KR100283275B1 - Liquid crystal display device - Google Patents

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요조 나루따끼
쇼고 후지오까
유꼬 마루야마
다까유끼 시마다
요우지 요시무라
미끼오 가따야마
유따까 이시이
신야 야마까와
아쯔시 반
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마찌다 가쯔히꼬
샤프 가부시키가이샤
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Abstract

액정 디스플레이 장치는 제1 기판; 제2 기판; 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 간에 삽입된 액정층; 상기 액정층에 대해 반대측 상의, 상기 제1 기판의 표면 상에 제공되는 제1 편광 소자; 상기 액정층에 대해 반대측 상의, 상기 제2 기판의 표면 상에 제공되는 제2 편광 소자; 상기 제1 편광 소자와 상기 액정층 간에 제공되는 제1 위상차 보상 소자; 및 상기 제2 편광 소자와 상기 액정층 간에 제공되는 제2 위상차 보상 소자를 포함한다. 복수의 화소 영역들이 디스플레이를 위해 제공된다. 상기 제1 기판은 적어도 하나의 투과 전극을 포함하고, 상기 제2 기판은 상기 복수의 화소 영역들의 각각에 대응하는 반사 전극 영역과 투과 전극 영역을 포함한다.The liquid crystal display device includes a first substrate; A second substrate; A liquid crystal layer interposed between the first substrate and the second substrate; A first polarizing element provided on a surface of said first substrate on the opposite side to said liquid crystal layer; A second polarizing element provided on the surface of the second substrate, on the side opposite to the liquid crystal layer; A first phase difference compensating element provided between the first polarizing element and the liquid crystal layer; And a second phase difference compensating element provided between the second polarizing element and the liquid crystal layer. A plurality of pixel areas is provided for the display. The first substrate includes at least one transmissive electrode, and the second substrate includes a reflective electrode region and a transmissive electrode region corresponding to each of the plurality of pixel regions.

Description

액정 디스플레이 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}Liquid crystal display device {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 반사형 액정 디스플레이 장치 및 반사 모드와 투과 모드 모두에서 동작가능한 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로, 이들은 워드 프로세서와 퍼스널 컴퓨터와 같은 사무 자동화 장비, 휴대용 컴퓨터와 같은 이동 정보 장치, 및 카메라에 일체화되며 액정 모니터를 갖는 VTR에 사용된다. 본 발명은 또한 이와 같은 액정 디스플레이 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 명세서에서, 액정 디스플레이 장치는 "LCD"라고 불리울 것이다. 반사 모드와 투과 모두에서 동작가능한 액정 디스플레이 장치는 "투과 및 반사형 LCD 장치"로 불리울 것이다.The present invention relates to a reflective liquid crystal display device and a liquid crystal display device operable in both reflective and transmissive modes, which are integrated into office automation equipment such as word processors and personal computers, mobile information devices such as portable computers, and cameras. It is used for a VTR having a liquid crystal monitor. The present invention also relates to a method of manufacturing such a liquid crystal display device. In this specification, the liquid crystal display device will be called "LCD". Liquid crystal display devices operable in both reflective mode and transmission will be referred to as "transmissive and reflective LCD devices".

LCD 장치는 CRT(음극선관)과 EL(일렉트로루미네슨스) 장치와는 달리 자체가 광을 방출하지는 않는다. 따라서, 배면 상에 백라이트가 구비된 투과성 LCD 장치가 사용된다.LCD devices, unlike CRT (cathode ray tube) and EL (electroluminescence) devices, do not emit light by themselves. Therefore, a transmissive LCD device having a backlight on the back side is used.

백라이트는 보통 LCD 장치의 전체 소비 전력의 50% 이상을 소비한다. 외부에서 흔히 사용되거나 또는 사용자에 의해 항상 휴대되는 일부 이동 정보 장치는 반사 판을 포함하고 주변 광만을 이용하여 디스플레이를 수행하는 반사형 LCD 장치를 포함한다.The backlight usually consumes more than 50% of the total power consumption of the LCD device. Some mobile information devices commonly used externally or always carried by a user include a reflective LCD device including a reflecting plate and performing display using only ambient light.

반사형 LCD 장치는 편광 소자이며 현재 활발하게 연구되고 있는 위상 변화(PC) 게스트-호스트(guest-host) 모드 장치는 물론 오늘날 투과성 LCD 장치로서 널리 사용하고 있는 TN(트위스트 네마틱) 모드 장치와 STN(슈퍼 트위스트 네마틱) 모드 장치를 포함한다. PC 게스트-호스트 모드 장치는 편광 소자를 사용하지 않고, 따라서 보다 밝은 디스플레이를 실현한다. 이와 같은 장치는 예를 들어, 미국특허 제5,220,444에 대응하는 일본 공개 공보 제4-75022호와 일본 공개 공보 제9-133930호에 개시되어 있다.Reflective LCD devices are polarizing elements and TN (twist nematic) mode devices and STNs that are widely used today as transmissive LCD devices as well as phase-change (PC) guest-host mode devices that are currently being actively studied. (Super Twist Nematic) mode device. The PC guest-host mode device does not use a polarizing element, thus realizing a brighter display. Such a device is disclosed, for example, in Japanese Laid-Open Publication No. 4-75022 and Japanese Laid-Open Publication No. 9-133930, which correspond to US Patent No. 5,220,444.

그러나, PC 게스트-호스트 모드 LCD 장치는 액정 분자와 내부에 분산된 염료를 포함하는 액정층에 염료에 의한 광학적 흡수를 이용하여 디스플레이를 수행한다. 따라서, 위상 천이 게스트-호스트 모드 LCD 장치는 편광 소자를 이용하는 TN 장치와 STN 장치보다 상당히 낮은 품질을 제공한다.However, the PC guest-host mode LCD device performs display using optical absorption by dye in a liquid crystal layer containing liquid crystal molecules and dye dispersed therein. Accordingly, phase shift guest-host mode LCD devices provide significantly lower quality than TN devices and STN devices using polarizing elements.

병렬로 또는 트위스트 방식으로 배향된 액정 분자를 포함하는 LCD 장치에서, 중심 및 액정층 부근에 있는 액정 분자는 기판의 표면에 대해 수직으로 경사진다. 그러나, 배향층 부근에 있는 액정 분자는 기판의 표면에 대해 수직으로 경사지지 않는다. 따라서, 액정층의 복굴절은 0일 수 없다. 따라서, LCD 장치가 전압이 인가될 때 블랙 디스플레이를 수행하는 디스플레이 모드에서 동작하는 경우, 만족할 만한 블랙 디스플레이가 나머지 복굴절로 인해 수행되지 않는다. 따라서, 충분한 콘트라스트 비가 얻어지지 않는다.In LCD devices comprising liquid crystal molecules oriented in parallel or in a twisted manner, the liquid crystal molecules near the center and the liquid crystal layer are inclined perpendicularly to the surface of the substrate. However, the liquid crystal molecules near the alignment layer do not incline perpendicularly to the surface of the substrate. Therefore, the birefringence of the liquid crystal layer cannot be zero. Thus, when the LCD device operates in a display mode that performs black display when voltage is applied, satisfactory black display is not performed due to the remaining birefringence. Therefore, sufficient contrast ratio is not obtained.

TN 모드와 STN 모드 장치는 복굴절 및 콘트라스트의 면에서 충분히 높은 품질의 디스플레이를 제공하지 못한다. 따라서, 복굴절 및 콘트라스트에서의 추가적인 개선이 요구되고 있다.TN mode and STN mode devices do not provide sufficiently high quality displays in terms of birefringence and contrast. Therefore, further improvement in birefringence and contrast is required.

반사형 LCD 장치는, 디스플레이에 사용된 반사광의 세기가 주변 광이 어두울 때 보다 낮다는 단점이 있다. 이에 비해, 투과성 LCD 장치는 그 가시성이 주변 광이 극히 밝을 때, 예를 들면 화창한 날에 바깥에서 보다 낮다는 단점이 있다.Reflective LCD devices have the disadvantage that the intensity of the reflected light used in the display is lower than when the ambient light is dark. In contrast, the transmissive LCD device has a disadvantage that its visibility is lower than outside when the ambient light is extremely bright, for example, on a sunny day.

본 발명의 한 특징에 따르면, 액정 디스플레이 장치는 제1 기판; 제2 기판; 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 간에 삽입된 액정층; 상기 액정층에 대해 반대측 상의, 상기 제1 기판의 표면상에 제공되는 제1 편광 소자; 상기 액정층에 대해 반대측 상의, 상기 제2 기판의 표면 상에 제공되는 제2 편광 소자; 상기 제1 편광 소자와 상기 액정층 간에 제공되는 제1 위상차 보상 소자; 및 상기 제2 편광 소자와 상기 액정층 간에 제공되는 제2 위상차 보상 소자를 포함한다. 복수의 화소 영역들이 디스플레이를 위해 제공된다. 상기 제1 기판은 적어도 하나의 투과 전극을 포함하고, 상기 제2 기판은 상기 복수의 화소 영역들의 각각에 대응하여 반사 전극 영역과 투과 전극 영역을 포함한다.According to one aspect of the invention, the liquid crystal display device comprises a first substrate; A second substrate; A liquid crystal layer interposed between the first substrate and the second substrate; A first polarizing element provided on a surface of said first substrate on the opposite side to said liquid crystal layer; A second polarizing element provided on the surface of the second substrate, on the side opposite to the liquid crystal layer; A first phase difference compensating element provided between the first polarizing element and the liquid crystal layer; And a second phase difference compensating element provided between the second polarizing element and the liquid crystal layer. A plurality of pixel areas is provided for the display. The first substrate includes at least one transmissive electrode, and the second substrate includes a reflective electrode region and a transmissive electrode region corresponding to each of the plurality of pixel regions.

본 발명의 한 실시예에서, 복수의 화소 영역들의 각각은 반사광을 이용하여 디스플레이를 수행하기 위한 반사 영역과, 투과광을 이용하여 디스플레이를 수행하기 위한 투과 영역을 가지며, 반사 전극 영역은 상기 반사 영역을 한정하고, 투과 전극 영역은 상기 투과 영역을 한정한다.In one embodiment of the present invention, each of the plurality of pixel areas has a reflection area for performing display using reflected light, and a transmission area for performing display using transmitted light, and the reflective electrode area is configured to reflect the reflection area. And the transmissive electrode region defines the transmissive region.

본 발명의 한 실시예에서, 액정층은 상기 액정층에서의 액정 분자들의 분자축이 제1 및 제2 기판의 표면에 대해 실질적으로 수직일 때 제로(zero)의 지연을 가지며, 제1 위상차 보상 소자와 제2 위상차 보상 소자는 각각 λ/4 조건을 만족하는 지연을 갖는다.In one embodiment of the present invention, the liquid crystal layer has a delay of zero when the molecular axis of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer is substantially perpendicular to the surfaces of the first and second substrates, and compensates for the first phase difference. The element and the second phase difference compensating element each have a delay satisfying the lambda / 4 condition.

본 발명의 한 실시예에서, 액정층은 상기 액정층에서의 액정 분자들의 분자축이 제1 및 제2 기판의 표면에 대해 거의 수직일 때 α의 지연을 가지며, 제1 위상차 보상 소자는 λ/4-α 조건을 만족하는 지연을 갖는다.In one embodiment of the present invention, the liquid crystal layer has a delay of? When the molecular axis of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer is substantially perpendicular to the surfaces of the first and second substrates, and the first phase difference compensating element is? /. Has a delay that satisfies the 4-α condition.

본 발명의 한 실시예에서, 액정층은 상기 액정층에서의 액정 분자들의 분자축이 제1 및 제2 기판의 표면에 대해 거의 수직일 때 α의 지연을 가지며, 제1 위상차 보상 소자는 λ/4-α 조건을 만족하는 지연을 가지며, 제2 위상차 보상 소자는 λ/4-(β-α) 조건을 만족하는 지연을 갖는다.In one embodiment of the present invention, the liquid crystal layer has a delay of? When the molecular axis of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer is substantially perpendicular to the surfaces of the first and second substrates, and the first phase difference compensating element is? /. There is a delay satisfying the 4-α condition, and the second phase difference compensating element has a delay satisfying the λ / 4- (β-α) condition.

본 발명의 한 실시예에서, 제1 위상차 보상 소자와 제2 위상차 보상 소자는 각각 λ/4 파장 판으로 형성되고, 제1 편광 소자의 투과축과 제1 위상차 보상 소자는 약 45도의 각도를 이루며, 제2 편광 소자의 투과축과 제2 위상차 보상 소자는 약 45도의 각도를 이룬다.In one embodiment of the present invention, the first retardation compensator and the second retardation compensator are each formed of a λ / 4 wave plate, and the transmission axis of the first polarization element and the first retardation compensator form an angle of about 45 degrees. The transmission axis of the second polarizer and the second retardation compensator form an angle of about 45 degrees.

본 발명의 한 실시예에서, 제2 위상차 보상 소자는 λ/4 파장 판으로 형성되고, 제2 위상차 보상 소자의 지상축(slower optic axis)은 액정층을 통해 투과되는 타원형 편광의 장축 또는 단축중의 하나에 일치하며, 타원형 편광을 선형 편광으로 변환하기 위해 제2 위상차 보상 소자에 입사하며, 제2 편광 소자의 투과축은 선형 편광의 편광축에 수직이다.In one embodiment of the present invention, the second retardation compensator is formed of a λ / 4 wave plate, and the slower optic axis of the second retardation compensator is the long or short axis of the elliptical polarization transmitted through the liquid crystal layer. Is incident on the second retardation compensating element for converting the elliptical polarization into linear polarization, and the transmission axis of the second polarization element is perpendicular to the polarization axis of the linear polarization.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 액정 디스플레이 장치는 투과 전극을 포함하는 제1 기판; 반사 전극을 포함하는 제2 기판; 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 간에 삽입되고, 음 유전율 이방성을 나타내고 어떠한 전압도 인가되지 않을 때에는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 표면에 실질적으로 수직으로 배향되는 액정 분자를 포함하는 액정층; 상기 액정층에 대해 반대측의, 상기 제1 기판의 표면 상에 제공되는 편광 소자; 및 상기 편광 소자와 상기 액정층 간에 제공되는 λ/4 파장 판을 포함한다. λ/4 파장 판의 지상축과 편광 소자의 투과축은 약 45도의 각도를 이룬다.According to another feature of the invention, the liquid crystal display device comprises a first substrate comprising a transmissive electrode; A second substrate including a reflective electrode; A liquid crystal layer interposed between the first substrate and the second substrate, the liquid crystal layer comprising negative dielectric anisotropy and oriented substantially perpendicular to the surface of the first substrate and the second substrate when no voltage is applied; ; A polarizing element provided on a surface of said first substrate opposite to said liquid crystal layer; And a [lambda] / 4 wavelength plate provided between the polarizing element and the liquid crystal layer. The slow axis of the λ / 4 wave plate and the transmission axis of the polarizing element form an angle of about 45 degrees.

본 발명의 한 실시예에서, 액정 디스플레이 장치는 반사 전극과 편광 소자 간에 위상차 보상 소자를 더 포함한다.In one embodiment of the present invention, the liquid crystal display device further comprises a phase difference compensating element between the reflective electrode and the polarizing element.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 액정 디스플레이 장치는 제1 기판; 제2 기판; 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 간에 삽입되어, 음 유전율 이방성을 나타내며 어떠한 전압도 인가되지 않을 때에는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 표면에 대해 실질적으로 수직으로 배향되는 액정 분자를 포함하는 액정층; 상기 액정층에 대해 반대측 상의, 상기 제1 기판의 표면 상에 제공되는 제1 편광 소자; 상기 액정층에 대해 반대측 상의, 상기 제2 기판의 표면 상에 제공되는 제2 편광 소자; 상기 제1 편광 소자와 상기 액정층 간에 제공되는 제1 λ/4 파장 판; 및 상기 제2 편광 소자와 상기 액정층 간에 제공되는 제2 λ/4 파장 판을 포함한다. 복수의 화소 영역들이 디스플레이를 위해 제공된다. 제1 기판은 적어도 하나의 투과 전극을 포함하고, 제2 기판은 복수의 화소 영역들의 각각에 대응하여 반사 전극 영역과 투과 전극 영역을 포함한다. 제1 λ/4 파장 판과 제2 λ/4 파장 판의 지상축들은 동일한 방향에 있고, 제1 편광 소자와 제2 편광 소자의 투과축 각각과 약 45도의 각도를 이룬다.According to another feature of the invention, the liquid crystal display device comprises a first substrate; A second substrate; A liquid crystal interposed between the first substrate and the second substrate, the liquid crystal molecules being negative dielectric anisotropy and oriented substantially perpendicular to the surface of the first substrate and the second substrate when no voltage is applied; layer; A first polarizing element provided on a surface of said first substrate on the opposite side to said liquid crystal layer; A second polarizing element provided on the surface of the second substrate, on the side opposite to the liquid crystal layer; A first λ / 4 wave plate provided between the first polarizing element and the liquid crystal layer; And a second lambda / 4 wavelength plate provided between the second polarizing element and the liquid crystal layer. A plurality of pixel areas is provided for the display. The first substrate includes at least one transmissive electrode, and the second substrate includes a reflective electrode region and a transmissive electrode region corresponding to each of the plurality of pixel regions. The slow axes of the first λ / 4 wave plate and the second λ / 4 wave plate are in the same direction and form an angle of about 45 degrees with each of the transmission axes of the first and second polarization elements.

본 발명의 한 실시예에서, 복수의 화소 영역들의 각각은 반사광을 이용하여 디스플레이를 수행하기 위한 반사 영역과, 투과광을 이용하여 디스플레이를 수행하기 위한 투과 영역을 가지며, 반사 전극 영역은 상기 반사 영역을 한정하고, 투과 전극 영역은 상기 투과 영역을 한정한다.In one embodiment of the present invention, each of the plurality of pixel areas has a reflection area for performing display using reflected light, and a transmission area for performing display using transmitted light, and the reflective electrode area is configured to reflect the reflection area. And the transmissive electrode region defines the transmissive region.

본 발명의 한 실시예에서, 액정 디스플레이 장치는 제1 편광 소자와 제2 편광 소자 간에 적어도 하나의 위상차 보상 소자를 더 포함한다.In one embodiment of the present invention, the liquid crystal display device further comprises at least one phase difference compensating element between the first polarizing element and the second polarizing element.

본 발명의 한 실시예에서, 액정층이 치럴 도펀트(chiral dopent)를 더 포함한다.In one embodiment of the present invention, the liquid crystal layer further comprises chiral dopent.

본 발명의 한 실시예에서, 액정층이 약 90도 트위스트 배향을 갖는다.In one embodiment of the invention, the liquid crystal layer has a twist orientation of about 90 degrees.

본 발명의 한 실시예에서, 제1 편광 소자와 제2 편광 소자는 상호 직교하는투과 축을 가지며, 제1 위상차 보상 소자와 제2 위상차 보상 소자는 상호 직교하는 지상축을 갖는다.In one embodiment of the present invention, the first polarizing element and the second polarizing element have transmission axes orthogonal to each other, and the first phase difference compensating element and the second phase difference compensating element have slow axes that are orthogonal to each other.

본 발명의 한 실시예에서, 제1 위상차 보상 소자는 제1 편광 소자로부터의 선형 편광을 원형 편광으로 변환하고, 제2 위상차 보상 소자는 제2 편광 소자로부터의 선형 편광을 원형 편광으로 변환하며, 액정 디스플레이 장치는 제1 편광 소자와 액정층 간에 제공되어, 제1 위상차 보상 소자의 굴절율 이방성의 파장 의존성을 보상하기 위한 제3 위상차 보상 소자를 더 포함한다.In one embodiment of the present invention, the first retardation compensator converts linearly polarized light from the first polarization element into circularly polarized light, and the second retardation compensator converts linearly polarized light from the second polarization device into circularly polarized light, The liquid crystal display device further includes a third phase difference compensation element provided between the first polarizing element and the liquid crystal layer to compensate for wavelength dependence of refractive index anisotropy of the first phase difference compensation element.

본 발명의 한 실시예에서, 제3 위상차 보상 소자는 λ/2 파장 판이고, 제1 편광 소자의 투과축과 제3 위상차 보상 소자의 지상축이 γ1의 각도를 이룰 때, 제1 편광 소자의 투과축과 제1 위상차 보상 소자의 지상축은 2γ1+45도의 각도를 이룬다.In one embodiment of the present invention, the third retardation compensator is a λ / 2 wave plate, and when the transmission axis of the first polarization element and the slow axis of the third retardation compensator form an angle of? 1, The transmission axis and the slow axis of the first retardation compensator form an angle of 2γ1 + 45 degrees.

본 발명의 한 실시예에서, 액정 디스플레이 장치는 제2 편광 소자와 액정층 간에 제공되어, 제2 위상차 보상 소자의 굴절율 이방성의 파장 의존성을 보상하기 위한 제4 위상차 보상 소자를 더 포함한다.In one embodiment of the present invention, the liquid crystal display device further includes a fourth phase difference compensation element provided between the second polarizing element and the liquid crystal layer to compensate for wavelength dependence of refractive index anisotropy of the second phase difference compensation element.

본 발명의 한 실시예에서, 제4 위상차 보상 소자는 λ/2 파장 판이며, 제2 편광 소자의 투과축과 제4 위상차 보상 소자의 지상축이 γ2의 각도를 이룰 때, 제2 편광 소자의 투과축과 제2 위상차 보상 소자의 지상축은 2γ2+45도의 각도를 이룬다.In one embodiment of the present invention, the fourth retardation compensator is a λ / 2 wave plate, and when the transmission axis of the second polarization element and the slow axis of the fourth retardation compensator form an angle of? 2, The transmission axis and the slow axis of the second retardation compensator form an angle of 2γ2 + 45 degrees.

본 발명의 한 실시예에서, 제1 편광 소자의 투과축이 제2 편광 소자의 투과축에 수직이며, 제1 위상차 보상 소자의 지상축이 제2 위상차 보상 소자의 지상축에 수직이며, 제3 위상차 보상 소자의 지상축이 제4 위상차 보상 소자의 지상축에 수직이다.In one embodiment of the present invention, the transmission axis of the first polarization element is perpendicular to the transmission axis of the second polarization element, the slow axis of the first phase difference compensation element is perpendicular to the slow axis of the second phase difference compensation element, and the third The slow axis of the retardation compensator is perpendicular to the slow axis of the fourth retardation compensator.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 액정 디스플레이 장치는 제1 기판; 제2 기판; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 간에 삽입된 액정층을 포함한다. 복수의 화소 영역들이 디스플레이를 위해 제공되며, 상기 복수의 화소 영역들의 각각은 반사광을 이용하여 디스플레이를 수행하기 위한 반사 영역과, 투과광을 이용하여 디스플레이를 수행하기 위한 투과 영역을 갖는다. 상기 제1 기판은 액정층 부근에 대향 전극을 포함한다. 상기 제2 기판은 상기 액정층 부근에 복수의 게이트 라인들, 상기 복수의 게이트 라인들에 수직인 복수의 소스 라인들, 상기 복수의 게이트 라인들과 상기 복수의 소스 라인들의 교차점 부근에 제공되는 복수의 스위칭 소자들, 고 광투과 효율을 갖는 제1 도전층, 및 고 광반사 효율을 갖는 제2 도전층을 포함하며, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층은 상호 접속된 상기 스위칭 소자들의 각각에 접속되어 상기 화소 영역들의 각각에 제공된다.According to another feature of the invention, the liquid crystal display device comprises a first substrate; A second substrate; And a liquid crystal layer interposed between the first substrate and the second substrate. A plurality of pixel areas are provided for display, each of the plurality of pixel areas having a reflection area for performing display using reflected light and a transmission area for performing display using transmitted light. The first substrate includes a counter electrode near the liquid crystal layer. The second substrate may include a plurality of gate lines in the vicinity of the liquid crystal layer, a plurality of source lines perpendicular to the plurality of gate lines, and a plurality of gate lines provided near an intersection point of the plurality of gate lines and the plurality of source lines. Switching elements, a first conductive layer having a high light transmission efficiency, and a second conductive layer having a high light reflection efficiency, wherein the first conductive layer and the second conductive layer are interconnected to each other. Are connected to each and provided in each of the pixel regions.

본 발명의 한 실시예에서, 액정 디스플레이 장치가 제1 도전층과 제2 도전층 간에 절연층을 더 포함한다.In one embodiment of the present invention, the liquid crystal display device further comprises an insulating layer between the first conductive layer and the second conductive layer.

본 발명의 한 실시예에서, 제2 기판은 제3 도전층을 더 포함하고, 제1 도전층과 제2 도전층은 제3 도전층을 통해 상호 접속되어 있다.In one embodiment of the present invention, the second substrate further comprises a third conductive layer, wherein the first conductive layer and the second conductive layer are interconnected through the third conductive layer.

본 발명의 한 실시예에서, 제1 도전층, 제2 도전층 및 제3 도전층중의 하나는 복수의 게이트 전극들 또는 복수의 소스 전극들을 형성하는 재료들중의 하나와 동일한 재료로 형성된다.In one embodiment of the present invention, one of the first conductive layer, the second conductive layer and the third conductive layer is formed of the same material as one of the materials forming the plurality of gate electrodes or the plurality of source electrodes. .

본 발명의 한 실시예에서, 절연층은 제2 도전층 아래에 물결 모양의 표면을 갖는다.In one embodiment of the present invention, the insulating layer has a wavy surface below the second conductive layer.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 액정 디스플레이 장치의 제조 방법에 제공된다. 상기 액정 디스플레이 장치는 제1 기판; 제2 기판; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 간에 삽입되는 액정층을 포함한다. 복수의 화소 영역들이 디스플레이를 위해 제공되며, 상기 복수의 화소 영역들의 각각은 반사광을 이용하여 디스플레이를 수행하기 위한 반사 영역과, 투과광을 이용하여 디스플레이를 수행하기 위한 투과 영역을 갖는다. 상기 제1 기판은 상기 액정층 부근에 대향 전극을 포함한다. 상기 제2 기판은 상기 액정층 부근에 복수의 게이트 라인들, 상기 복수의 게이트 라인에 수직인 복수의 소스 라인들, 상기 복수의 게이트 라인들과 상기 복수의 소스 라인들의 교차점 부근에 제공되는 복수의 스위칭 소자들, 고 광투과 효율을 갖는 제1 도전층, 및 고 광반사 효율을 갖는 제2 도전층을 포함하며, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층은 상호 접속된 상기 스위칭 소자들의 각각에 접속되어 상기 화소 영역들의 각각에 제공되며, 절연층이 상기 제1 도전층 상기 제2 도전층 간에 제공된다. 상기 방법은 판 위에 제1 도전층을 형성하는 단계; 적어도 제1 도전층 위에 절연층을 형성하는 단계; 상기 절연층 위에 제2 도전층을 형성하는 단계; 및 상기 제1 도전층 위에 형성된 상기 제2 도전층을 부분적으로 제거하는 단계를 포함한다.According to still another feature of the present invention, it is provided in a method of manufacturing a liquid crystal display device. The liquid crystal display device includes a first substrate; A second substrate; And a liquid crystal layer interposed between the first substrate and the second substrate. A plurality of pixel areas are provided for display, each of the plurality of pixel areas having a reflection area for performing display using reflected light and a transmission area for performing display using transmitted light. The first substrate includes a counter electrode in the vicinity of the liquid crystal layer. The second substrate may include a plurality of gate lines in the vicinity of the liquid crystal layer, a plurality of source lines perpendicular to the plurality of gate lines, and a plurality of gate lines provided near an intersection point of the plurality of gate lines and the plurality of source lines. Switching elements, a first conductive layer having a high light transmission efficiency, and a second conductive layer having a high light reflection efficiency, wherein the first conductive layer and the second conductive layer are each of the switching elements interconnected. And an insulating layer are provided between each of the pixel regions, the insulating layer being provided between the first conductive layer and the second conductive layer. The method includes forming a first conductive layer on a plate; Forming an insulating layer over at least the first conductive layer; Forming a second conductive layer on the insulating layer; And partially removing the second conductive layer formed on the first conductive layer.

본 발명의 한 실시예에서, 상기 방법은 제1 도전층과 제2 도전층이 제3 도전층을 통해 상호 접속하도록, 적어도 상기 제1 도전층 상의 접속 영역 상에, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층을 접속하기 위한 제3 도전층을 형성하는 단계; 절연층을 형성하는 단계; 및 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층을 접속하기 위해 적어도 접속 영역 상의 상기 절연층을 부분적으로 제거하는 단계를 더 포함한다.In one embodiment of the invention, the method comprises at least a portion of the first conductive layer and the first conductive layer on the connection region on the first conductive layer such that the first conductive layer and the second conductive layer are interconnected through a third conductive layer. Forming a third conductive layer for connecting the second conductive layer; Forming an insulating layer; And partially removing at least the insulating layer on the connection region to connect the first conductive layer and the second conductive layer.

본 발명의 한 실시예에서, 절연층을 부분적으로 제거하는 단계는 제1 도전층의 영역 상의 절연층을 제거하는 단계를 포함한다.In one embodiment of the present invention, partially removing the insulating layer includes removing the insulating layer on the region of the first conductive layer.

따라서, 설명된 본 발명은 충분히 높은 콘트라스트를 갖는 만족할 만한 디스플레이를 제공하는 반사형 LCD 장치와 투과 및 반사형 LCD 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 장점을 가능하게 한다.The present invention thus described enables the advantages of providing a reflective LCD device and a transmissive and reflective LCD device and a method of manufacturing the same that provide a satisfactory display with sufficiently high contrast.

본 발명의 이들 및 다른 장점들은 첨부하는 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명을 읽고 이해할 때 기술분야의 숙련자에게는 명확할 것이다.These and other advantages of the present invention will be apparent to those skilled in the art upon reading and understanding the following detailed description with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 예에서의 반사형 LCD 장치의 개략도.1 is a schematic diagram of a reflective LCD device in an example according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 예에서의 투과 및 반사형 LCD 장치의 개략도.2 is a schematic diagram of a transmissive and reflective LCD device in an example according to the invention;

도 3은 본 발명에 따른 예에서의 투과 및 반사형 LCD 장치의 개략도.3 is a schematic diagram of a transmissive and reflective LCD device in an example according to the invention;

도 4는 광이 입사되어 수직으로 수광될 때 얻어지는 d=3.56㎛의 갭을 갖는 본 발명에 따른 반사형 LCD 장치의 스펙트럼 반사 특성을 도시하는 그래프.Fig. 4 is a graph showing the spectral reflection characteristics of the reflective LCD device according to the present invention with a gap of d = 3.56 mu m obtained when light is incident and received vertically.

도 5는 광이 입사되어 수직으로 수광될 때 얻어지는 d=4.5㎛의 갭을 갖는 본 발명에 따른 반사형 LCD 장치의 스펙트럼 반사 특성을 도시하는 그래프.Fig. 5 is a graph showing the spectral reflection characteristics of the reflective LCD device according to the present invention with a gap of d = 4.5 mu m obtained when light is incident and received vertically.

도 6은 광이 입사되어 550 nm의 파장으로 수직으로 수광될 때 얻어지는 본 발명에 따른 반사형 LCD 장치의 셀 갭 및 콘트라스트 비 간의 관계를 도시하는 그래프.Fig. 6 is a graph showing the relationship between the cell gap and the contrast ratio of the reflective LCD device according to the present invention obtained when light is incident and received vertically at a wavelength of 550 nm.

도 7a은 본 발명에 따른 제1 예에서의 액티브 매트릭스 기판의 평면도.7A is a plan view of an active matrix substrate in a first example according to the present invention;

도 7b는 도 7a의 7b-7b'선을 따라 절취된 액티브 매트릭스 기판의 단면도.FIG. 7B is a cross-sectional view of the active matrix substrate taken along line 7b-7b 'of FIG. 7A.

도 8a는 본 발명에 따른 제2 예에서의 액티브 매트릭스 기판의 평면도.8A is a plan view of an active matrix substrate in a second example according to the present invention;

도 8b는 도 8a의 8b-8b'선을 따라 절취된 액티브 매트릭스 기판의 단면도.FIG. 8B is a cross-sectional view of the active matrix substrate taken along line 8b-8b 'of FIG. 8A.

도 8c는 본 발명에 따른 반-투과 및 반-반사형 LCD 장치에 사용되는 액티브 매트릭스 기판의 평면도.8C is a plan view of an active matrix substrate used in a semi-transmissive and semi-reflective LCD device according to the present invention;

도 8d는 도 8c의 8d-8d'선을 따라 절취된 액티브 매트릭스 기판의 단면도.FIG. 8D is a cross-sectional view of the active matrix substrate taken along the line 8d-8d 'of FIG. 8C. FIG.

도 8e는 도 8c의 8e-8e'선을 따라 절취된 액티브 매트릭스 기판의 단면도.FIG. 8E is a cross-sectional view of the active matrix substrate taken along line 8e-8e 'of FIG. 8C.

도 9는 광이 입사되어 수직으로 수광될 때 얻어지는 d=3.56㎛의 갭을 갖는 본 발명에 따른 투과 및 반사형 LCD 장치의 스펙트럼 반사 특성을 도시하는 그래프.Fig. 9 is a graph showing the spectral reflection characteristics of the transmissive and reflective LCD device according to the present invention with a gap of d = 3.56 mu m obtained when light is incident and received vertically.

도 10은 광이 입사되어 수직으로 수광될 때 얻어지는 d=4.5㎛의 갭을 갖는 본 발명에 따른 투과 및 반사형 LCD 장치의 스펙트럼 반사 특성을 도시하는 그래프.Fig. 10 is a graph showing the spectral reflection characteristics of the transmissive and reflective LCD device according to the present invention having a gap of d = 4.5 mu m obtained when light is incident and received vertically.

도 11은 광이 입사되어 550 nm의 파장으로 수직으로 수광될 때 얻어지는 본 발명에 따른 투과 및 반사형 LCD 장치의 셀 갭 및 콘트라스트 비 간의 관계를 도시하는 그래프.Fig. 11 is a graph showing the relationship between the cell gap and the contrast ratio of the transmissive and reflective LCD device according to the present invention obtained when light is incident and received vertically at a wavelength of 550 nm.

도 12는 제1 예에서 λ/4 파장 판의 지상축(slower optic axis)의 각 및 콘트라스트 비 간의 관계를 도시하는 그래프.FIG. 12 is a graph showing the relationship between the angle and the contrast ratio of the slower optic axis of the λ / 4 wave plate in the first example. FIG.

도 13a는 본 발명에 따른 LCD 장치에서 블랙 디스플레이(black display)시 광 투과 및 반사를 도시하는 개략도.Fig. 13A is a schematic diagram showing light transmission and reflection during black display in the LCD device according to the present invention.

도 13b는 본 발명에 따른 제2 예에서의 LCD 장치에서 화이트 디스플레이(white display)시 광 투과 및 반사를 도시하는 개략도.Fig. 13B is a schematic diagram showing light transmission and reflection during white display in the LCD device in the second example according to the present invention.

도 14a는 본 발명에 따른 제4 예에서의 LCD 장치에서 반사 모드의 블랙 디스플레이시 광 투과 및 반사를 도시하는 개략도.Fig. 14A is a schematic diagram showing light transmission and reflection in the black display of the reflection mode in the LCD device in the fourth example according to the present invention;

도 14b는 본 발명에 따른 제4 예에서의 LCD 장치에서 반사 모드의 화이트 디스플레이시 광 투과 및 반사를 도시하는 개략도.Fig. 14B is a schematic diagram showing light transmission and reflection in white display in reflection mode in the LCD device in the fourth example according to the present invention;

도 15a는 본 발명에 따른 제4 예에서의 LCD 장치에서 반사 모드의 블랙 디스플레이시 광 투과 및 반사를 도시하는 개략도.Fig. 15A is a schematic diagram showing light transmission and reflection in the black display of the reflection mode in the LCD device in the fourth example according to the present invention;

도 15b는 본 발명에 따른 제4 예에서의 LCD 장치에서 반사 모드의 화이트 디스플레이시 광 투과 및 반사를 도시하는 개략도.Fig. 15B is a schematic diagram showing light transmission and reflection in white display in reflection mode in the LCD device in the fourth example according to the present invention;

도 16은 제4 예에서의 블랙 디스플레이시 파장 및 투과율 간의 관계를 도시하는 그래프.16 is a graph showing a relationship between wavelength and transmittance in black display in a fourth example.

도 17은 본 발명에 따른 제5 예에서의 반사형 LCD 장치의 개략도.17 is a schematic diagram of a reflective LCD device in a fifth example according to the present invention;

도 18a는 본 발명에 따른 제5 예에서의 LCD 장치에서 반사 모드의 블랙 디스플레이시 광 투과 및 반사를 도시하는 개략도.18A is a schematic diagram showing light transmission and reflection in the black display of the reflection mode in the LCD device in the fifth example according to the present invention;

도 18b는 본 발명에 따른 제5 예에서의 LCD 장치에서 반사 모드의 화이트 디스플레이시 광 투과 및 반사를 도시하는 개략도.18B is a schematic diagram showing light transmission and reflection in white display in reflection mode in the LCD device in the fifth example according to the present invention;

도 18c는 본 발명에 따른 제5 예에서의 LCD 장치에서 투과 모드의 블랙 디스플레이시 광 투과 및 반사를 도시하는 개략도.18C is a schematic diagram showing light transmission and reflection in a black display of transmission mode in the LCD device in a fifth example according to the present invention;

도 18d는 본 발명에 따른 제5 예에서의 LCD 장치에서 투과 모드의 화이트 디스플레이시 광 투과 및 반사를 도시하는 개략도.18D is a schematic diagram showing light transmission and reflection in white display in transmission mode in the LCD device in a fifth example according to the present invention;

도 19는 제5 예에서의 블랙 디스플레이시 파장 및 투과율 간의 관계를 도시하는 그래프.19 is a graph showing a relationship between wavelength and transmittance in black display in a fifth example.

도 20은 제5 예에서의 블랙 디스플레이시 파장 및 투과율 간의 관계를 도시하는 그래프.20 is a graph showing a relationship between wavelength and transmittance in black display in a fifth example.

도 21은 본 발명에 따른 제6 예에서의 LCD 장치의 액티브 매트릭스 기판의 평면도.21 is a plan view of an active matrix substrate of an LCD device in a sixth example according to the present invention;

도 22는 도 21에 도시된 액티브 매트릭스 기판의 단면도.FIG. 22 is a sectional view of the active matrix substrate shown in FIG. 21;

도 23a 내지 23e는 도 21 및 22에 도시된 액티브 매트릭스 기판을 형성하기 위한 방법을 도시하는 단면도.23A-23E are cross-sectional views illustrating a method for forming the active matrix substrate shown in FIGS. 21 and 22.

도 24는 본 발명에 따른 제7 예에서의 LCD 장치의 액티브 매트릭스 기판의 평면도.24 is a plan view of an active matrix substrate of an LCD device in a seventh example according to the present invention;

도 25는 도 24에서 25-25'선을 따라 절취한 LCD 장치의 단면도.25 is a cross-sectional view of the LCD device taken along the line 25-25 'in FIG.

도 26a 내지 26c는 본 발명에 따른 제8 예에서의 LCD 장치의 액티브 매트릭스 기판을 형성하기 위한 방법을 도시하는 단면도.26A to 26C are cross-sectional views showing a method for forming an active matrix substrate of an LCD device in an eighth example according to the present invention;

도 27a 내지 27c는 본 발명에 따른 제9 예에서의 LCD 장치의 액티브 매트릭스 기판을 형성하기 위한 방법을 도시하는 단면도.27A to 27C are cross-sectional views showing a method for forming an active matrix substrate of an LCD device in a ninth example according to the present invention;

도 28a 내지 28c는 본 발명에 따른 제10 예에서의 LCD 장치의 액티브 매트릭스 기판을 형성하기 위한 방법을 도시하는 단면도.28A to 28C are cross-sectional views showing a method for forming an active matrix substrate of an LCD device in a tenth example according to the present invention;

도 29a 내지 29c는 본 발명에 따른 제11 예에서의 LCD 장치의 액티브 매트릭스 기판을 형성하기 위한 방법을 도시하는 단면도.29A to 29C are cross-sectional views showing a method for forming an active matrix substrate of an LCD device in an eleventh example according to the present invention;

도 30은 제11 예에서의 LCD 장치의 액티브 매트릭스 기판의 평면도.30 is a plan view of an active matrix substrate of the LCD device in Example 11;

도 31a 내지 31e 및 32a 내지 32c는 제11 예에서의 LCD 장치의 디스플레이부를 형성하기 위한 방법을 도시하는 단면도.31A to 31E and 32A to 32C are cross-sectional views showing a method for forming a display portion of an LCD device in an eleventh example.

도 33a 내지 33f는 제11 예에서의 LCD 장치의 게이트 단자부를 형성하기 위한 방법을 도시하는 단면도.33A to 33F are sectional views showing the method for forming the gate terminal portion of the LCD device in the eleventh example.

도 34a는 제11 예의 변형에서 LCD 장치의 게이트 단자부의 단면도.34A is a sectional view of the gate terminal portion of the LCD device in a variation of the eleventh example;

도 34b는 제11 실시예의 변형에서 LCD 장치의 소스 단자부의 단면도.Fig. 34B is a sectional view of the source terminal portion of the LCD device in the modification of the eleventh embodiment.

도 35a 내지 35c는 본 발명에 따른 제12 예에서의 LCD 장치를 제조하기 위한 방법의 단면도.35A to 35C are cross-sectional views of a method for manufacturing an LCD device in a twelfth example according to the present invention.

도 36은 본 발명에 따른 제13 예에서의 하나의 방법에 의해 제조된 LCD 장치의 단면도.Fig. 36 is a sectional view of an LCD device manufactured by one method in Example 13 according to the present invention.

도 37a는 본 발명에 따른 제13 예에서의 다른 방법에 의해 제조된 LCD 장치의 단면도.37A is a sectional view of an LCD device manufactured by another method in the thirteenth example according to the present invention;

도 37b는 도 37a에 도시된 LCD 장치의 전압-명도 관계를 도시하는 그래프.FIG. 37B is a graph showing the voltage-brightness relationship of the LCD device shown in FIG. 37A. FIG.

도 38a는 비교 방법에 의해 제조된 LCD 장치의 단면도.38A is a sectional view of an LCD device manufactured by a comparison method.

도 38b는 도 38a에 도시된 LCD 장치의 전압-명도 관계를 도시하는 그래프.FIG. 38B is a graph showing the voltage-brightness relationship of the LCD device shown in FIG. 38A. FIG.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

1, 2 : 기판1, 2: substrate

3 : 반사 전극3: reflective electrode

4 : 대향 전극4: counter electrode

5 : 액정층5: liquid crystal layer

6, 9 : 편광 소자6, 9: polarizing element

7, 10 : 위상차 보상 소자 (λ/4 파장 판)7, 10: phase difference compensating element (λ / 4 wavelength plate)

8 : 투과 전극8: transmissive electrode

용어 "반사 전극 영역", "투과 전극 영역", "반사 영역" 및 "투과 영역"이 설명된다.The terms "reflective electrode region", "transmissive electrode region", "reflective region" and "transmissive region" are described.

주변 광(ambient light)을 이용하여 디스플레이를 수행하기 위한 반사형 LCD 장치는 액정층을 통해 투과된 주변 광을 반사하기 위한 두개의 기판중 한 기판 상에 반사 전극 영역을 가진다. 반사 전극 영역은 반사 전극 또는 투과 전극과 반사 층(예를 들어, 반사판)의 조합으로 형성될 수 있다. 다시 말해서, 액정층에 전압을 인가하기 위한 전극은 투과 전극일 수 있고, 이 경우에, 입사광을 반사하기 위한 반사 전극 영역이 전극으로서 기능할 필요는 없다.Reflective LCD devices for performing display using ambient light have reflective electrode regions on one of two substrates for reflecting ambient light transmitted through the liquid crystal layer. The reflective electrode region may be formed by a combination of a reflective electrode or a transmissive electrode and a reflective layer (eg, a reflector). In other words, the electrode for applying the voltage to the liquid crystal layer may be a transmissive electrode, in which case, the reflective electrode region for reflecting the incident light does not need to function as an electrode.

투과 및 반사형 LCD 장치는 반사형 LCD 장치와 같이, 반사 전극 영역을 가진다. 반사 전극 영역은 반사 전극 또는 투과 전극과 반사 층(예를 들어, 반사판)의 조합으로 형성될 수 있다. 투과 전극 영역은 전형적으로 투과 전극으로 형성된다. ("반-투과 및 반-반사형 LCD 장치로 지칭되는) 반사 전극에 비교적 작은 투과 전극 영역을 갖는 LCD 장치의 경우에, 액정 분자는 투과 전극 영역의 반사 전극에 의해 액정층에 인가된 전압에 의해 구동된다. 그러므로, 투과 전극 영역은 전극으로서 기능할 필요가 없다. 이와 같은 종류의 LCD 장치에 있어서, 각각의 투과 전극 영역은 액정층의 두께보다 작은 하나의 디멘존(예를 들어, 투과 전극 영역이 원형인 경우에 직경)을 가진다. 반사 전극 영역이 (반-투과 및 반-반사형 LCD 장치에 사용되는) 투과 전극 및 반사층의 조합으로 형성되는 경우, 각각의 화소 영역의 전체에 형성된 투과 전극 및 복수의 개구를 갖는 반사층이 사용될 수 있다.Transmissive and reflective LCD devices, like reflective LCD devices, have reflective electrode regions. The reflective electrode region may be formed by a combination of a reflective electrode or a transmissive electrode and a reflective layer (eg, a reflector). The transmission electrode region is typically formed of a transmission electrode. In the case of an LCD device having a relatively small transmissive electrode region in the reflective electrode (referred to as " semi-transmissive and semi-reflective LCD apparatus), the liquid crystal molecules are subjected to a voltage applied to the liquid crystal layer by the reflective electrode in the transmissive electrode region. Therefore, the transmissive electrode region need not function as an electrode In this type of LCD device, each transmissive electrode region is one dimension (eg, transmissive electrode) smaller than the thickness of the liquid crystal layer. Diameter when the region is circular .. When the reflective electrode region is formed of a combination of a transmissive electrode and a reflective layer (used in a semi-transmissive and semi-reflective LCD device), the transmissive formed in the entirety of each pixel region Reflective layers with electrodes and a plurality of openings can be used.

본 발명에 따른 (반-투과 및 반-반사형 LCD 장치를 제외한) 투과 및 반사형 LCD 장치에서, 투과 모드시 디스플레이를 수행하기 위한 영역은 "투과 영역"으로 지칭되고, 반사 모드시 디스플레이를 수행하기 위한 영역은 "반사 영역"으로 지칭된다. 투과 영역 및 반사 영역은 투과 전극 영역, 반사 전극 영역, 및 투과 전극 영역과 반사 전극 영역에 의해 한정된 액정층을 각각 포함한다. 반-투과 및 반-반사형 LCD 장치는 또한 반사 전극 영역 및 투과 전극 영역을 포함하지만, 반사 전극 영역에 의해 반사된 광 및 투과 전극 영역을 통해 투과된 광은 혼합되고 중첩된다. 따라서, 투과 영역 및 반사 영역은 독립적으로 한정되지 않는다. 다시 말해, 각각의 화소 영역에 대해 투과 전극 영역과 반사 전극 영역을 갖는 LCD 장치들 중에서, 투과 영역 및 반사 영역이 독립적으로 한정될 수 없는 (즉, 영역이 실질적으로 중첩되는) LCD 장치를 반-투과 및 반-반사형 LCD 장치라고 한다.In the transmissive and reflective LCD device (except the semi-transmissive and semi-reflective LCD device) according to the present invention, the area for performing the display in the transmissive mode is referred to as the "transmissive area", and performs the display in the reflective mode The area to be referred to as "reflection area". The transmission region and the reflection region include a transmission electrode region, a reflection electrode region, and a liquid crystal layer defined by the transmission electrode region and the reflection electrode region, respectively. Semi-transmissive and semi-reflective LCD devices also include reflective electrode regions and transmissive electrode regions, but light reflected by the reflective electrode regions and light transmitted through the transmissive electrode regions are mixed and superimposed. Therefore, the transmission area and the reflection area are not limited independently. In other words, among LCD devices having a transmissive electrode area and a reflective electrode area for each pixel area, an LCD device in which the transmissive area and the reflective area cannot be independently defined (i.e., the areas substantially overlap) is semi- It is called transmissive and semi-reflective LCD device.

용어 "화소 영역"이 다음과 같이 정의된다. 본 발명에 따른 LCD 장치는 디스플레이를 수행하기 위한 복수개의 화소 영역을 가진다. 용어 "화소 영역"은 디스플레이 최소 단위인 화소를 형성하는 LCD 장치의 부품(소자)으로서 정의된다. 전형적으로, 대향 전극 및 매트릭스로 배열되고 각각의 액티브 소자(예를 들어, TFT)에 의해 스위치되는 복수의 화소 전극을 포함하는 액티브 매트릭스 LCD 장치에서, 화소 영역은 화소 전극중 하나, 화소 전극에 위치적으로 대응하는 대향 전극의 영역, 및 그 사이에 삽입된 액정층 영역을 포함한다. 두개의 기판 내에 각각 형성되고 사이에 액정층이 삽입되어 서로 교차하도록 배열된 스트립 전극(주사 전극 및 신호 전극)을 포함하는 단순 매트릭스 LCD 장치에서, 화소 영역은 스트립 전극이 서로 교차하는 교차 영역, 및 교차 영역에 위치적으로 대응하는 액정층의 영역을 포함한다. 본 발명에 따른 투과 및 반사형 LCD 장치는 각 화소 영역에 대한 반사 전극 영역 및 투과 전극 영역을 가진다.The term "pixel area" is defined as follows. The LCD device according to the present invention has a plurality of pixel areas for performing display. The term "pixel area" is defined as the part (element) of an LCD device which forms a pixel which is the smallest display unit. Typically in an active matrix LCD device comprising a counter electrode and a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix and switched by respective active elements (e.g., TFTs), the pixel region is located at one of the pixel electrodes, the pixel electrode. And a region of a corresponding counter electrode, and a liquid crystal layer region interposed therebetween. In a simple matrix LCD device comprising strip electrodes (scanning electrode and signal electrode) each formed in two substrates and arranged such that a liquid crystal layer is inserted therebetween and intersects each other, the pixel area includes an intersection area where the strip electrodes cross each other, and An area of the liquid crystal layer corresponding to the intersection area. The transmissive and reflective LCD device according to the present invention has a reflective electrode region and a transmissive electrode region for each pixel region.

"위상차 보상 소자"는 위상판 또는 위상막을 포함하고, "편광 소자"는 편광판 또는 편광막을 포함한다.The "phase difference compensating element" includes a phase plate or a phase film, and the "polarizing element" includes a polarizing plate or a polarizing film.

"지연(retardation)"은 달리 지정되지 않는 한 액정층 또는 위상차 보상소자에 수직으로 입사하는 광에 대한 지연을 지칭한다."Retardation" refers to the delay for light incident perpendicular to the liquid crystal layer or retardation compensator unless otherwise specified.

〈실시예 1〉<Example 1>

본 발명의 제1 실시예에서, 종래 LCD 장치보다 더 높은 디스플레이 화질을 갖는 반사형 LCD 장치가 제1 실시예에 구체적으로 설명되는 것으로 제공된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에서의 반사형 LCD 장치는 투과 전극(4)을 포함하는 제1 기판(1), 반사 전극 영역(3)을 포함하는 제2 기판(2), 제1 기판(1)과 제2 기판(2) 간에 삽입된 액정층(5), 액정층(5)에 대향하는 제1 기판(1)의 표면상에 제공되는 편광 소자(6), 및 편광 소자(6)와 액정층(5) 사이에 제공되는 λ/4 파장 판(7)을 포함한다. 도 1은 본 발명에 따른 반사형 LCD 장치의 하나의 화소 영역을 개략적으로 도시한다.In the first embodiment of the present invention, a reflective LCD device having a higher display image quality than the conventional LCD device is provided as specifically described in the first embodiment. As shown in Fig. 1, the reflective LCD device in the first embodiment includes a first substrate 1 including a transmissive electrode 4, a second substrate 2 including a reflective electrode region 3, A liquid crystal layer 5 interposed between the first substrate 1 and the second substrate 2, a polarizing element 6 provided on the surface of the first substrate 1 opposite the liquid crystal layer 5, and polarization A λ / 4 wavelength plate 7 provided between the element 6 and the liquid crystal layer 5. 1 schematically shows one pixel area of a reflective LCD device according to the present invention.

액정층(5)은 음 유전율 이방성(negative dielectric anistropy)을 나타내는 액정 분자(도시되지 않음)를 포함한다. 액정층(5)의 액정 분자는 어떠한 전압도 인가되지 않을 때에는 제1 및 제2 기판(1 및 2)의 표면에 수직으로 배향되도록 실질적으로 처리된다. (내부의 액정 분자가 어떠한 전압도 인가되지 않을 때에는 기판의 표면에 수직으로 배향되도록 처리된 액정층은 "수직 배향 액정층"으로서 지칭될 것이다. 내부의 액정 분자가 어떠한 전압도 인가되지 않을 때에는 기판의 표면에 수평으로 배향되도록 처리된 액정층은 "수평 배향 액정층"으로서 지칭될 것이다.) λ/4 파장 판(7)의 지상축(slower optic axis) 및 편광 소자(6)의 투과축은 약 45도의 각을 이루도록 설정된다. 편광 소자(6)를 통해 입사하는 선형 편광은 원형 편광으로 변환되고, 반사 전극 영역(3)에 의해 반사되고 액정층(5)을 통해 투과되는 원형 편광은 선형 편광으로 변환된다. 따라서, 액정층(5)에 의한 지연은 어떠한 전압도 인가되지 않을 때에는 실질적으로 제로이며, 그래서 만족할 만한 블랙 디스플레이가 얻어진다.The liquid crystal layer 5 comprises liquid crystal molecules (not shown) exhibiting negative dielectric anistropy. The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 5 are substantially treated to be oriented perpendicular to the surfaces of the first and second substrates 1 and 2 when no voltage is applied. (The liquid crystal layer treated to align perpendicular to the surface of the substrate when no internal liquid crystal molecules are applied will be referred to as a "vertically oriented liquid crystal layer." When the liquid crystal molecules inside are not applied any voltage, the substrate The liquid crystal layer treated to be oriented horizontally to the surface of the surface will be referred to as a "horizontal alignment liquid crystal layer".) The slower optic axis of the λ / 4 wave plate 7 and the transmission axis of the polarizing element 6 are about It is set to form an angle of 45 degrees. The linearly polarized light incident through the polarizing element 6 is converted into circularly polarized light, and the circularly polarized light reflected by the reflective electrode region 3 and transmitted through the liquid crystal layer 5 is converted into linearly polarized light. Therefore, the delay caused by the liquid crystal layer 5 is substantially zero when no voltage is applied, so that a satisfactory black display is obtained.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에서의 투과 및 반사형 LCD 장치는 제1 기판(1), 제2 기판(2), 제1 및 제2 기판(1 및 2) 간에 삽입된 액정층(5), 액정층(5)에 대향하는 제1 기판(1)의 표면 상에 제공된 제1 편광 소자(6), 및 액정층(5)에 대향하는 제2 기판(2)의 표면 상에 제공된 제2 편광 소자(9)를 포함한다. 투과 및 반사형 LCD 장치는 제1 편광 소자(6)와 액정층(5) 사이에 제공된 제1 위상차 보상 소자(7)(전형적으로 λ/4 파장 판), 및 제2 편광 소자(9)와 액정층(5) 사이에 제공된 제2 위상차 보상 소자(10)(전형적으로 λ/4 파장 판)을 포함한다. 제2 기판(2)은 복수의 화소 영역 각각에 대한 반사 전극 영역(3)(R) 및 투과 전극 영역(8)(T)을 포함한다. 도 2는 투과 및 반사형 LCD 장치의 하나의 화소 영역을 개략적으로 도시한다. 도 2에서, 반사 전극 영역(3)(R) 및 투과 전극 영역(8)(T)은 각각 간략화를 위해 하나의 영역으로서 도시된다. 본 발명에 따른 투과 및 반사형 LCD 장치는 이에 국한되지 않고 반-투과 및 반-반사형 LCD 장치와 같이 반사 전극 영역(3)에 복수의 투과 전극 영역(8)을 가질 수 있다.As shown in Fig. 2, the transmissive and reflective LCD device in the first embodiment is a liquid crystal inserted between the first substrate 1, the second substrate 2, the first and second substrates 1 and 2; On the surface of the layer 5, the first polarizing element 6 provided on the surface of the first substrate 1 opposite the liquid crystal layer 5, and the second substrate 2 facing the liquid crystal layer 5. And a second polarizing element 9 provided therein. The transmissive and reflective LCD device comprises a first retardation compensator 7 (typically? / 4 wavelength plate) provided between the first polarizing element 6 and the liquid crystal layer 5, and the second polarizing element 9; And a second phase difference compensating element 10 (typically? / 4 wavelength plate) provided between the liquid crystal layers 5. The second substrate 2 includes reflective electrode regions 3 (R) and transmission electrode regions 8 (T) for each of the plurality of pixel regions. 2 schematically shows one pixel area of a transmissive and reflective LCD device. In Fig. 2, the reflective electrode regions 3 (R) and the transmissive electrode regions 8 (T) are each shown as one region for the sake of simplicity. The transmissive and reflective LCD device according to the present invention may have a plurality of transmissive electrode areas 8 in the reflective electrode area 3, such as but not limited to a semi-transmissive and semi-reflective LCD device.

도 2에 도시된 투과 및 반사형 LCD 장치는 다음의 방식으로 동작한다.The transmissive and reflective LCD device shown in Fig. 2 operates in the following manner.

반사 모드에서, 투시 방향(viewing direction)(액정층의 두께 방향)내의 액정층의 지연(복굴절)이 실질적으로 제로(즉, 수직 배향 모드에서의 초기 배향 상태 및 수평 배향 상태에서 기술된 포화 전압이 공급된 상태)이면, 블랙(어두운) 디스플레이가 다음의 이유로 수행된다. 제1 편광 소자를 통해 투과된 선형 편광은 제1 위상차 보상 소자 및 액정층을 통해 투과된 후 반사되고 다시 액정층과 제1 위상차 보상 소자를 통해 투과되어 제1 편광 소자에 입사한다. 이 때, 광은 블랙 디스플레이를 수행하기 위해서 제1 편광 소자의 투과축에 수직인 충분한 편광 성분을 갖는다.In the reflection mode, the delay (birefringence) of the liquid crystal layer in the viewing direction (thickness direction of the liquid crystal layer) is substantially zero (i.e., the saturation voltage described in the initial alignment state in the vertical alignment mode and in the horizontal alignment state). Supplied), a black (dark) display is performed for the following reasons. The linearly polarized light transmitted through the first polarization element is transmitted through the first retardation compensator and the liquid crystal layer and then reflected, and is then transmitted through the liquid crystal layer and the first retardation compensator and enters the first polarization element. At this time, the light has a sufficient polarization component perpendicular to the transmission axis of the first polarization element to perform a black display.

투시 방향으로의 지연이 있으면, 화이트(밝은) 디스플레이가 다음의 이유로 수행된다. 제1 편광 소자를 통해 투과된 선형 편광은 제1 위상차 보상 소자 및 액정층을 통해 투과된 후 반사되고 다시 액정층과 제1 위상차 보상 소자를 통해 투과되어 제1 편광 소자에 입사한다. 이 때, 광은 제1 편광 소자의 투과축에 평행한 충분한 편광 성분을 가져 화이트 디스플레이를 수행한다. 액정층에 의한 다양한 지연에 대응하는 그레이 스케일 디스플레이가 액정층 양단의 전압 인가에 의해 실현된다.If there is a delay in the perspective direction, a white (bright) display is performed for the following reason. The linearly polarized light transmitted through the first polarization element is transmitted through the first retardation compensator and the liquid crystal layer and then reflected, and is then transmitted through the liquid crystal layer and the first retardation compensator and enters the first polarization element. At this time, the light has a sufficient polarization component parallel to the transmission axis of the first polarization element to perform a white display. Gray scale display corresponding to various delays by the liquid crystal layer is realized by applying voltage across the liquid crystal layer.

투과 모드에서, 투시 방향으로의 지연이 실질적으로 제로이면, 블랙 디스플레이가 다음의 이유로 수행된다. 제2 편광 소자를 통해 투과된 선형 편광이 제2 위상차 보상 소자, 액정층 및 제1 위상차 보상 소자를 통해 투과되어 제1 편광 소자에 입사한다. 이 때, 광은 제1 편광 소자의 투과축에 수직인 충분한 편광 성분을 가져 블랙 디스플레이를 수행한다.In the transmission mode, if the delay in the perspective direction is substantially zero, the black display is performed for the following reason. The linearly polarized light transmitted through the second polarizer is transmitted through the second retardation compensator, the liquid crystal layer, and the first retardation compensator to enter the first polarizer. At this time, the light has a sufficient polarization component perpendicular to the transmission axis of the first polarization element to perform a black display.

투시 방향으로의 지연이 있으면, 화이트 디스플레이가 다음의 이유로 수행된다. 제2 편광 소자를 통해 투과된 선형 편광은 제2 위상차 보상 소자, 액정층, 및 제1 위상차 보상 소자를 통해 투과되어 제1 편광 소자에 입사한다. 이 때, 광은 제1 편광 소자의 투과축에 평행한 충분한 편광 성분을 가져 화이트 디스플레이를 수행한다. 다양한 지연에 대응하는 그레이 스케일 디스플레이가 실현된다.If there is a delay in the perspective direction, the white display is performed for the following reason. The linearly polarized light transmitted through the second polarizer is transmitted through the second phase difference compensator, the liquid crystal layer, and the first phase difference compensator to enter the first polarizer. At this time, the light has a sufficient polarization component parallel to the transmission axis of the first polarization element to perform a white display. Gray scale display corresponding to various delays is realized.

따라서, 반사 모드 및 투과 모드가 함께 사용되면, 블랙 디스플레이가 양 모드에서 수행되고, 높은 콘트라스트 디스플레이를 실현한다. 그레이 스케일 디스플레이는 전압을 제어함으로써 지연을 변화시켜 수행된다.Therefore, when the reflection mode and the transmission mode are used together, the black display is performed in both modes, to realize a high contrast display. Gray scale display is performed by varying the delay by controlling the voltage.

반사 모드에서 디스플레이를 수행하기 위한 반사 영역 및 투과 모드에서 디스플레이를 수행하기 위한 투과 영역이 각 화소 영역마다 형성되는 경우에, 반사광의 광 조명율이 개선된다. 더욱이, 이러한 구조에서, 반사 영역 및 투과 영역에서의 액정층의 두께(지연)는 독립적으로 조정된다. 그러므로, 디스플레이 모드 각각이 최적화된다.When the reflection area for performing the display in the reflection mode and the transmission area for performing the display in the transmission mode are formed for each pixel area, the light illumination rate of the reflected light is improved. Moreover, in this structure, the thickness (delay) of the liquid crystal layer in the reflection area and the transmission area is adjusted independently. Therefore, each display mode is optimized.

액정층에 의한 지연은 액정 분자의 분자축이 제1 및 제2 기판의 표면에 실질적으로 수직일 때 실질적으로 제로이다. 제1 위상차 보상 소자 및 제2 위상차 보상 소자 각각에 의한 지연이 λ/4 조건을 만족하면, 반사층 또는 반사판과 같이 반사 기능을 갖는 영역에 의해 반사된 광을 사용하는 반사 모드에서는 투시 방향으로 액정층에 의해 거의 어떤 복굴절도 없다. 따라서, 원형 편광이 입사하여 반사 전극 영역에 의해 반사되어 반대 회전 방향을 갖는 원형 편광이 된다. 광은 제1 위상차 보상 소자를 통해 투과되어 제1 편광 소자의 투과축에 수직인 선형 편광이 된다. 반사 영역이 광 격리체로 작용하기 때문에, 광학적 누출이 거의 없는 블랙 디스플레이가 제공된다.The delay caused by the liquid crystal layer is substantially zero when the molecular axis of the liquid crystal molecules is substantially perpendicular to the surfaces of the first and second substrates. If the delay caused by each of the first retardation compensator and the second retardation compensator satisfies the lambda / 4 condition, the liquid crystal layer in the perspective direction is used in the reflection mode using the light reflected by the reflective function region such as the reflection layer or the reflection plate. There is almost no birefringence by. Thus, circularly polarized light is incident and reflected by the reflective electrode region to become circularly polarized light having an opposite direction of rotation. The light is transmitted through the first retardation compensator and becomes linearly polarized light perpendicular to the transmission axis of the first polarization element. Since the reflective area acts as an optical isolator, a black display with little optical leakage is provided.

반사 모드에서 투시 방향으로 액정층에 의한 지연(복굴절)이 있으면, 지연은 전압을 제어함으로써 변화될 수 있어, 제1 편광 소자에 입사하고, 반사되어 다시 제1 편광 소자에 입사한 광이 제1 편광 소자의 투과축과 평행한 성분을 갖는다. 따라서, 그레이 스케일을 갖는 밝은 디스플레이가 제공된다.If there is a delay (birefringence) by the liquid crystal layer in the perspective direction in the reflection mode, the delay can be changed by controlling the voltage so that the light incident on the first polarizing element, reflected and incident on the first polarizing element again is the first It has a component parallel to the transmission axis of a polarizing element. Thus, a bright display with gray scale is provided.

투과 모드에서 투시 방향으로 액정층에 의한 거의 어떤 지연도 없으면, 액정층에 입사한 원형 편광이 액정층을 통해 투과될 때 원형 편광으로서 유지된다. 광은 제1 위상차 보상 소자를 통해 투과되어 제1 편광 소자의 투과축에 수직인 선형 편광이 된다. 그러므로, 광학적 누출이 거의 없는 블랙 디스플레이가 제공된다.In the transmission mode, if there is almost no delay by the liquid crystal layer in the perspective direction, circularly polarized light incident on the liquid crystal layer is maintained as circularly polarized light when transmitted through the liquid crystal layer. The light is transmitted through the first retardation compensator and becomes linearly polarized light perpendicular to the transmission axis of the first polarization element. Therefore, a black display with little optical leakage is provided.

투과 모드에서 투시 방향으로 액정층에 의한 지연이 있으면, 지연은 전압을 제어함으로써 변화될 수 있다. 그러므로, 제2 편광 소자에 입사한 광은 제1 편광 소자의 투과축에 평행하게 제1 편광 소자에 입사한다. 따라서, 그레이 스케일을 갖는 화이트 디스플레이가 제공된다.If there is a delay by the liquid crystal layer in the perspective direction in the transmission mode, the delay can be changed by controlling the voltage. Therefore, light incident on the second polarizing element is incident on the first polarizing element parallel to the transmission axis of the first polarizing element. Thus, a white display having a gray scale is provided.

상술한 바와 같이, 반사 모드 및 투과 모드 모두가 사용되면, 블랙 디스플레이를 위한 액정 분자의 상태는 양 디스플레이 모드에서 동일하고, 실질적으로 어떤 광학적 누출이 없는 블랙 디스플레이가 제공된다. 주변 광 세기에 무관하게, 투과 및 반사형 LCD 장치는 높은 콘트라스트 디스플레이를 제공한다.As described above, if both reflective and transmissive modes are used, the state of the liquid crystal molecules for the black display is the same in both display modes, providing a black display that is substantially free of any optical leakage. Regardless of the ambient light intensity, transmissive and reflective LCD devices provide high contrast displays.

이와 같은 LCD 장치에서, 제1 및 제2 기판에 거의 수직인 상태로 남아있는 액정층 분자에 의해 야기된 지연(α)이 무시할 수 없을 때에도, 예를 들어, 수평 배향 액정층이 사용되거나 또는 경사각이 수직 배향 액정층에서 지나치게 크면, λ/4 조건을 만족하는 결합으로 액정층에 의한 잔여 지연 및 위상차 보상 소자에 의한 지연을 넓은 파장 범위로 설정함으로써 높은 콘트라스트 디스플레이가 반사 모드에서 제공된다.In such an LCD device, even when the delay? Caused by liquid crystal layer molecules remaining almost perpendicular to the first and second substrates cannot be ignored, for example, a horizontally oriented liquid crystal layer is used or an inclination angle When too large in this vertically aligned liquid crystal layer, a high contrast display is provided in the reflection mode by setting the residual delay caused by the liquid crystal layer and the delay caused by the phase difference compensating element to a wide wavelength range with a combination satisfying the λ / 4 condition.

반사 모드에서, 액정층을 통해 두 번 투과된 후 액정층을 벗어나는 광은 잔여 지연(α)에 의한 원형 편광으로부터 오프셋된 타원 편광이다. 타원 편광은 입사된 광으로부터 90도 위상-오프셋된다. 따라서, λ/4-α 지연을 갖는 제1 위상차 보상 소자를 통해 투과될 때, 광은 제1 편광 소자의 투과축에 수직인 선형 편광이 된다. 반사 영역이 광 절연체로 작용하기 때문에, 광학적 누출이 거의 없는 블랙 디스플레이가 제공된다.In the reflective mode, the light that has passed through the liquid crystal layer twice and then exits the liquid crystal layer is an elliptically polarized light offset from the circularly polarized light due to the residual delay α. Elliptical polarization is phase-offset 90 degrees from the incident light. Thus, when transmitted through the first retardation compensator with a λ / 4-α delay, the light becomes linearly polarized light perpendicular to the transmission axis of the first polarization element. Since the reflective area acts as an optical insulator, a black display with little optical leakage is provided.

알 수 있는 바와 같이, 잔여 지연을 무시할 수 없는 경우에도, 높은 콘트라스트 디스플레이가 반사 모드에서 얻어진다. 주로 반사 모드 디스플레이가 수행되는 경우에, 이를테면, 예를 들어, 반사 화소 전극이 투과 화소 전극보다 크면, 도 3에 도시된 제2 위상차 보상 소자(10)는 λ/4 파장 판일 수 있다.As can be seen, a high contrast display is obtained in reflection mode even if the residual delay cannot be ignored. In the case where mainly the reflection mode display is performed, for example, when the reflective pixel electrode is larger than the transmissive pixel electrode, the second phase difference compensation element 10 shown in FIG. 3 may be a λ / 4 wavelength plate.

잔여 지연이 무시할 수 없는 경우에도, 예를 들어, 수평 배향된 액정층이 사용되거나 또는 경사각이 수직 배향된 액정층에서 지나치게 크면, 높은 콘트라스트 디스플레이가 다음 구성에 의해 반사형 LCD 장치, 투과형 LCD 장치 및 투과 및 반사형 LCD 장치에 대해서 제공된다. 여기서 α가 액정 분자가 기판에 거의 수직 배향될 때 반사 영역에서의 액정층에 의한 지연이고, β가 투과 영역에서의 액정층에 의한 지연인 경우에, 제1 위상차 보상 소자의 지연은 λ/4-α를 만족하고 제2 위상차 보상 소자의 지연은 λ/4-(β-α)를 만족한다.Even if the residual delay is not negligible, for example, if a horizontally oriented liquid crystal layer is used or if the inclination angle is too large in the vertically oriented liquid crystal layer, a high contrast display is formed by the reflective LCD device, the transmissive LCD device and Provided is a transmissive and reflective LCD device. Where α is a delay caused by the liquid crystal layer in the reflection region when the liquid crystal molecules are almost perpendicularly aligned with the substrate, and β is a delay caused by the liquid crystal layer in the transmission region, the delay of the first retardation compensator is λ / 4 satisfies -α and the delay of the second phase difference compensating element satisfies λ / 4- (β-α).

상술한 바와 같이, 반사 모드에서, 액정층을 통하여 두 번 투과된 후 액정층을 벗어나는 광은 잔여 지연(α)에 의해 원형 편광으로부터 오프셋된 타원 편광이다. 상기 광은 λ/4-α의 지연을 갖는 제1 위상차 보상 소자를 통해 투과되면, 제1 편광 소자의 투과축에 수직인 선형 편광이 된다.As described above, in the reflective mode, the light that has passed through the liquid crystal layer twice and then exits the liquid crystal layer is an elliptically polarized light offset from the circularly polarized light by the residual retardation α. When the light is transmitted through the first retardation compensator having a delay of? / 4-α, the light becomes linearly polarized light perpendicular to the transmission axis of the first polarization element.

투과 모드에서, 가시 각 내의 액정 분자로 인한 지연(β)이 무시할 수 없으면, 액정층을 벗어나는 광은 제2 위상차 보상 소자가 λ/4-(β-α)를 갖도록 설정되기 때문에 반사 모드에서와 같이 타원 편광이다. 타원 편광은 위상차 보상 소자를 통해 투과되면 제1 편광 소자의 투과축에 수직인 선형 편광이 된다. 그러므로, 광학적 누출이 거의 없는 블랙 디스플레이가 얻어진다.In the transmissive mode, if the delay? Due to the liquid crystal molecules in the visible angle is not negligible, the light exiting the liquid crystal layer is set in such a way that the second retardation compensator is set to have λ / 4- (β-α). As is elliptical polarization. The elliptical polarization becomes linear polarization perpendicular to the transmission axis of the first polarization element when transmitted through the phase difference compensating element. Therefore, a black display with little optical leakage is obtained.

잔여 지연이 무시할 수 없는 경우에도, 다음 구조에 의해 반사형 LCD 장치, 투과형 LCD 장치, 및 투과 및 반사형 LCD 장치에 대해 높은 콘트라스트 디스플레이가 제공된다.Even if the residual delay is not negligible, the following structure provides a high contrast display for the reflective LCD device, the transmissive LCD device, and the transmissive and reflective LCD device.

잔여 지연이 무시할 수 있으면, 원형 편광이 액정층에 입사되어 다음 설정으로 인해 단순한 구조로 높은 콘트라스트 디스플레이가 얻어진다. 제1 및 제2 위상차 보상 소자는 각각 λ/4 파장 판으로 형성된다. 제1 편광 소자의 투과축 및 제1 위상차 보상 소자의 지상축은 약 45도의 각을 이루도록 설정된다. 제2 편광 소자의 투과축 및 제2 위상차 보상 소자의 지상축은 약 45도의 각을 이루도록 설정된다.If the residual delay is negligible, circularly polarized light is incident on the liquid crystal layer and a high contrast display is obtained with a simple structure due to the following setting. The first and second phase difference compensating elements are each formed of a λ / 4 wave plate. The transmission axis of the first polarization element and the slow axis of the first retardation compensator are set to form an angle of about 45 degrees. The transmission axis of the second polarization element and the slow axis of the second retardation compensator are set to form an angle of about 45 degrees.

투과 및 반사형 LCD 장치에서, 어떤 전압도 인가되지 않을 때 액정 분자가 기판의 표면에 실질적으로 수직 배향된 액정층이 사용될 수 있다. 이러한 경우에, LCD 장치는 주변 광이 어두울 때, 백라이트로부터 비교적 높은 광 투과율을 갖는 물질로 형성된 투과 전극 영역을 통해 투과된 광을 사용하여 디스플레이를 수행하기 위한 투과형 LCD 장치로서 작용할 수 있다. 주변 광이 밝을 때, LCD 장치는 비교적 높은 광 반사율을 갖는 물질로 형성된 반사 전극 영역에 의해 반사된 주변 광을 사용하여 디스플레이를 수행하기 위한 반사형 LCD 장치로서 사용될 수 있다. 투과 모드 및 반사 모드가 함께 사용될 때, 실질적으로 완전한 블랙 디스플레이가 양 모드에서 수행된다. 그러므로, 높은 콘트라스트 디스플레이가 실현된다. 이것이 이하 설명될 것이다.In transmissive and reflective LCD devices, a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are oriented substantially perpendicular to the surface of the substrate when no voltage is applied may be used. In such a case, the LCD device can serve as a transmissive LCD device for performing a display using light transmitted through a transmissive electrode region formed of a material having a relatively high light transmittance from the backlight when the ambient light is dark. When the ambient light is bright, the LCD device can be used as a reflective LCD device for performing a display using ambient light reflected by a reflective electrode region formed of a material having a relatively high light reflectance. When the transmission mode and the reflection mode are used together, a substantially complete black display is performed in both modes. Therefore, high contrast display is realized. This will be explained below.

투과 및 반사형 LCD 장치는 복굴절을 이용한 통상의 블랙(이하, "NB"라 함) 모드 및 통상의 화이트(이하, "NW"라 함) 모드 모두에서 일반적으로 동작 가능하다.Transmissive and reflective LCD devices are generally operable in both normal black (hereinafter referred to as "NB") mode and normal white (hereinafter referred to as "NW") mode using birefringence.

NW 모드에서, 블랙 디스플레이를 얻기 위해 인가될 전압은 셀 갭이 변화함에 따라 변화한다. NB 모드에서, 화이트 디스플레이를 얻기 위해 인가될 전압은 셀 갭이 변화함에 따라 변화한다. 따라서, NW 모드에서, 콘트라스트 비는 셀 갭에 따라 크게 변화하여, 정확한 셀 갭 제어를 필요로 한다. NB 모드에서, 콘트라스트는 셀 갭에 따라 실질적으로 변화하지 않으므로, 셀 갭 제어를 위한 보다 큰 마진을 제공한다. 더욱이, NB 모드에서, 스위칭 소자(예를 들면, TFT)가 화소 전극에 대한 전압 인가를 방해하는 오동작을 하면, 뚜렷하지 않은 흑점이 생긴다.In the NW mode, the voltage to be applied to obtain the black display changes as the cell gap changes. In the NB mode, the voltage to be applied to obtain the white display changes as the cell gap changes. Therefore, in the NW mode, the contrast ratio varies greatly with the cell gap, requiring accurate cell gap control. In NB mode, the contrast does not change substantially with the cell gap, thus providing a larger margin for cell gap control. Moreover, in the NB mode, when the switching element (e.g., TFT) malfunctions to interfere with voltage application to the pixel electrode, inconspicuous black spots are generated.

NB 모드에서 동작 가능한 투과 및 반사형 LCD 장치는 높은 생산 효율을 갖고, 본 발명에 따른 주변 광 세기에도 불구하고 높은 콘트라스트 디스플레이가 용이하게 실현된다.Transmissive and reflective LCD devices operable in the NB mode have high production efficiency, and high contrast displays are easily realized in spite of the ambient light intensity according to the present invention.

위상차 보상 소자는 액정층 상의 광 입사 방향 및 투시 방향으로 야기된 액정 분자의 굴절율 이방성에 의한 영향을 보상하기 위해서 제공될 수 있다. 이와 같은 구조에서, 광입사 방향 및 투시 방향에 따른 콘트라스트의 감소가 방지된다.The retardation compensating element may be provided to compensate for the influence of the refractive index anisotropy of the liquid crystal molecules caused in the light incident direction and the perspective direction on the liquid crystal layer. In such a structure, the reduction of contrast along the light incidence direction and the perspective direction is prevented.

치럴(chiral) 도펀트가 LCD 장치의 음 유전율 이방성을 나타내는 액정 물질로 형성된 수직 배향된 액정층에 부가되면, 전압이 인가될 때 액정 분자가 회전된다. 그러므로, 전압 인가시 액정 분자의 회전은 치럴 도펀트에 의해 안정화된다.When a chiral dopant is added to a vertically oriented liquid crystal layer formed of a liquid crystal material exhibiting negative dielectric anisotropy of the LCD device, the liquid crystal molecules are rotated when a voltage is applied. Therefore, the rotation of the liquid crystal molecules upon voltage application is stabilized by the chiral dopant.

두 개 기판 부근의 배향층이 다른 방향으로 마찰되면, 배향 처리의 흔적이 동일 방향이 아니므로 덜 뚜렷하다. 액정층이 90도 트위스트 배향을 가질 때, 광학적 누출이 거의 없는 블랙 디스플레이가 다음의 이유로 얻어진다. 두 개 기판 부근에서 액정 분자의 경사 방향이 90도의 각을 이루므로, 경사 방향으로 발생된 지연은 서로에 의해 상쇄된다.If the alignment layers near the two substrates are rubbed in different directions, the traces of the alignment treatment are less pronounced because they are not in the same direction. When the liquid crystal layer has a 90 degree twist orientation, a black display with little optical leakage is obtained for the following reason. Since the inclination direction of the liquid crystal molecules forms an angle of 90 degrees in the vicinity of the two substrates, the delays generated in the inclination direction are canceled by each other.

일반 광선 및 특수 광선에 대해서 위상차 보상 소자를 형성하는 복굴절 물질의 굴절율은 파장에 크게 의존한다. 그러므로, 특정 두께로 위상차 보상 소자에 축적된 위상 지연도 또한 파장에 의존한다. 다시 말하면, 위상 지연(예를 들어, λ/4)은 입사광이 임의의 단일 파장을 가질 때만 입사의 선형 편광에 완전히 제공될 수 있다. 따라서, λ/4의 위상 지연이 λ/4 파장 판을 형성하는 복굴절 물질의 굴절율 이방성의 파장 의존성으로 인해 얻어지지 않는 영역에서, 광의 일부는 편광 소자에 의해 흡수되지 않고 진행 측 상의 편광 소자를 통해 투과된다. 결과적으로, 블랙 디스플레이의 암도(darkness)가 변화한다. 본 발명에 따르면, 제1 및 제2 위상차 보상 소자의 지상축은 서로 수직하게 설정된다. 이러한 구조로 인해, 제1 위상차 보상 소자의 굴절율 이방성의 파장 의존성은 제2 위상차 보상 소자의 굴절율 이방성의 파장 의존성에 의해 상쇄된다. 그러므로, 임의의 위상차는 임의의 파장 범위의 전체에서 만족된다. 그러므로, 블랙 디스플레이의 암도가 개선된다.The refractive index of the birefringent material forming the retardation compensating element for the normal light beam and the special light beam depends greatly on the wavelength. Therefore, the phase delay accumulated in the retardation compensator at a certain thickness also depends on the wavelength. In other words, the phase retardation (eg, [lambda] / 4) can be fully provided for linear polarization of incidence only when the incident light has any single wavelength. Thus, in a region where the phase retardation of λ / 4 is not obtained due to the wavelength dependence of the refractive index anisotropy of the birefringent material forming the λ / 4 waveplate, a part of the light is not absorbed by the polarizing element but through the polarizing element on the traveling side. Is transmitted. As a result, the darkness of the black display changes. According to the present invention, the slow axes of the first and second retardation compensating elements are set perpendicular to each other. Due to this structure, the wavelength dependency of the refractive index anisotropy of the first retardation compensating element is canceled by the wavelength dependency of the refractive index anisotropy of the second retardation compensating element. Therefore, any phase difference is satisfied over the entire wavelength range. Therefore, the darkness of the black display is improved.

도 17에 도시된 바와 같이, 제3 위상차 보상 소자(11)가 제1 편광 소자(6) 및 액정층(5)간에 제공될 수 있다. 이러한 구조로 인해, 선형 편광이 제1 위상차 보상 소자에 의해 원형 편광으로 변환될 때 야기된 굴절율 이방성의 파장 의존성이 어느 정도 상쇄된다. 따라서, 반사 모드에서, 편광 상태의 분산이 넓은 파장 범위에 걸쳐 감소되는 상태에서 원형 편광으로의 변환이 수행된다. 그러므로, 블랙 디스플레이의 암도가 개선된다.As shown in FIG. 17, a third retardation compensator 11 may be provided between the first polarization element 6 and the liquid crystal layer 5. Due to this structure, the wavelength dependence of refractive index anisotropy caused when linearly polarized light is converted into circularly polarized light by the first retardation compensating element cancels to some extent. Thus, in the reflection mode, the conversion to circular polarization is performed in a state where the dispersion of polarization states is reduced over a wide wavelength range. Therefore, the darkness of the black display is improved.

제3 보상 소자가 λ/2 파장 판으로 형성되고 제1 편광 소자의 투과축 및 제1 위상차 보상 소자의 지상축이 2γ1+45도의 각(여기서 γ1은 제1 편광 소자의 투과축 및 제3 보상 소자의 지상축으로 이루어지는 각임)을 이루도록 설정되는 경우, 제1 위상차 보상 소자로부터의 선형 편광의 편광 방향은 제3 위상차 보상 소자에 의해 배향이 변화된 후 제1 위상차 보상 소자에 의해 원형 편광으로 변환된다. 따라서, 제1 위상차 보상 소자의 굴절율 이방성의 파장 의존성은 최적으로 보상된다. 그러므로, 편광 상태의 분산이 반사 모드에서 넓은 파장 범위에 걸쳐 축소되므로, 원형 편광이 만족스롭게 얻어진다. 이와 같이, 반사 모드에서 블랙 디스플레이의 암도가 개선된다. 제1 및 제3 위상차 보상 소자가 대향하여 위치될 때에도 실질적으로 동일한 효과가 얻어진다.The third compensation element is formed of a λ / 2 wave plate, and the transmission axis of the first polarization element and the slow axis of the first phase difference compensation element have an angle of 2γ1 + 45 degrees, where γ1 is the transmission axis and the third compensation of the first polarization element. Angle of the slow axis of the device), the polarization direction of the linearly polarized light from the first retardation compensator is converted into circularly polarized light by the first retardation compensator after the orientation is changed by the third retardation compensator. . Therefore, the wavelength dependence of the refractive index anisotropy of the first retardation compensating element is optimally compensated. Therefore, since the dispersion of the polarization state is reduced over a wide wavelength range in the reflection mode, circularly polarized light is satisfactorily obtained. As such, the blackness of the black display in the reflective mode is improved. Substantially the same effect is obtained even when the first and third retardation compensating elements are placed oppositely.

특히 수직 배향된 액정층이 사용되거나 액정층에 의한 잔여 지연이 어두운 상태에서 무시할 수 있으면, 제1 위상차 보상 소자가 λ/4 파장 판으로 형성될 수 있다.In particular, if a vertically oriented liquid crystal layer is used or the residual delay caused by the liquid crystal layer is negligible in the dark state, the first retardation compensating element can be formed of a λ / 4 wave plate.

α의 지연이 어두운 상태로 반사 모드의 액정층에 남아 있으면, 제1 위상차 보상 소자의 지연은 λ/4-α로 되어 원형 편광으로부터 오프셋된 광이 액정층으로 입사한다. 광이 액정층을 통해 투과되고 반사 전극에 도달하면, 광은 넓은 파장 범위에 걸쳐 제거되는 편광 상태의 분산의 결과 원형 편광이 된다. 이와 같이, 만족스러운 블랙 디스플레이가 반사 모드에서 실현된다.If the delay of? remains in the reflection mode liquid crystal layer in a dark state, the delay of the first retardation compensator is? / 4-? so that light offset from circularly polarized light enters the liquid crystal layer. When light is transmitted through the liquid crystal layer and reaches the reflective electrode, the light becomes circularly polarized light as a result of dispersion of the polarization state that is removed over a wide wavelength range. As such, a satisfactory black display is realized in the reflection mode.

제4 위상차 보상 소자(12)가 제2 편광 소자(9) 및 액정층(5)간에 제공될 수 있다. 이러한 구조로 인해, 선형 편광이 원형 파장으로 변환될 때 야기된 굴절율 이방성의 파장 의존성은 어느 정도로 상쇄된다. 따라서, 투과 모드에서, 원형 편광으로의 변화가 편광 상태의 분산이 넓은 파장 범위에 걸쳐 감소된 상태에서 수행된다. 이와 같이, 블랙 디스플레이의 암도가 개선된다. 반사 모드 및 투과 모드가 함께 사용되더라도, 만족스러운 블랙 디스플레이가 실현된다.The fourth retardation compensator 12 may be provided between the second polarization element 9 and the liquid crystal layer 5. Due to this structure, the wavelength dependence of the refractive anisotropy caused when the linearly polarized light is converted to the circular wavelength is offset to some extent. Thus, in the transmission mode, the change to circular polarization is performed in a state where the dispersion of polarization states is reduced over a wide wavelength range. As such, the blackness of the black display is improved. Even if the reflection mode and the transmission mode are used together, a satisfactory black display is realized.

제4 보상 소자가 λ/2 파장 판으로 형성되고, 제2 편광 소자의 투과축 및 제2 위상차 보상 소자의 지상축이 2γ2+45도의 각(여기서 γ2는 제2 편광 소자의 투과축 및 제4 보상 소자의 지상축임)을 이루도록 설정되는 경우에, 제2 위상차 보상 소자로부터의 선형 편광은 제4 위상차 보상 소자에 의해 배향이 변화된 후 제2 위상차 보상 소자에 의해 원형 편광으로 변환된다. 따라서, 제1 위상차 보상 소자의 굴절율 이방성의 파장 의존성이 최적으로 보상된다. 이와 같이, 편광 상태에서의 분산이 투과 모드에서 넓은 파장 범위에 걸쳐 감소되어, 원형 편광이 만족스롭게 얻어진다.The fourth compensation element is formed of a λ / 2 wave plate, and the transmission axis of the second polarization element and the slow axis of the second phase difference compensation element have an angle of 2γ2 + 45 degrees, where γ2 is the transmission axis of the second polarization element and the fourth Linear polarization from the second retardation compensating element, after the orientation is changed by the fourth retardation compensating element, is converted into circular polarization by the second retardation compensating element. Therefore, the wavelength dependence of the refractive index anisotropy of the first retardation compensating element is optimally compensated. As such, dispersion in the polarization state is reduced over a wide wavelength range in the transmission mode, so that circularly polarized light is satisfactorily obtained.

특히 수직 배향된 액정층이 사용될 때 또는 액정층에 의한 나머지 지연이 어두운 상태에서 무시할 수 있을 때, 제2 위상차 보상 소자는 λ/4 파장 판으로 형성될 수 있다.In particular, when the vertically oriented liquid crystal layer is used or when the remaining delay by the liquid crystal layer is negligible in the dark state, the second retardation compensating element may be formed of a λ / 4 wave plate.

어두운 상태에서 액정층이 반사 모드에서는 α의 지연이 남아있고 투과 모드에서는 β의 지연이 남아있을 때, 나중에 사용되는 소자의 지연은, 원형 편광으로부터 오프셋되는 광이 액정층 에 입사되도록 λ/4-(β-α)로 된다. 광이 액정층을 통해 투과될 때, 광은 반사 모드에서와 동일한 편광 상태에 있다. 따라서, 제3 위상차 보상 소자를 통해 투과될 때, 광은 제1 편광 소자의 투과축에 직교인 선형 편광이 된다. 따라서, 블랙 디스플레이의 암도가 개선된다. 투과 모드 및 반사 모드가 함께 사용될 때도, 만족스러운 블랙 디스플레이가 실현된다.When the liquid crystal layer in the dark state has a delay of α in the reflection mode and a delay of β in the transmission mode, the delay of the later used element is such that the light offset from the circularly polarized light is incident on the liquid crystal layer. (β-α). When light is transmitted through the liquid crystal layer, the light is in the same polarization state as in the reflection mode. Therefore, when transmitted through the third retardation compensating element, the light becomes linearly polarized light perpendicular to the transmission axis of the first polarizing element. Thus, the blackness of the black display is improved. Even when the transmission mode and the reflection mode are used together, a satisfactory black display is realized.

제1 및 제2 위상차 보상 소자의 지상축이 상호 직교하고 제3 및 제4 위상차 보상 소자의 지상축이 상호 직교하는 경우, 제1 및 제3 위상차 보상 소자의 굴절율 이방성의 파장 의존성은 제2 및 제4 위상차 보상 소자의 굴절율 이방성의 파장 의존성에 의해 각각 상쇄된다. 이와 같이, 블랙 디스플레이의 암도가 개선된다.When the slow axes of the first and second retardation compensators are orthogonal to each other and the slow axes of the third and fourth retardation compensators are orthogonal to each other, the wavelength dependence of the refractive index anisotropy of the first and third retardation compensating elements is determined by the second and The wavelength dependence of the refractive index anisotropy of the fourth retardation compensating element is respectively canceled. As such, the blackness of the black display is improved.

(예 1)(Example 1)

본 발명에 따른 제1 예에서의 LCD 장치가 도 1을 참조하여 설명될 것이다.The LCD device in the first example according to the present invention will be described with reference to FIG.

기판(2)은, 예를 들면, Al 또는 Ta와 같은 높은 반사율을 갖는 재료로 형성된 반사 전극(3)(도 1에서 반사 전극 영역으로 도시됨)을 포함한다. 기판(1)은 대향 전극(4)(도 1에서 투과 전극으로 도시됨)을 포함한다. 음 유전율 이방성을 나타내는 액정 재료로 형성된 액정층(5)이 반사 전극(3) 및 대향 전극(4) 간에 삽입된다.The substrate 2 comprises a reflecting electrode 3 (shown as a reflecting electrode region in FIG. 1) formed of a material having a high reflectance such as, for example, Al or Ta. The substrate 1 comprises an opposing electrode 4 (shown as transmissive electrode in FIG. 1). A liquid crystal layer 5 formed of a liquid crystal material exhibiting negative dielectric anisotropy is inserted between the reflective electrode 3 and the counter electrode 4.

액정층(5)과 접촉하는 반사 전극(3) 및 대향 전극(4)의 표면 상에 배향층(도시되지 않음)이 제공된다. 배향층은 기판(1 및 2)의 표면에 수직이도록 액정층(5)의 액정 분자(도시되지 않음)를 배향하는데 사용된다. 배향층이 제공된 후, 배향층중 적어도 하나는, 예를 들면, 러빙(rubbing)과 같은 배향 처리가 행해진다.An alignment layer (not shown) is provided on the surfaces of the reflective electrode 3 and the counter electrode 4 in contact with the liquid crystal layer 5. The alignment layer is used to orient liquid crystal molecules (not shown) of the liquid crystal layer 5 so as to be perpendicular to the surfaces of the substrates 1 and 2. After the alignment layer is provided, at least one of the alignment layers is subjected to an alignment treatment such as, for example, rubbing.

배향 처리로 인하여, 액정층(5)의 액정 분자는 기판(1 및 2)의 표면에 수직 방향에 대해 약 0.1° 내지 5°의 경사각을 갖는다.Due to the alignment treatment, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 5 have an inclination angle of about 0.1 ° to 5 ° with respect to the direction perpendicular to the surfaces of the substrates 1 and 2.

액정층(5)이 음 유전율 이방성을 나타내는 재료로 형성되기 때문에, 반사 전극(3) 및 대향 전극(4) 간에 전압이 인가될 때, 액정 분자는 기판(1 및 2)의 표면에 대해 수평이도록 경사진다.Since the liquid crystal layer 5 is formed of a material showing negative dielectric anisotropy, when a voltage is applied between the reflective electrode 3 and the counter electrode 4, the liquid crystal molecules are horizontal with respect to the surfaces of the substrates 1 and 2. Incline

반사 전극(3)은 전압을 액정층(5)에 인가하는데 사용되나, 반사 전극(3)은 반사판으로서만 사용될 수 있는 것이지, 전압을 인가하기 위한 전극으로 사용될 수 없다. 이러한 경우에, 예를 들면, 투과 전극(8)이 반사 전극(3) 상으로 연장되어 반사 영역에서 전압을 액정층(5)에 인가하기 위한 전극으로 작용한다.The reflective electrode 3 is used to apply a voltage to the liquid crystal layer 5, but the reflective electrode 3 can be used only as a reflecting plate, and cannot be used as an electrode for applying a voltage. In this case, for example, the transmissive electrode 8 extends onto the reflective electrode 3 to serve as an electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer 5 in the reflective region.

여기에 사용되는 액정 재료는 Ne(특수 광에 대한 굴절율)=1.5546, No(보통 광에 대한 굴절율)=1.4773, 및 △N(Ne-No)=0.0773의 굴절율 이방성을 갖는다.The liquid crystal material used here has refractive index anisotropy of Ne (refractive index with respect to special light) = 1.5546, No (refractive index with respect to normal light) = 1.4773, and (DELTA) N (Ne-No) = 0.0773.

λ/4 파장 판(7)이 대향 전극(4)에 대향인 기판(1)의 표면 상에 제공된다. λ/4 파장 판(7)의 지상축은, 전압이 액정층(5)에 인가될 때 액정 분자의 종축(즉, 분자축)에 대해 45°로 경사지도록 설정된다.A λ / 4 wave plate 7 is provided on the surface of the substrate 1 opposite the counter electrode 4. The slow axis of the λ / 4 wave plate 7 is set to be inclined at 45 ° with respect to the longitudinal axis (ie, the molecular axis) of the liquid crystal molecules when a voltage is applied to the liquid crystal layer 5.

λ/4 파장 판(7)은 선형 편광을 원형 편광으로 변환하고 원형 편광을 선형 편광으로 변환하는데 사용된다.The λ / 4 wave plate 7 is used to convert linearly polarized light into circularly polarized light and to convert circularly polarized light into linearly polarized light.

본 실시예에서, λ/4 파장 판(7)은 대향 전극(4)에 대향인 기판(1)의 표면 상에 제공되나, 반사 전극(3) 및 액정층(5) 간에 제공될 수 있다.In this embodiment, the λ / 4 wave plate 7 is provided on the surface of the substrate 1 opposite to the counter electrode 4, but may be provided between the reflective electrode 3 and the liquid crystal layer 5.

λ/4 파장 판(7)은 생산 비용을 감소시키기 위해 기판(1)의 표면에 설치될 수 있거나 편광 소자(6)와 일체화될 수 있다.The λ / 4 wave plate 7 may be installed on the surface of the substrate 1 or integrated with the polarizing element 6 to reduce the production cost.

편광 소자(6)는 기판(1)에 대향인 λ/4 파장 판(7)의 표면 상에 제공된다. 편광 소자(6)의 투과축은 λ/4 파장 판(7)의 지상축에 대해 45°로 경사지도록 설정된다.The polarizing element 6 is provided on the surface of the λ / 4 wave plate 7 opposite to the substrate 1. The transmission axis of the polarizing element 6 is set to be inclined at 45 ° with respect to the slow axis of the λ / 4 wave plate 7.

도 7a는 제1 실시예에서 액티브 매트릭스 기판(기판(2))의 평면도이고, 도 7b는 도 7a의 선 7B-7B'을 따라 절취한 액티브 매트릭스 기판의 단면도이다.FIG. 7A is a plan view of an active matrix substrate (substrate 2) in the first embodiment, and FIG. 7B is a cross-sectional view of the active matrix substrate cut along the line 7B-7B 'of FIG. 7A.

도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 액티브 매트릭스 기판은 게이트 라인(21), 데이터 라인(22), 구동 소자(23), 드레인 전극(24), 축적 캐패시턴스 전극(25), 게이트 절연층(26), 절연 기판(27), 콘택트 홀(28), 층간 절연층(29) 및 반사 전극(30)(도 1에서 반사 전극(3)에 대응함)을 포함한다.As shown in FIGS. 7A and 7B, the active matrix substrate may include a gate line 21, a data line 22, a driving element 23, a drain electrode 24, a storage capacitance electrode 25, and a gate insulating layer ( 26, an insulating substrate 27, a contact hole 28, an interlayer insulating layer 29, and a reflective electrode 30 (corresponding to the reflective electrode 3 in FIG. 1).

축적 캐패시턴스 전극(25)은 드레인 전극(24)에 전기적으로 연결되고, 게이트 절연층(26)이 사이에 삽입된 축적 캐패시턴스 라인(32)을 중첩한다. 따라서, 축적 캐패시턴스 전극(25), 절연층(26), 및 축적 캐패시턴스 라인(32)는 축적 캐패시턴스를 형성한다.The accumulation capacitance electrode 25 is electrically connected to the drain electrode 24 and overlaps the accumulation capacitance line 32 with the gate insulating layer 26 interposed therebetween. Thus, the storage capacitance electrode 25, the insulating layer 26, and the storage capacitance line 32 form the storage capacitance.

콘택트 홀(28)은 반사 전극(30) 및 축적 캐패시턴스 전극(25)을 연결하기 위해 층간 절연층(29)에 형성된다.The contact hole 28 is formed in the interlayer insulating layer 29 to connect the reflective electrode 30 and the accumulation capacitance electrode 25.

도 13a 및 도 13b을 참조하여, 제1 실시예에서의 반사 모드에서 LCD 장치의 광 투과 및 반사가 설명될 것이다.13A and 13B, light transmission and reflection of the LCD device in the reflection mode in the first embodiment will be described.

도 13a는, 어떠한 전압도 액정층(5)에 인가되지 않을 때 수행되는 블랙 디스플레이를 도시하고, 도 13b는, 액정층(5)에 전압이 인가될 때 수행되는 화이트 디스플레이를 도시한다. 이들 도면에서, 반사 전극(3)(반사 전극 영역(3))은 좌측에 형성된다.FIG. 13A shows a black display performed when no voltage is applied to the liquid crystal layer 5, and FIG. 13B shows a white display performed when a voltage is applied to the liquid crystal layer 5. In these figures, the reflective electrode 3 (reflective electrode region 3) is formed on the left side.

도 13a를 참조하여, 블랙 디스플레이가 설명될 것이다.Referring to FIG. 13A, a black display will be described.

편광 소자(6)의 상면에 입사하는 광은 편광 소자(6)의 투과축에 평행인 선형 편광이도록 편광 소자(6)를 통해 투과된 다음, λ/4 파장 판(7)에 입사한다.Light incident on the upper surface of the polarizing element 6 is transmitted through the polarizing element 6 so as to be linearly polarized light parallel to the transmission axis of the polarizing element 6, and then enters the λ / 4 wavelength plate 7.

λ/4 파장 판(7)은, 편광 소자(6)의 투과축 및 λ/4 파장 판(7)의 지상축이 45°의 각도가 되도록 배열된다. 따라서, λ/4 파장 판(7)을 통해 투과된 광은 원형 편광이 된다.The λ / 4 wave plate 7 is arranged such that the transmission axis of the polarizing element 6 and the slow axis of the λ / 4 wave plate 7 are at an angle of 45 °. Thus, the light transmitted through the λ / 4 wave plate 7 becomes circularly polarized light.

어떠한 전압도 액정층(5)에 인가되지 않을 때, 액정층(5)에 사용되는 음 유전율 이방성을 나타내는 액정 분자는 기판(1 및 2)의 표면에 실질적으로 수직이다. 따라서, 입사광에 대한 액정층(5)의 굴절율 이방성은 매우 작다. 즉, 액정층(5)을 통한 광 투과에 의해 유발되는 위상차는 실질적으로 제로이다.When no voltage is applied to the liquid crystal layer 5, the liquid crystal molecules exhibiting negative dielectric anisotropy used for the liquid crystal layer 5 are substantially perpendicular to the surfaces of the substrates 1 and 2. Therefore, the refractive index anisotropy of the liquid crystal layer 5 with respect to incident light is very small. That is, the phase difference caused by the light transmission through the liquid crystal layer 5 is substantially zero.

따라서, λ/4 파장 판(7)으로부터의 원형 편광은 원형 편광을 유지하면서 액정층(5)을 통해 투과되고 기판(2)의 반사 전극(3)에 의해 반사된다.Thus, the circularly polarized light from the λ / 4 wave plate 7 is transmitted through the liquid crystal layer 5 while maintaining the circularly polarized light and reflected by the reflective electrode 3 of the substrate 2.

반사 전극(3)에 의해 반사되는 원형 편광은 기판(1)쪽으로 액정층(5)을 통해 투과되고 원형 편광을 유지하면서 λ/4 파장 판(7) 에 입사한다.The circularly polarized light reflected by the reflective electrode 3 is transmitted through the liquid crystal layer 5 toward the substrate 1 and enters the λ / 4 wavelength plate 7 while maintaining the circularly polarized light.

그 다음, 원형 편광은 편광 소자(6)의 투과축에 직교인 선형 편광이도록 λ/4 파장 판(7)을 통해 투과된 다음, 편광 소자(6)에 입사한다.Then, the circularly polarized light is transmitted through the λ / 4 wave plate 7 so as to be linearly polarized perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6 and then enters the polarizing element 6.

이제, 광의 편광 방향이 편광 소자(6)의 투과축에 직교하기 때문에, 광은 투과되지 않고 편광 소자(6)에 의해 흡수된다.Now, since the polarization direction of the light is orthogonal to the transmission axis of the polarizing element 6, the light is not transmitted but is absorbed by the polarizing element 6.

이와 같이, 블랙 디스플레이가 수행된다.In this way, a black display is performed.

도 13b를 참조하여, 화이트 디스플레이가 설명될 것이다.With reference to FIG. 13B, a white display will be described.

광이 원형 편광이도록 λ/4 파장 판(7)을 통해 투과될 때까지의 과정은 상기와 동일하여 설명하지 않을 것이다.The process until the light is transmitted through the λ / 4 wave plate 7 so as to be circularly polarized light is the same as above and will not be described.

전압이 액정층(5)에 인가될 때, 액정 분자는 기판(1 및 2)의 표면에 대해 수평으로 경사진다. 따라서, 액정층(5) 에 입사하는 원형 편광은 액정 분자의 복굴절에 의해 타원 편광이 된다. 그 다음, 광은 반사 전극(3)에 의해 반사되고, 광이 액정층(5)을 통해 투과된 후 편광이 변경된다. λ/4 파장 판(7)를 통해 투과된 후, 광은 편광 소자(6)의 투과축에 직교인 선형 편광이 되지 않는다. 따라서, 광은 편광 소자(6)를 통해 투과된다.When a voltage is applied to the liquid crystal layer 5, the liquid crystal molecules are inclined horizontally with respect to the surfaces of the substrates 1 and 2. Therefore, circularly polarized light incident on the liquid crystal layer 5 becomes elliptically polarized light by birefringence of liquid crystal molecules. Then, the light is reflected by the reflective electrode 3, and the light is transmitted through the liquid crystal layer 5, and then the polarization is changed. After being transmitted through the [lambda] / 4 wave plate 7, the light does not become linearly polarized orthogonal to the transmission axis of the polarizing element 6. Thus, light is transmitted through the polarizing element 6.

액정층(5)에 인가된 전압을 제어함으로써, 반사 전극(3)에 의해 반사된 후 편광 소자(6)를 통해 투과되는 광량이 조정될 수 있다. 따라서, 그레이 스케일 디스플레이가 제공된다.By controlling the voltage applied to the liquid crystal layer 5, the amount of light reflected by the reflective electrode 3 and then transmitted through the polarizing element 6 can be adjusted. Thus, a gray scale display is provided.

액정층(5)에 의한 위상차가 1/4 파장(λ/4) 조건을 만족하도록 액정 분자의 배향을 변경하기 위해 반사 전극(3) 및 대향 전극(4)에 의해 전압이 액정층(5)에 인가될 때, λ/4 파장 판(7)으로부터의 원형 편광은, 액정층(5)을 통해 투과된 후 반사 전극(3)에 도달할 때 편광 소자(6)의 투과축에 직교인 선형 편광이 된다. 편광 소자(6)의 투과축에 평행인 선형 편광이도록 액정층(5) 및 λ/4 파장 판(7)을 통해 광이 다시 투과된다. 이 경우에, 편광 소자(6)를 통해 투과되는 광량은 최대이다.In order to change the orientation of the liquid crystal molecules so that the phase difference by the liquid crystal layer 5 satisfies the 1/4 wavelength (λ / 4) condition, the voltage is applied to the liquid crystal layer 5 by the reflective electrode 3 and the counter electrode 4. When applied to, the circularly polarized light from the λ / 4 wave plate 7 is linear, which is orthogonal to the transmission axis of the polarizing element 6 when it reaches the reflective electrode 3 after being transmitted through the liquid crystal layer 5. It becomes polarized light. Light is transmitted again through the liquid crystal layer 5 and the λ / 4 wave plate 7 so as to be linearly polarized parallel to the transmission axis of the polarizing element 6. In this case, the amount of light transmitted through the polarizing element 6 is maximum.

상술된 바와 같이, 어떠한 전압도 액정층(5) 양단에 인가되지 않을 때에는, 액정층(5)이 실질적으로 어떠한 복굴절도 갖지 않기 때문에 블랙 디스플레이가 얻어지고, 전압이 액정층(5) 양단에 인가될 때에는, 전압에 따른 광 투과율을 변경함으로써 그레이 스케일 디스플레이가 얻어진다.As described above, when no voltage is applied across the liquid crystal layer 5, a black display is obtained because the liquid crystal layer 5 has substantially no birefringence, and a voltage is applied across the liquid crystal layer 5. The gray scale display is obtained by changing the light transmittance with respect to the voltage.

도 4는, 광이 입사되어 수직으로 수신되는 경우 액정층의 셀 갭이 d=3.56㎛이고 액정층에 의한 지연(위상차)이 d△N=0.2752일 때 얻어지는, 제1 실시예에서의 반사형 LCD 장치의 스펙트럼 반사율 특성을 도시한다.4 is a reflection type in the first embodiment obtained when the cell gap of the liquid crystal layer is d = 3.56 탆 and the delay (phase difference) caused by the liquid crystal layer is dΔN = 0.2752 when light is incident and received vertically. The spectral reflectance characteristics of the LCD device are shown.

도 4에서, 광이 입사되어 수직으로 수신되는 경우의 단일 반사판의 스펙트럼 반사율은 100이다.In Fig. 4, the spectral reflectance of the single reflector when light is incident and received vertically is 100.

도 4에 도시된 바와 같이, 어떠한 전압도 인가되지 않을 때의 블랙 디스플레이 및 3.25V의 전압이 인가될 때의 화이트 디스플레이 간에 400㎚ 내지 700㎚의 전체 파장 범위에 걸쳐 50 이상의 충분한 콘트라스트 비가 얻어진다.As shown in Fig. 4, a sufficient contrast ratio of 50 or more is obtained over the entire wavelength range of 400 nm to 700 nm between the black display when no voltage is applied and the white display when a voltage of 3.25 V is applied.

3.25V의 전압이 인가될 때, 편광 소자(6)의 투과율과 실질적으로 동일한 약 40%의 반사율이 얻어진다. 이러한 높은 광 조명률은 반사형 LCD 장치에 적당하다.When a voltage of 3.25 V is applied, a reflectance of about 40% is obtained which is substantially equal to the transmittance of the polarizing element 6. This high light illumination rate is suitable for reflective LCD devices.

도 5는, 광이 입사되어 수직으로 수신되는 경우 액정층의 셀 갭이 d=4.5㎛이고 액정층에 의한 지연(위상차)이 d△N=0.3479일 때 얻어지는, 제1 실시예에서의 반사형 LCD 장치의 스펙트럼 반사율 특성을 도시한다.5 is a reflection type in the first embodiment obtained when the cell gap of the liquid crystal layer is d = 4.5 μm and the delay (phase difference) caused by the liquid crystal layer is dΔN = 0.3479 when light is incident and received vertically. The spectral reflectance characteristics of the LCD device are shown.

도 5에 도시된 바와 같이, 어떠한 전압도 인가되지 않을 때의 블랙 디스플레이 및 3V의 전압이 인가될 때의 화이트 디스플레이 간에 400㎚ 내지 700㎚의 전체 파장 범위에 걸쳐 50 이상의 충분한 콘트라스트 비가 얻어진다.As shown in Fig. 5, a sufficient contrast ratio of 50 or more is obtained over the entire wavelength range of 400 nm to 700 nm between the black display when no voltage is applied and the white display when a voltage of 3 V is applied.

3V의 전압이 인가될 때, 셀 갭 d=3.56㎛인 경우에서와 같이 약 40%의 반사율이 얻어진다.When a voltage of 3V is applied, a reflectance of about 40% is obtained as in the case of cell gap d = 3.56 mu m.

도 6은, 광이 550㎚의 파장으로 입사되어 수직으로 수신될 때 제1 실시예에서의 반사형 LCD 장치의 셀 갭 및 콘트라스트 비 간의 관계를 도시한다.Fig. 6 shows the relationship between the cell gap and the contrast ratio of the reflective LCD device in the first embodiment when light is incident at a wavelength of 550 nm and received vertically.

콘트라스트 비는 액정층에 의한 지연(위상차) d△N이 1/4 파장 조건을 만족하게 하는 전압을 인가함으로써 측정된다.The contrast ratio is measured by applying a voltage such that the delay (phase difference) dΔN due to the liquid crystal layer satisfies the 1/4 wavelength condition.

도 6에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에서의 반사형 LCD 장치는 액정층의 셀 갭과 무관하게 500 이상의 콘트라스트 비를 유지한다.As shown in Fig. 6, the reflective LCD device in the first embodiment maintains a contrast ratio of 500 or more regardless of the cell gap of the liquid crystal layer.

따라서, 전압이 액정층 양단에 인가될 때, 위상차 d△N이 1/4 파장 조건을 만족하는 한, 콘트라스트 비의 어떠한 감소없이 디스플레이가 제공된다. 셀 갭 d는 임의로 설정될 수 있다.Thus, when a voltage is applied across the liquid crystal layer, the display is provided without any reduction in the contrast ratio as long as the phase difference dΔN satisfies the 1/4 wavelength condition. The cell gap d may be set arbitrarily.

도 12는 λ/4 파장 판의 지상축의 각도 및 콘트라스트 비 간의 관계를 도시한다. λ/4 파장 판의 지상축의 각도는, 지상축이 편광 소자의 투과축에 대해 45°로 경사질 때 0°로 설정된다.12 shows the relationship between the angle and the contrast ratio of the slow axis of the λ / 4 wave plate. The angle of the slow axis of the λ / 4 wave plate is set to 0 ° when the slow axis is inclined at 45 ° with respect to the transmission axis of the polarizing element.

지상축의 각도차가 3°이내 이면, 500 이상의 콘트라스트 비가 얻어지므로, 만족스러운 디스플레이 특성을 갖는 반사형 LCD 장치가 제공된다.If the angular difference of the slow axis is within 3 °, a contrast ratio of 500 or more is obtained, so that a reflective LCD device having satisfactory display characteristics is provided.

즉, λ/4 파장 판 및 편광 소자가 설정된 값으로부터 약간 오프셋된 λ/4 파장 판의 지상축 및 편광 소자의 투과축의 각도와 함께 결합될 때에도 높은 콘트라스트가 얻어진다.That is, high contrast is obtained even when the λ / 4 wave plate and the polarizing element are combined with the angles of the slow axis of the λ / 4 wave plate slightly offset from the set value and the transmission axis of the polarizing element.

도 6은, 패널의 표면에 의한 반사의 영향이 제거된 후의 값을 도시한다. 실제 사용에서는, 패널의 표면에 의한 반사는 무시할 수 없다. 패널에 의한 반사를 고려한 콘트라스트 비는 약 20이며, 이는 반사형 LCD 장치에 여전히 만족스러운 것이다.6 shows the value after the influence of reflection by the surface of the panel is removed. In practical use, reflection by the surface of the panel cannot be ignored. The contrast ratio considering the reflection by the panel is about 20, which is still satisfactory for the reflective LCD device.

수직 배향된 액정층을 사용하는 제1 실시예에서의 LCD 장치는, 어떠한 전압도 인가되지 않을 때에는 액정층에 의한 지연이 실질적으로 제로가 되게 한다. 통상의 블랙 디스플레이인 경우, 어두운 상태의 암도가 개선되어, 콘트라스트를 증가시킨다.The LCD device in the first embodiment using the vertically aligned liquid crystal layer causes the delay caused by the liquid crystal layer to be substantially zero when no voltage is applied. In the case of a normal black display, the darkness of the dark state is improved, increasing the contrast.

(예 2)(Example 2)

본 발명에 따른 제2 실시예에서의 LCD 장치가 도 2를 참조하여 설명될 것이다. 제1 실시예에서의 것과 동일한 소자가 동일한 참조 번호를 갖는다.The LCD device in the second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The same elements as in the first embodiment have the same reference numerals.

기판(2)은, 예를 들면, Al 또는 Ta와 같은 높은 반사율을 갖는 재료로 형성된 반사 전극(3)(도 2에서 반사 전극 영역으로 도시됨) 및 예를 들면, ITO와 같은 높은 투과율을 갖는 재료로 형성된 투과 전극(8)(도 2에서 투과 전극 영역으로 도시됨)을 포함한다. 기판(1)은 대향 전극(4)(도 2에서 투과 전극으로서 도시됨)을 포함한다. 음 유전율 이방성을 나타내는 액정 재료로 형성된 액정층(5)은 반사 전극(3)/투과 전극(8) 및 대향 전극(4) 간에 삽입된다.The substrate 2 has a reflective electrode 3 (shown as a reflective electrode region in FIG. 2) formed of a material having a high reflectance such as, for example, Al or Ta, and a high transmittance such as, for example, ITO. A transmissive electrode 8 formed of material (shown as the transmissive electrode region in FIG. 2). Substrate 1 comprises a counter electrode 4 (shown as transmissive electrode in FIG. 2). A liquid crystal layer 5 formed of a liquid crystal material exhibiting negative dielectric anisotropy is inserted between the reflective electrode 3 / the transmissive electrode 8 and the counter electrode 4.

배향층(도시되지 않음)은 액정층(5)과 접촉하는 반사 전극(3)/투과 전극(8) 및 대향 전극(4)의 표면 상에 제공된다. 배향층은 기판(1 및 2)의 표면에 직교로 액정층(8)의 액정 분자(도시되지 않음)를 배열하는데 사용된다. 배열층이 제공된 후, 배열층중 적어도 하나는, 예를 들면, 러빙과 같은 배향 처리가 행해진다.An alignment layer (not shown) is provided on the surfaces of the reflective electrode 3 / transmissive electrode 8 and the counter electrode 4 in contact with the liquid crystal layer 5. The alignment layer is used to arrange liquid crystal molecules (not shown) of the liquid crystal layer 8 orthogonally to the surfaces of the substrates 1 and 2. After the array layer is provided, at least one of the array layers is subjected to an alignment process such as rubbing, for example.

배향 처리로 인하여, 액정층(5)의 액정 분자는 기판(1 및 2)의 표면에 수직 방향에 대해 약 0.1° 내지 5°의 경사각을 갖는다.Due to the alignment treatment, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 5 have an inclination angle of about 0.1 ° to 5 ° with respect to the direction perpendicular to the surfaces of the substrates 1 and 2.

반사 전극(3)은 전압을 액정층(5)을 인가하는데 사용되지만, 반사 전극(3)은 반사판으로서만 사용될 수 있는 것이지, 전압을 인가하기 위한 전극으로 사용될 수 없다. 이러한 경우에, 예를 들면, 투과 전극(8)이 반사 전극(3) 상으로 연장되어, 반사 영역에서 전압을 액정층(5)에 인가하기 위한 전극으로서 작용한다.The reflective electrode 3 is used to apply a voltage to the liquid crystal layer 5, but the reflective electrode 3 can be used only as a reflecting plate, and cannot be used as an electrode for applying a voltage. In this case, for example, the transmissive electrode 8 extends onto the reflective electrode 3 and acts as an electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer 5 in the reflective region.

여기서 사용된 액정 재료는 Ne(특수 광에 대한 굴절율)=1.5546 및 No(보통 광에 대한 굴절율)=1.4773의 굴절율 이방성을 갖는다.The liquid crystal material used here has refractive index anisotropy of Ne (refractive index for special light) = 1.5546 and No (refractive index for normal light) = 1.4773.

λ/4 파장 판(7)은 대향 전극(4)에 대향인 기판(1)의 표면 상에 제공된다. λ/4 파장 판(7)의 지상축은, 전압이 액정층(5) 양단에 인가될 때 액정 분자의 종축에 대해 45°로 경사지도록 설정된다.The λ / 4 wave plate 7 is provided on the surface of the substrate 1 opposite the counter electrode 4. The slow axis of the λ / 4 wave plate 7 is set to be inclined at 45 ° with respect to the longitudinal axis of the liquid crystal molecules when a voltage is applied across the liquid crystal layer 5.

λ/4 파장 판(10)은 반사 전극(3) 및 투과 전극(8)에 대향인 기판(2)의 표면 상에 제공된다. λ/4 파장 판(10)의 지상축은 λ/4 파장 판(7)의 지상축에 평행하다.The λ / 4 wave plate 10 is provided on the surface of the substrate 2 opposite the reflective electrode 3 and the transmissive electrode 8. The slow axis of the λ / 4 wave plate 10 is parallel to the slow axis of the λ / 4 wave plate 7.

편광 소자(6)는 기판(1)에 대향하는 λ/4 파장 판(7)의 표면 상에 제공된다. 편광 소자(9)는 기판(2)에 대향하는 λ/4 파장 판(10)의 표면 상에 제공된다. 편광 소자(6)의 투과축은 λ/4 파장 판(7)의 지상축에 대해 45도 경사지도록 설정된다. 편광 소자(9)의 투과축은 λ/4 파장 판(10)의 지상축에 대해 45도 경사지도록 설정된다.The polarizing element 6 is provided on the surface of the λ / 4 wave plate 7 opposite the substrate 1. The polarizing element 9 is provided on the surface of the λ / 4 wave plate 10 opposite the substrate 2. The transmission axis of the polarizing element 6 is set to be inclined 45 degrees with respect to the slow axis of the λ / 4 wave plate 7. The transmission axis of the polarizing element 9 is set to be inclined 45 degrees with respect to the slow axis of the λ / 4 wave plate 10.

도 8a는 제2 실시예에서 액티브 매트릭스 기판(기판 2)의 평면도이며, 도 8b은 도 8a의 8B-8B' 선을 따라 절취된 액티브 매트릭스 기판의 단면도이다.FIG. 8A is a plan view of the active matrix substrate (substrate 2) in the second embodiment, and FIG. 8B is a cross-sectional view of the active matrix substrate cut along the line 8B-8B 'of FIG. 8A.

도 8a 및 8b에 도시된 바와 같이, 액티브 매트릭스 기판은 게이트 라인(21), 데이타 라인(22), 구동 소자(23), 드레인 전극(24), 축적 캐패시턴스 전극(35), 게이트 절연층(26), 절연 기판(27), 콘택트 홀(28), 층간 절연층(29), 반사 화소 전극(반사 전극 영역;30)(도 2에서 반사 전극(3)에 대응함) 및 투과 화소 전극(투과 전극 영역;31)(도 2에서 투과 전극(8)에 대응함)을 포함한다.As shown in FIGS. 8A and 8B, the active matrix substrate includes a gate line 21, a data line 22, a driving element 23, a drain electrode 24, a storage capacitance electrode 35, and a gate insulating layer 26. ), An insulating substrate 27, a contact hole 28, an interlayer insulating layer 29, a reflective pixel electrode (reflective electrode region) 30 (corresponding to the reflective electrode 3 in FIG. 2), and a transparent pixel electrode (transmissive electrode Region 31 (corresponding to transmissive electrode 8 in FIG. 2).

축적 캐패시턴스 전극(35)은 드레인 전극(24)에 전기적으로 접속되며, 게이트 절연층(26)이 사이에 삽입된 게이트 라인(21)을 중첩한다. 따라서, 축적 캐패시턴스 전극(35), 절연층(26) 및 게이트 라인(21)은 축적 캐패시턴스를 형성한다.The accumulation capacitance electrode 35 is electrically connected to the drain electrode 24 and overlaps the gate line 21 with the gate insulating layer 26 interposed therebetween. Therefore, the storage capacitance electrode 35, the insulating layer 26 and the gate line 21 form the storage capacitance.

콘택트 홀(28)은 투과 화소 전극(31)과 축적 캐패시턴스 전극(35)을 접속시키기 위해 층간 절연층(29)에 형성된다.The contact hole 28 is formed in the interlayer insulating layer 29 to connect the transmissive pixel electrode 31 and the storage capacitance electrode 35.

반사 화소 전극(30) 및 투과 화소 전극(31)은 LCD 장치에서 복수의 화소 영역 각각에 반사 영역 및 투과 영역을 각각 형성한다. 반사 영역은 외부 광을 반사시킴으로서 반사 모드 디스플레이를 실질적으로 수행하며, 투과 영역은 백라이트로부터의 광이 투과되도록 하여 실질적으로 투과 모드 디스플레이를 수행한다. 말할 필요도 없이, 실제 디스플레이에서 LCD 장치에 비스듬히 입사된 광 성분이 존재하기 때문에, 두 영역들 사이의 경계가 그다지 명확하지 않다.The reflective pixel electrode 30 and the transparent pixel electrode 31 form a reflective region and a transparent region in each of the plurality of pixel regions in the LCD device. The reflective region substantially performs reflective mode display by reflecting external light, and the transmissive region permits light from the backlight to be transmitted to perform substantially transmissive mode display. Needless to say, the boundary between the two areas is not so clear because there is a light component that is obliquely incident on the LCD device in the actual display.

도 8a에 도시된 바와 같이, 통상 화소 영역의 주변 영역에 반사 전극 영역(30)을 제공하고, 화소 영역의 중심 영역에는 투과 전극 영역(31)을 제공하는 것이 바람직하다. 반사 전극 영역(30)을 게이트 라인(21) 및 데이타 라인(22)과 부분적으로 중첩시킴으로써, 축적 캐패시턴스가 형성되고, 디스플레이 영역이 확장된다.As shown in FIG. 8A, it is preferable to provide the reflective electrode region 30 in the peripheral region of the pixel region, and the transparent electrode region 31 in the center region of the pixel region. By partially overlapping the reflective electrode region 30 with the gate line 21 and the data line 22, an accumulation capacitance is formed and the display region is expanded.

제2 실시예에서는, 반-투과 및 반-반사형 LCD 장치가 제공된다. 도 8c는 반-투과 및 반-반사형 LCD 장치에 사용되는 액티브 매트릭스 기판의 평면도이다. 도 8d는 도 8c의 8D-8D' 선을 따라 절취된 액티브 매트릭스 기판의 단면도이며, 도 8e는 도 8c의 8E-8E'선을 따라 절취된 액티브 매트릭스 기판의 단면도이다.In the second embodiment, a semi-transmissive and semi-reflective LCD device is provided. 8C is a plan view of an active matrix substrate used in semi-transmissive and semi-reflective LCD devices. 8D is a cross-sectional view of the active matrix substrate cut along the line 8D-8D 'of FIG. 8C, and FIG. 8E is a cross-sectional view of the active matrix substrate cut along the line 8E-8E' of FIG. 8C.

도 8c에 도시된 액티브 매트릭스 기판은 반사 전극 영역(30) 내에 작은 투과 전극 영역(30T)을 포함한다. 반사 전극 영역(30) 및 투과 전극 영역(30T)은 반사 영역 및 투과 영역을 독립적으로 한정하지 않고, 반사 모드의 디스플레이 및 투과 모드의 디스플레이가 혼합되어 전체 화소 영역에서 중첩된다.The active matrix substrate shown in FIG. 8C includes a small transmissive electrode region 30T in the reflective electrode region 30. The reflection electrode region 30 and the transmission electrode region 30T do not independently define the reflection region and the transmission region, and the display in the reflection mode and the display in the transmission mode are mixed and overlapped in the entire pixel region.

도 8c에 도시된 액티브 매트릭스 기판은 예를 들어, 도 8d에 도시된 바와 같이 복수의 개구(30T)를 갖는 반사 전극(30)을 형성함으로써 제조된다. 반사 전극(30)에 의해 반사 전극(30) 내의 개구(30T) 상에 배치된 액정 분자들 양단에 전압(반사 전극(30)과 대향 전극 간에 형성되는 경사 전계)이 인가되기 때문에, 투과 전극(31)의 형성이 생략될 수 있다. 즉, 반사 전극(30)은 반-투과 및 반-반사층으로 형성될 수 있다. 선택적으로, 포토리소그래피에 의해 반사 전극(30)이 패터닝되면, 소정 형태의 개구들이 소정 밀도로 형성될 수 있다. 이 개구들의 한 치수는, 비스듬한 전계에 의해 액정층 양단에 충분한 전압이 인가될 수 있도록 액정층의 두께보다 커서는 안된다. 반-투과 및 반-반사층으로 형성된 전극은 일본 공개 공보 제7-333598호에 개시되어 있다. 반-투과 및 반-반사층은 화소 영역 내에 매우 작은 두께로 금속 입자들을 증착시켜 형성되거나, 화소 영역 내에 미세한 홀 또는 리세스를 흐트러지게 형성함으로써 형성된다.The active matrix substrate shown in FIG. 8C is manufactured by forming a reflective electrode 30 having a plurality of openings 30T, for example, as shown in FIG. 8D. Since the voltage (a gradient electric field formed between the reflective electrode 30 and the counter electrode) is applied across the liquid crystal molecules disposed on the opening 30T in the reflective electrode 30 by the reflective electrode 30, the transmissive electrode ( 31) may be omitted. That is, the reflective electrode 30 may be formed of semi-transmissive and semi-reflective layers. Optionally, when the reflective electrode 30 is patterned by photolithography, openings of a predetermined shape may be formed to a predetermined density. One dimension of these openings should not be greater than the thickness of the liquid crystal layer so that a sufficient voltage can be applied across the liquid crystal layer by an oblique electric field. Electrodes formed of semi-transmissive and semi-reflective layers are disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-333598. The semi-transmissive and semi-reflective layers are formed by depositing metal particles in a very small thickness in the pixel region, or by forming fine holes or recesses in the pixel region.

선택적으로, 도 8c에 도시된 액티브 매트릭스 기판은 예를 들어, 도 8e에 도시된 바와 같이 전체 화소 영역 내에 개구들을 갖는 반사 전극 영역(30) 상에 투과 전극(44)을 형성함으로써 제조된다. 그러한 구성에서, 투과 전극 영역(30T) 상의 액정 분자들에는 반사 전극 영역(30) 상의 액정 분자들 양단에 인가된 전압과 동일한 레벨의 전압이 인가된다. 투과 전극(44)을 형성하기 위한 에칭 공정 중에(예를 들어, 반사 전극 영역(30)이 Al로 형성되고, 투과 전극(44)이 ITO로 형성될 때), 반사 전극 영역(30)과 투과 전극 영역(44) 사이에 전기 부식이 발생할 수 있다. 도 8e에 도시된 바와 같이, 반사 전극 영역(30) 상에 층간 절연층(42)(예를 들어, 실리콘 산화물 또는 수지 중합체로 형성된)을 형성하고, 층간 절연층(42) 상에 투과 전극(44)을 형성함으로써 전기 부식을 피할 수 있다.Optionally, the active matrix substrate shown in FIG. 8C is fabricated by forming the transmissive electrode 44 on the reflective electrode region 30 having openings in the entire pixel region, for example, as shown in FIG. 8E. In such a configuration, the liquid crystal molecules on the transmission electrode region 30T are applied with a voltage at the same level as the voltage applied across the liquid crystal molecules on the reflective electrode region 30. During the etching process to form the transmissive electrode 44 (eg, when the reflective electrode region 30 is formed of Al and the transmissive electrode 44 is formed of ITO), the transmissive electrode region 30 and the transmissive electrode 44 are transmissive. Electrocorrosion may occur between the electrode regions 44. As shown in FIG. 8E, an interlayer insulating layer 42 (for example, formed of silicon oxide or a resin polymer) is formed on the reflective electrode region 30, and a transmissive electrode (eg, formed on the interlayer insulating layer 42). By forming 44), electrocorrosion can be avoided.

도 13a 및 13b를 참조하여, 제2 실시예에서의 투과 모드시에 LCD 장치에서 광 투과 및 반사가 설명된다.13A and 13B, light transmission and reflection in the LCD device in the transmission mode in the second embodiment are described.

도 13a는 액정층(5) 양단에 어떠한 전압도 인가되지 않을 때 수행되는 블랙 디스플레이를 도시하며, 도 13b는 액정층(5) 양단에 전압이 인가될 때 수행되는 화이트 디스플레이를 도시한다. 이들 도면에서, 투과 전극(8)(투과 전극 영역)은 우측에 형성된다. 도 13a 및 13b에서, 반사 전극 영역(3)은 제1 실시예에서와 동일한 구성을 가지므로 설명을 생략하기로 한다. LCD 장치가 반사형 LCD 장치로 사용되는 경우, LCD 장치는 제1 실시예에서와 동일한 방식으로 동작한다. 다음의 설명에서는, 투과 모드시의 LCD 장치가 설명되며, 반사 모드시의 LCD 장치에 대해서는 반복 설명되지 않을 것이다.FIG. 13A illustrates a black display performed when no voltage is applied across the liquid crystal layer 5, and FIG. 13B illustrates a white display performed when a voltage is applied across the liquid crystal layer 5. In these figures, the transmission electrode 8 (transmission electrode region) is formed on the right side. In FIGS. 13A and 13B, the reflective electrode region 3 has the same configuration as in the first embodiment, and thus description thereof will be omitted. When the LCD device is used as the reflective LCD device, the LCD device operates in the same manner as in the first embodiment. In the following description, the LCD device in the transmissive mode is described, and the LCD device in the reflective mode will not be described again.

도 13a를 참조하여 블랙 디스플레이를 설명하기로 한다.A black display will be described with reference to FIG. 13A.

광원(도시되지 않음)에 의해 방사된 광은 편광 소자(9)의 투과축에 평행한 선형 편광이 되도록 편광 소자(9) 에 입사된다.Light emitted by a light source (not shown) is incident on the polarizing element 9 so as to be linearly polarized light parallel to the transmission axis of the polarizing element 9.

λ/4 파장 판(10)은 지상축이 편광 소자(9)의 투과축에 대해 45도 경사지도록 배열된다. 따라서, λ/4 파장 판(10)을 통해 투과된 광은 원형 편광이 된다.The λ / 4 wave plate 10 is arranged such that the slow axis is inclined 45 degrees with respect to the transmission axis of the polarizing element 9. Thus, light transmitted through the λ / 4 wave plate 10 becomes circularly polarized light.

액정층(5) 양단에 어떠한 전압도 인가되지 않을 경우, 액정층(5)에 사용되는 음 유전율 이방성을 나타내는 액정 분자들은 기판(1 및 2)의 표면에 대해 실질적으로 수직이다. 따라서, 입사 광에 대한 액정층(5)의 굴절율 이방성은 매우 작다. 즉, 액정층(5)을 통한 광의 투과에 의해 발생된 위상 차는 실질적으로 제로이다.When no voltage is applied across the liquid crystal layer 5, the liquid crystal molecules exhibiting negative dielectric anisotropy used for the liquid crystal layer 5 are substantially perpendicular to the surfaces of the substrates 1 and 2. Therefore, the refractive index anisotropy of the liquid crystal layer 5 with respect to incident light is very small. In other words, the phase difference generated by the transmission of light through the liquid crystal layer 5 is substantially zero.

따라서, λ/4 파장 판(10)으로부터의 원형 편광은 원형 편광을 유지하면서 액정층(5)을 통해 투과되어 λ/4 파장 판(7)에 입사된다.Therefore, the circularly polarized light from the λ / 4 wave plate 10 is transmitted through the liquid crystal layer 5 while maintaining the circularly polarized light and is incident on the λ / 4 wave plate 7.

λ/4 파장 판(10)의 지상축 및 λ/4 파장 판(7)의 지상축은 서로 평행하다. 따라서, λ/4 파장 판(7)에 입사된 원형 편광은 편광 소자(9)의 투과축에 수직인 선형 편광이 되며 편광 소자(6)에 입사된다.The slow axis of the λ / 4 wave plate 10 and the slow axis of the λ / 4 wave plate 7 are parallel to each other. Therefore, the circularly polarized light incident on the λ / 4 wave plate 7 becomes linearly polarized light perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 9 and is incident on the polarizing element 6.

λ/4 파장 판(7)로부터의 선형 편광은 편광 소자(6)의 투과축에 대해 수직이며 투과되지 않고 편광 소자(6)에 의해 흡수된다.The linearly polarized light from the λ / 4 wave plate 7 is absorbed by the polarizing element 6 without being transmitted perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6.

이러한 방식에서, 블랙 디스플레이가 수행된다.In this way, a black display is performed.

도 13b를 참조하여, 화이트 디스플레이가 설명될 것이다.With reference to FIG. 13B, a white display will be described.

λ/4 파장 판(10)을 통해 광이 투과될 때까지의 과정은 앞선 과정들과 동일하며 그 설명을 생략하기로 한다.The process until the light is transmitted through the λ / 4 wave plate 10 is the same as the above processes and the description thereof will be omitted.

액정층(5) 양단에 전압이 인가될 때, 액정 분자들은 기판(1 및 2)의 표면에 대해 수평으로 경사진다. 따라서, 액정층(5) 에 입사된 원형 편광은 액정 분자들의 복굴절에 의해 타원 편광이 된다. 광은 λ/4 파장 판(7)을 통해 투과된 후에도 편광 소자(6)의 투과축에 대해 수직인 선형 편광이 되지 않으며 편광 소자(6)를 통해 투과된다.When voltage is applied across the liquid crystal layer 5, the liquid crystal molecules are inclined horizontally with respect to the surfaces of the substrates 1 and 2. Therefore, the circularly polarized light incident on the liquid crystal layer 5 becomes elliptically polarized light by the birefringence of the liquid crystal molecules. Light is transmitted through the polarizing element 6 without being linearly polarized perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6 even after being transmitted through the λ / 4 wave plate 7.

액정층(5) 양단에 인가된 전압을 제어함으로써, 편광 소자(6) 에 입사된 광량이 조정될 수 있다. 따라서, 그레이 스케일 디스플레이가 제공된다.By controlling the voltage applied across the liquid crystal layer 5, the amount of light incident on the polarizing element 6 can be adjusted. Thus, a gray scale display is provided.

액정층(5)에 의한 위상차가 1/2 파장 조건을 만족시키도록 액정층(5) 양단에 전압이 인가될 때, λ/4 파장 판(10)으로부터의 원형 편광이 액정층(5)의 두께의 1/2에서 편광 소자(6)의 투과축에 대해 수직인 선형 편광이 된 후, 액정층(5)을 통해 광이 완전히 투과될 때 원형 편광이 된다.When a voltage is applied across the liquid crystal layer 5 so that the phase difference by the liquid crystal layer 5 satisfies the 1/2 wavelength condition, the circularly polarized light from the λ / 4 wave plate 10 is applied to the liquid crystal layer 5. After the linear polarization perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6 at 1/2 of the thickness, circular polarization is obtained when the light is completely transmitted through the liquid crystal layer 5.

액정층(5)으로부터의 원형 편광은 λ/4 파장 판(7)을 통해 투과될 때 편광 소자(6)의 투과축에 평행한 선형 편광이 되기 때문에, 편광 소자(6) 에 입사된 대부분의 광이 그것을 통해 투과된다. 이 경우, 편광 소자(6)를 통해 투과된 광량은 최대이다.Since the circularly polarized light from the liquid crystal layer 5 becomes linearly polarized light parallel to the transmission axis of the polarizing element 6 when transmitted through the λ / 4 wave plate 7, most of the incident incident on the polarizing element 6 Light is transmitted through it. In this case, the amount of light transmitted through the polarizing element 6 is maximum.

상술된 바와 같이, 액정층(5) 양단에 전압이 인가되지 않을 때, 액정층(5)의 복굴절이 존재하지 않기 때문에 반사 전극 영역(3) 및 투과 전극 영역(8) 모두에서 블랙 디스플레이가 얻어진다. 전압의 레벨을 제어하면서 액정층(5) 양단에 전압이 인가될 때, LCD 장치를 통해 투과되는 광량이 조정되므로, 그레이 스케일 디스플레이가 얻어진다.As described above, when no voltage is applied across the liquid crystal layer 5, a black display is obtained in both the reflective electrode region 3 and the transmissive electrode region 8 because there is no birefringence of the liquid crystal layer 5. Lose. When a voltage is applied across the liquid crystal layer 5 while controlling the level of the voltage, the amount of light transmitted through the LCD device is adjusted, so that a gray scale display is obtained.

도 9는 광이 입사되어 수직으로 수광될 경우, 액정층의 셀 갭이 d=3.56 ㎛이고, 액정층에 의한 위상차가 dΔN=0.2752일 때 얻어지는 제2 실시예에서의 투과형 및 반사형 LCD 장치의 스펙트럼 반사율 특성을 나타낸다.Fig. 9 shows a transmissive and reflective LCD device of the second embodiment obtained when the cell gap of the liquid crystal layer is d = 3.56 mu m and the phase difference by the liquid crystal layer is dΔN = 0.2752 when light is incident and received vertically. The spectral reflectance characteristics are shown.

도 9에서, 반사 전극 영역에서의 스펙트럼 반사율은 도 4에서와 동일하다.In FIG. 9, the spectral reflectance in the reflective electrode region is the same as in FIG.

도 9에서, 광이 입사되어 수직으로 수광되는 경우의 공기에 대한 스펙트럼 반사율은 100이다.In Fig. 9, the spectral reflectance with respect to air when light is incident and received vertically is 100.

도 9에 도시된 바와 같이, 어떠한 전압도 인가되지 않을 때의 블랙 디스플레이와 5 V의 전압이 인가될 때의 화이트 디스플레이 간에 400 ㎚ 내지 900 ㎚의 전체 파장 범위에 걸쳐 충분한 콘트라스트가 얻어진다.As shown in Fig. 9, sufficient contrast is obtained over the entire wavelength range of 400 nm to 900 nm between the black display when no voltage is applied and the white display when a voltage of 5 V is applied.

5 V의 전압이 인가될 때, 편광 소자(8)의 투과율의 약 80%인 약 30%의 반사율이 얻어진다. 그러한 높은 광 조명율은 투과형은 및 반사형 LCD 장치용으로 적합하다.When a voltage of 5 V is applied, a reflectance of about 30% is obtained, which is about 80% of the transmittance of the polarizing element 8. Such high light illumination rates are suitable for transmissive silver and reflective LCD devices.

도 10은 광이 입사하여 수직으로 수광되는 경우에, 액정층의 셀 갭이 d=4.5㎛이고, 광이 수직 입사될 때 액정층에 의한 위상차가 dΔn=0.3749일 때, 제2 예의 투과형 및 반사형 LCD 장치의 스펙트럼 반사율 특성을 도시한다.FIG. 10 shows the transmission type and reflection of the second example when the cell gap of the liquid crystal layer is d = 4.5 μm when the light is incident and received vertically, and the phase difference by the liquid crystal layer is dΔn = 0.3749 when the light is incident vertically. The spectral reflectance characteristics of the type LCD device are shown.

도 10에 도시된 바와 같이, 어떠한 전압도 인가되지 않는 때인 블랙 디스플레이와 5V의 전압이 인가되는 때의 화이트 디스플레이 간에 400㎚ 내지 700㎚의 전체 파장 범위에 걸쳐 충분한 콘트라스트 비가 얻어진다.As shown in Fig. 10, a sufficient contrast ratio is obtained over the entire wavelength range of 400 nm to 700 nm between the black display when no voltage is applied and the white display when a voltage of 5 V is applied.

5V의 전압이 인가될 때 약 40%의 반사율이 얻어진다.A reflectance of about 40% is obtained when a voltage of 5V is applied.

도 11은 파장 550㎚의 광이 수직 입사될 때 제2 예의 투과형 및 반사형 LCD 장치의 셀 갭과 콘트라스트 비간의 관계를 도시한다.FIG. 11 shows the relationship between the cell gap and the contrast ratio of the transmission and reflection LCD device of the second example when light having a wavelength of 550 nm is incident vertically.

콘트라스트 비는, 액정층에 의한 위상차 dΔN이 1/2파장 조건을 만족하게 하는 전압을 인가하여 측정된다.Contrast ratio is measured by applying the voltage which makes the phase difference d (DELTA) N by a liquid crystal layer satisfy | fill a 1/2 wavelength condition.

도 11에 도시된 바와 같이, 제2 예의 투과형 및 반사형 LCD 장치는, 액정층의 셀 갭에 관계없이, (투과형 LCD 장치로 사용되는) 투과 전극 영역에서는 800 이상의 콘트라스트 비를 유지하며, (반사형 LCD 장치로 사용되는) 반사 전극 영역에서는 500 이상의 콘트라스트 비를 유지한다.As shown in Fig. 11, the transmissive and reflective LCD device of the second example maintains a contrast ratio of 800 or more in the transmissive electrode region (used as the transmissive LCD device), regardless of the cell gap of the liquid crystal layer, and (reflection In the reflective electrode region (used as a type LCD device), a contrast ratio of 500 or more is maintained.

따라서, 액정층 양단에 전압이 인가될 때, 위상차 dΔn이 1/2파장 조건을 만족하는 한 어떠한 콘트라스트 비의 감소없는 디스플레이가 제공된다. 셀 갭 d는 임의로 설정될 수 있다.Thus, when a voltage is applied across the liquid crystal layer, a display without any reduction in the contrast ratio is provided as long as the phase difference dΔn satisfies the 1/2 wavelength condition. The cell gap d may be set arbitrarily.

도 12는 λ/4파장 판의 지상축의 각도와 콘트라스트 비간의 관계를 도시한다. λ/4파장 판의 지상축의 각도는, 지상축이 편광 소자의 투과축에 관하여 45°경사질 때 제로로 설정된다.12 shows the relationship between the angle of the slow axis of the λ / 4 wave plate and the contrast ratio. The angle of the slow axis of the λ / 4 wave plate is set to zero when the slow axis is inclined 45 ° with respect to the transmission axis of the polarizing element.

지상축의 각도 차이는 3°이내이며, (LCD 장치가 투과형 LCD 장치로서 사용될 때) 투과 전극 영역과 (LCD 장치가 반사형 LCD 장치로서 사용될 때) 반사 전극 영역 모두에서 50 이상의 콘트라스트 비가 얻어지고, 따라서, 만족스런 디스플레이 특성을 갖는 투과형 및 반사형 LCD 장치가 제공된다.The angular difference in the slow axis is within 3 °, and a contrast ratio of 50 or more is obtained in both the transmissive electrode area (when the LCD device is used as a reflective LCD device) and the reflective electrode area (when the LCD device is used as a reflective LCD device), and thus A transmissive and reflective LCD device having satisfactory display characteristics is provided.

따라서, 하나의 LCD 장치가, 주변 광이 어두울 때 투과 전극(8)을 통해 투과된 백라이트으로부터의 광을 사용하여 디스플레이를 수행하기 위한 투과형 LCD 장치, 및 주변 광이 밝을 때 비교적 높은 광 반사율을 갖는 재료로 형성된 반사 전극(3)에 의해 반사된 주변 광을 사용하여 디스플레이를 수행하기 위한 반사형 LCD 장치 모두로서 사용될 수도 있다.Thus, one LCD device has a transmissive LCD device for performing a display using light from the backlight transmitted through the transmissive electrode 8 when the ambient light is dark, and a relatively high light reflectance when the ambient light is bright. It may be used as both a reflective LCD device for performing a display using the ambient light reflected by the reflective electrode 3 formed of the material.

주변 광이 밝을 때 백라이트이 사용될 필요는 없다. 따라서, 종래 기술의 투과형 LCD 장치에 비해 전력 소모가 감소된다. 주변 광이 어두울 때, 백라이트가 사용될 수 있다. 따라서, 충분한 디스플레이가 얻어지지 않는 종래 기술의 반사형 LCD의 문제점이 극복된다.The backlight need not be used when the ambient light is bright. Therefore, power consumption is reduced as compared with the transmissive LCD device of the prior art. When the ambient light is dark, a backlight can be used. Thus, the problem of the reflective LCD of the prior art in which a sufficient display is not obtained is overcome.

수직으로 배향된 액정층을 사용하는 제2 예에서의 LCD 장치는 어떠한 전압도 인가되지 않을 때 액정층에 의한 지연을 실질적으로 0이 되게 한다. 일반적으로 블랙 디스플레이의 경우에, 투과 모드 및 반사 모드 모두에서 어두운 상태의 암도가 개선되어 콘트라스트를 향상시킨다.The LCD device in the second example using the vertically oriented liquid crystal layer causes the delay caused by the liquid crystal layer to be substantially zero when no voltage is applied. In the case of black displays in general, darkness in the dark state is improved in both the transmission mode and the reflection mode to improve the contrast.

(예 3)(Example 3)

본 발명에 따른 제3 예에서의 LCD 장치가 도 3을 참조하여 기술될 것이다. 제1 및 제2 예와 동일한 요소들은 동일한 참조 번호가 부여되어 있으며, 상세한 설명은 생략될 것이다.The LCD device in the third example according to the present invention will be described with reference to FIG. The same elements as in the first and second examples are given the same reference numerals, and detailed description will be omitted.

제3 예에서의 LCD 장치는 기판(2)와 편광 소자(9) 사이에 λ/4파장 판(10)과 위상차 보상 소자(12)를 포함하며, 기판(1)과 편광 소자(6) 사이에 λ/4 파장 판(7)과 위상차 보상 소자(11)을 포함한다.The LCD device in the third example includes a λ / 4 wavelength plate 10 and a phase difference compensating element 12 between the substrate 2 and the polarizing element 9, and between the substrate 1 and the polarizing element 6. Includes a λ / 4 wavelength plate 7 and a phase difference compensating element 11.

λ/4 파장 판(10)과 위상차 보상 소자(12)의 위치, 및 λ/4 파장 판(7)과 위상차 보상 소자(11)의 위치는 각각 교환가능하다.The positions of the λ / 4 wave plate 10 and the phase difference compensating element 12 and the positions of the λ / 4 wave plate 7 and the phase difference compensating element 11 are interchangeable.

액정층(5) 양단에 어떠한 전압도 인가되지 않을 때, 액정층(5)에서 음 유전율 이방성을 보이는 액정 재료의 액정 분자는 기판(1 및 2)의 표면에 실질적으로 수직으로 배향된다. 따라서, LCD 장치에 입사하는 광에 대한 액정층(5)의 굴절율 이방성은 실질적으로 0이다.When no voltage is applied across the liquid crystal layer 5, the liquid crystal molecules of the liquid crystal material showing negative dielectric anisotropy in the liquid crystal layer 5 are oriented substantially perpendicular to the surfaces of the substrates 1 and 2. Therefore, the refractive index anisotropy of the liquid crystal layer 5 with respect to light incident on the LCD device is substantially zero.

그러나, LCD 장치가 반사형 LCD 장치로서 사용될 때, 수직으로 입사하는 광외에 다른 방향에서 입사하는 광도 디스플레이를 위해 사용된다. 주변 광을 포함하여 액정층(5)에 비스듬하게 입사하는 광도 디스플레이를 위해 사용될 때, 디스플레이는 굴절율 이방성에 의해 영향받는다.However, when the LCD device is used as a reflective LCD device, it is used for a luminosity display incident in a different direction besides the light incident vertically. When used for a luminosity display that obliquely enters the liquid crystal layer 5 including ambient light, the display is affected by refractive index anisotropy.

시야각(viewing angle)는 기판의 표면에 반드시 수직일 필요는 없다. 시야각이 기판의 표면에 수직 방향으로 오프셋됨에 따라, 디스플레이는 액정층(5)의 액정 분자의 굴절율 이방성에 의해 더욱 영향 받는다. 따라서, 콘트라스트 비는 감소된다.The viewing angle does not necessarily have to be perpendicular to the surface of the substrate. As the viewing angle is offset in the direction perpendicular to the surface of the substrate, the display is further affected by the refractive index anisotropy of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 5. Thus, the contrast ratio is reduced.

이 실시예에서, 광의 입사각 및 투시 방향에 따라 콘트라스트가 감소되는 것을 방지하기 위해, 액정 분자들의 이와 같은 굴절율 이방성에 의한 영향을 보상하기 위한 위상차 보상 소자(11 및 12)가 제공된다.In this embodiment, in order to prevent the contrast from being reduced in accordance with the angle of incidence and the perspective direction of the light, phase difference compensating elements 11 and 12 are provided for compensating the influence of such refractive anisotropy of the liquid crystal molecules.

액정 분자들의 프리틸트 각이 기판 표면에 수직 방향에 대해 약간 경사져, 수직 배향된 액정층(5) 양단에 전압이 인가될 때 액정 분자들이 한 방향으로 경사지는 경우에, 어떠한 전압도 인가되지 않을 때에도 기판에 수직 방향에 약간의 굴절율 이방성이 유발된다. 위상차 보상 소자는 굴절율 이방성을 보상하고, 나아가 기판에 수직 방향에서의 콘트라스트를 더욱 개선시키기 위해 사용된다.The pretilt angle of the liquid crystal molecules is slightly inclined with respect to the direction perpendicular to the substrate surface, so that when the liquid crystal molecules are inclined in one direction when a voltage is applied across the vertically aligned liquid crystal layer 5, even when no voltage is applied Some refractive index anisotropy is induced in the direction perpendicular to the substrate. The retardation compensating element is used to compensate for refractive anisotropy and further improve contrast in the direction perpendicular to the substrate.

이 예에서, λ/4파장 판과 위상차 보상 소자는 개별적으로 기술되지만, λ/4파장 판과 위상차 보상 소자가 동일한 층에 사용될 때에도, 동일한 효과가 얻어진다.In this example, the lambda / 4 wavelength plate and the phase difference compensating element are described separately, but the same effect is obtained even when the lambda / 4 wavelength plate and the phase difference compensating element are used in the same layer.

이 예에서, 2개의 위상차 보상 소자(11 및 12)가 제공되지만, 하나의 위상차 보상 소자(11)만이 사용되어도 만족스런 결과가 얻어진다.In this example, two phase difference compensation elements 11 and 12 are provided, but satisfactory results are obtained even if only one phase difference compensation element 11 is used.

제3 예에서, 투과형 및 반사형 LCD 장치가 사용된다. (도 1의) 제1 예에서의 반사형 LCD 장치의 경우에도, 액정층(5)의 굴절율 이방성을 보상하기 위해 편광 소자(6)과 반사 전극(3) 사이에 위상차 보상 소자가 제공될 수 있다. 따라서, 콘트라스트의 감소가 방지된다.In a third example, transmissive and reflective LCD devices are used. Even in the case of the reflective LCD device in the first example (of FIG. 1), a phase difference compensating element may be provided between the polarizing element 6 and the reflective electrode 3 to compensate for the refractive index anisotropy of the liquid crystal layer 5. have. Therefore, reduction of contrast is prevented.

제1 내지 제3 예에서, 블랙 디스플레이 및 화이트 디스플레이가 기술된다. 반사 전극 영역과 투과 전극 영역의 적절한 영역 상에 컬러 필터를 제공하여 컬러 디스플레이가 실현될 수 있다.In the first to third examples, black displays and white displays are described. Color display can be realized by providing a color filter on the appropriate area of the reflective electrode area and the transmissive electrode area.

제1 내지 제3 실시예에서의 LCD 장치의 음 유전체 이방성을 나타내는 액정 재료로 형성된 수직 배향 액정층에 치럴 도핑제가 부가되는 경우, 전압이 인가될 때 액정 분자가 회전된다. 따라서, 전압 인가시 액정 분자가 안정화된다.When a chiral dopant is added to a vertically oriented liquid crystal layer formed of a liquid crystal material exhibiting negative dielectric anisotropy of the LCD devices in the first to third embodiments, the liquid crystal molecules are rotated when a voltage is applied. Thus, the liquid crystal molecules are stabilized upon voltage application.

액정층이 90°비틀림을 갖도록 배향될 때, 다음과 같은 이유로 인해 광학적 누출이 거의 없는 블랙 디스플레이가 얻어진다. 전압이 인가될 때 기울기를 방지하기 위해 기판 표면에 법선 방향에 대해 몇도 정도로 경사져 액정 분자들이 배향될 때, 액정 분자들의 경사 방향으로 지연이 유발된다. 그러나, 상부 및 하부 기판 부근 영역의 액정 분자들이 90°각도를 형성하기 때문에, 지연이 상쇄된다. 따라서, 결과적인 블랙 디스플레이는 광학적 누출이 거의 없다.When the liquid crystal layer is oriented to have a 90 ° twist, a black display with little optical leakage is obtained for the following reasons. When the voltage is applied, the liquid crystal molecules are oriented at a few degrees with respect to the normal direction to prevent the tilt when the liquid crystal molecules are oriented, causing a delay in the tilt direction of the liquid crystal molecules. However, since the liquid crystal molecules in the region near the upper and lower substrates form a 90 ° angle, the delay is offset. Thus, the resulting black display has little optical leakage.

제1 내지 제3 예에서의 LCD 장치는 음 유전율 이방성을 갖는 재료로 형성된 수직 배향된 액정층을 사용한다. 액정 분자들이 기판 표면에 수평으로 배향되도록 액정층이 처리될 때에도 동일한 효과가 얻어진다.The LCD device in the first to third examples uses a vertically oriented liquid crystal layer formed of a material having negative dielectric anisotropy. The same effect is obtained when the liquid crystal layer is processed so that the liquid crystal molecules are oriented horizontally on the substrate surface.

이와 같은 경우에, 어떠한 전압도 인가되지 않는 때에는 액정 분자들은 기판에 수평으로 배향되며, 전압이 인가될 때에는 액정 분자들은 기판에 수직 방향을 향해 경사진다. 따라서, 어떠한 전압도 인가되지 않을 때에는 화이트 디스플레이가 수행되며 전압이 인가될 때에는 블랙 디스플레이가 수행된다.In such a case, when no voltage is applied, the liquid crystal molecules are oriented horizontally to the substrate, and when voltage is applied, the liquid crystal molecules are inclined toward the direction perpendicular to the substrate. Thus, a white display is performed when no voltage is applied and a black display is performed when a voltage is applied.

수평 배향된 액정층에 의한 블랙 디스플레이의 경우에, 기판 부근의 액정 분자들로 인해 수직 배향된 액정층의 경우보다 잔여 지연이 더 크다. 보다 완전한 블랙 디스플레이를 수행하기 위해, 위상차 보상 소자가 사용될 수도 있다.In the case of the black display by the horizontally oriented liquid crystal layer, the residual delay is larger than in the case of the vertically oriented liquid crystal layer due to the liquid crystal molecules near the substrate. In order to perform a more complete black display, a phase difference compensation element may be used.

액정 분자들이 기판에 거의 수직으로 배향하고 반사 모드에서 α의 지연이 남아 있는 경우에, (도 1, 2, 및 3의 ) λ/4파장 판(7) 대신에 λ/4-α의 지연을 갖는 위상차 보상 소자가 사용될 수 있다.In the case where the liquid crystal molecules are oriented almost perpendicular to the substrate and the delay of α remains in the reflection mode, the delay of λ / 4-α is substituted instead of the λ / 4 wavelength plate 7 (Figs. 1, 2, and 3). A phase difference compensating element may be used.

반사 모드에서, 액정층의 잔여 지연에 의해 원형 편광으로부터 오프셋되어 있는 타원 편광이 액정층에 입사한다. 타원 편광은 액정층을 통해 투과된 후 반사 전극 영역에 도달할 때 원형 편광이 된다. 반사 결과로서, 광은 반회전 방향을 갖는 원형 편광이 된다. 광은 액정층을 투과하여 벗어날 때 원형 편광으로부터 오프셋되는 타원 편광이 된다. 이 때의 타원 편광은 입사된 광으로부터 90°오프셋되어 있다. 위상차 보상 소자를 투과될 때 타원 편광은 편광 소자(6)의 투과축에 수직인 선형 편광이 된다.In the reflection mode, elliptical polarization that is offset from circular polarization by the residual delay of the liquid crystal layer is incident on the liquid crystal layer. Elliptical polarization becomes circular polarization when it reaches the reflective electrode region after being transmitted through the liquid crystal layer. As a result of the reflection, the light becomes circularly polarized light having a direction of half rotation. The light becomes elliptical polarization that is offset from the circularly polarized light when it passes through the liquid crystal layer. The elliptical polarization at this time is offset by 90 ° from the incident light. When transmitted through the retardation compensating element, the elliptical polarization becomes linear polarization perpendicular to the transmission axis of the polarization element 6.

주지하는 바와 같이, 수직 배향된 액정층에 잔류하는 지연이 무시할 수 없을 때에도, 지연을 고려한 위상차 보상 소자를 제공함으로써 반사 모드에서 높은 콘트라스트 디스플레이가 얻어진다.As is well known, even when the delay remaining in the vertically oriented liquid crystal layer is not negligible, a high contrast display is obtained in the reflection mode by providing the phase difference compensation element in consideration of the delay.

수평 배향된 액정층(5)를 포함한 도 2에 도시된 LCD 장치가 기술될 것이다.The LCD device shown in FIG. 2 including the horizontally oriented liquid crystal layer 5 will be described.

액정층(5)는 Merck & Co.사로부터 입수할 수 있는 재료로 형성되며, Ne=1.5328, No=1.4722이고, Δn=0.0606이다. 투과 영역에서의 액정층(5)의 두께는 약 5.2㎛이다.The liquid crystal layer 5 is formed of a material available from Merck & Co., Inc., Ne = 1.5328, No = 1.4722, and Δn = 0.0606. The thickness of the liquid crystal layer 5 in the transmission region is about 5.2 탆.

기판(1 및 2)에 제공되는 배향층은 게이트 라인(소스 라인)에 수직한 방향으로 러빙(rubbing)하여 처리된다. 기판(1 및 2)는 기판(1 및 2) 상의 배향층들이 서로 대향하도록 결합된다. 액정층(5) 양단에 어떠한 전압도 인가되지 않을 때, 액정층(5) 내의 액정 분자들의 분자축은 기판(1 및 2)의 표면에 평행하고 게이트 라인에 수직으로 배향된다. 전압이 인가될 때, 액정 분자들의 분자축은 게이트 라인에 실질적으로 수직이면서 기판(1 및 2)의 표면에 법선 방향으로 경사진다. 이 예에서, 편광 소자(6 및 9)의 축과 위상차 보상 소자(7 및 10)의 축은, 화이트 디스플레이를 위해 액정층(5) 양단에 인가될 전압이 약 1.8V이고 블랙 디스플레이를 위해 액정층(5) 양단에 인가될 전압이 약 5.3V인 조건으로 설정된다.The alignment layers provided on the substrates 1 and 2 are processed by rubbing in a direction perpendicular to the gate line (source line). The substrates 1 and 2 are joined so that the alignment layers on the substrates 1 and 2 face each other. When no voltage is applied across the liquid crystal layer 5, the molecular axes of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 5 are oriented parallel to the surfaces of the substrates 1 and 2 and perpendicular to the gate lines. When a voltage is applied, the molecular axis of the liquid crystal molecules is inclined in the normal direction to the surface of the substrates 1 and 2 while being substantially perpendicular to the gate line. In this example, the axes of the polarizing elements 6 and 9 and the axes of the phase difference compensating elements 7 and 10 have a voltage of about 1.8 V to be applied across the liquid crystal layer 5 for the white display and the liquid crystal layer for the black display. (5) The voltage to be applied at both ends is set under the condition of about 5.3V.

편광 소자(6)의 투과축은 액정 분자들의 분자축에 대하여 약 45°시계방향이되도록 설정되며, 위상차 보상 소자(7)의 지상축은 편광 소자(6)의 투과축에 대하여 45°시계 방향이 되도록 설정된다. 즉, 위상차 보상 소자(7)의 지상축은 액정 분자들의 분자축에 대하여 약 90°시계 방향이 되도록 설정된다.The transmission axis of the polarizing element 6 is set to be about 45 ° clockwise with respect to the molecular axis of the liquid crystal molecules, and the slow axis of the phase difference compensating element 7 is 45 ° with respect to the transmission axis of the polarizing element 6. Is set. That is, the slow axis of the phase difference compensating element 7 is set to be about 90 degrees clockwise with respect to the molecular axis of the liquid crystal molecules.

블랙 디스플레이의 반사 영역에서의 액정층(5)에 의한 지연을 고려하여, 약 105㎚의 지연과 약 95㎚의 지연을 갖는 두 형태의 위상차 보상 소자를 사용한다. 이러한 지연은 λ/4 조건으로부터 오프셋된다(약 137.5㎚). λ/4-α의 지연을 갖는 위상차 보상 소자를 사용하게 되면, 반사 영역에서 만족스러운 콘트라스트를 실현할 수 있다.In consideration of the delay caused by the liquid crystal layer 5 in the reflective region of the black display, two types of phase difference compensation elements having a delay of about 105 nm and a delay of about 95 nm are used. This delay is offset from the λ / 4 condition (about 137.5 nm). By using a phase difference compensating element having a delay of? / 4- ?, satisfactory contrast can be realized in the reflection region.

위상차 보상 소자(10)의 지상축과 편광 소자(9)의 투과축은 블랙 디스플레이의 투과 영역에서 액정층(5)에 의한 지연을 고려하여 설정한다. 투과 및 반사형 LCD 장치에서는, 먼저, 편광 소자(6)의 배향 및 위상차 보상 소자(7)의 지연과 지상축을 반사 영역을 고려하여 결정한다. 다음에, 편광 소자(6)의 지연과 지상 배향, 위상차 보상 소자(10)의 지연과 지상축, 및 편광 소자(9)의 배향을 투과 영역을 고려하여 결정한다. 투과 영역의 각 층을 투과한 광의 편광 상태 변화는 광이 디스플레이면 에 입사할 때와 광이 백라이트으로부터 입사할 때에 동일하다. 이해를 용이하게 하기 위해서, 디스플레이면 에 입사하는 광에 대해 이하 설명한다.The slow axis of the retardation compensator 10 and the transmission axis of the polarization element 9 are set in consideration of the delay caused by the liquid crystal layer 5 in the transmission region of the black display. In the transmissive and reflective LCD device, first, the orientation of the polarizing element 6 and the delay and slow axis of the phase difference compensating element 7 are determined in consideration of the reflection area. Next, the delay and slow orientation of the polarizing element 6, the delay and slow axis of the phase difference compensating element 10, and the orientation of the polarizing element 9 are determined in consideration of the transmission region. The change in the polarization state of the light transmitted through each layer of the transmission area is the same when the light is incident on the display surface and when the light is incident from the backlight. In order to facilitate understanding, the light incident on the display surface will be described below.

편광 소자(6)을 통해 어두운 상태로 액정층(5) 에 입사하는 선형 편광은, 장축이나 단축이 액정 분자의 분자축에 대해 시계 방향으로 45도인 타원형 편광으로서 액정층(6)으로부터 출사된다. 타원형 편광은, 약 140㎚의 지연을 갖는 λ/4 파장 판으로 형성된 위상차 보상 소자(10)를 제공하고 그 지상축을 액정층(5)로부터 출사하는 타원형 편광의 장축과 동일한 방향, 즉 액정 분자의 분자축에 대해 시계 방향으로 45도 각도에 위치시킴으로써 선형 편광으로 변환될 수 있다. 다음에, 편광 소자(9)는 그 투과축이 위상차 보상 소자(10)로부터 출사되는 선형 편광의 편광축에 대해 수직이 되도록 위치된다.The linearly polarized light incident on the liquid crystal layer 5 in a dark state through the polarizing element 6 is emitted from the liquid crystal layer 6 as elliptical polarized light whose major axis or minor axis is 45 degrees clockwise with respect to the molecular axis of the liquid crystal molecules. The elliptical polarized light is provided in the same direction as the long axis of the elliptical polarized light which provides the phase difference compensating element 10 formed of the lambda / 4 wavelength plate having a delay of about 140 nm and emits the slow axis from the liquid crystal layer 5, that is, It can be converted to linear polarized light by positioning it at an angle of 45 degrees clockwise relative to the molecular axis. Next, the polarizing element 9 is positioned so that its transmission axis is perpendicular to the polarization axis of the linearly polarized light emitted from the phase difference compensating element 10.

위상차 보상 소자(10)로부터 출사하는 선형 편광의 편광축의 각도는 위상차 보상 소자(10)에 입사하는 타원형 편광의 편광 상태에 좌우된다. 이 예에서는, 위상차 보상 소자(7)의 지연이 약 105㎚인 경우, 위상차 보상 소자(10)로부터 출사되는 선형 편광의 편광축은 액정 분자의 분자축에 대해 시계 방향으로 약 10도에 있다. 따라서, 편광 소자(9)의 투과축을 액정 분자의 분자축에 대해 시계 방향으로 약 10도로 설정함으로써, 투과 영역에서 만족스러운 블랙 디스플레이를 성취할 수 있다. 위상차 보상 소자(7)의 지연이 약 95㎚인 경우, 위상차 보상 소자(10)로부터 출사하는 선형 편광의 편광축은 액정 분자의 분자축에 대해 시계 방향으로 약 97도이다. 따라서, 편광 소자(9)의 투과축을 액정 분자의 분자축에 대해 시계 방향으로 약 7도로 설정함으로써, 투과 영역에서 만족스러운 블랙 디스플레이를 성취할 수 있다.The angle of the polarization axis of the linearly polarized light emitted from the phase difference compensation element 10 depends on the polarization state of the elliptical polarization incident on the phase difference compensation element 10. In this example, when the retardation of the retardation compensator 7 is about 105 nm, the polarization axis of the linearly polarized light emitted from the retardation compensator 10 is about 10 degrees clockwise with respect to the molecular axis of the liquid crystal molecules. Therefore, by setting the transmission axis of the polarizing element 9 about 10 degrees clockwise with respect to the molecular axis of the liquid crystal molecules, a satisfactory black display in the transmission region can be achieved. When the retardation of the retardation compensator 7 is about 95 nm, the polarization axis of the linearly polarized light emitted from the retardation compensator 10 is about 97 degrees clockwise with respect to the molecular axis of the liquid crystal molecules. Therefore, by setting the transmission axis of the polarizing element 9 about 7 degrees clockwise with respect to the molecular axis of the liquid crystal molecules, a satisfactory black display in the transmission region can be achieved.

수평 배향된 액정층(5)을 포함하는 도 3의 LCD 장치를 이하 설명한다.The LCD device of FIG. 3 including the horizontally oriented liquid crystal layer 5 is described below.

액정층(5)은 Merck & Co.로부터 상용되는 재료로 형성되며 Ne=1.5328, No=1.4722 및 △N=0.0606를 갖는다. 액정층(5)의 두께는 약 5.2㎛이다. 배향층은 반평행 상태로 위치 설정된다. 편광 소자(6 및 9) 및 위상차 보상 소자(7, 10, 11, 및 12)의 축은 화이트 디스플레이용 액정층(5)의 양단에 인가될 전압이 약 1.8V이고 블랙 디스플레이용 액정층(5) 양단에 인가될 전압이 약 5.3V인 조건으로 설정된다.The liquid crystal layer 5 is formed of a material commercially available from Merck & Co. and has Ne = 1.5328, No = 1.4722 and ΔN = 0.0606. The thickness of the liquid crystal layer 5 is about 5.2 micrometers. The alignment layer is positioned in the antiparallel state. The axes of the polarizing elements 6 and 9 and the phase difference compensating elements 7, 10, 11, and 12 have a voltage to be applied to both ends of the liquid crystal layer 5 for white display, and the liquid crystal layer 5 for black display. The voltage to be applied at both ends is set under the condition of about 5.3V.

편광 소자(6)의 투과축은 액정 분자의 분자축에 대해 시계 방향으로 약 15도가 되게 설정된다. 위상차 보상 소자(11)는 약 270㎚의 지연을 갖는 λ/2 파장 판으로 형성된다. 위상차 보상 소자(11)는 그 지상축이 액정 분자의 분자축에 대해 시계 방향으로 약 30도에 있도록 위치 설정된다. 또한, 위상차 보상 소자(7)는 그 지상축이 액정 분자의 분자축에 대해 시계 방향으로 약 90도에 있도록 위치 설정된다. 이 위치 설정은 편광 소자(6), 위상차 보상 소자(11) 및 위상차 보상 소자(7)의 순서로 실행된다. 블랙 디스플레이에서 반사 영역의 액정층(5)에 의한 지연을 고려하여, 약 105㎚의 지연과 약 95㎚의 지연을 갖는 두 형태의 위상차 보상 소자를 이용한다. 이러한 지연은 λ/4 조건으로부터 오프셋된다(약 137.5㎚). λ/4-α의 지연을 갖는 위상차 보상 소자를 사용하게 되면, 반사 영역에서 만족스러운 콘트라스트를 실현할 수 있다.The transmission axis of the polarizing element 6 is set to be about 15 degrees clockwise with respect to the molecular axis of the liquid crystal molecules. The phase difference compensating element 11 is formed of a? / 2 wave plate having a delay of about 270 nm. The phase difference compensating element 11 is positioned so that its slow axis is about 30 degrees clockwise with respect to the molecular axis of the liquid crystal molecules. Further, the phase difference compensating element 7 is positioned so that its slow axis is about 90 degrees clockwise with respect to the molecular axis of the liquid crystal molecules. This positioning is performed in the order of the polarizing element 6, the phase difference compensating element 11, and the phase difference compensating element 7. As shown in FIG. In the black display, in consideration of the delay caused by the liquid crystal layer 5 in the reflection region, two types of phase difference compensation elements having a delay of about 105 nm and a delay of about 95 nm are used. This delay is offset from the λ / 4 condition (about 137.5 nm). By using a phase difference compensating element having a delay of? / 4- ?, satisfactory contrast can be realized in the reflection region.

위상차 보상 소자(10 및 12)의 지상축과 편광 소자(9)의 투과축을 블랙 디스플레이의 투과 영역에서의 액정층(5)에 의한 지연을 고려하여 설정한다. 이 위치 설정은 위상차 보상 소자(10), 위상차 보상 소자(12), 및 편광 소자(9)의 순서대로 실행된다.The slow axis of the retardation compensator 10 and 12 and the transmission axis of the polarization element 9 are set in consideration of the delay caused by the liquid crystal layer 5 in the transmission region of the black display. This positioning is performed in order of the retardation compensator 10, the retardation compensator 12, and the polarization element 9.

블랙 상태의 액정층(5) 상에 편광 소자(6)를 통해 입사되는 선형 편광은 장축이나 단축이 액정 분자의 분자축에 대해 시계 방향으로 45도인 타원형 편광으로서 액정층(6)으로부터 출사된다. 타원형 편광은, 약 140㎚의 지연을 갖는 λ/4 파장 판으로 형성된 위상차 보상 소자(10)를 제공하고 그 지상축을 액정층(5)로부터 출사하는 타원형 편광의 장축과 동일한 방향, 즉 액정 분자의 분자축에 대해 시계 방향으로 45도 각도로 위치시킴으로써 선형 편광으로 변환될 수 있다. 다음에, 약 270㎚의 지연을 갖는 λ/2 파장 판으로 형성된 위상차 보상 소자(12)는, 그 지상축이 액정 분자의 분자축에 대해 시계 방향으로 114도가 되도록 위치된다. 다음에, 편광 소자(9)는 그 투과축이 위상차 보상 소자(12)로부터 출사되는 선형 편광의 편광축에 대해 수직이 되도록 위치된다.The linearly polarized light incident on the liquid crystal layer 5 in the black state through the polarizing element 6 is emitted from the liquid crystal layer 6 as elliptical polarized light whose long axis or short axis is 45 degrees clockwise with respect to the molecular axis of the liquid crystal molecules. The elliptical polarized light is provided in the same direction as the long axis of the elliptical polarized light which provides the phase difference compensating element 10 formed of the lambda / 4 wavelength plate having a delay of about 140 nm and emits the slow axis from the liquid crystal layer 5, that is, It can be converted to linear polarized light by positioning it at an angle of 45 degrees clockwise relative to the molecular axis. Next, the phase difference compensating element 12 formed of the λ / 2 wave plate having a delay of about 270 nm is positioned so that its slow axis is 114 degrees clockwise with respect to the molecular axis of the liquid crystal molecules. Next, the polarizing element 9 is positioned so that its transmission axis is perpendicular to the polarization axis of the linearly polarized light emitted from the phase difference compensating element 12.

위상차 보상 소자(12)로부터 출사하는 선형 편광의 편광축의 각도는 위상차 보상 소자(10)에 입사하는 타원형 편광의 편광 상태에 좌우된다. 이 예에서는, 위상차 보상 소자(7)의 지연이 약 105㎚인 경우, 위상차 보상 소자(10)로부터 출사되는 선형 편광의 편광축은 액정 분자의 분자축에 대해 시계 방향으로 약 10도이다. 위상차 보상 소자(12)로부터 출사되는 선형 편광의 편광축은 액정 분자의 분자축에 대해 시계 방향으로 약 128도에 있다. 따라서, 편광 소자(9)의 투과축을 액정 분자의 분자축에 대해 시계 방향으로 약 38도로 설정함으로써, 투과 영역에서 만족스러운 블랙 디스플레이를 성취할 수 있다. 위상차 보상 소자(7)의 지연이 약 95㎚인 경우, 위상차 보상 소자(10)로부터 출사하는 선형 편광의 편광축은 액정 분자의 분자축에 대해 시계 방향으로 약 97도이다. 위상차 보상 소자(12)로부터 출사되는 선형 편광의 편광축은 액정 분자의 분자축에 대해 시계 방향으로 약 125도에 위치한다. 따라서, 편광 소자(9)의 투과축을 액정 분자의 분자축에 대해 시계 방향으로 약 35도로 설정하게 되면, 투과 영역에서 만족스러운 블랙 디스플레이를 성취할 수 있다.The angle of the polarization axis of the linearly polarized light emitted from the phase difference compensation element 12 depends on the polarization state of the elliptical polarization incident on the phase difference compensation element 10. In this example, when the retardation of the retardation compensator 7 is about 105 nm, the polarization axis of the linearly polarized light emitted from the retardation compensator 10 is about 10 degrees clockwise with respect to the molecular axis of the liquid crystal molecules. The polarization axis of the linearly polarized light emitted from the phase difference compensating element 12 is about 128 degrees clockwise with respect to the molecular axis of the liquid crystal molecules. Thus, by setting the transmission axis of the polarizing element 9 clockwise to about 38 degrees with respect to the molecular axis of the liquid crystal molecules, a satisfactory black display in the transmission region can be achieved. When the retardation of the retardation compensator 7 is about 95 nm, the polarization axis of the linearly polarized light emitted from the retardation compensator 10 is about 97 degrees clockwise with respect to the molecular axis of the liquid crystal molecules. The polarization axis of linearly polarized light emitted from the phase difference compensating element 12 is located at about 125 degrees clockwise with respect to the molecular axis of the liquid crystal molecules. Therefore, when the transmission axis of the polarizing element 9 is set to about 35 degrees clockwise with respect to the molecular axis of the liquid crystal molecules, a satisfactory black display in the transmission region can be achieved.

액정층이 반사 모드에서 잔여 지연 α와 투과 모드에서 잔여 지연 β를 갖는 경우, λ/4-α의 지연을 갖는 위상차 보상 소자가 λ/4 파장 판(7) 대신에 제공되고, λ/4-(β-α)의 지연을 갖는 위상차 보상 소자가 λ/4 파장 판(10) 대신에 제공된다.When the liquid crystal layer has a residual delay α in the reflection mode and a residual delay β in the transmission mode, a phase difference compensating element having a delay of λ / 4-α is provided instead of the λ / 4 wave plate 7, and λ / 4- A phase difference compensating element having a delay of (?-?) is provided instead of the λ / 4 wave plate 10.

투과 전극 영역과 같은 투과 기능을 갖는 영역을 통해 투과된 광을 사용하는 투과 모드에서는, 액정 분자가 기판에 대해 수직으로 배열될 때, λ/4-(β-α)의 지연을 갖는 위상차 보상 소자는 액정층으로부터 출사되는 광이 반사 모드와 동일한 상태에서 타원형 편광이 되도록 설정된다. 이러한 위상차를 갖는 타원형 편광은 λ/4-α의 지연을 갖는 위상차 보상 소자에 입사한다. 따라서, λ/4-α의 지연을 갖는 위상차 보상 소자를 통해 투과되고 있을 때, 광은 편광 소자(6)의 투과축에 대해 수직인 선형 편광이 된다. 따라서, 광 누출이 거의 없는 블랙 디스플레이를 성취할 수 있다.In the transmissive mode using light transmitted through a region having a transmissive function such as a transmissive electrode region, a phase difference compensation element having a delay of? / 4- (β-α) when the liquid crystal molecules are arranged perpendicular to the substrate Is set so that the light emitted from the liquid crystal layer becomes elliptical polarization in the same state as the reflection mode. Elliptical polarized light having such a phase difference is incident on the phase difference compensating element having a delay of? / 4- ?. Thus, when transmitted through the phase difference compensating element having a delay of? / 4-α, the light becomes linearly polarized light perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6. Thus, it is possible to achieve a black display with little light leakage.

이해할 수 있는 바와 같이, 수직 배향된 액정층에서의 잔여 지연이 무시할 정도가 아니어도, 지연을 고려하여 위상차 보상 소자를 제공함으로써 반사 모드에서 높은 콘트라스트 디스플레이를 성취할 수 있다.As can be appreciated, even if the residual delay in the vertically oriented liquid crystal layer is not negligible, a high contrast display can be achieved in the reflection mode by providing a phase difference compensation element in consideration of the delay.

(예 4)(Example 4)

본 발명에 따른 제4 예의 LCD 장치를 도 2를 참조하여 이하 설명한다. 제1 예와 동일한 소자에는 동일한 참조 부호를 부여한다.An LCD device of a fourth example according to the present invention will be described below with reference to FIG. The same reference numerals are given to the same elements as in the first example.

기판(2)는 예를 들어, Al 또는 Ta와 같은 높은 반사율을 갖는 재료로 형성되는 반사 전극(3)(도 2에서 반사 전극 영역으로 나타냄)과, 예를 들어 ITO와 같은 높은 투과율을 갖는 재료로 형성되는 투과 전극(8)(도 2에서 투과 전극 영역으로 나타냄)을 포함한다. 기판(1)은 대향 전극(4)(도 2의 투과 전극으로 나타냄)을 포함한다. 음 유전율 이방성을 나타내는 액정 재료로 형성되는 액정층(5)은 반사 전극(3)/투과 전극(8) 및 대향 전극 간에 개재되어 있다.The substrate 2 is a reflective electrode 3 (represented by the reflective electrode region in FIG. 2) formed of a material having a high reflectance such as, for example, Al or Ta, and a material having a high transmittance such as, for example, ITO. A transmissive electrode 8 (indicated by the transmissive electrode region in FIG. 2), which is formed as follows. The substrate 1 includes an opposite electrode 4 (indicated by the transmissive electrode of FIG. 2). The liquid crystal layer 5 formed of a liquid crystal material exhibiting negative dielectric anisotropy is interposed between the reflective electrode 3 / the transmissive electrode 8 and the counter electrode.

배향층(도시 안됨)은 액정층(5)와 접촉하고 있는 반사 전극(3)/투과 전극(8) 및 대향 전극(4)의 표면 상에 제공된다. 배향층은 액정층(5)의 액정 분자(도시 생략)을 기판(1 및 2)의 표면에 대해 수직으로 배향하는 데에 사용된다. 배향층을 제공한 후에, 배향층 중 적어도 하나는 예를 들어 러빙과 같은 배향 처리로 처리된다. 배향 방향은 러빙 대신에 광 배향이나 전극 형상으로 정의될 수 있다.An alignment layer (not shown) is provided on the surfaces of the reflective electrode 3 / transmissive electrode 8 and the counter electrode 4 in contact with the liquid crystal layer 5. The alignment layer is used to orient the liquid crystal molecules (not shown) of the liquid crystal layer 5 perpendicular to the surfaces of the substrates 1 and 2. After providing the alignment layer, at least one of the alignment layers is subjected to an alignment treatment such as, for example, rubbing. The orientation direction may be defined as light orientation or electrode shape instead of rubbing.

배향 처리로 인해, 액정층(5)의 액정 분자는 기판(1 및 2)의 표면에 수직인 방향에 대해서 약 0.1 내지 5도의 경사각을 갖는다.Due to the alignment treatment, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 5 have an inclination angle of about 0.1 to 5 degrees with respect to the direction perpendicular to the surfaces of the substrates 1 and 2.

반사 전극(3)은 액정층(5)에 전압을 인가하는 데에 사용되지만, 반사 전극(3)은 전압을 인가하는 전극으로서가 아닌 반사판으로서만 사용될 수 있다. 이 경우, 예를 들어 투과 전극(8)이 반사 전극(3) 상으로 연장되어 반사 영역에서 액정층(5)에 전압을 인가하는 전극으로 작용할 수 있다.The reflective electrode 3 is used for applying a voltage to the liquid crystal layer 5, but the reflective electrode 3 can be used only as a reflecting plate, not as an electrode for applying a voltage. In this case, for example, the transmissive electrode 8 may extend over the reflective electrode 3 to serve as an electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer 5 in the reflective region.

여기에 사용되는 액정 재료는 Ne(이상 광선에 대한 굴절율)=1.5546 및 No(정상 광선에 대한 굴절율)=1.4773의 굴절율 이방성을 갖는다.The liquid crystal material used herein has refractive index anisotropy of Ne (refractive index for abnormal light) = 1.5546 and No (refractive index for normal light) = 1.4773.

λ/4 파장 판(7)은 대향 전극(4)에 대향하는 기판(1)의 표면 상에 위치된다. λ/4 파장 판(10)은 반사 전극(3) 및 투과 전극(8)에 대향하는 기판(2)의 표면상에 위치된다. λ/4 파장 판(10)의 지상축은 λ/4 파장 판(7)의 지상축에 대해 수직으로 설정된다.The λ / 4 wave plate 7 is located on the surface of the substrate 1 opposite the counter electrode 4. The λ / 4 wave plate 10 is located on the surface of the substrate 2 opposite the reflective electrode 3 and the transmissive electrode 8. The slow axis of the λ / 4 wave plate 10 is set perpendicular to the slow axis of the λ / 4 wave plate 7.

편광 소자(6)는 기판(10)에 대향하는 λ/4 파장 판(7)의 표면 상에 위치된다. 편광 소자(9)는 기판(2)에 대향하는 λ/4 파장 판(10)의 표면 상에 위치된다. 편광 소자(6)의 투과축은 λ/4 파장 판(7)의 지상축에 대해 45도 경사지게 설정된다. 편광 소자(9)의 투과축은 λ/4 파장 판(10)의 지상축에 대해 45도 경사지게 설정된다. λ/4 파장 판(7 및 10)의 지상축은 서로 수직 상태이며 편광 소자(6 및 9)의 투과축은 서로 수직 상태이다. 따라서, 편광 소자(6)의 투과축에 대한 위상차 보상 소자(7)의 지상축의 각도가 +45도인 경우, 편광 소자(9)의 투과축에 대한 위상차 보상 소자(10)의 지상축의 각도는 또한 +45도가 된다. 편광 소자(6)의 투과축에 대한 위상차 보상 소자(7)의 지상축의 각도가 -45도인 경우, 편광 소자(9)의 투과축에 대한 위상차 보상 조사(10)의 지상축의 각도는 또한 -45도가 된다.The polarizing element 6 is located on the surface of the λ / 4 wave plate 7 opposite the substrate 10. The polarizing element 9 is located on the surface of the λ / 4 wave plate 10 opposite the substrate 2. The transmission axis of the polarizing element 6 is set to be inclined 45 degrees with respect to the slow axis of the λ / 4 wave plate 7. The transmission axis of the polarizing element 9 is set to be inclined 45 degrees with respect to the slow axis of the λ / 4 wave plate 10. The slow axes of the λ / 4 wave plates 7 and 10 are perpendicular to each other and the transmission axes of the polarizing elements 6 and 9 are perpendicular to each other. Therefore, when the angle of the slow axis of the phase difference compensating element 7 with respect to the transmission axis of the polarizing element 6 is +45 degrees, the angle of the slow axis of the phase difference compensating element 10 with respect to the transmission axis of the polarizing element 9 is also +45 degrees. When the angle of the slow axis of the phase difference compensating element 7 with respect to the transmission axis of the polarizing element 6 is -45 degrees, the angle of the slow axis of the phase difference compensating irradiation 10 with respect to the transmission axis of the polarizing element 9 is also -45 degrees. It becomes degrees.

도 8a는 제4 예에서 액티브 매트릭스 기판(기판 2)의 평면도이고, 도 8b는 도 8a의 선 8B-8B'를 따른 액티브 매트릭스 기판의 단면도이다.8A is a plan view of the active matrix substrate (substrate 2) in the fourth example, and FIG. 8B is a cross-sectional view of the active matrix substrate along the line 8B-8B 'in FIG. 8A.

도 8a 및 도 8b에서 나타낸 바와 같이, 액티브 매트릭스 기판은 게이트 라인(21), 데이타 라인(22), 구동 소자(23), 드레인 전극(24), 축적 용량 전극(25), 게이트 절연층(26), 절연 기판(27), 콘택트 홀(28), 층간 절연층(29), 반사 화소 전극(반사 전극 영역)(30)(도 2의 반사 전극(3)에 대응), 및 투과 화소 전극(투과 전극 영역)(31)(도 2의 투과 전극(8)에 대응)을 포함한다.As shown in FIGS. 8A and 8B, the active matrix substrate includes a gate line 21, a data line 22, a driving element 23, a drain electrode 24, a storage capacitor electrode 25, and a gate insulating layer 26. ), An insulating substrate 27, a contact hole 28, an interlayer insulating layer 29, a reflective pixel electrode (reflective electrode region) 30 (corresponding to the reflective electrode 3 in FIG. 2), and a transparent pixel electrode ( Transmission electrode region) 31 (corresponding to transmission electrode 8 of FIG. 2).

축적 용량 전극(25)은 드레인 전극(24)에 전기적으로 접속되어 있으며, 게이트 절연층(26)이 사이에 개재되어 게이트 라인(21)을 중첩한다. 따라서, 축적 용량 전극(25), 절연층(26) 및 게이트 라인(21)은 축적 용량을 형성한다.The storage capacitor electrode 25 is electrically connected to the drain electrode 24, and the gate insulating layer 26 is interposed therebetween to overlap the gate line 21. Therefore, the storage capacitor electrode 25, the insulating layer 26, and the gate line 21 form the storage capacitor.

콘택트 홀(28)은 투과 화소 전극(31)과 축적 용량 전극(25)을 접속하기 위해 층간 절연층(29)에 형성된다.The contact hole 28 is formed in the interlayer insulating layer 29 to connect the transmissive pixel electrode 31 and the storage capacitor electrode 25.

액티브 매트릭스 기판은 외부광을 반사시키기 위한 반사 화소 전극(30)과 백라이트으로부터의 광이 하나의 화소 영역에서 투과되게 하기 위한 투과 화소 전극(31)을 포함한다.The active matrix substrate includes a reflective pixel electrode 30 for reflecting external light and a transparent pixel electrode 31 for allowing light from the backlight to be transmitted in one pixel region.

도 8b에서, 반사 전극(30)은 평탄면을 가지지만, 반사률을 개선하기 위해서 파형 표면을 가질 수 있다. 하나의 화소 전극은 본 실시예에서 반사 화소 전극(30) 및 투과 화소 전극(31)을 포함한다. 또 다르게는, 반-투과 및 반-반사 전극을 이용할 수 있다.In FIG. 8B, the reflective electrode 30 has a flat surface, but may have a wavy surface to improve the reflectance. One pixel electrode includes the reflective pixel electrode 30 and the transparent pixel electrode 31 in this embodiment. Alternatively, semi-transmissive and semi-reflective electrodes can be used.

도 14a, 14b, 15a, 및 15b를 참조하여, 이하 제4 예의 LCD 장치의 투과 모드 및 반사 모드에서의 광 투과 및 반사를 설명한다.14A, 14B, 15A, and 15B, light transmission and reflection in the transmission mode and reflection mode of the LCD device of the fourth example will be described below.

도 14a 및 도 14b는 반사 전극을 이용한 반사 모드를 나타낸다. 도 14a는 수직 배향된 액정층의 양단에 어떠한 전압도 인가되지 않을 때의 블랙 디스플레이를 나타내고, 도 14b는 수직 배향된 액정층의 양단에 전압이 인가될 때의 화이트 디스플레이를 나타낸다. 도 15a 및 도 15b는 투과 전극을 사용한 투과 모드를 나타낸다. 도 15a는 수직 배향된 액정층의 양단에 어떠한 전압도 인가되지 않을 때의 블랙 디스플레이를 나타내고, 도 15b는 수직 배향된 액정층의 양단에 전압이 인가될 때의 화이트 디스플레이를 나타낸다.14A and 14B show a reflection mode using a reflective electrode. 14A shows a black display when no voltage is applied across the vertically oriented liquid crystal layer, and FIG. 14B shows a white display when voltage is applied across both the vertically aligned liquid crystal layer. 15A and 15B show the transmission mode using the transmission electrode. 15A shows a black display when no voltage is applied across the vertically oriented liquid crystal layer, and FIG. 15B shows a white display when voltage is applied across both the vertically aligned liquid crystal layer.

도 14a를 참조하여, 반사 모드에서의 블랙 디스플레이를 설명한다.Referring to Fig. 14A, the black display in the reflection mode will be described.

편광 소자(6)에 입사하는 광은 편광 소자(6)을 통해 투과되어 편광 소자(6)의 투과축에 대해 평행한 선형 편광이 된 다음에 λ/4 파장 판(7)에 입사한다.Light incident on the polarizing element 6 is transmitted through the polarizing element 6 to become linearly polarized light parallel to the transmission axis of the polarizing element 6 and then enters the λ / 4 wavelength plate 7.

λ/4 파장 판(7)은 편광 소자(6)의 투과축과 λ/4 파장 판(7)의 지상축이 45도의 각도가 되도록 배열된다. 따라서, λ/4 파장 판(7)을 통해 투과된 광은 원형 편광이 된다.The λ / 4 wave plate 7 is arranged such that the transmission axis of the polarizing element 6 and the slow axis of the λ / 4 wave plate 7 are at an angle of 45 degrees. Thus, the light transmitted through the λ / 4 wave plate 7 becomes circularly polarized light.

액정층(5)의 양단에 어떠한 전압도 인가되지 않을 때, 액정층(5)에 사용되는 음 유전율 이방성을 나타내는 액정 분자는 기판(1 및 2)의 표면에 대해 실질적으로 수직이다. 따라서, 입사광에 대한 액정층(5)의 굴절율 이방성은 매우 작다. 다시 말해, 액정층(5)을 통과하는 광의 투과에 의해 야기된 위상차는 실질적으로 제로이다.When no voltage is applied across the liquid crystal layer 5, the liquid crystal molecules exhibiting negative dielectric anisotropy used for the liquid crystal layer 5 are substantially perpendicular to the surfaces of the substrates 1 and 2. Therefore, the refractive index anisotropy of the liquid crystal layer 5 with respect to incident light is very small. In other words, the phase difference caused by the transmission of light passing through the liquid crystal layer 5 is substantially zero.

따라서, λ/4 파장 판(7)으로부터의 원형 편광은 거의 원형으로 편광되면서 액정층(5)을 통해 투과되고 기판(2)의 반사 전극(3)에 의해 반사된다.Thus, the circularly polarized light from the λ / 4 wave plate 7 is transmitted through the liquid crystal layer 5 while being almost circularly polarized and reflected by the reflective electrode 3 of the substrate 2.

반사 전극(3)에 의해 반사된 원형 편광은 대향 회전 방향을 갖는 원형 편광이 되고, λ/4파장 판(7)을 통해 투과되어 편광 소자(6)로부터 λ/4파장 판(7)에 입사하는 광에 수직인 선형 편광이 된다.The circularly polarized light reflected by the reflective electrode 3 becomes circularly polarized light having an opposite rotational direction, is transmitted through the λ / 4 wavelength plate 7 and is incident on the λ / 4 wavelength plate 7 from the polarizing element 6. It becomes linear polarization perpendicular to the light.

λ/4파장 판(7)으로부터의 선형 편광은 편광 소자(6)의 투과축에 대해 수직이다. 이 광은 투과되지 않고 편광 소자(6)에 의해 흡수된다.The linearly polarized light from the λ / 4 wavelength plate 7 is perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6. This light is not transmitted but is absorbed by the polarizing element 6.

이러한 방법으로, 블랙 디스플레이를 실행할 수 있다.In this way, a black display can be implemented.

도 14b를 참조하여, 반사 모드의 화이트 디스플레이를 이하 설명한다.Referring to Fig. 14B, the white display in the reflection mode will be described below.

광이 λ/4 파장 판(7)을 통해 투과되어 원형 편광이 될 때까지의 과정이 상기와 동일하므로 설명되지 않을 것이다.The process until the light is transmitted through the λ / 4 wave plate 7 and becomes circularly polarized light is the same as above and will not be described.

액정층(5) 양단에 전압을 인가하면, 액정 분자는 기판(1 및 2)의 표면에 대해 수평 방향을 향해 약간 경사지게 된다. 따라서, λ/4파장 판(7)로부터 액정층(5)에 입사하는 원형 편광은 액정 분자의 복굴절에 의해 타원형 편광이 된다. 다음에 광은 반사 전극(3)에 의해 반사되고, 액정층(5)의 액정 분자의 복굴절에 의해 더욱 영향을 받는다. 이 광은 λ/4파장 판(7)을 투과한 후에, 편광 소자(6)의 투과축에 수직인 선형 편광이 되지 않는다. 따라서, 광은 편광기(6)를 통해 투과된다.When voltage is applied across the liquid crystal layer 5, the liquid crystal molecules are slightly inclined toward the horizontal direction with respect to the surfaces of the substrates 1 and 2. Therefore, the circularly polarized light incident on the liquid crystal layer 5 from the λ / 4 wavelength plate 7 becomes elliptical polarized light by the birefringence of the liquid crystal molecules. Light is then reflected by the reflective electrode 3 and further affected by the birefringence of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 5. This light does not become linearly polarized light perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6 after passing through the λ / 4 wavelength plate 7. Thus, light is transmitted through the polarizer 6.

액정층(5) 양단에 인가된 전압을 제어함으로써, 반사 전극(3)에 의해 반사된후 편광 소자(6)를 통해 투과된 광량을 조정할 수 있다. 따라서, 그레이 스케일 디스플레이를 제공할 수 있다.By controlling the voltage applied across the liquid crystal layer 5, the amount of light transmitted by the polarizing element 6 after being reflected by the reflective electrode 3 can be adjusted. Thus, a gray scale display can be provided.

반사 전극(3)과 대향 전극(4)에 의해 액정층(5) 양단에 전압을 인가하여 액정 분자의 배향을 변경함으로써 액정층(5)에 의한 위상차가 1/4 파장 조건을 만족하게 되면, λ/4파장 판(7)으로부터의 원형 편광은 액정층(5)을 통해 투과된 후에 반사 전극(3)에 도달할 때 편광 소자(6)의 투과축에 대해 수직인 선형 편광이 된다. 이 광은 다시 액정층(5)을 통해 투과되어 원형 편광이 된 다음에 λ/4파장 판(7)을 통해 투과되어 편광 소자(6)의 투과축에 대해 평행한 선형 편광이 된다. 이 경우, 편광 소자(6)을 통해 투과된 광량은 최대이다.When the phase difference by the liquid crystal layer 5 satisfies the 1/4 wavelength condition by applying a voltage across the liquid crystal layer 5 by the reflective electrode 3 and the counter electrode 4 to change the orientation of the liquid crystal molecules, Circularly polarized light from the λ / 4 wavelength plate 7 becomes linearly polarized light perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6 when it reaches the reflective electrode 3 after being transmitted through the liquid crystal layer 5. This light is again transmitted through the liquid crystal layer 5 to become circularly polarized light and then transmitted through the λ / 4 wavelength plate 7 to become linearly polarized light parallel to the transmission axis of the polarizing element 6. In this case, the amount of light transmitted through the polarizing element 6 is maximum.

도 14b는 반사 전극(3)에 의해 반사된 최대 광량을 편광 소자(6)를 통해 투과시키는 액정층 지연 조건을 갖는 경우를 나타낸다. 다시 말해, 반사 전극(3)의 광은 편광 소자(6)의 투과축에 수직인 선형 편광이 된다.FIG. 14B shows a case where the liquid crystal layer retardation condition of transmitting the maximum amount of light reflected by the reflective electrode 3 through the polarizing element 6 is shown. In other words, the light of the reflective electrode 3 becomes linearly polarized light perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6.

상술한 바와 같이, 액정층(5)의 양단에 어떠한 전압도 인가되지 않을 때에는, 액정층(5)이 실질적으로 어떠한 복굴절도 갖지 않기 때문에 블랙 디스플레이를 성취할 수 있으며, 전압이 액정층(5)의 양단에 인가될 때에는, 전압에 따라 광 투과률을 변경시켜 그레이 스케일 디스플레이를 성취할 수 있다.As described above, when no voltage is applied across the liquid crystal layer 5, a black display can be achieved because the liquid crystal layer 5 has substantially no birefringence, and the voltage is the liquid crystal layer 5 When applied at both ends, the gray scale display can be achieved by changing the light transmittance according to the voltage.

도 15a를 참조하여 투과 모드에서의 블랙 디스플레이를 이하 설명한다.A black display in the transmissive mode is described below with reference to FIG. 15A.

광원(도시하지 않음)에 의해 방출된 광은 편광 소자(9)에 입사되어 편광 소자(9)의 투과축에 평행한 선형 편광이 된다.Light emitted by a light source (not shown) is incident on the polarizing element 9 to become linearly polarized light parallel to the transmission axis of the polarizing element 9.

λ/4 파장 판(10)은, λ/4 파장 판(10)의 지상축이 편광 소자(9)의 투과축에 대해 45°로 경사져 있다. 그래서, λ/4 파장 판(10)을 통해 투과된 광은 원형 편광이다.In the λ / 4 wave plate 10, the slow axis of the λ / 4 wave plate 10 is inclined at 45 ° with respect to the transmission axis of the polarizing element 9. Thus, the light transmitted through the λ / 4 wave plate 10 is circularly polarized light.

액정층(5) 양단에 전압이 인가되지 않은 때, 액정층(5)에 이용되는 음 유전율 이방성을 나타내는 액정 분자는 기판(1, 2)의 표면에 실질적으로 수직이다. 따라서, 입사광에 대한 액정층(5)의 굴절율 이방성은 매우 작다. 다시 말하면, 액정층(5)를 통과하는 광의 투과로 기인한 위상차는 실질적으로 제로이다.When no voltage is applied across the liquid crystal layer 5, the liquid crystal molecules exhibiting negative dielectric anisotropy used for the liquid crystal layer 5 are substantially perpendicular to the surfaces of the substrates 1, 2. Therefore, the refractive index anisotropy of the liquid crystal layer 5 with respect to incident light is very small. In other words, the phase difference resulting from the transmission of light passing through the liquid crystal layer 5 is substantially zero.

따라서, λ/4 파장 판(10)으로부터의 원형 편광은 원형 편광을 유지하면서 액정층(5)를 통해 투과되어 λ/4 파장 판(7)에 입사된다.Therefore, the circularly polarized light from the λ / 4 wave plate 10 is transmitted through the liquid crystal layer 5 while maintaining the circularly polarized light and is incident on the λ / 4 wave plate 7.

λ/4 파장 판(10)의 지상축과 λ/4 파장 판(7)의 지상축은 서로 수직이 되도록 설정된다. 그래서, λ/4 파장 판(7)에 입사된 원형 편광은 편광 소자(9)의 투과축에 수직인 선형 편광이 되어 편광 소자(6)에 입사된다.The slow axis of the λ / 4 wave plate 10 and the slow axis of the λ / 4 wave plate 7 are set to be perpendicular to each other. Thus, the circularly polarized light incident on the λ / 4 wave plate 7 is linearly polarized perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 9 and is incident on the polarizing element 6.

λ/4 파장 판(7)로부터의 선형 편광은 편광 소자(6)의 투과축에 수직이고, 투과되지 않고 편광 소자(6)에 의해 흡수된다.The linearly polarized light from the λ / 4 wave plate 7 is perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6 and is absorbed by the polarizing element 6 without being transmitted.

이러한 방식으로 블랙 디스플레이가 수행된다.In this way a black display is performed.

도 15b를 참조하면서, 투과 모드에서의 화이트 디스플레이가 설명된다.Referring to Fig. 15B, a white display in the transmissive mode is described.

광이 λ/4 파장 판(10)을 통해 투과되기 까지의 과정은 도 15a에 것과 동일하고 설명은 생략한다.The process until the light is transmitted through the λ / 4 wave plate 10 is the same as in FIG. 15A and description is omitted.

전압이 액정층(5) 양단에 인가될 때, 액정 분자는 기판(1, 2)의 표면에 대해서 수평 방향으로 약간 경사진다. 따라서, λ/4 파장 판(10)으로부터 액정층(5)에 입사되는 원형 편광은 액정 분자의 복굴절로 인해 타원형 편광이 된다. 광은 λ/4 파장 판(7)을 투과한 후에도 편광 소자(6)의 투과축에 수직인 선형 편광이 되지 않으며, 따라서 편광 소자(6)을 통해서 투과된다.When a voltage is applied across the liquid crystal layer 5, the liquid crystal molecules are slightly inclined in the horizontal direction with respect to the surfaces of the substrates 1, 2. Therefore, the circularly polarized light incident on the liquid crystal layer 5 from the λ / 4 wave plate 10 becomes elliptical polarized light due to the birefringence of the liquid crystal molecules. The light does not become linearly polarized perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6 even after transmitting the λ / 4 wave plate 7, and thus is transmitted through the polarizing element 6.

액정층(5) 양단에 인가되는 전압을 제어하여 편광 소자(6)을 통해 투과된 광량을 조절할 수 있다. 그래서, 그레이 스케일 디스플레이가 제공된다.The amount of light transmitted through the polarizer 6 may be controlled by controlling the voltage applied across the liquid crystal layer 5. Thus, a gray scale display is provided.

액정층(5)에 의한 위상차가 1/2 파장 조건을 만족시키도록 액정층(5) 양단에 전압이 인가될 때, λ/4 파장 판(10)으로부터의 원형 편광은 액정층(5)의 1/2 두께에서 편광 소자(6)의 투과축에 수직인 선형 편광이 되고, 그리고나서 액정층(5)를 통해서 완전히 투과되면 원형 편광이 된다.When a voltage is applied across the liquid crystal layer 5 so that the phase difference by the liquid crystal layer 5 satisfies the 1/2 wavelength condition, the circularly polarized light from the λ / 4 wave plate 10 is applied to the liquid crystal layer 5. At half thickness, linear polarization perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6 is obtained, and then circularly polarized when completely transmitted through the liquid crystal layer 5.

액정층(5)로부터의 원형 편광이 λ/4 파장 판(7)을 통해 투과되면 편광 소자(6)의 투과축에 평행한 선형 편광이 되므로, 편광 소자(6)에 입사하는 대부분의 광은 편광 소자(6)을 통해 투과된다. 이 경우에, 편광 소자(6)을 통해 투과된 광량은 최대이다.When the circularly polarized light from the liquid crystal layer 5 is transmitted through the λ / 4 wave plate 7, it becomes linearly polarized light parallel to the transmission axis of the polarizing element 6, so most of the light incident on the polarizing element 6 It is transmitted through the polarizing element 6. In this case, the amount of light transmitted through the polarizing element 6 is maximum.

도 15b는 편광 소자(9)를 통해서 투과된 최대 광량을 편광 소자(6)을 통해서 투과시키는 액정 지연 조건을 가지고 있는 경우를 도시하고 있다.FIG. 15B illustrates a case where the liquid crystal retardation condition is set such that the maximum amount of light transmitted through the polarizing element 9 is transmitted through the polarizing element 6.

상기 기술한 것과 같이, 액정층(5) 양단에 어떠한 전압도 인가되지 않을 때에는 블랙 디스플레이가 얻어지고, 액정층(5) 양단에 전압이 인가될 때에는 전압에 따라서 광투과율을 변화시킴으로써 그레이 스케일 디스플레이를 얻는다.As described above, when no voltage is applied across the liquid crystal layer 5, a black display is obtained. When a voltage is applied across the liquid crystal layer 5, the gray scale display is changed by changing the light transmittance according to the voltage. Get

도 16은 비교를 위해 λ/4 파장 판(7, 10)의 지상축이 제4 예와 같이 서로 수직일 때와 λ/4 파장 판(7, 10)의 지상축이 서로 평행일 때, 파장과 광투과율과의 관계를 도시한다.FIG. 16 shows wavelengths for comparison when the slow axes of the λ / 4 wave plates 7 and 10 are perpendicular to each other as in the fourth example and when the slow axes of the λ / 4 wave plates 7 and 10 are parallel to each other. And the relation between the light transmittance and the light transmittance.

제4 예에서, λ/4 파장 판(7, 10)의 지상축이 서로 수직이므로, 하나의 위상차 보상 소자의 굴절율 이방성의 파장 의존성은 다른 하나의 위상차 보상 소자의 굴절율 이방성의 파장 의존성에 의해 상쇄된다. 그래서, 400㎚ 내지 700㎚(가시광)의 전체 파장 영역에 걸쳐 규정된 위상차가 만족된다. 그래서, 블랙 디스플레이의 암도가 개선된다.In the fourth example, since the slow axes of the λ / 4 wave plates 7 and 10 are perpendicular to each other, the wavelength dependency of the refractive index anisotropy of one phase difference compensating element is canceled by the wavelength dependency of the refractive index anisotropy of the other phase difference compensating element. do. Thus, the prescribed phase difference is satisfied over the entire wavelength range of 400 nm to 700 nm (visible light). Thus, the blackness of the black display is improved.

반사 모드의 밝은 디스플레이에서 반사율이 최대인 액정층(5)에 의한 위상차는 λ/4이고, 투과 모드의 밝은 디스플레이에서 반사율이 최대인 액정층(5)에 의한 위상차는 λ/2이다. 이것으로부터 알 수 있는 것과 같이, 반사 영역에서 액정층의 두께와 투과 영역에서 액정층의 두께가 서로 동일할 때, 반사 모드에 대한 λ/4와 투과 모드에 대한 λ/4의 위상차는 동시에 만족될 수 없다.The phase difference by the liquid crystal layer 5 with the largest reflectance in the bright display in the reflection mode is lambda / 4, and the phase difference by the liquid crystal layer 5 with the maximum reflectance in the bright display in the transmissive mode is lambda / 2. As can be seen from this, when the thickness of the liquid crystal layer in the reflection region and the thickness of the liquid crystal layer in the transmission region are equal to each other, the phase difference of λ / 4 for the reflection mode and λ / 4 for the transmission mode is simultaneously satisfied. Can't.

반사 영역에서 액정층의 위상차를 0 내지 λ/4로 변화시키면서 디스플레이를 수행하는 경우에, 투과 영역에서 액정층의 위상차가 단지 0에서 λ/4로 변화되므로 투과 모드에서 만족할 만한 조명률을 얻을 수 없다.When the display is performed while the phase difference of the liquid crystal layer is changed from 0 to λ / 4 in the reflection region, the phase difference of the liquid crystal layer in the transmissive region is changed only from 0 to λ / 4 so that satisfactory illumination rate can be obtained in the transmission mode. none.

반사 모드와 투과 모드 양쪽에서의 만족할 만한 조명률은 투과 영역의 두께로부터 반사 영역의 액정층 두께를 변화시키거나, 반사 영역의 액정층과 투과 영역의 액정층에 다른 전압을 인가함으로써 얻어진다. 투과 영역에서의 액정층의 두께가 반사 영역에서의 액정층의 두께의 2배로 된 경우에, 반사 모드에 대해 λ/4 및 투과 모드에 대해 λ/2인 액정층의 위상차가 동시에 만족된다. 투과 모드에 대한 두께를 반사 모드에 대한 두께의 2배로 만들 필요는 없다. 투과 모드에 대한 두께를 반사 모드에 대한 두께보다 더 크게 함으로써 조명률이 향상된다.A satisfactory illumination rate in both the reflection mode and the transmission mode is obtained by changing the thickness of the liquid crystal layer of the reflection region from the thickness of the transmission region or applying different voltages to the liquid crystal layer of the reflection region and the liquid crystal layer of the transmission region. When the thickness of the liquid crystal layer in the transmissive region is twice the thickness of the liquid crystal layer in the reflective region, the phase difference of the liquid crystal layer having lambda / 4 for the reflection mode and lambda / 2 for the transmission mode is simultaneously satisfied. It is not necessary to make the thickness for the transmission mode twice the thickness for the reflection mode. The illumination rate is improved by making the thickness for the transmission mode larger than the thickness for the reflection mode.

보통 광 및 이상 광에 대해 λ/4 파장 판(7, 10)을 형성하는 복굴절 재료의 굴절율은 파장에 크게 의존한다. 그래서, 특정 두께로 파장에 축적되는 위상 지연도 또한 파장에 의존한다. 입사광이 하나의 지정된 파장을 가지고 있을 때만 입사광의 선형 편광면에 λ/4의 위상 지연이 완벽히 제공될 수 있다. 따라서, λ/4 파장 판(7, 10)을 형성하는 복굴절 재료의 굴절율 이방성의 파장 의존성으로 인해 λ/4의 위상 지연이 달성되지 않은 영역에서, 일부 광이 편광 소자(6)에 의해 흡수되지 않고 편광관(6)을 통해서 투과된다. 그 결과, 블랙 디스플레이의 암도가 변한다. 제4 예에서, λ/4 파장 판(7, 10)의 지상축은 서로 수직으로 설정되고, 편광 소자(6, 9)의 투과축은 서로 수직으로 설정된다. 그러한 구조로 인해, 투과 모드에서, λ/4 파장 판(10)의 굴절율 이방성의 파장 의존성은 λ/4 파장 판(7)의 굴절율 이방성의 파장 의존성에 의해 중화된다. 그래서, 400㎚ 내지 700㎚의 전 범위에 걸쳐 λ/4 조건이 만족된다. 그래서, 블랙 디스플레이의 암도가 개선된다.The refractive index of the birefringent material forming the lambda / 4 wave plates 7 and 10 for ordinary light and abnormal light depends greatly on the wavelength. Thus, the phase delay that accumulates at a wavelength with a certain thickness also depends on the wavelength. Only when the incident light has one specified wavelength can a phase delay of λ / 4 be perfectly provided in the linear polarization plane of the incident light. Therefore, in the region where the phase retardation of [lambda] / 4 is not achieved due to the wavelength dependency of the refractive index anisotropy of the birefringent material forming the [lambda] / 4 wave plate 7, 10, some light is not absorbed by the polarizing element 6 Without passing through the polarizing tube 6. As a result, the blackness of the black display changes. In the fourth example, the slow axes of the λ / 4 wave plates 7 and 10 are set perpendicular to each other, and the transmission axes of the polarizing elements 6 and 9 are set perpendicular to each other. Due to such a structure, in the transmission mode, the wavelength dependency of the refractive index anisotropy of the λ / 4 wave plate 10 is neutralized by the wavelength dependency of the refractive index anisotropy of the λ / 4 wave plate 7. Thus, the λ / 4 condition is satisfied over the entire range of 400 nm to 700 nm. Thus, the blackness of the black display is improved.

시야각을 개선하기 위해 또 하나의 위상차 보상 소자가 편광 소자(6)과 액정층(5)의 사이 및 편광 소자(9)와 액정층(5)의 사이 중 적어도 하나에 제공된 경우에, 만족할 만한 디스플레이가 넓은 시야각에서 실현된다.Satisfactory display when another retardation compensator is provided between at least one of the polarizing element 6 and the liquid crystal layer 5 and between the polarizing element 9 and the liquid crystal layer 5 to improve the viewing angle. Is realized at a wide viewing angle.

제4 예에서 액정층(5)는 수직으로 배향된다. 기판의 주위의 액정 분자가 기판의 수직 방향에 대해 특정 경사각을 가지는 경우, 어떠한 전압도 인가되지 않을 때에도 지연은 완전히 0이 아니다. 지연을 보상하기 위해 λ/4 파장 판(7) 대신에 위상차 보상 소자를 제공함으로써 더 나은 블랙 디스플레이가 얻어진다.In the fourth example the liquid crystal layer 5 is oriented vertically. When the liquid crystal molecules around the substrate have a specific tilt angle with respect to the vertical direction of the substrate, the delay is not completely zero even when no voltage is applied. A better black display is obtained by providing a phase difference compensating element instead of the λ / 4 wave plate 7 to compensate for the delay.

액정층이 반사 모드에서 α의 잔여 지연을 가지고 있는 경우에, λ/4-α의 지연을 가지고 있는 위상차 보상 소자를 λ/4 파장 판(7) 대신에 제공할 수 있다.In the case where the liquid crystal layer has a residual delay of? In the reflection mode, it is possible to provide a phase difference compensating element having a delay of? / 4-? Instead of the? / 4 wavelength plate 7.

반사 모드에서, 액정층의 잔여 지연으로 인해 원형 편광으로부터 오프셋되는 타원형 편광이 액정층에 입사된다. 타원형 편광은 액정층을 통해 투과된 후 반사 전극에 도달할 때 원형 편광이 된다. 반사의 결과로서, 광은 반대 회전 방향을 가지고 있는 원형 편광이 된다. 광은 액정층을 통과하여 나왔을 때 원형 편광으로부터 오프셋된 타원형 편광이 된다. 이 때의 타원형 편광은 90°로 오프셋되어 입사 시의 위상을 가지고 있다. 타원형 편광이 위상차 보상 소자를 통해 투과될 때, 타원형 편광은 편광 소자(6)의 투과축에 수직인 선형 편광이 된다.In the reflection mode, elliptical polarization that is offset from circular polarization due to the residual delay of the liquid crystal layer is incident on the liquid crystal layer. The elliptical polarized light becomes circularly polarized light when it passes through the liquid crystal layer and reaches the reflective electrode. As a result of reflection, the light becomes circularly polarized light with opposite directions of rotation. The light becomes elliptical polarization offset from the circular polarization when it exits through the liquid crystal layer. The elliptical polarization at this time is offset by 90 ° and has a phase at the time of incidence. When the elliptical polarization is transmitted through the retardation compensating element, the elliptical polarization becomes linear polarization perpendicular to the transmission axis of the polarization element 6.

주로 반사 모드 디스플레이가 수행되는 경우, 예를 들면 반사 화소 전극이 투과 화소 전극보다 큰 경우에, 투과 모드에서 디스플레이용 λ/4 파장 판(10)은 그대로 유지된다.When the reflection mode display is mainly performed, for example, when the reflection pixel electrode is larger than the transmission pixel electrode, the λ / 4 wave plate 10 for display in the transmission mode is kept as it is.

알 수 있는 것과 같이, 수직 배향 액정층에 남아있는 지연을 무시할 수 없는경우에도, 지연을 고려한 위상차 보상 소자를 제공함으로써 반사 모드에서 높은 콘트라스트 디스플레이가 얻어진다.As can be seen, even when the delay remaining in the vertically aligned liquid crystal layer cannot be ignored, a high contrast display is obtained in the reflection mode by providing a phase difference compensation element in consideration of the delay.

액정층이 반사 모드에서 α의 잔여 지연과 투과 모드에서 β의 잔여 지연을 가지고 있는 경우에, λ/4-α의 지연을 가지는 위상차 보상 소자가 λ/4 파장 판(7) 대신에 제공될 수 있고, λ/4-(β-α)의 지연을 가지는 위상차 보상 소자가 λ/4 파장 판(10) 대신에 제공될 수 있다.In the case where the liquid crystal layer has a residual delay of? In the reflection mode and a residual delay of? In the transmission mode, a phase difference compensating element having a delay of? / 4-α can be provided instead of the? / 4 wave plate 7. And a phase difference compensating element having a delay of [lambda] / 4-([beta]-[alpha]) can be provided instead of the [lambda] / 4 wavelength plate 10.

투과 전극 영역과 같은 투과 기능을 가지고 있는 영역을 통해 투과된 광을 이용하는 투과 모드에서, 액정 분자가 기판에 수직으로 배향될 때, λ/4-(β-α)의 지연을 가지는 위상차 보상 소자는 액정층으로부터 벗어나는 광이 반사 모드에서와 동일 상태로 타원형 편광이 되도록 설정된다. 이와 같은 위상차를 가지고 있는 타원형 편광은 λ/4-α의 지연를 가지는 위상차 보상 소자에 입사된다. 그래서, 광이 λ/4-α의 지연을 가지는 위상차 보상 소자를 통해 투과되면, 광은 편광 소자(6)의 투과축에 수직인 선형 편광이 된다. 따라서, 광학적 누출이 거의 없는 블랙 디스플레이가 얻어진다.In the transmission mode using light transmitted through an area having a transmission function such as the transmission electrode area, when the liquid crystal molecules are oriented perpendicular to the substrate, the phase difference compensation element having a delay of? / 4- (β-α) The light escaping from the liquid crystal layer is set to be elliptical polarized light in the same state as in the reflection mode. The elliptical polarized light having such a phase difference is incident on the phase difference compensating element having a delay of? / 4-α. Thus, when light is transmitted through a phase difference compensating element having a delay of? / 4-α, the light becomes linearly polarized light perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6. Thus, a black display with little optical leakage is obtained.

알 수 있는 것과 같이, 수직 배향 액정층에 남아있는 지연을 무시할 수 없는 경우에도, 지연을 고려한 위상차 보상 소자를 제공함으로써 반사 모드에서 높은 콘트라스트 디스플레이를 얻을 수 있다.As can be seen, even when the delay remaining in the vertically aligned liquid crystal layer cannot be ignored, a high contrast display can be obtained in the reflection mode by providing a phase difference compensation element in consideration of the delay.

제4 예의 LCD 장치는 수직 배향 액정층을 이용하지만, 수평 배향 액정층을 이용하는 동일 원리에 의해 디스플레이가 실현된다. 그러한 경우에, 더 높은 전압이 인가될 때 액정층에 의한 지연은 감소된다. 그러나, 전압이 인가될 때 기판 주위의 액정 분자를 제외한 대부분의 액정 분자가 기판에 수직인 상태에서는, 기판 주위의 액정 분자는 전계로 인해 거의 움직이지 않는다. 따라서, 기판 주위의 액정 분자에 의해 잔여 지연이 발생한다. 알 수 있는 것과 같이, 수평 배향 액정층이 이용될 때, 블랙 디스플레이 동안 광 누출이 발생하고, 수직 배향 액정층이 이용될 때와 비교하면 잔여 지연의 영향에 의해 콘트라스트가 감소된다. 수직 배향 액정층에 의해 제공되는 것과 동일한 품질의 블랙 디스플레이를 수평 배향 액정에도 제공하기 위해서, 기판 주위의 액정 분자는 액정 분자에 의해 잔여 지연을 상쇄하도록 배향될 필요가 있거나, 위상차 보상 소자가 부가적으로 제공될 필요가 있다.The LCD device of the fourth example uses a vertically aligned liquid crystal layer, but the display is realized by the same principle of using a horizontally aligned liquid crystal layer. In such a case, the delay caused by the liquid crystal layer is reduced when a higher voltage is applied. However, when most of the liquid crystal molecules except the liquid crystal molecules around the substrate are perpendicular to the substrate when a voltage is applied, the liquid crystal molecules around the substrate hardly move due to the electric field. Thus, residual delay occurs due to liquid crystal molecules around the substrate. As can be seen, when the horizontally oriented liquid crystal layer is used, light leakage occurs during the black display, and the contrast is reduced by the influence of the residual delay as compared with when the vertically oriented liquid crystal layer is used. In order to provide a black display of the same quality as that provided by the vertically oriented liquid crystal layer to the horizontally oriented liquid crystal, the liquid crystal molecules around the substrate need to be oriented so as to cancel out the residual delay by the liquid crystal molecules, or a phase difference compensation element is additionally added. It needs to be provided.

(예 5)(Example 5)

본 발명에 따른 제5 예의 LCD 장치가 도 17을 참조하여 기술된다.An LCD device of a fifth example according to the present invention is described with reference to FIG.

기판(2)은 고 반사율을 가진 재료, 예를 들면 Al 또는 Ta로 형성되는 반사 전극(3)(도 17에서 반사 전극 영역으로 도시됨) 및 고 투과율을 가지고 있는 재료, 예를 들면 ITO로 형성되는 투과 전극(8)(도 17에서는 투과 전극 영역으로 도시됨)을 포함한다. 기판(1)은 대향 전극(4)(도 17에서 투과 전극으로 도시됨)를 포함한다. 음 유전율 이방성을 나타내는 액정 재료로 형성되는 액정층(5)이 반사 전극(3)/투과 전극(8)과 대향 전극(4)의 사이에 배치된다.The substrate 2 is formed of a reflective electrode 3 (shown as the reflective electrode region in FIG. 17) formed of a material having a high reflectance, for example Al or Ta, and a material having a high transmittance, for example ITO. Transmissive electrode 8 (shown as transmissive electrode region in FIG. 17). The substrate 1 comprises an opposing electrode 4 (shown as transmissive electrode in FIG. 17). A liquid crystal layer 5 formed of a liquid crystal material exhibiting negative dielectric anisotropy is disposed between the reflective electrode 3 / the transmissive electrode 8 and the counter electrode 4.

배향층(도시되지 않음)은 액정층(5)와 접촉하는 반사 전극(3)/투과 전극(8) 및 대향 전극(4)의 표면에 제공된다. 배향층은 액정층(5)내의 액정 분자(도시되지 않음)를 기판(1, 2)의 표면에 수직으로 배향하는데 이용된다. 배향층이 제공된 후에, 배향층의 적어도 하나는 예를 들면 러빙과 같은 배향 처리로 처리된다. 배향 방향은 러빙 대신에 광학 배향 또는 전극 모양에 의해 결정될 수 있다.An alignment layer (not shown) is provided on the surfaces of the reflective electrode 3 / transmissive electrode 8 and the counter electrode 4 in contact with the liquid crystal layer 5. The alignment layer is used to orient the liquid crystal molecules (not shown) in the liquid crystal layer 5 perpendicular to the surfaces of the substrates 1 and 2. After the alignment layer is provided, at least one of the alignment layers is subjected to an alignment treatment such as, for example, rubbing. The orientation direction can be determined by optical orientation or electrode shape instead of rubbing.

배향 처리로 인해 액정층(5)내의 액정 분자는 기판(1, 2)의 표면에 수직인 방향에 대하여 약 0.1 내지 5°의 경사각을 가지고 있다.Due to the alignment treatment, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 5 have an inclination angle of about 0.1 to 5 ° with respect to the direction perpendicular to the surfaces of the substrates 1 and 2.

반사 전극(3)은 액정층(5)에 전압을 인가하는데 이용되지만, 반사 전극(3)은 전압을 인가하기 위한 전극으로서 이용되지 않고 단지 반사판으로서만 이용될 수 있다. 그러한 경우에, 예를 들면 투과 전극(8)이 반사 영역에서 액정층(5)에 전압을 인가하기 위한 전극으로서 역할하기 위해 반사 전극(3)상으로 확장될 수 있다.The reflective electrode 3 is used to apply a voltage to the liquid crystal layer 5, but the reflective electrode 3 is not used as an electrode for applying a voltage but can be used only as a reflecting plate. In such a case, for example, the transmissive electrode 8 can be extended onto the reflective electrode 3 to serve as an electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer 5 in the reflective region.

여기에 이용된 액정 재료는 Ne(이상광에 대한 굴절율)=1.5546와 No(보통광에 대한 굴절율)=1.4773인 굴절율 이방성을 가지고 있다.The liquid crystal material used here has refractive index anisotropy with Ne (refractive index for abnormal light) = 1.5546 and No (refractive index for normal light) = 1.4773.

λ/4 파장 판(7)은 대향 전극(4)에 대향하는 기판(1)의 표면상에 제공된다. λ/4 파장 판(10)은 반사 전극(3)과 투과 전극(8)에 대향하는 기판(2)의 표면상에 제공된다. λ/4 파장 판(10)의 지상축은 λ/4 파장 판(7)의 지상축에 수직이 되도록 설정된다.A λ / 4 wave plate 7 is provided on the surface of the substrate 1 opposite the counter electrode 4. The λ / 4 wave plate 10 is provided on the surface of the substrate 2 opposite the reflective electrode 3 and the transmissive electrode 8. The slow axis of the λ / 4 wave plate 10 is set to be perpendicular to the slow axis of the λ / 4 wave plate 7.

λ/2 파장 판(11)이 기판(1)에 대향하는 λ/4 파장 판(7)의 표면상에 제공된다. λ/2 파장 판(12)는 기판(2)에 대향하는 λ/4 파장 판(10)의 표면상에 제공된다. λ/2 파장 판(11)의 지상축은 λ/4 파장 판(7)에 대하여 60°경사지도록 설정된다. λ/2 파장 판(12)의 지상축은 λ/2 파장 판(11)의 지상축에 수직이 되도록 설정된다.[lambda] / 2 wave plate 11 is provided on the surface of the [lambda] / 4 wave plate 7 opposite to the substrate 1. The lambda / 2 wave plate 12 is provided on the surface of the lambda / 4 wave plate 10 opposite the substrate 2. The slow axis of the λ / 2 wave plate 11 is set to be inclined at 60 degrees with respect to the λ / 4 wave plate 7. The slow axis of the λ / 2 wave plate 12 is set to be perpendicular to the slow axis of the λ / 2 wave plate 11.

편광 소자(6)은 기판(1)에 대향하는 λ/2 파장 판(11)의 표면상에 제공된다. 편광 소자(9)는 기판(2)에 대향하는 λ/2 파장 판(12)의 표면상에 제공된다. 편광 소자(6)의 투과축은 λ/2 파장 판(11)의 지상축을 사이에 끼우는 방향으로 λ/4 파장 판(7)의 지상축에 대해 75°가 경사지도록 설정되고, λ/2 파장 판(11)의 지상축에 대해 15°가 경사지도록 설정된다. 편광 소자(9)의 투과축은 λ/2 파장 판(12)의 지상축을 사이에 끼우는 방향으로 λ/4 파장 판(10)의 지상축에 대해 75°가 경사지도록 설정되고, λ/2 파장 판(12)의 지상축에 대해 15°가 경사지도록 설정된다. 편광 소자(6)의 투과축은 편광 소자(9)의 투과축에 수직이 되도록 설정된다.The polarizing element 6 is provided on the surface of the λ / 2 wave plate 11 opposite to the substrate 1. The polarizing element 9 is provided on the surface of the λ / 2 wave plate 12 opposite the substrate 2. The transmission axis of the polarizing element 6 is set so that 75 ° is inclined with respect to the slow axis of the λ / 4 wave plate 7 in the direction sandwiching the slow axis of the λ / 2 wave plate 11, and the λ / 2 wave plate 15 degrees are set to incline with respect to the slow axis of (11). The transmission axis of the polarizing element 9 is set so that 75 ° is inclined with respect to the slow axis of the λ / 4 wave plate 10 in the direction sandwiching the slow axis of the λ / 2 wave plate 12, and the λ / 2 wave plate It is set so that 15 degrees may incline with respect to the slow axis of (12). The transmission axis of the polarizing element 6 is set to be perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 9.

도 8a는 제2 예에서의 액티브 매트릭스 기판(기판2)의 평면도이고, 도 8b는 도 8a의 8B-8B'선에 따른 액티브 매트릭스 기판의 단면도이다.8A is a plan view of the active matrix substrate (substrate 2) in the second example, and FIG. 8B is a cross-sectional view of the active matrix substrate taken along the line 8B-8B 'of FIG. 8A.

도 8a와 8b에 도시된 것과 같이, 액티브 매트릭스 기판은 게이트 라인(21), 데이타 라인(22), 구동 소자(23), 드레인 전극(24), 축적 커패시턴스 전극(25), 게이트 절연층(26), 절연 기판(27), 콘택트 홀(28), 층간 절연층(29), 반사 화소 전극(30)(반사 전극 영역)(도 17에서 반사 전극(3)에 대응함), 및 투과 화소 표시 전극(31)(투과 전극 영역)(도 17에서 투과 전극(8)에 대응함)을 포함한다.As shown in FIGS. 8A and 8B, the active matrix substrate includes a gate line 21, a data line 22, a driving element 23, a drain electrode 24, a storage capacitance electrode 25, and a gate insulating layer 26. ), Insulating substrate 27, contact hole 28, interlayer insulating layer 29, reflective pixel electrode 30 (reflective electrode region) (corresponding to reflective electrode 3 in FIG. 17), and transmissive pixel display electrode (31) (transmissive electrode region) (corresponding to the transmissive electrode 8 in FIG. 17).

축적 커패시턴스 전극(25)은 드레인 전극(24)에 전기적으로 접속되고, 게이트 절연층(26)을 사이에 개재한 게이트 라인(21)을 중첩된다. 그래서, 축적 커패시턴스 전극(25), 절연층(26), 및 게이트 라인(21)은 축적 커패시턴스를 형성한다.The accumulation capacitance electrode 25 is electrically connected to the drain electrode 24 and overlaps the gate line 21 with the gate insulating layer 26 interposed therebetween. Thus, the storage capacitance electrode 25, the insulating layer 26, and the gate line 21 form the storage capacitance.

콘택트 홀(28)은 투과 화소 전극(31)과 축적 커패시턴스 전극(25)을 접속하기 위해 층간 절연층(29)에 형성된다.The contact hole 28 is formed in the interlayer insulating layer 29 to connect the transmissive pixel electrode 31 and the storage capacitance electrode 25.

액티브 매트릭스 기판은 외부광을 반사하기 위한 반사 화소 전극(30)과, 하나의 화소 영역에서 백라이트으로부터의 광이 투과되도록 하기 위한 투과 화소 전극(31)을 포함한다.The active matrix substrate includes a reflective pixel electrode 30 for reflecting external light and a transparent pixel electrode 31 for allowing light from the backlight to be transmitted in one pixel area.

도 8b에서, 반사 전극(30)은 평면을 가지고 있지만, 반사율을 개선하기 위해 파형 면을 가질 수 있다. 본 실시예에서 하나의 화소 전극은 반사 화소 전극(30) 및 투과 화소 전극(31)을 포함한다. 또한, 반-투과 및 반-반사 전극이 이용될 수 있다.In FIG. 8B, the reflective electrode 30 has a plane, but may have a wavy surface to improve reflectivity. In the present embodiment, one pixel electrode includes a reflective pixel electrode 30 and a transparent pixel electrode 31. In addition, semi-transmissive and semi-reflective electrodes can be used.

도 18a, 18b, 18c, 및 18d를 참조하여, 제5 예의 LCD 장치에서 반사 모드와 투과 모드에서의 광 투과율과 반사율이 설명된다.18A, 18B, 18C, and 18D, the light transmittance and the reflectance in the reflection mode and the transmission mode in the LCD device of the fifth example are described.

도 18a 및 18b는 반사 전극을 이용하는 반사 모드를 도시한다. 도 18a는 수직 배향 액정층에 어떠한 전압도 인가되지 않을 때의 블랙 디스플레이를 도시하고, 도 18b는 수직 배향 액정층에 전압이 인가될 때의 화이트 디스플레이를 도시한다. 도 18c 및 18d는 투과 전극을 이용하는 투과 모드를 도시한다. 도 18c는 수직 배향 액정층에 어떠한 전압도 인가되지 않을 때의 블랙 디스플레이를 도시하고, 도 18d는 수직 배향 액정층에 전압이 인가될 때의 화이트 디스플레이를 도시한다.18A and 18B illustrate a reflection mode using reflective electrodes. 18A shows a black display when no voltage is applied to the vertically aligned liquid crystal layer, and FIG. 18B shows a white display when a voltage is applied to the vertically aligned liquid crystal layer. 18C and 18D show the transmission mode using the transmission electrode. 18C shows a black display when no voltage is applied to the vertically aligned liquid crystal layer, and FIG. 18D shows a white display when a voltage is applied to the vertically aligned liquid crystal layer.

도 18a를 참조하여, 반사 모드에서의 블랙 디스플레이가 기술된다.Referring to FIG. 18A, a black display in reflective mode is described.

편광 소자(6)에 입사된 광은 편광 소자(6)를 통해 투과되어 편광 소자(6)의 투과축에 평행한 선형 편광이 되고, 그리고나서 λ/2 파장 판(11)에 입사된다.Light incident on the polarizing element 6 is transmitted through the polarizing element 6 to become linearly polarized light parallel to the transmission axis of the polarizing element 6, and then is incident on the λ / 2 wavelength plate 11.

λ/2 파장 판(11)은 편광 소자(6)의 투과축과 λ/2 파장 판(11)의 지상축이 15°의 각도를 이루도록 배열된다. 그래서, λ/2 파장 판(11)을 통해 투과된 광은 λ/2 파장 판(11)의 지상축을 사이에 끼우는 방향으로 편광 소자(6)의 투과축에 대해 30°가 경사진 선형 편광이 된다. 그리고나서, 광은 λ/4 파장 판(7)에 입사된다.The λ / 2 wave plate 11 is arranged such that the transmission axis of the polarizing element 6 and the slow axis of the λ / 2 wave plate 11 form an angle of 15 °. Thus, the light transmitted through the λ / 2 wave plate 11 is linearly polarized in which 30 ° is inclined with respect to the transmission axis of the polarizing element 6 in the direction sandwiching the slow axis of the λ / 2 wave plate 11. do. Then, light is incident on the λ / 4 wave plate 7.

λ/4 파장 판(7)은 λ/4 파장 판(7)의 지상축이 λ/2 파장 판(11)의 지상축을 사이에 끼우는 방향으로 편광 소자(6)의 투과축에 대하여 75°가 경사지도록 배열된다. 다시 말하면, λ/4 파장 판(7)의 지상축은 λ/2 파장 판(11)로부터 선형 편광의 편광 방향에 대하여 45°가 되도록 설정되고, 그래서 λ/4 파장 판(7)을 통해 투과된 광은 원형 편광이 된다.The lambda / 4 wavelength plate 7 is 75 ° with respect to the transmission axis of the polarizing element 6 in the direction in which the slow axis of the lambda / 4 wave plate 7 sandwiches the slow axis of the lambda / 2 wave plate 11. It is arranged to be inclined. In other words, the slow axis of the λ / 4 wave plate 7 is set to be 45 ° from the λ / 2 wave plate 11 with respect to the polarization direction of the linearly polarized light, and thus transmitted through the λ / 4 wave plate 7. Light becomes circularly polarized light.

액정층(5)에 어떠한 전압도 인가되지 않을 때, 액정층(5)에 이용되는 음 유전율 이방성을 나타내는 액정 분자는 기판(1, 2)의 표면에 실질적으로 수직이다. 따라서, 입사광에 대한 액정층(5)의 굴절율 이방성은 매우 작다. 다시 말하면, 액정층(5)를 통한 광의 투과로 기인한 위상차는 실질적으로 제로이다.When no voltage is applied to the liquid crystal layer 5, the liquid crystal molecules exhibiting negative dielectric anisotropy used for the liquid crystal layer 5 are substantially perpendicular to the surfaces of the substrates 1, 2. Therefore, the refractive index anisotropy of the liquid crystal layer 5 with respect to incident light is very small. In other words, the phase difference resulting from the transmission of light through the liquid crystal layer 5 is substantially zero.

따라서, λ/4 파장 판(7)으로부터의 원형 편광은 거의 원형 편광인 채로 액정층(5)를 통해 투과되고, 기판(2)에서 반사 전극(3)에 의해 반사된다.Therefore, the circularly polarized light from the λ / 4 wave plate 7 is transmitted through the liquid crystal layer 5 with almost circularly polarized light, and is reflected by the reflective electrode 3 on the substrate 2.

반사 전극(3)에 의해 반사된 원형 편광은 반대 회전 방향을 가지는 원형 편광이 되고, λ/4 파장 판(7)을 통해 투과되어, 편광 소자(6)로부터 λ/4 파장 판(7)에 입사된 광에 수직인 선형 편광이 된다. 다음에, 광은 λ/2 파장 판(11)에 입사한다.The circularly polarized light reflected by the reflective electrode 3 becomes circularly polarized light having an opposite rotational direction, is transmitted through the λ / 4 wave plate 7, and is transmitted from the polarizing element 6 to the λ / 4 wave plate 7. Linear polarization perpendicular to the incident light. Next, light is incident on the λ / 2 wavelength plate 11.

λ/2 파장 판(11)으로부터의 선형 편광은 편광 소자(6)의 투과축에 수직이다. 그러한 광은 투과되지 않고 편광 소자(6)에 의해 흡수된다.The linearly polarized light from the λ / 2 wave plate 11 is perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6. Such light is not transmitted but is absorbed by the polarizing element 6.

이러한 방식으로, 블랙 디스플레이가 수행되다.In this way, a black display is performed.

도 18b를 참조하여, 반사 모드에서의 화이트 디스플레이가 기술된다.Referring to Fig. 18B, a white display in reflection mode is described.

광이 λ/4 파장 판(7)을 통해 투과되어 원형 편광이 되기까지의 과정은 상기와 동일하므로 기술하지 않는다.The process until the light is transmitted through the λ / 4 wave plate 7 and becomes circularly polarized light is the same as above, and thus will not be described.

액정층(5)에 전압이 인가될 때, 액정 분자는 기판(1, 2)의 표면에 대하여 수평 방향으로 약간 경사진다. 따라서, λ/4 파장 판(7)으로부터 액정층(5)에 입사된 원형 편광은 액정 분자의 복굴절에 의해 타원형 편광이 된다. 그리고나서, 광은 반사 전극(3)에 의해 반사되고, 액정층(5)내의 액정 분자의 복굴절에 의해 영향을 더 받는다. 광은 λ/4 파장 판(7)과 λ/2 파장 판(11)을 통해 투과된 후에 편광 소자(6)의 투과축에 수직인 선형 편광이 되지 않는다. 그래서, 광은 편광 소자(6)을 통해서 투과된다.When voltage is applied to the liquid crystal layer 5, the liquid crystal molecules are slightly inclined in the horizontal direction with respect to the surfaces of the substrates 1, 2. Therefore, the circularly polarized light incident on the liquid crystal layer 5 from the λ / 4 wave plate 7 becomes elliptical polarized light by birefringence of the liquid crystal molecules. The light is then reflected by the reflective electrode 3 and further affected by the birefringence of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 5. The light does not become linearly polarized perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6 after being transmitted through the λ / 4 wave plate 7 and the λ / 2 wave plate 11. Thus, light is transmitted through the polarizing element 6.

액정층(5)에 인가된 전압을 제어함으로써, 반사 전극(3)에 의해 반사된 후에 편광 소자(6)를 통해 투과된 광량을 조절할 수 있다. 그래서, 그레이 스케일 디스플레이가 제공된다.By controlling the voltage applied to the liquid crystal layer 5, the amount of light transmitted through the polarizing element 6 after being reflected by the reflective electrode 3 can be adjusted. Thus, a gray scale display is provided.

액정층(5)에 의한 위상차가 1/4 파장 조건을 만족하도록 액정 분자의 배향을 변화시키기 위해 반사 전극(3)과 대향 전극(4)에 의해 액정층(5)에 전압을 인가할 때, λ/4 파장 판(7)으로부터의 원형 편광은 액정층(5)을 통해 투과된 후 반사 전극(3)에 도달하면 편광 소자(6)의 투과축에 수직인 선형 편광이 된다. 광은 다시 액정층(5)을 통해 투과되어 원형 편광이 되고, 그리고나서 λ/4 파장 판(7)과 λ/2 파장 판(11)을 통해 투과되어 편광 소자(6)의 투과축에 평행한 선형 편광이 된다. 이 경우에, 편광 소자(6)을 통해 투과된 광량은 최대이다.When a voltage is applied to the liquid crystal layer 5 by the reflective electrode 3 and the counter electrode 4 so as to change the orientation of the liquid crystal molecules so that the phase difference by the liquid crystal layer 5 satisfies the 1/4 wavelength condition, Circularly polarized light from the λ / 4 wave plate 7 is transmitted through the liquid crystal layer 5 and then reaches the reflective electrode 3 to become linearly polarized light perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6. The light is again transmitted through the liquid crystal layer 5 to become circularly polarized light, and then transmitted through the λ / 4 wave plate 7 and the λ / 2 wave plate 11 to be parallel to the transmission axis of the polarizing element 6. There is one linear polarization. In this case, the amount of light transmitted through the polarizing element 6 is maximum.

도 18b는 반사 전극(3)에 의해 반사된 최대 광량을 편광 소자(6)를 통해 투과시키는 액정층 지연 조건을 가지는 경우를 도시한다. 다시 말하면, 반사 전극(3) 상의 광은 편광 소자(6)의 투과축에 수직인 선형 편광이 된다.FIG. 18B shows a case where the liquid crystal layer retardation condition for transmitting the maximum amount of light reflected by the reflective electrode 3 through the polarizing element 6 is shown. In other words, the light on the reflective electrode 3 becomes linearly polarized light perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6.

상기 기술한 것과 같이, 액정층(5)에 어떠한 전압도 인가되지 않을 때, 액정층(5)은 실질적으로 어떠한 복굴절도 가지지 않으므로 블랙 디스플레이가 얻어지고, 액정층(5)에 전압이 인가될 때 전압에 따라서 광 투과율을 변화시켜 그레이 스케일 디스플레이가 얻어진다.As described above, when no voltage is applied to the liquid crystal layer 5, since the liquid crystal layer 5 has substantially no birefringence, a black display is obtained and when a voltage is applied to the liquid crystal layer 5 The gray scale display is obtained by changing the light transmittance according to the voltage.

도 18c를 참조하여 투과 모드에서 블랙 디스플레이가 기술된다.A black display in transmissive mode is described with reference to FIG. 18C.

광원(도시되지 않음)에 의해 방출된 광은 편광 소자(9)에 입사되어 편광 소자(9)의 투과축에 평행인 선형 편광이 된다. 그리고나서, 광은 λ/2 파장 판(12)에 입사된다.Light emitted by a light source (not shown) is incident on the polarizing element 9 to become linearly polarized light parallel to the transmission axis of the polarizing element 9. Then, light is incident on the λ / 2 wave plate 12.

λ/2 파장 판(12)은 λ/2 파장 판(12)의 지상축이 편광 소자(9)의 투과축에 대해 15°로 경사지고, λ/2 파장 판(11)의 지상축에 수직이 되도록 배열된다. 그래서, λ/2 파장 판(12)을 통해 투과된 광은 λ/2 파장 판(12)의 지상축을 사이에 끼우는 방향으로 편광 소자(9)의 투과축에 대하여 30°경사진 선형 편광이 된다. 다음에, 광은 λ/4 파장판(10)에 입사한다.The λ / 2 wave plate 12 has a slow axis of the λ / 2 wave plate 12 inclined at 15 ° with respect to the transmission axis of the polarizing element 9 and is perpendicular to the slow axis of the λ / 2 wave plate 11. Is arranged to be. Thus, light transmitted through the λ / 2 wave plate 12 becomes linearly polarized light inclined 30 ° with respect to the transmission axis of the polarizing element 9 in the direction sandwiching the slow axis of the λ / 2 wave plate 12. . Next, light is incident on the λ / 4 wave plate 10.

λ/4 파장 판(10)은 λ/4 파장 판(10)의 지상축이 λ/2 파장 판(12)의 지상축을 사이에 끼우는 방향으로 편광 소자(9)의 투과축에 대해 75°로 경사지도록 배열된다. 다시 말하면, λ/4 파장 판(10)의 지상축이 λ/2 파장 판(12)으로부터의 선형 편광의 편광 방향에 대하여 45°가 되도록 설정되고, 그래서, λ/4 파장 판(10)를 통해 투과된 광은 원형 편광이 된다.The λ / 4 wave plate 10 is 75 ° with respect to the transmission axis of the polarizing element 9 in the direction in which the slow axis of the λ / 4 wave plate 10 sandwiches the slow axis of the λ / 2 wave plate 12. It is arranged to be inclined. In other words, the slow axis of the λ / 4 wave plate 10 is set to be 45 ° with respect to the polarization direction of the linearly polarized light from the λ / 2 wave plate 12, so that the λ / 4 wave plate 10 is The light transmitted through becomes circularly polarized light.

액정층(5)에 어떠한 전압도 인가되지 않을 때, 액정층(5)에 이용되는 음 유전율 이방성을 나타내는 액정 분자는 기판(1, 2)의 표면에 실질적으로 수직이다. 따라서, 입사광에 대한 액정층(5)의 굴절율 이방성은 매우 작다. 다시 말하면, 액정층(5)를 통한 광의 투과로 기인한 위상차는 실질적으로 제로이다.When no voltage is applied to the liquid crystal layer 5, the liquid crystal molecules exhibiting negative dielectric anisotropy used for the liquid crystal layer 5 are substantially perpendicular to the surfaces of the substrates 1, 2. Therefore, the refractive index anisotropy of the liquid crystal layer 5 with respect to incident light is very small. In other words, the phase difference resulting from the transmission of light through the liquid crystal layer 5 is substantially zero.

따라서, λ/4 파장 판(10)으로부터의 원형 편광은 거의 원형으로 편광된 채액정층(5)을 투과하여 λ/4 파장 판(7)에 입사된다.Therefore, the circularly polarized light from the λ / 4 wave plate 10 is transmitted through the liquid crystal layer 5 polarized almost circularly and is incident on the λ / 4 wave plate 7.

λ/4 파장 판들(10, 7)의 지상축들은 서로 수직이 되게 설정된다. 따라서, λ/4 파장 판(7)으로부터의 원형 편광은 편광 소자(8)의 투과축과 수직을 이루는 선형 편광이 된 후 λ/2 파장 판(11)에 입사된다.The slow axes of the λ / 4 wave plates 10 and 7 are set to be perpendicular to each other. Therefore, the circularly polarized light from the λ / 4 wave plate 7 becomes linearly polarized light perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 8 and then enters the λ / 2 wave plate 11.

λ/2 파장 판(11)을 투과한 선형 편광은 편광 소자(6)의 투과축과 수직을 이룬다. 이와 같은 광은 투과되지 않고 편광 소자(6)에 의해 흡수된다.The linearly polarized light transmitted through the λ / 2 wave plate 11 is perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6. Such light is not transmitted but is absorbed by the polarizing element 6.

이런 식으로, 블랙 디스플레이가 수행된다.In this way, a black display is performed.

도 18d를 참조하여, 투과 모드의 화이트 디스플레이를 설명하겠다.Referring to FIG. 18D, the white display in the transmissive mode will be described.

광이 λ/4 파장 판(10)을 투과하여 원형 편광이 되기까지의 과정은 상기한 바와 동일하므로 설명하지 않겠다.Since the process until light passes through the λ / 4 wave plate 10 and becomes circularly polarized light is the same as described above, it will not be described.

액정층(5)에 전압이 인가되면, 액정 분자들은 기판들(1, 2)의 표면에 대하여 수평 방향 쪽으로 약간 기울게 된다. 따라서, λ/4 파장 판(10)으로부터 액정층(5)에 입사된 원형 편광은 액정 분자들의 복굴절에 의해 타원형 편광이 된다. 이 광은 λ/4 파장 판(7)과 λ/2 파장 판(11)을 투과한 후에도 편광 소자(6)의 투과축과 수직을 이루는 선형 편광이 되지 않고 광의 일부가 편광 소자(6)를 투과한다.When a voltage is applied to the liquid crystal layer 5, the liquid crystal molecules are slightly inclined toward the horizontal direction with respect to the surfaces of the substrates 1 and 2. Therefore, the circularly polarized light incident on the liquid crystal layer 5 from the λ / 4 wave plate 10 becomes elliptical polarized light by the birefringence of the liquid crystal molecules. This light does not become linearly polarized light perpendicular to the transmission axis of the polarization element 6 even after passing through the λ / 4 wave plate 7 and the λ / 2 wave plate 11 and a part of the light is directed to the polarization element 6. Permeate.

액정층(5)에 인가되는 전압을 제어함으로써, 편광 소자(6)를 투과하는 광량이 조절될 수 있다. 따라서, 그레이 스케일 디스플레이가 제공된다.By controlling the voltage applied to the liquid crystal layer 5, the amount of light passing through the polarizing element 6 can be adjusted. Thus, a gray scale display is provided.

액정층(5)에 의한 위상차가 1/2 파장 조건을 만족하도록 액정층에 전압이 인가되면, λ/4 파장 판(10)으로부터의 원형 편광은 액정층(5)의 두께의 1/2에서 편광 소자(6)의 투과축과 수직을 이루는 선형 편광이 된 후, 액정층(5)을 완전히 투과하면 원형 편광이 된다.When a voltage is applied to the liquid crystal layer such that the phase difference by the liquid crystal layer 5 satisfies the 1/2 wavelength condition, the circularly polarized light from the λ / 4 wave plate 10 is at half the thickness of the liquid crystal layer 5. After the linearly polarized light perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6, the light is completely transmitted through the liquid crystal layer 5, thereby forming circularly polarized light.

액정층(5)으로부터의 원형 편광은 λ/4 파장 판(7)과 λ/2 파장 판(11)을 투과하면 편광 소자(6)의 투과축에 평행한 선형 편광이 되기 때문에, 편광 소자(6)에 입사된 광의 대부분이 투과된다. 이 경우, 편광 소자(6)를 투과한 광량은 최대이다.Since the circularly polarized light from the liquid crystal layer 5 is linearly polarized parallel to the transmission axis of the polarizing element 6 when transmitted through the lambda / 4 wavelength plate 7 and the lambda / 2 wavelength plate 11, the polarization element ( Most of the light incident on 6) is transmitted. In this case, the amount of light transmitted through the polarizing element 6 is maximum.

도 18d는 편광 소자(9)를 투과한 최대 광량이 편광 소자(6)를 투과하게 하는 액정층 지연 조건을 갖는 경우를 보여준다.FIG. 18D shows a case in which the maximum amount of light transmitted through the polarizing element 9 has a liquid crystal layer retardation condition allowing the polarizing element 6 to pass therethrough.

상술한 바와 같이, 액정층(5)에 어떠한 전압도 인가되지 않으면, 액정층(5)이 실질적으로 아무런 복굴절도 갖지 않기 때문에 블랙 디스플레이가 얻어지고, 액정층(5)에 전압이 인가되면, 그 전압에 따라서 광 투과율을 변화시킴으로써 그레이 스케일 디스플레이가 얻어진다.As described above, when no voltage is applied to the liquid crystal layer 5, since the liquid crystal layer 5 has substantially no birefringence, a black display is obtained, and when a voltage is applied to the liquid crystal layer 5, By changing the light transmittance in accordance with the voltage, a gray scale display is obtained.

반사 모드의 밝은 디스플레이에서 반사율이 최대인 경우에 액정층에 의한 위상차는 λ/4이고, 투과 모드의 밝은 디스플레이에서 반사율이 최대인 경우에 액정층에 의한 위상차는 λ/2이다. 이로부터 알 수 있듯이, 반사 영역에서 액정층의 두께와 투과 영역에서 액정층의 두께가 서로 같을 경우에, 반사 모드에서의 λ/4의 위상차와 투과 모드에서의 λ/4의 위상차는 동시에 만족될 수 없다.The phase difference by the liquid crystal layer is λ / 4 when the reflectance is maximum in the bright display in the reflection mode, and the phase difference by the liquid crystal layer when the reflectance is maximum in the bright display in the transmissive mode. As can be seen from this, when the thickness of the liquid crystal layer in the reflection region and the thickness of the liquid crystal layer in the transmission region are the same, the phase difference of λ / 4 in the reflection mode and the phase difference of λ / 4 in the transmission mode are simultaneously satisfied. Can't.

반사 영역에서 액정층의 위상차를 0에서 λ/4로 변화시켜서 디스플레이가 행해지는 경우에, 투과 모드에서 만족스러운 광 조명율이 얻어질 수 없는데, 이는 투과 영역에서 액정층의 위상차도 0에서 λ/4까지만 변화하기 때문이다.When the display is performed by changing the phase difference of the liquid crystal layer in the reflection region from 0 to λ / 4, satisfactory light illumination rate cannot be obtained in the transmission mode, which means that the phase difference of the liquid crystal layer in the transmission region is 0 to λ / Because only changes up to four.

반사 모드와 투과 모드 모두에서의 만족스러운 광 조명률은, 반사 영역에서의 액정층의 두께를 투과 영역에서의 두께와 다르게 변화시킴으로써, 또는 반사 영역에서의 액정층과 투과 영역에서의 액정층에 서로 다른 전압을 인가함으로써 달성된다. 투과 영역에서의 액정층의 두께를 반사 영역에서의액정층 두께의 2배로 하는 경우에, 반사 모드에서의 λ/4의 액정층의 위상차와 투과 모드에서의 λ/2의 위상차가 동시에 만족된다. 투과 모드에 대한 두께를 반사 모드에 대한 두께의 2배로 할 필요는 없다. 투과 모드에 대한 두께를 반사 모드에 대한 두께보다 크게 하지만 2배를 넘지 않게 함으로써 광 조명률이 증가된다.The satisfactory light illumination rate in both the reflection mode and the transmission mode is determined by varying the thickness of the liquid crystal layer in the reflection region from the thickness in the transmission region, or between the liquid crystal layer in the reflection region and the liquid crystal layer in the transmission region. This is accomplished by applying a different voltage. In the case where the thickness of the liquid crystal layer in the transmission region is twice the thickness of the liquid crystal layer in the reflection region, the phase difference of the liquid crystal layer of λ / 4 in the reflection mode and the phase difference of λ / 2 in the transmission mode are simultaneously satisfied. It is not necessary to make the thickness for the transmission mode twice the thickness for the reflection mode. The light illumination rate is increased by making the thickness for the transmission mode larger than the thickness for the reflection mode but not more than twice.

제5 예에서는, λ/4 파장 판(10)의 지상축이 λ/4 파장 판(7)의 지상축과 수직을 이루도록 설정되고, λ/2 파장 판(12)의 지상축이 λ/2 파장 판(11)의 지상축과 수직을 이루도록 설정되고, 편광 소자(6)의 투과축이 편광 소자(9)의 투과축과 수직을 이루도록 설정된다. 본 발명은 이와 같은 설정에 한정되지 않는다. 액정층(5)에 의한 지연 없이 편광 소자(9)를 투과한 선형 편광이 투과 모드에서 편광 소자(6)의 투과축과 수직을 이루면서 편광 소자(6)에 입사될 때 블랙 디스플레이가 실현된다.In the fifth example, the slow axis of the λ / 4 wave plate 10 is set to be perpendicular to the slow axis of the λ / 4 wave plate 7, and the slow axis of the λ / 2 wave plate 12 is λ / 2. It is set to be perpendicular to the slow axis of the wave plate 11, and is set so that the transmission axis of the polarizing element 6 is perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 9. The present invention is not limited to such a setting. The black display is realized when the linearly polarized light transmitted through the polarizing element 9 without delay by the liquid crystal layer 5 is incident on the polarizing element 6 while being perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6 in the transmission mode.

보다 구체적으로, 하기의 조건들이 충족되는 한, 액정층(5)에서 어떠한 복굴절 없이도 블랙 디스플레이가 실현되고 상기 설정 없이도 전압에 따라서 광 투과율을 변화시킴으로써 그레이 스케일 디스플레이가 실현된다. 그 조건은 다음과 같다. 편광 소자(6)의 투과축과 λ/2 파장 판(11)의 지상축이 이루는 각이 γ1일 때, 편광 소자(6)의 투과축과 λ/4 파장 판(7)의 지상축이 이루는 각은 2γ1+45도이고; 편광 소자(9)의 투과축과 λ/2 파장 판(12)의 지상축이 이루는 각이 γ2일 때, 편광 소자(9)의 투과축과 λ/4 파장 판(10)의 지상축이 이루는 각은 2γ2+45도이고; 액정층(5)의 어떠한 지연 없이 편광 소자(9)를 투과한 선형 편광이 투과 모드에서 편광 소자(6)의 투과축과 수직을 이루면서 편광 소자(6)에 입사된다.More specifically, as long as the following conditions are satisfied, the black display is realized without any birefringence in the liquid crystal layer 5, and the gray scale display is realized by changing the light transmittance according to the voltage without the above setting. The conditions are as follows. When the angle formed between the transmission axis of the polarizing element 6 and the slow axis of the λ / 2 wave plate 11 is γ 1, the transmission axis of the polarization element 6 and the slow axis of the λ / 4 wave plate 7 are formed. The angle is 2γ1 + 45 degrees; When the angle formed between the transmission axis of the polarizing element 9 and the slow axis of the λ / 2 wave plate 12 is γ 2, the transmission axis of the polarization element 9 and the slow axis of the λ / 4 wave plate 10 are formed. The angle is 2γ2 + 45 degrees; Linearly polarized light transmitted through the polarizing element 9 without any delay of the liquid crystal layer 5 is incident on the polarizing element 6 while being perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6 in the transmission mode.

λ/4 파장 판들(7, 10)과 λ/2 파장 판들(11, 12)을 형성하는 복굴절 재료의 보통 광선과 이상 광선에 대한 굴절율은 파장에 크게 의존한다. 그러므로, 특정 두께로 파장에 축적된 위상 지연도 파장에 의존한다. 입사광이 단일 특정 파장을 가질 때만 입사광의 선형 편광면에 λ/4의 위상 지연이 완전히 제공될 수 있다. 따라서, λ/4 파장 판들(7, 10)과 λ/2 파장 판들(11, 12)을 형성하는 복굴절 재료의 굴절율 이방성의 파장 의존성으로 인하여 λ/4의 위상 지연이 달성되지 않는 영역에서는, 광의 일부가 편광 소자(6)에 의해 흡수되지 않고 편광 소자(6)를 투과한다. 그 결과, 블랙 디스플레이의 암도가 변화한다. 제5 예에서는, λ/4 파장 판(7)은 λ/2 파장 판(11)과 결합되고, λ/4 파장 판(10)은 λ/2 파장 판(12)과 결합된다. 그러한 구조 때문에, λ/4 파장 판(10)의 굴절율 이방성의 파장 의존성은 λ/4 파장 판(7)의 굴절율 이방성의 파장 의존성에 의해 어느 정도로 상쇄된다. 따라서, 비교적 넓은 파장 범위에 걸쳐 λ/4 조건이 달성된다. 따라서, 블랙 디스플레이의 암도가 향상된다.The refractive indices for the normal light beam and the abnormal light beam of the birefringent material forming the lambda / 4 wave plates 7 and 10 and the lambda / 2 wave plates 11 and 12 are highly dependent on the wavelength. Therefore, the phase delay accumulated at the wavelength with a certain thickness also depends on the wavelength. Only when the incident light has a single specific wavelength can a phase delay of λ / 4 be fully provided in the linear polarization plane of the incident light. Therefore, in the region where the phase retardation of [lambda] / 4 is not achieved due to the wavelength dependence of the refractive index anisotropy of the birefringent material forming the [lambda] / 4 wave plates 7 and 10 and the [lambda] / 2 wave plates 11 and 12, A part is not absorbed by the polarizing element 6 and passes through the polarizing element 6. As a result, the blackness of the black display changes. In the fifth example, the λ / 4 wave plate 7 is coupled with the λ / 2 wave plate 11 and the λ / 4 wave plate 10 is coupled with the λ / 2 wave plate 12. Because of such a structure, the wavelength dependency of the refractive index anisotropy of the λ / 4 wavelength plate 10 is offset to some extent by the wavelength dependency of the refractive index anisotropy of the λ / 4 wavelength plate 7. Thus, the λ / 4 condition is achieved over a relatively wide wavelength range. Thus, the darkness of the black display is improved.

말할 나위도 없이, λ/4 파장 판(10)의 지상축을 λ/4 파장 판(7)의 지상축과 수직을 이루도록 설정하지 않고, λ/2 파장 판(12)의 지상축을 λ/2 파장 판(11)의 지상축과 수직을 이루도록 설정하지 않고도 블랙 디스플레이의 암도가 향상될 수 있다.Needless to say, the slow axis of the lambda / 4 wave plate 10 is not set to be perpendicular to the slow axis of the lambda / 4 wave plate 7, and the slow axis of the lambda / 2 wave plate 12 is set to the lambda / 2 wavelength. The darkness of the black display can be improved without being set to be perpendicular to the slow axis of the plate 11.

이 예에서는, γ1=γ2=15도이지만, γ1과 γ2의 값들은 소정의 암도에 따라서 변할 수 있다. 투과 모드에서 블랙 디스플레이의 암도가 열화되어도 비용 성능을 향상시키기 위하여 λ/2 파장 판(12)이 제거될 수 있다. 그러나, 이 경우에는, 액정층(5)에서 어떠한 지연 없이 편광 소자(9)를 투과한 선형 편광이 투과 모드에서 편광 소자(6)의 투과축과 수직을 이루면서 편광 소자(6)에 입사되도록, λ/4 파장 판(10)의 지상축과 편광 소자(9)의 투과축의 각도를 설정할 필요가 있다.In this example, γ 1 = γ 2 = 15 degrees, but the values of γ 1 and γ 2 may vary depending on the desired degree of darkness. Even if the blackness of the black display is degraded in the transmission mode, the lambda / 2 wavelength plate 12 can be removed to improve the cost performance. In this case, however, the linearly polarized light transmitted through the polarizing element 9 without any delay in the liquid crystal layer 5 is incident on the polarizing element 6 while being perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6 in the transmission mode. It is necessary to set the angle of the slow axis of the λ / 4 wave plate 10 and the transmission axis of the polarizing element 9.

λ/4 파장 판(10)의 지상축이 λ/4 파장 판(7)의 지상축과 수직을 이루도록 설정되고, λ/2 파장 판(12)의 지상축이 λ/2 파장 판(11)의 지상축과 수직을 이루도록 설정되고, 편광 소자(6)의 투과축이 편광 소자(9)의 투과축과 수직을 이루도록 설정된 경우에는, 투과 모드에서 다음의 효과가 얻어진다. λ/4 파장 판(10)의 굴절율 이방성의 파장 의존성은 λ/4 파장 판(7)의 굴절율 이방성의 파장 의존성에 의해 상쇄되고, λ/2 파장 판(12)의 굴절율 이방성의 파장 의존성은 λ/2 파장 판(11)의 굴절율 이방성의 파장 의존성에 의해 상쇄된다. 따라서, 블랙 디스플레이의 암도는 더욱 향상된다.The slow axis of the λ / 4 wave plate 10 is set to be perpendicular to the slow axis of the λ / 4 wave plate 7, and the slow axis of the λ / 2 wave plate 12 is the λ / 2 wave plate 11. When set to be perpendicular to the slow axis of, and the transmission axis of the polarizing element 6 is set to be perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 9, the following effects are obtained in the transmission mode. The wavelength dependency of the refractive index anisotropy of the λ / 4 wave plate 10 is offset by the wavelength dependency of the refractive index anisotropy of the λ / 4 wave plate 7, and the wavelength dependency of the refractive index anisotropy of the λ / 2 wave plate 12 is The wavelength dependence of the refractive index anisotropy of the / 2 wavelength plate 11 is canceled out. Thus, the darkness of the black display is further improved.

시야각을 개선하기 위하여 편광 소자(6)와 액정층(5)의 사이 및 편광 소자(9)와 액정층(5)의 사이 중 적어도 한 위치에 또 다른 위상차 보상 소자가 제공되면, 넓은 시야각에 걸쳐 만족스러운 디스플레이가 실현된다.If another phase difference compensating element is provided at at least one position between the polarizing element 6 and the liquid crystal layer 5 and between the polarizing element 9 and the liquid crystal layer 5 to improve the viewing angle, A satisfactory display is realized.

제5 예에서는, 액정층(5)이 수직으로 배향된다. 기판 근처의 액정 분자들이 기판의 수직 방향에 대하여 소정의 경사각을 갖는 경우에는, 전압이 인가되지 않는 경우에도 지연이 완전히 0이 아니다. 반사 모드에서는, α의 지연이 남아 있을 때, 지연을 보상하고 지연을 0에 가깝게 하기 위하여 편광 소자(6)와 액정층(5)의 사이 및 편광 소자(9)와 액정층(5)의 사이 중 적어도 한 위치에 위상차 보상 소자가 제공될 수 있다. 따라서, 보다 양호한 블랙 디스플레이가 실현된다.In the fifth example, the liquid crystal layer 5 is vertically aligned. When the liquid crystal molecules near the substrate have a predetermined inclination angle with respect to the vertical direction of the substrate, the delay is not completely zero even when no voltage is applied. In the reflection mode, when the delay of? Remains, between the polarizing element 6 and the liquid crystal layer 5 and between the polarizing element 9 and the liquid crystal layer 5 to compensate for the delay and bring the delay close to zero. The phase difference compensating element may be provided at at least one position. Thus, a better black display is realized.

수직 배향된 액정층이 반사 모드에서 α의 잔여 지연을 갖는 경우에는, λ/4 파장 판(7) 대신에 λ/4-α의 지연을 갖는 위상차 보상 소자가 제공될 수 있다.When the vertically oriented liquid crystal layer has a residual delay of? In the reflection mode, a phase difference compensating element having a delay of? / 4-? Can be provided instead of the? / 4 wave plate 7.

반사 모드에서는, 액정층의 잔여 지연에 의해 원형 편광으로부터 오프셋된 타원형 편광이 액정층에 입사된다. 이 타원형 편광은 액정층을 투과한 후에 반사 전극에 도달하면 원형 편광이 된다. 이 광이 반사되면, 광은 반대 회전 방향을 갖는 원형 편광이 된다. 이 광이 액정층을 투과하여 벗어나면 원형 편광으로부터 오프셋된 타원형 편광이 된다. 이 때의 타원형 편광은 입사 시점에서 90도 오프셋된 위상을 갖는다. 이 타원형 편광이 위상차 보상 소자를 투과하면, 편광 소자(6)의 투과축과 수직을 이루는 선형 편광이 된다.In the reflection mode, the elliptical polarization offset from the circular polarization by the residual delay of the liquid crystal layer is incident on the liquid crystal layer. The elliptical polarized light becomes circularly polarized light when it reaches the reflective electrode after passing through the liquid crystal layer. When this light is reflected, the light becomes circularly polarized light with opposite directions of rotation. When this light passes through the liquid crystal layer, the light becomes elliptical polarization offset from the circular polarization. The elliptical polarization at this time has a phase offset by 90 degrees at the time of incidence. When this elliptical polarized light passes through the phase difference compensating element, it becomes linear polarized light perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6.

예를 들어 반사 화소 전극들이 투과 화소 전극들보다 큰 경우와 같이 주로 반사 모드 디스플레이가 행해지는 경우에는, 투과 모드에서 디스플레이하는데 이용되는 λ/4 파장 판(10)이 그대로 유지된다.In the case where the reflection mode display is mainly performed, for example, when the reflective pixel electrodes are larger than the transmission pixel electrodes, the λ / 4 wavelength plate 10 used for displaying in the transmission mode is kept as it is.

수직으로 배향된 액정층에 잔류하는 지연이 무시할 정도가 아닌 경우에도, 지연을 고려하여 위상차 보상 소자를 제공함으로써 반사 모드에서 높은 콘트라스트의 디스플레이가 얻어진다는 것을 알 수 있다.Even when the delay remaining in the vertically oriented liquid crystal layer is not negligible, it can be seen that the display of high contrast is obtained in the reflection mode by providing the phase difference compensation element in consideration of the delay.

액정층이 반사 모드에서는 α의 잔류 지연을 갖고 투과 모드에서는 β의 잔류 지연을 갖는 경우에는, λ/4 파장 판(7) 대신에 λ/4-α의 지연을 갖는 위상차 보상 소자가 제공될 수 있고, λ/4 파장 판(10) 대신에 λ/4-(β-α)의 지연을 갖는 위상차 보상 소자가 제공될 수 있다.When the liquid crystal layer has a residual delay of α in the reflection mode and a residual delay of β in the transmission mode, a phase difference compensation element having a delay of λ / 4-α instead of the λ / 4 wave plate 7 can be provided. And a phase difference compensating element having a delay of? / 4-(?-?) Instead of the? / 4 wave plate 10.

투과 전극 영역과 같이 투과 기능을 갖는 영역을 투과한 광을 이용하는 투과 모드에서는, 액정 분자들이 기판과 수직으로 배향되는 경우에, 액정층을 빠져나가는 광이 반사 모드에서와 같은 상태로 타원형 편광이 되도록 λ/4-(β-α)의 지연을 갖는 위상차 보상 소자가 설정된다. 그러한 위상차를 갖는 타원형 편광은 λ/4-α의 지연을 갖는 위상차 보상 소자에 입사된다. 따라서, 광이 λ/4-α의 지연을 갖는 위상차 보상 소자를 투과하면, 편광 소자(6)의 투과축과 수직을 이루는 선형 편광이 된다. 그에 따라서, 광학적 누출이 거이 없는 블랙 디스플레이가 얻어진다.In a transmission mode using light transmitted through a region having a transmissive function, such as a transmission electrode region, when the liquid crystal molecules are oriented perpendicular to the substrate, the light exiting the liquid crystal layer becomes elliptical polarized light in the same state as in the reflection mode. A phase difference compensating element having a delay of? / 4-(?-?) is set. Elliptical polarized light having such a phase difference is incident on the phase difference compensating element having a delay of? / 4- ?. Therefore, when light passes through the phase difference compensating element having a delay of? / 4- ?, it becomes linearly polarized light perpendicular to the transmission axis of the polarizing element 6. Thus, a black display with almost no optical leakage is obtained.

수직 배향된 액정층에 잔류하는 지연이 무시할 정도가 아닌 경우에도, 지연을 고려하여 위상차 보상 소자를 제공함으로써 반사 모드에서 높은 콘트라스트의 디스플레이가 얻어진다는 것을 알 수 있다.Even when the delay remaining in the vertically oriented liquid crystal layer is not negligible, it can be seen that a display of high contrast is obtained in the reflection mode by providing the phase difference compensation element in consideration of the delay.

제5 예에서의 LCD 장치는 수직 배향된 액정층을 이용하지만, 수평 배향된 액정층을 이용하는 것과 같은 원리에 의해 디스플레이가 실현된다. 그러한 경우에, 보다 높은 전압이 인가될수록, 액정층에 의한 지연은 감소된다. 그러나, 전압이 인가될 때 기판 부근의 액정 분자들을 제외한 대부분의 액정 분자들이 기판과 수직을 이루는 상태에서는, 전계로 인해 기판 부근의 액정 분자들은 거의 움직이지 않는다. 그에 따라서, 기판 부근의 이들 액정 분자들 때문에 잔류 지연이 발생한다. 알 수 있는 바와 같이, 수평 배향된 액정층이 이용되는 경우에는, 수직 배향된 액정층이 이용되는 경우와 비교해서 잔류 지연의 영향 때문에 블랙 디스플레이 중에 광학적 누출이 발생하고 콘트라스트가 감소된다. 수평 배향된 액정층이 수직 배향된 액정층에 의해 제공되는 것과 동일한 품질의 블랙 디스플레이를 실현하기 위해서는, 기판 부근의 액정 분자들은 액정 분자들에 의한 잔류 지연들에 상쇄하도록 배향될 필요가 있고, 또는 위상차 보상 소자가 부가적으로 제공될 필요가 있다.The LCD device in the fifth example uses a vertically aligned liquid crystal layer, but the display is realized by the same principle as using a horizontally aligned liquid crystal layer. In such a case, the higher the voltage is applied, the smaller the delay caused by the liquid crystal layer. However, when most of the liquid crystal molecules except the liquid crystal molecules near the substrate are perpendicular to the substrate when a voltage is applied, the liquid crystal molecules near the substrate hardly move due to the electric field. Accordingly, residual delay occurs due to these liquid crystal molecules near the substrate. As can be seen, when the horizontally oriented liquid crystal layer is used, optical leakage occurs and the contrast is reduced during the black display due to the influence of the residual delay as compared with the case where the vertically oriented liquid crystal layer is used. In order for the horizontally oriented liquid crystal layer to realize a black display of the same quality as that provided by the vertically oriented liquid crystal layer, the liquid crystal molecules near the substrate need to be oriented so as to cancel out the residual delays by the liquid crystal molecules, or It is necessary to additionally provide a phase difference compensating element.

도 19는 λ/4 파장 판들(7, 10)의 지상축들이 서로 평행하고 λ/2 파장 판들(11, 12)의 지상축들이 서로 평행한 경우와, 또 이와 비교를 위하여 λ/4 파장 판들(7, 10)의 지상축들이 서로 평행하고 어떠한 λ/2 파장 판도 제공되지 않은 경우에 있어서의 투과 모드에서의 블랙 디스플레이에서 광의 파장과 투과율 간의 관계를 보여준다.FIG. 19 shows the case where the slow axes of the λ / 4 wave plates 7 and 10 are parallel to each other and the slow axes of the λ / 2 wave plates 11 and 12 are parallel to each other, and for comparison therewith, (7, 10) shows the relationship between the wavelength of light and the transmittance in the black display in the transmission mode in the case where the slow axes are parallel to each other and no λ / 2 wavelength plate is provided.

도 19에 도시된 바와 같이, λ/2 파장 판들(11, 12)을 제공함으로써 실질적으로 어떠한 광학적 누출이 없는 블랙 디스플레이가 실현된다.As shown in Fig. 19, by providing the lambda / 2 wave plates 11 and 12, a black display substantially free of any optical leakage is realized.

도 20은 제5 예에서와 같이 λ/4 파장 판들(7, 10)의 지상축들이 서로 평행하고 λ/2 파장 판들(11, 12)의 지상축들이 서로 평행한 경우와, 또 이와 비교를 위하여 λ/4 파장 판들(7, 10)의 지상축들이 서로 수직을 이루고 λ/2 파장 판들(11, 12)의 지상축들이 서로 수직을 이루는 경우에 있어서의 투과 모드에서의 블랙 디스플레이에서 광의 파장과 투과율 간의 관계를 보여준다.20 shows a comparison with the case where the slow axes of the λ / 4 wave plates 7 and 10 are parallel to each other and the slow axes of the λ / 2 wave plates 11 and 12 are parallel to each other as in the fifth example. Wavelength of light in the black display in the transmission mode when the slow axes of the λ / 4 wave plates 7 and 10 are perpendicular to each other and the slow axes of the λ / 2 wave plates 11 and 12 are perpendicular to each other. The relationship between and transmittance is shown.

도 20에 도시된 바와 같이, λ/4 파장 판들(7, 10)의 지상축들이 서로 수직을 이루도록 설정하고 또한 λ/2 파장 판들(11, 12)의 지상축들이 서로 수직을 이루도록 설정함으로써 실질적으로 어떠한 광학적 누출이 없는 블랙 디스플레이가 실현된다.As shown in Fig. 20, by setting the slow axes of the λ / 4 wave plates 7 and 10 to be perpendicular to each other and the slow axes of the λ / 2 wave plates 11 and 12 to be perpendicular to each other. As a result, a black display without any optical leakage is realized.

〈실시예 2〉<Example 2>

상술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 만족스러운 디스플레이 품질을 제공하는 투과 및 반사형 LCD 장치가 실현된다. 투과 모드와 반사 모드 모두에서 동작 가능한 LCD 장치들 중에서, 반-투과 및 반-반사층을 이용하는 LCD 장치(도 8c)는 반사 모드에서 디스플레이를 수행하기 위한 반사 영역 및 투과 모드에서 디스플레이를 수행하기 위한 투과 영역을 갖는 LCD 장치에 비하여 다음의 점에서 우수하지 못하다.As described above, according to the first embodiment of the present invention, a transmissive and reflective LCD device that provides satisfactory display quality is realized. Among the LCD devices operable in both the transmission mode and the reflection mode, the LCD device (Fig. 8C) using the semi-transmissive and semi-reflective layers is a reflection area for performing the display in the reflection mode and a transmission for performing the display in the transmission mode. It is not excellent in the following points compared with an LCD device having an area.

매우 작은 두께로 퇴적된 금속 입자들로 형성된 반-투과 및 반-반사층이 이용되면, 금속 입자들은 비교적 큰 흡수율을 가질 필요가 있다. 그에 따라서, 입사광의 내부 흡수가 크고, 큰 비율의 입사광이 흡수되거나 산란되어 디스플레이에 이용되지 않는다. 따라서, 광 조명율이 비교적 작다 (예를 들면, 한 모델에서는, 입사광의 55%가 디스플레이에 이용되지 않는다).If semi-transmissive and semi-reflective layers formed of metal particles deposited to very small thicknesses are used, the metal particles need to have a relatively large absorption rate. Accordingly, the internal absorption of the incident light is large, and a large proportion of the incident light is absorbed or scattered and is not used for the display. Thus, the light illumination rate is relatively small (for example, in one model, 55% of the incident light is not used for the display).

미소한 홀들 및 리세스들(포괄적으로 "개구부"라고 칭함)을 가지는 반-투과 및 반-반사층이 사용되는 경우, 층의 구조가 복잡해져서 정확한 생산 설계를 필요로 한다. 따라서, 층의 두께를 일정하게 제어하는 것이 곤란하다. 바꾸어 말하자면, 전기적 특성과 광학적 특성의 재생은 만족스럽지 못하다. 따라서, LCD 장치의 화질을 제어하기가 어렵다.When semi-transmissive and semi-reflective layers with minute holes and recesses (collectively referred to as "openings") are used, the structure of the layers becomes complicated and requires accurate production design. Therefore, it is difficult to control the thickness of the layer constantly. In other words, the reproduction of electrical and optical properties is not satisfactory. Therefore, it is difficult to control the image quality of the LCD device.

제2 실시예에서, 투과 모드에서 디스플레이를 행하는 투과 영역과 반사 모드에서 디스플레이를 행하는 반사 영역을 가지며 전극의 구조에 특징이 있는 LCD 장치가 기술될 것이다. 제2 실시예의 전극 구조와 제1 실시예의 위상차 보상 소자가 조합되는 경우에, 화질은 더욱 향상된다.In the second embodiment, an LCD device having a transmissive area for displaying in transmissive mode and a reflective area for displaying in reflective mode and characterized by the structure of the electrode will be described. When the electrode structure of the second embodiment and the phase difference compensating element of the first embodiment are combined, the image quality is further improved.

투과 영역과 반사 영역을 가지는 LCD 장치는 거의 손실없이 주변 광 또는 조사광을 활용하며 하프-미러(half mirror)를 이용하는 LCD 장치에 비해 현저히 더 높은 광 조명율을 가진다. 제1 도전층은 예를 들면 ITO 또는 SnO2와 같은 투과 도전 재료로 형성된다. 제2 도전층은 Al, W, Cr 또는 그 합금으로 형성된다. 제1 및 제2 도전층들 둘다 일반적인 반사형 LCD 장치와 투과형 LCD 장치에 사용된 재료로 형성될 수 있기 때문에, LCD 장치는 매우 안정된 디스플레이 특성 및 신뢰도를 제공하고 비교적 용이하게 제조된다.An LCD device having a transmission area and a reflection area utilizes ambient light or irradiated light with almost no loss and has a significantly higher light illumination rate as compared to an LCD device using a half mirror. The first conductive layer is formed of a transparent conductive material such as, for example, ITO or SnO 2 . The second conductive layer is made of Al, W, Cr or an alloy thereof. Since both the first and second conductive layers can be formed from the materials used in common reflective LCD devices and transmissive LCD devices, the LCD devices provide very stable display characteristics and reliability and are relatively easily manufactured.

더욱이, 제2 실시예의 LCD 장치는 주변 광이 밝을 때에는 표면 반사로 인해 투시성이 낮아지는 종래의 투과형 LCD의 문제점은 물론, 주변 광이 어두울 때에는 낮아진 명도로 인해 만족스러운 디스플레이를 얻을 수 없는 종래의 반사형 LCD 장치의 문제점도 해결한다. 충분한 전력이 제공되는 환경 하에서, 백라이트이 종래의 투과형 LCD 장치에 활용된다. 따라서, 주변 광의 광조명율의 분산이 종래의 반사형 LCD 장치에서와 같이 정확하게 제어될 필요없이 주변 광 강도에 무관하게 충분한 디스플레이가 구현된다. LCD 장치가 사용되는 경우, 하나의 화소 영역에 제공되는, 비교적 높은 투과율을 가진 제1 도전층을 포함하는 영역과 비교적 높은 반사율을 가진 제2 도전층을 포함하는 영역이 디스플레이에 상보적으로 기여한다. 따라서, 주변 광 세기에 무관하게 깨끗한 화상이 디스플레이된다.Furthermore, the LCD device of the second embodiment has the problems of the conventional transmissive LCD which has low transparency due to surface reflection when the ambient light is bright, as well as the conventional reflection which cannot obtain satisfactory display due to the low brightness when the ambient light is dark. It also solves the problem of the type LCD device. Under circumstances where sufficient power is provided, backlights are utilized in conventional transmissive LCD devices. Thus, a sufficient display is realized regardless of the ambient light intensity without the dispersion of the light illumination rate of the ambient light need to be controlled exactly as in conventional reflective LCD devices. When an LCD device is used, a region comprising a first conductive layer having a relatively high transmittance and a region containing a second conductive layer having a relatively high reflectance, which are provided in one pixel region, complementarily contribute to the display. . Thus, a clear image is displayed regardless of the ambient light intensity.

배터리 구동형 디지탈 카메라 또는 비디오 카메라의 뷰파인더(모니터링 스크린)에 적용되는 경우, 제2 실시예의 LCD 장치는 주변 광 세기에 무관하게 백라이트의 명도를 조절함으로써 관찰을 용이하게 하는 적절하게 밝은 화상을 제공한다.When applied to the viewfinder (monitoring screen) of a battery-powered digital camera or video camera, the LCD device of the second embodiment provides an appropriately bright image that facilitates observation by adjusting the brightness of the backlight regardless of the ambient light intensity. do.

특히 맑은 날 야외에서 사용되는 경우, 종래의 투과형 LCD 장치에 의해 제공되는 화상들은 백라이트의 명도가 상승되어도 콘트라스트가 더 낮아진다. 백라이트을 턴오프하고 반사 모드에서 본 발명에 따른 LCD 장치를 사용하거나, 백라이트의 명도를 낮추고 본 발명에 따른 LCD 장치의 투과 모드와 반사 모드 둘다를 이용함으로써 전력 소모를 감소시키면서 이와 같은 화상의 품질이 향상될 수 있다. LCD 장치가 밝은 햇빛을 받는 실내에서 사용되는 경우, 반사 모드와 투과 모드는 물체의 방향에 따라 전환될 수 있고, 또는 양 모드가 보기 편한 디스플레이를 제공하도록 함께 사용될 수 있다. 모니터링 스크린이 햇빛을 받는 경우, LCD 장치는 맑은 날 야외에서 사용되는 것과 같은 방식으로 사용될 수 있다. 물체가 실내의 어두운 구석으로부터 디스플레이되는 경우, 투과 모드에서 LCD 장치를 사용할 수 있도록 백라이트가 턴온될 수 있다.Especially when used outdoors on a sunny day, images provided by conventional transmissive LCD devices have lower contrast even when the brightness of the backlight is increased. By turning off the backlight and using the LCD device according to the invention in reflection mode, or by lowering the brightness of the backlight and using both the transmission mode and the reflection mode of the LCD device according to the invention, such image quality is improved while reducing power consumption. Can be. When the LCD device is used in a room with bright sunlight, the reflection mode and the transmission mode can be switched according to the direction of the object, or both modes can be used together to provide an easy-to-view display. If the monitoring screen receives sunlight, the LCD device can be used in the same way as it is used outdoors on a sunny day. If an object is displayed from a dark corner of the room, the backlight can be turned on to enable the LCD device in the transmissive mode.

자동차 장착형 자동차 항법 장치의 모니터링에 채택되는 경우, 제2 실시예의 LCD 장치는 관찰이 용이한 적절하게 밝은 화상들을 제공한다. 종래의 자동차 장착형 모니터링 스크린은 스크린에 입사되는 외부광을 다루기 위해 개인용 컴퓨터 등에 사용된 백라이트 보다 밝은 명도를 가진 백라이트를 사용한다. 그러나, 종래의 자동차 장착형 모니터링 스크린 스틸은 콘트라스트가 더 낮다는 문제점을 가진다. 이에 비해, 그러한 높은 명도를 가지는 백라이트는 밤이나 터널 속에서 디스플레이 하는데는 적합하지 않다. 제2 실시예의 LCD 장치는 백라이트의 명도를 높게 설정하지 않고도 투과 광과 함께 반사 모드를 이용함으로써 주변 광이 밝을 때 충분한 디스플레이를 제공한다. 어둠속에서도, 약 50 내지 100 cd/m3의 명도로서 보기 쉬운 디스플레이가 제공된다.When adopted for the monitoring of an automobile-mounted vehicle navigation apparatus, the LCD apparatus of the second embodiment provides appropriately bright images that are easy to observe. Conventional vehicle-mounted monitoring screens use backlights with brightness that is brighter than those used in personal computers and the like to handle external light incident on the screen. However, conventional automotive mounted monitoring screen steels have a problem of lower contrast. In contrast, such high brightness backlights are not suitable for display at night or in tunnels. The LCD device of the second embodiment provides a sufficient display when the ambient light is bright by using the reflection mode with the transmitted light without setting the brightness of the backlight high. Even in the dark, a display that is easy to see with a brightness of about 50 to 100 cd / m 3 is provided.

제2 실시예의 LCD 장치에 있어서, 화소 전극은 비교적으로 높은 광 투과율을 가진 제1 도전층과 비교적으로 높은 광 반사율을 가진 제2 도전층을 포함하고, 이들은 서로 전기적으로 접속된다. 따라서, 투과 모드에서 디스플레이를 행하는 투과 영역과 반사 모드에서 디스플레이를 행하는 반사 영역 모두는 하나의 화소 영역에 포함된다.In the LCD device of the second embodiment, the pixel electrode includes a first conductive layer having a relatively high light transmittance and a second conductive layer having a relatively high light reflectance, which are electrically connected to each other. Therefore, both the transmissive region for displaying in the transmissive mode and the reflective region for displaying in the reflective mode are included in one pixel region.

제1 도전층과 제2 도전층은 분리 층 내에 제공되며 이들 사이에 절연층이 삽입된다. 액정층의 두께는 투과 영역(제1 도전층용)과 반사 영역(제2 도전층용) 간의 절연층의 두께를 변경함으로써 조절될 수 있다. 이러한 방식으로, 두개 영역에서의 광학적 특성이 서로 일치될 수 있다. 제조 공정 동안, 상이한 레벨의 전위를 가진 2개의 층들은 이들 사이에 삽입되는 절연층을 가진다. 따라서, 패터닝하여 전극을 형성하는데 사용된 현상액 또는 전해질로서 작용하는 레지스트 박리제에 의해 전기부식이 발생되지 않는다. 따라서, 극히 신뢰성있는 LCD 장치가 얻어진다.The first conductive layer and the second conductive layer are provided in the separation layer with an insulating layer interposed therebetween. The thickness of the liquid crystal layer can be adjusted by changing the thickness of the insulating layer between the transmission region (for the first conductive layer) and the reflection region (for the second conductive layer). In this way, the optical properties in the two regions can be matched with each other. During the manufacturing process, two layers with different levels of dislocation have an insulating layer interposed between them. Thus, no electrical corrosion is caused by the resist stripper acting as the developer or electrolyte used to pattern and form the electrode. Thus, an extremely reliable LCD device is obtained.

화소 전극의 2개의 층(예를 들면, ITO의 하부층과 Al의 상부층)이 이들 사이에 어떠한 절연층도 삽입되지 않고 순차적으로 형성되는 경우, ITO 층과 Al 층의 전위 레벨은 크게 다르다. 더욱이, 박막은 많은 미세한 개구들을 가진다. 따라서, 패터닝에 사용되는 현상액 또는 레지스트 박리제는 전기부식의 원인이 되는 전해질로서 작용하게 된다. 그 결과, ITO층이 용리(elute)되어 화소의 결함, 라인 단선 및 액정층의 오염을 유발한다. 절연층이 본 발명에 따른 2개의 층들 간에 제공되기 때문에, 절연층은 전기 부식의 원인이 되는 액체의 침투를 방지하는 보호층으로서 기능한다.When two layers of the pixel electrode (for example, the lower layer of ITO and the upper layer of Al) are formed sequentially without any insulating layer interposed therebetween, the potential levels of the ITO layer and the Al layer differ greatly. Moreover, the thin film has many fine openings. Therefore, the developer or resist release agent used for patterning acts as an electrolyte that causes electrical corrosion. As a result, the ITO layer elutes, causing pixel defects, line breaks, and contamination of the liquid crystal layer. Since an insulating layer is provided between the two layers according to the invention, the insulating layer functions as a protective layer which prevents the penetration of the liquid which causes electric corrosion.

화소 전극을 형성하는 2개의 층들이 전기부식의 원인이 되는 관계를 가지는 경우에도, 2개의 층들은 제3 도전층을 통하여 서로 접속되어 이 2개의 층들의 특성을 완화시킨다. 따라서, 전기부식으로 인한 불충분한 접속과 LCD 장치의 신뢰도를 저하시키는 다른 문제가 방지된다.Even when the two layers forming the pixel electrode have a relationship that causes electrical corrosion, the two layers are connected to each other through the third conductive layer to mitigate the characteristics of these two layers. Thus, insufficient connection due to electrical corrosion and other problems that lower the reliability of the LCD device are prevented.

제1, 제2 및 제3 도전층들 중 하나가 게이트 라인 또는 소스 라인의 재료 일부로 형성되는 경우, 생산 공정이 간단해진다.If one of the first, second and third conductive layers is formed from a part of the material of the gate line or the source line, the production process is simplified.

제2 도전층이 형성되게 되는 절연층의 표면은 파형 형태로 형성될 수 있다. 이 경우, 입사광은 반사 및 산란되어, 시야각이 넓어진다. 따라서, 페이퍼 화이트 디스플레이는 추가적인 산란판을 사용하지 않고도 실현된다.The surface of the insulating layer on which the second conductive layer is to be formed may be formed in a wave shape. In this case, incident light is reflected and scattered, and the viewing angle is widened. Thus, paper white display is realized without the use of additional scattering plates.

본 발명의 LCD 장치를 생산하는 방법에 따르면, 하프-미러를 사용하는 종래의 LCD 장치의 경우에 필요한 복잡한 생산 조건들이 필요치 않다. 일반적인 전극 재료들 및 라인 재료들과 종래의 투과형 LCD 장치 및 반사형 장치에 사용된 일반적인 생산 조건들이 사용될 수 있다. 결국, 생산이 비교적 쉽고 재생성이 만족할만하다. 화소 전극을 형성하는 2개의 층들이 전기부식의 원인이 되는 관계를 가진다고 할지라도, 2개의 층들은 절연층을 통하여 서로 접속될 수 있거나, 제3 도전층이 그들 사이에 제공될 수 있다. 그 결과, 전해질로서 작용하는 액체와의 접촉 또는 직접적인 접촉없이도 2개의 층들이 형성될 수 있다. 따라서, 전기부식이 방지되기 때문에 LCD 장치는 높은 신뢰도를 가지며 높은 효율로 생산된다.According to the method for producing the LCD device of the present invention, complicated production conditions necessary for the conventional LCD device using the half-mirror are not necessary. Typical electrode materials and line materials and general production conditions used in conventional transmissive LCD devices and reflective devices can be used. As a result, production is relatively easy and reproducibility is satisfactory. Although the two layers forming the pixel electrode have a relationship causing electrical corrosion, the two layers may be connected to each other through an insulating layer, or a third conductive layer may be provided between them. As a result, two layers can be formed without contact or direct contact with the liquid acting as the electrolyte. Therefore, the LCD device has high reliability and is produced with high efficiency since electric corrosion is prevented.

제1 및 제2 도전층들과의 접촉 영역의 절연층을 제거하는 단계와, 제1 도전층의 일부 상의 절연층을 제거하는 단계가 동일 단계에서 수행되는 경우, LCD 장치의 신뢰도를 유지하면서도 단계 수가 감소된다.If the step of removing the insulating layer of the contact area with the first and second conductive layers and the step of removing the insulating layer on a part of the first conductive layer are performed in the same step, the step of maintaining the reliability of the LCD device The number is reduced.

(예 6)(Example 6)

본 발명에 따른 제6 예의 LCD 장치가 기술될 것이다.A sixth example LCD device according to the present invention will be described.

도 21은 하나의 화소 영역에 대응되는 제6 예의 LCD 장치의 액티브 매트릭스 기판의 평면도이다. 도 22는 도 21의 22-22'선을 따라 절취한 LCD 장치의 단면도이다.21 is a plan view of an active matrix substrate of the sixth example LCD device corresponding to one pixel region. FIG. 22 is a cross-sectional view of the LCD device taken along the line 22-22 'of FIG. 21.

도 21과 도 22에 나타난 바와 같이, 복수 개의 게이트 라인들(53)과 복수 개의 소스 라인들(59a)은 유리 또는 플라스틱 재료로 형성된 투과 절연판(도시되지 않음) 상에서 서로 수직하도록 제공된다. TFT(57)가 게이트 라인들(53)과 소스 라인들(59a)의 교차점들 각각의 근방에 제공된다. TFT(57)의 드레인 전극(59c)은 함께 화소 전극으로서 기능하는 반사 전극(61)과 투과 전극(58a)에 접속된다. 화소 전극을 상부 전극으로서 가진 일부 LCD 장치는 전술된 LCD 장치에서 보았을 때 비교적 높은 광 투과율을 가진 영역 T(투과 영역)와 비교적 높은 광 반사율을 가진 영역 R(반사 영역)을 가진다.As shown in Figs. 21 and 22, the plurality of gate lines 53 and the plurality of source lines 59a are provided to be perpendicular to each other on a transparent insulating plate (not shown) formed of a glass or plastic material. The TFT 57 is provided near each of the intersections of the gate lines 53 and the source lines 59a. The drain electrode 59c of the TFT 57 is connected to the reflection electrode 61 and the transmission electrode 58a which function together as a pixel electrode. Some LCD devices having a pixel electrode as an upper electrode have an area T (transmission area) having a relatively high light transmittance and an area R (reflection area) having a relatively high light reflectance when viewed in the above-described LCD device.

도시되지는 않았지만, 액정 분자들을 배향하는 배향층이 도 21에 나타난 액티브 매트릭스 기판 상에 제공된다.Although not shown, an alignment layer for orienting liquid crystal molecules is provided on the active matrix substrate shown in FIG. 21.

제6 및 다음 예의 LCD 장치는 전술된 액티브 매트릭스 기판, 및 투과 전극과 배향층을 포함하는 대향 기판을 포함한다. 필요한 경우, 컬러 필터, 위상차 보상 소자 또는 편광 소자가 제공될 수 있다.The LCD device of the sixth and following examples includes the active matrix substrate described above and an opposing substrate comprising a transmissive electrode and an alignment layer. If necessary, a color filter, retardation compensating element or polarizing element may be provided.

영역 T는 직사각형이며 화소 전극의 중앙에 놓인다. 단면에 있어서, 영역 T는 높은 광 반사율을 가진 재료로 형성된 복수 개의 층들을 포함하고, 투과 전극(58a)을 TFT(57)의 드레인 전극(59c)에 접속된 상부층으로서 포함한다. 영역 R은 영역 T를 둘러싸고 반사 전극(61)을 상부층으로서 포함한다. 반사 전극(61)은 높은 광 반사율을 가진 Al 또는 Al이 함유된 합금으로 형성되고, TFT(57)의 드레인 전극(59c)에 접속된다. 그러한 구조로 인해, 영역 R은 입사광을 반사할 수 있다. 파형 표면을 가진 반사 전극(61)은 입사광을 적절한 범위의 방향으로 산란시킨다.Region T is rectangular and lies in the center of the pixel electrode. In the cross section, the region T includes a plurality of layers formed of a material having a high light reflectance, and includes a transmission electrode 58a as an upper layer connected to the drain electrode 59c of the TFT 57. The region R surrounds the region T and includes the reflective electrode 61 as an upper layer. The reflective electrode 61 is formed of Al or an alloy containing Al having a high light reflectance and is connected to the drain electrode 59c of the TFT 57. Due to such a structure, the region R can reflect incident light. Reflective electrode 61 with a corrugated surface scatters incident light in a suitable range of directions.

제6 예에서 LCD 장치에 사용된 액정 재료는 검은 안료를 포함하고 광 활성 물질 S-811을 0.5%의 비율로 함유하는 게스트-호스트 액정 재료 ZLI2327(머크사에 의해 제조됨)이다.The liquid crystal material used for the LCD device in the sixth example is a guest-host liquid crystal material ZLI2327 (manufactured by Merck) which contains a black pigment and contains the photoactive material S-811 in a proportion of 0.5%.

도 22에 나타난 바와 같이, TFT(57)은 게이트 절연층(54), 반도체층(55), 반도체 콘택층들(56a, 56b), 소스 전극(59b), 드레인 전극(59c), 및 상기 소자들이 순차적으로 제공되는 게이트 전극(52)를 포함한다. 게이트 전극(52)는 게이트 라인들(53) 각각으로부터 분기된다(도 21).As shown in FIG. 22, the TFT 57 includes a gate insulating layer 54, a semiconductor layer 55, semiconductor contact layers 56a and 56b, a source electrode 59b, a drain electrode 59c, and the device. These include a gate electrode 52 which is provided sequentially. Gate electrode 52 branches from each of gate lines 53 (FIG. 21).

드레인 전극(59c)은 영역 T의 일부 화소 전극인 투과 전극(58a)에 접속된다. 영역 R에서, 층간 절연층(60)과 반사 전극(61)이 투과 전극(58a) 상에 순차적으로 제공된다. 반사 전극(61)은 층간 절연층(60) 내에 형성된 콘택트 홀(63)을 통하여 투과 전극(58a)에 전기적으로 접속된다. 반사 전극(61)과 투과 전극(58a)은 화소 전극을 형성하여 액정 재료에 전압을 인가한다. 투과 전극(58a)과 반사 전극(61)은 서로 직접적으로 접속되지 않고 Ti로 이루어진 도전 금속층(62)을 통하여 접속된다.The drain electrode 59c is connected to the transmission electrode 58a which is a part of the pixel electrode of the region T. In the region R, the interlayer insulating layer 60 and the reflective electrode 61 are sequentially provided on the transmissive electrode 58a. The reflective electrode 61 is electrically connected to the transmission electrode 58a through the contact hole 63 formed in the interlayer insulating layer 60. The reflective electrode 61 and the transmissive electrode 58a form a pixel electrode to apply a voltage to the liquid crystal material. The transmissive electrode 58a and the reflective electrode 61 are not directly connected to each other, but are connected via the conductive metal layer 62 made of Ti.

반사 전극(61)이 패터닝에 의해 형성되는 경우 투과 전극(58a)은 층간 절연층(60)으로 피복될 수 있다(LCD 장치를 생산하는 방법은 이하에 상세히 기술될 것임). 따라서, ITO 및 Al이 전기부식을 초래하여 라인 단선과 같은 단점을 효과적으로 방지한다. 층간 절연층(60)은 비교적 얇은 두께로 투과 전극(58a) 상에 형성되어 투과 전극(58a)을 완전히 피복하는 경우, LCD 장치가 생산된 후 ITO와 Al 간에 발생하는 전기부식이 방지된다.When the reflective electrode 61 is formed by patterning, the transmissive electrode 58a may be covered with the interlayer insulating layer 60 (the method for producing the LCD device will be described in detail below). Thus, ITO and Al cause electrical corrosion and effectively prevent disadvantages such as line breaks. When the interlayer insulating layer 60 is formed on the transmissive electrode 58a with a relatively thin thickness to completely cover the transmissive electrode 58a, electrical corrosion occurring between ITO and Al after the LCD device is produced is prevented.

이 예에서, 금속층(62)은 Ti로 형성되지만, 금속층(62)이 Al 이외의 도전 금속, 예를 들면 Cr, Mo, Ta, 또는 W으로 형성되는 한 동일 효과를 얻을 수 있다. 대체적으로, 반사 전극(61)은 금속층(62)을 형성하는 것 대신에 Al 보다 높은 전위를 가지는 금속 재료, 예를 들면 W, Ni, Pd, V 또는 Zr이 함유된 Al-함유 합금으로 형성된다. 이 경우에도, LCD 장치를 생산한 후 ITO와 Al 간의 전기부식이 방지된다. 예를 들면, Al에 약 5.0 wt·%의 W을 첨가함으로써 전기 부식이 보다 효과적으로 방지된다.In this example, the metal layer 62 is formed of Ti, but the same effect can be obtained as long as the metal layer 62 is formed of a conductive metal other than Al, for example, Cr, Mo, Ta, or W. In general, the reflective electrode 61 is formed of an Al-containing alloy containing a metal material having a higher potential than Al, such as W, Ni, Pd, V, or Zr, instead of forming the metal layer 62. . Even in this case, electrical corrosion between ITO and Al is prevented after producing the LCD device. For example, by adding about 5.0 wt.% Of W to Al, electrocorrosion is more effectively prevented.

본 예에서의 LCD 장치 제조 방법이 도 23a 내지 도 23e를 참조하여 기술될 것이다.The LCD device manufacturing method in this example will be described with reference to Figs. 23A to 23E.

도 23a에 나타난 바와 같이, 도전 박막은 절연판(51) 상에 형성되어 포토리소그래피에 의해 선정된 형상으로 패터닝됨으로써, 게이트 전극(52)와 게이트 라인(도시되지 않음)을 형성한다. 본 실시예에서, 절연판(51)은 유리로 형성되고, 게이트 전극(52)과 게이트 라인은 Ta로 형성된다. 절연판(51)은 유리 대신으로 플라스틱 등으로 형성될 수 있고, 게이트 전극(52)과 게이트 라인은 다른 도전 재료들, 예를 들면 Al, Cr, Mo, W, Cu 또는 Ti로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 23A, the conductive thin film is formed on the insulating plate 51 and patterned into a shape selected by photolithography, thereby forming a gate electrode 52 and a gate line (not shown). In this embodiment, the insulating plate 51 is formed of glass, and the gate electrode 52 and the gate line are formed of Ta. The insulating plate 51 may be formed of plastic or the like instead of glass, and the gate electrode 52 and the gate line may be formed of other conductive materials such as Al, Cr, Mo, W, Cu, or Ti.

다음으로, 도 23b에 나타난 바와 같이, SiNX의 게이트 절연층(54), a-Si의 반도체층(55) 및 반도체 콘택층들(56a, 56b)용 P-도핑 n+-a-Si층이 CVD에 의해 순차적으로 형성되고 나서, 포토리소그래피에 의해 패터닝된다.Next, as shown in FIG. 23B, the gate insulating layer 54 of SiN X , the semiconductor layer 55 of a-Si, and the P-doped n + -a-Si layer for the semiconductor contact layers 56a and 56b. It is formed sequentially by this CVD and then patterned by photolithography.

다음으로, 도전층이 포토리소그래피에 의해 선정된 형상으로 형성 및 패터닝됨으로써, 소스 라인(59a), 소스 전극(59b) 및 드레인 전극(59c)을 형성한다. 도전층이 본 실시예에서는 Cr-함유 재료로 형성되지만, 다른 도전 재료들, 예를 들면 Al, Mo, Ta, W, Cu 또는 Ti로 형성될 수 있다.Next, the conductive layer is formed and patterned into a shape selected by photolithography, thereby forming the source line 59a, the source electrode 59b, and the drain electrode 59c. The conductive layer is formed of Cr-containing material in this embodiment, but may be formed of other conductive materials, such as Al, Mo, Ta, W, Cu or Ti.

다음으로, 도 23c에 나타난 바와 같이, 광투과성 도전층이 포토리소그래피에 의해 형성 및 패터닝됨으로써, 투과 전극(58a)이 형성된다. 투과 전극(58a)은 본 실시예에서 ITO로 형성된다.Next, as shown in Fig. 23C, the transparent conductive layer is formed and patterned by photolithography, whereby the transmission electrode 58a is formed. The transmissive electrode 58a is formed of ITO in this embodiment.

다음으로, 금속층이 포토리소그래피에 의해 형성 및 패터닝됨으로써, 금속층(62)이 형성된다. 이 금속층(62)은 나중에 형성될 투과 전극(58a)과 반사 전극(61)을 접속하는데 사용된다. 금속층(62)은 본 실시예에서 Ti로 형성되지만, Ti 이외의 다른 도전 재료들, 예를 들면 Cr, Mo, Ta 또는 W으로 형성될 수 있다.Next, the metal layer is formed and patterned by photolithography, whereby the metal layer 62 is formed. This metal layer 62 is used to connect the transmissive electrode 58a and the reflective electrode 61 to be formed later. The metal layer 62 is formed of Ti in this embodiment, but may be formed of other conductive materials other than Ti, for example, Cr, Mo, Ta or W.

다음으로, P-도핑 n+-a-Si층이 소스 전극(59b)과 드레인 전극(59c)를 마스크로서 이용하여 에칭됨으로써, 반도체 콘택층들(56a, 56b)이 형성된다. 이러한 방식으로, TFT(57)가 완성된다.Next, the P-doped n + -a-Si layer is etched using the source electrode 59b and the drain electrode 59c as a mask, thereby forming the semiconductor contact layers 56a and 56b. In this way, the TFT 57 is completed.

소스 전극(59b)과 드레인 전극(59c)은 투과 전극(58a)을 중첩할 수 있다.The source electrode 59b and the drain electrode 59c may overlap the transmissive electrode 58a.

다음으로, 도 23d에 나타난 바와 같이, 층간 절연층(60)이 형성된다. 이 층간 절연층(60)은 포토리소그래피에 의해 패터닝되어 콘택트 홀(63)을 형성하고 영역 T의 층간 절연층(60)의 일부를 제거한다. 이와 동시에, 영역 R에서의 층간 절연층(60)의 표면(반사 전극(61)이 형성될 표면)은 파형(wave-like)으로 형성된다.Next, as shown in FIG. 23D, an interlayer insulating layer 60 is formed. This interlayer insulating layer 60 is patterned by photolithography to form a contact hole 63 and remove a portion of the interlayer insulating layer 60 in the region T. As shown in FIG. At the same time, the surface of the interlayer insulating layer 60 in the region R (the surface on which the reflective electrode 61 is to be formed) is formed in a wave-like manner.

영역 T에서의 층간 절연층(60)의 일부를 제거함으로써, 영역 T의 투과율은 향상될 수 있다. 그러나, 층간 절연층(60)은 완전히 제거되는 것이 아니라 소정 두께로 남는다. 이는 반사 전극(61)이 패터닝에 의해 형성될 때 전기부식을 방지한다. 바꾸어 말하자면, 액정 분자들의 배향 상태는 각 화소 영역 내에서 실질적으로 동일할 수 있다.By removing a part of the interlayer insulating layer 60 in the region T, the transmittance of the region T can be improved. However, the interlayer insulating layer 60 is not completely removed but remains at a predetermined thickness. This prevents electrical corrosion when the reflective electrode 61 is formed by patterning. In other words, the alignment states of the liquid crystal molecules may be substantially the same in each pixel region.

영역 R에서의 층간 절연층(60)의 표면은 위에서 보았을 때 복수 개의 둥근 돌출부(64)를 가지는 것처럼 보인다. 단면에서, 층간 절연층(60)의 표면 영역은 천천히 파동친다. 반사 전극(61)이 그러한 파형 표면 상에 형성되는 경우, 입사광은 반사 전극(61)의 파형 표면에 의해 효과적으로 반사되어 적절한 범위의 방향으로 산란된다. 파형 표면의 형상은 원하는 디스플레이 특성에 따라 최적으로 결정될 수 있다. 광을 산란시킬 필요가 없는 경우에, 표면은 파형(wave-like)일 필요가 없다.The surface of the interlayer insulating layer 60 in the region R appears to have a plurality of rounded projections 64 when viewed from above. In cross section, the surface area of the interlayer insulating layer 60 oscillates slowly. When the reflective electrode 61 is formed on such a wavy surface, the incident light is effectively reflected by the wavy surface of the reflective electrode 61 and scattered in the appropriate range of directions. The shape of the wavy surface can be optimally determined according to the desired display characteristics. If there is no need to scatter light, the surface need not be wave-like.

층간 절연층(60)은 본 실시예에서 유기 수지의 단일층(두께 : 2.5 ㎛)으로 형성되지만, 다른 재료들로 이루어진 복수 개의 적층된 층들로 형성될 수 있다. 본 실시예에서와 같은 비교적 두꺼운 유기 수지의 단일층은, 반사 전극(61)이 TFT(57)을 부분적으로 중첩할 때에도 기생 커패시턴스의 발생을 방지할 수 있다는 장점이 있다. 그 결과, 화질이 개선되고 수치 개구가 향상된다. 또한, 비교적 두꺼운 유기 수지층은 파형 표면의 형성을 용이하게 한다.The interlayer insulating layer 60 is formed of a single layer of organic resin (thickness: 2.5 mu m) in this embodiment, but may be formed of a plurality of laminated layers made of different materials. A single layer of a relatively thick organic resin as in this embodiment has the advantage that the occurrence of parasitic capacitance can be prevented even when the reflective electrode 61 partially overlaps the TFT 57. As a result, the image quality is improved and the numerical aperture is improved. In addition, the relatively thick organic resin layer facilitates the formation of the corrugated surface.

대체적으로, 층간 절연층(60)은 일반적인 무기층, 예를 들면 SiNX로 형성될 수 있다. 그러한 층은 비교적 얇더라도 높은 절연성을 달성하는데 유리하지만, 파형 표면의 형성이 어렵다는 단점이 있다. 원하는 디스플레이 특성으로 인해 파형 표면을 형성할 필요가 없는 경우, 그러한 층이 바람직하다.Alternatively, interlayer insulating layer 60 may be formed of a common inorganic layer, for example SiN X. Such layers are advantageous for achieving high insulation even though they are relatively thin, but have the disadvantage that the formation of corrugated surfaces is difficult. Such a layer is preferred if it is not necessary to form a corrugated surface due to the desired display characteristics.

도 23e에 나타난 바와 같이, Al층이 형성되고 패터닝됨으로써, 영역 R에 반사 전극(61)이 형성된다. 반사 전극(61)은 콘택트 홀(63)과 금속층(62)을 통하여 TFT(57)의 투과 전극(58a) 및 드레인 전극(59c)에 전기적으로 접속된다. 반사 전극(61)은 본 실시예에서 Al으로 형성되지만, 다른 Al-함유 합금 또는 광 반사율이 높은 도전 재료로 형성될 수 있다.As shown in Fig. 23E, the Al layer is formed and patterned, so that the reflective electrode 61 is formed in the region R. The reflective electrode 61 is electrically connected to the transmissive electrode 58a and the drain electrode 59c of the TFT 57 via the contact hole 63 and the metal layer 62. The reflective electrode 61 is formed of Al in this embodiment, but may be formed of another Al-containing alloy or a conductive material having high light reflectance.

따라서, 도 21과 도 22에 나타난 액티브 매트릭스 기판이 완성된다.Thus, the active matrix substrate shown in Figs. 21 and 22 is completed.

도시되지는 않았지만, 액티브 매트릭스 기판의 상부에는 배향층이 형성된다. 이 배향층이 구비된 액티브 매트릭스 기판은 투과 전극을 포함하고 배향층이 구비된 대향 기판과 결합된다. 액정 재료는 2개의 기판들 간의 갭에 주입된다. 따라서, 제6 예의 LCD 장치가 완성된다. 필요할 경우, 컬러 필터 또는 위상차 보상 소자가 부가될 수 있다.Although not shown, an alignment layer is formed on top of the active matrix substrate. The active matrix substrate provided with the alignment layer includes a transmissive electrode and is bonded to the opposite substrate provided with the alignment layer. Liquid crystal material is injected into the gap between the two substrates. Thus, the LCD device of the sixth example is completed. If necessary, a color filter or retardation compensator may be added.

전술된 바와 같이, 본 실시예의 LCD 장치에 사용된 액정 재료는 검은 안료를 함유하고 여기에 광 활성 물질 S-811을 0.5%의 비율로 함유한 게스트-호스트 액정 재료 ZLI2327(머크사에 의해 제조됨)이다.As described above, the liquid crystal material used in the LCD device of this embodiment contains a black pigment and a guest-host liquid crystal material ZLI2327 (manufactured by Merck Co., Ltd.) containing a photoactive material S-811 in a proportion of 0.5%. )to be.

본 예에 있어서, 면적비를 영역 T : 영역 R = 40 : 60으로 설정함으로써 충분한 디스플레이 특성이 얻어진다. 이 면적비는 이에 국한되지 않고 영역들 T와 R의 투과율 및 반사율과 LCD 장치의 이용에 따라 적절하게 변경될 수 있다. 본 실시예에서, 화소 영역의 중앙에는 단지 하나의 영역 T만이 제공된다. 복수 개의 영역들 T이 제공될 수 있고, 영역 T는 임의의 다른 형상일 수 있다.In this example, sufficient display characteristics are obtained by setting the area ratio to area T: area R = 40: 60. This area ratio is not limited to this and can be appropriately changed depending on the transmittance and reflectance of the regions T and R and the use of the LCD device. In this embodiment, only one region T is provided in the center of the pixel region. A plurality of regions T may be provided, and the region T may be any other shape.

제2 실시예의 LCD 장치에서, 화소 전극은 중앙에 위치된 비교적 높은 투과율을 가진 영역 T와 영역 T 주위에 배치된 비교적 높은 광 반사율을 가진 영역 R을 포함한다. 그러한 구조로 인해, LCD 장치는 하프-미러를 사용하는 종래의 LCD 장치에 비해 보다 적은 손실도 주변 광과 조명광을 이용한다. 더욱이, 제2 실시예의 LCD 장치는 주변 광이 밝은 경우 표면 반사로 인해 투시도가 저하되는 종래의 투과형 LCD 장치의 문제점과, 주변 광이 어두울 경우 보다 낮은 선명도로 인해 충분한 디스플레이를 얻을 수 없는 종래의 반사형 LCD 장치의 문제점을 해결한다. 바꾸어 말하자면, 제2 실시예의 LCD 장치는 종래의 반사형 LCD 장치의 경우에서와 같이 반사의 특성의 분산으로 인한 광 조명율의 분산이 정확하게 제어될 필요가 없이 주변 광 세기에 무관하게 충분한 디스플레이를 제공한다.In the LCD device of the second embodiment, the pixel electrode includes a region T having a relatively high transmittance located at the center and a region R having a relatively high light reflectance disposed around the region T. FIG. Due to such a structure, the LCD device uses ambient light and illumination light with less loss compared to the conventional LCD device using a half-mirror. Moreover, the LCD device of the second embodiment has the problems of the conventional transmissive LCD device in which the perspective is degraded due to the surface reflection when the ambient light is bright, and the conventional reflection in which sufficient display cannot be obtained due to the lower sharpness when the ambient light is dark. Solve the problem of the type LCD device. In other words, the LCD device of the second embodiment provides a sufficient display irrespective of the ambient light intensity without the need to accurately control the dispersion of the light illumination rate due to the dispersion of the characteristics of the reflection as in the case of the conventional reflective LCD device. do.

본 예의 LCD 장치는 종래의 투과형 LCD 장치와 반사형 LCD 장치에 사용되는 일반적인 전극과 배선 물질 및 조건들로써 제조될 수 있다. 하프-미러를 사용하는 종래의 LCD 장치들에 요구되는 복잡한 조건들이 필요하지 않다. 이에 따라, 본 예의 LCD 장치는 만족할만한 재생산성으로 비교적 쉽게 제조된다. 또한, 하프-미러를 사용하는 종래의 LCD 장치에서는 어려운 디스플레이 특성이 비교적 쉽게 수행될 수 있다.The LCD device of this example can be manufactured with common electrodes and wiring materials and conditions used in conventional transmissive LCD devices and reflective LCD devices. The complicated conditions required for conventional LCD devices using half-mirrors are not necessary. Thus, the LCD device of this example is relatively easily manufactured with satisfactory reproducibility. In addition, in the conventional LCD device using the half-mirror, difficult display characteristics can be performed relatively easily.

(예 7)(Example 7)

본 발명의 제7 예에 따른 LCD 장치가 설명될 것이다.An LCD apparatus according to the seventh example of the present invention will be described.

도 24는 하나의 화소 영역에 대응하는 제7 예의 LCD 장치의 액티브 매트릭스 기판의 평면도이다. 도 25는 도 24의 25-25'선을 따라 절취한 LCD 장치의 단면도이다.24 is a plan view of an active matrix substrate of the seventh example LCD device corresponding to one pixel region. FIG. 25 is a cross-sectional view of the LCD device taken along the line 25-25 ′ of FIG. 24.

제7 예의 LCD 장치는 화소 전극의 일부로서의 반사 전극(61)과 TFT(57) 사이의 전기 접속에 대한 구조와 그 구조의 제조 방법에 있어서 제6 예의 LCD 장치와 다르다.The LCD device of the seventh example differs from the LCD device of the sixth example in the structure of the electrical connection between the reflective electrode 61 as a part of the pixel electrode and the TFT 57 and the manufacturing method of the structure.

도 24 및 도 25에 도시된 바와 같이, TFT(57)의 드레인 전극(59c)는 투과 전극(58a)에 접속된다. 투과 전극(58a)은 영역 T 내의 액정 물질에 전압을 인가하기 위한 화소 전극의 일부로서 기능한다. 영역 R에서는, 층간 절연층(60)과 반사 전극(61)이 투과 전극(58a) 상에 제공된다. 반사 전극(61)은 콘택트 홀(63)을 통해 드레인 전극(59c)에 직접 접속된다. 반사 전극(61)은 또한 화소 전극의 일부로서도 기능한다. 제6 예에서와 같이, ITO로 형성된 투과 전극(58a)은 Al로 형성된 반사 전극(61)에 직접 접속되지 않는다. 이러한 구조 때문에, 원치않는 전기부식 등의 가능성없이 TFT(57)가 이 물질들에 확실히 전기적으로 접속되는 반면, 영역 R에서 주위의 광의 높은 반사율과 영역 T에서 백라이트로부터의 높은 광 투과율을 활용한다.As shown in Figs. 24 and 25, the drain electrode 59c of the TFT 57 is connected to the transmission electrode 58a. The transmissive electrode 58a functions as part of the pixel electrode for applying a voltage to the liquid crystal material in the region T. In the region R, the interlayer insulating layer 60 and the reflective electrode 61 are provided on the transmission electrode 58a. The reflective electrode 61 is directly connected to the drain electrode 59c through the contact hole 63. The reflective electrode 61 also functions as part of the pixel electrode. As in the sixth example, the transmissive electrode 58a formed of ITO is not directly connected to the reflective electrode 61 formed of Al. Because of this structure, the TFT 57 is reliably electrically connected to these materials without the possibility of unwanted electrical corrosion or the like, while utilizing the high reflectance of the ambient light in the region R and the high light transmittance from the backlight in the region T.

본 예에서는 ITO와 Al의 전기부식이 방지된다. 본 발명은 전기부식을 유발하기 쉬운 다른 여러 물질들의 임의 조합에도 효과적으로 응용 가능하다.In this example, electrical corrosion of ITO and Al is prevented. The present invention is effectively applicable to any combination of several other materials that are susceptible to electrical corrosion.

이하, 도 24 및 도 25에 도시된 액티브 매트릭스 기판이 설명될 것이다.Hereinafter, the active matrix substrate shown in FIGS. 24 and 25 will be described.

반도체 층(55)과 반도체 콘택트 층들(56a, 56b)이 될 층이 형성될 때까지의 과정이 제6 예에서와 같은 방식으로 수행된다.The process until the layer to be the semiconductor layer 55 and the semiconductor contact layers 56a and 56b is formed is performed in the same manner as in the sixth example.

그런 다음, 도전층이 포토리소그래피에 의해 형성되고 패터닝되어, 소스 라인(59a), 소스 전극(59b), 드레인 전극(59c), 및 접속 금속층(59d)를 형성한다. 도전층은 본 실시예에서는 Cr을 함유하는 물질로 형성되지만, 예를 들어 Al, Mo, Ta, W, Cu, 또는 Ti와 같은 다른 도전형 물질로 형성될 수 있다.Then, the conductive layer is formed and patterned by photolithography to form the source line 59a, the source electrode 59b, the drain electrode 59c, and the connecting metal layer 59d. The conductive layer is formed of a material containing Cr in this embodiment, but may be formed of another conductive material such as, for example, Al, Mo, Ta, W, Cu, or Ti.

그런 다음, 투과 전극(58a)이 접속 금속층(59d)을 부분적으로 중첩하도록 형성된다. 대체적으로, 접속 금속층(59d)은 투과 전극(58a)을 부분적으로 중첩할 수 있다. 본 실시예에서도, 투과 전극(58a)은 ITO로 형성된다.Then, the transmissive electrode 58a is formed so as to partially overlap the connecting metal layer 59d. In general, the connection metal layer 59d may partially overlap the transmission electrode 58a. Also in this embodiment, the transmissive electrode 58a is formed of ITO.

소스 라인(59a), 소스 전극(59b), 드레인 전극(59c), 및 접속 금속층(59d)은 투과 전극(58a) 상에 형성된다.The source line 59a, the source electrode 59b, the drain electrode 59c, and the connecting metal layer 59d are formed on the transmission electrode 58a.

그런 다음, 층간 절연층(60)이 제6 예에서와 같은 방식으로 형성되고 콘택트 홀(63)을 형성하고 영역 T 내의 층간 절연층(60)을 제거하기 위해 포토리소그래피에 의해 패터닝된다. 그런 다음, 반사 전극(61)이 형성된다. 본 실시예에서도, 반사 전극(61)은 Al로 형성된다.Then, the interlayer insulating layer 60 is formed in the same manner as in the sixth example and patterned by photolithography to form the contact hole 63 and to remove the interlayer insulating layer 60 in the region T. Then, the reflective electrode 61 is formed. Also in this embodiment, the reflective electrode 61 is made of Al.

본 예에서 이해할 수 있는 바와 같이, ITO로 형성된 투과 전극(58a)은 Al로 형성된 반사 전극(61)에 직접 접속되지 않는다. 이러한 구조때문에, ITO와 Al 사이의 전기부식에 기인한 접촉부에서의 오동작 발생이 방지되어, 신뢰도를 향상시킨다. 소스 전극(59b)과 동일한 물질로 형성된 금속층(62)이 비교적 쉽게 형성될 수 있다.As can be understood in this example, the transmissive electrode 58a formed of ITO is not directly connected to the reflective electrode 61 formed of Al. This structure prevents the occurrence of malfunctions at the contact portions due to the electrical corrosion between ITO and Al, thereby improving the reliability. The metal layer 62 formed of the same material as the source electrode 59b can be formed relatively easily.

(예 8)(Example 8)

제8 예에서는, 제7 예에서 설명된 LCD 장치를 제조하는 또 다른 방법이 도 26a 내지 도 26c를 참조하여 설명될 것이다.In an eighth example, another method of manufacturing the LCD device described in the seventh example will be described with reference to Figs. 26A to 26C.

도 25에 대응하는 도 26a 내지 도 26c는 제7 예에서 설명된 LCD 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도이다.26A to 26C corresponding to FIG. 25 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the LCD device described in the seventh example.

층간 절연층(60)이 형성될 때까지의 과정은 제7 예에서 설명한 바와 같다.The process until the interlayer insulating layer 60 is formed is as described in the seventh example.

그런 다음, 도 26a에 도시된 바와 같이, 층간 절연층(60)의 일부가 포토리소그래피에 의해 제거되고, 이에 의해 콘택트 홀(63)이 형성된다. 같은 단계에서, 영역 R 내의 층간 절연층의 표면이 파형 형태로 형성되어, 입사광이 그 표면에 의해 산란된다. 제7 예와는 달리, 영역 T 내의 층간 절연층(60)의 일부는 제거되지 않는다.Then, as shown in FIG. 26A, a portion of the interlayer insulating layer 60 is removed by photolithography, whereby a contact hole 63 is formed. In the same step, the surface of the interlayer insulating layer in the region R is formed in a wave form, so that incident light is scattered by the surface. Unlike the seventh example, a part of the interlayer insulating layer 60 in the region T is not removed.

층간 절연층(60)의 표면 상에, Al층 또는 Al 함유 합금층이 형성된다. 본 예에서 층간 절연층(60)은 단일 유기 수지층으로 형성되지만, 다른 물질들로 된 복수개의 층들로 형성될 수도 있다. 층간 절연층(60)의 표면은 파형 형태일 필요가 없다.On the surface of the interlayer insulating layer 60, an Al layer or an Al containing alloy layer is formed. In this example, the interlayer insulating layer 60 is formed of a single organic resin layer, but may be formed of a plurality of layers made of different materials. The surface of the interlayer insulating layer 60 need not be wavy.

그런 다음, 도 26b에 도시된 바와 같이, Al층이 포토리소그래피에 의해 패터닝되어, 반사 전극(61)을 형성한다.Then, as shown in FIG. 26B, the Al layer is patterned by photolithography to form the reflective electrode 61.

그 다음으로, 도 26c에 도시된 바와 같이, 층간 절연층(60)이 영역 T 전체 또는 일부에서 제거된다.Next, as shown in FIG. 26C, the interlayer insulating layer 60 is removed in all or part of the region T. As shown in FIG.

이러한 방식으로, 도 24 및 도 25에 도시된 액티브 매트릭스 기판이 완성된다.In this way, the active matrix substrate shown in FIGS. 24 and 25 is completed.

이러한 액티브 매트릭스 기판을 갖는 LCD 장치는 투과 모드와 반사 모드 모두에서 동시에 작동 가능하다. Al로 형성된 반사 전극(61)과 ITO로 형성된 투과 전극(58a)는 LCD 장치가 완성된 후에 서로 직접 접속되지 않으므로 전기부식을 유발하지 않는다. 그러므로, 전기부식에 의한 오동작이 방지되어, LCD 장치의 신뢰도를 향상시킨다. 제조 과정 동안에도, 반사 전극(61)이 패터닝에 의해 형성되지만 투과 전극(58a)이 에칭제에 노출되지 않기 때문에 전기부식이 방지된다.An LCD device having such an active matrix substrate can be operated simultaneously in both transmission mode and reflection mode. The reflective electrode 61 formed of Al and the transmissive electrode 58a formed of ITO are not directly connected to each other after the LCD device is completed and thus do not cause electrical corrosion. Therefore, malfunction due to electrical corrosion is prevented, thereby improving the reliability of the LCD device. Even during the manufacturing process, electrical corrosion is prevented because the reflective electrode 61 is formed by patterning but the transmissive electrode 58a is not exposed to the etchant.

(예 9)(Example 9)

본 발명의 제9 예에 따른 LCD 장치가 설명될 것이다.An LCD device according to a ninth example of the present invention will be described.

제9 예의 LCD 장치는 투과 전극(58a)과 드레인 전극(59c)를 형성하는 순서와 콘택트 홀(63)을 형성하는 단계에서 제7 및 제8 예의 LCD 장치와 다르다.The LCD device of the ninth example differs from the LCD device of the seventh and eighth examples in the order of forming the transmissive electrode 58a and the drain electrode 59c and in the step of forming the contact hole 63.

도 25에 대응하는 도 27a 내지 도 27c는 제9 예에서 LCD 장치를 제조하는 방법을 도시한 단면도들이다.27A to 27C corresponding to FIG. 25 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the LCD device in the ninth example.

반도체층들(56a와 56b)이 될 층이 형성될 때까지의 과정은 제6 및 제7 예들에 설명된 바와 같이 수행된다.The process until the layer to be the semiconductor layers 56a and 56b is formed is performed as described in the sixth and seventh examples.

도 27a에 도시된 바와 같이, 광-투과형 도전층은 포토리소그래피에 의해 형성되고 패터닝되어, 투과 전극(58a)을 형성한다. 본 예에서, 투과 전극(58a)은 ITO로 형성된다.As shown in Fig. 27A, the light-transmissive conductive layer is formed and patterned by photolithography to form the transmissive electrode 58a. In this example, the transmission electrode 58a is formed of ITO.

그 후, 포토리소그래피에 의해 도전층이 형성되고 패터닝되어, 소스 라인(59a), 소스 전극(59b), 드레인 전극(59c), 접속 금속층(59d), 및 영역(T)을 위한 금속층(59e)이 형성된다. 소스 전극(59b)이 소스 라인(59a)으로부터 분기된다. 드레인 전극(59c), 접속 금속층(59d), 및 영역(T)을 위한 금속층(59e)이 전기적으로 상호 접속된다. 접속층은 이 예에서는 Ta-함유 재료로 형성되지만, 예를 들면 Al, Cr, Mo, W, Cu 또는 Ti와 같은 다른 도전성 재료로 형성될 수도 있다.Thereafter, a conductive layer is formed and patterned by photolithography to form a source line 59a, a source electrode 59b, a drain electrode 59c, a connection metal layer 59d, and a metal layer 59e for the region T. Is formed. Source electrode 59b branches off from source line 59a. The drain electrode 59c, the connecting metal layer 59d, and the metal layer 59e for the region T are electrically interconnected. The connection layer is formed of a Ta-containing material in this example, but may also be formed of another conductive material such as, for example, Al, Cr, Mo, W, Cu or Ti.

그 후, 소스 전극(59b) 및 드레인 전극(59c)을 마스크로 이용하여 에칭이 행해져서, 반도체 도전층들(56a, 56b)이 형성된다. 그에 따라, TFT(57)가 완성된다.Thereafter, etching is performed using the source electrode 59b and the drain electrode 59c as a mask, so that the semiconductor conductive layers 56a and 56b are formed. Thus, the TFT 57 is completed.

다음으로, 층간 절연층(60)이 형성된다. 콘택트 홀(63)이 형성되고 또한 영역(T)에서의 층간 절연층(60)의 일부가 포토리소그래피에 의해 제거된다. 같은 단계에서, 영역(R)에서의 층간 절연층(60)의 표면이 입사광을 산란하도록 파형 형태로 형성된다. 표면 상에, Al층 또는 Al 함유 합금층이 형성된다. 층간 절연층(60)은 이 예에서는 단일 유기 수지층으로 형성되지만, 복수 개의 상이한 재료들로 형성될 수도 있다. 층간 절연층(60)의 표면은 파형 형태일 필요는 없다.Next, the interlayer insulating layer 60 is formed. A contact hole 63 is formed and a part of the interlayer insulating layer 60 in the region T is removed by photolithography. In the same step, the surface of the interlayer insulating layer 60 in the region R is formed in a wave form so as to scatter incident light. On the surface, an Al layer or an Al containing alloy layer is formed. The interlayer insulating layer 60 is formed of a single organic resin layer in this example, but may be formed of a plurality of different materials. The surface of the interlayer insulating layer 60 need not be wavy.

도 27b에 도시된 바와 같이, 포토리소그래피에 의해 Al 또는 Al-함유 합금층이 형성되어, 반사 전극(61)이 형성된다.As shown in Fig. 27B, an Al or Al-containing alloy layer is formed by photolithography, so that the reflective electrode 61 is formed.

그 후, 도 27c에 도시된 바와 같이, 영역(T)에서의 층(59e)의 일부 또는 전부가 포토리소그래피에 의해 또는 반사 전극(61)을 마스크로 이용한 에칭에 의해 제거된다. 다르게는, 층(59e)은 에칭에 의한 패터닝에 의해 반사 전극(61)이 형성되는 동안에 에칭될 수 있다.Then, as shown in FIG. 27C, part or all of the layer 59e in the region T is removed by photolithography or by etching using the reflective electrode 61 as a mask. Alternatively, the layer 59e may be etched while the reflective electrode 61 is formed by patterning by etching.

상술한 바와 같이, 이 예에서는, Al로 형성된 반사 전극(61)은 ITO로 형성된 투과 전극(58a)에 직접 접속되지 않는다. 그에 따라, LCD 장치가 완성된 후에 Al과 ITO간의 전기부식이 방지되어, 전기부식에 의한 오동작도 방지되고, 따라서 신뢰도가 향상된다. 또한 제조 공정 중에, 반사 전극(61)이 패터닝에 의해 형성되는 동안에 투과 전극(58a)이 에칭제에 노출되지 않기 때문에 전기부식이 방지된다.As described above, in this example, the reflective electrode 61 formed of Al is not directly connected to the transmissive electrode 58a formed of ITO. Thus, after the LCD device is completed, electrical corrosion between Al and ITO is prevented, thereby preventing malfunction due to electrical corrosion, thereby improving reliability. In addition, during the manufacturing process, electrical corrosion is prevented because the transmissive electrode 58a is not exposed to the etchant while the reflective electrode 61 is formed by patterning.

(예 10)(Example 10)

본 발명에 따른 제10 예에서의 LCD 장치에 대하여 설명하겠다.The LCD device in the tenth example according to the present invention will be described.

제10 예에서의 LCD 장치는 TFT(57) 및 투과 전극(58a)의 구조 및 콘택트 홀(63)을 형성하는 단계에 있어서 제7 및 제8 예에서의 LCD 장치와 상이하다.The LCD device in the tenth example is different from the LCD device in the seventh and eighth examples in the structure of the TFT 57 and the transmission electrode 58a and in forming the contact hole 63.

도 25에 대응하는 도 28a 내지 도 28c는 제10 예에서의 LCD 장치를 제조하는 방법을 도시하는 단면도들이다.28A to 28C corresponding to FIG. 25 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the LCD device in the tenth example.

제6 및 제7 예에서 설명한 바와 같이 반도체 콘택트 층들(56a, 56b)이 될 층의 형성까지의 공정이 행해진다.As described in the sixth and seventh examples, the process up to the formation of the layer to be the semiconductor contact layers 56a and 56b is performed.

도 28a에 나타난 바와 같이, 광투과 도전층과 금속층이 순차적으로 형성된다. 이 금속층이 포토리소그래피에 의해 패터닝됨으로써 소스 라인(59a)의 상부 절반, 소스 전극(59b)의 상부 절반, 드레인 전극(59c)의 상부 절반, 접속 금속층(59d) 및 영역 T용 금속층(59e)을 형성한다. 다음으로, 광투과 도전층은 소스 라인(59a), 소스 전극(59b)의 상부 절반, 드레인 전극(59c)의 상부 절반, 접속 금속층(59d) 및 금속층(59e)의 것과 동일한 패턴으로 패터닝된다. 따라서, 소스 라인의 하부 절반, 소스 전극(58b)의 하부 절반, 드레인 전극(58c)의 하부 절반, 및 투과 전극(58a)이 형성된다.As shown in FIG. 28A, the light transmitting conductive layer and the metal layer are sequentially formed. The metal layer is patterned by photolithography so that the upper half of the source line 59a, the upper half of the source electrode 59b, the upper half of the drain electrode 59c, the connecting metal layer 59d and the metal layer 59e for the region T are removed. Form. Next, the light transmissive conductive layer is patterned in the same pattern as that of the source line 59a, the upper half of the source electrode 59b, the upper half of the drain electrode 59c, the connecting metal layer 59d and the metal layer 59e. Thus, the lower half of the source line, the lower half of the source electrode 58b, the lower half of the drain electrode 58c, and the transmissive electrode 58a are formed.

상술된 것으로부터 알 수 있는 바와 같이, 소스 라인, 소스 전극 및 드레인 전극은 2층 구조를 가진다. 단선 또는 임의의 다른 오동작이 2개의 층들 중 하나에 발생하여도, 정상적인 신호가 다른 층을 통하여 보내지기 때문에, 정상적인 디스플레이가 구현된다.As can be seen from the above, the source line, the source electrode and the drain electrode have a two-layer structure. Even if a disconnection or any other malfunction occurs in one of the two layers, a normal display is implemented because a normal signal is sent through the other layers.

본 예에 있어서, 광투과 도전층은 ITO로 형성되고 금속층은 Ta-함유 재료로로 형성된다. 광투과 도전층은 금속층으로부터 연속적으로 에칭되거나 금속층용 마스크가 제거된 후, 별도의 마스크를 사용하여 에칭될 수 있다.In this example, the light transmissive conductive layer is formed of ITO and the metal layer is formed of Ta-containing material. The light transmissive conductive layer may be continuously etched from the metal layer or may be etched using a separate mask after the mask for the metal layer is removed.

다음으로, 소스 전극(59b/58b)과 드레인 전극(59c/58c)을 마스크로서 이용하여 에칭을 수행함으로써, 반도체 콘택층들(56a, 56b)이 형성된다. 따라서, TFT(57)가 완성된다.Next, by performing etching using the source electrodes 59b / 58b and the drain electrodes 59c / 58c as masks, the semiconductor contact layers 56a and 56b are formed. Thus, the TFT 57 is completed.

다음으로, 층간 절연층(60)이 형성된다. 콘택트 홀(63)이 형성되고 영역 T 내의 층간 절연층(60)의 일부가 포토리소그래피에 의해 제거된다. 동일 단계에서, 영역 R 내의 층간 절연층(60)의 표면은 파형으로 형성되어 입사광을 산란시킨다. 표면 상에는, Al층 또는 Al 함유 합금층이 형성된다. 층간 절연층(60)이 본 예에서 단일 유기 수지층으로 형성되지만, 복수 개의 다른 재료의 층들로 형성될 수 있다. 층간 절연층(60)의 표면은 파형일 필요는 없다.Next, the interlayer insulating layer 60 is formed. A contact hole 63 is formed and a part of the interlayer insulating layer 60 in the region T is removed by photolithography. In the same step, the surface of the interlayer insulating layer 60 in the region R is formed into a wave to scatter incident light. On the surface, an Al layer or an Al containing alloy layer is formed. Although the interlayer insulating layer 60 is formed of a single organic resin layer in this example, it may be formed of a plurality of layers of different materials. The surface of the interlayer insulating layer 60 need not be corrugated.

도 28b에 도시된 바와 같이, Al층 또는 Al 함유 합금층이 포토리소그래피에 의해 형성됨으로써, 반사 전극(61)이 형성된다.As shown in Fig. 28B, an Al layer or an Al-containing alloy layer is formed by photolithography, whereby a reflective electrode 61 is formed.

다음으로, 도 28c에 도시된 바와 같이, 영역 T 내의 층(59e)이 포토리소그래피에 의해 또는 반사 전극(61)을 마스크로서 사용한 에칭에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 제거된다. 대체적으로, 반사 전극(61)이 에칭에 의해 패터닝되어 형성되는 동안 층(59e)이 에칭될 수 있다.Next, as shown in FIG. 28C, the layer 59e in the region T is partially or wholly removed by photolithography or by etching using the reflective electrode 61 as a mask. Alternatively, layer 59e may be etched while reflective electrode 61 is patterned and formed by etching.

상술한 바와 같이, 본 예에서, Al으로 형성된 반사 전극(61)은 ITO로 형성된 투과 전극(58a)에 직접적으로 접속되지 않는다. 따라서, Al과 ITO 간의 전기부식은 LCD 장치가 완성된 후에 방지되기 때문에 전기부식에 의한 오동작이 방지되어 신뢰도가 향상된다. 제조 공정 동안에도, 반사 전극(61)이 패터닝에 의해 형성되는 동안 투과 전극(58a)이 에칭제에 노출되지 않기 때문에 전기부식이 방지된다. 더욱이, 화소 전극(투과 전극(58a))이 다른 라인들 및 전극들과 동일한 단계에서 형성되기 때문에, 제조 방법은 단순화된다.As described above, in this example, the reflective electrode 61 formed of Al is not directly connected to the transmissive electrode 58a formed of ITO. Therefore, since electrical corrosion between Al and ITO is prevented after the LCD device is completed, malfunction due to electrical corrosion is prevented and reliability is improved. Even during the manufacturing process, electrical corrosion is prevented because the transmissive electrode 58a is not exposed to the etchant while the reflective electrode 61 is formed by patterning. Moreover, since the pixel electrode (transmission electrode 58a) is formed at the same stage as the other lines and electrodes, the manufacturing method is simplified.

화소 전극[투과 전극(58a)]은 본 예에서는 소스 라인, 소스 전극 및 드레인 전극과 동일 단계에서 형성되지만, 게이트 라인 및 게이트 전극과 동일 단계에서 형성될 수도 있다. 투과 전극(58a) 대신에, 반사 전극이 다른 라인들 및 전극들과 동일 단계에서 형성될 수 있다.The pixel electrode (transmission electrode 58a) is formed in the same step as the source line, the source electrode and the drain electrode in this example, but may be formed in the same step as the gate line and the gate electrode. Instead of the transmissive electrode 58a, a reflective electrode can be formed in the same step as the other lines and electrodes.

(예 11)(Example 11)

본 발명에 따른 제11 예의 LCD 장치를 설명한다. 또한, 단자부의 구조 및 그 형성 방법을 설명한다.An LCD device of an eleventh example according to the present invention will be described. In addition, the structure of the terminal portion and a method of forming the same will be described.

투과 전극(58a)이 게이트 전극 및 게이트 라인과 동일한 층에 제공되는 점에서, 제11 예의 LCD 장치는 제6 내지 제10 예의 LCD 장치와는 다르다.The LCD device of the eleventh example is different from the LCD devices of the sixth to tenth examples in that the transmissive electrode 58a is provided on the same layer as the gate electrode and the gate line.

도 29a 내지 29c는 제11 예의 LCD 장치, 더 구체적으로 LCD 장치의 액티브 매트릭스 기판 및 단자부를 생산하기 위한 방법을 도시하는 단면도이다. 도 25에 대응하는 도 29a는 LCD 장치의 디스플레이부의 구조를 도시한다. 도 30은 제11 예의 LCD 장치의 평면도이다. 도 30의 선 29B-29B'에 따라 취한 LCD 장치의 단면도인 도 29b는 게이트 단자부의 단자 구조를 도시한다. 도 30의 선 29C-29C'에 따라 절취된 LCD 장치의 단면도인 도 29c는 소스 단자부의 단자 구조를 도시한다.29A to 29C are cross sectional views showing a method for producing an active matrix substrate and a terminal portion of an LCD device of an eleventh example, more specifically, an LCD device. FIG. 29A corresponding to FIG. 25 illustrates a structure of a display unit of the LCD device. 30 is a plan view of the LCD device of Example 11; Fig. 29B, which is a sectional view of the LCD device taken along the lines 29B-29B 'in Fig. 30, shows the terminal structure of the gate terminal portion. Fig. 29C, which is a sectional view of the LCD device cut along the lines 29C-29C 'in Fig. 30, shows the terminal structure of the source terminal portion.

도 29a에 도시된 바와 같이, TFT(57)는 절연판(51) 상에 제공된다. 투과 전극(58a)은 TFT(57) 및 게이트 라인(도시 생략)의 게이트 전극(52)과 동일한 층에 제공된다. 드레인 전극(59c)은 층간 절연층(60) 내의 콘택트 홀(63)을 통해 반사 전극(61)에 접속되며, 또한 게이트 절연층(54) 내에 형성된 콘택트 홀(63)을 통해 투과 전극(58a)에도 접속된다.As shown in FIG. 29A, the TFT 57 is provided on the insulating plate 51. The transmissive electrode 58a is provided on the same layer as the TFT 57 and the gate electrode 52 of the gate line (not shown). The drain electrode 59c is connected to the reflective electrode 61 through the contact hole 63 in the interlayer insulating layer 60, and is also transmitted through the contact hole 63 formed in the gate insulating layer 54. Is also connected.

이와 같은 구조에 따르면, 투과 전극(58a)이 형성된 후이지만, 반사 전극(61)이 투과 전극(58a)과 동일한 화소 영역에 완전히 형성되기 전에, 최소한의 투과 전극(58a)이 게이트 절연층(54)으로 덮인다. 그러므로, 전극(58a와 61)사이의 전위차에 기인한 전기부식의 발생이 방지된다.According to this structure, after the transmissive electrode 58a is formed, but before the reflective electrode 61 is completely formed in the same pixel region as the transmissive electrode 58a, the minimum transmissive electrode 58a is formed by the gate insulating layer 54. Covered with) Therefore, occurrence of electrical corrosion due to a potential difference between the electrodes 58a and 61 is prevented.

도 29b 및 29c에 도시된 게이트 및 소스 단자부들에서도, 투과 전극(58a)과 동일한 층에 형성되는 게이트 라인(70 및 53) 및 소스 라인(71)은 게이트 절연층(54) 및 층간 절연층(60)으로 덮인다. 따라서, 게이트 라인(70 및 53) 및 소스 라인(71)은 반사 전극(61)이 층간 절연층(60) 상에 완전히 형성될 때까지 절연층들로 덮인다. 이와 같이, 서로 다른 금속 재료로 형성된 게이트 라인(70, 53)/소스 라인(71)과 반사 전극(61) 사이의 전기부식이 방지된다.Also in the gate and source terminal portions shown in Figs. 29B and 29C, the gate lines 70 and 53 and the source line 71 formed on the same layer as the transmissive electrode 58a are the gate insulating layer 54 and the interlayer insulating layer ( 60). Thus, the gate lines 70 and 53 and the source line 71 are covered with insulating layers until the reflective electrode 61 is completely formed on the interlayer insulating layer 60. In this way, electrical corrosion between the gate lines 70 and 53 / source lines 71 formed of different metal materials and the reflective electrode 61 is prevented.

도 31a 내지 31e 및 도 32a 내지 32c를 참조하여, 제11 예에서 LCD 장치를 생산하기 위한 방법이 디스플레이부에 관련하여 설명된다.With reference to Figs. 31A to 31E and 32A to 32C, a method for producing an LCD device in the eleventh example is described in relation to the display portion.

도 31a에 도시된 바와 같이, 광투과 도전층이 절연판(51) 상에 형성되고 포토리소그래피에 의해 패터닝되어 투과 전극(58a)을 형성한다. 본 예에서, 절연판(51)은 유리로 만들어지며, 투과 전극(58a)은 ITO로 만들어 진다.As shown in FIG. 31A, a light transmissive conductive layer is formed on the insulating plate 51 and patterned by photolithography to form the transmissive electrode 58a. In this example, the insulating plate 51 is made of glass, and the transmissive electrode 58a is made of ITO.

다음으로, 게이트 전극(52) 및 게이트 라인(도시 생략)이 절연판(51) 상에 소정의 층을 형성하며 포토리소그래피에 의해 그 층을 패터닝함으로서 형성된다. 게이트 전극(52) 및 게이트 라인은 본 실시예에서는 Ta 함유 재료로 만들어지지만, 예를 들어 Al, Cr, Mo, W, Cu 또는 Ti 등과 같은 다른 도전성 재료로 형성될 수도 있다.Next, a gate electrode 52 and a gate line (not shown) are formed by forming a predetermined layer on the insulating plate 51 and patterning the layer by photolithography. The gate electrode 52 and the gate line are made of a Ta-containing material in this embodiment, but may be formed of another conductive material such as, for example, Al, Cr, Mo, W, Cu, or Ti.

게이트 전극(52) 및 게이트 라인은 투과 전극(58a)에 앞서 형성될 수도 있다.The gate electrode 52 and the gate line may be formed before the transmission electrode 58a.

다음으로, 도 31b에 도시된 바와 같이, SiNx의 게이트 절연층(54), a-Si의 반도체층(55), 및 반도체 접촉층들(56a 및 56b)을 위한 P-도핑된 n+-a-Si층이 CVD에 의해 순차적으로 형성된 다음, 포토리소그래피에 의해 패터닝된다.Next, as shown in FIG. 31B, P-doped n + − for the gate insulating layer 54 of SiN x , the semiconductor layer 55 of a-Si, and the semiconductor contact layers 56a and 56b. The a-Si layer is formed sequentially by CVD and then patterned by photolithography.

투과 전극(58a)과 이후에 형성될 드레인 전극(59c)을 전기적으로 상호 접속시키기 위하여, 콘택트 홀(63)이 게이트 절연층(54) 내에 형성된다. 게이트 및 소스 단자부들 내의 게이트 단자(도 29b)와 소스 단자(도 29c) 상의 게이트 절연층(54)은 동일한 단계에서 제거될 수 있다.In order to electrically interconnect the transmissive electrode 58a and the drain electrode 59c to be formed later, a contact hole 63 is formed in the gate insulating layer 54. The gate terminal (FIG. 29B) and the gate insulating layer 54 on the source terminal (FIG. 29C) in the gate and source terminal portions may be removed in the same step.

다음으로, 도 31c에 도시된 바와 같이, 도전층이 형성되고 포토리소그래피에 의해 패터닝되어 소스 라인(59a), 소소 전극(59b) 및 드레인 전극(59c)이 형성된다. 도전층은 본 실시예에서는 Cr 함유 재료로 만들어지지만, 예를 들어 Al, Mo, Ta, W, Cu 또는 Ti 등과 같은 다른 도전성 재료로 형성될 수도 있다.Next, as shown in FIG. 31C, a conductive layer is formed and patterned by photolithography to form a source line 59a, a source electrode 59b and a drain electrode 59c. The conductive layer is made of Cr-containing material in this embodiment, but may be formed of another conductive material such as, for example, Al, Mo, Ta, W, Cu, or Ti.

다음으로, 에칭이 소스 전극(59b) 및 드레인 전극(59c)을 사용하여 수행되어, 반도체 접촉층(56a 및 56b)을 형성한다. 이와 같이, TFT(57)가 완성된다.Next, etching is performed using the source electrode 59b and the drain electrode 59c to form the semiconductor contact layers 56a and 56b. In this way, the TFT 57 is completed.

도 31d에 도시된 바와 같이, 층간 절연층(60)이 형성되고, 콘택트 홀(63)이 포토리소그래피에 의해 층간 절연층(60) 내에 형성된다. 영역 T내의 층간 절연층(60) 일부는 본 단계에서 제거되지 않지만, 반사 전극(61)이 형성된 이후에 제거된다.As shown in FIG. 31D, an interlayer insulating layer 60 is formed, and a contact hole 63 is formed in the interlayer insulating layer 60 by photolithography. Part of the interlayer insulating layer 60 in the region T is not removed in this step, but is removed after the reflective electrode 61 is formed.

도 31e에 도시된 바와 같이, 층간 절연층(60)의 표면은 포토리소그래피에 의해 파형으로 형성된다.As shown in Fig. 31E, the surface of the interlayer insulating layer 60 is formed into a wave by photolithography.

층간 절연층(60)은 본 예에서는 단일의 유기 절연 재료층으로 형성되지만, 다른 재료의 복수 층으로 형성될 수도 있다. 층간 절연층(60)의 표면이 파형일 필요는 없다.The interlayer insulating layer 60 is formed of a single organic insulating material layer in this example, but may be formed of a plurality of layers of different materials. The surface of the interlayer insulating layer 60 need not be wavy.

다음으로, 도 32a에 도시된 바와 같이, 비교적 높은 반사율을 갖는 도전층이 층간 절연층(60)의 표면 상에 형성된다.Next, as shown in FIG. 32A, a conductive layer having a relatively high reflectance is formed on the surface of the interlayer insulating layer 60.

도 32b에 도시된 바와 같이, 도전층은 포토리소그래피에 의해 패터닝되어 반사 전극(61)을 형성한다. 반사 전극(61)은 적어도 영역 T 내에는 형성되지 않는다.As shown in FIG. 32B, the conductive layer is patterned by photolithography to form the reflective electrode 61. The reflective electrode 61 is not formed at least in the region T.

다음으로, 도 32c에 도시된 바와 같이, 영역 T내의 층간 절연층(60) 일부가 제거된다. 영역 T의 게이트 절연층(54)의 일부도 역시 제거된다. 층들이 바람직하지 않게 전압 강하를 일으켜서 액정 재료로의 충분한 전압을 방해할 수 있기 때문에, 절연층들(54 및 60) 모두는 영역 T에서 제거되는 것이 바람직하다. 특히, 상호 전기적으로 접속된 투과 전극(58a)과 반사 전극(61)에 의해 전압이 액정 재료양단에 인가되는 경우에, 영역 T내의 절연층들의 존재는 영역 T 및 영역 R 내의 액정 재료 양단에 인가된 전압들 간에 차이를 발생시켜 바람직하지 않게 된다.Next, as shown in FIG. 32C, a part of the interlayer insulating layer 60 in the region T is removed. Part of the gate insulating layer 54 in region T is also removed. It is desirable that both insulating layers 54 and 60 be removed in region T, since the layers may undesirably cause a voltage drop to interfere with sufficient voltage to the liquid crystal material. In particular, in the case where a voltage is applied across the liquid crystal material by the transmissive electrodes 58a and the reflective electrode 61 electrically connected to each other, the presence of the insulating layers in the region T is applied across the liquid crystal material in the region T and the region R. Differences between the set voltages become undesirable.

이와 같은 방식으로, 도 29a에 도시된 액정 매트릭스 기판이 완성된다.In this manner, the liquid crystal matrix substrate shown in FIG. 29A is completed.

배향층이 액티브 매트릭스 기판 상에 형성되며, 배향 처리가 필요시에 배향층에 대해 수행된다. 다음으로, 액티브 매트릭스 기판이 대향 전극과 결합된다. 액정 재료가 기판들 사이의 갭 내로 주입된다. 이와 같이, 제11 예의 LCD 장치가 완성된다.An alignment layer is formed on the active matrix substrate, and an alignment process is performed on the alignment layer when necessary. Next, the active matrix substrate is combined with the counter electrode. Liquid crystal material is injected into the gap between the substrates. Thus, the LCD device of the eleventh example is completed.

도 33a 내지 33f를 참조하여, 게이트 단자부를 형성하기 위한 방법이 설명된다. 게이트 단자부는 디스플레이부의 단계와 동일한 단계들에서 형성될 수 있다.33A to 33F, a method for forming a gate terminal portion is described. The gate terminal portion may be formed in the same steps as that of the display portion.

도 33a에 도시된 바와 같이, 게이트 라인의 하층(70) 역할을 하는 광투과 도전층이 절연판(51) 상에 형성된다. 동일한 단계에서, 투과 전극(58a)(도 31a)이 디스플레이부 내에 형성된다. 게이트 라인의 상층(53)은 하층(70) 상에 형성된다. 이와 같이, 게이트 라인의 하층(70) 및 상층(53)이 전기적으로 상호 접속된다(도 31a에 도시된 단계에 대응함).As shown in FIG. 33A, a light transmissive conductive layer serving as the lower layer 70 of the gate line is formed on the insulating plate 51. In the same step, the transmissive electrode 58a (FIG. 31A) is formed in the display portion. The upper layer 53 of the gate line is formed on the lower layer 70. As such, the lower layer 70 and the upper layer 53 of the gate line are electrically interconnected (corresponding to the step shown in FIG. 31A).

도 33b에 도시된 바와 같이, 게이트 절연층(54)이 게이트 라인 및 게이트 단자 상에 형성된다(도 31b에 도시된 단계에 대응함). 게이트 단자 상의 게이트 절연층(54) 일부는 본 단계에서 제거되지 않고, 다음에 제거된다.As shown in Fig. 33B, a gate insulating layer 54 is formed on the gate line and the gate terminal (corresponding to the step shown in Fig. 31B). Part of the gate insulating layer 54 on the gate terminal is not removed in this step, but is removed next.

이와같이, TFT(57)가 디스플레이부 내에 완성된다(도 31c).In this way, the TFT 57 is completed in the display portion (Fig. 31C).

도 33c에 도시된 바와 같이, 층간 절연층(60)이 게이트 절연층(54) 상에 형성된다(도 31d에 도시된 단계에 대응함).As shown in Fig. 33C, an interlayer insulating layer 60 is formed on the gate insulating layer 54 (corresponding to the step shown in Fig. 31D).

도 33d에 도시된 바와 같이, 반사 전극(61)에 사용된 도전층이 층간 절연층(60) 상에 형성된다(도 32a에 도시된 단계에 대응함).As shown in FIG. 33D, a conductive layer used for the reflective electrode 61 is formed on the interlayer insulating layer 60 (corresponding to the step shown in FIG. 32A).

도 33e에 도시된 바와 같이, 도전층이 패터닝되어 디스플레이부 내에 반사 전극(61)(도 32b)을 형성한다. 따라서, 게이트 단자부 내의 도전층 일부는 제거된다.As shown in Fig. 33E, the conductive layer is patterned to form the reflective electrode 61 (Fig. 32B) in the display portion. Thus, part of the conductive layer in the gate terminal portion is removed.

도 33f에 도시된 바와 같이, 게이트 단자 상에 있는 게이트 절연층(54)의 일부 및 층간 절연층(60)의 일부가 제거된다. 동일한 단계에서, 영역 T 내의 게이트 절연층(54) 및 층간 절연층(60)의 일부가 디스플레이부에서 제거된다(도 32c).As shown in FIG. 33F, a portion of the gate insulating layer 54 and a portion of the interlayer insulating layer 60 on the gate terminal are removed. In the same step, portions of the gate insulating layer 54 and the interlayer insulating layer 60 in the region T are removed from the display portion (Fig. 32C).

상술한 바와 같이, 디스플레이부뿐만 아니라 게이트 단자부 내에서, 반사 전극(61)의 형성이 완료될 때 까지, 단자 및 게이트 라인은 게이트 절연층(54) 및 층간 절연층(60)으로 덮인다. 따라서, 서로 다른 금속 재료들로 형성된 게이트 단자/게이트 라인과 반사 전극(61) 사이의 전기부식이 방지된다.As described above, not only the display portion but also the gate terminal portion, the terminal and the gate line are covered with the gate insulating layer 54 and the interlayer insulating layer 60 until the formation of the reflective electrode 61 is completed. Thus, electrical corrosion between the gate terminal / gate line formed of different metal materials and the reflective electrode 61 is prevented.

소스 단자부(도 29c)는 디스플레이부와 동일한 단계들에서 동일한 방식으로 형성된다. 이와 같이, 전기부식이 방지된다.The source terminal portion (Fig. 29C) is formed in the same manner in the same steps as the display portion. In this way, electrical corrosion is prevented.

디스플레이부 내에서, 게이트 전극(52) 및 게이트 라인들이 투과 전극(58a) 이전에 형성되는 경우에, 전기부식이 효과적으로 방지될 수 있다. 도 34a는 동일한 방식으로 형성된 게이트 단자부의 단면도를 도시하며, 도 34b는 동일한 방식으로 형성된 소스 단자부의 단면도를 도시한다. 게이트 라인 및 소스 모두는 게이트 또는 소스 재료 및 투과 재료로 형성된 2층 구조를 갖는다.In the display portion, in the case where the gate electrode 52 and the gate lines are formed before the transmission electrode 58a, electrical corrosion can be effectively prevented. 34A shows a cross-sectional view of the gate terminal portion formed in the same manner, and FIG. 34B shows a cross-sectional view of the source terminal portion formed in the same manner. Both the gate line and the source have a two layer structure formed of a gate or source material and a transmissive material.

또한, 상기 구조에서 게이트 및 소스 라인들은 반사 전극의 형성이 완료될 때 까지 적어도 게이트 절연층으로 덮인다. 따라서, 전기부식이 효과적으로 방지된다.In addition, the gate and source lines in the structure are covered with at least the gate insulating layer until the formation of the reflective electrode is completed. Thus, electrical corrosion is effectively prevented.

(예 12)(Example 12)

도 31c를 참조로 설명된 단계 이후, 도 35a 내지 35c에 도시된 단계들이 선택적으로 사용될 수 있다. 전기부식이 이와 같은 방법에 의해 효과적으로 방지된다.After the steps described with reference to FIG. 31C, the steps shown in FIGS. 35A-35C may optionally be used. Electrical corrosion is effectively prevented by this method.

도 35a에 도시된 바와 같이, 층간 절연층(60)이 형성된다. 콘택트 홀(63)이 포토리소그래피에 의해 층간 절연층(60) 내에 형성된다. 동일 단계에서, 영역 T 내의 층간 절연층(60) 일부가 제거된다. 층간 절연층(60)의 표면은 파형으로 형성된다.As shown in FIG. 35A, an interlayer insulating layer 60 is formed. Contact holes 63 are formed in the interlayer insulating layer 60 by photolithography. In the same step, part of the interlayer insulating layer 60 in the region T is removed. The surface of the interlayer insulating layer 60 is formed in a wave shape.

다음으로, 도 35b에 도시된 바와 같이, 도전층이 층간 절연층(60)의 표면 상에 형성된다.Next, as shown in FIG. 35B, a conductive layer is formed on the surface of the interlayer insulating layer 60.

도 35c에 도시된 바와 같이, 도전층이 영역 T 내의 그 일부를 제거하도록 패터닝되어 반사 전극(61)을 형성한다.As shown in FIG. 35C, the conductive layer is patterned to remove part of it in the region T to form the reflective electrode 61.

이와 같은 방법에 따르면, 반사 전극(61)의 형성이 완료될 때 까지, 투과 전극(58a)이 게이트 절연층(54)으로 덮인다. 따라서, 서로 다른 금속 재료들로 형성된 반사 전극(61)과 투과 전극(58a) 사이의 전기부식이 방지된다. 그러나, 투과 전극(58a)은 이 방법에서 단지 게이트 절연층(54)에 의해서만 덮인다. 따라서, 도 31a 내지 도 31e 및 도 32a 내지 도 32c를 참조하여, 설명한 방법은 전기부식을 방지하는 데 보다 효과적이다.According to this method, the transmission electrode 58a is covered with the gate insulating layer 54 until the formation of the reflective electrode 61 is completed. Thus, electrical corrosion between the reflective electrode 61 and the transmissive electrode 58a formed of different metal materials is prevented. However, the transmissive electrode 58a is covered only by the gate insulating layer 54 in this method. Thus, the method described with reference to FIGS. 31A-31E and 32A-32C is more effective in preventing electrical corrosion.

영역 T 내의 층간 절연층(60) 일부가 콘택트 홀(63)을 형성하는 것과 동일한 단계에서 제거되기 때문에, 도 31a 내지 31e 및 도 32a 내지 32c를 참조하여 상술한 방법에 비해 단계수가 감소된다.Since part of the interlayer insulating layer 60 in the region T is removed in the same step as forming the contact hole 63, the number of steps is reduced compared to the method described above with reference to Figs. 31A to 31E and 32A to 32C.

(예 13)(Example 13)

본 발명에 따른 투과형 및 반사형 LCD 장치에서 반사 영역과 투과 영역의 광학적 특성들을 일치시키기 위한 전극 구조가 설명된다. 반사 영역과 투과 영역의 광전 특성들(전압-명도 특성들)을 일치시기는 방법은 두가지가 있다. 첫번째 방법에 따르면, 반사 영역 내의 액정층의 두께는 투과 영역 내의 액정층의 두께로부터 변화된다. 다른 방법에 따르면, 서로 다른 레벨의 전압들이 반사 영역과 투과 영역 내의 액정층 양단에 인가된다.In the transmissive and reflective LCD device according to the present invention, an electrode structure for matching the optical characteristics of the reflective area and the transmissive area is described. There are two ways to match the photoelectric characteristics (voltage-brightness characteristics) of the reflective and transmissive regions. According to the first method, the thickness of the liquid crystal layer in the reflection area is changed from the thickness of the liquid crystal layer in the transmission area. According to another method, different levels of voltage are applied across the liquid crystal layer in the reflective and transmissive regions.

첫번째 방법은 도 36을 참조하여 설명된다. 도 36은 본 발명에 따른 LCD 장치의 한 화소 영역의 단면도를 개략적으로 도시한다. LCD 장치는 컬러 필터층과 투과 전극(대향 전극)을 포함하는 대향 기판, 반사 영역(90R)과 투과 영역(90T)을 포함하는 또 다른 기판, 및 두 기판 사이에 삽입된 액정층을 포함한다. 투과 전극은 액정층 부근에 제공되며, 컬러 필터층은 액정층에 대해 투과 전극 외부에 제공된다. 반사 영역(90R)과 투과 영역(90T)은 액정층 부근에 제공된다. 말할 필요도 없이, 컬러 필터는 제거될 수 있다.The first method is described with reference to FIG. 36 is a schematic sectional view of one pixel area of the LCD device according to the present invention; The LCD device includes an opposing substrate including a color filter layer and a transmission electrode (opposing electrode), another substrate including a reflection region 90R and a transmission region 90T, and a liquid crystal layer interposed between the two substrates. The transmission electrode is provided near the liquid crystal layer, and the color filter layer is provided outside the transmission electrode with respect to the liquid crystal layer. The reflective region 90R and the transmissive region 90T are provided near the liquid crystal layer. Needless to say, the color filter can be removed.

반사 영역(90R)은 투과 전극(78)(예를 들어 ITO), 반사층(79)(예를 들어 AL), 및 반사층(79)상에 제공된 투과 층간 절연층(80)(예를 들어 중합 수지)을 포함한다. 투과 영역(90T)은 투과 전극(78)을 포함한다. 반사 영역(90R) 내의 액정층의 두께 dr 및 투과 영역(90T) 내의 액정층의 두께 dt는 각 영역 내의 층간 절연층(80)의 두께를 변화시킴으로써 독립적으로 조절될 수 있다.The reflective region 90R is formed of the transmissive electrode 78 (e.g. ITO), the reflective layer 79 (e.g. AL), and the transmissive interlayer insulating layer 80 (e.g., polymeric resin) provided on the reflective layer 79. ). The transmissive region 90T includes a transmissive electrode 78. The thickness dr of the liquid crystal layer in the reflective region 90R and the thickness dt of the liquid crystal layer in the transmissive region 90T can be adjusted independently by changing the thickness of the interlayer insulating layer 80 in each region.

투과 영역에서 디스플레이하는데 사용된 광은 두께가 dt인 액정층을 통해 일단 투과되는 반면, 반사 영역에서 디스플레이하는데 사용된 광은 두께가 dr인 액정층을 통해 두번 투과된다. 반사 영역 내의 액정층에 의한 지연과 투과 영역 내의 액정층에 의한 지연을 일치시키기 위해, 두께 dt와 dr은 dt=2·dr인 관계가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 그러나, 반사 영역에서 디스플레이하기 위하여, 점선으로 된 화살표들에 의해 표시된 각도로 반사층(79) 에 입사된 광이 또한 사용된다. 그러므로, dt > 2·dr 인 관계가 더 바람직하다.The light used for displaying in the transmissive region is transmitted once through the liquid crystal layer having a thickness of dt, while the light used for displaying in the reflective region is transmitted twice through the liquid crystal layer having a thickness of dr. In order to match the delay caused by the liquid crystal layer in the reflective region with the delay caused by the liquid crystal layer in the transmissive region, the thicknesses dt and dr are preferably set to have a relationship of dt = 2 · dr. However, for display in the reflective area, light incident on the reflective layer 79 at the angle indicated by the dotted arrows is also used. Therefore, the relationship of dt> 2.dr is more preferable.

두번째 방법은 도 37a, 37b, 38a 및 38b를 참조하여 설명된다. 도 37a는 본 발명에 따른 LCD 장치의 한 화소 영역의 단면도이다. 도 37b는 도 37a에 도시된 LCD 장치의 광전 특성들을 도시하는 그래프이다.The second method is described with reference to FIGS. 37A, 37B, 38A and 38B. Fig. 37A is a sectional view of one pixel area of the LCD device according to the present invention. FIG. 37B is a graph showing the photoelectric characteristics of the LCD device shown in FIG. 37A.

도 37a에 도시된 바와 같이, LCD 장치는 투과 전극(대향 전극)을 포함하는 대향 기판, 반사 영역(90R)과 투과 영역(90T)을 포함하는 또 다른 기판, 및 그 두 기판 사이에 삽입된 액정층을 포함한다. 대향 전극은 액정층 부근에 제공되고, 반사 영역(90R) 및 투과 영역(90T)은 액정층의 부근에 제공된다.As shown in Fig. 37A, the LCD device includes an opposing substrate including a transmission electrode (opposing electrode), another substrate including a reflection region 90R and a transmission region 90T, and a liquid crystal inserted between the two substrates. Layer. The counter electrode is provided near the liquid crystal layer, and the reflective region 90R and the transmissive region 90T are provided near the liquid crystal layer.

반사 영역(90T)은 투과 전극(88)(예를 들어 ITO), 반사 전극(89)(예를 들어 AL), 및 투과층(88) 상에 제공된 투과 층간 절연층(100)(예를 들어 중합 섬유)을 포함한다. 반사 전극(89)의 두께가 액정층의 두께보다 얇기 때문에, 액정층의 두께는 반사 영역(90R)과 투과 영역(90T)에서 실질적으로 동일하다. 따라서, 액정층에 의한 지연은 반사 영역(90R)과 투과 영역(90T) 간에 차이가 있다. 그 결과, 반사 영역(90R)과 투과 영역(90T)에서의 광전 특성들은 도 37b에 도시된 바와 같이 다르다.Reflective region 90T is transparent electrode 88 (e.g. ITO), reflective electrode 89 (e.g. AL), and transmissive interlayer insulating layer 100 (e.g., provided on transmissive layer 88). Polymerized fibers). Since the thickness of the reflective electrode 89 is thinner than that of the liquid crystal layer, the thickness of the liquid crystal layer is substantially the same in the reflective region 90R and the transmissive region 90T. Therefore, the delay caused by the liquid crystal layer is different between the reflection region 90R and the transmission region 90T. As a result, the photoelectric characteristics in the reflecting region 90R and the transmitting region 90T are different as shown in FIG. 37B.

이와 같은 현상이 도 38a 및 38b을 참조하여 설명된다. 도 38a는 층간 절연층을 포함하지 않는다는 점에서 다른 도 37a에 도시된 LCD 장치와는 다른 LCD 장치의 한 화소 영역의 단면도를 개략적으로 도시한다. 도 38b는 도 38a에 도시된 LCD 장치의 광전 특성들을 도시하는 그래프이다. 도 38a에 도시된 LCD 장치에서, 액정층의 두께는 반사 영역(90R)과 투과 영역(90T)에서 실질적으로 동일하다. 동일한 레벨의 전압이 반사 영역(90R)과 투과 영역(90T) 내의 투과 전극(88a) 및 반사 전극(89a)에 의해 액정층 양단에 인가된다. 따라서, 액정층에 의한 지연은 반사 영역(90R)과 투과 영역(90T) 간에 크게 다르다. 그러므로, 광전 특성들은 반사 모드와 투과 모드에서 크게 다르다.This phenomenon is described with reference to FIGS. 38A and 38B. FIG. 38A schematically illustrates a cross-sectional view of one pixel region of an LCD device different from the LCD device shown in FIG. 37A in that it does not include an interlayer insulating layer. FIG. 38B is a graph showing the photoelectric characteristics of the LCD device shown in FIG. 38A. In the LCD device shown in Fig. 38A, the thickness of the liquid crystal layer is substantially the same in the reflection area 90R and the transmission area 90T. The same level of voltage is applied across the liquid crystal layer by the transmission electrode 88a and the reflection electrode 89a in the reflection region 90R and the transmission region 90T. Therefore, the delay caused by the liquid crystal layer is greatly different between the reflection region 90R and the transmission region 90T. Therefore, the photoelectric properties differ greatly in reflection mode and transmission mode.

대조적으로, 도 37a에 도시된 LCD 장치에서는, 층간 절연층(100)을 통해 투과 영역(90T) 내의 투과 전극(88)에 의해 액정층 양단에 전압이 인가된다. 층간 절연층(100)은 캐패시턴스를 분리한다. 동일한 레벨의 전압이 구동 회로(도시 생략)로부터 투과 전극(88) 및 반사 전극(89)으로 공급되더라도, 투과 영역(90T)에서 인가된 전압은 반사 영역(90R)에서 인가된 전압보다 작다. 따라서, 도 37b에 도시된 바와 같이, 투과 모드에서의 전압-명도 곡선은 보다 높은 전압, 즉 반사 모드에서 전압-명도 곡선에 더 근접하게 쉬프트된다. 이상으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 반사 모드와 투과 모드에서의 전압-명도 특성들은 층간 절연층(100)의 두께 및/또는 유전체 상수를 조절함으로써 서로 일치될 수 있다.In contrast, in the LCD device shown in FIG. 37A, a voltage is applied across the liquid crystal layer by the transmissive electrode 88 in the transmissive region 90T through the interlayer insulating layer 100. The interlayer insulating layer 100 separates capacitance. Although the same level of voltage is supplied from the driving circuit (not shown) to the transmission electrode 88 and the reflection electrode 89, the voltage applied in the transmission region 90T is smaller than the voltage applied in the reflection region 90R. Thus, as shown in Fig. 37B, the voltage-brightness curve in the transmission mode is shifted closer to the voltage-brightness curve in the higher voltage, i. As can be appreciated from the above, the voltage-brightness characteristics in the reflection mode and the transmission mode can be matched with each other by adjusting the thickness and / or the dielectric constant of the interlayer insulating layer 100.

투과 영역 및 반사 영역에서의 액정층의 두께가 조절되는 구조는 도 22에 도시된 전극 구조에도 적용될 수 있다.The structure in which the thickness of the liquid crystal layer is controlled in the transmission region and the reflection region may be applied to the electrode structure shown in FIG. 22.

따라서, 설명된 본 발명은 충분히 높은 콘트라스트를 갖는 만족할 만한 디스플레이를 제공하는 반사형 LCD 장치와 투과 및 반사형 LCD 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 효과를 가진다.Accordingly, the present invention described has the effect of providing a reflective LCD device, a transmissive and reflective LCD device, and a method of manufacturing the same, which provide a satisfactory display with sufficiently high contrast.

본 발명의 범위와 사상으로부터 벗어남이 없이 본 기술 분야의 숙련된 기술자에 의해 다양한 변경들이 용이하게 이루어질 수 있음은 자명하다. 따라서, 첨부된 청구항들에 의한 범위는 본 명세서에서의 설명에 의해 제한될 것이 아니라, 더 넓게 해석되도록 의도되었다.It is apparent that various changes can be made easily by those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the present invention. Accordingly, the scope of the appended claims is not to be limited by the description herein, but is to be construed broadly.

Claims (28)

액정 디스플레이 장치에 있어서,In the liquid crystal display device, 제1 기판;A first substrate; 제2 기판;A second substrate; 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 간에 삽입된 액정층;A liquid crystal layer interposed between the first substrate and the second substrate; 상기 액정층에 대해 반대측 상의, 상기 제1 기판의 표면 상에 제공되는 제1 편광 소자;A first polarizing element provided on a surface of said first substrate on the opposite side to said liquid crystal layer; 상기 액정층에 대해 반대측 상의, 상기 제2 기판의 표면 상에 제공되는 제2 편광 소자;A second polarizing element provided on the surface of the second substrate, on the side opposite to the liquid crystal layer; 상기 제1 편광 소자와 상기 액정층 간에 제공되는 제1 위상차 보상 소자; 및A first phase difference compensating element provided between the first polarizing element and the liquid crystal layer; And 상기 제2 편광 소자와 상기 액정층 간에 제공되는 제2 위상차 보상 소자A second phase difference compensation element provided between the second polarizing element and the liquid crystal layer 를 포함하되,Including but not limited to: 복수의 화소 영역들이 디스플레이를 위해 제공되고,A plurality of pixel regions are provided for display, 상기 제1 기판은 적어도 하나의 투과 전극을 포함하고, 상기 제2 기판은 상기 복수의 화소 영역들의 각각에 대응하여 반사 전극 영역과 투과 전극 영역을 포함하는 액정 디스플레이 장치.The first substrate includes at least one transmissive electrode, and the second substrate includes a reflective electrode region and a transmissive electrode region corresponding to each of the plurality of pixel regions. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수의 화소 영역들의 각각은 반사광을 이용하여 디스플레이를 수행하기 위한 반사 영역과, 투과광을 이용하여 디스플레이를 수행하기 위한 투과 영역을 가지며,Each of the plurality of pixel areas has a reflection area for performing display using reflected light and a transmission area for performing display using transmitted light, 상기 반사 전극 영역은 상기 반사 영역을 한정하고, 상기 투과 전극 영역은 상기 투과 영역을 한정하는 액정 디스플레이 장치.And the reflective electrode region defines the reflective region and the transmissive electrode region defines the transmissive region. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 액정층은 상기 액정층에서의 액정 분자들의 분자축이 상기 제1 및 제2 기판의 표면에 대해 실질적으로 수직일 때 제로(zero)의 지연을 가지며,The liquid crystal layer has a zero delay when the molecular axis of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer is substantially perpendicular to the surfaces of the first and second substrates, 상기 제1 위상차 보상 소자와 상기 제2 위상차 보상 소자는 각각 λ/4 조건을 만족하는 지연을 갖는 액정 디스플레이 장치.And the first retardation compensator and the second retardation compensator each have a delay satisfying the lambda / 4 condition. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 액정층은 상기 액정층에서의 액정 분자들의 분자축이 상기 제1 및 제2 기판의 표면에 대해 거의 수직일 때 α의 지연을 가지며,The liquid crystal layer has a delay of α when the molecular axis of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer is substantially perpendicular to the surfaces of the first and second substrates, 상기 제1 위상차 보상 소자는 λ/4-α 조건을 만족하는 지연을 갖는 액정 디스플레이 장치.And the first retardation compensating element has a delay that satisfies a λ / 4-α condition. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 액정층은 상기 액정층에서의 액정 분자들의 분자축이 상기 제1 및 제2 기판의 표면에 대해 거의 수직일 때 α의 지연을 가지며,The liquid crystal layer has a delay of α when the molecular axis of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer is substantially perpendicular to the surfaces of the first and second substrates, 상기 제1 위상차 보상 소자는 λ/4-α 조건을 만족하는 지연을 가지며, 상기 제2 위상차 보상 소자는 λ/4-(β-α) 조건을 만족하는 지연을 갖는 액정 디스플레이 장치.And the first retardation compensating element has a delay satisfying the lambda / 4-alpha condition, and the second retardation compensating element has a delay satisfying the lambda / 4-(β-α) condition. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 위상차 보상 소자와 상기 제2 위상차 보상 소자는 각각 λ/4 파장 판으로 형성되고,The first retardation compensator and the second retardation compensator are each formed of a λ / 4 wave plate. 상기 제1 편광 소자의 투과축과 상기 제1 위상차 보상 소자는 약 45도의 각도를 이루며,The transmission axis of the first polarization element and the first retardation compensator form an angle of about 45 degrees, 상기 제2 편광 소자의 투과축과 상기 제2 위상차 보상 소자는 약 45도의 각도를 이루는 액정 디스플레이 장치.And a transmission axis of the second polarizing element and the second phase difference compensating element form an angle of about 45 degrees. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제2 위상차 보상 소자는 λ/4 파장 판으로 형성되고,The second retardation compensator is formed of a λ / 4 wave plate, 상기 제2 위상차 보상 소자의 지상축(slower optic axis)은 상기 액정층을 통해 투과되는 타원형 편광의 장축 또는 단축중의 하나에 일치하며, 상기 타원형 편광을 선형 편광으로 변환하기 위해 제2 위상차 보상 소자에 입사하며,A slower optic axis of the second retardation compensator corresponds to one of the long axis or short axis of the elliptical polarization transmitted through the liquid crystal layer, and a second retardation compensator for converting the elliptical polarization into linear polarization. Joined, 상기 제2 편광 소자의 투과축은 상기 선형 편광의 편광축에 수직인 액정 디스플레이 장치.The transmission axis of the second polarizing element is perpendicular to the polarization axis of the linearly polarized light. 액정 디스플레이 장치에 있어서,In the liquid crystal display device, 투과 전극을 포함하는 제1 기판;A first substrate comprising a transmissive electrode; 반사 전극을 포함하는 제2 기판;A second substrate including a reflective electrode; 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 간에 삽입되고, 음 유전율 이방성을 나타내고 어떠한 전압도 인가되지 않을 때에는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 표면에 실질적으로 수직으로 배향되는 액정 분자를 포함하는 액정층;A liquid crystal layer interposed between the first substrate and the second substrate, the liquid crystal layer comprising negative dielectric anisotropy and oriented substantially perpendicular to the surface of the first substrate and the second substrate when no voltage is applied; ; 상기 액정층에 대해 반대측의, 상기 제1 기판의 표면 상에 제공되는 편광 소자; 및A polarizing element provided on a surface of said first substrate opposite to said liquid crystal layer; And 상기 편광 소자와 상기 액정층 간에 제공되는 λ/4 파장 판Λ / 4 wavelength plate provided between the polarizing element and the liquid crystal layer 을 포함하되,Including, 상기 λ/4 파장 판의 지상축(slower axis)과 상기 편광 소자의 투과축은 약 45도의 각도를 이루는 액정 디스플레이 장치.A slow axis of the λ / 4 wave plate and a transmission axis of the polarizing element form an angle of about 45 degrees. 제8항에 있어서, 상기 반사 전극과 상기 편광 소자 간에 위상차 보상 소자를 더 포함하는 액정 디스플레이 장치.The liquid crystal display device of claim 8, further comprising a phase difference compensating element between the reflective electrode and the polarizing element. 액정 디스플레이 장치에 있어서,In the liquid crystal display device, 제1 기판;A first substrate; 제2 기판;A second substrate; 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 간에 삽입되어, 음 유전율 이방성을 나타내며 어떠한 전압도 인가되지 않을 때에는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 표면에 대해 실질적으로 수직으로 배향되는 액정 분자를 포함하는 액정층;A liquid crystal interposed between the first substrate and the second substrate, the liquid crystal molecules being negative dielectric anisotropy and oriented substantially perpendicular to the surface of the first substrate and the second substrate when no voltage is applied; layer; 상기 액정층에 대해 반대측 상의, 상기 제1 기판의 표면 상에 제공되는 제1 편광 소자;A first polarizing element provided on a surface of said first substrate on the opposite side to said liquid crystal layer; 상기 액정층에 대해 반대측 상의, 상기 제2 기판의 표면 상에 제공되는 제2 편광 소자;A second polarizing element provided on the surface of the second substrate, on the side opposite to the liquid crystal layer; 상기 제1 편광 소자와 상기 액정층 간에 제공되는 제1 λ/4 파장 판; 및A first λ / 4 wave plate provided between the first polarizing element and the liquid crystal layer; And 상기 제2 편광 소자와 상기 액정층 간에 제공되는 제2 λ/4 파장 판A second λ / 4 wavelength plate provided between the second polarizing element and the liquid crystal layer 을 포함하되,Including, 복수의 화소 영역들이 디스플레이를 위해 제공되고,A plurality of pixel regions are provided for display, 상기 제1 기판은 적어도 하나의 투과 전극을 포함하고, 상기 제2 기판은 상기 복수의 화소 영역들의 각각에 대응하여 반사 전극 영역과 투과 전극 영역을 포함하며,The first substrate includes at least one transmissive electrode, the second substrate includes a reflective electrode region and a transmissive electrode region corresponding to each of the plurality of pixel regions, 상기 제1 λ/4 파장 판과 상기 제2 λ/4 파장 판의 지상축들은 동일한 방향에 있고, 상기 제1 편광 소자와 상기 제2 편광 소자의 투과축 각각과 약 45도의 각도를 이루는 액정 디스플레이 장치.The slow axes of the first λ / 4 wave plate and the second λ / 4 wave plate are in the same direction and form an angle of about 45 degrees with each of the transmission axes of the first and second polarization elements. Device. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 복수의 화소 영역들의 각각은 반사광을 이용하여 디스플레이를 수행하기 위한 반사 영역과, 투과광을 이용하여 디스플레이를 수행하기 위한 투과 영역을 가지며,Each of the plurality of pixel areas has a reflection area for performing display using reflected light and a transmission area for performing display using transmitted light, 상기 반사 전극 영역은 상기 반사 영역을 한정하고, 상기 투과 전극 영역은 상기 투과 영역을 한정하는 액정 디스플레이 장치.And the reflective electrode region defines the reflective region and the transmissive electrode region defines the transmissive region. 제10항에 있어서, 상기 제1 편광 소자와 상기 제2 편광 소자 간에 적어도 하나의 위상차 보상 소자를 더 포함하는 액정 디스플레이 장치.The liquid crystal display device of claim 10, further comprising at least one phase difference compensating element between the first polarizing element and the second polarizing element. 제10항에 있어서, 상기 액정층은 치럴 도펀트(chiral dopent)를 더 포함하는 액정 디스플레이 장치.The liquid crystal display device of claim 10, wherein the liquid crystal layer further comprises a chiral dopent. 제13항에 있어서, 상기 액정층은 약 90도 트위스트 배향을 갖는 액정 디스플레이 장치.The liquid crystal display device of claim 13, wherein the liquid crystal layer has a twist orientation of about 90 degrees. 제1항에 있어서, 상기 제1 편광 소자와 상기 제2 편광 소자는 상호 직교하는투과 축을 가지며,The method of claim 1, wherein the first polarizing element and the second polarizing element has a transmission axis perpendicular to each other, 상기 제1 위상차 보상 소자와 상기 제2 위상차 보상 소자는 상호 직교하는 지상축(slower axis)을 갖는 액정 디스플레이 장치.And the first retardation compensator and the second retardation compensator have a slower axis orthogonal to each other. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 위상차 보상 소자는 상기 제1 편광 소자로부터의 선형 편광을 원형 편광으로 변환하고,The first phase difference compensating element converts linearly polarized light from the first polarizing device into circularly polarized light, 상기 제2 위상차 보상 소자는 상기 제2 편광 소자로부터의 선형 편광을 원형 편광으로 변환하며,The second phase difference compensating element converts linearly polarized light from the second polarizing device into circularly polarized light, 상기 액정 디스플레이 장치는The liquid crystal display device 상기 제1 편광 소자와 상기 액정층 간에 제공되어, 상기 제1 위상차 보상 소자의 굴절율 이방성의 파장 의존성을 보상하기 위한 제3 위상차 보상 소자를 더 포함하는 액정 디스플레이 장치.And a third phase difference compensation element provided between the first polarizing element and the liquid crystal layer to compensate for wavelength dependence of refractive index anisotropy of the first phase difference compensation element. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 제3 위상차 보상 소자는 λ/2 파장 판이고,The third retardation compensator is a λ / 2 wavelength plate, 상기 제1 편광 소자의 투과축과 상기 제3 위상차 보상 소자의 지상축이 γ1의 각도를 이룰 때, 상기 제1 편광 소자의 투과축과 상기 제1 위상차 보상 소자의 지상축은 2γ1+45도의 각도를 이루는 액정 디스플레이 장치.When the transmission axis of the first polarization element and the slow axis of the third retardation compensator form an angle of γ1, the transmission axis of the first polarization element and the slow axis of the first retardation compensator have an angle of 2γ1 + 45 degrees. Liquid crystal display device. 제16항에 있어서, 상기 제2 편광 소자와 상기 액정층 간에 제공되어, 상기 제2 위상차 보상 소자의 굴절율 이방성의 파장 의존성을 보상하기 위한 제4 위상차 보상 소자를 더 포함하는 액정 디스플레이 장치.The liquid crystal display device of claim 16, further comprising a fourth phase difference compensation element provided between the second polarization element and the liquid crystal layer to compensate for wavelength dependence of refractive index anisotropy of the second phase difference compensation element. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 제4 위상차 보상 소자는 λ/2 파장 판이며,The fourth retardation compensator is a λ / 2 wavelength plate, 상기 제2 편광 소자의 투과축과 상기 제4 위상차 보상 소자의 지상축이 γ2의 각도를 이룰 때, 상기 제2 편광 소자의 투과축과 상기 제2 위상차 보상 소자의 지상축은 2γ2+45도의 각도를 이루는 액정 디스플레이 장치.When the transmission axis of the second polarization element and the slow axis of the fourth retardation compensator form an angle of γ 2, the transmission axis of the second polarization element and the slow axis of the second retardation compensator measure an angle of 2γ 2 +45 degrees. Liquid crystal display device. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 제1 편광 소자의 투과축이 상기 제2 편광 소자의 투과축에 수직이며,The transmission axis of the first polarization element is perpendicular to the transmission axis of the second polarization element, 상기 제1 위상차 보상 소자의 지상축이 상기 제2 위상차 보상 소자의 지상축에 수직이며,The slow axis of the first retardation compensator is perpendicular to the slow axis of the second retardation compensator, 상기 제3 위상차 보상 소자의 지상축이 상기 제4 위상차 보상 소자의 지상축에 수직인 액정 디스플레이 장치.And a slow axis of the third retardation compensator is perpendicular to a slow axis of the fourth retardation compensator. 액정 디스플레이 장치에 있어서,In the liquid crystal display device, 제1 기판;A first substrate; 제2 기판; 및A second substrate; And 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 간에 삽입된 액정층A liquid crystal layer interposed between the first substrate and the second substrate 을 포함하되,Including, 복수의 화소 영역들이 디스플레이를 위해 제공되며, 상기 복수의 화소 영역들의 각각은 반사광을 이용하여 디스플레이를 수행하기 위한 반사 영역과, 투과광을 이용하여 디스플레이를 수행하기 위한 투과 영역을 가지며,A plurality of pixel areas are provided for display, each of the plurality of pixel areas having a reflection area for performing display using reflected light and a transmission area for performing display using transmitted light, 상기 제1 기판은 상기 액정층 부근에 대향 전극을 포함하고,The first substrate includes a counter electrode in the vicinity of the liquid crystal layer, 상기 제2 기판은 상기 액정층 부근에 복수의 게이트 라인들, 상기 복수의 게이트 라인들에 수직인 복수의 소스 라인들, 상기 복수의 게이트 라인들과 상기 복수의 소스 라인들의 교차점 부근에 제공되는 복수의 스위칭 소자들, 고 광투과 효율을 갖는 제1 도전층, 및 고 광반사 효율을 갖는 제2 도전층을 포함하며,The second substrate may include a plurality of gate lines in the vicinity of the liquid crystal layer, a plurality of source lines perpendicular to the plurality of gate lines, and a plurality of gate lines provided near an intersection point of the plurality of gate lines and the plurality of source lines. Switching elements, a first conductive layer having a high light transmission efficiency, and a second conductive layer having a high light reflection efficiency, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층은 상호 접속된 상기 스위칭 소자들의 각각에 접속되어 상기 화소 영역들의 각각에 제공되는 액정 디스플레이 장치.And the first conductive layer and the second conductive layer are connected to each of the switching elements interconnected and provided in each of the pixel regions. 제21항에 있어서, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 간에 절연층을 더 포함하는 액정 디스플레이 장치.The liquid crystal display device of claim 21, further comprising an insulating layer between the first conductive layer and the second conductive layer. 제21항에 있어서, 상기 제2 기판은 제3 도전층을 더 포함하고,The method of claim 21, wherein the second substrate further comprises a third conductive layer, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층은 상기 제3 도전층을 통해 상호 접속되어 있는 액정 디스플레이 장치.And the first conductive layer and the second conductive layer are interconnected through the third conductive layer. 제23항에 있어서, 상기 제1 도전층, 상기 제2 도전층 및 상기 제3 도전층중의 하나는 상기 복수의 게이트 전극들 또는 상기 복수의 소스 전극들을 형성하는 재료들중의 하나와 동일한 재료로 형성되는 액정 디스플레이 장치.24. The method of claim 23, wherein one of the first conductive layer, the second conductive layer, and the third conductive layer is the same material as one of the materials forming the plurality of gate electrodes or the plurality of source electrodes. Liquid crystal display device formed with. 제22항에 있어서, 상기 절연층은 상기 제2 도전층 아래에 물결 모양의 표면을 갖는 액정 디스플레이 장치.The liquid crystal display device of claim 22, wherein the insulating layer has a wavy surface under the second conductive layer. 제1 기판;A first substrate; 제2 기판; 및A second substrate; And 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 간에 삽입되는 액정층을 포함하되, 복수의 화소 영역들이 디스플레이를 위해 제공되며,A liquid crystal layer interposed between the first substrate and the second substrate, wherein a plurality of pixel regions are provided for display; 상기 복수의 화소 영역들의 각각은 반사광을 이용하여 디스플레이를 수행하기 위한 반사 영역과, 투과광을 이용하여 디스플레이를 수행하기 위한 투과 영역을 가지며,Each of the plurality of pixel areas has a reflection area for performing display using reflected light and a transmission area for performing display using transmitted light, 상기 제1 기판은 상기 액정층 부근에 대향 전극을 포함하며,The first substrate includes a counter electrode in the vicinity of the liquid crystal layer, 상기 제2 기판은 상기 액정층 부근에 복수의 게이트 라인들, 상기 복수의 게이트 라인에 수직인 복수의 소스 라인들, 상기 복수의 게이트 라인들과 상기 복수의 소스 라인들의 교차점 부근에 제공되는 복수의 스위칭 소자들, 고 광투과 효율을 갖는 제1 도전층, 및 고 광반사 효율을 갖는 제2 도전층을 포함하며,The second substrate may include a plurality of gate lines in the vicinity of the liquid crystal layer, a plurality of source lines perpendicular to the plurality of gate lines, and a plurality of gate lines provided near an intersection point of the plurality of gate lines and the plurality of source lines. Switching elements, a first conductive layer having a high light transmission efficiency, and a second conductive layer having a high light reflection efficiency, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층은 상호 접속된 상기 스위칭 소자들의 각각에 접속되어 상기 화소 영역들의 각각에 제공되며,The first conductive layer and the second conductive layer are connected to each of the switching elements interconnected and provided in each of the pixel regions, 절연층이 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 간에 제공되는 액정 디스플레이 장치의 제조 방법에 있어서,In the manufacturing method of the liquid crystal display device provided with the insulating layer between the said 1st conductive layer and the said 2nd conductive layer, 판 위에 상기 제1 도전층을 형성하는 단계;Forming the first conductive layer on a plate; 적어도 상기 제1 도전층 위에 상기 절연층을 형성하는 단계;Forming the insulating layer on at least the first conductive layer; 상기 절연층 위에 상기 제2 도전층을 형성하는 단계; 및Forming the second conductive layer on the insulating layer; And 상기 제1 도전층 위에 형성된 상기 제2 도전층을 부분적으로 제거하는 단계Partially removing the second conductive layer formed on the first conductive layer 를 포함하는 액정 디스플레이 장치의 제조 방법.Method of manufacturing a liquid crystal display device comprising a. 제26항에 있어서,The method of claim 26, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층이 제3 도전층을 통해 상호 접속하도록, 적어도 상기 제1 도전층 상의 접속 영역 상에, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층을 접속하기 위한 제3 도전층을 형성하는 단계;A first device for connecting the first conductive layer and the second conductive layer on at least a connection region on the first conductive layer such that the first conductive layer and the second conductive layer are interconnected through a third conductive layer; Forming a conductive layer; 상기 절연층을 형성하는 단계; 및Forming the insulating layer; And 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층을 접속하기 위해 적어도 상기 접속 영역 상의 상기 절연층을 부분적으로 제거하는 단계Partially removing the insulating layer on the connection region at least for connecting the first conductive layer and the second conductive layer. 를 더 포함하는 액정 디스플레이 장치의 제조 방법.Method of manufacturing a liquid crystal display device further comprising. 제26항에 있어서, 상기 절연층을 부분적으로 제거하는 단계는 상기 제1 도전층의 영역 상의 상기 절연층을 제거하는 단계를 포함하는 액정 디스플레이 장치의 제조 방법.27. The method of claim 26, wherein partially removing the insulating layer comprises removing the insulating layer on a region of the first conductive layer.
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