KR100300414B1 - 반사형 액정표시소자 - Google Patents

Abstract

목적 : 본 발명은 액정셀의 외부에 배치되는 하부 편광판을 액정셀의 내부에 배치하여 두께를 줄일 수 있는 액정표시소자를 제공하는 것이 목적이다.

구성 : 액정표시소자는 평행하게 배치된 상부기판(32)과 하부기판(34)의 마주보는 두 내측면 각각에 전극(42)(48)을 패터닝하고 두 기판 사이로 액정(36)이 주입되어 액정셀(30)을 형성하며 상부기판(32)의 외측에 편광판(38)이 배치되고, 이 편광판(38)을 통과하는 입사광의 경로에 대해 직교되는 방향으로 웨이브진 금속재질의 편광반사판(46)이 하부기판(34) 위에 적층되고, 편광반사판(46) 위로 전극(48)이 패터닝되는 구조를 제안한다.

효과 : 액정셀의 내부에서 입사광이 되반사됨으로써 투과율이 향상되었고, 슬림화되어가는 최근 액정표시소자의 경향에 부합될 수 있고 화질이 뛰어난 액정표시소자를 얻게 되었다.

Description

반사형 액정표시소자{Reflection type liquid crystal display}

본 발명은 반사형 액정표시소자에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 슬림화되어가는 액정표시소자의 추세에 대응되는 반사형 액정표시소자에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이 액정표시소자는 저구동전압 및 저소비전력, 액정패널의 평탄성 등에 의해 디지털 속목시계, 페이져, 휴대폰 및 랩탑컴퓨터 등에 다양하게 적용됨과 아울러 벽걸이형 TV 등에 응용되고 있는 평판 디스플레이로, 배열방향의 변화에 따라 입사광의 반사특성이 변화되는 액정의 유전이방성에 의해 소망하는 문자나 영상을 구현한다.

이러한 액정표시소자에는 기판의 후면에 백라이트를 채용하여 빛을 국부적으로 투과시킴으로써 문자, 숫자 등을 표시하는 투과형(Transmissive Type)과, 반사판을 채용하여 전면의 기판으로 입사되는 광을 반사시키는 반사형(Reflective Type)이 있다.

여기서, 반사형으로 된 액정표시소자의 구조를 살펴보면 도 2에 도시한 바와 같이, 글라스로 제조된 상부기판(2)과 하부기판(4)은 평행하게 배치되고, 두 기판에 의해 형성된 공간으로 액정(6)이 주입된 후 밀봉됨으로써 액정셀(8)이 제조되어진다.

상기 상부기판(2)의 내측 하부면에는 데이터 신호를 발생시키는 세그먼트 전극(10)이 패터닝되고 이 상부기판(2)의 외측 상부면에는 입사광을 편광시켜 일축방향의 빛만 통과시키는 상부 편광판(12)이 배치되어진다.

그리고, 하부기판(4)에는 상술한 세그먼트 전극(10)과 마주보는 커먼전극(14)이 교차로 패터닝되어 공통 전류가 통전되도록 함으로써 세그먼트전극(10)과 함께 액정(6)을 구동시키게 되는 것이다.

상술한 세그먼트 전극(10)과 커먼전극(14)은 절연막(16)으로 보호되고 그 위에 배향막(18)이 도포되어진다.

이러한 액정셀(8)의 하부에는 하부 편광판(20)과 반사판(22)이 순차적으로 배치된다. 여기서 반사판(22)은 일반적으로 글라스나 아크릴로 된 기판 위에 금속박막(24)을 적층시킨 구조이다.

이렇게 구성된 반사형 액정표시소자는 평행하게 배치된 상부기판과 하부기판 외에도 반사판이 차지하는 두께가 액정표시소자를 두껍게 하여서 점차 슬림화되어가는 액정표시소자에 대응하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 입사광이 액정셀을 통과한 후 반사판에서 되반사되어 투사되기 때문에 투과율이 떨어져서 제품 성능에도 문제점으로 지적되고 있다.

이러한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 액정셀의 외부에 배치되는 하부 편광판을 액정셀의 내부에 배치하여 두께를 줄일 수 있는 액정표시소자를 제공하는 것이 목적이다.

이를 위하여, 본 발명의 액정표시소자는 평행하게 배치된 상부기판과 하부기판의 마주보는 두 내측면 각각에 전극을 패터닝하고 두 기판 사이로 액정이 주입되어 액정셀을 형성하며 상부기판의 외측에 편광판이 배치되고, 이 편광판을 통과하는 입사광의 경로에 대해 직교되는 방향으로 웨이브진 금속재질의 편광반사판이 하부기판 위에 적층되고, 편광반사판 위로 전극이 패터닝되는 구조를 제안한다.

여기서, 웨이브의 파장은 550nm 이하이다.

이러한 구조는 다음과 같은 제조방법에 의해서 만들어진다.

즉, 글라스로 된 하부기판의 위에 적층되는 금속박막의 표면을 홀로그래피 노광법으로 노광하여 웨이브진 그레이팅 패턴을 갖는 금속박막이 형성되도록 하는 것이다.

여기서, 홀로그래피 노광법은 레이져를 이용할 수 있다.

이에 따라, 상부 편광판과 직교되는 방향으로 그레이팅 패턴된 편광반사판은 입사광을 되반사시킴과 더불어 편광시키게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 반사형 액정표시소자의 구조를 도시한 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 반사형 액정표시소자의 편광반사판을 제조하는 방식을 도시한 도면,

도 3은 종래 공지된 액정표시소자의 구조를 도시한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30 : 액정셀32, 34 : 상부기판, 하부기판

36 : 액정38 : 편광판

40, 48 : 전극46 : 편광반사판

54 : 레이져 건56 : 반투과경

58 : 전반사경

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 반사형 액정표시소자의 구조를 단면도로 나타내고 있고, 도 2는 반사형 액정표시소자의 편광반사판을 제조하는 방식을 도시하고 있다.

도면 부호 30인 액정셀은 평행하게 배치된 상부기판(32)과 하부기판(34)에의해 제한되게 형성되는 공간으로 액정(36)을 주입하는 구조로 된다.

글라스로 제조되는 상부기판(32)의 외측 상면에는 입사광의 일축방향 파장만 편광시키는 편광판(38)이 배치되며, 상부기판(32)의 내측 하면에는 데이터 신호를 발생시키는 세그먼트 전극(40)이 패터닝되어지고, 그 위로 규소, 티타늄, 지르코늄의 산화물이 적절하게 혼합하여 된 절연막(42)과 폴리이미드로 된 배향막(44)이 적층된다.

그리고, 액정(36)과 인접한 하부기판(34)의 상면에는 본 발명의 특징에 따른 편광반사판(46)이 위치하는데, 이의 표면은 웨이브진 그레이팅(grating) 패턴으로 형성되며 금속으로 되어 입사된 광을 되반사시킬 수 있다. 여기서, 웨이브진 그레이팅 패턴의 파장은 550nm정도이다.

이러한 편광반사판(46)의 위로 커먼전극(48)이 패터닝되어지고 이 커먼전극(48)의 위로 절연막(50)과 배향막(52)이 순차적으로 적층된다.

이와 같은 구조에서 상기 편광반사판(46)은 다음과 같은 홀로그래피 노광법에 의해 제조되어진다.

즉, 레이져 건(54)에서 반투과경(56)으로 레이져를 조사하면 레이져 광의 일부는 투과되고 일부는 반사되어진다. 이 때, 투과된 레이져 광과 반사된 레이져 광은 각각 전반사경(58)에서 반사되어서 하부기판(34) 위에 적층된 금속박막의 표면을 향하게 되고 금속박막 위의 한 점에서 두 레이져 광이 모여지게 되는 것이다.

이러한 상태로 노광이 이루어지고 에칭이 행해지면 3차원적인 표면을 갖는 편광반사판(46)을 얻게 되는데, 특히 본 발명에서는 z방향으로만 골이 파이도록 하여 그레이팅 패턴이 웨이브지도록 하는 것이다.

여기서, 투사된 레이져 광과 입사된 레이져 광이 전반사경(58)에서 반사되어 한 점에서 모아질 때 두 레이져광의 이루는 각도(θ)에 따라 웨이브진 그레이팅 패턴의 파장값이 달라지게 된다.

이렇게 웨이브진 편광반사판은 상기 편광판(38)의 배열과 직교되도록 배치하여 편광효과를 극대화시킬 수 있고, 또한, 웨이브짐에 따라 입사광을 난반사시킬 수 있어 고휘도의 화상을 얻을 수 있다.

한편, 상술한 그레이팅 패턴은 레이져 광을 이용하여 노광시킨 후 에칭을 통해 편광반사판의 표면이 웨이브지도록 하였으나, 레이져 광으로 직접 에칭하여 웨이브진 편광반사판을 형성할 수 있음을 밝혀두는 바이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는 종래의 문제점을 실질적으로 해소하고 있다.

즉, 하부기판의 상면에서 편광과 반사를 동시에 할 수 있도록 금속재질로 되고 한 방향으로만 웨이브진 그레이팅 패턴을 가진 편광반사판이 적층됨으로써, 종래 액정셀의 외측 하부에 배치됐던 편광판과 반사판을 제거하여 두께를 얇게 할 수 있었다.

또한, 액정셀의 내부에서 입사광이 되반사됨으로써 투과율이 향상되었다.

따라서, 슬림화되어가는 최근 액정표시소자의 경향에 부합될 수 있고 화질이뛰어난 액정표시소자를 얻게 되었다.

Claims (2)

1. 평행하게 배치된 상부기판과 하부기판의 마주보는 두 내측면 각각에 전극을 패터닝하고 두 기판 사이로 액정이 주입되어 액정셀을 형성하고 상기 상부기판의 외측에 편광판이 배치되는 액정표시소자에 있어서,

   상기 편광판(38)을 통과하는 입사광의 경로에 대해 직교되는 방향으로 웨이브진 그레이팅 패턴의 금속재질의 편광반사판(46)이 상기 하부기판(34) 위에 적층되고, 편광반사판(46) 위로 상기 전극(48)이 패터닝되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이브진 그레이팅 패턴의 파장은 550nm 이하인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.