KR100346099B1 - 반사형 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소정각도의 입사되는 광이 통과되면서 수직방향으로 진행방향을 바뀌는 특성을 갖는 HLC필름(Holographic Light Control film)을 적용함으로써 시차 발생을 억제할 수 있는 반사형 액정표시장치 및 고효율을 갖는 투과형/반사형 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 반사형 액정표시장치는 반사형 액정표시장치에 있어서, 소정각도로 입사되는 광이 통과되면서 수직인 방향으로 진행경로가 변환되도록 최상부에 형성되는 HLC필름과, 상기 HLC필름의 하부에 형성되어 상기 HLC필름을 통과해서 진행경로가 변환된 광의 편광특성을 변환시키기 위한 상부편광판과, 상기 상부편광판의 하부에 형성되어 상기 상부편광판을 거치면서 편광된 광이 경유되면서 특정파장을 갖도록 하는 컬러필터층이 형성된 상부기판과, 상기 상부기판의 하부에 형성되어 상기 특정파장을 갖는 광의 편광방향을 인가된 전압에 따라 변화시키기 위한 액정층과, 상기 액정층의 하부에 형성되어 상기 액정층을 거치면서 편광방향이 변환된 광의 투과량을 조절하는 박막 트랜지스터가 형성된 하부기판과, 상기 하부기판의 하부에 형성되어 상기 투과량이 조절된 광의 편광 방향을 선택시키기 위한 하부편광판과, 상기 하부편광판의 하부에 위치되며, 광이 반사되는 반사판을 구비한 것이 특징이다.
본 발명의 투과형/반사형 액정표시장치는 소정각도로 입사되는 광이 통과되면서 수직인 방향으로 진행경로가 변환되도록 최상부에 형성되는 HLC필름과, 상기 HLC필름의 하부에 형성되어 상기 HLC필름을 통과해서 진행경로가 변환된 광의 편광특성을 변환시키기 위한 상부편광판과, 상기 상부편광판의 하부에 형성되어 상기 상부편광판을 거치면서 편광된 광이 경유되면서 특정파장을 갖도록 하는 컬러필터층이 형성된 상부기판과, 상기 상부기판의 하부에 형성되어 상기 특정파장을 갖는 광의 편광방향을 인가된 전압에 따라 변화시키기 위한 액정층과, 상기 액정층의 하부에 형성되어 상기 액정층을 거치면서 편광방향이 변환된 광의 투과량을 조절하는 박막 트랜지스터가 형성된 하부기판과, 상기 하부기판의 하부에 형성되어 상기 투과량이 조절된 광의 일부 만을 통과시키고 다른 성분을 반사시키어 광특성을 변환시키기 위한 반투과형 편광판과, 상기 반투과형 편광판의 하부에 위치되며, 광 발생 및 공급시키기 위한 백라이트유닛을 구비한 것이 특징이다.
따라서, 본 발명에서는 HLC필름을 반사형 액정표시장치에 적용함에 따라, 소정각도로 입사되는 입사각을 0。인 수직방향으로 진행방향을 바꾸어 줌으로써 시차를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에서는 HLC필름 및 반투과형 편광판을 투과형/반사형 액정표시장치에 적용함에 따라, 반사율과 투과율의 저하를 최소화할 수 있고, 또한, 반사전극 형성 등의 추가 공정이 불필요하여 공정이 단순해진 잇점이 있다.

Description

반사형 액정표시장치{Liquid Crystal Display}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히, 소정각도의 입사되는 광이 통과되면서 수직인 방향으로 진행방향이 바뀌는 특성을 갖는 HLC필름(Holographic Light Control film)을 이용함으로써 시차 발생을 억제할 수 있는 반사형 액정표시장치 및 고효율을 갖는 투과형/반사형 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 표시면을 직접 볼 수 있도록 한 손목시계, 전탁으로 시작되는 퍼스널용 소·중 표시용량 디스플레이로부터 실용화되어 게임기, 가전기기, 계측기 등의 제조에 이용되고, 더 나아가 고도정보화 사회에 대응가능한 대면적·대표시용량의 각종 OA기기나 뉴미디어기기 등에 적용되고 있다.
액정표시장치는 얼마 간이라도 광원이 필요한 광변조형 디바이스이며, 주위광을 이용하는 반사형과, 뒷면에 형광램프 등의 광원을 갖춘 투과형과, 반사형과 투과형의 겸용으로 반사판이 반투과성인 반투과형으로 나눌 수 있다.
반사형은 고반사금속이 이용되는 광반사판이 액정표시장치를 구성하는 하부기판의 하부에 부착되어 있으며, 액정표시장치의 전면으로부터의 입사광을 반사시켜 표시에 이용하고 있다. 이 반사형은 비발광형이라는 점에서 액정표시장치의 저소비전력성을 특히 활용할 수 있으므로 널리 채용되고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 제 1실시예로, 반사형 액정표시장치의 단면도이다.
종래의 제 1실시예는 도 1과 같이, 입사되는 광(입사광:a)의 편광특성을 변환시키기 위한 상부편광판(112)과, 상부편광판(112)을 거치면서 편광된 광이 경유되면서 R(Red), G(Green), B(Blue) 중 어느 특정파장을 갖도록 하는 컬러필터층(미도시)을 갖는 상부기판(110)과, 특정파장을 갖는 광의 편광방향을 인가된 전압에 따라 변화시키기 위한 액정층(108)과, 편광방향이 변환된 광의 투과량을 조절하는 박막 트랜지스터(미도시)가 형성된 하부기판(106)과, 하부기판(106)을 거친 광의 편광 방향을 선택시키기 위한 하부편광판(102)과, 광을 반사하기 위한 반사판(104)으로 이루어진다.
상기와 같이 구성된 종래의 제 1실시예에서는 먼저, 광(입사광:a)이상부편광판(112)을 거치면서 선편광된다.
선편광된 광은 상부기판(110)의 컬러필터층(미도시)을 경유하면서 R(Red), G(Green), B(Blue) 중 어느 특정파장을 가지게 된다.
상기 특정파장을 갖는 광은 액정층(108) 및 하부기판(106)의 투명전극(미도시)에 각각 통과되면서 편광방향이 변화된다.
편광방향이 바뀐 광은 하부편광판(102)에 투과되어 반사판(104)을 통해 상기에서 거친 광의 진행경로와는 역순으로 진행된다. 즉, 반사판(104)에 의해 반사된 광은 하부편광판(102)→ 하부기판(106)의 투명전극→ 액정층(108)→상부기판(110)의 컬러필터층→상부편광판(112)을 거치면서 이미지가 이루어진다.
여기에서, 상부편광판(112)과 하부편광판(102)의 편광특성은 서로 직교하게 된다.
그러나, 종래의 제 1실시예에서는 주변광을 반사시키어 디스플레이하기 때문에 필요한 정보를 담고있는 빛의 방향(c, d)과 디스플레이 표면에서의 표면반사(glare)(b)의 방향이 같아 사용자가 실제로 가장 밝으며, 높은 콘트라스트의 정보를 볼 수 없게 된다.
또한, 입사각(a)이 액정층을 통과하면서 반사판에 의해 (c) 또는 (d)와 같이 반사되는 데, 액정층에 비해 상당히 두꺼운 하부기판의 두께만큼의 경로차에 의한 이미지 시차(parallax)가 발생된 문제점이 있었다.
따라서, 상기 문제점을 갖고 있는 종래의 반사형 액정표시장치의 단점을 보완하기 위해 하기와 같은 반사형과 투과형의 겸용인 투과형/반사형 액정표시장치가 제시되었다.
도 2는 종래기술에 따른 제 2실시예로, 투과형/반사형 액정표시장치의 단면도이다.
종래의 제 2실시예는 도 2와 같이, 입사되는 광(입사광:a)의 편광특성을 변환시키기 위한 상부편광판(212)과, 상부편광판(212)을 거치면서 편광된 광이 경유되면서 R, G, B 중 어느 특정파장을 갖도록 하는 컬러필터층(미도시)가 형성된 상부기판(210)과, 특정파장을 갖는 광의 편광방향을 인가된 전압에 따라 변화시키기 위한 액정층(208)과, ITO(Indium Tin Oxide) 성분인 투명전극(m)과 알루미늄 등의 반사전극(ℓ)이 소정 간격으로 형성되며, 편광방향이 변환된 광이 투명전극(m)에 의해 선택적으로 투과되는 반투과반사판(204a)와, 선택적으로 투과된 광의 투과량을 조절하는 박막 트랜지스터(미도시)가 형성된 하부기판(206)과, 하부기판(206)을 거친 광의 편광방향을 선택시키기 위한 하부편광판(202)과, 하부편광판(202) 하부에 위치되며, 광을 생성 및 균일하게 공급시키기 위한 백라이트유닛(back light unit)(200)를 포함하여 이루어진다.
상기 구성된 종래의 제 2실시예에서는 투과형으로 동작하는 경우, 먼저, 광(입사광:a)이 상부편광판(212)을 거치면서 선편광된다.
그리고 선편광된 광은 상부기판(210)의 컬러필터층(미도시)을 경유하면서 R, G, B 중 어느 특정파장을 가지게 된다.
이어서, 상기 특정파장을 갖는 광은 액정층(208)을 거치면서 회전되어 좌원편과 또는 우원편광으로 변환되고, 반투과반사판(204a)의 알루미늄 등의 금속패턴인 반사전극(ℓ)에 의해 반사된다.
반사된 광은 상기에서 거친 광의 진행경로와는 역순으로 진행된다. 즉, 반투과반사판(204a)의 반사전극(ℓ)에 의해 반사된 광은 액정층(208)→상부기판(210)의 컬러필터층→상부편광판(212)을 거치면서 이미지가 이루어진다.
상기에서 언급된 종래의 제 2실시예인 반사형/투과형 액정표시장치에서는 액정표시장치 표면으로 θ각도로 입사되는 입사광(a)이 표면에서 반사되거나 액정층(208)을 거쳐 반투과반사판(204a)의 반사전극(ℓ)에 반사되어 도 2에서와 같이, (e)처럼 여전히 표면반사와 같은 방향으로 이미지가 형성된다.
또한, 종래의 제 2실시예에서는 반투과반사판에 반사전극과 투명전극이 소정간격으로 형성됨에 따라, 투명전극을 제조하기 위한 별도의 공정이 추가되고, 반사형 또는 투과형 전용에 비해 반사율과 투과율이 각각 저하된 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해결하고자, 본 발명의 목적은 반사형 액정표시장치 구조에서 발생되는 시차문제를 해결할 수 있는 반사형 액정표시장치를 제공하려는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 반사형 액정표시장치 구조에서 발생되는 시차문제를 해결할 수 있는 투과형 반사형 액정표시장치를 제공하려는 것이다.
상기 목적들을 달성하고자, 본 발명의 반사형 액정표시장치는 반사형 액정표시장치에 있어서, 소정각도로 입사되는 광이 통과되면서 수직인 방향으로 진행경로가 변환되도록 최상부에 형성되는 HLC필름과, 상기 HLC필름의 하부에 형성되어 상기 HLC필름을 통과해서 진행경로가 변환된 광의 편광특성을 변환시키기 위한 상부편광판과, 상기 상부편광판의 하부에 형성되어 상기 상부편광판을 거치면서 편광된 광이 경유되면서 특정파장을 갖도록 하는 컬러필터층이 형성된 상부기판과, 상기 상부기판의 하부에 형성되어 상기 특정파장을 갖는 광의 편광방향을 인가된 전압에 따라 변화시키기 위한 액정층과, 상기 액정층의 하부에 형성되어 상기 액정층을 거치면서 편광방향이 변환된 광의 투과량을 조절하는 박막 트랜지스터가 형성된 하부기판과, 상기 하부기판의 하부에 형성되어 상기 투과량이 조절된 광의 편광 방향을 선택시키기 위한 하부편광판과, 상기 하부편광판의 하부에 위치되며, 광이 반사되는 반사판을 구비한 것이 특징이다.본 발명의 투과형/반사형 액정표시장치는 소정각도로 입사되는 광이 통과되면서 수직인 방향으로 진행경로가 변환되도록 최상부에 형성되는 HLC필름과, 상기 HLC필름의 하부에 형성되어 상기 HLC필름을 통과해서 진행경로가 변환된 광의 편광특성을 변환시키기 위한 상부편광판과, 상기 상부편광판의 하부에 형성되어 상기 상부편광판을 거치면서 편광된 광이 경유되면서 특정파장을 갖도록 하는 컬러필터층이 형성된 상부기판과, 상기 상부기판의 하부에 형성되어 상기 특정파장을 갖는 광의 편광방향을 인가된 전압에 따라 변화시키기 위한 액정층과, 상기 액정층의 하부에 형성되어 상기 액정층을 거치면서 편광방향이 변환된 광의 투과량을 조절하는 박막 트랜지스터가 형성된 하부기판과, 상기 하부기판의 하부에 형성되어 상기 투과량이 조절된 광의 일부 만을 통과시키고 다른 성분을 반사시키어 광특성을 변환시키기 위한 반투과형 편광판과, 상기 반투과형 편광판의 하부에 위치되며, 광 발생 및 공급시키기 위한 백라이트유닛을 구비한 것이 특징이다.
도 1은 종래기술에 따른 제 1실시예로, 반사형 액정표시장치의 단면도이고,
도 2는 종래기술에 따른 제 2실시예로, 투과형/반사형 액정표시장치의 단면도이고,
도 3은 본 발명에 적용된 HLC필름에 소정각도로 입사된 광이 통과되면서 수직으로 진행방향이 바뀐 것을 보인 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 제 1실시예로, HLC필름이 적용된 반사형 액정표시장치의 단면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 제 2실시예로, HLC필름이 적용된 투과형/반사형 액정표시장치의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하겠다.
도 3은 본 발명에 적용한 HLC필름에 소정각도로 입사된 광이 통과되면서 수직으로 진행방향이 바뀌는 것을 보이기 위한 도면이다.
도 3과 같이, HLC필름(320)은 입사광(a)이 Θ각도로 입사되어 통과되면서 0도인 수직방향(f)으로 광의 진행경로가 바뀌게 되는 특성을 갖는다.
따라서, 본 발명에서는 이러한 HLC필름의 특성을 반사형 또는 투과형/반사형 액정표시장치에 적용한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 제 1실시예로, HLC필름이 적용된 반사형 액정표시장치의 단면도이다.
본 발명의 제 1실시예는 도 4와 같이, 소정각도(Θ)로 비스듬히 입사되는 광(입사광:a)이 통과되면서 수직인 방향으로 진행경로가 변환되는 HLC필름(420)와, 수직으로 진행경로가 변환된 광의 편광특성을 변환시키기 위한 상부편광판(412)과, 상부편광판(412)을 거치면서 편광된 광이 경유되면서 R, G, B 중 어느 특정파장을 갖도록 하는 컬러필터층(미도시)이 형성된 상부기판(410)과, 특정파장을 갖는 광의 편광방향을 인가된 전압에 따라 변화시키기 위한 액정층(408)과, 편광방향이 변환된 광의 투과량을 조절하는 박막 트랜지스터(미도시)가 형성된 하부기판(406)과, 하부기판(406)을 거친 광의 편광 방향을 선택시키기 위한 하부편광판(402)과, 하부편광판(402) 하부에 위치되며, 광이 반사되는 반사판(404)을 포함하여 이루어진다.
상기 구성을 갖는 본 발명에 따른 제 1실시예에서는 먼저, 입사광(a)이 HLC필름(420)을 경유하면서 수직방향으로 진행경로가 바뀌게 되고, 상부편광판(412)을 통해 선편광된다.
선편광된 광은 상부기판(410)의 컬러필터층에 통과되면서 각각의 컬러필터에 해당되는 색의 파장을 갖는다.
이어서, 상부기판(410)을 거치면서 소정의 색으로 구현된 광은 액정층(408)을 거치면서 그 선편광의 방향이 90도 회전하게 된다.
편광방향이 바뀐 원편광은 하부기판(406)을 경유하여 하부편광판(402) 및 반사판(404)을 거쳐 앞에서 언급된 광의 진행경로와는 역순으로 진행된다.
즉, 반사판(404)에 의해 반사된 광은 하부편광판(402)→ 하부기판(406)의 투명전극→ 액정층(408)→상부기판(410)의 컬러필터층→상부편광판(412)→HLC필름(420)을 거치면서 이미지가 이루어진다.
따라서, 본 발명에 따른 제 1실시예에서는 비스듬히 입사된 광(a)이 HLC필름(420)에 통과되면서 수직인 방향으로 진행경로가 바뀌게 되므로, 비스듬히 진행되는 광의 경로차에 의한 시차문제와 디스플레이 표면에서 반사광(glare)에 의해 디스플레이의 성능이 저하되는 것을 막을 수 있다.
도 5 본 발명에 따른 제 2실시예로, HLC필름이 적용된 투과형/반사형 액정표시장치의 단면도이다.
본 발명의 제 2실시예는 도 5와 같이, 소정각도(Θ)로 입사되는 광(입사광:a)이 통과되면서 수직인 방향으로 진행경로가 변환되는 HLC필름(520)와, 수직으로 진행경로가 변환된 광의 편광특성을 변환시키기 위한 상부편광판(512)과, 상부편광판(512)을 거치면서 편광된 광이 경유되면서 R, G, B 중 어느 특정파장을 갖도록 하는 컬러필터층(미도시)가 형성된 상부기판(510)과, 특정파장을 갖는 광의 편광방향을 인가된 전압에 따라 변화시키기 위한 액정층(508)과, 편광방향이 변환된 광의 투과량을 조절하는 박막 트랜지스터(미도시)가 형성된 하부기판(506)과, 투과량이 조절된 광의 일부 만을 통과시키고 다른 성분을 반사시키어 광특성을 변환시키기 위한 반투과형 편광판(reflective polarizer)(502)과, 반투과형 편광판(502) 하부에 위치되며, 광을 발생시키고 발생된 광을 균일하게 공급시키기 위한 백라이트유닛(500)으로 구성된다.
상기 구성된 본 발명에 따른 제 2실시예에서는 투과형으로 동작하는 경우, 백라이트 유닛(500)으로부터 공급된 광이 반투과형 편광판(502)을 거쳐 하부기판(506) 및 액정층(508)에 투과되면서 편광방향이 90도 회전하게 된다.
편광방향이 바뀐 광은 상부기판(510)을 경유하면서 컬러필터층(미도시)의 각각의 칼라 필터에 해당하는 색의 파장을 가지게 된다.
그리고 상부기판(510)을 거치면서 소정의 색으로 구현된 광은 상부편광판(512)으로 진행되며, 이 상부편광판(512)은 액정에 의해 편광방향이 회전되어 변환된 광만을 투과시킨다.
본 발명에 따른 제 2실시예에서는 반사형으로 동작하는 경우, 입사광(a)이 HLC필름(520)을 경유하면서 수직방향으로 진행경로가 바뀌게 되고, 상부편광판(512)을 통해 선편광된다.
선편광된 광은 상부기판(510)의 컬러필터층에 통과되면서 각각의 컬러필터에 해당되는 색의 파장을 갖으며, 액정층(508)을 거치면서 선편광의 방향이 90도 회전하게 된다.
편광방향이 바뀐 원편광은 하부기판(506)을 경유하여 반투과형 편광판(502) 을 거쳐 앞에서 언급된 광의 진행경로와는 역순으로 진행된다.
반투과형 편광판(502)은 통상적으로 사용되는 부편광판과 반사판 역할을 한다.
따라서, 본 발명에 따른 제 2실시예에서는 HLC필름 및 하부편광판 및 반사판 대신 반투과형 편광판을 투과형/반사형에 적용함에 따라, 반사율과 투과율의 저하가 최소화된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 HLC필름을 반사형 액정표시장치에 적용함에 따라, 소정각도로 입사되는 입사각을 0。인 수직방향으로 바꾸어 줌으로써 시차를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에서는 HLC필름을 투과형/반사형 액정표시장치에 적용함에 따라, 반사율과 투과율의 저하를 최소화할 수 있고, 또한, 반사전극 형성 등의 추가 공정이 불필요함에 따라 공정이 단순해진 잇점이 있다.

Claims (2)

  1. 반사형 액정표시장치에 있어서,
    소정각도로 입사되는 광이 통과되면서 수직인 방향으로 진행경로가 변환되도록 최상부에 형성되는 HLC필름과,
    상기 HLC필름의 하부에 형성되어 상기 HLC필름을 통과해서 진행경로가 변환된 광의 편광특성을 변환시키기 위한 상부편광판과,
    상기 상부편광판의 하부에 형성되어 상기 상부편광판을 거치면서 편광된 광이 경유되면서 특정파장을 갖도록 하는 컬러필터층이 형성된 상부기판과,
    상기 상부기판의 하부에 형성되어 상기 특정파장을 갖는 광의 편광방향을 인가된 전압에 따라 변화시키기 위한 액정층과,
    상기 액정층의 하부에 형성되어 상기 액정층을 거치면서 편광방향이 변환된 광의 투과량을 조절하는 박막 트랜지스터가 형성된 하부기판과,
    상기 하부기판의 하부에 형성되어 상기 투과량이 조절된 광의 편광 방향을 선택시키기 위한 하부편광판과,
    상기 하부편광판의 하부에 위치되며, 광이 반사되는 반사판을 구비한 반사형 액정표시장치.
  2. 투과형/반사형 액정표시장치에 있어서,
    소정각도로 입사되는 광이 통과되면서 수직인 방향으로 진행경로가 변환되도록 최상부에 형성되는 HLC필름과,
    상기 HLC필름의 하부에 형성되어 상기 HLC필름을 통과해서 진행경로가 변환된 광의 편광특성을 변환시키기 위한 상부편광판과,
    상기 상부편광판의 하부에 형성되어 상기 상부편광판을 거치면서 편광된 광이 경유되면서 특정파장을 갖도록 하는 컬러필터층이 형성된 상부기판과,
    상기 상부기판의 하부에 형성되어 상기 특정파장을 갖는 광의 편광방향을 인가된 전압에 따라 변화시키기 위한 액정층과,
    상기 액정층의 하부에 형성되어 상기 액정층을 거치면서 편광방향이 변환된 광의 투과량을 조절하는 박막 트랜지스터가 형성된 하부기판과,
    상기 하부기판의 하부에 형성되어 상기 투과량이 조절된 광의 일부 만을 통과시키고 다른 성분을 반사시키어 광특성을 변환시키기 위한 반투과형 편광판과,
    상기 반투과형 편광판의 하부에 위치되며, 광 발생 및 공급시키기 위한 백라이트유닛을 구비한 투과형/반사형 액정표시장치.
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