KR100356835B1 - Reflective liquid crystal display device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사반파장판, 반사판 및 산란판과 같은 부가적인 광학 성분을 구비하지 않고도 높은 투과율을 얻는 반사형 액정 표시 장치를 개시한다. 개시된 본 발명은, 소정 거리를 두고 대향하는 상하부 기판; 상기 상하부 기판 사이에 개재되며, 수개의 액정 분자를 포함하는 액정층; 상기 하부 기판의 내측면에 배치되며, 상기 액정 분자를 동작시키는 프린지 전계를 형성하는 카운터 전극과 화소 전극; 상기 상부 기판 외측면에 배치되며, 소정의 편광축을 갖는 편광판; 및 상기 상하부 기판 내측면 표면에 각각 배치되며, 소정의 러빙축을 갖는 제 1 및 제 2 배향막을 포함하며, 상기 카운터 전극과 화소 전극은 고반사 금속막으로 형성되고, 상기 제 1 배향막의 러빙축은 상기 프린지 전계가 형성되는 방향에 대하여 상기 액정 분자의 유전율 이방성이 음인 경우 0 내지 45도 정도의 각도차를 갖고, 상기 액정 분자의 유전율 이방성이 양인 경우 45 내지 90도 정도의 각도차를 가지며, 상기 액정 분자는 그 리타데이션(r)값이 (2n+1)λ/4, n은 정수인 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a reflective liquid crystal display device which achieves high transmittance without having additional optical components such as quarter wave plate, reflector plate and scattering plate. The present invention discloses an upper and lower substrate facing each other at a predetermined distance; A liquid crystal layer interposed between the upper and lower substrates and including several liquid crystal molecules; A counter electrode and a pixel electrode disposed on an inner side of the lower substrate and forming a fringe electric field for operating the liquid crystal molecules; A polarizer disposed on an outer surface of the upper substrate and having a predetermined polarization axis; And first and second alignment layers disposed on inner surfaces of the upper and lower substrates, respectively, and having a predetermined rubbing axis, wherein the counter electrode and the pixel electrode are formed of a highly reflective metal film, and the rubbing axis of the first alignment layer is When the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules is negative with respect to the direction in which the fringe electric field is formed, the angle difference is about 0 to 45 degrees, and when the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules is positive, the angle difference is about 45 to 90 degrees. The molecule is characterized in that its retardation (r) value is (2n + 1) λ / 4, and n is an integer.

Description

반사형 액정 표시 장치{REFLECTIVE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}Reflective Liquid Crystal Display {REFLECTIVE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 반사형 액정 표시 장치(reflective liquid crystal display device)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반사판 및 사반파장판의 구비없이 고투과율을 갖는 반사형 액정 표시 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflective liquid crystal display device, and more particularly, to a reflective liquid crystal display device having a high transmittance without the provision of a reflective plate and a quarter wave plate.

일반적으로 반사형 LCD는 백라이트와 같은 별도의 광원이 요구되지 않고, 자연광이 광원으로 이용된다.In general, the reflective LCD does not require a separate light source such as a backlight, and natural light is used as the light source.

이러한 반사형 LCD의 개략적인 원리는 상부 기판으로부터 자연광이 입사되면, 하부 기판의 저면에 배치되는 반사판을 통하여, 다시 빛이 반사되어진다. 이때, 광은 액정 분자들의 배열 상태에 따라서 흡수되거나, 반사,통과된다.The general principle of such a reflective LCD is that when natural light is incident from the upper substrate, light is reflected again through the reflecting plate disposed on the bottom surface of the lower substrate. At this time, the light is absorbed, reflected or passed according to the arrangement state of the liquid crystal molecules.

일반적으로 많이 이용되는 반사형 TN(twist nematic) LCD는 시야각이 매우 협소하여, 종래의 반사형 모드로는 전색(full color) 구현이 가능하며 저전압에서도 빠른 응답 속도를 지니는 반사형 하이브리드(hybrid) 모드가 제안되었다. 그러나, 반사형 하이브리드 모드 LCD는 액정 분자의 복굴절 효과만을 이용하기 때문에, 보는 방향에 따라 계조 반전이 쉽게 발생되어 콘트라스트비가 저하된다. 또한, 보는 방향에 따른 시야각을 보상하기 위하여, 이축성 보상 필름을 사용하였지만, 이축성 보상 필름은 제작 자체가 어려워, 셀에 적용하기 어려운 문제점이 발생되었다.The commonly used reflective TN (twist nematic) LCD has a very narrow viewing angle, so that a full color can be realized in the conventional reflective mode, and the reflective hybrid mode has a fast response speed even at low voltage. Was proposed. However, since the reflective hybrid mode LCD uses only the birefringence effect of the liquid crystal molecules, gray scale inversion is easily generated depending on the viewing direction, and the contrast ratio is lowered. In addition, although the biaxial compensation film was used to compensate for the viewing angle along the viewing direction, the biaxial compensation film was difficult to manufacture itself, which caused a problem that was difficult to apply to the cell.

따라서, 종래에는 광학적 보상 필름없이, 계조 반전의 문제를 해결하면서 광시야각을 얻기 위하여, 대한민국 특허출원 97-67776호로, 새로운 개념의 반사형 LCD가 제안되었다.Therefore, in the related art, in order to obtain a wide viewing angle while solving the problem of gray level inversion without an optical compensation film, a Korean LCD application 97-67776 has proposed a new concept reflective LCD.

이 반사형 LCD는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 하부 기판(11), 하부 기판에 대향하는 상부 기판(12), 하부 기판(11) 상면에 스트라이프 상으로 형성된 화소 전극(13), 화소 전극(13)과 동일 평면에서 화소 전극(13)으로부터 소정 거리 이격된 카운터 전극(14), 상부 기판 상면에 도포된 제 1 수직 배향막(19), 화소 전극(13) 및 카운터 전극(14)이 형성된 하부 기판(11) 상면을 덮는 제 2 수직 배향막(20), 및 제 1 및 제 2 수직 배향막 사이에 형성된 액정층(15)을 구비한다. 여기서, 상부 기판(12)의 내측면에는 도면에는 도시되지 않았지만, 컬러 필터가 구비된다.1A and 1B, the reflective LCD includes a lower substrate 11, an upper substrate 12 facing the lower substrate, a pixel electrode 13 formed in a stripe shape on the upper surface of the lower substrate 11, The counter electrode 14 spaced a predetermined distance from the pixel electrode 13 in the same plane as the pixel electrode 13, the first vertical alignment layer 19 coated on the upper substrate, the pixel electrode 13, and the counter electrode 14. The second vertical alignment layer 20 covering the upper surface of the formed lower substrate 11 and the liquid crystal layer 15 formed between the first and second vertical alignment layers. Here, although not shown in the figure, the inner surface of the upper substrate 12 is provided with a color filter.

또한, 반사형 액정 표시 소자는 하부 기판(11) 후면에 배치된 반사판(16), 상부 기판 후면에 배치된 편광판(18) 및 상부 기판(12)과 편광판(18) 사이에 배치된 사반파장판(17)을 더 구비한다. 여기서, 액정층(15)으로는 양의 유전 이방성을 가진 액정을 사용하였다. 편광판은 그것의 편광축이 전계의 방향과 45도를 이루도록 배치되고, 사반파장판(17)은 그것의 축이 편광판(18)의 편광축과 45도를 이루도록 배치된다. 여기서, 화소 전극(13)과 카운터 전극(14)은 알루미늄, 크롬등과 같은 불투명 금속막으로 형성된다.In addition, the reflective liquid crystal display device includes a reflecting plate 16 disposed on the rear surface of the lower substrate 11, a polarizing plate 18 disposed on the rear surface of the upper substrate, and a half wave plate disposed between the upper substrate 12 and the polarizing plate 18. (17) is further provided. Here, the liquid crystal having positive dielectric anisotropy was used as the liquid crystal layer 15. The polarizing plate is arranged so that its polarization axis is 45 degrees with the direction of the electric field, and the half wave plate 17 is arranged so that its axis is 45 degrees with the polarizing axis of the polarizing plate 18. Here, the pixel electrode 13 and the counter electrode 14 are formed of an opaque metal film such as aluminum, chromium or the like.

이러한 반사형 액정 표시 소자의 동작에 대해 살펴보면, 전압 무인가시에는 도 1a 및 도 2a에 나타난 바와 같이, 수직 배향막(19, 20)의 영향에 의해 액정층(15)의 모든 액정 분자(15a)들의 장축이 상부 기판(12) 및 하부 기판(11)면에 수직으로 배열된다. 편광되지 않은 광원 중 일정 방향의 성분만 편광판(18)을 통과하여 오른쪽(또는 왼쪽) 선편광된다. 편광판(18)을 통과한 광이 사반파장판(17)을 통과하면, 왼쪽 원편광(left circularly polarized)(또는 오른쪽 원편광)된다. 액정층(15)의 모든 액정 분자(15a)들이 Z방향으로 배열되어 있으므로, 사반파장판(17)을 통과한 광은 위상 변화 없이 액정층(15)을 그대로 통과한다. 반사판(16)에서 반사된 광의 진행 방향이 -Z으로 변하므로, 반사전의 왼쪽 원편광(left circularly polarized)(또는 오른쪽 원편광)된 광은 오른쪽 원편광(right circularly polarized)(또는 왼쪽 원편광)된다. 오른쪽 원편광(또는 왼쪽 원편광)된 광은 다시 액정층(15)을 그대로 통과하고 다시 사반파장판(17)으로 입사한다. 사반파장판(17)을 통과한 광은 왼쪽(또는 오른쪽) 선편광된다. 그런데 편광판(18)을 통과한 광의 축과 편광판(18)으로 입사하는 광의 축이 수직이므로 사반파장판(17)으로부터 편광판(18)으로 입사하는 광은 편광판(18)을 통과하지 못한다. 즉, 다크 상태를 나타낸다.Referring to the operation of the reflective liquid crystal display device, when no voltage is applied, as shown in FIGS. 1A and 2A, all of the liquid crystal molecules 15a of the liquid crystal layer 15 may be affected by the vertical alignment layers 19 and 20. The long axis is arranged perpendicular to the top substrate 12 and bottom substrate 11 surfaces. Only components in a predetermined direction among the unpolarized light sources pass through the polarizing plate 18 and are linearly polarized to the right (or left). When the light passing through the polarizing plate 18 passes through the quarter wave plate 17, it is left circularly polarized (or right circularly polarized). Since all liquid crystal molecules 15a of the liquid crystal layer 15 are arranged in the Z direction, the light passing through the quarter-wave plate 17 passes through the liquid crystal layer 15 without a phase change. Since the traveling direction of the light reflected by the reflector 16 changes to -Z, the left circularly polarized light (or right circularly polarized light) before the reflection is right circularly polarized (or left circularly polarized light). )do. The right circularly polarized light (or left circularly polarized light) passes through the liquid crystal layer 15 as it is and enters into the quarter-wave plate 17 again. The light passing through the quarter wave plate 17 is linearly polarized on the left (or right). However, since the axis of the light passing through the polarizing plate 18 and the axis of the light incident on the polarizing plate 18 are vertical, the light incident from the quarter wave plate 17 into the polarizing plate 18 does not pass through the polarizing plate 18. That is, it shows a dark state.

한편, 전압 인가시에는 도 1b 및 도 2b에 나타난 바와 같이, 수직 배향막(19, 20)의 영향에 의해 기판면에 직접 접촉하는 액정들은 전압 무인가시의 상태를 유지한다. 화소 전극(13)과 카운터 전극(14)의 중앙 부분에서는 기판과 접촉하는 부분과 같이 액정들의 장축이 상부 기판(12) 및 하부 기판(11)면에 수직으로 배열된다. 화소 전극(13)과 카운터 전극(14) 사이에 수평 전계(EA)와 타원형의 프린지 전계(EB)가 형성되므로, 전계 E1, E2를 따라 액정 분자가 배열된다. 따라서, 기판과 접촉하는 부분을 제외하고 화소 전극(13)과 카운터 전극(14)의 중앙선을 중심으로 좌우 대칭되는 2개의 도메인이 형성된다.On the other hand, when voltage is applied, as shown in FIGS. 1B and 2B, liquid crystals directly contacting the substrate surface under the influence of the vertical alignment layers 19 and 20 maintain a state in which no voltage is applied. In the central portions of the pixel electrode 13 and the counter electrode 14, the long axes of the liquid crystals are arranged perpendicularly to the upper substrate 12 and the lower substrate 11 surfaces, such as portions in contact with the substrate. Since a horizontal electric field E A and an elliptical fringe electric field E B are formed between the pixel electrode 13 and the counter electrode 14, liquid crystal molecules are arranged along the electric fields E 1 and E 2 . Thus, except for the portion in contact with the substrate, two domains which are symmetrical about the center lines of the pixel electrode 13 and the counter electrode 14 are formed.

광의 진행에 대해 살펴 보면, 편광되지 않은 광원 중 일정 방향의 성분만 편광판(18)을 통과하여, 선편광된다. 사반파장판(17)을 통과하면, 광은 왼쪽 원편광(left circularly polarized)(또는 오른쪽 원편광)으로 변한다. 다음 액정층(15)을 통과하면서 액정 분자의 광축과 사반파장판(17)의 투과축 사이의 각에 의하여, 편광상태가 변화된다. 즉, 왼쪽 원편광이 액정층(15)을 통과하면서, 다시 왼쪽(또는 오른쪽)으로 선편광된다. 반사판(16)에서 반사된 광은 오른쪽(또는 왼쪽) 선편광된다. 오른쪽(또는 왼쪽) 선편광된 광은 다시 액정층(15)을 통과하면서 왼쪽(또는 오른쪽) 원편광된다. 이후 사반파장판(17)으로 입사한다. 사반파장판(17)을 통과한 광은 오른쪽(또는 왼쪽) 선편광된다. 결과적으로 편광판(18)을 통과한 광의 축과 사반파장판(17)으로부터 편광판(18)으로 입사하는 광의 축은 평행하므로, 광은 편광판(18)을 통과한다. 즉, 화이트 상태를 형성한다.Looking at the progress of the light, only a component in a predetermined direction of the light source that is not polarized passes through the polarizing plate 18 and is linearly polarized. Upon passing through the quarter-wave plate 17, the light changes to left circularly polarized (or right circularly polarized). The polarization state is changed by the angle between the optical axis of the liquid crystal molecules and the transmission axis of the quarter wave plate 17 while passing through the liquid crystal layer 15. That is, the left circularly polarized light linearly polarizes to the left (or right) while passing through the liquid crystal layer 15. The light reflected by the reflector 16 is linearly polarized right (or left). The right (or left) linearly polarized light passes through the liquid crystal layer 15 and is left (or right) circularly polarized. After that, it enters into the quarter wave plate 17. The light passing through the quarter wave plate 17 is linearly polarized right (or left). As a result, the axis of light passing through the polarizing plate 18 and the axis of light incident from the quarter wave plate 17 into the polarizing plate 18 are parallel, so that the light passes through the polarizing plate 18. That is, it forms a white state.

그러나, 종래의 반사형 액정 표시 장치는 백라이트를 광원으로 사용하지 않고 자연광을 사용하므로, 사반파장판(17) 및 상기 종래 기술에서는 언급되지 않았지만 산란판 및 반사판과 같은 광학 성분이 부가적으로 요구된다. 이로 인하여, 제조 비용이 상승하게 된다.However, since the conventional reflective liquid crystal display uses natural light instead of a backlight as a light source, additional components such as the scattering plate and the reflecting plate are additionally required, although not mentioned in the quarter wave plate 17 and the prior art. . This increases the manufacturing cost.

또한, 상기한 반사형 액정 표시 장치는 횡전계 구동을 하므로, 종래의 트위스트 네마틱 액정 표시 장치보다는 투과율(반사율)이 낮다.In addition, the above-described reflective liquid crystal display device drives the transverse electric field, and thus has a lower transmittance (reflectance) than the conventional twisted nematic liquid crystal display device.

이러한 결과로 휘도가 저하되어, 화질이 떨어지는 문제점이 발생된다.As a result, the luminance is lowered, resulting in a problem of poor image quality.

더구나, 반사형 액정 표시 장치에는 기존의 투과형 액정 표시 장치에서 이용되었던 컬러 필터를 이용하게 되는데, 이 투과형 컬러 필터는 빛의 흡수가 심하므로, 빛을 효율적으로 이용하는 데 어려움이 있다.In addition, the reflection type liquid crystal display device uses the color filter used in the conventional transmission type liquid crystal display device, which is difficult to use the light efficiently because the absorption of the color filter is severe.

따라서, 본 발명의 목적은 사반파장판, 반사판 및 산란판과 같은 부가적인 광학 성분을 구비하지 않고도 반사형으로 동작할 수 있는 반사형 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a reflective liquid crystal display device which can operate in a reflective type without having additional optical components such as quarter wave plate, reflector plate and scattering plate.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 전극 상부면에 존재하는 대부분의 액정 분자를 모두 동작시켜서 투과율(반사율)을 개선시킬 수 있는 반사형 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a reflective liquid crystal display device capable of improving the transmittance (reflectance) by operating all of the liquid crystal molecules present on the upper surface of the electrode.

도 1a 및 도 1b는 종래의 반사형 액정 표시 장치의 단면도.1A and 1B are cross-sectional views of a conventional reflective liquid crystal display device.

도 2a 및 도 2b는 종래의 반사형 액정 표시 장치에서 광의 진행 경로를 설명하기 위한 도면.2A and 2B are diagrams for explaining a path of light propagation in a conventional reflective liquid crystal display device;

도 3은 본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치의 사시도.3 is a perspective view of a reflective liquid crystal display device according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 평면도.4 is a plan view of a liquid crystal display according to the present invention;

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도.5 is a plan view of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 노말리 화이트 모드의 반사형 액정 표시 장치에서 오프시 광의 진행 경로를 설명하기 위한 도면.FIG. 6 is a view for explaining a propagation path of light in an off-white reflective liquid crystal display device according to the present invention; FIG.

도 7은 본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치의 단면도.7 is a cross-sectional view of a reflective liquid crystal display device according to the present invention;

도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 노말리 화이트 모드의 반사형 액정 표시 장치의 온시 광의 진행 경로를 설명하기 위한 도면.8A to 8C are diagrams for explaining a propagation path of light on on of a reflection type liquid crystal display device of a normally white mode according to the present invention;

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)

40 : 하부 기판 41a,41b : 게이트 버스 라인40: lower substrate 41a, 41b: gate bus line

42 : 공통 신호선 43,430 : 카운터 전극42 common signal line 43430 counter electrode

44 : 게이트 절연막 45 : 채널층44 gate insulating film 45 channel layer

46: 화소 전극 47a,47b : 데이터 버스 라인46: pixel electrodes 47a, 47b: data bus lines

48 : 드레인 전극 49 : 소오스 전극48: drain electrode 49: source electrode

50 : 박막 트랜지스터 60 : 상부 기판50 thin film transistor 60 upper substrate

53 : 제 1 배향막 63 : 제 2 배향막53: first alignment layer 63: second alignment layer

70 : 편광판70: polarizer

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 소정 거리를 두고 대향하는 상하부 기판; 상기 상하부 기판 사이에 개재되며, 수개의 액정 분자를 포함하는 액정층; 상기 하부 기판의 내측면에 배치되며, 상기 액정 분자를 동작시키는 프린지 전계를 형성하는 카운터 전극과 화소 전극; 상기 상부 기판 외측면에 배치되며, 소정의 편광축을 갖는 편광판; 및 상기 상하부 기판 내측면 표면에 각각 배치되며, 소정의 러빙축을 갖는 제 1 및 제 2 배향막을 포함하며, 상기 카운터 전극과 화소 전극은 고반사 금속막으로 형성되고, 상기 제 1 배향막의 러빙축은 상기 프린지 전계가 형성되는 방향에 대하여 상기 액정 분자의 유전율 이방성이 음인 경우 0 내지 45도 정도의 각도차를 갖고, 상기 액정 분자의 유전율 이방성이 양인 경우 45 내지 90도 정도의 각도차를 가지며, 상기 액정 분자는 그 리타데이션(r)값이 (2n+1)λ/4, n은 정수인 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object of the present invention, according to an embodiment of the present invention, the upper and lower substrates facing a predetermined distance; A liquid crystal layer interposed between the upper and lower substrates and including several liquid crystal molecules; A counter electrode and a pixel electrode disposed on an inner side of the lower substrate and forming a fringe electric field for operating the liquid crystal molecules; A polarizer disposed on an outer surface of the upper substrate and having a predetermined polarization axis; And first and second alignment layers disposed on inner surfaces of the upper and lower substrates, respectively, and having a predetermined rubbing axis, wherein the counter electrode and the pixel electrode are formed of a highly reflective metal film, and the rubbing axis of the first alignment layer is When the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules is negative with respect to the direction in which the fringe electric field is formed, the angle difference is about 0 to 45 degrees, and when the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules is positive, the angle difference is about 45 to 90 degrees. The molecule is characterized in that its retardation (r) value is (2n + 1) λ / 4, and n is an integer.

상기 카운터 전극과 화소 전극은 Ag, Al, MgO중 선택되는 하나의 금속막으로 형성된다.The counter electrode and the pixel electrode are formed of one metal film selected from Ag, Al, and MgO.

여기서, 상기 카운터 전극은 수개의 브렌치와, 상기 브렌치의 일단을 연결하는 바디부를 포함하고, 상기 화소 전극은 상기 브렌치 사이에 각각 위치하는 스트립과, 상기 스트립 부분의 일단을 연결하는 바를 포함한다.The counter electrode may include a plurality of branches, a body portion connecting one end of the branch, and the pixel electrode may include a strip disposed between the branches, and a bar connecting one end of the strip portion.

또한, 상기 카운터 전극은 플레이트 형태로 되고, 상기 화소 전극은 상기 카운터 전극 상부에 오버랩되는 다수개의 스트립과, 상기 스트립 부분의 일단을 연결하는 바를 포함하는 것을 특징으로 한다.The counter electrode may be formed in a plate shape, and the pixel electrode may include a plurality of strips overlapping the counter electrode, and a bar connecting one end of the strip portion.

본 발명에 의하면, 반사형 액정 표시 장치에 있어서, 카운터 전극과 화소 전극이 프린지 전계가 형성될 수 있도록, 전극간의 거리를 셀갭보다 적게 형성하고, 구동 전극의 폭은 그것의 양측에 발생되는 프린지 전계로 액정 분자들이 모두 동작될 수 있을 만큼 충분히 좁게 형성하면서, 고반사율을 갖는 금속막으로 형성하여, 각 전극 상부에 존재하는 액정 분자들을 모두 동작시키면서, 전극들이 반사판의 역할을 한다.According to the present invention, in the reflective liquid crystal display device, the distance between the electrodes is formed to be smaller than the cell gap so that the counter electrode and the pixel electrode can form a fringe electric field, and the width of the driving electrode is the fringe electric field generated on both sides thereof. As a result, the liquid crystal molecules are formed to be narrow enough so that all of the liquid crystal molecules can be operated, and are formed of a metal film having a high reflectance so that the electrodes act as reflectors while operating all of the liquid crystal molecules present on each electrode.

이에따라, 별도의 반사판을 설치할 필요가 없으며, 고 투과율을 얻을 수 있다.As a result, it is not necessary to provide a separate reflecting plate, and high transmittance can be obtained.

아울러, 액정층의 리타데이션(dΔn)을 (2n+1)λ/4로 하고, 액정 분자들의 장축(또는 단축)과 전계가 약 45°를 이루도록 하여, 전계 인가시 액정층을 통과하면서 광이 원편광되도록 한다. 이에따라, 액정층에서 종래의 사반파장판 역할을 하므로, 별도의 사반파장판을 형성하지 않아도 된다.In addition, the retardation (dΔn) of the liquid crystal layer is set to (2n + 1) λ / 4, and the long axis (or short axis) of the liquid crystal molecules and the electric field are about 45 ° so that light passes through the liquid crystal layer when the electric field is applied. Allow circular polarization. Accordingly, since the conventional half-wave plate acts as a liquid crystal layer, it is not necessary to form a separate half-wave plate.

또한, 상기 카운터 전극 및 화소 전극의 소정의 높이를 지니고 있어, 카운터 전극 및 화소 전극 자체가 반사 돌기로 작용하여, 반사되는 광을 훨씬 넓은 각도로 산란시킬 수 있다. 이에따라, 산란판이 구비되지 않아도 된다.In addition, since the counter electrode and the pixel electrode have a predetermined height, the counter electrode and the pixel electrode itself act as reflection protrusions, so that the reflected light can be scattered at a much wider angle. Accordingly, the scattering plate does not have to be provided.

따라서, 본 발명에서는 사반파장판, 반사판 및 산란판이 요구되지 않으므로, 액정 표시 장치의 가격을 낮출수 있다.Therefore, since the quarter wave plate, the reflecting plate, and the scattering plate are not required in the present invention, the price of the liquid crystal display device can be lowered.

(실시예)(Example)

이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도면 도 3은 본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 평면도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다. 도 6은 본 발명에 따른 노말리 화이트 모드의 반사형 액정 표시 장치에서 오프시 광의 진행 경로를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 7은 본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치의 단면도이고, 도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 노말리 화이트 모드의 반사형 액정 표시 장치의 온시 광의 진행 경로를 설명하기 위한 도면이다.3 is a perspective view of a reflective liquid crystal display device according to the present invention, FIG. 4 is a plan view of a liquid crystal display device according to the present invention, and FIG. 5 is a plan view of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention. . FIG. 6 is a view for explaining a path of travel of light in an off-white reflective liquid crystal display according to the present invention. 7 is a cross-sectional view of a reflective liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 8A to 8C are diagrams for describing a path of light on-time of a reflective liquid crystal display device of a normally white mode according to the present invention.

먼저, 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하여, 하부 기판(40)은 상부 기판(60)과 소정 거리(d11, 이하 셀갭)를 두고 대향 배치된다. 하부 기판(40)과 상부 기판(60) 사이에는 수개의 액정 분자(65a)를 포함하는 액정층(65)이 개재된다. 이때, 액정층(65)은 네마틱 액정이고, 트위스트할 수도 있다.First, referring to FIGS. 3, 4, and 5, the lower substrate 40 is disposed to face the upper substrate 60 at a predetermined distance d11 (hereinafter, referred to as a cell gap). A liquid crystal layer 65 including several liquid crystal molecules 65a is interposed between the lower substrate 40 and the upper substrate 60. At this time, the liquid crystal layer 65 is a nematic liquid crystal, and may be twisted.

상부 기판(60)의 외측면에는 자연광을 일정한 방향으로 선편광시키는 편광판(70)이 구비된다. 여기서, P는 편광축을 나타낸다.The outer surface of the upper substrate 60 is provided with a polarizing plate 70 for linearly polarizing natural light in a predetermined direction. Here, P represents a polarization axis.

하부 기판(40) 상에는 도 4에 도시된 바와 같이, 다수개의 게이트 버스 라인(41a,41b)이 하부 기판(40)상에 일정 간격을 가지고, 도면의 x 방향으로 연장, 배열된다. 또한, 다수개의 데이터 버스 라인(47a,47b) 역시 하부 기판(40)상에 일정 간격을 가지고, 도면의 y 방향으로 연장, 배열되어, 상기 게이트 버스 라인(41a,41b)와 함께 매트릭스 형태의 단위 화소 공간을 한정한다. 게이트 버스 라인(41)과 데이터 버스 라인(47) 사이에는 게이트 절연막(44)이 끼워져, 그것들 서로를 절연시킨다. 공통 신호선(42)은 소정 방향 예를들어, x 방향으로 연장되고, 한 쌍의 게이트 버스 라인(41a,41b) 사이에 위치된다. 예를 들어, 공통 신호선(42)은 해당 게이트 버스 라인(41a)보다는 이전 게이트 버스 라인(41b:previous gate bus line)과 더욱 근접한 위치에 배치됨이 바람직하다.As shown in FIG. 4, on the lower substrate 40, a plurality of gate bus lines 41a and 41b are arranged on the lower substrate 40 at regular intervals and extend in the x direction of the drawing. In addition, the plurality of data bus lines 47a and 47b may also be arranged on the lower substrate 40 at predetermined intervals and extend in the y direction of the drawing to form a matrix unit together with the gate bus lines 41a and 41b. Define the pixel space. A gate insulating film 44 is sandwiched between the gate bus line 41 and the data bus line 47 to insulate them from each other. The common signal line 42 extends in a predetermined direction, for example, the x direction, and is located between the pair of gate bus lines 41a and 41b. For example, the common signal line 42 is preferably disposed closer to the previous gate bus line 41b than the corresponding gate bus line 41a.

카운터 전극(43)은 하부 기판(40)의 단위 화소 공간에 각각 형성된다. 여기서, 카운터 전극(43)은 하부 기판(40) 표면에 형성되고, 공통 신호선(42)과는 콘택되도록 형성된다. 카운터 전극(43)은 공통 신호선(42)과 콘택되어 공통 신호를 인가받는다. 이때, 카운터 전극(43)은 게이트 버스 라인(41a,41b)과 평행하면서 공통 신호선(42)과 콘택되는 바디 부분(43a)과, 바디 부분(43a)으로부터 역 y방향으로 연장되는 다수개 예를들어, 8개의 브렌치(43b)를 포함한다. 즉, 카운터 전극(43)은 콤브(comb) 형태로 형성된다. 여기서, 개개의 브렌치(43b)는 일정한 폭(P11) 및 일정한 거리(L11)를 두고 배열된다. 개개의 브렌치(43b)의 폭(P11) 및 거리(L11)은 이후에 형성되어질 화소 전극의 폭 및 화소 전극과의 거리를 고려하여, 종래의 카운터 전극에 비하여 다소 좁게 형성된다.The counter electrode 43 is formed in each unit pixel space of the lower substrate 40. Here, the counter electrode 43 is formed on the surface of the lower substrate 40 and is in contact with the common signal line 42. The counter electrode 43 contacts the common signal line 42 to receive a common signal. In this case, the counter electrode 43 includes a body portion 43a parallel to the gate bus lines 41a and 41b and in contact with the common signal line 42, and a plurality of examples extending in the reverse y direction from the body portion 43a. For example, eight branches 43b are included. That is, the counter electrode 43 is formed in the form of a comb. Here, the individual branches 43b are arranged with a constant width P11 and a constant distance L11. The width P11 and the distance L11 of each branch 43b are somewhat narrower than the conventional counter electrode in consideration of the width of the pixel electrode to be formed later and the distance from the pixel electrode.

화소 전극(46) 역시 하부 기판(40)의 단위 화소 공간에 각각 형성된다. 이때, 화소 전극(46)은 카운터 전극(43)과 포개어지도록, 게이트 절연막(44) 상부에 형성된다. 화소 전극(46)은 카운터 전극의 바디 부분(43a)과 오버랩되는 제 1 부분(46a)과, 제 1 부분(46a)으로부터 역 y 방향으로 연장되어 스트립 형태를 갖는 다수개 예를들어, 7개의 제 2 부분(46b)을 포함한다. 이때, 제 2 부분(46b)은 일정한 폭(P12)을 갖으며, 서로간에 일정한 거리(L12)를 가지고 배열된다. 또한, 제 2 부분(46b)은 카운터 전극의 브렌치들(43b) 사이에 위치한다.The pixel electrode 46 is also formed in the unit pixel space of the lower substrate 40, respectively. In this case, the pixel electrode 46 is formed on the gate insulating film 44 so as to overlap the counter electrode 43. The pixel electrode 46 includes a plurality of first parts 46a overlapping with the body part 43a of the counter electrode, and a plurality of examples having a strip shape extending in the reverse y direction from the first part 46a. Second portion 46b. At this time, the second portion 46b has a constant width P12 and is arranged with a constant distance L12 from each other. In addition, the second portion 46b is located between the branches 43b of the counter electrode.

이때, 카운터 전극(430)은 도 5와 같이, 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 카운터 전극(430) 상부에 상술한 화소 전극(46)이 배치될 수 있다. 그러면, 화소 전극(46)의 제 2 부분(46b) 사이의 공간에 의하여 카운터 전극(430)이 노출된다.At this time, the counter electrode 430 may be formed in a plate shape, as shown in FIG. The pixel electrode 46 described above may be disposed on the counter electrode 430. Then, the counter electrode 430 is exposed by the space between the second portions 46b of the pixel electrode 46.

이때, 도 4의 경우, 화소 전극(46)의 제 2 부분(46b)과 카운터 전극의 브렌치(43b) 사이의 거리 및 도 5의 경우, 화소 전극(46)의 제 2 부분(46b)과 제 2 부분(46b)에 의하여 노출되는 카운터 전극(430)간의 거리는 상기 상하부 기판간의 거리 보다 좁다. 아울러, 화소 전극(46)의 제 2 부분(46b)과 카운터 전극의 브렌치(43b)의 폭은 둘 사이에서 발생되는 전계가 전극 상부에 모두 미칠수 있을 정도로 형성된다.In this case, the distance between the second portion 46b of the pixel electrode 46 and the branch 43b of the counter electrode in FIG. 4 and the second portion 46b and the second portion of the pixel electrode 46 in FIG. The distance between the counter electrodes 430 exposed by the two portions 46b is smaller than the distance between the upper and lower substrates. In addition, the widths of the second portion 46b of the pixel electrode 46 and the branch 43b of the counter electrode are formed such that an electric field generated between the two can reach the upper portion of the electrode.

또한, 카운터 전극(43,430) 및 화소 전극(46)은 고반사율을 갖는 금속막, 예를들어, Ag, Al, MgO 중 선택되는 하나의 막으로 형성된다. 본 발명의 액정 표시 장치는 빛이 하부 기판 및 전극들을 투과하는 투과형이 아닌 반사형이므로, 전극의 투명 여부에 따라 개구율이 결정되지 않는다. 반사 효율이 우수한 금속막으로 카운터 전극(43,430) 및 화소 전극(46)을 형성하면, 단위 화소의 대부분의 면적을 차지하는 전극(43,46) 부분이 반사성을 가지므로, 별도로 반사판을 설치하지 않아도 된다.In addition, the counter electrodes 43 and 430 and the pixel electrode 46 are formed of a metal film having a high reflectance, for example, one film selected from Ag, Al, and MgO. In the liquid crystal display of the present invention, since light is a reflection type rather than a transmission type that transmits the lower substrate and the electrodes, the aperture ratio is not determined according to whether the electrode is transparent. If the counter electrodes 43 and 430 and the pixel electrode 46 are formed of a metal film having excellent reflection efficiency, the portions of the electrodes 43 and 46 which occupy most of the area of the unit pixel have reflectivity, and thus no reflection plate is required. .

스위칭 소자인 박막 트랜지스터(50)는 게이트 버스 라인(41a)과 데이터 버스 라인(47a)의 교차점 부근에 각각 형성된다. 박막 트랜지스터(50)는 게이트 버스 라인(41a) 상부에 형성되는 채널층(45)과, 채널층(45)의 일측과 오버랩되며 데이터 버스 라인(47a)으로부터 신장된 드레인 전극(48)과, 채널층(45)의 타측과 오버랩되며 화소 전극(46)의 소정 부분 예를들어 제 2 부분 중 어느 하나와 콘택되는 소오스 전극(49)을 포함한다.The thin film transistor 50 which is a switching element is formed near the intersection of the gate bus line 41a and the data bus line 47a, respectively. The thin film transistor 50 includes a channel layer 45 formed on the gate bus line 41a, a drain electrode 48 extending from the data bus line 47a and overlapping with one side of the channel layer 45, and a channel. The source electrode 49 overlaps with the other side of the layer 45 and contacts a predetermined portion of the pixel electrode 46, for example, any one of the second portions.

스토리지 캐패시터(Cst)는 카운터 전극(43)과 화소 전극(46)이 오버랩되는 부분에서 발생된다.The storage capacitor Cst is generated at a portion where the counter electrode 43 and the pixel electrode 46 overlap.

상부 기판(60)의 내측면에는 컬러 필터(도시되지 않음)가 배열된다.Color filters (not shown) are arranged on the inner side of the upper substrate 60.

하부 기판(40)의 결과물 표면에는 제 1 배향막(53)이 형성되고, 상부 기판(60)의 컬러 필터의 내측면에는 제 2 배향막(63)이 형성된다. 배향막(53,63)은 전계가 인가되지 않을때, 액정 분자(65a)를 일정 방향으로 배열시킨다. 또한, 제 1 및 제 2 배향막(53,63)은 액정 분자가 0 내지 10도의 프리틸트각을 갖도록 처리되어 있다. 하부 기판(40)에 형성되는 제 1 배향막(53)은 x 방향(전계가 형성되는 방향)에 대하여 ψ각 만큼, 바람직하게는 액정 분자의 유전율 이방성이 음인 경우 0 내지 45도 정도, 액정 분자의 유전율 이방성이 양인 경우 45 내지 90도 정도의 각도를 이루도록 러빙되고, 상부 기판(60)에 형성되는 제 2 배향막(63)은 제 1 배향막(53)의 러빙 방향과 비병렬(anti-parallel) 즉, 제1배향막(53)의 러빙측은 제2배향막(63)의 러빙축과 평행하지만 그 방향이 서로 180°각도차를 갖도록 러빙된다.The first alignment layer 53 is formed on the resultant surface of the lower substrate 40, and the second alignment layer 63 is formed on the inner surface of the color filter of the upper substrate 60. The alignment layers 53 and 63 arrange the liquid crystal molecules 65a in a predetermined direction when no electric field is applied. In addition, the first and second alignment layers 53 and 63 are processed so that the liquid crystal molecules have a pretilt angle of 0 to 10 degrees. The first alignment layer 53 formed on the lower substrate 40 has a ψ angle with respect to the x direction (the direction in which the electric field is formed), preferably about 0 to 45 degrees when the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules is negative. When the dielectric anisotropy is positive, the rubbing is performed to form an angle of about 45 to 90 degrees, and the second alignment layer 63 formed on the upper substrate 60 is anti-parallel, ie, in the rubbing direction of the first alignment layer 53. The rubbing side of the first alignment layer 53 is rubbed so as to be parallel to the rubbing axis of the second alignment layer 63, but the directions thereof are 180 ° to each other.

이때, 본 발명의 반사형 액정 표시 장치를 노말리 화이트(normally white)로 동작시키려면, 편광판(70)의 편광축(P)과 제 2 배향막(63)의 러빙축이 서로 일치 또는 수직을 이루고, 노말리 블랙(normally black)로 동작시키려면, 편광판(70)의 편광축(P)과 제 2 배향막(63)의 러빙축이 서로 약 ± 0 내지 90°, 더욱 바람직하게는 약 ±45°정도를 이룸이 바람직하다.At this time, in order to operate the reflective liquid crystal display of the present invention as normally white, the polarization axis P of the polarizing plate 70 and the rubbing axis of the second alignment layer 63 are coincident or perpendicular to each other. To operate normally black, the polarization axis P of the polarizing plate 70 and the rubbing axis of the second alignment layer 63 are about ± 0 to 90 °, more preferably about ± 45 ° to each other. This room is preferred.

본 발명에서는 종래의 반사형 액정 표시 장치에 부착되었던 사반파장판과 산란판을 구비하지 않았다. 대신, 셀갭(d11)과 액정의 굴절율 이방성(Δn)의 곱으로 나타내어지는 액정층(65)의 리타데이션(retardation)값이 (2n+1)λ/4의 값을 만족하도록 설정하여, 액정층(65)에서 종래의 사반파장판의 역할을 하도록 한다. 본 실시예에서는 2 내지 15 정도의 유전율 이방성(Δε)을 갖고, 0.3 내지 1.5 정도의 굴절율 이방성(Δn)을 갖는다.In the present invention, the quarter wave plate and the scattering plate, which are attached to the conventional reflective liquid crystal display, are not provided. Instead, the liquid crystal layer is set so that the retardation value of the liquid crystal layer 65 represented by the product of the cell gap d11 and the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal satisfies the value of (2n + 1) λ / 4. At 65, it serves as a conventional half-wave plate. In this embodiment, the dielectric anisotropy (Δε) is about 2 to 15, and the refractive index anisotropy (Δn) is about 0.3 to 1.5.

또한, 본 발명에서는 단위 화소 공간의 대부분을 차지하는 화소 전극과 카운터 전극을 고반사율을 갖는 금속막으로 형성하여, 화소 전극 및 카운터 전극 자체가 반사판의 역할을 한다.In the present invention, the pixel electrode and the counter electrode, which occupy most of the unit pixel space, are formed of a metal film having a high reflectance, so that the pixel electrode and the counter electrode themselves serve as reflectors.

이와같은 구성을 갖는 반사형 액정표시 장치의 동작을 설명하도록 한다.The operation of the reflective liquid crystal display device having such a configuration will be described.

먼저, 게이트 버스 라인(41a)이 선택되지 않으면, 화소 전극(46b)에는 데이터 버스 라인(47a)의 신호가 전달되지 않아, 카운터 전극(43)과 화소 전극(46b) 사이에 전계가 형성되지 않는다. 이에따라, 액정층(65)내의 액정 분자(65a)들은 장축이 러빙축과 일치하면서 기판에 거의 평행하게 배열된다.First, if the gate bus line 41a is not selected, no signal of the data bus line 47a is transmitted to the pixel electrode 46b, and no electric field is formed between the counter electrode 43 and the pixel electrode 46b. . Accordingly, the liquid crystal molecules 65a in the liquid crystal layer 65 are arranged almost parallel to the substrate while their major axes coincide with the rubbing axis.

그러면, 편광되지 않은 광원 중 일정 방향의 성분만 편광판(70)을 통과하여 도 6과 같이 오른쪽(또는 왼쪽) 선편광된다. 편광판(70)을 통과한 광은 액정층(65)을 통과하면서, 편광 상태가 변화되지 않는다. 이를 보다 자세히 설명하자면, 본 발명에서는 액정층(65)의 액정 분자들은 그것의 장축이 기판(40,60)과 평행하면서, 편광축과 평행(또는 수직)인 방향으로 배열된다. 이에따라, 선편광된 광은 액정 분자의 광축중 하나인 장축을 지나게되므로, 편광 상태가 변화되지 않는다. 따라서, 도 6와 같은 오른쪽 선편광 상태를 유지한다.Then, only components in a predetermined direction among the non-polarized light sources pass through the polarizer 70 and are linearly polarized to the right (or left) as shown in FIG. 6. While the light passing through the polarizing plate 70 passes through the liquid crystal layer 65, the polarization state does not change. In more detail, in the present invention, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 65 are arranged in a direction in which its long axis is parallel to the substrates 40 and 60 and parallel (or perpendicular) to the polarization axis. Accordingly, since the linearly polarized light passes through the long axis, which is one of the optical axes of the liquid crystal molecules, the polarization state does not change. Therefore, the right linearly polarized state as shown in FIG. 6 is maintained.

그후, 하부 기판(40)에 도달된 광은 180도 위상차를 갖는 카운터 전극(43,430) 및 화소 전극(46)에 의하여 반사되어, 오른쪽 선편광 상태를 유지한다. 반사된 광은 다시, 액정층(65)을 통과하면서 편광 상태를 유지하여,편광판(70)을 통과한다. 따라서, 화면은 화이트가 된다.Thereafter, the light reaching the lower substrate 40 is reflected by the counter electrodes 43 and 430 and the pixel electrode 46 having a phase difference of 180 degrees to maintain the right linearly polarized state. The reflected light again maintains the polarization state while passing through the liquid crystal layer 65, and passes through the polarizing plate 70. Thus, the screen becomes white.

한편, 게이트 버스 라인(41a)에 주사 신호가 인가되고, 데이터 버스 라인(47a)에 디스플레이 신호가 인가되면, 게이트 버스 라인(41a)과 데이터 버스 라인(47a)의 교차점 부근에 형성되는 박막 트랜지스터(50)가 턴온되어, 화소 전극(46)에 전달된다. 이때, 카운터 전극(43,430)에는 디스플레이 신호와 소정의 전압차를 갖는 공통 신호가 계속적으로 인가되고 있는 상태이므로, 카운터 전극(43,430)과 화소 전극(46) 사이에 전계가 형성된다. 여기서, 실질적으로 전계가 형성되는 부분은 카운터 전극(43)의 브렌치 부분(43b)과 화소 전극(46)의 제 2 부분(46b) 사이이다. 또는 도 5의 경우에는 화소 전극(46)의 제 2 부분(46b)와 제 2 부분(46b)에 의하여 노출되는 카운터 전극 부분 사이에서 실질적인 전계가 형성된다. 이때, 카운터 전극(43)의 브렌치 부분(43b)과 화소 전극(46)의 제 2 부분(46b) 사이의 거리(l11)가 종래에 비하여 매우 좁으므로, 전계는 도 7에서와 같이, 종래보다 곡률이 큰 포물선 형태의 프린지 필드(Ef)가 발생된다. 이때, 전극들(43b,46b)의 폭이 충분히 좁으므로, 이 프린지 필드(Ef)만으로도 전극들(43b,46b) 상부에 있는 액정 분자(65a)들이 모두 움직이게 된다. 여기서, 프린지 필드(Ef)를 기판(40)에 투영시키면, 프린지 필드(Ef)와 배향막(63,53)의 러빙축과는 약 ±45°를 이루게 된다. 이에따라, 예를들어, 유전율 이방성이 양인 액정 분자(65a)를 사용할 경우, 액정 분자들(65a)은 전계와 장축이 평행하게 배열되어, 액정 분자(65a)의 장축과 편광축 및 러빙축은 각각 45°를 이루게 된다.On the other hand, when a scan signal is applied to the gate bus line 41a and a display signal is applied to the data bus line 47a, the thin film transistor formed near the intersection of the gate bus line 41a and the data bus line 47a ( 50 is turned on and transferred to the pixel electrode 46. At this time, since a common signal having a predetermined voltage difference is continuously applied to the counter electrodes 43 and 430, an electric field is formed between the counter electrodes 43 and 430 and the pixel electrode 46. Here, the portion where the electric field is substantially formed is between the branch portion 43b of the counter electrode 43 and the second portion 46b of the pixel electrode 46. 5, a substantial electric field is formed between the second portion 46b of the pixel electrode 46 and the counter electrode portion exposed by the second portion 46b. At this time, since the distance l11 between the branch portion 43b of the counter electrode 43 and the second portion 46b of the pixel electrode 46 is very narrow as compared with the conventional one, the electric field is smaller than the conventional one as shown in FIG. A parabolic fringe field E f having a large curvature is generated. At this time, since the widths of the electrodes 43b and 46b are sufficiently narrow, all of the liquid crystal molecules 65a on the electrodes 43b and 46b move only with the fringe field E f alone. When the fringe field E f is projected onto the substrate 40, the fringe field E f and the rubbing axes of the alignment layers 63 and 53 form about ± 45 °. Thus, for example, in the case of using the liquid crystal molecules 65a having positive dielectric anisotropy, the liquid crystal molecules 65a are arranged in parallel with the electric field and the long axis, and the long axis, the polarization axis, and the rubbing axis of the liquid crystal molecule 65a are respectively 45 °. Will be achieved.

이와같이 전계가 형성되면 광은 다음과 같이 진행된다.When the electric field is formed in this way, the light proceeds as follows.

먼저, 도 8a에 도시된 바와 같이, 편광되지 않은 광원 중 일정 방향의 성분만 편광판(70)을 통과하여 오른쪽(또는 왼쪽) 선편광된다.First, as illustrated in FIG. 8A, only components in a predetermined direction among non-polarized light sources pass through the polarizer 70 and are linearly polarized to the right (or left).

편광판(70)을 통과한 광은 액정층(65)을 통과하면서, 리타데이션이 발생되어 편광 상태가 변화된다. 즉, 이를 설명하면, 액정 분자(65a)는 제 2 배향막(63)의 러빙축(또는 편광축)과 α°만큼, 즉, 바람직하게는 약 45°를 이루고, 액정층(65)의 리타데이션(d11×Δn)이 (2n+1)λ/4(여기서, n은 정수)이므로, 편광판(70)을 통과한 광은 액정층(65)를 통과하면서 상기 리타데이션값 만큼의 위상차를 발생시킨다. 이에따라, 오른쪽 선편광된 빛은 (2n+1)λ/4만큼의 위상 지연으로, 도 8b에 도시된 바와 같이, 왼쪽 원편광(또는 오른쪽 원편광)된다.The light passing through the polarizing plate 70 passes through the liquid crystal layer 65 while the retardation is generated to change the polarization state. In other words, the liquid crystal molecules 65a form the rubbing axis (or polarization axis) of the second alignment layer 63 by α °, that is, about 45 °, and the retardation of the liquid crystal layer 65 is performed. Since d11xΔn is (2n + 1) λ / 4 (where n is an integer), light passing through the polarizing plate 70 generates a phase difference equal to the retardation value while passing through the liquid crystal layer 65. Accordingly, the right linearly polarized light is left circularly polarized (or right circularly polarized), as shown in FIG. 8B, with a phase delay of (2n + 1) λ / 4.

그후, 액정층(65)을 통과하여 하부 기판(40)에 도달된 광은 카운터 전극(43,430) 및 화소 전극(46)에 의하여 180도 위상차를 갖도록 반사된다. 이에따라, 여전히 왼쪽 원편광 상태를 유지한다. 이때, 상기 화소 전극(46)과 카운터 전극(43,430)은 도 7에 도시된 바와같이 소정의 높이를 지니고 있어, 표면 토폴로지를 유발한다. 이에따라, 반사되는 광은 상기 전극(46,43,430)에 의한 토폴로지에 의하여 보다 넓은 각으로 산란된다. 따라서, 별도의 산란판을 구비하지 않아도, 빛이 고르게 산란,반사된다.Thereafter, light reaching the lower substrate 40 through the liquid crystal layer 65 is reflected by the counter electrodes 43 and 430 and the pixel electrode 46 to have a 180 degree phase difference. Accordingly, it still maintains the left circularly polarized state. In this case, the pixel electrode 46 and the counter electrodes 43 and 430 have a predetermined height as shown in FIG. 7, causing a surface topology. Accordingly, the reflected light is scattered at a wider angle by the topology by the electrodes 46, 43, 430. Therefore, even if no scattering plate is provided, light is scattered and reflected evenly.

그리고나서, 전극 표면에 의하여 반사된 광은 액정층(65)으로 반사되면서, 다시 상기 액정층(65)의 리타데이션 만큼 위상차가 발생되어, 도 8c와 같이, 왼쪽 선편광을 일으킨다. 그러면, 액정층(65)을 통과한 왼쪽 선편광된 광은 편광판(70)의 편광축(오른쪽 선편광 상태)과 90도 위상차가 발생되므로, 편광판(70)을 통과하지 못한다. 이에따라, 화면은 다크가 된다.Then, the light reflected by the surface of the electrode is reflected to the liquid crystal layer 65, the phase difference is generated by the retardation of the liquid crystal layer 65 again, as shown in Figure 8c, causing the left linear polarization. Then, since the left linearly polarized light passing through the liquid crystal layer 65 is 90 degrees out of phase with the polarization axis (right linearly polarized state) of the polarizing plate 70, it cannot pass through the polarizing plate 70. As a result, the screen becomes dark.

또한, 노말리 블랙 모드 역시, 상기 노말리 화이트 모드와는 반대로, 전계 인가전에는 다크 상태를 나타내다가 전계가 인가되면, 화면은 화이트 상태가 된다.In addition, in contrast to the normal white mode, the normal black mode also shows a dark state before the electric field is applied, and when the electric field is applied, the screen becomes a white state.

이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 발휘된다.As described in detail above, according to the present invention, the following effects are exerted.

먼저, 반사형 액정 표시 장치에 있어서, 카운터 전극과 화소 전극이 프린지 전계가 형성될 수 있도록, 전극간의 거리를 셀갭보다 적게 형성하고, 구동 전극의 폭은 그것의 양측에 발생되는 프린지 전계로 액정 분자들이 모두 동작될 수 있을 만큼 충분히 좁게 형성하면서, 고반사율을 갖는 금속막으로 형성하여, 각 전극 상부에 존재하는 액정 분자들을 모두 동작시키면서, 전극들이 반사판의 역할을 한다.First, in the reflective liquid crystal display device, the distance between the electrodes is formed less than the cell gap so that the counter electrode and the pixel electrode can form a fringe electric field, and the width of the driving electrode is the fringe electric field generated on both sides thereof. They are formed to be narrow enough so that they can all be operated, and are formed of a metal film having a high reflectivity, so that the electrodes serve as reflectors while operating all of the liquid crystal molecules present on each electrode.

이에따라, 별도의 반사판을 설치할 필요가 없으며, 고 투과율을 얻을 수 있다.As a result, it is not necessary to provide a separate reflecting plate, and high transmittance can be obtained.

아울러, 액정층의 리타데이션(dΔn)을 (2n+1)λ/4로 하고, 액정 분자들의 장축(또는 단축)과 전계가 약 45°를 이루도록 하여, 전계 인가시 액정층을 통과하면서 광이 원편광되도록 한다. 이에따라, 액정층에서 종래의 사반파장판 역할을 하므로, 별도의 사반파장판을 형성하지 않아도 된다.In addition, the retardation (dΔn) of the liquid crystal layer is set to (2n + 1) λ / 4, and the long axis (or short axis) of the liquid crystal molecules and the electric field are about 45 ° so that light passes through the liquid crystal layer when the electric field is applied. Allow circular polarization. Accordingly, since the conventional half-wave plate acts as a liquid crystal layer, it is not necessary to form a separate half-wave plate.

또한, 상기 카운터 전극 및 화소 전극의 소정의 높이를 지니고 있어, 카운터 전극 및 화소 전극 자체가 반사 돌기로 작용하여, 반사되는 광을 훨씬 넓은 각도로산란시킬 수 있다. 이에따라, 산란판이 구비되지 않아도 된다.In addition, since the counter electrode and the pixel electrode have a predetermined height, the counter electrode and the pixel electrode itself act as reflection protrusions, so that the reflected light can be scattered at a much wider angle. Accordingly, the scattering plate does not have to be provided.

따라서, 본 발명에서는 사반파장판, 반사판 및 산란판이 요구되지 않으므로, 액정 표시 장치의 가격을 낮출 수 있다.Therefore, since the quarter wave plate, the reflecting plate, and the scattering plate are not required in the present invention, the price of the liquid crystal display device can be lowered.

본 발명의 원리와 정신에 위배되지 않는 범위에서 여러 실시예는 이 기술에 속하는 당업자에게 자명할 뿐만 아니라 용이하게 발명해낼 수 있다. 따라서 여기에 첨부된 청구범위는 앞서 설명된 것에 한정하지 않고, 상기 의 청구범위는 이 발명에 내제되어 있는 특허성 있는 신규한 모든 것을 포함하며, 아울러 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해서 균등하게 처리되는 모든 특징을 포함한다.Various embodiments are obvious to those skilled in the art without departing from the spirit and spirit of the invention and can be easily invented. Thus, the claims appended hereto are not limited to those described above, and the claims above include all patented novelties that are inherent in this invention, and furthermore, those of ordinary skill in the art to which this invention pertains. It includes all features processed evenly by the ruler.

Claims (8)

소정 거리를 두고 대향하는 상하부 기판;Upper and lower substrates facing each other at a predetermined distance; 상기 상하부 기판 사이에 개재되며, 수개의 액정 분자를 포함하는 액정층;A liquid crystal layer interposed between the upper and lower substrates and including several liquid crystal molecules; 상기 하부 기판의 내측면에 배치되며, 상기 액정 분자를 동작시키는 프린지 전계를 형성하는 카운터 전극과 화소 전극;A counter electrode and a pixel electrode disposed on an inner side of the lower substrate and forming a fringe electric field for operating the liquid crystal molecules; 상기 상부 기판 외측면에 배치되며, 소정의 편광축을 갖는 편광판; 및A polarizer disposed on an outer surface of the upper substrate and having a predetermined polarization axis; And 상기 상하부 기판 내측면 표면에 각각 배치되며, 소정의 러빙축을 갖는 제 1 및 제 2 배향막을 포함하며,It is disposed on the inner surface of the upper and lower substrates, respectively, and includes a first and second alignment layer having a predetermined rubbing axis, 상기 카운터 전극과 화소 전극은 고반사 금속막으로 형성되고,The counter electrode and the pixel electrode are formed of a highly reflective metal film, 상기 제 1 배향막의 러빙축은 상기 프린지 전계가 형성되는 방향에 대하여 상기 액정 분자의 유전율 이방성이 음인 경우 0 내지 45도 정도의 각도차를 갖고, 상기 액정 분자의 유전율 이방성이 양인 경우 45 내지 90도 정도의 각도차를 가지며, 상기 액정 분자는 그 리타데이션(r)값이 다음의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.The rubbing axis of the first alignment layer has an angle difference of about 0 to 45 degrees when the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules is negative with respect to the direction in which the fringe electric field is formed, and about 45 to 90 degrees when the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules is positive. And a liquid crystal molecule whose retardation (r) value satisfies the following equation. r = (2n+1)λ/4r = (2n + 1) λ / 4 n은 정수n is an integer 제 1 항에 있어서, 상기 편광축과 제 2 배향막의 러빙축은 서로 일치 또는수직이 되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.The reflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the polarization axis and the rubbing axis of the second alignment layer are coincident or perpendicular to each other. 제 1 항에 있어서, 상기 편광축과 제 2 배향막의 러빙축은 0 내지 90도의 각을 이루는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.The reflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the polarization axis and the rubbing axis of the second alignment layer form an angle of 0 to 90 degrees. 제 3 항에 있어서, 상기 편광축과 제 2 배향막의 러빙축은 약 ±45°정도의 각을 이루는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.The liquid crystal display of claim 3, wherein the rubbing axis of the polarization axis and the second alignment layer form an angle of about ± 45 °. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 배향막의 러빙축과 제 2 배향막의 러빙축은 평행하지만 그 방향이 서로 180도의 각도차를 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.2. The reflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the rubbing axis of the first alignment layer and the rubbing axis of the second alignment layer are parallel but their directions have an angle difference of 180 degrees with each other. 제 1 항에 있어서, 상기 카운터 전극과 화소 전극은 Ag, Al, MgO중 선택되는 하나의 금속막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.The reflective liquid crystal display of claim 1, wherein the counter electrode and the pixel electrode are formed of one metal film selected from Ag, Al, and MgO. 제 6 항에 있어서, 상기 카운터 전극은 수개의 브렌치와, 상기 브렌치의 일단을 연결하는 바디부를 포함하고, 상기 화소 전극은 상기 브렌치 사이에 각각 위치하는 스트립과, 상기 스트립 부분의 일단을 연결하는 바를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.The method of claim 6, wherein the counter electrode includes a plurality of branches, a body portion connecting one end of the branch, and the pixel electrode connects a strip between each of the branches and a bar connecting one end of the strip portion. Reflective liquid crystal display device comprising a. 제 6 항에 있어서, 상기 카운터 전극은 플레이트 형태로 되고, 상기 화소 전극은 상기 카운터 전극 상부에 오버랩되는 다수개의 스트립과, 상기 스트립 부분의 일단을 연결하는 바를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.7. The reflective liquid crystal display of claim 6, wherein the counter electrode has a plate shape, and the pixel electrode includes a plurality of strips overlapping the counter electrode and one end of the strip portion. Device.
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