KR100427840B1

KR100427840B1 - 반사형 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR100427840B1
Application number: KR10-2000-0073598A
Authority: KR
Inventors: 타이라요이치
Original assignee: 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2004-04-30
Also published as: CN1133900C; CA2322598C; US6490018B1; TWI282011B; JP2001174804A; JP3363415B2; CN1300956A; IE20000858A1; KR20010062148A; CA2322598A1

Abstract

본 발명의 목적은 높은 명암비 및 높은 반사율을 실현하는, 저 가격이면서 구조가 간단한 반사형 게스트·호스트 액정 표시(LCD) 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치는 제1 투명 기판과, 상기 제1 투명 기판의 하나의 표면상에 배치된 제1 전극 수단과, 제1 표면 및 제2 표면을 갖춘 제2 투명 기판과, 이 제2 투명 기판의 제1 표면상에 배치된 제2 전극 수단을 구비하고, 제1 전극 수단과 제2 전극 수단이 서로 대면하여 제1 전극 수단과 제2 전극 수단 사이에 공간이 생기도록 제1 투명 기판 및 제2 투명 기판이 배열되며, 게스트·호스트 액정층이 공간에 배치되며, 제1 전극 수단과 제2 전극 수단이 복수 개의 화소 위치를 규정하고, 삼각뿔 형태를 갖춘 반사 유닛이 제2 투명 기판의 제2 표면상의 복수 개의 화소 위치 각각에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

반사형 액정 표시 장치{REFLECTIVE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 높은 명암비(明暗比) 및 높은 반사율을 실현하는, 저 가격이면서 구조가 간단한 반사형 게스트·호스트 액정 표시(LCD) 장치에 관한 것이다.

배면 광(backlight)을 구비한 LCD 장치는 데스크탑형 컴퓨터, 휴대형 컴퓨터 및 PDA(Personal Digital Assistants)의 표시 장치로서 널리 사용되어 왔다. 후자의 2개의 휴대형 장치는 박형이며 경량으로 정전력 소비형(停電力消費型)의 LCD 장치를 필요로 한다. 따라서, 배면 광을 필요로 하는 LCD 장치를 휴대형 장치에 사용할 경우에는, 휴대형 장치의 전력 부하(Power load)가 증대한다. 배면 광을 갖춘 LCD 장치를 대신하여 게스트·호스트층을 사용하고 배면 광을 필요로 하지 않는 반사형 LCD 장치가 개인용 장치의 LCD 장치로서 개발되어 왔다. 게스트(Guest)란 액정에 첨가되는 2색성 색소를 의미하며, 호스트(Host)란 액정을 의미한다. 2색성 색소는 그 길이 방향, 즉 장축에 따라 높은 흡광도(吸光度)를 보인다. 게스트·호스트 방식에서는 액정 분자의 정렬 방향은 인가 전압에 의해 발생되는 전계에 의해 제어되며, 2색성 색소는 액정 분자의 방향과 동일한 방향으로 동시에 정렬된다. 액정이 정(正)의 유전 이방성을 갖는 경우에는, 전계가 턴·오프(Turn off)되면 2개의 유리 기판 사이에 끼워져 있는 게스트·호스트층은 평행 배향 구조로 배열된다. 이 평행 배향 구조가 가시광에 의해 조사되면, 2색성 색소는 그 길이 방향에 평행한 면의 직선 편광 성분을 흡수하고, 길이 방향에 수직인 면의 직선 편광 성분을 통과시킨다. 전계가 인가되면, 액정 분자 및 2색성 색소는 유리 기판의 표면에 수직인 방향으로 배향되며 모든 입사광은 게스트·호스트층을 통과하여 밝은 상태를 만든다.

높은 명암비와 밝은 상태 시의 높은 반사율은 모두 반사형 게스트·호스트 LCD 장치를 개선하는 데 있어 관건이 되는 요인이다. 다음으로 정의 유전 이방성 액정을 사용하는 종래 4개 형태의 반사형 게스트·호스트 LCD 장치에 대하여 설명한다. 제1 형태의 반사형 게스트·호스트 LCD 장치에서는 평행 배향 구조의 단일 게스트·호스트층이 사용된다. 게스트·호스트층에 인가되는 전압이 턴·오프되어 어두운 상태를 만들면, 입사광 중 2색성 색소의 길이 방향에 수직인 면의 직선 편광 성분이 게스트·호스트층을 통과하고, 이 게스트·호스트층의 아래쪽에 배치된 반사판에 의해 게스트·호스트층을 향하여 반사된다. 이 반사된 직선 편광 성분은 게스트·호스트층을 통과하여 사용자에 의해 관찰된다. 이와 같이 하여 어두운 상태에서 하나의 직선 편광 성분은 차단되지만, 다른 직선 편광 성분은 통과되기 때문에 높은 명암비를 얻을 수 없다.

화이트-테일러·모드(White-Taylor Mode)라 부르는 제2 형태의 반사형 게스트·호스트 LCD 장치에서는 전압의 턴·오프시에 액정 분자 및 2색성 색소는 2장의 유리 기판 사이에서 200°이상 비틀려 모든 직선 편광 성분을 흡수하며, 이로 인해 명암비를 개선한다. 그러나, 이 형태의 LCD 장치는 전압 인가 시, 즉 밝은 상태 시의 높은 반사율을 실현할 수 없다. 이와 같이 하여 제1 및 제2 형태의 LCD 장치는 높은 명암비 및 높은 반사율을 동시에 실현할 수는 없다.

2층형 게스트·호스트 LCD 장치라 부르는 제3 형태의 반사형 게스트·호스트 LCD 장치에서는 2장의 유리 기판 사이의 공간이 이 2장의 기판 사이에 놓여진 투명한 분리기(separator)에 의해 상측 구획 및 하측 구획으로 나누어져 있으며, 전압 또는 전계의 턴·오프시에 상측 구획 내의 평행 배향 구조의 게스트·호스트층은 하나의 방향(예컨대 이 지면에 평행한 방향)으로 배향되며, 하측 구획 내의 평행 배향 구조의 게스트·호스트층은 상기 하나의 방향에 직교하는 방향(예컨대 이 지면을 수직으로 통과하는 방향)으로 배향된다. 전계가 턴·오프된 어두운 상태에서는 입사광 중 2색성 색소의 길이 방향에 수직인 면의 직선 편광 성분은 상측 구획의 게스트·호스트층을 통과하지만, 이 통과한 직선 편광 성분은 하측 구획의 게스트·호스트층에 의해 차단된다. 그 이유는 통과한 직선 편광 성분의 면이 하측 구획의 게스트·호스트층의 2색성 색소의 길이 방향에 평행한 면과 일치하기 때문이다. 이 제3 형태의 LCD 장치는 어두운 상태에서 광을 완전히 차단할 수 있지만, 이는 또한, 단일 게스트·호스트층에 비하여 시차가 생기는 점, 구조가 복잡해지는 점, 그리고 제조 비용이 비싸지는 점등의 새로운 문제가 생긴다.

제4 형태의 반사형 게스트·호스트 LCD 장치에서는 하측 유리 기판의 위에 반사판, 1/4 파장 판(λ/4 판) 및 ITO 전극이 이 순서로 형성되며, 상측 유리 기판의 내면에 ITO가 형성되어 있다. 2개의 유리 기판 사이에 게스트·호스트층이 끼워져 있다. 입사광 중 2색성 색소의 길이 방향에 수직인 면의 직선 편광 성분은 게스트·호스트층을 통과한다. 반사판 및 λ/4 판의 조합에 의한 반사 동안, 직선 편광 성분의 면은 90°회전되며, 이 90°회전된 직선 편광 성분은 게스트·호스트층에 의해 차단되며, 이로 인해 어두운 상태의 사이 광은 완전히 차단되어, 높은 명암비 및 높은 반사율 모두가 실현된다. 그러나 이 제4 형태는 450 ㎚∼700 ㎚ 범위의 가시광을 통과시키는 λ/4 판을 설계하는 것이 곤란하고, 또한 제조 비용이 높은 점 및 복잡한 제조 공정이 필요하게 되는 점등의 새로운 문제가 생긴다.

도 1은 본 발명에 따른 어두운 때의 흑백형의 반사형 게스트·호스트 LCD 장치의 기본적 구조를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 삼각뿔 반사 유닛(8)의 각 면을 도시한 파단 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 반사형 게스트·호스트 LCD 장치의 어두운 상태에서의 동작을 설명한 도면이다.

도 4는 광산란층의 구조를 도시한 도면이다.

도 5는 1개의 화소를 형성하는 ITO 및 2개의 반사 유닛을 도시한 도면이다.

도 6은 본 발명에 따른 반사 유닛의 다른 실시예의 단면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 흑백형의 반사형 LCD 장치 및 반사 유닛·어레이의 평면을 도시한 도면.

도 8은 본 발명에 따른 반사형 게스트·호스트·컬러 LCD 장치를 도시한 도면.

도 9는 각각 1개의 삼각형 ITO 및 1개의 삼각뿔형 반사 유닛에 의해 형성되는 2개의 화소를 도시한 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 반사형 게스트·호스트 LCD 장치 2 : 상측 유리 기판

3 : 광산란층 4, 6 : ITO

5 : 게스트·호스트층 7 : 지지 기판

8, 81, 82 : 반사 유닛 10 : 액정 분자

11 : 2색성 색소 13 : 장축

15, 16 : 직선 편광 성분 18 : 반사 유닛·어레이

23 : 컬러·필터·어레이

본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치는 제1 투명 기판과, 상기 제1 투명 기판의 하나의 표면 상에 배치된 제1 전극 수단과, 제1 표면 및 제2 표면을 갖추는 제2 투명 기판과, 이 제2 투명 기판의 제1 표면상에 배치된 제2 전극 수단을 구비하고, 제1 전극 수단과 제2 전극 수단이 서로 대면하여 제1 전극 수단과 제2 전극 수단 사이에 공간이 생기도록 제1 투명 기판 및 제2 투명 기판이 배열되고, 게스트·호스트 액정층이 공간에 배치되며, 제1 전극 수단과 제2 전극 수단이 복수 개의 화소 위치를 규정하고, 삼각뿔 형태를 갖는 반사 유닛이 제2 투명 기판의 제2 표면상의 복수 개의 화소 위치 각각에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

삼각뿔은 2개의 짧은 변 및 1개의 긴 변을 갖춘 직각 2등변 삼각형의 형태를 갖춘 저면과, 짧은 변의 하나로부터 연장되는 제1 반사면과, 짧은 변의 다른 하나로부터 연장되는 제2 반사면과, 긴 변으로부터 연장되는 제3 반사면을 갖추고, 저면과 제1 반사면 사이의 각도는 45°이고, 저면과 제2 반사면 사이의 각도는 45°이며, 저면과 제3 반사면 사이의 각도는 87°∼ 90°인 것을 특징으로 한다.

제2 투명 기판과 복수 개의 반사 유닛은 굴절율이 1.3 이상인 투명 재료에 의해 일체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

직각 2등변 삼각형의 짧은 변의 하나는 게스트·호스트 액정층의 러빙(rubbing) 방향으로 정렬되어 있는 것을 특징으로 한다.

제1 투명 기판의 하나의 표면과 제1 전극 수단 사이에 광산란층이 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

광산란층과 제1 전극 수단 사이에 컬러·필터층이 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 반사형 게스트·호스트 LCD 장치는 제1 투명 기판과, 상기 제1 투명 기판의 하나의 표면 상에 배치된 제1 전극 수단과, 제1 표면 및 제2 표면을 갖추는 제2 투명 기판과, 상기 제2 투명 기판의 제1 표면 상에 배치된 제2 전극 수단을 구비하고, 제1 전극 수단과 제2 전극 수단이 서로 대면하여 제1 전극 수단과 제2 전극수단 사이에 공간이 생기도록 제1 투명 기판 및 제2 투명 기판이 배열되며, 게스트·호스트 액정층이 공간에 배치되며, 제1 전극 수단과 제2 전극 수단이 복수 개의 화소 위치를 규정하고, 각각 삼각뿔 형태를 갖춘 2개의 반사 유닛이 제2 투명 기판의 제2 표면상의 복수 개의 화소 위치 각각에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

삼각뿔은 2개의 짧은 변 및 1개의 긴 변을 갖춘 직각 2등변 삼각형의 형태를 갖춘 저면과, 짧은 변의 하나로부터 연장되는 제1 반사면과, 짧은 변의 다른 하나로부터 연장되는 제2 반사면과, 긴 변으로부터 연장되는 제3 반사면을 갖추고, 저면과 제1 반사면 사이의 각도는 45°이고, 저면과 제2 반사면 사이의 각도는 45°이고, 저면과 제3 반사면 사이의 각도는 87°∼ 90°이며, 복수 개의 화소 위치 각각에 있는 2개의 반사 유닛은 한 쪽 반사 유닛의 제3 반사면이 다른 쪽 반사 유닛의 제3 반사면과 인접하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

한 쪽 반사 유닛의 정점과 다른 쪽 반사 유닛의 정점이 2 ㎛ ∼ 10 ㎛의 공기 갭(gap) 만큼 떨어져 있는 것을 특징으로 한다.

한 쪽 반사 유닛의 정점과 다른 쪽 반사 유닛의 정점이 5 ㎛ ∼ 8 ㎛의 공기 갭 만큼 떨어져 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치를 위한 반사 유닛·어레이에서는 반사형 액정 표시 장치로의 입사광을 반사하는 2개의 반사 유닛이 반사형 액정 표시 장치의 복수 개의 화소 위치 각각에 배치되며, 반사 유닛의 형태가 삼각뿔인 것을 특징으로 한다.

도 1 (A)는 본 발명에 따른 어두운 때의 흑백형의 반사형 게스트·호스트 LCD 장치(1)의 기본적 구조를 도시한다. 반사형 게스트·호스트 LCD 장치(1)는 상측 유리 기판, 즉 제1 투명 기판(2), 광산란층(3), 예컨대 ITO(Indium Tin 0xide)와 같은 상측 전극, 즉 제1 전극 수단(4), 게스트·호스트층(5), 예컨대 ITO와 같은 하측 공통 전극, 즉 제2 전극 수단(6) 및 하측 기판, 즉 제2 투명 기판(7)을 갖추고 있다. 상측 유리 기판(2) 주변의 가장자리와 하측 기판(7) 주변의 가장자리는 이 분야에서 널리 알려진 밀봉재에 의해 밀봉되어 있다. 게스트·호스트층(5)은 액정 분자(10)와 액정 내에 분산된 2색성 색소(11)를 포함한다. 예시적인 실시예에서는 정(正)의 유전 이방성 액정이 사용되고 있다. 따라서, 어두운 상태를 만들기 위하여 전계가 인가되지 않는 상태에서는 액정 분자(10) 및 2색성 색소(11)는, 도 1 (A)에 도시한 바와 같이 평행 배향 구조로 정렬되어 있다. 예시적인 실시예에서는 하측 기판(7) 및 복수 개의 반사 유닛(8)은 굴절율이 1.3 이상인 투명 재료에 의해 일체적으로 형성되어 있다. 복수 개의 반사 유닛(8) 각각의 형태는 삼각뿔이다. 지지 기판(7)과 반사 유닛(8)을 일체적으로 형성하는 목적은 이들 복수 개의 반사 유닛(8)을 ITO(6)의 하부에 부착하기 쉽게 하기 위해서이다. 하측 기판(7) 및 반사 유닛(8)을 위한 양호한 투명 재료는 전술한 굴절율을 갖는 아크릴 수지, 폴리스티렌 수지 등이다.

지지 기판(7) 및 반사 유닛(8) 사이의 경계 점선(12)에서 1개의 반사 유닛(8)을 절단하여 삼각뿔 형태의 반사 유닛(8)의 형상 및 동작을 설명한다. 반사 유닛(8)의 형상은 도 1 (B) 및 도 2에 도시되어 있다. 도 1 (B)는 반사 유닛(8)의 평면도, 전면도 및 측면도이다. 도 1 (B)는 또한 양쪽 ITO층(4, 6) 표면의 러빙(rubbing) 방향을 도시한다. 다시 설명하면, ITO층(4, 6)의 표면은 도 1 (B)의 평면도에 도시되어 있는 직각 2등변 삼각형의 수평 방향의 짧은 변에 평행한 러빙 방향으로 러빙되어 있으며, 이에 따라 도 3에 도시한 바와 같이 삼각뿔의 저면인 직각 2등변 삼각형의 수평 방향의 짧은 변은 2색성 색소(11)의 장축(13)에 정렬된다. 도 2는 반사 유닛(8)을 경사진 방향에서 보았을 때의 삼각뿔 반사 유닛(8)의 각 면을 도시한 파단 도면이다. 삼각뿔 형태의 반사 유닛(8)은 (a) 점선(12)에 따라 절단하여 얻은 면이며, ITO(6)의 저면에 대하여 평행하게 대면하도록 배열되며, 그리고 직각 2등변 삼각형의 형태를 한 저면(8A)과, (b) 이 직각 2등변 삼각형의 한 쪽 짧은 변으로부터 연장되는 제1 반사면(8B)과, (c) 다른 쪽 짧은 변으로부터 연장되는 제2 반사면(8C)과, (d) 긴 변으로부터 연장되는 제3 반사면(8D)을 갖추고 있다.

저면(8A)은 2개의 짧은 변(801, 802) 및 사변(803)을 갖추고 있다. 변(801,802)의 길이는 "a”이며, 사변(803)의 길이는 다음 식과 같다

사변의 길이 = √2 a

제1 반사면(8B)의 변(804)은 변(801)에 접속되며, 제2 반사면(8C)의 변(807)은 변(802)에 접속된다. 제1 반사면(8B)의 변(806)은 제2 반사면(8C)의 변(809)에 접속된다. 제3 반사면(8D)의 변(810)은 사변(803)에 접속되고, 변(811)은 변(805)에 접속되며, 변(812)은 변(808)에 접속된다. 변(811, 812)의 길이는 다음 식과 같다.

변의 길이 = √3 a/2

도 1 (B)의 평면도는 저면(8A)을 도시하며, 전면도 및 측면도는 제3 반사면 (8D)을 도시한다. 저면(8A)과 제1 반사면(8B) 사이의 각도는 45°이고, 저면(8A)과 제2 반사면(8C) 사이의 각도는 45°이며, 저면(8A)과 제3 반사면(8D) 사이의 각도는 87°∼90°이다. 이 각도 87°∼90°의 범위가 높은 명암비 및 높은 반사율을 실현하는 것이 실험에 의해 확인되었다.

다음으로, 도 1 및 도 3을 참조하여 본 발명의 반사형 게스트·호스트 LCD 장치의 어두운 상태에서의 동작을 설명한다. 도 3에 하나의 2색성 색소(11) 및 삼각뿔 형태를 한 1개의 반사 유닛(8)이 도시되어 있다. 방향 Z는 상측 유리 기판(2)의 표면에 수직이며, 방향 X는 평행 배향 구조의 2색성 색소(11)의 장축(13) 방향을 나타내며, 방향 Y는 장축(13)에 수직인 방향을 나타낸다. 입사 가시광(14)은 방향 Z에서 유리 기판(2)의 표면을 조사한다.

어두운 상태에서 ITO(4) 및 공통 ITO(6) 사이에 전압은 인가되지 않으며, 따라서 액정 분자(10) 및 2색성 색소(11)는, 도 1에 도시한 바와 같이 이들이 X 방향으로 평행한 러빙 방향으로 배향되며 유리 기판(2)의 표면에 거의 평행하게 되는 평행 배향 구조로 배열된다. 전술한 바와 같이 평행 배향 구조에서는 게스트·호스트층은 흡수 모드로 움직이며, 즉 2색성 색소(11)는 그 장축(13)에 평행한 면의 직선 편광 성분(15)을 흡수하고 그리고 장축(13)에 수직인 면의 직선 편광 성분(16)을 통과시킨다. 통과된 직선 편광 성분(16)은 Z 방향의 방향에서 반사 유닛(8)의 제1 반사면(8B)(도 2)에 향하여진다. 반사 유닛(8)은 1. 3 이상의 굴절율을 갖는 투명재료로 만들어지며, 그리고 이 반사 유닛(8)의 주위 분위기는 굴절율 1.0의 공기이기 때문에, 임계각 보다도 작은 입사 각도로 반사 유닛(8)에 향하여진 광은 이 투명 재료와 공기의 경계에서 전부 반사한다. 따라서, 직선 편광 성분(16)은 제1 반사면(8B)(도 2)에서 X 방향을 따라 제3 반사면(8D)(도 2)으로 향하여 반사된다. 이 제3 반사면(8D)은 이 직선 편광 성분을 Y 방향을 따라 제2 반사면(8C)(도 2)을 향하여 반사하고, 그리고 제2 반사면(8C)은 이 직선 편광 성분을 2색성 색소(11)를 향하여 Z 방향으로 반사한다. 반사 유닛(8) 내에서의 반사 동안에 입사 직선 편광 성분(16)의 면은 90°만 회전되며, 이 90°회전된 직선 편광 성분(15)은 2색성 색소(11)를 향하여 복귀되는 것에 주목하기 바란다. 90°회전된 직선 편광 성분(15)의 면은 이색성 색소(11)의 장축(13)에 따른 면과 일치하기 때문에, 이 90°회전된 직선 편광 성분(15)은 2색성 색소(11)에 의해 차단된다. 이와 같이 하여 흡수 모드에서는 2색성 색소를 통과한 직선 편광 성분(16)은 90°회전되며 그리고 이 90° 회전된 직선 편광 성분이 2색성 색소(11)에 의해 흡수되며, 이로 인해 광이 사용자에 의해 관찰되지 않으며, 그 결과 명암비가 개선된다.

도 3(B)은 직선 편광 성분(16)이 제1 반사면(8B), 제3 반사면(8D) 및 제2 반사면(8C)에 의해 이 순서로 반사되는 경우를 도시한다. 도 3(C)은 직선 편광 성분(16)이 최초로 제2 반사면(8C)에 향하게 되는 경우를 도시한다. 이 경우에는 직선 편광 성분(16)은 제2 반사면(8C), 제3 반사면(8D) 및 제1 반사면(8B)에 의해 이 순서로 반사된다.

밝은 상태에 대하여 설명하면, 선택된 화소(PEL)의 ITO(4) 및 공통 ITO(6) 사이에 전압이 인가되어 전계가 Z 방향으로 인가되며, 이로 인해 이들 선택된 화소의 액정 분자(10) 및 2색성 색소(11)가 전계의 방향(Z)을 따라 배향되어 투과 모드로 되며, 광의 모든 성분은 흡수되지 않고 투과된다. 따라서 이들 선택된 화소의 입사광의 모든 성분은 3개의 반사면(8B, 8C, 8D)에 의해 반사되어 게스트·호스트층(5), ITO(4), 광산란층(3) 및 상측 유리 기판(2)을 통과하여 사용자에 의해 관찰된다.

도 4a 및 4b는 광산란층(3)의 구조를 도시한다. 도 4a에 도시한 바와 같이, 광산란층(3)은 광(17)을 복수 방향으로 산란시키기 위해서 사용되며, 이로 인해 사용자는 복수 경사 방향에서 화소의 광을 관찰할 수 있다. 도 4a에 도시하는 광산란층(3)은 굴절율 n₁의 제1 투명층(41) 및 이와 다른 굴절율 n₂의 제2 투명층(41)을 갖추고 있다. 제1 층(41) 및 제2 층(42)의 사이에 요철 형상의 경계가 형성되어 광산란 효과를 얻는다. 도 4b의 광산란층(3)은 굴절율 n₃의 복수 개의 투명 입자(43)가 이와 다른 굴절율 n₄의 투명 재료(44) 내에 분포되어 광산란 효과를 얻는다. 41 ∼ 44에 대한 적절한 재료는 투명 플라스틱이다.

일반적으로 LCD 장치의 1개의 화소 형태는 정방형(正方形)이다. 정방형의 화소를 실현하기 위해서, 도 5a에 도시한 바와 같이 2개의 반사 유닛(81, 82)은 한 쪽 반사 유닛(81)의 제3 반사면(8D)이 다른 쪽 반사 유닛(82)의 제3 반사면(8D)과 대면하도록 배열된다. 도 5a에 있어서, ITO(4)와 2개의 반사 유닛(81, 82)이 1개의 화소를 형성한다. 이 경우, 각 반사 유닛의 저면(8A) (도 2)와 제3 반사면(8D) (도 2) 사이의 각도는 90°이다. 도면을 간단히 하기 위해 도 5a에는 상측 유리 기판(2), 광산란층(3), 게스트·호스트층(5) 및 공통 ITO(6)는 도시되어 있지 않다. 2개의 반사 유닛(81, 82)의 구조는 도 1(B), 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 것과 동일하다. 선 B-B에 따른 2개의 반사 유닛(81, 82)의 단면이 도 5b에 도시되어 있다. 도 5b에 도시한 바와 같이, 2개의 반사 유닛(81, 82)은, 전술한 바와 같이 복수 개의 반사 유닛(8)을 ITO(6)의 저면에 부착하기 쉽게 하기 위해서 지지 기판(7)과 일체적으로 형성되어 있다. 점선(12)(도 1(A))을 따라 절단된 2개의 반사 유닛(8)만이 도시되어 있다. 삼각뿔형 반사 유닛(81)의 정점(20)과 삼각뿔형 반사 유닛(82)의 정점(21)은 공기 갭 G만큼 떨어져 있다. 원하는 높은 명암비 및 높은 반사율을 실현하는 데에는 공기 갭(G)의 값이 2 ㎛ ∼ 10 ㎛, 더욱 바람직하게는 5 ㎛ ∼ 8 ㎛의 범위인 것이 실험적으로 확인되었다.

도 5a에 도시되어 있는 ITO(4)는 TFT 구동 방식의 각 화소에 설치되어 있는 개별적인 전극이다. TFT에 의한 ITO의 구동 방식은 이 분야에서 주지의 사항이므로 설명을 생략한다. 또한, 선택된 화소의 전극을 선택적으로 구동하기 위해서 단순 매트릭스 방식을 사용할 수 있다.

도 6은 1개의 화소를 형성하는 2개의 반사 유닛(81, 82)의 단면을 도시하며, 이 경우에는 각 반사 유닛의 저면(8A)(도 2)과 제3 반사면(8D)(도 2) 사이의 각도는 87°이다. 삼각뿔형 반사 유닛(81)의 정점(20)과 삼각뿔형 반사 유닛(82)의 정점(21)은 공기 갭(G) 만큼 떨어져 있다. 원하는 높은 명암비 및 높은 반사율을 실현하는 데에는 공기 갭(G)의 값이 2 ㎛ ∼ 10 ㎛, 더욱 바람직하게는 5 ㎛ ∼ 8 ㎛의 범위이다.

도 7a는 도 1 (A)에 도시한 흑백형의 반사형 LCD 장치(1)와 화살표(19) 방향에서 본 반사 유닛·어레이(18)의 평면을 나타낸다. 도 7b는 4개의 화소에 대한 반사 유닛의 평면을 도시한다. 1개 화소의 반사 유닛은 2개의 반사 유닛(81, 82)을 갖추고 있다. 1개 화소의 수평 방향 및 수직 방향의 길이는 L₁이다. 예컨대, 길이 L₁의 값은 100 ㎛이다.

도 8(A)은 반사형 게스트·호스트·컬러 LCD 장치(22)를 나타내며, 여기서 적색 필터, 녹색 필터 및 청색 필터를 포함하는 컬러·필터층(23)이 흑백형의 게스트·호스트 LCD 장치의 광산란층(3)과 ITO(4) 사이에 배치되어 있다. 도 8b는 3개의 화소를 포함하는 1개의 컬러·셀에 대한 반사 유닛의 평면을 도시한다. 각 화소는 2개의 반사 유닛(81, 82)을 갖추고 있다. 1개의 컬러·셀은 수평 방향의 길이 L₁및 수직 방향의 길이 L₂를 갖추고 있다. 예컨대, 길이 L₁의 값은 100 ㎛이며, 길이 L₂의 값은 300 ㎛이다.

도 9는 도 5에 도시한 구조의 다른 실시예이다. 도 9에 도시한 바와 같이 도 5의 1개의 ITO(4)는 2개의 삼각형 ITO(41, 42)로 분할되어 있다. ITO(41, 42)의 각각은 1개의 화소를 규정하고, 따라서, 도 9의 1개 화소의 치수는 도 5의 화소의 절반이다. 1개의 화소는 ITO(41) 및 삼각뿔형 반사 유닛(81)에 의해 규정되며, 다른 쪽의 화소는 ITO(42) 및 삼각뿔형 반사 유닛(82)에 의해 규정된다.

본 발명은 높은 명암비 및 높은 반사율을 실현하는 저 가격이면서 구조가 간단한 반사형 게스트·호스트 액정 표시 장치를 실현한다.

Claims

제1 투명 기판과,

상기 제1 투명 기판의 하나의 표면상에 배치된 제1 전극 수단과,

제1 표면 및 제2 표면을 갖추는 제2 투명 기판과,

상기 제2 투명 기판의 상기 제1 표면 상에 배치된 제2 전극 수단을 구비하고,

상기 제1 전극 수단과 상기 제2 전극 수단이 서로 대면하여 상기 제1 전극 수단과 상기 제2 전극 수단 사이에 공간이 생기도록 상기 제1 투명 기판 및 상기 제2 투명 기판이 배열되고, 게스트·호스트 액정 층이 상기 공간에 배치되며, 상기 제1 전극 수단과 상기 제2 전극 수단이 복수 개의 화소 위치를 규정하고, 삼각뿔 형태를 갖는 반사 유닛이 상기 제2 투명 기판의 상기 제2 표면 상의 상기 복수 개의 화소 위치 각각에 배치되어 있고,

상기 삼각뿔은 2개의 짧은 변 및 1개의 긴 변을 갖춘 직각 2등변 삼각형의 형태를 갖춘 저면과, 상기 짧은 변의 하나로부터 연장되는 제1 반사면과, 상기 짧은 변의 다른 하나로부터 연장되는 제2 반사면과, 상기 긴 변으로부터 연장되는 제3 반사면을 갖추고, 상기 저면과 상기 제1 반사면 사이의 각도는 45°이고, 상기 저면과 상기 제2 반사면 사이의 각도는 45°이고, 상기 저면과 상기 제3 반사면 사이의 각도는 87°∼ 90°인 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
삭제
제1 투명 기판과,

상기 제1 투명 기판의 하나의 표면 상에 배치된 제1 전극 수단과,

제1 표면 및 제2 표면을 갖춘 제2 투명 기판과,

상기 제2 투명 기판의 상기 제1 표면상에 배치된 제2 전극 수단을 구비하고,

상기 제1 전극 수단과 상기 제2 전극 수단이 서로 대면하여 상기 제1 전극 수단과 상기 제2 전극 수단 사이에 공간이 생기도록 상기 제1 투명 기판 및 상기 제2 투명 기판이 배열되고, 게스트·호스트 액정층이 상기 공간에 배치되며, 상기 제1 전극 수단과 상기 제2 전극 수단이 복수 개의 화소 위치를 규정하고, 각각 삼각뿔의 형태를 갖춘 2개의 반사 유닛이 상기 제2 투명 기판의 상기 제2 표면 상의 상기 복수 개의 화소 위치 각각에 배치되어 있고,

상기 삼각뿔은 2개의 짧은 변 및 1개의 긴 변을 갖춘 직각 2등변 삼각형의 형태를 갖춘 저면과, 상기 짧은 변의 하나로부터 연장되는 제1 반사면과, 상기 짧은 변의 다른 하나로부터 연장되는 제2 반사면과, 상기 긴 변으로부터 연장되는 제3 반사면을 갖추고, 상기 저면과 상기 제1 반사면 사이의 각도는 45°이고, 상기 저면과 상기 제2 반사면 사이의 각도는 45°이며, 상기 저면과 상기 제3 반사면 사이의 각도는 87°∼ 90°이며, 상기 복수 개의 화소 위치 각각에 있는 상기 2개의 반사 유닛은, 한 쪽 반사 유닛의 상기 제3 반사면이 상기 다른 쪽 반사 유닛의 상기 제3 반사면과 인접하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
삭제
제3항에 있어서, 상기 한 쪽 반사 유닛의 정점과 상기 다른 쪽 반사 유닛의 정점이 2 ㎛∼10 ㎛의 공기 갭 만큼 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
제3항에 있어서, 상기 한 쪽 반사 유닛의 정점과 상기 다른 쪽 반사 유닛의 정점이 5 ㎛∼8 ㎛의 공기 갭 만큼 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 제2 투명 기판과 상기 복수 개의 반사 유닛은 굴절율이 1.3 이상인 투명 재료에 의해 일체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시장치.
제7항에 있어서, 상기 직각 2등변 삼각형의 짧은 변의 하나는 상기 게스트·호스트 액정층의 러빙 방향으로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 제1 투명 기판의 상기 하나의 표면과 상기 제1 전극 수단 사이에 광산란층이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
제9항에 있어서, 상기 광산란층과 상기 제1 전극 수단 사이에 컬러·필터층이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
반사형 액정 표시 장치로의 입사광을 반사하는 2개의 반사 유닛이 상기 반사형 액정 표시 장치의 복수 개의 화소 위치 각각에 배치되며, 상기 반사 유닛의 형태가 삼각뿔이고, 상기 삼각뿔은 2개의 짧은 변 및 1개의 긴 변을 갖춘 직각 2등변 삼각형의 형태를 갖춘 저면과, 상기 짧은 변의 하나로부터 연장되는 제1 반사면과, 상기 짧은 변의 다른 하나로부터 연장되는 제2 반사면과, 상기 긴 변으로부터 연장되는 제3 반사면을 갖추고, 상기 저면과 상기 제1 반사면 사이의 각도는 45°이고, 상기 저면과 상기 제2 반사면 사이의 각도는 45°이고, 상기 저면과 상기 제3 반사면 사이의 각도는 87°∼ 90°이며, 상기 복수 개의 화소 위치 각각에 있는 상기 2개의 반사 유닛은, 한 쪽 반사 유닛의 상기 제3 반사면이 상기 다른 쪽 반사 유닛의 상기 제3 반사면과 인접하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치를 위한 반사 유닛·어레이.
삭제
제11항에 있어서, 상기 한 쪽 반사 유닛의 정점과 상기 다른 쪽 반사 유닛의 정점이 2 ㎛∼10 ㎛의 공기 갭 만큼 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치를 위한 반사 유닛·어레이.
제11항에 있어서, 상기 한 쪽 반사 유닛의 정점과 상기 다른 쪽 반사 유닛의 정점이 5 ㎛∼8 ㎛의 공기 갭 만큼 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치를 위한 반사 유닛·어레이.
제13항에 있어서, 상기 복수 개의 반사 유닛은 굴절율이 1.3 이상인 투명 재료에 의해 일체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치를 위한 반사 유닛·어레이.