KR100477731B1 - 반사형칼라액정표시소자 - Google Patents

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Abstract

목적: 본 발명은 반사형 칼라 액정표시소자에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 외부입사광의 효율을 높임과 아울러 형광효과를 부여한 새로운 구조의 반사형 칼라 액정표시소자를 제공하려는 것임.
구성: 평행하게 배치된 유리기판과 반사기판의 내측에 각각 투명전극 및 배향막이 적층형성되는 동시에 이 배향막의 사이에 액정이 주입되어 밀봉된 구조로 된 통상적인 반사형 칼라 액정표시소자에 있어서, 상기 반사기판과 상기 액정의 사이의 소정위치에는 적,녹,청의 광을 발산하는 각각의 형광체가 배열된 형광막을 형성하여서 된 것임.
효과: 형광체에서 발산되는 고유광에 의한 형광효과로 휘도 및 색순도가 향상된 화상특성을 얻을 수 있다.

Description

반사형 칼라 액정표시소자
본 발명은 반사형 칼라 액정표시소자에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 외부 입사광의 반사율을 높임과 아울러 형광효과를 부여함으로써 휘도 및 색순도가 향상되도록 한 새로운 구조의 반사형 칼라 액정표시소자를 제공하려는 것이다.
통상적으로, 액정표시소자(Liquid Crystal Display)는 저구동전압 및 저소비전력, 액정패널의 평탄성 등에 의해 디지털 속목시계, 전탁, 랩탑컴퓨터 등에 다양하게 적용됨과 아울러 벽걸이형 TV 등에 응용되고 있는 평판 디스플레이로, 배열방향의 변화에 따라 광의 반사특성이 변화되는 액정의 유전이방성에 의해 소원의 문자, 숫자 등을 표시한다. 이러한 액정표시소자에는 백라이트를 채용하여 빛을 국부적으로 투과시킴으로써 문자,숫자 등을 표시하는 투과형(Transmissive Type)과, 후면에 필름으로 된 반사기판을 채용하여 전방의 입사광을 반사하는 반사형(Reflective Type)이 있다.
또한, 칼라 액정표시소자는 색의 합산이나 감산에 의해 색상을 구현하게 되며, 이러한 방법에 의해 색순도 및 휘도를 향상시키기 위하여 현재도 액정표시소자의 구조에 대한 연구가 다각도로 이루어지고 있다.
도 2 는 종래의 반사형 칼라 액정표시소자의 판상 구조도로서, 상부에는 제1유리기판(11)이 배치되는 동시에, 하부에는 상부면에 반사막이 형성된 유리재질의 반사기판(13)이 후면편광판(7B)뒤에 평행하게 배치되고, 상기 상부 제1유리기판(11)의 상면에는 편광판(7)이 적층되는 동시에 상기 제1유리기판(11)의 저면에는 적,녹,청의 칼라필터(9A,9B,9C) 각각의 사이에 블랙매트릭스(BM)를 두면서 연속으로 배치되고, 그 하부에는 제1투명전극(15A)으로 IOC(ITO on CF)막이 형성됨과 아울러 상기 제1투명전극(15A)의 하부에는 제1배향막(17A)이 증착된다.
또, 상기 반사기판(13)의 상부에는 후면편광판 및 제2유리기판(11B)이 적층되고, 그 위로 상기 제1투명전극(15A)과는 직교되게 제2투명전극(15B)으로 IOG(IOT on glass)막이 배치됨과 아울러 이 제2투명전극(15B)의 상면에 제2배향막(17B)이 증착되고, 상기 두 배향막(17A,17B)의 사이에는 전계에 의해 트위스트각이 변동되어 화소를 표시토록 하는 TN 또는 STN구조의 액정이 주입되어 밀봉되는 구조로 이루어진다.
이와같은 구조로 이루어진 종래의 칼라 액정표시소자는, 외부의 입사광이 편광판(7)을 통해 입사되면서 원편광에서 직선편광으로 변화되도록 하고, 이 직선편광이 제1유리기판(11), 칼라필터(9A,9B,9C), 제1투명전극(15A) 및 제1배향막(17A)을 순차 투과한 다음 액정 및 제2배향막(17B)을 통해 타원편광으로 되어 제2투명전극(15B) 및 제2유리기판(11B)을 통해 후면편광판(7B)을 투과하여 반사기판(13)에 반사되어지고, 이 반사광은 전술한 바와같은 과정의 역순으로 제2유리기판(11B), 제2투명전극(15B), 제2배향막(17B), 액정, 제1배향막(17A), 제1투명전극(15A), 칼라필터(9A,9B,9C), 제1유리기판(11)를 통해 편광판(7)상에 투영됨으로써 외부의 관측자에게 문자, 숫자 등의 화상을 표시하게 되는 것이다.
그런데, 종래에는 칼라 액정표시소자의 색상구현을 위한 모든 기술이 안료물질을 사용하는 칼라필터(9A,9B,9C)에 의존하는 바, 조도가 높은 옥외에서는 액정으로부터 반사되는 방출광이 충분하게 되므로 휘도가 높아 양호한 화상특성을 보이게 되나, 조도가 낮은 어두운 실내에서는 방출광의 광도가 부족하게 됨에 따라 화상을 표시하는 휘도가 낮다.
더욱이, 전술한 바와 같이 외부광은 입사 후 반사되는 과정에서 칼라필터(9A,9B,9C)를 두번 통과하게 되는 것이므로, 그 과정에서 광의 일부가 차단 및 반사되어 방출광의 광도를 저하시키게 되는 바, 액정표시소자의 화상을 표시하는 휘도는 더욱 낮아지게 된다.
또한, 종래의 반사형 칼라 액정표시소자는 상기 칼라필터(9A,9B,9C)가 광대역의 광투과율을 가지기 때문에, 액정표시소자의 색순도를 음극선관 수준으로 향상시킬 수 없는 등, 양호한 화상특성을 얻을 수 없었다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 종래의 반사형 칼라 액정표시소자에 통용되는 안료물로 된 칼라필터를 가시광에 의해 광을 발산하는 형광성 염료를 사용한 형광체로 대체함으로써, 입사광이 반사기판에 반사되어 방출되는 과정에서 광도가 저하되는 것을 방지하는 동시에 형광체에서 발산되는 고유의 빛에 의한 형광효과로 휘도 및 색순도의 향상을 도모하여 화상특성이 개선된 반사형 칼라 액정표시소자를 제공하려는 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 평행하게 배치된 유리기판과 반사기판의 내측에 각각 투명전극 및 배향막이 적층형성되는 동시에 이 배향막의 사이에 액정이 주입되어 밀봉된 구조로 된 통상적인 반사형 칼라 액정표시소자에 있어서, 상기 반사기판과 상기 액정의 사이의 소정위치에는 적,녹,청의 광을 발산하는 각각의 형광체가 배열된 형광막을 형성하여서 됨을 특징으로 하는 반사형 칼라 액정표시소자가 제공된다.
이와같은 구조로 이루어진 본 발명은 상기 형광막을 반사판 상부에 형성시킴에 따라 외부광이 입사된 후 방출되는 과정에서 종래의 칼라필름을 사용하는 반사형 액정표시소자에서와 같은 방출광의 광도 저하를 배제할 수 있게 되고, 형광체에서 발산되는 고유광에 의한 형광효과로 휘도 및 색순도가 향상되므로 우수한 화상특성을 얻을 수 있도록 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 의한 액정 디스플레이의 판상 구조도로서, 소정의 두께를 갖는 상부 제1유리기판(11)과 하부 반사기판(13)이 수평하게 배열되고, 상기 상부 유리기판(11)의 상부에는 편광판(7)이 적층됨과 아울러 상기 반사기판(13)의 상부에는 후면편광판(7B) 및 제2유리기판(11B)이 적층되고, 상기 두 기판(11,13)의 내측에는 각각 IOG형태의 제1투명전극(15A) 및 제2투명전극(15B)이 형성되고, 상기 두 투명전극(15A,15B)의 내측 대향면에는 제1배향막(17A) 및 제2배향막(17B)이 각각 형성됨과 아울러, 상기 두 배향막(17A,17B)의 사이에는 TN 또는 STN 구조의 액정(19)이 주입되어 배열되는 층상구조로 이루어짐을 보여주고 있다.
본 발명의 특징은 상기 반사기판(13)과 액정(19)의 사이에 적,녹,청의 광을 발산하는 각각의 형광체(23A,23B,23C)가 배열된 형광막(23)을 형성하여서 된 것이다.
상기 형광막(23)을 이루며 적,녹,청의 고유광을 발산하는 형광체(23A,23B,23C)는 통상적 배열형태인 델타 배열, 또는 인라인 배열로 형성할 수 있으며, 상기 형광체(23A,23B,23C)들 간에는 블랙매트릭스(BM)를 형성시켜 구성하는 것이 바람직하다.
상기 형광막(23)은 제2투명전극(15B)의 하부에 배치 형성하는 것이 바람직하며, 이는 제2투명전극(15B)에서 발생되는 액정(19)의 트위스트각을 조절하기 위한 전계강도에 영향을 미치지 않도록 하기 위한 것이다.
상기 형광막(23)은 감광성을 이용하여 형광체(23A,23B,23C)를 형성하기 위한 통상적 제조기술인 포토레지스트 방법에 의해서 실시할 수 있으며, 상기 형광체(23A,23B,23C)의 안료는 RHODAMIN 6G, FLUORESCEIN, COMARIN 등과 같은 염료물질 등, 가시광에 의해 여기되는 형광물질이면 모두 사용가능하다.
이와같이 된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
외부광이 입사되는 과정에서 편광판(7)을 통하면서 원편광이 직선편광으로 변하고, 이 직선편광은 제1유리기판(11), 제1투명전극(15A), 제1배향막(17A)을 투과한 후 액정(19)의 트위스트된 배향질서에 따라 상전이(像轉移) 되고, 이와같이 상전이되면서 액정(19)을 투사한 빛은 타원편광이 되어 제2배향막(17B), 제2투명전극(15B), 제2유리기판(11B), 후면편광판(7B)을 통해 형광막(23)에 배열된 투사선상의 형광체(23A,23B,23C)에 도달하게 된다.
이와같이 형광막(23)에 충돌한 투사광은 해당의 형광체(23A,23B,23C)를 여기시켜 이 해당 형광체(23A,23B,23C)가 갖고 있는 각각의 고유색상의 광을 발광토록 하고, 이와같이 발생된 광은 후면편광판(7B), 제2유리기판(11B), 제2투명전극(15B), 제2배향막(17B), 액정(19), 제1배향막(17A), 제1투명전극(15A), 제1유리기판(11)을 통해 편광판(7)에 투영됨으로써 관측자에게 방출되어 화상을 표시하게 되는 것이다.
따라서, 본 발명은 반사기판(13)에 의한 반사광에 의존하는 동시에 이 반사광을 칼라필터(9A,9B,9C)에 두 번 투과시킴으로써 화상을 표시했던 종래의 액정표시소자에 비해 휘도를 비약적으로 향상시킬 수 있게 된다.
더욱이, 전술한 바와같이 형광막(23)에 충돌한 투사광 중 일부는 형광막(23)의 형광체(23A,23B,23C)에 투과되어 반사기판(13)에 반사됨으로써 재차 형광체(23A,23B,23C)를 여기시키게 되므로, 형광체(23A,23B,23C)에서 여기되어 발광되는 빛은 더욱 밝아지게 되고 이에 따라 액정표시소자의 휘도를 더욱 높일 수 있다.
또한, 액정표시소자의 화상을 이루는 화소가 형광막(23)을 이루는 형광체(23A,23B,23C)에 의해 고유색상의 광을 발광시키게 됨에 따라 칼라필터(9A,9B,9C)를 사용하는 종래에 비해 높은 색순도를 얻을 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 기존의 반사형 칼라 액정표시소자에 사용되는 안료물로 된 칼라필터를 가시광에 의해 광을 발산하는 형광성 염료를 사용하는 형광체로 대체하는 구조를 이룸으로써, 조도가 낮은 곳에서도 형광체에서 발산되는 고유광에 의한 형광효과로 휘도 및 색순도가 향상된 화상특성을 얻을 수 있다는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 의한 액정표시소자의 판상 구조도
도 2 는 종래의 액정표시소자의 판상 구조도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
7-편광판 7B-후면편광판
9A,9B,9C-칼라필터 BM-블랙매트릭스
11-제1유리기판 11B-제2유리기판
13-반사기판
15A-제1투명전극 15B-제2투명전극
17A-제1배향막 17B-제2배향막
19-액정 23-형광막
23A,23B,23C-형광체

Claims (1)

  1. 평행하게 배치된 유리기판(11)과 반사기판(13)의 내측에 각각 제1투명전극(15A) 및 제2투명전극(15B)이 형성되고, 상기 두 투명전극(15A,15B)의 내측 대향면에 제1배향막(17A) 및 제2배향막(17B)이 각각 형성되는 동시에 이 배향막(17A,17B)의 사이에 액정(19)이 주입되어 밀봉된 구조로 된 통상적인 반사형 칼라 액정표시소자에 있어서, 상기 반사기판(13)과 상기 제2투명전극(15B)의 사이의 소정위치에 적,녹,청의 광을 발산하는 각각의 형광체(23A,23B,23C)가 배열된 형광막(23)을 형성하여서 됨을 특징으로 하는 반사형 칼라 액정표시소자.
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