KR100632215B1

KR100632215B1 - Transflective Liquid Crystal Display

Info

Publication number: KR100632215B1
Application number: KR1019990046945A
Authority: KR
Inventors: 백흠일; 김용범
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 1999-10-27
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2006-10-09
Also published as: KR20010038825A

Abstract

본 발명은 투과 및 반사겸용 액정표시장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 투과모드에 투명전극을 사용하지 않은 반/투과 액정표시장치에 보상필름을 채용함으로서, 전압이 인가되었을 경우, 상기 투과모드의 액정배열에 의해 발생하는 위상차를 보상하여 전극을 사용하였을 경우와 같은 콘트라스트를 표시할 수 있기 때문에 공정상의 단순화를 지향하는 효과가 있고, 상기 액정표시장치 전체로 보았을 경우 상기 보상필름에 의해 보다 넓은 시야각을 확보할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a transmissive and reflective liquid crystal display device, and more particularly, by employing a compensation film in a semi-transmissive liquid crystal display device that does not use a transparent electrode in the transmissive mode, when a voltage is applied, Since the same contrast as in the case of using an electrode can be displayed by compensating for the phase difference caused by the liquid crystal array, there is an effect of simplifying the process, and when viewed from the entire liquid crystal display device, a wider viewing angle is achieved by the compensation film. There is an effect that can be secured.

Description

Transflective type liquid crystal display device.

도 1은 종래의 반사/투과형 액정표시장치의 구성셀 단면도이고,1 is a cross-sectional view of a configuration cell of a conventional reflective / transmissive liquid crystal display device;

도 2a 와 도 2b는 각각 반사모드에 투명전극을 사용하였을 경우와 투명전극을 사용하지 않았을 때의 반사/투과형 액정표시장치의 단면도이고,2A and 2B are cross-sectional views of the reflective / transmissive liquid crystal display device when the transparent electrode is used in the reflection mode and when the transparent electrode is not used, respectively.

도 3a 와 도 3b는 각각 투과모드의 온/오프 상태에서, 액정표시장치의 구성셀을 통과하는 빛의 진행상태를 도시한 도면이고, 3A and 3B are diagrams illustrating a traveling state of light passing through the constituent cells of the liquid crystal display in the on / off state of the transmissive mode, respectively.

도 4a 와 도 4b는 각각 투명전극을 사용한 반사모드의 온/오프 상태에서, 액정표시장치의 구성셀을 통과하는 빛의 진행상태를 도시한 도면이고, 4A and 4B are diagrams showing a traveling state of light passing through the constituent cells of the liquid crystal display in the on / off state of the reflective mode using the transparent electrode, respectively.

도 5는 투과모드에 전극을 형성하지 않은 반사/투과형 액정표시장치의 단면을 도시한 단면도이고,5 is a cross-sectional view showing a cross section of a reflective / transmissive liquid crystal display device in which no electrode is formed in the transmissive mode.

도 6은 온 상태에서 수직배열을 하는 액정을 포함하는 본 발명에 따른 반사/투과형 액정표시장치의 단면을 도시한 단면도이고,6 is a cross-sectional view showing a cross section of a reflective / transmissive liquid crystal display device according to the present invention including a liquid crystal having vertical alignment in an on state;

도 7은 온 상태에서 수평배열을 하는 액정을 포함하는 본 발명에 따른 반사/투과형 액정표시장치의 단면을 도시한 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing a cross-section of a reflective / transmissive liquid crystal display device according to the present invention including a liquid crystal that is horizontally aligned in an on state.

본 발명은 투과부와 반사부를 동시에 지니는 반사 및 투과 겸용의 반사/투과형 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 콘트라스트(contrast)특성과 시야각특성이 우수한 반사/투과형 액정표시장치에 관한것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflective and transmissive liquid crystal display having both a transmissive portion and a reflective portion at the same time, and more particularly to a reflective / transmissive liquid crystal display having excellent contrast and viewing angle characteristics.

일반적으로 액정표시장치는 사용하는 광원에 따라 투과형(transmission type)과 반사형(reflection type)으로 나눌 수 있으며, 상기 투과형 액정표시장치는 액정패널의 뒷면에 부착된 배면광원(back light)인 백라이트(backlight)로 부터 나오는 인위적인 빛을 액정에 입사시켜 액정의 배열에 따라 빛의 양을 조절하여 색을 표시하는 형태이다.In general, a liquid crystal display may be classified into a transmission type and a reflection type according to a light source to be used. The liquid crystal display may include a backlight, which is a back light attached to a rear surface of a liquid crystal panel. Artificial light from the backlight is incident on the liquid crystal and the color is controlled by adjusting the amount of light according to the arrangement of the liquid crystal.

따라서, 상기 투과형 액정표시장치는 인위적인 배면광원을 사용함으로 전력소비(power consumption)가 큰 단점이 있는 반면, 반사형 액정표시장치는 빛의 대부분을 외부의 자연광이나 인조광원에 의존하는 구조를 하고 있음으로, 상기 투과형 액정표시장치에 비해 전력소비가 적다. 그러나, 상기 반사형 액정표시장치는 어두운 장소나, 날씨가 흐릴 경우에는 외부광을 이용할 수 없다는 제약이 있다.Therefore, the transmissive liquid crystal display device has a disadvantage of large power consumption by using an artificial back light source, whereas the reflective liquid crystal display device has a structure in which most of the light depends on external natural light or artificial light source. As a result, power consumption is lower than that of the transmissive liquid crystal display. However, the reflective liquid crystal display device has a limitation that external light cannot be used in a dark place or when the weather is cloudy.

따라서, 상기 두 가지 모드를 필요한 상황에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있는 장치의 필요성으로, 반사 및 투과겸용 액정표시장치가 제안되고 있다.Accordingly, as a necessity of a device capable of selecting and using the two modes appropriately according to a necessary situation, a liquid crystal display device having both a reflection and a transmission has been proposed.

도 1은 일반적인 반사 및 투과겸용 액정표시장치의 구성을 나타낸 단면도이다. 도시한 바와 같이, 반사 및 투과겸용 액정표시장치는 컬러필터(colorfilter)(11)가 부착되는 상부기판(13)과, 상기 상부기판(13)과 소정간격 이격되어 위치하는 하부기판(15)과, 상기 상부기판과 하부기판 사이의 이격된 공간에 개재되는 액정층(liquid crystal layer)(17)으로 구성되며, 상기 하부기판과 마주보는 상부기판의 일면에는 공통전극(16)이 형성되며, 상기 상부기판과 마주보는 하부기판의 일면에는 반투과전극(19)이 형성된다. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a general liquid crystal display device for both reflection and transmission. As shown, the liquid crystal display device having both a reflection and a transmission includes an upper substrate 13 to which a color filter 11 is attached, and a lower substrate 15 positioned at a predetermined distance from the upper substrate 13. And a liquid crystal layer 17 interposed in the spaced space between the upper substrate and the lower substrate, wherein a common electrode 16 is formed on one surface of the upper substrate facing the lower substrate. The transflective electrode 19 is formed on one surface of the lower substrate facing the upper substrate.

상기 하부기판(15)과 상부기판(13)의 마주보지 않는 각각의 한쪽 면에는 λ/4 플레이트(quarter wave plate : QWP, 이하 "위상차판"이라 칭함)(23)(21)가 각각 위치하며, 상기 상부기판(13)의 위상차판(21)상에는 에널라이저(Analyzer : 이하 "검광자")(27)가 부착되어 있다. 상기 하부기판(15)의 위상차판(23)하부에는 편광판(polarizer)(25)과 백라이트(미도시)가 차례로 위치한다. Λ / 4 plates (QWP, hereinafter referred to as " phase difference plates ") 23 and 21 are respectively located on one side of the lower substrate 15 and the non-facing surface of the upper substrate 13, respectively. On the retardation plate 21 of the upper substrate 13, an analyzer (hereinafter referred to as "analyzer") 27 is attached. A polarizer 25 and a backlight (not shown) are sequentially positioned below the phase difference plate 23 of the lower substrate 15.

전술한 구조에서 상기 검광자(27)와 편광판(23)의 역할은 빛의 진행방향에 수직으로 특정의 방향에 진동하는 빛을 투과시키고 나머지 성분은 흡수하는 기능을 갖는다. 또한, 상기 위상차판(23)은 이를 통과하는 선편광을 원편광의 형태로 바꾸는 역할을 하게 된다. 이때 상기 위상차판(23)을 통과하여 빛이 오른쪽방향으로 원편광되면 이를 우원편광(right circular polarization : RCP)이라 하고, 왼쪽방향으로 원편광되면 이를 좌원편광(left circular polarization : LCP)이라 한다.In the above-described structure, the analyzer 27 and the polarizer 23 have a function of transmitting the light vibrating in a specific direction perpendicular to the traveling direction of the light and absorbing the remaining components. In addition, the retardation plate 23 serves to change the linearly polarized light passing through it into the form of circularly polarized light. In this case, when light is circularly polarized in the right direction through the retardation plate 23, this is called right circular polarization (RCP). When circularly polarized in the left direction, it is called left circular polarization (LCP).

또한, 상기 반투과전극(19)은 도 2a 내지 도 2b에 도시한 바와 같은 형태를 하고 있다.The transflective electrode 19 has a shape as shown in Figs. 2A to 2B.

도 2a는 반투과전극 중 투과모드에 투명전극을 사용한 경우를 도시한 단면도이다.2A is a cross-sectional view illustrating a case where a transparent electrode is used in a transmissive mode among semi-transmissive electrodes.

일반적으로, 반투과전극은 화소전극으로서 투과모드와 반사모드로 구분된다. 상기 투과모드에 사용되는 투과전극(31)은 빛의 투과율이 비교적 좋은 투명도전성 금속인 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 사용하고, 상기 반사모드에 사용되는 반사전극(33)은 빛에 대한 반사특성이 좋은 불투명도전성 금속을 사용한다. In general, the transflective electrode is divided into a transmissive mode and a reflective mode as a pixel electrode. The transmission electrode 31 used in the transmission mode uses indium tin oxide (ITO), a transparent conductive metal having a relatively good light transmittance, and the reflection electrode 33 used in the reflection mode reflects light. Opaque conductive metal with good properties is used.

이와는 달리, 상기 투과모드에 별도의 전극을 사용하지 않고 반사/투과모드를 제작할 수 있다.Alternatively, the reflection / transmission mode may be manufactured without using a separate electrode in the transmission mode.

도 2b는 투과모드에 전극을 사용하지 않고 제작한 액정표시장치의 단면을 도시한 단면도로서, 투과모드에 따로 전극을 사용하지 않고 단순히 반사전극(37)에 다수의 투과홀(35)을 구성한 형태이다.FIG. 2B is a cross-sectional view of a liquid crystal display device manufactured without using an electrode in a transmissive mode, in which a plurality of transmissive holes 35 are formed in the reflective electrode 37 without using an electrode separately in the transmissive mode. to be.

이러한 경우에는 상기 투과모드에 위치한 액정배열의 제어는 상기 반사전극(37)의 전계효과에 의해 제어될 수 있다. In this case, the control of the liquid crystal array positioned in the transmission mode may be controlled by the electric field effect of the reflective electrode 37.

투과모드에 투명전극을 사용하였을 경우, 온/오프 상태(on/off state)일 때, 반사모드와 투과모드에서의 빛의 진행상태를 이하 도면을 참조하여 알아보도록 한다.When the transparent electrode is used in the transmission mode, when the on / off state (on / off state), the light progress in the reflection mode and the transmission mode will be described with reference to the drawings.

도 3a는 오프상태(off state)일 경우, 각 셀을 통과하는 빛의 진행상태를 나타낸 도면이다. 이 때, 액정은 하부기판을 기준으로 90^o비틀려져 상부기판까지 배열되는 트위스트 네마틱액정(twisted nematic LC)을 사용하였다.FIG. 3A is a diagram illustrating a progress state of light passing through each cell in an off state. At this time, the liquid crystal was twisted nematic LC (twisted nematic LC) that is twisted 90 ^o relative to the lower substrate arranged on the upper substrate.

상기 트위스트 네마틱액정은 전압을 인가하지 않을 경우, 빛이 상기 액정을 통과하면서 λ/4의 위상차에 의해 상기 액정의 분자축을 따라 회전하는 원편광이되 는 광학적특성을 갖는다. 투과모드에서의 액정표시장치는 하부기판의 임의의 일측에 위치한 백라이트(미도시)의 인위적인 빛을 사용하게 되며, 이 빛은 도 1의 구성에 도시한 바와 같이 먼저 하부기판의 아래쪽에 위치한 하부 편광판(25)을 통과하게 된다. ㄱ)여러방향으로 산란되는 빛이 편광판(25)을 통과하면서 편광판의 투과축방향과 평행한 선편광이 된다. 이러한 선편광은 ㄴ)하부 위상차판(23)를 통과하면서 좌원편광을 하게되고, 다시 ㄷ)투과전극(19)을 그대로 통과하여 액정층(17)에 다다르게 된다. 이 때, 액정층에는 전압이 인가되지 않은 상태임으로 액정층(17)의 액정분자는 비틀린특성을 갖는다. The twisted nematic liquid crystal has an optical characteristic that when no voltage is applied, light passes through the liquid crystal and becomes circularly polarized light rotating along the molecular axis of the liquid crystal by a phase difference of λ / 4. The liquid crystal display in the transmissive mode uses an artificial light of a backlight (not shown) located on any one side of the lower substrate, which is first lower polarizer positioned below the lower substrate as shown in the configuration of FIG. Pass (25). A) The light scattered in various directions passes through the polarizing plate 25 and becomes linearly polarized light parallel to the transmission axis direction of the polarizing plate. The linearly polarized light is left circularly polarized while passing through the lower retardation plate 23, and then passes through the transmissive electrode 19 as it is to reach the liquid crystal layer 17. At this time, since no voltage is applied to the liquid crystal layer, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 17 have a twisted characteristic.

따라서, 이러한 ㄹ)액정층(17)을 통과하는 상기 좌원편광(23a)은 상기 액정층(17)을 통과하는 과정에서 선편광되고 상기 편광판을 통과할때와 동일한 선편광의 형태로 액정층(17)로부터 출사한다.Accordingly, the left circularly polarized light 23a passing through the liquid crystal layer 17 is linearly polarized in the process of passing through the liquid crystal layer 17 and has the same linearly polarized light as it passes through the polarizing plate. Exit from

상기 액정층(17)을 통과한 선편광은 다시 ㅁ) 상부 위상차판(21)을 통과하면서 우원편광(RCP)된다. 상기 우원편광은 상기 ㅂ)검광자(analyzer)(27)를 통과하면서 상기 검광자의 투과축방향과 평행한 성분의 빛이 상기 검광자(27)를 통과하게 된다.The linearly polarized light that has passed through the liquid crystal layer 17 passes through the upper retardation plate 21 to be right circularly polarized light (RCP). The right circularly polarized light passes through the analyzer (27), and light of a component parallel to the transmission axis direction of the analyzer passes through the analyzer (27).

따라서, 상기 검광자(27)를 통과하는 빛은 상기 원편광 성분의 1/2 이되며, 육안으로 보았을 경우 액정표시장치의 색감은 완전한 흰색도 검정색도 아닌 회색(gray)을 띠게 된다. 이때, 회색을 띠는 것은 일반적으로 반투과 액정 표시장치의 설계기준이 반사모드를 중심으로 제작되기 때문이다. Therefore, the light passing through the analyzer 27 is 1/2 of the circularly polarized light component, and when viewed with the naked eye, the color of the liquid crystal display is gray, not completely white or black. In this case, the gray color is generally because the design criteria of the transflective liquid crystal display device are manufactured based on the reflection mode.

도 3b는 온(on state)일 경우, 각 셀을 통과하는 빛의 진행상태를 나타낸 도 면이다. 온 상태일 경우에도 하부로부터 상기 액정층(17)을 투과하기 전까지의 빛의 진행형태는 상기 오프상태일 때와 같다. FIG. 3B is a diagram illustrating a progress state of light passing through each cell when in an on state. Even in the on state, the light travels from the bottom to the liquid crystal layer 17 as in the off state.

트위스트 네마틱액정은 전압이 인가되었을 경우, 상기 액정층(17)의 액정분자는 일정한 방향성을 가지고 배열하게 된다. 따라서, 상기 액정의 분자배열은 등방적(isotropic)배열을 하게되며, 이러한 액정을 통과하는 빛은 그대로 상기 액정층(17)을 통과하게 된다.In the twisted nematic liquid crystal, when a voltage is applied, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 17 are arranged with a constant orientation. Therefore, the molecular arrangement of the liquid crystal is isotropic (isotropic) array, the light passing through the liquid crystal is passed through the liquid crystal layer 17 as it is.

따라서, ㄱ)하부편광판(25)과 ㄴ)하부 위상차판(23)을 지나 상기 ㄷ)액정층(17)을 통과하는 좌원편광은 상기 상부 ㄹ)위상차판(21)를 통과하면서 상기 구성셀의 의도된 설계에 의해 상기 검광자의 방향과 수직한 방향으로 선편광(21a)된다. 이 선편광은 상기 ㅁ)검광자(27)를 통과하면서 빛의 대부분이 상기 검광자(27)에 흡수된다. 따라서, 외부에서 보았을 경우 액정표시장치는 다크상태(dark state)를 나타내게 된다.Accordingly, the left circularly polarized light that passes through the lower polarizing plate 25 and the lower phase retardation plate 23 and passes through the liquid crystal layer 17 passes through the upper phase retardation plate 21, By intended design, linearly polarized light 21a is directed in a direction perpendicular to the direction of the analyzer. This linearly polarized light passes through the analyzer 27 and most of the light is absorbed by the analyzer 27. Therefore, when viewed from the outside, the liquid crystal display exhibits a dark state.

이하 도 4a 와 도 4b를 참조하여 반사형모드일 경우를 예를 들어 설명하였다.Hereinafter, the reflective mode will be described with reference to FIGS. 4A and 4B.

도 4a는 오프상태(off state)일 경우, 각 셀을 통과하는 빛의 진행상태를 나타낸 도면이다.FIG. 4A is a diagram illustrating a progress state of light passing through each cell in an off state.

도시된 빛의 진행상태는 외부광원의 빛이 상기 액정셀 구조에서 먼저 검광자를 통해 입사된 빛이 상기 반사전극(19)에 의해 반사하여 다시 검광자(27)를 통해 출사되기까지를 나타내었다.The progress of the illustrated light indicates that light from an external light source is first incident on the liquid crystal cell structure through the analyzer and reflected by the reflecting electrode 19 to be emitted through the analyzer 27 again.

먼저 ㄱ)외부로부터 상기 검광자(27)를 통과한 빛은 상기 검광자(27)의 투과 축 방향과 평행성분의 선편광이 통과하게 된다. 상기 선편광은 ㄴ)상부 위상차판(21)을 통과하면서 우원편광 하게 되며, 이 우원편광된 빛은 ㄷ)비틀린 네마틱 액정(RTN)을 통과하면서 상기 검광자의 투과축과 90^O 이루는 선편광이 된다. 이 선편광은 ㄹ)상기 반사전극(19)에 반사되면서 미러효과에 의해 관측자 입장에서 상기 검광자의 투과축과 평행한 선편광이 되며, 다시 ㅁ)액정을 통과하게 되면서 상기 선편광은 우원편광이 된다. 상기 우원편광은 다시 ㅂ)상부 위상차판(21)을 통과하면서 상기 검광자(27)의 투과축 방향과 평행한 선편광으로 변하게 되고 따라서, ㅅ)검광자(27)를 그대로 통과하게 된다.First, a) light passing through the analyzer 27 from the outside passes through linearly polarized light having a parallel component parallel to the transmission axis direction of the analyzer 27. The linearly polarized light is b) are the right-handed circularly polarized light while passing through the upper phase difference plate 21, the right-handed circularly polarized light is c) is a passing through the twisted nematic liquid crystal (RTN) the analyzer transmission axis of the linear polarizer constituting 90 ^O's. This linearly polarized light is reflected by the reflecting electrode 19 and becomes a linearly polarized light parallel to the transmission axis of the analyzer from the observer's point of view by the mirror effect. The linearly polarized light becomes circularly polarized light while passing through the liquid crystal. The right circularly polarized light changes back to linearly polarized light parallel to the transmissive axis direction of the analyzer 27 while passing through the upper phase retardation plate 21 and thus passes through the analyzer 27 as it is.

따라서, 관측자의 입장에서 본 액정표시장치는 화이트상태가 된다.Therefore, the liquid crystal display seen from the observer's point of view is in a white state.

도 4b는 온상태(on state)일 경우, 각 셀을 통과하는 빛의 진행상태를 나타낸 도면이다. 먼저 외부광이 ㄱ)검광자(27)를 통과하게 되면 빛은 검광자(27)의 투과축 방향과 평행한 빛만이 통과하게 된다. 상기 검광자(27)를 통과하여 선편광된 빛(27a)은 ㄴ)상부 위상차판(21)을 통과하면서 우원편광하게 되며, 전압의 인가에 의해 등방적으로 배열된 ㄷ)액정셀(17)을 그대로 통과하게 된다. 상기 액정(17)을 통과한 빛은 ㄹ)반사전극(19)에 반사되어 미러효과(mirror effect)에 의해 좌원편광 된다. 상기 좌원편광은 다시 ㅁ)액정을 그대로 통과하게 되고, 이어서 ㅂ)상부 위상차판(21)을 통과하면서 선편광이 된다. 상기 선편광은 상기 검광자(27)의 투과축 방향과 수직(90^o)한 성분임으로 상기 검광자에 모두 흡수된다. 따라서 액정표시장치는 블랙상태가 된다.FIG. 4B is a diagram illustrating a progress state of light passing through each cell when in an on state. First, when the external light passes through the a) analyzer 27, the light passes only the light parallel to the transmission axis direction of the analyzer 27. The linearly polarized light 27a passing through the analyzer 27 is circularly polarized while passing through the upper retardation plate 21, and the liquid crystal cell 17 isotropically arranged by application of voltage. Pass it as it is. The light passing through the liquid crystal 17 is reflected by the d) reflecting electrode 19 and is left circularly polarized by a mirror effect. The left circularly polarized light passes through the liquid crystal liquid crystal as it is, and then becomes linearly polarized light while passing through the upper phase retardation plate 21. The linearly polarized light is randomly transmission axis direction and the vertical (90 ^o), a component of the analyzer 27, is absorbed both in the analyzer. Therefore, the liquid crystal display device is in a black state.

반사전극과 투과전극을 함께 사용한 반사/투과 겸용의 액정셀모드는 전술한 바와 같은 원리로 블랙상태와 화이트상태가 대비될 수 있도록 표현할 수 있다.The reflective / transmissive liquid crystal cell mode using the reflective electrode and the transmissive electrode can be expressed so that the black state and the white state can be contrasted on the same principle as described above.

그러나 전술한 형태의 반사/투과모드 겸용의 액정셀 구조에서는 투명한 반사전극과 불투명한 투과전극을 각각 사용함으로써, 공정상 복잡한 문제가 있고 이로 인한 불량발생이 크다.However, in the liquid crystal cell structure of the above-mentioned reflection / transmission mode combination, there is a complicated problem in the process by using a transparent reflection electrode and an opaque transmission electrode, respectively, and the defects are large.

따라서, 공정의 단순함을 위해 상기 투과모드에 사용되는 투과전극을 사용하지 않는 대신 상기 투과모드에 작은 면적의 투과홀을 형성하여, 상기 투과홀 양측의 상기 반사전극의 전계효과를 이용하여 투과모드에 위치한 액정의 배열을 제어하는 방법이 제시되었다.Therefore, instead of using the transmissive electrode used in the transmissive mode for the sake of simplicity, a small area of transmissive holes is formed in the transmissive mode, and the transmissive mode is formed by using the electric field effect of the reflective electrodes on both sides of the transmissive hole. A method of controlling the arrangement of positioned liquid crystals has been proposed.

도 5는 종래의 투과/반사겸용의 액정셀 구조에서 전압이 인가되었을 때의 상태를 도시한 단면도이며, 이때 사용된 액정은 전압이 인가되었을 경우 액정분자의 장축이 인가된 전계의 방향과 평행하게 배열하는 정(+)특성(positive)을 나타내는 포지티브액정(positive LC)을 사용하였다.FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a state when a voltage is applied in a conventional liquid crystal cell structure for transmission / reflection, wherein the liquid crystal used is parallel to the direction of the electric field to which the long axis of the liquid crystal molecules is applied when voltage is applied. Positive LC was used to show the positive characteristics to align.

도시한 바와 같이, 투과부(51)에 투명전극이 사용되지 않은 구조에서는 상기 투과부상의 액정분자들(53)은 반사전극(55)상의 액정분자들(57)과는 달리 완벽하게 호메오트로픽(homeotropic)한 구조를 이루지 못한다. 따라서, 상기 투과부(51)의 두께 d의 액정층은 반사모드의 액정층과는 달리 dΔn≠0의 값을 가짐으로 이러한 액정을 통과하는 빛은 액정층의 위상차(dΔn≠0)에 의해 편광상태가 변하게 됨으로 결과적으로, 오프상태일 경우 제대로 다크상태(black state)를 나타내지 못한다. 액정표시장치에서의 다크특성은 콘트라스트비(contrast ratio)를 나 타내는 매우 중요한 파라미터(parameter)이므로 이러한 문제를 해결하는 것이 중요하다. As shown, in the structure in which the transparent electrode is not used in the transmission part 51, the liquid crystal molecules 53 on the transmission part are completely homeotropic (unlike the liquid crystal molecules 57 on the reflection electrode 55). It does not have a homeotropic structure. Therefore, the liquid crystal layer having a thickness d of the transmissive part 51 has a value of dΔn ≠ 0 unlike the liquid crystal layer of the reflective mode, so that light passing through the liquid crystal is polarized by the phase difference dΔn ≠ 0 of the liquid crystal layer. As a result, when it is off, it may not show a black state properly. It is important to solve this problem because the dark characteristic of the liquid crystal display is a very important parameter representing the contrast ratio.

따라서, 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 반사/투과겸용 액정표시장치는 온 상태에서 상기 투과모드에 배열된 액정분자배열에 의해 발생하는 위상지연값을 보상하여 컨트라스트비가 우수한 액정표시장치를 제안하고자 한다.
Accordingly, in order to solve the above-mentioned problems, the liquid crystal display device of the combined reflection / transmission device according to the present invention compensates the phase delay value generated by the liquid crystal molecule array arranged in the transmission mode in the on state, thereby providing an excellent contrast ratio. An apparatus is proposed.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 반/투과형 액정표시장치는 서로 이격되어 대향하는 제 1, 제 2 기판과; 상기 제 1, 2 기판 사이에 개재되고, 전압이 인가되면 수직배열을 하는 액정과; 제 1 기판의 상기 액정이 위치한 쪽의 반대면에 위치한 위상차판과; 상기 위상차판의 상기 제 1 기판이 위치한 쪽의 반대면에 위치한 제 1 편광판과; 상기 액정에 전압을 인가하고 상기 제 1 기판과 상기 액정사이에 위치한 공통전극과; 상기 제 2 기판과 상기 액정사이에 위치하고, 투과홀을 가진 반사전극과; 상기 제 2 기판의 상기 반사전극이 위치한 반대쪽에 위치하여 상기 반사전극의 투과홀과 상기 공통전극 사이의 액정의 위상차를 보상하기 위한 보상필름과; 상기 보상필름의 상기 제 2 기판의 위치한 쪽과 반대면에 위치한 제 2 편광필름과; 상기 제 2 편광필름의 바깥쪽 면에 위치한 배광장치를 포함한다.In order to achieve the above object, the semi-transmissive liquid crystal display device according to the present invention comprises: first and second substrates spaced apart from each other; A liquid crystal interposed between the first and second substrates and vertically arranged when a voltage is applied; A retardation plate positioned on an opposite side of the first substrate on the side of the liquid crystal; A first polarizing plate positioned on an opposite surface of the retardation plate on which the first substrate is located; A common electrode applied to the liquid crystal and positioned between the first substrate and the liquid crystal; A reflective electrode disposed between the second substrate and the liquid crystal and having a transmission hole; A compensation film positioned on the opposite side of the second substrate on the second substrate to compensate the phase difference of the liquid crystal between the transmission hole of the reflective electrode and the common electrode; A second polarizing film positioned on a surface opposite to a side of the second substrate of the compensation film; It includes a light distribution device located on the outer surface of the second polarizing film.

상기 보상필름의 위상값은 λ/4 -Δnd인 것을 특징으로 하는 반사투과겸용 액정표시장치인 것을 특징으로 한다. (이때 λ는 빛의 파장이고, Δn은 액정의 복굴절특성이고, d는 액정층의 두께이다)The phase value of the compensation film is characterized in that the reflective liquid crystal display device characterized in that λ / 4 -Δnd. Where λ is the wavelength of light, Δn is the birefringence characteristic of the liquid crystal, and d is the thickness of the liquid crystal layer.

본 발명의 다른 특징에 따른 반/투과형 액정표시장치는 서로 이격되어 대향하는 제 1, 제 2 기판과; 상기 제 1, 2 기판 사이에 개재되고, 전압이 인가되면 수평배열을 하는 액정과; 제 1 기판의 상기 액정이 위치한 쪽의 반대면에 위치한 위상차판과; 상기 위상차판의 상기 제 1 기판이 위치한 쪽의 반대면에 위치한 제 1 편광판과; 상기 액정에 전압을 인가하고 상기 제 1 기판과 상기 액정사이에 위치한 공통전극과; 상기 제 2 기판과 상기 액정사이에 위치하고, 투과홀을 가진 반사전극과; 상기 제 2 기판의 상기 반사전극이 위치한 반대쪽에 위치하여 상기 반사전극의 투과홀과 상기 공통전극 사이의 액정의 위상차를 보상하기 위한 보상필름과; 상기 보상필름의 상기 제 2 기판의 위치한 쪽과 반대면에 위치한 제 2 편광필름과; 상기 제 2 편광필름의 바깥쪽 면에 위치한 배광장치를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a semi-transmissive liquid crystal display device includes: first and second substrates spaced apart from each other; A liquid crystal interposed between the first and second substrates and horizontally arranged when a voltage is applied; A retardation plate positioned on an opposite side of the first substrate on the side of the liquid crystal; A first polarizing plate positioned on an opposite surface of the retardation plate on which the first substrate is located; A common electrode applied to the liquid crystal and positioned between the first substrate and the liquid crystal; A reflective electrode disposed between the second substrate and the liquid crystal and having a transmission hole; A compensation film positioned on the opposite side of the second substrate on the second substrate to compensate the phase difference of the liquid crystal between the transmission hole of the reflective electrode and the common electrode; A second polarizing film positioned on a surface opposite to a side of the second substrate of the compensation film; It includes a light distribution device located on the outer surface of the second polarizing film.

상기 보상필름의 위상값은 λ/2 -Δnd인 것을 특징으로 한다. (이때 λ는 빛의 파장이고, Δn은 액정의 복굴절특성이고, d는 액정층의 두께이다)The phase value of the compensation film is characterized in that λ / 2 -Δnd. Where λ is the wavelength of light, Δn is the birefringence characteristic of the liquid crystal, and d is the thickness of the liquid crystal layer.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

- 제 1 실시예-First embodiment

본 발명의 제 1 실시예에서는 전압이 인가되었을 때 정(+)특성을 나타내는 포지티브액정(positive LC)을 사용하여 구성한 액정표시장치를 예를 들어 설명하도록 한다. 상기 유전이방성이 정(+)인 액정은 전압이 인가되면 전극간의 중앙부분으로부터 액정분자의 장축으로 일정하게 전장방향과 평행하게 재배열되는 특성을 갖는 액정모드이다.In the first embodiment of the present invention, a liquid crystal display device constructed using a positive LC that exhibits positive characteristics when a voltage is applied will be described as an example. The liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is a liquid crystal mode in which a voltage is applied and rearranged constantly in parallel with the full length direction from the central portion between the electrodes to the long axis of the liquid crystal molecules.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 단면을 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a cross section of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정표시장치를 구성하는 셀은 크게 상부기판(111)과 하부기판(113)과 상기 두 개의 기판 사이에 소정의 두께로 충진된 액정(115)으로 구성된다. 상기 상부기판(111)중 상기 하부기판(113)과 마주보는 면에는 투명한 공통전극(117)이 형성되며, 이와 반대면에는 위상차판(119)과 상부 편광판(121)이 차례로 적층되어 있다. 상기 하부기판(113)은 상기 상부기판(115)과 마주보는 면에는 투과홀(123)과 반사전극(125)이 함께 형성되어 있고, 이와 반대면에는 보상필름(127)과 하부 편광판(129)이 적층되어 있다.As shown, the cell constituting the liquid crystal display according to the present exemplary embodiment includes a liquid crystal 115 filled with a predetermined thickness between the upper substrate 111 and the lower substrate 113 and the two substrates. . A transparent common electrode 117 is formed on a surface of the upper substrate 111 facing the lower substrate 113, and a phase difference plate 119 and an upper polarizing plate 121 are sequentially stacked on the opposite surface of the upper substrate 111. The lower substrate 113 is formed with the transmission hole 123 and the reflective electrode 125 on the surface facing the upper substrate 115, the compensation film 127 and the lower polarizer 129 on the opposite surface Is laminated.

이때 상기 투과홀(123)에 위치한 액정층의 두께를 d₁이라하고 상기 반사전극(125)상에 위치하는 액정층의 두께를 d₂라 할 때, d₁>d₂이다.At this time, when the thickness of the liquid crystal layer positioned in the transmission hole 123 is d ₁ and the thickness of the liquid crystal layer positioned on the reflective electrode 125 is d ₂ , d ₁ > d ₂ .

왜냐하면, 상기 투과홀에 위치한 액정은 상기 투과홀(123)의 높이만큼 충진되어 형성되기 때문이다. 상기 액정층의 두께(d)와 함께 상기 액정의 복굴절특성을 Δn이라 했을 때 상기 액정이 갖는 위상지연값은 dΔn이라 한다. This is because the liquid crystal located in the transmission hole is filled by the height of the transmission hole 123. When the birefringence characteristic of the liquid crystal is Δn together with the thickness d of the liquid crystal layer, the phase delay value of the liquid crystal is dΔn.

전술한 바와 같은 구성에서 보상필름이 없는 경우에, 상기 액정에 전압을 인가하였때, 반사전극(125)위에 위치한 액정분자(131)들은 거의 수직으로 배열하게 되어 액정층에 의한 위상지연 값 d₁Δn은 실질적으로 0이 된다. When there is no compensation film in the above-described configuration, when a voltage is applied to the liquid crystal, the liquid crystal molecules 131 positioned on the reflective electrode 125 are arranged almost vertically so that the phase delay value d ₁ due to the liquid crystal layer d _1. Δn is substantially zero.

그러나 투과홀(123)에 위치한 액정(133)은 수직으로 배열하지 못하고 상기 투과홀(123)중심을 기준으로 대칭구조를 이루게 되며, 이러한 분자배열에 의한 위상지연 값 d₂Δn≠0의 값을 가지게 된다. 결과적으로, 상기 투과홀(123)에 위치한 액정의 위상지연값에 의해 시야각에 따른 투과광의 특성이 다르게 된다. However, the liquid crystals 133 located in the transmission hole 123 are not arranged vertically, and have a symmetrical structure with respect to the center of the transmission hole 123. The phase delay value d ₂ Δn ≠ 0 due to the molecular arrangement Have. As a result, the characteristics of the transmitted light according to the viewing angle are different depending on the phase delay value of the liquid crystal positioned in the transmission hole 123.

상기 보상필름은 상기 위상지연값을 보상하기 위한 수단으로서 투과홀의 위상지연값인 d₁Δn의 값을 인위적인 방법으로 보상할 수 있다. 결과적으로 투명전극을 사용하였을 경우의 콘트라스트비와 같은 높은 콘트라스트비를 얻을 수 있다. The compensation film may compensate for a phase delay value of d ₁ Δn as a means for compensating the phase delay value by an artificial method. As a result, a high contrast ratio such as the contrast ratio when a transparent electrode is used can be obtained.

자세히 설명하면, 투과홀(123)의 액정배열이 Δnd₂≠0의 위상값을 갖는다면, 상기 보상필름(127)과 하부기판(113)을 통과한 빛의 위상값은 -Δnd1의 값을 가지면 된다. 왜냐하면, 상기 액정의 위상값과 같지만 음의 값을 가지는 필름을 사용하면 빛의 위상지연값이 보상될수 있기 때문이다.In detail, if the liquid crystal array of the transmission hole 123 has a phase value of Δnd ₂ ≠ 0, the phase value of light passing through the compensation film 127 and the lower substrate 113 has a value of -Δnd1. do. This is because a phase delay value of light can be compensated for by using a film having the same value as that of the liquid crystal but having a negative value.

따라서, 상기 투과홀(123)에 위치한 액정의 위상값을 보상하기위해서는 λ/4 -Δnd₂의 위상지연값을 갖는 보상필름이면 된다.Therefore, in order to compensate the phase value of the liquid crystal located in the transmission hole 123, a compensation film having a phase delay value of λ / 4 -Δnd ₂ may be used.

-제 2 실시예-Second Embodiment

본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치는 전술한 제 1 실시예와는 달리 액정(211)의 장축이 전계의 방향과 수직을 이루는 네가티브 특성을 가지는 액정(211)을 사용하였을 경우이다.Unlike the first embodiment described above, the liquid crystal display according to the second embodiment of the present invention uses a liquid crystal 211 having negative characteristics in which the long axis of the liquid crystal 211 is perpendicular to the direction of the electric field.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 단면을 도시한 단면도이다. 액정표시장치를 구성하는 셀의구성과 위치는 상기 제 1 실시예의 액정표시장치와 동일함으로 자세한 설명은 생략하도록 한다.7 is a cross-sectional view illustrating a cross section of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention. The configuration and position of the cell constituting the liquid crystal display device are the same as those of the liquid crystal display device of the first embodiment, so detailed description thereof will be omitted.

도시한 바와 같이, 반/투과전극의 투과홀(219)에 위치한 액정층의 두께를 d₃이라하고 반사전극(215)상에 위치하는 액정층의 두께를 d₄라 할 때, d₃>d ₄이다. 이와 같은 이유는 상기 제 1 실시예에서 설명한 바 있다.As shown, when the thickness of the liquid crystal layer positioned in the transmission hole 219 of the semi-transmissive electrode is d ₃ and the thickness of the liquid crystal layer positioned on the reflective electrode 215 is d ₄ > d ₃ > d ₄ This reason has been described in the first embodiment.

상기 반사전극(215)상의 네가티브 액정(217)은 전계가 인가되었을 경우, 액정의 장축이 기판과 평행한 방향으로 배열됨으로, 상기 반사전극에 반사되어 액정을 통과하는 빛은 d₃Δn=λ/4의 위상지연값을 가진다. 그러나 상기 투과홀(219)에 위치한 액정의 위상차값은 d₄Δn≠λ/4의 위상지연값을 가지게 된다. 이때, 상기 d₄Δn은 0<d₄Δn<λ/4의 범위를 갖는다.When the negative liquid crystal 217 on the reflective electrode 215 is applied with an electric field, the long axis of the liquid crystal is arranged in a direction parallel to the substrate, so that light reflected by the reflective electrode and passing through the liquid crystal is d ₃ Δn = λ / It has a phase delay value of 4. However, the phase difference value of the liquid crystal positioned in the transmission hole 219 has a phase delay value of d ₄ Δn ≠ λ / 4. In this case, d ₄ Δn has a range of 0 <d ₄ Δn <λ / 4.

따라서, 전술한 네가티브특성의 액정을 보상하기 위해서는 위상차가 (λ/4+(λ/4-d₄Δn))의 값 즉, (λ/2-d₄Δn)의 값을 갖는 보상필름(213)을 사용하면 된다.Therefore, in order to compensate the above-mentioned negative liquid crystal, the compensation film 213 having a phase difference of (λ / 4 + (λ / 4-d ₄ Δn)), that is, a value of (λ / 2-d ₄ Δn) ).

전술한 두 경우에서 처럼 전압을 인가했을 경우에, 투과홀에서의 액정의 배열은 서로 대칭을 이루며 배열되기 때문에 보다 넓은 시야각 범위를 갖게 된다. When voltage is applied as in the above two cases, since the arrangement of the liquid crystals in the transmission hole is arranged symmetrically with each other, it has a wider viewing angle range.

따라서, 보다 넓은 범위에서 뛰어난 다크특성을 나타내게 되며, 이는 디스플레이의 시야각특성을 향상시키는데 이바지하게된다. 이러한 특성은 종래에 상기 투 과부에 투명전극을 사용했을 때는 얻을 수 없는 특성이다.Thus, it exhibits excellent dark characteristics in a wider range, which contributes to improving the viewing angle characteristic of the display. This property is a property which cannot be obtained when a transparent electrode is used in the transmission part in the related art.

따라서, 본 발명에 따른 반사/투과겸용 액정표시장치는 첫째, 투과부에 투명전극을 사용하지 않음으로 공정상의 단순화를 추구할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the reflective / transmissive liquid crystal display device according to the present invention has the effect of firstly pursuing the process simplification by not using a transparent electrode in the transmission portion.

둘째, 보다 넓은 범위에서 다크특성을 나타낼 수 있음으로 액정표시장치의 시야각범위가 커지는 효과가 있다.

Second, since the dark characteristic can be displayed in a wider range, the viewing angle range of the liquid crystal display device is increased.

Claims

First and second substrates spaced apart from each other and opposed to each other;

A liquid crystal interposed between the first and second substrates and vertically arranged when a voltage is applied;

A retardation plate positioned on an opposite side of the first substrate on the side of the liquid crystal;

A first polarizing plate positioned on an opposite surface of the retardation plate on which the first substrate is located;

A common electrode applied to the liquid crystal and positioned between the first substrate and the liquid crystal;

A reflective electrode disposed between the second substrate and the liquid crystal and having a transmission hole;

A compensation film positioned on the opposite side of the second substrate on the second substrate to compensate the phase difference of the liquid crystal between the transmission hole of the reflective electrode and the common electrode;

A second polarizing film positioned on a surface opposite to a side of the second substrate of the compensation film;

Light distribution device located on the outer surface of the second polarizing film

Transflective liquid crystal display device comprising a.

The method of claim 1,

Semi-transmissive liquid crystal display device, characterized in that the phase value of the compensation film is λ / 4 -Δnd. Where λ is the wavelength of light, Δn is the birefringence characteristic of the liquid crystal, and d is the thickness of the liquid crystal layer.

A liquid crystal interposed between the first and second substrates and horizontally arranged when a voltage is applied;

Transflective liquid crystal display device comprising a.

The method of claim 1,

And a phase value of the compensation film is λ / 2 -Δnd. Where λ is the wavelength of light, Δn is the birefringence characteristic of the liquid crystal, and d is the thickness of the liquid crystal layer.