KR100667132B1 - 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치 - Google Patents

광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치

Info

Publication number
KR100667132B1
KR100667132B1 KR1020000009503A KR20000009503A KR100667132B1 KR 100667132 B1 KR100667132 B1 KR 100667132B1 KR 1020000009503 A KR1020000009503 A KR 1020000009503A KR 20000009503 A KR20000009503 A KR 20000009503A KR 100667132 B1 KR100667132 B1 KR 100667132B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
electrode pattern
light
front substrate
substrate
Prior art date
Application number
KR1020000009503A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010084455A (ko
Inventor
최유진
홍형기
Original Assignee
엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지.필립스 엘시디 주식회사 filed Critical 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority to KR1020000009503A priority Critical patent/KR100667132B1/ko
Publication of KR20010084455A publication Critical patent/KR20010084455A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100667132B1 publication Critical patent/KR100667132B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133707—Structures for producing distorted electric fields, e.g. bumps, protrusions, recesses, slits in pixel electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/13439—Electrodes characterised by their electrical, optical, physical properties; materials therefor; method of making

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명은 광효율을 높이도록 한 액정투사형 표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전면기판과 배면기판 사이에 주입되는 액정과, 전면기판 상에 형성되어 도메인별로 액정에 부분적으로 전계를 인가하는 상부전극패턴과, 상부전극패턴에 대하여 쉬프트되도록 배면기판 상에 형성되어 도메인별로 액정에 부분적으로 전계를 인가하는 하부전극패턴을 구비한다.
본 발명에 의하면, 액정-회절패널로부터 출사되는 회절광이 모든 편광성분을 포함하게 되므로 편광판이 제거되어 편광판에 의한 광손실을 줄임으로써 광효율을 높일 수 있을뿐 아니라 전극폭과 전극간 간격이 종래보다 커지게 되므로 전극 패터닝 공정이 용이하게 된다.

Description

광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치{Liquid Crystal Projective Type Display Apparatus Using Optical Diffraction Phenomenon}
도 1은 통상의 액정투사형 표시장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 액정-회절패널을 상세히 나타내는 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 액정-회절패널의 다른 예를 나타내는 단면도.
도 4는 액정-회절패널에 있어서 광의 회절조건을 개략적으로 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정투사형 표시장치의 액정-회절패널을 나타내는 단면도.
도 6은 도 5에 도시된 전극패턴들을 상세히 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정투사형 표시장치의 액정-회절패널을 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정투사형 표시장치의 액정-회절패널에 있어서 액정의 배향방향과 꼬임방향을 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2 : 광원 4 : 액정-회절패널
6a,6b : 미러 8 : 프리즘
10 : 집광렌즈 12 : 핀홀
14 : 커튼 22,32,42,62 : 전면기판
24,34 : 상부전극 26,46,70 : 하부전극패턴
28,38,48,76 : 배면기판 30,40,50,78 : 액정
36 : 하부전극 44,68 : 상부전극패턴
64 : 상부보조전극 66,72 : 절연층
74 : 하부보조전극 101 : 상부 배향막의 배향방향
102 : 하부 배향막의 배향방향 103 : 액정의 꼬임방향
본 발명은 액정투사형 표시장치에 관한 것으로, 특히 광효율을 높이도록 한 액정투사형 표시장치에 관한 것이다.
액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)를 이용하 여 각종 화상 을 표시하고 있다. 이러한 액정표시장치를 라잇밸브(Light valve)로 이용하는 액정투사형 표시장치의 개발이 활발히 진행되고 있다. 액정투사형 표시장치에는 전면투사 방식과 배면투사 방식이 있으며, 어느 방식이나 음극선관(Cathod Ray Tube : CRT)를 이용한 투사형 표시장치에 비하여 셋트(Set)가 컴팩트하고 경량화된다. 이 때문에 액정 투사형 표시장치는 향후 대화면 표시장치의 유력한 후보로서 기대되고 있다. 그러나 액정 투사형 표시장치는 편광판으로 인한 광손실로 인하여 광효율이 떨어지는 문제점이 있다. 이를 위하여, 광의 회절현상을 이용하여 편광판을 제거한 액정투사형 표시장치가 제안된 바 있다.
도 1을 참조하면, 광의 회절현상을 이용한 액정투사형 표시장치는 광원(2)으로부터 광이 입사되는 액정-회절패널(4)과, 액정-회절패널(4)로부터 입사되는 광을 프리즘(8)으로 반사시키기 위한 제1 및 제2 미러(6a,6b)와, 프리즘(8)으로부터 입사되는 광을 집광하기 위한 집광렌즈(10)와, 집광렌즈(10)로부터 광을 확대투사하기 위한 핀홀(12)을 구비한다. 광원(2)은 액정-회절패널(4)의 전면에 백색광을 조사하게 된다. 액정-회절패널(4)은 전면기판과 배면기판 상에 형성된 전극들을 통하여 인가되는 전압신호에 따라 광원(2)으로부터의 광을 제1 및 제2 미러(6a,6b) 쪽으로 회절시키거나 회절시키지 않는다. 액정-회절패널(4)에 의해 회절된 광은 제1 및 제2 미러(6a,6b)에 의해 프리즘(8) 쪽으로 반사된다. 프리즘(8)은 제1 및 제2 미러(6a,6b)로부터 입사되는 광을 합성하여 표시면 쪽으로 출사시키게 된다. 집광렌즈(10)는 프리즘(8)으로부터 입사되는 광을 핀홀(12) 쪽으로 집광시킨다. 핀홀(12)에 집광된 광은 확대 투사되어 도시하지 않은 스크린 쪽으로 진행한다. 이 때, 커튼(14) 상에서 핀홀(12) 이외의 부분에 집광되는 광은 차단된다. 이렇게 핀홀(12) 주변에 집광되는 광을 차단하고 필요한 광만 핀홀(12)을 통하여 확대투사됨으로써 선명한 영상을 감상할 수 있게 된다.
이와 같은 광의 회절현상을 이용한 액정투사형 표시장치에 있어서, 액정-회절패널(4)의 회절각도, 회절광량은 구동전압에 따라 가변되어 핀홀(12)을 통과하는 광량을 변화시킴으로써 계조(Gray scale)를 표현하게 된다.
액정-회절패널(4)은 액정에 인가되는 전계의 방향차, 배향분할 또는 액정의 주기적 배열 등을 이용하여 입사광을 회절시키게 된다.
도 2는 1990년에 발행된 "International Display Research Conference(IDRC)" 지(紙)에서 제안된 액정-회절패널이 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 종래의 액정-회절패널은 전면기판(22) 상에 전면 형성된 상부전극(24)과, 상부전극(24)과 대향되도록 배면기판(28) 상에 형성된 스트라잎(Stripe) 형태의 하부전극패턴(26)을 구비한다. 전면기판(22)과 배면기판(28) 사이에는 액정(30)이 주입되어 있다. 액정(30)은 90° 또는 180°꼬인구조를 가진다. 상부전극(24)과 하부전극패턴(26)에 전압이 인가되면 하부전극패턴(26)이 형성된 부분과 그렇지 않은 부분 사이에 전계(31)의 방향이 다르게 되기 때문에 액정(30)을 통과하는 광의 위상지연(Phase Retardation) 이 발생된다. 이 위상차에 의해 액정(30)을 통과하는 광은 회절된다. 이에 반하여, 상부전극(24)과 하부전극패턴(26)에 전압이 인가되지 않으면 액정(30)을 통과하는 광은 회절되지 않는다. 이에 따라, 액정-회절패널에 의해 회절된 광은 미러(6a,6b), 프리즘(8)을 경유하여 집광렌즈(10)에 의해 집광된후 핀홀(12)을 통하여 확대 투사되므로 화이트 상태가 되고, 회절되지 않은 광은 미러(6a,6b)에 입사될 수 없으므로 블랙상태가 된다.
그러나 도 2에 도시된 액정-회절패널은 회절효율을 일정 수준 이상 높이기 위하여 전극간 폭(WW1)과 간격(WW2)이 4μm 이하로 제한되어야 하는 단점이 있다. 이 경우, 전극패턴 형성시 잔막이 남는 등 패터닝 공정 제어가 어렵게 된다.
도 3은 1995년에 발행된 "Society of Information Display(SID)" 지(紙)에서 제안된 액정-회절패널이 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 종래의 액정-회절패널은 전면기판(32) 상에 형성된 상부전극(34)과, 상부전극(34)과 대향되도록 배면기판(38) 상에 형성된 하부전극(36)을 구비한다. 전면기판(32)과 배면기판(38) 사이에 형성된 액정(40)은 스트라잎 형태의 도메인별로 배향분할된다. 즉, 하나의 화소셀 내에서 어느 한 도메인에 포함된 액정(40)은 왼나사 방향으로 꼬여 있게 되고 인접한 다른 도메인에 포함된 액정은 오른나사 방향으로 꼬여 있게 된다. 상부전극(34)과 하부전극(36)에 전압이 인가되지 않으면 도메인별로 액정의 꼬임방향이 다르기 때문에 인접한 도메인들을 통과하는 광이 위상지연된다. 이에 반하여, 상부전극(34)과 하부전극(36)에 전압이 인가되면 인접한 도메인들에 포함된 액정(40)이 동일하게 수직으로 회전되기 때문에 액정을 통과하는 광이 회절되지 않는다. 이와 같은 액정-회절패널은 전극을 미세패턴으로 형성해야 하는 어려움은 없지만 도메인별로 배향분할되어야 하는 단점이 있다. 또한, 액정(40)의 프리틸트앵글(Pretilt angle)이 적어도 5°이상 유지되어야 하며 리버스 틸트 도메인이 안정화되어야 하는 등 배향재 선정에도 어려움이 있다.
이와 같이 액정-회절패널은 동일한 화소셀 내에 포함된 액정에 인가되는 전 계방향을 다르게 하거나 꼬임방향을 다르게 함으로써 액정을 통과한 광을 회절시킬 수 있다. 이 외에도 1998년에 발행된 "Society of Information Display(SID)" 지(紙)에서 제안된 바와 같이, 액정이 마이크로 도메인별로 주기적인 배열을 가짐으로써 액정을 통과하는 광을 회절시킬수도 있다. 이렇게 액정이 주기적인 배열을 갖게 하기 위하여, 액정은 평행배향(Planar alignment)되고 액정에 네마틱 액정과 카이랄 도펀트(Chairal dopant)가 혼합된 콜레스테릭(Cholesteric) 액정과 광중합체(Photo-polymer)가 주입된 후, 전면기판과 배면기판 상에 형성된 전극들에 전압을 인하게 된다. 그러면 액정이 마이크로 도메인별로 주기적인 배열을 가지게 되며, 이 상태에서 광을 조사하여 광중합체를 경화시키면 액정의 주기적 배열이 고착화된다. 이렇게 액정의 주기적 배열이 고착화되면 전압을 인가하지 않는 상태에서 액정-회절패널에 광을 조사하면 광이 회절된다. 이와 같은 액정-회절패널은 그 제조공정이 간단하지만 액정의 배열주기를 재현성있게 제어하기가 어려운 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 광효율을 높임과 아울러 제작이 용이한 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전면기판과 배면기판 사이에 주입되는 액정과, 전면기판 상에 형성되어 도메인별로 액정에 부분적으로 전계를 인가하는 상부전극패턴과, 상부전극패턴에 대하여 쉬프트되도록 배면기판 상에 형성되어 도메인별로 액정에 부분적으로 전계를 인가하는 하부전극패턴을 구비한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
본 발명의 실시예 설명에 앞서, 광의 회절조건을 도 4를 결부하여 설명하기로 한다. 평행광에 입사에 대한 회절조건은 도 4에 나타낸 바와 같이 액정의 굴절율(n1,n2), 셀갭의 두께(d), 도메인간 간격(a,b)에 의해 회절광의 세기 및 회절각(θ)이 결정된다. 반사형의 액정-회절패널은 투과형에 대비하여 d/2의 두께만으로 투과형과 같이 회절효과를 얻을 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치의 액정-회절패널에는 전면기판(42)과 배면기판(48) 상에 각각 스트라잎 형태의 전극패턴(44,46)이 평행하게 형성된다. 상부전극패턴(44)과 하부전극패턴(46)은 상호 1/2 피치(pitch)만큼 쉬프트된다. 이들 전극패턴들(44,46)의 전극폭(c)은 5∼10μm, 전극간 간격(d)은 15∼30μm 정도가 된다. 따라서, 전극간 폭과 간격이 4μm 이하로 제한되는 도 2와 같은 액정-회절패널에 대비할 때 전극간 폭(c)과 간격(d)이 넓게 형성되므로 전극 패터닝이 용이하게 된다.
전면기판(42)과 배면기판(48) 사이에 주입된 액정(50)은 특정 편광방향에 의존하지 않도록 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic) 구조로 꼬여 있다. 이 액정(50)의 꼬임각은 50∼100°정도가 된다.
상부전극패턴(44)과 하부전극패턴(46)에 전압을 인가하면, 전극패턴들(44,46)의 존재여부에 따라 구분되는 도메인별로 액정(50)에 인가되는 전계의 방향이 규칙적으로 다르게 된다. 전극패턴(44,46)이 존재하는 도메인들(w1)에 포함된 액정(50)에는 기판(42,48)에 대하여 수직방향으로 전계가 인가되며, 전극패턴(44,46)이 존재하지 않는 도메인들(W1)에서는 액정의 전계방향이 임의의 경사각을 가지게 된다. 즉, 상부전극패턴(44)과 하부전극패턴(46)이 1/2 피치만큼 시프트되어 있기 때문에 전극패턴(44,46)이 존재하지 않는 도메인(w2)에서는 전계의 방향이 인접한 전극패턴(44,46) 쪽으로 경사지게 된다. 액정(50)에 인가되는 전계의 방향이 도메인(w1,w2) 별로 규칙적으로 다르게 됨으로써 액정층(50)의 굴절율이 도메인(w1,w2) 별로 다르게 된다. 따라서, 액정층(50)에 광이 입사되면 굴절율차에 의해 회절된다.
이와 같은 액정-회절패널은 배면기판(48)의 배면 상에 도시하지 않은 반사층이 전면형성된 경우, 즉, 반사형인 경우 투과형보다 광의 입사경로를 역행하여 광이 반사되기 때문에 1/2의 셀갭으로도 광이 회절된다. 이렇게 회절되어 액정-회절패널로부터 출사되는 광은 특정 편광성분을 갖지 않고 모든 편광성분들을 포함한다. 따라서, 액정-회절패널에서 출사되는 광은 특정 편광성분만을 가지는 광보다 광량이 커지게 되고 편광판이 제거될 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치의 액정-회절패널을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 액정-회절패널은 전면기판(62)과 배면기판(76) 상에 각각 스트라잎 형태의 전극패턴(68, 70)이 평행하게 형성되고, 전면기판(62)과 배면기판(76) 사이에 옵티컬리 컴펜세이티드 바이리프리젼트(Optically Compensated Birefringent : 이하 "OCB"라 함) 모드 액정이 주입된다. 전면기판(62)에는 상부전극패턴(68)과 함께 상부보조전극(64)이 형성된다. 상부보조전극(64)과 상부전극패턴(68) 사이에는 절연층(66)이 형성된다. 마찬가지로, 배면기판(76)에는 하부전극패턴(70)과 함께 하부보조전극(74)이 형성된다. 하부전극패턴(70)과 하부보조전극(74) 사이에는 절연층(72)이 형성된다. 상부보조전극(64), 상부전극패턴(70) 및 하부전극패턴(70)의 재료로는 투명전도성물질 예를 들면 ITO로 선택된다. 이에 비하여, 하부보조전극(74)은 OCB 모드 액정(78)을 경유하여 입사되는 광을 반사시키는 반사층 역할을 겸하게 되므로 금속재질로 선택된다. 상부전극패턴(68)과 하부전극패턴(70)은 도 5에 도시된 액정-회절패널과 마찬가지로 상호 1/2 피치(pitch)만큼 쉬프트된다. OCB 모드 액정(78)은 네마틱(Nematic) 액정 중 가장 빠른 응답속도 특성을 가지고 있다.
OCB 액정을 전면기판(62)과 배면기판(76) 사이에 형성하기 위하여, 먼저 액정이 평행배향되도록 도시하지 않은 배향막을 러빙시키고 광중합체가 포함된 네마틱 액정을 전면기판(62)과 배면기판(76) 사이에 주입한다. 이어서, 상부보조전극(64)과 하부보조전극(74)에 전압을 일정전압까지 인가한후, 액정분자들이 활모양으로 꼬일때까지 점진적으로 전압레벨을 낮추게 된다. 액정분자들이 활모양으로 꼬인 OCB 모드에서 전면기판(62) 쪽으로 광을 조사하게 된다. 그러면 광중합체가 경화되면서 액정이 OCB 모드로 고착화된다.
이와 같은 액정-회절패널은 상/하부전극패턴(68,70)이 쉬프트되어 도메인별로 전계방향이 다르게 됨으로써 입사광을 회절시킴과 아울러 OCB 모드 액정(78)에 의해 응답속도가 빠르게 된다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치의 액정-회절패널의 액정 배향방향 및 꼬임방향을 나타낸다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정-회절패널의 구조는 액정의 배향방향 및 꼬임방향이 다를 뿐 도 7과 같은 액정-회절패널과 실질적으로 동일하다. 즉, 전면기판(62)에는 상부보조전극(64), 절연층(66) 및 상부전극패턴(68)이 적층되며, 배면기판(76)에는 하부보조전극(74), 절연층(72) 및 하부전극패턴(70)이 적층된다. 전면기판(62)과 배면기판(76) 사이에 주입된 액정은 전면기판(62)과 배면기판(76) 상에 형성된 도시하지 않은 배향막에 의한 꼬임방향과 액정에 포함된 도펀트(dopant)에 의한 꼬임방향으로 꼬여지게 된다. 이를 위하여, 전면기판(62) 상의 배향막과 배면기판(76) 상의 배향막은 직교되는 방향으로 러빙된다. 따라서, 전면기판(62) 및 배면기판(76) 상에 형성된 배향막들은 상호 직교되는 방향의 배향방향을 가진다. 액정에는 도펀트로서 콜레스테릭 액정이 포함된다. 이 콜레스테릭 액정의 꼬임각에 의해 액정분자들이 배향막에 의한 꼬임방향과 반대방향으로 꼬여지게 된다. 이와 같이 배향막의 배향방향이 직교되도록 하고 네마틱 액정에 도펀트와 광중합체를 첨가한 상태에서 전압을 인가하고 광을 조사함으로써 액정을 배향막에 의해 꼬인 OCB 모드로 고착화할 수 있게 된다. 이 경우, 평행배향된 OCB 모드의 액정과 같이 응답속도가 빠름은 물론 평행배향된 OCB 모드의 액정과 달리 모든 편광방향에 무관하게 광을 회절시킬 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치는 전계방향을 도메인별로 다르게 하여 도메인별로 액정의 굴절율을 다르게 함으로써 광을 회절시키는 액정-회절패널에 있어서 액정의 꼬임각을 50∼100°정도로 설정하고 도메인별로 전계방향을 다르게 하기 위한 전극패턴들의 폭 및 간격을 크게 함으로써 입력전압에 응답하여 액정에 입사되는 광을 회절시키게 된다. 이에 따라, 액정-회절패널로부터 출사되는 회절광이 모든 편광성분을 포함하게 되므로 편광판이 제거되어 편광판에 의한 광손실을 줄임으로써 광효율을 높일 수 있을뿐 아니라 전극폭과 전극간 간격이 종래보다 커지게 되므로 전극 패터닝 공정이 용이하게 된다. 나아가, 본 발명에 따른 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치는 응답속도가 빠른 OCB 모드 또는 배향막에 의해 꼬인 OCB 모드 액정을 이용함으로써 응답속도를 빠르게 할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치는 응답속도가 빠르게 되기 때문에 컬러필터 없이 시분할 구동 즉, 광원자체가 적색, 녹색 및 청색으로 색이 변하는 방식으로 구동될 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (11)

  1. 액정에 인가되는 전계의 방향이 도메인별로 다르게 되도록 하여 상기 액정에 입사되는 광을 회절시키는 액정투사형 표시장치에 있어서,
    전면기판과 배면기판 사이에 주입되는 액정과,
    상기 전면기판 상에 형성되어 상기 도메인별로 액정에 부분적으로 전계를 인가하는 상부전극패턴과,
    상기 상부전극패턴에 대하여 쉬프트되도록 상기 배면기판 상에 형성되어 상기 도메인별로 액정에 부분적으로 전계를 인가하는 하부전극패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정의 꼬임각은 50∼100°인 것을 특징으로 하는 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부전극패턴과 하부전극패턴은 스트라잎 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부전극패턴과 하부전극패턴은 상호 1/2 피치만큼 시프트되어 배치되는 것을 특징으로 하는 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부전극패턴들 및 하부전극패턴들 각각의 전극폭은 5∼10μm이고,
    상기 상부전극패턴들 사이 또는 하부전극패턴들 사이의 전극간 간격은 15∼30μm인 것을 특징으로 하는 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정은 옵티컬리 컴펜세이티드 바이리프리젼트(OCB) 모드의 액정인 것을 특징으로 하는 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전면기판 및 배면기판 각각에 형성되어 상기 액정을 평행배향시키는 배향막을 구비하는 것을 특징으로 하는 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 액정에는 광중합체가 첨가되는 것을 특징으로 하는 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전면기판에 형성되어 상기 액정분자들을 활모양의 OCB 모드로 회전시키기 위한 상부보조전극과;
    상기 배면기판에 형성되어 상기 상부보조전극과 함께 상기 액정분자들을 활모양의 OCB 모드로 회전시키기 위한 하부보조전극을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전면기판과 배면기판 각각에 형성되고 배향방향이 서로 직교하도록 러빙되는 배향막을 구비하는 것을 특징으로 하는 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 액정에는 상기 배향막의 배향방향과 반대방향의 꼬임방향을 가지는 도펀트가 첨가되는 것을 특징으로 하는 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치.
KR1020000009503A 2000-02-25 2000-02-25 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치 KR100667132B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000009503A KR100667132B1 (ko) 2000-02-25 2000-02-25 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000009503A KR100667132B1 (ko) 2000-02-25 2000-02-25 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010084455A KR20010084455A (ko) 2001-09-06
KR100667132B1 true KR100667132B1 (ko) 2007-01-12

Family

ID=19650218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000009503A KR100667132B1 (ko) 2000-02-25 2000-02-25 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100667132B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0588141A (ja) * 1991-09-27 1993-04-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶パネルとその製造方法および液晶投写型テレビ
JPH05203943A (ja) * 1991-06-11 1993-08-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶パネルおよびそれを用いた液晶投写装置
JPH05257132A (ja) * 1992-03-13 1993-10-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶パネルおよびそれを用いた液晶投写型テレビ
JPH09281330A (ja) * 1996-04-11 1997-10-31 Asahi Glass Co Ltd 液晶回折格子、その製造方法及びそれを用いた光ヘッド装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05203943A (ja) * 1991-06-11 1993-08-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶パネルおよびそれを用いた液晶投写装置
JPH0588141A (ja) * 1991-09-27 1993-04-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶パネルとその製造方法および液晶投写型テレビ
JPH05257132A (ja) * 1992-03-13 1993-10-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶パネルおよびそれを用いた液晶投写型テレビ
JPH09281330A (ja) * 1996-04-11 1997-10-31 Asahi Glass Co Ltd 液晶回折格子、その製造方法及びそれを用いた光ヘッド装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010084455A (ko) 2001-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7209205B2 (en) Liquid crystal display device
US7312844B2 (en) Liquid crystal display device
JP3793890B2 (ja) 反射型フリンジフィールド駆動モード液晶表示装置
EP3851910B1 (en) Display panel and display device
US6593987B1 (en) Multi-domain surface mode device
EP1223459B1 (en) Liquid-crystal display
KR100695698B1 (ko) 디스플레이 디바이스, 보상 필름 및 액정 디스플레이
WO2008019227A2 (en) Self-compensating, quasi-homeotropic liquid crystal device
KR101169401B1 (ko) 큰 경사각과 높은 콘트라스트를 갖는 수직배향 네마틱 모드액정 디스플레이
JP3557313B2 (ja) 液晶表示スクリーン
JP2008545149A (ja) 液晶表示装置及び液晶プロジェクタ
KR20010064974A (ko) 액정 셀 제조방법
JP2007240903A (ja) 光制御素子および表示装置
US7382426B2 (en) Liquid crystal display unit having back-light with fluorescent tubes and fresnel lens with longitudinal cuts perpendicular to tubes
KR100667132B1 (ko) 광회절 현상을 이용한 액정투사형 표시장치
JP4194381B2 (ja) 光偏向装置
JP2001066598A (ja) 反射型液晶表示装置
JP4729923B2 (ja) 液晶装置及び投射型表示装置
KR100735272B1 (ko) 광학적으로 보상된 밴드 모드 액정 표시 장치
JP3980390B2 (ja) 光偏向素子、光偏向デバイス、光偏向装置及び画像表示装置
KR100648217B1 (ko) 수직 배향 모드 액정표시장치
JPH11202782A (ja) 反射型表示装置
JPH1090727A (ja) 液晶表示素子
JP2007101952A (ja) 液晶表示装置
WO2002008822A2 (en) Liquid crystal display

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121228

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131227

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141230

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151228

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161214

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee