KR100989256B1 - Liqude crystal display - Google Patents
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Abstract
본 발명은 외부광이 입사하는 반사 영역에서의 반사 효율을 향상시키고, 아울러 투과 영역에서의 투과 효율을 향상시킴으로써 액정표시장치의 휘도와 화질을 개선할 수 있는 액정표시장치를 개시한다. 개시된 본 발명은 제 1 기판과; 제 2 기판과; 상기 제 1 기판 내부에 복수개의 화소 영역이 있고, 각 화소 영역은 반사 영역과 투과 영역이 있으며, 상기 제 1 기판 상의 반사 영역 상에 배치되어 있는 반사판과; 상기 제 1 기판 상의 반사 영역과 투과 영역 전체에 배치된 제 1 위상차판과; 상기 제 2 기판 내부면에 배치된 공통전극과; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 충진된 이색성 염료가 포함된 액정층; 상기 제 1 기판 외측면에 배치된 제 2 위상차판; 상기 제 2 위상차판 상에 배치된 편광판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a liquid crystal display device capable of improving the luminance and image quality of the liquid crystal display device by improving the reflection efficiency in the reflection area where external light is incident and improving the transmission efficiency in the transmission area. The disclosed subject matter includes a first substrate; A second substrate; A reflecting plate having a plurality of pixel regions in the first substrate, each pixel region having a reflecting region and a transmitting region, the reflecting plate being disposed on the reflecting region on the first substrate; A first retardation plate disposed throughout the reflection area and the transmission area on the first substrate; A common electrode disposed on an inner surface of the second substrate; A liquid crystal layer including a dichroic dye filled between the first substrate and the second substrate; A second retardation plate disposed on an outer surface of the first substrate; And a polarizer disposed on the second retardation plate.
여기서, 상기 액정층은 이색성 염료와 액정 분자가 오프 상태에서 수평 배향 되어 있고, 상기 액정층은 이색성 염료와 액정 분자가 오프 상태에서 수직 배향 되어 있으며, 상기 제 1 위상차판은 반사판 상에 배치되는 것을 특징으로 한다.The dichroic dye and the liquid crystal molecules are horizontally aligned in the off state, the liquid crystal layer is vertically aligned in the off state of the dichroic dye, and the first retardation plate is disposed on the reflector. It is characterized by.
반투과, 편광판, 위상차판, 반사 판, 화소 전극, In cellTransflective plate, Polarizing plate, Retardation plate, Reflecting plate, Pixel electrode, In cell
Description
도 1 은 일반적인 반사투과형 컬러액정표시장치를 도시한 분해 사시도.1 is an exploded perspective view showing a typical transflective color liquid crystal display device.
도 2는 일반적으로 사용되고 있는 반투과형 액정표시장치의 화소 영역을 수직 절단한 단면도.2 is a vertical cross-sectional view of a pixel region of a transflective liquid crystal display device generally used.
도 3은 일반적으로 사용되는 투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치의 화소 영역을 도시한 도면.FIG. 3 is a diagram illustrating a pixel area of a generally used transmissive guest host mode liquid crystal display device; FIG.
도 4는 본 발명에 따른 반투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치의 화소 영역을 도시한 단면도.4 is a cross-sectional view showing a pixel area of a transflective guest host mode liquid crystal display device according to the present invention;
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 반투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치의 온/오프 상태에서의 동작원리를 설명하기 위한 도면.5A and 5B are diagrams for explaining the operation principle in an on / off state of the transflective guest host mode liquid crystal display according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 반투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치의 광학적 구성을 설명하기 위한 도면.6 is a view for explaining an optical configuration of a transflective guest host mode liquid crystal display device according to the present invention.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치의 화소 영역을 도시한 단면도.7 is a cross-sectional view illustrating a pixel area of a transflective guest host mode liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 8a 및 도 8b는 반투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치의 온/오프 상태에서의 동작원리를 설명하기 위한 도면.8A and 8B are diagrams for explaining the operation principle of the transflective guest host mode liquid crystal display in the on / off state.
도 9는 본 발명에 따른 반투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치의 광학적 구성을 설명하기 위한 도면.9 is a view for explaining an optical configuration of a transflective guest host mode liquid crystal display device according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
50a: 하부 기판 50b: 상부 기판50a:
51: 게이트 전극 52a: 제 2 위상차판51:
52b: 제 1 위상차판 54: 게이트 절연막52b: first retardation plate 54: gate insulating film
55: 채널층 56: 오믹 콘택층55: channel layer 56: ohmic contact layer
57a: 소오스 전극 57b: 드레인 전극57a:
58: 보호막 59: 절연막58: protective film 59: insulating film
60: 반사 판 62: 공통 전극60: reflecting plate 62: common electrode
63a: 액정 분자 63b: 이색성 염료63a:
63: 액정층63: liquid crystal layer
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 편광판을 제거하여 반사 영역에서의 반사 효율을 향상시키면서, 투과 영역에서 투과 효율을 향상시켜 콘트라스트 비(contrast ratio)를 개선하고 화면 품위를 개선한 액정표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device. More particularly, the polarizing plate may be removed to improve reflection efficiency in a reflection area, while improving transmission efficiency in a transmission area to improve contrast ratio and improve screen quality. It relates to a liquid crystal display device.
최근 정보화 사회로 시대가 급진전함에 따라, 대량의 정보를 처리하고 이를 표시하는 디스플레이(display) 분야가 발전하고 있다. 최근까지 브라운관(cathode- ray tube ; CRT)이 표시장치의 주류를 이루고 발전을 거듭해 오고 있다. Recently, as the information society has progressed rapidly, a display field for processing and displaying a large amount of information has been developed. Until recently, cathode ray tube (CRT) has been the mainstream of display devices and has been developing.
그러나, 최근 들어 소형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 시대상에 부응하기 위해 평판 표시소자(Flat panel display)의 필요성이 대두되었다. 이에 따라 색 재현성이 우수하고 박형인 박막 트랜지스터형 액정 표시소자(Thin film transistor-liquid crystal display ; 이하 TFT-LCD라 한다)가 개발되었다.However, in recent years, the need for a flat panel display has emerged in order to meet the times of miniaturization, light weight, and low power consumption. Accordingly, a thin film transistor-liquid crystal display (hereinafter referred to as TFT-LCD) having excellent color reproducibility and thinness has been developed.
상기 TFT-LCD의 동작을 살펴보면, 박막 트랜지스터에 의해 임의의 화소(pixel)가 스위칭 되면, 스위칭된 임의의 화소는 하부 광원의 빛 투과 량을 조절할 수 있게 한다.Referring to the operation of the TFT-LCD, when an arbitrary pixel is switched by the thin film transistor, the arbitrary pixel that is switched makes it possible to adjust the light transmission amount of the lower light source.
상기 스위칭 소자는 반도체 층을 비정질 실리콘으로 형성한, 비정질 실리콘 박막 트랜지스터(amorphous silicon thin filmtransistor ; a-Si:H TFT)가 주류를 이루고 있다. 이는 비정질 실리콘 박막이 저가의 유리기판과 같은 대형 절연기판 상에 저온에서 형성하는 것이 가능하기 때문이다.The switching device is mainly composed of an amorphous silicon thin film transistor (a-Si: H TFT) in which a semiconductor layer is formed of amorphous silicon. This is because the amorphous silicon thin film can be formed at a low temperature on a large insulating substrate such as a low-cost glass substrate.
일반적으로 사용되는 TFT-LCD는 패널의 하부에 위치한 백라이트라는 광원의 빛에 의해 영상을 표현하는 방식을 써왔다.Commonly used TFT-LCDs have used a method of representing an image by the light of a light source called a backlight located under the panel.
그러나, TFT-LCD는 백라이트에 의해 입사된 빛의 3∼8%만 투과하는 매우 비효율적인 광 변조기이다.However, TFT-LCDs are very inefficient light modulators that transmit only 3-8% of the light incident by the backlight.
두 장의 편광판의 투과율은 45%, 하판과 상판의 유리 두 장의 투과율은 94%, TFT어레이 및 화소의 투과율은 약 65%, 컬러필터의 투과율은 27%라고 가정하면 TFT-LCD의 광 투과율은 약 7.4%이다.The light transmittance of the TFT-LCD is about assuming that the transmittance of the two polarizers is 45%, the transmittances of the two glass plates of the lower and upper plates are 94%, the TFT array and the pixel transmittance are about 65%, and the color filter transmittance is 27%. 7.4%.
그래서, 액정표시장치의 외부 광원과 내부 광원을 디스플레이를 위한 광원으 로 사용할 수 있는 반투과형 액정표시장치가 제안되어져 왔는데, 그 구조는 다음과 같다.Thus, a transflective liquid crystal display device that can use an external light source and an internal light source of a liquid crystal display device as a light source for a display has been proposed. The structure thereof is as follows.
도 1 은 일반적인 반사투과형 컬러액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating a general reflective transmissive color liquid crystal display device.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 반사투과형 액정표시장치의 구조는 크게 컬러 필터 기판과 어레이 기판 및 액정층으로 구분되는데, 상기 컬러 필터 기판은 투명성 절연 기판(20) 상에 크롬을 이용하여 블랙 매트릭스(23)가 형성되어 있고, 상기 블랙 매트릭스(23)가 형성된 내부 공간에 R, G, B 컬러 필터층(25)이 형성되어 있으며, 화소에서 사용하는 공통 전압을 인가하기 위하여 투명 금속에 의하여 배치된 공통전극(21)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the structure of a general reflection-transmissive liquid crystal display device is largely divided into a color filter substrate, an array substrate, and a liquid crystal layer. The color filter substrate is formed of a black matrix using chromium on a transparent
그리고, 상기 컬러 필터 기판과 대응하는 상기 어레이 기판은 투명성 절연 기판(10) 상에 다수개의 게이트 버스 라인(12)과 데이터 버스 라인(11)을 수직으로 교차시켜 단위 화소 영역을 한정하고, 상기 단위 화소 영역 상에 스위칭 동작을 하는 TFT(15)와 투과 영역의 화소 전극(13b) 및 반사 영역의 반사 판(13a)이 배치되어 구성된다.The array substrate corresponding to the color filter substrate may define a unit pixel area by vertically crossing a plurality of
상기 어레이 기판과 컬러 필터 기판은 액정층(17)을 사이에 두고 합착되며, 상기 어레이 기판에 배치되어 있는 게이트 버스 라인(12)으로부터 구동 신호에 의해 TFT가 턴온(Turn On)되면, 데이터 버스 라인(11)으로부터 데이터 신호가 턴 온(turn on)된 TFT의 드레인 전극과 연결된 화소 전극에 전달된다.The array substrate and the color filter substrate are bonded together with the
상기 컬러 필터 기판 상에 배치되어 있는 상기 공통전극(21)과 데이터 신호 전압이 인가된 화소 전극의 전압하에 의해 액정의 배열을 바꾸어 각화소별로 투과 율을 다르게 하여, 외부에서 입사되는 광 또는 내부의 백라이트에서 입사되는 광을 이용하여 화상을 디스플레이 한다.By varying the transmittance of each pixel by changing the arrangement of liquid crystals under the voltages of the
이와 같이 반투과형 액정표시장치는 밝은 낮에는 외부광을 주로 이용하여 화상을 디스플레이하고, 어두운 밤이나 공간에서는 내부 광원을 주로 이용함으로 화상 품질을 유지하면서 전력소비를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, the transflective liquid crystal display displays an image mainly by using external light during a bright day, and reduces power consumption while maintaining image quality by mainly using an internal light source in a dark night or a space.
도 2는 일반적으로 사용되고 있는 반투과형 액정표시장치의 화소 영역을 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a pixel area of a transflective liquid crystal display device which is generally used.
도 2에 도시된 바와 같이, 반투과형 액정표시장치의 화소 영역을 크게 3부분으로 구분하면, 화소 전극(35)과 반사 판(37)이 배치되어 있는 하부 기판(30a)과, 공통 전극(33)과 컬러 필터층(미도시)이 배치되어 있는 상부 기판(30b), 그리고, 상기 하부 기판(30a)과 상부 기판(30b) 사이에 개재되어 있는 액정층(39)으로 구성되어 있다.As shown in FIG. 2, when the pixel area of the transflective liquid crystal display is largely divided into three parts, the
상기 하부 기판(30a) 영역을 자세히 보면, 투명성 절연 기판으로 된 하부 기판(30a) 상에 투명 금속 ITO로된 화소 전극(35)이 화소 별로 배치되어 있고, 상기 화소 전극(35) 상에는 반사 판(37)을 배치하기 위하여 상기 화소 전극(35) 상에 보호막(36)을 도포한 다음, 투과 영역과 반사 영역을 구분하여 일정한 단차를 갖도록 패터닝하였다. 그리고, 상기 보호막(36) 상에 상기 반사 판(37)을 배치하였다.In detail, the
상기 화소 전극(35)과 반사 판(37)이 배치되어 있는 상기 하부 기판(30a)의 타측면 상에는 하부 위상차판(32a)과 하부 편광판(31a)이 부착되어 있어, 상기 백라이트로부터 입사되는 내부 광원을 일정한 방향으로 편광시킨다.
On the other side of the
그리고, 상기 상부 기판(30b)은 마찬가지로 투명성 절연 기판으로 된 상부 기판(30b) 상에서 상기 액정층(37)과 접해있는 영역에 공통 전극(33)을 배치하였고, 상기 공통 전극(33)이 배치된 부분의 타측면 상에는 상부 위상차판(32b)과 상부 편광판(31b)이 부착되어 있다.In addition, the
상기와 같은 구조를 갖는 반투과형 액정표시장치는 상기 상부 기판(30b) 상에 배치되어 있는 공통 전극(33)과 상기 어레이 기판 상에 배치되어 있는 투과 영역의 화소 전극(35)과의 거리를 d1으로 하고, 상기 공통 전극(33)과 반사 판(37)의 거리를 d2로 하였을 경우에 그 거리비가 d1=2d2가 되도록 하였다.In the transflective liquid crystal display having the above structure, the distance between the
상기와 같이 투과 영역에서의 셀 갭과 반사 영역에서의 셀 갭을 다르게 한 이유는 반사 영역에서의 셀갭 보다 투과 영역에서 두배의 셀갭을 갖는 경우에 두 영역의 투과 효율이 동시에 최적화 되기 때문이다.(Δnd2=λ/4로 설계한 경우)The reason why the cell gap in the transmission region and the cell gap in the reflection region is different as described above is that when the cell gap in the transmission region is twice as large as the cell gap in the reflection region, the transmission efficiency of the two regions is simultaneously optimized. Designed with Δnd 2 = λ / 4)
도 3은 일반적으로 사용되는 투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치의 화소 영역을 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 화소 전극(46)이 배치되어 있는 하부 기판(40a)과, 상기 하부 기판(40a)과 대향하는 방향으로 투명한 공통 전극(43)이 배치되어 있는 상부 기판(40b)이 이색성 염료(48a)가 혼합된 액정 분자(48b)로 구성된 액정층(48)을 사이에두고 합착되어 있다.3 illustrates a pixel area of a commonly used transmissive guest host mode liquid crystal display. As shown in FIG. 3, a
상기 하부 기판(40a) 상의 화소 전극(46)이 배치되어 있는 타측면에는 편광판(45)이 부착되어 있다.The
상기와 같은 구조를 갖는 투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치가 구동되 는 방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.A method of driving the transmissive guest host mode liquid crystal display having the structure as described above will be described as follows.
상기 투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치가 오프(off) 상태일 경우에는 백라이트에서 발생한 광원이 상기 하부 기판(40a) 상에 부착되어 있는 상기 편광판(45)을 통과하여 수평 방향으로 편광된다.When the transmissive guest host mode liquid crystal display is in an off state, a light source generated from a backlight is polarized in a horizontal direction through the
이렇게 편광된 광은 투명성 절연 기판으로된 상기 하부 기판(40a)과 투명한 ITO 금속으로된 화소 전극(46)을 통과하는데, 이때, 수평으로 배열되어 있는 상기 액정층(48)의 이색성 염료(48a)에 의하여 편광된 광이 흡수되어 상기 상부 기판(40b)으로 나가는 광이 존재하지 않게 된다.The polarized light passes through the
그리고 상기 투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치가 온(on) 상태일 경우에는 백라이트에서 발생한 광원이 상기 하부 기판(40a) 상에 부착되어 있는 상기 편광판(45)에서 수평 방향으로 편광된다.When the transmissive guest host mode liquid crystal display is in an on state, the light source generated in the backlight is polarized in the horizontal direction on the
이렇게 편광된 광은 투명성 절연 기판으로된 상기 하부 기판(40a)과 투명한 ITO 금속으로된 화소 전극(46)을 통과하는데, 이때, 상기 화소 전극(46)에 인가된 전압에 의하여 상기 액정층(48)의 액정 분자(48b)가 수직으로 재배열되고, 따라서 상기 이색성 염료도 수직으로 배열되어 광 흡수 없이 상기 공통 전극과 상기 상부 기판(40b)을 통과하여 외부로 편광된 광이 나가게된다.The polarized light passes through the
이와 같이 투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치는 이색성 염료에 의하여 광이 차단 또는 투과되므로 이로 인하여 상부 기판 상에 배치하던 편광판을 제거할 수 있는 이점이 있다.As described above, the transmissive guest host mode liquid crystal display device has an advantage of removing the polarizer disposed on the upper substrate because light is blocked or transmitted by the dichroic dye.
하지만, 반투과형 액정표시장치가 외부광원을 디스플레이를 위하여 사용할 수 있도록 하여 소비 전력을 감소 시켰지만, 편광판에 흡수되는 광에 의한 반사 효율이 충분치 않다는 문제가 있다.However, although the transflective liquid crystal display device reduces the power consumption by allowing the external light source to be used for the display, there is a problem that the reflection efficiency by the light absorbed by the polarizing plate is not sufficient.
추가로, 하부 기판의 듀얼 셀 갭을 형성하기 위한 추가 공정이 필요하기 때문에 이에 따른 제조 비용 증가로 생산 수율이 떨어지는 문제가 있다.In addition, since an additional process for forming the dual cell gap of the lower substrate is required, there is a problem in that the production yield is reduced due to the increase in manufacturing cost.
본 발명은, 반투과형 액정표시장치에 게스트 호스트 모드를 적용하여 반사 영역에서는 외부광의 반사 효율을 향상시키면서, 투과 영역에서는 백라이트에서 발생하는 내부광의 투과 효율을 향상시켜 영상을 디스플레이 시킬 때, 콘트라스트 비를 개선시키면서, 화질 품위를 개선할 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention applies a guest host mode to a transflective liquid crystal display device to improve the reflection efficiency of external light in the reflection area, while improving the transmission efficiency of the internal light generated in the backlight in the transmission area to display an image contrast ratio. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device capable of improving image quality while improving.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 액정표시장치는,In order to achieve the above object, the liquid crystal display device according to the present invention,
제 1 기판과;A first substrate;
제 2 기판과;A second substrate;
상기 제 1 기판 내부에 복수개의 화소 영역이 있고, 각 화소 영역은 반사 영역과 투과 영역이 있으며, 상기 제 1 기판 상의 반사 영역 상에 배치되어 있는 반사판과;A reflecting plate having a plurality of pixel regions in the first substrate, each pixel region having a reflecting region and a transmitting region, the reflecting plate being disposed on the reflecting region on the first substrate;
상기 제 1 기판 상의 반사 영역과 투과 영역 전체에 배치된 제 1 위상차판과;A first retardation plate disposed throughout the reflection area and the transmission area on the first substrate;
상기 제 2 기판 내부면에 배치된 공통전극과; A common electrode disposed on an inner surface of the second substrate;
상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 충진된 이색성 염료가 포함된 액정층;A liquid crystal layer including a dichroic dye filled between the first substrate and the second substrate;
상기 제 1 기판 외측면에 배치된 제 2 위상차판;A second retardation plate disposed on an outer surface of the first substrate;
상기 제 2 위상차판 상에 배치된 편광판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.And a polarizer disposed on the second retardation plate.
여기서, 상기 액정층은 이색성 염료와 액정 분자가 오프 상태에서 수평 배향 되어 있고, 상기 액정층은 이색성 염료와 액정 분자가 오프 상태에서 수직 배향 되어 있으며, 상기 제 1 위상차판은 반사판 상에 배치되는 것을 특징으로 한다.The dichroic dye and the liquid crystal molecules are horizontally aligned in the off state, the liquid crystal layer is vertically aligned in the off state of the dichroic dye, and the first retardation plate is disposed on the reflector. It is characterized by.
그리고 상기 제 1 위상차판 상에 화소 전극이 추가로 포함되고, 상기 제 1 위상차판과 제 2 위상차판은 광축이 서로 수직하며, 상기 제 1 위상차판의 위상 지연값과 제 2 위상차판의 위상 지연값은 동일한 것을 특징으로 한다.Further, a pixel electrode is further included on the first retardation plate, wherein the first retardation plate and the second retardation plate have optical axes perpendicular to each other, and the phase retardation value of the first retardation plate and the phase retardation of the second retardation plate. The value is characterized by the same.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 의한 액정표시장치는,In addition, the liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention,
제 1 기판과;A first substrate;
제 2 기판과;A second substrate;
상기 제 1 기판 내부에 복수개의 화소 영역이 있고, 각 화소 영역은 반사 영역과 투과 영역이 있으며, 상기 제 1 기판 상의 반사 영역 상에 배치되어 있는 반사판과;A reflecting plate having a plurality of pixel regions in the first substrate, each pixel region having a reflecting region and a transmitting region, the reflecting plate being disposed on the reflecting region on the first substrate;
상기 제 1 기판 상의 반사 영역 상에 배치된 제 1 위상차판과;A first retardation plate disposed on a reflection area on the first substrate;
상기 제 2 기판 내부면에 배치된 공통전극과;A common electrode disposed on an inner surface of the second substrate;
상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 충진된 이색성 염료가 포함된 액정층;A liquid crystal layer including a dichroic dye filled between the first substrate and the second substrate;
상기 제 1 기판 외측면에 배치된 편광판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.And a polarizer disposed on the outer surface of the first substrate.
여기서, 상기 액정층은 이색성 염료와 액정 분자가 수평 배향 되어 있고, 상 기 액정층은 이색성 염료와 액정 분자가 수직 배향 되어 있으며, 상기 제 1 위상차판은 반사판 상에만 배치되는 것을 특징으로 한다.The dichroic dye and the liquid crystal molecules are horizontally aligned, the dichroic dye and the liquid crystal molecules are vertically aligned, and the first retardation plate is disposed only on the reflector. .
특히, 상기 제 1 위상차판 상에 화소 전극이 추가로 포함되는 것을 특징으로 한다.In particular, the pixel electrode is further included on the first retardation plate.
본 발명에 의하면, 반투과형 액정표시장치에 게스트 호스트 모드를 적용하여, 반사 영역에서는 외부 광의 반사 효율을 향상 시키고 투과 영역에서는 백라이트에서 발생하는 내부광의 투과율을 향상 시켜 화면 품위를 개선할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, the guest host mode is applied to the transflective liquid crystal display device, thereby improving the reflection efficiency of external light in the reflection area and improving the transmittance of the internal light generated in the backlight in the transmission area, thereby improving screen quality. have.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 반투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치의 화소 영역을 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a pixel area of a transflective guest host mode liquid crystal display according to the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 반투과형 액정표시장치의 화소 구조는 다양하게 제조되고 있으므로, 본 발명에서는 제시한 화소 구조를 예로하고, 다른 다양한 반투과형 액정표시장치의 화소 구조에 동일하게 적용될 수 있음을 언급한다.As shown in FIG. 4, since the pixel structure of the transflective liquid crystal display device is manufactured in various ways, the present invention may be applied to the pixel structure of various other transflective liquid crystal display devices by using the pixel structure as an example. To mention.
반투과형 액정표시장치의 구조를 세 영역으로 구분하면, 컬러 필터 기판, 액정층, 어레이 기판으로 구분할 수 있다.If the structure of the transflective liquid crystal display device is divided into three regions, it can be classified into a color filter substrate, a liquid crystal layer, and an array substrate.
상기 어레이 기판은 투명성 절연 기판으로된 하부 기판(50a) 상에 게이트 버스 라인과 게이트 전극이 형성되어 있고, 상기 게이트 전극(51)이 형성되어 있는 하부 기판(50a) 상에 게이트 절연막(54)이 도포되어 있다. 상기 게이트 절연막(54)이 도포된 상기 하부 기판(50a) 상에는 단위 화소 영역 각각에 채널층(55), 오믹 콘택층(56), 소오스/드레인 전극(57a, 57b)으로 구성된 스위칭 소자 TFT가 배치되어 있다. 상기 TFT가 배치되어 있는 하부 기판(50a) 상에는 보호막(58)이 도포되어 있고, 상기 보호막(58) 상에는 반사 판(60)과 상기 반사 판(60) 상에는 절연막(62)이 도포되어 있다. 상기 절연막(62) 상에는 제 1 위상차판(52b)가 배치되어 있고, 상기 제 1 위상차판(52b) 상에는 투명 금속으로된 ITO 화소 전극(61)이 형성 배치되어 있다.In the array substrate, a gate bus line and a gate electrode are formed on a
그리고, 상기와 같은 소자들이 형성되지 않은 상기 하부 기판(50a)의 타측면 상에는 제 2 위상차판(52a)과 편광판(53)이 부착되어 있다.The
상기 상부 기판(50b)은 투명성 절연 기판으로된 상부 기판(50b) 상에 투명한 금속으로된 ITO 공통 전극(59)이 형성 배치되어 있고, 종래에 반투과형 액정표시장치에서는 부착되어 있던 위상차판과 상부 편광판을 제거하였다.The
상기 액정층(63)은 일정한 굴절율 이방성을 갖는 액정 분자(63a)와 액정 분자의 장축 방향 성분의 광원을 흡수할 수 있도록 하기 위하여 이색성 염료(63b)가 혼합되어 있다.The
상기 이색성 염료(63b)는 상기 액정 분자(63a)가 움직이는 방향과 동일한 방향으로 움직이는 성질을 가지고 있기 때문에, 액정 분자(63a)가 구동 신호와 데이터 신호의 인가에 의하여 액정 분자(63a)들이 재배열될 때 함께 움직인다.Since the
그래서, 전계에 의하여 상기 액정 분자(63a)들이 수직 배열 또는 수평 배열이 될 때, 액정 분자(63a)의 장축 방향과 팽행하게 배치되는 이색성 염료의 흡수 정도에 따라 전기장 인가에 따라 광의 투과율을 조절할 수 할 수 있다.Thus, when the
도면에서는 상기 액정 분자(63a)들을 수평 배향되도록 하였지만, 배향막 형성에 따라 액정표시장치 오프시 수직 배향으로 할 수도 있다. 이 경우에는 액정표시장치가 오프시 화이트 모드가 되고, 온 상태일 때 블랙 모드가 된다.Although the
즉, 액정 방향의 다양한 배향 방향에 따라 이색성 염료를 사용하여 편광 효과를 나타낼 수 있게된다.That is, the dichroic dye can be used in accordance with various alignment directions in the liquid crystal direction to exhibit the polarization effect.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 반투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치의 온/오프 상태에서의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다.5A and 5B are diagrams for describing an operating principle in an on / off state of the transflective guest host mode liquid crystal display according to the present invention.
도 5a에 도시된 바와 같이, 반투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치에 전원이 인가되지 않아 오프(OFF) 상태일 때, 상부 기판(50b)과 하부 기판(50a) 사이에 개재하는 액정층(63)의 액정 분자(63a)와 이색성 염료(63b) 분자들은 수평 방향으로 배향 되어 있다.As shown in FIG. 5A, when no power is applied to the transflective guest host mode liquid crystal display, the
이때, 외부에서 입사되는 광은 상기 상부 기판(50b)과 공통 전극(59)을 통과한 후, 이색성 염료(63b)의 장축 방향과 일치하는 편광 성분이 액정층(63)에서 흡수되어 상기 제 1 위상차판(52b)으로 입사되는 광은 수직 성분만을 갖는 광학 성분이다. 상기 제 1 위상차판(52b)은 45°슬로우 축(Slow Axis)이 형성되어 있으므로, 입사되는 수직 성분의 광학 성분은 좌원 편광이 된다.At this time, the light incident from the outside passes through the
그리고, 상기 제 1 위상차판(52b)을 통과하여 좌원편광으로 변한 광은 상기 화소 전극(61)을 통과하여 반사 판(60)에서 반사되어 180°위상 변환이 되어 우원편광이 된다. 상기 반사 판(60)에서 반사된 우원편광은 다시 45°슬로우 축(Slow Axis)이 형성되어 있는 상기 제 1 위상차판(52b)을 다시 통과하게 되어 수평 방향의 광학 성분으로 편광되며, 이렇게 수평 방향으로 편광된 광은 상기 액정층(63)에서 흡수되어 블랙 상태가 된다.The light that has changed to left circularly polarized light through the
그리하여 게스트 호스트 모드 반투과형 액정표시장치의 반사 영역에서 오프 상태이고, 액정 분자(63a)들이 수평 방향으로 배향 되었을 때는, 외부에서 인가되는 광이 입사할 때와 반사할 때 이색성 염료(63b)에 의하여 모두 흡수되어 광이 투과되지 않는 블랙 상태를 유지하게 된다.Thus, when the
그리고 투과 영역에서는 도면에서는 도시하지 않았지만, 액정표시장치의 내부 광원 역할을 하는 백라이트에서 광이 입사될 때, 하부 기판(50a)에 부착되어 있는 하부 편광판(53)을 통과하게되어 수평한 광학 성분만으로 편광되게 된다. 상기 수평 방향으로 편광된 광은 제 2 위상차판(52a)을 통과하게되는데, 상기 제 2 위상차판(52a)은 135°슬로우 축을 갖기 때문에 수평 방향의 광은 우원편광이 된다.Although not shown in the drawing, in the transmissive region, when light is incident on a backlight serving as an internal light source of the liquid crystal display, the light passes through the
상기 우원편광된 광은 상기 하부 기판(50a)과 화소 전극(61)을 통과하여 45°슬로우 축을 갖는 제 1 위상차판(52b)을 통과하여 수평 방향의 광학 성분으로 편광되게 되며, 이는 모두 상기 액정층(63)에서 흡수된다.The right polarized light passes through the
그래서 액정표시장치가 오프 상태일 때, 백라이트에서 발생한 광은 투과되지 않고, 편광판(53)에서 편광되고, 액정층(63)에서 흡수되어 블랙 상태를 유지하게 된다.Thus, when the liquid crystal display is in the off state, the light generated in the backlight is not transmitted, but is polarized by the
그리고 상기 액정층(63)을 이루는 액정 분자가 수직 방향으로 배열된 경우에는 반사 영역과 투과 영역을 지나는 광이 모두 상기 액정층(63)에 흡수되지 않고, 투과되어 오프 상태일 때 화이트 모드를 유지한다.When the liquid crystal molecules constituting the
즉 아래에서 설명하게될 수평 배향 모드에서 온 상태일 때의 모드와 수직 배향 모드에서 오프 상태일 때의 모드와 동일하게 된다.That is, the same mode as in the on state in the horizontal alignment mode and the off state in the vertical alignment mode will be described below.
도 5b에 도시된 바와 같이, 게스트 호스트 모드 반투과형 액정표시장치가 온 상태가 될 때, 액정층의 액정 분자들은 모두 수평 방향에서 수직 방향으로 배열되게 된다.As shown in FIG. 5B, when the guest host mode transflective liquid crystal display is turned on, all liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are arranged in a horizontal direction to a vertical direction.
이와 같은, 상태에서 외부 광이 반사 영역에 입사할 경우, 상기 액정층(63)에서는 외부 광원이 흡수되지 않고, 바로 상기 제 1 위상차판(52b)에 진행하게 된다. 상기 제 1 위상차판(52b)에서는 수평과 수직 전방향의 성분을 갖는 외부 광원이 진행하므로, 변화 없이 내부에 있는 상기 반사 판(60)에서 반사되어 다시 상기 액정층(63)에서 광 흡수 없이 외부로 반사하게 된다.In this state, when external light is incident on the reflective region, the external light source is not absorbed in the
그러므로, 반투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치에서 액정 분자들이 수평 배향 되었을 때, 온 상태에서 반사 영역에서는 화이트 모드를 유지할 수 있게된다.Therefore, when the liquid crystal molecules are horizontally aligned in the transflective guest host mode liquid crystal display, the white mode can be maintained in the reflection region in the on state.
마찬가지로, 투과 영역에서도 백라이트에서 발생한 광원이 상기 하부 기판(50a)에 부착되어 있는 편광판(53) 수평 방향의 광 성분만으로 편광된 후 제 2 위상차판(52a)과 제 1 위상차판(52b)을 계속하여 통과하여 수평 방향 성분의 광성분만이 남게되는데, 이와 같이 제 1 위상차판(52b)을 통과한 수평 방향의 편광 성분은 상기 액정층(63)에서 광흡수 없이 투과하여 외부로 진행하여 화이트 모드를 유지하게 된다.
Similarly, in the transmissive region, the light source generated in the backlight is polarized only by the light component in the horizontal direction of the
그리고 액정 분자들이 수직 배향된 경우에 온 상태가 된 경우에는 수평 배향된 반투과형 게스트 호스트 모드의 오프 상태와 동일하게 광투과 현상이 발생한다. 이하 설명은 액정 분자들이 수평 배향된 반투과형 게스트 호스트 모드 오프 상태의 설명을 참조하고, 이하 설명은 생략한다.In the case where the liquid crystal molecules are turned on when the liquid crystal molecules are vertically aligned, the light transmitting phenomenon occurs in the same way as the off state of the horizontally aligned transflective guest host mode. The following description refers to the description of the transflective guest host mode off state in which the liquid crystal molecules are horizontally oriented, and the description is omitted.
도 6은 본 발명에 따른 반투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치의 광학적 구성을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining an optical configuration of a transflective guest host mode liquid crystal display according to the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 도 5a 및 도 5b와 같이 게스트 호스트 모드 반투과형 액정표시장치의 화소 구조를 갖는 경우, 액정표시장치가 온/오프 상태일 때 각각의 진행 과정에 따라 편광 성분이 변화하는 모습을 일체적으로 도시하였다.As shown in FIG. 6, in the case of the pixel structure of the guest host mode transflective liquid crystal display device as shown in FIGS. 5A and 5B, when the liquid crystal display device is turned on or off, The changing figure is shown integrally.
(a)상기 게스트 호스트 모드 반투과형 액정표시장치가 하부 기판 상에만 부착되어 있는 편광판에 의하여 편광되는 편광 투과 축을 중심으로 제 1 위상차판과 제 2 위상차판의 슬로우 축을 도시하여 광 진행 과정에 따라 변화하는 광학 성분을 도시하였다.(a) The guest host mode transflective liquid crystal display shows a slow axis of the first retardation plate and the second retardation plate with respect to the polarization transmission axis polarized by the polarization plate attached only on the lower substrate, and changes as the light progresses. An optical component is shown.
(b)액정표시장치가 오프 상태일 때에는 먼저 외부 광원이 반사 판 영역으로 입사되면, 상기 외부 광원에는 수평, 수직 성분을 모두 포함하는 광이다. 이러한 광이 상부 기판과 공통 전극을 통과하여 게스트 호스트 모드 액정층으로 입사되면, 그 중에서 이색성 염료 성분에 의하여 수평 성분의 광성분이 흡수되어 상기 액정층을 통과할 때 쯤이면, 수직 성분의 편광 성분만 존재하게 된다.(b) When the liquid crystal display device is in an off state, when an external light source first enters the reflecting plate region, the external light source is light including both horizontal and vertical components. When such light enters the guest host mode liquid crystal layer through the upper substrate and the common electrode, the light component of the horizontal component is absorbed by the dichroic dye component, and only when the light component passes through the liquid crystal layer, only the polarization component of the vertical component It will exist.
상기 수직 성분의 편광 성분은 하부 기판 상에 형성되어 있는 제 1 위상차판에 입사되는데, 도시된 도면에서와 같이 제 1 위상차 판은 135°축을 갖는 위상 판 으로써, 수직 광학 성분을 좌원편광으로 편광시킨다. 상기 제 1 위상차 판에서 좌원편광으로 편광된 광은 반사전극에서 180° 위상 변환되어 우원편광 성분으로 편광된다.The polarization component of the vertical component is incident on the first retardation plate formed on the lower substrate. As shown in the drawing, the first retardation plate is a phase plate having a 135 ° axis, and polarizes the vertical optical component to the left circularly polarized light. . The light polarized by the left circularly polarized light in the first retardation plate is 180 ° phase shifted from the reflective electrode and polarized into the right circularly polarized light component.
상기 반사 판에서 우원편광으로 편광된 광은 상기 제 1 위상차 판을 다시 통과하는데, 이때 수평 방향으로 편광되게 된다. 그리하여, 액정층의 이색성 염료에 의하여 모두 흡수하게되어 블랙 상태가 된다.The light polarized by the right circularly polarized light in the reflective plate passes through the first retardation plate again, and is then polarized in the horizontal direction. Thus, all of them are absorbed by the dichroic dye of the liquid crystal layer, thereby becoming a black state.
액정표시장치가 오프 상태일 때, 투과 영역에서는 백라이트에서 발생한 광원이 하부 기판 상에 부착되어 있는 편광판에서 도시된 도면에서와 같이, 수평 방향으로 편광된다. 상기 편광판에서 편광된 광은 상기 제 2 위상차 판을 통과하게되는데, 상기 제 2 위상차 판은 45°슬로우 축이 형성되어 있으므로, 수평 방향의 편광 성분을 갖는 광은 우원편광 성분을 갖게된다. 상기 제 2 위상차 판에서 우원편광으로 편광된 광은 135°의 슬로우 축을 갖는 제 1 위상차판을 통과하면서 수평 성분의 광학 성분으로 편광되고, 액정층에서 모두 흡수되어 블랙 모드를 유지하게된다.When the liquid crystal display is in the off state, the light source generated in the backlight is polarized in the horizontal direction in the transmissive region, as shown in the figure shown in the polarizing plate attached on the lower substrate. The light polarized in the polarizing plate passes through the second retardation plate. Since the second retardation plate has a 45 ° slow axis, the light having the polarization component in the horizontal direction has a right circular polarization component. Light polarized by right circularly polarized light in the second retardation plate passes through the first retardation plate having a slow axis of 135 ° and is polarized by the optical component of the horizontal component, and is absorbed in the liquid crystal layer to maintain the black mode.
(c) 액정표시장치가 온 상태일 때는, 액정층의 액정 분자들이 모두 수평 배향 상태에서 수직 배향 상태로 재 배열 된다. 외부 광원이 반사 판 영역으로 입사되면, 상기 외부 광원은 상기 액정층에서 수평 또는 수직 성분의 흡수 없이 상기 제 1 위상차판으로 진행하게 된다.(c) When the liquid crystal display device is turned on, all liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are rearranged from the horizontal alignment state to the vertical alignment state. When an external light source enters the reflecting plate region, the external light source proceeds to the first retardation plate without absorbing horizontal or vertical components in the liquid crystal layer.
상기 제 1 위상차판에서는 편광된 성분의 외부 광이 아니기 때문에 그대로 통과한 다음 상기 반사전극에서 반사되어 다시 상기 제 1 위상차판을 통과한 후 액정층에서 광학 성분의 흡수 없이 그대로 외부로 진행하여 화이트 모드를 유지한다. In the first retarder, since it is not external light of the polarized component, the light is passed through the reflecting electrode and passed through the first retardation plate. Keep it.
그리고 투과 영역에서는 백라이트에서 발생한 광원이 하부 기판 상에 부착되어 있는 편광판에서 수평 방향으로 편광된 다음, 상기 제 2 편광판에서 우원편광으로 편광되고 상기 제 1 위상차판에서 편광되어 수평 성분을 갖게된다. 상기 제 1 위상차판에서 수평 방향으로 편광된 광은 상기 액정층에서 수평 방향의 흡수 없이 곧바로 외부로 진행하게 된다.In the transmissive region, the light source generated in the backlight is polarized in the horizontal direction in the polarizing plate attached on the lower substrate, and then polarized in the right circular polarization in the second polarizing plate and polarized in the first retardation plate to have a horizontal component. Light polarized in the horizontal direction in the first retardation plate immediately proceeds to the outside without absorption in the horizontal direction in the liquid crystal layer.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치의 화소 영역을 도시한 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating a pixel area of a transflective guest host mode liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 반투과형 액정표시장치의 어레이 기판은 투명성 절연 기판으로된 하부 기판(70a) 상에 게이트 버스 라인과 게이트 전극이 형성되어 있고, 상기 게이트 전극(71)이 형성되어 있는 상기 하부 기판(70a) 상에 게이트 절연막(74)이 도포되어 있다. 상기 게이트 절연막(74)이 도포된 하부 기판(70a) 상에는 단위 화소 영역 각각에 채널층(75), 오믹 콘택층(76), 소오스/드레인 전극(77a, 77b)으로 구성된 스위칭 소자 TFT가 배치되어 있다.As shown in FIG. 7, in the array substrate of the transflective liquid crystal display, a gate bus line and a gate electrode are formed on a
상기 TFT가 배치되어 있는 하부 기판(70a) 상에는 보호막(78)이 도포되어 있고, 상기 보호막(78) 상에는 반사 판(80)과 상기 반사 판(80) 상에는 절연막(79)이 도포되어 있다. 상기 절연막(79) 상에는 반사 영역, 즉 반사판(80)과 평면적으로 중첩된 영역위에만 패턴된 위상차판(72)가 배치되어 있고, 상기 위상차판(72) 상에는 투명 금속으로된 ITO 화소 전극(81)이 형성 배치되어 있다.A
그리고, 상기와 같은 소자들이 형성되지 않은 상기 하부 기판(70a)의 타측면 상에는 편광판(73)이 부착되어 있고, 위상차판은 제거하였다.
The
상기 투명성 절연 기판으로된 상부 기판(70b) 상에 투명한 금속으로된 ITO 공통 전극(82)이 형성 배치되어 있고, 종래에 반투과형 액정표시장치에서는 부착하였던 위상차판과 상부 편광판을 제거하였다.The ITO
상기 액정층(83)은 일정한 굴절율 이방성을 갖는 액정 분자(83a)와 액정 분자의 장축 방향 성분의 편광을 흡수할 수 있도록 하기 위하여 이색성 염료(83b)가 혼합되어 있다.The liquid crystal layer 83 is mixed with a dichroic dye 83b in order to be able to absorb the
상기 이색성 염료(83b)는 액정 분자(83a)가 움직이는 방향과 동일한 방향으로 움직이는 성질을 가지고 있기 때문에, 액정 분자(83a)가 구동 신호와 데이터 신호의 인가에 의하여 액정이 배열될 때 함께 움직인다. 그래서 전계에 의하여 수직 배열 또는 수평 배열이 될 때, 액정 분자의 장축 방향과 평행하게 배치되는 이색성 염료의 흡수 정도에 따라 전기장 인가에 따라 광의 투과율을 조절 할 수 있다.Since the dichroic dye 83b has a property of moving in the same direction as the direction in which the
도면에서는 액정 분자들을 수평 배향되도록 하였지만, 배향막 형성에 따라 액정표시장치 오프시 수직 배향으로 할 수도 있다. 이 경우에는 액정표시장치가 오프시 화이트 모드가 되고, 온 상태일 때 블랙 모드가 된다.Although the liquid crystal molecules are horizontally aligned in the drawing, the liquid crystal molecules may be vertically aligned when the liquid crystal display is turned off depending on the alignment layer. In this case, the liquid crystal display is in a white mode when off, and in a black mode when in an on state.
즉, 액정 방향의 다양한 배향 방향에 따라 이색성 염료를 사용하여 편광 효과를 나타낼 수 있게된다.That is, the dichroic dye can be used in accordance with various alignment directions in the liquid crystal direction to exhibit the polarization effect.
도 8a 및 도 8b는 반투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치의 온/오프 상태에서의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다.8A and 8B are diagrams for describing an operating principle of the transflective guest host mode liquid crystal display in an on / off state.
도 8a에 도시된 바와 같이, 반투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치의 화소 구조 중에서 상기 도 7에서와 같이, 하부 기판(70a) 상에 형성되어 있는 반사 판(80)과 화소 전극(81) 중에서 상기 반사 판(80) 영역 상에만 위상차판(72)이 형성되어 있고, 상기 화소 전극(81)이 위치하는 투과 영역 상에는 위상차판(72)이 존재하지 않도록 하였다. 또한, 상기 하부 기판(70a)과 편광판(73) 사이에 부착하던 위상차판(72)을 제거한 구조이다.As shown in FIG. 8A, in the pixel structure of the transflective guest host mode liquid crystal display device, as shown in FIG. 7, the
상기와 같은 구조를 갖는 게스트 호스트 모드 반투과형 액정표시장치에 전원이 인가되지 않는 경우에는 수평 배향된 액정층(83)에 외부 광원이 입사되면, 수평 방향의 광학 성분이 상기 액정층(83)의 이색성 염료(83b)에 의하여 흡수되고, 수직 성분만을 갖는 광학 성분만 상기 내부 위상차판(72)에 입사된다.When no power is applied to the guest host mode transflective liquid crystal display device having the above structure, when an external light source is incident on the horizontally aligned liquid crystal layer 83, an optical component in a horizontal direction is formed in the liquid crystal layer 83. Absorbed by the dichroic dye 83b, only an optical component having only a vertical component is incident on the
상기 위상차판(72)은 45°슬로우 축이 형성된 위상차판이기 때문에 수직한 성분의 광원은 좌원편광으로 편광되고, 상기 반사 판(80)에서 반사되어 우원편광으로 편광된다. 상기 반사 판(80)에서 우원편광으로 편광된 광은 다시 상기 위상차판(72)을 통과하여 수평 성분으로 편광되고, 상기 액정층(83)에서 흡수되어 블랙 모드를 유지한다.Since the
그리고 투과 영역에서는 상기 하부 기판(70a) 외측 면에 배치되었던 위상차판과 화소 전극(81) 상에 배치되던 위상차판(72)이 모두 존재하지 않는 구조이기 때문에 백라이트에서 발생한 광원은 상기 편광판(73)에서 수평 방향으로 편광된 후, 곧바로 상기 액정층(83)에서 흡수되어 블랙 모드를 유지한다.In the transmissive region, since the phase difference plate disposed on the outer surface of the
그리고 액정분자들이 수직으로 배열된 형태에서는 외부광원과 내부 광원이 액정층을 투과하여 화이트 모드를 유지하는데, 이하 아래에서 설명하는 수평 배향 방향시 온 상태 모드에서와 동일하므로 설명을 생략한다. In the form in which the liquid crystal molecules are arranged vertically, the external light source and the internal light source pass through the liquid crystal layer to maintain the white mode, which is the same as in the on-state mode in the horizontal alignment direction described below.
도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 도 7의 구조를 갖는 게스트 호스트 모드 반투과형 액정표시장치의 화소 구조를 갖는 경우, 전원인가에 의하여 온 상태가 되었을 경우, 반사 영역과 투과 영역에서의 편광 형태는 다음과 같다.As shown in FIG. 8B, in the case of the pixel structure of the guest host mode transflective liquid crystal display device having the structure of FIG. 7, when it is turned on by applying power, the polarization patterns in the reflection area and the transmission area are As follows.
먼저, 전원인가에 의하여 온 상태가 되는 경우에는 액정층의 액정 분자들이 수직으로 배열되고, 함께 이색성 염료들도 같은 방향으로 배열된다.First, when the power is turned on, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are vertically arranged, and the dichroic dyes are also arranged in the same direction.
외부에서 외부 광원이 입사되는 경우에는 상부 기판(70b)과 공통 전극(82)을 통과하여 액정층(83)으로 진행하게 되는데, 상기 액정층(83)의 액정 분자(83a)들이 수직으로 배열되어 있으므로, 흡수되지 않고 곧바로 위상차판(72)에 입사하게 된다. 상기 위상차판(72)에서 편광 형태의 변화 없이 상기 반사 판(80)에서 반사된 후, 다시 상기 위상차판(72)을 통과한 후 외부로 진행하게된다.When an external light source is incident from the outside, the light source passes through the
그러므로, 반사형 게스트 호스트 모드 액정표시장치의 온 상태에서 반사 영역에서는 광 흡수가 발생하지 않아 화이트 모드를 유지하게된다.Therefore, light absorption does not occur in the reflective region in the on state of the reflective guest host mode liquid crystal display, thereby maintaining the white mode.
마찬가지로 투과 영역에서는 상기 하부 기판(70a)에 부착하던 위상차판을 제거되어 있으므로, 백라이트에서 발생한 광원은 편광판(73)을 통과하여 수평 방향의 광학 성분만을 갖도록 편광된 후에, 상기 화소 전극(80)과 액정층(83)을 통하여 다른 편광 없이 진행하여 화이트 모드를 유지하게된다.Similarly, since the phase difference plate attached to the
그리고 액정 분자들이 수직으로 배향된 경우에는 상기 도 8a에서 설명한 수평 배향 상태의 반사형 게스트 호스트 모드의 오프 상태와 동일한 광학 성분 편광이 발생하므로 설명을 생략한다.When the liquid crystal molecules are vertically aligned, optical component polarization, which is the same as the off state of the reflective guest host mode in the horizontal alignment state described with reference to FIG. 8A, may be omitted.
따라서, 액정 분자들이 수직 배향된 경우에 본 모드에서는 온 상태에서 항상 블랙 모드를 유지하게 된다.Therefore, in the present mode, when the liquid crystal molecules are vertically aligned, the black mode is always maintained in the on state.
도 9는 본 발명에 따른 반투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치의 광학적 구성을 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining an optical configuration of a transflective guest host mode liquid crystal display according to the present invention.
도 9에 도시된 바와 같이, 도 7에서 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시 예에 의한 게스트 호스트 모드 액정표시장치의 화소 영역의 구조는 편광판과 하부 기판 사이에 부착하던 위상차판을 제거하고, 액정표시장치 내부에 형성하던 위상차판은 반사 영역에서만 패턴이 형성되도록 하였다.As shown in FIG. 9, the structure of the pixel area of the guest host mode LCD according to another exemplary embodiment of the present invention removes a phase difference plate attached between the polarizing plate and the lower substrate, as shown in FIG. 7. The retardation plate formed inside the display device allows the pattern to be formed only in the reflective region.
(a)외부와 내부에서 입사되는 광을 편광하는 광학 축을 보면, 액정표시장치 내부에 배치되어 있는 위상차판은 45°슬로우 축을 갖고, 상기 하부 기판에 부착되어 있는 편광판은 수평한 편광축을 갖는다.(a) Looking at the optical axis for polarizing the light incident from the outside and the inside, the retardation plate disposed inside the liquid crystal display device has a 45 degree slow axis, and the polarizing plate attached to the lower substrate has a horizontal polarization axis.
상기 위상차판은 반사 영역에서만 외부광이 반사할 때 사용되고, 백라이트에서 발생한 광은 편광판을 통하여 액정층을 진행하는 구조를 가지고 있다.The retardation plate is used when external light is reflected only in the reflection region, and the light generated in the backlight has a structure in which the liquid crystal layer passes through the polarizing plate.
(b) 수평 배향된 도 8a 내지 8b에서와 같은 구조를 갖는 반투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치에서 오프 상태일 때, 반사 영역에서는 외부에서 인가되는 외부 광이 액정층에서 수평 방향의 광학 성분은 흡수되고, 수직 방향의 광학 성분만 위상차판에 입사하게 된다. 상기 위상차판에 입사된 수직한 광학 성분은 좌원편광 상태로 변화하고, 이는 반사 판에서 반사되어 우원편광 상태가 된다.(b) In the transflective guest host mode liquid crystal display having the structure as shown in Figs. 8A to 8B, which is horizontally oriented, the external light applied from the outside in the reflection area absorbs the optical component in the horizontal direction in the liquid crystal layer. Only the optical component in the vertical direction is incident on the retardation plate. The vertical optical component incident on the retardation plate changes to the left circularly polarized state, which is reflected by the reflecting plate to become the right circularly polarized state.
상기 우원편광된 광학 성분은 다시 위상차판을 통과하여 수평 방향의 광학 성분을 갖게 되는데, 이는 다시 상기 액정층에서 흡수되어 외부로 반사되어 나가는 광이 없게되어 블랙 상태를 유지한다. The right polarized optical component passes through the retardation plate again to have an optical component in the horizontal direction, which is again absorbed by the liquid crystal layer and there is no light reflected from the outside to maintain the black state.
그리고, 투과 영역에서는 백라이트에서 발생한 광원이 편광판을 통과하여 수평 방향의 광학 성분을 갖도록 편광된 다음, 곧바로 화소 전극을 통과하여 액정층에서 모두 흡수되어 블랙 상태를 유지한다.In the transmission region, the light source generated in the backlight is polarized to pass through the polarizing plate to have an optical component in the horizontal direction, and then immediately passes through the pixel electrode to be absorbed in the liquid crystal layer to maintain a black state.
(c) 수평 배향된 도 8a 내지 8b에서와 같은 구조를 갖는 반투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치에서 온 상태일 때, 반사 영역에서는 외부에서 인가되는 외부 광은 액정층에서 액정 분자들이 모두 수직 방향으로 배열되어 있으므로, 흡수되는 광학 성분 없이 위상차판에 입사하게 된다. 상기 위상차판에 입사된 외부 광원은 반사 판과 다시 위상차판을 통과하여 액정층을 통과한다.(c) When turned on in the transflective guest host mode liquid crystal display device having the structure as shown in FIGS. 8A to 8B in the horizontal orientation, external light applied from the outside in the reflection area is vertically aligned in the liquid crystal layer. Since it is arranged, it is incident on the retardation plate without the optical component absorbed. The external light source incident on the retardation plate passes through the reflection plate and the retardation plate and passes through the liquid crystal layer.
즉, 액정층에서 외부광의 흡수가 없으므로 화이트 상태를 유지하게 된다.That is, since there is no absorption of external light in the liquid crystal layer, the white state is maintained.
그리고, 투과 영역에서는 백라이트에서 발생한 광원이 편광판을 통과하여 수평 방향의 광학 성분을 갖도록 편광된 다음, 곧바로 화소 전극을 통과하여 수직으로 배열되어 있는 액정층에서 통과하여 외부로 광이 투과된다.In the transmission region, the light source generated in the backlight is polarized to pass through the polarizing plate to have an optical component in the horizontal direction, and then immediately passes through the pixel electrode to pass through the liquid crystal layer arranged vertically to transmit light to the outside.
이 경우에 투과 영역에서는 화이트 상태를 유지하게 된다.In this case, the white state is maintained in the transmission region.
액정 분자들이 수직 배열된 반투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치에서는 수평 배열된 반투과형 게스트 호스트 모드 액정표시장치와 서로 대응되는 동작 모드를 갖는데, 온 상태일 경우에는 오프 상태와 대응되고, 오프 상태일 때는 온 상태와 대응된다.The transflective guest host mode liquid crystal display in which the liquid crystal molecules are arranged vertically has an operation mode corresponding to the transflective guest host mode liquid crystal display in which the liquid crystal molecules are arranged horizontally. Corresponds to the on state.
이로써 본 발명에서는 편광판, 위상차판을 부분적으로 제거하였으므로, 광 진행에 의한 투과율을 개선할 수 있을 뿐 만 아니라, 콘트라스트 비를 개선할 수 있다.As a result, in the present invention, since the polarizing plate and the retardation plate are partially removed, not only the transmittance due to light propagation can be improved, but also the contrast ratio can be improved.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 반투과형 액정표시장치에 게스트 호스트 모드를 형성함으로써, 반사 영역에서는 반사율이 향상되고, 투과 영역에서는 투과율을 향상 시켜 화질을 개선할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention has an effect of improving the image quality by forming a guest host mode in the transflective liquid crystal display device, thereby improving reflectance in the reflective region and improving transmittance in the transmissive region.
아울러, 게스트 호스트 모드를 위한 이색성 염료가 혼합된 액정층을 사용함으로써 상부 기판 상에 부착하던 편광판과 위상차판을 제거할 수 있고, 이색성 염료와 위상차 판에 의하여 광의 반사와 투과를 시차 발생없이 할 수 있으므로 콘트라스트 비를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, by using a liquid crystal layer mixed with a dichroic dye for the guest host mode, the polarizing plate and the retardation plate attached to the upper substrate can be removed, and the dichroic dye and the retardation plate can prevent reflection and transmission of light without generating parallax. Since it can do this, there is an effect which can improve contrast ratio.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the following claims.
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