KR101679866B1 - Liquid Crystal Display Device - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치는 하부기판, 상기 하부기판 상에 위치하는 하부전극, 상기 하부전극 상에 위치하며, 블랙매트릭스로 구획되는 광결정 컬러필터, 상기 광결정 컬러필터 상에 위치하는 제 1 공통전극, 상기 제 1 공통전극 상에 위치하는 보호막, 상기 보호막 상에 위치하는 픽셀전극, 상기 픽셀 전극 상에 위치하는 고분자분산형 액정층, 상기 고분자분산형 액정층 상에 위치하는 제 2 공통전극 및 상기 제 2 공통전극 상에 위치하는 상부기판을 포함할 수 있다.A liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a lower substrate, a lower electrode positioned on the lower substrate, a photonic crystal color filter located on the lower electrode and partitioned by a black matrix, A first common electrode, a protective film disposed on the first common electrode, a pixel electrode disposed on the protective film, a polymer dispersed liquid crystal layer disposed on the pixel electrode, and a second common electrode disposed on the polymer dispersed liquid crystal layer. A common electrode, and an upper substrate positioned on the second common electrode.

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display Device}[0001] The present invention relates to a liquid crystal display device,

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 광결정을 이용한 컬러필터를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device including a color filter using photonic crystals.

최근, 핸드폰, PDA, 노트북과 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경량박형의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP), 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diode : OLED) 등이 활발히 연구되고 있으며, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이 용이한 액정표시장치가 각광을 받고 있다.2. Description of the Related Art [0002] Recently, various portable electronic devices such as mobile phones, PDAs, and notebooks have been developed, and thus a demand for a lightweight thin flat panel display device is increasing. As such flat panel display devices, a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP) and an organic light emitting diode (OLED) have been actively studied. A liquid crystal display device in which the ease of driving means and the realization of a high image quality are easily spotlighted.

이 중, 액정표시장치는 광원, 박막트랜지스터와 박막트랜지스터에 연결된 픽셀전극을 포함하는 하부기판, 하부기판과 대향하며, 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터와 블랙매트릭스를 포함하는 상부기판 및 하부기판과 상부기판 사이에 위치하는 액정층으로 구성될 수 있다.The liquid crystal display device includes a light source, a lower substrate including a pixel electrode connected to the thin film transistor and the thin film transistor, an upper substrate and a lower substrate opposing the lower substrate and including red, green and blue color filters and a black matrix, And a liquid crystal layer positioned between the upper substrates.

따라서, 박막트랜지스터의 온/오프 동작에 따라 액정층의 액정 배열이 변화하고, 광원으로부터 출사하는 빛이 액정층을 지나 컬러필터를 통해 적색, 녹색 및 청색을 표시함으로써 풀컬러를 구현할 수 있다.Therefore, the liquid crystal arrangement of the liquid crystal layer changes according to the on / off operation of the thin film transistor, and light emitted from the light source passes through the liquid crystal layer and displays red, green, and blue through the color filter.

이러한 액정표시장치는 화소영역이 구획된 하부기판과 컬러필터가 위치한 상부기판을 얼라인하여 합착하는 공정이 수행되는데, 이때, 하부기판과 상부기판의 얼라인이 부정확할 때에는 개구율이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 광원을 구비함으로써 소비되는 전력이 증가되고 표시장치의 두께가 증가되는 문제점이 있다.
In such a liquid crystal display device, a process of laminating a lower substrate on which a pixel region is divided and an upper substrate on which a color filter is located is performed. In this case, when the alignment of the lower substrate and the upper substrate is inaccurate, . Further, there is a problem that the power consumed by the light source is increased and the thickness of the display device is increased.

본 발명은 개구율을 향상시키고, 구동전압을 낮춰 소비전력을 절감할 수 있는 액정표시장치를 제공한다.
The present invention provides a liquid crystal display device capable of improving the aperture ratio and lowering the driving voltage to reduce power consumption.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치는 하부기판, 상기 하부기판 상에 위치하는 하부전극, 상기 하부전극 상에 위치하며, 블랙매트릭스로 구획되는 광결정 컬러필터, 상기 광결정 컬러필터 상에 위치하는 제 1 공통전극, 상기 제 1 공통전극 상에 위치하는 보호막, 상기 보호막 상에 위치하는 픽셀전극, 상기 픽셀 전극 상에 위치하는 고분자분산형 액정층, 상기 고분자분산형 액정층 상에 위치하는 제 2 공통전극 및 상기 제 2 공통전극 상에 위치하는 상부기판을 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display comprising a lower substrate, a lower electrode positioned on the lower substrate, a photonic crystal color filter located on the lower electrode, A first common electrode disposed on the photonic crystal color filter, a protective film disposed on the first common electrode, a pixel electrode disposed on the protective film, a polymer dispersed liquid crystal layer disposed on the pixel electrode, A second common electrode positioned on the liquid crystal layer, and an upper substrate positioned on the second common electrode.

상기 하부기판 상에 위치하며, 상기 하부전극에 전압을 인가하는 제 1 박막트랜지스터 및 상기 픽셀전극에 전압을 인가하는 제 2 박막트랜지스터를 더 포함할 수 있다.A first thin film transistor located on the lower substrate and applying a voltage to the lower electrode, and a second thin film transistor applying a voltage to the pixel electrode.

상기 픽셀전극 사이마다 위치하는 스페이서를 더 포함할 수 있다.And a spacer positioned between the pixel electrodes.

상기 광결정 컬러필터는 상기 하부전극과 상기 제 1 공통전극 사이에서 인가되는 전기장에 따라 각각 적색, 녹색 및 청색의 광을 반사하거나, 광을 흡수할 수 있다.The photonic crystal color filter may reflect red, green and blue light or absorb light according to an electric field applied between the lower electrode and the first common electrode.

상기 광결정 컬러필터는 각각 적색, 녹색 및 청색의 광을 반사하여 화이트를 구현할 수 있다.The photonic crystal color filter may reflect white light by reflecting red, green, and blue light, respectively.

상기 광결정 컬러필터는 광을 흡수하여 블랙을 구현할 수 있다.The photonic crystal color filter can realize black by absorbing light.

상기 고분자분산형 액정층은 상기 픽셀전극과 상기 제 2 공통전극에 전압을 인가하여 구동할 수 있다.The polymer dispersed liquid crystal layer may be driven by applying a voltage to the pixel electrode and the second common electrode.

상기 광결정 컬러필터와 상기 고분자분산형 액정층을 동시에 구동하여 컬러모드를 구현할 수 있다.
The color mode can be realized by simultaneously driving the photonic crystal color filter and the polymer dispersed liquid crystal layer.

본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치는 하부기판에 광결정 컬러필터를 형성함으로써, 기판들의 합착 시 얼라인 마진을 줄일 수 있어 개구율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.In the liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, the photonic crystal color filter is formed on the lower substrate, the alignment margin can be reduced when the substrates are bonded together, and the aperture ratio can be improved.

또한, 화이트와 블랙의 모노 모드를 구동할 때, 광결정 컬러필터만을 이용함으로써, 구동전압을 낮춰 소비전력을 절감할 수 있는 이점이 있다. 또한, 고분자분산형 액정층을 사용함으로써, 편광판을 별도로 구비하지 않아 반사율이 우수한 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있는 이점이 있다.
In addition, when driving the mono mode of white and black, there is an advantage that the driving voltage can be lowered and the power consumption can be reduced by using only the photonic crystal color filter. Further, by using the polymer dispersed liquid crystal layer, there is an advantage that a reflection type liquid crystal display device excellent in reflectance can be provided without separately providing a polarizing plate.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면.
도 2는 광결정 컬러필터에 인가된 전압에 따라 반사하는 색을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 화이트 구현을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 블랙 구현을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 컬러 구현을 나타낸 도면.
1 is a view illustrating a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a view showing a color reflected according to a voltage applied to a photonic crystal color filter; Fig.
3 is a diagram illustrating a white implementation of a liquid crystal display device according to the present invention.
4 illustrates a black implementation of a liquid crystal display device according to the present invention.
5 illustrates a color implementation of a liquid crystal display device according to the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예들을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 광결정 컬러필터에 인가된 전압에 따라 반사하는 색을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view illustrating a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing colors reflected according to a voltage applied to a photonic crystal color filter.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치(100)는 하부기판(110), 상기 하부기판(110) 상에 위치하는 하부전극(140), 상기 하부전극(140) 상에 위치하며, 블랙매트릭스(150)로 구획되는 광결정 컬러필터(160), 상기 광결정 컬러필터(160) 상에 위치하는 제 1 공통전극(162), 상기 제 1 공통전극(162) 상에 위치하는 보호막(165), 상기 보호막(165) 상에 위치하는 픽셀전극(170), 상기 픽셀전극(170) 상에 위치하는 고분자분산형 액정층(190), 상기 고분자분산형 액정층(190) 상에 위치하는 제 2 공통전극(210) 및 상기 제 2 공통전극(210) 상에 위치하는 상부기판(220)을 포함할 수 있다.1, a liquid crystal display 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a lower substrate 110, a lower electrode 140 positioned on the lower substrate 110, And includes a photonic crystal color filter 160 partitioned by a black matrix 150, a first common electrode 162 located on the photonic crystal color filter 160, a second common electrode 162 located on the first common electrode 162, A protective layer 165, a pixel electrode 170 disposed on the protective layer 165, a polymer dispersed liquid crystal layer 190 disposed on the pixel electrode 170, a polymer dispersed liquid crystal layer 190 disposed on the polymer dispersed liquid crystal layer 190, A second common electrode 210 positioned on the second common electrode 210, and an upper substrate 220 positioned on the second common electrode 210.

상기 하부기판(110)은 하부기판(110) 상에 형성된 제 1 박막트랜지스터(120) 및 제 2 박막트랜지스터(125)를 포함한다. 제 1 박막트랜지스터(120)는 하부전극(140)과 전기적으로 연결되어 하부전극(140)에 신호를 인가하고, 제 2 박막트랜지스터(125)는 픽셀전극(170)과 전기적으로 연결되어 픽셀전극(170)에 신호를 인가한다.The lower substrate 110 includes a first thin film transistor 120 and a second thin film transistor 125 formed on a lower substrate 110. The first thin film transistor 120 is electrically connected to the lower electrode 140 to apply a signal to the lower electrode 140 and the second thin film transistor 125 is electrically connected to the pixel electrode 170, 170).

제 1 박막트랜지스터(120) 및 제 2 박막트랜지스터(125)는 각각 액티브층, 게이트 전극, 소오스 전극 및 드레인 전극을 포함한다. 제 1 박막트랜지스터(120) 및 제 2 박막트랜지스터(125) 상에는 이들을 절연시키는 패시베이션막(130)이 형성된다.The first thin film transistor 120 and the second thin film transistor 125 each include an active layer, a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode. On the first thin film transistor 120 and the second thin film transistor 125, a passivation film 130 for insulating them is formed.

패시베이션막(130) 상에 하부전극(140)이 위치한다. 하부전극(140)은 전술한 제 1 박막트랜지스터(120)와 전기적으로 연결되어 신호를 인가받는다. 하부전극(140)은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 징크 옥사이드(IZO) 등과 같은 투명한 재료로 형성된다.The lower electrode 140 is positioned on the passivation film 130. The lower electrode 140 is electrically connected to the first thin film transistor 120 to receive a signal. The lower electrode 140 is formed of a transparent material such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), or the like.

그리고, 하부전극(140) 상에 광결정 컬러필터(160)가 위치한다. 광결정 컬러필터(160)를 구성하는 광결정은 전기장이 가해지면 활성고분자의 크기가 변화하여 광결정입자 구조의 간격이 변화되는 성질을 가지고 있다. 이에 따라, 각 광결정입자 구조의 간격이 변화하여 외광을 특정 색으로 반사시킬 수 있다.A photonic crystal color filter 160 is disposed on the lower electrode 140. The photonic crystal constituting the photonic crystal color filter 160 has such a property that when the electric field is applied, the size of the active polymer changes and the interval of the photonic crystal particle structure changes. Thus, the intervals of the respective photonic crystal particle structures change, and external light can be reflected to a specific color.

이러한 광결정으로는 오팔 구조를 갖는 3차원 광결정일 수 있으며, 이러한 광결정은 전기활성고분자와 혼합된다. 여기서, 전기활성고분자는 예를 들어 하이드로포빅 블록-하이드로필릭 폴리일렉트로라이트 블록 고분자(Hydrophobic block-hydrophilic polyelectrolyte block polymer)를 합성한 물질로 이루어질 수 있다.Such a photonic crystal can be a three-dimensional photonic crystal having an opal structure, and the photonic crystal is mixed with the electroactive polymer. Here, the electroactive polymer may be composed of, for example, a material obtained by synthesizing a hydrophobic block-hydrophilic polyelectrolyte block polymer.

이러한 광결정을 이용한 광결정 컬러필터(160)는 광 반사율이 90% 이상 되는 것으로 종래 반사형 액정표시장치의 반사율보다 우수한 특성을 나타낸다.The photonic crystal color filter 160 using the photonic crystal exhibits a light reflectance of 90% or more, which is superior to that of a conventional reflective liquid crystal display device.

도 2를 참조하면, 상기 광결정 컬러필터(160)는 가해지는 전기장에 따라 광을 반사하는 파장대가 변화된다. 따라서, 광결정 컬러필터(160)에 가해지는 전기장을 조절하여 원하는 파장대의 가시광선을 반사하여 원하는 색을 구현할 수 있다.Referring to FIG. 2, in the photonic crystal color filter 160, a wavelength band for reflecting light is changed according to an applied electric field. Accordingly, the electric field applied to the photonic crystal color filter 160 can be adjusted to reflect visible light of a desired wavelength band to realize a desired color.

광결정 컬러필터(160) 사이에는 블랙매트릭스(150)가 위치한다. 블랙매트릭스(150)는 광결정 컬러필터(160) 사이마다 위치하여, 광결정 컬러필터(160)로부터 반사되어 출사되는 광의 콘트라스트를 향상시킨다.A black matrix 150 is disposed between the photonic crystal color filters 160. The black matrix 150 is disposed between the photonic crystal color filters 160 to improve the contrast of the light reflected from the photonic crystal color filter 160 and emitted.

광결정 컬러필터(160) 및 블랙매트릭스(150) 상에 제 1 공통전극(162)가 위치한다. 제 1 공통전극(162)은 하부기판(110) 전면에 형성되어 전술한 하부전극(140)과 함께 광결정 컬러필터(160)에 전기장을 가하는 역할을 한다. 제 1 공통전극(162)은 앞선 하부전극(140)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. A first common electrode 162 is located on the photonic crystal color filter 160 and the black matrix 150. The first common electrode 162 is formed on the entire surface of the lower substrate 110 to apply an electric field to the photonic crystal color filter 160 together with the lower electrode 140. The first common electrode 162 may be formed of the same material as the lower electrode 140.

제 1 공통전극(162) 상에 이를 절연시키는 보호막(165)이 위치한다. 보호막(165)은 실리콘산화물(SiOx), 실리콘질화물(SiNx) 또는 이들의 다층으로 이루어질 수 있다.A protective film 165 for isolating the first common electrode 162 is located on the first common electrode 162. The protective film 165 may be made of silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx) or a multilayer thereof.

보호막(165) 상에 픽셀전극(170)이 위치한다. 픽셀전극(170)은 각 픽셀마다 패터닝되어 형성되어 각 픽셀을 개별구동할 수 있다. 픽셀전극(170)은 전술한 제 1 박막트랜지스터(120)로부터 신호를 인가받아 액정층(190)에 전압을 인가할 수 있다.A pixel electrode 170 is placed on the protective film 165. The pixel electrode 170 may be patterned for each pixel to individually drive each pixel. The pixel electrode 170 may receive a signal from the first thin film transistor 120 and apply a voltage to the liquid crystal layer 190.

상기와 같이, 하부기판(110)에는 제 1 및 제 2 박막트랜지스터(120, 125), 하부전극(140), 광결정 컬러필터(160), 제 1 공통전극(162), 블랙매트릭스(150) 및 픽셀전극(170)을 포함할 수 있다.As described above, the first and second thin film transistors 120 and 125, the lower electrode 140, the photonic crystal color filter 160, the first common electrode 162, the black matrix 150, And may include a pixel electrode 170.

그리고, 하부기판(110) 상에 고분자분산형 액정층(190)이 위치한다. 고분자분산형 액정층(190)은 캡슐 형태의 폴리머 볼(193), 내부에 채워져 있는 액정(195)으로 구성되어 상기 픽셀전극(170) 및 추후 설명될 제 2 공통전극(210)에 의한 전압인가에 따라 그 액정(195)의 배열이 바뀐다. 이때, 상기 폴리머 볼(193)은 고분자분산형 액정층(190)의 폴리머층(191)에 불규칙하게 분산되어 있다.The polymer dispersed liquid crystal layer 190 is disposed on the lower substrate 110. The polymer dispersed liquid crystal layer 190 includes a polymer ball 193 in the form of a capsule and a liquid crystal 195 filled in the liquid crystal layer 190. The polymerizable liquid crystal layer 190 includes a pixel electrode 170 and a second common electrode 210 The arrangement of the liquid crystals 195 is changed. At this time, the polymer balls 193 are irregularly dispersed in the polymer layer 191 of the polymer dispersed liquid crystal layer 190.

이러한 고분자분산형 액정층(190)의 구조는, 각각은 투명하지만 서로가 용해되지 않고 굴절률이 다른 2종류의 액체를 강제적으로 혼합하게 되면, 전체가 백색의 불투명한 크림상(milky white)이 된다는 현상을 이용한 것이다. 이 현상은 혼합된 상태의 각각의 액체가 불투명하게 되는 것뿐만 아니라, 두 액체의 굴절율이 다름으로 인해 그 계면을 광이 통과할 때 계면에서 광이 산란하기 때문에 일어난다.The structure of the polymer dispersed liquid crystal layer 190 is such that when the two kinds of liquids having different refractive indices are forcedly mixed while being transparent but not dissolving each other, the whole is milky white . This phenomenon occurs not only because each liquid in the mixed state becomes opaque, but also because light is scattered at the interface when light passes through the interface due to the different refractive indexes of the two liquids.

즉, 두 개의 전극 사이에 전기장을 걸어주면 액정(195)의 방향이 전기장 방향으로 배향되며, 이때 액정(195)의 굴절률과 폴리머층(191)의 굴절율이 일치하면 광투과에 의해 고분자분산형 액정층(190)은 투명해진다. That is, when an electric field is applied between the two electrodes, the liquid crystal 195 is oriented in the direction of the electric field. When the refractive index of the liquid crystal 195 matches the refractive index of the polymer layer 191, The layer 190 becomes transparent.

한편, 전기장을 제거하면 액정(195)의 방향자는 표면 앵커링(anchoring) 에너지에 의해 무질서화되며 액정의 유효 굴절율이 고분자의 굴절율로부터 크게 벗어나게 되어 굴절율 불일치에 의한 계면 광산란으로 고분자분산형 액정층(190)은 불투명해질 수 있다. On the other hand, when the electric field is removed, the director of the liquid crystal 195 is disordered by the surface anchoring energy, and the effective refractive index of the liquid crystal deviates greatly from the refractive index of the polymer, and the polymer dispersed liquid crystal layer 190 ) May become opaque.

이러한 고분자분산형 액정층(190)을 형성하는 방법에는 상분리법과 유화법을 이용하여 형성할 수 있다.The polymer dispersed liquid crystal layer 190 may be formed by a phase separation method or an emulsification method.

상기 고분자분산형 액정층(190) 상에 공통전극(210) 및 상부기판(220)이 위치한다. 제 2 공통전극(210)은 픽셀전극(170)과의 전압 인가를 통해 고분자분산형 액정층(190)을 전압을 인가하는 것으로, 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 징크 옥사이드(IZO) 등과 같은 투명한 재료로 형성된다.The common electrode 210 and the upper substrate 220 are positioned on the polymer dispersed liquid crystal layer 190. The second common electrode 210 applies a voltage to the polymer dispersed liquid crystal layer 190 through a voltage applied to the pixel electrode 170 to form a transparent electrode 190 such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO) .

그리고, 상기 하부기판(110)과 상부기판(220) 사이의 갭을 유지하기 위해 스페이서(180)가 더 구비될 수 있다. 스페이서(180)는 픽셀전극(170) 사이의 비표시영역에 위치하여 기판들 사이의 갭을 유지할 수 있다.A spacer 180 may be further provided to maintain a gap between the lower substrate 110 and the upper substrate 220. The spacers 180 may be located in the non-display region between the pixel electrodes 170 to maintain a gap between the substrates.

이하, 전술한 액정표시장치(100)의 모노 모드와 컬러모드에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the mono mode and the color mode of the liquid crystal display device 100 will be described as follows.

도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 화이트 구현을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 블랙 구현을 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 컬러 구현을 나타낸 도면이다. 하기에서는 전술한 도 1과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하여 그 설명을 생략한다.FIG. 3 is a view illustrating a white implementation of a liquid crystal display device according to the present invention, FIG. 4 is a view illustrating a black implementation of the liquid crystal display device according to the present invention, FIG. Fig. In the following description, the same constituent elements as those of FIG. 1 described above are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

도 3을 참조하면, 하부기판(110) 상에 3개의 서브픽셀이 구성된 하나의 단위픽셀을 나타낸 액정표시장치가 개시된다.Referring to FIG. 3, a liquid crystal display device that displays one unit pixel including three sub-pixels on a lower substrate 110 is disclosed.

먼저, 각 픽셀의 제 1 박막트랜지스터(120)으로부터 하부전극(140)에 전압을 인가한다. 이때, 각 픽셀에서는 스캔 신호가 인가되는 스캔 라인과, 데이터 신호가 인가되는 데이터 라인이 구비되고, 스캔 라인 및 데이터 라인으로부터 제 1 박막트랜지스터(120)에 신호를 인가하여 제 1 박막트랜지스터(120)를 스위칭하게 된다.First, a voltage is applied to the lower electrode 140 from the first thin film transistor 120 of each pixel. In each pixel, a scan line to which a scan signal is applied and a data line to which a data signal is applied are provided. A signal is applied to the first thin film transistor 120 from the scan line and the data line, .

그리고, 제 1 내지 제 3 광결정 컬러필터(160a, 160b, 160c) 상에 위치한 제 1 공통전극(162)에 공통전압을 인가하여 하부전극(140)과 제 1 공통전극(162) 사이에 전기장을 형성한다.A common voltage is applied to the first common electrode 162 located on the first to third photonic crystal color filters 160a, 160b and 160c to generate an electric field between the lower electrode 140 and the first common electrode 162 .

여기서, 제 1 광결정 컬러필터(160a)는 적색 광을 반사할 수 있도록 전기장을 가해주고, 제 2 광결정 컬러필터(160b)는 녹색 광을 반사할 수 있도록 전기장을 가해주며, 제 3 광결정 컬러필터(160c)는 청색 광을 반사할 수 있도록 전기장을 가해준다.Here, the first photonic crystal color filter 160a applies an electric field to reflect red light, the second photonic crystal color filter 160b applies an electric field to reflect green light, and the third photonic crystal color filter 160b 160c apply an electric field to reflect blue light.

그리고, 각 픽셀전극(170)과 상부기판(220)에 위치한 제 2 공통전극(210)에는 전압을 인가하지 않는다.No voltage is applied to the pixel electrode 170 and the second common electrode 210 located on the upper substrate 220.

상기와 같이 구동된 액정표시장치에 외부 광이 입사되면, 고분자분산형 액정층(190)에서는 불규칙하게 배열된 액정(195)으로 인해 외부 광이 산란 반사되어 불투명한 우윳빛에 가까운 화이트 광을 외부로 일부 반사하게 된다. 그리고, 제 1 내지 제 3 광결정 컬러필터(160a, 160b, 160c)로 일부 입사된 광은 각 광결정 컬러필터(160a, 160b, 160c)에서 적색, 녹색 및 청색 광으로 반사하게 된다.When external light is incident on the liquid crystal display device driven as described above, external light is scattered and reflected by the irregularly arranged liquid crystals 195 in the polymer dispersed liquid crystal layer 190, and white light close to opaque, Some reflection occurs. The light partially incident on the first to third photonic crystal color filters 160a, 160b and 160c is reflected by the respective photonic crystal color filters 160a, 160b and 160c as red, green and blue light.

따라서, 고분자분산형 액정층(190)에서 반사되어 출사되는 화이트 광과, 각 광결정 컬러필터(160a, 160b, 160c)들에서 반사되어 출사되는 적색, 녹색 및 청색 광이 혼합되어 최종적으로 화이트 광을 구현할 수 있게 된다.Therefore, the white light reflected and emitted from the polymer dispersed liquid crystal layer 190 and the red, green, and blue lights reflected and emitted from the respective photonic crystal color filters 160a, 160b, and 160c are mixed to finally emit white light .

한편, 도 4를 참조하면, 상기 도 3과는 달리, 액정표시장치는 블랙을 구현할 수 있다. Referring to FIG. 4, unlike FIG. 3, the liquid crystal display device may implement black.

화이트 구현과 동일하게 제 1 내지 제 3 광결정 컬러필터(160a, 160b, 160c) 상에 위치한 제 1 공통전극(162)에 공통전압을 인가하여 하부전극(140)과 제 1 공통전극(162) 사이에 전기장을 형성한다.A common voltage is applied to the first common electrode 162 located on the first to third photonic crystal color filters 160a, 160b and 160c in the same manner as in the white implementation so that a voltage is applied between the lower electrode 140 and the first common electrode 162 Thereby forming an electric field.

여기서, 전술한 화이트 구현과는 달리, 제 1 내지 제 3 광결정 컬러필터(160a)가 외부 광을 흡수하여 블랙을 구현할 수 있도록 전기장을 가해준다. 그리고, 각 픽셀전극(170)과 상부기판(220)에 위치한 제 2 공통전극(210)에는 전압을 인가하지 않는다.Here, unlike the white implementation described above, the first to third photonic crystal color filters 160a apply an electric field to absorb external light to realize black. No voltage is applied to the pixel electrode 170 and the second common electrode 210 located on the upper substrate 220.

상기와 같이 구동된 액정표시장치에 외부 광이 입사되면, 고분자분산형 액정층(190)에서는 불규칙하게 배열된 액정(195)으로 인해 외부 광이 산란 반사되어 불투명한 우윳빛에 가까운 화이트 광을 외부로 일부 반사하게 된다. 그리고, 제 1 내지 제 3 광결정 컬러필터(160a, 160b, 160c)로 일부 입사된 광은 각 광결정 컬러필터(160a, 160b, 160c)에서 흡수되어 블랙으로 구현되게 된다. When external light is incident on the liquid crystal display device driven as described above, external light is scattered and reflected by the irregularly arranged liquid crystals 195 in the polymer dispersed liquid crystal layer 190, and white light close to opaque, Some reflection occurs. The light partially incident on the first to third photonic crystal color filters 160a, 160b, and 160c is absorbed by the photonic crystal color filters 160a, 160b, and 160c and is implemented in black.

따라서, 고분자분산형 액정층(190)에서 반사되어 출사되는 화이트 광과, 각 광결정 컬러필터(160a, 160b, 160c)들에서 구현되는 블랙에 의해 최종적으로 블랙을 구현할 수 있게 된다.Therefore, it is possible to finally realize black by the white light reflected and emitted from the polymer dispersed liquid crystal layer 190 and the black realized by the respective photonic crystal color filters 160a, 160b and 160c.

한편, 전술한 도 3 및 도 4와는 달리, 본 발명의 액정표시장치는 컬러 모드를 구현할 수 있다.Unlike FIGS. 3 and 4, the liquid crystal display of the present invention can realize a color mode.

도 5를 참조하면, 먼저, 각 픽셀의 제 1 박막트랜지스터(120)으로부터 하부전극(140)에 전압을 인가한다. 이때, 각 픽셀에서는 스캔 신호가 인가되는 스캔 라인과, 데이터 신호가 인가되는 데이터 라인이 구비되고, 스캔 라인 및 데이터 라인으로부터 제 1 박막트랜지스터(120)에 신호를 인가하여 제 1 박막트랜지스터(120)를 스위칭하게 된다.Referring to FIG. 5, a voltage is applied to the lower electrode 140 from the first thin film transistor 120 of each pixel. In each pixel, a scan line to which a scan signal is applied and a data line to which a data signal is applied are provided. A signal is applied to the first thin film transistor 120 from the scan line and the data line, .

그리고, 제 1 내지 제 3 광결정 컬러필터(160a, 160b, 160c) 상에 위치한 제 1 공통전극(162)에 공통전압을 인가하여 하부전극(140)과 제 1 공통전극(162) 사이에 전기장을 형성한다.A common voltage is applied to the first common electrode 162 located on the first to third photonic crystal color filters 160a, 160b and 160c to generate an electric field between the lower electrode 140 and the first common electrode 162 .

여기서, 제 1 내지 제 3 광결정 컬러필터(160a, 160b, 160c)는 모두 적색 광을 반사할 수 있도록 전기장을 가해준다. 그리고, 각 픽셀전극(170)과 상부기판(220)에 위치한 제 2 공통전극(210)에는 전압을 인가하여 고분자분산형 액정층(190)을 구동하여 액정(195)을 배열한다. 이때, 액정(195)의 배열은 외부 광을 투과하도록 배열한다.Here, the first to third photonic crystal color filters 160a, 160b, and 160c all apply an electric field to reflect red light. A voltage is applied to each of the pixel electrodes 170 and the second common electrode 210 located on the upper substrate 220 to drive the polymer dispersed liquid crystal layer 190 to arrange the liquid crystals 195. At this time, the arrangement of the liquid crystals 195 is arranged to transmit external light.

상기와 같이 구동된 액정표시장치에 외부 광이 입사되면, 고분자분산형 액정층(190)에서는 수직하게 배열된 액정(195)으로 인해 외부 광이 그대로 투과된다. 그리고, 제 1 내지 제 3 광결정 컬러필터(160a, 160b, 160c)로 입사된 광은 제 1 내지 제 3 광결정 컬러필터(160a, 160b, 160c)에서 적색 광으로 반사하게 된다.When outside light is incident on the liquid crystal display device driven as described above, the polymer dispersed liquid crystal layer 190 transmits the external light as it is due to the liquid crystal 195 arranged vertically. The light incident on the first to third photonic crystal color filters 160a, 160b and 160c is reflected by the first to third photonic crystal color filters 160a, 160b and 160c as red light.

따라서, 각 광결정 컬러필터(160a, 160b, 160c)들에서 적색 광이 반사되어 적색을 구현할 수 있게 된다. Accordingly, the red light is reflected in each of the photonic crystal color filters 160a, 160b, and 160c to realize red.

본 실시 예에서는 적색을 구현하는 것을 설명하였지만, 이와는 달리, 광결정 컬러필터(160a, 160b, 160c)의 전기장을 조절하여, 녹색 및 청색도 구현할 수 있다. In this embodiment, the red color is implemented. Alternatively, the electric fields of the photonic crystal color filters 160a, 160b, and 160c may be adjusted to realize green and blue colors.

상기와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치는 하부기판에 광결정 컬러필터를 형성함으로써, 기판들의 합착 시 얼라인 마진을 줄일 수 있어 개구율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, the liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention has an advantage that the aperture ratio can be improved because the alignment margin can be reduced when the substrates are bonded together by forming the photonic crystal color filter on the lower substrate.

또한, 화이트와 블랙의 모노 모드를 구동할 때, 광결정 컬러필터만을 이용함으로써, 구동전압을 낮춰 소비전력을 절감할 수 있는 이점이 있다. 또한, 고분자분산형 액정층을 사용함으로써, 편광판을 별도로 구비하지 않아 반사율이 우수한 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있는 이점이 있다. In addition, when driving the mono mode of white and black, there is an advantage that the driving voltage can be lowered and the power consumption can be reduced by using only the photonic crystal color filter. Further, by using the polymer dispersed liquid crystal layer, there is an advantage that a reflection type liquid crystal display device excellent in reflectance can be provided without separately providing a polarizing plate.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that the invention may be practiced. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. In addition, the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description. Also, all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

Claims (8)

하부기판;
상기 하부기판 상에 위치하는 하부전극;
상기 하부전극 상에 위치하며, 블랙매트릭스로 구획되는 광결정 컬러필터;
상기 광결정 컬러필터 상에 위치하는 제 1 공통전극;
상기 제 1 공통전극 상에 위치하는 보호막;
상기 보호막 상에 위치하는 픽셀전극;
상기 픽셀 전극 상에 위치하는 고분자분산형 액정층;
상기 고분자분산형 액정층 상에 위치하는 제 2 공통전극; 및
상기 제 2 공통전극 상에 위치하는 상부기판을 포함하며,
상기 광결정 컬러필터는 상기 하부전극과 상기 제 1 공통전극 사이에서 인가되는 전기장에 따라 각각 적색, 녹색 및 청색의 광을 반사하거나, 광을 흡수하는 액정표시장치.
A lower substrate;
A lower electrode disposed on the lower substrate;
A photonic crystal color filter located on the lower electrode and partitioned by a black matrix;
A first common electrode located on the photonic crystal color filter;
A protective film on the first common electrode;
A pixel electrode located on the protective film;
A polymer dispersed liquid crystal layer disposed on the pixel electrode;
A second common electrode disposed on the polymer dispersed liquid crystal layer; And
And an upper substrate positioned on the second common electrode,
Wherein the photonic crystal color filter reflects red, green, and blue light according to an electric field applied between the lower electrode and the first common electrode, and absorbs light.
제 1항에 있어서,
상기 하부기판 상에 위치하며, 상기 하부전극에 전압을 인가하는 제 1 박막트랜지스터 및 상기 픽셀전극에 전압을 인가하는 제 2 박막트랜지스터를 더 포함하는 액정표시장치.
The method according to claim 1,
A first thin film transistor located on the lower substrate and applying a voltage to the lower electrode, and a second thin film transistor applying a voltage to the pixel electrode.
제 1항에 있어서,
상기 픽셀전극 사이마다 위치하는 스페이서를 더 포함하는 액정표시장치.
The method according to claim 1,
And a spacer positioned between the pixel electrodes.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 광결정 컬러필터는 각각 적색, 녹색 및 청색의 광을 반사하여 화이트를 구현하는 액정표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the photonic crystal color filter reflects red, green, and blue light to emit white light, respectively.
제 1항에 있어서,
상기 광결정 컬러필터는 광을 흡수하여 블랙을 구현하는 액정표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the photonic crystal color filter absorbs light to realize black.
제 1항에 있어서,
상기 고분자분산형 액정층은 상기 픽셀전극과 상기 제 2 공통전극에 전압을 인가하여 구동하는 액정표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the polymer dispersed liquid crystal layer is driven by applying a voltage to the pixel electrode and the second common electrode.
제 1항에 있어서,
상기 광결정 컬러필터와 상기 고분자분산형 액정층을 동시에 구동하여 컬러모드를 구현하는 액정표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the color mode is realized by simultaneously driving the photonic crystal color filter and the polymer dispersed liquid crystal layer.
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