KR101706947B1 - Liquid crystal display of in-plain driven type - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인플레인 구동방식의 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로 특히, 광효율을 향상시킬 수 있는 인플레인 구동방식의 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 제1 편광판; 상기 제1 편광판 상에 위치하는 제1 1/4 파장판; 상기 제1/ 1/4 파장판 상에 위치하여 상기 제1 1/4 파장판과 90도 편광각을 갖는 제2 1/4 파장판; 상기 제1 1/4 파장판과 상기 제2 1/4 파장판 사이에 위치하여 반사 영역을 형성하는 메탈 패턴; 상기 제2 1/4 파장판 상에 위치하는 공통 전극; 상기 공통 전극 상에 위치하는 절연층; 상기 절연층 상에 위치하는 화소 전극; 상기 화소 전극 상에 위치하는 액정층; 상기 액정층 상에 위치하며, 상기 제1 편광판과 90도 편광각을 갖는 제2 편광판을 포함하여 구성된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-plane driving liquid crystal display device, and more particularly to an in-plane driving liquid crystal display device capable of improving light efficiency. The present invention provides a liquid crystal display comprising a first polarizer plate; A first quarter-wave plate positioned on the first polarizing plate; A second quarter wave plate positioned on the first quarter wave plate and having a 90 degree polarization angle with the first quarter wave plate; A metal pattern positioned between the first 1/4 wave plate and the second 1/4 wave plate to form a reflection area; A common electrode located on the second quarter wave plate; An insulating layer disposed on the common electrode; A pixel electrode located on the insulating layer; A liquid crystal layer disposed on the pixel electrode; And a second polarizer positioned on the liquid crystal layer and having a 90 degree polarization angle with the first polarizer.
Description
본 발명은 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로 특히, 인플레인 구동방식의 액정 디스플레이 장치에 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 an in-plane driven liquid crystal display device.
액정 디스플레이(LCD) 장치는 이미지 표시를 위한 광을 화소 대 화소로 제어하기 위한 광 스위치로서 작용하는 LCD 패널을 포함한다. 이 LCD 패널은 액정층(LC) 및 한 쌍의 편광막을 포함한다. LC 층은 광의 편광을 제어하고, 편광막은 광의 편광 방향에 기초하여 이를 통과하는 광의 투과를 제어한다.A liquid crystal display (LCD) device includes an LCD panel that acts as an optical switch for controlling light for image display to pixels versus pixels. The LCD panel includes a liquid crystal layer LC and a pair of polarizing films. The LC layer controls the polarization of light, and the polarizing film controls the transmission of light through it based on the polarization direction of light.
일반적으로, LCD 장치는 투과형, 반사형 및 투과 반사형의 세 가지 방식으로 분류될 수 있다. 이 중에서 투과 반사형 LCD 장치는 휴대폰과 PDA와 같은 휴대용 단말장치에 적용될 수 있다. In general, an LCD device can be classified into three types of transmissive, reflective and transmissive reflective types. Of these, the transmissive reflective LCD device can be applied to portable terminal devices such as cellular phones and PDAs.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 광 효율 특성이 향상될 수 있는 인플레인 구동방식의 액정 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an in-plane driving type liquid crystal display device capable of improving light efficiency characteristics.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 제1 편광판; 상기 제1 편광판 상에 위치하는 제1 1/4 파장판; 상기 제1/ 1/4 파장판 상에 위치하여 상기 제1 1/4 파장판과 90도 편광각을 갖는 제2 1/4 파장판; 상기 제1 1/4 파장판과 상기 제2 1/4 파장판 사이에 위치하여 반사 영역을 형성하는 메탈 패턴; 상기 제2 1/4 파장판 상에 위치하는 공통 전극; 상기 공통 전극 상에 위치하는 절연층; 상기 절연층 상에 위치하는 화소 전극; 상기 화소 전극 상에 위치하는 액정층; 상기 액정층 상에 위치하며, 상기 제1 편광판과 90도 편광각을 갖는 제2 편광판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display comprising: a first polarizer; A first quarter-wave plate positioned on the first polarizing plate; A second quarter wave plate positioned on the first quarter wave plate and having a 90 degree polarization angle with the first quarter wave plate; A metal pattern positioned between the first 1/4 wave plate and the second 1/4 wave plate to form a reflection area; A common electrode located on the second quarter wave plate; An insulating layer disposed on the common electrode; A pixel electrode located on the insulating layer; A liquid crystal layer disposed on the pixel electrode; And a second polarizer positioned on the liquid crystal layer and having a 90 degree polarization angle with the first polarizer.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.The present invention has the following effects.
첫째, 전극 위치별 광 효율 편차를 개선할 수 있고, 광 손실이 발생할 수 있는 부분을 보상하여 최대 효율을 구현하는 것이 가능할 수 있게 해준다. First, the optical efficiency variation according to the electrode position can be improved, and it is possible to realize the maximum efficiency by compensating for the portion where light loss can occur.
둘째, 구동 전압의 증가에 전혀 영향을 미치지 않기 때문에 전체 투과형 액정 디스플레이 장치와 같은 저전압 특성이 가능하다. Secondly, since the driving voltage is not affected at all, low voltage characteristics such as the entire transmissive liquid crystal display device are possible.
셋째, 투과형 액정 모드의 액정 거동 특성을 그대로 유지하면서 화소 내 반사 및 투과 영역을 구현하였기 때문에, 반사 및 투과 영역에서의 구동 전압의 대역이 동일하여 싱글 감마(single gamma)의 적용이 가능한 것이다.Third, since the reflective and transmissive regions are implemented in the pixel while maintaining the liquid crystal behavior characteristics of the transmissive liquid crystal mode, single gamma can be applied because the driving voltage ranges in the reflective and transmissive regions are the same.
도 1은 액정 디스플레이 장치의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 A - A'선 단면도이다.
도 3은 투과 영역의 광학 분포를 나타내는 개략도이다.
도 4는 반사 영역의 광학 분포를 나타내는 개략도이다.
도 5는 전극 위치별 광 효율의 향상을 나타내는 그래프이다.
도 6은 반사 영역과 투과 영역의 구동 전압 대비 특성을 나타내는 그래프이다.1 is a plan view showing an example of a liquid crystal display device.
2 is a sectional view taken along the line A-A 'in Fig.
3 is a schematic view showing the optical distribution of the transmission region.
4 is a schematic view showing the optical distribution of the reflection area.
5 is a graph showing an improvement in light efficiency for each electrode position.
6 is a graph showing the characteristics of the driving voltage versus the reflective area versus the transmissive area.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. Rather, the intention is not to limit the invention to the particular forms disclosed, but rather, the invention includes all modifications, equivalents and substitutions that are consistent with the spirit of the invention as defined by the claims.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. It will be appreciated that when an element such as a layer, region or substrate is referred to as being present on another element "on," it may be directly on the other element or there may be an intermediate element in between .
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.
Although the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, components, regions, layers and / or regions, such elements, components, regions, layers and / And should not be limited by these terms.
도 1에서 도시하는 바와 같이, 액정 디스플레이 장치의 일례는, 공통 전극(60) 상에 화소 전극(80)이 배열되어 위치하고, 이 화소 전극(80)이 위치하는 제1 위치(51) 및 화소 전극(80)들 사이에 위치하는 제2 위치(52) 중 적어도 어느 한 위치에 정렬되어 구비되는 메탈 패턴(50)을 포함하여 구성된다.1, an example of a liquid crystal display device includes a
이때, 메탈 패턴(50)의 제2 위치(52)는 화소 전극(80)들 사이의 중앙 위치일 수 있고, 메탈 패턴(50)의 재료는 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)과 같은 반사율이 높은 금속을 이용할 수 있다.At this time, the
도 2는 도 1의 A - A'선 단면도로서, 여기서 공통 전극(60)과 화소 전극(80) 사이에는 절연층(70)이 위치하여, 일측 방향에서 액정층(90)을 구동하는 인플레인(in-plane) 방식 액정 디스플레이 장치를 도시하고 있다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A 'of FIG. 1, in which an
이러한 액정 디스플레이 장치의 하측과 상측에는 각각 제1 편광판(10)과, 이 제1 편광판(10)과 90도 편광각을 갖는 제2 편광판(20)이 위치한다.A first polarizing
그리고 메탈 패턴(50)은 제1 1/4 파장판(30)과 제2 1/4 파장판(40) 사이에 위치할 수 있고, 이러한 제1 1/4 파장판(30)과 제2 1/4 파장판(40)은 서로 90도의 편광각을 가질 수 있다.The
이때, 제2 1/4 파장판(40)은 액정층(80)의 최초 정렬 방향과 90도 편광각을 가질 수 있다.At this time, the second 1/4
이러한 메탈 패턴(50)의 배열에 의하여 액정 디스플레이 장치의 투과 영역(S1)과 반사 영역(S2)을 구성하게 되는데, 즉, 메탈 패턴(50)이 위치하는 부분은 반사 영역(S2)을 구성하게 된다.The transmissive area S1 and the reflective area S2 of the liquid crystal display device are constituted by the arrangement of the
이와 같은 메탈 패턴(50)이 위치하는 반사 영역(S2)은 외광에 의한 반사에 의하여 반사 영역(S2)이 이루어지며, 이러한 반사 영역(S2)과 투과 영역(S1)은 동일한 액정 구동 전압에 의하여 구동이 이루어질 수 있다.The reflective region S2 in which the
이때, 메탈 패턴(50)의 좁은 방향의 폭은 이러한 메탈 패턴(50)들 사이의 간격보다 좁은 것이 유리할 수 있다. At this time, it may be advantageous that the width of the
또한, 메탈 패턴(50)의 폭은 화소 전극(80)의 폭 보다 좁은 것이 유리할 수 있다.In addition, it is advantageous that the width of the
도 3과 도 4에서는 각각 투과 영역(S1)과 반사 영역(S2)에서의 광학 분포를 나타내고 있다.FIGS. 3 and 4 show the optical distribution in the transmissive area S1 and the reflective area S2, respectively.
반사 영역(S2)을 나타내는 도 4를 먼저 설명하면, 메탈 패턴(50)에 의하여 빛은 투과되지 않으므로, 이 메탈 패턴(50) 상에 제1 편광판(10)과 동일한 작용에 의하여 선편광된 빛을 만들어주기 위한 제2 1/4 파장판(40)이 위치하게 된다.4, which shows the reflection area S2, light is not transmitted by the
이와 같은 상태에서 외광(Light source)은 액정층(90)의 구동에 의하여 투과되어 메탈 패턴(50)에 의하여 반사가 발생하여 광 효율을 향상시킬 수 있다.In this state, the light source is transmitted by the driving of the
한편, 투과 영역(S1)에는 도 3에서와 같이, 반사 영역(S2)의 구성에 의한 제2 1/4 파장판(40)이 동일하게 위치하게 되는데, 이 제2 1/4 파장판(40)의 하측에 이 제2 1/4 파장판(40)과 90도 편광각을 갖는 제1 1/4 파장판(30)을 구성한다.3, the second quarter-
즉, 제2 1/4 파장판(40)의 존재에 의하여 위상 지연이 변화되지 않도록 제1 1/4 파장판(30)을 구성하여 위상 지연에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.That is, the first 1/4
이때, 제1 1/4 파장판(30)은 제1 편광판(10)에 대하여 45도의 편광각을 이룰 수 있다. 이상과 같은 구성에 의하여 투과 영역(S1)에서는 백라이트(Back Light)의 광이 다른 영향을 받지 않고 액정층(90)을 투과할 수 있도록 한다.At this time, the first 1/4
이와 같은 인플레인 방식의 액정 디스플레이 장치는 광시야각을 갖는 특성을 가질 수 있으며, 상술한 메탈 패턴(50)에 의한 반사 영역의 적용에 의하여 광 효율을 최대화시킬 수 있다.Such an in-plane type liquid crystal display device may have a characteristic having a wide viewing angle, and the light efficiency can be maximized by applying the reflection area by the
이러한 광시야각 액정 디스플레이 장치의 경우에는 액정층(90)의 하부에 위치하는 화소 전극(80) 및 공통 전극(60)에 의한 인플레인 필드(in-plane field)에 의해 액정층(90)을 구동하기 때문에 전극 위치별 전기장의 세기가 다를 수 있고, 화소 전극(80)의 중앙부 및 화소 전극 간 사이에서 수평방향으로 액정을 회전시키는 전기장의 힘이 약할 수 있으며, 이러한 전기장 세기의 차이는 광 효율의 차이를 발생시킬 수 있다.In the case of such a wide viewing angle liquid crystal display device, the
따라서 이러한 전기장이 약한 부분의 액정층(90) 하측에 위치하는 메탈 패턴(50)은 이러한 전기장이 약한 영역을 반사 영역으로 적용할 수 있도록 하여 전극 위치별 광 효율 편차를 개선할 수 있고, 광 손실이 발생할 수 있는 부분을 보상하여 최대 효율을 구현하는 것이 가능할 수 있게 해준다. Therefore, the
도 5에서는 이와 같이, 광 효율의 향상을 그래프로 도시하고 있다. 도시하는 바와 같이, 광 손실이 발생할 수 있는 화소 전극(pixel)의 사이 및 화소 전극의 중앙부측에 대한 전극 위치의 광 효율 특성이 최대 42% 증가할 수 있다. In FIG. 5, the improvement of the light efficiency is shown in a graph. As shown in the figure, the light efficiency characteristics at the electrode positions between the pixel electrodes where light loss may occur and the center side of the pixel electrode can be increased by 42% at the maximum.
또한, 상술한 실시예와 같은 구조는 화소 전체를 개구 영역으로 사용할 수 있으므로 이러한 개구율 증가를 이용한 고투과 액정 디스플레이 모듈의 구현이 동시에 가능하다. In addition, since the same structure as the above-described embodiment can use the entire pixel as an aperture region, it is possible to simultaneously implement the high-transmittance liquid crystal display module using the increase of the aperture ratio.
더구나 제1 1/4 파장판(30) 및 제2 1/4 파장판(40)은 공통 전극(60) 하부에 위치하는 구조로서, 구동 전압의 증가에 전혀 영향을 미치지 않기 때문에 전체 투과형 액정 디스플레이 장치와 같은 저전압 특성이 가능하다. In addition, since the first 1/4
또한 투과형 액정 모드의 액정 거동 특성을 그대로 유지하면서 화소 내 반사 및 투과 영역을 구현하였기 때문에, 도 6에서와 같이, 반사 및 투과 영역에서의 구동 전압의 대역이 동일하여 싱글 감마(single gamma)의 적용이 가능한 것이다.In addition, since the reflective and transmissive regions are implemented in the pixel while maintaining the liquid crystal behavior characteristics of the transmissive liquid crystal mode, the application of the single gamma This is possible.
즉, 투과 영역(S1)과 반사 영역(S2)이 동일한 구동 전압 대역에서 최대 광 효율을 구현할 수 있는 효과가 있다.That is, the transmissive area S1 and the reflective area S2 can achieve the maximum light efficiency in the same driving voltage band.
10: 제1 편광판 20: 제2 편광판
30: 제1 1/4 파장판 40: 제2 1/4 파장판
50: 메탈 패턴 51: 제1 위치
52: 제2 위치 60: 공통 전극
70: 절연층 80: 화소 전극
90: 액정층10: first polarizing plate 20: second polarizing plate
30: first 1/4 wave plate 40: second 1/4 wave plate
50: metal pattern 51: first position
52: second position 60: common electrode
70: insulating layer 80: pixel electrode
90: liquid crystal layer
Claims (10)
상기 제1 편광판 상에 위치하는 제1 1/4 파장판;
상기 제1 1/4 파장판 상에 위치하여 상기 제1 1/4 파장판과 90도 편광각을 갖는 제2 1/4 파장판;
상기 제1 1/4 파장판과 상기 제2 1/4 파장판 사이에 위치하여 반사 영역을 형성하는 메탈 패턴;
상기 제2 1/4 파장판 상에 위치하는 공통 전극;
상기 공통 전극 상에 위치하는 절연층;
상기 절연층 상에 위치하는 화소 전극;
상기 화소 전극 상에 위치하는 액정층;
상기 액정층 상에 위치하며, 상기 제1 편광판과 90도 편광각을 갖는 제2 편광판을 포함하여 구성되고,
상기 메탈 패턴은, 상기 화소 전극의 위치에 정렬되는 제1위치 및 상기 화소 전극들 사이에 정렬되는 제2위치 중 적어도 어느 한 위치에 배열되며,
상기 메탈 패턴의 사이에 위치하는 영역은 투과 영역인 것을 특징으로 하는 인플레인 구동방식의 액정 디스플레이 장치.A first polarizer;
A first quarter-wave plate positioned on the first polarizing plate;
A second quarter wave plate located on the first quarter wave plate and having a 90 degree polarization angle with the first quarter wave plate;
A metal pattern positioned between the first 1/4 wave plate and the second 1/4 wave plate to form a reflection area;
A common electrode located on the second quarter wave plate;
An insulating layer disposed on the common electrode;
A pixel electrode located on the insulating layer;
A liquid crystal layer disposed on the pixel electrode;
And a second polarizer positioned on the liquid crystal layer and having a 90 degree polarization angle with the first polarizer,
Wherein the metal pattern is arranged at at least one of a first position aligned with the pixel electrode and a second position aligned with the pixel electrode,
And the region located between the metal patterns is a transmissive region.
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