KR101715852B1

KR101715852B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR101715852B1
Application number: KR1020100108386A
Authority: KR
Inventors: 윤수영
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2017-03-14
Also published as: KR20120046626A

Abstract

본 발명은, 화상을 표시하기 위한 광이 방출되지 않는 턴오프상태에서, 표시영역이 특정 색상의 외관을 가질 수 있어, 인테리어가전으로써의 심미성이 향상될 수 있는 액정표시장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 액정표시장치는, 복수의 화소에 각각 대응하는 복수의 화소영역을 정의하고, 상기 복수의 화소영역 각각의 광투과율을 조절하여, 화상을 표시하는 제1 액정패널; 상기 제1 액정패널의 상부에 형성되어, 상기 제1 액정패널에서 외부로 방출되는 광을 투과하고, 상기 외부에서 상기 제1 액정패널 측으로 입사되는 광을 반사하는 선택반사층; 및 상기 선택반사층의 상부에 형성되어, 상기 외부로 방출되는 광을 선택적으로 산란하는 제2 액정패널을 포함함을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

최근, 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display)분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다.

이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 유기전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Display: OLED), 전기영동표시장치(Electrophoretic Display: EPD, Electric Paper Display), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro luminescence Display Device: ELD) 및 전기습윤표시장치(Electro-Wetting Display: EWD) 등을 들 수 있다. 이들은 공통적으로 영상을 구현하는 평판 표시패널을 필수적인 구성요소로 하는 바, 평판 표시패널은 고유의 발광물질 또는 편광물질층을 사이에 두고 한 쌍의 기판을 대면 합착시킨 구성을 갖는다.

이 중 액정표시장치는, 전계에 따라 조절되는 액정의 광 투과율을 이용하여 화상을 표시하는 장치로, 소형화, 박형화가 가능하고, 전력소모가 낮은 장점을 가지고 있어, 노트북 컴퓨터, 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 널리 사용되고 있다.

액정표시장치는, 화상을 표시하는 표시영역과, 외부 케이스 등이 배치되어 화상이 표시되지 않는 비표시영역으로 구분될 수 있다. 이때, 색상이 자유롭게 선택될 수 있는 외부 케이스 등이 배치되는 비표시영역은 다양한 외관으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 액정표시장치가 구동하면 (이하, "구동상태"로 지칭함), 표시영역에서 각 화소별로 특정 휘도 및 특정 색상의 광이 방출되면서 화상이 표시되지만, 액정표시장치가 구동하지 않으면 (이하, "비구동상태"로 지칭함), 표시영역에서 광이 방출되지 않음에 따라, 표시영역이 최저 휘도, 즉, 검정색을 띈다. 즉, 액정표시장치의 외관의 대부분을 차지하는 표시영역이, 전력이 공급되지 않는 비구동상태에서 검정색으로 유지되므로, 종래의 액정표시장치는 인테리어 가전(interior 家電)으로써의 심미성이 낮은 단점이 있다.

이에 따라, 인테리어 가전으로써의 심미성이 향상될 수 있도록, 비구동상태에서도 표시영역이 특정 색상을 나타내는 액정표시장치가 요구되고 있다. 이러한 액정표시장치를 구현하기 위한 기존의 방안 중 하나는, 표시영역에 해당되는 외부면을 특정 색상의 필름으로 코팅하는 것이다. 그러나, 표시영역에 해당되는 외부면을 특정 색상의 필름으로 커버하면, 구동상태에서 화상이 표시되는 동안, 표시영역에서 방출되는 광이 상기 필름의 특정 색상으로부터 간섭을 받아, 영상신호와 다른 색상 및 휘도의 광이 표시하게 되는 단점과, 특히, 높은 휘도의 백색광을 표시하기 어려운 단점이 있어, 액정표시장치의 화질이 낮아지는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는, 화상을 표시하는 구동상태에서 화질이 저하되는 것을 최소화하면서도, 전력이 공급되지 않는 비구동상태에서 표시영역이 특정 색상의 외관을 가질 수 있어, 인테리어가전으로써의 심미성이 향상될 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.

이와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 복수의 화소에 각각 대응하는 복수의 화소영역을 정의하고, 상기 복수의 화소영역 각각의 광투과율을 조절하여, 화상을 표시하는 제1 액정패널; 상기 제1 액정패널의 상부에 형성되어, 상기 제1 액정패널에서 외부로 방출되는 광을 투과하고, 상기 외부에서 상기 제1 액정패널로 입사되는 광을 반사하는 선택반사층; 및 상기 선택반사층의 상부에 형성되어, 상기 외부로 방출되는 광을 선택적으로 산란하는 제2 액정패널을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는, 영상신호에 대응한 화상을 표시하는 제1 액정패널, 제1 액정패널의 상부에 배치되어, 제1 액정패널에서 방출되는 광을 투과하고 외부로부터 입사되는 광을 반사하는 선택반사층 및 선택반사층의 상부에 배치되어 외부로 방출되는 광을 선택적으로 산란하는 제2 액정패널을 포함한다. 이때, 선택반사층에 의해 반사된 광을 산란시켜, 표시영역으로 불투명한 백색광을 방출하는 제2 액정패널에 의해, 제1 액정패널이 화상을 표시하지 않고, 외부전력이 공급되지 않는 비구동상태에서도, 표시영역에서 백색광이 방출될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 액정표시장치는 비구동상태에서 표시영역이 백색을 띌 수 있어, 인테리어 가전으로써의 심미성이 향상될 수 있다.

또한, 제1 액정패널이 화상을 표시하기 위한 광을 방출하면, 선택반사층 및 제2 액정패널은 제1 액정패널로부터 방출된 광을 외부로 투과한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 액정표시장치는 인테리어 가전으로써의 심미성이 향상되면서도, 화질이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.

또한, 제1 액정패널이 화상을 표시하지 않는 기간 중 다른 적어도 일부의 기간에서, 제2 액정패널이 선택반사층에 의해 반사된 광을 그대로 외부로 투과하도록 구동될 수 있어, 본 발명에 따른 액정표시장치는 표시영역이 외부를 비추는 미러(mirror)로 동작하는 기능을 더 가질 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 제1 액정패널을 나타낸 단면도이다.
도 2b는, 도 2a에 도시된 제1 액정패널에 있어서, TN방식의 액정패널을 나타낸 사시도이다.
도 2c는, 도 2a에 도시된 제1 액정패널에 있어서, 횡전계방식의 액정패널을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제2 액정패널을 나타낸 단면도이다.
도 4a는 도 1에 도시된 액정표시장치가 제1 모드로 구동하는 것을 나타낸 모식도이다.
도 4b는 도 1에 도시된 액정표시장치가 제2 모드로 구동하는 것을 나타낸 모식도이다.
도 4c는 도 1에 도시된 액정표시장치가 제3 모드로 구동하는 것을 나타낸 모식도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에 대하여, 첨부한 도면을 참고하여, 상세히 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 단면도이고, 도 2a는 도 1에 도시된 제1 액정패널을 나타낸 단면도이다. 그리고, 도 2b는, 도 2a에 도시된 제1 액정패널에 있어서, TN방식의 액정패널을 나타낸 사시도이고, 도 2c는, 도 2a에 도시된 제1 액정패널에 있어서, 횡전계방식의 액정패널을 나타낸 사시도이다. 또한, 도 3은 도 1에 도시된 제2 액정패널을 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는, 복수의 화소에 각각 대응하는 복수의 화소영역을 정의하고, 복수의 화소영역 각각의 광투과율을 조절하여, 화상을 표시하는 제1 액정패널(100), 제1 액정패널(100)의 상부에 형성되어, 제1 액정패널(100)에서 외부로 방출되는 광을 투과하고, 외부에서 제1 액정패널(100)로 입사되는 광을 반사하는 선택반사층(200), 선택반사층(200)의 상부에 형성되어, 외부로 방출되는 광을 선택적으로 산란하는 제2 액정패널(300), 제1 액정패널(100)의 하부에 배치되어, 제1 액정패널(100) 측으로 광을 조사하는 백라이트유닛(400), 제1 액정패널(100)과 백라이트유닛(400) 사이에 배치되어, 백라이트유닛(400)에서 조사된 광을 편광하는 제1 편광층(500), 및 제1 액정패널(100)과 선택반사층(200) 사이에 배치되어, 제1 액정패널(100)에서 방출되는 광을 편광하는 제2 편광층(510)을 포함하여 이루어진다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 제1 액정패널(100)은, 서로 대향하는 하부기판(110)과 상부기판(120), 및 하부기판(110)과 상부기판(120) 사이에 형성되는 제1 액정층(130)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 하부기판(110)은, 복수의 화소에 각각 대응하는 복수의 화소영역을 정의하고, 복수의 화소에 대응하는 복수의 박막트랜지스터가 배치되므로, TFT 기판(Thin Film Transistor Array Substrate: 박막트랜지스터 어레이 기판)으로 지칭하기도 한다. 그리고, 상부기판(120)은, 복수의 화소영역에 각각 대응하는 색상에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 컬러필터층이 배치되므로, CF기판(Color Filter Array Substrate: 컬러필터 어레이 기판)으로 지칭하기도 한다.

이러한 제1 액정패널(100)은, 제1 액정층(130)에 인가되는 전계의 형성 방향에 따라, 트위스트네마틱(Twisted Nematic: TN)방식(이하, "TN방식"으로 지칭함)과 횡전계방식으로 구분된다.

도 2b에 도시된 바와 같이, TN방식의 제1 액정패널(100a)에서, 하부기판(110a)은, 투과성을 갖는 제1 지지기판(111), 제1 지지기판(111)의 일면 상에, 표시영역에서 복수의 화소에 각각 대응하는 복수의 화소영역이 정의되도록, 서로 교차하여 형성되는 복수의 게이트라인(112)과 복수의 데이터라인(113), 복수의 화소에 각각 대응하여, 제1 지지기판(111)의 일면 상의 복수의 게이트라인(112)과 복수의 데이터라인(113)이 교차하는 영역에 형성되는 복수의 트랜지스터(T), 제1 지지기판(111)의 일면 상의, 복수의 화소영역에 각각 형성되고, 복수의 트랜지스터와 각각 연결되어, 복수의 화소에 각각 대응하는 화소전압이 인가되는 복수의 화소전극(114)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 복수의 화소영역은 복수의 화소에 각각 대응하여 광이 방출되는 개구부로 적용될 수 있는 영역을 의미한다.

또한, TN방식의 제1 액정패널(100a)에서, 상부기판(120a)은, 제1 지지기판(111)에 대향하는 제2 지지기판(121), 제1 지지기판(111)의 일면에 마주하는 제2 지지기판(121)의 일면 상의, 복수의 화소영역의 외곽에 형성되어, 화소영역 외곽에서의 빛샘현상을 방지하는 블랙매트릭스(122), 제2 지지기판(121)의 일면 상의, 복수의 화소영역에 각각 형성되어, 복수의 화소에 각각 대응하는 파장영역의 광을 투과하는 컬러필터층(123), 제2 지지기판(121)의 일면 상의, 복수의 화소영역에 형성되어, 복수의 화소에 공통으로 대응하는 공통전압이 인가되는 공통전극(124)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 컬러필터층(123)은 복수의 화소영역에 각각 대응하여 적색(RED), 녹색(GREEN), 청색(BLUE) 중 어느 하나에 해당하는 파장영역의 광을 투과하도록 형성될 수 있다.

그리고, 도 2b에 상세히 도시되어 있지 않으나, TN방식의 제1 액정패널(100a)은, 제1 액정층(130)의 상면과 하면에 접하는 하부기판(110a)과 상부기판(120a) 각각에 형성되어, 제1 액정층(130)에 구비되는 액정 셀들의 초기 방향을 90도로 꼬여지도록 배열하는 배향층(미도시)을 더 포함한다.

이러한 TN방식의 제1 액정패널(100a)은, 공통전압이 인가되는 공통전극(124)과, 화소전압이 인가되는 화소전극(114)이 제1 액정층(130)의 상, 하부에 각각 배치되기 때문에, 복수의 화소영역 각각의 광투과율을 조절하기 위해 제1 액정층(130)에 인가되는 전계가 수직방향으로 발생된다. 즉, TN방식의 제1 액정패널(100a)은, 제1 액정층(130)에 구비되는 액정셀의 초기방향이 90도로 꼬여지도록 배열한 상태에서, 화소전극(114)에 인가되는 화소전압에 따라 화소전극(114)과 공통전극(124) 사이의 전압차를 발생시키고, 이와 같이 복수의 화소영역 각각에서, 화소전극(114)과 공통전극(124) 사이에 형성된 수직방향의 전계에 따라, 제1 액정층(130)에 포함되는 액정셀들의 방향이 변경됨으로써, 복수의 화소영역 각각에 대응하여 제1 액정층(130)의 광투과율이 결정되고, 이에 따라 복수의 화소 각각의 휘도가 조절되어, 화상을 표시한다.

한편, 도 2c에 도시된 바와 같이, 횡전계방식의 제1 액정패널(100b)에서, 하부기판(110b)은, 투과성을 갖는 제1 지지기판(111), 제1 지지기판(111)의 일면 상에, 표시영역에서 복수의 화소에 각각 대응하는 복수의 화소영역이 정의되도록, 서로 교차하여 형성되는 복수의 게이트라인(112)과 복수의 데이터라인(113), 복수의 화소에 각각 대응하여, 제1 지지기판(111)의 일면 상의 복수의 게이트라인(112)과 복수의 데이터라인(113)이 교차하는 영역에 형성되는 복수의 트랜지스터(T), 제1 지지기판(111)의 일면 상의, 복수의 화소영역 각각에서 서로 교번하여 형성되는 복수의 화소전극(114)과 복수의 공통전극(115)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 복수의 화소전극(114) 각각은, 복수의 트랜지스터(T)에 각각 연결되어, 복수의 화소에 각각 대응하는 화소전압이 인가된다. 그리고, 복수의 공통전극(115)은 복수의 화소에 공통으로 대응하는 공통전압이 인가된다.

또한, 횡전계방식의 제1 액정패널(100b)에서, 상부기판(120b)은, 제1 지지기판(111)에 대향하는 제2 지지기판(121), 제1 지지기판(111)의 일면에 마주하는 제2 지지기판(121)의 일면 상의, 복수의 화소영역의 외곽에 형성되어, 화소영역 외곽에서의 빛샘현상을 방지하는 블랙매트릭스(122), 제2 지지기판(121)의 일면 상의, 복수의 화소영역에 각각 형성되어, 복수의 화소에 각각 대응하는 파장영역의 광을 투과하는 컬러필터층(123), 컬러필터층(123)을 포함한 제2 지지기판(121)의 일면 상에 평평하게 형성되는 오버코트층(125)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 컬러필터층(123)은 복수의 화소영역에 각각 대응하여 적색(RED), 녹색(GREEN), 청색(BLUE) 중 어느 하나에 해당하는 파장영역의 가시광선을 투과하도록 형성될 수 있다.

그리고, 도 2c에 상세히 도시되어 있지 않으나, 횡전계방식의 제1 액정패널(100b)은, 제1 액정층(130)의 상면과 하면에 접하는 하부기판(110b)과 상부기판(120b) 각각에 형성되어, 제1 액정층(130)에 구비되는 액정 셀들의 초기 방향을 나란한 평면에서 꼬여지도록 배열하는 배향층(미도시)을 더 포함한다.

이러한, 횡전계방식의 제1 액정패널(100b)은, 도 2b에 도시한 TN방식의 제1 액정패널(100a)과 달리, 공통전압이 인가되는 공통전극(115)과, 화소전압이 인가되는 화소전극(114)이 동일한 제1 지지기판(111) 상에 배치되기 때문에, 복수의 화소영역 각각의 광투과율을 조절하기 위해 제1 액정층(130)에 인가되는 전계가 수평방향으로 발생된다. 즉, 횡전계방식의 제1 액정패널(100b)은, 제1 액정층(130)에 구비되는 액정셀의 초기방향이 배향층(미도시)의 나란한 평면에서 꼬이도록 배열한 상태에서, 화소전극(114)에 인가되는 화소전압에 따라 화소전극(114)과 공통전극(115) 사이의 전압차를 발생시키고, 이와 같이 복수의 화소영역 각각에서, 화소전극(114)과 공통전극(115) 사이에 형성된 수평방향의 전계에 따라, 제1 액정층(130)에 포함되는 액정셀들의 방향이 변경됨으로써, 복수의 화소영역 각각에 대응하여 제1 액정층(130)의 광투과율이 결정되고, 이에 복수의 화소 각각의 휘도가 조절되어, 화상을 표시한다.

이상과 같이, TN방식의 제1 액정패널(100a)은, 제1 액정층(130)에 수직방향(상하방향)의 전계를 발생시켜 복수의 화소영역 각각의 광투과율을 조절하는 반면, 횡전계방식의 제1 액정패널(100b)은, 제1 액정층(130)에 수평방향(횡방향: Horizontal Direction)의 전계를 발생시켜 복수의 화소영역 각각의 광투과율을 조절한다.

한편, TN방식의 제1 액정패널(100a) 및 횡전계방식의 제1 액정패널(100b) 각각에서, 제1 지지기판(111) 및 제2 지지기판(121)은, 유리 및 아크릴 등과 같이, 투과성 및 절연성을 갖는 물질로 형성된다. 이에 따라, 제1 액정패널(100)이 전기적으로 안정될 수 있을 뿐만 아니라, 백라이트유닛(400)에서 조사되어 제1 편광층(500)에 의해 편광된 광이 낮은 손실율로 제1 액정패널(100)로 입사될 수 있고, 제1 액정층(130)을 투과한 광이 낮은 손실율로 외부로 방출될 수 있어, 액정표시장치의 화질이 향상될 수 있다.

선택반사층(200)은, 박막의 프리즘 필름과 반사편광필름이 접합된 구조로 형성되어, 프리즘의 산이 형성되는 면으로 입사되는 광은 반사하고, 프리즘의 산이 형성되지 않는 면으로 입사되는 광은 투과시킨다. 이때, 프리즘 필름은 삼각기둥(상기 "프리즘의 산"에 해당됨)이 일방향으로 나란하게 배열되는 형태의 일면과, 반사편광필름에 접합되는 다른 일면을 갖는다. 그리고, 반사편광필름은, 두께가 수백um인 서로 다른 2종의 고분자층에 유전주축의 굴절률을 일치시켜 다른 방향의 굴절률이 달라지도록 수백층 겹친 다층광학필름으로 이루어져서, 일 방향으로 편광된 광에 대해 반사성을 갖고, 다른 일방향으로 편광된 광에 대해 투과성을 갖는다. 이때, 반사편광필름에 의해 반사된 광은 재반사되어 다른 일방향으로 편광된 광으로 변동하여 투과될 수 있으므로, 결국, 선택반사층(200)에 의해 투과되는 광의 양이 증대될 수 있다. 이러한, 선택반사층(200)은 폴리에스테르(Polyester)계로 이루어져서, 완전한 미러(mirror)로 기능할 수 있도록 한다. 특히, 선택반사층(200)은 3M사에서 제조, 판매하고 있는 다층형 편광 미러 휘도 향상 필름(Dual Brightness Enhancement Film: DBEF)로 이용될 수 있다.

이와 같이 구성되는 선택반사층(200)은, 제1 액정패널(100)에서 방출되어 제2 편광판(510)에 의해 편광된 광, 즉, 제1 액정패널(100)에서 외부로 향하는 광은 투과시키고, 외부에서 제1 액정패널(100) 측으로 입사되는 광은 반사시킨다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제2 액정패널(300)은, 필름(film) 형태의 고분자 분산형 액정(Polymer Dispersed Liquid Crystals: PDLC)으로 구비된다. 구체적으로, 제2 액정패널(300)은, 서로 대향하는 제1 전극(310)과 제2 전극(311), 및 제1 전극(310)과 제2 전극(311) 사이에 적어도 하나의 캡슐화된 액정이 분포되는 형태로 형성되는 제2 액정층(320)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 제2 액정층(320)은, 적어도 하나의 캡슐화된 액정(321)과, 액정(321)을 둘러싸서 캡슐화하도록 고분자(폴리머: polymer)로 형성되는 충진층(322)을 포함한다. 여기서, 제2 액정층(320)은, 제1 전극(310)과 제2 전극(311) 사이에 UV 경화가능한 고분자 단량체와 액정(321)의 혼합물을 주입하고, 노광을 통해 액정과 고분자의 상 분리를 유도하여, 액정(321)을 캡슐화함으로써, 형성된다.

이러한 제2 액정층(320)에서, 적어도 하나의 캡슐화된 액정(321) 각각은, 캡슐 내부에 특정 배향 방향이 형성되어 있지 않으므로, 초기상태에서 무작위로 배열된다. 이와 같은 초기상태의 제2 액정층(320)에 입사되는 광은, 캡슐 내에 무작위로 배열된 액정(321), 및 액정(321)과 충진층(322) 사이의 굴절율 차이에 의해, 산란된다. (이하, 제2 액정층(320)이 광을 산란하도록 구동되는 제2 액정패널(300)을 "산란모드의 제2 액정패널(300)"로 지칭함)

그러나, 제1 전극(310)과 제2 전극(311) 사이에 전압차가 발생되면, 제1 전극(310)과 제2 전극(311) 사이에 소정의 전계가 형성되고, 초기상태에서 무작위로 배열되는 액정(321)들이, 제1 전극(310)과 제2 전극(311) 사이의 전계에 의해, 일방향으로 정렬되므로, 제2 액정층(320)에 입사된 광은 그대로 투과된다. (이하, 제2 액정층(320)이 광을 투과하도록 구동되는 제2 액정패널(300)을 "투과모드의 제2 액정패널(300)"로 지칭함.) 더불어, 투과모드의 제2 액정패널(300)은, 제1 전극(310)과 제2 전극(311) 사이에 전계가 형성되므로, 턴온상태로 지칭되고, 산란모드의 제2 액정패널(300)은, 제1 전극(310)과 제2 전극(311) 사이에 전계가 형성되지 않으므로, 턴오프상태로 지칭될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 제1 액정패널(100), 선택반사층(200) 및 제2 액정패널(300)을 포함하여, 표시영역에서 영상신호에 대응하는 화상이 표시되는 표시모드(이하, "제1 모드"로 지칭함), 선택반사층(200)에 의해 반사된 외부광이 투과모드의 제2 액정패널(300)에 의해 그대로 투과되어 표시영역에서 외부가 비춰지는 미러모드(이하, "제2 모드"로 지칭함) 및 선택반사층(200)에 의해 반사된 외부광이 산란모드의 제2 액정패널(300)에 의해 산란되어 표시영역이 백색을 띄는 외관모드(이하, "제3 모드"로 지칭함)로 구동될 수 있다.

다음, 도 4a 내지 도 4c를 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치가 구동되는 제1 내지 제3 모드에 대해 상세히 설명한다.

도 4a는 도 1에 도시된 액정표시장치가 제1 모드로 구동하는 것을 나타낸 모식도이고, 도 4b는 도 1에 도시된 액정표시장치가 제2 모드로 구동하는 것을 나타낸 모식도이고, 도 4c는 도 1에 도시된 액정표시장치가 제3 모드로 구동하는 것을 나타낸 모식도이다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 제1 내지 제3 모드로 구동될 수 있다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 제1 모드의 액정표시장치는, 제1 액정패널(100)과 제2 액정패널(300)이 각각 턴온상태가 되어, 표시영역에 영상신호에 대응하는 화상을 표시한다. 이때, 제1 액정패널(100)이 턴온상태가 된다는 것은, TN방식의 제1 액정패널(100a)인 경우, 화소전극(114)와 공통전극(124) 사이에 수직전계가 형성되는 것을 의미하고, 횡전계방식의 제1 액정패널(100b)인 경우, 화소전극(114)와 공통전극(115) 사이에 수평전계가 형성되는 것을 의미한다. 그리고, 제2 액정패널(300)이 턴온상태가 된다는 것은, 액정(321)들이 일방향으로 정렬되도록, 제1 전극(310)과 제2 전극(311) 사이에 전계가 형성되는 것을 의미한다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 모드의 액정표시장치는, 턴온상태의 제1 액정패널(100)이 화상을 표시하기 위한 광을 방출함에 따라, 백라이트유닛에서 조사된 광을 이용하여 구동한다. 즉, 제1 모드의 액정표시장치는, 백라이트유닛(400)에서 조사되어 제1 편광층(500)에 의해 편광된 광이 턴온상태의 제1 액정패널(100)에 입사되고, 턴온상태의 제1 액정패널(100)이 복수의 화소영역 각각의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하기 위한 광을 방출하며, 선택반사층(200)이 제1 액정패널(100)에서 방출되어 제2 편광층(510)에 의해 편광된 광을 투과하고, 턴온상태의 제2 액정패널(300)은 액정(321)이 일방향으로 정렬되는 투과모드로 동작하여, 선택반사층(200)이 투과한 광을 그대로 투과하여 외부로 방출함으로써, 표시영역에 화상이 표시되도록 구동한다.

반면, 도 4b와 도 4c에 도시된 바와 같이, 제2 모드와 제3 모드의 액정표시장치는, 턴오프상태의 제1 액정패널(100)이 화상을 표시하기 위한 광을 방출하지 않음에 따라, 선택반사층(200)에 의해 반사되는 외부광을 이용하여 구동한다.

즉, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제2 모드의 액정표시장치는, 선택반사층(200)이 외부광을 반사하고, 턴온상태의 제2 액정패널(300)이 투과모드로 동작하여, 선택반사층(200)이 반사한 광을 그대로 투과하여 외부로 방출함으로써, 표시영역이 외부를 비추는 미러로 구동한다.

그리고, 도 4c에 도시된 바와 같이, 제3 모드의 액정표시장치는, 선택반사층(200)이 외부광을 반사하고, 턴오프상태의 제2 액정패널(300)은 액정(321)이 무작위로 배열되는 산란모드로 동작하여, 선택반사층(200)이 반사한 광을 산란함으로써, 표시영역이 불투명한 백색을 띈다. 이때, 제1 액정패널(100) 및 제2 액정패널(200)은, 액정을 정렬하기 위한 전계가 형성되지 않는 턴오프상태이므로, 구동전압이 필요하지 않다. 즉, 제3 모드의 액정표시장치는, 별도의 전압을 소모하지 않는 비구동상태에 해당되고, 백색을 띄는 표시영역을 갖는다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는, 별도의 전력이 공급되지 않는 비구동상태에서도, 표시영역이 백색의 외관을 가질 수 있어, 인테리어 가전으로써의 심미성이 향상될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다.

100, 100a, 100b: 제1 액정패널 110, 110a, 110b: 하부기판
120, 120a, 120b: 상부기판 130: 제1 액정층
200: 선택반사층 300: 제2 액정패널
310, 311: 제1, 제2 전극 320: 제2 액정층
321: 액정 322: 충진층
400: 백라이트유닛 500, 510: 제1, 제2 편광층

Claims

복수의 화소에 각각 대응하는 복수의 화소영역을 정의하고, 상기 복수의 화소영역 각각의 광투과율을 조절하여, 화상을 표시하는 제1 액정패널;
상기 제1 액정패널의 상부에 위치하고, 상기 제1 액정패널에서 외부로 방출되는 광을 투과하고, 상기 외부에서 상기 제1 액정패널로 입사되는 광을 반사하는 선택반사층; 및
상기 선택반사층의 상부에 위치하고, 상기 외부로 방출되는 광을 선택적으로 산란하는 제2 액정패널을 포함하되,
상기 선택반사층은 박막의 프리즘필름과 반사편광필름이 접합된 구조인 액정표시장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 액정패널은,
서로 대향하는 제1 전극과 제2 전극; 및
상기 제1 전극과 제2 전극 사이에, 적어도 하나의 캡슐화된 액정이 분포되는 형태로 형성되는 액정층을 포함하여 이루어진 액정표시장치.
제2항에 있어서,
상기 액정층은,
상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 전계가 형성되면, 상기 캡슐화된 액정이 일방향으로 정렬되어, 광을 투과하고,
상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 전계가 형성되지 않으면, 상기 캡슐화된 액정이 무작위로 배열되어, 광을 산란하는 액정표시장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 액정패널에서, 상기 액정층은, 상기 적어도 하나의 캡슐화된 액정과, 상기 액정을 둘러싸서 캡슐화하는 충진층을 포함하는 액정표시장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 액정패널의 하부에 배치되어, 상기 제1 액정패널 측으로 광을 조사하는 백라이트유닛을 더 포함하는 액정표시장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 액정패널은,
투과성을 갖는 제1 기판;
상기 제1 기판의 일면 상에, 상기 복수의 화소영역이 정의되도록, 서로 교차하여 형성되는 복수의 게이트라인과 복수의 데이터라인;
상기 복수의 화소에 각각 대응하여, 상기 제1 기판의 일면 상의, 상기 복수의 게이트라인과 상기 복수의 데이터라인이 교차하는 영역에 형성되는 복수의 트랜지스터;
상기 제1 기판의 일면 상의, 상기 복수의 화소영역에 각각 형성되고, 상기 복수의 트랜지스터와 각각 연결되어, 상기 복수의 화소에 각각 대응하는 화소전압이 인가되는 복수의 화소전극;
상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판;
상기 제1 기판의 일면에 마주하는 상기 제2 기판의 일면 상의, 상기 복수의 화소영역의 외곽에 형성되는 블랙매트릭스;
상기 제2 기판의 일면 상의, 상기 복수의 화소영역에 각각 형성되어, 상기 복수의 화소에 각각 대응하는 파장영역의 광을 투과하는 컬러필터층;
상기 제2 기판의 일면 상의, 상기 복수의 화소영역에 형성되어, 상기 복수의 화소에 공통으로 대응하는 공통전압이 인가되는 공통전극; 및
상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 주입되어 형성되고, 상기 화소전압이 인가된 화소전극과 상기 공통전압이 인가된 상기 공통전극 사이에 발생되는 전계에 대응하여, 상기 복수의 화소영역 각각에서 광투과율을 조절하는 액정층을 포함하는 액정표시장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 액정패널은,
투과성을 갖는 제1 기판;
상기 제1 기판의 일면 상에, 상기 복수의 화소영역이 정의되도록, 서로 교차하여 형성되는 복수의 게이트라인과 복수의 데이터라인;
상기 복수의 화소에 각각 대응하여, 상기 제1 기판의 일면 상의, 상기 복수의 게이트라인과 상기 복수의 데이터라인이 교차하는 영역에 형성되는 복수의 트랜지스터;
상기 제1 기판의 일면 상의, 상기 복수의 화소영역 각각에서 서로 교번하여 형성되는 복수의 화소전극과, 복수의 공통전극;
상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판;
상기 제1 기판의 일면에 마주하는 상기 제2 기판의 일면 상에, 상기 복수의 화소영역의 외곽에 형성되는 블랙매트릭스;
상기 제2 기판의 일면 상의, 상기 복수의 화소영역에 각각 형성되어, 상기 복수의 화소에 각각 대응하는 파장영역의 광을 투과하는 컬러필터층;
상기 컬러필터층을 포함한 상기 제2 기판의 일면 상에 평평하게 형성되는 오버코트층; 및
상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 주입되어 형성되는 액정층을 포함하고,
상기 복수의 화소전극은, 상기 복수의 트랜지스터와 각각 연결되어, 복수의 화소에 각각 대응하는 화소전압이 인가되고, 상기 복수의 공통전극은, 상기 복수의 화소에 공통으로 대응하는 공통전압이 인가되고,
상기 액정층은, 상기 화소전압이 인가된 화소전극과 상기 공통전압이 인가된 공통전극 사이에 발생되는 전계에 대응하여, 상기 복수의 화소영역 각각에서 광투과율을 조절하는 액정표시장치.