KR101844526B1 - 반사형 액정표시장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 제 1기판 및 제 2기판 사이에 형성된 콜레스테릭 액정(Cholesteric Liquid Crystal : CLC)층; 상기 제 2기판 상에 형성되어 빛을 반사하는 반사판; 상기 제 1기판 상에 형성되어 선편광을 원편광으로 변화시키는 위상지연판; 및 상기 위상지연판 상에 형성되는 편광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서,
본 발명에 따르면, 본 발명은 반사형 액정표시장치로 입사한 빛이 출사하는 것을 차단하여 블랙을 표현하는 효과가 있다.

Description

반사형 액정표시장치 및 그 제어방법{Reflective type Liguid Crystal Display device and Method for controlling the same}
본 발명은 반사형 액정표시장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 명암비(contrast ratio)를 증가시킬 수 있는 반사형 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시패널은 화소전극이 형성된 하부기판과, 공통전극이 형성된 상부기판 및 상기 하부기판과 상기 상부기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 화소전극과 상기 공통전극에 전압을 인가하면 상기 액정층의 액정분자들의 배열이 변화되고, 이에 따라 광의 투과율이 조절되어 영상이 표시된다.
액정표시장치는 스스로 빛을 발하지 못하는 장치이다. 따라서, 일반적인 투과형 액정표시장치는 액정표시패널에 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다. 그러나, 백라이트 어셈블리는 소비 전력이 클 뿐만 아니라, 장치의 두께 및 무게를 증가시키는 문제가 있다. 특히, 전자 책(electronic book)이나 전자 신문 등과 같은 휴대형 기기는 얇은 두께, 가벼운 무게, 낮은 소비전력을 필요로 한다. 따라서, 위와 같은 백라이트 어셈블리의 소비 전력이나 무게는 액정표시장치의 경쟁력을 떨어뜨릴 수 있다.
반사형 액정표시장치는 투과형 액정표시장치와 달리, 자연광이나 외부의 인조광을 반사시키는 방법으로 광의 투과율을 조절하므로, 투과형 액정표시장치에 비해 가볍고 소비전력이 낮은 장점이 있다.
한편, 액정표시장치에 사용되는 액정으로는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic) 액정과 콜레스테릭(Cholesteric) 액정 등이 있다.
그 중 콜레스테릭 액정은 네마틱 상(nematic phase)을 갖는 호스트(host)에 카이랄 도펀트(chiral dopant)를 첨가하여 유도할 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 콜레스테릭 액정을 사용한 종래의 반사형 액정표시장치에서 빛의 투과를 도시한 도면이다.
도 1a 내지 도 1c에서 알 수 있듯이, 종래의 반사형 액정표시장치는 상부기판(10), 하부기판(20), 및 액정층(30)을 포함한다.
상부기판(10)은 제 1기판(11) 및 공통전극(12)을 포함한다.
하부기판(20)은 제 2기판(21), 반사판(22), 및 화소전극(23)을 포함한다.
액정층(30)은 상기 상부기판(10) 및 하부기판(20) 사이에 충전된 콜레스테릭 액정을 포함한다.
도 1a는 호메오트로픽 상태의 액정 배열을 나타낸다. 호메오트로픽 상태의 액정은 콜레스테릭 액정(30)에 고전계를 인가했을 때의 배열이며, 빛을 투과시키는 특성을 갖는다.
도 1b는 플레너 상태의 액정 배열을 나타낸다. 플레너 상태의 액정 배열은 호메오트로픽 상태의 액정에 인가된 고전계를 급격하게 낮추었을 때 발생되는 배열이며, 특정 파장의 빛을 반사하는 특성을 갖는다.
도 1c는 포컬 코닉 상태의 액정 배열을 나타낸다. 포컬 코닉 상태의 액정 배열은 호메오트로픽 상태의 액정에 인가된 고전계를 천천히 낮추었을 때 발생되는 배열이며, 빛을 산란시키는 특성을 갖는다.
그러나, 상술한 종래의 반사형 액정표시장치는 상대적으로 휘도가 낮으며, 블랙을 표현할 수 없어 밝을 때와 어두울 때의 휘도 비를 나타내는 명암비(contrast ratio)가 낮은 문제가 있다.
명암비(contrast ratio)는 가장 어두운 휘도에 대한 가장 밝은 휘도의 비를 의미하는데, 이는, 블랙을 나타낼 때의 휘도에 대한 백색을 나타낼 때의 휘도의 비로부터 산출될 수 있다.
즉, 상기 명암비를 증가시키기 위해서는 백색의 휘도를 최대한 증가시키거나, 블랙의 휘도를 가능한 감소시켜야 한다. 그런데, 종래의 반사형 액정표시장치의 경우, 액정표시장치 내에서 발생되는 광을 사용하지 않고, 외부의 자연광이나 인조광을 사용하기 때문에, 백색의 휘도를 증가시키는 데에는 한계가 있다. 따라서, 명암비를 증가시키기 위해서는 흑색의 휘도를 더 감소시킬 필요가 있다.
그러나, 종래의 반사형 액정표시장치는 특정 파장의 빛을 반사시키거나 빛을 산란할 수는 있으나 블랙을 표현하지는 못하므로 명암비가 낮은 문제가 있다.
본 발명은 전술한 종래의 반사형 액정표시장치의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서,
본 발명은 반사형 액정표시장치를 사용하여 블랙을 표현하는 방법을 제공함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 명암비(contrast ratio)를 증가시킬 수 있는 반사형 액정표시장치를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 제 1기판 및 제 2기판 사이에 형성된 콜레스테릭 액정(Cholesteric Liquid Crystal : CLC)층; 상기 제 2기판 상에 형성되어 빛을 반사하는 반사판; 상기 제 1기판 상에 형성되어 선편광을 원편광으로 변화시키는 위상지연판; 및 상기 위상지연판 상에 형성되는 편광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 입사광이 편광판을 지나도록하여 특정한 방향으로 편광된 제 1선편광으로 변화시키는 단계; 상기 제 1선편광이 위상지연판을 지나도록하여 제 1원편광으로 변화시키는 단계; 상기 제 1원편광이 제 1기판 및 제 2기판 사이에 형성된 콜레스테릭 액정(Cholesteric Liquid Crystal : CLC)층을 지나도록 하는 단계; 상기 콜레스테릭 액정을 통과한 제 1원편광이 반사판에서 반사되도록 하는 단계; 반사된 상기 제 1원편광이 상기 콜레스테릭 액정층을 지나도록 하는 단계; 및 상기 콜레스테릭 액정층을 통과한 제 1원편광이 상기 위상지연판을 지나도록하여 제 2선편광으로 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제어방법을 제공한다.
상기와 같은 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 반사형 액정표시장치로 입사한 빛이 출사하는 것을 차단하여 블랙을 표현하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 블랙을 표현함으로서 명암비(contrast ratio)를 증가시키는 효과가 있다.
도 1a 내지 도 1c는 종래의 반사형 액정표시장치에서 빛의 투과를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콜레스테릭 액정을 사용하는 반사형 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3a는 호메오트로픽 상에서 블랙을 표시하는 방법에 대한 단면도이다.
도 3b는 포컬 코닉 상에서 화이트를 표시하는 방법에 대한 단면도이다.
도 3c는 플레너 상에서 블랙을 표시하는 방법에 대한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치의 제조방법을 도시한 공정단면도이다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서 어떤 구조물이 다른 구조물 '상에 또는 상부에' 및 '하에 또는 하부에' 형성된다고 기재된 경우, 이러한 기재는 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 경우는 물론이고 이들 구조물들 사이에 제3의 구조물이 게재되어 있는 경우까지 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 반사형 액정표시장치는 블랙을 표시하기 위한 구성 및 제어방법을 중심으로 설명한다. 따라서, 박막트랜지스터 및 구동 회로부에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콜레스테릭 액정을 사용하는 반사형 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치는 상부기판(100), 상부기판과 대향하는 하부기판(200), 및 상기 상부기판(100) 및 하부기판(200) 사이에 형성된 액정층(300)을 포함한다.
한편, 도시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 액정표시장치는 액티브 매트릭스 또는 패시브 매트릭스 형태로 구성될 수 있다.
상부기판(100)은 제 1기판(110), 공통전극(120), 위상지연판(130), 및 편광판(140)을 포함한다.
제 1기판(110)은 투명한 유리 또는 플라스틱 재질로 형성된다.
공통전극(120)은 투명한 도전물질로 구성되고 상기 제 1기판(110) 하에 형성된다. 투명 도전물질의 예로는, 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide, ITO), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide, IZO), 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(Aluminium doped Zinc Oxide, ZAO) 등을 들 수 있다.
공통전극(120)은 화소전극(230)과 함께 전계를 형성하여 액정층(300)의 액정 배열을 조절한다.
공통전극(120) 및 화소전극(230)의 형태는 판(plate)형뿐 아니라 다양하게 변형될 수 있다.
위상지연판(130)은 상기 제 1기판(110) 상에 형성되며, 선편광을 원편광으로 변화시킨다. 이때, 위상지연판(130)은 λ/4의 위상차를 갖도록 하는 필름을 사용할 수 있다.
편광판(140)은 상기 위상지연판(130) 상에 형성되며, 입사광을 특정한 방향으로 편광시킨다. 이때 편광판(140)의 광축은 상기 위상지연판(130)의 광축과 45도를 이루도록 할 수 있다.
하부기판(200)은 제 2기판(210), 반사판(220), 및 화소전극(230)을 포함한다.
반사판(220)은 제 2기판(210) 상에 형성되며, 빛을 반사하는 물질로 구성된다.
화소전극(230)은 상기 반사판(220) 상에 형성되며, 공통전극(120)과 함께 전계를 형성하여 액정층(300)의 액정 배열을 조절한다.
한편, 도시하지 않았지만 제 2기판(210) 상에는 일 방향으로 형성된 데이터 배선, 상기 데이터 배선과 직교하여 형성된 게이트 배선, 상기 데이터 배선과 게이트 배선의 교차영역에 형성된 박막 트랜지스터, 및 화소영역이 포함될 수 있다.
액정층(300)은 상기 상부기판(100) 및 하부기판(200) 사이에 형성된다. 상기 액정층(300)은 다수의 액정 분자들을 포함하는데, 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치에는 콜레스테릭 액정(cholestertic liquid crystal, CLC)이 사용될 수 있다.
콜레스테릭 액정은 네마틱 액정(nematic liguid crystal)에 주기적인 나선구조를 유도하는 카이랄 성분(chiral dopant)을 더해 형성된다.
콜레스테릭 액정은 나선의 꼬인 방향과 반복구조의 피치(pitch)에 따라 빛을 선택적으로 반사하는 특성을 갖는다. 이때 반사되는 빛의 파장은 액정의 평균 굴절률과 콜레스테릭 액정의 피치의 곱으로 표현된다.
상기 콜레스테릭 액정은 플레너 상에서 상기 제 1기판(110)을 통해 입사되는 광 중 특정한 파장의 빛을 반사시킨다. 이때 특정 파장은 상기 콜레스테릭 액정의 나선 구조에서 나선 피치(helical pitch)에 따라 결정된다.
즉, 상기 나선 피치를 조절하면 반사되는 광의 파장을 결정할 수 있으므로, 상기 콜레스테릭 액정의 나선 피치를 조절하여 반사되는 색상을 조절할 수 있다.
상기 콜레스테릭 액정의 나선 피치는 상기 카이랄 도펀트의 농도에 의해 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 콜레스테릭 액정에 포함되는 카이랄 도펀트의 농도를 적절히 조절하면, 적색광, 녹색광 및 청색광을 반사하는 특성을 갖는 콜레스테릭 액정을 얻을 수 있다. 이와 같이, 상기 콜레스테릭 액정을 이용하면, 별도의 컬러필터 없이도 자체적으로 특정 색상을 표현할 수 있다.
한편, 상기 콜레스테릭 액정은 나선형으로 꼬인 방향을 기준으로 좌선형(levorotatory twisted) 콜레스테릭 액정과 우선형(dextrorotatory twisted) 콜레스테릭 액정으로 구분된다.
상기 좌선형 콜레스테릭 액정은 나선 구조의 회전축을 기준으로 반시계방향으로 회전되는 구조를 가지고, 상기 우선형 콜레스테릭 액정은 나선 구조의 회전축을 기준으로 시계방향으로 회전되는 구조를 갖는다.
상기 좌선형 또는 우선형 콜레스테릭 액정은 특정 방향의 원평광만을 반사한다. 예를 들어, 상기 좌선형 콜레스테릭 액정은 좌원편광은 투과시키고 특정 파장대역의 우원편광을 반사한다. 반면에, 상기 우선형 콜레스테릭 액정은 우원편광은 투과시키고 특정 파장대역의 좌원편광을 반사한다.
한편, 상기 액정층(300)에 인가되는 전기장에 의해 상기 콜레스테릭 액정들의 텍스쳐를 형성하는 상태는, 일반적으로, 플래너(planar), 포컬 코닉(focal conic) 및 호메오트로픽(homeotropic) 상태의 세 가지로 구분된다.
플래너 상태는 상기 콜레스테릭 액정의 나선축이 기판, 예컨대, 제 1기판(110)과 실질적으로 수직하게 배열된 상태를 의미하고, 포컬 코닉 상태는 상기 콜레스테릭 액정의 나선축이 상기 제 1기판(110)과 실질적으로 평행하게 배열된 상태를 의미한다.
예를 들어, 플래너 상태의 콜레스테릭 액정에 전압을 인가하면 상기 제 1기판(110)에 수직이었던 나선축이 상기 제 1기판(110)과 평행한 상태로 변화하여, 상기 콜레스테릭 액정들의 텍스쳐는 포컬 코닉 상태가 된다.
상기 포컬 코닉 상태의 콜레스테릭 액정에 더 큰 전압을 인가하면, 상기 나선 구조가 풀어져(untwisted) 상기 액정분자들이 전기장 방향으로 배열되는 호메오트로픽 상태가 된다. 이 경우, 전기장을 서서히 제거하면 포컬 코닉 상태로 되돌아 갈 수 있고, 상기 전기장을 급격히 제거하면 플래너 상태가 될 수 있다.
상기 콜레스테릭 액정의 텍스쳐 상태와 반사율과의 상관 관계를 실험적으로 측정하면, 플래너 상태에서 콜레스테릭 액정의 반사율은 약 30%이고, 포컬 코닉 상태에서 콜레스테릭 액정의 반사율은 약 3% 내지 약 4%이었다.
또한, 호메오트로픽 상태에서 콜레스테릭 액정의 반사율은 약 0.5% 내지 약 0.75%이었다.
명암비를 증가시키기 위해서 반사율을 낮추어야 한다. 따라서, 명암비를 증가시키기 위해서는, 블랙을 표시하는 상태에서 상기 콜레스테릭 액정의 텍스쳐 상태는 호메오트로픽 상태인 것이 바람직하다.
이하, 도 3을 참조하여 호메오트로픽 상에서 블랙을 표시하는 방법 등 블랙과 화이트의 표시를 위한 액정표시장치의 제어방법에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치에서 블랙과 화이트를 표시하는 제어방법을 도시한 단면도이다.
도 3a는 호메오트로픽 상에서 블랙을 표시하는 방법에 대한 단면도이다.
먼저, 제 1선편광(L1)은 외부에서 입사된 입사광이 편광판(140)을 지난 후의 광이며, 편광판(140)을 통과한 후 특정한 방향으로 편광된 선편광이 된다.
다음, 제 1원편광(L2)은 제 1선편광(L1)이 위상지연판(130)을 지난 후의 광이며, 위상지연판(130)을 지나면서 선편광이 원편광으로 변화된다.
상기 위상지연판(130)은 선편광을 원편광으로 변화시키며, λ/4의 위상차를 갖도록 하고, 상기 위상지연판(130)과 상기 편광판(140)의 축의 각도가 45도가 되도록 한다.
다음, 제 2원편광(L3)은 제 1원편광(L2)이 액정층(300)을 지나 반사판(220)에서 반사되어 다시 액정층(300), 위상지연판(130)을 지난 후의 광이다.
이때, 공통전극(120) 및 화소전극(230)을 통하여 콜레스테릭 액정에 강한 전기장을 형성하면, 콜레스테릭 액정의 액정분자들이 전기장을 따라 정렬하면서 모든 파장대역의 입사광을 투과할 수 있는 이른바 호메오트로픽(Homeotropic) 모드로 전이하게 된다.
이와 같은 호메오트로픽 상에서는 액정표시장치는 광학적으로 투명 매질처럼 작용하게 된다.
제 2원편광(L3)는 호메오트로픽 상으로 배열한 액정층(300)을 통과하여 반사판(220)에서 반사되어 다시 액정층(300)으로 입사하게 되는데, 호메오트로픽 상을 통과한 빛의 편광성분은 변하지 않는다.
액정층(300)을 통과한 제 2원편광(L3)은 위상지연판(130)을 지난다. 위상지연판(130)을 지난 제 2원편광(L3)은 원편광에서 선편광으로 변화한다. 이때, 제 2원편광(L3)은 제 1선편광(L1)과 90도 틀어져 있는 선편광이 되므로, 편광판(140)을 통과하지 못한다.
따라서, 제 2원편광(L3)은 편광판(140)에서 차단되고 외부로 나가지 못하므로 액정표시장치는 블랙을 표현하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 블랙을 표현함으로서 명암비(contrast ratio)를 증가시키는 효과가 있다.
도 3b는 포컬 코닉 상에서 화이트를 표시하는 방법에 대한 단면도이다.
먼저, 제 4선편광(L4)은 외부에서 입사된 입사광이 편광판(140)을 지난 후의 광이며, 편광판(140)을 통과한 후 특정한 방향으로 편광된 선편광이 된다.
다음, 제 5원편광(L5)은 제 4선편광(L4)이 위상지연판(130)을 지난 후의 광이며, 위상지연판(130)을 지나면서 선편광이 원편광으로 변화된다.
다음, 제 6원편광(L6)은 제 5원편광(L5)이 액정층(300)을 지나 반사판(220)에서 반사되어 다시 액정층(300), 위상지연판(130)을 지난 후의 광이다.
제 6원편광(L6)는 포컬 코닉 상으로 배열한 액정층(300)을 통과하여 반사판(220)에서 반사되어 다시 액정층(300)으로 입사하게 된다.
포컬 코닉 상은 빛을 산란시키므로 포컬 코닉 상을 통과한 빛의 편광성분은 제거된다.
그 후 제 6원편광(L6)은 위상지연판(130)을 지난다. 위상지연판(130)을 지난 제 6원편광(L6)은 원편광에서 선편광으로 변화한다. 이때 선편광으로 변환 제 6원편광(L6)은 특정방향으로 편광되어 있지 아니한바, 편광판(140)을 통과한다.
따라서, 제 6원편광(L6)은 편광판(140)에서 차단되지 않고 외부로 나가므로 액정표시장치는 화이트를 표현할 수 있다.
도 3c는 플레너 상에서 블랙을 표시하는 방법에 대한 단면도이다.
먼저, 제 7선편광(L7)은 외부에서 입사된 입사광이 편광판(140)을 지난 후의 광이며, 편광판(140)을 통과한 후 특정한 방향으로 편광된 선편광이 된다.
다음, 제 8원편광(L8)은 제 7선편광(L7)이 위상지연판(130)을 지난 후의 광이며, 위상지연판(130)을 지나면서 선편광이 원편광으로 변화된다.
상기 위상지연판(130)은 선편광을 원편광으로 변화시키며, λ/4의 위상차를 갖도록 하고, 상기 위상지연판(130)과 상기 편광판(140)의 축의 각도가 45도가 되도록 한다.
다음, 제 9원편광(L9)은 제 8원편광(L8)이 액정층(300)을 지나 반사판(220)에서 반사되어 다시 액정층(300), 위상지연판(130)을 지난 후의 광이다.
제 9원편광(L9)는 플레너 상으로 배열한 액정층(300)을 통과하여 반사판(220)에서 반사되어 다시 액정층(300)으로 입사하게 되는데, 플레너 상을 통과한 빛의 편광성분은 변하지 않는다.
그 후 제 9원편광(L9)은 위상지연판(130)을 지난다. 위상지연판(130)을 지난 제 9원편광(L9)은 원편광에서 선편광으로 변화한다. 이때 선편광으로 변환 제 9원편광(L9)은 제 7선편광(L7)과 90도 틀어져 있는 선편광이 되므로, 편광판(140)을 통과하지 못한다.
따라서, 제 9원편광(L9)은 편광판(140)에서 차단되고 외부로 나가지 못하므로 액정표시장치는 블랙을 표현하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 블랙을 표현함으로서 명암비(contrast ratio)를 증가시키는 효과가 있다.
다만, 콜레스테릭 액정은 층상 구조를 취하고 있는 플레너(Planar) 상에서 그 액정분자들이 각 층마다 일정한 방향으로 정렬되어 있다. 이러한 액정분자의 배열 방향은 층이 바뀜에 따라 그 배열 방향이 일정하게 바뀌는 이른바 나선형(Helical) 분자 배열 구조를 갖는다.
이와 같은 분자 배열로 인하여 콜레스테릭 액정은 분자 나선의 축을 따라서 일정한 주기로 굴절률이 바뀌는 이른바 광자 결정(Photonic Crystal)과 같은 특정을 보이게 된다. 광자 결정 구조를 갖는 콜레스테릭 액정은 가시광대역의 입사광 중 특정 파장대역의 입사광만을 강하게 반사하는 특성을 갖는다.
따라서, 호메오트로픽 상과 달리 플레너 상에서는 콜레스테릭 액정에서 반사된 빛에 의해 호메오트로픽 상에서의 블랙보다 밝은 톤의 블랙이 표현될 수 있다.
한편, 일 실시예에서, 소정의 특성을 갖는 콜레스테릭 액정이 특정 공간을 차지할 수 있도록 하기 위해서, 상기 액정층(300)이 격벽에 의해 공간적으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 좌선형 콜레스테릭 액정 및 우선형 콜레스테릭 액정이 교호적으로(alternately) 배치되도록 하기 위해, 상기 액정층(300)은 격벽에 의해 공간적으로 분할될 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치의 제조방법을 도시한 공정단면도이다.
먼저, 도 4a에서 알 수 있듯이, 하부기판(200)은 제 2기판(210), 반사판(220), 및 화소전극(230)을 포함한다.
반사판(220)은 제 2기판(210) 상에 형성되며, 빛을 반사하는 물질로 구성된다.
화소전극(230)은 상기 반사판(220) 상에 투명한 도전물질을 사용하여 형성되며, 공통전극(120)과 함께 전계를 형성하여 액정층(300)의 액정 배열을 조절한다.
투명 도전물질의 예로는, 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide, ITO), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide, IZO), 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(Aluminium doped Zinc Oxide, ZAO) 등을 들 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 액정표시장치는 상술한 바와 같이 액티브 매트릭스 또는 패시브 매트릭스 형태로 형성될 수 있다.
도시하지 않았지만, 예를 들어 액티브 매트릭스 형태의 액정표시장치는 제 2기판(210) 상에 일 방향으로 형성된 데이터 배선, 상기 데이터 배선과 직교하여 형성된 게이트 배선, 상기 데이터 배선과 게이트 배선의 교차영역에 형성된 박막 트랜지스터, 및 화소영역이 포함될 수 있다.
다음, 도 4b에서 알 수 있듯이, 상부기판(100)은 제 1기판(110), 공통전극(120), 위상지연판(130), 및 편광판(140)을 포함한다.
제 1기판(110)은 투명한 유리 또는 플라스틱 재질로 형성된다.
공통전극(120)은 투명한 도전물질로 구성되고 상기 제 1기판(110) 하에 형성된다. 투명 도전물질의 예로는, 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide, ITO), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide, IZO), 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(Aluminium doped Zinc Oxide, ZAO) 등을 들 수 있다.
공통전극(120)은 화소전극(230)과 함께 전계를 형성하여 액정층(300)의 액정 배열을 조절한다.
공통전극(120) 및 화소전극(230)의 형태는 판(plate)형뿐 아니라 다양하게 변형될 수 있다.
위상지연판(130)은 상기 제 1기판(110) 상에 형성되며, 선편광을 원편광으로 변화시킨다. 이때, 위상지연판(130)은 λ/4의 위상차를 갖도록 하는 필름을 사용할 수 있다.
편광판(140)은 상기 위상지연판(130) 상에 형성되며, 입사광을 특정한 방향으로 편광시킨다. 이때 편광판(140)의 광축은 상기 위상지연판(130)의 광축과 45도를 이루도록 할 수 있다.
다음, 도 4c에서 알 수 있듯이, 상부기판(100) 및 하부기판(200)을 합착하고 액정을 주입하여 액정층(300)을 형성한다.
상기 액정층(300)을 사이에 두고 상기 상부기판(100) 및 하부기판(200)을 합착하는 공정은 진공주입법 또는 액정적하법을 이용하여 수행할 수 있다.
상기 액정층(300)은 다수의 액정 분자들을 포함하는데, 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치에는 콜레스테릭 액정(cholestertic liquid crystal, CLC)이 사용될 수 있다.
콜레스테릭 액정은 네마틱 액정(nematic liguid crystal)에 주기적인 나선구조를 유도하는 카이랄 성분(chiral dopant)을 더해 형성된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 구성을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 - 상부기판 110 - 제 1기판
120 - 공통전극 130 - 위상지연판
140 - 편광판 200 - 하부기판
210 - 제 2기판 220 - 반사판
230 - 화소전극

Claims (10)

  1. 제 1기판 및 제 2기판 사이에 형성된 콜레스테릭 액정(Cholesteric Liquid Crystal : CLC)층;
    상기 제 2기판 상에 형성되어 빛을 반사하는 반사판;
    상기 제 1기판 상에 형성되어 선편광을 원편광으로 변화시키는 위상지연판; 및
    상기 위상지연판 상에 형성되는 편광판을 포함하고,
    상기 콜레스테릭 액정층은 격벽에 의해 좌선형 콜레스테릭 액정 및 우선형 콜레스테릭 액정으로 분할되고, 상기 콜레스테릭 액정층에 형성되는 전계에 의해 플레너 상, 호메오트로픽 상, 또는 포컬코닉 상으로 변환되며,
    상기 플레너 상, 및 상기 호메오트로픽 상에서 블랙을 표현하고,
    상기 포컬코닉 상에서 화이트를 표현하며,
    상기 플레너 상에서의 블랙은 상기 호메오트로픽 상에서의 블랙보다 밝은 톤을 가지는, 반사형 액정표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 위상지연판과 상기 편광판의 축의 각도는 45도인, 반사형 액정표시장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 위상지연판은 선편광을 원편광으로 변화시키며, λ/4의 위상차를 갖는, 반사형 액정표시장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1기판 하에 형성된 공통전극을 포함하는, 반사형 액정표시장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2기판 상에 형성된 화소전극을 포함하는, 반사형 액정표시장치.
  6. 입사광이 편광판을 지나도록하여 특정한 방향으로 편광된 제 1선편광으로 변화시키는 단계;
    상기 제 1선편광이 위상지연판을 지나도록하여 제 1원편광으로 변화시키는 단계;
    상기 제 1원편광이, 제 1기판 및 제 2기판 사이에, 격벽을 좌우로 좌선형 콜레스테릭 액정 및 우선형 콜레스테릭 액정으로 분할되어 형성된 콜레스테릭 액정(Cholesteric Liquid Crystal : CLC)층을 지나도록 하는 단계;
    상기 콜레스테릭 액정층을 통과한 제 1원편광이 반사판에서 반사되도록 하는 단계;
    반사된 상기 제 1원편광이 상기 콜레스테릭 액정층을 지나도록 하는 단계; 및
    상기 콜레스테릭 액정층을 통과한 제 1원편광이 상기 위상지연판을 지나도록 하여 제 2선편광으로 변화시키는 단계를 포함하고,
    공통전극 및 화소전극에 인가되는 전압을 제어하여 상기 콜레스테릭 액정층에 전계를 형성하여, 상기 콜레스테릭 액정층을 플레너 상, 호메오트로픽 상 또는 포컬코닉 상으로 변화시키고, 상기 플레너 상 또는 상기 호메오트로픽 상에서 상기 제 2선편광이 상기 제 1선편광과 90도 틀어진 상태가 되도록 하여 상기 편광판을 빠져나가지 못하게 하여 블랙(Black)을 표현하거나, 상기 포컬코닉 상에서 상기 제 1원편광을 산란시켜 상기 제 2선편광이 상기 편광판을 투과할 수 있도록 하여 화이트(White)를 표현하며, 상기 플레너 상에서의 블랙은 상기 호메오트로픽 상에서의 블랙보다 밝은 톤을 가지는, 반사형 액정표시장치 제어방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 위상지연판은 상기 제 1선편광을 상기 제 1원편광으로 변화시키며, 상기 제 1선편광 및 상기 제 1원편광이 λ/4의 위상차를 갖도록 하는, 반사형 액정표시장치 제어방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 위상지연판과 상기 편광판의 축의 각도가 45도가 되도록 하는, 반사형 액정표시장치 제어방법.
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