KR19990048948A - 반사형 광시야각 액정 표시 장치 - Google Patents

반사형 광시야각 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

반사형 액정 표시 장치에 있어서, 수직 배향막이 도포된 상부 기판과 편광판 사이에 사반파장판을 배치하고, 상면에 수직 배향막이 도포된 하부 기판 후면/전면에 반사판을 배치한다. 전압 무인가시에는 사반파장판, 반사판에 의해 다크 상태를 이루고 전압 인가시에는 사반파장판, 반사판 및 액정층에 의해 화이트 상태를 구현한다. 또한 전압 인가시 액정층에 2이상의 도메인이 형성된다. 따라서 광학적 보상 필름의 채용 없이 완전한 다크와 화이트 상태를 구현하여 콘스트라스트비를 증가시키며 좌우 시야각을 향상시킨다.

Description

반사형 광시야각 액정 표시 장치
본 발명은 액정 표시 장치의 기술에 관한 것으로, 특히, 사반파장판과 반사판을 구비하여 광시야각을 실현하는 반사형 액정 표시 장치에 관한 것이다.
반사형 트위스티드 네마틱(twisted nematic) 모드 액정 표시 장치는 시야각이 협소하다. 또한, 반사형 하이브리드 얼라인드 네미틱(hybrid aligned nematic) 모드 액정 표시 장치는 전 색(full color)의 구현이 가능하며, 낮은 구동 전압 및 빠른 응답 속도를 가지고 있다. 그러나 반사형 하이브리드 얼라인드 네마틱 모드 액정 표시 장치는 액정의 복굴절 효과만을 이용하기 때문에, 보는 방향에 따라 계조 반전이 쉽게 발생한다. 이로 인해 콘스트라스트가 저하된다.
한편, 계조 반전을 해결하기 위해 액정 표시 장치의 기판과 편광판 사이에 광학적 보상 필름을 설치한다. 그러나, 광학적 보상 필름은 사용되는 액정층의 액정의 형태에 따라 달라진다. 즉, 사용하는 액정의 굴절 이방성이 광학적 보상 필름에 의해 등방성이 되어야 한다. 구체적으로, 액정이 로드형이면 광학적 보상 필름을 구성하는 액정은 디스크형이어야 하며, 액정이 디스크형이면 광학적 보상 필름의 액정은 로드형이어야 한다. 따라서, 액정 표시 장치에 적용할 때 광학적 보상 필름의 제작이 어렵다.
따라서, 본 발명의 목적은, 광학적 보상 필름 없이, 계조 반전의 문제를 해결하면서 광시야각을 갖는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
도 1a는 본 발명의 제 1실시예에 따른 액정 표시 장치의 오프 상태를 나타내는 단면도.
도 1b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 온 상태를 나타내는 단면도.
도 2a는 도 1a의 동작 원리를 보여주는 사시도.
도 2b는 도 1b의 동작 원리를 보여주는 사시도.
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 도 2a를 설명하는 편광 상태를 나타내는 도면.
도 4a, 4b, 4c 및 도 4d는 도 2b를 설명하는 편광 상태를 나타내는 도면.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치로서,
도 5a는 액정 표시 장치의 카운터 전극의 구조를 나타내고,
도 5b는 도 5a의 카운터 전극을 채용한 액정 표시 장치의 단면도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 표시 장치로서,
도 6a는 액정 표시 장치의 화소 전극의 구조를 나타내고,
도 6b는 도 6a의 화소 전극을 채용한 액정 표시 장치의 단면도.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정 표시 장치로서,
도 7a는 액정 표시 장치의 카운터 전극의 구조를 나타내고,
도 7b는 도 7a의 카운터 전극을 채용한 액정 표시 장치의 단면도.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 액정 표시 장치로서,
도 8a는 액정 표시 장치의 화소 전극의 구조를 나타내고,
도 8b는 도 8a의 화소 전극을 채용한 액정 표시 장치의 단면도.
도 9는 본 발명의 제 6 실시예의 액정층 하부의 단면도.
도 10은 본 발명의 제 7 실시예의 액정층 하부의 단면도.
도 11은 본 발명의 제 8 실시예의 액정층 하부의 단면도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
11, 21, 31, 51, 61, 81, 91, 101: 하부 기판
12, 22, 32, 52, 62: 상부 기판 14, 24, 34, 54, 64, 89:카운터 전극
13, 23, 33, 53, 63, 88, 98, 108: 화소 전극
18, 28, 38, 58, 68: 편광판 17, 27, 37, 57, 67: 사반파장판
16, 26, 36, 56, 66, 86, 96, 106: 반사판
19, 20, 29, 30, 39, 40, 59, 60, 69, 70, 90, 99, 109: 수직 배향막
87, 97, 107: 평탄화용 광투과층
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 수직 배향막이 도포된 상부 기판과 편광판 사이에 사반파장판을 배치하고, 상면에 수직 배향막이 도포된 하부 기판 후면 또는 전면에 반사판을 배치한다. 따라서, 전압 무인가시 편광판을 통과한 빛은 오른쪽(또는 왼쪽)으로 선편광된 상태이며, 선편광된 빛은 사반파장판을 통해 왼쪽(또는 오른쪽) 방향으로 원편광되고, 원편광된 빛은 반사판에 의해 오른쪽(또는 왼쪽) 방향으로 원편광된다. 다음, 광은 다시 사반파장판을 통과하면서 왼쪽(또는 오른쪽)으로 선편광된다. 따라서, 편광판을 통과한 광의 축이 사반파장판을 통과해서 편광판으로 입사하는 광의 축에 대해 수직이므로, 다크 상태가 된다. 반면, 전압 인가시에는 편광판을 통과한 빛은 오른쪽(또는 왼쪽)으로 선편광된 상태이며, 선편광된 빛은 사반파장판을 통해 왼쪽(또는 오른쪽) 방향으로 원편광되고, 원편광된 빛은 트위스티드 네마틱 액정층을 통과하면서 왼쪽(또는 오른쪽)으로 선편광되며, 반사판에 의해 오른쪽(또는 왼쪽) 방향으로 선편광된다. 다음, 빛은 다시 액정층을 통과하면서, 왼쪽(또는 오른쪽) 방향으로 원편광되며 다시 사반파장판을 통과하면서 오른쪽(또는 왼쪽)으로 선편광된다. 따라서, 편광판을 통해 입사된 광의 축과 사반파장판을 통과해서 편광판으로 입사하는 광의 축이 평행하므로, 광은 편광판을 통과하여 화이트 상태가 된다.
본 발명의 일견지에 따른 제 1 실시예에 의하면, 반사형 액정 표시 장치는 제 1 기판, 제 1 기판과 대향하며 소정 거리 이격된 제 2 기판, 제 1 기판 대향면과 제 2 기판 대향면 사이에 형성된 액정층, 제 1 기판의 비대향면에 형성된 편광판, 제 1 기판의 비대향면 및 편광판 사이에 형성된 사반파장판, 및 제 2 기판의 비대향면에 형성된 반사판을 구비한다.
본 발명의 일견지에 따른 제 2 실시예의 액정 표시 장치는 상기 제 1 실시예의 액정 표시 장치에 화소 전극, 카운터 전극 및 제 1 및 제 2 수직 배향막을 더 구비한다. 화소 전극이 제 2 기판의 대향면 및 액정층의 사이에 형성되고, 카운터 전극이 화소 전극과 동일한 평면에서 화소 전극으로부터 소정 거리 이격된다. 제 1 수직 배향막이 제 1 기판의 비대향면과 액정층 사이에 형성되고 제 2 수직 배향막이 화소 전극과 카운터 전극과 액정층 사이에 형성되어 화소 전극과 카운터 전극이 형성된 제 2 기판을 덮는다.
본 발명의 일견지에 따른 제 3 실시예의 액정 표시 장치는, 상기 제 1 실시예의 액정 표시 장치에 화소 전극, 카운터 전극 및 제 1 및 제 2 수직 배향막을 더 구비한다. 카운터 전극은 제 1 기판의 대향면과 액정층 사이에 형성되고 화소 전극은 제 2 기판의 대향면과 액정층 사이에 형성된다. 제 1 수직 배향막이 카운터 전극과 액정층 사이에 형성되어 카운터 전극이 형성된 제 1 기판 대향면 전면을 덮으며 제 2 수직 배향막이 화소 전극과 액정층 사이에 형성되어 화소 전극이 형성된 제 2 기판 대향면 전면을 덮는다. 여기서, 화소 전극과 카운터 전극 중의 하나가 적어도 하나의 슬릿을 포함한다.
본 발명의 일견지에 따른 제 4 실시예의 액정 표시 장치는, 상기 제 1 실시예의 액정 표시 장치에 화소 전극, 카운터 전극 및 제 1 및 제 2 수직 배향막을 더 구비한다. 액정 표시 장치는 제 1 기판, 제 1 기판과 대향하며 소정 거리 이격된 제 2기판, 제 1 기판 대향면과 제 2 기판 대향면 사이에 형성된 액정층, 제 1 기판의 비대향면에 형성된 편광판, 제 1 기판의 비대향면 및 편광판 사이에 형성된 사반파장판, 및 제 2 기판의 대향면에 형성된 반사판을 구비한다.
본 발명의 일견지에 따른 제 5실시예의 액정 표시 장치는, 상기 제 4 실시예의 액정 표시 장치에 반사판 상에 형성된 광투과층, 광투과층과 액정층의 사이에 형성된 화소 전극, 화소 전극과 동일한 평면에서 화소 전극으로부터 소정 거리 이격된 카운터 전극, 제 1 기판의 대향면과 액정층 사이에 형성된 제 1 수직 배향막 및 화소 전극과 카운터 전극과 액정층 사이에 형성되어 화소 전극과 카운터 전극이 형성된 광투과층 전면을 덮는 제 2 수직 배향막을 더 구비한다.
본 발명의 일견지에 따른 제 6 실시예의 액정 표시 장치는, 상기 제 4 실시예의 액정 표시 장치에 제 1 기판의 대향면과 액정층 사이에 형성된 카운터 전극, 반사판 상면에 형성된 평탄화용 광투과층, 평탄화용 광투과층 상면에 형성된 화소 전극, 카운터 전극과 액정층 사이에 형성되어 카운터 전극이 형성된 제 1 기판의 대향면 전면을 덮는 제 1 수직 배향막 및 화소 전극과 액정층 사이에 형성되어 화소 전극이 형성된 광투과층 전면을 덮는 제 2 수직 배향막을 더 구비한다.
본 발명의 일견지에 따른 제 7 실시예 액정 표시에 있어서, 화소 전극과 카운터 전극 중의 하나가 적어도 하나 이상의 슬릿을 포함한다.
한편, 어느 실시예에서나 액정층의 액정은 양 또는 음의 유전 이방성을 나타낼 수있다. 양의 유전 이방성인 경우 액정 분자들의 장축이 전계를 따라 배열되고 음의 유전 이방성인 경우 액정 분자들의 단축이 전계를 따라 배열되는 점만 다르다.
전압 무인가시에는 사반파장판, 반사판에 의해 다크 상태를 이루고 전압 인가시에는 사반파장판, 반사판 및 액정층에 의해 화이트 상태를 구현한다. 또한 전압 인가시 액정층에 2이상의 도메인이 형성된다. 따라서 광학적 보상 필름의 채용 없이 완전한 다크와 화이트 상태를 구현하여 콘스트라스트비를 증가시키며 죄우 시야각을 향상시킨다. 또한, 수직 배향막의 러빙 처리에 의해 액정 표시 장치의 응압 속도가 증가한다.
[실시예]
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
제 1 실시예
도 1a 및 도 1b에서, 반사형 액정 표시 장치는 하부 기판(11), 하부 기판에 대향하는 상부 기판(12), 하부 기판(11) 상면에 스트라이프 상으로 형성된 화소 전극(13), 상기 화소 전극(13)과 동일 평면에서 상기 화소 전극(13)으로부터 소정 거리 이격된 카운터 전극(14), 상부 기판 상면에 도포된 제 1 수직 배향막(19), 화소 전극(13) 및 카운터 전극(14)이 형성된 하부 기판 상면을 덮는 제 2 수직 배향막(20), 및 상기 제 1 및 제 2 수직 배향막 사이에 형성된 액정층(15)을 구비한다. 또한, 반사형 액정 표시 장치는 하부 기판(11) 후면에 배치된 반사판(16), 상부 기판 후면에 배치된 편광판(18) 및 상부 기판(12)과 편광판(18) 사이에 배치된 사반파장판(17)을 더 구비한다. 액정층(15)에는 양의 유전 이방성을 가진 액정을 사용하였다. 편광판의 편광축은 전기장의 방향과 45도를 형성한다. 사반파장판(17)의 축이 편광판(18)의 투과축과 45도를 이룬다.
전압 무인가시에는 도 1a 및 도 2a에 나타난 바와 같이, 수직 배향막(19, 20)의 영향에 의해 액정층의 모든 액정들의 장축이 상부 기판(12) 및 하부 기판(11)면에 수직으로 배열된다. 편광되지 않은 광원 중 일정 방향의 성분만 편광판(18)을 통과한다. 그런데 편광판(18)의 축이 전계의 방향과 45도를 형성하므로 광투과가 최대가 된다. 한편, 도 3a와 같이 편광판(18)을 통과한 광의 수평 성분의 크기와 수직 성분의 크기가 같다고 하고, 편광된 광의 진행 방향을 Z축으로 정하고 편광판을 통과한 광이 오른쪽 선편광이라 정하며 투과 광의 x 성분의 위상이 y성분의 위상보다 빠르다고 가정하자. 사반파장판(17)이 정상 경로와 이상 경로에서 1주기의 1/4만큼의 위상 즉 90도의 위상차를 발생시키므로, 오른쪽 선형 편광된 광이 사반파장판(17)을 통과하면, 도 3b와 같이 왼쪽 원편광(left circularly polarized)된다. 액정층(15)의 모든 액정(15a)들이 Z방향으로 배열되어 있으므로, 사반파장판(17)을 통과한 광은 위상 변화 없이 액정층(15)을 그대로 통과한다. 반사판(16)에서 반사된 광의 진행 방향이 -Z으로 변하므로, 액정층(15)을 통과하여 반사판(16)에 입사하는 광의 x성분(또는 y성분)이 반사판(16)에서 반사된 광의 x성분(또는 y성분)과 180도의 위상차를 가지므로, 도 3c에 나타난 것과 같이, 반사전의 왼쪽 원편광(left circularly polarized)된 광은 오른쪽 원편광(right circularly polarized)된다. 오른쪽 원편광된 광은 다시 액정층(15)을 그대로 통과하고 다시 사반파장판(17)으로 입사한다. 사반파장판(17)을 통과하면서, 사반파장판(17) 통과 전후의 광의 위상이 90도 차이가 나므로 도 3d에 나타난 바와 같이, 왼쪽 선편광된다. 그런데 도 3a에 나타난 선편광은 편광판의 편광축과 일치하고 도 3a의 광축과 도 3d에 나타난 광축이 수직 교차하므로, 사반파장판(17)으로부터 편광판(18)으로 입사하는 광은 편광판(18)을 통과하지 못한다. 따라서 다크 상태를 형성한다.
한편 전압 인가시에는 도 1b 및 도 2b에 나타난 바와 같이, 수직 배향막(19, 20)의 영향에 의해 기판면에 직접 접촉하는 액정들은 전압 무인가시의 상태를 유지한다. 화소 전극(13)과 카운터 전극(14)의 중앙 부분에서는 화소 전극(13)과 카운터 전극(14)에 의한 전계의 수평 성분이 상쇄되고 수직 성분만 남게되어 기판과 접촉하는 부분과 같이 액정들의 장축이 상부 기판(12) 및 하부 기판(11)면에 수직으로 배열된다. 화소 전극(13)과 카운터 전극(14) 사이에 수평 전계(E1)와 타원형의 프린지 전계(E2)가 형성되므로, 전계 E1 및 전계 E2를 따라 액정 분자가 배열된다. 따라서, 기판과 접촉하는 부분을 제외하고 화소 전극과 카운터 전극의 중앙선을 중심으로 좌우 대칭되는 2개의 도메인이 형성된다.
광의 진행에 대해 살펴 보면, 편광되지 않은 광원 중 일정 방향의 성분만 편광판(18)을 통과하여, 도 3a와 같이 입사광은 선편광된다. 사반파장판(17)을 통과하면, 도 3b와 같이 선편광이 왼쪽 원편광(left circularly polarized)으로 변한다. 액정층(15)의 모든 액정(15a)들이 화소 전극(13)과 카운터 전극(14)을 중심으로 좌우 대칭되는 이중 도메인을 형성하고, 제 1수직 배향막에 인접하는 액정과 제 2배향막에 인접하는 액정의 꼬임각이 90도를 형성하므로, 액정층(15)을 통과한 광은 다시 90도의 위상 변화를 일으켜 도 4a에 도시된 것과 같이 왼쪽 선편광된다. 반사판(16)에서 반사된 광은 도 4b에 나타난 것과 같이, 반사전의 왼쪽 선편광이 오른쪽 선편광으로 변경된다. 오른쪽 선편광된 광은 다시 액정층(15)을 통과하면서 다시 90도의 위상 변화를 일으켜 도 4c와 같이 왼쪽 원편광된다. 이후 사반파장판(17)으로 입사한다. 사반파장판(17)을 통과하면서, 사반파장판(17) 통과 전후의 광의 위상이 90도 차이가 나므로 도 4d에 나타난 바와 같이, 오른쪽 선편광된다. 그런데 도 3a에 나타난 선편광은 편광판의 편광축과 일치하고 도 3a의 광축과 도 4d에 나타난 광축이 평행하므로, 사반파장판(17)으로부터 편광판(18)으로 입사하는 광은 편광판(18)을 통과한다. 즉 화이트 상태를 형성한다.
본 실시예의 제조 방법을 설명한다.
상부 기판(12)과 상부 기판(12)과 대향할 하부 기판(11)을 준비한다. 상부 기판의 대향면상에는 제 1 수직 배향막(19)을 도포한다. 하부 기판(11)의 대향면에는 화소 전극(13)과 카운터 전극(14)을 형성한다. 화소 전극(13)과 카운터 전극(14)은 불투명 금속으로 구성된다. 다음 화소 전극(13)과 카운터 전극(14)이 형성된 하부 기판의 대향면 전면에 제 2 수직 배향막(20)을 도포한다. 다음 상부 기판(12)과 하부 기판(11)을 합착한다. 다음, 상부 기판의 비대향면에는 사반 파장판(17)을 부착한다. 이어 사반 파장판(17)에 편광판(18)을 부착한다. 한편, 하부 기판의 비대향면에는 반사판(16)을 부착한다. 이후에 상부 기판과 하부 기판에 의해 형성된 공간에 양의 이방성 유전율을 가지는 액정을 주입하고 밀봉 처리한다.
양의 이방성 유전율을 가지는 액정을 사용하였으나 음의 이방성 유전율을 가지는 액정을 액정층(15)에 주입할 수도 있다.
나아가, 제 1 수직 배향막(19) 및 제 2 수직 배향막(20)을 형성한 후 각각 배향막을 화소 전극의 길이 방향으로 러빙 처리 할 수 있다. 배향막에 별도의 러빙 처리를 하지 않고도 이중의 도메인을 형성할 수 있다. 그런데 수직 배향막에 화소 전극의 길이 방향으로 러빙 처리를 하면, 액정층의 액정 분자들이 모두 하나의 균일한 틸트각을 가지면서 한 방향으로 배열된다. 따라서 러빙 처리를 하지 않을 경우에 비해 응답 속도가 상승한다.
제 2 실시예
도 5a 및 도 5b에서, 상부 기판(22), 하부 기판(21), 화소 전극(23), 카운터 전극(24), 제 1 수직 배향막(29), 제 2 수직 배향막(30), 액정층(25), 반사판(26), 편광판(28) 및 사반파장판(27)은 도 1a 및 도 1b의 상부 기판(12), 하부 기판(11), 화소 전극(13), 카운터 전극(14), 제 1 수직 배향막(19), 제 2 수직 배향막(20), 액정층(15), 반사판(16), 편광판(18) 및 사반파장판(17)에 대응한다. 도 1a 및 도 1b에서는 카운터 전극(14)이 하부 기판(12) 상에 형성되나 본 실시예에서는 카운터 전극(24)이 상부 기판(22) 상에 형성된다. 또한, 카운터 전극(24)은 도 5a에 나타난 것과 같이, 적어도 하나 이상의 사각형의 슬릿(S1)이 내부에 형성된다. 슬릿의 폭(W1)은 슬릿과 슬릿 사이의 폭(W2)보다 작게 설계된다. 화소 전극(23)과 슬릿(S1)을 구비한 카운터 전극(24)이 각각 하부 기판(21)과 상부 기판(22)에 배치되므로 이들 사이에 전계가 형성되고 이와 동시에 카운터 전극의 슬릿을 중심으로 대칭되는 전계가 형성되므로, 이 두 종류의 전계의 합이 최종적으로 E3으로 나타난다. 도 4b에서는 3개의 슬릿을 포함한 카운터 전극이 제시되었으며, 각각의 슬릿을 중심으로 이중 도메인을 형성한다. 또한 전계 E3는 슬릿과 슬릿 사이의 카운터 전극(24b, 24c)의 중앙을 중심으로 대칭이다.
전압 무인가시 및 전압 인가시의 동작 원리는 제 1 실시예와 같다. 즉, 전압 무인가시에는 편광판(28)에 의해 선편광된 광이 사반파장판(27)을 통과하면서 원편광되고 액정층(25)을 통과한다. 다음, 반사판(26)에 의해 광의 진행 방향이 180도 변하여 액정층(25)을 통과한 광은 사반파장판(27)을 통과한 원편광된 광과 반대 방향으로 원편광된다. 또 다시 액정층(25)을 위상 변화없이 통과하고 다시 사반파장판(27)을 통과하면서 선편광된다. 그런데 편광판(28)을 통과한 광과 사반파장판(27)을 통과하여 편광판(28)에 입사하는 광은 양자 선편광 상태이나 그들의 광축이 직교하므로 편광판(28)에 입사하는 광은 편광판(28)을 통과하지 못한다. 전압 인가시에는 편광판(28), 사반파장판(27), 액정층(25), 반사판(26), 액정층(25), 및 사반파장판(27)을 통과하면서 선편광, 원편광, 선편광, 선편광, 원편광 및 선편광된다. 그런데, 전압 무인가시와는 달리 편광판(28)을 통과한 광과 사반파장판(27)을 통해 편광판(28)으로 입사하는 광의 축이 평행하므로, 반사판(26)에 의해 반사된 광이 편광판(28)을 통과한다.
제 1 실시예의 액정 표시 장치의 제조 방법과 유사하며, 다만 상부 기판(22)의 대향면에 카운터 전극(24)을 형성하고 이후 제 1 수직 배향막(29)을 형성하는 점과 하부 기판(21) 상면에 화소 전극(23)만을 형성한 점이 다르다. 또한, 슬릿을 구비한 카운터 전극을 형성하기 위해 제 1 실시예와 다른 마스크 패턴을 사용한다.
제 3 실시예
도 6a 및 도 6b에서, 상부 기판(32), 하부 기판(31), 화소 전극(33), 카운터 전극(34), 제 1 수직 배향막(39), 제 2 수직 배향막(40), 액정층(35), 반사판(36), 편광판(38) 및 사반파장판(37)은 도 1a 및 도 1b의 상부 기판(12), 하부 기판(11), 화소 전극(13), 카운터 전극(14), 제 1 수직 배향막(19), 제 2 수직 배향막(20), 액정층(15), 반사판(16), 편광판(18) 및 사반파장판(17)에 대응한다. 제 2 실시예에서는 카운터 전극에 슬릿을 형성하였으나, 본 실시예에서는 하부 기판(31) 상면에 형성되는 화소 전극(33)이 슬릿(S2)을 포함한다. 슬릿 폭(W3)은 슬릿과 슬릿 사이의 폭(W4)보다 작게 설계된다. 그런데 하부 기판(31)에는 화소 전극(33)을 구동하기 위한 스위칭 장치인 박막 트랜지스터(T1)가 형성되므로, 화소 전극(33)은 데이터 라인(44)과 게이트 라인(41a)에 의해 한정된 영역에서 박막 트랜지스터(T1)가 배치되는 부분을 제외한 영역에 형성된다. 참조 번호 44a는 박막 트랜지스터의 소오스이고 44b는 박막 트랜지스터의 드레인이다.
화소 전극(33)과 카운터 전극(34)에 전압을 인가하면, 전계 E4가 형성된다. 전계 E4는 제 2 실시예의 전계 E3에 대응하는 것으로, 슬릿(S2) 및 화소 전극(33b)의 중앙선을 중심으로 대칭이다.
따라서, 전압 무인가시와 전압 인가시의 본 실시예의 동작은 제 2 실시예와 동일함을 알 수 있다. 이에 본 실시예의 동작 설명은 생략한다.
제조 방법에 있어서, 제 1 실시예의 액정 표시 장치의 제조 방법과 유사하며, 다만 상부 기판(32)의 대향면에 카운터 전극(34)을 형성하고 이후 제 1 수직 배향막(39)을 형성하는 점과 하부 기판(31) 상면에 화소 전극(33)만을 형성한 점이 다르다. 또한, 슬릿을 구비한 화소 전극을 형성하기 위해 제 1 실시예 및 제 2 실시예와다른 마스크 패턴을 사용한다.
제 4 실시예
도 7a 및 도 7b에서, 상부 기판(52), 하부 기판(51), 화소 전극(53), 카운터 전극(54), 제 1 수직 배향막(59), 제 2 수직 배향막(60), 액정층(55), 반사판(56), 편광판(58) 및 사반파장판(57)은 도 1a 및 도 1b의 상부 기판(12), 하부 기판(11), 화소 전극(13), 카운터 전극(14), 제 1 수직 배향막(19), 제 2 수직 배향막(20), 액정층(15), 반사판(16), 편광판(18) 및 사반파장판(17)에 대응한다. 제 2 실시예에서와 같이 카운터 전극(54)은 슬릿(S3)을 구비한다. 다만 제 2 실시예의 슬릿(S1)은 3개로(2개 이상이면 해당됨) 각각이 직사각형으로 인접 슬릿으로부터 소정 거리 이격되어 있으나, 본 실시예의 슬릿(S3)은 1개로 사각형 형태이나, 중앙 부분이 리세스된다. 리세스된 사각형 틀의 중앙부분에는 원형 돌기 전극(54c)과 막대형 전극(54b)이 배치된다. 그러나, 도 7b에 도시된 것과 같이 단면은 제 2 실시예와 같아 전계(E3)와 유사한 전계(E5)가 형성된다. 따라서, 본 실시예의 동작이 제 1 실시예와 동일함을 알 수 있다. 이에 본 실시예에서는 동작 설명은 생략한다.
본 실시예의 제조 방법도 제 2 실시예의 액정 표시 장치의 제조 방법과 유사하며, 다만 카운터 전극(54)을 형성하기 위한 마스크 패턴이 제 2 실시예에서 사용한 카운터 전극(24)용 마스크 패턴과 다른 것을 사용한다.
제 5 실시예
도 8a 및 도 8b에서, 상부 기판(62), 하부 기판(61), 화소 전극(63), 카운터 전극(64), 제 1 수직 배향막(69), 제 2 수직 배향막(70), 액정층(65), 반사판(66), 편광판(68) 및 사반파장판(67)은 도 1a 및 도 1b의 상부 기판(12), 하부 기판(11), 화소 전극(13), 카운터 전극(14), 제 1 수직 배향막(19), 제 2 수직 배향막(20), 액정층(15), 반사판(16), 편광판(18) 및 사반파장판(17)에 대응한다.
제 4 실시예에서는 카운터 전극에 슬릿을 형성하였으나, 본 실시예에서는 하부 기판(61) 상면에 형성되는 화소 전극(63)이 슬릿(S4)을 포함한다. 그런데 하부 기판(61)에는 화소 전극(63)을 구동하기 위한 스위칭 장치인 박막 트랜지스터(T2)가 형성되므로, 화소 전극(63)은 데이터 라인(73)과 게이트 라인(71a)에 의해 한정된 영역에서 박막 트랜지스터(T2)가 배치되는 부분을 제외한 영역에 형성된다. 참조 번호 73a는 박막 트랜지스터의 소오스이고 73b는 박막 트랜지스터의 드레인이다.
화소 전극(63)과 카운터 전극(64)에 전압을 인가하면, 전계 E6이 형성된다. 전계 E6은 제 4 실시예의 전계 E5에 대응하는 것으로, 슬릿(S4) 및 화소 전극(63b)의 중앙선을 중심으로 대칭이다.
따라서, 전압 무인가시와 전압 인가시의 본 실시예의 동작은 제 4 실시예와 동일함을 알 수 있다. 이에 본 실시예의 동작 설명은 생략한다.
본 실시예의 제조 방법도 제 3 실시예의 액정 표시 장치의 제조 방법과 유사하며, 다만 화소 전극(63)을 형성하기 위한 마스크 패턴이 제 3 실시예에서 사용한 화소 전극(33)용 마스크 패턴과 다른 것을 사용한다.
제 6 실시예
도 9는 액정 표시 장치 중 액정층 하부의 단면도를 나타낸 것으로, 액정층 상부 구조는 제 1 실시예의 것과 동일하다. 하부 기판(81) 상면에 반사판(86)을 배치한다. 반사판(86)의 표면은 돌기가 형성되어 있다(도시되지 않음). 따라서, 반사판 상면에 직접 전극과 배향막을 형성하면, 액정의 배열이 수직 배향되지 않으므로, 반사판(86)의 표면을 평탄화해야 한다. 이를 위해, 광투과 성질을 가지는 물질로 구성된 평탄화용 광투과층(87)을 형성한다. 다음 평탄화용 광투과층(87) 상면에 화소 전극(88)과 카운터 전극(89)을 형성한다. 이후 화소 전극(88)과 카운터 전극(89)이 형성된 평탄화용 광투과층(87) 전면에 수직 배향막(90)을 도포한다.
전압 무인가시나 전압 인가시에, 하부 기판(81)이 액정층을 통과해 반사판(86)으로 입사하는 광의 경로에 영향을 주지 않으므로, 제 1실시예와 동일한 동작 특성을 보인다. 따라서, 본 실시예의 동작 설명은 생략한다.
제 7 실시예
도 10은 액정 표시 장치 중 액정층 하부의 단면도를 나타낸 것으로, 액정층 상부 구조는 제 2 및 제 4 실시예의 것과 동일하다. 하부 기판(91) 상면에 반사판(96)을 배치한다. 제 6실시예의 설명과 같이 반사판(96)의 표면은 돌기가 형성되어 있으므로, 반사판(96) 상면에 광투과 성질을 가지는 물질로 구성된 평탄화용 광투과층(97)을 형성한다. 다음 평탄화용 광투과층(97) 상면에 화소 전극(98)을 형성한다. 이후 화소 전극(98)이 형성된 평탄화용 광투과층(97) 전면에 수직 배향막(89)을 도포한다.
본 실시예의 액정 표시 장치의 동작 원리는 제 2 실시예 및 제 4 실시예와 동일하다.
제 8 실시예
도 11도 액정 표시 장치 중 액정층 하부의 단면도를 나타낸 것으로, 액정층 상부 구조는 제 3 및 제 5 실시예의 것과 동일하다. 하부 기판(101) 상면에 반사판(106)을 배치한다. 제 7 실시예의 설명과 같이 반사판(106)의 표면은 돌기가 형성되어 있으므로, 반사판(106) 상면에 광투과 성질을 가지는 물질로 구성된 평탄화용 광투과층(107)을 형성한다. 다음 평탄화용 광투과층(107) 상면에 하나 이상의 슬릿을 가진 화소 전극(108)을 형성한다. 이후 화소 전극(108)이 형성된 평탄화용 광투과층(107) 전면에 수직 배향막(109)을 도포한다.
본 실시예의 액정 표시 장치의 동작 원리는 제 3 실시예 및 제 5 실시예와 동일하다.
제 1 실시예 내지 제 8 실시예에 있어서, 전압 인가시에 액정층의 액정 분자들이 좌우 대칭되는 이중 도메인을 형성하므로 좌우 시야각이 향상된다. 또한, HAN 모드와 광학적 보상 필름을 사용하지 않고 다크 상태와 화이트 상태를 구현하므로, 이들을 사용할 때에 발생하는 액정 표시 장치의 계조 반전 및 광학적 보상 필름 제작의 어려움은 근본적으로 발생하지 않는다.
한편, 본 발명의 액정 표시 장치는 편광판과 상부 기판 사이에 배치된 사반파장판 및 하부 기판 후면에 배치된 반사판 및 전압 인가 여부에 의해 액정층의 꼬임각이 0도 또는 90도를 이룬다는 사실을 이용하여 입사된 광의 위상을 조절함으로써, 다크 상태와 화이트 상태를 구현한다. 따라서, 액정층의 액정의 형태에 의해 다크 상태 또는 화이트 상태가 영향을 받지 않으므로 액정층에 사용되는 액정의 선택이 자유롭다.

Claims (12)

  1. 제 1 기판,
    상기 제 1 기판과 대향하며 소정 거리 이격된 제 2 기판,
    상기 제 1 기판 대향면과 상기 제 2 기판 대향면 사이에 형성된 액정층,
    상기 제 1 기판의 비대향면에 형성된 편광판,
    상기 제 1 기판의 상기 비대향면과 상기 편광판 사이에 형성된 사반파장판, 및
    상기 제 2 기판의 비대향면과 대향면 중 어느 한 면에 형성된 반사판을 구비하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 반사판이 상기 제 2 기판의 비대향면에 형성되고, 상기 제 2 기판의 대향면 및 상기 액정층의 사이에 형성된 화소 전극, 상기 화소 전극과 동일한 평면에서 상기 화소 전극으로부터 소정 거리 이격된 카운터 전극, 상기 제 1 기판의 대향면과 상기 액정층 사이에 형성된 제 1 수직 배향막 및 상기 화소 전극과 상기 카운터 전극과 상기 액정층 사이에 형성되어 상기 화소 전극과 상기 카운터 전극이 형성된 상기 제 2 기판 대향면 전면을 덮는 제 2 수직 배향막을 더 구비하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 반사판이 상기 제 2 기판의 비대향면에 형성되고, 상기 제 1 기판의 대향면과 상기 액정층 사이에 형성된 카운터 전극, 및 상기 제 2 기판의 대향면과 상기 액정층 사이에 형성된 화소 전극, 상기 카운터 전극과 상기 액정층 사이에 형성되어 상기 카운터 전극이 형성된 상기 제 1 기판 대향면 전면을 덮는 제 1 수직 배향막 및 상기 화소 전극과 상기 액정층 사이에 형성되어 상기 화소 전극이 형성된 상기 제 2 기판 대향면 전면을 덮는 제 2 수직 배향막을 더 구비하는 액정 표시 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 액정층의 액정은 양의 유전 이방성을 가지는 액정 표시 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 액정층의 액정은 양의 유전 이방성을 가지는 액정 표시 장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 화소 전극과 상기카운터 전극 중의 하나가 적어도 하나 이상의 슬릿을 포함하는 액정 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 슬릿의 형상이 직사각형인 액정 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서 상기 슬릿의 폭이 상기 슬릿과 슬릿 사이의 폭보다 작은 액정 표시 장치.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 화소 전극과 상기 카운터 전극 중의 하나가 중앙 부분이 리세스된 사각형의 슬릿을 구비하는 액정 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 반사판이 상기 제 2 기판의 대향면에 형성되고, 상기 반사판 상에 형성된 평탄화용 광투과층, 상기 평탄화용 광투과층과 상기 액정층의 사이에 형성된 화소 전극, 상기 화소 전극과 동일한 평면에서 상기 화소 전극으로부터 소정 거리 이격된 카운터 전극, 상기 제 1 기판의 대향면과 상기 액정층 사이에 형성된 제 1 수직 배향막 및 상기 화소 전극과 상기 카운터 전극과 상기 액정층 사이에 형성되어 상기 화소 전극과 카운터 전극이 형성된 상기 평탄화용 광투과층 전면을 덮는 제 2 수직 배향막을 더 구비하는 액정 표시 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 반사판이 상기 제 2 기판의 대향면에 형성되고, 상기 제 1 기판의 대향면과 상기 액정층 사이에 형성된 카운터 전극, 및 상기 반사판 상면에 형성된 평탄화용 광투과층, 상기 평탄화용 광투과층 상면에 형성된 화소 전극, 상기 카운터 전극과 상기 액정층 사이에 형성되어 상기 카운터 전극이 형성된 상기 제 1 기판의 대향면 전면을 덮는 제 1 수직 배향막 및 상기 화소 전극과 상기 액정층 사이에 형성되어 상기 화소 전극이 형성된 상기 광투과층 전면을 덮는 제 2 수직 배향막을 더 구비하는 액정 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 화소 전극과 상기 카운터 전극 중의 하나가 적어도 하나 이상의 슬릿을 포함하는 액정 표시 장치.
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