KR20000075517A - 반사 감쇠기를 구비한 반사 액정 화면(엘.씨.디) - Google Patents

반사 감쇠기를 구비한 반사 액정 화면(엘.씨.디) Download PDF

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Abstract

반사 액정 디스플레이(LCD) 장치는 실리콘 기저의 표면에 걸친 반사 픽셀 전극의 정열을 포함하고, 광전송 영역은 반사 픽셀 전극 사이에 위치된다.네마틱 액정층은 반사 픽셀 전극사이의 광전송 영역과 반사 픽셀 영역 둘 다에 걸쳐 제공된다. 반사 감쇠기는 광 전송 영역과 네마틱 액정층을 통해 장치 밖으로 반사되는 광 전송 영역과 네마틱 수정층을 통해 장치로 들어가는 빛의 비율을 줄이기 위해 제공된다. 하나의 형태로, 반사 감쇠기는 반사율이 낮은 V자형 층으로 제공되는 기저에서의 V자형 그루브이다. 여기에 대체해서, 반사 감쇠기는 LCD 장치가 밝은 상태에 있을 때, 반사 픽셀 전극의 축으로 약 450도 방향으로 정열되는 네마틱 액정층의 모듈을 구비함으로써 제공된다. 세 번째 가능한 것은 단일 장치에다가 앞에서 언급한 특성을 조합하는 것이다. 이러한 방식으로, 광 덮개를 별도로 구비하지 않고서도, 바라보는 방향에서 내부-픽셀 영역으로부터의 광 반사는 감소되고, 명암은 증가된다.

Description

반사 감쇠기를 구비한 반사 액정 화면(엘.씨.디){Reflective liquid crystal display(LCD) device having a reflection reducer}
반사 LCD 장치는 당업자에게 널리 공지된 것이다. 이러한 장치의 예, 특히 활성 매트릭스 장치는 미국 특허 제 4,239,346과 5,056,895에서 기술되고 있다. 다음의 기술을 참조로 하여, 이러한 장치의 일반적인 특성은 널리 알려져 있다고 여겨지며, 따라서 본 발명에서 나타내고자 하는 특성만이 기술될 것이다. 따라서, 간략하게 하기 위해서, 이전에 언급된 특허들을 그대로 참조한다.
종래 기술의 장치에서 빈번하게 발생했던 문제는 활성이나 어두운 상태일때, 픽셀 전극 사이의 광전송 영역 밑에 반사물질이 있어서, 빛이 픽셀 전극 사이의 광 전송 영역에서 반사될 수 있다. 이러한 빛은 비치는 방향으로 반사되고, 디스플레이되는 영상의 명암은 줄어들게 되는데, 이는 밝은 영역이 어두운 상태에 있는 반사 픽셀 사이의 영역에서 만들어지기 때문이다. 이러한 문제는 LCD 장치의 상부 유리층에 있는 광 덮개를 이용하여 해결할 수 있지만, 아래에 놓여있는 내부 픽셀 영역에 정확하게 배치되어야 하므로, 이러한 해결책은 비용이 많이 들고 복잡하며, 광전송 또는 내부 픽셀 영역에서 광 덮개는 매우 정확하게 정열되어야 한다.
따라서, 비싸고, 고 정밀도를 요구하고 복잡한 광 덮개를 사용하지 않으면서LCD 장치의 내부 픽셀 영역에서의 광 반사를 최소화 또는 줄이는 것이 바람직하다.
본 발명은 액정 화면(LCD) 장치에 관한 것이고, 더욱 상세히는 이러한 장치의 내부 픽셀 영역으로부터 원하지 않는 반사를 감소시키는 것에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사 LCD 장치의 일 부분의 개략적인 횡 단면도.
도 2는 밝은 상태에서의 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반사 LCD 장치의 일부분의 개략적인 대표 평면도.
도 3은 어두운 상태에서의 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반사 LCD 장치의 일부분의 개략적인 대표 평면도.
도면에서, 유사한 영역들은 일반적으로 다른 도면에서 유사한 참조 번호로 제공되고, 도면은 실규격이 아님을 인식해야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 내부 픽셀 영역에서 복잡하고, 값이 비싸고 높은 정밀도의 광 덮개를 필요로 하지 않는 반사 감쇠기를 구비한 반사 LCD 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라서, 상기 목적이 네마틱(nematic) 액정 층을 통하여 장치로 들어가는 빛의 비율을 줄이기 위한 반사 감쇠기가 제공되는 위에서 기술한 형태의 반사 LCD 장치와, 광전송 영역과 네마틱 수정 층을 통하여 장치 밖으로 반사되는 광전송 영역으로서 달성된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 반사 감쇠기는 적게 반사되는 V자형 층이 제공되는 LCD 장치의 기저(substrate)에 V자형 그루브를 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 에지가 두개의 상호적인 수직 축으로 제한되는 직사각형 형태(전형적으로는 정사각형)의 반사 픽셀 전극을 사용하고, LCD가 밝은 상태 일 때 분자가 이러한 축으로 약 450도 정도의 방향으로 정열되는 네마틱 액정 층을 구비함으로써 제공된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, V자형 그루브와 네마틱 액정층 분자 정열 특성은 단일 장치에 조합된다.
본 발명에 따른 반사 LCD 장치는 비싸고 복잡하고, 높은 정밀도 광 덮개를 사용하지 않고서도 어두운 상태에서의 명암이 실질적으로 양상된다는 점에서 종전의 기술에 비해 월등히 더 향상된 성능을 제공한다.
본 발명의 이러한 측면 및 이하에 기술된 예를 참조하여 기술함으로써 명확하게 될 것이다.
본 발명은 첨부된 도면과 함께 예시를 통해 이제 기술될 본 발명의 실시예를 참조로하여 더 명확히 이해하게 될 것이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사 LCD 장치(5)의 부분은 도 1의 개략적인 횡단면도로 도시된다. 명확하게 하기 위해서, 본 발명과 관련한 장치의 부분만이 도시되며, 장치의 나머지 부분들은 일반적인 특징의 것들로서, 당업자에게는 자명한 것이고 위에서 언급한 종래의 참조 문헌에서 언급되고 있다. 추가로 명확하게 하기 위해, 도 1에서 도시된 장치의 특정 선택된 부분만이 빗금으로 도시되고, 나머지 부분은 윤곽선으로만 간략하게 나타내고 있다.
도 1에 도시된 장치의 기본 구조는 그 위에 절연 층(12)이 연속적으로 제공되는, 예를 들면 실리콘으로된 기저(10)와, 액정 층(14), ITO 전극(16)과 유리 층(18)으로 구성된다. 전극(20)의 반사 어레이는 액정층(14)와 절연층(12)사이에 공급되고, 광 전송 영역(22)은 반사 픽셀 전극(20)사이에 위치된다. 지금까지 기술되고 있는 도 1에 도시된 장치의 부분은 종래 기술의 특징이며, 따라서, 그들의 형태와 구조는 당업자에게는 자명한 것으로 이후에 자세하게 기술하지 않을 것이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따라, 도 1의 반사 LCD 장치(5)는 또한 통상적으로 유리하게 상대적으로 낮은 반사 물질인 V자형 층(26)이 제공되고 있는 기저(10)에 V자형 그루브(24)를 포함한다. 층(26)은 폴리실리콘이나 금속과 같은 전도체 물질로 이루어 질 수 있으며, 절연 층(28)은 V자형 층(26)으로부터 기저를 절연하고 따라서 바람직하지 않는 전류가 이러한 두개의 소자에 흐르지 않게 하기 위해 기저(10)위에 제공된다. 추가적으로, V자형 층(26)을 반사 픽셀 전극(20) 사이의 광 전송 영역(22)아래에 배치함으로써 광전송 영역을 통해 장치로 들어가는 빛이 기저(10)에 실제적으로 도달하지 못하게 하고, 따라서, 원하지 않았던 누출된 전류는 기저로 흘러 들어가지 않게 하는 것을 주지해야 한다.
도 1에 도시된 장치에서, V자형 층으로 상기 층을 형성함으로써 상대적으로 낮은 반사가 층(26)에서 얻어지고, 따라서, 광전송 영역(22)을 통해 장치로 들어가는 광선(30)은 도 1에서 광선(32)으로 도시된 바와 같이 광전송 영역(22)를 통해 장치의 외부로 나가기 전에 V 장형 층(26)에 의해 두 번 반사(따라서 감쇠)된다. 이러한 방식으로, 광전송 영역 아래의 종래 기술의 플랜층의 경우 보다 두 배 이상 더 많은 감쇠가 일어나고, 따라서, V자형 층(26)이 금속이나 다른 상대적으로 높은 반사 물질로 형성되더라도 종래의 장치보다도 더 낮은 반사를 달성할 수 있다. 그렇지만, 본 발명의 바람직한 실시예에서, V자형 층(26)은 상기 층의 반사를 더욱 감소하기 위해서, 유리하게 폴리실리콘으로 제작된다.
광전송 영역(22)을 통하는 광 경로에서의 반사를 더 줄이는 것은 절연층(12)을 위한, 블랙 폴리이미드와 같은 물질을 사용하여 달성될 수 있는데, 이것은 광 전송 영역(22)을 통해 장치로 들어가고(30) 나가는(32) 빛의 이중 감쇠를 제공하기 위해서다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 도 2와 도 3의 개략 평면도에 도시된 바와 같이, 전압이 본 발명에 따라 반사 픽셀 전극(20)에 제공될 때, 내부 픽셀 영역(광전송 영역 22)이 어두운 상태에 있도록 네마틱 액정 층(14)은 밝은 상태(전극에 어떠한 전압도 제공되지 않음)에서 분자 오리엔테이션으로 제공된다.
도 2에서 LCD 장치(5)의 내부 픽셀 광 전송 영역(22)에 의해 서로 분리된, 반사 픽셀 전극(20)의 매우 간략화된 대표도가 도시되는데, 반사 픽셀 전극은 직사각형 형태가 되는데, 따라서, 그들의 에지는 두개의 상호 수직인 축을 나타내고, 이것은 도 2의 평면도의 수평 및 수직 방향에 해당한다. 또한 도 2에 도시된 것으로 도식적인 방법으로, 반사 픽셀 전극으로 공급되는 전압이 없는 밝은 상태로 반사 픽셀 전극(20)의 축으로 약 450 도의 각 방향으로 네마틱 액정 층(도 1에서 14)의 분자 정열이 도시되고 있다. 도 2에서, 상기 분자 정열은 반사 픽셀 전극 에지의 수직 및 수평축에 약 450의 각 방향으로 연장되고 있는 사선(34)으로 나타내진다.
당업자에게 널리 공지된 것으로써, 반사 LCD 장치의 광 조절은 장치에서의 반사된 빛의 편광 상태를 변경시킴으로써 달성된다. 더욱 상세히는, 장치로 들어가는 빛의 편광 상태는 고 밀도 이중 굴절 액정 층(14)을 가로지르면서 반사 경로에 의해서 두번 변경된다. 밝은 디스플레이 부분에 있어서는, 어떠한 전계도 공급되지 않으며, 편광은 900도 회전되는 반면에 어두운 디스플레이 부분에 대해서, 수직 지향 전계는 반사 픽셀 전극으로 공급되고, 액정 층에서의 효과적인 이중 굴절을 감소시키며, 결과적으로 편광 변화도 줄어들게 한다. 높은 전계 레벨에서, 이중 굴절은 제로로 접근하고, 장치에서 어두운 상태를 생성한다. 통상적으로, 이러한 장치는 초기 편광을 제공하기 위해 사전-분극기와 결합하여 동작하고, 편광 분리기는 디스플레이내에서 편광이 밝은 상태에서 900도 회전할 때 디스플레이로부터 가시 광선 출력을 제공하도록 동작하고, 어두운 상태에서 가시 광선 출력 방향으로부터 반사된 빛을 편향시키게 동작한다. 따라서, 수직 및 수평 편광 방향에 대해, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 액정 층의 450 도 분자 방향 설정이 반사 픽셀 전극(20)으로 공급되는 전압이 없는 밝은 디스플레이 상태를 달성하기 위해 요구되는 900 편광 회전을 생성한다.
도 3은 전압이 반사 픽셀 전극으로 공급되는 활성 또는 어두운 상태에서의 반사 LCD 장치(5)에서의 분자와 필드 정열을 개략적으로 도시한 것이다. 본 발명에 따라서, 도 3은 바뀌는 극성의 전압이 픽셀 전극(20)을 바꾸도록 공급되고, 도 3의 평면의 수직인 방향으로 네마틱 액정 층(14)의 분자 정열을 야기하며, 변경 전극(20A, 20B)의 위에 있는 분자가 동일한 방향으로 정열되지만, 각각의 전극(20B, 20A)위에 도트나 크로스를 포함하는 원으로 도시되는 바와 같이 1800도 벗어난 위상이되고, 도 3에서의 참조 번호 (36, 38)로 표시된다. 수직-지향 전계가 만들어지고, 픽셀 전극에 전압을 공급함으로써, 액정층의 효과적인 이중 굴절은 감소되고, 결과적으로 편광 변화는 감소되며, 제로로 접근하고 높은 필드에서 어두운 상태를 생성한다.
동시에, 대체 픽셀 전극에 공급에 반대 극 전압을 사용하기 때문에, 강한 인플래인 필드 성분(40)이 내부 픽셀 영역(22)에서 만들어지는데, 동작 상태는 픽셀 반전 모드로써 공지되어 있다. 결과적으로, 픽셀 영역의 내부에서의 경우와 같이 최소가 되지 않고, 내부 픽셀 영역(22)에서 액정 층의 이중 굴절은 최대가 된다. 픽셀 전극의 상호 수직 축 중 하나에 평행한 방향으로 입사광의 극성이 선택됨으로써, 도 3에 도시된 바와 같이, 액정의 내부-픽셀 영역에서의 분자 방향 설정이 내부 픽셀 영역 역시 어두운 상태에 있게 되도록 광의 편광 방향에 대해서 방향이 설정된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 명암은 동일한 장치에서의 도 2와 도 3에서 도시된 액정 오리엔테이션과 전압 적용 방법과 함께, 도 1의 V 자형 층을 조합함으로써 더 향상될 수 있다.
이러한 방식으로, 본 발명은 비싸고 복잡한 방법을 사용하지 않고, 유리 층에 걸쳐 정확하게 정열된 광 덮개를 제공하는 향상된 명암을 갖는 반사 LCD 장치를 제공한다.
비록 본 발명은 특히 여러 바람직한 실시예를 참조해 도시하고 설명되고 있지만, 당업자에게 있어 본 발명의 사상이나 범주로부터 벗어나지 않고, 형태의 다영한 변경은 자명하다.

Claims (8)

  1. 기저(10)의 표면에 걸쳐 있는 반사 픽셀 전극(20)의 어레이와, 상기 반사 픽셀 전극 사이에 위치된 광전송 영역(22), 상기 반사 픽셀 전극(20)과 상기 광전송 영역(22)에 걸친 액정 층(14)을 포함하는 반사 액정 디스플레이(LCD) 장치(5)에 있어서,
    상기 LCD장치는 상기 네마틱 액정 층(14)과 상기 광전송 영역(22)을 통해 들어가는 빛, 상기 빛은 상기 광 전송 영역(22)과 상기 네마틱 액정층(14)를 통해 장치로부터 밖으로 반사되는데, 상기 빛의 비율을 감소시기키 위한 반사 감쇠기를 포함하는 것을 특징으로 하는, LCD 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 반사 감쇠기는 상기 기저(10)에 있고 V자형 그루브(24)를 포함하고 반사율이 낮은(26) V 자형 층이 제공되는 것을 특징으로 하는, LCD 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 반사율이 낮은(26) 상기 V자형 층은 상기 기저(10)로부터 상기 V자형 층을 절연하는 절연 층(28) 상에 제공되는 것을 특징으로 하는, LCD 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 반사율이 낮은(26) 상기 V 자형 층은 폴리실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는, LCD 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 반사 픽셀 전극(20)과 상기 기저(28)사이에 제공되는 블랙 폴리이미드(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는, LCD 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 액정층은 네마틱 층이고, 상기 반사 감쇠기는 직사각형 형상이고, 에지는 두개의 상호 수직 축을 한정하는 반사 픽셀 전극(20)과, 상기 LCD 장치(5)가 밝은 상태일 때, 상기 축에 약 450도 방향으로 정열되는 상기 네마틱 액정 층(14)의 분자(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는, LCD 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 장치가 어두운 상태에서 대체 픽셀 전극으로 대체 극성의 전압을 제공하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, LCD 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 반사 감쇠기는 상기 기저에 V자형 그루부(24)를 포함하고, 반사율이 낮은(26) V자형 층으로 제공되고, 상기 반사 픽셀 전극은 직사각형 형상이 되는데, 따라서 에지들은 두개의 상호 수직인 축을 나타내고, 상기 액정 층은 네마틱 층이고, 상기 네마틱 액정 층(14)의 분자는 상기 LCD 장치(5)가 밝은 상태에 있을때, 상기 축으로 약 450도 정도의 방향으로 정열되는 것을 특징으로 하는, LCD 장치.
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US08/995,822 US6052165A (en) 1997-12-22 1997-12-22 Reflective liquid crystal display (LCD) device having an internal reflection reducer

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