KR20010015373A - Reflection and transmission type liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 고 개구율 및 고 반사효율을 갖는 반사 및 투과 겸용의 반사투과(transflective) 액정표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a reflective and transmissive liquid crystal display device having a high aperture ratio and a high reflection efficiency.
최근 정보화 사회로 시대가 급진전함에 따라, 대량의 정보를 처리하고 이를 표시하는 디스플레이(display)분야가 발전하고 있다.Recently, as the information society has progressed rapidly, a display field for processing and displaying a large amount of information has been developed.
근대까지 브라운관(cathode-ray tube ; CRT)이 표시장치의 주류를 이루고 발전을 거듭해 오고 있다.Until modern times, cathode ray tube (CRT) has become the mainstream of display devices and has been developing.
그러나, 최근 들어 소형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 시대상에 부응하기 위해 평판 표시소자(plat panel display)의 필요성이 대두되었다. 이에 따라 색 재현성이 우수하고 박형인 박막 트랜지스터형 액정 표시소자(Thin film transistor-liquid crystal display ; 이하 TFT-LCD라 한다)가 개발되었다.However, in recent years, the need for a flat panel display (plat panel display) has emerged in order to meet the era of miniaturization, light weight, low power consumption. Accordingly, a thin film transistor-liquid crystal display (hereinafter referred to as TFT-LCD) having excellent color reproducibility and thinness has been developed.
TFT-LCD의 동작을 살펴보면, 박막 트랜지스터에 의해 임의의 화소(pixel)가 스위칭 되면, 스위칭된 임의의 화소는 하부광원의 빛투과량을 조절할 수 있게 한다.Referring to the operation of the TFT-LCD, when any pixel is switched by the thin film transistor, the switched arbitrary pixel makes it possible to adjust the light transmittance of the lower light source.
상기 스위칭 소자는 반도체층을 비정질 실리콘으로 형성한, 비정질 실리콘 박막 트랜지스터(amorphous silicon thin film transistor ; a-Si:H TFT)가 주류를 이루고 있다. 이는 비정질 실리콘 박막이 저가의 유리기판과 같은 대형 절연기판 상에 저온에서 형성하는 것이 가능하기 때문이다.The switching element is mainly composed of an amorphous silicon thin film transistor (a-Si: H TFT) in which a semiconductor layer is formed of amorphous silicon. This is because the amorphous silicon thin film can be formed at a low temperature on a large insulating substrate such as a low-cost glass substrate.
일반적으로 사용되는 TFT-LCD는 패널의 하부에 위치한 백라이트라는 광원의 빛에 의해 영상을 표현하는 방식을 써왔다.Commonly used TFT-LCDs have used a method of representing an image by the light of a light source called a backlight located under the panel.
그러나, TFT-LCD는 백라이트에 의해 입사된 빛의 3∼8%만 투과하는 매우 비효율적인 광 변조기이다.However, TFT-LCDs are very inefficient light modulators that transmit only 3-8% of the light incident by the backlight.
두 장의 편광의 투과도는 45%, 하판과 상판의 유리 두 장의 투과도는 94%, TFT어레이 및 화소의 투과도는 약 65%, 컬러필터의 투과도는 27%라고 가정하면 TFT-LCD의 광 투과도는 약 7.4%이다.The light transmittance of the TFT-LCD is about assuming that the transmittance of the two polarized light is 45%, the transmittance of the two glass plates of the lower plate and the upper plate is 94%, the transmittance of the TFT array and pixel is about 65%, and the transmittance of the color filter is 27%. 7.4%.
도 1은 백라이트에서 나온 빛의 각 층별 투과도를 도식적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating transmittance of each layer of light emitted from a backlight.
상술한 바와 같이 실제로 TFT-LCD를 통해 보는 빛의 양은 백라이트에서 생성된 광의 약 7%정도이므로, 고 휘도의 TFT-LCD에서는 백라이트의 밝기가 밝아야 하고, 상기 백라이트에 의한 전력 소모가 크다.As described above, since the amount of light actually seen through the TFT-LCD is about 7% of the light generated in the backlight, the brightness of the backlight should be bright in the high brightness TFT-LCD, and the power consumption by the backlight is large.
따라서, 충분한 백라이트의 전원 공급을 위해서는 전원 공급 장치의 용량을 크게 하여, 무게가 많이 나가는 배터리(battery)를 사용해 왔다. 그러나 이 또한 장시간 사용할 수 없었다.Therefore, in order to supply sufficient backlight power, a battery having a large weight has been used by increasing the capacity of the power supply device. However, this too could not be used for a long time.
상술한 문제점을 해결하기 위해 최근에 백라이트광을 사용하지 않는 반사형 TFT-LCD가 연구되었다. 이는 자연광을 이용하여 동작하므로, 백라이트가 소모하는 전력량을 대폭 감소하는 효과가 있기 때문에 장시간 휴대상태에서 사용이 가능하고, 개구율 또한 기존의 백라이트형 TFT-LCD보다 우수하다.In order to solve the above problem, a reflective TFT-LCD which does not use backlight light has recently been studied. Since it operates using natural light, it can significantly reduce the amount of power consumed by the backlight, so it can be used in a portable state for a long time, and the aperture ratio is also superior to that of a conventional backlight TFT-LCD.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 반사형 TFT-LCD에 관해 설명한다.Hereinafter, a reflective TFT-LCD will be described with reference to the accompanying drawings.
일반적인 TFT-LCD는 하부 기판이라 불리는 박막 트랜지스터 배열 기판(TFT array substrate), 상부 기판이라 불리는 컬러필터 기판(color filter substrate)등으로 구성된다. 이하 설명될 내용은 하부 기판인 박막 트랜지스터 배열 기판에 관한 것이다.A general TFT-LCD is composed of a thin film transistor array substrate called a lower substrate, a color filter substrate called an upper substrate, and the like. The following description relates to a thin film transistor array substrate as a lower substrate.
먼저, 종래의 반사형 TFT-LCD의 한 픽셀에 해당하는 평면도인 도 2를 참조하여 설명하면, 기판 상에 행으로 배열된 N 번째 게이트 배선(8)과 N-1 번째 게이트 배선(6)이 위치하고, 열로 배열된 N 번째 데이터 배선(2)과 N+1 번째 데이터 배선(4)이 매트릭스(matrix)를 이루고 있다.First, referring to FIG. 2, which is a plan view corresponding to one pixel of a conventional reflective TFT-LCD, the N-th gate wiring 8 and the N-th gate wiring 6 arranged in rows on a substrate are The N-th data line 2 and the N + 1-th data line 4 arranged in a column form a matrix.
그리고, N 번째의 게이트 배선(8)의 소정의 위치에 게이트 전극(18)이 위치하고, N 번째 데이터 배선에 소스 전극(12)이 상기 게이트 전극(18) 상에 소정의 길이로 오버랩(overlap) 되게 형성되어있다.The gate electrode 18 is positioned at a predetermined position of the Nth gate wiring 8, and the source electrode 12 overlaps the gate electrode 18 with a predetermined length on the Nth data wiring. It is formed.
또한, 상기 소스 전극(12)과 대응되게 드레인 전극(14)이 형성되어 있고, 상기 드레인 전극(14) 상에 위치한 콘택홀을 통해 반사 전극(10)이 상기 드레인 전극(14)과 전기적으로 접촉하고 있다. 일반적으로, 상기 반사전극(10)은 반사율이 우수한 금속이 쓰인다.In addition, a drain electrode 14 is formed to correspond to the source electrode 12, and the reflective electrode 10 is in electrical contact with the drain electrode 14 through a contact hole disposed on the drain electrode 14. Doing. In general, the reflective electrode 10 is made of a metal having excellent reflectance.
상술한바와 같은 반사형 TFT-LCD는 백라이트와 같은 내부적 광원을 사용하지 않고, 자연의 빛 내지는 외부의 인조 광원을 사용하여 구동하기 때문에 장시간 사용이 가능하다. 즉, 반사형 TFT-LCD는 외부의 자연광을 상기 반사 전극(10)에 반사시켜, 반사된 빛을 이용하는 구조로 되어 있다.The reflective TFT-LCD as described above can be used for a long time because it is driven by using natural light or an external artificial light source without using an internal light source such as a backlight. In other words, the reflective TFT-LCD reflects the external natural light to the reflective electrode 10 and uses the reflected light.
그러나, 자연광 또는 인조 광원이 항상 존재하는 것은 아니다. 즉, 상기 반사형 TFT-LCD는 자연광이 존재하는 낮이나, 외부 인조광이 존재하는 사무실 및 건물 내부에서는 사용이 가능할지 모르나, 자연광이 존재하지 않는 어두운 환경에서는 상기 반사형 TFT-LCD를 사용할 수 없게 된다.However, natural or artificial light sources do not always exist. That is, the reflective TFT-LCD may be used in an office or a building in which daylight is present, or an external artificial light is present, but the reflective TFT-LCD may be used in a dark environment in which there is no natural light. There will be no.
따라서, 상기의 문제점을 해결하기 위해 최근에는 상기 자연광을 사용하는 반사형 TFT-LCD와 백라이트광을 사용하는 투과형 TFT-LCD의 장점을 이용한 반사투과(transflective) TFT-LCD가 연구/개발되었다.Therefore, in order to solve the above problem, recently, a reflective TFT-LCD using the advantages of the reflective TFT-LCD using natural light and the transmissive TFT-LCD using backlight light has been researched and developed.
상기 반사투과 TFT-LCD는 사용자의 의지에 따라 반사형 내지는 투과형 모드(mode)로의 전환이 자유롭다.The reflective transmissive TFT-LCD is free to switch to the reflective or transmissive mode according to the user's will.
이하, 도 3은 상술한 반사투과 TFT-LCD의 한 화소에 대한 단면을 도시한 단면도로써, 도 3을 참조하여 종래의 반사투과 TFT-LCD에 관해 설명하면 다음과 같다.3 is a cross-sectional view illustrating one pixel of the above-described reflective transparent TFT-LCD. Referring to FIG. 3, a conventional reflective transparent TFT-LCD will be described.
하판(50)에는 스위칭 소자(미도시)와 화소전극(54)과 반사전극(52)이 위치하고, 상기 하판(50) 상부에는 컬러필터(61)가 형성된 상판(60)이 위치하고 있다.The lower plate 50 includes a switching element (not shown), a pixel electrode 54, and a reflective electrode 52, and an upper plate 60 having a color filter 61 formed thereon.
그리고, 상기 하판(50)과 상기 상판(60)에 개재된 형태로 액정층(80)이 위치하고 있다. 또한, 상기 하판(50) 하부에는 백라이트(70)가 위치하고 있다.In addition, the liquid crystal layer 80 is positioned in the form of the lower plate 50 and the upper plate 60. In addition, the backlight 70 is positioned under the lower plate 50.
상기 하판(50) 상부에 형성된 반사전극(52)은 외부광(74)을 반사할 수 있도록 반사율이 우수한 도전물질이 주로 쓰인다.As the reflective electrode 52 formed on the lower plate 50, a conductive material having excellent reflectance is mainly used to reflect the external light 74.
그리고, 상기 반사전극(52) 내부에는 평면적으로 다수개의 홀(hole : 53)이 존재하며, 단면적으로는 △L의 길이를 갖고 있다.In addition, a plurality of holes 53 are present in the reflective electrode 52 in plan view and have a length of ΔL in cross section.
즉, 상기 홀(53)이 형성된 곳에 화소전극(54)이 위치하여 상기 백라이트(70)로부터 형성된 백라이트광(72)을 투과시키는 역할을 하게 된다.That is, the pixel electrode 54 is positioned where the hole 53 is formed to transmit the backlight light 72 formed from the backlight 70.
상기한 내용을 참조하여 반사투과 TFT-LCD의 작동을 상술하면, 반사모드에서는 외부에서 입사된 빛(74)을 상기 반사전극(52)이 상판(60)으로 반사시키는 역할을 하게된다.Referring to the above, the operation of the reflective transmission TFT-LCD is described in detail. In the reflective mode, the reflective electrode 52 reflects the light 74 incident from the outside to the upper plate 60.
또한, 투과모드에서는 상기 백라이트(70)에서 생성된 빛(72)이 상기 반사전극(52) 내부에 형성된 홀에 위치하는 화소전극(54)을 통해 상판(60)으로 투과되게 되는 것이다.In the transmissive mode, the light 72 generated by the backlight 70 is transmitted to the upper plate 60 through the pixel electrode 54 positioned in the hole formed in the reflective electrode 52.
이 때, 스위칭 소자(미도시)의 작용에 의해 상기 반사전극(52) 내지 화소전극(54)에 신호가 인가되면, 상기 액정층(80)의 상이 변화되게 되고, 이 때 액정층을 투과 내지는 반사된 빛은 상기 상판(60)에 형성된 컬러필터(61)에 의해 착색되어 컬러화면으로 볼 수 있다.At this time, when a signal is applied to the reflective electrode 52 to the pixel electrode 54 by the action of a switching element (not shown), the phase of the liquid crystal layer 80 is changed, at which time the liquid crystal layer is transmitted through The reflected light may be colored by the color filter 61 formed on the upper plate 60 and viewed as a color screen.
상술한 바와 같이 상기 반사투과 TFT-LCD는 반사모드와 투과모드를 겸비하고 있으므로, 주/야간이나 장소에 구애(拘碍)받지 않고 사용할 수 있는 장점이 있다.As described above, since the reflection-transmitting TFT-LCD has a reflection mode and a transmission mode, there is an advantage that it can be used regardless of day / night or place.
그러나, 상술한 종래의 반사투과 TFT-LCD는 반사전극에 다수개의 홀(53)을 형성하여, 반사 및 투과겸용 모드가 가능한 구조로 형성하였으며, 반사모드시 상기 홀(53)의 면적을 제외한 부분이 반사부에 해당함으로, 상기 반사전극(52)의 반사효율이 떨어졌다.However, the above-mentioned conventional reflective transmissive TFT-LCD has a plurality of holes 53 formed in the reflective electrode to form a structure capable of a reflection and transmission mode, and in the reflective mode except for the area of the hole 53. By this reflecting portion, the reflecting efficiency of the reflecting electrode 52 was lowered.
즉, 상기 홀(53)이 원형이고, 개수가 n, 직경의 길이가 △L이라 가정하면, 홀(53)의 면적은 (π△L2)/4이 되기 때문에 상기 홀(53)이 차지하는 n×(π△L2)/4의 면적만큼 반사효율은 감소하게 된다(도 4참조).That is, assuming that the hole 53 is circular, the number is n, and the length of the diameter is ΔL, the area of the hole 53 is (πΔL 2 ) / 4, which is occupied by the hole 53. The reflection efficiency is reduced by the area of n × (πΔL 2 ) / 4 (see FIG. 4).
따라서, 반사모드에서 상기 홀(53)의 개수 및 면적을 줄이면 반사효율은 증가하나, 반대로 투과모드에서는 백라이트광에 대한 투과효율이 감소하는 단점이 있다.Therefore, if the number and area of the holes 53 are reduced in the reflection mode, the reflection efficiency is increased. However, in the transmission mode, the transmission efficiency with respect to the backlight is reduced.
또한, 투과모드의 효율을 좋게 하기 위해서는 상기 홀(53)의 개수 및 면적을 크게 해야되고, 그로 인해 반사모드의 반사효율이 감소하는 단점이 있다.In addition, in order to improve the efficiency of the transmission mode, the number and area of the holes 53 must be increased, and thus, the reflection efficiency of the reflection mode is reduced.
상술한 바와 같이, 반사모드와 투과모드에서 상기 반사전극과 상기 반사전극 내에 형성된 홀의 면적과의 관계는 서로 양립할 수 없다.As described above, the relationship between the reflection electrode and the area of the hole formed in the reflection electrode in the reflection mode and the transmission mode is not compatible with each other.
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 반사 및 투과모드에서 각각의 모드에 해당하는 효율을 증가시키는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention has an object to increase the efficiency corresponding to each mode in the reflection and transmission modes.
도 1은 백라이트에서 나온 빛의 각 층별 투과도를 도식적으로 나타낸 도면.1 is a diagram showing the transmittance of each layer of light emitted from the backlight.
도 2는 종래의 반사형 액정 표시장치의 한 화소에 해당하는 부분을 도시한 평면도.2 is a plan view showing a portion corresponding to one pixel of a conventional reflective liquid crystal display.
도 3은 종래의 반사투과 액정 표시장치의 한 화소부에 해당하는 단면을 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view showing a cross-section corresponding to one pixel portion of a conventional transflective liquid crystal display device.
도 4는 종래의 반사투과 액정 표시장치의 한 화소부에 해당하는 평면을 도시한 평면도.4 is a plan view showing a plane corresponding to one pixel portion of a conventional transflective liquid crystal display device;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반사투과 액정 표시장치의 한 화소부에 해당하는 단면을 도시한 단면도.FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a cross section corresponding to one pixel part of a transflective liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.
도 6는 본 발명에 따른 반투과필름의 평면도.6 is a plan view of a transflective film according to the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 반사투과 액정 표시장치의 한 화소부에 해당하는 평면을 도시한 평면도.FIG. 7 is a plan view illustrating a plane corresponding to one pixel part of a transflective liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention; FIG.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
100 : 기판 102 : 반사전극100 substrate 102 reflecting electrode
103 : 홀 104 : 화소전극103 hole 104 pixel electrode
106 : 반투과필름 108 : 백라이트106: transflective film 108: backlight
110 : 액정층 112 : 상판110: liquid crystal layer 112: top plate
140 : 하판 S : 한 화소의 크기140: lower plate S: size of one pixel
132 : 외부광 130 : 백라이트광132: external light 130: backlight light
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 투명 기판과, 상기 투명 기판 상에 형성되고 내부에 평면적으로 소정의 면적을 가진 홀이 형성된 반사전극과, 상기 홀을 가리는 형태로 형성된 투명한 화소전극을 포함하는 하판과; 상기 하판과 소정간격 이격되고, 상기 반사전극 및 화소전극과 마주보는 방향에 형성된 컬러필터층을 포함하는 상판과; 상기 하판 하부에 장착된 백라이트와; 상기 백라이트와 상기 하판 사이에 상기 홀을 가리는 형태로 위치한 반투과필름을 포함하고, 상기 반투과필름은 반사면과 투과면을 갖고 있으며, 상기 반사면이 상기 하판과 마주보도록 상기 하판에 부착된 반사투과 액정 표시장치을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a transparent substrate, a reflective electrode formed on the transparent substrate, the hole having a predetermined area therein, and a transparent pixel electrode formed to cover the hole. The bottom plate to be; An upper plate spaced apart from the lower plate and including a color filter layer formed in a direction facing the reflective electrode and the pixel electrode; A backlight mounted under the lower plate; A transflective film positioned between the backlight and the lower plate to cover the hole, wherein the transflective film has a reflective surface and a transmissive surface, and the reflection surface is attached to the lower plate so that the reflective surface faces the lower plate. A transmissive liquid crystal display device is provided.
또한, 본 발명에서는 컬러필터가 형성된 상판과, 스위칭 소자가 형성된 하판과, 내부광을 방출하는 백라이트를 포함하고, 외부광과 내부광을 선택적으로 이용해 화상을 표현하는 반사투과 액정 표시장치로, 상기 하판 상에 형성되고 내부에 평면적으로 홀을 갖고 있으며, 상기 외부광을 반사하는 반사전극과, 상기 홀에 형성되고 상기 백라이트에서 형성된 내부광을 상기 상판으로 투과시키는 화소전극과; 상기 백라이트에서 생성된 내부광을 상기 화소전극으로 투과시키고, 상기 화소전극을 통해 들어온 외부광을 상기 반사전극과 더불어 상판으로 반사시키는 반투과필름을 포함하는 반사투과 액정 표시장치를 제공한다.In addition, the present invention is a reflective liquid crystal display device including an upper plate having a color filter, a lower plate having a switching element, and a backlight emitting internal light, and selectively expressing an image by using external light and internal light. A reflective electrode formed on the lower plate and having a hole in the plane thereof, the reflective electrode reflecting the external light, and a pixel electrode formed in the hole and transmitting the internal light formed in the backlight to the upper plate; The present invention provides a reflective transmissive liquid crystal display device including a transflective film that transmits internal light generated by the backlight to the pixel electrode and reflects external light introduced through the pixel electrode to the upper plate together with the reflective electrode.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 구성과 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
이해를 돕기 위해 본 발명에 의한 반사형 액정표시장치의 한 화소에 해당하는 단면인 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.For better understanding, the cross-sectional view corresponding to one pixel of the reflective LCD according to the present invention will be described with reference to FIG. 5.
먼저, 하판(140)은 투명기판(100)과 상기 투명기판(100) 상부에 위치한 반사전극(102)을 포함하고 있다. 상기 반사전극(102)은 평면적으로 내부에 소정 면적의 홀(103)을 갖고 있으며, 상기 홀(103)을 가리는 형태로 투명 도전물질인 화소전극(104)이 형성되어 있다.First, the lower plate 140 includes a transparent substrate 100 and a reflective electrode 102 positioned on the transparent substrate 100. The reflective electrode 102 has a hole 103 having a predetermined area therein in a planar manner, and a pixel electrode 104 made of a transparent conductive material is formed to cover the hole 103.
상기 화소전극(104)은 상기 홀(103)보다 큰거나 작은 면적을 가지며, 상기 홀(103) 상부 또는 하부에 형성될 수 있다. 즉, 상기 화소전극(104)은 상기 홀(103)을 가리는 어떻한 위치에 형성되어도 무방하다.The pixel electrode 104 may have a larger or smaller area than the hole 103 and may be formed above or below the hole 103. That is, the pixel electrode 104 may be formed at any position that covers the hole 103.
또한, 상기 반사전극(102) 또는 상기 화소전극(104)에 신호를 인가하는 스위칭 소자(미도시)가 상기 투명기판(100) 상에 형성되어 있다.In addition, a switching element (not shown) for applying a signal to the reflective electrode 102 or the pixel electrode 104 is formed on the transparent substrate 100.
그리고, 하판(140) 상부에는 컬러필터(111)가 형성된 상판(112)이 위치하고 있으며, 상기 하판(140)과 상기 상판(112)에 개재된 형태로 액정층(110)이 위치하고 있다.The upper plate 112 having the color filter 111 is positioned on the lower plate 140, and the liquid crystal layer 110 is positioned in the form of being interposed between the lower plate 140 and the upper plate 112.
또한, 상기 하판(140) 하부에는 백라이트(108)가 장착되어 있으며, 상기 백라이트(108)와 상기 하판(140)에 개재된 형태로 반투과필름(Transflective Film : 106)이 장착되어 있고, 상기 반투과필름(106)은 적어도 상기 홀(103)을 가리는 위치 및 면적을 가져야 한다.In addition, a backlight 108 is mounted below the lower plate 140, and a transflective film 106 is mounted in the form of being interposed between the backlight 108 and the lower plate 140. The transmissive film 106 should have at least a position and an area covering the hole 103.
상기 반사전극(102)은 외부광(132)을 반사하는 역할을 하기 때문에, 반사율이 우수하고, 실질적으로 불투명한 금속이 주로 쓰인다.Since the reflective electrode 102 reflects the external light 132, a metal having excellent reflectance and substantially opaque is mainly used.
또한, 상기 백라이트(108)에서 생성된 백라이트광(130)은 화소전극(104)을 투과하야야 하기 때문에 상기 화소전극(104)은 광 투과율이 우수한 ITO가 주로 쓰인다.In addition, since the backlight light 130 generated by the backlight 108 must pass through the pixel electrode 104, ITO having excellent light transmittance is mainly used for the pixel electrode 104.
그리고, 상기 반투과필름(106)은 외부광(132)에 대해서는 반사판의 역할을 하게되고, 상기 백라이트광(130)에 대해서는 투과판의 역할을 하게된다.The transflective film 106 serves as a reflector for the external light 132 and a transmissive plate for the backlight light 130.
따라서, 상기 반투과필름(106)은 빛이 입사되는 방향에 대해서 투과 내지 반사의 기능을 하게 된다.Therefore, the transflective film 106 functions as transmission or reflection with respect to the direction in which light is incident.
도 6은 본 발명에 따른 반투과필름(106)의 단면을 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a cross section of the transflective film 106 according to the present invention.
상기 반투과필름은 투과물질와 반사물질이 혼합된 형태이며, 상기 반사물질이 투과물질 사이에 흩어진 형태로 구성된다.The transflective film is a form in which a transmissive material and a reflecting material are mixed, and the reflecting material is formed in a form in which the transmissive material is dispersed between the transmissive materials.
이때, 상기 반사물질(106a)은 반사율이 뛰어난 은(Al)과 알루미늄(Al)등을 사용하하고, 상기 투과물질(106b)은 투명 고분자 물질인 아크릴(acryl)계 수지(resin)등을 사용하는 것이 바람직하다.In this case, the reflective material 106a uses silver (Al), aluminum (Al), etc. having excellent reflectance, and the transparent material 106b uses an acrylic resin such as a transparent polymer material. It is desirable to.
즉, 아크릴계 수지등에 상기 은이나 알루미늄을 혼합하고 이를 도포하여 반사투과필름질(106)은을 구성할 수 있다.That is, the reflective film 106 may be formed by mixing the silver or aluminum with an acrylic resin and applying the same.
반사모드에서, 상기 알루미늄 또는 은으로 만들어진 반사물질(106a)은 상기 반사전극(102)과 함께 외부로부터 입사된 빛을 반사하는 기능을한다.In the reflective mode, the reflective material 106a made of aluminum or silver functions to reflect light incident from the outside together with the reflective electrode 102.
또한, 투과모드에서 상기 투과물질(106b)로 백라이트로 부터 출사한 빛이 투과한다. 더우기, 반사되는 빛의 양을 조절하기 위한 방법으로 상기 반사물질(106a)의 농도를 조절하면 된다.In addition, the light emitted from the backlight is transmitted to the transmission material 106b in the transmission mode. In addition, the concentration of the reflective material 106a may be adjusted by adjusting the amount of reflected light.
이와 같이, 상기 투과물질(106b)에 반사물질을 혼합하여 구성하는 방법 이외에도, 상기 투과물질을 도포하여 투과층을 만든후, 상기 투과층의 표면에 미세한 도트 형상으로 상기 은 또는 알루미늄을 증착하여 반투과필름을 구성할 수도 있다.As described above, in addition to the method of mixing the reflective material with the transparent material 106b, the transparent material is coated to form a transparent layer, and then the silver or aluminum is deposited on the surface of the transparent layer in a fine dot shape. The transmissive film can also be configured.
따라서, 주된 모드로 반사모드를 사용하는 이동전화, PDA(personal digital assistance), 노트북컴퓨터에 사용되는 액정표시장치는 상기 아크릴계수지에 흩어진 반사물질의 양을 증가함으로써, 주된 모드로서 반사모드를 가지는 반투과형 액정표시장치를 제작할 수 있다.Accordingly, liquid crystal displays used in mobile phones, PDAs (personal digital assistance), and notebook computers that use the reflective mode as the main mode increase the amount of reflective material scattered on the acrylic resin, thereby having the antireflective mode as the main mode. A transmissive liquid crystal display device can be manufactured.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 반사투과 TFT-LCD의 동작을 살펴보면 다음과 같다.As described above, the operation of the transflective TFT-LCD according to the embodiment of the present invention will be described as follows.
우선, 반사모드시에는 외부광(132)은 반사전극(102)에 의해 다시 외부로 반사된다. 또한, 상기 외부광은 상기 반사전극(102) 내에 형성된 홀(103)을 통해 반투과필름(106)에도 도달되고, 상기 반투과필름(106)에 의해서도 외부 즉, 상판(112)이 위치한 방향으로 반사된다.First, in the reflective mode, the external light 132 is reflected back to the outside by the reflective electrode 102. In addition, the external light reaches the transflective film 106 through the hole 103 formed in the reflective electrode 102, and the external light is also directed by the transflective film 106, that is, in the direction in which the upper plate 112 is located. Reflected.
즉, 반사모드에서의 반사영역은 상기 반사전극(102)의 면적(S)과 상기 홀(103)의 면적(△L)을 합한 면적이 된다. 따라서, 반사모드에서는 반사전극(102)을 포함한 전 화소부가 개구부가 되는 것이다.That is, the reflection area in the reflection mode is the sum of the area S of the reflective electrode 102 and the area ΔL of the hole 103. Therefore, in the reflective mode, all the pixel portions including the reflective electrode 102 become openings.
투과모드에서는 상기 반사전극(102) 내부에 형성된 홀(103)을 가리는 형태로 구성된 화소전극(104)으로 백라이트(108)에서 생성된 백라이트광(130)이 투과하게 된다.In the transmissive mode, the backlight light 130 generated by the backlight 108 is transmitted to the pixel electrode 104 configured to cover the hole 103 formed in the reflective electrode 102.
따라서, 도 3에 도시된 종래의 반사투과 TFT-LCD와 동일한 크기의 홀을 형성한다고 가정하면, 투과모드에서는 개구율의 변화가 없으나, 반사모드에서는 반사전극과, 상기 반사전극 내부에 형성된 홀의 하부에 위치하는 반투과필름에 의해 개구부가 전 화소영역이 되기 때문에 외부광에 의한 반사율이 우수하게 된다.Therefore, assuming that holes having the same size as those of the conventional transmissive TFT-LCD shown in FIG. 3 are formed, there is no change in the aperture ratio in the transmissive mode, but the reflective electrode and the lower portion of the hole formed inside the reflective electrode are in the reflective mode. Since the opening becomes the entire pixel area by the transflective film positioned, the reflectance by external light is excellent.
상술한 바와 같이 상기 반투과필름(106)을 종래의 반사투과 TFT-LCD에 적용함으로써, 투과모드에서 백라이트광이 투과할 수 있도록 형성한 반사전극 내부에 형성된 다수개의 홀 쪽으로도 외부광을 반사시킬 수 있으므로 외부광에 대한 반사효율을 증가시킬 수 있다.As described above, by applying the transflective film 106 to a conventional transmissive TFT-LCD, external light may be reflected toward a plurality of holes formed in a reflective electrode formed to allow backlight light to pass through in a transmissive mode. As a result, the reflection efficiency of external light can be increased.
즉, 다시 설명하면, 본 발명에서는 종래의 반사투과 TFT-LCD의 문제점인 반사효율의 감소를 반투과필름을 사용함으로써, 반사모드의 경우 외부에서 입사된 광은 반사전극과 반투과필름을 통해 다시 외부로 반사되기 때문에, 반사전극만을 사용하는 종래기술보다 반사되는 영역의 크기가 증가되어 반사효율을 증가시킬 수 있고, 투과모드에서는 백라이트광이 반투과필름 및 반사전극 내부에 형성된 홀을 통해 외부로 투과하기 때문에 개구율의 변화는 없다.In other words, in the present invention, by using the transflective film to reduce the reflection efficiency, which is a problem of the conventional transmissive TFT-LCD, the light incident from the outside in the reflective mode is again transmitted through the reflective electrode and the transflective film. Since it is reflected to the outside, the size of the reflecting region can be increased to increase the reflection efficiency than the prior art using only the reflective electrode, and in the transmissive mode, the backlight light is transmitted to the outside through the hole formed inside the transflective film and the reflective electrode. There is no change in the aperture ratio because it is transparent.
상기 반사전극 내부에 형성된 홀의 크기 및 위치에는 제한이 없다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이 반사전극(102) 내부에 한 변의 길이가 △L인 정사각형의 홀(103')을 형성할 수도 있을 것이고, 홀이 반사전극을 감싸는 형태가 될 수 있고, 한 픽셀 내부에 소정 영역에 각각 반사전극과 홀을 독립적으로 형성할 수도 있을 것이다.There is no limitation on the size and position of the hole formed in the reflective electrode. That is, as shown in FIG. 7, a square hole 103 ′ having a side length of ΔL in the reflective electrode 102 may be formed, and the hole may be shaped to surround the reflective electrode. Reflecting electrodes and holes may be independently formed in predetermined regions within the pixel.
즉, 반사전극내에 형성된 어떠한 형태의 홀이든 반투과필름을 사용한 반사투과 액정 표시장치는 본 발명의 정신에 속한다고 할 수 있을 것이다.That is, the reflective liquid crystal display device using the transflective film of any type of hole formed in the reflective electrode may be said to belong to the spirit of the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예를 따라 반사투과 TFT-LCD를 제작할 경우에 반투과필름을 하판과 백라이트 사이에 형성함으로써, 투과모드에서 사용하기 위해 형성된 홀을 통해서도 외부광의 반사가 가능하기 때문에 반사모드에서 외부광에 대한 반사효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.As described above, when the reflective TFT-LCD is manufactured according to a preferred embodiment of the present invention, since the transflective film is formed between the lower plate and the backlight, external light can be reflected even through holes formed for use in the transmissive mode. In the reflection mode, there is an advantage to maximize the reflection efficiency to the external light.
또한, 반사모드에서 반사되는 면적이 한 화소 전체가 되기 때문에 반사영역의 확대로 인해 휘도가 증가하는 장점이 있다.In addition, since the reflected area becomes the entire pixel in the reflection mode, the luminance is increased due to the expansion of the reflection area.
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