KR20010090638A - Liquid Crystal Display - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An LCD device is provided to increase luminance by installing a photo conversion layer for converting a particular wavelength in an LCD device. CONSTITUTION: A transparent electrode(4), an insulating layer, and an orientation layer(6) are formed between an upper substrate(2) and an opposite face of a lower substrate(2'). A liquid crystal material is implanted between the upper substrate(2) and the lower substrate(2'). A front polarization plate(3) is adhered to an outer face of the upper substrate(2). A rear polarization plate(3') is adhered to an outer face of the lower substrate(2') to polarize an incident ray. A diffusion layer(5) is installed on a rear face of the rear polarization plate(3). A photo conversion layer(32) is formed on a rear face of the diffusion layer(5). An anti-transmission plate(22) is formed on a bottom face of the photo conversion layer(32). A backlight(8) is installed on a bottom face of the anti-transmission plate(22).

Description

액정표시소자{Liquid Crystal Display}Liquid crystal display device

본 발명은 반사광 및/또는 투사광을 이용하여 화상을 표시하는 액정표시소자에 특정 파장을 변환시키는 광변환층을 설치하여 휘도를 증가시키는 액정표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device in which brightness is increased by providing a light conversion layer for converting a specific wavelength in a liquid crystal display device for displaying an image by using reflected light and / or projection light.

액정표시장치는 유전 이방성을 갖는 액정 물질을 이용하여 광을 투과 및 차단하므로 화상을 표시하는 디스플레이로서, 백라이트 광을 투과시켜 화상 표시가 이루어지게 하는 투과형과, 외부 광을 반사시켜 화상 표시가 이루어지게 하는 반사형으로 구분된다.A liquid crystal display is a display that displays an image by transmitting and blocking light by using a liquid crystal material having dielectric anisotropy. A liquid crystal display device is a transmissive type that transmits backlight light to display an image, and reflects external light to display an image. It is divided into reflection type.

도 3에는 종래의 투과형 액정표시소자의 일례를 도시하였다.3 illustrates an example of a conventional transmissive liquid crystal display device.

상기 투과형 액정표시소자(10)는 상부 기판(2)과 하부 기판(2')의 사이에 액정물질이 주입된 기본적인 구조로 이루어져 있으며, 상부 기판(2)과 하부 기판(2')의 대향면에는 적어도 투명 전극(4) 및 배향층(6)이 패턴 형성되어 있다.The transmissive liquid crystal display device 10 has a basic structure in which a liquid crystal material is injected between the upper substrate 2 and the lower substrate 2 ', and faces the upper substrate 2 and the lower substrate 2'. At least the transparent electrode 4 and the orientation layer 6 are pattern-formed.

또한 상부 기판(2)과 하부 기판(2')의 외측면에는 각각 전면 편광판(3)과 후면 편광판(3')이 부착되어 있어 입사되는 광에 편광성을 부여한다. 상술한 구조로 이루어지는 액정셀의 배면에는 백라이트(8)가 배치되어 사용자측으로 빛을 조사한다.In addition, the front polarizer 3 and the rear polarizer 3 'are attached to the outer surfaces of the upper substrate 2 and the lower substrate 2', respectively, to impart polarization to the incident light. The backlight 8 is disposed on the rear surface of the liquid crystal cell having the above-described structure to irradiate light to the user side.

상기 투과형 액정표시소자(10)에서 사용자에게 화면이 인식되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.A process of recognizing a screen to a user in the transmissive liquid crystal display device 10 will be described below.

백라이트(8)에서 조사된 광이 후면 편광판(3')을 통과하여 액정층으로 입사하게 되고 상기 액정층에 전압이 인가되어 있지 않을 때에는 액정의 성질에 의해 자연스럽게 트위스트하여 전면 편광판(3)의 편광축과 일치함으로써 사용자에게 광이 인식된다. 만일 액정층에 전압이 인가되어 있다면 상기 전압에 의해 변환된 액정층을 따라 트위스트되지 않고 전면 편광판(3)에 도달한 빛은 전면 편광판(3)의 축과 일치하지 않아 전면 편광판(3)에 흡수되어 사용자에게는 블랙으로 나타난다.When the light irradiated from the backlight 8 passes through the rear polarizer 3 ′ and enters the liquid crystal layer, and when no voltage is applied to the liquid crystal layer, the polarization axis of the front polarizer 3 is naturally twisted due to the nature of the liquid crystal. By matching with the light is recognized by the user. If a voltage is applied to the liquid crystal layer, the light reaching the front polarizer 3 without being twisted along the liquid crystal layer converted by the voltage does not coincide with the axis of the front polarizer 3 and is absorbed by the front polarizer 3. And appear black to the user.

투과형 액정표시소자(10)는 위와 같은 과정에 의해 화면을 인식하게 되지만 백라이트를 항상 채용해야 하는 단점이 있으므로 이를 보완하기 위해 반사형 액정표시소자(20)가 출현하게 된 것이다.Although the transmissive liquid crystal display device 10 recognizes the screen by the above process, there is a disadvantage in that the backlight is always employed, and thus the reflective liquid crystal display device 20 has appeared to compensate for this.

도 4에 종래의 반사형 액정표시소자(20)의 일례를 도시하였다.4 illustrates an example of a conventional reflective liquid crystal display device 20.

도면을 참조하면 반사형 액정표시소자(20)는 전면 편광판(3)이 부착된 상부 기판(2)과 하부 기판(2')의 사이에 액정물질을 주입하는 기본적인 구조는 동일하지만 상기 액정셀의 배면에 설치하던 후면 편광판(3') 대신 반사층(12)을 설치하는 것이다.Referring to the drawings, the reflective liquid crystal display device 20 has the same basic structure for injecting a liquid crystal material between the upper substrate 2 and the lower substrate 2 'to which the front polarizer 3 is attached. The reflective layer 12 is provided instead of the rear polarizer 3 'installed on the rear surface.

상기 반사층(12)은 알루미늄(Al)이나 은(Ag)등을 증착형성하여 반사율을 높인 막층으로 자연광을 이용할 때 휘도가 향상된다는 장점은 있으나 투과형 액정표시소자(10)와 달리 자체 광원이 없는 관계로 야간 사용시 휘도가 약하고 사용이 불가능한 단점이 있다.Although the reflective layer 12 is formed by depositing aluminum (Al) or silver (Ag) to increase the reflectance, the luminance is improved when using natural light. However, unlike the transmissive liquid crystal display device 10, the reflective layer 12 does not have a light source. As a result, it has a weak brightness and is impossible to use at night.

이러한 반사형 구조의 단점을 해소하기 위한 것으로서, 종래에는 액정 셀의 후면에 반투과판과 백라이트를 설치한 반투과형 액정표시장치(30)가 소개되어 있다.In order to solve the drawbacks of the reflective structure, a transflective liquid crystal display 30 having a transflective plate and a backlight installed on the rear surface of the liquid crystal cell is introduced.

이러한 반투과형 액정표시장치(30)는 도 5에 도시한 바와 같이 액정 셀의 후면(하면)에, 전면 편광판(3)과 상부 기판(2)을 통하여 입사한 광을 반사시키고 또한 필요시 백라이트(8) 광을 투과시켜 디스플레이를 실현하는 반투과판(22)을 설치한다.The transflective liquid crystal display device 30 reflects the light incident through the front polarizer 3 and the upper substrate 2 on the rear surface (lower surface) of the liquid crystal cell as shown in FIG. 8) The transflective plate 22 which provides light and implements a display is provided.

반투과판(22)은 고굴절층과 저굴절층을 번갈아 적층 형성한 다층 구조를 갖는 것으로, 자체가 편광각의 특성을 갖는다. 이에 따라 반투과판(22)은 외부에서 입사된 자연광 중에서 상기 편광각 이상으로 입사되는 광만 굴절 반사시키고, 그 이하의 빛은 통과시키는 성질을 가지게 되어 반사와 편광 기능을 겸비하는 이점이 있다. 그러나 상기한 반투과판(22)은 기본적으로 반사광 및 백라이트(8)의 투과광의 일부를 소멸시키므로 광 이용 효율 및 휘도를 저하시킨다.The semi-transmissive plate 22 has a multilayer structure in which a high refractive index layer and a low refractive layer are laminated alternately, and has a characteristic of polarization angle itself. Accordingly, the transflective plate 22 has a property of refracting and reflecting only light incident from the natural light incident from the outside at the polarization angle or higher, and passing light below that, thereby having both a reflection and polarization function. However, the semi-transmissive plate 22 basically eliminates part of the reflected light and the transmitted light of the backlight 8, thereby degrading light utilization efficiency and brightness.

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 후면 편광판과 반사판의 사이에 특정색을 변환시킬수 있는 광변환층을 형성하여 휘도를 향상시킬 수 있는 액정표시소자를 제공함을 그 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that can improve the brightness by forming a light conversion layer capable of converting a specific color between the rear polarizer and the reflector to solve the problems of the prior art described above. .

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 광변환층을 갖는 액정표시소자는 상부기판과 하부기판의 대향면에 적어도 투명전극과 배향층이 형성되고 상기 두 기판의 사이에 액정물질이 주입되며, 반투과판에 의해 입사되는 빛의 일부를 반사시키거나 투과시키는 액정표시소자에 있어서, 상기 후면 편광판과 반투과판의 사이에특정색이나 파장을 변환시키는 광변환층이 설치된 구성으로 이루어진다.In order to achieve the above object, in the liquid crystal display device having the light conversion layer of the present invention, at least a transparent electrode and an alignment layer are formed on opposite surfaces of the upper substrate and the lower substrate, and a liquid crystal material is injected between the two substrates. A liquid crystal display device for reflecting or transmitting a part of light incident by a plate, wherein the light conversion layer for converting a specific color or wavelength is provided between the rear polarizing plate and the transflective plate.

상기 광변환층은 400-500nm의 파장을 500-700nm의 파장대역으로 변환시키는 구조를 갖거나 또는, 백색광원 중 블루를 옐로우로 변환시키게 된다.The light conversion layer has a structure for converting a wavelength of 400-500nm to a wavelength band of 500-700nm, or converts blue from yellow among white light sources.

상술한 바와 같은 구조로 이루어지는 본 발명의 광변환 기능을 갖는 액정표시소자는 반사 모드에서는 블루가 옐로우로 변환되어 반사되므로 휘도가 증가하고 투과 모드에서는 백라이트의 빛 중 블루가 옐로우로 변환되므로 사용자가 느끼는 휘도가 증가하게 된다.The liquid crystal display device having the light conversion function of the present invention having the structure as described above, the blue light is converted to yellow in the reflection mode and reflected, so that the brightness is increased, and in the transmissive mode, the blue light of the backlight is converted to yellow, the user feels The brightness is increased.

도 1은 본 발명에 의한 광변환층을 갖는 액정표시소자의 일부 단면을 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a partial cross section of a liquid crystal display device having a light conversion layer according to the present invention.

도 2는 광변환층을 통과하기 전의 빛과 통과한 후의 빛을 분석한 반사스펙트럼을 도시한 그래프.FIG. 2 is a graph illustrating reflection spectra of light before passing through the light conversion layer and light after passing through the light conversion layer; FIG.

도 3은 종래 투과형 액정표시소자를 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view showing a conventional transmissive liquid crystal display device.

도 4는 종래 반사형 액정표시소자를 도시한 단면도.4 is a cross-sectional view showing a conventional reflective liquid crystal display device.

도 5는 종래 반투과형 액정표시소자를 도시한 단면도.5 is a cross-sectional view showing a conventional transflective liquid crystal display device.

**도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명**** Brief description of the main parts of the drawing **

2,2': 상,하부기판 3,3': 전,후면 편광판2,2 ': upper and lower substrate 3,3': front and rear polarizer

4: 투명전극 6: 배향층4: transparent electrode 6: alignment layer

8: 백라이트 10: 투과형 액정표시소자8: backlight 10: transmissive liquid crystal display device

12: 반사층 20: 반사형 액정표시소자12: reflective layer 20: reflective liquid crystal display device

22: 반투과판 30: 반투과형 액정표시소자22: transflective plate 30: transflective liquid crystal display device

32: 광변환층32: light conversion layer

본 발명의 구성에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 참고로 본 발명을 설명하기에 앞서 종래 기술에서 인용한 부분과 동일한 부분에 대해서는 종래 도면 부호를 그대로 인용하기로 한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION The structure of this invention is demonstrated in detail with reference to attached drawing. For reference, prior to describing the present invention, the same reference numerals are used for the same parts as those cited in the related art.

도 1은 본 발명에 의한 광변환 기능을 갖는 반투과 편광판이 적용된 액정표시소자를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device to which a transflective polarizing plate having a light conversion function according to the present invention is applied.

도면을 참조하면, 상부 기판(2)과 하부 기판(2')의 대향면에 적어도 투명전극(4), 절연층(도시하지 않음) 및 배향층(6)이 형성되고 상기 양 기판(2)(2')의 사이에는 액정물질이 주입된다. 상부 기판(2)의 외측면에는 전면 편광판(3)이 부착되어 입사되는 광을 직선편광시켜 방향성을 부여하고 하부 기판(2')에도 후면 편광판(3')이 설치된다.Referring to the drawings, at least a transparent electrode 4, an insulating layer (not shown), and an alignment layer 6 are formed on opposite surfaces of the upper substrate 2 and the lower substrate 2 ', and both substrates 2 are formed. The liquid crystal material is injected between (2 '). The front polarizer 3 is attached to the outer surface of the upper substrate 2 to linearly polarize the incident light to provide directionality, and the rear polarizer 3 'is also provided on the lower substrate 2'.

상기 후면 편광판(3')의 배면에는 입사된 광을 확산시키는 확산층(5)이 설치되고 상기 확산층(5)의 배면에 광변환층(32)이 설치된다. 상기 광변환층(32)의 저면에는 빛을 선택적으로 투과 또는 반사시키는 반투과판(22)이 배치되고 상기 반투과판(22)의 밑면에 백라이트(8)가 설치되어 후면에서 액정표시소자에 광을 조사하게 된다.A diffusion layer 5 diffuses the incident light on the rear surface of the rear polarizer 3 ′ and a light conversion layer 32 is disposed on the rear surface of the diffusion layer 5. A transflective plate 22 for selectively transmitting or reflecting light is disposed on the bottom of the light conversion layer 32, and a backlight 8 is disposed on the underside of the transflective plate 22 to provide a liquid crystal display device from the rear side. Light is irradiated.

상기 광변환층(32)은 백색광원 중에서 블루를 옐로우로 변환시키고 400-500nm의 파장에 속하는 가시광선을 500-700nm로 변환시키는 광변환 물질이 포함된 수지 및 필름으로 형성된다. 예를 들어 가시광선을 그린(green)으로 변환하고자 항 때는 ZnS에 Au,Cu,Al을 도핑하거나 ZnS에 Cu,Al등을 적당한 비율로 도핑하고 레드(red)로 변환하고자 할 때는 Y2O2S에 Eu를 적절히 도핑한다.The light conversion layer 32 is formed of a resin and a film containing a light conversion material that converts blue to yellow and converts visible light belonging to a wavelength of 400-500nm to 500-700nm among the white light source. For example, if you want to convert visible light to green, you can do Au, Cu, Al to ZnS, or if you want to do ZnS to Cu, Al, etc. at an appropriate ratio and convert it to red, Y 2 O 2 Doping Eu appropriately with S

상술한 구조의 액정표시소자에서 반사 모드일 때와 투과 모드일 때를 나누어 설명하도록 한다.In the liquid crystal display device having the above-described structure, the reflection mode and the transmission mode will be described separately.

먼저 반사모드일 경우에 가시광선이 전면 편광판(3)을 지나 액정셀을 투과하여 광변환층(32)에 도달할 때, 입사되는 R,G,B 중 광변환층(32)을 통과하면서 블루가 옐로우로 변환된다. 상기와 같이 블루가 옐로우로 변환되면 실제 반사광은 많아지게 된다. 반사되는 색상은 많은 부분이 옐로우로 변환되지만 블루가 완전히 옐로우로 변환되지는 않기 때문에 블루도 일부 반사하게 되어 완전히 옐로우화하지는 않는다.First, when the visible light passes through the front polarizer 3 and passes through the liquid crystal cell to reach the light conversion layer 32 in the reflective mode, the visible light passes through the light conversion layer 32 among the R, G, and B incident light. Is converted to yellow. When blue is converted to yellow as described above, the actual reflected light increases. The reflected color is mostly converted to yellow, but because blue is not completely yellow, some of the blue is also reflected and not fully yellowed.

투과 모드일 경우에는 백라이트(8)의 불빛을 블루로 셋팅을 하여 블루의 색상을 지닌 빛이 조사되어 반투과판(22)을 지나고 광변환층(32)을 지나면 색상이 옐로우로 보이므로 밝게 보이게 된다.In the transmissive mode, the light of the backlight 8 is set to blue so that light having a blue color is irradiated to pass through the transflective plate 22 and the light conversion layer 32 so that the color appears yellow so that the light appears bright. do.

도 2에는 광변환층을 통과하기 전의 빛의 반사율과 광변환층을 통과한 후의 빛의 반사율을 도시한 것이다.2 shows the reflectance of light before passing through the light conversion layer and the reflectance of light after passing through the light conversion layer.

도면에서 보는 바와 같이 광변환층을 통과하기 전의 빛이 광변환층을 통과하게 되면 파장이 증가함에 따라 반사율이 증가함을 알수 있다.As shown in the figure, when light before passing through the light conversion layer passes through the light conversion layer, it can be seen that the reflectance increases as the wavelength increases.

상술한 바와 같은 구조로 액정표시소자를 구성하면 반사모드일 경우와 투과모드일 경우에 눈의 자극치가 떨어지는 블루가 옐로우로 변환됨으로써 사용자에게는 밝게 보이는 효과가 발생하게 된다.When the liquid crystal display device is configured in the above-described structure, blue, in which the irritation value of the eye is reduced to yellow in the reflective mode and the transmissive mode, is converted into yellow, resulting in a brighter effect for the user.

반투과판을 설치하여 입사되는 광을 반사시키거나 백라이트에서 조사되는 광을 투과시키는 액정표시소자에 사용자의 눈에 대한 자극치가 떨어지는 특정색이나 파장대를 변환시키므로써, 반사모드에서나 투과모드에서 밝게 보이는 효과를 얻을 수 있다.By installing a transflective plate, the liquid crystal display device reflects incident light or transmits light emitted from the backlight, thereby converting a specific color or wavelength band having a low irritation value to the user's eyes, thereby making it appear bright in reflection mode or transmission mode. The effect can be obtained.

Claims (3)

외측면에 각각 편광판이 부착된 상부기판과 하부기판의 대향면에 적어도 투명전극과 배향층을 형성하고 양 기판의 사이에 액정물질이 주입되며 반투과판에 의해 반사 또는 투과에 의해 화면을 인식하는 액정표시소자에 있어서,At least a transparent electrode and an alignment layer are formed on opposite surfaces of the upper and lower substrates each having a polarizing plate attached to the outer side thereof, and a liquid crystal material is injected between the two substrates, and the screen is recognized by reflection or transmission by a transflective plate. In the liquid crystal display device, 상기 반투과판 위에 광변환층을 설치한 것을 특징으로 하는 액정표시소자.And a light conversion layer provided on the transflective plate. 제 1 항에 있어서, 상기 광변환층은 백색광원 중 블루를 옐로우로 변환시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light conversion layer converts blue from yellow among white light sources. 제 1 항에 있어서, 상기 광변환층은 400∼500nm의 파장을 500∼700nm의 파장으로 변환시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display of claim 1, wherein the light conversion layer converts a wavelength of 400 to 500 nm to a wavelength of 500 to 700 nm.
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