KR20010110849A - Transparent and Reflective Type Liquid Crystal Display Apparatus - Google Patents

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KR20010110849A
KR20010110849A KR1020000031463A KR20000031463A KR20010110849A KR 20010110849 A KR20010110849 A KR 20010110849A KR 1020000031463 A KR1020000031463 A KR 1020000031463A KR 20000031463 A KR20000031463 A KR 20000031463A KR 20010110849 A KR20010110849 A KR 20010110849A
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liquid crystal
light
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KR1020000031463A
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김용범
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구본준, 론 위라하디락사
엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 광효율을 높이도록 한 투과 반사형 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a transmissive reflective liquid crystal display device for enhancing the light efficiency.

본 발명의 투과 반사형 액정표시장치는 전면기판의 배면에 설치되어 특정 대역의 가시광만을 투과시키기 위한 흡수형 컬러필터와, 액정층과 배면기판 사이에 설치되어 전면기판으로부터 입사되는 광을 반사시킴과 아울러 배면기판의 아래에 설치되어 있는 백라이트유닛으로부터의 광을 통과시키기 위한 홀이 형성된 금속 반사판과, 액정층 내에 혼합되어 비표시 동작 모드에서 백라이트유닛으로부터 입사되는 광과 전면기판을 경유하여 입사되는 외부광을 흡수하기 위한 이색성 염료를 구비한다.Transmissive reflective liquid crystal display device of the present invention is installed on the back of the front substrate absorbing color filter for transmitting only visible light of a specific band, and is installed between the liquid crystal layer and the back substrate to reflect the light incident from the front substrate and In addition, a metal reflector plate having a hole for passing light from the backlight unit installed under the back substrate, and an external light incident through the front substrate and the light incident from the backlight unit in a non-display operation mode mixed in the liquid crystal layer Dichroic dye for absorbing light is provided.

본 발명에 의하면 본 발명에 투과 반사형 액정표시장치에 의하면 액정층에 이색성 염료를 추가하여 투과형 모드에서도 흰색을 표현할 수 있다. 또한, 2개의 쿼터 웨이브 플레이트가 제거되므로 광효율을 극대화됨과 아울러 제조비용을 최소화 할 수 있다. 나아가, 액정층에 혼합된 이색성 염료에 의해 편광판 없이도 블랙의 상태를 표현할 수 있다. 따라서, 높은 광효율을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 색순도를 향상시킬 수 있다.According to the present invention, according to the present invention, in the transmissive reflection type liquid crystal display, a dichroic dye is added to the liquid crystal layer to express white color in the transmissive mode. In addition, two quarter wave plates are removed, thereby maximizing optical efficiency and minimizing manufacturing costs. Furthermore, the state of black can be expressed without the polarizing plate by the dichroic dye mixed with the liquid crystal layer. Therefore, not only high light efficiency can be obtained but also color purity can be improved.

Description

투과 반사형 액정표시장치{Transparent and Reflective Type Liquid Crystal Display Apparatus}Transparent and Reflective Type Liquid Crystal Display Apparatus}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 광효율을 높이도록 한 투과 반사형 액정표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a transmissive reflective liquid crystal display device for enhancing light efficiency.

액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)를 이용하여 자연스러운 동화상을 표시하고 있다. 이러한 액정표시장치는 브라운관에 비하여 소형화가 가능하여 휴대용 텔레비전(Television)이나 랩탑(Lap-Top)형 퍼스널 컴퓨터(Personal Computer) 등의 모니터로서 상품화되고 있다.An active matrix liquid crystal display device displays a natural moving image using a thin film transistor (hereinafter, referred to as TFT) as a switching element. Such a liquid crystal display device can be miniaturized compared to a CRT and commercialized as a monitor such as a portable television or a laptop-type personal computer.

이러한 액정표시장치는 자발광소자가 아니기 때문에 별도의 광원이 필요하게 된다. 액정표시장치는 광원에 따라 투과형과 반사형으로 대변될 수 있다. 투과형 액정표시장치는 액정이 주입된 두 장의 투명기판 중 배면기판에 대면되게 백라이트유닛을 설치하여 백라이트유닛으로부터 입사되는 광을 투사면 쪽으로 투과시키게 된다. 이에 비하여, 반사형 액정표시장치는 액정이 주입된 두 장의 투명기판 중 배면기판 상에 반사면을 형성하여 표시면 즉, 전면기판을 경유하여 배면기판으로 입사되는 외부광 또는 별도의 보조광을 표시면 쪽으로 반사시키게 된다.Since the liquid crystal display is not a self-light emitting device, a separate light source is required. The liquid crystal display may be represented by a transmissive type or a reflective type depending on a light source. In the transmissive liquid crystal display device, a backlight unit is installed to face a rear substrate of two transparent substrates into which liquid crystal is injected to transmit light incident from the backlight unit toward the projection surface. On the other hand, the reflective liquid crystal display device forms a reflective surface on the rear substrate of the two transparent substrates into which the liquid crystal is injected to display external light incident to the rear substrate via the front substrate or a separate auxiliary light. It is reflected toward.

최근에는 투과형과 반사형의 장점을 가질 수 있는 투과 반사형 액정표시장치에 대한 연구가 활성화되고 있다.Recently, research on a transmissive reflective liquid crystal display device, which can have advantages of a transmissive type and a reflective type, has been activated.

도 1을 참조하면, 종래의 투과 반사형 액정표시장치는 액정(12)이 주입된 전면기판(16) 및 배면기판(8)과, 전면기판(16)의 전면 상에 적층되는 제 2 쿼터 웨이브 플레이트(Quarter Wave Plate : 이하 "QWP"라 함)(18) 및 제 2 선형 편광판(20)과, 전면기판(16)과 액정(12) 사이에 설치되는 흡수형 컬러필터(14)와, 배면기판(8)의 배면 상에 적층되는 제 1 QWP(6) 및 제 1 선형 편광판(4)과, 배면기판(8)과 액정(12) 사이에 설치되는 금속 반사판(10)을 구비한다. 금속 반사판(10)에는 소정 간격 주기로 홀(13)이 형성된다. 외부광은 제 2 선형 편광판(20)에 의해 특정 선편광으로 변환된 후, 제 2 QWP(18)에 의해 원편광으로 변환되어 흡수형 컬러필터(14)와 액정(12)을 경유하여 금속 반사판(10)의 반사면(11)에 입사된다. 이렇게 금속 반사판(105)의 반사면(11)에 입사된 외부광은 광로를 역행하여 표시면 쪽으로 진행하게 된다. 이때, 흡수형 컬러필터(14)는 특정 파장 대역의 가시광만을 투과시키고 나머지 다른 파장의 광빔을 흡수한다. 백라이트유닛(2)으로부터 입사되는 광은 제 1 선형 편광판(4)에 의해 특정 선편광으로 변환되고 제 1 QWP(6)에 의해 원편광으로 변환되어 배면기판(8)을 투과한 다음, 금속 반사판(10)에 입사된다. 이렇게 백라이트유닛(2)으로부터 금속 반사판(10)에 입사된 광은 금속 반사판(10)의 홀(13)을 통하여 액정(12)으로 입사된 후, 액정(12)을 경유하여 표시면 쪽으로 진행하게 된다.Referring to FIG. 1, a conventional transmissive reflection type liquid crystal display device includes a front substrate 16 and a rear substrate 8 into which a liquid crystal 12 is injected, and a second quarter wave stacked on the front surface of the front substrate 16. Quarter Wave Plate (hereinafter referred to as "QWP") 18 and the second linear polarizer 20, the absorption type color filter 14 provided between the front substrate 16 and the liquid crystal 12, and the back A first QWP 6 and a first linear polarizing plate 4 stacked on the rear surface of the substrate 8 and a metal reflecting plate 10 provided between the rear substrate 8 and the liquid crystal 12 are provided. Holes 13 are formed in the metal reflector 10 at predetermined intervals. The external light is converted into specific linearly polarized light by the second linear polarizer 20, and then converted into circularly polarized light by the second QWP 18 to pass the metal reflector plate through the absorption type color filter 14 and the liquid crystal 12. It is incident on the reflecting surface 11 of 10). The external light incident on the reflecting surface 11 of the metal reflecting plate 105 travels toward the display surface by traveling back to the optical path. In this case, the absorption type color filter 14 transmits only visible light of a specific wavelength band and absorbs light beams of other wavelengths. The light incident from the backlight unit 2 is converted into a specific linearly polarized light by the first linear polarizer 4 and is converted into circularly polarized light by the first QWP 6 to pass through the back substrate 8, and then a metal reflector plate ( 10). The light incident on the metal reflector 10 from the backlight unit 2 is incident on the liquid crystal 12 through the hole 13 of the metal reflector 10, and then proceeds toward the display surface via the liquid crystal 12. do.

도 2a를 참조하여 전원이 인가되지 않았을 때 투과형 동작과정을 상세히 설명하면, 먼저 백라이트유닛(2)으로부터 방출된 광은 제 1 선형 편광판(4)으로 입사된다. 백라이트유닛(2)으로부터 제 1 선형 편광판(4)으로 입사된 광 중 제 1 선형 편광판(4)의 광축과 동일한 선편광만이 제 1 선형 편광판(4)을 통과한다. 제 1 선형 편광판(4)을 통과한 광은 45。의 광축을 가지고 있다. 제 1 선형 편광판(4)을 통과한 광은 제 1 QWP(6)에 의해 좌원 편광으로 변환된다. 제 1 QWP(6)에 의해 좌원 편광으로 변화된 광은 배면기판(8) 및 금속 반사판(10)의 홀(13)을 통과하여 액정(12)으로 입사된다. 액정(12)으로 입사된 좌원 편광은 액정(12)에 의해 선편광으로 변환된다. 이때, 액정(12)으로부터 변환된 선편광은 제 1 선편광(4)의 광축과 90。 직교하게 된다. 액정(12)을 통과한 선편광은 흡수형 컬러필터(14) 및 전면기판(16)을 통과하여 제 2 QWP(18)로 입사된다. 제 2 QWP(18)는 액정(12)으로부터 입사된 선편광을 우원 편광으로 변환시킨다. 제 2 QWP(18)에 의해 우원 편광으로 변화된 광은 제 2 편광판(20)으로 입사된다. 제 2 편광판(20)은 우원 편광 중 135。의 각도를 가지는 특정 선편광만을 통과시키게 된다. 즉, 제 2 편광판(20)은 제 2 QWP(18)로부터 입사한 좌원편광 중 135。의 광축을 가지는 특정 선편광만을 통과시킨다. 이에 따라, 액정표시장치는 회색을 표현하게 된다.Referring to FIG. 2A, when the power is not applied, the transmissive operation will be described in detail. First, the light emitted from the backlight unit 2 is incident to the first linear polarizer 4. Of the light incident from the backlight unit 2 to the first linear polarizer 4, only linearly polarized light equal to the optical axis of the first linear polarizer 4 passes through the first linear polarizer 4. The light passing through the first linear polarizing plate 4 has an optical axis of 45 degrees. Light passing through the first linear polarizer 4 is converted into left circular polarization by the first QWP 6. The light changed to the left circularly polarized light by the first QWP 6 enters the liquid crystal 12 through the holes 13 of the back substrate 8 and the metal reflecting plate 10. The left circularly polarized light incident on the liquid crystal 12 is converted into linearly polarized light by the liquid crystal 12. At this time, the linearly polarized light converted from the liquid crystal 12 is perpendicular to the optical axis of the first linearly polarized light 4 by 90 degrees. The linearly polarized light passing through the liquid crystal 12 passes through the absorption type color filter 14 and the front substrate 16 and enters the second QWP 18. The second QWP 18 converts linearly polarized light incident from the liquid crystal 12 into right polarized light. Light changed into right polarized light by the second QWP 18 is incident on the second polarizing plate 20. The second polarizing plate 20 passes only a specific linearly polarized light having an angle of 135 degrees among the right polarized light. That is, the second polarizing plate 20 passes only a specific linearly polarized light having an optical axis of 135 degrees among the left circularly polarized light incident from the second QWP 18. Accordingly, the liquid crystal display device displays gray.

전원이 인가되었을 때 투과형 동작과정을 상세히 설명하면, 먼저 백라이트유닛(2)으로부터 방출된 광이 제 1 선형 편광판(4)으로 입사된다. 백라이트유닛(2)으로 제 1 선형 편광판(4)으로 입사된 광 중 제 1 선형 편광판(4)의 광축과 동일한 특정 선편광만이 제 1 선형 편광판(4)을 통과한다. 제 1 선형 편광판(4)을 통과한 광은 45。의 광축을 가지고 있다. 제 1 선형 편광판(4)을 통과한 광은 제 1 QWP(6)에 의해 좌원 편광으로 변환시킨다. 제 1 QWP(6)에 의해 좌원 편광으로 변화된 광은 배면기판(8) 및 금속 반사판(10)의 홀(13)을 통과하여 액정(12)으로 입사된다. 액정(12)으로 입사된 좌원 편광은 액정(12), 흡수형 컬러필터(14) 및 전면기판(16)을 통과하여 제 2 QWP(18)로 입사된다. 즉, 액정(12)은 전원이 인가되지 않았을 때 입사되는 원편광을 특정 선편광으로 변화시키고, 전원이 인가되었을 때 입사되는 광을 통과시킨다. 액정(12)으로부터 제 2 QWP(18)로 입사된 좌원 편광은 제 2 QWP(18)에 의해 45。의 각도를 가지는 선편광으로 변화되어 제 2 편광판(20)으로 입사된다. 제 2 편광판(20)은 135。의 광축을 가지는 선편광만을 통과시키기 때문에 제 2 편광판(20)으로부터 입사된 45。의 광축을 가지는 선편광은 제 2 편광판(20)을 통과하지 못한다. 즉, 액정표시장치는 블랙(Black)을 표시하게 된다.Referring to the transmission type operation process in detail when the power is applied, first, the light emitted from the backlight unit 2 is incident to the first linear polarizer (4). Of the light incident on the backlight unit 2 to the first linear polarizer 4, only a specific linear polarization identical to the optical axis of the first linear polarizer 4 passes through the first linear polarizer 4. The light passing through the first linear polarizing plate 4 has an optical axis of 45 degrees. Light passing through the first linear polarizer 4 is converted into left circular polarization by the first QWP 6. The light changed to the left circularly polarized light by the first QWP 6 enters the liquid crystal 12 through the holes 13 of the back substrate 8 and the metal reflecting plate 10. The left circularly polarized light incident on the liquid crystal 12 passes through the liquid crystal 12, the absorption type color filter 14, and the front substrate 16 and enters the second QWP 18. That is, the liquid crystal 12 changes the circularly polarized light incident when the power is not applied to the specific linearly polarized light, and passes the light incident when the power is applied. The left circularly polarized light incident from the liquid crystal 12 into the second QWP 18 is changed into linearly polarized light having an angle of 45 degrees by the second QWP 18 and is incident on the second polarizing plate 20. Since the second polarizing plate 20 passes only linearly polarized light having an optical axis of 135 °, the linearly polarized light having an optical axis of 45 ° incident from the second polarizing plate 20 does not pass through the second polarizing plate 20. That is, the liquid crystal display displays black.

도 2b를 참조하여 전원이 인가되지 않았을 때 반사형 동작과정을 상세히 설명하면, 먼저 외부광원으로부터 제 2 편광판(20)으로 광이 입사된다. 제 2 편광판(20)은 외부광원으로부터 입사된 광중 135。의 광축을 가지는 특정 선편광만을 통과시킨다. 제 2 편광판(20)을 통과한 선편광은 제 2 QWP(18)로 입사된다. 제 2 QWP(18)는 제 2 편광판(20)으로부터 입사된 선편광을 우원 편광으로 변화시킨다. 제 2 QWP(18)에 의해 우원 편광으로 변화된 광은 전면기판(16) 및 흡수형 컬러필터(14)를 통과하여 액정(12)으로 입사된다. 액정(12)은 제 2 QWP(18)로부터 입사된 우원 편광을 135。의 광축을 가지는 선편광으로 변화시킨다. 액정(12)에 의해 135。의 광축을 가지는 선편광으로 변화된 광은 금속 반사판(10)의 반사면(11)에 의해 반사되어 액정(12)으로 입사된다. 액정(12)은 반사면(11)으로부터 입사되는 135。의 광축을 가지는 선편광을 우원 편광으로 변화시킨다. 액정(12)에 의해 우원 편광으로 변화된 광은 제 2 QWP(18)로 입사된다. 제 2 QWP(18)는 액정(12)으로부터 입사되는 우원편광을 135。의 광축을 가지는 선편광으로 변화시킨다. 즉, 제 2 편광판(20)의 광축과 동일하게 변화된다. 제 2 QWP(18)로부터 135。의 광축을 가지는 선편광으로 변화된 광은 제 2 편광판(20)을 통과한다. 즉, 액정표시장치는 화이트(White)를 표현하게 된다.Referring to FIG. 2B, the reflective operation process when the power is not applied will be described in detail. First, light is incident on the second polarizing plate 20 from an external light source. The second polarizing plate 20 passes only specific linearly polarized light having an optical axis of 135 degrees among the light incident from the external light source. The linearly polarized light passing through the second polarizing plate 20 is incident to the second QWP 18. The second QWP 18 changes linearly polarized light incident from the second polarizing plate 20 into right circularly polarized light. Light changed into right polarized light by the second QWP 18 passes through the front substrate 16 and the absorption type color filter 14 and is incident to the liquid crystal 12. The liquid crystal 12 changes the circularly polarized light incident from the second QWP 18 into linearly polarized light having an optical axis of 135 degrees. Light changed into linearly polarized light having an optical axis of 135 degrees by the liquid crystal 12 is reflected by the reflecting surface 11 of the metal reflecting plate 10 and is incident on the liquid crystal 12. The liquid crystal 12 changes linearly polarized light having an optical axis of 135 degrees incident from the reflecting surface 11 into right polarized light. Light changed into right polarized light by the liquid crystal 12 is incident on the second QWP 18. The second QWP 18 changes the right circularly polarized light incident from the liquid crystal 12 into linearly polarized light having an optical axis of 135 degrees. That is, it changes in the same manner as the optical axis of the second polarizing plate 20. Light changed from the second QWP 18 to linearly polarized light having an optical axis of 135 degrees passes through the second polarizing plate 20. That is, the liquid crystal display may express white.

전원이 인가되었을 때 반사형 동작과정을 상세히 설명하면, 먼저 외부광원으로부터 제 2 편광판(20)으로 광이 입사된다. 제 2 편광판(20)은 외부광원으로부터 입사된 광 중 135。의 광축을 가지는 특정 선편광만을 통과시킨다. 제 2 편광판(20)을 통과한 선편광은 제 2 QWP(18)로 입사된다. 제 2 QWP(18)는 제 2 편광판(20)으로부터 입사된 선편광을 우원 편광으로 변화된다. 제 2 QWP(18)에 의해 우원 편광으로 변화된 광은 전면기판(16), 흡수형 컬러필터(14) 및 액정(12)을 통과하여 금속 반사판(10)의 반사면(11)으로 입사된다. 금속 반사판(10)의 반사면(11)은 액정(12)으로부터 입사되는 우원 편광을 좌원 편광으로 변화시킨다. 금속 반사판(10)의 반사면(11)에 의해 좌원 편광으로 변화된 광은 액정(12), 컬러필터(14) 및 전면기판(16)을 통과하여 제 2 QWP(18)로 입사된다. 제 2 QWP(18)는 금속 반사판(10)의 반사면(11)으로부터 입력되는 좌원 편광을 45。의 광축을 가지는 선편광으로 변화시킨다. 즉, 제 2 편광판(20)의 광축과 직교하게 변화된다. 제 2 QWP(18)로부터 45。의 광축을 가지는 선편광으로 변화된 광은 제 2 편광판(20)을 통과하지 못한다. 즉, 액정표시장치는 블랙(Black)을 표현하게 된다.Referring to the reflective operation process in detail when the power is applied, first light is incident on the second polarizing plate 20 from an external light source. The second polarizing plate 20 passes only specific linearly polarized light having an optical axis of 135 degrees among the light incident from the external light source. The linearly polarized light passing through the second polarizing plate 20 is incident to the second QWP 18. The second QWP 18 changes linearly polarized light incident from the second polarizing plate 20 into right circularly polarized light. Light changed into right polarized light by the second QWP 18 passes through the front substrate 16, the absorption type color filter 14, and the liquid crystal 12, and is incident on the reflecting surface 11 of the metal reflector 10. The reflecting surface 11 of the metal reflecting plate 10 changes the right circularly polarized light incident from the liquid crystal 12 into the left circularly polarized light. Light changed to left circularly polarized light by the reflecting surface 11 of the metal reflecting plate 10 passes through the liquid crystal 12, the color filter 14, and the front substrate 16 and is incident to the second QWP 18. The second QWP 18 changes the left circularly polarized light input from the reflecting surface 11 of the metal reflecting plate 10 into linearly polarized light having an optical axis of 45 degrees. That is, it changes perpendicularly to the optical axis of the second polarizing plate 20. Light changed from the second QWP 18 to linearly polarized light having an optical axis of 45 degrees does not pass through the second polarizing plate 20. That is, the LCD displays black.

전술한 바와 같이 투과 반사형 액정표시장치는 백라이트유닛(2)으로부터 조사되는 광의 일부분만이 제 2 편광판(20)을 통과하게 되므로 흰색을 표현하지 못한다. 즉, 투과형으로 화상 또는 영상을 표시하는 경우에 백라이트유닛(2)으로부터 발생된 광 중 극히 일부분만이 표시광으로 이용되어 광효율이 저하된다. 또한, 광축의 방향을 제어하기 위하여 제 1 및 제 2 QWP(6,18)이 적층되기 때문에 제조비용이 상승된다.As described above, in the transmissive reflection type liquid crystal display, only a part of the light irradiated from the backlight unit 2 passes through the second polarizing plate 20 and thus cannot express white color. That is, in the case of displaying an image or an image in a transmissive type, only a part of the light generated from the backlight unit 2 is used as the display light, thereby reducing the light efficiency. In addition, since the first and second QWPs 6 and 18 are stacked in order to control the direction of the optical axis, the manufacturing cost is increased.

따라서, 본 발명의 목적은 광효율을 높이도록 한 투과 반사형 액정표시장치에 관한 것이다.Accordingly, an object of the present invention relates to a transmissive reflective liquid crystal display device for enhancing the light efficiency.

도 1은 종래의 투과 반사형 액정표시장치를 나타내는 단면도.1 is a cross-sectional view showing a conventional transmissive reflection type liquid crystal display device.

도 2a는 도 1에 도시된 액정표시장치의 투과형 모드 동작과정을 나타내는 도면.FIG. 2A is a diagram illustrating a transmissive mode operation process of the LCD shown in FIG. 1; FIG.

도 2b는 도 1에 도시된 액정표시장치의 반사형 모드 동작과정을 나타내는 도면.FIG. 2B is a view illustrating a reflective mode operation process of the LCD shown in FIG. 1; FIG.

도 3은 본 발명의 투과 반사형 액정표시장치를 나타내는 단면도.3 is a cross-sectional view showing a transmissive reflective liquid crystal display device of the present invention.

도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 액정표시장치의 액정층을 상세히 나타내는 도면.4A and 4B are detailed views of the liquid crystal layer of the liquid crystal display shown in FIG.

도 5a는 도 3에 도시된 액정표시장치의 투과형 모드의 동작과정을 나타내는 도면.FIG. 5A is a view illustrating an operation process of a transmissive mode of the LCD shown in FIG. 3.

도 5b는 도 3에 도시된 액정표시장치의 반사형 모드의 동작과정을 나타내는 도면.FIG. 5B is a view illustrating an operation process of the reflective mode of the LCD shown in FIG. 3; FIG.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

2,36 : 백라이트유닛 4,20,22,34 : 선형 편광판2,36: backlight unit 4,20,22,34: linear polarizer

6,18 : QWP 8,32 : 배면기판6,18: QWP 8,32: back board

10,30 : 금속 반사판 11,31 : 반사면10,30: metal reflecting plate 11,31: reflecting surface

12,28,38 : 액정 13,33 : 홀12,28,38 Liquid Crystal 13,33 Hall

14,26 : 흡수형 컬러필터 16,24 : 전면기판14,26: Absorption type color filter 16,24: Front substrate

40 : 이색성 염료40: dichroic dye

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 투과 반사형 액정표시장치는 전면기판의 배면에 설치되어 특정 대역의 가시광만을 투과시키기 위한 흡수형 컬러필터와, 액정층과 배면기판 사이에 설치되어 전면기판으로부터 입사되는 광을 반사시킴과 아울러 배면기판의 아래에 설치되어 있는 백라이트유닛으로부터의 광을 통과시키기 위한 홀이 형성된 금속 반사판과, 액정층 내에 혼합되어 비표시 동작 모드에서 백라이트유닛으로부터 입사되는 광과 전면기판을 경유하여 입사되는 외부광을 흡수하기 위한 이색성 염료를 구비한다.In order to achieve the above object, the transmissive reflection type liquid crystal display device of the present invention is installed on the rear surface of the front substrate, and is an absorption type color filter for transmitting only visible light of a specific band, and is installed between the liquid crystal layer and the rear substrate to enter from the front substrate. A metal reflector plate having a hole for reflecting light and passing light from the backlight unit provided below the rear substrate, and a light and front substrate mixed in the liquid crystal layer and incident from the backlight unit in a non-display operation mode. It is provided with a dichroic dye for absorbing the external light incident via.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above object will be apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

이하, 도 3 내지 도 5b를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5B.

도 3은 본 발명의 투과 반사형 액정표시장치를 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a transmissive reflective liquid crystal display device of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 투과 반사형 액정표시장치는 액정층(28)이 주입된 전면기판(24) 및 배면기판(32)과, 전면기판(24)의 전면 상에 적층되는 제 2 편광판(22)과, 전면기판(24)과 액정층(28) 사이에 설치되는 흡수형 컬러필터(26)와, 배면기판(32)의 배면 상에 적층되는 제 1 편광판(34)과, 배면기판(32)과 액정층(28) 사이에 설치되는 금속 반사판(30)을 구비한다. 금속 반사판(30)에는 소정 간격 주기로 홀(33)이 형성된다. 본 발명의 액정층(28)에는 도 4a 및 도 4b와 같이 액정(38) 및 이색성 염료(Dye)(40)가 혼합된다. 액정층(28)에 혼합된 이색성 염료(40)는 빛의 흡수율이 편광 방향에 따라서 달라지게 된다.Referring to FIG. 3, the transparent reflection type liquid crystal display device according to the present invention includes a front substrate 24 and a rear substrate 32 into which the liquid crystal layer 28 is injected, and a second stacked on the front surface of the front substrate 24. An absorption type color filter 26 disposed between the polarizing plate 22, the front substrate 24, and the liquid crystal layer 28, the first polarizing plate 34 laminated on the rear surface of the rear substrate 32, and the rear surface. A metal reflector 30 is provided between the substrate 32 and the liquid crystal layer 28. The holes 33 are formed in the metal reflecting plate 30 at predetermined intervals. In the liquid crystal layer 28 of the present invention, the liquid crystal 38 and the dichroic dye (Dye) 40 are mixed as shown in FIGS. 4A and 4B. In the dichroic dye 40 mixed in the liquid crystal layer 28, the absorption of light varies depending on the polarization direction.

도 5a를 참조하여 전원이 인가되지 않았을 때 투과형 동작과정을 상세히 설명하면, 먼저 백라이트유닛(36)으로부터 방출된 광은 제 1 선형 편광판(34)으로 입사된다. 백라이트유닛(36)으로부터 제 1 선형 편광판(34)으로 입사된 광 중 제 1 선형 편광판(34)의 광축과 동일한 45。의 선편광만이 제 1 선형 편광판(34)을 통과한다. 제 1 선형 편광판(34)을 통과한 선편광은 배면기판(32) 및 금속 반사판(30)의 홀(33)을 통과하여 액정층(28)으로 입사된다. 이때, 액정층(28)에 혼합된 이색성 염료(40)는 도 4a와 같이 수평으로 배열된다. 즉, 이색성 염료(40)의 장축은 빛의 진동 방향과 같게 된다. 따라서, 이색성 염료(40)는 빛을 흡수하게 되어 액정표시장치는 블랙(Black)을 표현하게 된다.Referring to FIG. 5A, when the power is not applied, the transmissive operation will be described in detail. First, light emitted from the backlight unit 36 is incident to the first linear polarizer 34. Of the light incident from the backlight unit 36 to the first linear polarizer 34, only 45 ° linearly polarized light equal to the optical axis of the first linear polarizer 34 passes through the first linear polarizer 34. The linearly polarized light that has passed through the first linear polarizing plate 34 passes through the holes 33 of the back substrate 32 and the metal reflecting plate 30 and enters the liquid crystal layer 28. At this time, the dichroic dye 40 mixed in the liquid crystal layer 28 is horizontally arranged as shown in FIG. 4A. That is, the major axis of the dichroic dye 40 is the same as the vibration direction of light. Accordingly, the dichroic dye 40 absorbs light, and the liquid crystal display device displays black.

전원이 인가되었을 때 투과형 동작과정을 상세히 설명하면, 먼저 백라이트유닛(36)으로부터 방출된 광은 제 1 선형 편광판(34)으로 입사된다. 백라이트유닛(36)으로부터 제 1 선형 편광판(34)으로 입사된 광 중 제 1 선형 편광판(34)의 광축과 동일한 45。의 선편광만이 제 1 선형 편광판(34)을 통과한다. 제 1 선형 편광판(34)을 통과한 선편광은 배면기판(32) 및 금속 반사판(30)의 홀(33)을 통과하여 액정층(28)으로 입사된다. 이때, 액정층(28)에 혼합된 이색성 염료(40)는 도 4b와 같이 수직으로 배열된다. 즉, 이색성 염료(40)는 단축 방향으로 진동하므로 대부분의 빛은 이색성 염료(40)에 의해 흡수되지 않는다. 금속 반사판(30)으로부터 액정층(28)으로 입사된 45。의 선편광을 가지는 광은 액정층(28)의 꼬임각에 의해 135。의 선편광으로 변화된다. 즉, 제 2 선형 편광판(22)의 광축과 동일하게 변화된다. 액정층(28)을 통과한 광은 흡수형 컬러필터(26) 및 전면기판(24)을 투과하여 제 2 선형 편광판(22)으로 입사된다. 이때 액정층(28)으로부터 제 2 선형 편광판(22)으로 입사된 선편광의 광축과 제 2 선형 편광판(22)의 광축이 동일하기 때문에 선편광은 제 2 선형 편광판(22)을 통과한다. 즉, 액정표시장치는 화이트(White) 상태를 표시한다.Referring to the transmission type operation process in detail when the power is applied, first, the light emitted from the backlight unit 36 is incident to the first linear polarizer 34. Of the light incident from the backlight unit 36 to the first linear polarizer 34, only 45 ° linearly polarized light equal to the optical axis of the first linear polarizer 34 passes through the first linear polarizer 34. The linearly polarized light that has passed through the first linear polarizing plate 34 passes through the holes 33 of the back substrate 32 and the metal reflecting plate 30 and enters the liquid crystal layer 28. At this time, the dichroic dye 40 mixed in the liquid crystal layer 28 is vertically arranged as shown in FIG. 4B. That is, since the dichroic dye 40 vibrates in the uniaxial direction, most of the light is not absorbed by the dichroic dye 40. Light having 45 ° linearly polarized light incident from the metal reflecting plate 30 into the liquid crystal layer 28 is changed to 135 ° linearly polarized light by the twist angle of the liquid crystal layer 28. That is, it changes in the same manner as the optical axis of the second linear polarizing plate 22. Light passing through the liquid crystal layer 28 passes through the absorption type color filter 26 and the front substrate 24 and is incident on the second linear polarizer 22. At this time, since the optical axis of the linearly polarized light incident from the liquid crystal layer 28 to the second linear polarizer 22 and the optical axis of the second linear polarizer 22 are the same, the linearly polarized light passes through the second linear polarizer 22. That is, the liquid crystal display displays a white state.

도 5b를 참조하여 전원이 인가되지 않았을 때 반사형 동작과정을 상세히 설명하면, 먼저 외부 광원으로부터 제 2 편광판(22)으로 광이 입사된다. 제 2 편광판(22)은 외부광원으로부터 입사된 광 중 135。의 광축을 가지는 선편광만을 통과시킨다. 제 2 편광판(22)을 통과한 선편광은 전면기판(24) 및 흡수형 컬러필터(26)를 통과하여 액정층(28)으로 입사된다. 이때, 액정층(28)에 혼합된 이색성 염료(40)는 도 4a와 같이 수평으로 배열된다. 즉, 이색성 염료(40)의 장축은 빛의 진동 방향과 같게 된다. 따라서, 이색성 염료(40)는 빛을 흡수하게 되어 액정표시장치는 블랙(Black)을 표현하게 된다.Referring to FIG. 5B, when the power is not applied, the reflective operation process will be described in detail. First, light is incident on the second polarizer 22 from an external light source. The second polarizing plate 22 passes only linearly polarized light having an optical axis of 135 degrees among the light incident from the external light source. The linearly polarized light passing through the second polarizing plate 22 passes through the front substrate 24 and the absorption type color filter 26 and is incident to the liquid crystal layer 28. At this time, the dichroic dye 40 mixed in the liquid crystal layer 28 is horizontally arranged as shown in FIG. 4A. That is, the major axis of the dichroic dye 40 is the same as the vibration direction of light. Accordingly, the dichroic dye 40 absorbs light, and the liquid crystal display device displays black.

전원이 인가되었을 때 반사형 동작과정을 상세히 설명하면, 먼저 외부 광원으로부터 제 2 편광판(22)으로 광이 입사된다. 제 2 편광판(22)은 외부광원으로부터 입사된 광 중 135。의 광축을 가지는 선편광만을 통과시킨다. 제 2 편광판(22)을 통과한 선편광은 전면기판(24) 및 흡수형 컬러필터(26)를 통과하여 액정층(28)으로 입사된다. 이때, 액정층(28)에 혼합된 이색성 염료(40)는 도 4b와 같이 수직으로 배열된다. 즉, 이색성 염료(40)는 단축 방향으로 진동하므로 대부분의 빛은 이색성 염료(40)에 의해 흡수되지 않는다. 제 2 편광판(22)으로부터 액정층(28)으로 입사된 광은 액정(38)의 꼬임각에 의해 45。의 선편광으로 변화된다. 액정층(28)을 통과한 45。의 선편광은 금속 반사판(30)의 반사면(31)에 의해 반사되어 액정층(28)으로 입사된다. 액정층(28)은 금속 반사판(30)으로부터 입사된 45。의 선편광을 135。의 선편광으로 변화시킨다. 즉, 제 2 선형 편광판(22)의 광축과 동일하게 변화된다. 액정층(28)을 통과한 광은 흡수형 컬러필터(26) 및 전면기판(24)을 통과하여 제 2 선형 편광판(22)으로 입사된다. 이때 액정층(28)으로부터 제 2 선형 편광판(22)으로 입사된 선편광의 광축과 제 2 선형 편광판(22)의 광축이 동일하기 때문에 선편광은 제 2 선형 편광판(22)을 통과한다. 즉, 액정표시장치는 화이트(White) 상태를 표시하게 된다.Referring to the reflective operation process when the power is applied, first, light is incident on the second polarizer 22 from an external light source. The second polarizing plate 22 passes only linearly polarized light having an optical axis of 135 degrees among the light incident from the external light source. The linearly polarized light passing through the second polarizing plate 22 passes through the front substrate 24 and the absorption type color filter 26 and is incident to the liquid crystal layer 28. At this time, the dichroic dye 40 mixed in the liquid crystal layer 28 is vertically arranged as shown in FIG. 4B. That is, since the dichroic dye 40 vibrates in the uniaxial direction, most of the light is not absorbed by the dichroic dye 40. Light incident on the liquid crystal layer 28 from the second polarizing plate 22 is changed into linearly polarized light of 45 degrees by the twist angle of the liquid crystal 38. The linearly polarized light of 45 degrees passing through the liquid crystal layer 28 is reflected by the reflecting surface 31 of the metal reflecting plate 30 and is incident on the liquid crystal layer 28. The liquid crystal layer 28 changes 45 ° linearly polarized light incident from the metal reflector 30 to 135 ° linearly polarized light. That is, it changes in the same manner as the optical axis of the second linear polarizing plate 22. Light passing through the liquid crystal layer 28 passes through the absorption type color filter 26 and the front substrate 24 and is incident on the second linear polarizer 22. At this time, since the optical axis of the linearly polarized light incident from the liquid crystal layer 28 to the second linear polarizer 22 and the optical axis of the second linear polarizer 22 are the same, the linearly polarized light passes through the second linear polarizer 22. That is, the liquid crystal display displays a white state.

본 발명의 액정표시장치는 전원의 비인가시에 화이트 상태를 표시하고, 전원의 인가시에 블랙 상태를 표시할 수도 있다.The liquid crystal display of the present invention may display a white state when no power is applied, and display a black state when an electric power is applied.

본 발명의 투과 반사형 액정표시장치는 액정층(28)에 이색성 염료(40)를 추가하여 편광판들(22,34)의 유무에 상관없이 블랙(Black) 상태를 표시할 수 있다. 따라서, 본 발명의 투과 반사형 액정표시장치에서는 편광판들(22,34)이 제거될 수 있다.In the transmissive reflection type liquid crystal display device of the present invention, the dichroic dye 40 may be added to the liquid crystal layer 28 to display a black state regardless of the presence or absence of the polarizing plates 22 and 34. Therefore, the polarizing plates 22 and 34 may be removed in the transmissive reflection liquid crystal display of the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명에 투과 반사형 액정표시장치에 의하면 액정층에 이색성 염료를 추가하여 투과형 모드에서도 흰색을 표현할 수 있다. 또한, 2개의 쿼터 웨이브 플레이트가 제거되므로 광효율을 극대화됨과 아울러 제조비용을 최소화 할 수 있다. 나아가, 액정층에 혼합된 이색성 염료에 의해 편광판 없이도 블랙의 상태를 표현할 수 있다. 따라서, 높은 광효율을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 색순도를 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, the transmissive reflection type liquid crystal display device adds a dichroic dye to the liquid crystal layer to express white color in the transmissive mode. In addition, two quarter wave plates are removed, thereby maximizing optical efficiency and minimizing manufacturing costs. Furthermore, the state of black can be expressed without the polarizing plate by the dichroic dye mixed with the liquid crystal layer. Therefore, not only high light efficiency can be obtained but also color purity can be improved.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

Claims (5)

전면기판과 배면기판의 사이에 액정층을 구비하는 투과 반사형 액정표시장치에 있어서,In a transmissive liquid crystal display device comprising a liquid crystal layer between a front substrate and a back substrate, 상기 전면기판의 배면에 설치되어 특정 대역의 가시광만을 투과시키기 위한 흡수형 컬러필터와,An absorption type color filter installed on a rear surface of the front substrate to transmit only visible light of a specific band; 상기 액정층과 상기 배면기판 사이에 설치되어 상기 전면기판으로부터 입사되는 광을 반사시킴과 아울러 상기 배면기판의 아래에 설치되어 있는 백라이트유닛으로부터의 광을 통과시키기 위한 홀이 형성된 금속 반사판과,A metal reflector plate disposed between the liquid crystal layer and the rear substrate to reflect light incident from the front substrate and to pass light from the backlight unit disposed below the rear substrate; 상기 액정층 내에 혼합되어 비표시 동작 모드에서 상기 백라이트유닛으로부터 입사되는 광과 상기 전면기판을 경유하여 입사되는 외부광을 흡수하기 위한 이색성 염료를 구비하는 것을 특징으로 하는 투과 반사형 액정 표시장치.And a dichroic dye mixed in the liquid crystal layer to absorb light incident from the backlight unit in a non-display operation mode and external light incident through the front substrate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이색성 염료는 장축과 단축의 흡수율이 상이한 것을 특징으로 하는 투과 반사형 액정표시장치.The dichroic dye is a transmissive liquid crystal display device, characterized in that the absorption rate of the long axis and short axis are different. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전면기판의 위에 설치되어 특정 편광축을 가지는 광만을 통과시키기 위한 제 1 선형 편광판과,A first linear polarizing plate installed on the front substrate to pass only light having a specific polarization axis; 상기 배면기판의 아래에 설치되어 상기 제 1 선형 편광판과 직교하는 방향의 편광축을 가지는 제 2 선형 편광판을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 투과 반사형 액정표시장치.And a second linear polarizer disposed under the rear substrate and having a polarization axis in a direction orthogonal to the first linear polarizer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전면기판과 배면기판 사이에 전원이 인가될 때 상기 이색성 염료의 장축이 수직으로 배열되고 그 외의 경우에는 수평으로 배열되는 것을 특징으로 하는 투과 반사형 액정표시장치.And wherein the long axis of the dichroic dye is vertically arranged when the power is applied between the front substrate and the rear substrate, and horizontally otherwise. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전면기판과 배면기판 사이에 전원이 인가될 때 상기 이색성 염료의 장축이 수평으로 배열되고 그 외의 경우에는 수직으로 배열되는 것을 특징으로 하는 투과 반사형 액정표시장치.And wherein the long axis of the dichroic dye is arranged horizontally and vertically otherwise, when power is applied between the front and back substrates.
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KR100989256B1 (en) * 2002-12-30 2010-10-20 엘지디스플레이 주식회사 Liqude crystal display

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