KR20040080403A - 광학적 자기 보상 스플레이 구조를 갖는 액정 표시 소자 - Google Patents

광학적 자기 보상 스플레이 구조를 갖는 액정 표시 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20040080403A
KR20040080403A KR1020040065257A KR20040065257A KR20040080403A KR 20040080403 A KR20040080403 A KR 20040080403A KR 1020040065257 A KR1020040065257 A KR 1020040065257A KR 20040065257 A KR20040065257 A KR 20040065257A KR 20040080403 A KR20040080403 A KR 20040080403A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
substrate
crystal display
mode
positioned below
Prior art date
Application number
KR1020040065257A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100659487B1 (ko
Inventor
이승희
김승재
Original Assignee
전북대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전북대학교산학협력단 filed Critical 전북대학교산학협력단
Priority to KR1020040065257A priority Critical patent/KR100659487B1/ko
Publication of KR20040080403A publication Critical patent/KR20040080403A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100659487B1 publication Critical patent/KR100659487B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133753—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/1393—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the birefringence of the liquid crystal being electrically controlled, e.g. ECB-, DAP-, HAN-, PI-LC cells
    • G02F1/1395—Optically compensated birefringence [OCB]- cells or PI- cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133742—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers for homeotropic alignment
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133773—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers the alignment material or treatment being different for the two opposite substrates

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명은 수직 배향된 단일 도메인 액정 표시 소자로 광시야각 특성을 보이고 높은 투과율과 고속응답을 보이는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특정 전압을 인가하여 액정 분자들이 스플레이(splay) 상태로 전이된 후 수직 전기장을 이용하여 투과형과 반사형 단일 도메인 수직 배향 액정 표시 장치를 각각 제작할 수 있다.

Description

광학적 자기 보상 스플레이 구조를 갖는 액정 표시 소자{Optically Compensated Splay Liquid Crystal Display}
본 발명은 광학적으로 자기 보상 스플레이(optically compensated splay: 이하 OCS라 칭함) 구조를 갖는 액정 표시 소자(liquid crystal display: 이하 LCD라칭함)에 관한 것으로, 특히 투과형과 반사형의 단일 도메인 LCD에 관한 것이다.
일반적으로 광시야각 액정 모드를 사용하지 않은 단일 도메인 LCD에서는 시야각에 따른 투과율 차이를 보상하기 위하여 보상 필름을 사용한다. 하지만 보상 필름은 보상하고자하는 특정 위상만을 보상하기 때문에 한계가 있다. 단일 도메인으로 광시야각을 보여주는 OCB (optically compensated bend) 모드는 액정 분자 배열 자체에 의한 자기 보상 효과로 광시야각을 보이고 전압 인가 전후 액정 분자들에 의한 유체 흐름 방향이 같아 응답속도가 매우 빨라 LCD의 단점인 완벽한 동영상 구현에 응용되고 있다. 하지만 흑 상태를 보상하기 위하여 여러 층의 보상 필름을 사용해야 한다는 단점이 존재한다. 이러한 단점들을 보완하기 위하여 단일 도메인 OCS LCD를 제안하였다.
도 1은 OCS 액정 셀의 초기와 전압 인가에 따른 액정 배열 상태를 나타낸 것이다. 도 1(a)는 OCS 액정 셀의 초기 splay 배열로 전이되기 이전의 액정 배열 상태로 twisted bend 상태의 액정 분자들이 전압 인가시 180o꼬이면서 기판에 평행하게 눕고 있는 것을 나타냈고, 도 1(b)는 스플레이 배열 상태에서 전압 인가에 따른 액정 분자들의 배열 상태를 나타낸 것이다.
따라서 기존의 단일 도메인 LCD는 시야각에 따른 이미지 변화가 존재하기 때문에 보상 필름을 사용해야하고 단일 도메인으로 자체 보상 구조를 갖는 OCB 모드는 완벽한 어둠 상태를 구현하기 위하여 여러 층의 보상 필름을 사용해야 한다. 이러한 보상 필름의 사용은 특정 위상만을 보상하기 때문에 한계가 있다.
이와는 달리 스플레이 배열에 의한 자체 보상 효과로 광시야각 특성을 보여주는 단일 도메인 OCS 모드를 수직 전기장을 이용하여 각각 투과형과 반사형 LCD를 제작하는데 그 목적이 있다.
도 1a는 스플레이 전이 이전의 전압 인가에 따른 액정 분자 배열.
도 1b는 스플레이 전이 후의 전압 인가에 따른 액정 분자 배열.
도 2는 제 1 실시예에 따른 NW 모드의 투과형 LCD 단면도.
도 3은 도 2의 광학 셀 구조도.
도 4는 도 3의 위상지연값에 따른 초기 투과율 곡선.
도 5는 도 3의 위상지연별 전압 인가에 따른 투과율 곡선.
도 6은 도 2에 보상 필름을 첨가한 LCD 단면도.
도 7은 도 6의 광학 셀 구조도.
도 8은 도 7의 전압 인가에 따른 투과율 곡선.
도 9는 도 7의 등 명암대비비 곡선.
도 10은 도 7의 계조별 파장분산성 곡선.
도 11은 제 1 실시예에 따른 NB 모드의 투과형 LCD 단면도.
도 12는 도 11의 광학 셀 구조도.
도 13은 도 12의 위상지연값에 따른 초기 투과율 곡선.
도 14는 도 12의 전압 인가에 따른 투과율 곡선.
도 15는 도 12의 등 명암대비비 곡선.
도 16은 도 12의 계조별 파장분산성 곡선.
도 17은 도 12의 계조별 응답시간.
도 18은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 NW 모드의 반사형 LCD의 단면도.
도 19는 도 18의 광학 셀 구조도.
도 20은 도 19의 위상지연값에 따른 초기 반사율 곡선.
도 21은 도 19의 전압 인가에 따른 반사율 곡선.
도 22는 도 19의 등 명암대비비 곡선.
도 23은 도 19의 계조별 파장분산성 곡선.
도 24는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 NB 모드의 반사형 LCD의 단면도.
도 25는 도 24의 광학 셀 구조도.
도 26은 도 25의 위상지연값에 따른 초기 반사율 곡선.
도 27은 도 25의 전압 인가에 따른 반사율 곡선.
도 28은 도 25의 등 명암대비비 곡선.
도 29는 도 25의 계조별 파장분산성 곡선.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명은 투과형과 반사형 액정 모드의 최적 광학 셀 구조를 제안하였다.
- 실시예 1 -
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 자세히 설명하도록 한다.
실시예 1은 단일 도메인 LCD를 제작함에 있어 수직 전기장을 이용한 방법으로, 초기 밝음 상태를 보이는 노멀리 화이트 (Normally white : NW) 모드와 어둠 상태를 보이는 노멀리 블랙 (Normally black : NB) 모드가 가능하다.
도 2는 실시예 1의 제 1 방법으로 제안된 투과형 LCD의 개략적인 단면을 보여주고 있다. 하부 기판은 하부 편광판(9) 위에 하부 유리 기판(8)이 존재하고, 그 위에 투명 전극(7)이 존재한다. 투명 전극(7) 위에는 수직 배향막(6)이 코팅되어있다. 상부 기판은 상부 편광판(1), 유리 기판(2), 투명 전극(3), 수직 배향막(4) 순서로 배열되어 있다. 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정(5)이 위치한다.
도 3은 도 2의 투과형 LCD 광학 셀 구조를 나타낸 것으로써,θ는 x축에 대해서 시계 반대 방향으로의 각을 의미한다. 액정의 러빙 방향은 상, 하 모두 x축에 대해 시계 반대 방향으로 45o틀어져 있고 상, 하 편광판(1, 9)의 투과축은 90o, 0o로 배열되어 있다.
도 4는 도 3의 투과형 LCD 광학 셀 구조에서 액정의 위상지연값(dΔn)에 따른 초기 투과율을 나타낸 것이다. 초기 액정이 존재하지 않을 때(dΔn=0)에는 직교된 편광판 사이에 어둠 상태를 보이다가 위상지연값이 존재함에 따라 투과율이 발생한다. OCS와 같이 hybrid 배열을 하고 있는 액정 셀은 정면에서의 유효 위상지연값(dΔneff)이 (dΔn)/2이다. 입사 파장(λ)이 550㎚일 때 초기 액정의 dΔn이 λ 근처일 때 가장 좋은 밝음 상태를 보이고, 0과 2λ 근처일 때 좋은 어둠 상태를 보이는 것을 알 수 있다.
도 5는 도 3의 투과형 LCD 광학 셀 구조에서, 초기가 밝음 상태인 NW 모드의 전압 인가에 따른 투과율 변화 그래프이다. 액정 셀의 dΔn이 λ 근처일 때에는 구동 전압이 높고, dΔn이 λ보다 클 때에는 구동 전압은 낮지만 파장 분산성이 좋지 않은 단점이 존재한다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 보상 필름을 사용하여 NW 모드를 구현할 수 있다.
도 6은 실시예 1의 제 1 방법에 한장의 보상 필름을 사용한 투과형 LCD의 개략적인 단면도를 보여주고 있다. 하부 기판은 하부 편광판(10) 위에 하부 유리 기판(9)이 존재하고, 그 위에 투명 전극(8)이 존재한다. 투명 전극(8) 위에는 수직 배향막(7)이 코팅되어있다. 상부 기판은 상부 편광판(1), 보상 필름(2), 유리 기판(3), 투명 전극(4), 수직 배향막(5) 순서로 배열되어 있다. 상부 기판과 하부기판 사이에는 액정(6)이 위치한다.
도 7은 도 6의 투과형 LCD 광학 셀 구조를 나타낸 것으로써,θ는 x축에 대해서 시계 반대 방향으로의 각을 의미한다. 시야각 특성과 파장분산성을 보상하기 위하여 상부 편광판(1)과 유리 기판(3) 사이에 한장의 보상 필름(2)을 사용했다. 상부 편광판(1)과 하부 편광판(10)은 각각 은 y축, x축에 평행하게 배열되어 있고, 보상 필름(2)은 -45o, 액정의 러빙 방향은 45o로 x축에 대해 시계 반대 방향으로 틀어져 있다. 이때의 보상 필름(2)은 discotic film으로 어둠 상태를 보상하기 위하여 사용하였다.
도 8은 도 7의 투과형 LCD 광학 셀 구조에서, NW 모드의 전압 인가에 따른 투과율 변화 그래프이다. 94.7%의 높은 광효율을 갖는다.
도 9는 도 7에 의한 NW 모드 투과형 LCD에서 입사 파장이 가시광선일 때 명암대비비(Contrast Ration: 이하, CR이라 한다)를 나타낸 것이다. CR이 10 이상인 영역이 상하좌우에서는 80o이고, 대각선 방향에서는 50o정도이다.
도 10은 도 7에 의한 NW 모드 투과형 LCD의 투과율을 기준으로 6계조로 나눴을 때의 파장에 따른 투과율을 나타낸다.
도 11은 실시예 1의 제 2 방법으로 제안된 NB 모드의 투과형 LCD의 개략적인 단면을 보여주고 있다. 하부 기판은 하부 편광판(10) 위에 하부 유리 기판(9)이 존재하고, 그 위에 투명 전극(8)이 존재한다. 투명 전극(8) 위에는 수직 배향막(7)이 코팅되어있다. 상부 기판은 상부 편광판(1), λ/2의 위상값을 갖는 HWP(2), 유리기판(3), 투명 전극(4), 수직 배향막(5) 순서로 배열되어 있다. 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정(6)이 위치한다.
도 12는 도 11의 투과형 LCD 광학 셀 구조를 나타낸 것으로써,θ는 x축에 대해서 시계 반대 방향으로의 각을 의미한다. 액정의 러빙 방향은 상, 하 모두 x축 에 대해 시계 반대 방향으로 45o틀어져 있고 상, 하 편광판(1, 10)의 투과축은 각각 y축과 x축에 일치하며 λ/2의 위상값을 갖는 HWP(2)는 135o로 틀어져 있다.
도 13은 도 12의 투과형 LCD 광학 셀 구조에서 액정의 위상지연값(dΔn)에 따른 초기 투과율을 나타낸 것이다. 초기 액정이 존재하지 않을 때(dΔn=0)에는 직교된 편광판 사이에 λ/2의 위상값을 갖는 HWP가 있기 때문에 밝음 상태를 보이다가 액정의 위상지연값이 존재함에 따라 밝음에서 어둠, 어둠에서 밝음 상태를 보인다. 액정 셀에서 정면에서의 dΔn이 550㎚일 때 초기에 어둠 상태를 보인다.
도 14는 도 12의 투과형 LCD 광학 셀 구조에서, 초기가 어둠 상태인 NB 모드의 전압 인가에 따른 투과율 변화 그래프이다. 이때의 광효율은 약 91%이다.
도 15는 NB 모드 투과형 LCD의 시야각 특성을 나타낸 것으로 CR이 10 이상인 영역은 상하좌우 방향에서는 80o, 대각선 방향에서는 50o정도이다.
도 16은 도 12에 의한 NB 모드 투과형 LCD의 투과율을 기준으로 6계조로 나눴을 때의 파장에 따른 투과율을 나타낸다.
도 17은 도 12에 의한 투과형 LCD의 NB 모드 셀을 제작하여 계조별 응답시간을 측정한 것으로 이때 액정 셀의 두께 d는 3.5㎛이다. 모든 계조에서 5ms 이하의빠른 응답시간 특성을 보여주고 있다.
- 실시예 2 -(reflective)
본 발명의 제 2 실시예는 상기 제 1 실시예와는 달리 단일 도메인 반사형 LCD이다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 자세히 설명하도록 한다
도 18은 실시예 2의 제 1 방법으로 제안된 반사형 LCD의 개략적인 단면을 보여주고 있다. 하부 기판은 하부 유리 기판(10) 위에 반사 전극(9)이 존재하고, 반사 전극(9) 위에는 수직 배향막(8)이 코팅되어 있다. 상부 기판은 상부 편광판(1), λ/2 특성을 가지는 위상차 필름(half wave plate :HWP)(2), λ/4 특성을 가지는 위상차 필름(quarter wave plate :QWP)(3), 유리 기판(4), 투명 전극(5), 수직 배향막(6) 순서로 배열되어 있다. 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정(7)이 위치한다.
도 19는 도 18의 반사형 LCD 광학 셀 구조를 나타낸 것으로써,θ는 x축에 대해서 시계 반대 방향으로의 각을 의미한다. 액정의 러빙 방향은 상, 하 모두 x축 에 대해 시계 반대 방향으로 55o틀어져 있고 상부 편광판(1)의 투과축은 40o틀어져 있으며 상부의 HWP(2)과 QWP(3)는 각각 115o, 145o틀어져 있다.
도 20은 도 19의 반사형 LCD 광학 셀 구조에서 액정의 위상지연값(dΔn)에따른 초기 반사율을 나타낸 것이다. 초기 액정이 존재하지 않을 때(dΔn=0)에는 상부 편광판을 지난 선편광된 빛이 HWP(2)와 QWP(3)를 한번 지나고 다시 반사 전극에 반사되어 총 3λ/2를 지났기 때문에 초기 선편광된 빛이 90o회전된 선편광이 되어 상부 편광판에 흡수되기 때문에 초기에는 어둠 상태를 나타내다가 액정의 위상지연값이 존재함에 따라 어둠에서 밝음, 밝음에서 어둠 상태를 보인다. 액정의 dΔn이 275㎚일 때 초기에 밝음 상태를 보인다.
도 21은 도 19의 반사형 LCD 광학 셀 구조에서, 초기가 밝음 상태인 NW 모드의 전압 인가에 따른 반사율을 보이고 있다. 이때의 반사율은 약 90%로 높은 반사율을 나타낸다.
도 22는 도 19에 의한 NW 모드 반사형 LCD에서 입사 파장이 가시광선일 때 명암대비비(Contrast Ration: 이하, CR이라 한다)를 나타낸 것이다. CR이 5 이상인 영역이 상하좌우에서는 80o이고, 대각선 방향에서는 40o정도이다.
도 23은 도 19에 의한 NW 모드 반사형 LCD의 반사율을 기준으로 6계조로 나눴을 때의 파장에 따른 반사율을 나타낸다.
도 24는 실시예 2의 제 2 방법으로 제안된 반사형 LCD의 개략적인 단면을 보여주고 있다. 하부 기판은 하부 유리 기판(9) 위에 반사 전극(8)이 존재하고, 반사 전극(8) 위에는 수직 배향막(7)이 코팅되어 있다. 상부 기판은 상부 편광판(1), λ/2 특성을 가지는 위상차 필름(half wave plate :HWP)(2), 유리 기판(3), 투명 전극(4), 수직 배향막(5) 순서로 배열되어 있다. 상부 기판과 하부 기판 사이에는액정(6)이 위치한다.
도 25는 도 24의 NB 모드 반사형 LCD 광학 셀 구조를 나타낸 것으로써,θ는 x축에 대해서 시계 반대 방향으로의 각을 의미한다. 액정의 러빙 방향은 상, 하 모두 x축 에 대해 시계 반대 방향으로 150o틀어져 있고 상부 편광판(1)의 투과축은 75o틀어져 있으며 상부의 HWP(2)는 y축과 일치한다.
도 26은 도 25의 반사형 LCD 광학 셀 구조에서 액정의 위상지연값(dΔn)에 따른 초기 반사율을 나타낸 것이다. 초기 액정이 존재하지 않을 때(dΔn=0)에는 직교된 편광판 사이에 λ/2의 위상값을 갖는 HWP가 있기 때문에 밝음 상태를 보이다가 액정의 위상지연값이 존재함에 따라 밝음에서 어둠, 어둠에서 밝음 상태를 보인다. 액정 셀에서 정면에서의 dΔn이 275㎚일 때 초기에 어둠 상태를 보인다.
도 27은 도 25의 반사형 LCD 광학 셀 구조에서, 초기가 어둠 상태인 NB 모드의 전압 인가에 따른 반사율 변화 그래프이다. 이때의 광효율은 약 85%이다.
도 28은 NB 모드 반사형 LCD의 시야각 특성을 나타낸 것으로 CR이 5 이상인 영역은 상하 방향에서는 80o, 좌우와 대각선 방향에서는 55o정도이다.
도 29는 도 25에 의한 NB 모드 반사형 LCD의 반사율을 기준으로 6계조로 나눴을 때의 파장에 따른 반사율을 나타낸 것이다.
따라서 본 발명에 따른 투과형과 반사형 LCD는 단일 도메인을 이용함으로써, 제조상의 복잡함을 없애고, 수직 전기장을 이용하여 단일 도메인 LCD 장치를 제작할 수 있는 효과가 있다. 본 발명의 LCD는 종래의 단일 도메인 LCD에 비해 화질 및 응답시간 개선에 큰 기여를 할 것이다.

Claims (5)

  1. 상부 기판과 하부 기판 사이의 수직 배열된 액정에 수직 전기장을 인가했을 때 180o꼬이면서 기판에 평행하게 눕는 배열과;
    펄스 또는 고전압을 인가했을 때 꼬임없이 기판에 평행하게 눕는 스플레이 배열을 보이는 새로운 형태의 액정 표시 소자.
  2. 상부 편광판과;
    상기 상부 편광판의 하부에 위치한 450~510nm의 위상차를 갖는 discotic 형태의 상부 위상 필름과;
    상기 상부 위상 필름의 하부에 위치한 상부 기판과;
    상기 상부 기판의 하부에 위치한 스플레이 배열의 액정층과;
    상기 액정층 하부에 위치한 하부 기판과;
    상기 하부 기판의 하부에 위치한 하부 편광판을 포함하는 단일 도메인의 수직 전기장을 이용한 NW 모드 투과형 액정 표시 소자.
  3. 제 2항의 상부 위상 필름을 250~300nm의 위상차를 갖는 uniaxil film을 사용한 단일 도메인의 수직 전기장을 이용한 NB 모드 투과형 액정 표시 소자.
  4. 상부 편광판과;
    상기 상부 편광판의 하부에 위치한 HWP와;
    상기 HWP 하부에 위치한 QWP와;
    상기 QWP 하부에 위치한 상부 기판과;
    상기 상부 기판의 하부에 위치한 스플레이 배열의 액정층과;
    상기 액정층 하부에 위치한 하부 반사 전극과;
    상기 하부 반사 전극의 하부에 위치한 하부 기판을 포함하는 단일 도메인의 수직 전기장을 이용한 NW 모드 반사형 액정 표시 소자.
  5. 제 4항의 상부 위상 필름(QWP)을 제거한 단일 도메인의 수직 전기장을 이용한 NB 모드 반사형 액정 표시 소자.
KR1020040065257A 2004-08-19 2004-08-19 광학적 자기 보상 스플레이 구조를 갖는 액정 표시 소자 KR100659487B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040065257A KR100659487B1 (ko) 2004-08-19 2004-08-19 광학적 자기 보상 스플레이 구조를 갖는 액정 표시 소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040065257A KR100659487B1 (ko) 2004-08-19 2004-08-19 광학적 자기 보상 스플레이 구조를 갖는 액정 표시 소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040080403A true KR20040080403A (ko) 2004-09-18
KR100659487B1 KR100659487B1 (ko) 2007-01-15

Family

ID=37365068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040065257A KR100659487B1 (ko) 2004-08-19 2004-08-19 광학적 자기 보상 스플레이 구조를 갖는 액정 표시 소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100659487B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101107977B1 (ko) * 2004-12-21 2012-01-25 재단법인서울대학교산학협력재단 광센싱 장치 및 이에 포함되는 광센서

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140045122A (ko) 2012-10-08 2014-04-16 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101107977B1 (ko) * 2004-12-21 2012-01-25 재단법인서울대학교산학협력재단 광센싱 장치 및 이에 포함되는 광센서

Also Published As

Publication number Publication date
KR100659487B1 (ko) 2007-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6341002B1 (en) Liquid crystal display device
US20060203162A1 (en) Liquid crystal display device
US20080049178A1 (en) Liquid crystal display device
US7570335B2 (en) In-plane switching liquid crystal display device and method
KR100439354B1 (ko) 반사투과형 액정표시장치
US7499126B2 (en) Polarizing film and display device having the same
US20060114381A1 (en) Liquid crystal display device with dual modes
US8085370B2 (en) Single-polarizer reflective bistable twisted nematic (BTN) liquid crystal display device
US7271864B2 (en) Coating type optical film, fabrication method thereof and liquid crystal display using the optical film
US9007548B2 (en) Wide view angle liquid crystal display device operating in normally white mode
KR101398556B1 (ko) 반투과형 액정 표시 장치
TWI336014B (en) Transflective liquid crystal display
KR100562174B1 (ko) 반투과형 액정표시소자
KR20040080403A (ko) 광학적 자기 보상 스플레이 구조를 갖는 액정 표시 소자
US7576819B2 (en) Liquid crystal display device
WO2003032063A1 (en) Liquid crystal displays with multi-domains effect formed by surface gratings
US20070263146A1 (en) OCB mode transflective liquid crystal display device
JPH06342154A (ja) 液晶表示装置
US20070121043A1 (en) Liquid crystal display device
KR100560663B1 (ko) 반투과형 액정표시소자
KR100671518B1 (ko) 반사형 액정표시장치
KR100446375B1 (ko) 프린지 필드 스위칭 모드를 이용한 반투과형 액정표시장치
KR101018593B1 (ko) 반사형 액정표시장치
JP2004062212A (ja) 反射型液晶表示装置
KR100614696B1 (ko) 액정표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121107

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131118

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141118

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151116

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161118

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171116

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181126

Year of fee payment: 13