KR20050070711A - 반 투과형 액정표시장치 - Google Patents

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이만환
이하영
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 반 투과형 액정표시장치에 관한 것으로, 광특성을 향상시키고 제작공정이 단순화 시키기 위하여, 상부기판과 하부기판이 일정간격 이격되어 상기 상부기판과 하부기판 사이에 액정층을 구비하고, 상기 상부기판과 하부기판이 투과부 영역과 반사부 영역으로 나누어진 반투과형 액정 표시 장치에 있어서, 상기 하부기판 하부에 형성된 하부 편광판과, 상기 하부 편광판 하부에 형성된 블랙 매트릭스와, 상기 투과부 영역의 하부기판 상부에 형성된 제1반사판과, 상기 반사부 영역의 하부기판 상부에 형성된 제2반사판과, 상기 상부기판 하부에 형성된 네거티브 C 판(negative C plate)과, 상기 투과부 영역의 네거티브 C 판 하부에 형성된 제3반사판과, 상기 반사부 영역의 네거티브 C 판 하부에 패터닝된 원 평광판과, 상기 상부기판 상부에 형성된 상부 편광판을 구비한다.

Description

반 투과형 액정표시장치{Transflective Luquid Crystal Display Device}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 반 투과형 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 전계 생성 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을, 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.
이러한 액정 표시 장치는 사용하는 광원에 따라 투과형(transmission type)과 반사형(reflection type)으로 나눌 수 있다.
투과형 액정 표시 장치는 액정 패널의 뒷면에 부착된 배면광원인 백라이트 (backlight)로부터 나오는 인위적인 빛을 액정에 입사시켜 액정의 배열에 따라 빛의 양을 조절하여 색을 표시하는 형태이고, 반사형 액정 표시 장치는 외부의 자연광이나 인조광을 반사시킴으로써 액정의 배열에 따라 빛의 투과율을 조절하는 형태이다.
투과형 액정 표시 장치는 인위적인 배면광원을 사용하므로 어두운 외부 환경에서도 밝은 화상을 구현할 수 있으나 전력소비(power consumption)가 큰 단점이 있는 반면, 반사형 액정 표시 장치는 빛의 대부분을 외부의 자연광이나 인조광원에 의존하는 구조를 하고 있으므로 투과형 액정 표시 장치에 비해 전력소비가 적지만 어두운 장소에서는 사용할 수 없다는 단점이 있다.
따라서, 두 가지 모드를 필요한 상황에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있는 장치로 반사 및 투과 겸용 액정 표시 장치가 제안되었다.
그런데, 일반적인 반투과 액정 표시 장치는 전압을 인가하지 않았을 경우 백색광이 출력되는 노멀리 화이트(normally white) 모드로서, 반사 모드를 기준으로 설계되기 때문에 전압을 인가하지 않았을 때 투과 모드의 투과율은 반사 모드 투과율의 50% 정도 밖에 되지 않는다. 따라서, 회색광이 출력되는 문제가 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위해 반사 영역과 투과 영역에서의 액정 두께를 다르게 한 반투과 액정 표시 장치가 제안되었다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래의 반투과 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 종래의 반투과형 액정 표시 장치에 대한 단면도로서, 반투과 액정 표시 장치는 투과부(A)와 반사부(B)로 나누어진다.
도시한 바와 같이, 상기 반사부에 대응하는 하부 기판(104) 위에는 유기 절연막으로 이루어진 보호층(107)이 형성되어 있으며, 보호층(107) 위에는 반사판(108)이 형성된다. 또한, 하부기판(104) 하부에는 하부 편광판(105)이 형성되고, 그 하부 편광판(104) 하부에는 블랙 매트릭스(106)가 형성된다. 이러한 하부 기판(104) 상부에는 일정 간격 이격되어 상부 기판(102)이 배치되어 있다.
상부 기판(102) 하부에는 원 평광판(103)가 배치되어 있는데, 상기 원편광판(103)은 빛의 편광 상태를 바꾸는 기능을 하며, 상부기판(102) 위에는 상부 편광판(101)이 배치된다. 이때, 상부 편광판(101)의 광 투과축은 하부 편광판(105)의 광 투과축에 대하여 90도의 각을 가진다.
한편, 상기 투과부에 대응하는 하부 기판(104) 하부에는 하부 편광판(105)이 형성되고, 그 하부 편광판(105) 하부에는 블랙 매트릭스(106)가 형성된다. 또한, 상기 하부 기판(104) 상부에는 일정 간격 이격되어 상부 기판(103)이 배치되어 있다. 상부 기판 하부에는 원 평광판(103)이 배치되어 있는데, 상기 원편광판(103)은 빛의 편광 상태를 바꾸는 기능을 하며, 상부기판(102) 위에는 상부 편광판(101)이 배치되고, 상부 편광판(101)의 광 투과축은 하부 편광판의 광 투과축에 대하여 90도의 각을 가진다.
상기 원편강판(103)과 하부기판(104)사이의 거리는 상기 원편광판(103)과 반사판(107)사이의 거리보다 거의 2배가 되도록 설치한다. 즉, 투과부와 반사부의 셀갭(cell gap)을 대략 2배로 한다. 여기서 도면부호 108은 반사전극(108)을 나타낸다.
이와 같은 종래기술에 따른 반 투과형 액정표시장치는 블랙상태에서 빛샘현상이 발생한다. 이러한 빛샘현상은 상기 반투과형 자체에서 뿐만 아니라 투과부의 원편광판(103)에서도 기인한다.
즉, 블랙 라이트에서 방출되고 하부기판의 편광판(105)을 통과한 빛은 투과부를 통해서 액정층과 원편광판(103)을 통과한다. 이때, 빛의 상태는 상부 편광판(101)과 정확히 수직이어야 한다. 외부에서 입사한 빛은 반사부를 통해 원편광판(103)과 액정층을 통과한 후, 반사판(107)에서 반사되어 다시 액정층과 원편광판(103)을 통과한다. 이때, 빛의 편광상태는 투과부와 마찬가지로 상부편광판(101)과 수직이어야 한다.
그러나, 원편광판(103)과 액정층의 두께를 정확하게 결정하기 어려워 반사부나 투과부 중 적어도 어느 한 부분에서는 블랙레벨의 빛이 되어 광학성능 저하를 일으킨다.
이때, 반사부의 편광상태나 위상을 정확히 맞추기 위하여 2중으로 셀갭을 적용하는데, 이는 셀갭 형성공정을 새로이 유발하여, 생산상의 불량문제를 단일 셀갭일 때 보다 더 많이 발생시키는 문제점이 발생한다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 광특성을 향상시키고 제작공정이 단순화된 반투과형 액정표시장치를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 반투과형 액정표시장치는, 상부기판과 하부기판이 일정간격 이격되어 상기 상부기판과 하부기판 사이에 액정층을 구비하고, 상기 상부기판과 하부기판이 투과부 영역과 반사부 영역으로 나누어진 반투과형 액정 표시 장치에 있어서, 상기 하부기판 하부에 형성된 하부 편광판과, 상기 하부 편광판 하부에 형성된 블랙 매트릭스와, 상기 투과부 영역의 하부기판 상부에 형성된 제1반사판과, 상기 반사부 영역의 하부기판 상부에 형성된 제2반사판과, 상기 상부기판 하부에 형성된 네거티브 C 판(negative C plate)과, 상기 투과부 영역의 네거티브 C 판 하부에 형성된 제3반사판과, 상기 반사부 영역의 네거티브 C 판 하부에 패터닝된 원 평광판과, 상기 상부기판 상부에 형성된 상부 편광판을 구비한 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 윈 편광판과 제3반사판사이의 거리는 상기 제1반사판과 제2반사판사이의 거리와 동일한 것을 특징으로 한다.
이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 2은 본 발명의 반투과형 액정 표시 장치에 대한 단면도로서, 반투과 액정 표시 장치는 투과부(A)와 반사부(B)로 나누어진다.
도시한 바와 같이, 상기 반사부에 대응하는 하부 기판(208) 위에는 제3반사판(207)이 형성된다. 또한, 하부기판(208) 하부에는 하부 편광판(209)이 형성되고, 그 하부 편광판(209) 하부에는 블랙 매트릭스(210)가 형성된다. 이러한 하부 기판(208) 상부에는 일정 간격 이격되어 상부 기판(202)이 배치되어 있다.
상부기판(202) 하부에는 네거티브 C 판(negative C plate)(203)를 형성한 후, 그 하부에 원 평광판(205)이 패터닝된다. 상부기판(202)의 상부에는 상부 편광판(201)이 배치된다. 이때, 상부 편광판(201)의 광 투과축은 하부 편광판(209)의 광 투과축에 대하여 90도의 각을 가진다.
여기서, 상기 상부 기판(202) 하부에는 공정상의 필요에 따라 네거티브 C 막(negative C film)을 형성할 수도 있다.
한편, 상기 투과부에 대응하는 하부 기판(208) 하부에는 하부 편광판(209)이 형성되고, 그 하부 편광판(209) 하부에는 블랙 매트릭스(210)가 형성된다. 하부기판의 상부에는 위상차 막이 없는 제1 반사판(204)을 형성한다.
또한, 하부 기판(208) 상부에는 일정 간격 이격되어 상부 기판(202)이 배치되어 있다. 상기 상부 기판(202) 하부에는 네거티브 C 판(negative C plate)(203)를 형성한 후, 그 하부에는 위상차 막이 없는 제1 반사판(204)을 형성한다. 그리고, 상부기판(202) 위에는 상부 편광판(201)이 배치되고, 상부 편광판(201)의 광 투과축은 하부 편광판(209)의 광 투과축에 대하여 90도의 각을 가진다.
상기 원편강판(205)과 제3반사판(207)의 거리는 상기 원편광판(205)과 위상차 막이 없는 제2반사판(206)사이의 거리와 거의 동일하게 형성한다. 즉, 투과부와 반사부의 셀갭(cell gap)을 같게 한다.
따라서, 상기 반투과형 액정표시장치는 투과부와 반사부의 원편광판(205)을 패터닝함으로써, 투과부에서 원편광판(205)에 의한 빛샘 현상을 제거할 수 있고, 투과부와 반사부의 셀갭을 동일하게 제작할 수 있다. 원편광판(205)위의 네거티브 C 판(203)은 시야각에서 빛샘 현상을 제거하는 역할을 한다.
여기서, 상기 네거티브 C 판(203)은 디스코스틱(discotic) 액정이나 네마틱(nematic)형태의 콜레스테릭 리퀴드 크리스털(Cholestric Liquid Crystal; CLC)를 사용하되 배향막을 사용하여 배향하고, 경화공정을 통하여 경화한다. 이때, 경화는 재료에 따라서 광경화나 열경화가 가능하고, 배향은 러빙(Rubbing)이나 비첩촉 방법이 가능하다.
한편, 원편광판(205)은 네마틱(nematic)형태의 액정을 사용하여 제작한다. 이때에도 배향이 필요하며, 러빙(Rubbing)이나 비첩촉방법이 가능하자만, 패터닝을 고려하면 비첩촉식이 유리하고 그 중 자외선를 이용한 배향법이 적합하다. 또한, 상기 원편광판(205) 역시 경화공정이 필요하다.
상기와 같은 본 발명의 액정표시소자는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 액정표시소자는 고C/R을 살리고 시야각에서의 빛샘을 방지하여, 2반사부와 투과부의 2중 셀갭 형성으로 발생되는 공정상의 어려운 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 반투과형 액정 표시 장치에 대한 단면도.
도 2은 본 발명의 반투과형 액정 표시 장치에 대한 단면도.
*도면의 주요부호설명*
201: 상부 편광판 202: 상부기판
203: 네거티브 C 판(negative C plate) 204: 제1 반사판
205: 원 편광판 206: 제2 반사판
207: 제3반사판 208: 하부기판
209: 하부 편광판 210: 블랙 매트릭스

Claims (7)

  1. 상부기판과 하부기판이 일정간격 이격되어 상기 상부기판과 하부기판 사이에 액정층을 구비하고, 상기 상부기판과 하부기판이 투과부 영역과 반사부 영역으로 나누어진 반투과형 액정 표시 장치에 있어서,
    상기 하부기판 하부에 형성된 하부 편광판과,
    상기 하부 편광판 하부에 형성된 블랙 매트릭스와,
    상기 투과부 영역의 하부기판 상부에 형성된 제1반사판과,
    상기 반사부 영역의 하부기판 상부에 형성된 제2반사판과,
    상기 상부기판 하부에 형성된 네거티브 C 판(negative C plate)과,
    상기 투과부 영역의 네거티브 C 판 하부에 형성된 제3반사판과,
    상기 반사부 영역의 네거티브 C 판 하부에 패터닝된 원 평광판과,
    상기 상부기판 상부에 형성된 상부 편광판을 구비한 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1반사판과 제2반사판은 위상차 막이 없는 반사판인 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 윈 편광판과 제3반사판사이의 거리는 상기 제1반사판과 제2반사판사이의 거리와 동일한 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 네거티브 C 판은 디스코스틱(discotic) 액정이나 네마틱(nematic)형태의 콜레스테릭 리퀴드 크리스털(Cholestric Liquid Crystal; CLC)을 사용하되 배향막을 사용하여 배향하고, 경화공정을 통하여 경화하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 경화는 재료에 따라서 광경화나 열경화가 모두 가능하고, 상기 배향은 러빙(Rubbing)이나 비첩촉 방법이 가능한 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 원편광판은 네마틱(nematic)형태의 액정을 사용하여 제작되는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 원편광판은 러빙(Rubbing)이나 비첩촉 방법을 이용하여 배향이 수행되는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
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