KR20070038352A - 반사형 액정표시소자 - Google Patents

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임영남
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 고휘도를 구현할 수 있는 반사형 액정표시소자에 관한 것으로, 제1 및 제2기판; 상기 제1기판 상에 복수의 제1홀을 갖는 제1투명전극; 상기 제2기판 상에 복수의 제2홀을 갖는 제2투명전극; 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성된 액정층; 및 상기 제1기판 배면에 형성된 광흡수층으로 구성된 제1패널을 포함하는 반사형 액정표시소자를 제공한다.
반사형, 액정방울(liquid crystal droplet), 투명전극

Description

반사형 액정표시소자{REFLECTIVE TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 일례에 따른 반사형 액정표시소자의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 전계인가시 액정층의 구동을 보여주는 단면도.
도 3은 본 발명의 다른예에 따른 반사형 액정표시소자를 타나낸 단면도.
도 4는 본 발명의 또 다른예에 따른 반사형 액정표시소자를 나타낸 단면도.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
P1: 제1패널 P2: 제2패널
215,315: 제1투명전극 225,325: 제2투명전극
215',315': 제3투명전극 225',325': 제4투명전극
240A,340A: 제1홀 240B,340B: 제2홀
240A',340A': 제3홀 240B',340B': 제4홀:
260,260',360,360': 액정방울
본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히, 화이트휘도를 향상시킬 수 있 도록한 반사형 액정표시소자에 관한 것이다.
근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.
일반적으로, 액정표시소자는 하부기판과 상부기판 및 이들 두 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되어 있다. 하부기판은 구동소자 어레이(Array)기판으로써, 복수의 화소가 형성되어 있으며, 각각의 화소에는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)와 같은 구동소자가 형성되고, 상부기판은 칼라필터(Color Filter)기판으로써, 실제 칼라를 구현하기 위한 칼라필터층이 형성되어 있다. 또한, 상기 하부기판 및 상부기판에는 각각 화소전극 및 공통전극이 형성되어 있으며 액정층의 액정분자를 배향하기 위한 배향막이 도포되어 있다.
상기 하부기판 및 상부기판은 기판의 외곽에 형성된 실런트에 의해 합착되며, 이들(상부기판 및 하부기판) 사이에 형성된 스페이서에 의해 일정한 셀갭을 유지한다. 그리고, 상기 기판들 사이에 형성된 액정층이 상기 하부기판에 형성된 구동소자에 의해 액정분자를 구동하여 액정층을 투과하는 광량을 제어함으로써 정보를 표시하게 된다.
상기와 같이 구성된 액정표시소자에서 사용되는 액정은 대부분이 네마틱형 액정(nematic type liquid crystal)이며, 네마틱형 액정은 다시 분자배열의 비틀림 각도의 치이에 따라 TN(Twisted Namatic)형 액정과 STN(Super Twisted Nematic)형으로 나뉘어진다. 여기서, TN형 분자배열은 비틀림 각도가 90°이며, STN형 분자배열은 비틀림 각도가 90°이상(180°~270°)인 것을 말한다.
TN형 또는 STN형 네마틱 액정을 포함한 종래의 액정은 일반적으로, 배향제의 도포, 스페이서 및 편광판의 형성 등에 따른 공정의 복잡한 단점이 있다.
이와같은 종래 액정이 가진 단점을 보완하기 위하여 최근 PVA(Poly Vinyl Alcohol), 폴리에스터(polyeste)등의 고분자 화합물에 액정을 혼합시키거나 순차적으로 도포시킴으로써 액정층을 형성한 폴리머분산형 액정(Polymer Dispersed Liquid Crystal : 이하 'PDLC'라 함)이 제안되고 있다.
즉, 상기 PDLC는 액정과 폴리머를 혼합하여 자외선을 조사한 후 액정을 폴리머로부터 분리시켜 원형의 액정방울로 형성하는 것으로, 폴리머분산형 액정의 재료는 수지와 경화제로 구성된 에폭시수지이다.
PDLC를 이용한 반사형 액정표시소자는 흡수층 및 제1투명전극을 포함하고 있는 제1기판과 제2투명전극을 포함하고 있는 제2기판 그리고, 상기 제1 및 제2기판 사이에 개재된 PDLC층으로 구성되며, 상기 PDLC층은 제1전극과 제2전극 사이의 전압차에 의해 구동된다.
즉, PDLC층은 제1 및 제2전극에 전압이 인가되지 않은 경우, 액정방울들이 무질서하게 배열되어 입사된 광을 산란시켜, 화이트(white)를 표시하고, 상기 제1 및 제2전극에 전압이 인가되면, PDLC층의 액정방울 안의 액정분자들은 전기장과 나란한 방향으로 배열되어 입사된 광이 액정방울을 투과하여 흡수층에 모두 흡수됨으로써, 블랙(black)을 표시하게 된다.
상기한 폴리분산형 액정표시소자는 종래 액정소자와는 달리, 배향막, 스페이서등의 형성이 불필요하기 때문에 공정이 단순한 잇점이 있다.
그러나, 종래 폴리머분산형 액정층은 액정방울의 크기가 일정하지 않기 때문에 광의 산란이 적어 화이트휘도가 낮고, 대부분이 폴리머로 채워져 있기 때문에 폴리머와 액정과의 상호작용으로 인해 수십V 이상의 높은 구동전압이 필요한 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 구동전압이 낮은 반사형 액정표시소자를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 화이트휘도를 더욱 향상시킬 수 있는 반사형 액정표시소자를 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제1 및 제2기판; 상기 제1기판 상에 복수의 제1홀을 갖는 제1투명전극; 상기 제2기판 상에 복수의 제2홀을 갖는 제2투명전극; 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성된 액정층; 및 상기 제1기판 배면에 형성된 광흡수층으로 구성된 제1패널을 포함하는 반사형 액정표시소자를 제공한다.
상기 제1 및 제2기판을 가요성기판으로 사용할 수 있으며, 가요성 표시소자로 이용할 수 있다.
상기 제1 및 제2홀의 직경은 4~9㎛ 범위로 설계하고, 상기 제1 및 제2기판 사이의 셀갭은 1~5㎛ 범위로 설계하되, 상기 제1 및 제2홀의 직경과 셀갭과의 비가 2:1이 되도록 설계할 수 있다.
그리고, 상기 제1 및 제2투명전극 상에는 수직배향막이 도포되어야 하고, 상기 제1패널 상부에 배치된 제2패널을 더 포함하여 구성할 수 있으며, 상기 제2패널은, 제3 및 제4기판; 상기 제3기판 상에 복수의 제3홀을 갖는 제3투명전극; 상기 제4기판 상에 복수의 제4홀을 갖는 제4투명전극; 및 상기 제3 및 제4기판 사이에 형성된 액정층으로 구성될 수 있다.
이때에도, 상기 제3 및 제4기판은 가요성기판으로 형성할 수 있으며, 상기 제3 및 제4홀의 직경은 4~9㎛ 범위에서 설계하고, 상기 제3 및 제4기판 사이의 셀갭은 1~5㎛ 범위로 설계하되, 상기 제3 및 제4홀의 직경과 셀갭과의 비가 2:1을 갖도록 설계해야한다.
그리고, 상기 제3 및 제4투명전극 상에도 수직배향막이 형성되어야 한다.
또한, 본 발명은 제1 및 제2기판, 상기 제1기판 상에 복수의 제1홀을 갖는 제1투명전극, 상기 제2기판 상에 복수의 제2홀을 갖는 제2투명전극, 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성된 액정층, 및 상기 제1기판 배면에 형성된 광흡수층으로 구성된 제1패널; 및 상기 제1패널 상부에 배치되며, 제3 및 제4기판, 상기 제3기판 상에 복수의 제3홀을 갖는 제3투명전극, 상기 제4기판 상에 복수의 제4홀을 갖는 제4 투명전극, 및 상기 제3 및 제4기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되는 제1패널을 포함하여 구성된 반사형 액정표시소자를 제공하며, 상기 제1~4기판은 가요성기판을 사용할 수 있다.
그리고, 상기 제1~4홀의 직경은 4~9㎛ 범위로 설계하고, 상기 제1 및 제2기판 사이의 제1셀갭과 제3 및 제4기판 사이의 제2셀갭이 동일하도록 설계할 수 있으며, 상기 제1 및 제2셀갭은 1~5㎛ 범위로 설계할 수 있다.
이때에도, 상기 제1~4전극 상에 수직배향막이 형성되어야 한다.
또한, 본 발명은 제1, 제2 및 제3기판, 상기 제1 및 제2기판의 대향면에 각각 형성되며, 복수의 제1홀을 갖는 제1 및 제2투명전극; 상기 제2 및 제3기판의 대향면에 각각 형성되며, 복수의 제2홀을 갖는 제3 및 제4투명전극; 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성된 제1액정층; 상기 제3 및 제4기판 사이에 형성된 제2액정층; 및 상기 제1기판 배면에 형성된 광흡수층을 포함하여 구성된 반사형 액정표시소자를 제공하며, 상기 제1~4투명전극 상에는 수직배향막이 형성되어 있다
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 반사형 액정표시소자는 폴리머수지를 사용하지 않고, 액정층을 사용하되, 투명전극 상에 형성된 홀을 통해 전계인가시 액정방울을 형성함으로써, 균일한 크기의 액정방울을 형성할 수 있을뿐만 아니라, 구동전압도 낮추어준다. 즉, 종래 폴리머분산형 액정표시소자는 폴리머분산형 액정층을 구성하는 폴리머(수지)와 액정방울과의 상호작용으로 인해구동전압이 매우 높았다. 그러나, 본 발명에서는 액정층에 폴리머를 사용하지 않고, 투명전극에 홀을 형성하여 액정방울을 형성하기 때문에 종래에 비해 구동전압을 낮출 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 산란층을 이중으로 둠으로써, 화이트휘도를 향상시킨다. 즉, 액정층을 단일층으로 형성하지 않고, 액정방울을 형성할 수 있는 또 다른 패널을 추가고 배치시킴으로서, 광의 산란을 최대한 증가시켜 화이트휘도를 향상시킨다.
이하, 첨부한 도면을 통해 본 발명에 의한 반사형 액정표시소자에 대하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일예에 따른 반사형 액정표시소자의 구성을 개략적으로 나타낸 것으로, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 반사형 액정표시소자(100)는 제1 및 제2기판(110,120)과, 상기 제1기판(110)과 제2기판(120) 사이에 형성된 액정층(130) 및 상기 액정층(130)에 신호를 인가하여 액정방울을 형성하는 제1 및 제2투명전극(115,125)으로 구성되어 있으며, 상기 제1기판(110)의 배면에는 광흡수층(150)이 부착되어 있다.
상기 제1투명전극(115)과 제2투명전극(125)은 제1기판(110) 및 제2기판(120)의 대향면에 각각 형성되어 있으며, 상기 제1투명전극(115)에는 소정의 직경을 갖는 복수의 제1홀(140A)이 형성되고, 상기 제2투명전극(125)에는 복수의 제2홀(140B)이 형성되어 있다.
상기 제1 및 제2홀(140A,140B)은 상기 제1 및 제2투명전극(115,125)에 전계를 왜곡시켜, 액정방울을 형성하기 위한 것으로, 그 직경(L)이 4~8㎛ 범위에서 설계된다. 그리고, 상기 제1 및 제2기판(110,120) 사이의 셀갭(D)은 1~5㎛ 범위에서 설계되며, 상기 홀의 직경(L)과 셀갭(D)과의 비는 2:1이 되도록 설계되는 것이 바람직하다.
상기 제1 및 제2투명전극(115,125) 상에는 수직배향막(미도시)이 도포되어 있으며, 상기 수직배향막에 의해 액정분자(130)들의 배열은 그 장축이 제1 및 제2기판(110,120)에 대하여 수직으로 배열된다.
상기한 바와 같이 구성된 반사형 액정표소자는 상기 제1 및 제2투명전극(115,125)에 인가되는 전압에 따라 화면상에 흑백(black & white)를 표시하게 된다.
상기 제1 및 제2투명전극(115,125)에 전압이 인가되지 않는 경우, 액정분자(130)들은 초기배향방향(즉, 기판에 대하여 수직인 방향)으로 배열되고, 외부광을 모두 투과시키고, 상기 액정층(130)을 투과한 광은 제2기판(120)의 배면에 구비된 광흡수층(150)에 모두 흡수되어 블랙화면을 표시하게 된다.
한편, 제1 및 제2투명전극(115,125)에 전압이 되는 경우, 상기 제1 및 제2홀(140A,140B)에 의해 제1투명전극(115)과 제2투명전극(125) 사이에 전계왜곡이 발생하게 되고, 왜곡전계에 의해 액정방울이 형성되고, 상기 액정방울에 의해 외부광이 굴절되어 산란됨으로써, 화이트화면을 표시하게 된다.
도 2는 제1 및 제2투명전극(115,125)에 전계 인가시 액정분자의 배열을 나타낸 것이다.
도면에 도시된 바와 같이, 상기 제1투명전극(115)과 제2투명전극(125)에 전압이 인가되면, 상기 제1 및 제2투명전극(115,125)에 각각 형성된 제1 및 제2홀(140A,140B) 주변에 전계가 왜곡되어, 액정방울(130A)이 된다. 그리고, 상기 제1 및 제2홀(140A,140B) 주변을 제외한 영역의 액정분자(130B)들은 제1투명전극(115) 과 제2투명전극(125) 사이에 발생되는 수직전계에 의해 초기배향방향을 그대로 유지하게 된다.
여기서, 액정방울(160)은 외부로들어오는 광을 굴절 및 산란시킴으로써, 화이트 화면을 표시하도록 한다. 상기 액정방울(160)의 산란정도는 셀갭(D), 제1 및 제2홀(140A,140B)의 직경(L) 및 홀의 수에 의해서 결정되며, 최대 산란율을 얻기 위해서는 이들을 적절하게 조절하여야 한다.
상기한 바와 같이 구성된 반사형 액정표시소자는 제1 및 제2투명전극(115,125)에 형성된 홀(140A,140B)을 통해 액정방울(160)을 형성하기 때문에, 균일한 크기의 액정방울을 형성할 수있으며, 액정층에 폴리머가 존재하지 않기 때문에 구동전압을 낮추어 전력소모를 줄일 수 있는 잇점이 있다.
그러나, 상기 액정방울(160)을 통해 외부광을 산란시키는데에는 한계가 있으며, 상기 액정방울(160)을 통해 산란되지 못하고 투과된 광은 흡수층(150)에 흡수되어, 화이트휘도에 기여하지 못하게 된다. 실질적으로, 상기 액정방울(160)을 통해 산란되어 휘도에 기여하는 산란광은 전체외부광의 약 20 ~ 80%이며, 산란되지 못하고 흡수되는 광은 80 ~ 20%이다.
따라서, 본 발명은 특히 이러한 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 상기 흡수층에 흡수되는 광을 재산란시킴으로써, 화이트휘도를 증가시켜 콘트라스트비를 향상시킬 수 있는 반사형 액정표시소자를 제공한다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에서는 액정방울을 형성할 수 있는 패널을 이중으로 구성함으로써, 제1패널에서 투과된 광을 제2패널에서 2차산란되도록 함으로써, 산란효율을 향상시켜 화이트휘도를 더욱 향상시킨다.
도 3은 화이트휘도를 향상시킬 수 있도록 한 반사형 액정표시소자의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 반사형 액정표시소자(200)는 제1패널(P1)과 상기 제1패널(P1) 상부에 구비된 제2패널(P2) 및 상기 제2패널(P2) 하부에 부착된 흡수층으로 구성된다.
상기 제1패널(P1)은 제1 및 제2기판(210,220)과 상기 제1 및 제2기판(210,220) 사이에 형성된 액정층(230)과 상기 제1 및 제2기판(210,220)의 대향면에 형성된 제1투명전극(240A) 및 제2투명전극(240B)으로 구성되며, 상기 제1 및 제2투명전극(215,225)에는 전압인가시 액정방울(260)을 형성하는 복수의 제1 및 제2홀(240A,240B)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제1 및 제2투명전극(215,225)의 대향면에는 수직배향막(미도시)이 도포되어 있다.
그리고, 상기 제1 및 제2홀(240A,240B)의 직경(L1)은 4~8㎛ 범위에서 설계되고, 상기 제1 및 제2기판(215,225) 사이의 셀갭(D1)은 1~5㎛ 범위에서 설계되며, 상기 홀의 직경(L1)과 셀갭(D1)과의 비는 2:1이 되도록 설계되는 것이 바람직하다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 홀(240A,240B)의 직경(L1)과 액정방울(260)의 크기와 비례하며, 상기 홀(240A,240B)의 직경(L1)을 통해 액정방울(260)의 굴절율을 조절할 수 있다. 즉, 홀의 직경(L1)이 작을수록 액정방울(260)의 크기가 작아지고, 굴절율이 커지는 반면에, 홀의 직경(L1)이 클수록 액정방울(260)의 크기가 커지고, 굴절율은 작아지게 된다.
또한, 셀갭(D1)도 액정방울(260)의 굴절율에 영향을 주며, 상기 홀의 직경(L1)과 셀갭(D1)을 적절한 조절을 통해 최적의 외부광 산란률을 갖는 반사형 액정표시소자를 설계할 수 있다.
한편, 상기 제1패널(P1)에서 산란되지 못하고 투과된 광은 제2패널(P2)에 입사되는데, 상기 제2패널(P2)은 제1패널(P1)에서 산란되지 못한 광을 산란시킴으로써, 화이트휘도를 향상시키는데 기여한다.
제2패널(P2)은 제3 및 제4기판(210',220')과 상기 제3 및 제4기판(210',220') 사이에 형성된 액정층(230')과 상기 제3 및 제4기판(210',220')의 대향면에 형성되어 액정층(230')을 구동시키는 제3 및 제4투명전극(215',225')으로 구성되며, 상기 제3 및 제4투명전극(215',225')에는 액정층에 액정방울(260')을 형성하는 복수의 제3 및 제4투명전극(215',225')이 형성되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된 제2패널(P2)은 상기 제1패널(P1)을 투과한 외부광을 산란시켜 다시 제1패널(P1)로 투과시킴으로써, 이전실시예(도 2)에 비해 화이트휘도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 이때에도, 상기 제3 및 제4홀(240A',240B')의 직경(L2) 및 셀갭(D2)의 적절한 설계를 통해 최대의 산란율을 얻을 수 있으며, 상기 제3 및 제4홀(240A',240B')의 직경과 제1 및 제2홀(240A,240B)의 직경(L1)은 동일하거나 서로 다르게 형성될 수 있고, 제1패널(P1)의 셀갭(D1)과 제2패널(P2)의 셀갭(D2)도 서로 같거나 다르게 설계될 수 있다. 본 발명에서는 최적의 산란율을 얻을 수 있는 범위내에서 제1~4홀(240A,240B,240A',240B')의 직경(L1,L2) 및 셀갭(D1,D2)들을 설계할 수 있으며, 특정값으로 한정하지는 않는다.
즉, 이전실시예에서는 단일패널로 구성되어 있기 때문에, 패널을 투과한 광은 바로 흡수층에 흡수되어 휘도에 전혀 기여하지 못하였다. 그러나, 본 실시예에서는 제1패널을 투과한 광이 흡수층으로 흡수되는 대신에 제1패널의 하부에 마련된 제2패널에 입사된 후, 상기 제2패널 내부에서 산란되어 다시 상기 제1패널로 입사되기 때문에 이전실시예에서 흡수층으로 흡수되었던 광의 손실을 막고, 화이트휘도를 향상시킬 수가 있다.
이전 실시예에서 설명한 바와 같이, 화이트모드에서 흡수층으로 흡수되는 외부광의 비율은 약 20 ~ 80%이다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 패널을 2중층으로 구성할 경우, 흡수층으로 흡수되었던 광을 20% 이상 사용할 수 있게 된다.
한편, 제1투명전극과 제2투명전극에 전압이 인가되지 않은 경우, 외부광은 제 1 및 제2패널을 투과하여 그대로 흡수층으로 흡수된다. 따라서, 본 실시예에서는 이전 실시예와 비교해볼때, 블랙화면은 그대로 유지하되, 화이트휘도만을 향상시키기 때문에 콘트라스트비를 증가시켜 화질을 향상시킨다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 반사형 액정표시소자(300)는 제1 ~ 제3기판(310,320,330), 상기 제1 및 제2기판(310,320)의 대향면에 형성된 제1 및 제2투명전극(315,325), 상기 제2 및 제3기판(320,330)의 대향면에 형성된 제3 및 제4투명전극(315',325')으로 구성되며, 상기 제1~4투명전극(315,325,315',325')에는 전계를 왜곡시키기 위한 제1~4홀(340A,340B,340A',340B')이 형성되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된 반사형액정표시소자는 이전실시예(도 3)의 반사형 액정표시소자와 그 구동이 동일하며, 제2투명전극(325)과 제3투명전극(315')을 같은 기판에 형성한다는 점에서 구성의 차이가 있다. 이러한 차이점으로 인해 이전 실시예에 비해 사용되는 기판 수가 줄기 때문에 생산비 측면에서 유리하다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 반사형 액정표시소자(도 1~ 도 4)에서 제1~4기판은 가요성기판(flexible substrate) 또는 유리기판(glass substrate)으로 형성될 수 있으며, 가요성기판인 경우, 문자등을 표시하는 전자종이등으로 사용될 수 있다. 또한, 외부가 투시되도록 구동시키거나 외부가 투시되지 못하도록 구동시킬 수 있으며, 예를들면, 사용자가 필요한 경우에 외부가 투시되도록 구동시키는 창문으로 사용될 수도 있다. 이외에도 여러가지 용도로 사용될 수가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 액정방울을 이용한 반사형 액정표시소자에 관한 것으로, 투명전극에 형성된 홀을 통해 액정방울을 형성하고, 두층의 액정층을 구성함으로써, 외부광의 산란율을 향상시킨다. 즉, 본 발명에서는 액정층에 전계를 인가하는 투명전극에 홀을 형성하고, 상기 홀 주변에 전계를 왜곡시켜 원형태의 경계면(여기서 경계면이란, 전계왜곡에 의해 액정분자가 구동하는 영역과 왜곡된 전계의 영역을 받지않는 액정분자와의 경계면을 의미함.)을 갖도록 한다. 따라서, 상기 왜곡전계에 의해 구동된 액정분자와 나머지 액정분자와의 굴절율 차이에 의해 외부광을 산란되고, 액정방울에 산란되지 못한 광을 하부에 마련된 흡수층에 흡수되도록 한다.특히, 본 발명에서는 액정방울을 형성할 수 있는 패널을 두층으로 구성함으로써, 산란율을 더욱 향상시켜 화이트휘도를 증가시킨다.
상기한 바와 같은 본 발명의 반사형 액정표시소자는 종래 액정분산형 폴리머 액정표시소자와 비교할때, 균일한 액정방울을 형성하기 때문에 산란율이 증가하고, 액정과 폴리머사이의 상호작용이 없기 때문에 구동전압이 낮은 잇점이 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 액정층을 구동시키는 투명전극에 복수의 홀을 형성하고, 상기 홀을 통해 액정방울을 형성함으로써, 구동전압을 낮추어 전력소모를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 균일한 크기의 액정방울을 형성함으로써, 광의 산란율을 향상시켜 화이트휘도를 향상시키고, 특히, 두층의 액정방울층을 구성함으로써, 산란율을 더욱 향상시켜 콘트라스트비를 향상시킬 수 있다.

Claims (20)

  1. 제1 및 제2기판;
    상기 제1기판 상에 복수의 제1홀을 갖는 제1투명전극;
    상기 제2기판 상에 복수의 제2홀을 갖는 제2투명전극;
    상기 제1 및 제2기판 사이에 형성된 액정층; 및
    상기 제1기판 배면에 형성된 광흡수층으로 구성된 제1패널을 포함하는 반사형 액정표시소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2기판은 가요성기판인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2홀의 직경은 4~9㎛ 범위에 해당하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2기판 사이의 셀갭은 1~5㎛ 범위에 해당하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 및 제2홀의 직경과 셀갭과의 비는 2:1인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2전극 상에 형성된 수직배향막을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1패널 상부에 배치된 제2패널을 더 포함하여 구성되며, 상기 제2패널은,
    제3 및 제4기판;
    상기 제3기판 상에 복수의 제3홀을 갖는 제3투명전극;
    상기 제4기판 상에 복수의 제4홀을 갖는 제4투명전극; 및
    상기 제3 및 제4기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3 및 제4기판은 가요성기판인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소 자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제3 및 제4홀의 직경은 4~9㎛ 범위에 해당하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제3 및 제4기판 사이의 셀갭은 1~5㎛ 범위에 해당하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2홀의 직경과 셀갭과의 비는 2:1인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제3 및 제4투명전극 상에 형성된 수직배향막을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  13. 제1 및 제2기판, 상기 제1기판 상에 복수의 제1홀을 갖는 제1투명전극, 상기 제2기판 상에 복수의 제2홀을 갖는 제2투명전극, 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성 된 액정층, 및 상기 제1기판 배면에 형성된 광흡수층으로 구성된 제1패널; 및
    상기 제1패널 상부에 배치되며, 제3 및 제4기판, 상기 제3기판 상에 복수의 제3홀을 갖는 제3투명전극, 상기 제4기판 상에 복수의 제4홀을 갖는 제4투명전극, 및 상기 제3 및 제4기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되는 제1패널을 포함하여 구성된 반사형 액정표시소자.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1~4기판은 가요성기판인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1~4홀의 직경은 4~9㎛ 범위에 해당하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 및 제2기판 사이의 제1셀갭과 제3 및 제4기판 사이의 제2셀갭이 동일한 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 및 제2셀갭은 1~5㎛ 범위에 해당하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 제1~4투명전극 상에 형성된 수직배향막을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  19. 제1, 제2 및 제3기판;
    상기 제1 및 제2기판의 대향면에 각각 형성되며, 복수의 제1홀을 갖는 제1 및 제2투명전극;
    상기 제2 및 제3기판의 대향면에 각각 형성되며, 복수의 제2홀을 갖는 제3 및 제4투명전극;
    상기 제1 및 제2기판 사이에 형성된 제1액정층;
    상기 제3 및 제4기판 사이에 형성된 제2액정층; 및
    상기 제1기판 배면에 형성된 광흡수층을 포함하여 구성된 반사형 액정표시소자.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1~4투명전극 상에 형성된 수직배향막을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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