KR20110007735A - 양면 액정표시장치 - Google Patents

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KR20110007735A
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이승희
임영진
진미형
김진호
허정화
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전북대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 액정표시소자에서 이미지를 양방향으로 확인할 수 있는 양면 액정표시소자에 관한 것이다. 본 발명은 반투과형 기술을 이용하여 하나의 액정표시장치 모듈로 안쪽과 바깥쪽의 양면에 이미지를 표현할 수 있는 소자를 제공할 수 있다.
양면 액정표시장치, 반투과형 기술

Description

양면 액정표시장치 {Double sided liquid crystal display}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로 특히 액정표시장치의 안쪽 면과 바깥 면의 이미지를 하나의 액정표시장치 모듈로 동시에 표현할 수 있는 양면 액정표시장치에 관한 것이다. 본 발명은 외부 광원과 내부의 라이트 유닛을 광원으로 사용하여 이미지를 표현하는 반투과형 기술을 통하여 하나의 액정표시장치 모듈과 선격자 편광판(Wire Grid Polarizer; 이하 WGP라 칭함)을 이용하여 동시에 안쪽 면과 바깥 면의 이미지를 구현할 수 있는 것을 특징으로 한다.
최근, 액정표시장치는 다양한 형태로 넓게 응용되는데 노트북, 핸드폰, 모니터와 같은 중소형 크기의 분야뿐만 아니라 TV나 실외 광고판과 같은 대형 크기 분야에도 적용이 되고 있어 디스플레이 시장에서 가장 큰 부분을 차지하고 있다. 액정표시장치의 경량화 및 박막형 추세에 따라 액정표시장치에 대한 기술적 트랜드도 경량화 및 박막형 추세를 위한 연구가 부각되고 있다. 일반적인 액정표시장치에서는 하나의 액정표시장치 모듈을 이용하여 한 면에만 동작상태를 확인할 수 있도록 되어 있으며, 휴대폰과 같은 응용분야에서는 액정표시장치의 안쪽 면과 바깥쪽 면에 이미지를 부여하기 위하여 두 개의 모듈이 등을 맞대고 결합한 형태를 갖는다.
두 개의 모듈을 사용하여 한쪽과 바깥쪽 면에 정보를 표시하는 기술의 경우에는 두 개의 모듈에 의한 제조공정 상승의 문제점이 발생하여 시장 경쟁력이 떨어지게 되고, 또한 경량화 및 박막형을 요구하는 시장의 요구에 적당하지 않다. 또한 이 기술은 안쪽과 바깥쪽 중에서 한 면의 이미지만을 확인할 수 있도록 되어 있어 역이나 전철 내에서와 같은 실외에서의 광고 등에 응용하기 힘들다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 두 개의 모듈을 사용하여 양면에 이미지를 동시에 구현하는 기존의 방법과는 달리, 반투과형 기술을 적용하여 하나의 액정표시장치의 모듈로도 안쪽과 바깥쪽 면에 이미지를 확인할 수 있도록 하여 경량화 및 박막형 특징을 부각시킨 양면 액정표시장치를 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 종래의 FFS(Fringe-Field Switching; 이하 FFS라 칭함)모드, 또는 ECB(Electrically controlled birefringence; 이하 ECB라 칭함)모드를 포함한 하나의 액정표시장치 모듈과 WGP를 이용하여 양면에 이미지를 표현할 수 있는 액정표시소자를 제공한다. WGP는 일정한 방향의 격자를 포함하고 있으며 격자 방향과 일치하는 방향의 선 편광된 빛은 반사하고 격자 방향에 수직 방향으로 선 편광된 빛은 투과할 수가 있어 광원을 반사 혹은 투과로 조절이 가능하다. 하나의 액정표시장치 모듈과 WGP를 이용하여 한쪽 면은 반사체에 의해 반사시킨 광원을 이용하여 이미지를 표현하도록 하고, 다른 면은 광원을 이용하여 이미지를 표현하여 양면에 원하는 이미지를 표현할 수 있는 양면 액정표시소자를 제공한다.
본 발명은 액정표시장치 모듈이 두 개가 들어가는 기술과 비교할 때 하나의 액정표시장치 모듈만을 필요하기 때문에 생산비용의 절감 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 휴대용 디스플레이에 적용할 때 디스플레이의 두께를 획기적으로 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 한 면은 외부광원을 이용하여 이미지를 표현하는 반사형 구동을 하기 때문에 소비전력 절감 효과를 얻을 수 있다.
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예 및 본 발명의 목적 및 이점을 자세히 설명하도록 한다.
실시 예 1
실시 예1은 초기 액정이 수평으로 배열되어 있으며 프린지 필드(Fringe field)에 의해 액정이 회전하여 구동하는 FFS 모드를 포함하는 모듈과 WGP를 이용하여 반투과형 기술을 적용하게 하여 양면에 원하는 이미지를 표현할 수 있는 양면 액정표시장치에 대해 개시한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 FFS 모드를 포함하는 모듈을 이용한 양면 액정표시장치의 단면도이다. 도시한 바와 같이, 하부 편광판(19) 상부에는 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 사용하여 제작한 하부 기판(18)이 위치하며 하부 기판(18) 상부에는 일정한 방향으로 격자가 패턴 되어 있는 WGP(17)가 위치한다. WGP(17) 상부에는 절연체 층(16)이 위치하며 절연체 층(16) 상부에는 화소 전극(15)이 일정한 간격으로 패턴 되어 있다. 패턴 된 화소 전극(15) 상부에는 수평방향으로 정렬된 액정층(14)이 위치하고 이 액정층(14)의 상부에는 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 사용하여 제작한 상부 기판(13)이 위치하고 상부기판(13) 상부에는 상부 편광판(12)이 위치한다. 이 상부 편광판(12) 상부에는 라이트 유닛(11)이 위치한다.
이때 상부 편광판(12)과 하부 편광판(19)은 서로 투과축이 90°차이를 가지며 상부 기판(13)과 하부 기판(18)의 바깥쪽에 각각 위치하고 있다.
WGP(17)는 일정한 격자 패턴을 포함하고 있으며 격자방향과 일치하는 방향의 선 편광된 빛은 반사되고 격자방향에 수직 방향의 선 편광된 빛은 투과시킨다. 또한 WGP(17)는 금속 격자를 포함하고 있어 FFS 모드의 공통 전극 역할을 가능하게 하기 때문에 전기장을 형성시킬 수 있다.
액정층(14)은 초기 액정이 수평하게 배열되어 있으며 λ/2의 위상지연 값을 갖는다.
FFS 전극에서 화소전극(15)의 폭과 전극간 너비는 1㎛ 이상의 일정 값으로 고정시키며 필요에 따라 화소 전극과 전극간 거리를 조절한다. 화소 전극의 폭과 전극간 너비가 1㎛ 미만으로 패턴할 경우 프린지 필드를 형성하기 어렵고 공정이 매우 어렵다.
본 FFS 모드를 이용한 양면 액정표시소자는 수평 전기장을 사용한다는 전제하에 있으며 필요에 따라서는 수평 전기장을 구동하는 IPS(In-plane mode) 모드를 포함한 액정표시소자 모듈을 사용해도 된다.
도 1에 의거하여 FFS 모드를 포함한 모듈을 이용한 양면 액정표시소자에서 어둠 상태와 밝음 상태를 설명한다. 안쪽 면과 바깥쪽 면이 동일한 영상을 표현하 기 위해서는 양면이 반전 상태여야 하며, 쉽게 말해 안쪽 면이 전압인가전 상태가 어둠상태인 NB(Normally Black; 이하 NB라 칭함) 모드로 구현한다면 다른 면은 전압인가 전 상태가 밝음상태를 구현하는 NW(Normally White; 이하 NW라 칭함) 모드로 구현해야 한다.
라이트 유닛(11)으로부터 나온 광원이 수직방향의 투과축을 갖는 상부 편광판(2)을 통과하면 수직방향으로 선편광된 빛이 되고 이 빛은 액정층(14)을 통과하면서 액정의 단축방향을 지나기 때문에 편광상태의 변화 없이 그대로 통과할 수 있다. 아부에 위치한 격자 방향이 수직방향인 것을 포함하는 WGP(17)와 수직방향으로 선편광된 빛이 만나면 격자방향과 선편광된 빛의 방향이 일치하기 때문에 반사되며 이 반사된 빛은 액정층(14)을 편광변화 없이 그대로 통과하여 상부 편광판(12)을 통과해 상부 면(100)에서 관찰되어 지는 경우 밝음 상태를 표현한다. 동시에 하부 면(200)에서 관찰되어 지는 경우에는 라이트 유닛(11)에서 나오는 빛은 WGP(17)에 의해 반사되어 되돌아가기 때문에 어둠 상태를 표현할 수가 있다.
화소 전극(15)에 일정한 전압을 인가하게 되면, 액정층(14)의 액정은 프린지 필드에 의해서 45°회전하게 된다. 라이트 유닛(11)에서 나온 광원은 수직방향의 투과축을 갖는 상부 편광판(12)을 지나 수직방향으로 선편광된 빛이 되게 되고, 이 빛이 45°회전한 액정층(14)을 통과하게 되면 λ/2의 위상지연 값을 갖는 액정층(14)의 위상지연 효과에 의하여 수평방향으로 선편광된 빛이 된다. 수평방향으로 선편광된 빛은 격자 방향이 수직방향인 WGP(17)를만나게 되어 WGP(17)를통과하게 되고 수평방향의 투과축을 갖는 하부 편광판(19)을 지나기 때문에 상부 면(100)에 서 관찰하는 경우에는 어둠 상태를 유지할 수 있다. 동시에 하부 면(200)에서 관찰하는 경우에는 라이트 유닛(11)에서 나온 광원이 액정층(14)과 WGP(17)을 지나 하부 편광판(19)까지 통과하여 나오기 때문에 밝음 상태를 표현할 수 있다.
이를 통하여 상부 면(100)과 하부 면(200)에서 관찰하는 이미지는 동일하다 예상할 수 있다.
도 2는 일정한 격자가 포함되어 있는 WGP의 구조를 보여준다. 격자의 높이(h)는 50nm~500nm이고, 격자의 너비(d1)와 격자사이의 간격(d2)의 합을 1이라 가정할 경우, 격자의 너비는 0.1~0.7의 범위를 갖도록 하고, 그 외 나머지 범위는 격자 사이의 간격인 수십에서 수백 nm의 금속 격자를 이용한다. 이렇게 일정한 방향으로 패턴된 WGP는 반투과판의 효과를 갖기 때문에 빛을 투과 혹은 반사시키는 특징을 갖는다.
도 3은 도 1의 FFS 모듈을 포함하는 액정표시장치를 이용한 양면 액정표시장치에서 전압에 의한 투과율과 반사율 변화를 관찰한 곡선이다. 도 3을 참고하면, 광원을 반사체를 통해 반사하여 이미지를 표현하는 반사형은 전압을 인가할수록 어둠상태를 나타내는 반면에, 라이트 유닛을 통하여 이미지를 표현하는 투과형은 전압을 인가할수록 밝음상태를 나타내는 것을 알수 있다. 또한 반사율과 투과율은 각각 0.24과 0.26의 높은 광효율을 보이는 것을 관찰할 수 있다.
실시 예 2
본 발명의 제 2 실시 예는 상기 제 1 실시 예와는 다르게, ECB 모드를 이용한 액정표시장치 모듈을 포함하여 안쪽 또는 바깥쪽 면에 이미지를 표현할 수 있는 양면 액정표시장치의 구조에 대해 개시한다. 제 2 실시 예의 양면 액정표시소자의 구조는 제 1 실시 예에 도시된 FFS 모드 모듈을 적용한 양면 액정표시소자와 구조가 유사하지만 액정표시소자 모듈에 적용한 액정 모드가 달라지므로 이하 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 ECB 모드를 포함하는 모듈을 이용한 양면 액정표시장치의 단면도이다. 도시한 바와 같이 하부 편광판(28) 상부에는 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 사용하여 제작한 하부 기판(27)이 위치하고 하부 기판 상부에는 일정한 격자 패턴을 포함하고 있는 WGP(26)가 위치한다. WGP(26) 상부에는 수평배열되거 있고 λ/2의 위상지연 값을 갖는 액정층(24)이 존재하고 이 액정층(24) 상부에는 공통 전극(25)이 위치한다. 공통 전극(25) 상부에는 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 사용하여 제작한 상부 기판(23)이 존재하고 상부 기판(23)의 상부에는 상부 편광판(22)이 위치하고 있으며, 상부 편광판(22) 상부에는 라이트 유닛(21)가 위차하고 있다.
이때 상부 편광판(22)과 하부 편광판(28)은 서로 투과축이 90°차이를 가지며 상부 기판(23)과 하부 기판(27)의 바깥쪽에 각각 위치하고 있다.
실시 예 2의 WGP(26)는 일정한 격자 패턴을 포함하고 있으며 격자방향과 일치하는 방향의 선 편광된 빛은 반사되고 격자방향에 수직 방향의 선 편광된 빛은 투과한다. 또한 WGP(26)는 금속 격자를 포함하고 있어 ECB 모드의 화소 전극 역할을 가능하게 하기 때문에 전기장을 형성시킬 수 있다.
액정층(24)은 초기 액정이 수평하게 배열되어 있으며 λ/2의 위상지연 값을 갖는다. 또한 러빙방향은 최대 광효율을 얻기 위하여 상부 편광판(22) 또는 하부 편광판(28)의 투과축과 45°의 차이가 최대 광효율을 얻을 수 있다.
본 ECB 모드를 이용한 양면 액정표시소자는 수직 전기장을 사용한 다는 전제하에 있으며 필요에 따라서는 수직 전기장으로 구동하는 다른 액정 모드를 포함한 액정표시소자 모듈을 사용해도 무방하다.
ECB 모드를 포함한 모듈을 이용한 양면 액정표시소자에서 어둠 상태와 밝음 상태를 나타내는 액정 배열을 설명한다. 전압을 인가하기 전에는 라이트 유닛(21)에서 나온 빛이 수직방향의 투과축을 갖는 상부 편광판(22)을 지나면 수직방향의 선편광된 빛이 된다. 이 빛은 45°의 러빙방향을 갖고 λ/2의 위상지연 값을 가진 액정층(24)을 만나게 되면 위상지연 효과로 인하여 수평방향인 선편광된 빛으로 변한다. 이 빛은 격자방향이 수직방향인 것을 포함하는 WGP(26)를 만나게 되면 빛의 편광방향과 격자 방향이 수직 하고 있기 때문에 WGP(26)를통과하게 된다. 상부 면(100)에서 관찰하는 경우에는 WGP(26)를 통과한 수평방향의 선편광된 빛은 상부 쪽으로 돌아가지 않고 수평방향의 투과축을 갖는 하부 편광판(28)을 통과하기 때문에 어둠 상태를 관찰할 수 있으며, 하부 면(200)에서 관찰하는 경우에는 라이트 유닛(21)으로부터 나온 빛이 하부 편광판(28)까지 통과하기 때문에 밝음 상태를 관찰할 수 있다.
반면에 전압을 인가한 상태에는 액정 방향자는 수직 전기장에 의해 수직 방향으로 일어서 위상지연 값은 0이 된다. 라이스 소스(21)의 광원이 수직 방향의 투과축을 갖는 상부 편광판(22)을 지난 수직 방향의 선편광된 빛은 전기장에 의하여 수직으로 서있는 액정층(24)을 지나게 되면 편광상태의 변화없이 그대로 지나게 된다. 이 수직 방향의 선편광된 빛은 수직방향의 격자를 포함하는 WGP(26)와 만나게 되면 선편광된 빛과 격자의 방향이 일치하기 때문에 반사되고 다시 액정층(24)을 편광상태의 변화없이 그대로 지나게 된다. 상부 면(100)에서 관찰하는 경우에는 액정층(24)을 지난 수직방향의 선편광된 빛은 수직방향의 투과축을 갖는 상부 편광판(22)을 그대로 통과하여 밝음 상태를 표현할 수가 있다. 동시에 하부 면(200)에서 관찰하는 경우에는 광원이 WGP(26)에 의해서 다시 반사되기 때문에 하부 면(200)에서는 어둠상태를 표현할 수가 있어 반전 효과에 의하여 하나의 모듈로 동시에 같은 이미지를 표현할 수가 있게 된다.
그림 5는 도 3의 ECB 모드 모듈을 포함하는 액정표시장치를 이용한 양면 액정표시장치에서 전압에 의한 투과율과 반사율 변화를 관찰한 곡선이다. 라이트 유닛을 사용하여 이미지를 표현하는 투과형에서는 초기 밝음 상태이며 0.29의 투과율을 갖는 것을 확인할 수 있다. 광원을 반사하여 이미지를 표현하는 반사형의 경우에는 초기 어둠상태로써 전압을 인가할수록 밝음상태가 됨을 알수 있으며, 반사율은 0.24인 것을 확인할 수 있다.
실시 예 3
본 발명의 제 3 실시 예는 WGP가 하부 기판의 하부에 위치하고 공통전극이 하부 기판의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 FFS 모드를 이용한 액정표시장치 모듈을 포함하는 양면 액정표시장치의 구조에 대해 개시한다. 제 3 실시 예의 양면 액정표시소자의 구조적 특징을 간략하게 설명하면 WGP가 하부 기판의 하부에 위치 하기 때문에 공통 전극의 역할을 수행하지 않고 단지 광원을 반사 또는 투과 시키는 반투과판의 역할만을 수행하며 이로 인하여 공통전극을 추가하는 것을 특징으로 한다. 이하 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 FFS 모드를 포함하는 모듈을 이용한 양면 액정표시장치의 단면도이다. 도시한 바와 같이, 하부 편광판(19)상부에는 일정한 방향으로 격자가 패턴되어 있는 WGP(17)가 위치하고 WGP(17) 상부에는 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 사용하여 제작한 하부 기판(18)이 존재한다. 하부 기판(18)의 상부에는 공통전극(20)이 존재하고 공통 전극(20) 상부에는 절연체 층(16)이 존재하며 절연체 층(16) 상부에는 화소 전극(15)이 일정한 간격으로 패턴 되어 있다. 패턴된 화소 전극(15) 상부에는 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 사용하여 제작한 상부 기판(13)이 존재한다. 상부 기판(13)의 상부에는 상부 편광판(12)이 존재하고 상부 편광판(12) 상부에는 라이트 유닛(11)이 위치한다.
이때 상부 편광판(12)과 하부 편광판(19)은 서로 투과축이 90°차이를 가지며 상부 기판(13)과 하부 기판(18)의 바깥쪽에 각각 위치하고 있다.
WGP(17)는 일정한 격자 패턴을 포함하고 있으며 격자방향과 일치하는 방향의 선 편광된 빛은 반사되고 격자방향에 수직 방향의 선 편광된 빛은 투과시킨다.
액정층(14)은 초기 액정이 수평하게 배열되어 있으며 λ/2의 위상지연 값을 갖는다.
FFS 전극에서 화소전극(15)의 폭과 전극간 너비는 1㎛ 이상의 일정 값으로 고정시키며 필요에 따라 화소 전극과 전극간 거리를 조절한다. 화소 전극의 폭과 전극간 너비가 1㎛ 미만으로 패턴할 경우 프린지 필드를 형성하기 어렵고 공정이 매우 어렵다.
실시 예 4
본 발명의 제 4 실시 예는 WGP가 하부 기판의 하부에 위치하고 화소전극이 하부 기판의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 ECB 모드를 이용한 액정표시장치 모듈을 포함하는 양면 액정표시장치의 구조에 대해 개시한다. 제 4 실시 예의 양면 액정표시소자의 구조적 특징을 간략하게 설명하면 WGP가 하부 기판의 하부에 위치하여 화소 전극의 역할을 수행하지 않고 단지 광원을 반사 또는 투과 시키는 역할만을 수행하며 이로 인하여 화소전극을 추가하는 것을 특징으로 한다. 이하 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 ECB 모드를 포함하는 모듈을 이용한 양면 액정표시장치의 단면도이다. 도시한 바와 같이, 하부 편광판(28) 상부에는 일정한 방향의 격자 패턴을 포함하는 WGP(26)가 위치하고 WGP(26)의 상부에는 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 이용하여 제작한 하부 기판(27)이 위치한다. 이 하부 기판(27) 상부에는 플래인 형태의 화소 전극(29)가 존재하고 화소 전극(29) 상부에는 수평방향으로 정렬된 액정층(24)이 존재한다. 액정층(24) 상부에는 공통전극(25)이 존재하고 공통 전극(25) 상부에는 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 사용하여 제작한 상부 기판(23)이 위치한다. 상부 기판(23)의 상부에는 상부 편광판(22)이 존재하며 상부 편광판(22) 상부에는 라이트 유닛(21)이 존재한다.
이때 상부 편광판(22)과 하부 편광판(28)은 서로 투과축이 90°차이를 가지 며 상부 기판(23)과 하부 기판(27)의 바깥쪽에 각각 위치하고 있다.
WGP(26)는 일정한 격자 패턴을 포함하고 있으며 격자방향과 일치하는 방향의 선 편광된 빛은 반사되고 격자방향에 수직 방향의 선 편광된 빛은 투과시킨다.
액정층(24)은 초기 액정이 수평하게 배열되어 있으며 λ/2의 위상지연 값을 갖는다. 또한 러빙방향은 최대 광효율을 얻기 위하여 상부 편광판(22) 또는 하부 편광판(28)의 투과축과 45°의 차이가 최대 광효율을 얻을 수 있다.
실시 예 5
본 발명의 제 5 실시 예는 FFS 모드를 이용한 액정표시장치 모듈을 포함하는 양면 액정표시장치에 있어서 WGP가 하부 기판과 공통 전극의 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 양면 액정표시장치의 구조에 대해 개시한다. WGP가 공통 전극과 하부 기판 사이에 위치하기 위해 공통 전극의 하부에 절연체 층이 추가하고, WGP가 광원을 반사 또는 투과시키는 반투과판의 역할만을 수행하는 것을 특징으로 한다. 이하 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 FFS 모드를 포함하는 모듈을 이용한 양면 액정표시장치의 단면도이다. 도시한 바와 같이, 하부 편광판(19)의 상부에는 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 사용하여 제작한 하부 기판(18)이 위치하고 하부 기판(18)상부에는 WGP(17)가 존재한다. WGP(17)의 상부에는 추가적인 제 1 절연체 층(10)이 존재하고 제 1절연체 층(10)의 상부에는 공통전극(20)이 위치한다. 공통전극(20)의 상부에는 절연체 층(16)이 위치하고 절연체 층(16)의 상부에는 전압을 인가 혹은 제거 할 수 있는 화소 전극(15)이 위치한다. 화소 전극(15) 상부에는 수 평 정렬된 액정층(14)이 위치하고 액정층(14)상부에는 유리기판 또는 플라스틱 기판을 사용하여 제작한 상부 기판(13)이 위치한다. 이 상부기판(13)의 상부에는 상부 편광판(12)이 존재하며 상부 편광판(12) 상부에는 라이트 유닛(11)이 위치한다.
이때 상부 편광판(12)과 하부 편광판(19)은 서로 투과축이 90°차이를 가지며 상부 기판(13)과 하부 기판(18)의 바깥쪽에 각각 위치하고 있다.
WGP(17)는 일정한 격자 패턴을 포함하고 있으며 격자방향과 일치하는 방향의 선 편광된 빛은 반사되고 격자방향에 수직 방향의 선 편광된 빛은 투과시킨다.
액정층(14)은 초기 액정이 수평하게 배열되어 있으며 λ/2의 위상지연 값을 갖는다.
FFS 전극에서 화소전극(15)의 폭과 전극간 너비는 1㎛ 이상의 일정 값으로 고정시키며 필요에 따라 화소 전극과 전극간 거리를 조절한다. 화소 전극의 폭과 전극간 너비가 1㎛ 미만으로 패턴할 경우 프린지 필드를 형성하기 어렵고 공정이 매우 어렵다.
실시 예 6
본 발발명의 제 6 실시 예는 ECB 모드를 이용한 액정표시장치 모듈을 포함하는 양면 액정표시장치에 있어서 WGP가 하부 기판과 화소 전극의 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 양면 액정표시장치의 구조에 대해 개시한다. WGP가 화소 전극과 하부 기판 사이에 위치하기 위해 화소 전극의 하부에 절연체 층이 추가하고, WGP가 광원을 반사 또는 투과시키는 반투과판의 역할만을 수행하는 것을 특징으로 한다. 이하 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 9 는 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 ECB 모드를 포함하는 모듈을 이용한 양면 액정표시장치의 단면도이다. 하부 편광판(28)의 상부에는 유리 기판 또는 플라스틱 기판으로 제작한 하부 기판(27)이 존재하고 하부 기판(27)의 상부에는 WGP(26)가 위치한다. WGP(26)의 상부에는 추가적인 제 1 절연층(30)이 위치하고 이 제 1 절연층(30)의 상부에는 화소 전극(29)을 위치시킨다. 화소 전극(29) 상부에는 수평정렬된 액정층(24)이 위치하고 액정층(24)의 상부에는 공통 전극(25)이 위치하고 있다. 이 공통 전극(25)의 상부에는 유리 기판 또는 플라스틱 기판으로 제작한 상부 기판(23)이 위치하고 상부 기판(23) 상부에는 상부 편광판(22)이 위치하며, 상부 편광판(22)의 상부에는 라이트 소스(21)가 위치한다.
이때 상부 편광판(22)과 하부 편광판(28)은 서로 투과축이 90°차이를 가지며 상부 기판(23)과 하부 기판(27)의 바깥쪽에 각각 위치하고 있다.
WGP(26)는 일정한 격자 패턴을 포함하고 있으며 격자방향과 일치하는 방향의 선 편광된 빛은 반사되고 격자방향에 수직 방향의 선 편광된 빛은 투과시킨다.
액정층(24)은 초기 액정이 수평하게 배열되어 있으며 λ/2의 위상지연 값을 갖는다. 또한 러빙방향은 최대 광효율을 얻기 위하여 상부 편광판(22) 또는 하부 편광판(28)의 투과축과 45°의 차이가 최대 광효율을 얻을 수 있다.
본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고 본 발명의 범주를 벗어나지 않은 범위 내에서 다양한 변형 또는 대체가 발명자에 의해 용이하게 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예의 양면 액정표시장치의 구조를 도시한 단면도.
도 2는 일정한 격자 형상을 패턴한 선격자 편광자의 구조.
도 3은 도 1의 경우에서 전압에 의한 투과율 및 반사율 변화 곡선을 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예의 양면 액정표시장치의 구조를 도시한 단면도.
도 5는 도 4의 경우에서 전압에 의한 투과율 및 반사율 변화 곡선을 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 제 3 실시 예의 양면 액정표시장치의 구조를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 제 4 실시 예의 양면 액정표시장치의 구조를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 제 5 실시 예의 양면 액정표시장치의 구조를 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 제 6 실시 예의 양면 액정표시장치의 구조를 도시한 단면도.

Claims (7)

  1. 하부 편광판과;
    상기 하부 편광판의 상부에 위치한 하부 기판과;
    상기 하부 기판의 상부에 위치한 공통전극과;
    상기 공통전극 상부와 화소전극 하부에 위치한 절연층과;
    상기 절연층 하부에 위치한 화소 전극 폭이 1~10㎛이고, 화소 전극 간격은 2~20㎛인 격자 형태의 화소 전극과;
    상기 화소 전극 상부에 위치한 수평 배열된 액정층과;
    상기 액정층의 상부에 위치하며 상기 하부 기판과 대향 배치되는 상부 기판;
    상기 상부 기판 상부에 위치한 상부 편광판과;
    상기 상부 편광판에 위치한 라이트 유닛과;
    상기 공통전극은 반사율이 뛰어난 금속을 미세한 격자 형태로 패턴하여 선격자 편광자 역할과 공통전극 역할을 동시에 하는 양면 액정표시장치.
  2. 하부 편광판과;
    상기 하부 편광판의 상부에 위치한 하부 기판과;
    상기 하부 기판의 상부에 위치한 화소전극과;
    상기 공통전극의 상부에 위치하며 수평 배열된 액정 층과;
    상기 액정층 상부에 위치하며 플레인 형상의 공통 전극과;
    상기 화소 전극에 위치한 상부 기판과;
    상기 상부 기판 상부에 위치한 상부 편광판과;
    상기 상부 편광판에 위치한 라이트 유닛과;
    상기 화소전극은 반사율이 뛰어난 금속을 미세한 격자 형태로 패턴하여 선격자 편광자 역할과 화소전극 역할을 동시에 하며, 액정의 러빙방향은 45°의 각을 이루도록 형성되는 양면 액정표시장치.
  3. 하부 편광판과;
    상기 하부 편광판의 상부에 위치하여 반사율이 뛰어난 금속을 미세한 격자 형태로 패턴한 선격자 편광자와;
    상기 선격자 편광판의 상부에 위치한 하부 기판과;
    상기 하부 기판의 상부에 위치한 공통전극과;
    상기 공통전극 상부와 화소전극 하부에 위치한 절연층과;
    상기 절연층 하부에 위치한 화소 전극 폭이 1~10㎛이고, 화소 전극 간 간격은 2~20㎛인 격자 형태의 화소 전극과;
    상기 화소 전극 상부에 위치한 수평 배열된 액정층과;
    상기 액정층의 상부에 위치하며 상기 하부 기판과 대향 배치되는 상부 기판;
    상기 상부 기판 상부에 위치한 상부 편광판과;
    상기 상부 편광판에 위치한 라이트 유닛;
    을 포함하는 양면 액정표시장치.
  4. 하부 편광판과;
    상기 하부 편광판의 상부에 위치하여 반사율이 뛰어난 금속을 미세한 격자 형태로 패턴한 선격자 편광자와;
    상기 전격자 편광자의 상부에 위치한 하부 기판과;
    상기 하부 기판의 상부에 위치한 화소전극과;
    상기 공통전극의 상부에 위치하며 수평 배열된 액정 층과;
    상기 액정층 상부에 위치하며 플레인 형상의 공통 전극과;
    상기 화소 전극에 위치한 상부 기판과;
    상기 상부 기판 상부에 위치한 상부 편광판과;
    상기 상부 편광판에 위치한 라이트 유닛과;
    상기 액정층에서 액정의 러빙방향은 45°의 각을 이루도록 형성되는 양면 액정표시장치.
  5. 하부 편광판과;
    상기 하부 편광판의 상부에 위치한 하부 기판과;
    상기 하부 기판의 상부에 위치하여 반사율이 뛰어난 금속을 미세한 격자 형태로 패턴한 선격자 편광자와;
    상기 선격자 편광자의 상부에 위치한 제 1 절연층과;
    상기 제 1 절연층의 상부에 위치한 공통전극과;
    상기 공통전극 상부와 화소전극 하부에 위치한 절연층과;
    상기 절연층 하부에 위치한 화소 전극 폭이 1~10㎛이고, 화소 전극 간 간격은 2~20㎛인 격자 형태의 화소 전극과;
    상기 화소 전극 상부에 위치한 수평 배열된 액정층과;
    상기 액정층의 상부에 위치하며 상기 하부 기판과 대향 배치되는 상부 기판;
    상기 상부 기판 상부에 위치한 상부 편광판과;
    상기 상부 편광판에 위치한 라이트 유닛;
    을 포함하는 양면 액정표시장치.
  6. 하부 편광판과;
    상기 하부 편광판의 상부에 위치한 하부 기판과;
    상기 하부 기판의 상부에 위치하여 반사율이 뛰어난 금속을 미세한 격자 형태로 패턴한 선격자 편광자와;
    상기 선격자 편광자의 상부에 위치한 제 1 절연체 층과;
    상기 제 1 절연체 층의 상부에 위치한 화소전극과;
    상기 공통전극의 상부에 위치하며 수평 배열된 액정 층과;
    상기 액정층 상부에 위치하며 플레인 형상의 공통 전극과;
    상기 화소 전극에 위치한 상부 기판과;
    상기 상부 기판 상부에 위치한 상부 편광판과;
    상기 상부 편광판에 위치한 라이트 유닛과;
    상기 액정층에서 액정의 러빙방향은 45°의 각을 이루도록 형성되는 양면 액정표시장치.
  7. 제 1항, 제 2항, 제 3항, 제 4항, 제 5항, 제 6항 중 어느 한항에 있어서;
    선격자 편광자의 격자의 높이는 50nm~500nm이고, 격자의 너비(d1)와 격자사이의 간격(d2)의 합을 1이라 가정할 경우, 격자의 너비는 0.1~0.7의 범위를 갖도록 하고, 그 외 나머지 범위는 격자 사이의 간격으로 한 것을 특징으로 하는 양면 액정표시장치.
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