KR101124396B1 - Transflective mode In-Plane switching type liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 횡전계형 액정표시장치에 관한 것으로 특히, 양 측에서 화상을 볼 수 있는 횡전계형 액정표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transverse field type liquid crystal display device, and more particularly, to a transverse field type liquid crystal display device in which images can be viewed from both sides.
양면 표시기능을 위해, 본원 발명에 따른 반사.투과형 횡전계형 액정표시장치는, 단일 화소에 막대형상의 불투명한 화소 전극과 공통 전극을 형성하고, 상기 공통 전극및 화소 전극과 액정층 사이에 위상차 필름(QWP)을 포함하는 횡전계형 액정패널과, 액정패널의 일 측에는 제 1 편광판과 투명한 광원을 구성하고, 액정패널의 타 측에는 반사형 편광판과 상기 제 1 편광판과 광축이 수직하도록 위치한 제 2 편광판을 구성하는 것을 특징으로 한다.In the reflective and transmissive transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention for forming a double-sided display function, a rod-shaped opaque pixel electrode and a common electrode are formed in a single pixel, and the retardation film is formed between the common electrode and the pixel electrode and the liquid crystal layer. A transverse electric field liquid crystal panel including a (QWP) and a first polarizing plate and a transparent light source on one side of the liquid crystal panel, and a reflective polarizing plate and a second polarizing plate positioned so that the optical axis is perpendicular to the first polarizing plate on the other side of the liquid crystal panel. It is characterized by the configuration.
이와 같은 구성을 통해, 일 측은 반사모드로서 화상을 표현할 수 있고 타측은 투과모드로서 화상을 표현할 수 있는 양면 표시기능의 횡전계형 액정표시장치를 제작할 수 있다.Through this configuration, it is possible to manufacture a transverse electric field type liquid crystal display device having a double-sided display function in which one side can express an image in a reflection mode and the other side can express an image in a transmissive mode.
Description
도 1은 일반적인 반투과 액정표시장치에 대한 단면도.1 is a cross-sectional view of a general transflective liquid crystal display device.
도 2는 횡전계형 액정표시장치용 어레이기판의 한 화소를 확대한 평면도.2 is an enlarged plan view of one pixel of an array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device;
도 3은 본 발명에 따른 반사.투과모드 횡전계형 액정표시장치의 구성을 개략적으로 도시한 확대 단면도.3 is an enlarged cross-sectional view schematically showing the configuration of a reflection / transmission mode transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention;
도 4는 도 3의 구성에서, 편광특성을 가지는 구성들만을 도시한 단면도.FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating only configurations having polarization characteristics in the configuration of FIG. 3. FIG.
도 5는 도 4의 구성 중, 상.하 편광판과 반사형 편광판과 액정층의 광축이 이루는 각을 표현한 도면.FIG. 5 is a view showing angles formed between the upper and lower polarizing plates, the reflective polarizing plate, and the optical axis of the liquid crystal layer in the configuration of FIG. 4.
도 6a와 도 6b는 반사모드시, 전압이 오프 및 온 상태일 때 편광특성을 나타낸 도면.6A and 6B illustrate polarization characteristics when a voltage is off and on in reflection mode;
도 7a와 도 7b는 투과모드시, 전압이 오프 및 온 상태일 때 편광특성을 나타낸 도면이다.7A and 7B illustrate polarization characteristics when a voltage is off and on in a transmission mode.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>
100 : 제 1 기판 102 : 게이트 전극100: first substrate 102: gate electrode
108a : 액티브층 108b : 오믹 콘택층108a:
110 : 소스 전극 112 : 드레인 전극110: source electrode 112: drain electrode
114 : 화소 전극 116 : 공통 전극 114: pixel electrode 116: common electrode
200 : 제 2 기판 202 : 블랙매트릭스200: second substrate 202: black matrix
204a,b : 컬러필터 300 : 위상차 필름204a, b: color filter 300: retardation film
410a : 상부 편광판 410b : 하부 편광판410a:
500 : 투명광원(front light)500: front light
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반사투과모드 횡전계형 액정표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
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.In general, a liquid crystal display device is formed by arranging two substrates on which electric field generating electrodes are formed so that the surfaces on which two electrodes are formed face each other, injecting a liquid crystal material between the two substrates, and then applying a voltage to the two electrodes. By moving the liquid crystal molecules by an electric field, the device expresses an image by the transmittance of light that varies accordingly.
이러한 액정 표시 장치는 구동모드에 따라, 공통 전극과 화소 전극이 상.하로 위치하여 구동하는 수직전계형 액정표시장치와, 공통 전극과 화소 전극이 슬릿 형상으로 동일 평면상에 위치하여 구동하는 수평전계형 액정표시장치에 관한 것이다.Such a liquid crystal display includes a vertical field type liquid crystal display device in which the common electrode and the pixel electrode are positioned up and down and driven according to a driving mode, and a horizontal field type liquid crystal in which the common electrode and the pixel electrode are located on the same plane and driven in a slit shape. It relates to a display device.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 횡전계형 액정표시장치의 구성에 관해 설명한다.Hereinafter, the structure of a transverse electric field type liquid crystal display device is demonstrated with reference to attached drawing.
도 1은 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 단면을 도시한 확대 단면도이다.1 is an enlarged cross-sectional view showing a cross section of a general transverse electric field type liquid crystal display device.
도시한 바와 같이, 종래에 따른 횡전계형 액정표시장치(B)는 컬러필터기판(B1)과 어레이기판(B2)이 대향하여 구성되며, 컬러필터기판 및 어레이기판 (B1,B2)사이에는 액정층(LC)이 개재되어 있다.As shown in the drawing, the conventional transverse electric field type liquid crystal display device B includes a color filter substrate B1 and an array substrate B2 facing each other, and a liquid crystal layer between the color filter substrate and the array substrates B1 and B2. (LC) is interposed.
상기 어레이기판(B2)은 투명한 절연 기판(50)에 정의된 다수의 화소(P1,P2)마다 박막트랜지스터(T)와 공통 전극(58)과 화소 전극(72)이 구성된다.The array substrate B2 includes a thin film transistor T, a
상기 박막트랜지스터(T)는 게이트 전극(52)과, 게이트 전극(52) 상부에 절연막(60)을 사이에 두고 구성된 반도체층(62)과, 반도체층(62)의 상부에 서로 이격하여 구성된 소스 및 드레인 전극(64,66)을 포함한다.The thin film transistor T includes a
전술한 구성에서, 상기 공통 전극(58)과 화소 전극(72)은 동일 기판 상에 서로 평행하게 이격하여 구성된다.In the above configuration, the
일반적으로 공정을 단순화하기 위해, 상기 공통 전극(58)은 상기 게이트 전극(52)과 동일층 동일물질로 구성되고, 상기 화소 전극(72)은 상기 소스 및 드레인 전극(64,66)과 동일층 동일물질로 구성 된다.In general, to simplify the process, the
도시하지는 않았지만, 상기 화소(P1,P2)의 일 측을 따라 연장된 게이트 배선(미도시)과, 이와는 수직한 방향으로 연장된 데이터 배선(미도시)이 구성되고, 상 기 공통 전극(58)에 전압을 인가하는 공통 배선(미도시)이 구성된다.Although not shown, a gate line (not shown) extending along one side of the pixels P1 and P2 and a data line (not shown) extending in a direction perpendicular thereto are formed, and the
상기 컬러필터 기판(B1)은 투명한 절연 기판(30) 상에 상기 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)과 박막트랜지스터(T)에 대응하는 부분에 블랙매트릭스(32)가 구성되고, 상기 화소(P1,P2)에 대응하여 컬러필터(34a,34b)가 구성된다.The color filter substrate B1 includes a
상기 액정층(LC)은 상기 공통 전극(58)과 화소 전극(72)의 수평전계(95)에 의해 동작된다.The liquid crystal layer LC is operated by the horizontal
이하, 도 2를 참조하여, 전술한 바와 같은 횡전계형 액정표시장치를 구성하는 어레이 기판의 평면구성을 설명한다.(도1의 구성과는 달리 공통 전극과 화소 전극을 투명한 전극으로 형성한 예를 설명한다.)Hereinafter, referring to FIG. 2, a planar configuration of an array substrate constituting the transverse electric field type liquid crystal display device as described above will be described. (An example in which the common electrode and the pixel electrode are formed of transparent electrodes unlike the configuration of FIG. 1 will be described. Explain.)
도 2는 종래에 따른 횡전계형 액정표시장치용 어레이기판의 한 화소를 확대 도시한 평면도이다.2 is an enlarged plan view of one pixel of a conventional array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device.
도시한 바와 같이, 기판(50)상에 일 방향으로 연장된 게이트 배선(54)과, 게이트 배선(54)과는 수직하게 교차하여 화소 영역(P)을 정의하는 데이터 배선(68)이 구성된다.As shown in the drawing, the
상기 게이트 배선(54)과 평행하게 이격된 영역에 공통 배선(56)이 구성된다.The common wiring 56 is formed in a region spaced in parallel with the
상기 게이트 배선(54)과 데이터 배선(68)의 교차지점에는 상기 게이트 배선(54)과 연결된 게이트 전극(52)과, 게이트 전극(52) 상부의 반도체층(62)과 반도체층(62) 상부의 소스 전극(64)과 드레인 전극(66)을 포함하는 박막트랜지스터(T)가 구성된다.At the intersection of the
상기, 화소 영역(P)에는 상기 공통 배선(56)에서 수직하게 연장되고 서로 평 행하게 이격된 공통 전극(58)이 구성되고, 상기 공통 전극(58)사이에는 이와 평행하게 이격된 화소 전극(72)이 구성된다.The pixel region P includes a
전술한 횡전계형 액정표시장치는 일반적인 수직 전계형 액정표시장치에 비해 시야각이 우수하기 때문에 표시소자로 넓게 사용되고 있다.The above-described transverse field type liquid crystal display device is widely used as a display device because the viewing angle is superior to that of a general vertical field type liquid crystal display device.
그런데, 수직전계형 액정패널은 반사모드와 투과모드를 적절히 이용하여 양면표시가 가능하였으나, 횡전계형 액정패널은 양면표시 소자로서 적용하기 어려운 점이 있어, 양면으로 화상을 볼 수 있도록 디자인된 셀룰러폰과 같은 제품에 응용하는데 한계가 있었다.By the way, the vertical field type liquid crystal panel is capable of double-sided display by properly using the reflection mode and the transmission mode, but the horizontal field type liquid crystal panel is difficult to apply as a double-sided display element, such as a cellular phone designed to view images on both sides There was a limit to the application in the product.
따라서, 본 발명은 양면으로 화상을 구현할 수 있는 횡전계형 액정표시장치를 제안하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to propose a transverse electric field type liquid crystal display device capable of realizing images on both sides.
이를 위해, 일 측은 반사전극(화소 전극과 공통 전극)과 반사형 편광판을 이용한 반사모드로 화상을 표현하고, 타 측은 반사 전극의 사이 영역에 빛을 통과시켜 투과모드로 화상을 표현하도록 하는 것을 특징으로 한다.To this end, one side represents the image in a reflection mode using a reflective electrode (pixel electrode and common electrode) and a reflective polarizing plate, and the other side passes the light through a region between the reflective electrodes to represent the image in a transmission mode. It is done.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사.투과모드 횡전계형 액정표시장치는 다수의 화소 영역이 정의되고 서로 이격된 제 1 기판과 제 2 기판과; 상기 제 1 기판에 대응하는 화소 영역마다 막대형상으로 구성된 반사전극과; 상기 제 1 기판과 제 2 기판의 이격된 영역에 장축이 수평 방향으로 배열된 액정층과; 상기 액정층과 상기 반사전극 사이에 구성된 위상차 필름(QWP 필름)과; 상기 제 1 기판의 상부에 위치한 상부 편광판과; 상기 상부 편광판의 상부에 구성된 투명한 광원과; 상기 제 2 기판의 하부에 구성된 반사형 편광판과; 상기 반사형 편광판의 하부에 구성되고, 편광축이 상기 상부 편광판의 편광축과 수직하게 구성된 하부 편광판을 포함 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a reflection / transmission mode transverse electric field type liquid crystal display device comprising: a first substrate and a second substrate having a plurality of pixel regions defined therebetween; A reflective electrode having a rod shape for each pixel region corresponding to the first substrate; A liquid crystal layer having a long axis arranged in a horizontal direction in a spaced area between the first substrate and the second substrate; A phase difference film (QWP film) formed between the liquid crystal layer and the reflective electrode; An upper polarizer plate positioned on the first substrate; A transparent light source configured on the upper polarizing plate; A reflective polarizer formed under the second substrate; The lower polarizing plate is disposed under the reflective polarizing plate, and the polarizing axis is perpendicular to the polarizing axis of the upper polarizing plate.
상기 반사전극은 동일 편면 상에 서로 평행하게 이격하여 구성된 화소 전극과 공통 전극인 것을 특징으로 한다.The reflective electrode is a pixel electrode and a common electrode configured to be spaced apart from each other in parallel on the same surface.
상기 화소 전극과 연결된 스위칭 소자를 더욱 포함하고, 상기 화소 전극과 공통 전극 사이에 전계가 발생하였을 경우, 상기 반사전극(화소전극 및 공통 전극)의 사이에 대응한 액정층은 상기 상부 편광판의 광축과 45o를 이루도록 배열하고, 상기 반사전극의 상부에 대응한 액정층은 상기 상부 편광판의 광축과 22.5o를 이루도록 배열되는 것을 특징으로 한다.The display device may further include a switching element connected to the pixel electrode. When an electric field is generated between the pixel electrode and the common electrode, the liquid crystal layer corresponding to the reflective electrode (pixel electrode and common electrode) may be connected to an optical axis of the upper polarizing plate. And 45 ° , and the liquid crystal layer corresponding to the upper portion of the reflective electrode is arranged to form 22.5 ° with the optical axis of the upper polarizer.
상기 반사형 편광판은 반사축 방향의 선편광은 반사하고, 반사축과 90o인 방향의 선편광은 투과하는 특성을 가지며, 상기 위상차 필름은 λ/4의 위상값을 가지는 것을 특징으로 한다.The reflective polarizer has a characteristic of reflecting linearly polarized light in the direction of the reflection axis and transmitting the linearly polarized light in the direction of 90 ° with the reflection axis, and the retardation film has a phase value of λ / 4.
또한, 상기 액정층은 전계가 인가되지 않았을 경우, 유효 λ/2의 위상값을 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the liquid crystal layer is characterized in that the phase value of the effective λ / 2, when no electric field is applied.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반투과형 액정 표시 장치용 어레이 기판에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an array substrate for a transflective liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
-- 실시예 --Example
본 발명의 실시예는, 일 측은 반사모드를 이용하고 타측은 투과모드를 이용하여 양면에 모두 화상을 표시할 수 있는 횡전계형 액정표시장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.An embodiment of the present invention is characterized by providing a transverse electric field type liquid crystal display device which can display an image on both sides by using a reflection mode on one side and a transmission mode on the other side.
도 3은 본 발명에 따른 반사.투과모드 횡전계형 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view schematically showing a reflection-transmission mode transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 횡전계형 액정표시장치(B)는 컬러필터기판(B1)과 어레이기판(B2)이 대향하여 구성되며, 컬러필터기판 및 어레이기판 (B1,B2)사이에는 액정층(LC)이 개재되어 있다.As shown in the figure, the transverse electric field type liquid crystal display device B according to the present invention comprises a color filter substrate B1 and an array substrate B2 facing each other, and a liquid crystal between the color filter substrate and the array substrates B1 and B2. The layer LC is interposed.
상기 어레이기판(B2)은 투명한 절연 기판(50)에 정의된 다수의 화소(P)마다 박막트랜지스터(T)와 공통 전극(112)과 화소 전극(114)이 구성된다.The array substrate B2 includes a thin film transistor T, a
상기 박막트랜지스터(T)는 게이트 전극(112)과, 게이트 전극(112) 상부에 절연막(110)을 사이에 두고 구성된 반도체층(108a,108b)과, 반도체층(108a,108b)의 상부에 서로 이격하여 구성된 소스 및 드레인 전극(110,112)을 포함한다.The thin film transistor T is formed on the
전술한 구성에서, 상기 공통 전극(114)과 화소 전극(116)은 동일 기판(100) 상에 서로 평행하게 이격하여 구성된다.In the above-described configuration, the
이때, 상기 공통 전극(114)과 화소 전극(116)은 모두 반사율이 뛰어난 불투 명한 도전성 금속재료를 사용하여 형성하는 것이 가능하며, 이와 같이 공통 전극(114)과 화소 전극(116)을 모두 불투명하게 형성할 경우에는 일반적으로, 상기 공통 전극(114)은 상기 게이트 전극(102)과 동일층 동일물질로 구성되고, 상기 화소 전극(116)은 상기 소스 및 드레인 전극(110,112)과 동일층 동일물질로 구성한다.In this case, both the
도시하지는 않았지만, 상기 화소(P)의 일 측을 따라 연장된 게이트 배선(미도시)과, 이와는 수직한 방향으로 연장된 데이터 배선(미도시)이 구성되고, 상기 공통 전극(114)에 전압을 인가하는 공통 배선(미도시)이 구성된다.Although not shown, a gate line (not shown) extending along one side of the pixel P and a data line (not shown) extending in a direction perpendicular thereto are formed, and a voltage is applied to the
상기 컬러필터 기판(B1)은 투명한 절연 기판(200)상에 상기 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)과 박막트랜지스터(T)에 대응하는 부분에 블랙매트릭스(202)가 구성되고, 상기 화소(P)에 대응하여 컬러필터(204a,204b)가 구성된다.The color filter substrate B1 includes a
상기 액정층(LC)은 상기 공통 전극(114)과 화소 전극(116)의 수평전계(118)에 의해 동작된다.The liquid crystal layer LC is operated by the horizontal
전술한 구성에서 특징적인 것은, 상기 공통전극 및 화소 전극(114,116)과 액정층(LC) 사이에 λ/4 위상차판(300,quaterwave plate: 이하 "QWP"라 칭함)을 구성하는 것이다.A characteristic feature of the above-described configuration is the construction of a λ / 4 phase difference plate 300 (hereinafter referred to as "QWP") between the common electrode and the
이때, 상기 QWP(300)는 네마틱 액정(nematic LC)을 사용하여 이를 일정방향으로 배향하여, λ/4의 위상값을 가지도록 하는 것을 특징으로 한다.In this case, the
또한, 상기 횡전계형 액정패널(B)의 상부에는 투명한 광원(500)을 구성하고, 투명한 광원(500)과 액정패널(B)사이에는 상부 편광판(410a)을 구성하는 것을 특징으로 한다.In addition, a transparent
또한, 액정패널(B)의 하부에는 반사형 편광판(450)과, 반사형 편광판(450)의 하부에는 하부 편광판(410b)을 구성한다.In addition, a
전술한 구성에서, 상기 투명광원(500)이 위치한 액정패널(B)의 일 측은 반사모드로 사용되고, 상기 하부 편광판(450)이 위치한 액정패널(B)의 타 측은 투과모드로 사용된다.In the above configuration, one side of the liquid crystal panel B in which the transparent
이에 대해, 이하 도 4를 참조하여 설명한다.This will be described below with reference to FIG. 4.
도 4는 도 3의 구성에서, 편광특성을 가지는 구성들만을 도시한 단면도이다.FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating only configurations having polarization characteristics in the configuration of FIG. 3.
도시한 바와 같이, 화소 전극 및 공통 전극(114,116, 이하, " 반사전극"이라 칭함)의 상부에 QWP(300)와 액정층(LC)이 위치하고, 상기 액정층(LC)의 상부에는 상부 편광판(410a)과 투명광원(500)을 순차 구성한다.As illustrated, the
상기 반사전극(114,116)의 하부에는 반사형 편광판(110b)과 반사형 편광판(450)의 하부에는 하부 편광판(410b)을 순차 구성한다.The reflective polarizer 110b and the
전술한 구성에서, 상기 반사전극(114,116)에 전압이 인가되었을 경우, 화소 전극 및 공통 전극(116,114)의 상부에 위치한 액정(LC)은 22.5o로, 상기 화소 전극 및 공통 전극의 사이 영역에 위치하는 액정은 45o의 유효 비틀기 각(twist angle)을 가지도록 한다.In the above-described configuration, when a voltage is applied to the
이때, 상기 반사전극(114,116)을 설계할 때 막대형상의 구성을 기존에 비해 비교적 근접 설계하여, 전압이 인가되지 않았을 경우 액정층은 λ/2의 유효 위상차 값을 가지도록 한다.In this case, when the
또한, 상기 반사형 편광판(450)은 반사축 방향의 선편광은 반사하고, 이와 90o방향의 선편광은 투과하는 특성을 가지고 있다.In addition, the
도 5는 도 4의 구성 중, 상.하 편광판과 반사형 편광판과 액정층의 광축이 이루는 각을 나타낸 도면이다.5 is a view illustrating angles formed between the upper and lower polarizing plates, the reflective polarizing plate, and the optical axis of the liquid crystal layer in the configuration of FIG. 4.
도시한 바와 같이, 상부 편광판의 광축(①)과 반사형 편광판의 반사축(①)이 동일하고, 하부 편광판의 광축(④)은 상기 상부 편광판의 광축및 반사형 편광판의 반사축(①)과 90o를 이룬다. As shown, the
이때, 전압이 인가되었을 경우, 반사전극(도 4의 )의 상부에 위치한 액정층은 상부편광판의 광축 및 반사형 편광판의 반사축(①)과 22.5o를 이루도록 하고, 상기 반사전극의 사이 영역에 위치한 액정은 45o를 이루도록 구성하는 것을 특징으로 한다.At this time, when a voltage is applied, the liquid crystal layer positioned above the reflective electrode (see FIG. 4) forms 22.5 ° with the optical axis of the upper polarizing plate and the
이와 같은 본 발명에 따른 반사.투과모드 횡전계형 액정표시장치는 반사모드시 전압이 오프 상태(black state)일 때 화이트(white)를 표시하고 전압이 온 상태(on state)일 때 블랙(black)을 표시한다.Such a reflection / transmission mode transverse electric field type liquid crystal display according to the present invention displays white when the voltage is in the off state in the reflection mode and black when the voltage is in the on state. Is displayed.
반대로, 투과모드는 전압이 오프상태(off state)일 때 블랙(black)을 표시하고, 전압이 온 상태(on state)일 때 화이트(white)를 표시한다.In contrast, the transmission mode displays black when the voltage is in an off state and white when the voltage is in an on state.
이에 대해, 이하 6과 도 7을 참조하여 설명한다.This will be described below with reference to 6 and FIG. 7.
도 6a와 도 6b는 반사모드시 편광특성을 나타낸 도면이며 특히, 도 6a는 전 압이 오프 상태(off state)일 때 편광상태를 도시한 도면이고, 도 6b는 전압이 온 상태(on state)일 때 편광상태를 도시한 도면이다. 6A and 6B illustrate polarization characteristics in reflection mode. In particular, FIG. 6A illustrates a polarization state when the voltage is in an off state, and FIG. 6B is a state in which a voltage is on. Is a diagram illustrating the polarization state.
도 6a에 도시한 바와 같이, 반사모드시 전압이 오프 상태(off state)인 경우, 투명한 광원을 통해 입사된 빛은 상부 편광판의 광축과 평행한 선편광만이 하부에 위치한 액정층에 입사된다.As shown in FIG. 6A, when the voltage is in the off state in the reflection mode, light incident through the transparent light source is incident on the liquid crystal layer disposed below only linearly polarized light parallel to the optical axis of the upper polarizer.
이때 액정층의 광축은 상부편광판의 광축과 동일하기 때문에, 상기 선편광된 빛은 편광상태의 변화 없이 상기 액정층과 그 하부의 QWP를 통과하게 된다.At this time, since the optical axis of the liquid crystal layer is the same as the optical axis of the upper polarizing plate, the linearly polarized light passes through the liquid crystal layer and the QWP under the liquid crystal without changing the polarization state.
상기 QWP를 통과한 빛은, 반사전극 또는 하부의 반사형 편광판에 편광상태의 변화없이 반사되어 상부 편광판으로 입사하게 된다.The light passing through the QWP is reflected on the reflective electrode or the reflective polarizer of the lower side without being changed in the polarization state and is incident on the upper polarizer.
이때, 상기 액정층을 통과한 빛은 최초 선편광판을 통과한 빛과 동일한 선태의 선편광이므로 상기 상부 편광판을 그대로 통과하여 외부로 출사하게 된다.In this case, since the light passing through the liquid crystal layer is linearly polarized light having the same linearity as the light passing through the first linear polarizing plate, the light passes through the upper polarizer as it is and is emitted to the outside.
따라서, 반사모드시 전압이 오프 상태(off state)일 때, 화이트 상태(white state)가 된다.Therefore, when the voltage is in the off state in the reflection mode, the white state is obtained.
도 6b에 도시한 바와 같이, 반사모드시 전압이 온 상태(on state)인 경우에는 반사전극에 대응하는 부분과 반사전극 사이에 대응하는 부분을 나누어 생각해 볼 수 있다. 왜냐하면 앞서 언급한 바와 같이, 전압이 온 상태 일 때 반사전극 상부의 액정층과 반사전극 사이 영역의 액정층의 비틀기 각이 다르기 때문이다.As shown in FIG. 6B, when the voltage is in an on state in the reflection mode, a portion corresponding to the reflective electrode and a portion corresponding to the reflective electrode may be considered. This is because, as mentioned above, the twist angle of the liquid crystal layer in the region between the liquid crystal layer on the reflective electrode and the reflective electrode when the voltage is on is different.
첫째, 전극 상부에 위치한 액정층을 중심으로 설명하면 아래와 같다.First, it will be described below with reference to the liquid crystal layer located on the electrode.
투명광원을 통해 입사된 빛은 상기 상부 편광판을 통과하면서, 상부 편광판의 광축과 평행한 성분의 광이 액정층을 통과하게 된다.Light incident through the transparent light source passes through the upper polarizing plate, and light having a component parallel to the optical axis of the upper polarizing plate passes through the liquid crystal layer.
이때, 상기 반사전극 상부의 액정층은 상부 편광판의 광축과 22.5o를 이루기 때문에 액정층을 따라 통과한 빛의 광축 또한 상기 상부편광판의 광축과 45o를 이루도록 위상지연을 겪게 된다.In this case, since the liquid crystal layer on the reflective electrode forms an optical axis of the upper polarizer 22.5 o , the optical axis of light passing along the liquid crystal layer also undergoes a phase delay such that the optical axis of the upper polarizer is 45 o .
상기 액정층을 통과한 빛은 QWP를 통과하면서, 우원편광되며 상기 우원 편광판은 반사판에 반사되어 다시 상기 QWP를 통과 하면서,135o의 광축을 가지는 선편광이 된다.The light passing through the liquid crystal layer passes through the QWP and is circularly polarized, and the right polarizer is reflected by the reflecting plate and passes again through the QWP, and becomes linearly polarized light having an optical axis of 135 ° .
상기 선편광은 액정층을 통과하면서 상기 상부 편광판의 광축과 수직한 상태의 선편광이 되어 상기 상부 선편광판에 흡수된다.The linearly polarized light is linearly polarized in a state perpendicular to the optical axis of the upper polarizing plate while passing through the liquid crystal layer, and is absorbed by the upper linear polarizing plate.
따라서, 전압이 온 상태(on state)일 때 반사전극에 대응하는 부분은 블랙상태를 표시하게 된다.Therefore, when the voltage is in the on state, the portion corresponding to the reflective electrode displays the black state.
둘째, 전극 사이에 위치한 액정층을 중심으로 설명하면 아래와 같다.Second, the following description will be given with reference to the liquid crystal layer located between the electrodes.
투명광원을 통해 입사한 빛은 상부 편광판을 통과하면서, 상부 편광판의 광축과 평행한 성분의 선평광만이 액정층에 입사하게 된다.Light incident through the transparent light source passes through the upper polarizing plate, and only linear flat light having a component parallel to the optical axis of the upper polarizing plate is incident on the liquid crystal layer.
이때, 반사전극 사이 영역에 위치한 액정은 45o의 유효 비틀기각을 가지며 배열된 상태이므로 이를 통과한 빛은 상기 편광판의 광축과 수직한 방향의 선편광이 된다.In this case, since the liquid crystals positioned in the region between the reflective electrodes have an effective twist angle of 45 ° and are arranged, the light passing through them becomes linearly polarized light in a direction perpendicular to the optical axis of the polarizer.
상기 선편광판은 액정층 하부의 QWP를 위상변화 없이 그대로 통과하게 되고, 하부의 반사편광판을 통과하게 된다.(반사판의 반사축과 수직인 선편광이므로 반사 편광판에 반사되지 않고 통과하게 되는 것이다.)The linear polarizing plate passes through the QWP under the liquid crystal layer without phase change and passes through the reflective polarizing plate at the bottom. (Since it is linearly polarized perpendicular to the reflective axis of the reflecting plate, the linear polarizing plate passes through the reflective polarizing plate without being reflected.)
따라서, 전압이 온 상태(on state)일 때 블랙(black)을 표시하게 된다.Therefore, when the voltage is in the on state, the black color is displayed.
도 7a와 도 7b는 투과모드시 편광특성을 나타낸 도면이며, 투명광원이 위치하지 않은 액정패널의 타측 에서 바라보았을 경우에 대한 표시특성을 나타낸 것이다. 또한, 반사모드와는 달리 반사전극 사이 영역만을 고려하면 된다.7A and 7B illustrate polarization characteristics in a transmission mode, and show display characteristics when viewed from the other side of a liquid crystal panel in which no transparent light source is located. Unlike the reflective mode, only the region between the reflective electrodes needs to be considered.
이때, 도 7a는 전압이 오프 상태(off state)일 때 편광상태를 도시한 도면이고, 도 7b는 전압이 온 상태(on state)일 때 편광상태를 도시한 도면이다. 7A illustrates a polarization state when the voltage is in an off state, and FIG. 7B illustrates a polarization state when the voltage is in an on state.
도 7a에 도시한 바와 같이, 투과모드에서 전압이 오프상태(off state)일 때, 투명광원을 통해 상부 편광판으로 입사한 빛은 상부 편광판의 광축과 편행한 선평광만이 하부의 액정층으로 입사하게 된다.As shown in FIG. 7A, when the voltage is in an off state in the transmissive mode, light incident to the upper polarizing plate through the transparent light source is incident only to the liquid crystal layer of the linearly polarized light linearly parallel to the optical axis of the upper polarizing plate. Done.
이때, 상기 액정층은 λ/2의 유효 위상값을 가지므로 상기 선편광은 그대로 액정층과 QWP를 통과하게 된다.In this case, since the liquid crystal layer has an effective phase value of λ / 2, the linearly polarized light passes through the liquid crystal layer and the QWP as it is.
이때, 상기 QWP를 통과한 빛은 하부 반사형 편광판을 통해 반사되기 때문에, 액정패널의 타측에서 관찰하였을 경우, 블랙(black)을 나타나게 된다.At this time, since the light passing through the QWP is reflected through the lower reflective polarizer, when viewed from the other side of the liquid crystal panel, black appears.
도 7b에 도시한 바와 같이, 투과모드에서 전압이 온 상태(on state)일 때, 투명광원을 통해 상부 편광판으로 입사한 빛은 상부 편광판의 광축과 평행한 선편광만이 하부의 액정층으로 입사하게 된다.As shown in FIG. 7B, when the voltage is on in the transmissive mode, light incident to the upper polarizer through the transparent light source causes only linearly polarized light parallel to the optical axis of the upper polarizer to enter the lower liquid crystal layer. do.
이때, 상기 액정층은 45o로 배열된 상태이므로, 상기 액정층을 통과한 빛은 상기 편광판의 광축과 수직한 방향의 선편광이 된다.In this case, since the liquid crystal layer is arranged at 45 ° , the light passing through the liquid crystal layer becomes linearly polarized light in a direction perpendicular to the optical axis of the polarizing plate.
연속하여, 상기 액정층을 통과한 선편광은 하부의 QWP와 하부의 반사형 편광판과 하부의 편광판을 그대로 통과하게 된다.Subsequently, the linearly polarized light passing through the liquid crystal layer passes through the lower QWP, the lower reflective polarizer and the lower polarizer.
따라서, 전압이 온 상태(on state)일때 투과모드 시 화이트 상태가 된다.Therefore, when the voltage is in an on state, the transmission state becomes a white state in the transmission mode.
결과적으로, 전압이 오프 상태(off state)일 때 반사모드는 화이트 상태(white state)로 화상을 표시하게 되고, 투과모드는 블랙으로 화상을 표시하지 않게 되며, 전압이 온 상태(on state)일 때 반사모드는 블랙상태(black state)로 화상을 표시하지 않게 되고, 투과모드는 화이트 상태(white state)로 화상을 표시하게 된다.As a result, the reflection mode displays an image in a white state when the voltage is in an off state, and the transmission mode does not display an image in black, and the voltage is in an on state. When the reflection mode does not display an image in a black state, the transmission mode displays an image in a white state.
전술한 바와 같이 제작된 본 발명에 따른 반사.투과모드의 횡전계형 액정표시장치는, 양측을 표시부로 모두 사용할 수 있기 때문에 제품의 용도를 확대할 수 있어 제품의 경쟁력을 높이는 효과가 있고, 표시부는 횡전계모드로 구동하기 때문에 광시야각을 구현할 수 있는 효과가 있다.The transverse electric field type liquid crystal display device of the reflection / transmission mode according to the present invention manufactured as described above can use both sides as a display portion, which can expand the use of the product and increase the competitiveness of the product. Since driving in the lateral electric field mode, there is an effect that can implement a wide viewing angle.
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