KR19980067499A

KR19980067499A - Reflective liquid crystal display device

Info

Publication number: KR19980067499A
Application number: KR1019970003560A
Authority: KR
Inventors: 김현숙
Original assignee: 손욱; 삼성전관 주식회사
Priority date: 1997-02-05
Filing date: 1997-02-05
Publication date: 1998-10-15

Abstract

굴절율 이방성이 큰 액정을 사용하여 선명한 칼라 표시가 가능하도록 된 반사형 액정표시소자가 개시되어 있다.A reflective liquid crystal display device is disclosed in which a clear color display is possible by using a liquid crystal having high refractive index anisotropy.

이 반사형 액정표시소자는 상호 결합되어 액정이 주입되는 폐쇄공간을 형성하는 전면판 및 배면판과, 전면판에 대면되게 배면판 상에 형성된 TFT 어레이와, TFT 어레이 상에 형성된 반사판과, 배면판에 대면되게 전면판상에 형성된 투명전극과, 전면판과 배면판 사이에 ECB 모드를 이용하는 액정으로 채워진 액정층과, 전면판의 전면에 위치된 편광판을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.The reflective liquid crystal display device includes a front plate and a back plate which are coupled to each other to form a closed space into which a liquid crystal is injected, a TFT array formed on the back plate facing the front plate, a reflector plate formed on the TFT array, and a back plate And a liquid crystal layer filled with a liquid crystal using an ECB mode between the front plate and the back plate, and a polarizing plate positioned on the front of the front plate.

따라서 본 발명에 따른 반사형 액정표시소자는 액티브 매트릭스 구동을 하고 굴절율 이방성이 큰 액정이 사용되므로 콘트라스트비가 좋고 선명한 칼라 표시가 가능하다.Accordingly, since the liquid crystal display device according to the present invention uses an active matrix drive and a liquid crystal having high refractive index anisotropy, the contrast ratio is good and vivid color display is possible.

Description

Reflective liquid crystal display device

본 발명은 반사형 액정표시소자에 관한 것으로서, 상세하게는 굴절율 이방성이 큰 액정을 사용하여 선명한 칼라 표시가 가능하도록 된 반사형 액정표시소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflective liquid crystal display device, and more particularly, to a reflective liquid crystal display device that enables clear color display by using a liquid crystal having a large refractive index anisotropy.

일반적으로 저 소비 전력형으로서, 문자나 도형 등의 필요한 정보를 표시하기 위한 표시장치로 널리 사용되는 액정표시소자는 최근에 그 표시화면이 점차 대형화되어 대량의 정보를 한 화면에 나타낼 수 있도록 되었다.BACKGROUND ART In general, liquid crystal display devices, which are low power consumption type and widely used as display devices for displaying necessary information such as letters and graphics, have recently been enlarged in size so that a large amount of information can be displayed on one screen.

이와 같이 액정표시소자는 점차 대형화됨에 따라 표시장치 분야에서 매우 중요한 위치를 점하게 되었으며, 보다 고화질의 품위를 가지는 액정표시소자를 만들기 위한 여러 가지 방안이 모색되고 있다.As the liquid crystal display device becomes larger in size as described above, it has become a very important position in the field of display devices, and various methods for making a liquid crystal display device having a higher quality of quality have been sought.

현재 실용화 되어 있는 투과형 액정표시소자는 TFT(Thin Film Transistor)를 채용하여 액티브 매트릭스 구동을 하는 TFT 액정표시소자와 단순 매트릭스 구동을 하는 STN(super twisted nematic) 액정표시소자로 대별된다. TFT 액정표시소자에는 두장의 투명한 기판 사이에 채워 넣은 액정의 꼬임각(twist angle)이 90도 정도인 TN(twisted nematic)형 액정이 사용되고, STN 액정표시소자에는 액정의 꼬임각이 180도 내지 270도인 STN형 액정이 사용된다.Transmissive liquid crystal display devices that are currently put into practical use are roughly classified into TFT liquid crystal display devices that employ TFT (Thin Film Transistor) and active twisted nematic (STN) liquid crystal display devices that perform simple matrix drive. TN (twisted nematic) type liquid crystals having a twist angle of about 90 degrees are used for TFT liquid crystal display devices, and twist angles of liquid crystals are 180 to 270 for STN liquid crystal display devices. An STN type liquid crystal is used.

상기와 같은 TFT 및 STN 액정표시소자는 편광판을 써서 투과 광량을 제어하고 칼라 필터를 써서 칼라 표시를 하는데, 이 경우 편광판에 의해 광이 차단될 뿐만아니라 칼라 필터 자체의 투과율이 매우 낮아 액정패널의 투과율 저하를 초래하므로, 표시소자로서 요구되는 밝기의 화상을 얻기 위해서는 고휘도의 조명장치가 액정 패널의 배면에 구비되어야 한다. 이러한 조명장치를 구비한 투과형 액정표시소자는 조명장치에서의 전력소모가 크기 때문에, 저소비 전력형으로서의 잇점이 반감되고, 또한 전원으로 건전지나 축전지를 사용하는 노트북 컴퓨터 등에는 장시간의 지속적인 사용이 어렵다.Such TFT and STN liquid crystal display devices use a polarizing plate to control the amount of transmitted light and display a color using a color filter. In this case, the light is blocked by the polarizing plate and the transmittance of the color filter itself is very low. In order to obtain the image of the brightness required as the display element, a high brightness lighting device must be provided on the back side of the liquid crystal panel because it causes a deterioration. Since the transmissive liquid crystal display device having such a lighting device consumes a lot of power in the lighting device, its advantages as a low power consumption type are halved, and it is difficult to continuously use it for a long time in a notebook computer or the like using a battery or a storage battery as a power source.

이상과 같은 문제를 감안하여 편광판으로 인한 광이용 효율 감소 또는 칼라 필터에 의한 투과율 감소로 인한 액정 패널의 광투과 효율을 개선하여 조명 장치를 쓰지 않는 반사형 액정표시소자를 실현하려는 여러 방안이 모색되고 있다.In view of the problems described above, various methods have been sought to realize a reflection type liquid crystal display device without using a lighting device by improving light transmission efficiency of a liquid crystal panel due to a decrease in light utilization efficiency due to a polarizing plate or a decrease in transmittance due to a color filter. have.

반사형 액정표시소자는 그 배면에 반사판을 설치하여, 전면에서 입사되는 광을 이용하여 화상을 표시하므로 조명장치가 불필요하게 되어 저소비전력형의 표시소자로서 손색이 없게 된다.Since the reflective liquid crystal display device is provided with a reflecting plate on the back thereof to display an image by using the light incident from the front surface, the lighting device becomes unnecessary, and thus a low power consumption type display device is inferior.

이러한 반사형 액정표시소자에서 칼라 표시 방법으로 게스트 호스트(guest host)효과를 이용하는 방법과 액정의 복굴절 효과(electrically controlled birefringence:이하 'ECB 모드'라 한다)를 이용하는 방법 등이 제안된 바 있다.A method of using a guest host effect and a method of using an electrically controlled birefringence (hereinafter, referred to as an 'ECB mode') of a liquid crystal display device have been proposed as a color display method.

게스트 호스트 효과란 액정을 호스트, 다색 색소를 게스트로 간주하여 액정에 색소 분자의 방향에 따라서 투과색이 달라지는 성질을 보이는 다색 색소를 혼입함으로써, 전압 인가에 따라 액정 분자의 배열 방향이 바뀌는 것을 이용해서 색소 분자의 배향을 바꿈으로써 생기는 액정 패널의 색변화를 말한다.The guest host effect refers to a liquid crystal as a host and a multicolored dye as a guest, and the liquid crystal is mixed with a multicolored dye having a property of varying transmission color depending on the direction of the dye molecule. The color change of the liquid crystal panel produced by changing the orientation of a dye molecule.

이러한 게스트 호스트 효과를 이용하는 종래의 반사형 칼라 TFT 액정표시소자가 도 1에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 전면판(1)에 대면되는 배면판(2) 상에는 TFT 어레이(12)가 형성되어 있으며, 이 TFT 어레이(12) 상에 반사판(15)이 형성되어 있다. 또한 상기 배면판(2)에 대면되는 전면판(1) 상에는 투명전극(19)이 형성되어 있으며, 이 전면판(1)과 배면판(2) 사이에는 다색 색소가 혼입된 TN형 액정(17)이 채워져 있다. 그리고 상기 전면판(1)과 투명전극(19) 사이에 칼라 필터(17)가 구비되어 있다.A conventional reflective color TFT liquid crystal display device using such a guest host effect is shown in FIG. As shown, a TFT array 12 is formed on the back plate 2 facing the front plate 1, and a reflecting plate 15 is formed on the TFT array 12. As shown in FIG. In addition, a transparent electrode 19 is formed on the front plate 1 facing the back plate 2, and the TN type liquid crystal 17 in which a multicolor dye is mixed between the front plate 1 and the back plate 2. ) Is filled. A color filter 17 is provided between the front plate 1 and the transparent electrode 19.

이와 같이 구성된 반사형 칼라 TFT 액정표시소자는 상기한 바와 같은 게스트 호스트 효과를 이용하므로 투과형 액정표시소자에서 광 제어를 위해 필요로 하는 편광판이 불필요하여, 액정 패널의 광투과율을 높일 수 있게 된다.Since the reflective color TFT liquid crystal display device configured as described above uses the guest host effect as described above, the polarizing plate required for light control in the transmissive liquid crystal display device is unnecessary, and thus the light transmittance of the liquid crystal panel can be increased.

그러나, 게스트 호스트 효과를 이용하는 상기한 바와 같은 반사형 칼라 TFT 액정표시소자는 편광판은 사용되지 않지만 칼라 필터가 사용되므로 광투과율을 높이는데 한계가 있을 뿐만아니라, 그 구조가 복잡하다.However, the reflective color TFT liquid crystal display device as described above using the guest host effect is not limited in increasing the light transmittance since the polarizing plate is not used but the color filter is used, and the structure thereof is complicated.

ECB 모드를 이용하는 종래의 반사형 칼라 STN 액정표시소자는 도 2에 도시된 바와 같이, 전면판(51) 및 배면판(52)과 그 사이에 채워진 액정층(67)으로 이루어진 액정셀(55)과, 이 액정셀(55)의 전면과 배면에 각각 설치되는 제1 및 제2편광판(53)(54)과, 상기 제2편광판(54)의 하면에 형성된 반사판(57)을 포함하여 구성된다.The conventional reflective color STN liquid crystal display device using the ECB mode has a liquid crystal cell 55 including a front plate 51 and a back plate 52 and a liquid crystal layer 67 filled therebetween, as shown in FIG. And first and second polarizing plates 53 and 54 provided on the front and rear surfaces of the liquid crystal cell 55, and a reflecting plate 57 formed on the lower surface of the second polarizing plate 54, respectively. .

이 ECB 모드를 이용하는 반사형 칼라 STN 액정표시소자는 액정의 굴절율 이방성 때문에 액정층을 투과하는 광의 편광상태가 파장에 따라 각각 달라지는 특성을 이용하여, 액정 분자의 기울기를 제어함으로써 간섭색에 의해 액정 패널의 칼라 표시를 하게 된다.The reflective color STN liquid crystal display device using the ECB mode uses the characteristic that the polarization state of the light passing through the liquid crystal layer varies depending on the wavelength due to the refractive anisotropy of the liquid crystal. The color is displayed.

그러나 이 ECB 모드를 이용하는 반사형 칼라 STN 액정표시소자는 칼라 필터를 사용하지 않기 때문에 액정 패널의 광투과율을 높일 수는 있지만, 단순 매트릭스 구동을 하기 때문에 표시소자의 콘트라스트비가 좋지 않은 문제점이 있다.However, the reflective color STN liquid crystal display device using the ECB mode can improve the light transmittance of the liquid crystal panel because it does not use a color filter, but has a problem in that the contrast ratio of the display device is not good because of simple matrix driving.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 구조가 간단하고 콘트라스트비가 향상된 반사형 액정표시소자를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a reflective liquid crystal display device having a simple structure and an improved contrast ratio.

도 1은 종래의 게스트 호스트 효과를 이용하는 반사형 칼라 TFT 액정표시소자를 개략적으로 나타낸 도면이고,1 is a view schematically showing a reflective color TFT liquid crystal display device using a conventional guest host effect;

도 2는 종래의 ECB 모드를 이용하는 반사형 칼라 STN 액정표시소자를 개략적으로 나타낸 도면이며,2 is a view schematically showing a reflective color STN liquid crystal display device using a conventional ECB mode;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 액정표시소자를 개략적으로 나타낸 도면이다.3 is a schematic view of a reflective liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

101...전면판102...배면판101 Front panel 102 Back panel

110...액정셀112...TFT 어레이110 ... Liquid Crystal Cell 112 ... TFT Array

115...반사판117...액정층115 ... Reflector117

119...공통전극120...위상판119 Common electrode 120 Phase plate

130...편광판130 ... Polarizing Plate

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사형 액정표시소자는 상호 결합되어 액정이 주입되는 폐쇄공간을 형성하는 전면판 및 배면판과; 상기 전면판에 대면되게 배면판 상에 형성된 TFT 어레이와; 상기 TFT 어레이 상에 형성된 반사판과; 상기 배면판에 대면되게 상기 전면판상에 형성된 투명전극과; 상기 전면판과 배면판 사이에 ECB 모드를 이용하는 액정으로 채워진 액정층과; 상기 전면판의 전면에 위치된 편광판;을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.Reflective liquid crystal display device according to the present invention for achieving the above object is a front plate and a back plate coupled to each other to form a closed space in which the liquid crystal is injected; A TFT array formed on the back plate facing the front plate; A reflector formed on the TFT array; A transparent electrode formed on the front plate to face the back plate; A liquid crystal layer filled with liquid crystal using an ECB mode between the front plate and the back plate; And a polarizing plate positioned at the front of the front plate.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 액정표시소자를 개략적으로 보인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of a reflective liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 반사형 액정표시소자는 화상을 표시하기 위한 액정셀(110)과, 상기 액정셀(110)의 전면에 설치되는 편광판(130)을 포함하여 구성된다.As shown, the reflective liquid crystal display device includes a liquid crystal cell 110 for displaying an image, and a polarizing plate 130 provided on the front surface of the liquid crystal cell 110.

상기 액정셀(110)은 상호 결합되어 액정이 주입되는 폐쇄공간을 형성하는 전면판(101)및 배면판(102)과, 이 전면판(101)과 배면판(102)의 내면 각각에 형성된 공통전극(119) 및 TFT 어레이(112)와, 상기 TFT 어레이(112)상에 형성된 반사판(115)과, 상기 전면판(101)과 배면판(102) 사이에 형성된 액정층(117)을 포함하여 구성된다.The liquid crystal cell 110 is coupled to each other to form a front space 101 and a back plate 102 to form a closed space in which the liquid crystal is injected, and the common surface formed on each of the inner surface of the front plate 101 and the back plate 102 An electrode 119 and a TFT array 112, a reflecting plate 115 formed on the TFT array 112, and a liquid crystal layer 117 formed between the front plate 101 and the back plate 102. It is composed.

상기 액정층(117)에 입사되는 광은 액정의 굴절율 이방성(Δ$n:이상굴절율과 상굴절율의 차)과 액정층(117)의 두께의 곱(Δn×d, d는 액정층의 두께)의 크기에 따라 편광 상태가 변하게 되는데, 이 굴절율 이방성이 파장에 따라 다르므로 각 파장에 따라 편광 상태가 다르게 변한다. 그러므로 이러한 액정의 굴절율 이방성 특성을 이용하면 칼라 표시가 가능하게 된다.The light incident on the liquid crystal layer 117 is the product of the refractive index anisotropy (Δ $ n: difference between the ideal refractive index and the phase refractive index) of the liquid crystal and the thickness of the liquid crystal layer 117 (Δn × d, d is the thickness of the liquid crystal layer) The polarization state is changed according to the size of the polarization. Since the refractive anisotropy varies with the wavelength, the polarization state changes with each wavelength. Therefore, color display is possible by using the refractive anisotropy characteristic of the liquid crystal.

본 발명의 특징에 있어서, 상기 액정층(117)은 굴절율 이방성(Δn:이상굴절율과 상굴절율의 차)이 큰 액정으로 구비되며, 전압인가에 따라 액정의 기울기가 달라져 굴절율 이방성이 변하는 ECB 모드를 이용하여 칼라 표시가 가능하도록 형성된다. 여기서 상기 액정층(117)은 그 꼬임각이 180도 내지 270도인 STN형 액정으로 이루어지는 것이 바람직하다.In the feature of the present invention, the liquid crystal layer 117 is provided with a liquid crystal having a large refractive index anisotropy (Δn: difference between the refractive index and the phase refractive index), and the ECB mode in which the refractive index anisotropy changes due to the change in the slope of the liquid crystal depending on the application of voltage. It is formed to enable color display. The liquid crystal layer 117 is preferably made of an STN type liquid crystal having a twist angle of 180 degrees to 270 degrees.

상술한 바와 같이 구비된 본 발명에 따른 반사형 액정표시소자에서 상기 TFT 어레이(112)에 전압이 인가되지 않은 경우 편광판(130)을 통과한 광은 액정층(117)을 투과하여 반사판(115)에서 반사되고, 다시 액정층(117)을 투과하여 상기 편광판(130)의 투과축 방향과 나란한 편광 상태의 광만이 출사된다. 이때 액정의 굴절율 이방성때문에 액정 패널(105)에서 출사된 광량은 파장에 따라 달라서, 액정 패널(105)은 표시색을 띄게 된다.When the voltage is not applied to the TFT array 112 in the reflective LCD according to the present invention as described above, the light passing through the polarizing plate 130 passes through the liquid crystal layer 117 to reflect the reflecting plate 115. Is reflected by the light, and passes through the liquid crystal layer 117 to emit only light in a polarization state parallel to the transmission axis direction of the polarizing plate 130. At this time, the amount of light emitted from the liquid crystal panel 105 due to the refractive anisotropy of the liquid crystal depends on the wavelength, so that the liquid crystal panel 105 has a display color.

상기 TFT 어레이(112)에 전압이 인가되는 경우 인가 전압의 크기에 따라 액정 분자의 기울기가 바뀌게 되고, 액정 패널(105)에서 출사되는 광은 전압이 인가되지 않을 때와 다른 색을 띄게 된다. 그리고 인가 전압의 크기를 조절함으로써 액정 분자의 기울기를 조절할 수 있으므로 액정 패널(105)의 표시색을 변화시킬 수 있다.When a voltage is applied to the TFT array 112, the inclination of the liquid crystal molecules changes according to the magnitude of the applied voltage, and the light emitted from the liquid crystal panel 105 has a color different from that when no voltage is applied. Since the inclination of the liquid crystal molecules may be adjusted by adjusting the magnitude of the applied voltage, the display color of the liquid crystal panel 105 may be changed.

또한 굴절율 이방성이 큰 액정이 사용되므로 파장에 따른 편광 상태의 변화가 크게 되어 광의 파장에 따라 액정 패널(105)에서 출사되는 광량변화가 크다. 그러므로 액정 분자의 기울기를 제어하여 간섭색에 의한 칼라 표시를 할 수 있게 된다.In addition, since a liquid crystal having a large refractive index anisotropy is used, the change in polarization state according to the wavelength is large, and thus the amount of light emitted from the liquid crystal panel 105 is large according to the wavelength of light. Therefore, by controlling the inclination of the liquid crystal molecules it is possible to color display by the interference color.

이때, 본 발명의 액정표시소자는 TFT 어레이(112)를 이용하여 액티브 매트릭스 구동을 하므로 응답이 빠르고 콘트라스트비가 좋을 뿐만아니라, 굴절율 이방성이 큰 액정을 써서 간섭색을 이용하여 칼라 표시를 하므로 액정 패널(105)의 광투과율이 크게 향상된다.In this case, the liquid crystal display device of the present invention uses the TFT array 112 to drive the active matrix, and therefore, the response is fast and the contrast ratio is good. In addition, the liquid crystal display device uses color liquid crystals having a large refractive index anisotropy to display color using interference colors. ), The light transmittance is greatly improved.

또한 본 발명의 반사형 액정표시소자는 상기 편광판(130)과 전면판(101) 사이에 보상판(120)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 보상판(120)에 의해 색보상이 되므로 보다 선명한 칼라 표시가 가능하게 된다.In addition, the reflective liquid crystal display device of the present invention preferably further comprises a compensation plate 120 between the polarizing plate 130 and the front plate 101. In this case, since the color compensation is performed by the compensation plate 120, more vivid color display is possible.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 반사형 액정표시소자는 액티브 매트릭스 구동을 하고 굴절율 이방성이 큰 액정이 사용되므로 콘트라스트비가 좋고 선명한 칼라 표시가 가능하다. 또한 칼라 필터를 사용하지 않으므로 광투과율이 좋을 뿐만 아니라 그 구조가 간단하다.As described above, the reflective liquid crystal display device according to the present invention uses an active matrix drive and a liquid crystal having high refractive index anisotropy, so that a contrast ratio is good and vivid color display is possible. In addition, since the color filter is not used, the light transmittance is good and the structure thereof is simple.

Claims

A front plate and a rear plate which are coupled to each other to form a closed space into which liquid crystal is injected;

A TFT array formed on the back plate facing the front plate;

A reflector formed on the TFT array;

A transparent electrode formed on the front plate to face the back plate;

A liquid crystal layer filled with liquid crystal using an ECB mode between the front plate and the back plate;

And a polarizing plate positioned on the front surface of the front plate.

The reflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer is made of an STN type liquid crystal.

The reflective liquid crystal display device of claim 1 or 2, further comprising a compensation plate between the polarizer and the front plate.