KR100614696B1 - LCD Display - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치를 개시한 것으로서, 반사전극이 구비된 하부기판과, 하부기판 상에 배치되며 80∼90°및 2°이하 중 어느 하나의 프리틸트각을 가진 수직배향막과, 하부기판에 대향 배치된 상부기판과, 상부기판 상에 배치되며 수직배향막의 프리틸트각과 반대로 2°이하 및 80∼90°중 어느 하나의 프리틸트각을 가진 수평배향막과, 양기판 사이에 개재되며 전계 인가 여부에 따라 투과광의 위상을 변환시키는 HAN모드의 액정층과, 상부기판의 외측면 상에 배치되며 선편광을 원편광으로 변환시키는 λ/4 위상보상 기능의 위상필름과, 위상필름 상에 배치되며 외부로부터 입사된 자연광을 선편광으로 변환시키는 편광판을 포함하고, The present invention discloses a liquid crystal display device, comprising: a lower substrate provided with a reflective electrode, a vertical alignment film disposed on the lower substrate and having a pretilt angle of any one of 80 to 90 degrees and 2 degrees or less, and a lower substrate. An opposite upper substrate, a horizontal alignment film disposed on the upper substrate and having a pretilt angle of 2 ° or less and 80 to 90 °, opposite to the pretilt angle of the vertical alignment film, interposed between the two substrates, and whether an electric field is applied A liquid crystal layer of HAN mode for converting the phase of transmitted light according to the present invention, a phase film having a λ / 4 phase compensation function arranged on the outer surface of the upper substrate and converting linearly polarized light into circularly polarized light, A polarizing plate for converting incident natural light into linearly polarized light,
HAN모드 액정층의 위상지연값(dΔn)은 0.36∼0.40㎛이며, The phase delay value (dΔn) of the HAN mode liquid crystal layer is 0.36 to 0.40 µm,
편광판의 투과축은 42∼48°이고, The transmission axis of a polarizing plate is 42-48 degrees,
위상필름의 광축은 167∼173°이며, The optical axis of retardation film is 167-173 degrees,
수직 배향막의 배향각도는 수평라인에 대해 -40∼-50°이고, The alignment angle of the vertical alignment layer is -40 to -50 ° with respect to the horizontal line,
수평 배향막의 배향각도는 수평라인에 대해 40∼50°이다.The orientation angle of the horizontal alignment film is 40 to 50 degrees with respect to the horizontal line.
Description
도 1은 종래의 반사형 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도. 1 is a cross-sectional view schematically showing a conventional reflective liquid crystal display device.
도 2는 본 발명에 따른 HAN모드 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도.Figure 2 is a schematic cross-sectional view of a HAN mode liquid crystal display device according to the present invention.
도 3은 셀갭에 따른 반사율 관계를 도시한 그래프.3 is a graph showing a reflectance relationship according to a cell gap;
도 4 및 도 6는 본 발명에 따른 트위스트 HAN모드 액정표시장치에서의 각 구성요소들의 축 배열을 도시한 도면.4 and 6 are diagrams showing the axial arrangement of the components of the twisted HAN mode liquid crystal display according to the present invention.
도 5 및 도 7은 각각의 도 4 및 도 6에서 전압에 따른 반사율 특성을 설명하기 위한 그래프. 5 and 7 are graphs for explaining reflectance characteristics according to voltages in FIGS. 4 and 6, respectively.
도 8은 본 발명에 따른 멀티-도메인 트위스트 HAN모드의 액정표시장치를 설명하기 위한 공정단면도.8 is a process cross-sectional view for explaining a liquid crystal display of the multi-domain twist HAN mode according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 트위스트 HAN &TN모드 혼용 반투과형 액정표시장치를 설명하기 위한 공정단면도.9 is a process cross-sectional view for explaining a twisted HAN & TN mode mixed transflective liquid crystal display device according to the present invention.
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 특성 파라미터(parameter)를 최적화시켜 반사율 및 콘트라스트비를 향상시키면서 셀 갭 마진을 높인 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device in which a cell gap margin is increased while improving a reflectance and contrast ratio by optimizing a characteristic parameter.
백라이트가 필요치 않는 반사형 액정표시장치는 저소비전력, 박형 및 경량화를 이룰 수 있기 때문에 휴대용 표시장치에 유용하며, 휴대 전화와 휴대 기기의 시장이 넓어짐에 따라 그 수요가 점차 증가되고 있다. Reflective liquid crystal display devices that do not require a backlight are useful for portable display devices because they can achieve low power consumption, thinness, and light weight, and their demands are gradually increasing as the market of mobile phones and portable devices expands.
이와 같은 반사형 액정표시장치는 하부기판, 반사전극, 하부배향막, 액정층, 상부배향막, 상부투명전극, 상부기판, 위상필름, 그리고, 편광판 등을 포함하며, 이러한 구성요소들이 차례로 적층된 구조를 갖는다.Such a reflective liquid crystal display device includes a lower substrate, a reflective electrode, a lower alignment layer, a liquid crystal layer, an upper alignment layer, an upper transparent electrode, an upper substrate, a phase film, and a polarizing plate. Have
또한, 상기 액정표시소자는 동작 모드에 따라 TN(Twisted Nematic)형, GH(Guest Host)형, ECB(Electrically Controlled Birefringence)형 및 OCB(Optically Compensated Birefringence)형 등으로 나눌 수 있다. 최근에는 상기 TN모드의 액정표시소자가 휴대용 컴퓨터, 측정장치에 광범위하게 사용되고는 있지만, 시야각이 좁고 응답속도가 늦다는 문제점이 있다.In addition, the liquid crystal display device may be classified into a twisted nematic (TN) type, a guest host (GH) type, an electrically controlled birefringence (ECB) type, and an optically compensated birefringence (OCB) type according to an operation mode. Recently, the liquid crystal display of the TN mode has been widely used in portable computers and measuring devices, but has a problem that the viewing angle is narrow and the response speed is slow.
한편, 상기 ECB모드의 액정표시장치는 액정셀의 복굴절율을 변화시켜 광투과율의 변화를 유도하는 것으로서, 대표적인 것으로는 HAN(Hybrid-Aligned Nematic)형 ECB액정표시장치를 들 수 있다. 이러한 HAN모드는 비교적 낮은 전압으로 동작하고 응답속도가 빠르므로 액정셀의 광학적인 변화를 이용하는 OCB모드에서 적용한 연구가 활발하게 진행되고 있다.On the other hand, the liquid crystal display of the ECB mode is to induce a change in the light transmittance by changing the birefringence of the liquid crystal cell, a typical example is a HAN (Hybrid-Aligned Nematic) ECB liquid crystal display device. Since the HAN mode operates at a relatively low voltage and has a fast response speed, studies are being actively conducted in the OCB mode using optical changes of the liquid crystal cell.
상기 반사형 액정표시장치의 광학적 성질에 따른 표시 구현은 다음과 같다.The display implementation according to the optical properties of the reflective liquid crystal display device is as follows.
전압 무인가시, 편광판을 통과하면서 선편광된 빛은 위상필름을 통과해 원형편광, 예컨데, 좌원편광으로 바뀌고, 이 빛은 액정층을 통과하면서 다시 선형편광 으로 바뀌어 반사전극에서 반사되며, 이렇게 반사전극에서 반사된 선편광의 빛은 액정층을 통과하면서 좌원편광으로 바뀐 후, 위상필름을 통과하여 편광 방향이 편광판의 편광축에 평행한 선편광으로 변형되어 편광판을 통과하며, 이에 따라, 화이트(white)의 상태가 구현된다. When no voltage is applied, the linearly polarized light passing through the polarizing plate passes through the phase film and becomes circularly polarized light, for example, left circularly polarized light, which is converted into linearly polarized light while passing through the liquid crystal layer and reflected by the reflective electrode. The reflected linearly polarized light changes to left circularly polarized light while passing through the liquid crystal layer, and then passes through the phase film, and the polarization direction is transformed into linearly polarized light parallel to the polarization axis of the polarizing plate and passes through the polarizing plate, whereby the state of white Is implemented.
전압 인가시, 편광판과 위상필름을 통과하여 좌원편광으로 변환된 빛은 아무런 변화없이 액정층을 그대로 통과하여 반사전극에서 반사되어 우원편광으로 바뀌며, 다시 액정층과 위상필름을 통과하여 편광 방향이 편광판의 편광축과 수직인 선편광으로 변형되어 편광판을 통과하지 못하게 되며, 이에 따라, 다크(dark) 상태가 구현된다. When voltage is applied, the light converted to the left circularly polarized light through the polarizing plate and the phase film passes through the liquid crystal layer as it is without any change and is reflected by the reflective electrode to be the right circularly polarized light, and then passes through the liquid crystal layer and the phase film and the polarization direction is changed to the polarizing plate. It is deformed into linearly polarized light perpendicular to the polarization axis of, and thus cannot pass through the polarizing plate, thereby implementing a dark state.
한편, 상기와 같은 반사형 액정표시장치에 있어서, 좋은 표시화면은 각 구성요소의 특성 값을 어떻게 최적화시키는가에 좌우된다. 즉, 반사형 액정표시장치에서의 효율적인 반사율 증대를 위해서는 편광판의 투과축 각도, 위상필름의 광학 특성, 액정층의 두께(d), 액정층의 위상지연값(dΔn), 배향막의 배향각도, 편광판의 투과축각도 및 위상필름의 광학 구조 등의 특성이 최적화되어야 한다.On the other hand, in such a reflective liquid crystal display device, a good display screen depends on how to optimize the characteristic values of each component. That is, in order to effectively increase the reflectance in the reflective liquid crystal display device, the transmission axis angle of the polarizing plate, the optical characteristics of the phase film, the thickness of the liquid crystal layer (d), the phase delay value (dΔn) of the liquid crystal layer, the alignment angle of the alignment film, and the polarizing plate The characteristics such as the transmission axis angle and the optical structure of the phase film should be optimized.
이하에서는 좋은 표시화면을 구현하기 위한 종래 반사형 액정표시장치의 셀 구성을 설명하도록 한다. Hereinafter, a cell configuration of a conventional reflective liquid crystal display device for implementing a good display screen will be described.
도 1은 종래의 반사형 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional reflective liquid crystal display device.
종래의 반사형 액정표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 반사전극(2)을 구비한 하부기판(1)과, 하부기판(1)과 대향 배치되고 컬러필터(5)를 구비한 상부기판(4)과, 양기판(1)(4) 사이에 개재된 액정층(3)과, 상부기판(4)의 외측면 상에 배치된 위상필름들, 즉, λ/2 및 λ/4의 위상차를 가지는 광학적 보상을 위한 λ/2필름(9), λ/4 필름(8)과, λ/4 필름(8)의 외측면 상에 배치된 편광판 (10)을 포함하며, 이들 구성 요소가 차례로 부착된 구조를 갖는다. In the conventional reflective liquid crystal display device, as shown in FIG. 1, the
여기서, 상기 반사전극(2)은 리소그라피 방식 또는 홀로그라피 방식 등을 통해 표면 요철 형태를 가진다.Here, the
이와 같은 반사형 액정표시장치에 있어서, 좋은 표시화면을 얻기 위해 90° TN 셀은 λ/4 필름(8)이 1장 또는 2장이 적용될 수 있다.In such a reflective liquid crystal display device, one or two λ / 4
그러나, 종래의 반사형 액정표시장치는 셀 설계를 최적화시키기 위해 2장의 λ/4 필름을 사용할 경우 반사율의 저감이 야기되고, 반면, 1장의 λ/4 필름을 사용할 경우 가시광 파장의 넓은 영역에서 λ/4의 위상차를 부여하는 기능을 제대로 수행할 수 없어 표시 특성이 좋지 못한 문제점이 있다. However, in the conventional reflective liquid crystal display device, the use of two λ / 4 films to reduce the reflectance is caused to optimize the cell design, while when using one λ / 4 film, the λ over a wide range of visible light wavelengths There is a problem in that display characteristics are not good because a function of giving a phase difference of / 4 cannot be performed properly.
또한, 종래의 반사형 액정표시장치는 셀 갭이 매우 낮기 때문에 실제 공정에 적용함에 있어서 수율이 저하되는 문제점이 있다. In addition, the conventional reflective liquid crystal display device has a low cell gap, and thus has a problem in that yield is lowered in the actual process.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 콘트라스트비가 높고 색 특성이 양호하며 셀 갭의 공정 마진을 향상시킨 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a high contrast ratio, good color characteristics, and improved process margin of a cell gap.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치는 반사전극이 구비된 하부기판과, 하부기판 상에 배치되며 80∼90°및 2°이하 중 어느 하나의 프리틸트각을 가진 수직배향막과, 하부기판에 대향 배치된 상부기판과, 상부기판 상에 배치되며 수직배향막의 프리틸트각과 반대로 2°이하 및 80∼90°중 어느 하나의 프리틸트각을 가진 수평배향막과, 양기판 사이에 개재되며 전계 인가 여부에 따라 투과광의 위상을 변환시키는 HAN모드의 액정층과, 상부기판의 외측면 상에 배치되며 선편광을 원편광으로 변환시키는 λ/4 위상보상 기능의 위상필름과, 위상필름 상에 배치되며 외부로부터 입사된 자연광을 선편광으로 변환시키는 편광판을 포함하고, In order to achieve the above object, the liquid crystal display device according to the present invention is a vertical substrate having a lower substrate provided with a reflective electrode, and a pretilt angle of any one of 80 to 90 degrees and 2 degrees or less disposed on the lower substrate. Between the alignment layer, the upper substrate disposed opposite the lower substrate, the horizontal alignment layer disposed on the upper substrate and having a pretilt angle of 2 ° or less and 80 to 90 ° as opposed to the pretilt angle of the vertical alignment layer; A HAN mode liquid crystal layer interposed at and converting the phase of transmitted light depending on whether an electric field is applied, a phase film having a λ / 4 phase compensation function arranged on the outer surface of the upper substrate and converting linearly polarized light into circularly polarized light, and a phase film A polarizer disposed on and converting natural light incident from the outside into linearly polarized light,
HAN모드 액정층의 위상지연값(dΔn)은 0.36∼0.40㎛이며, The phase delay value (dΔn) of the HAN mode liquid crystal layer is 0.36 to 0.40 µm,
편광판의 투과축은 42∼48°이고, The transmission axis of a polarizing plate is 42-48 degrees,
위상필름의 광축은 167∼173°이며, The optical axis of retardation film is 167-173 degrees,
수직 배향막의 배향각도는 수평라인에 대해 -40∼-50°이고, The alignment angle of the vertical alignment layer is -40 to -50 ° with respect to the horizontal line,
수평 배향막의 배향각도는 수평라인에 대해 40∼50°인 것을 특징으로 한다.The alignment angle of the horizontal alignment layer is 40 to 50 ° with respect to the horizontal line.
상기 HAN모드 액정층은 트위스트 각이 90°인 트위스트 네마틱 액정들로 이루어지며, 또한 상기 위상필름의 위상보상지연값은 140∼150nm이다.The HAN mode liquid crystal layer is composed of twisted nematic liquid crystals having a twist angle of 90 °, and the phase compensation delay value of the phase film is 140 to 150 nm.
본 발명에 따른 액정표시장치는 반사전극이 구비된 하부기판과, 하부 기판 상의 반사전극 면 위에 배치되며 단위 화소를 이분하여 제 1영역과 제 2영역으로 나누고, 제 1영역이 수직 또는 수평 배향처리되며, 제 2영역은 제 1영역과 반대로 수평 또는 수직 배향처리된 하부 배향막과,하부기판에 대향 배치된 상부기판과, 상부기판 상에 배치되며 하부 배향막과 반대로 제 1영역이 수평 또는 수직 배향처리되며 제 2영역은 제 1영역과 반대로 수직 또는 수평 배향처리된 상부 배향막과, 양 기판 사이에 개재되며 전계 인가 여부에 따라 투과광의 위상을 변환시키는 트위스트 HAN모드의 액정층과, 상부기판의 외측면 상에 배치되며 선편광을 원편광으로 변환시키는 λ/4 위상보상 기능의 위상필름과, 위상필름 상에 배치되며, 외부로부터 입사된 자연광을 선편광으로 변환시키는 편광판을 포함하고, According to an exemplary embodiment of the present invention, a liquid crystal display device includes a lower substrate having a reflective electrode and a reflective electrode on the lower substrate, and dividing a unit pixel into a first region and a second region, wherein the first region is vertically or horizontally processed. The second region may include a lower alignment layer that is horizontally or vertically aligned with respect to the first region, an upper substrate disposed opposite to the lower substrate, and an upper region disposed on the upper substrate and opposite to the lower alignment layer with the first region being horizontally or vertically aligned. The second region is an upper alignment layer that is vertically or horizontally aligned as opposed to the first region, a liquid crystal layer in a twisted HAN mode interposed between both substrates, and converts a phase of transmitted light depending on whether an electric field is applied, and an outer surface of the upper substrate. A phase film having a λ / 4 phase compensation function arranged on the phase film to convert linearly polarized light into circularly polarized light, and a natural light incident on the phase film and linearly polarized It comprises a polarizer for converting a, and
수직 또는 수평배향처리는 2°이하 및 80∼90°중 어느 하나의 프리틸트각을 갖도록 수정되며, The vertical or horizontal alignment treatment is modified to have a pretilt angle of 2 ° or less and 80 to 90 °.
트위스트 HAN모드 액정층의 위상지연값(dΔn)은 0.36∼0.40㎛이고, The phase delay value (dΔn) of the twisted HAN mode liquid crystal layer is 0.36 to 0.40 µm,
편광판의 투과축은 42∼48°이며, 위상필름의 광축은 167∼173°이고, The transmission axis of the polarizing plate is 42 to 48 °, the optical axis of the retardation film is 167 to 173 °,
하부 배향막의 배향각도는 수평라인에 대해 -40∼-50°이며, The alignment angle of the lower alignment layer is -40 to -50 ° with respect to the horizontal line.
상부 배향막의 배향각도는 수평라인에 대해 40∼50°인 것을 특징으로 한다.The alignment angle of the upper alignment layer is 40 to 50 ° with respect to the horizontal line.
상기 트위스트 HAN모드 액정층은 트위스트 각이 90°인 트위스트 네마틱 액정들로 이루어지고, 상기 위상필름의 위상보상지연값은 140∼150nm이다.The twisted HAN mode liquid crystal layer is composed of twisted nematic liquid crystals having a twist angle of 90 °, and a phase compensation delay value of the phase film is 140 to 150 nm.
본 발명에 따른 액정표시장치는 반사영역과 투과영역으로 구분되고 반사영역에는 반사전극이 구비된 하부기판과, 반사전극을 포함한 하부기판 상에 배치되며 반사영역은 수직 또는 수평 배향처리되고 투과영역은 반사영역과 반대로 수평 또는 수직 배향처리된 하부 배향막과, 하부기판에 대향 배치된 상부기판과, 상부기판 상에 배치되며 하부 배향막과 반대로 반사영역은 수평 또는 수직 배향처리되고 투과 영역은 반사영역과 반대로 수직 또는 수평 배향처리된 상부 배향막과, 양기판 사이의 반사영역에 개재된 트위스트 HAN모드 액정층과, 양기판 사이의 투과영역에 개재된 TN모드 액정층과, 상부기판의 외측면 상에 배치되며, 선편광을 원편광으로 변환 시키는 λ/4 위상보상 기능의 위상필름과, 위상필름 상에 배치되며, 외부로부터 입사된 자연광을 선편광으로 변환시키는 편광판을 포함하며, The liquid crystal display according to the present invention is divided into a reflection region and a transmission region, and the reflection region is disposed on a lower substrate including a reflection electrode, and a lower substrate including the reflection electrode, and the reflection region is vertically or horizontally oriented and the transmission region is A lower alignment layer that is horizontally or vertically aligned opposite to the reflective region, an upper substrate disposed opposite the lower substrate, and disposed on the upper substrate and opposite to the lower alignment layer, the reflective region is horizontally or vertically aligned, and the transmissive region is opposite to the reflective region. The upper alignment layer which is vertically or horizontally aligned, a twisted HAN mode liquid crystal layer interposed in the reflective region between the two substrates, a TN mode liquid crystal layer interposed in the transmission region between the two substrates, and an outer surface of the upper substrate. And a phase film having a λ / 4 phase compensation function for converting linearly polarized light into circularly polarized light, and disposed on the phase film and absorbing natural light incident from the outside. A polarizing plate for converting into linearly polarized light,
수직 또는 수평배향처리는 2°이하 및 80∼90°중 어느 하나의 프리틸트각을 가지도록 수정되고, The vertical or horizontal alignment treatment is modified to have a pretilt angle of any one of 2 degrees or less and 80 to 90 degrees.
트위스트 HAN모드 액정층 및 TN모드 액정층의 위상지연값(dΔn)은 0.36∼0.40㎛이며, The phase delay value (dΔn) of the twisted HAN mode liquid crystal layer and the TN mode liquid crystal layer is 0.36 to 0.40 µm,
편광판의 투과축은 42∼48°이고, 위상필름의 광축은 167∼173°이며, The transmission axis of the polarizing plate is 42 to 48 °, the optical axis of the retardation film is 167 to 173 °,
상부 배향막의 배향각도는 수평라인에 대해 -40∼-50°이고, The alignment angle of the upper alignment layer is -40 to -50 ° with respect to the horizontal line,
하부 배향막의 배향각도는 수평라인에 대해 40∼50°인 것을 특징으로 한다.The alignment angle of the lower alignment layer is 40 to 50 ° with respect to the horizontal line.
상기 트위스트 HAN모드 액정층 및 TN모드 액정층은 트위스트 각이 90°인 트위스트 네마틱 액정들로 이루어지며, 상기 위상필름의 위상보상지연값은 140∼150nm이다.The twisted HAN mode liquid crystal layer and the TN mode liquid crystal layer are made of twisted nematic liquid crystals having a twist angle of 90 °, and the phase compensation delay value of the phase film is 140 to 150 nm.
(실시예)(Example)
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 λ/4필름을 상부층의 1매의 일축성 필름으로 구성하고, 두층의 광학구조(복굴절,광축각도), 액정층의 위상지연값, 액정배향막의 배향각도 등 액정표시장치를 구성하는 파라미터를 최적화하여 밝고 콘트라스트비가 높으며, 색특성이 양호하고 높은 반사율과 셀갭의 공정마진을 향상킨다.The present invention comprises a λ / 4 film composed of one uniaxial film of an upper layer, and constitutes a liquid crystal display device such as two layers of optical structure (birefringence, optical axis angle), phase delay value of the liquid crystal layer, and alignment angle of the liquid crystal alignment film. By optimizing the parameters, bright and high contrast ratios, good color characteristics, high reflectivity and improved cell gap process margins.
도 2는 본 발명에 따른 HAN모드 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이 다. 2 is a cross-sectional view schematically showing a HAN mode liquid crystal display device according to the present invention.
본 발명에 따른 HAN모드 액정표시장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 반사전극(미도시)이 구비된 하부기판(20)과, 하부기판(20) 상에 배치되며 프리틸트각이 80∼90°인 수직배향막(21)과, 하부기판(20)에 대향 배치된 상부기판(22)과, 상부기판(22) 상에 배치되며 프리틸트각이 2°이하인 수평배향막(23)과, 양기판(20)(22) 사이에 개재되며 전계 인가 여부에 따라 투과광의 위상을 변환시키는 HAN모드의 액정층(24)과, 상부기판(22)의 외측면 상에 배치되며 선편광을 원편광으로 변환시키는 λ/4 위상보상 기능의 위상필름(25)과, 위상필름(25) 상에 배치되며 외부로부터 입사된 자연광을 선편광으로 변환시키는 편광판(26)을 포함하여 구성된다.In the HAN mode liquid crystal display according to the present invention, as shown in FIG. 2, a
상기 구성을 가진 본 발명에 따른 액정표시장치는 상기 구성요소들의 파라미터를 종래와 다르게 하면서 각 구성요소의 변경된 파라미터 값을 조합함으로써 좋은 표시화면을 구현할 수 있는 최적의 셀 구성을 이룬다.The liquid crystal display according to the present invention having the above configuration achieves an optimal cell configuration capable of realizing a good display screen by combining the changed parameter values of each component while changing the parameters of the components different from the conventional ones.
여기서, 상,하부기판(20)(22)의 두께와 굴절률은 각각 동일하게 0.4∼0.7t 및 1.5 정도이고, 상부기판(22)에서의 상대전극 두께와 굴절률은 1500Å 및 1.7 정도, 그리고, 상부배향막의 두께와 굴절률은 750Å 및 1.6 정도이며, AlNd 재질의 반사전극의 두께는 1500Å 정도로 고정한다. Here, the thicknesses and refractive indices of the upper and
또한, 상기 상, 하부배향막은 액정분자를 보다 효과적으로 배향시키기 위해 액정과의 친화성 및 기판의 밀착성을 고려하여 폴리아믹 에시드(polyamic acid)계열의 재질을 이용한다.In addition, the upper and lower alignment layers use a polyamic acid-based material in consideration of affinity with the liquid crystal and adhesion of the substrate in order to align the liquid crystal molecules more effectively.
한편, 상기 위상필름(25)은 1장이 이용되며, 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리오레핀(polyolefin), 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol) 또는 폴리스티렌(polystiren) 와 같은 고분자필름을 일축 연신시켜 특정한 위상차를 갖도록 한다.Meanwhile, one sheet of the
상기 최적의 셀을 구성하기 위한 파라미터로는 편광판의 투과축 각도, 액정층의 위상지연값 및 배향막의 배향각도 등이며, 본 발명은 상기의 편광판의 투과축 각도, 액정층의 위상지연값 및 배향막의 배향각도를 변수로 하여 광학 실험을 수행하였고, 최적의 셀을 구성할 수 있는 구성요소들의 특성 값은 다음과 같다. Parameters for constituting the optimum cell are the transmission axis angle of the polarizing plate, the phase delay value of the liquid crystal layer and the alignment angle of the alignment film, and the like. The present invention relates to the transmission axis angle of the polarizing plate, the phase delay value of the liquid crystal layer and the alignment film. Optical experiments were performed using the orientation angle of as a variable, and the characteristic values of the components that can form an optimal cell are as follows.
HAN모드 액정층(24)은 트위스트 각이 90°인 트위스트 네마틱 액정들로 이루어지며, 상기 액정층의 위상지연값(dΔn)은 0.36∼0.40㎛이고, 편광판(26)의 투과축은 42∼48°이며, 위상필름의 광축은 167∼173°을 가진다. The HAN mode
또한, 수직 배향막(21)의 배향각도는 수평라인에 대해 -40∼-50°이고, 수평 배향막(23)의 배향각도는 수평라인에 대해 40∼50°을 가지며, 상기 위상필름(25)의 위상보상지연값은 140∼150nm이다.In addition, the alignment angle of the
도 3은 셀갭에 따른 반사율 관계를 도시한 그래프로서, 최적의 셀갭은 5.6㎛임을 알 수 있다.3 is a graph showing the reflectance relationship according to the cell gap, it can be seen that the optimum cell gap is 5.6㎛.
도 4 및 도 6는 본 발명에 따른 트위스트 HAN모드 액정표시장치에서의 각 구성요소들의 축 배열을 도시한 도면으로서, 도 4에서 도면부호 a는 위상필름의 광축을, 도면부호 b는 상부기판의 러빙축을, 도면부호 c는 하부기판의 러빙축을, 그리고 도면부호 d는 편광판의 투과축을 각각 나타낸다. 4 and 6 are diagrams showing the arrangement of the axes of the components in the twisted HAN mode liquid crystal display according to the present invention. In FIG. 4, reference numeral a denotes an optical axis of a phase film, and reference numeral b denotes an upper substrate. A rubbing axis, reference numeral c denotes a rubbing axis of the lower substrate, and reference numeral d denotes a transmission axis of the polarizing plate, respectively.
또한, 도 6에서, 도면부호 e는 상부기판의 러빙축을, 도면부호f는 하부기판의 러빙축을, 도면부호g는 편광판의 투과축을, 그리고 도면부호h는 위상필름의 광축을 각각 나타낸다.6, reference numeral e denotes the rubbing axis of the upper substrate, reference numeral f denotes the rubbing axis of the lower substrate, reference numeral g denotes the transmission axis of the polarizing plate, and reference numeral h denotes the optical axis of the phase film, respectively.
한편, 도 5 및 도 7은 각각의 도 4 및 도 6에서 전압에 따른 반사율 특성을 설명하기 위한 그래프이다. 5 and 7 are graphs for describing reflectance characteristics according to voltages in FIGS. 4 and 6, respectively.
도 4에 도시된 바와 같이, 트위스트각이 90°일때, 수평배향막의 프리틸트각이 0.2°이고, 수직배향막의 프리틸트각이 80∼90°인 경우, 위상필름의 복굴절은 147nm이고, 편광판의 투과축 각도가 170°된다. 이때, 전압에 따른 반사율 특성은 도 5에 나타나 있다.As shown in FIG. 4, when the twist angle is 90 °, when the pretilt angle of the horizontal alignment layer is 0.2 °, and the pretilt angle of the vertical alignment layer is 80 ° to 90 °, the birefringence of the phase film is 147 nm, and The transmission axis angle is 170 degrees. In this case, reflectance characteristics according to voltage are shown in FIG. 5.
이와는 반대로, 도 6에 도시된 바와 같이, 트위스트각이 90°일때, 수직배향막의 프리틸트각이 0.2°이고, 수평배향막의 프리틸트각이 80∼90°인 경우, 위상필름의 복굴절은 147nm이고, 편광판의 투과축 각도가 10°된다. 이때, 전압에 따른 반사율 특성은 도 7에 나타나 있다.On the contrary, as shown in FIG. 6, when the twist angle is 90 °, when the pretilt angle of the vertical alignment film is 0.2 ° and the pretilt angle of the horizontal alignment film is 80 to 90 °, the birefringence of the phase film is 147 nm. The transmission axis angle of the polarizing plate is 10 degrees. In this case, reflectance characteristics according to voltage are shown in FIG. 7.
도 8은 본 발명에 따른 멀티-도메인 트위스트 HAN모드의 액정표시장치를 설명하기 위한 공정단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device of a multi-domain twist HAN mode according to the present invention.
본 발명에 따른 멀티-도메인 트위스트 HAN모드의 액정표시장치는, 도 8에 도시된 바와 같이, 반사전극(31)이 구비된 하부기판(30)과, 하부기판(30) 상의 반사전극(31)면 위에 배치되며, 단위 화소를 이분하여 제 1영역(과 제 2영역으로 나누고, 제 1영역이 수직 또는 수평 배향처리되며, 상기 제 2영역은 제 1영역과 반대로 수평 또는 수직 배향처리된 하부 배향막(32)과, 하부기판(30)에 대향 배치된 상부 기판(33)과, 상부기판(33) 상에 배치되며 하부 배향막(32)과 반대로 제 1영역이 수평 또는 수직 배향처리되고 제 2영역은 제 1영역과 반대로 수직 또는 수평 배향처리된 상부 배향막(36)과, 양기판(30)(33) 사이에 개재되며 전계 인가 여부에 따라 투과광의 위상을 변환시키는 트위스트 HAN모드의 액정층(37)을 포함하여 구성된다. 도 8에서, 도면부호34는 컬러필터를 나타낸 것이다.In the liquid crystal display of the multi-domain twist HAN mode according to the present invention, as shown in FIG. 8, the
이때, 도면에 도시되지 않았지만, 상부기판의 외측면 상에는 선편광을 원편광으로 변환시키는 λ/4 위상보상 기능의 위상필름이 배치되며, 위상필름 상에는 외부로부터 입사된 자연광을 선편광으로 변환시키는 편광판이 배치된다.Although not shown in the drawing, a phase film having a λ / 4 phase compensation function for converting linearly polarized light into circularly polarized light is disposed on the outer surface of the upper substrate, and a polarizing plate for converting natural light incident from the outside into linearly polarized light is disposed on the phase film. do.
또한, 상기 상부 및 하부배향막(36)(32)에서 수직 또는 수평배향처리는 소정의 프리틸트각을 갖도록 수정되며, 프리틸트각은 2°이하 및 80∼90°중 어느 하나의 범위를 가진다.In addition, the vertical or horizontal alignment treatment in the upper and lower alignment layers 36 and 32 is modified to have a predetermined pretilt angle, and the pretilt angle is in the range of 2 ° or less and 80 to 90 °.
한편, 상기 트위스트 HAN모드 액정층(37)은 트위스트 각이 90°인 트위스트 네마틱 액정들로 이루어지며, 위상지연값(dΔn)은 0.36∼0.40㎛이며, 편광판의 투과축은 42∼48°이고, 위상필름의 광축은 167∼173°이며, 또한 하부 배향막의 배향각도는 수평라인에 대해 -40∼-50°이고, 상부 배향막의 배향각도는 수평라인에 대해 40∼50°를 가진다. 그리고 상기 위상필름의 위상보상지연값은 140∼150nm을 가진다.On the other hand, the twisted HAN mode
도 9는 본 발명에 따른 트위스트 HAN &TN모드가 혼용된 반투과형 액정표시장치를 설명하기 위한 공정단면도로서, 액정층 내에 2개의 액정모드, 이른바 트위스트 HAN모드 와 TN모드를 동시에 구현하는 것이다.9 is a cross-sectional view illustrating a transflective liquid crystal display device in which a twisted HAN & TN mode is mixed according to the present invention, and simultaneously implements two liquid crystal modes, a so-called twisted HAN mode and a TN mode, in the liquid crystal layer.
본 발명에 따른 트위스트 HAN &TN모드가 혼용된 반투과형 액정표시장치는, 도 9에 도시된 바와 같이, 반사영역과 투과영역으로 구분되며, 반사영역에는 반사전극(41)이 구비된 하부기판(40)과, 반사전극(41)을 포함한 하부기판 상에 배치되며, 반사영역은 수직 또는 수평 배향처리되고, 투과영역은 반사영역과 반대로 수평 또는 수직 배향처리된 하부 배향막(42)과, 하부기판과 대향 배치된 상부기판(43)과, 상부기판(43) 상에 배치되며 하부 배향막(42)과 반대로 반사영역은 수평 또는 수직 배향처리되고, 상기 투과 영역은 상기 반사영역과 반대로 수직 또는 수평 배향처리된 상부 배향막(46)과, 양기판(40)(43) 사이의 반사영역에 개재된 트위스트 HAN모드 액정층(47)과, 양기판(40)(43) 사이의 투과영역에 개재된 TN모드 액정층(48)을 포함하여 구성된다. 도 9에서, 미설명된 도면부호 44는 컬러필터를 나타낸 것이다.As shown in FIG. 9, the transflective liquid crystal display having a mixed HAN & TN mode according to the present invention is divided into a reflection area and a transmission area, and the
이때, 상기 구조에 더하여, 도면에 도시되지 않았지만, 상부기판의 외측면 상에 λ/4 위상보상 기능의 위상필름이 배치되고, 상기 위상필름 상에는 편광판이 부착되어 있다. 상기 위상필름의 위상보상지연값은 140∼150nm이다.In this case, in addition to the above structure, although not shown in the drawing, a phase film having a λ / 4 phase compensation function is disposed on the outer surface of the upper substrate, and a polarizing plate is attached to the phase film. The phase compensation delay value of the phase film is 140 to 150 nm.
또한, 수직 또는 수평배향처리는 소정의 프리틸트각을 가지도록 수정되며, 상기 프리틸트각은 2°이하 또는 80∼90°각도를 가진다.In addition, the vertical or horizontal alignment process is modified to have a predetermined pretilt angle, and the pretilt angle is 2 degrees or less or 80 to 90 degrees.
한편, 상기 트위스트 HAN모드 액정층(47) 및 TN모드 액정층(48)은 트위스트 각이 90°인 트위스트 네마틱 액정들로 이루어진 것으로서, 위상지연값(dΔn)은 0.36∼0.40㎛이며, 편광판의 투과축은 42∼48°이고, 위상필름의 광축은 167∼173°이다. 또한, 상부 배향막(46)의 배향각도는 수평라인에 대해 -40∼-50°이고, 하 부 배향막(42)의 배향각도는 수평라인에 대해 40∼50°를 가진다.Meanwhile, the twisted HAN mode
도 9에 도시된 바와 같이, 반사영역의 액정층 두께를 (d)로 하면, 투과영역에는 셀갭 d×2를 설계함으로서, 반사영역 및 투과영역이 모두 동일한 위상지연값(dΔn)을 갖도록 한다.As shown in FIG. 9, when the thickness of the liquid crystal layer of the reflection area is set to (d), the cell gap d × 2 is designed in the transmission area so that both the reflection area and the transmission area have the same phase delay value dΔn.
또한, 동일한 액정의 굴절율(Δn)을 사용 시, 투과영역의 대향전극 과의 거리는 4.8㎛로 TN모드를 구동하는 투과영역을 형성하고, 반사영역에서 반사전극과 대향전극 사이의 거리는 5.6㎛를 가지는 트위스트 HAN모드로 구동하는 반사영역을 형성하며, 이때의 편광판의 흡수축은 동일하게 배치된다. 그리고, 상부기판 또는 하부기판에 오목 또는 볼록의 단차를 주어 셀갭을 제어할 수 있다.In addition, when using the same refractive index (Δn) of the liquid crystal, the distance between the counter electrode of the transmission region is 4.8㎛ to form a transmission region for driving the TN mode, the distance between the reflective electrode and the counter electrode in the reflection region has a 5.6㎛ A reflective region for driving in the twisted HAN mode is formed, wherein the absorption axes of the polarizers are arranged in the same manner. In addition, the cell gap may be controlled by giving a concave or convex step to the upper substrate or the lower substrate.
이상에서와 같이, 본 발명은 액정 셀의 설계를 최적화시킴으로써 전압에 따른 반사율을 높임으로써 콘트라스트비 및 색 특성을 높일 수 있고, 따라서, 우수한 표시화면의 액정표시장치를 제공할 수 있다. As described above, the present invention can improve the contrast ratio and color characteristics by optimizing the design of the liquid crystal cell, thereby increasing the reflectance according to the voltage, and therefore, it is possible to provide an excellent display screen liquid crystal display device.
또한, 본 발명은 셀 갭은 종래의 그것 보다 증가시킴으로써 공정 마진을 높일 수 있으며, 이에 따라, 생산성을 향상시킬 수 있다. In addition, the present invention can increase the process margin by increasing the cell gap than that of the conventional, thereby improving the productivity.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. In addition, this invention can be implemented in various changes within the range which does not deviate from the summary.
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