JP2004151714A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】別途の位相差補償フィルムを省略しても位相差補償効果を有することができる構造の提示を通じて、材料費用を節減して生産収率を向上させることができるＣＣＦ液晶表示装置を提供する。
【解決手段】本発明によるベンドセルを利用した反射型または透過型ＣＣＦ液晶表示装置によれば、ベンドセル構造の基本特性である応答速度改善及び視野角特性を向上させることができ、電圧大きさによってλ／４、３／４・λ位相差値を有するベンドセルを広帯域ＱＷＰ役割を有する液晶層を利用して別途の広帯域ＱＷＰを省略することができ、ＣＣＦの色特性効果をそのまま維持することができる。また、別途の位相差補償フィルムの省略を通じて、位相差補償フィルムを形成するフィルム付着による製品不良要因を除去することができ、製品信頼度を高めることができる長所を有する。
【選択図】図６

Description

本発明は液晶表示装置に係り、特にコレステリック液晶（Cholesteric Liquid Crystal）をカラーフィルターとして利用する液晶表示装置にベンドセル（Bend Cell）を適用して別途の位相差補償素子を省略することができる液晶表示装置に関する。

最近、液晶表示装置は、消費電力が低く、携帯性が良好な、技術集約的であって付加価値が高い次世代先端ディスプレー（display）素子として脚光を浴びている。このような液晶表示装置のうち、各画素（pixel）別に電圧のオン／オフを調節することができるスイッチング素子が備わったアクティブマトリックス型液晶表示装置（以下、液晶表示装置と略称する）が解像度及び動映像具現能力が優れ最も注目を浴びている。

前記液晶表示装置は、非発光素子であるために、別途の光源であるバックライトを通じて供給される光を利用して画面を具現する透過型液晶表示装置が主流を形成しているが、前記バックライトから生成された光は、液晶表示装置の各セルを通過しながら実際には画面上で７％程度しか透過されない。このため、高輝度の液晶表示装置を提供するためにはバックライトをさらに明るくしなければならないので、電力消耗量が大きくなる。従って、充分な電源供給のためにバッテリー（battery）を備える場合には使用時間に制限がある短所がある。

このような透過型液晶表示装置の光効率問題を改善するために、別途のバックライトを省略して外部光を反射光源として利用する反射型液晶表示装置が提示されており、このような反射型液晶表示装置の中においても、既存の透過型液晶表示装置でのように顔料または染料で構成された吸収型カラーフィルター及び別途の反射層を通じて外部光を反射光として利用するタイプまたは光を選択的に反射及び透過させる特性を有するＣＬＣ（Cholesteric Liquid Crystal）をカラーフィルター及び反射層兼用として利用するタイプを挙げることができ、後者方式の場合、ＣＬＣ自体から光を選択的に反射及び透過させることによって色純度特性が優れ、別途の反射層を省略することができるために、画質特性及び工程効率上注目を浴びている。

前記ＣＬＣの特性に対してさらに詳細に説明すれば、次の通りである。前記ＣＬＣの液晶分子の回転は、一種の螺旋構造で見ることができる。このような螺旋構造から現れる２種の構造の特徴は、螺旋の回転方向と螺旋の反復周期であるピッチ（ｐｉｔｃｈ）である。ピッチは、液晶層が再び同一な配列に回ってくる時までの距離で理解することができ、このピッチがＣＬＣの色相を決定する変数である。

すなわち、反射される中心波長は、記述したピッチとＣＬＣ液晶の平均屈折率の関数（λ＝ｎ（ａｖｇ）・ｐｉｔｃｈ）である。（ｎ（ａｖｇ）：平均屈折率）
例えば、平均屈折率が１．５であるＣＬＣ液晶のピッチが４３０ｎｍである場合に、中心反射波長は、大略６５０ｎｍになって赤色を帯びるようになる。その他に緑色と青色に対しては適していたＣＬＣ液晶のピッチを与えることによって具現することができる。

以下、説明の便宜上、ＣＬＣカラーフィルターをコレステリック液晶カラーフィルター（ＣＣＦ：Cholesteric Liquid Crystal Color Filter）と略称して説明する。

図１は、従来の反射型ＣＣＦ液晶表示装置に対する概略的な断面図である。図示したように、第１基板１０、第２基板５０が相互に一定間隔離隔されるように配置されていいる。第１基板１０の内部面には光吸収層１２が形成されていて、光吸収層１２上部には特定波長帯の光だけを選択的に反射させる特性を有するＣＣＦ１４が形成されている。ＣＣＦ１４上部全面には第１透明電極１６が形成されていて、第１透明電極１６上部には第１配向膜１８が形成されている。前記光吸収層１２は、ＣＣＦ１４で選択的に反射された光以外の光を吸収する役割を有する。

そして、第２基板５０内部面にはアレイ素子層５２が形成されていて、アレイ素子層５２下部には第２透明電極５４が形成されている。第２透明電極５４下部には第２配向膜５６が形成されていて、第２基板５０の外部面には位相差補償フィルム６０及び偏光板６２が順次配置されている。

通常、前記位相差補償フィルム６０は、全波長に対してλ／４または３／４・λだけの位相差を有し、円偏光を線偏光に、線偏光を円偏光に変化させる広帯域ＱＷＰ（Quarter Wave Plate）で構成される。

そして、前記第１配向膜１８、第２配向膜５６間には、液晶層７０が介在している。図面に詳細に提示しなかったが、前記アレイ素子層５２には相互に交差するように形成されるゲート配線及びデータ配線が設けられ、前記ゲート配線及びデータ配線が交差する領域はサブピクセル領域に定義され、前記ゲート配線及びデータ配線が交差する地点に薄膜トランジスタが形成される。前記第１透明電極１６は基板全面に形成される共通電極が該当し、前記第２透明電極５４は前述した薄膜トランジスタと連結してサブピクセル単位で形成された画素電極に該当する。

以下、前述した反射型ＣＣＦ液晶表示装置の駆動原理に対して図面を参照しながらさらに詳細に説明する。図２Ａ、図２Ｂは、前記図１の反射型ＣＣＦ液晶表示装置の駆動原理を示した図面であって、電圧オフ時ブラック画面を有するノーマリーブラックモード（normally black mode）を基準に示しており、図２Ａは電圧オフ状態、図２Ｂは電圧オン状態における光の進行状態を示している。

説明の便宜上、赤色サブピクセル領域を基準にして、０度偏光軸を有する線偏光板である偏光板、流入光に対してプラス４５度、引出し光に対してマイナス４５度角度差を有する広帯域ＱＷＰで構成された位相差補償フィルム、電圧オフ状態でλ／２だけの位相差を有し、電圧オン状態では位相差値をゼロ（zero）にする液晶層、赤色左円偏光だけを選択的に反射させるＣＣＦを含む反射型ＣＣＦ液晶表示装置を一例に示している。

前記液晶層は、相互に１８０度角度差を有するようにラビング処理された上部及び下部配向膜が備わる平行セル（parallel cell）で構成された液晶層であることを特徴とし、前記平行セルには相互に同一方向にラビング処理された配向膜が備わるベンドセルは除外される。

図２Ａにおいて、電圧オフ状態で、外部光は、０度線偏光板である偏光板６２の透過軸と一致する０度線偏光だけが通過し、０度線偏光は４５度広帯域ＱＷＰで構成される位相差補償フィルム６０を通じて左円偏光に変わり、左円偏光は電圧オフ状態でλ／２の位相差を有する液晶層７０を経て右円偏光に変わり、右円偏光は左円偏光だけを反射させる特性を有するＣＣＦ１４をそのまま通過し、光吸収層１２に吸収されて、画面はブラック状態を帯びるようになる。

図２Ｂにおいて、電圧オン状態で、外部光は、０度線偏光板である偏光板６２を通じて０度線偏光だけが通過し、０度線偏光は４５度広帯域ＱＷＰで構成される位相差補償フィルム６０を通じて左円偏光に変わり、左円偏光は電圧オン状態で位相差遅延が無くなることによって位相差値を有しない液晶層７０を経てそのまま通過し、赤色左円偏光だけを反射させる特性を有するＣＣＦ１４を通じて赤色左円偏光だけが選択的に反射される。その後、赤色左円偏光は液晶層７０をそのまま通過した後に、広帯域ＱＷＰで構成される位相差補償フィルム６０で０度赤色線偏光に変えられ、０度赤色線偏光は前述した０度線偏光板６２の透過軸と一致する偏光状態になるためにそのまま透過する。このような駆動原理は図面に提示しなかったが、緑、青サブピクセルにおいても同様に適用されるので、画面上では赤、緑、青カラーが組合わせてホワイト状態を帯びるようになる。

一方、前記ＣＣＦ液晶表示装置は、反射モードの他に、ＣＣＦの選択反射特性を利用している。一例として、赤色カラーサブピクセルでは、緑、青ＣＣＦを構成して、緑、青ＣＣＦカラーを選択的に反射させて、残りの赤色カラーだけを透過させる透過モード製品が適用／開発されている。

図３は、従来の透過型ＣＣＦ液晶表示装置に対する概略的な断面図である。図示したように、相互に一定間隔離隔されるように第１基板１１０、第２基板１５０が配置されている。第１基板１１０の内部面には第１ＣＣＦ物質層１１２ａ、第２ＣＣＦ物質層１１２ｂが順次積層された構造のＣＣＦ１１２が形成されている。ＣＣＦ１１２上部には第１透明電極１１４が形成され、第１透明電極１１４の上部には第１配向膜１１６が形成されている。第１基板１１０の外部面には第１偏光板１２０が配置されている。

そして、第２基板１５０の内部面にはアレイ素子層１５２が形成されている。アレイ素子層１５２下部には第２透明電極１５４が形成され、第２透明電極１５４の下部には第２配向膜１５６が形成されている。第２基板１５０外部面には位相差補償フィルム１６０、第２偏光板１６２が順次配置されている。

ここで、前記第１偏光板１２０は、全波長で左円偏光または右円偏光のうちいずれか一つの円偏光だけを選択的に反射させるＣＬＣで構成された偏光板であることを特徴とし、この時、第１偏光板１２０を形成するＣＬＣは、全波長に対して左円偏光または右円偏光のうちいずれか一つの円偏光だけを選択的に反射させる特性を有し、前述したＣＣＦ１１２は、特定波長帯の光に対する左円偏光または右円偏光のうちいずれか一つの円偏光だけを選択的に反射させる特性を有するように設計されて、偏光板用ＣＬＣとカラーフィルター用ＣＬＣは相異なった材料で選択される。

前記第１配向膜１１６、第２配向膜１５６間には液晶層１７０が介在している。通常、透過型ＣＣＦ液晶表示装置に利用される第１配向膜１１６、第２配向膜１５６は相互に１８０度の角度差を有してラビング処理され、液晶層１７０は平行セルを形成するようになる。そして、前記第１偏光板１２０の背面には光を供給する光源であるバックライトユニット１８０が配置されている。前記アレイ素子層１５２及び第１透明電極１１４、第２透明電極１５４は、図１のアレイ素子層及び第１透明電極、第２透明電極と同様に形成される。

以下、前記透過型ＣＣＦ液晶表示装置の具体的な駆動原理に対して図面を参照して詳細に説明する。図４Ａ、図４Ｂは、前記図３の透過型ＣＣＦ液晶表示装置の駆動原理を示した図面であって、電圧オフ時ブラック画面を有するノーマリーブラックモードを基準に示しており、図４Ａは電圧オフ状態、図４Ｂは電圧オン状態における光の進行状態を示している。

説明の便宜上、赤色サブピクセル領域を一例にして全波長で右円偏光だけを選択的に反射させるＣＬＣで構成された第１偏光板１２０、緑色、青色カラーに対する左円偏光だけを各々選択的に反射させる第１ＣＣＦ物質層１１２ａ、第２ＣＣＦ物質層１１２ｂが順次積層された構造のＣＣＦ１１２、電圧オフ状態でλ／２だけの位相差を有して、電圧オン状態では位相差値をゼロ（ｚｅｒｏ）にする平行セルで構成された液晶層１７０、流入光に対してマイナス４５度角度差を有する広帯域ＱＷＰ（位相差補償フィルム）１６０、０度偏光軸を有する線偏光板である第２偏光板１６２を含む液晶表示装置を一例にする。

図４Ａにおいて、バックライトユニットから提供された光は、第１偏光板１２０を通じて全波長範囲で右円偏光が選択的に反射され、左円偏光だけがそのまま通過し、緑色、青色カラーに対する左円偏光だけを選択的に反射させる第１ＣＣＦ物質層１１２ａ、第２ＣＣＦ物質層１１２ｂを経て、緑色、青色左円偏光は再び反射され、赤色左円偏光だけがそのまま通過、する。通過した赤色左円偏光は電圧オフ状態でλ／２の位相差値を有する液晶層１７０を経て赤色右円偏光に変わり、赤色右円偏光はマイナス４５度広帯域ＱＷＰ１６０を経て９０度赤色線偏光に変えられ、９０度赤色線偏光は０度線偏光板である第２偏光板１６２で遮断されて、画面はブラック状態を帯びるようになる。

図４Ｂにおいて、バックライトユニットから提供された光は、第１偏光板１２０を通じて右円偏光が選択的に反射され、左円偏光だけがそのまま通過し、緑色、青色カラーに対する左円偏光だけを選択的に反射させる第１ＣＣＦ物質層１１２ａ、第２ＣＣＦ物質層１１２ｂを経て、緑色、青色左円偏光は再び反射され、赤色左円偏光だけがそのまま通過する。通過した赤色左円偏光は電圧オン状態で位相差値を有しない液晶層１７０をそのまま赤色左円偏光状態で通過し、赤色左円偏光はマイナス４５度広帯域ＱＷＰ１６０を経て０度線偏光に変えられ、０度線偏光は０度線偏光板である第２偏光板１６２をそのまま透過する。図面に提示しなかったが、緑、青サブピクセルにも前述した駆動原理を適用できるので、第２偏光板１６２を通過した赤、緑、青カラーの組合により画面はホワイト状態を帯びるようになる。

このように、従来の反射型、透過型ＣＣＦ液晶表示装置では、電圧オン／オフ時画面を具現するために位相差補償フィルム１６０である広帯域ＱＷＰが必然的に要求されていた。前記広帯域ＱＷＰは、一般的なＱＷＰと違って赤、緑、青全波長に対する位相差補償フィルムであって、このために一般的なＱＷＰと違って通常一般的なＱＷＰとＨＷＰ（Half Wave Plate）の二個のフィルムの積層構造で構成されるために、高価の材料費用がかかる短所があって、さらに、位相差補償フィルム使用時に、フィルム収縮、ねじれなどの不良発生により、製品信頼度が落ちる問題点があった。

前記問題点を解決するために、本発明においては、別途の位相差補償フィルムを省略しても位相差補償効果を有することができる構造の提示を通じて、材料費用を節減して生産収率を向上させることができるＣＣＦ液晶表示装置を提供することを目的にする。

本発明のまた一つの目的は、反射型及び透過型ＣＣＦ液晶表示装置に別途の位相差補償フィルムが省略された構造をすべて容易に適用する。

このために、本発明においては、液晶セルに印加される電圧の大きさを調節して、液晶セルの光学的性質を変化させて像を示す電気光学効果を利用する。

さらに詳細に説明すれば、前述した電気光学効果は、大別して電流効果型、電界効果型、熱効果型に分けられて、ここで、電界効果型は、ＴＮ（Twisted Nematic）効果、ＧＨ（Guest-Host）効果、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）と相転移（Phase Change）効果を挙げることができる。

ここで、ＥＣＢモードは、相互に直交する２枚の偏光板間に一定に配向処理された液晶セルを配置して電圧印加の有無によって液晶セルの複屈折効果による光の透過変化が起こるようにする方式である。

前記したＥＣＢモードの方式である、ＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）モード液晶表示装置は、両配向膜の中間ではほとんど９０度を形成するようになって基板に近づきながら徐々に角度が減る対称的なベンド構造になっていて高速応答が可能な液晶表示装置である。

図５は、一般的なＯＣＢモード液晶表示装置の概略的な図面であって、ＯＣＢモードに構成されるベンドセルで構成された液晶層を中心に図示したものである。図示したように、第１基板１３０、第２基板１４０が相互に対向するように配置されていて、第１基板１３０、第２基板１４０間にはベンド構造を有するベンドセルで構成された液晶層１３４が介在していて、第１基板１３０、第２基板１４０の外部面には第１偏光板１３６、第２偏光板１３８が各々形成されている。

図面に提示しなかったが、前記第１基板１３０、第２基板１４０と液晶層１３４間には相互に同一方向にラビング（rubbing）処理された第１配向膜、第２配向膜を各々含み、前記液晶層１３４のベンド構造は一定の電圧印加と相互に同一方向にラビング処理された第１配向膜、第２配向膜具備を通じて行われる。

前記液晶層１３４のベンド構造によれば、電圧印加時液晶分子が速く動くようになって液晶が再配列することにかかる時間、すなわち応答時間が大体５ｍ／ｓｅｃ以内に非常に速くなる。したがって、ベンドセルで構成された液晶層は高速応答特性で画面に残像をほとんど残さないので、動画像具現に多く用いられている。

前記ＯＣＢモード液晶表示装置は、応答特性は優れているが、視野角特性が落ちやすいので、これを改善するために、第２偏光板と第２基板間には補償フィルムが備わる。前述した補償フィルムは、既存の位相差補償フィルムより単純な構造であって製作が容易で、材料費用が低廉である。

本発明においては、前記ＯＣＢモード液晶表示装置のベンドセルで構成された液晶層をＣＣＦ液晶表示装置用液晶層として利用して、電圧の大きさによってλ／４、３／４・λでスイッチングされるベンドセルを通じて別途の位相差補償層を省略する。

本発明のまた他の目的は、別途の位相差補償層の省略を通じて材料費用を節減して、フィルム使用による製品不良要因を最少化して生産収率が向上した製品を提供する。

前記目的を達成するために、本発明の第１特徴では相互に一定間隔離隔されるように配置された第１基板、第２基板と；前記第１基板内部面に形成された光吸収層と；前記光吸収層上部に形成されて、特定波長帯の光を選択的に反射させる赤、緑、青のコレステリック液晶カラーフィルター（以下、ＣＣＦと称す）で構成されたＣＣＦ層と；前記ＣＣＦ層上部に形成された第１透明電極と；前記第１透明電極上部に形成された第１配向膜と；前記第２基板内部面に配置する第２透明電極と；前記第２透明電極下部に配置し、前記第１配向膜と実質的に同一な配向方向を有する第２配向膜と；前記第２基板外部面に配置する偏光板と；前記第１配向膜と第２配向膜間に介在し、一定電圧印加時ベンド構造を有するベンドセルで構成された液晶層を含むＣＣＦ液晶表示装置を提供する。

本発明の第２特徴では、相互に一定間隔離隔されるように配置された第１基板、第２基板と；前記第１基板内部面に形成され、特定波長帯のカラーだけを選択的に透過させるＣＣＦと；前記ＣＣＦ上部に形成された第１透明電極と；前記第１透明電極上部に形成された第１配向膜と；前記第２基板内部面に配置する第２透明電極と；前記第２透明電極下部に形成され、前記第１配向膜と実質的に同一な配向方向を有する第２配向膜と；前記第１基板の外部面に形成された第１偏光板と；前記第２基板の外部面に形成された第２偏光板と；前記第１偏光板背面に配置し、光を供給する光源であるバックライトユニットと；前記第１配向膜と第２配向膜間に介在し、一定電圧印加時ベンド構造を有するベンドセルで構成された液晶層を含むＣＣＦ液晶表示装置を提供する。

本発明の第１特徴による前記偏光板は線偏光板で構成されて、本発明の第２特徴による前記第１偏光板は全波長範囲で左円偏光または右円偏光のうちいずれか一つの円偏光だけを選択的に反射させ、本発明の第２特徴による前記第２偏光板は線偏光板で構成されることを特徴とする。

本発明の第１特徴、第２特徴による前記第２基板内部面には相互に交差するように形成されたゲート配線及びデータ配線と、前記ゲート配線及びデータ配線が交差する地点に形成された薄膜トランジスタを有するアレイ素子層をさらに含んで、前記アレイ素子層は、前記第２基板と第２透明電極間に配置することを特徴とする。

本発明の第１特徴による前記偏光板と第２基板間に補償層をさらに含んで、本発明の第２特徴による前記第２偏光板と第２基板間に補償層をさらに含むことを特徴とする。

本発明の第１特徴、第２特徴による前記ベンドセルで構成された液晶層はしきい電圧印加時３／４・λの位相差値を有して、前記ベンドセルで構成された液晶層は駆動最高電圧印加時λ／４の位相差値を有することを特徴とする。

本発明の第２特徴による前記ＣＣＦは、該カラー以外の相異なったカラーを選択的に反射させる特性を有する第１ＣＣＦ物質層、第２ＣＣＦ物質層が順次積層された構造で形成されて、本発明の第１特徴、第２特徴による前記第１透明電極は共通電極に該当して、前記第２透明電極は画素電極に該当することを特徴とする。

以上のように、本発明によるベンドセルを利用した反射型または透過型ＣＣＦ液晶表示装置によれば、ベンドセル構造の基本特性である応答速度改善及び視野角特性を向上させることができ、電圧大きさによってλ／４、３／４・λ位相差値を有するベンドセルを広帯域ＱＷＰ役割を有する液晶層を利用して別途の広帯域ＱＷＰを省略することができ、ＣＣＦの色特性効果をそのまま維持することができる。また、別途の位相差補償フィルムの省略を通じて、位相差補償フィルムを形成するフィルム付着による製品不良要因を除去することができ、製品信頼度を高めることができる。

以下、本発明による望ましい実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
−−実施の形態１−−
図６は、本発明の実施の形態１による反射型ＣＣＦ液晶表示装置に対する概略的な断面図である。図示したように、第１基板２１０、第２基板２５０が相互に一定間隔離隔されるように配置されている。第１基板２１０内部面には光吸収層２１２が形成されていて、光吸収層２１２上部にはＣＣＦ２１４が形成されている。ＣＣＦ２１４上部には第１透明電極２１６が形成されていて、第１透明電極２１６上部には第１配向膜２１８が形成されている。

そして、第２基板２５０内部面にはアレイ素子層２５２及び第２透明電極２７０が順次形成されていて、第２透明電極２７０下部には第２配向膜２７２が形成されている。第２基板２５０外部面には補償層２８０及び偏光板２８２が順次積層されている。

そして、前記第１配向膜２１８、第２配向膜２７２は相互に同一な配向方向を有することを特徴として、例えば同一な方向にラビング処理でき、このような第１配向膜２１８、第２配向膜２７２間には液晶層２９０が介在している。

本実施の形態による液晶層２９０は、電気光学効果によってしきい電圧より大きい電圧印加時ベンド構造を有し、電圧調節を通じてλ／４、３／４・λスイッチングが可能な特性を有するベンドセルで構成されたことを特徴とする。

前記光吸収層２１２を形成する物質は、ブラックレジン（black resin）で選択されることが望ましい。

そして、前記補償層２８０は、既存の位相差補償フィルムである広帯域ＱＷＰと違って液晶のベンド構造による正面及び視野角特性を補償する役割を有する。前記補償層２８０はベンドセル媒介変数（parameter）によって省略することが可能である。

図７は、前記図６の反射型液晶表示装置において、一サブピクセル領域に対する具体的な断面図であって、アレイ素子層の積層構造を中心に図示したものである。図示したように、第１基板２１０の内部面には光吸収層２１２、ＣＣＦ２１４、第１透明電極２１６、第１配向膜２１８が順次積層されている。第２基板２５０の内部面にはゲート電極２５４が形成されていて、ゲート電極２５４下部全面にはゲート絶縁膜２５６が形成されており、ゲート絶縁膜２５６下部のゲート電極２５４を覆う位置には半導体層２５８が形成されている。半導体層２５８下部で相互に一定間隔離隔されるようにソース電極２６０及びドレイン電極２６２が形成されており、ソース電極２６０及びドレイン電極２６２下部全面に配置し、ドレイン電極２６２一部を露出させるドレインコンタクトホール２６４を有する保護層２６６が形成されている。保護層２６６下部にはドレインコンタクトホール２６４を通じてドレイン電極２６２と連結する第２透明電極２７０が形成されており、第２透明電極２７０下部には第２配向膜２７２が形成されている。

前記ゲート電極２５４、半導体層２５８、ソース電極２６０及びドレイン電極２６２は薄膜トランジスタＴを形成して、図面には提示しなかったが、前記ゲート電極２５４と連結して第１方向にゲート配線が形成されて、ソース電極２６０と連結して第１方向と交差する第２方向にデータ配線が形成される。

前記ゲート配線及びデータ配線と薄膜トランジスタＴはアレイ素子層２５２を形成する。前記第１透明電極２１６は共通電極に該当し、前記第２透明電極２７０は共通電極に該当する。

以下、本実施の形態による反射型ＣＣＦ液晶表示装置の駆動原理を、図面を参照しながら詳細に説明する。図８Ａ、図８Ｂは、前記図６の反射型ＣＣＦ液晶表示装置の駆動原理を示した図面であって、最低電圧を意味するしきい電圧印加時ブラック画面を有するモードを基準に示しており、図７Ａはしきい電圧印加時、図７Ｂは最高電圧印加時光の進行状態に対して示したものである。

説明の便宜上、赤色サブピクセル領域を一例にし、０度透過軸を有する線偏光板２８２、液晶のベンド構造による正面及び視野角特性を補償する補償層２８０、しきい電圧印加時３／４・λ位相差を有して、最高電圧状態でλ／４位相差を有するベンドセルで構成された液晶層２９０、赤色左円偏光だけを選択的に反射させるＣＣＦ２１４を含む液晶表示装置に対する光の進行状態を示す。

図８Ａにおいて、外部光は、０度線偏光板２８２の透過軸と一致する０度線偏光だけが通過する。０度線偏光は、しきい電圧印加時３／４・λの位相差を有するベンドセルで構成された液晶層２９０を経て右円偏光に変わり、右円偏光は左円偏光だけを反射させる特性を有するＣＣＦ２１４をそのまま通過して光吸収層２１２に吸収されて、画面はブラック状態を帯びるようになる。

図８Ｂにおいて、外部光は、０度線偏光板２８２を通じて０度線偏光だけが通過する。０度線偏光は最高電圧状態でλ／４位相差を有するベンドセルで構成された液晶層２９０を経て左円偏光に変わり、左円偏光は赤色左円偏光だけを反射させるＣＣＦ２１４を通じて赤色左円偏光だけが選択的に反射され、前記赤色左円偏光は再び液晶層２１４を経て０度赤色線偏光に変えられ、０度赤色線偏光は０度線偏光板２８２の透過軸と一致する偏光状態になるためにそのまま透過する。図面に提示しなかったが緑、青サブピクセルを含んで透過された赤、緑、青カラーの組合により画面はホワイト状態を帯びるようになる。

また、前記ベンドセル構造の液晶層２９０を設計するための電圧条件としては、一例として、しきい電圧値は１．０〜１．５Ｖであって、最高電圧値は４．０〜５．０Ｖで選択される。しかし、最低、最高電圧値は、ベンドセル構造液晶層２９０の媒介変数によって変動できる。

このように、本実施の形態によれば、ベンドセル構造の基本特性である応答速度改善及び視野角特性を向上させることができ、既存の広帯域ＱＷＰのようなλ／４、３／４・λ位相差値を有するベンドセル構造の液晶層２９０を反射型ＣＣＦ液晶表示装置に適用して、別途の広帯域ＱＷＰを省略することができる。

−−実施の形態２−−
図９は、本発明の実施の形態２による透過型ＣＣＦ液晶表示装置の概略的な断面図である。図示したように、相互に一定間隔離隔されるように第１基板３１０、第２基板３５０が配置されている。第１基板３１０内部面には第１ＣＣＦ物質層３１２ａ、第２ＣＣＦ物質層３１２ｂが順次積層されてＣＣＦ３１２が形成され、ＣＣＦ３１２上部には第１透明電極３１４が形成されている。第１透明電極３１４上部には第１配向膜３１６が形成されており、第１基板３１０の背面には第１偏光板３２０が位置している。

第２基板３５０内部面にはアレイ素子層３５２及び第２透明電極３５４が順次形成されていて、第２透明電極３５４下部には第２配向膜３５６が形成されている。第２基板３５０外部面には補償層３６０及び第２偏光板３６２が順次配置されている。

そして、前記第１偏光板３２０の背面には光を供給する光源であるバックライトユニット３８０を配置する。前記第１配向膜３１６と第２配向膜３５６間には液晶層３９０が介在しており、前記液晶層３９０は電圧の大きさによってベンド構造を有するベンドセルで構成されたことを特徴とする。

そして、前記第１偏光板３２０は、全波長で左円偏光または右円偏光のうちいずれか一つの円偏光だけを選択的に反射させるＣＬＣで構成されたことを特徴とし、前記補償層３６０は液晶のベンド構造による正面及び視野角特性を補償するために備わったものであって省略することが可能であり、既存の広帯域ＱＷＰに比べて単純な構造を有して製造費用が低廉である。

そして、前記第１ＣＣＦ物質層３１２ａ、第２ＣＣＦ物質層３１２ｂは、相異なった特定カラーに対する左円偏光または右円偏光だけを選択的に反射させる特性を有し、一例として第１ＣＣＦ物質層３１２ａ、第２ＣＣＦ物質層３１２ｂが緑、青カラー左円偏光だけを選択的に反射させるならば、残りの赤カラー左円偏光だけが透過される原理を利用してカラーを具現する。

このように、本実施の形態では既存の透過型ＣＣＦ液晶表示装置と違って自体に広帯域ＱＷＰのようなλ／４、３／４・λ位相差値を有するベンドセルで構成された液晶層の具備を通じて別途の広帯域ＱＷＰを省略することができる長所を有する。

以下、図面を参照しながら本実施の形態による透過型ＣＣＦ液晶表示装置の駆動原理に対して説明する。図１０Ａ、図１０Ｂは、前記図９の透過型ＣＣＦ液晶表示装置の駆動原理を示した図面であって、しきい電圧印加時ブラック画面を有するモードを基準に示しており、図１０Ａはしきい電圧印加時、図１０Ｂは最高電圧印加時光の進行状態を示したものである。

説明の便宜上、赤色サブピクセル領域において、０度透過軸を有する線偏光板である第２偏光板３６２、位相差値には変化を与えなく液晶のベンド構造による正面及び視野角特性を補償する補償層３６０、しきい電圧印加時３／４・λ位相差を有して、最高電圧状態でλ／４位相差を有するベンドセルで構成された液晶層３９０、緑、青カラー左円偏光だけを各々選択的に反射させる第１ＣＣＦ物質層３１２ａ、第２ＣＣＦ物質層３１２ｂで構成されたＣＣＦ３１２、全波長範囲で右円偏光だけを選択的に反射させる第１偏光板３２０を有する条件下で説明する。

図１０Ａにおいて、バックライトユニット３８０から提供された光は、第１偏光板３２０を通じて全波長で右円偏光が選択的に反射されて左円偏光だけがそのまま透過する。左円偏光は緑、青左円偏光だけを選択的に反射させる第１ＣＣＦ物質層３１２ａ、第２ＣＣＦ物質層３１２ｂを経て、緑色、青色左円偏光は再び反射されて、赤色左円偏光だけがそのまま通過し、しきい電圧印加時３／４・λの位相差値を有するベンドセルで構成された液晶層３９０を経て９０度赤色線偏光に変えられる。９０度赤色線偏光は０度線偏光板である第２偏光板３６２で遮断されて、画面はブラック状態を帯びるようになる。

図１０Ｂにおいて、バックライトユニット３８０から提供された光は、第１偏光板３２０を通じて全波長で右円偏光が選択的に反射されて左円偏光だけがそのまま透過する。左円偏光は緑、青左円偏光だけを選択的に反射させる第１ＣＣＦ物質層３１２ａ、第２ＣＣＦ物質層３１２ｂを経て緑、青左円偏光は再び反射されて、赤色左円偏光だけがそのまま通過し、最高電圧印加時λ／４の位相差値を有するベンドセルで構成された液晶層３９０を経て０度赤色線偏光に変えられる。０度線偏光は０度線偏光板である第２偏光板３６２の透過軸と一致する偏光状態になるためにそのまま透過して、画面はホワイト状態を帯びるようになる。

このように、本発明においてはベンドセルで構成された液晶層３９０を広帯域ＱＷＰのような広帯域ＱＷＰ兼用として利用して、別途の広帯域ＱＷＰのような位相差補償フィルムを省略することができるために位相差補償フィルムのようなフィルム使用時現れるフィルムの収縮、ねじれにより位相差補償特性低下現象による製品不良要因を効果的に防止することができ、さらに信頼性の高い製品を提供することができる。しかし、本発明は前記実施の形態に限定されなくて本発明の趣旨を外れない限度内で多様に変更して実施できる。

従来の反射型ＣＣＦ液晶表示装置に対する概略的な断面図。 前記図１の反射型ＣＣＦ液晶表示装置の駆動原理を示した図面。 前記図１の反射型ＣＣＦ液晶表示装置の駆動原理を示した図面。 従来の透過型ＣＣＦ液晶表示装置に対する概略的な断面図。 前記図３の透過型ＣＣＦ液晶表示装置の駆動原理を示した図面。 前記図３の透過型ＣＣＦ液晶表示装置の駆動原理を示した図面。 一般的なＯＣＢモード液晶表示装置の概略的な図面。 本発明の第１実施の形態による反射型ＣＣＦ液晶表示装置に対する概略的な断面図。 前記図６の反射型液晶表示装置において、一サブピクセル領域に対する具体的な断面図。 前記図６の反射型ＣＣＦ液晶表示装置の駆動原理を示した図面。 前記図６の反射型ＣＣＦ液晶表示装置の駆動原理を示した図面。 本発明の第２実施の形態による透過型ＣＣＦ液晶表示装置の概略的な断面図。 前記図９の透過型ＣＣＦ液晶表示装置の駆動原理を示した図面。 前記図９の透過型ＣＣＦ液晶表示装置の駆動原理を示した図面。

符号の説明

２１０：第１基板、２１２：光吸収層、２１４：ＣＣＦ、２１６：第１透明電極、２１８：第１配向膜、２５０：第２基板、２５２：アレイ素子層、２７０：第２透明電極、２７２：第２配向膜、２８０：波長補償層、２８２：偏光板。

Claims (13)

1. 相互に一定間隔離隔されるように配置された第１基板、第２基板と；
   前記第１基板内部面に形成された光吸収層と；
   前記光吸収層上部に形成されて、特定波長帯の光を選択的に反射させる赤、緑、青コレステリック液晶カラーフィルターで構成されたコレステリック液晶カラーフィルター層と；
   前記コレステリック液晶カラーフィルター層上部に形成された第１透明電極と；
   前記第１透明電極上部に形成された第１配向膜と；
   前記第２基板内部面に配置する第２透明電極と；
   前記第２透明電極下部に配置し、前記第１配向膜と実質的に同一な配向方向を有する第２配向膜と；
   前記第２基板外部面に配置する偏光板と；
   前記第１配向膜と第２配向膜との間に介在し、一定電圧印加時ベンド構造を有するベンドセルで構成された液晶層とを含むことを特徴とする液晶表示装置。
2. 相互に一定間隔離隔されるように配置された第１基板、第２基板と；
   前記第１基板内部面に形成され、特定波長帯のカラーだけを選択的に透過させるコレステリック液晶カラーフィルターと；
   前記コレステリック液晶カラーフィルター上部に形成された第１透明電極と；
   前記第１透明電極上部に形成された第１配向膜と；
   前記第２基板内部面に配置する第２透明電極と；
   前記第２透明電極下部に形成され、前記第１配向膜と実質的に同一な配向方向を有する第２配向膜と；
   前記第１基板の外部面に形成された第１偏光板と；
   前記第２基板の外部面に形成された第２偏光板と；
   前記第１偏光板背面に配置し、光を供給する光源であるバックライトユニットと；
   前記第１配向膜と第２配向膜との間に介在し、一定電圧印加時ベンド構造を有するベンドセルで構成された液晶層とを含むことを特徴とする液晶表示装置。
3. 前記偏光板は、線偏光板で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１偏光板は、全波長範囲で左円偏光または右円偏光のうちいずれか一つの円偏光だけを選択的に反射させるコレステリック液晶で構成された偏光板であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
5. 前記第２偏光板は、線偏光板で構成されたことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
6. 第１項または第２項のうち少なくともいずれか一つの項において、
   前記第２基板内部面には相互に交差するように形成されたゲート配線及びデータ配線と、前記ゲート配線及びデータ配線が交差する地点に形成された薄膜トランジスタを有するアレイ素子層をさらに含むことを特徴とする液晶表示装置。
7. 前記アレイ素子層は、前記第２基板と第２透明電極間に配置することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記偏光板と第２基板間に補償層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
9. 前記第２偏光板と第２基板間に補償層をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
10. 第１項または第２項のうち少なくともいずれか一つの項において、
    前記ベンドセルで構成された液晶層は、しきい電圧印加時３／４・λの位相差値を有することを特徴とする液晶表示装置。
11. 第１項または第２項のうち少なくともいずれか一つの項において、
    前記ベンドセルで構成された液晶層は、駆動最高電圧印加時λ／４の位相差値を有することを特徴とする液晶表示装置。
12. 前記コレステリック液晶カラーフィルターは、該カラー以外の相異なったカラーを選択的に反射させる特性を有する第１コレステリック液晶カラーフィルター物質層、第２コレステリック液晶カラーフィルター物質層が順次積層された構造で形成されたことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
13. 第１項または第２項のうち少なくともいずれか一つの項において、
    前記第１透明電極は、共通電極に該当し、前記第２透明電極は画素電極に該当することを特徴とする液晶表示装置。

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