JP2006301634A - 表示パネル、その製造方法、及びこれを有する表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像の表示品質を向上及び製造工程の単純化のための表示パネル、これを有する表示装置、及びその製造方法が開示される。
【解決手段】表示パネルは、第１基板部、第２基板部、液晶層、及び位相変換層を含む。第１基板部は、第１基板、第１基板上に形成され、内部光を透過させ外部光を反射させる画素電極部を具備する。第２基板部は、第１基板と向かい合って配置される第２基板、及び第２基板上に形成された共通電極を具備する。液晶層は、画素電極部と共通電極との間に介在される。位相変換層は、第１及び第２基板間に形成され、内部光及び外部光の位相を互いに異なるように変化させる。このように、表示パネルが内部光及び外部の位相を互いに異なるように変化させる位相変換層を具備することにより、画像の表示品質を向上させ、製造工程を単純化させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示パネル、その製造方法、及びこれを有する表示装置に係り、より詳細には、製造工程の単純化のための表示パネル、その製造方法、及びこれを有する表示装置に関する。

液晶表示装置は、一般に、バックライトアセンブリから発生された内部光を利用して画像を表示する透過型液晶表示装置、及び太陽光のような外部光を利用して画像を表示する反射型液晶表示装置に分けられる。
前記透過型液晶表示装置は、自発的に発生された前記内部光を利用することにより、暗い室内でも使用することができるという長所を有する反面、前記内部光を発生するに必要な電力消費が大きく、野外での前記外部光による反射のため、画質が低下するという短所を有する。

前記反射型液晶表示装置は、前記内部光を使用しないので、電力消費量が少なく、野外で前記透過型液晶表示装置より優れた画質を具現できるという長所を有するが、暗い室内では使用することができないという短所を有する。
従って、最近では、高品質の画像情報を室内外のどこでも表示できる半透過型液晶表示装置に関する研究が活発になされている。

前記半透過型液晶表示装置は、前記内部光及び外部光によって画像を表示する液晶表示パネル、及び前記液晶表示パネルに前記内部光を提供するバックライトアセンブリを含む。前記液晶表示パネルは、画像を表示する複数の画素で構成され、各画素は、前記内部光を利用して画像を表示する透過領域、及び前記外部光を利用して画像を表示する反射領域を含む。この際、前記内部光及び外部光は光の経路が異なる。つまり、反射領域では入射された外部光は液晶層に入射されてさらに液晶層を通過して出射され、透過領域では内部光は液晶層を１度のみ通過して出射される。そのため、前記内部光及び外部光の間には光学的異方性問題が発生される。

このような問題点を解決するために、従来の半透過型液晶表示装置では、一般的に前記反射領域と透過領域の液晶の厚さを互いに異なるようにして前記光学的異方性を保障する。
しかし、液晶の厚さを互いに異なるようにした半透過型液晶表示装置の場合、反射領域と透過領域とで液晶の厚みを異ならせるために複雑な製作工程と高い生産原価を有するという問題がある。

本発明の目的は、光の位相を変化させ画像の表示品質を向上させ、製造工程を単純化させた表示パネルを提供することにある。
又、本発明の他の目的は、前記した表示パネルの製造方法を提供することにある。
又、本発明の更に他の目的は、前記した表示パネルを有する表示装置を提供することにある。

前記した本願第１発明の目的を達成するために、一実施例による表示パネルは、第１基板部、第２基板部、液晶層、及び位相変換層を含む。前記第１基板部は、第１基板、及び前記第１基板上に形成され、内部光を透過させて外部光を反射させる画素電極部を含む。前記第２基板部は、前記第１基板と向かい合って配置された第２基板、及び前記第２基板上に形成された共通電極を含む。前記液晶層は、前記第１基板部及び第２基板部の間に介在される。前記位相変換層は、前記第１基板及び第２基板の間に配置され、前記内部光及び外部光の位相を互いに異なるように変化させる。

位相変換層を設けることで、内部光と外部光との位相を互いに異ならせることで、内部光が通過する経路と外部光が通過する経路との違いによる光学異方性を補償することができる。これにより、外部へ出射される内部光の位相と、外部から表示パネルに取り込まれさらに外部へ出射される外部光の位相とを同程度にすることができる。これにより、液晶の厚みを異ならせるという複雑な工程を経ることなく、光学的異方性の問題、つまり内部光と外部光との位相が異なることによる問題を解消することができる。

また、上述の表示パネルでは、液晶層の厚みを同一にして表示装置を形成できるため、つまり内部光と外部光が通過する両領域においてセルギャップを同一に形成できるため、反射領域と透過領域との境界の大きい段差によって発生する回位のような液晶配向問題と残像問題が発生しない。
本願第２発明は、第１発明において、前記位相変換層は、前記画素電極部上に配置されることを特徴とする表示パネルを提供する。

本願第３発明は、第１発明において、前記位相変換層は、前記共通電極上に配置されることを特徴とする表示パネルを提供する。
本願第４発明は、第１発明において、前記位相変換層は、前記光の位相を変化させる光学異方性層、及び前記光学異方性層の光軸を調整する誘導層を含むことを特徴とする表示パネルを提供する。

本願第５発明は、第１発明において、前記画素電極部は、光が透過され透過領域を定義する透過電極、及び光が反射され反射領域を定義する反射電極を含むことを特徴とする表示パネルを提供する。
本願第６発明は、第５発明において、前記内部光は、前記第１基板部の下部から発生され前記透過電極を通過して、前記外部光は、前記第２基板部の上部から発生され前記反射電極によって反射されることを特徴とする表示パネルを提供する。

内部光は第１基板部から液晶層及び第２基板部等を通過して外部へ出射され、外部光は外部から第２基板部及び液晶層等を通過して反射電極に到達し、さらに反射電極により反射されて液晶層及び第２基板部等を通過して外部へ出射される。よって、内部光と外部光とではその経路におおよそ２倍の差異がある。位相変換層は、この経路の違いによる光学異方性を補償することができる。

本願第７発明は、第５発明において、前記位相変換層は、前記透過領域と対応されるように形成された第１位相変換層、及び前記反射領域と対応されるように形成された第２位相変換層を含むことを特徴とする表示パネルを提供する。
透過領域と反射領域とで、それぞれ異なる第１位相変換層及び第２位相変換層を備えることで、透過領域の位相及び反射領域の位相遅延を異ならせることができ、最終的に経路の違いによる位相遅延を補償することができる。これにより、外部へ出射される内部光の位相と、外部から表示パネルに取り込まれさらに外部へ出射される外部光の位相とを同程度にすることができる。

本願第８発明は、第７発明において、前記第１位相変換層の光軸と第２位相変換層の光軸は、互いに４５°の角度をなすことを特徴とする表示パネルを提供する。
本願第９発明は、第７発明において、前記第１位相変換層の光軸と第２位相変換層の光軸は、互いに１３５°の角度をなすことを特徴とする表示パネルを提供する。
本願第１０発明は、第７発明において、前記第１基板上に配置された第１偏光板及び前記第２基板の下に配置される第２偏光板を更に含み、前記第１偏光板及び第２偏光板のうち、いずれか一つの光軸は前記第１位相変換層の光軸と一致することを特徴とする表示パネルを提供する。

このようにすることで、第１偏光板及び／又は第２偏光板での光損失を減少させることができる。
本願第１１発明は、第７発明において、前記第１基板上に配置される第１偏光板及び前記第２基板の下に配置された第２偏光板を更に含み、前記第１偏光板及び第２偏光板のうち、いずれか一つの光軸は前記第２位相変換層の光軸と一致することを特徴とする表示パネルを提供する。

このようにすることで、第１偏光板及び／又は第２偏光板での光損失を減少させることができる。
本願第１２発明は、第１発明において、前記第１基板上に配置された第１偏光板及び前記第２基板の下に配置された第２偏光板を更に含み、前記第１偏光板及び第２偏光板の光軸は、互いに９０°の角度をなすことを特徴とする表示パネルを提供する。

本願第１３発明は、第１発明において、前記位相変換層は、線形偏光された光を楕円偏光された光に位相変化させることを特徴とする表示パネルを提供する。
本願第１４発明は、第１発明において、前記位相変換層は、前記内部光及び外部光の一軸成分を前記内部光及び外部光の他軸成分に対して１／１０波長から１／２波長だけ位相変化させることを特徴とする表示パネルを提供する。

本願第１５発明は、第１４発明において、前記位相変換層は、前記内部光及び外部光の一軸成分を前記内部光及び外部光の他軸成分に対して１／４波長だけ位相変化させることを特徴とする表示パネルを提供する。
本願第１６発明は、第１発明において、前記内部光の位相変化量は、前記外部光の位相変化量と互いに異なることを特徴とする表示パネルを提供する。

内部光が通過する経路と外部光が通過する経路とは異なり、位相変化量が異なる。位相変換層は、この経路の違いによる位相変化量を補償することができる。これにより、外部へ出射される内部光の位相と、外部から表示パネルに取り込まれさらに外部へ出射される外部光の位相とを同程度にすることができる。
前記した本願第１７発明による表示パネルの製造方法は、第１基板上に内部光を反射させ外部光を透過させる画素電極部を形成する段階と、第２基板上に前記画素電極部と対応される共通電極を形成する段階と、前記画素電極部と共通電極のうち、少なくともいずれか一つの上に前記内部光及び外部光の位相を互いに異なるように変化させる位相変換層を形成する段階と、を含む。

本願第１８発明は、第１７発明において、前記位相変換層は、前記光の位相を変化させる光学異方性層及び前記光学異方性層の光軸を調整する誘導層を含むことを特徴とする表示パネルの製造方法を提供する。
本願第１９発明は、第１８発明において、前記光学異方性層は、光学的異方性物質を含むことを特徴とする表示パネルの製造方法を提供する。

本願第２０発明は、第１８発明において、前記位相変換層を形成する段階は、前記画素電極部と共通電極のうち、少なくともいずれか一つの上に誘導層を形成する段階と、前記誘導層の表面特性を変化させる段階と、表面特性が変化された誘導層上に前記光学異方性層を形成する段階と、前記誘導層の表面特性によって前記光学異方性層を硬化させ整列させる段階と、を含むことを特徴とする表示パネルの製造方法を提供する。

本願第２１発明は、第２０発明において、前記画素電極部は、光を透過させて透過領域を定義する透明電極、及び光を反射させ反射領域を定義する反射電極を含み、前記誘導層は、前記透過領域に形成された第１誘導層、及び前記反射領域に形成された第２誘導層を含み、前記第１誘導層及び第２誘導層は、互いに異なるように表面処理されることを特徴とする表示パネルの製造方法を提供する。

本願第２２発明は、第２０発明において、前記誘導層の表面特性を変化させる段階は、前記誘導層の上部にマスクを位置させる段階と、前記誘導層の表面特性を変化させるために、前記マスクを通じて前記誘導層の表面に電磁気波を照射する段階と、を含むことを特徴とする表示パネルの製造方法を提供する。
本願第２３発明は、第２２発明において、前記電磁気波は、紫外線であることを特徴とする表示パネルの製造方法を提供する。

本願第２４発明は、第２２発明において、前記電磁気波の波長は、４００ｎｍ以下であることを特徴とする表示パネルの製造方法を提供する。
本願第２５発明は、第２０発明において、前記誘導層の表面特性を変化させる段階は、前記誘導層の上部にマスクを位置させる段階と、前記誘導層の表面特性を変化させるために、前記マスクを通じて誘導層の表面に加速された粒子を衝突させる段階と、を含むことを特徴とする表示パネルの製造方法を提供する。
前記した本願第２６発明の一実施例による表示装置は、バックライトアセンブリ及びパネルアセンブリを含む。前記バックライトアセンブリは、内部光を発散する。前記パネルアセンブリは、前記内部光を透過させ外部光を反射させる画素電極部、前記画素電極部と向かい合う共通電極、前記画素電極部と共通電極との間に介在される液晶層、及び前記内部光及び外部光の位相を互いに異なるように変化させる位相変換層を具備する。

本願第２７発明は、第２６発明において、前記画素電極部は、前記内部光を透過させる透過電極、及び前記外部光を反射させる反射電極を含むことを特徴とする表示装置を提供する。

このような表示パネル、その製造方法、及びこれを有する表示装置によると、表示パネルの内部に光の光学的異方性を補償する位相変換層を形成させることにより、画像の表示品質を向上させ製造工程も単純化させることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例をより詳細に説明する。
＜表示装置の実施例１＞
図１は、本発明の第１実施例による表示装置を示す斜視図である。
図１を参照すると、表示装置は、バックライトアセンブリ、光学シート類４００、表示パネル５００、及びトップシャーシ６００を含む。

前記バックライトアセンブリは、内部光を発生させ前記表示パネル５００に提供する。前記バックライトアセンブリは、収納容器１００、光発生ユニット２００、及び導光板３００を含む。
前記収納容器１００は、底部１１０及び前記底部１１０のエッジから延長された側部１２０を含んで収納空間を定義し、前記収納空間には前記光発生ユニット２００及び導光板３００が収納される。

前記光発生ユニット２００は前記収納容器１００に収納され、前記導光板３００の側面と向かい合うように配置される。前記光発生ユニット２００は、内部光を発生させるランプ２１０及び前記ランプ２１０を取り囲むランプカバー２２０を含む。前記ランプ２１０は、棒形状を有する冷陰極線管蛍光ランプ（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）であり、前記ランプカバー２２０は前記ランプ２１０の一部を囲み、前記ランプ２１０から発生された内部光を反射させて前記導光板３００の側面に入射させる。

前記導光板３００は前記収納容器１００に収納され、前記導光板３００の側面が前記光発生ユニット２００と向かい合うように配置される。前記導光板３００は、前記光発生ユニット２００から発生された内部光の入射を前記側面において受ける。導光板３００に入射された内部光は導光板３００の内部で反射及び屈折され、前記導光板３００の上部に出射される。前記導光板２００の下面には、前記内部光を拡散させることができる反射パターン（図示せず）が形成されることもできる。

前記導光板３００は、前記光発生ユニット２００から離れるほど、薄い厚さを有するウェッジ形状（ｗｅｄｇｅ）を有する。これと異なり、一対の光発生ユニット２００が前記導光板３００の両側面に配置される場合、前記導光板３００は全面が一定の厚さを有する平らなプレート形状を有する。
前記光学シート類４００は、前記バックライトアセンブリの上部に配置され前記内部光の光学特性を向上させる。前記光学シート類４００は、前記内部光を拡散させて拡散板４１０及び前記内部光の正面輝度を向上させる少なくとも一つのプリズムシート４２０を含む。

前記表示パネル５００は前記光学シート類４００の上部に配置され、前記バックライトアセンブリから発生された内部光と、太陽光のような外部から発生された外部光とを利用して画像を表示する。前記表示パネル５００は、第１基板部５１０、第２基板部５２０、液晶層５３０、印刷回路基板５４０、及びフレキシブル印刷回路基板５５０を含む。
前記第１基板部５１０は、第１基板５１１及び第１偏光板５１２を含む。前記第１基板５１１上には、複数個がマトリックス形態に配置される画素電極部、各画素電極部に駆動電圧を印加する薄膜トランジスタＴＦＴ、及び薄膜トランジスタＴＦＴをそれぞれ作動させるための信号線が形成される。前記第１偏光板５１２は、前記第１基板５１１の下部に配置され、前記バックライトアセンブリから発生された内部光を所定の方向に偏光させる。

前記第２基板部５２０は前記第１基板部５１０と向かい合うように配置され、第２基板５２１及び第２偏光板５２２を含む。前記第２基板５２１の全面には、透明で導電性である共通電極、及び前記画素電極部と向かい合う所に配置されたカラーフィルターが形成される。前記第２偏光板５２２は前記第２基板５２１の上部に配置され、前記外部光を所定の方向に偏光させる。この際、前記第１偏光板及び第２偏光板の光軸は、互いに９０°の角度をなすことが好ましい。

前記液晶層５３０は、前記第１基板部５１０及び第２基板部５２０の間に介在され、前記画素電極部及び前記共通電極の間に形成された電場によって再配列される。再配列された前記液晶層５３０は、前記内部光及び外部光の光透過率を調節し、光透過率が調節された前記液晶層５３０は、前記内部光及び外部光が前記カラーフィルターを通過して画像を表示する。

前記印刷回路基板５４０は画像信号を処理する駆動回路ユニットを含み、駆動回路ユニットは外部から入力された画像信号を前記薄膜トランジスタＴＦＴを制御する駆動信号に変更する。
前記フレキシブル印刷回路基板５５０は、前記印刷回路基板５４０と前記第１基板部５１０を電気的に連結して、前記印刷回路基板５４０から発生された駆動信号を前記第１基板部５１０に提供する。前記フレキシブル印刷回路基板５５０は屈曲され、前記フレキシブル回路基板５５０を前記表示パネル５００の側部又は下部に配置させる。

前記トップシャーシ６００は、前記表示パネル５００のエッジを取り囲み、前記収納容器１００の側部１２０と結合され、前記表示パネル５００を前記バックライトアセンブリの上部に固定させる。前記トップシャーシ６００は、外部から加わった衝撃及び振動によって脆性の弱い前記表示パネル５００の破損又は損傷を防止し、前記表示パネル５００が前記収納容器１００から離脱されることを防止する。

図１に図示されたバックライトアセンブリは、光発生ユニット２００が導光板３００の側面に配置されたエッジ型タイプを一例として説明したが、これと異なり、前記バックライトアセンブリは、複数のランプが並列に配置された直下型タイプを採用しても良い。
又、図１に図示された光発生ユニット２００は、棒形状を有する冷陰極線管蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）を光源として例を挙げて説明したが、これと異なり、前記光発生ユニット２００は、点形態の光学分布を有する発光ダイオードを光源として採用しても良い。

又、図１に図示された表示装置は、移動が可能なノートパソコンで主に採用される表示装置を例を挙げて説明したが、これと異なり、前記表示装置でトップシャーシ６００を省略して図１の一部を修正すると、前記表示装置は、携帯電話の表示装置でも適用が可能である。
図２は、図１の表示装置のうち、表示パネルの１ピクセルを分解して示す斜視図である。

図２を参照すると、前記表示パネル５００は、画像を表示する複数のピクセルで構成されており、前記ピクセルのそれぞれは、第１基板部５１０、第２基板部５２０、及び液晶層５３０を含む。
前記第１基板部５１０は、第１基板５１１、第１偏光板５１２、薄膜トランジスタＴＦＴ（図示せず）、画素電極部５１３、及び第１液晶配向膜５１４を含む。

前記第１基板５１１はプレート形状を有し、一例として光が透過することができる透明なガラス基板又は石英基板であることが好ましい。
前記第１偏光板５１２は前記第１基板５１１の下部に配置され、光を所定の方向に偏光させる。一例として、前記第１偏光板５１２の光軸は０°又は１８０°の角度をなし、前記光を０°又は１８０°の角度に偏光させる。この際、前記第１偏光板５１２の下部には、内部光を発生させるバックライトアセンブリが配置され、前記内部光が前記第１偏光板５１２に入射され、０°又は１８０°の角度に偏光される。

前記薄膜トランジスタＴＦＴは前記第１基板５１１上に形成され、前記画素電極部５１３と電気的に連結され、外部から印加された駆動信号によって前記画素電極部５１３に駆動電圧を印加させる。
前記画素電極部５１３は前記薄膜トランジスタＴＦＴの上部に形成され、光を透過させる透明電極５１３ａ及び光を反射させる反射電極５１３ｂを含む。この際、前記透明電極５１３ａ及び反射電極５１３ｂは、前記画素電極部５１３を２等分した面積を有することが好ましい。

前記透明電極５１３ａは、光を透過させて前記画素電極部５１３上に透過領域を形成する。前記透明電極５１３ａは、前記バックライトアセンブリから発生された内部光を通過させて上部に出射させる。前記透明電極５１３ａは、例えば、透明で導電性である酸化スズインジウム薄膜（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム薄膜（ＩＺＯ）、及びアモルファス酸化スズインジウム薄膜（ａ−ＩＴＯ）等をフォトエッチング工程によってパターニングされ形成される。

前記反射電極５１３ｂは、光を反射させて前記画素電極部５１３上に反射領域を形成する。前記反射電極５１３ｂは、太陽光等の外部から入射された外部光を更に上部に反射させる。前記反射電極５１３ｂは、例えば、光反射率の高い金属物質からなることが好ましい。
前記第１液晶配向膜５１４は前記画素電極部５１３の上部に形成され、前記液晶層５３０に内在された液晶の配列方向を決定する。一例として、前記第１液晶配向膜５１４の配向方向は、画素の辺に対して４５°の角度をなす。

前記第２基板部５２０は前記第１基板部５１０と向かい合って配置され、第２基板５２１、第２偏光板５２２、カラーフィルター（図示せず）、共通電極５２３、位相変換層、及び第２液晶配向膜５２６を含む。
前記第２基板５２１は、前記第１基板５１１と同様にプレート形状を有し、光が透過することができる透明なガラス基板又は石英基板であることが好ましい。

前記第２偏光板５２２は前記第２基板５２１の上部に配置され、光を所定の方向に偏光させる。前記第２偏光板５２２の光軸は、前記第１偏光板５１２の光軸と比較する時、互いに９０°の角度をなすことが好ましい。一例として、前記第２偏光板５２２の光軸は９０°又は２７０°の角度をなして、前記光を９０°又は２７０°の角度に偏光させる。この際、前記第２偏光板５２２の上部からは前記外部光が入射され、入射された前記外部光は前記第２偏光板５２２によって９０°又は２７０°の角度に偏光される。

前記カラーフィルターは前記第２基板５２１の下面に形成され、光を所望する色相に変換させる。前記カラーフィルターは、例えば、白色光のうち、赤色光を選択的に通過させる赤色カラーフィルター、白色光のうち、緑色光を選択的に通過させる緑色カラーフィルター、及び白色光のうち、青色光を選択的に通過させる青色カラーフィルターで構成される。

前記共通電極５２３は前記カラーフィルターの下部に形成され、透明で導電性である性質を有する。一例として、前記共通電極５２３は、前記透明電極５１３ａと同様に酸化スズインジウム薄膜（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム薄膜（ＩＺＯ）、及びアモルファス酸化スズインジウム薄膜（ａ−ＩＴＯ）等をフォトエッチング工程によってパターニングされ形成されることができる。

前記位相変換層は前記共通電極５２３の下部に形成され、前記透過領域と対応される位置に形成される第１位相変換層５２４、及び前記反射領域と対応される位置に形成された第２位相変換層５２５を含む。前記位相変換層は、前記内部光及び外部光の移動経路による光学異方性を補償する。
前記第１位相変換層５２４は前記透過領域と対応される位置に形成され、前記内部光を通過させて前記内部光の位相を変化させる。前記第１位相変換層５２４は、第１誘導層５２４ａ及び第１光学異方性層５２４ｂを含む。この際、前記第１位相変換層５２４の光軸は、前記第１偏光板５１２及び第２偏光板５２２のうち、いずれか一つの光軸と一致することが好ましい。このようにすることで、第１偏光板５１２及び／又は第２偏光板５２２での光損失を減少させることができる。

前記第１誘導層５２４ａは前記共通電極５２３の下部に形成され、前記第１光学異方性層５２４ｂの光軸を表面処理によって所定の方向に誘導する。前記第１誘導層５２４ａはコーティング、蒸着等の方法を通じて形成されることができ、高分子物質、例えば、日産化学工業のＳＥ−７４９２、日本合成ゴム製造業チェーンＪＳＲ社のＪＡＬＳ２０３等を含むことができる。

前記第１誘導層５２４ａは、電磁気波、例えば、紫外線によって所定の方向に表面処理される。具体的に、前記第１誘導層５２４ａの表面の分子は、偏光された紫外線によって異方性を有するように分解されるか、又は、方向性を有するように表面処理される。
前記第１光学異方性層５２４ｂは前記第１誘導層５２４ａの下部に形成され、前記内部光の位相を変化させる。前記第１光学異方性層５２４ｂの光軸は、前記第１誘導層５２４ａの表面処理によって所定の方向に配向され、例えば、１３５°の角度に配向される。

前記第１光学異方性層５２４ｂは光学的異方性物質を含み、例えば、光によって硬化される液晶性物質を含む。前記光学的異方性物質は、一般的にスピンコーティング又はロールコーティング等の方法で形成され前記誘導層の上部に塗布され、紫外線等によって硬化される。
具体的に、前記光学的異方性物質は、プロピレングリコールメチルエチルアセテート、クロロフォルム、クロロベンゼン等に光硬化型液晶性物質を混合することにより形成される。前記光硬化性液晶性物質は、例えば、ドイツメルク社のＲＭＭ３４、ドイツＢＡＳＦ社のＬＣ２９８等を含むことができ、前記光学的異方性物質の全体体積に対して１０〜２０％濃度で溶解されることが好ましい。

前記第１光学異方性層５２４ｂは、前記内部光のうち、線形偏光された光を楕円偏光された光に位相変化させる。又、前記第１光学異方性層５２４ｂは、内部光と外部光との経路差に基づいて、前記内部光の一軸成分を前記内部光の他軸成分に対して１／１０波長から１／２波長だけ位相変化させる。この際、前記第１光学異方性層５２４ｂは、前記内部光の一軸成分を前記内部光の他軸成分に対して１／４波長だけ位相変化させることが好ましい。

前記第２位相変換層５２５は前記反射領域と対応される位置に形成され、前記外部光を通過させ前記外部光の位相を変化させる。前記第２位相変換層５２５は、第２誘導層５２５ａ及び第２光学異方性層５２５ｂを含む。この際、又、前記第２位相変換層５２５の光軸は、前記第１偏光板５１２及び第２偏光板５２２のうち、いずれか一つの光軸と一致することが好ましい。このようにすることで、第１偏光板５１２及び／又は第２偏光板５２２での光損失を減少させることができる。

前記第２誘導層５２５ａは前記共通電極５２３の下部に形成され、前記第２光学異方性層５２５ｂの光軸を表面処理によって所定の方向に誘導する。前記第２誘導層５２５ａは、前記第１誘導層５２４ａと同じ物質からなることが好ましい。前記第２誘導層５２５ａは、電磁気波、例えば、紫外線によって所定の方向に表面処理され、前記第１誘導層５２４ａとは異なる方向に表面処理される。

前記第２光学異方性層５２５ｂは前記第２誘導層５２５ａの下部に形成され、前記外部光の位相を変化させる。前記第２光学異方性層５２５ｂの光軸は、前記第２誘導層５２５ａの表面処理によって所定の方向に配向され、前記第１光学異方性層５２４ｂの光軸と比較する時、互いに４５°又は１３５°の角度をなすことが好ましい。例えば、前記第２光学異方性層５２５ｂの光軸は９０°の角度に配向される。

前記第２光学異方性層５２５ｂは光学的異方性物質を含み、好ましく、前記第１光学異方性層５２４ｂと同じ光硬化性液晶性物質を含む。
前記第２光学異方性層５２５ｂは、前記外部光のうち、線形偏光された光を楕円偏光された光に位相変化させる。又、前記第２光学異方性層５２５ｂは、内部光と外部光との経路差に基づいて、前記外部光の一軸成分を前記外部光の他軸成分に対して１／１０波長から１／２波長だけ位相変化させる。この際、前記第２光学異方性層５２５ｂは、前記外部光の一軸成分を前記内部光の他軸成分に対して１／４波長だけ位相変化させることが好ましい。

前記第２液晶配向膜５２６は前記位相変換層の下部に形成され、前記液晶層５３０に内在された液晶の配列方向を決定する。この際、前記第１及び第２液晶配向膜５１４、５２６の配向方向は互いに１８０°の角度をなすことが好ましく、一例として、前記第２液晶配向膜５２６の配向方向は２２５°の角度をなす。
前記液晶層５３０は、前記第１及び第２基板部５１０、５２０の間に介在され、前記画素電極部５１３及び共通電極５２３の間に形成された電場によって液晶の配列が変化する。前記液晶層５３０は、正の誘電率異方性を有する液晶物質を含み、前記液晶層５３０の厚さは、入射する前記内部光及び外部光の波長の１／４に該当する長さを有することが好ましい。前記液晶層５３０は、水平配向モードであり得るが、これと異なり、光の一軸成分を前記光の他軸成分に対して１／４波長だけ位相変化させる垂直配向モードでも良い。

図２には図示されていないが、前記表示パネル５００は、前記位相変換層と前記第２液晶配向膜５２６の間に配置され前記位相変換層を保護する保護層を更に含むことができる。
図３は、図１の表示装置のうち、表示パネルの薄膜トランジスタ及び画素電極部を示す平面図である。

図１及び図３を参照すると、前記第１基板５１１上には、データラインＤＬ、ゲートラインＧＬ、薄膜トランジスタ、及び画素電極部５１３を含む。
前記データラインＤＬとゲートラインＧＬは、互いに交差するように複数個が並列に配置される。前記データラインＤＬにはソース信号が印加され、前記ゲートラインＧＬにはゲート信号が印加される。

前記薄膜トランジスタは、ソース電極Ｓ、ゲート電極Ｇ、ドレイン電極Ｄ、及びチャンネル層Ｃを含む。前記ソース電極Ｓは、前記データラインＤＬと電気的に連結され前記ソース信号の印加を受け、前記ゲート電極Ｇは前記ゲートラインＧＬと電気的に連結され前記ゲート信号の印加を受ける。前記ドレイン電極Ｄは、前記画素電極部５１３と電気的に連結される。前記チャンネル層Ｃは、前記ゲート電極Ｇに前記ゲート信号が印加される時、前記ソース電極Ｓとドレイン電極Ｄを電気的に連結させ、その結果、前記ソース電極Ｓに印加された前記ソース信号は前記画素電極部５１３に伝送される。

前記画素電極部５１３は前記ドレイン電極Ｄと電気的に連結され光を透過させて透過領域を定義する透明電極５１３ａ、及び光を反射させ反射領域を定義する反射電極５１３ｂを含む。この際、前記透明電極５１３ａ及び反射電極５１３ｂは、前記画素電極部５１３を２等分した面積を有することが好ましい。
図４は、図２のピクセルに電源を印加しない状態での動作原理を示す斜視図である。この際、電圧を印加しない液晶層は、入射された光の１／４λだけの位相を遅延させる役割を行い、線形偏光された状態を円偏光された状態に変化させる。まず、バックライトアセンブリから発生された内部光の移動経路を調べた後、その後、外部から発生された外部光の移動経路について調べる。

図２及び図４を参照すると、前記バックライトアセンブリから発生された内部光１０は、前記第１偏光板５１２を通過しながら０°又は１８０°の角度方向に線形偏光される。前記線形偏光された内部光１０は、前記第１基板５１１、前記画素電極部５１３の透明電極５１３ａ、及び前記第１液晶配向膜５１４を順次に通過する。前記通過された内部光１０は、４５°又は２２５°の角度の光軸を有する前記液晶層５３０を通過しながら円形に偏光される。前記円形偏光された内部光１０は、前記第２液晶配向膜５２６を通過した後、更に１３５°又は３１５°の角度を有する光軸を有する前記第１位相変換層５２４を通過しながら、０°又は１８０°の角度方向に線形偏光される。前記線形偏光された内部光１０は、前記共通電極５２３と第２基板５２１を順次に通過する。しかし、９０°又は２７０°の角度の光軸を有する前記第２偏光板５２２を通過することができなくて、外部に画像を表示することができない。

その後、外部から発生された外部光２０は、９０°又は２７０°の角度の光軸を有する前記第２偏光板５２２を通過しながら、９０°又は２７０°の角度方向に線形偏光される。前記線形偏光された外部光２０は、前記第２基板５２１と共通電極５２３を通過した後、９０°又は２７０°の角度の光軸を有する前記第２位相変換層５２５を位相変化なしに通過する。前記線形偏光された外部光２０は、前記第２液晶配向膜５２６を通過した後、更に４５°又は２２５°の角度の光軸を有する前記液晶層５３０を通過しながら円形偏光された状態になる。前記円形偏光された外部光２０は、前記第１液晶配向膜５１４を通過した後、前記画素電極部５１３の反射電極５１３ｂによって反射されながら、偏光方向が反対に回転する円形偏光状態になる。

前記逆に回転する円形偏光された外部光２０は、前記第１液晶配向膜５１４を通過した後、更に前記液晶層５３０を通過しながら、０°又は１８０°の角度方向に線形偏光される。前記線形偏光された外部光２０は、位相の変化なしに、前記第２液晶配向膜５２６及び前記第２位相変換層５２５を通過し、前記通過された線形偏光された外部光２０は、前記共通電極５２３及び前記第２基板５２１を順次に通過するが、９０°又は２７０°の角度の光軸を有する前記第２偏光板５２２によって遮断される。

このように、前記液晶層５３０に電源を印加しない状態では、前記内部光１０及び外部光２０が前記表示パネル５００の外部に出射されないことにより、前記表示パネル５００は画像を表示しない。
図５は、図２のピクセルに電源を印加した状態での動作原理を示す斜視図である。この際、充分な電圧を印加した液晶層は、垂直配向状態になって、入射された光の位相が変化されない。まず、バックライトアセンブリから発生された内部光の移動経路を調べて、その後、外部から発生された外部光の移動経路について調べる。

図２及び図５を参照すると、前記内部光１０は前記第１偏光板５１２を通過しながら、０°又は１８０°の角度方向に線形偏光される。前記線形偏光された内部光１０は、前記第１基板５１１、前記画素電極部５１３の透明電極５１３ａ、及び前記第１液晶配向膜５１４を順次に通過する。前記通過された内部光１０は、垂直配向状態を有する前記液晶層５３０を通過しながら、位相の変化なしに通過する。前記円形偏光された内部光１０は、前記第２液晶配向膜５２６を通過した後、更に１３５°又は３１５°の角度の光軸を有する前記第１位相変換層５２４を通過しながら円形偏光された状態になる。前記円形偏光された内部光１０は、前記共通電極５２３と第２基板５２１を順次に通過した後、９０°又は２７０°の角度の光軸を有する前記第２偏光板５２２を通過して外部に画像を表示する。

その後、外部から発生された外部光２０は、９０°又は２７０°の角度の光軸を有する前記第２偏光板５２２を通過しながら、９０°又は２７０°の角度方向に線形偏光される。前記線形偏光された外部光２０は、前記第２基板５２１と共通電極５２３を通過した後、９０°又は２７０°の角度の光軸を有する前記第２位相変換層５２５を位相の変化なしに通過する。前記線形偏光された外部光２０は、前記第２液晶配向膜５２６を通過した後、更に垂直配向状態を有する前記液晶層５３０を位相の変化なしに通過する。前記通過された外部光２０は、前記第１液晶配向膜５１４を通過した後、前記画素電極部５１３の反射電極５１３ｂによって反射される。

前記反射された外部光２０は、前記第１液晶配向膜５１４を通過した後、更に前記液晶層５３０を位相の変化なしに通過する。前記通過された外部光２０は、前記第２液晶配向膜５２６を通過した後、９０°又は２７０°の角度の光軸を有する前記第２位相変換層５２５をそのまま通過する。前記通過された外部光２０は、前記共通電極５２３及び前記第２基板５２１を順次に通過した後、９０°又は２７０°の角度の光軸を有する前記第２偏光板５２２をそのまま通過する。

このように、前記液晶層５３０に電源を印加した状態では、前記内部光１０及び外部光２０が前記表示パネル５００の外部に出射されることにより、前記表示パネル５００は画像を表示する。
一方、中間階調イメージは、前記液晶層５３０に印加される電圧の大きさを調整することにより得ることができる。通常、明るい状態を得るために印加される電圧と、暗い状態を得るために印加される電圧との間の電圧を印加することにより、中間階調のイメージを得ることができる。

上記では、図４及び図５に図示された液晶層５３０は、電圧を印加しない時、入射された光の１／４λだけの位相を遅延させる役割を行って、線形偏光された光を円形偏光させ、充分な電圧を印加する時、液晶状態が垂直配向状態になって、入射された光の位相が変化されないと説明した。しかし、これと異なり、前記液晶層５３０は電圧を印加しない時、液晶状態が垂直配向状態であり入射された光の位相が変化されず、充分な電圧を印加する時、入射された光の１／４λだけの位相を遅延させる役割を行って、線形偏光された光を円形偏光させることもできる。

＜表示装置の実施例２＞
図６は、本発明の第２実施例による表示装置のうち、表示パネルの１ピクセルを分解して示す斜視図である。第２実施例による表示装置は、表示パネルを除くと、第１実施例の表示装置と同じ構成要素を有するので、同じ構成要素には同じ参照番号を付与して詳細な説明を省略する。

図１及び図６を参照すると、前記表示パネル７００は、画像を表示する複数のピクセルで構成されており、前記ピクセルのそれぞれは、第１基板部７１０、第２基板部７２０、及び液晶層７３０を含む。
前記第１基板部７１０は、第１基板７１１、第１偏光板７１２、薄膜トランジスタＴＦＴ（図示せず）、画素電極部７１３、位相変換層、及び第１液晶配向膜７１６を含む。

前記第１基板７１１はプレート形状を有し、一例として光が透過することができる透明なガラス基板又は石英基板であることを好ましい。
前記第１偏光板７１２は前記第１基板７１１の下部に配置され、光を所定の方向に偏光させる。一例として、前記第１偏光板７１２の光軸は０°又は１８０°の角度をなし、前記バックライトアセンブリから発生された内部光を０°又は１８０°の角度に偏光させる。

前記薄膜トランジスタＴＦＴは前記第１基板７１１上に形成され、前記画素電極部７１３と電気的に連結され、外部から印加された駆動信号によって前記画素電極部７１３に駆動電圧を印加させる。
前記画素電極部７１３は、前記薄膜トランジスタＴＦＴの上部に形成され、光を透過させる透明電極７１３ａ、及び光を反射させる反射電極７１３ｂを含む。この際、前記透明電極７１３ａ及び反射電極７１３ｂは、前記画素電極部７１３を２等分した面積を有することが好ましい。前記透明電極７１３ａは、光を透過させて前記画素電極部７１３上に透過領域を形成する。前記透明電極７１３ａは、前記バックライトアセンブリから発生された内部光を通過させて上部に出射させる。前記反射電極７１３ｂは、光を反射させ前記画素電極部７１３上に反射領域を形成する。前記反射電極７１３ｂは、太陽光等の外部から入射された外部光を更に上部に反射させる。

前記位相変換層は前記画素電極部７１３上に形成され、前記透過領域と対応される位置に形成された第１位相変換層７１４、及び前記反射領域と対応される位置に形成された第２位相変換層７１５を含む。前記位相変換層は、前記内部光及び外部光の移動経路による光学異方性を補償する。
前記第１位相変換層７１４は前記透過領域と対応される位置に形成され、前記内部光を通過させて前記内部光の位相を変化させる。前記第１位相変換層７１４は、第１誘導層７１４ａ及び第１光学異方性層７１４ｂを含む。

前記第１誘導層７１４ａは前記画素電極部７１３上に形成され、前記第１光学異方性層７１４ｂの光軸を表面処理によって所定の方向に誘導する。前記第１光学異方性層７１４ｂは前記第１誘導層７１４ａ上に形成され、前記内部光の位相を変化させる。前記第１光学異方性層７１４ｂの光軸は、前記第１誘導層７１４ａの表面処理によって所定の方向に配向され、例えば、０°の角度に配向される。

前記第１光学異方性層７１４ｂは、前記内部光のうち、線形偏光された光を楕円偏光された光に位相変化させる。又、前記第１光学異方性層７１４ｂは、内部光と外部光との経路差に基づいて、前記内部光の一軸成分を前記内部光の他軸成分に対して１／１０波長から１／２波長だけ位相変化させる。この際、前記第１光学異方性層７１４ｂは、前記内部光の一軸成分を前記外部光の他軸成分に対して１／４波長だけ位相変化させることが好ましい。

前記第２位相変換層７１５は前記反射領域と対応される位置に形成され、前記外部光を通過させ前記外部光の位相を変化させる。前記第２位相変換層７１５は、第２誘導層７１５ａ及び第２光学異方性層７１５ｂを含む。
前記第２誘導層７１５ａは前記画素電極部７１３上に形成され、前記第２光学異方性層７１５ｂの光軸を表面処理によって所定の方向に誘導する。前記第２光学異方性層７１５ｂは前記第２誘導層７１５ａ上に形成され、前記外部光の位相を変化させる。前記第２光学異方性層７１５ｂの光軸は、前記第２誘導層７１５ａの表面処理によって所定の方向に配向され、前記第１位相変換層７１４の光軸と比較すると、互いに４５°又は１３５°の角度をなすことが好ましい。例えば、前記第２光学異方性層７１５ｂの光軸は１３５°の角度に配向される。

前記第２光学異方性層７１５ｂは光学的異方性物質を含み、好ましく、前記第１光学異方性層７１４ｂと同じ光硬化性液晶性物質を含む。
前記第２光学異方性層７１５ｂは、前記外部光のうち、線形偏光された光を楕円偏光された光に位相変化させる。又、前記第２光学異方性層７１５ｂは、内部光と外部光との経路差に基づいて、前記外部光の一軸成分を前記外部光の他軸成分に対して１／１０波長から１／２波長だけ位相変化させる。この際、前記第２光学異方性層７１５ｂは、前記外部光の一軸成分を前記内部光の他軸成分に対して１／４波長だけ位相変化させることが好ましい。

前記第１液晶配向膜７１６は前記位相変換層上に形成され、前記液晶層７３０に内在された液晶の配列方向を決定する。一例として、前記第１液晶配向膜５１４の配向方向は４５°の角度をなす。
前記第２基板部７２０は前記第１基板部７１０と向かい合って配置され、第２基板７２１、第２偏光板７２２、カラーフィルター（図示せず）、共通電極７２３、及び第２液晶配向膜７２４を含む。

前記第２基板７２１は、前記第１基板７１１と同様にプレート形状を有し、光が透過することができる透明なガラス基板又は石英基板であることが好ましい。
前記第２偏光板７２２は前記第２基板７２１の上部に配置され、光を所定の方向に偏光させる。前記第２偏光板７２２の光軸は前記第１偏光板７１２の光軸と比較する時、互いに９０°の角度をなすことが好ましい。一例として、前記第２偏光板７２２の光軸は、９０°の角度をなして光を９０°の角度に偏光させる。

又、前記第１及び第２偏光板７１２、７２２のうち、いずれか一つの光軸が前記第１位相変換層７１４の光軸と一致するか、前記第２位相変換層７１５の光軸と一致することが好ましい。このようにすることで、第１偏光板７１２及び／又は第２偏光板７２２での光損失を減少させることができる。
前記カラーフィルターは前記第２基板７２１の下部に形成され、光を所望する色相に変換させる。前記共通電極７２３は前記カラーフィルターの下部に形成され、透明で導電性である性質を有する。

前記第２液晶配向膜７２４は前記共通電極７２３の下部に形成され、前記液晶層７３０に内在された液晶の配列方向を決定する。この際、前記第１及び第２液晶配向膜７１６、７２４の配向方向は、互いに１８０°の角度をなすことが好ましく、一例として、前記第２液晶配向膜７２４の配向方向は２２５°の角度をなすことができる。
前記液晶層７３０は前記第１及び第２基板部７１０、７２０の間に介在され、前記画素電極部７１３及び共通電極７２３の間に形成された電場によって液晶の配列が変化する。前記液晶層７３０は、正の誘電率異方性を有する液晶物質を含み、前記液晶層７３０の厚さは入射する前記内部光及び外部光の波長の１／４に該当する長さを有することが好ましい。前記液晶層７３０は、水平配向モードでも良いが、これと異なり、光の一軸成分を前記光の他軸成分に対して１／４波長だけ位相変化させる垂直配向モードでも良い。

図６には図示されていないが、前記表示パネル７００は、前記位相変換層と前記第１液晶配向膜７１６との間に配置され、前記位相変換層を保護する保護層を更に含むことができる。
図７は、図６のピクセルに電源を印加しない状態での動作原理を示す斜視図である。この際、電圧を印加しない液晶層は、入射された光の１／４λだけの位相を遅延させる役割を果たし、線形偏光された状態を円偏光状態に変化させる。まず、バックライトアセンブリから発生された内部光の移動経路を調べて、その後、外部から発生された外部光の移動経路について調べる。

図６及び図７を参照すると、前記バックライトアセンブリから発生された内部光１０は、０°又は１８０°の角度の光軸を有する前記第１偏光板７１２を通過しながら、０°又は１８０°の角度方向に線形偏光される。前記線形偏光された内部光１０は、前記第１基板７１１及び前記画素電極部７１３の透明電極７１３ａを順次に通過する。前記通過された内部光１０は、０°又は１８０°の角度の光軸を有する前記第１位相変換層７１４を位相の変化なしに通過した後、前記第１液晶配向膜７１６をそのまま通過する。前記通過された内部光１０は、４５°又は２２５°の角度の光軸を有する前記液晶層７３０を通過しながら円形に偏光される。前記円形偏光された内部光１０は、前記第２液晶配向膜７２４、共通電極７２３、及び第２基板７２１を順次に通過した後、９０°又は２７０°の角度の光軸を有する前記第２偏光板７２２によってフィルタリングされ画像を表示する。

その後、外部から発生された外部光２０は、９０°又は２７０°の角度の光軸を有する前記第２偏光板７２２を通過しながら、９０°又は２７０°の角度方向に線形偏光される。前記線形偏光された外部光２０は、前記第２基板７２１、共通電極７２３、及び前記第２液晶配向膜７２４をそのまま通過する。前記通過された外部光２０は、４５°又は２２５°の角度の光軸を有する前記液晶層７３０を通過しながら、円形偏光された状態になる。前記円形偏光された外部光２０は、１３５°又は３１５°の角度の光軸を有する前記第２位相変換層７１５を通過した後、９０°又は２７０°の角度に線形偏光される。前記線形偏光された外部光２０は、前記画素電極部７１３の反射電極７１３ｂによって反射される。

前記反射された外部光２０は、前記第２位相変換層７１５を更に通過しながら円形偏光され、前記円形偏光された外部光２０は、前記第２液晶配向膜７２４をそのまま通過する。前記通過された外部光２０は、更に前記液晶層７３０を通過しながら、９０°又は２７０°の角度に線形偏光される。前記線形偏光された外部光２０は、前記第２液晶配向膜７２４、共通電極７２３、及び第２基板７２１を順次に通過した後、前記第２偏光板７２２をそのまま通過して画像を表示する。

このように、前記液晶層７３０に電源を印加しない状態では、前記内部光１０及び外部光２０が全部前記表示パネル７００の外部に出射されることにより、前記表示パネル７００は画像を表示する。
図８は、図６のピクセルに電源を印加する状態での動作原理を示す斜視図である。この際、充分な電圧を印加した液晶層は、垂直配向状態になって入射された光の位相が変化されない。まず、バックライトアセンブリから発生された内部光の移動経路を調べて、その後、外部から発生された外部光の移動経路について調べる。

図６及び図８を参照すると、前記バックライトアセンブリから発生された内部光１０は、前記第１偏光板７１２を通過しながら、０°又は１８０°の角度方向に線形偏光される。前記線形偏光された内部光１０は、前記第１基板７１１及び前記画素電極部７１３の透明電極７１３ａを順次に通過する。前記通過された内部光１０は、０°又は１８０°の角度の光軸を有する前記第１位相変換層７１４を位相の変化なしに通過した後、前記第１液晶配向膜７１６をそのまま通過する。前記通過された内部光１０は、垂直配向状態を有する前記液晶層７３０を位相の変化なしに通過する。前記通過した内部光１０は、前記第２液晶配向膜７２４、共通電極７２３、及び第２基板７２１を順次に通過するが、９０°又は２７０°の角度の光軸を有する前記第２偏光板７２２によって遮断され画像を表示しない。

その後、外部から発生された外部光２０は、前記第２偏光板７２２を通過しながら、９０°又は２７０°の角度方向に線形偏光される。前記線形偏光された外部光２０は、前記第２基板７２１、共通電極７２３、及び前記第２液晶配向膜７２４をそのまま通過する。前記通過された外部光２０は、垂直配向状態を有する前記液晶層７３０を位相の変化なしに通過する。前記液晶層７３０をそのまま通過した外部光２０は、１３５°又は３１５°の角度の光軸を有する前記第２位相変換層７１５を通過した後、円形偏光された状態になる。前記円形偏光された外部光２０は、前記画素電極部７１３の反射電極７１３ｂによって反射され反対方向に円形偏光される。

前記反対に円形偏光された外部光２０は、前記第２位相変換層７１５を更に通過しながら、０°又は１８０°の角度方向に線形偏光され、前記線形偏光された外部光２０は、前記第２液晶配向膜７２４をそのまま通過する。前記通過された外部光２０は更に前記液晶層７３０をそのまま通過し、前記通過された外部光２０は前記第２液晶配向膜７２４、共通電極７２３、及び第２基板７２１を順次に通過するが、前記第２偏光板７２２によって遮断され画像を表示しない。

このように、前記液晶層７３０に電源を印加した状態では、前記内部光１０及び外部光２０の全部が前記表示パネル７００の外部に出射されないことにより、前記表示パネル７００は画像を表示しない。
一方、中間階調イメージは、前記液晶層７３０に印加される電圧の大きさを調整することにより得ることができる。通常、明るい状態を得るために印加される電圧と、暗い状態を得るために印加される電圧との間の電圧を印加することにより、中間階調のイメージを得ることができる。

上記では、図７及び図８に図示された液晶層７３０は、電圧を印加しない時、入射された光の１／４λだけの位相を遅延させる役割を行って、線形偏光された光を円形偏光させ、充分な電圧を印加する時、垂直配向状態になって入射された光の位相が変化されないと説明した。しかし、これと異なり、前記液晶層７３０は、電圧を印加しない時、垂直配向状態になって入射された光の位相が変化されず、充分な電圧を印加する時、入射された光の１／４λだけの位相を遅延させる役割を行って、線形偏光された光を円形偏光させることもできる。

＜表示パネルの製造方法＞
図９乃至図１５は、本発明の一実施例による表示パネルの製造方法を示す工程図である。具体的に、図９は、第１基板上に画素電極部を形成させる段階を示し、図１０は、画素電極部上に誘導層を形成させる段階を示し、図１１は、誘導層の一部に電磁気波を印加する段階を示し、図１２は、誘導層の他の一部に他の電磁気波を印加する段階を示し、図１３は、誘導層上に光学異方性層を形成する段階を示し、図１４は、第１液晶配向膜を形成させる段階を示し、図１５は、第２基板部及び液晶層を形成させる段階を示す。

図９を参照すると、まず、第１基板８１０上に内部光を透過させ外部光を反射させる画素電極部８２０を形成する。前記画素電極部８２０は、内部光を透過させ透過領域を定義する透明電極８２０ａ、及び外部光を反射させ反射領域を定義する反射電極８２０ｂを含む。例えば、前記透明電極８２０ａ及び反射電極８２０ｂのそれぞれは、プラズマ等の方法によって前記第１基板８１０の互いに異なる領域に蒸着され形成される。好ましくは、前記透明電極８２０ａ及び反射電極８２０ｂは、互いに交互に前記第１基板８１０上に形成される。

図１０を参照すると、前記画素電極部８２０を形成した後、前記画素電極部８２０上に誘導層８３０を形成する。前記誘導層８３０は、コーティング、蒸着等の方法を通じて形成されることができ、高分子物質を含み、例えば、日産化学工業のＳＥ−７４９２、日本合成ゴム製造社であるＪＳＲ社のＪＡＬＳ２０３等を含むことができる。
図１１を参照すると、前記誘導層８３０の一部８３０ａに第１電磁気波を印加して表面処理する。前記第１電磁気波６０は、第１方向に偏光された紫外線であることが好ましく、前記第１電磁気波６０の波長は４００ｎｍ以下であることが好ましい。この際、前記第１電磁気波６０は、第１マスク５０によって前記誘導層８３０の第１誘導領域８３０ａに印加され、前記誘導層８３０の第１誘導領域８３０ａは前記透過領域と対応される領域に位置する。前記第１電磁気波６０によって前記第１誘導領域８３０ａの表面分子は異方性を有して分解されるか、又は、方向性を有するように光反応される。これと異なり、前記誘導層８３０の第１誘導領域８３０ａを表面処理するために加速された粒子又は電子を衝突させることができる。

図１２を参照すると、前記誘導層８３０の他の一部８３０ｂに第２電磁気波８０を印加する。前記第２電磁気波８０は、前記第１方向と異なる第２方向に偏光された紫外線であることが好ましく、前記第２電磁気波８０の波長は４００ｎｍ以下であることが好ましい。この際、前記第２電磁気波８０は、第２マスク８０によって前記誘導層８３０の第２誘導領域８３０ｂに印加され、前記誘導層８３０の第２誘導領域８３０ｂは前記反射領域と対応される領域に位置し、前記第１誘導領域８３０ａを除いた残りの領域である。これと異なり、前記誘導層８３０の第２誘導領域８３０ｂを表面処理するために加速された粒子又は電子を衝突させることができる。

図１３を参照すると、前記誘導層８３０上に光学異方性層８４０を形成する。前記光学異方性層８４０は光学的異方性物質を含み、一般的にスピンコーティング又はロールコーティング等の方法で形成されることができる。前記光学異方性層８４０は、前記第１誘導領域８３０ａ上に形成された第１光学異方性層８４０ａ、及び第２誘導領域８３０ｂ上に形成された第２光学異方性層８４０ｂを含む。この際、第１及び第２光学異方性層８４０ａ、８４０ｂの光軸は、互いに４５°又は１３５°の角度をなすことが好ましい。

図１４を参照すると、前記光学異方性層８４０上に第１液晶配向膜８５０を形成する。前記第１液晶配向膜８５０を形成する前に、前記光学異方性層８４０を保護するための保護層（図示せず）が更に形成されることができる。
図１５を参照すると、第２基板部８６０を前記第１基板８１０と向かい合うように配置させる。前記第２基板部８６０は、第２基板８６２、共通電極８６４、及び第２液晶配向膜８６６を含む。その後、前記第１及び第２液晶配向膜８５０、８６６の間に液晶層８７０を注入する。

図９乃至図１５では、前記誘導層８３０及び光学異方性層８４０が前記第１基板８１０上に形成されたことを例示したが、これと異なり、前記誘導層８３０及び光学異方性層８４０は前記第２基板８６２上に形成されることもできる。
上述のように、位相変換層を設けることで、内部光と外部光との位相を互いに異ならせることで、内部光が通過する経路と外部光が通過する経路との違いによる光学異方性を補償することができる。これにより、外部へ出射される内部光の位相と、外部から表示パネルに取り込まれさらに外部へ出射される外部光の位相とを同程度にすることができる。これにより、液晶の厚みを異ならせるという複雑な工程を経ることなく、光学的異方性の問題、つまり内部光と外部光との位相が異なることによる問題を解消することができる。よって、画質を向上することができる。

また、液晶層の厚みを同一にして表示装置を形成できるため、つまり反射領域と透過領域とでセルギャップを同一に形成することができるため、反射領域と透過領域との境界の大きい段差によって発生する回位のような液晶配向問題と残像問題が発生しない。

また、このような表示パネル、これを有する表示装置、及びその製造方法によると、表示パネルの内部に光の光学的異方性を補償する位相変換層を形成させることにより、厚さが薄く、信頼性を有する表示パネルを製造することができるのみならず、画像の表示品質を向上させ製造工程も単純化させることができる。

以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。

本発明は、一定の厚みの液晶層を有する液晶層表示装置等にも適用可能である。

本発明の第１実施例による表示装置を示す斜視図である。 図１の表示装置のうち、表示パネルの１ピクセルを分解して示す斜視図である。 図１の表示装置のうち、表示パネルのスイッチング素子及び画素電極部を示す平面図である。 図２のピクセルに電源を印加しない状態での動作原理を示す斜視図である。 図２のピクセルに電源を印加した状態での動作原理を示す斜視図である。 本発明の第２実施例による表示装置のうち、表示パネルの１ピクセルを分解して示す斜視図である。 図６のピクセルに電源を印加しない状態での動作原理を示す斜視図である。 図６のピクセルに電源を印加する状態での動作原理を示す斜視図である。 本発明の一実施例による表示パネルの製造方法を示す工程図である。 本発明の一実施例による表示パネルの製造方法を示す工程図である。 本発明の一実施例による表示パネルの製造方法を示す工程図である。 本発明の一実施例による表示パネルの製造方法を示す工程図である。 本発明の一実施例による表示パネルの製造方法を示す工程図である。 本発明の一実施例による表示パネルの製造方法を示す工程図である。 本発明の一実施例による表示パネルの製造方法を示す工程図である。

符号の説明

１００ 収納容器
２００ 光発生ユニット
３００ 導光板
４００ 光学シート類
５００ 表示パネル
５１０ 第１基板部
５２０ 第２基板部
５３０ 液晶層
５４０ 印刷回路基板
５５０ フレキシブル印刷回路基板
６００ トップシャーシ

Claims (27)

1. 第１基板、及び前記第１基板上に形成され、内部光を透過させて外部光を反射させる画素電極部を具備する第１基板部と、
   前記第１基板と向かい合って配置された第２基板、及び前記第２基板上に形成された共通電極を具備する第２基板部と、
   前記第１基板部及び第２基板部の間に介在される液晶層と、
   前記第１基板及び第２基板の間に配置され、前記内部光及び外部光の位相を互いに異なるように変化させる位相変換層と、を含むことを特徴とする表示パネル。
2. 前記位相変換層は、前記画素電極部上に配置されることを特徴とする請求項１記載の表示パネル。
3. 前記位相変換層は、前記共通電極上に配置されることを特徴とする請求項１記載の表示パネル。
4. 前記位相変換層は、前記光の位相を変化させる光学異方性層、及び前記光学異方性層の光軸を調整する誘導層を含むことを特徴とする請求項１記載の表示パネル。
5. 前記画素電極部は、光が透過され透過領域を定義する透過電極、及び光が反射され反射領域を定義する反射電極を含むことを特徴とする請求項１記載の表示パネル。
6. 前記内部光は、前記第１基板部の下部から発生され前記透過電極を通過して、前記外部光は、前記第２基板部の上部から発生され前記反射電極によって反射されることを特徴とする請求項５記載の表示パネル。
7. 前記位相変換層は、前記透過領域と対応されるように形成された第１位相変換層、及び前記反射領域と対応されるように形成された第２位相変換層を含むことを特徴とする請求項５記載の表示パネル。
8. 前記第１位相変換層の光軸と第２位相変換層の光軸は、互いに４５°の角度をなすことを特徴とする請求項７記載の表示パネル。
9. 前記第１位相変換層の光軸と第２位相変換層の光軸は、互いに１３５°の角度をなすことを特徴とする請求項７記載の表示パネル。
10. 前記第１基板上に配置された第１偏光板及び前記第２基板の下に配置される第２偏光板を更に含み、
    前記第１偏光板及び第２偏光板のうち、いずれか一つの光軸は前記第１位相変換層の光軸と一致することを特徴とする請求項７記載の表示パネル。
11. 前記第１基板上に配置される第１偏光板及び前記第２基板の下に配置された第２偏光板を更に含み、
    前記第１偏光板及び第２偏光板のうち、いずれか一つの光軸は前記第２位相変換層の光軸と一致することを特徴とする請求項７記載の表示パネル。
12. 前記第１基板上に配置された第１偏光板及び前記第２基板の下に配置された第２偏光板を更に含み、
    前記第１偏光板及び第２偏光板の光軸は、互いに９０°の角度をなすことを特徴とする請求項１記載の表示パネル。
13. 前記位相変換層は、線形偏光された光を楕円偏光された光に位相変化させることを特徴とする請求項１記載の表示パネル。
14. 前記位相変換層は、前記内部光及び外部光の一軸成分を前記内部光及び外部光の他軸成分に対して１／１０波長から１／２波長だけ位相変化させることを特徴とする請求項１記載の表示パネル。
15. 前記位相変換層は、前記内部光及び外部光の一軸成分を前記内部光及び外部光の他軸成分に対して１／４波長だけ位相変化させることを特徴とする請求項１４記載の表示パネル。
16. 前記内部光の位相変化量は、前記外部光の位相変化量と互いに異なることを特徴とする請求項１記載の表示パネル。
17. 第１基板上に内部光を反射させ外部光を透過させる画素電極部を形成する段階と、
    第２基板上に前記画素電極部と対応される共通電極を形成する段階と、
    前記画素電極部と共通電極のうち、少なくともいずれか一つの上に前記内部光及び外部光の位相を互いに異なるように変化させる位相変換層を形成する段階と、を含むことを特徴とする表示パネルの製造方法。
18. 前記位相変換層は、前記光の位相を変化させる光学異方性層及び前記光学異方性層の光軸を調整する誘導層を含むことを特徴とする請求項１７記載の表示パネルの製造方法。
19. 前記光学異方性層は、光学的異方性物質を含むことを特徴とする請求項１８記載の表示パネルの製造方法。
20. 前記位相変換層を形成する段階は、
    前記画素電極部と共通電極のうち、少なくともいずれか一つの上に誘導層を形成する段階と、
    前記誘導層の表面特性を変化させる段階と、
    表面特性が変化された誘導層上に前記光学異方性層を形成する段階と、
    前記誘導層の表面特性によって前記光学異方性層を硬化させ整列させる段階と、を含むことを特徴とする請求項１８記載の表示パネルの製造方法。
21. 前記画素電極部は、光を透過させて透過領域を定義する透明電極、及び光を反射させ反射領域を定義する反射電極を含み、
    前記誘導層は、前記透過領域に形成された第１誘導層、及び前記反射領域に形成された第２誘導層を含み、
    前記第１誘導層及び第２誘導層は、互いに異なるように表面処理されることを特徴とする請求項２０記載の表示パネルの製造方法。
22. 前記誘導層の表面特性を変化させる段階は、
    前記誘導層の上部にマスクを位置させる段階と、
    前記誘導層の表面特性を変化させるために、前記マスクを通じて前記誘導層の表面に電磁気波を照射する段階と、を含むことを特徴とする請求項２０記載の表示パネルの製造方法。
23. 前記電磁気波は、紫外線であることを特徴とする請求項２２記載の表示パネルの製造方法。
24. 前記電磁気波の波長は、４００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２２記載の表示パネルの製造方法。
25. 前記誘導層の表面特性を変化させる段階は、
    前記誘導層の上部にマスクを位置させる段階と、
    前記誘導層の表面特性を変化させるために、前記マスクを通じて誘導層の表面に加速された粒子を衝突させる段階と、を含むことを特徴とする請求項２０記載の表示パネルの製造方法。
26. 内部光を発散するバックライトアセンブリと、
    前記内部光を透過させ外部光を反射させる画素電極部、前記画素電極部と向かい合う共通電極、前記画素電極部と共通電極との間に介在される液晶層、及び前記内部光及び外部光の位相を互いに異なるように変化させる位相変換層を具備するパネルアセンブリと、を含むことを特徴とする表示装置。
27. 前記画素電極部は、前記内部光を透過させる透過電極、及び前記外部光を反射させる反射電極を含むことを特徴とする請求項２６記載の表示装置。

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