JP5106754B2 - 半透過型表示装置及びその形成方法。 - Google Patents

Description

本発明は表示装置に関し、具体的に半透過型表示装置及びその形成方法に関する。

表示装置は一般に透過型と反射型とで区分される。このうち、透過型表示装置は内部光であるバックライトを使用して暗い室内でも使用可能な反面、電力消費が大きく野外では太陽光などのような外部光による反射のため、画質が低下する短所がある。これに対し、反射型表示装置はバックライトを使用しないので電力消費が少なく、野外では透過型より優秀な画質を具現することができるという長所があるが、暗い室内では使用が不可能だという短所がある。最近、高品質の画像情報を室内、室外などどこでも使用することができる表示装置に対する関心が高まり、半透過型表示装置に関する研究が活発に行われている。

半透過型表示装置の表示パネルは、１つの画素（Ｐｉｘｅｌ：表示パネルで１つの色相（赤色、緑色または青色）を表現するための最少領域であり、以下画素と称す）内に外部光を用いて画面を表示する反射領域と内部光（バックライト光）を用いて画面を表示する透過領域が共に存在する。

反射領域と透過領域は、下部基板に形成される画素電極の種類によって分けられるが、通常、画素電極として不透明（反射）電極を使用する領域が反射領域に、透明（透過）電極を用いる領域が透過領域に分けられる。勿論、不透明（反射）電極及び透明（透過）電極に対向して透明な共通電極が存在する。例えば、半透過型表示装置の表示パネルが第１パネル、第２パネル、及び第１パネルと第２パネルとの間に介在する液晶層からなる場合、第１パネルは、下部基板上にスイッチング素子、反射電極及び透過電極からなる画素電極を含み、第２パネルは上部基板上にカラーフィルター層と共通電極を含む。このような表示パネルに内部光を発生させるバックライトや画像データ処理及び電圧印加のための駆動回路部などをさらに具備することで半透過型表示装置を製造することができる。

従来の半透過型表示装置は反射領域と透過領域の液晶厚さを異なるようにして光学的異方性を補償するので、表示装置の製作工程が複雑で生産原価が高い。また、透過領域と反射領域で電圧印加による光学的特性が互いに相異して２つの領域をそれぞれ異なるようにして駆動しなければならないので駆動回路が複雑になるという問題点が発生するおそれがある。

また、最近には反射領域と透過領域の液晶の厚さを等しくし、２つの領域で液晶配向を異なるようにした多重モード半透過型表示装置に関する研究が活発に行われている。しかし、前述のような半透過型表示装置は液晶厚さの差異に起因する問題点を解決することができるが、反射領域と透過領域で互いに異なる液晶モードを使用することで、２つの領域で相変わらず光学的特性及び応答速度に差異が生じるなどの問題点が存在するようになる。

本発明の目的は表示特性を向上させることができ、生産性を向上させるための半透過型表示装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は前記半透過型表示装置の形成方法を提供することにある。

本発明による半透過型表示装置は表示装置内に位相差層を含む。

本発明による半透過型表示装置の１実施例として、半透過型表示装置表示装置は、第１基板と、前記第１基板上に存在し、内部光を透過する透明電極と外部光を反射する反射電極とで構成される画素電極と、前記反射電極及び透明電極のうち少なくとも１つの電極の上部に存在する位相差層と、前記いずれか１つの電極の他方の電極の上部に存在する補完層とを含む。ここで、反射電極が配置される反射領域及び透明電極が配置される透過領域におけるセルギャップは同一である。

本発明による半透過型表示装置の他の１実施例として、半透過型表示装置は、第１基板と、前記第１基板上に存在し、内部光を透過する透明電極と外部光を反射する反射電極からなる画素電極とを含む第１パネル、前記第１基板と対向し一定の間隔で離間する位置に配置される第２基板及び前記第２基板上に存在する共通電極を含む第２パネルと、及び前記画素電極と共通電極との間に介在する液晶層と、前記反射電極及び透明電極のうち少なくとも１つの電極の上部に存在する下側位相差層と、前記いずれか１つの電極の他方の電極の上部に存在する補完層とを含む。ここで、反射電極が配置される反射領域及び透明電極が配置される透過領域におけるセルギャップは同一である。

前記液晶層がツイストネマティックモードで場合、前記下側位相差層は前記反射電極上部に存在する。また、前記液晶層が垂直配向モードである場合、前記下側位相差層は前記透明電極上部に存在し、前記第２パネルは上側位相差層をさらに含む。

前記下側及び上側位相差層の１実施例として、位相変化軸の方向は互いに同一の方向とすることができ、前記下側及び上側位相差層の位相変化軸方向は前記可変位相差層の位相変化軸方向と９０°の関係を有することができる。

前記位相差層の１実施例として、位相差層は入射する線形偏光を円偏光または楕円偏光に位相を変化させるか、入射する光の一軸成分を他軸成分に比べて１/１０波長から１/２波長の間で選択されたいずれか１つの波長分だけ位相変化させる。

本発明による半透過型表示装置の形成方法は、第１パネルを形成する段階と、第２パネルを形成する段階と、前記第１パネルと前記第２パネルの間に液晶層を形成する段階とを含む。

本発明による半透過型表示装置の形成方法の１実施例として、前記第１パネルを形成する段階は、第１基板上に内部光を透過させる透明電極と外部光を反射させる反射電極からなる画素電極を形成する段階と、前記反射電極及び透明電極のうち、少なくともいずれか１つの電極の上部に位相差層を形成する段階と、前記いずれか１つの電極の他方の電極の上部に存在する補完層を形成する段階とで形成される。ここで、反射電極が配置される反射領域及び透明電極が配置される透過領域におけるセルギャップは同一である。

前記位相差層を形成する段階の１実施例として、位相差層は画素電極上に誘導層を形成する段階と、前記反射電極上部に形成された誘導層または前記透過電極上部に形成された誘導層の表面特性を変化させる段階と、前記誘導層上に光学的異方性物質を形成する段階と、前記誘導層の表面特性により前記光学的異方性物質を整列させながら硬化させる段階とで形成される。

本発明による半透過型表示装置は、反射領域と透過領域で同一のセルギャップを有し、反射領域と透過領域の駆動方式を同一に動作させることができ、製造工程が単純で表示装置の信頼性を向上することができる。また、光学的異方性補完層を液晶試片内部または外部に含まれるようにすることによって、液晶表示装置の厚さを減少させることができる。

以下、図面を参照して本発明の望ましい１実施例をより詳細に説明する。

図１は本発明の１実施例による半透過型表示装置を示す図面である。

図１に示ように、半透過型表示装置は第１パネル１００、第２パネル２００及び第１パネル１００と第２パネル２００との間に介在された液晶層３を含む。

第１パネル１００は、第１基板２１、第１基板２１の下側に取り付けられた下側偏光板２０、第１基板２１上に形成された透明電極２３及び反射電極２２を含み、反射電極２２上に位相差層２５を有する。また、透明電極２３上には補完層２６が形成されており、補完層２６及び位相差層２５上に第１液晶配向膜２４が存在する。透明電極２３及び反射電極２２は画素電極を成す。

第２パネル２００は、第２基板１１、第２基板１１上側に取り付けられた上側偏光板１０、第１基板２１上に形成された透明な共通電極１２及び第２液晶配向膜１４が存在する。

液晶層は正の誘電率異方性を有する液晶物質で構成することができ、具体的に、ツイストネマティック液晶物質を用いることができる。また、液晶層の厚さは１．５〜３．０μｍとすることができる。液晶層は線形偏光を４５°から９０°の間で選択されるいずれか１つの角度分だけ回転させるツイストネマティックモード（ＴＮＭｏｄｅ）とすることができる。

下側偏光板２０の透過軸方向と上側偏光板１０の透過軸方向が互いに直交する。即ち、下側偏光板２０の透過軸方向が９０°方向である場合、上側偏光板１０の透過軸方向を０°とすることができる。

第１液晶配向膜２４の配向方向と第２液晶配向膜１４の配向方向は約６０°の関係を有することができる。即ち、第１液晶配向膜２４の配向方向が約６０°である場合、第２液晶配向膜１４の配向方向を約０°とすることができる。

位相差層２５は入射する線形偏光を円偏光または楕円偏光に位相を変化させるか、入射する光の一軸成分を他軸成分に比べて１/１０波長から１/２波長の間で選択されたいずれか１つの波長分だけ位相変化させる。具体的に、１/４波長分だけ位相変化させる場合には、位相変化軸はＸ−Ｙ平面で４５°方向を有することとなる。位相変化軸は光が位相差層を通過するとき、位相変化軸に平行に振動する光の速度を、位相変化軸に直交する光の速度と異なるように変化させ、光の一軸成分を他軸成分に比べて１/４波長分だけ位相変化させる。

補完層２６はＸ−Ｙ平面で同一の屈折率を有する物質として、屈折率等方性物質（Ｎｘ＝Ｎｙ＝Ｎｚ、Ｎｘ、Ｎｙ、Ｎｚは各方向の屈折率を示す。以下同様である）、または屈折率異方性物質（Ｎｘ＝ＮｙＮｚ）を用いることができる。屈折率異方性物質である場合、補完層２６は位相変化軸が概ねＺ方向に平行な位相差層である。

補完層２６と位相差層２５は同じ物質であるが、位相変化軸方向が互いに異なるように構成することができる。または、補完層２６は位相差層２５と等しい高さに形成された別個の絶縁層とすることができる。

画素電極２２、２３と、位相差層２５及び補完層２６のと間に誘導層（図示せず）をさらに介在させることができる。誘導層は位相差層２５の位相変化軸及び補完層２６の位相変化軸を表面特性によってそれぞれ異なる方向に整列させる作用をする。

図２及び図３は図１の半透過型表示装置で光の偏光状態による動作原理を示す図面である。図２は表示装置でホワイトイメージのための動作原理を示す図面であり、図３は表示装置でブラックイメージのための動作原理を示す図面である。

図２及び図３で、下側偏光板２０の透過軸方向は９０°であり、上側偏光板１０の透過軸方向は０°である。また、液晶層は電圧を印加していない状態（図２）で線形偏光を６０°回転させ、電圧を印加した状態（図３）では光の位相を変化させない。

図２に示すように、透過領域で、第１基板下部に位置したバックライトアセンブリ（図示せず）から出射した光は下側偏光板２０、透明電極２３、補完層２６、第１液晶配向膜２４、液晶層３、第２液晶配向膜１４及び上側偏光板１０を通過する。具体的に、下側偏光板２０を通過しながら９０°（２７０°）方向に線形偏光された光は、液晶層３を通過しながら約６０°分だけ回転した第１線形偏光になる。液晶層３を通過した第１線形偏光は、０°（１８０°）方向の成分を有しているので、上側偏光板１０の透過軸を通過するようになる。

外部光は、反射領域において、上側偏光板１０、第２液晶配向膜１４、液晶層３、第１液晶配向膜２４、位相差層２５を通過した後、反射電極２２により反射され、再び位相差層２５、第１液晶配向膜２４、液晶層３、第２液晶配向膜１４及び上側偏光板１０を通過する。具体的に、上側偏光板１０を通過する際に０°（１８０°）方向に線形偏光された光は、液晶層３を通過して約６０°分だけ回転した第２線形偏光になり、位相差層２５を通過する際に、第１円形または第１楕円偏光になる。第１円形または楕円偏光は反射電極により反射され、偏光の回転方向が反対に回転する第２円形偏光または第２楕円偏光になり、再び位相差層２５を通過しながら第３楕円偏光になる。第３楕円偏光は液晶層３を通過し、約６０°分だけ回転した第４楕円偏光になり、これは０°（１８０°）方向の成分を有しているので、上側偏光板１０の透過軸を通過するようになる。

例えば、内部光は、透過領域において、下側偏光板を通過した後９０°（２７０°）線形偏光となり、さらに液晶層３を通過した後、１５０°（３３０°）線形偏光となる。１５０°（３３０°）線形偏光は０°（１８０°）方向に成分を有しているので、上側偏光板１０の透過軸を通過するようになる。外部光Ｌｏｕｔは、反射領域において、上側偏光板を通過した後０°（１８０°）線形偏光になり、さらに液晶層３を通過した後、６０°（２４０°）線形偏光になる。６０°（２４０°）線形偏光は位相差層を通過した後、再び位相差層を通過して楕円偏光になり液晶層を通過した後にも０°（１８０°）方向の成分を有しているので、上側偏光板１０の透過軸を通過するようになる。

図３における基本的な透過領域及び反射領域での光の経路は、図２の説明と同様であり、ここでは詳細を省略する。透過領域において、下側偏光板２０を通過し９０°（２７０°）方向に線形偏光された光は、液晶層３をそのまま通過する。液晶層３を通過した９０°（２７０°）線形偏光は０°（１８０°）方向の成分を有していないので、上側偏光板１０の透過軸を通過できない。

反射領域において、上側偏光板１０を通過する際に０°（１８０°）方向に線形偏光された光は、液晶層３をそのまま通過する。液晶層３を通過した０°（１８０°）線形偏光は、位相差層２５を通過した後反射され、再び位相差層２５を通過し０°（１８０°）線形偏光と比較して９０°回転した９０°（２７０°）線形偏光になる。９０°（２７０°）方向に線形偏光された光は液晶層３をそのまま通過する。液晶層３を通過した９０°（２７０°）線形偏光は０°（１８０°）方向の成分を有していないので、上側偏光板１０の透過軸を通過することができない。

一方、中間階調イメージは液晶層に印加される電圧の大きさを調整することで得られる。通常、ホワイトイメージを得るために印加される電圧とブラックイメージ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で中間階調のイメージを得ることが出きる。

図４は本発明の他の実施例による半透過型表示装置を示す図面である。

図４に示すように、半透過型表示装置は第１パネル１００と第２パネル２００、及び第１パネル１００と第２パネル２００との間に介在された液晶層３−１を含む。

第１パネル１００は、第１基板２１、第１基板２１下側に取り付けられた下側偏光板２０、第１基板２１上に形成された透明電極２３及び反射電極２２を含み、透明電極２３上に位相差層２５を有する。また、反射電極２２上には補完層２６が形成されており、補完層２６及び位相差層２５上に第１液晶配向膜２４が存在する。透明電極２３及び反射電極２２は画素電極を成す。

第２パネル２００は第２基板１１、第２基板１１上側に取り付けられた上側偏光板１０、第１基板２１上に形成された透明な共通電極１２、共通電極１２上に形成された位相差層２５−１及び第２液晶配向膜１４が存在する。

液晶層は負の誘電率異方性を有する液晶物質を用いることができ、具体的に、垂直配向モード（ＶＡモード）とすることができる。

下側偏光板２０の透過軸方向と上側偏光板１０の透過軸方向は互いに平行である。即ち、下側偏光板２０の透過軸方向が０°方向である場合、上側偏光板１０の透過軸方向を０°とすることができる。

第１液晶配向膜２４と第２液晶配向膜１４は液晶分子を垂直に配向させて液晶層３−１は垂直配向構造を有する。

下側位相差層２５、上側位相差層２５−１及び補完層２６は図１に示したものと同一である。ただ、下側及び上側位相差層の位相変化軸方向は互いに同一方向とすることができ、下側及び上側位相差層の位相変化軸方向は、液晶層の位相変化軸方向と９０°の関係を有する構成とすることができる。

画素電極２２、２３と、下側位相差層２５及び補完層２６との間、そして、共通電極１２と上側位相差層２５−１との間に誘導層（図示せず）がさらに介在する構成とすることができる。誘導層は位相差層２５の位相変化軸及び補完層２６の位相変化軸を表面特性によってそれぞれ異なる方向に整列させる作用をする。

第１液晶配向層２４と第２液晶配向層１４の表面処理方向は１８０°の関係がある。具体的に、第２液晶配向層１４は−４５°方向に表面処理されている。

図５及び図６は図４の半透過型表示装置で光の偏光状態による動作原理を示す図面である。図５は表示装置でホワイトイメージのための動作原理を示す図面で、図６は表示装置でブラックイメージのための動作原理を示す図面である。

図５及び図６で、下側偏光板２０の透過軸方向は０°であり、上側偏光板１０の透過軸の方向は０°である。また、液晶層３−１は電圧を印加した状態（図５）で位相変化軸が−４５°方向である１/４波長位相差層役割をし、電圧を印加していない状態（図６）では光の位相を変化させない。

図５に示すように、透過領域において、第１基板下部に位置するバックライト（図示せず）から出射した光Ｌｉｎは、下側偏光板２０、透明電極２３、下側位相差層２５、第１液晶配向膜２４、液晶層３−１、第２液晶配向膜１４、上側位相差層２５−１及び上側偏光板１０を通過する。具体的に、下側偏光板２０を通過する際に０°方向に線形偏光された光は、下側位相差層２５を通過する際に第１円形または第１楕円偏光になる。第１円形偏光または第１楕円偏光は、電圧が印加された液晶層３−１で位相変化された後、再び上側位相差層２５‐１を通過する際に第２円形偏光または第２楕円偏光になる。第２円形偏光または第２楕円偏光は０°（１８０°）方向に成分を有しているので、上側偏光板１０の透過軸を通過するようになる。

外部光Ｌｏｕｔは、反射領域において、上側偏光板１０、上側位相差層２５−１、第２液晶配向膜１４、液晶層３、第１液晶配向膜２４、補完層２６を通過した後、反射電極２２により反射され、再び補完層２６、第１液晶配向膜２４、液晶層３、第２液晶配向膜１４、上側位相差層２５−１及び上側偏光板１０を通過する。具体的に、上側偏光板１０を通過する際に０°（１８０°）方向に線形偏光された光は、上側位相差層を通過する際に第１円形偏光または第１楕円偏光になる。第１円形偏光または第１楕円偏光は、電圧が印加された液晶層３−１で位相変化された後、概ね０°（１８０°）方向に線形偏光された光になる。線形偏光は反射電極で反射され、再び液晶層３−１及び上側位相差層２５−１を通過する際に、概ね０°（１８０°）方向の成分を有しているので、上側偏光板１０の透過軸を通過するようになる。

例えば、内部光は、透過領域において、下側偏光板２０を通過した後０°（１８０°）線形偏光になり、これは４５°位相変化軸に１/４波長位相変化させる下側位相差層２５、４５°位相変化軸に１/４波長位相変化させる液晶層３−１及び４５°位相変化軸１/４波長位相変化させる上側位相差層２５−１を通過して第１円形偏光になり、これは０°（１８０°）方向の成分を有しているので、上側偏光板１０の透過軸を通過するようになる。外部光は、反射領域において、上側偏光板１０を通過した後０°（１８０°）線形偏光になり、これは４５°位相変化軸に１/４波長位相変化させる上側位相差層２５−１、４５°位相変化軸に１/４波長位相変化させる液晶層３−１を通過した後、０°（１８０°）線形偏光になる。これは再び液晶層３−１及び位相変化軸２５−１を通過した後、０°（１８０°）線形偏光になる。０°（１８０°）線形偏光は０°（１８０°）方向の成分を有しているので、上側偏光板１０の透過軸を通過するようになる。

図６に示すように、基本的な透過領域及び反射領域での光の経路は図５で説明されたので省略する。透過領域において、下側偏光板２０を通過する際に０°（１８０°）方向に線形偏光された光は、下側位相差層２５を通過して第１円形偏光または第１楕円偏光になり、これは液晶層３をそのまま通過する。液晶層３を通過した第１円形偏光または第１楕円偏光は、上側位相差層２５−１を通過して９０°（２７０°）線形偏光になり、これは０°（１８０°）方向の成分を有していないので、上側偏光板１０の透過軸を通過することができない。

反射領域において、上側偏光板１０を通過しながら０°（１８０°）方向に線形偏光された光は、上側位相差層２５−１を通過する際に第１円形偏光または第１楕円偏光になり、これは液晶層３−１をそのまま通過する。液晶層３−１を通過した第１円形偏光または第１楕円偏光は、補完層２６を通過した後反射され、再び補完層２５を通過し第１円形偏光または第１楕円偏光と偏光の回転方向の反対である第２円形偏光または第２楕円偏光になる。第２円形偏光または第２楕円偏光は液晶層３−１をそのまま通過し、上側位相差層２５−１を通過して９０°（２７０°）線形偏光になる。これは０°（１８０°）方向の成分を有していないので、上側偏光板１０の透過軸を通過することができない。

図７は本発明のまたの他の実施例による半透過型表示装置を示す図面である。

図７に示すように、図７の半透過型表示装置は図４の半透過型表示装置において、上側位相差層２５−１が共通電極１２上に存在する代りに第２基板１１と上側偏光板１０との間に存在することを除いては同一である。

第１パネル１００の構成は図４の説明と同様である。また、第２パネル２００は第２基板１１、第２基板１１上側に取り付けられた上側位相差層２５−１及び上側偏光板１０、第１基板２１上に形成された透明の共通電極１２及び第２液晶配向膜１４が存在する。

図７の半透過型表示装置で光の偏光状態による動作原理は図５で説明したのと同一である。

図８〜図１１は本発明による半透過型表示装置で位相差層及び補完層を形成する方法を示す図面である。

図８に示すように、透明電極２３及び反射電極２２上に誘導層４を形成する。誘導層はスピンコーティングやロール印刷（Ｒｏｌｌ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）の方法を通じて形成することができる。具体的に、誘導層はＪＡＬＳ２０３（ＪＳＲ、Ｊａｐａｎ）を使用することができる。図９に示すように、マスク５を使用して誘導層４の表面に部分的に電磁気波６、例えば、紫外線を照射すると、紫外線６が照射された領域と照射されない領域の誘導層２７、２８の表面特性が変化するようになる。一般に、紫外線に露出されると光による結合が形成されるかまたは分解が起こり、このとき疎水性（Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ）表面が親水性を有するようになる。図１０に示すように、光硬化が可能な液晶性物質などの光学的異方性物質７を表面特性が変化した誘導層２７、２８上部に形成する。通常、光学的異方性物質は通常、プリンティング方法で形成することができる。具体的に、光学的異方性物質は、クロロホルムに２０％濃度で溶解させた光硬化型液晶性物質ＬＣ２４２（ＢＡＳＦ）を使用することができる。異方性物質７を形成した後、熱処理過程を経て誘導層の表面特性に従って異方性物質７の位相変化軸を整列させる。図１１に示すように、光学的異方性物質を紫外線に再度露出して光硬化させて位相差層を形成する。

前述のような方法で、図１、図３、図５に示された半透過型表示装置における位相差層２５、２５−１を形成することができる。

図１２は図１の半透過型表示装置で液晶の捩れ角に対する透過または反射特性を電圧の関数に示す図面である。本図面でＸ軸は電圧Ｖを示し、Ｙ軸は透過率または反射率を示す。即ち、透過領域または反射領域で液晶層に入射する光の強度を基準にして、液晶層から出射する光の強度を示す値である。

捩れ角が４５°の場合、２Ｖ付近における反射特性が上方に急激に増加して最大値を示す反面、透過特性は反射特性のような変化が見られない。即ち、透過特性と反射特性が互いに異なる変化形態を示す。一方、液晶の捩れ角が６０°と７５°の場合は透過特性と反射特性が同じ変化形態を示す。

一般に、半透過型表示装置では、画質特性を考慮して、透過特性と反射特性が等しい変化形態を示すものを選択することが好ましく、効率性側面で透過率と反射率が高いものを選択することが好ましい。従って、本図面で液晶層の捩れ角が６０°の場合が画質特性及び効率性側面で優秀である。しかし、他の要因、例えば、消費電力問題や顧客の趣向を考慮して、６０°周辺の他の角度を選択することもあり得る。

図１３は図１２の６０°捩れ構造を採用した半透過型表示装置で、透過率と反射率の計算値と測定値を電圧の関数に示す図面である。本図面で透過率と反射率の変化特性を見るためにその値を規格化して最大値が１になるようにした。測定に使用した試片液晶層の厚さは１．８μｍであり、液晶配向膜物質としてＪＡＬＳ１０５１（ＪＳＲ、Ｊａｐａｎ）、ネマティック液晶としてＭＬＣ６０１２（Ｍｅｒｃｋ）、位相差層物質としてクロロホルムに２０％濃度に溶解した光硬化型液晶性物質ＬＣ２４２（ＢＡＳＦ）、そして、整列誘導層物質としてＪＡＬＳ２０３（ＪＳＲ、Ｊａｐａｎ）をそれぞれ使用した。

本図面で透過率と反射率が非常に類似する特性を示す。これは本発明の半透過型表示装置で透過領域及び反射領域を同一の駆動方式で駆動することができることを示している。

図１４は図１２の６０°捩れ構造を採用した半透過型表示装置の応答速度を示す図面である。これは前記図１３の光学特性に対応する。

使用された液晶層の厚さは１．８μｍであり、既存の表示装置に使用される厚さである５μｍより薄いため、速い応答特性を示す。電圧が印加されるとき及び除去されるときの応答速度が、それぞれ５．８msecと０．８msecとして測定され、これは表示装置で同映像を具現するのに十分な応答速度である。

一方、前述した内容は後述する発明の特許請求の範囲より理解できるように、本発明の特徴と技術的長所を実施例を中心にして記述した。開示された本発明の概念と特定実施例は本発明と類似目的を遂行するための他の構造の設計や修正の基本として使用され得ることが当該技術分野の熟練された人々によって認識されるべきである。

また、本発明で開示された発明概念と実施例が本発明の同一の目的を遂行するために他の構造に修正または設計するための基礎として当該技術分野の熟練された人々によって使用されることができる。

以上、本発明を詳細に説明したが、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者であれば、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。

本発明の一実施例による半透過型表示装置を示す図面である。 図１の半透過型表示装置で光の偏光状態による動作原理を示す図面である。 図１の半透過型表示装置で光の偏光状態による動作原理を示す図面である。 本発明の他の一実施例による半透過型表示装置を示す図面である。 図４の半透過型表示装置で光の偏光状態による動作原理を示す図面である。 図４の半透過型表示装置で光の偏光状態による動作原理を示す図面である。 本発明の他の１実施例による半透過型表示装置を示す図面である。 本発明による半透過型表示装置で位相差層及び補完層を形成する方法を示す図面である。 本発明による半透過型表示装置で位相差層及び補完層を形成する方法を示す図面である。 本発明による半透過型表示装置で位相差層及び補完層を形成する方法を示す図面である。 本発明による半透過型表示装置で位相差層及び補完層を形成する方法を示す図面である。 図１の半透過型表示装置で液晶の捩れ角に対する透過または反射特性を電圧の関数に示す図面である。 前記図１２の捩れ構造を採用した半透過型表示装置で透過率と反射率を計算値と測定値を電圧の関数に示す図面である。 図１２の６０°捩れ構造を採用した半透過型表示装置の応答速度を示す図面である。

３ 液晶層
１０ 上側偏光板
１４ 第２液晶配向膜
２０ 下側偏光板
１１ 第２基板
２１ 第１基板
２２ 反射電極
２３ 透明電極
２４ 第１液晶配向膜
２５ 位相差層
２６ 補完層
１００ 第１パネル
２００ 第２パネル

Claims (22)

1. 第１基板と、
   前記第１基板上に存在し、内部光を透過する透明電極と外部光を反射する反射電極とで構成された画素電極と、
   前記反射電極及び透明電極のうち、いずれか１つの電極の上部に存在する位相差層と、
   前記いずれか１つの電極の他方の電極の上部に存在する補完層と、
   を含み、
   前記反射電極が配置される反射領域及び前記透明電極が配置される透過領域におけるセルギャップは同一である半透過型表示装置。
2. 前記位相差層は、入射する線形偏光を円偏光または楕円偏光に位相変化させることを特徴とする請求項１記載の半透過型表示装置。
3. 前記位相差層は、入射する光の一軸成分を他軸成分に比べて１/１０波長から１/２波長の間で選択されたいずれか１つの波長分だけ位相変化させることを特徴とする請求項１記載の半透過型表示装置。
4. 前記位相差層は、入射する光の一軸成分を他軸成分に比べて１/４波長分だけ変化させることを特徴とする請求項３記載の半透過型表示装置。
5. 前記位相差層が前記反射電極及び透明電極のうちいずれか１つの上部に存在する場合、前記位相差層による段差を除去するための絶縁膜をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の半透過型表示装置。
6. 前記位相差層と前記画素電極との間に誘導層をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の半透過型表示装置。
7. 第１基板と、前記第１基板上に存在し内部光を透過する透明電極及び外部光を反射する反射電極で構成された画素電極とを含む第１パネルと、
   前記第１基板と対向して一定の間隔で離間した位置に配置される第２基板と、前記第２基板上に存在する共通電極とを含む第２パネルと、
   前記画素電極と共通電極との間に介在する液晶層と、
   前記反射電極及び透明電極のうち少なくとも１つの電極の上部に存在する下側位相差層と、
   前記いずれか１つの電極の他方の電極の上部に存在する補完層と、
   を含み、
   前記反射電極が配置される反射領域及び前記透明電極が配置される透過領域におけるセルギャップは同一である半透過型表示装置。
8. 前記液晶層は、４５°から９０°の間で選択されるいずれか１つの角度分だけ線形波形を回転するツイストネマティックモードであることを特徴とする請求項７記載の半透過型表示装置。
9. 前記下側位相差層は前記反射電極上部に存在することを特徴とする請求項８記載の半透過型表示装置。
10. 前記液晶層は入射する光の一軸成分を他軸成分に比べて１/４波長分だけ変化させる垂直配向モード（ＶＡｍｏｄｅ）であることを特徴とする請求項７記載の半透過型表示装置。
11. 前記下側位相差層は、前記透明電極上部に存在し、前記第２パネルは上側位相差層をさらに含むことを特徴とする請求項１０記載の半透過型表示装置。
12. 前記上側位相差層と前記第２パネルとの間に誘導層をさらに含むことを特徴とする請求項１１記載の半透過型表示装置。
13. 前記上側位相差層は、前記共通電極上に位置することを特徴とする請求項１１記載の半透過型表示装置。
14. 前記上側位相差層は前記共通電極が形成された領域の反対側第２基板上に位置することを特徴とする請求項１１記載の半透過型表示装置。
15. 前記上側位相差層は、入射する線形偏光を円偏光または楕円偏光に位相変化することを特徴とする請求項１１記載の半透過型表示装置。
16. 前記上側位相差層は、入射する光の一軸成分を他軸成分に比べて１/１０波長から１/２波長の間で選択されたいずれか１つの波長分だけ位相変化させることを特徴とする請求項１１記載の半透過型表示装置。
17. 前記下側位相差層の位相変化軸と前記上側位相差層の位相変化軸が同一の方向であることを特徴とする請求項１６記載の半透過型表示装置。
18. 前記下側位相差層及び上側位相差層の位相変化軸方向は前記液晶層の位相変化軸方向と９０°の関係であることを特徴とする請求項１７記載の半透過型表示装置。
19. 第１パネルを形成する段階と、
    第２パネルを形成する段階と、
    前記第１パネルと前記第２パネルの間に液晶層を形成する段階と、
    を含み、
    前記第１パネルを形成する段階は、
    第１基板上に内部光を透過する透明電極と外部光を反射する反射電極とで構成される画素電極を形成する段階と、
    前記反射電極及び透明電極のうち、少なくともいずれか１つの電極の上部に位相差層を形成する段階と、
    前記いずれか１つの電極の他方の電極の上部に存在する補完層を形成する段階と、
    を含み、
    前記反射電極が配置される反射領域及び前記透明電極が配置される透過領域におけるセルギャップは同一である半透過型表示装置の形成方法。
20. 前記位相差層を形成する段階は、
    画素電極上に誘導層を形成する段階と、
    前記反射電極上部に形成された誘導層または前記透過電極上部に形成された誘導層の表面特性を変化させる段階と、
    前記誘導層上に光学的異方性物質を形成する段階と、
    前記誘導層の表面特性に従って前記光学的異方性物質を整列させながら硬化させる段階と、
    を含む請求項１９記載の半透過型表示装置の形成方法。
21. 前記反射電極上部に形成された誘導層または前記透過電極上部に形成された誘導層の表面特性を変化させる段階は、
    前記誘導層上部にマスクを位置させる段階と、
    前記マスクを通じて表面特性を変化させようとする誘導層表面に波長が４００ｎｍ以下である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記載の半透過型表示装置の形成方法。
22. 前記反射電極上部に形成された誘導層または前記透過電極上部に形成された誘導層の表面特性を変化させる段階は、
    前記誘導層上部にマスクを位置させる段階と、
    前記マスクを通じて表面特性を変化しようとする誘導層表面に加速された粒子またはイオンを衝突させる段階と、
    を含むことを特徴とする請求項２０記載の半透過型表示装置の形成方法。

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