KR100295769B1

KR100295769B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR100295769B1
Application number: KR1019997002636A
Authority: KR
Inventors: 가네코야스시; 아키야마다카시; 이데마사후미
Original assignee: 하루타 히로시; 시티즌 도케이 가부시키가이샤
Priority date: 1997-07-30
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2001-08-07
Also published as: CN1114124C; CN1236444A; US6930738B1; KR20000068644A; HK1022527A1; EP0936490A4; AU8461198A; EP0936490A1; WO1999006878A1

Abstract

액정표시장치를, 제 1 전극축(10a)3)을 가지는 제 1의 기판(1)과 제 2 전극(4)을 가지는 제 2 기판(2)의 사이에 180°∼270° 트위스트배향하고 있는 네마틱액정(6)을 봉입·협지한 STN 액정셀(16)을 중심으로, 그 제 2 기판(2)의 외측에 위상차판(13)과 흡수형편광판(8)을 순차로 설치하고, 제 1 기판(1)의 외측에, 반사형편광판(10)과 광흡수부재(11)를 순차로 설치하여 구성한다. 그것에 의하여, 반사형편광판(10)의 반사광에 의한 메탈릭 실버의 배경과, 반사형편광판(10)의 투과광이 광흡수부재(11)에 흡수되거나 특정한 색의 빛만 반사되는 것에 의해, 검정이나 칼라의 표시가 가능하다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

종래부터, 액정표시장치에 있어서의 표시의 배경부나 문자나 도형등의 표시부에 색을 입히는 단색 칼라액정표시장치로서는, 몇개의 수단이 제안되어 있다.

그 제 1 종래 기술은, 액정표시패널의 외측에 칼라편광판을 구비한 단색 칼라액정표시장치로, 구성이 간단하며, 일반적으로 다용되어 있다.

제 2 종래 기술은, 액정표시패널을 구성하는 액정셀의 네마틱액정에 2색성색소를 혼합하여, 네마틱액정분자의 동작에 의해, 2색성색소도 함께 동작시키도록 한 단색 칼라액정표시장치로, 게스트호스트방식이라고 불리고 있다.

그러나, 이들 종래의 단색 칼라액정표시장치는 어느것이나, 흰 배경내에 염료나 2색성색소의 색문자나 색도형을 표시하거나 반대로 염료나 2색성색소의 배경색에 흰색 문자나 흰 도형을 표시하기 때문에, 콘트라스트가 낮았다. 또한, 염료나2색성색소의 수가 한정되기 때문에, 표시할 수 있는 색수도 한정된다고 하는 문제도 있다.

또한, 디지털시계나, 휴대전화기용등에, 컬러플한 디자인에 맞는 메탈릭표시가 가능하고, 시야각특성이 양호한 액정표시장치가 요망되고 있다.

본 발명은, 이러한 현상에 비추어 행해진 것으로서, 메탈릭인 배경내에 색문자나 색도형을 표시하거나 반대로 컬러플한 색배경내에 메탈릭인 문자나 도형을 표시할 수 있도록 하여, 고 콘트라스트로 디자인성이 풍부한 표시가 가능하고, 또한 시야각특성도 양호한 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[발명의 개시]

본 발명에 의한 액정표시장치는, 상기의 목적을 달성하기 위해서 다음과 같이 구성한다.

이 액정표시장치에는, 제 1 전극을 가지는 투명한 제 1 기판과 제 2 전극을 가지는 투명한 제 2 기판과의 사이에, 180°∼270°트위스트배향하고 있는 네마틱액정을 봉입하여 협지한 슈퍼·트위스트네마틱 (STN)액정셀을 사용한다.

그리고, STN 액정셀의 제 2 기판의 외측에 위상차판을 설치하여, 그 위상차판의 외측에, 투과용이축에 직교하는 진동면을 가지는 직선편광은 흡수하는 흡수형편광판을 설치한다. 또한, 상기 STN 액정셀의 제 1 기판의 외측에 투과용이축에 직교하는 진동면을 가지는 직선편광은 반사하는 반사형편광판을 설치하고, 그 반사형편광판의 외측에 광흡수부재를 설치한다.

그리고, 상기 위상차판으로서, 그 지상축(遲相軸)방향의 굴절율을 nx, Y축방향의 굴절율을 ny, 두께 방향의 굴절율을 nz로 하였을 때, nx> nz> ny의 관계를 만족하는 것을 사용한다.

혹은 또, 상기 STN 액정셀의 제 2 기판의 외측으로 뒤틀림 위상차판을 설치하고, 그 뒤틀림 위상차판의 외측에 상기 흡수형편광판을 설치하며, 상기 STN 액정셀의 제 1 기판의 외측에 상기 반사형편광판과, 상기 광흡수부재를 순차로 설치하도록 하여도 좋다.

이들 액정표시장치에 있어서, 상기 흡수형편광판의 외측표면에 광확산층을 설치하거나 상기 흡수형편광판의 외측에 광확산시트를 설치하면 좋다.

상기 흡수형편광판은, 2색성색소를 사용한 칼라편광판이더라도 좋다.

상기 광흡수부재는, 색필터나 태양 전지라도 좋다.

혹은, 상기 광흡수부재를 반투과성 광흡수부재로 하여, 그 반투과성 광흡수부재의 외측에 백라이트를 설치할 수도 있다.

또한, 상기 STN 액정셀의 제 1 기판과 상기 반사형편광판과의 사이에, 광확산층을 설치하여도 좋다.

본 발명에 의한 액정표시장치는, 이러한 구성에 의해, 반사형편광판의 반사광에 의한 메탈릭 실버의 배경과, 반사형편광판의 투과광이 광흡수부재에 흡수되거나, 특정한 색의 광만이 반사되는 것에 의해, 검정이나 칼라의 콘트라스트가 좋은 표시가 가능하다. 또, 상세한 작용은 본 발명의 실시형태로 설명한다.

본 발명은, 액정표시장치에 관한 것으로, 표시의 배경부나 문자나 도형등의 표시부에 색채를 입히는 단색 칼라액정표시장치에 관한 것이다.

도 1은, 본 발명에 의한 액정표시장치의 제 1 실시형태의 구성을 나타내는 모식적인 단면도, 도 2 및 도 3은, 그 액정표시장치의 각 축의 배치관계를 나타내는 평면도, 도 4는, 그 액정표시장치의 발색원리를 설명하기 위한 사시설명도이다.

도 5에서 도 10은, 각각 본 발명에 의한 액정표시장치의 제 2 실시의 형태로부터 제7의 실시형태의 각 구성을 나타내는 모식적인 단면도,

도 11은, 본 발명에 의한 액정표시장치의 제8의 실시형태의 구성을 나타내는 모식적인 단면도, 도 12 및 도 13은, 그 액정표시장치의 각 축의 배치관계를 나타내는 평면도이다.

도 14에서 도 19는, 각각 본 발명에 의한 액정표시장치의 제9의 실시형태로부터 제14의 실시형태의 구성을 나타내는 모식적인 단면도이다.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

이하, 본 발명에 의한 액정표시장치를 실시하기 위한 최선의 형태를 도면을 사용하여 설명한다.

〔제 1 실시형태: 도 1 내지 도 4〕

우선, 본 발명에 의한 액정표시장치의 제 1 실시형태를, 도 1 내지 도 4에 의해서 설명한다. 도 1은, 그 액정표시장치의 구성을 나타내는 모식적인 단면도이며, 각부재의 두께 및 간격을 대폭 확대하여 나타내고 있다. 도 2 및 도 3은, 그 구성요소의 각 축의 배치관계를 나타내는 평면도이다.

이 액정표시장치는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 각각 두께 0. 5 mm의 유리판으로 이루어지는 제 1 기판(1) 및 제 2 기판(2)을, 주위에 시일재(5)를 설치하여 맞추어 두고, 그 한 벌의 기판(1,2)의 간극에, 225°트위스트배향하고 있는 네마틱액정(6)을 봉입하여 협지하고, 슈퍼·트위스트네마틱 (STN)액정셀(16)을 구성하고 있다. 제 1 기판(1)의 내면에는 산화인듐주석(ITO)으로 이루어지는 투명한 제 1 전극(3)이 형성되어 있고, 제 2 기판(2)의 내면에도, 마찬가지로 ITO로 이루어지는 투명한 제 2 전극(4)이 형성되어 있다.

이 제 1, 제 2 전극(3,4)의 한편은 표시전극이며, 표시 패턴 혹은 화소를 구성하는 세그먼트 혹은 도트 매트릭스의 패턴으로 형성된다. 다른 쪽은 대향전극이며, 공통인 전면 패턴 혹은 행 또는 열마다 띠형상 패턴으로 형성된다.

제 1 전극(3)과 제 2 전극(4)의 표면에는 배향막(도시하지 않음)이 형성된다.

그리고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 기판(1)측에서는, 네마틱액정(6)의 하액정분자배향방향(16a)이, 수평축30(0°)을 기준으로 하여 반시계방향으로 22.5°회전한 방향이 되도록 러빙처리한다. 또한, 제 2 기판(2)측에서는, 네마틱액정 (6)의 상액정분자배향방향(16b)이, 수평축30(0°)을 기준으로 하여 시계방향으로 22.5°회전한 방향이 되도록 러빙처리한다. 그것에 의하여, 네마틱액정(6)의 트위스트배향각도가, 제 2 기판(2)측에서 보아 반시계방향으로 22.5°가 되는 STN 액정셀(16)을 형성한다.

이 STN 액정셀(16)에 사용하는 네마틱액정(6)의 복굴절의 차(Δn)는 0.15으로, 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2)의 간극인 셀 갭(d)은 5.5μm으로 한다. 따라서, 네마틱액정(6)의 복굴절의 차(Δn)와 셀 갭(d)과의 곱으로 나타내는 STN 액정셀 (16)의 Δnd값은, 825 nm 이다. 또한, 네마틱액정(6)의 뒤틀림 피치는 11μ m로 조정해 놓는다.

이 STN 액정셀(16)의 제 2 기판(2)의 외측(시인측)에 위상차판(13)을 설치하고, 그 위상차판(13)의 외측에 흡수형편광판(8)을 설치한다. 또한, 제 1의 기판(1)의 외측(시인측과 반대측)에 반사형편광판(10)을 설치하고, 그 반사형편광판(10)의 외측에 광흡수부재(11)를 설치하여, 액정표시장치(패널)을 구성하고 있다.

흡수형편광판(8)은, 투과용이축에 평행한 진동면을 가지는 직선편광은 투과하고, 투과용이축에 직교하는 진동면을 가지는 직선편광은 흡수하는 편광판 혹은 시트이다.

이 흡수형편광판(8)은, 옥소나 2색성색소를 연신한 필름에 염색하여 제작하는 일반적인 편광판이다.

또한, 반사형편광판(10)은, 투과용이축에 평행한 진동면을 가지는 직선편광은 투과하고, 투과용이축에 직교하는 진동면을 가지는 직선편광은 반사하는 편광판 혹은 시트이다.

이 반사형편광판(10)은, 투명한 베이스필름에 박막을 다층구조로 형성한 것으로, 예컨대, 스미토모스리엠주식회사에서 판매되어 있는 옵티컬필름D-BEF(상품명)을 채용한다. 이 D-BEF는, 일반적으로는, 백라이트의 휘도상승용으로 사용되는 제품이지만, 이 실시형태에 있어서의 반사형편광판으로서도 충분히 기능한다.

위상차판(13)은, 복굴절층으로서의 기능을 다하는 것이며, 2축성의 연신 필름 혹은 1축성의 연신 필름을 사용할 수가 있다.

이 실시형태에서는, 시야각특성을 개선하기 위해서, 지상축방향(연신방향)의 굴절율을 nx, Y축방향(지상축방향에 직교하는 방향)의 굴절율을 ny, 두께 방향의 굴절율을 nz로 하였을 때, nx> nz> ny의 관계를 만족하는 2축성의 위상차판을 사용한다. 물론, 1축성의 위상차판을 사용하여도 좋다. > nz> ny의 관계를 만족하는 2축성의 위상차판을 사용한다. 물론, 상기의 관계를 만족하는 1축성의 위상차판을 사용하여도 좋다.

그러나, 2축성의 위상차판을 사용한 쪽이 시야각특성이 개선된다. 그 결과, 모든 방향으로부터의 입사광이 효율적으로 이용되기 때문에, 보다 밝은 반사형액정표시장치가 되므로 바람직하다.

흡수형편광판(8)은, 도 3에 나타내는 투과용이축(8a)를 수평축30 (0°)을 기준으로 하여 -70°로 배치하고, STN 액정셀(16)과 흡수형편광판(8)의 사이에, 위상차치 590 nm의 위상차판(13)을, 그 지상축(13a)이 수평축(30)을 기준으로 하여 50°가 되도록 배치하고 있다.

STN 액정셀(16)의 아래쪽의 반사형편광판(10)은, 도 2에 나타내는 투과용이축(10a)이 수평축(30)에 대하여 75°가 되도록 배치하고 있다. 그 반사형편광판 (10)의 아래에, 광흡수부재(11)로서 빨간 종이를 배치하고 있다.

STN 액정셀(16)과 반사형편광판(10)은, 아크릴계 점착제를 사용하여 접착하고 있다. 흡수형편광판(8)과 위상차판(13)과 STN 액정셀(16)도, 아크릴계 점착제를 사용하여 접착하고 있다.

또한, 흡수형편광판(8)은, 확산표면처리를 하지 않는 통상품을 사용하였다.따라서, 표면은 거울형상으로 반사하지만, 메탈릭조가 강조되는 표시를 얻을 수 있다.

여기서, 이 제1의 실시형태의 액정표시장치에 의한 단색 칼라표시의 원리를, 도 4에 의해서 설명한다.

도 4의 오른쪽은, STN 액정셀(16)의 제 1, 제 2 전극(3,4)사이에 전압을 인가하지 않은 「오프상태」를, 좌측은 전압을 전압을 가한「온상태」를 각각 나타내고 있다.

도 4에 있어서 윗쪽(시인측)에서 이 액정표시장치에 입사하는 자연광은, 흡수형편광판(8)의 투과용이축(8a)과 평행한 진동면을 가지는 직선편광만이, 그 흡수형편광판(8)을 투과한다. 투과용이축(8a)과 직교하는 흡수축에 평행한 진동면을 가지는 직선편광은 흡수형편광판(8)에 흡수된다.

흡수형편광판(8)을 투과한 직선편광은 위상차판(13)에 입사하고, 그것을 투과할 때에 복굴절작용을 받아 타원편광상태가 된다.

STN 액정셀(16)이 오프상태일 때(도 4의 우측)에는, 그 타원편광은 STN 액정셀(16)을 투과하는 사이에 보정되고, 거의 직선편광이 되며, 흡수형편광판(8)의 투과용이축(8a)에 대하여 약 55°회전되고, 도 3에 있어서의 수평축(30)에 대하여 -15°의 위치로부터 출사한다.

반사형편광판(10)은, 그 투과용이축(10a)이 도 2에 나타낸 바와 같이 수평축 (30)에 대하여 반시계회전으로 75°의 방향이 되도록 배치되어 있다. 따라서, STN 액정셀(16)를 투과한 직선편광은, 그 진동면의 방향이 반사형편광판(10)의 투과용이축(10a)에 대하여 90°어긋난(직교하는) 방향으로 되기 때문에, 이 반사형편광판 (10)에 의해서 모두 반사된다. 그 반사광이 반대 경로를 지나서 시인측에 출사되기 때문에, 메탈릭 실버의 배경이 된다.

한편, STN 액정셀(16)의 제 1 전극(3)과 제 2 전극(4)의 사이에 전압이 인가된 온상태일 때(도 4의 좌측)에는, 네마틱액정(6)의 분자가 시동하고, STN 액정셀(16)의 복굴절성이 변화하며, 이 STN 액정셀(16)을 투과하여 출사하는 직선편광이 약 90°회전하여, 도 2에서 수평축(30)에 대하여 반시계회전으로 75°의 방향이 된다.

따라서, 반사형편광판(10)에 입사하는 직선편광은, 그 진동면의 방향이 반사형편광판(10)의 투과용이축(10a)과 평행한 방향으로 되기 때문에, 모두 반사형편광판(10)를 투과하여, 광흡수부재(11)에 흡수된다. 광흡수부재(11)로서 빨간 종이를 사용하였기 때문에, 빨강의 빛은 반사하고, 반대 경로를 지나서 시인측에 출사된다. 그것에 의하여, 빨간 표시를 얻을 수 있다.

이와 같이, 이 액정표시장치에 의하면, 메탈릭 실버의 배경에 문자나 도형에 의한 정보를 칼라표시할 수 있고, 충분한 콘트라스트와 양호한 시야각특성를 얻을 수 있다. 또한, 액정셀로서 STN 액정셀을 사용하였기 때문에, 네마틱액정분자의 인가전압에 대하는 변형이 급준(急峻)되어, 광학특성의 급준성이 양호하게 된다.

그 때문에, 단순 매트리스구동에서도, 주사라인수를 100∼400개까지 증가하는 것이 가능하게 되고, 대형액정표시장치나 고밀도액정표시장치를 제공하는 것도 가능하다. 또한, 시야각특성도 개선된다.

〔제 1 실시형태의 변형예〕

상기 제 1 실시형태에서는, 광흡수부재(11)로서 빨간 종이를 사용하였기 때문에, 메탈릭 실버의 배경에 적색의 표시를 하는 액정표시장치로 되었지만, 광흡수부재(11)의 재질을 바꾸는 것에 따라, 액정셀이 온상태일 때의 색조를 임의로 바꿀 수 있다.

예를 들면, 광흡수부재(11)로서, 검은 필름을 사용하면 검정표시가 되고, 푸른 칼라필터를 사용하면 푸른 표시가 되고, 금종이를 사용하면 금색표시가 된다. 따라서, 메탈릭 실버의 배경에 원하는 색으로 문자나 도형등의 정보를 표시할 수가 있어, 디자인성도 풍부하게 된다.

또한, 이 실시형태에서는, STN 액정셀에 전압무인가상태에서 메탈릭실버의 배경을, 전압인가상태에서 칼라의 표시로 하였지만, 반사형편광판(10)을 그 투과용이축(10a)을 90°회전하여 도 2의 수평축(30)에 대하여 -15°가 되도록 배치하면, STN 액정셀(16)에 전압무인가상태에서 칼라의 배경을 표시하고, 전압인가상태에서 메탈릭 실버의 표시로 하는 것도 가능하다.

또한, 이 실시형태에서는, 흡수형편광판(8)으로서 옥소를 연신한 PVA(폴리비닐알콜)로 염색하고, TAC(트리아세틸셀룰로오즈)필름에 낀 일반의 편광판을 사용하였다. 그러나, 흡수형편광판(8)으로서, 2색성색소를 연신한 PVA로 염색하여, TAC 필름에 낀 칼라편광판을 사용하면, 메탈릭실버의 배경색에 색을 입히는 것도 가능하다.

도 1에 나타낸 흡수형편광판(8)을, 푸른 칼라편광판으로 변경한 바, 블루 메탈릭배경에 빨간 문자나 도형의 표시가 이루어지는 액정표시장치를 제작할 수 있었다.

또한, 제 1 실시형태에서는, STN 액정셀(16)로서, 225°트위스트의 STN 액정셀을 사용하였지만, 트위스트각이 180°∼270°의 범위의 STN 액정셀이면 같은 효과를 얻을 수 있다.

또한, 제 1 실시형태에서는, 흡수형편광판(8)을 투과한 직선편광을 타원편광상태로 하기 위해서, 위상차판(13)을 1매 사용하였지만, 위상차판을 복수매 사용하면, 보다 완전한 타원편광상태가 되고, STN 액정셀(16)에 의해서 직선편광에 되돌아와 트위스트되는 광량이 증가하여, 보다 양호한 메탈릭 실버의 배경 및 칼라표시를 얻을 수 있다.

그 경우, 위상차판을 STN 액정셀(16)의 한 쪽에 복수매 배치하여도 좋고, STN 액정셀(16)의 양측에 나눠 배치하여도 좋다.

〔제 2 실시형태:도 5〕

도 5는 본 발명에 의한 액정표시장치의 제 2 실시형태의 구성을 나타내는 모식적인 단면도이며, 도 1과 같은 부분에는 같은 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다. 또, STN 액정셀(16)의 구성은 도 1에 나타낸 제1의 실시형태의 것과 동일하지만, 도시를 간략화하고 있다. 이하의 도 6으로부터 도 10에 있어서도 동일하다.

이 제 2 실시형태의 액정표시장치에 있어서, 도 1에 나타낸 액정표시장치와 상위한 것은, 흡수형편광판(8)의 외표면에 광확산층(9)을 설치한 점뿐이다.

이 광확산층(9)은, 흡수형편광판(8)의 표면에 광확산제를 도포 혹은 접착함으로써 형성한다.

이 광확산층(9)에 의해, 표면의 반사를 막음과 동시에, 반사형편광판(10)에 의해서 반사된 빛을 확산하여, 메탈릭 실버의 색채를 젖빛유리를 통해서 보도록 하고, 표시가 보기쉬움도 개선한다.

예컨대, 흡수형편광판(8)으로서, 외표면에 광확산층(9)으로서 실리카입자를 도포한 안티글레어타입의 흡수형편광판을 사용한 바, 메탈릭 실버의 배경이, 젖빛유리를 통해서 보듯이 부드러운 표시가 되었다.

광확산층(9)의 산란도로서는, 헤이즈값 30∼90이 바람직하고, 또한 전광선투과율은 80∼90%로 비교적 높은 것이 바람직하다.

〔제 3 실시형태: 도 6〕

도 6은 본 발명에 의한 액정표시장치의 제 3 실시형태의 구성을 나타내는 모식적인 단면도이며, 상기 제 2 실시형태와 다른 것은, 도 5에 있어서의 광확산층 (9) 대신에, 흡수형편광판(8)의 외측에 광확산시트(15)을 설치한 점뿐이다.

그 광확산시트(15)로서는, 예컨대 폴리카보네이트 필름에 아크릴비드를 접착재에 혼입한 재료를 도포한 시트를 사용한다. 혹은, 베이스필름의 표면에 엠보스가공한 것이나, 베이스필름 중에 광확산입자를 분산한 것등을 사용하여도 좋다.

이 광확산시트(15)의 산란도로서도, 헤이즈값 30∼90이 바람직하고, 또한 전광선투과율은 80∼90%로 비교적 높은 것이 바람직하다.

이 실시형태에 의해서도, 메탈릭 실버의 배경이 젖빛유리를 통해서 보듯이 부드러운 표시가 된다.

〔제4의 실시형태:도 7〕

도 7은 본 발명에 의한 액정표시장치의 제4의 실시형태의 구성을 나타내는 모식적인 단면도이며, 도 1에 나타낸 제1의 실시형태와 다른 것은, 착색지에 의한 광흡수부재(11) 대신에 표면이 검정색인 태양 전지(21)를 광흡수부재에 겸용한 것이다.

이 태양 전지는, 이 액정표시장치는 원래, 그것을 장착한 시계등의 전자기기를 구동하기 위한 전원이 되는 것이고, 이 액정표시장치의 반사형편광판(10)의 아래쪽에 배치함으로써, 발전효율을 저하시키지 않고서 액정표시를 하는 것이 가능하게 된다.

예컨대, 상술한 제 1 실시형태의 변형예로 들었듯이, 반사형편광판(10)의 배치각도를 90°회전하여, 배경색을 검정, 정보표시부를 메탈릭 실버로 표시하도록 구성하면 , 배경부분에서는 입사광의 약 35% 이상의 빛이 태양 전지(21)에 흡수되어, 디지탈시계용으로서는 충분한 발전효율을 나타내었다.

〔제5의 실시형태:도 8〕

도 8은 본 발명에 의한 액정표시장치의 제5의 실시형태의 구성을 나타내는 모식적인 단면도이며, 제 1 도에 나타낸 제1의 실시형태와 다른 것은, 착색지에 의한 광흡수부재(11) 대신에, 반투과성 광흡수부재(19)를 설치하고, 그 외측에 백라이트(20)를 배치한 점이다.

반투과성 광흡수부재(19)로서는 색 필름을 사용하고, 백라이트(20)로서는, 평면발광체인 전계 발광(EL)·라이트를 사용하는 것이 바람직하지만, 발광다이오드(LED) 어레이와 도광판의 조합이나, 형광등과 도광판의 조합 등도 사용가능하다.

이와 같이, 반투과성 광흡수부재(19)와 백라이트(20)를 설치하는 것에 의해, 외광에 의한 반사형의 표시에 있어서도 반사형편광판(10)을 투과한 빛이 반투과성 광흡수부재(19)에 의해서 흡수되기 때문에, 반사형편광판(10)의 거울면반사에 의한 실버 메탈릭의 배경부와의 콘트라스트가 좋은 문자등을 표시할 수가 있다. 이 반투과성 광흡수부재(19)에 색필름을 사용하면, 실버 메탈릭의 배경에 그 색필름에 의한 착색으로 문자 등을 표시할 수가 있다.

야간 등의 어두운 장소에서는, 백라이트(20)을 점등함에 의해, 투과형의 단색 칼라표시를 명료히 할 수 있다.

반투과성 광흡수부재(19)로서, 청색의 투명 필름을 사용하면 청색의 표시를 할 수 있지만, 투명 필름의 색채를 바꾸는 것에 따라, 임의의 표시색을 얻는 것이 가능하다.

예컨대, 반투과성 광흡수부재(19)로서, 금색의 콜레스테릭액정 폴리머 필름을 사용한 바, 메탈릭 실버의 배경에 금색의 메탈릭표시가 가능하게 되고, 또한, 야간에는 백라이트(20)의 조명에 의한 표시도 가능하다.

또, 이 실시형태에서는, 반투과성 광흡수부재(19)로서 색필름을 사용하였지만, 백라이트(20으로서 EL 라이트를 사용하는 경우, 그 표면에 투광성의 색인쇄를 함으로써, 반투과성 광흡수부재(19)를 생략하는 것도 가능하다.

〔제6의 실시형태:도 9〕

도 9는 본 발명에 의한 액정표시장치의 제6의 실시형태의 구성을 나타내는모식적인 단면도이며, 도 6 및 도 8과 같은 부분에는 동일한 부호를 붙이고 있다.

이 제6의 실시형태에 있어서 도 8에 나타낸 제5의 실시형태와 다른 것은, 흡수형편광판(8)의 외측에 광확산시트(15)를 설치한 점뿐이다.

이 광확산시트(15)의 구체예 및 작용효과 등은, 도 6에 나타낸 제 3 실시형태와 동일하므로, 그 설명은 생략한다.

〔제7의 실시형태:도 10〕

도 10은 본 발명에 의한 액정표시장치의 제7의 실시형태의 구성을 나타내는 모식적인 단면도이며, 도 1과 같은 부분에는 동일한 부호를 붙이고 있다.

이 제7의 실시형태에 있어서, 도 1에 나타낸 제 1 실시형태와 다른 것은, STN 액정셀(16)의 제 1 기판(1)과 반사형편광판(10)과의 사이에, 광확산층(22)을 설치한 점뿐이다.

이와 같이 광확산층(22)을 배설하여도, 메탈릭 실버의 배경이 젖빛유리를 통해 보듯이 부드러운 표시가 되어, 도 5에 나타낸 제 2 실시형태 및 도 6에 나타낸 제 3 실시형태의 액정표시장치와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

광확산층(22)에서는, 점착재에 미립자를 분산한 확산점착재를, STN 액정셀 (16)의 제 1 기판(1)의 하면 혹은 반사형편광판(10)의 표면에 도포하면 좋다.

혹은, 도 6에 나타낸 제 3 실시형태와 같이 광확산시트(15)를 사용하여도 좋다. 이들 각 실시형태에 있어서도, 제 1의 실시형태의 변형예와 동일한 각종 변경이 가능하다.

〔제8의 실시의 형태: 도 11 내지 도 13〕

다음에, 본 발명에 의한 액정표시장치의 제8의 실시형태에 대해서, 도 11 내지 도 13을 사용하여 설명한다.

도 11은 그 제8의 실시의 형태의 액정표시장치의 구성을 나타내는 도 1과 동일한 모식적인 단면도, 도 12 및 도 13은, 그 액정표시장치의 구성요소 각 축의 배치관계를 나타내는 평면도이다. 이들 도면에 있어서, 도 1 내지 도 3과 같은 부분에는 같은 부호를 붙이고, 그것들의 설명은 생략한다.

이 제8의 실시형태의 액정표시장치에 있어서, 제 1 실시형태의 액정표시장치와 다른 점은, STN 액정셀(17)의 트위스트각이 STN 액정셀(16)과 다른 점과, 도 1에 있어서의 위상차판(13) 대신에 뒤틀림 위상차판(14)을 사용한 점뿐이다.

이 실시형태의 액정표시장치에 사용하는 STN 액정셀(17)은, 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2)의 간극에 봉입하여 협지되어 있는 네마틱액정(7)이, 240°트위스트배향하고 있다.

즉, 제 1 전극(3)과 제 2 전극(4)의 표면에는 배향막이 형성되어, 제 1 기판(1)측은, 도 12에 나타내는 하액정분자배향방향(17a)이 수평축(30(0°)을 기준으로 하여 반시계회전으로 30°의 각도가 되는 방향으로 러빙처리하고, 제 2 기판(2)측은, 상액정분자배향방향(17b)이 수평축 30(0°)을 기준으로 시계회전으로 30°의 각도가 되는 방향으로 러빙처리한다. 그것에 의하여, 네마틱액정(7)의 트위스트배향각도가, 제 2 기판(2)측에서 보고 반시계회전으로 240°가 되는 STN 액정셀(17)을 형성한다.

이 STN 액정셀(17)에 사용하는 네마틱액정(7)의 복굴절의 차(Δn)는 0.l5이고, 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2)의 간극인 셀 갭(d)은 5.4μm로 한다. 따라서, 네마틱액정(7)의 복굴절의 차(Δn)과 셀 갭(d)와의 곱으로 나타내는 STN 액정셀(17)의 Δnd 값은, 810 nm 이다. 또한, 네마틱액정(7)의 뒤틀림 피치는 11μm로 조정해 둔다.

흡수형편광판(8)은, 도 13에 나타낸 바와 같이 투과용이축(8a)을 수평축(30)을 기준으로 하여, -45°의 방향으로 배치한다. 그리고, STN 액정셀(17)과 흡수형편광판(8)과의 사이에, Δnd=620nm이고, 우측뒤틀림 220°트위스트의 뒤틀림 위상차판(14)을 설치한다. 제 2 기판(2)측의 뒤틀림 위상차판(14)의 도 13에 나타내는 하폴리머분자배향방향(14a)은, 수평축(30)을 기준으로 하여 반시계회전으로 55°의 방향으로 배치하고, 흡수형편광판(8)측의 뒤틀림 위상차판(14)의 도 13에 나타내는 위 폴리머분자배향방향(17b)은, 수평축(30)을 기준으로 하여 시계회전으로 -85°의 각도가 되도록 배치하고 있다. 또한, STN 액정셀(17)의 아래쪽에, 반사형편광판 (10)을 도 12에 나타내는 투과용이축(10a)이 수평축(30)과 평행하게 되도록 배치하고 있다. 또한, 그 반사형편광판(10)의 아래쪽에, 착색지등의 광흡수부재(11)를 배치하고 있다.

뒤틀림 위상차판(14)은, 두께 80μm의 TAC(트리아세틸셀룰로오즈) 필름에 배향처리를 하고, 액정 폴리머를 도포하여, 100°이상의 고온에서 원하는 트위스트조건이 되도록 조정한 후, 급냉하여 경화시킨 액정 폴리머 필름을 사용하면 좋다.

이 뒤틀림 위상차판(14)은, 전술의 각 실시형태에서 사용한 일반의 위상차판과 비교하여, STN 액정셀(17)의 트위스트방향과 역방향의 뒤틀림이 있기 때문에,STN 액정셀(17)에서 발생하는 복굴절을 완전히 보상하는 것이 가능하다.

이들 도 11에 나타내는 각 요소는, 아크릴계점착제를 사용하여 접착해 둔다. 그 밖의 구성은 전술한 제 1 실시형태와 동일하다.

STN 액정셀(17)에 전압무인가의 상태에서는, 흡수형편광판(8)으로 입사한 투과용이축(8a)에 평행한 방향의 진동면을 가지는 직선편광은, 뒤틀림 위상차판(14)이 없는 경우에는, STN 액정셀(17)을 투과한 상태로 타원편광상태가 되고, 반사형편광판(10)에 의해, 불필요한 색채가 묻거나, 완전한 직선편광으로서 투과할 수 없고, 표시가 불충분하게 될 우려가 있다.

그러나, 뒤틀림 위상차판(14)을 흡수형편광판(8)과 STN 액정셀(17)의 사이에 배치하였기 때문에, 흡수형편광판(8)을 통해서 뒤틀림 위상차판(14)에 입사한 직선편광은, 타원편광상태가 된다.

그 타원편광은, STN 액정셀(17)을 투과하는 사이에 보정되어, 거의 완전한 직선편광이 되고, 흡수형편광판(8)의 투과용이축(8a)에 대하여 시계우회전으로 약 45°회전하며, 도 13에 있어서의 수평축(30)에 대하여 90°의 위치로부터 출사한다.

반사형편광판(10)의 투과용이축(10a)을 도 12에 나타낸 바와 같이 수평축 (30)과 평행하게 배치하고 있기 때문에, 그 투과용이축(10a)에 대하여 솔직한 진동면을 가지는 직선편광이 반사형편광판(10)에 입사하는 것이 된다. 따라서, 도 4의 오프상태에 나타낸 바와 같이, 그 입사광의 모두가 반사형편광판(10)에 의해서 반사되어, 메탈릭 실버의 배경이 되어 보인다.

STN 액정셀(17)의 제 1 전극(3)과 제 2 전극(4)의 사이에 전압이 인가된 온상태에서는, 네마틱액정(7)의 분자가 시동하고, STN 액정셀(17)의 복굴절성이 변화하고, 출사하는 직선편광이 약 90°회전하며, 수평축(30)에 평행한 방향으로 된다.

따라서, STN 액정셀(17)을 투과한 직선편광은, 반사형편광판(10)에 그 투과용이축(10a)에 평행한 진동면을 갖고 입사하기 때문에, 모두 반사형편광판(10)을 투과하고, 광흡수부재(11)에 흡수된다. 광흡수부재(11)의 색조가 파랑이면 파랑색 빛이 반사하기 때문에, 푸른 표시색으로서 보인다.

그 때문에, 실버 메탈릭의 배경에 청색의 문자나 도형이 높은 콘트라스트로 표시된다.

이 액정표시장치를, 예컨대 패션디지털시계의 표시부에 사용한 바, 케이스나 밴드와의 조합으로, 대단히 컬러플한 디지탈시계를 제공할 수 있었다.

이 제8의 실시형태에 있어서도, 제 1 실시형태의 변형예로서 기재한 각종의 변경이 마찬가지로 가능하다.

〔제9내지 제14의 실시형태: 도 14 내지 도 19〕

도 14 내지 도 19는, 본 발명에 의한 액정표시장치의 제9 내지 제14의 실시형태를 각각 나타내는 도 5 내지 도 10과 동일한 모식적인 단면도이다.

이들 각 실시형태는, 도 11에 나타낸 제8의 실시예와 동일한 STN 액정셀(17)과 뒤틀림 위상차판(14)을 사용한 액정표시장치에, 도 5 내지 도 10에 나타낸 제2 내지 제7의 실시형태와 동일한 추가구성을 취한 것이다.

그들 구성 및 작용효과는, 도 1에 나타낸 제1의 실시형태와 도 11에 나타낸제8의 실시형태와의 상위점을 제외하면, 도 5 내지 도 10에 나타낸 제2 내지 제7의 실시형태와 동일하므로, 그 설명은 생략한다.

이들 각 실시형태에 있어서도, 제1의 실시형태의 변형예로서 기재한 각종의 변경은 마찬가지로 가능하다.

이상의 설명으로부터 명백하듯이, 본 발명에 의한 액정표시장치는, 메탈릭 실버의 배경에 검정이나 임의의 색으로 문자나 도형등의 정보를 높은 콘트라스트로 표시할 수가 있고, 시야각특성도 양호하고, 디자인면에서도 풍부한 단색 칼라표시가 가능하다.

따라서, 이 액정표시장치를 손목 시계나 휴대전화기등의 휴대용전자기기를 비롯하여, 각종의 전자기기의 표시장치로서 적용할 수 있고, 그것들의 시인성을 높일 수 있다. 또한, 컬러플하고 디자인성이 풍부한 전자기기를 제공할 수가 있다.

Claims

제 1 전극을 가지는 투명한 제 1 기판과 제 2 전극을 가지는 투명한 제 2 기판의 사이에, 180°∼270°트위스트배향하고 있는 네마틱액정을 봉입협지하여 이루어지는 슈퍼·트위스트네마틱액정셀과,

상기 제 2 기판의 외측에 설치한 위상차판과,

그 위상차판의 외측에 설치한 투과용이축에 직교하는 진동면을 가지는 직선편광은 흡수하는 흡수형편광판과,

상기 제 1 기판의 외측에 설치한, 투과용이축에 직교하는 진동면을 가지는 직선편광은 반사하는 반사형편광판과,

그 반사형편광판의 외측에 설치한 광흡수부재를 구비하고,

상기 위상차판이, 그 지상축방향의 굴절율을 nx, Y축방향의 굴절율을 ny, 두께 방향의 굴절율을 nz로 하였을 때, nx> nz> ny의 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 전극을 가지는 투명한 제 1 기판과 제 2 전극을 가지는 투명한 제 2 기판의 사이에, 180°∼270°트위스트배향하고 있는 네마틱액정을 봉입협지하여 이루어지는 슈퍼·트위스트네마틱액정셀과,

상기 제 2 기판의 외측에 설치한 뒤틀림 위상차판과,

그 뒤틀림 위상차판의 외측에 설치한, 투과용이축에 직교하는 진동면을 가지는 직선편광은 흡수하는 흡수형편광판과,

상기 제 1 기판의 외측에 설치한 투과용이축에 직교하는 진동면을 가지는 직선편광은 반사하는 반사형편광판과,

그 반사형편광판의 외측에 설치한 광흡수부재를 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 흡수형편광판의 외측표면에 광확산층을 설치한 액정표시장치.
제 2 항에 있어서, 상기 흡수형편광판의 외측표면에 광확산층을 설치한 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 흡수형편광판의 외측에 광확산시트를 설치한 액정표시장치.
제 2 항에 있어서, 상기 흡수형편광판의 외측에 광확산시트를 설치한 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 흡수형편광판이 2색성색소를 사용한 칼라편광판인 액정표시장치.
제 2 항에 있어서, 상기 흡수형편광판이 2색성색소를 사용한 칼라편광판인 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 광흡수부재가 색필터인 액정표시장치.
제 2 항에 있어서, 상기 광흡수부재가 색필터인 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 광흡수부재가 태양 전지인 액정표시장치.
제 2 항에 있어서, 상기 광흡수부재가 태양 전지인 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 광흡수부재가 반투과성 광흡수부재이며, 그 반투과성 광흡수부재의 외측에 백라이트를 설치한 액정표시장치.
제 2 항에 있어서, 상기 광흡수부재가 반투과성 광흡수부재이며, 그 반투과성 광흡수부재의 외측에 백라이트를 설치한 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 액정셀의 제 1 기판과 상기 반사형편광판의 사이에, 광확산층을 설치한 액정표시장치.
제 2 항에 있어서, 상기 액정셀의 제 1 기판과 상기 반사형편광판의 사이에, 광확산층을 설치한 액정표시장치.