KR100317683B1 - 반사형 칼라액정표시장치 - Google Patents

반사형 칼라액정표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100317683B1
KR100317683B1 KR1019997010855A KR19997010855A KR100317683B1 KR 100317683 B1 KR100317683 B1 KR 100317683B1 KR 1019997010855 A KR1019997010855 A KR 1019997010855A KR 19997010855 A KR19997010855 A KR 19997010855A KR 100317683 B1 KR100317683 B1 KR 100317683B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
substrate
display device
crystal display
polarizing plate
Prior art date
Application number
KR1019997010855A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010012889A (ko
Inventor
가네코야스시
Original Assignee
하루타 히로시
시티즌 도케이 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 하루타 히로시, 시티즌 도케이 가부시키가이샤 filed Critical 하루타 히로시
Publication of KR20010012889A publication Critical patent/KR20010012889A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100317683B1 publication Critical patent/KR100317683B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133634—Birefringent elements, e.g. for optical compensation the refractive index Nz perpendicular to the element surface being different from in-plane refractive indices Nx and Ny, e.g. biaxial or with normal optical axis
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/40—Materials having a particular birefringence, retardation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/02—Function characteristic reflective
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/08—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates with a particular optical axis orientation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/15—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates with twisted orientation, e.g. comprising helically oriented LC-molecules or a plurality of twisted birefringent sublayers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

각각 투명한 제 1 전극(3)을 가지는 제 1 기판(1)과 제 2 전극(4)을 가지는 제 2 기판(2)과의 사이에 180°∼ 270°트위스트배향하고 있는 네마틱액정(6)을 협지하고, 제 1 기판 또는 제 2 기판에 복수색의 칼라필터(7)를 설치하여 이루어지는 STN액정소자(20)를 구비하며, 그 제 2 기판(2)의 시인측에 위상차판(12)을 끼워 흡수형 편광판(11)을 배치하고 제 1 기판(1)의 시인측과 반대측에 확산층(13)과 반사형 편광판(14)과 광흡수층(15)을 순차 배치하여 반사형 칼라액정표시장치를 구성한다. 그에 따라 밝고 콘트라스트가 높고, 색채도 양호한 칼라표기가 가능해진다.

Description

반사형 칼라액정표시장치 {REFLECTION COLOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
종래의 반사형 액정표시장치는 TN(트위스티드네마틱)액정소자(셀)나, STN(슈퍼 트위스티드네마틱)액정소자(셀)를 사용하고, 흑백(흑백사진)표시를 하는 반사형 액정표시장치를 주로 사용하고 있다. 그러나, 근년은 색채화의 요구가 강해지고 칼라필터를 내재한 반사형 칼라액정표시장치의 개발이 성행하고 있다.
칼라필터를 내재한 반사형 액정표시장치는, 크게 나누어 이하의 3종류로 분류된다.
제 1 종래예는, 편광판을 전혀 쓰지 않은 액정모드를 사용한다. 액정재료에 흑색의 염료를 혼합한 게스트호스트방식이나, 액정재료를 고분자폴리머 중에 분산시킨 폴리머분산방식 등이 있다. 어느 쪽의 방식도 편광판을 사용하지 않기 때문에 밝기는 양호하지만 콘트라스트가 낮고, 실용화에는 이르고 있지 않는다.
제 2 종래예는, 1장의 편광판을 사용하고 반사판을 액정표시장치의 안쪽에 내재시킨 것이다. 이 방식은, 또한 2개의 타입으로 나누어지고, 경면의 내재반사판을 사용하여 그 표면에 확산층을 설치하는 타입과, 산란성을 갖게 한 반사판을 사용하는 타입이 있다. 어느 쪽의 타입도, 편광판이 1장밖에 없기 때문에 밝기는 양호하지만, 역시 콘트라스트가 낮다.
또한, 경면의 내재반사판을 사용하는 타입으로서는, 입사광의 정반사방향은 밝지만, 그 이외의 각도로서는 급격히 어둡게 되고, 시야각 특성이 대단히 나쁘다. 다른 산란성을 갖게 한 반사판을 사용하는 타입의 경우는, 산란성의 제어가 어렵고, 또한 제조공정도 복잡하게 된다.
제 3 종래예는, 2장의 편광판을 사용하여 통상의 흑백용 액정표시장치에 칼라필터를 구비한 액정표시장치이다. 편광판을 2장 사용하고 있기 때문에, 콘트라스트는 양호하지만, 어두운 것이 결점이었다. 그러나, 투과축과 반사축을 가지며 반사축의 방향으로 진동하는 직선편광은 반사하는 반사형 편광판을 아래 편광판에 사용하는 것에 따라 밝기가 개선되고, 실용화가 검토되고 있다. 이 반사형 편광판을 사용한 종래예는 예컨대, 특개평 10-3078호 공보에 개시되어 있다.
그러나, 이 공보에는 주로 능동 소자를 사용한 TN 모드의 반사형 표시장치에 관해서 개시되어 있다. 능동 소자를 사용한 액정표시장치는 콘트라스트는 양호하지만, 개구율이 저하하기 때문에 밝기가 저하된다. 이에 대하여, 능동 소자를 사용하지 않은 패시브매트릭스 액정표시장치쪽이, 개구율이 높아지며 밝기의 점에서 우위이다.
또한, 상기 공보에는 트위스트각이 90°이상인 STN 액정소자와 위상차판과 반사형 편광판을 사용함으로써 반사형 칼라표시장치를 제공되는 것이 개시되어 있지만, 실시예에 기재되어 있는 액정표시장치는 통상의 흑백표시용 STN 액정표시장치에 칼라필터를 구비한 것이다.
통상의 흑백표시용 STN 액정장치는 전압무인가시에 백색표시를 얻을 수 있는 노멀 화이트타입이기는 하지만, 밝기보다도 하얀 것을 강조하기 위해서 장파장 측의 투과율을 억제하고 있으며, 그 결과 평균투과율은 낮게 된다. 또한, 흑색표시도 다소 푸른 기를 띤 흑색이 되어 셔터로서의 성능은 좋지 않다.
요컨대, 통상의 흑백표시용의 STN 액정표시장치에 칼라필터를 구비한 반사형 칼라액정표시장치는 밝기가 저하하기 위해서 어두운 표시가 되고, 또한, 셔터성능이 빛깔마다 다르기 때문에, 양호한 색채는 얻어지지 않았다.
본 발명은 반사형 칼라액정표시장치에 관한 것이며, 특히 칼라필터를 내재하여 다색표시가 가능한 반사형 칼라액정표시장치의 구성에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 반사형 칼라액정표시장치의 제 1 실시형태의 구성을 나타낸 모식적인 단면도,
도 2는 도 1에 나타낸 반사형 칼라액정표시장치에 있어서의 STN 액정소자와 반사형 편광판의 배치관계의 설명도,
도 3은 마찬가지로 그 흡수형 편광판과 위상차판의 배치관계의 설명도,
도 4는 본 발명에 의한 반사형 칼라액정표시장치의 제 2 실시형태의 구성을 나타내는 모식적인 단면도,
도 5는 도 4에 나타낸 반사형 칼라액정표시장치에 있어서의 STN 액정소자와 반사형 편광판의 배치관계의 설명도,
도 6은 마찬가지로 그 흡수형 편광판과 뒤틀림 위상차판의 배치관계의 설명도,
도 7은 본 발명에 의한 반사형 칼라액정표시장치의 제 3 실시형태의 구성을 나타내는 모식적인 단면도,
도 8은 본 발명의 각 실시형태의 반사형 칼라액정표시장치에 사용하는 칼라필터의 분광특성을 나타내는 곡선도,
도 9는 본 발명의 각 실시형태의 반사형 칼라액정표시장치에 사용하는 ITO의 투과율 특성을 나타내는 곡선도,
도 10은 본 발명의 각 실시형태의 반사형 칼라액정표시장치로부터 칼라필터를 제거한 경우의 투과율 특성을 나타내는 곡선도,
도 11은 본 발명에 의한 반사형 칼라액정표시장치의 제 4 실시형태의 구성을 나타내는 모식적인 단면도,
도 12는 도 11에 있어서의 칼라필터와 제 2 전극의 형상을 나타내는 평면도,
도 13은 본 발명의 제 4 내지 제 6 실시형태로 사용하는 반투과형광흡수층의 투과율특성을 나타내는 곡선도,
도 14는 본 발명의 제 4 내지 제 6 실시형태로 사용하는 백라이트의 발광 스펙트럼을 나타내는 곡선도,
도 15는 본 발명에 의한 반사형 칼라액정표시장치의 제 5 실시형태의 구성을 나타내는 모식적인 단면도,
도 16은 본 발명에 의한 반사형 칼라액정표시장치의 제 6 실시형태의 구성을 나타내는 모식적인 단면도이다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 표시가 밝고, 콘트라스트가 높고, 색채도 양호한 반사형 칼라액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 반사형 칼라액정표시장치는, 상기 목적을 달성하기 위해서, 각각 투명한 제 1 전극을 갖는 제 1 기판과 제 2 전극을 갖는 제 2 기판과의 사이에 180∼270°트위스트 배향하고 있는 네마틱액정을 협지하고, 상기 제 1 전극과 제 2 전극과가 상기 네마틱액정을 통해 대향하여, 상기 제 1 기판 또는 제 2 기판에 복수색의 칼라필터를 설치하여 이루어지는 STN 액정소자와, 그 제 2 기판의 시인측에 배치한 투과축과 흡수축을 갖는 흡수형 편광판과, 이 흡수형 편광판과 제 2 기판과의 사이에 배치한 위상차판과, 상기 제 1 기판의 시인측과 반대측에 순차 배치한 확산층과 투과축과 반사축을 갖는 반사형 편광판과 입사광을 거의 모두 흡수하는 광흡수층을 구비한 것이다.
그리고, 상기 위상차판의 연신(延伸)방향의 굴절율을 nx, 해당 연신방향으로 직교하는 방향의 굴절율을 ny, 두께 방향의 굴절율을 nz로 정의하였을 때, nx> nz> ny의 조건을 채운다, 소위 Z 타입의 위상차판을 사용함으로써 시야각이 개선되고 주변부터의 입사광이 효율적으로 이용되어, 밝은 표시를 얻을 수 있다.
혹은, 상기 위상차판의 연신방향의 굴절율을 nx, 해당 연신방향으로 직교하는 방향의 굴절율을 ny, 두께 방향의 굴절율을 nz와 정의하였을 때, nx > ny = nz의 조건을 만족하는 보통의 위상차판을 사용하도록 하여도 좋다.
또한, 어느 쪽의 경우에도, 상기 STN 액정소자의 네마틱액정의 복굴절의 차 Δn과 셀 갭(d)과의 곱 Δnd를 Rs로 하여, 상기 위상차판의 리타데이션치를 Rf로 하였을 때, 그 차 ΔR=Rs-Rf의 값이, 0.27㎛∼0.35㎛가 되도록 하는 것이 바람직하고, 그에 따라 백색의 평균투과율이 높아져, 양호한 흑색특성도 얻어진다.
이 반사형 칼라액정표시장치에 있어서의 상기 위상차판대신에, 뒤틀림 위상차판을 사용하여도 고투과율의 백색특성, 양호한 흑색특성 및 넓은 시야각 특성을 얻을 수 있다.
그 경우, 상기 STN 액정소자의 네마틱액정의 복굴절의 차 Δn과 셀 갭(d)과의 곱 Δnd를 Rs, STN 액정소자의 트위스트각을 Ts, 뒤틀림 위상차판의 리타데이션치를 Rc, 해당 뒤틀림 위상차판의 트위스트각을 Tc로 하였을 때, 각 트위스트각의 절대치의 차 ΔT=｜Ts｜-｜Tc｜의 값이 10°∼30°이며, ΔR= Rs-Rc의 값이 0.15㎛∼0.30㎛ 인 것이 바람직하다.
또한, 상기 칼라필터의 분광특성에 의한 최대투과율이 80% 이상이며, 최소투과율이 20% 내지 50%이면 좋다.
상기 STN 액정소자의 제 1 기판의 두께가 제 2 기판의 두께보다 얇은 쪽이 좋다.
또한, 상기 반사형 칼라액정표시장치에 있어서의 반사형 편광판의 외측에, 광흡수층 대신에 입사광의 일부가 투과하는 반투과형광흡수층과 백라이트를 배치하도록 하여도 좋다. 그에 따라, 야간등이 어두운 환경에서도 백라이트의 점등에 의해서 밝은 표시를 얻을 수 있다.
이 경우도 사용하는 위상차판의 연신방향의 굴절율을 nx, 해당 연신방향으로 직교하는 방향의 굴절율을 ny, 두께 방향의 굴절율을 nz와 정의하였을 때, nx > nz > ny의 조건을 만족하면 좋다.
혹은, 그 위상차판 대신에 뒤틀림 위상차판을 사용하여도 좋다.
상기 반투과형광흡수층은 흑색염료 또는 흑색안료로 투과율이 20% 내지 60%가 되도록 염색한 플라스틱 필름이면 좋다.
혹은, 상기 반투과형광흡수층을 반사형 편광판의 이면 혹은 백라이트의 전면 중 어느 한쪽에, 투과율이 20% 내지 60%가 되도록 흑색계 잉크로 인쇄하여 형성하여도 좋다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위해서 도면을 참조하여 발명의 최선의 실시형태에 관해서 설명한다.
〔제 1 실시형태〕
우선, 본 발명에 의한 반사형 칼라액정표시장치의 제 1 실시형태에 관해서 도 1 내지 도 3 및 도 8 내지 도 10에 의해서 설명한다.
도 1은 그 반사형 칼라액정표시장치의 구성을 나타내는 모식적인 단면도이며, 도 2는 그 STN 액정소자와 반사형 편광판의 배치관계를 설명하기 위한 도면, 도 3은 마찬가지로 그 흡수형 편광판과 위상차판의 배치관계를 설명하기 위한 도면이다.
이 제 1 실시형태의 반사형 칼라액정표시장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 각각 두께 0.5mm인 유리판으로 이루어지는 투명한 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2)과 사이에 225°트위스트 배향하고 있는 네마틱액정(6)을 협지하여 STN 액정소자(20)를 형성하고 있다.
그 제 1 기판(1)의 내면에는 산화인듐주석(이후「ITO」라고 약칭한다)으로 이루어지는 투명한 제 1 전극(3)이, 지면에 수직한 방향으로 간격을 두고 스트라이프형상으로 형성되어 있다. 또한 제 2 기판(2)의 내면에는, 안료분산법으로 형성한 두께 0.4㎛의 빨강필터(R), 초록필터(G), 파랑필터(B)의 3색의 필터가 일정한 배열로 설정된 칼라필터(7)와, 그것을 덮는 아크릴계 재료로 이루어지는 두께 2㎛의 보호막(8)이 설치되고, 그 보호막(8)상에 ITO로 이루어지는 투명한 제 2 전극(4)이, 도면에서 좌우방향으로 간격을 두고 스트라이프형상으로 형성되어 있다. 이 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2)은 시일재(5)에 의해서 일정한 간격을 유지하여 마주보고 있다.
이 STN 액정소자(20)의 제 2 기판(2)의 시인측(도면으로서는 위쪽)에, 보통의 편광판인 투과축과 흡수축을 갖는 흡수형 편광판(이하 단지「편광판」이라 함)(11)을 배치하고, 그 편광판(11)과 제 2 기판(2)과의 사이에 위상차판(12)을 배치하고 있다.
또한, 제 1 기판(1)의 시인측과 반대측(도면에서는 아래쪽)에는, 확산층(13)과, 반사형 편광판(14)과, 입사광을 거의 모두 흡수하는 광흡수층(15)을 순차 배치하고 있다.
위상차판(12)의 위상차값 R은 예컨대 R=0.55㎛이며, 그 외측에 배치되는 편광판(11)의 투과율은 투과율 46% 정도의 것이 좋다.
여기서 반사형 편광판(14)에 관해서 설명한다. 통상의 편광판은 빛을 투과하는 투과축과 흡수하는 흡수축을 가지는 흡수형 편광판이지만, 반사형 편광판(14)은 투과축과 그에 직교하는 방향의 반사축을 가지며, 투과축의 방향으로 진동하는 직선편광은 투과하지만, 반사축의 방향으로 진동하는 직선편광은 정반사한다. 이 반사형 편광판(14)의 외측에 광흡수층(15)으로서 흑색 인쇄층이나 흑색필름을 배치하면, 투과축 방향의 직선편광으로서는 흑색표시, 반사축방향의 직선편광으로서는 백색표시가 된다. 그리고 반사효율이 높기 때문에 밝은 백색표시를 얻을 수 있다.
또한, 반사형 편광판(14)의 표면은 경면이며, 입사광의 정반사방향은 밝지만, 그 이외의 각도로서는 어둡게 되고 시야각 특성이 나쁘다. 이 시야각 특성을 개선하기 위해서, 이 반사형 편광판(14)의 표면측에 확산층(13)을 설치하고 있다.
이 실시형태에서는, 확산층(13)으로서 점착제에 미립자를 분산시킨 확산점착층을 구비하고, 이면에 광흡수층(15)으로서 흑색인쇄를 하며, 확산층과 광흡수층을 일체로 한 반사형 편광판이고, 예컨대, 3M사 제품인 상품명 R-DF-B를 사용한다. 이 반사형 편광판은, 굴절률이 다른 다층박막으로 이루어지지만, 그 외에도 콜레스테릭 액정폴리머를 λ/4판으로 낀 구성의 것이나, 홀로그램을 이용하는 것 등을 사용하여도 좋다.
위상차판(12)은 폴리카보네이트를 연신한 두께 약70㎛의 필름으로, 연신방향의 굴절율을 nx, 그 연신방향으로 직교하는 방향의 굴절율을 ny, 두께 방향의 굴절율을 nz으로 정의하면, nx > nz > ny로 되어 있다. 이것은 소위 Z 타입의 위상차판으로, 아크릴계의 점착제로 편광판(11)과 일체화하고 있다. 이 Z 타입의 위상차판은 시각을 기울이었을 때의 방해물변화가 적고, 그 결과 액정표시장치의 시야각 특성도 개선한다.
다음에 제 1 기판(1)의 두께와 색채의 관계를 설명한다. 칼라필터(7)는 제 2 기판(2)의 안쪽에 배치되어 있고, 입사광은 편광판(11)과 위상차판(12)과 제 2 기판(2)과 칼라필터(7)와 네마틱액정(6)을 투과하고, 또한 제 1 기판(1)을 투과하고 나서 반사형 편광판(14)으로 반사되며, 재차 제 1 기판(1), 네마틱액정(6), 칼라필터(7)를 투과하여, 최종적으로는 편광판(11)을 투과하여 관찰자의 눈에 도달한다.
그러나, 경사로부터의 입사광은 제 1 기판(1)이 두꺼우면, 입사시에 투과한 칼라필터(7)의 빛깔과, 반사시에 투과하는 칼라필터(7)의 빛깔이 다르고, 혼색에 의해 채도가 저하한다. 따라서, 제 1 기판(1)이 얇을수록 경사로부터의 입사광에 의한 혼색이 적어 양호한 색채를 얻을 수 있다. 여러 가지 두께의 제 1 기판을 사용하여 시작한 바, 두께 0.5 mm 이하의 양호한 색채를 얻을 수 있었다. 제 1 기판(1)은 얇을수록 색채는 좋아지지만 너무 얇으면 작업성이 저하하고 강도도 약해지기 때문에, 0.1 mm 이상의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 이 실시형태에서는,제 1 기판(1)과 제 2 기판(2)으로서 어느 것이나 0.5 mm의 유리판을 사용하였다.
칼라필터(7)는 밝기를 개선하기 위해서 최대투과율이 가능한 높은 것이 바람직하고, 칼라필터의 두께를 얇게 하거나 안료농도를 낮게 하지만, 너무 두께를 지나치게 얇거나 안료농도를 지나치게 낮으면, 최소투과율이 50 이상이 되어, 색상이 극단적으로 저하된다. 각종 막두께의 칼라필터를 시작하여 실험한 바, 각 빛깔의 분광특성에 의한 최대투과율은 80% 이상이 좋고, 90% 이상이 가장 바람직하다.
한편, 각 빛깔의 분광특성에 의한 최소투과율은 20%∼50% 사이가 좋고, 40% 채도가 밝기의 점에서 가장 바람직하다. 이 실시형태로 채용한 칼라필터(7)의 분광특성을 도 8에 나타낸다. 각각 곡선(31)은 파랑필터(B), 곡선(32)은 초록필터(G), 곡선(33)은 빨강필터(R)의 분광특성을 나타낸다. 어떤 빛깔의 칼라필터도 최대투과율은 약 90%이며, 최소투과율은 약 40%로 되어 있다. ITO로 이루어지는 제 1 전극(3)과 제 2 전극(4)의 투과율도, 밝기의 점에서 중요하다. ITO의 시트 저항치가 낮을수록 막두께가 두껍게 되고, 투과율이 낮아진다.
도 9 에서 이 실시형태로 사용한 ITO의 투과율특성을 나타낸다. 제 1 전극(3)에는 데이터신호를 인가하기 때문에, 크로스토크의 영향이 적고, 시트 저항치가 100 옴인 ITO를 사용한다. 그 투과율을 실선의 곡선(43)에 의해서 나타낸다. 평균투과율은 약 92% 이다.
제 2 전극(4)은 주사신호를 인가하기 때문에, 크로스토크를 저하하기 위해서 시트 저항치가 10 옴인 ITO를 사용한다. 그 투과율을 점선의 곡선(44)에 의해서 나타낸다. 평균투과율은 약 89%가 되고, 조금 낮지만 이 실시형태와 같이, 적어도 한편의 기판에 투과율이 90% 이상인 투명전극을 사용함으로써 충분히 밝기를 개선할 수 있다.
다음에 이 반사형 칼라액정표시장치에 있어서의 각 구성부재의 배치관계에 관해서 도 2 및 도 3을 사용하여 설명한다.
제 1 전극(3)과 제 2 전극(4)의 내면에는 배향막(도시하지 않음)이 형성되고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 기판(1)의 내면을 수평축 H-H에 대하여 오른쪽으로 22.5°상승한 방향으로 러빙처리함으로써, 하부 액정분자 배향방향(6a)은 반시계방향으로 22.5°가 된다. 제 2 기판(2)의 내면을 오른쪽으로 22.5°하강한 방향으로 러빙처리를 함으로써, 상부 액정분자 배향방향(6b)은 시계방향으로 22.5°가 된다. 점도 20 cp인 네마틱액정(6)에는 카이럴재라고 부르는 선회성물질을 첨가하고, 뒤틀림 피치(P)를 11㎛로 조정하여, 시계회전 225°트위스트인 STN 액정소자(20)를 형성한다.
사용하는 네마틱액정(6)의 복굴절의 차 Δn은 0.15로, 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2)의 빈틈인 셀 갭(d)은 5.6㎛으로 한다. 따라서, 네마틱액정(6)의 복굴절의 차 Δn과 셀 갭(d)과의 곱으로 나타내는 STN 액정소자(20)의 Δnd 치인 Rs는 0.84㎛ 이다. 위상차판(12)의 위상차값(Rf)은 0.55㎛ 이기 때문에 그 차 ΔR는 ΔR=Rs-Rf= 0.29 이다.
반사형 편광판(14)의 투과축(14a)은 수평축 H-H를 기준으로서 반시계방향으로 70°에 배치하고, 편광판(11)의 투과축(11a)은 도 3에 나타낸 바와 같이 수평축 H-H를 기준으로 하여 시계방향으로 70°에 배치하고, 위상차판(12)의 연신축(12a)은 수평축 H-H를 기준으로 하여 반시계방향으로 60°에 배치하고 있다.
이상과 같이 구성되어 있는 이 실시형태의 반사형 칼라액정표시장치에 있어서 전압무인가(오프)의 상태로서는 백색표시가 되는 노멀 화이트모드가 되고, 화소(제 1 전극(3)과 제 2 전극(4)이 교차하는 부분)사이로부터도 빛이 입사하여 밝은 표시를 얻을 수 있다. 그리고 제 1 전극(3)과 제 2 전극(4)의 사이에 전압을 인가(온)하면, 네마틱액정(6)의 분자가 기동하여 흑색표시가 된다. 빛깔마다의 온과 오프를 조합함으로써 풀칼라표시가 가능하게 된다.
도 10에서 이 반사형 칼라액정표시장치로부터 칼라필터(7)를 제거한 경우의 온과 오프의 분광특성을 나타낸다. 실선의 곡선(35)은 오프로 백색표시의 분광특성이며, 실선의 곡선(36)은 프레임주파수 120 Hz에서 구동하였을 때의 온의 흑색표시의 분광특성이다. 또한, 비교예로서 ΔR= 0.26으로 설정해둔 종래예의 반사형 액정표시장치에 있어서의 오프의 분광특성을 점선의 곡선(37)으로, 동일하게 그 온의 분광특성을 점선의 곡선(38)으로 나타낸다.
이 종래예는 흑백반사형 액정표시장치이며, 오프일 때는 곡선(37)에 나타낸 바와 같이, 흰색을 강조하기 위해서 장파장의 투과율을 다소 억제하고, 푸른기가 도는 흰색이 되어 있다. 한편, 이 실시형태의 액정표시장치가 오프일 때는, 곡선(35)에 나타낸 바와 같이 다소 노란색이 강하지만, 평균투과율이 가장 높아지도록 설계되어 있다.
또한, 종래예의 온일 때는 곡선(38)에 나타낸 바와 같이 다소 푸른기가 도는 검정색이 되어 있다.
한편, 이 실시형태의 액정표시장치의 온일 때는 곡선(36)에 나타낸 바와 같이, 모든 파장 영역을 균등하게 셔터되는 양호한 흑색특성을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다. ΔR=0.27∼0.35로 양호한 특성을 얻을 수 있고, ΔR이 0.35 이상에서는 백색이 너무 노랗게 되고, 또한 흑색도 붉은 빛을 띠기 때문에 바람직하지 못하다.
또한, 위상차판(12)으로서, nx > nz > ny 인 Z 타입의 위상차판을 사용하는 것에 따라, 액정표시장치의 시야각 특성이 개선된다. 시야각 특성이 좋아지는 점에서 여러 가지의 방향으로부터의 빛이 입사하고, 그 결과 표시가 밝아져, 보다 양호한 반사형 칼라액정표시장치를 얻을 수 있다.
STN 액정소자(20)의 응답속도가 빠른 경우, 구동주파수인 프레임주파수를 높게 함으로써 콘트라스트를 개선할 수 있다. 그러나, 프레임주파수를 너무 높게 하면 크로스토크가 발생하기 때문에, 100 Hz∼200 Hz가 바람직하다. 이 실시형태에서는, 60 Hz의 비디오신호를 일단 메모리에 기입, 2배의 스피드로 읽어 내며 프레임주파수는 120 Hz에서 구동하였다.
이 실시형태는 밝은 편광판(11)과 Z 타입의 위상차판(12)과 STN 액정소자(20)와, 반사형 편광판(14)으로 구성한 밝기와 셔터성능을 최적화한 반사형 칼라액정표시장치를 프레임주파수로서 100 Hz∼200 Hz에서 구동함으로써, 높은 콘트라스트로 밝게 고채도의 반사형 칼라액정표시장치가 된다.
〔제 1 실시형태의 변형예〕
상술한 제 1 실시형태에서는 STN 액정소자로서 225°트위스트로 Rs= 0.84㎛인 STN 액정소자(20)를 사용하였지만, 180∼270°트위스트로 Rs= 0.7 ∼1.0인 STN액정소자를 사용하여도, 편광판(11)과 위상차판(12)과 반사형편광판(14)의 배치각도를 최적화함으로써, 같은 반사형 칼라액정표시장치를 얻을 수 있다.
이 실시형태에서는 칼라필터(7)로서, 빨강, 초록, 파랑의 3색의 것을 사용하였는데, 청록, 노랑, 자홍색의 3색의 칼라필터를 사용하여도 밝은 칼라표시가 가능하다. 또한, 용도에 따라서는 2색 혹은 4색 이상의 복수색의 칼라필터를 사용하는 것도 가능하다.
또한, 이 실시형태에서는 투과율 46%인 편광판(11)을 사용하였지만, 양호한 밝기를 얻기 위해서는 투과율 45% 이상으로 편광도 95% 이상의 편광판이 바람직하다. 물론 투과율 45% 미만인 편광판이라도, 표시는 다소 어둡게 되기는 하지만 사용은 가능하다.
〔제 2 실시형태〕
다음에 본 발명에 의한 반사형 칼라액정표시장치의 제 2 실시형태에 관해서 도 4 내지 도 6에 의해서 설명한다.
도 4는 그 반사형 칼라액정표시장치의 구성을 나타내는 도 1과 마찬가지인 단면도, 도 5는 그 STN 액정소자와 반사형 편광판의 배치관계를 설명하기 위한 도면, 도 6은 편광판과 뒤틀림 위상차판의 배치관계를 설명하는 도면이다. 이들 그림에 있어서, 도 1 내지 도 3과 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙여 둔다.
이 제 2 실시형태의 반사형 칼라액정표시장치는 제 1 실시형태에 있어서의 위상차판(12)의 대신에 뒤틀림 위상차판(16)을 사용한 점과, STN 액정소자(21)의 트위스트각이 STN 액정소자(20)와 다른 점 및 편광판(11)의 표면에 무반사층(17)을구비한 것 이외는 제 1 실시형태의 구성과 동일하므로 그것들의 설명은 생략한다.
이 반사형 칼라액정표시장치의 STN 액정소자(21)는 도 4에 나타낸 바와 같이 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2)과의 사이에 좌회전 240°트위스트배향하고 있는 네마틱액정(6)을 협지하고 있다.
그 STN 액정소자(21)의 제 2 기판(2)의 시인측에는, 뒤틀림 위상차판(16)을 끼우고 표면에 무반사층(17)을 설치한 투과율 46%인 편광판(흡수형 편광판)(11)을 배치하고 있다. 제 1 기판(1)의 시인측과 반대측(바깥측)으로, 확산층(13), 반사형 편광판(14) 및 광흡수층(15)을 순차 배치하고 있는 것은 도 1에 나타낸 제 1 실시형태와 동일하다.
뒤틀림 위상차판(16)은 뒤틀림이 있는 액정성 고분자폴리머를 트리아세틸셀룰로오즈(TAC)필름이나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)필름에 배향처리하고 나서 도포하고, 150℃ 정도의 고온으로 액정상태, 트위스트각을 조정후 실온까지 급냉하고, 그 뒤틀림 상태를 고정화한 필름이다. 이 실시형태에서는 트위스트각 Tc가 -220°이며, Δnd 인 Rc가 0.61㎛인 우회전의 뒤틀림 위상차판(16)을 사용한다.
편광판(11)의 표면에 무기박막을 수층 증착한 반사율이 0.5% 정도인 무반사층(17)을 설치함으로써 편광판(11)의 표면반사가 저하하는 것으로 투과율이 개선되며, 표시가 밝아진다. 또한, 편광판(11)의 표면반사광이 감소함으로써 온일 때의 흑색레벨이 저하하고 콘트라스트가 개선되어, 밝고 고채도인 반사형 칼라표시장치를 얻을 수 있다.
그러나, 증착막은 비싸기 때문에, 최근에는 1층∼2층의 유기재료를 코트한도포타입의 무반사막이 개발되어 있고, 반사율은 1% 전후로 다소 높지만 저렴한 가격이며, 이들 무반사막에서도 같이 사용가능하다.
다음에 이 반사형 칼라액정표시장치의 각 구성부재의 배치관계를 도 5 및 도 6을 사용하여 설명한다. 제 1 전극(3)과 제 2 전극(4)의 표면에는 배향막(도시하지 않음)이 형성되고, 도 5에 나타낸 바와 같이, 제 1 기판(1)은, 수평축 H-H에 대하여 오른쪽으로 30°상승한 방향에 러빙처리함으로써, 하부 액정분자배향방향(6a)은 반시계방향으로 30°가 되고, 제 2 기판(2)은 오른쪽으로 30°하강한 방향에 러빙처리함으로써, 상부 액정분자배향방향(6b)은 시계방향으로 30°가 된다.
점도 20 cp인 네마틱액정(6)에는 카이럴재라고 부르는 선회성물질을 첨가하고 뒤틀림 피치(P)를 11㎛로 조정하고, 반시계방향(좌회전)으로 240°트위스트인 STN 액정소자(21)를 형성한다.
사용하는 네마틱액정(6)의 복굴절의 차 Δn은 0.15이며, 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2)의 틈새인 셀 갭(d)은 5. 6㎛으로 한다. 따라서, 네마틱액정(6)의 복굴절의 차 Δn과 셀 갭(d)과의 곱으로 나타내는 STN 액정소자(21)의 Δnd 치인 Rs는 0.84㎛ 이다. 뒤틀림 위상차판(16)의 위상차값(Rc)은 0.61㎛ 이기 때문에 그 차 ΔR= Rs-Rc= 0.23㎛ 이다.
ΔR이 커지면 백색표시가 노랗게 되고, 반대로 ΔR이 작으면 어두운 화면이 되어 버린다. 따라서, ΔR= 0.15∼0.30㎛의 범위가 바람직하다.
반사형 편광판(14)의 투과축(14a)은 수평축 H-H를 기준으로서 시계방향으로 5°로 배치하고, 편광판(11)의 투과축(11a)은 도 6에 나타낸 바와 같이 수평축 H-H를 기준으로 하여 반시계방향으로 45°에 배치하고, 뒤틀림 위상차판(16)의 하분자배향방향(16a)은 수평축 H-H를 기준으로 하여 반시계방향으로 55°에 배치하고, 상분자배향방향(16b)은 시계방향으로 85°에 배치하여, 우회전 트위스트액정소자(21)의 트위스트각도 Tc는 시계방향으로 220°가 되며, 트위스트각의 절대치의 차 ΔT는, ΔT= Ts-Tc= 20°가 되어 있다.
이 STN 액정소자(21)는 뒤틀림 위상차판(16)과 트위스트각의 절대치가 같을 경우 요컨대 ΔT= 0 이며, 가장 보정이 잘 되고, 오프할 때에는 양호한 백색을 얻을 수 있지만, 온일 때에 양호한 흑색이 나오지 않고 콘트라스트는 저하하여, 반사형 칼라표시장치용에는 알맞지 않다. 셔터성능이 양호한 흑색을 내기 위해서는, ΔT= 10°∼30°가 좋고, 특히 이 실시형태의 반사형 칼라표시장치에 사용한 ΔT= 20°인 경우가 오프일 때의 백색의 투과율이 높고, 또한 온일 때의 검정색의 셔터성능도 좋으며, 또한 시야각 특성도 양호하게 된다.
이상과 같이 구성된 이 실시형태의 반사형 칼라액정표시장치에 있어서, 전압무인가(오프)의 상태에서는 백색표시가 되는 노멀 화이트모드가 되고, 화소사이로부터도 빛이 입사하여 밝은 표시를 얻을 수 있다. 제 1 전극(3)과 제 2 전극(4)의 사이에 전압을 인가(온)하면, 네마틱액정(6)의 분자가 기동하여 흑색표시가 된다. 빛깔마다의 온과 오프를 조합함으로써 풀칼라표시가 가능하게 된다.
이 실시형태에서는 무반사층(17)을 구비한 밝은 편광판(11)과, 뒤틀림 위상차판(16)과, STN 액정소자(21)와, 반사형 편광판(14)으로 구성한 밝기와 셔터성능을 최적화한 반사형 칼라액정표시장치를 프레임주파수로서 100 Hz∼200 Hz에서 구동함으로써, 높은 콘트라스트로 밝게 고채도의 반사형 칼라액정표시장치를 제공할 수 있다.
〔제 2 실시형태의 변형예〕
이 실시형태에서는 STN 액정소자로서 Ts=240°트위스트로 Rs= 0.84㎛인 STN 액정소자(21)를 사용하였지만, 180∼270°트위스트로, Rs=0.7∼1.0인 액정표시장치로도, 편광판(11)과 뒤틀림 위상차판(16)과 반사형 편광판(14)의 배치각도를 최적화함으로써 동일한 반사형 칼라표시장치를 얻을 수 있다.
이 실시형태에서는 투과율 46%의 편광판(11)을 사용하였지만, 양호한 밝기를 얻기 위해서는, 투과율 45% 이상으로 편광도 95% 이상의 편광판이 바람직하다. 물론 투과율 45% 미만의 편광판이라도 표시는 다소 어두워지기는 하지만 사용할 수 있다.
또한, 이 실시형태에서는 뒤틀림 위상차판(16)으로서, 실온으로서는 뒤틀림 상태가 고정화하고 있는 액정성 폴리머필름을 사용하였지만, 액정분자의 일부를 쇠사슬형상의 폴리머분자에 결합한 만큼의 온도에 의해 Rc가 변화하는 온도보상형 뒤틀림 위상차판을 사용하면, 고온에서의 밝기나 콘트라스트가 개선되어, 보다 양호한 반사형 칼라액정표시장치를 얻을 수 있다.
〔제 3 실시형태〕
다음에 본 발명에 의한 반사형 칼라액정표시장치의 제 3 실시형태에 관해서 도 7을 참조하여 설명한다.
도 7은 그 반사형 칼라액정표시장치의 구성을 나타내는 도 1과 같은 단면도이며, 도 1과 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙여 그 설명은 생략한다.
이 제 3 실시형태의 반사형 칼라액정표시장치는 제 1 기판(1)의 두께를 제 2 기판(2)보다 얇게 한 것, 칼라필터(7)를 제 1 기판(1)의 제 1 전극(3)상에 설치한 것, 위상차판(18)으로서 통상의 1축 연신타입을 사용하는 것 이외는 제 1 실시형태의 구성과 동일하다.
이 반사형 칼라액정표시장치의 STN 액정소자(21)는 도 7에 나타낸 바와 같이 제 1 기판(1a)과 제 2 기판(2a)의 사이에, 좌회전 225°트위스트배향하고 있는 네마틱액정(6)을 협지하고 있다.
STN 액정소자(22)의 제 2 기판(2a)의 시인측(위쪽)에는, 1축 연신타입으로 위상차값(R)이 0.55㎛인 위상차판(18)을 통해 투과율 46%의 편광판(11)을 배치하고 있다.
이 제 3 실시형태에서는 제 1 기판(1a)의 두께를 0.4 mm로서, 제 1 실시형태의 제 1 기판(1)보다 얇게 하고 있다. 이에 따라, 경사로부터의 입사광에 의한 혼색이 더욱 저하하고, 제 1 실시형태보다 양호한 색상을 얻을 수 있다. 또한 제 2 기판(2a)의 두께는 표시성능에의 영향은 없기 때문에, 생산성과 비용을 고려하여 0.7 mm 두께로 한다. 이와 같이 제 1 기판(1a)의 두께를 제 2 기판(2a)보다 얇게 함으로써, 생산성을 저하시키지 않고 양호한 반사형 칼라액정표시장치를 제공할 수 있다.
또한, 칼라필터(7)를 제 1 전극(3)상에 직접 형성함으로써 제 1, 제 2 실시형태에서 사용하고 있는 보호막(8)이 불필요하게 된다. 또한, 제 1 전극(3)상에 칼라필터(7)를 설치하면, 제 1 전극(3)에 인가한 구동신호가 칼라필터(7)에서 일부 손실되고, 콘트라스트가 저하한다.
그 때문에 투과형의 칼라액정표시장치에서는 칼라필터(7)의 유전율을 크게 하거나, 그 두께를 1㎛ 이하로 얇게 해야 하지만, 이 실시형태에서는 두께 0.4㎛로 대단히 얇은 칼라필터(7)를 사용하기 때문에, 인가신호의 손실은 거의 없고, 프레임주파수가 120 Hz인 구동신호를 사용하는 것에 의해, 콘트라스트가 높은 표시를 얻을 수 있다.
또한, 위상차판(18)은 저가격인 통상의 1축 연신타입이며, 전술한 굴절률은 nx > ny = nz의 조건을 만족하게 된다. 그 때문에 제 1 실시형태에서 사용한 Z 타입의 위상차판(12)보다 시야각 특성은 저하하지만, 제 1 기판(1a)의 두께를 0.4 mm로 제 1 실시형태의 것보다 얇게 함으로써, 양호한 색채를 얻을 수 있다.
이 실시형태에서는 밝은 편광판(11)과, 1축 연신타입의 위상차판(18)과, 제 2 기판(2a)보다 얇은 제 1 기판(1a)과, 칼라필터(7)를 제 1 기판(1a)의 제 1 전극(3)상에 설치한 STN 액정소자(22)와, 반사형 편광판(14)으로 구성한 표시의 밝기와 셔터성능을 최적화한 반사형 칼라액정표시장치를, 프레임주파수로서 100 Hz∼200 Hz에서 구동함에 의해 콘트라스트가 높고, 밝고, 고채도이며 더욱 비용이 저렴한 반사형 칼라액정표시장치를 제공할 수 있다.
〔제 3 실시형태의 변형예〕
이 실시형태에서는 칼라필터(7)를 제 1 기판(1a)의 제 1 전극(3)상에 형성하였지만, 제 2 기판(2a)의 제 2 전극(4)의 위에 형성하여도 동일한 반사형 칼라표시장치를 얻을 수 있다.
이 실시형태에서는 제 1 기판(1a)으로서 두께 0.4 mm의 유리기판을 사용하였지만, 제 1 기판(1a)의 두께는 얇을수록 양호한 색채를 얻을 수 있다. 그러나, 너무 얇으면 작업성이 저하하기 때문에, 0.1 mm∼0.5 mm의 범위가 좋다. 또한, 재질은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 플라스틱기판을 사용하여도 좋다.
〔제 4 실시형태〕
다음에 본 발명에 의한 반사형 칼라액정표시장치의 제 4 실시형태에 관해서 도 11 내지 도 14에 의해서 설명한다.
도 11은 그 반사형 칼라액정표시장치의 구성을 나타내는 도 1과 같이 모식적인 단면도, 도 12는 그 칼라필터와 제 2 전극의 형상을 나타내는 평면도이며, 이들 도면에 있어서 도 1과 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙여 둔다.
도 13은 이 실시형태에 사용하는 반투과형광흡수층의 투과율특성을 나타내는 곡선도, 도 14는 백라이트의 발광 스펙트럼을 나타내는 곡선도이다.
이 반사형 칼라액정표시장치에 있어서의 STN 액정소자(20)는 도 1에 나타낸 제 1 실시형태의 것과 같은 구성이지만, 칼라필터(7)의 두께를 0.3㎛으로 하고 있다.
그리고 이 STN 액정소자(20)의 제 1 기판(1)의 시인측과 반대측(외측)에 확산층(13)과, 반사형 편광판(14)과, 반투과형광흡수층(25)과, 백라이트(26)를 순차 배치하고 있다. 제 2 기판(2)의 시인측에 위상차값(Rf)이 55㎛인 위상차판(12)을 통해, 투과율 46%로 두께 약 200㎛인 편광판(11)을 배치하는 것은, 제 1 실시형태와 마찬가지다.
이 실시형태에서는 반투과형광흡수층(25)으로서, 두께 20㎛의 폴리에틸렌텔레프타레이트(이후「PET」으로 기재함)필름에, 흑색의 염료를 염색한 것을 점착제를 사용하여 반사형 편광판(14)의 이면에 접착하여 배치하였다. 이 반투과형광흡수층(25)의 분광특성을 도 13의 곡선(47)에 나타낸다. 파장 400 nm에서 파장 650 nm까지 플랫인 투과율을 나타내고, 전파장의 평균투과율은 약 30% 이다.
백라이트(26)로서는 두께 3 mm의 도광판에 3파장형인 직관타입의 형광관을 조합한 사이드 라이트형인 백라이트를 사용하였다. 3파장형의 형광관을 이용함으로써 고휘도를 얻을 수 있고, 또한 투과조명시의 색상이 개선된다.
칼라필터(7)는 빨강필터(R)와, 초록필터(G)와, 파랑필터(B)의 3색으로 구성되고 도 12에 나타낸 바와 같이 세로 스트라이프형상으로 한다. 각 빛깔의 칼라필터의 폭은 제 2 전극(4)의 폭보다 넓게 형성하고, 틈이 생기지 않도록 하고 있다. 칼라필터(7)의 사이에 틈이 생기면, 입사광이 증가하여 밝게는 되지만, 표시색에 백색빛이 혼색하여 색순도가 저하하기 때문에 바람직하지 못하다.
칼라필터(7)는 밝기를 개선하기 위해서 분광 스펙트럼에 있어서의 최대투과율이 되도록 높은 것이 바람직하고, 각 빛깔의 최대투과율은 80% 이상이 좋고, 90% 이상이 가장 바람직하다. 또한, 분광 스펙트럼에 있어서의 최소투과율도 20%∼50%보다 높게 해야 한다.
칼라필터(7)의 형성방법으로서는 안료분산, 염색, 인쇄, 전사, 전착(電着) 등의 각종 방법이 있지만, 아크릴계나 PVA 계의 감광성수지에 안료를 분산시킨 안료분산형으로 하는 것이 내열온도가 높고, 색순도도 좋기 때문에 가장 바람직하다.
이러한 고투과율의 칼라필터를 얻기 위해서 이 실시형태에서는 감광성수지에 안료를 20∼30% 배합한 칼라레지스트를 스피너를 사용하여 제 2 기판(2)상에 도포하고, 노광공정과 현상공정을 하여 패터닝하고, 두께가 0.3㎛ 이하인 얇은 칼라필터를 형성하였다.
그 칼라필터(7)의 분광 스펙트럼은 도 7에 나타난 바와 같이 된다. 그리고 칼라필터(7)의 최고투과율을 도 8에 나타낸 바와 같이, 파랑필터(B)>초록필터(G)>빨강필터(R)의 순차로 함으로써, 빛깔밸런스를 개선할 수 있고 오프일 때 희게 되는 것을 개선할 수가 있다.
이 실시형태의 반사형 칼라액정표시장치에 있어서의 각 구성부재의 배치관계도, 도 2 및 도 3에 의해서 설명한 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.
외광에 의한 반사형 표시의 경우의 작용 및 효과는 제 1 실시형태의 경우와 동일하므로 그 설명도 생략한다.
다음에 백라이트(26)를 점등하는 경우에 관해서 설명한다. 야간 등의 어두운 곳에서 백라이트(26)를 점등하면, 백라이트(26)의 빛은 반투과형광흡수층(25)을 투과 후, 반사형 편광판(14)의 투과축을 투과하여 확산층(13), STN 액정소자(20), 위상차판(12), 편광판(11)을 투과하고 백색표시된다. 한편, 반사조명시에는 백색표시하고 있는 반사형 편광판(14)의 반사축방향의 직선편광은 비투과가 되기 때문에 흑색표시가 되고, 그 결과 반사조명시와 백라이트에 의한 투과조명시에는, 흑백의 관계가 역전하는 반전표시가 된다.
따라서, 액정표시장치에 인가하는 데이터신호를 백라이트(26)의 점등시에는 반전하는 것으로 반전표시가 해소되고, 정상적인 빛깔의 투과형의 칼라표시를 얻을 수 있기 때문에, 야간에서도 백라이트(26)를 점등함으로써 투과형의 액정표시장치가 되어 인식이 가능하다.
반투과형광흡수층(25)의 투과율이 높을수록 백라이트(26) 점등시의 밝기는 양호하지만, 반대로 백라이트(26)의 비점등시에, 외광에 의한 반사표시의 콘트라스트는 저하한다. 반투과형광흡수층(25)의 평균투과율은, 실험보다 20%∼60%가 좋고, 바람직하게는 30%∼50%이며, 이 실시형태에서는 도 10의 곡선(37)에 나타낸 평균투과율이 30%의 반투과형광흡수층(25)을 이용함으로써, 반사형으로서 사용할 때는 양호한 콘트라스트를 얻을 수 있어 투과형으로서 사용할 때의 밝기도 양호했다.
이 실시형태에서는 편광판(11)과 Z 타입의 위상차판(12)과, STN 액정소자(20)와, 반사형 편광판(14)과, 반투과형광흡수층(25)과, 백라이트(26)로 반사형 칼라액정표시장치를 구성함으로써 밝은 장소에서는 외광을 사용하고, 콘트라스트가 높은 고색상의 표시를 할 수 있으며, 어두운 장소에서도 백라이트(26)를 점등함으로써 밝은 투과형의 칼라표시가 가능하다, 반사형 칼라액정표시장치를 제공할 수 있다.
〔제 4 실시형태의 변형예〕
이 실시형태에서는 STN 액정소자로서 225°트위스트로 Rs= 0.84㎛인 STN 액정소자(20)를 사용하였지만, 180∼270°트위스트로, Rs= 0.7∼1.0의 액정표시장치에서도 편광판(11)과 위상차판(12)과 반사형 편광판(14)의 배치각도를 최적화함으로써, 같은 반사형 칼라표시장치를 얻을 수 있다.
또한, 이 실시형태에서는 STN 액정소자를 사용하였지만, 트위스트각이 90°전후의 트위스트네마틱(TN)액정소자에도 물론 동일한 반사형 칼라액정표시장치는 가능하다. TN 액정소자인 경우는 위상차판(12)이 불필요하지만, 대화면표시를 행할 경우에는 TFT이나 MIM의 능동 소자를 내재한 능동 매트릭스 반사형 칼라액정표시장치로 하는 것이 바람직하다.
또한, 이 실시형태에서는 칼라필터(7)로서 빨강, 초록, 파랑의 3색의 칼라필터를 사용하였지만 청록, 노랑, 진홍색의 3색의 칼라필터를 사용하여도 마찬가지로 밝은 칼라표시가 가능하다.
〔제 5 실시형태〕
다음에 본 발명에 의한 반사형 칼라액정표시장치의 제 5 실시형태에 관해서 도 14 및 도 15에 의해서 설명한다.
이 반사형 칼라액정표시장치는 제 4 실시형태의 반사형 칼라액정표시장치에 있어서의 위상차판(12)의 대신에 뒤틀림 위상차판(16)을 사용한 점과, STN 액정소자(21)의 트위스트각이 다른 점과, 편광판(11)의 표면에 무반사층(17)을 구비한 점과, 칼라필터(7a)의 두께가 다른 점, 반투과형광흡수층(27)과 백라이트(28)의 종류가 다른 점이 제 4 실시형태의 구성과 다르다.
이 반사형 칼라액정표시장치의 STN 액정소자(21)는 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2)과의 사이에 좌회전 240°트위스트배향하고 있는 네마틱액정(6)을 협지하고있다.
칼라필터(7a)는 안료분산법으로 설치한 두께 1㎛로 빨강필터(R)와 초록필터(G)와 파랑필터(B)의 3색으로 이루어지는 칼라필터(7a)이며, 제 2 기판(2)의 내면에 설정되어 아크릴계 재료로 이루어지는 두께 2㎛의 보호막(8)에 의해 피복되어 있다. STN 액정소자(21)에 있어서의 그 밖의 구성은 도 4에 나타낸 제 2 실시형태와 동일하다.
STN 액정소자(21)의 제 1 기판(1)의 시인측과 반대측(외측)에는 확산층(13)과, 반사형 편광판(14)과, 반투과형광흡수층(27)과, 백색발광 전계 발광(EL)판으로 이루어지는 백라이트(28)가 순차 배치되어 있다.
제 2 기판(2)의 외측에는 뒤틀림 위상차판(16)을 통해 무반사층(17)을 코트한 투과율46%인 편광판(11)을 배치한 점은 도 4에 나타낸 제 2 실시형태의 것과 동일하다.
반투과형광흡수층(27)으로서, 형광백염료를 기제로 혼합한 형광백색잉크에 흑색염료를 기제로 혼합한 흑색잉크를 혼합한 회색잉크를, 반사형 편광판(14)의 이면에 투과율이 약40%이 되도록 인쇄하여 형성한다. 흑색잉크를 투과율이 40% 전후로 되도록 얇게, 또 균일하게 인쇄하는 것은 어렵고, 이 실시형태와 같은 회색잉크를 두껍게 인쇄함으로써, 투과율이 균일한 반투과형광흡수층(27)의 형성이 가능하게 된다.
또한, 이 잉크로 형성한 반투과형광흡수층(27)의 두께는, 수㎛ 두께이며, 제 4 실시형태로 사용한 플라스틱필름보다 얇게 할 수 있다. 여기서는 염료를 기제에혼합한 형광잉크와 흑색잉크를 사용하였지만, 미립자화 한 안료를 기제에 혼합한 형광잉크나 흑색잉크를 사용하는 것으로도 물론 가능하다.
칼라필터(7a)는 빨강필터(R)와, 초록필터(G)와, 파랑필터(B)의 3색으로 구성되고 도 12에 나타낸 제 4 실시형태로 사용한 칼라필터(7)와 동일한 세로 스트라이프형상이다.
그러나, 안료농도를 묽게 하고, 감광성수지에 안료를 10% 정도 배합한 칼라레지스트를 사용하고, 두께는 1.0 ㎛ 정도이면서 분광 스펙트럼에 있어서의 최대투과율이 90% 이상이며, 최소투과율이 40% 정도의 칼라필터(7a)를 형성하였다. 이 칼라필터(7a)를 사용하는 것에 따라, 제 4 실시형태에서 사용한 두께 0.3㎛ 정도의 칼라필터보다, 제 2 기판(2)과의 밀착성이 잘 되어 칼라필터가 부분적으로 벗겨져 결함이 생기거나 에칭되어 칼라필터의 폭이 가늘게 되지도 않고, 안정된 형상을 얻을 수 있기 때문에 바람직하다.
백라이트(28)는 파랑발광체와 초록발광체와 오렌지발광체를 혼합하고, 백색발광으로 한 두께 약 300㎛의 EL판을 사용하였다. 이 EL판에 500 Hz에서 50 V인 구동전압을 인가하였을 때의 발광 스펙트럼을 도 14에 곡선(48)으로 나타낸다. 이 도면에서 알 수 있듯이, 파장 400 nm∼700 nm까지의 넓은 범위의 빛을 발광하고 있어 그 결과 백색의 발광색을 얻을 수 있다.
이 EL판의 두께는 약 300㎛로 얇기 때문에 제 4 실시형태로 사용한 두께 수 mm의 형광관 방식의 백라이트를 사용하는 것보다, 액정표시장치의 박형화(薄型化)가 가능해지고 휴대정보기기용의 표시장치로서는 보다 바람직하다.
이 실시형태에서도 반투과형광흡수층(27)과 백라이트(28)를 구비하고 있기 때문에, 백라이트(28)를 점등함으로써 야간에도 인식이 가능하다. 그러나, 백라이트(28)의 빛은, 반사형 편광판(14)의 투과축 방향의 직선편광을 투과하여, 반사축 방향의 직선편광은 비투과가 되기 때문에, 흑백의 관계가 역전하는 반전표시가 된다. 따라서 액정표시장치로 인가하는 데이터신호를 백라이트(28)의 점등시에는 반전함으로써, 정상적인 칼라표시를 얻을 수 있다.
이 실시형태에서는 편광판(11)과, 뒤틀림 위상차판(16)과, STN 액정소자(21)와, 반사형 편광판(14)과, 형광백색잉크에 흑색잉크를 혼합한 회색잉크를 인쇄하여 형성한 반투과형광흡수층(27)과, 백색발광의 EL판의 백라이트(28)에 따라서 반사형 칼라액정표시장치를 구성하였다. 이것에 의해서 밝은 장소에서는 외광을 사용하여 콘트라스트가 높고 고채도의 표시를 할 수 있고, 어두운 장소에서는 백라이트(28)를 점등하여 밝은 투과형의 칼라표시가 가능하게 되는 반사형 칼라액정표시장치를 제공할 수 있다.
(제 5 실시형태의 변형예)
이 실시형태에서는 STN 액정소자로서 Ts= 240°트위스트로 Rs=0.84㎛인 STN 액정소자(21)를 사용하였지만, 180∼270°트위스트로, Rs=0.7∼1.0인 액정표시장치라도 편광판(11)과 뒤틀림 위상차판(16)과 반사형 편광판(14)의 배치각도를 최적화하는 것으로, 같은 반사형 칼라표시장치를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 STN 액정소자를 사용하였지만, 트위스트각이 90°전후인 트위스트네마틱(TN)액정소자라도 물론 같은 반사형 칼라액정표시장치는 가능하다. TN 액정소자인 경우는, 뒤틀림 위상차판(16)이 불필요하지만 대화면표시를 하는 경우에는, TFT이나 MIM의 능동 소자를 내재한 능동 매트릭스 반사형 칼라액정표시장치로 하는 것이 바람직하다.
이 실시형태에서는 뒤틀림 위상차판(16)으로서 실온에서는 뒤틀림 상태가 고정화하고 있는 액정성 폴리머필름을 사용하였지만, 액정분자의 일부를 쇠사슬형상의 폴리머분자에 결합한 만큼의, 온도에 의해 Rc가 변화하는 온도보상형 뒤틀림 위상차판을 사용하면, 고온에서의 밝기이나 콘트라스트가 개선되고, 보다 양호한 반사형 칼라액정표시장치를 얻을 수 있다.
또한, 이 실시형태에서는 백라이트(28)로서, 파랑발광체와 초록발광체와 오렌지발광체를 혼합하여 작성한 백색발광의 EL판을 사용하였지만, 초록발광의 EL 판의 표면에, 형광염료나 형광안료를 기제에 분산시킨 형광오렌지잉크를 인쇄하거나, 초록발광체에 형광오렌지잉크를 혼합하여 작성한 백색발광의 EL 판을 사용하는 것으로도 가능하다.
도 14의 곡선(49)에 초록발광의 EL 판의 표면에 형광오렌지잉크를 인쇄한 EL 판에, 500 Hz에서 50 V인 구동전압을 인가하였을 때의 발광 스펙트럼을 나타낸다. 형광오렌지잉크의 인쇄농도를 조정함으로써 파장 510 nm 부근의 녹색의 발광 스펙트럼과, 발광체의 초록의 빛으로 여기한 파장 600 nm 부근의 오렌지색의 발광 스펙트럼의 밸런스가 이루어져, 양호한 백색발광을 얻을 수 있었다. 또한, 형광오렌지잉크의 대신에 형광빨강잉크나 형광노랑잉크이나 형광핑크잉크를 사용하는 것도 가능하다.
또한, 이 실시형태에서는 반투과형광흡수층(27)을 반사형 편광판(14)의 이면에 인쇄하여 형성하였지만, 백라이트(28)의 표면에 인쇄하여도 완전히 같은 효과를 얻을 수 있다.
〔제 6 실시형태〕
다음에 본 발명에 의한 반사형 칼라액정표시장치의 제 6 실시형태에 관해서 도 16에 의해서 설명한다.
이 제 6 실시형태의 반사형 칼라액정표시장치는 제 1 기판(1a)의 두께를 제 2 기판(2a)보다 얇게 한 것, 칼라필터(7b)를 제 1 기판(1a)에 형성한 것, 형광파랑잉크와 형광초록잉크와 형광빨강잉크와 흑색잉크를 혼합한 잉크로 반투과형광흡수층(29)을 백라이트(28)인 EL 판에 인쇄하여 형성한 것, 위상차판(18)으로서 통상의 1축 연신타입을 사용하는 것 이외는 제 4 실시형태의 구성과 마찬가지다.
이 반사형 칼라액정표시장치에 있어서의 STN 액정소자(22)는, 도 16에 나타낸 바와 같이 ITO로 이루어지는 제 1 전극(3)의 위에 안료분산법으로 설치한 두께 0.3㎛의 칼라필터(7b)가 형성되어 있는 두께 0.4 mm의 유리판으로 이루어지는 제 1 기판(1a)과, ITO로 이루어지는 제 2 전극(4)이 형성되어 있는 두께 0.7 mm의 유리판으로 이루어지는 제 2 기판(2a)을 시일재(5)에 의해서 마주 향하게 하고, 그 제 1 기판(1a)과 제 2 기판(2a)의 사이에 좌회전 225°트위스트배향하고 있는 네마틱액정(6)을 협지하고 있다.
STN 액정소자(22)의 제 1 기판(1a)의 외측에는 확산층(13)을, 확산층(13)의 외측에는 반사형 편광판(14)을 반사형 편광판(14)의 외측에는반투과형광흡수층(29)을 인쇄한 백색발광 EL 판으로 이루어지는 백라이트(28)를 배치하고 있다. 제 2 기판(2a)의 시인측에는, 1축 연신타입으로 위상차값(Rf)이 0.55㎛의 위상차판(18)과, 위상차판(18)의 외측에는 투과율 46%의 편광판(11)을 배치하고 있다.
백라이트(28)는 제 5 실시형태로 사용한 것과 동일하며, 파랑발광체와 초록발광체와 오렌지발광체를 혼합한 백색발광으로, 두께 0.3 mm의 EL 판이다.
반투과형광흡수층(29)으로서 형광염료를 기재에 분산시켜 형성한, 형광파랑잉크와 형광초록잉크와 형광빨강잉크에 흑색잉크를 혼합한 회색잉크를 백라이트(28)의 표면에 투과율이 약 40%이 되도록 인쇄하여 형성한다. 흑색잉크를 투과율이 40% 전후가 되도록 얇고, 또한 균일하게 인쇄하는 것은 어렵기 때문에, 이 실시형태와 같은 회색잉크를 두껍게 인쇄하는 것으로, 투과율이 균일한 반투과형광흡수층(29)이 가능해진다.
또한, 이 잉크로 형성한 반투과형광흡수층(29)의 두께는, 수㎛의 두께이며 제 4 실시형태로 사용한 플라스틱필름보다 얇게 할 수 있다. 여기서는 염료를 기제에 혼합한 형광잉크와 흑색잉크를 사용하였지만, 미립자화 한 안료를 기제에 혼합한 형광잉크이나 흑색잉크를 사용하는 것으로도, 물론 가능하다.
제 1 기판(1a)의 두께를 0.4 mm과 제 1 실시형태보다 얇게 하는 것으로, 경사로부터의 입사광에 의한 혼색이 더욱 저하하고, 제 1 실시형태보다 양호한 색상을 얻을 수 있다. 또한, 제 2 기판(2a)의 두께는 표시성능에의 영향은 없기 때문에 생산성과 비용을 고려하여, 0.7 mm 두께로 한다. 이와 같이 제 1 기판(1a)의 두께만을 얇게 함으로써, 생산성을 저하시키지 않고서 양호한 반사형 칼라액정표시장치를 제공할 수 있다.
칼라필터(7b)는 빨강필터(R)와 초록필터(G)와 파랑필터(B)의 3색으로 구성되고, 제 4 실시형태로 사용한 칼라필터와 같은 형상의 세로 스트라이프이다.
칼라필터(7b)를 제 1 전극(3)상에 직접 형성함으로써, 제 4 실시형태로 사용하고 있는 보호막(8)이 불필요하게 된다. 따라서, 제 1 전극(3)상에 칼라필터(7b)를 설치하면 제 1 전극(3)에 인가한 구동신호가 칼라필터(7b)에서 일부 손실되어 콘트라스트는 저하하지만, 저비용화가 가능하게 된다.
또한, 위상차판(18)은 1축 연신타입이며, 굴절률은, nx > ny = nz가 된다. 그 때문에, 제 1 실시형태로 사용한 Z 타입의 위상차판(12)보다, 시야각 특성은 저하하지만 저비용화가 가능해진다.
또한, 이 실시형태에서도 인쇄로 형성한 반투과형광흡수층(29)과 백라이트(28)를 구비하고 있기 때문에 백라이트(28)를 점등함으로써 야간에서도 인식이 가능하다. 그러나, 백라이트(28)의 빛은, 반사형편광판(14)의 투과축방향의 직선편광을 투과하고 반사축 방향의 직선편광은 비투과가 되기 때문에, 흑백의 관계가 역전하는 반전표시가 된다. 따라서, 액정표시장치에 인가하는 데이터신호를 백라이트(28)의 점등시에는 반전함으로써, 정상적인 칼라표시를 얻을 수 있다.
이 실시형태에서는 편광판(11)과, 1축 연신타입의 위상차판(18)과, STN 액정소자(22)와, 반사형편광판(14)과, 형광파랑잉크와 형광초록잉크와 형광빨강잉크와 흑색잉크를 혼합한 잉크를 인쇄하여 형성한 반투과형광흡수층(29)과, 백색발광의EL 판의 백라이트(28)에 따라서 반사형 칼라액정표시장치를 구성하고 있다. 이에 따라 밝은 장소에서는 외광을 사용하여 콘트라스트가 높고 고채도의 반사형의 칼라표시가 가능하며, 어두운 장소에서는 백라이트(28)를 점등함으로써 밝은 투과형의 칼라표시가 가능하게 되는 반사형 칼라액정표시장치를 제공할 수 있다.
〔제 6 실시형태의 변형예〕
이 실시형태에서는 칼라필터(7b)를 제 1 기판(1)의 제 1 전극(3)상에 형성하였지만, 제 2 기판(2a)의 제 2 전극(4)의 위에 형성하여도, 같은 반사형 칼라표시장치를 얻을 수 있다.
이 실시형태에서는 제 1 기판(1a)으로서 두께 0.4 mm인 유리기판을 사용하였지만, 제 1 기판(1a)의 두께는 얇을수록 양호한 색채를 얻을 수 있다. 그러나, 너무 얇으면 작업성이 저하하기 때문에, 0.1 mm∼0.5 mm의 범위가 좋다. 또한 재질은, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 플라스틱기판을 사용하여도, 같은 반사형 칼라표시장치를 얻을 수 있다.
또한, 이 실시형태에서는 백라이트(28)로서, 파랑발광체와 초록발광체와 오렌지발광체를 혼합하여 작성한 백색 발광인 EL판을 이용하였으나, 초록발광의 EL판의 표면에, 형광염료나 형광안료를 기제에 분산시킨 형광오렌지잉크를 인쇄하거나, 초록발광체에 형광오렌지잉크를 혼합하여 작성한 백색발광의 EL판을 이용하는 것도 가능하다. 또한 형광오렌지잉크 대신에 형광빨강잉크나 형광핑크잉크를 이용할 수도 있다.
또한, 이 실시형태에서는 반투과형광흡수층(29)으로서, 형광파랑잉크와 형광초록잉크와 형광빨강잉크와 흑색잉크를 혼합한 회색잉크를 인쇄하여 형성하였는데, 형광청록잉크와 형광노랑잉크와 형광자홍색잉크에 백색잉크를 혼합한 회색잉크를 인쇄하여 형성하는 것도 가능하다.
또한, 이 실시형태에서는 반투과형광흡수층(29)을 백라이트(28)의 표면에 인쇄하여 형성하였는데, 반사형 편광판(14)의 이면에 인쇄하여도 완전히 동일한 효과가 얻어진다.
이 발명에 의하면, 표시가 밝고 콘트라스트가 높으며 색채도 양호한 반사형 칼라액정표시장치를 제공할 수 있다. 또한, 그 광흡수층에 대신하여 반투과형광흡수층을 배치하고, 백라이트를 구비함으로써 어두운 곳에서도 백라이트의 점등에 의하여 밝고 콘트라스트가 높은 칼라표시가 가능하게 된다.
이 반사형 칼라액정표시장치는, 각종 전자기기 등의 표시장치에 적용가능하지만, 휴대용 정보단말(PDA)이나 휴대전화기, 팔목시계 등의 각종 휴대용기기의 디스플레이의 칼라표시화에 최적이다.

Claims (18)

  1. 각각 투명한 제 1 전극을 갖는 제 1 기판과 제 2 전극을 갖는 제 2 기판과의 사이에 180∼270°트위스트배향하고 있는 네마틱액정을 협지하여, 상기 제 1 전극과 제 2 전극과가 상기 네마틱액정을 통해 대향하여, 상기 제 1 기판 또는 제 2 기판에 복수색의 칼라필터를 설치하여 되는 STN 액정소자와,
    상기 제 2 기판의 시인측에 배치한 투과축과 흡수축을 갖는 흡수형 편광판과,
    상기 흡수형 편광판과 상기 제 2 기판과의 사이에 배치한 위상차판과,
    상기 제 1 기판의 시인측과 반대측에 순차 배치한 확산층과, 투과축과 반사축을 갖는 반사형 편광판과, 입사광을 거의 모두 흡수하는 광흡수층을 구비하며, 상기 위상차판의 연신방향의 굴절율을 nx, 해당 연신방향으로 직교하는 방향의 굴절율을 ny, 두께 방향의 굴절율을 nz와 정의하였을 때, nx > nz > ny의 조건을 채우는 것을 특징으로 하는 반사형 칼라액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 STN 액정소자의 네마틱액정의 복굴절의 차 Δn과 셀 갭(d)의 곱 Δnd를 Rs로 하고, 상기 위상차판의 리타데이션치를 Rf로 하였을 때, 그 차 ΔR= Rs-Rf의 값이 0.27㎛∼0.35㎛ 인 것을 특징으로 하는 반사형 칼라액정표시장치.
  3. 각각 투명한 제 1 전극을 갖는 제 1 기판과 제 2 전극을 갖는 제 2 기판과의 사이에 180°∼ 270°트위스트배향하고 있는 네마틱액정을 협지하고 상기 제 1 전극과 제 2 전극과가 상기 네마틱액정을 통해 대향하여, 상기 제 1 기판 또는 제 2 기판에 복수색의 칼라필터를 설치하여 되는 STN 액정소자와,
    상기 제 2 기판의 시인측에 배치한 투과축과 흡수축을 갖는 흡수형 편광판과,
    상기 흡수형 편광판과 상기 제 2 기판과의 사이에 배치한 뒤틀림 위상차판과,
    상기 제 1 기판의 시인측과 반대측에 순차 배치한 확산층과, 투과축과 반사축을 갖는 반사형 편광판과 입사광을 거의 모두 흡수하는 광흡수층을 구비한 것을 특징으로 하는 반사형 칼라액정표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 STN 액정소자의 네마틱액정의 복굴절의 차 Δn과 셀 갭(d)의 곱 Δnd를 Rs, STN 액정소자의 트위스트각을 Ts, 상기 뒤틀림 위상차판의 리타데이션치를 Rc, 상기 뒤틀림 위상차판의 트위스트각을 Tc로 하였을 때, 상기 각 트위스트각의 절대치의 차 ΔT=｜Ts｜-｜Tc｜의 값이 10°∼30°이며, ΔR= Rs-Rc의 값이 0.15㎛∼0.30㎛ 인 것을 특징으로 하는 반사형 칼라액정표시장치.
  5. 각각 투명한 제 1 전극을 갖는 제 1 기판과 제 2 전극을 갖는 제 2 기판과의 사이에 180°∼ 270°트위스트배향하고 있는 네마틱액정을 협지하고, 상기 제 1 전극과 제 2 전극과가 상기 네마틱액정을 통해 대향하여, 상기 제 1 기판 또는 제 2 기판에 복수색의 칼라필터를 설치하여 되는 STN 액정소자와,
    상기 제 2 기판의 시인측에 배치한 투과축과 흡수축을 갖는 흡수형 편광판과,
    상기 흡수형편광판과 상기 제 2 기판과의 사이에 배치한 위상차판과,
    상기 제 1 기판의 시인측과 반대측에 순차 배치한 확산층과, 투과축과 반사축을 갖는 반사형 편광판과, 입사광을 거의 모두 흡수하는 광흡수층을 구비하고, 상기 위상차판의 연신방향의 굴절율을 nx, 해당 연신방향으로 직교하는 방향의 굴절율을 ny, 두께 방향의 굴절율을 nz와 정의하였을 때, nx > ny = nz의 조건을 만족하여, 또한 상기 STN 액정소자의 네마틱액정의 복굴절의 차 Δn과 셀 갭(d)의 곱 Δnd를 Rs로 하고, 상기 위상차판의 리타데이션을 Rf로 하였을 때 그 차 ΔR= Rs-Rf의 값이 0.27㎛∼0.35㎛ 인 것을 특징으로 하는 반사형 칼라액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 칼라필터의 분광특성에 의한 최대투과율이 80% 이상이며, 최소투과율이 20% 내지 50% 인 것을 특징으로 하는 반사형 칼라액정표시장치.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 칼라필터의 분광특성에 의한 최대투과율이 80% 이상이며, 최소투과율이 20% 내지 50% 인 것을 특징으로 하는 반사형 칼라액정표시장치.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 칼라필터의 분광특성에 의한 최대투과율이 80% 이상이며, 최소투과율이 20% 내지 50% 인 것을 특징으로 하는 반사형 칼라액정표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 기판의 두께가 상기 제 2 기판의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 반사형 칼라액정표시장치.
  10. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 기판의 두께가 상기 제 2 기판의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 반사형 칼라액정표시장치.
  11. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 기판의 두께가 상기 제 2 기판의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 반사형 칼라액정표시장치.
  12. 각각 투명한 제 1 전극을 갖는 제 1 기판과 제 2 전극을 갖는 제 2 기판과의 사이에 180°∼ 270°트위스트배향하고 있는 네마틱액정을 협지하여, 상기 제 1 전극과 제 2 전극이 상기 네마틱액정을 통해 대향하고 상기 제 1 기판 또는 제 2 기판에 복수색의 칼라필터를 설치하여 되는 STN 액정소자와,
    상기 제 2 기판의 시인측에 배치한 투과축과 흡수축을 갖는 흡수형 편광판과,
    상기 흡수형 편광판과 상기 제 2 기판과의 사이에 배치한 위상차판과,
    상기 제 1 기판의 시인측과 반대측에 순차 배치한 확산층과, 투과축과 반사축을 갖는 반사형 편광판과, 반투과형광흡수층과, 백라이트를 구비한 것을 특징으로 하는 반사형 칼라액정표시장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 위상차판의 연신방향의 굴절율을 nx, 해당 연신방향으로 직교하는 방향의 굴절율을 ny, 두께 방향의 굴절율을 nz와 정의하였을 때, nx > nz > ny의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 반사형 칼라액정표시장치.
  14. 각각 투명한 제 1 전극을 갖는 제 1 기판과 제 2 전극을 갖는 제 2 기판과의 사이에 180°∼ 270°트위스트배향하고 있는 네마틱액정을 협지하고,
    상기 제 1 전극과 제 2 전극과가 상기 네마틱액정을 통해 대향하여, 상기 제 1 기판 또는 제 2 기판에 복수색의 칼라필터를 설치하여 되는 STN 액정소자와,
    상기 제 2 기판의 시인측에 배치한 투과축과 흡수축을 갖는 흡수형 편광판과,
    상기 흡수형 편광판과 상기 제 2 기판과의 사이에 배치한 뒤틀림 위상차판과,
    상기 제 1 기판의 시인측과 반대측에 순차 배치한 확산층과, 투과축과 반사축을 갖는 반사형 편광판과, 반투과형광흡수층과, 백라이트를 구비한 것을 특징으로 하는 반사형 칼라액정표시장치.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 반투과형광흡수층이 흑색염료 또는 흑색안료로 투과율이 20% 내지 60%가 되도록 염색한 플라스틱필름인 것을 특징으로 하는 반사형 칼라액정표시장치.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 반투과형광흡수층이 흑색염료 또는 흑색안료로 투과율이 20% 내지 60%가 되도록 염색한 플라스틱필름인 것을 특징으로 하는 반사형 칼라액정표시장치.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 반투과형광흡수층이 상기 반사형 편광판의 이면 혹은 상기 백라이트의 전면 중 어느 한쪽에, 투과율이 20% 내지 60%가 되도록 흑색계 잉크로 인쇄하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 컬러액정표시장치.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 반투과형광흡수층이 상기 반사형 편광판의 이면 혹은 상기 백라이트의 전면 중 어느 한쪽에, 투과율이 20% 내지 60%가 되도록 흑색계 잉크로 인쇄하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 칼라액정표시장치.
KR1019997010855A 1998-04-28 1999-04-28 반사형 칼라액정표시장치 KR100317683B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP118476 1998-04-28
JP11847698 1998-04-28
JP21358698 1998-07-29
JP213586 1998-07-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010012889A KR20010012889A (ko) 2001-02-26
KR100317683B1 true KR100317683B1 (ko) 2001-12-22

Family

ID=26456410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019997010855A KR100317683B1 (ko) 1998-04-28 1999-04-28 반사형 칼라액정표시장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6504588B1 (ko)
EP (1) EP0996027A4 (ko)
KR (1) KR100317683B1 (ko)
CN (1) CN1154005C (ko)
BR (1) BR9906400A (ko)
WO (1) WO1999056170A1 (ko)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1014161B1 (en) * 1998-06-25 2001-12-19 Citizen Watch Co. Ltd. Reflective liquid crystal display
AU9185098A (en) * 1998-09-25 2000-04-17 Citizen Watch Co. Ltd. Liquid crystal display
EP1059557A4 (en) * 1998-12-17 2005-04-27 Citizen Watch Co Ltd LIQUID CRYSTAL DISPLAY
US6922224B1 (en) * 2000-03-23 2005-07-26 National Semiconductor Corporation Silicon-backed microdisplay with a glass-side passivation layer
TWM272104U (en) * 2000-05-19 2005-08-01 United Radiant Technology Corp Liquid crystal shutter display
KR100736628B1 (ko) * 2001-05-11 2007-07-06 엘지.필립스 엘시디 주식회사 반사형 액정 표시 장치
JP4831721B2 (ja) * 2001-08-22 2011-12-07 Ｎｌｔテクノロジー株式会社 液晶表示装置
KR100438549B1 (ko) * 2001-11-09 2004-07-03 엘지전자 주식회사 휴대용 단말기의 액정표시장치
US20030142401A1 (en) * 2002-01-25 2003-07-31 Tominari Araki Optical member
US20040201793A1 (en) * 2003-04-08 2004-10-14 Organic Lighting Technologies Llc Automatic background color change of a monochrome liquid crystal display
US6894750B2 (en) * 2003-05-01 2005-05-17 Motorola Inc. Transflective color liquid crystal display with internal rear polarizer
US7285799B2 (en) * 2004-04-21 2007-10-23 Philip Lumileds Lighting Company, Llc Semiconductor light emitting devices including in-plane light emitting layers
US7411641B2 (en) 2004-11-09 2008-08-12 Chunghwa Picture Tubes, Ltd. Liquid crystal display panel and liquid crystal display module
US7525604B2 (en) * 2005-03-15 2009-04-28 Naxellent, Llc Windows with electrically controllable transmission and reflection
JP2008129483A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Nitto Denko Corp 色純度向上シート、光学装置、画像表示装置、液晶表示装置および太陽電池
ES2634506T3 (es) * 2007-01-24 2017-09-28 Ravenbrick, Llc Filtro óptico de conversión descendente conmutado térmicamente
US7936500B2 (en) * 2007-03-02 2011-05-03 Ravenbrick Llc Wavelength-specific optical switch
US7973998B2 (en) * 2007-05-18 2011-07-05 Serious Materials, Inc. Temperature activated optical films
US7755829B2 (en) * 2007-07-11 2010-07-13 Ravenbrick Llc Thermally switched reflective optical shutter
KR101303981B1 (ko) * 2007-09-19 2013-09-04 라벤브릭 엘엘씨 나노스케일의 와이어 그리드를 포함하는 저 방사율 윈도우 필름 및 코팅
US8169685B2 (en) 2007-12-20 2012-05-01 Ravenbrick, Llc Thermally switched absorptive window shutter
CN103513305A (zh) * 2008-04-23 2014-01-15 雷文布里克有限责任公司 反射性和热反射性表面的眩光管理
US9116302B2 (en) * 2008-06-19 2015-08-25 Ravenbrick Llc Optical metapolarizer device
CA2737041C (en) 2008-08-20 2013-10-15 Ravenbrick, Llc Methods for fabricating thermochromic filters
TWI384056B (zh) * 2008-11-25 2013-02-01 Ind Tech Res Inst 液晶顯示器及其製造方法
US9379011B2 (en) 2008-12-19 2016-06-28 Asm International N.V. Methods for depositing nickel films and for making nickel silicide and nickel germanide
ES2616252T3 (es) 2009-04-10 2017-06-12 Ravenbrick, Llc Filtro óptico conmutado térmicamente que incorpora una arquitectura de huésped-hospedador
WO2011053853A2 (en) * 2009-10-30 2011-05-05 Ravenbrick Llc Thermochromic filters and stopband filters for use with same
WO2011062708A2 (en) * 2009-11-17 2011-05-26 Ravenbrick Llc Thermally switched optical filter incorporating a refractive optical structure
KR101251405B1 (ko) * 2009-12-23 2013-04-05 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시장치
KR101476899B1 (ko) * 2010-03-29 2014-12-26 라벤브릭 엘엘씨 폴리머-안정화 열방성 액정 장치
EP2576934A4 (en) 2010-06-01 2014-01-01 Ravenbrick Llc MULTIFUNCTIONAL CONSTRUCTION PART
US8871617B2 (en) 2011-04-22 2014-10-28 Asm Ip Holding B.V. Deposition and reduction of mixed metal oxide thin films
CN106873231B (zh) 2011-07-11 2020-10-16 大日本印刷株式会社 彩色滤光片形成基板及其制作方法以及显示装置
CA2847185A1 (en) 2011-09-01 2013-03-07 Ravenbrick, Llc Thermotropic optical shutter incorporating coatable polarizers
JP6145966B2 (ja) * 2012-05-09 2017-06-14 ソニー株式会社 表示装置
CN102749752B (zh) * 2012-06-08 2015-06-17 京东方科技集团股份有限公司 集成彩膜的阵列基板及其制造方法和液晶显示器
CN103744219B (zh) * 2014-01-24 2016-08-17 张家港康得新光电材料有限公司 主动式智能分光系统
JP6391952B2 (ja) 2014-03-17 2018-09-19 ソニー株式会社 表示装置及び光学装置
US9851612B2 (en) * 2014-04-02 2017-12-26 Kent Displays Inc. Liquid crystal display with identifiers
US20160048060A1 (en) * 2014-08-15 2016-02-18 Himax Display, Inc. Light source device for reflective microdisplay panel
KR20160113872A (ko) * 2015-03-23 2016-10-04 엘지전자 주식회사 신축성 디스플레이 장치 및 그의 동작 방법
US9607842B1 (en) 2015-10-02 2017-03-28 Asm Ip Holding B.V. Methods of forming metal silicides
TWI641975B (zh) * 2017-08-24 2018-11-21 友達光電股份有限公司 顯示面板
CN111624807A (zh) * 2020-06-18 2020-09-04 亚世光电股份有限公司 一种纸白型反射式宽视角液晶显示器及其关键工艺

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3040072B2 (ja) 1987-07-29 2000-05-08 株式会社日立製作所 液晶表示装置
JPH06138436A (ja) 1992-10-23 1994-05-20 Optrex Corp 液晶表示素子
JP3268858B2 (ja) 1992-11-30 2002-03-25 三洋電機株式会社 液晶表示装置
JPH07281010A (ja) 1994-02-18 1995-10-27 Tomoegawa Paper Co Ltd 半透過半反射体およびそれを使用した半透過半反射型偏光フィルム積層体
JPH08220504A (ja) 1995-02-10 1996-08-30 Nippon Oil Co Ltd 液晶表示素子
EP0871923A1 (en) * 1995-06-26 1998-10-21 Minnesota Mining And Manufacturing Company Transflective displays with reflective polarizing transflector
JP2768319B2 (ja) 1995-08-04 1998-06-25 旭硝子株式会社 カラー液晶表示素子
JPH103078A (ja) * 1995-10-17 1998-01-06 Seiko Epson Corp 反射型液晶装置及びこれを用いた電子機器
JPH09113725A (ja) 1995-10-19 1997-05-02 Dainippon Printing Co Ltd 反射型液晶表示装置および偏光反射板
KR100582861B1 (ko) * 1996-09-17 2006-05-25 세이코 엡슨 가부시키가이샤 표시 장치 및 그 표시 장치를 사용한 전자 기기
JPH10260403A (ja) * 1997-01-20 1998-09-29 Seiko Epson Corp 液晶装置及び電子機器
CN1134698C (zh) 1997-05-14 2004-01-14 精工爱普生株式会社 显示装置及使用该显示装置的电子装置
JPH11194185A (ja) * 1997-06-09 1999-07-21 Seiko Epson Corp 電子時計
US5982465A (en) * 1997-07-11 1999-11-09 Rockwell International Corporation Film compensated normally white super-twist nematic liquid crystal display that reduces chromaticity shifts over large temperature and viewing angle range

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010012889A (ko) 2001-02-26
US6504588B1 (en) 2003-01-07
BR9906400A (pt) 2000-09-26
EP0996027A1 (en) 2000-04-26
CN1154005C (zh) 2004-06-16
WO1999056170A1 (fr) 1999-11-04
EP0996027A4 (en) 2000-05-03
CN1266503A (zh) 2000-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100317683B1 (ko) 반사형 칼라액정표시장치
KR100357315B1 (ko) 반사형 칼라액정표시장치
TW581918B (en) Transmission/reflection type color liquid crystal display device
KR100629134B1 (ko) 액정표시장치
US7379133B2 (en) Reflective LCD, semitransmitting reflective LCD and electronic device
KR20010042012A (ko) 액정표시장치
JP2002098954A (ja) 半透過反射型液晶表示装置
US6933994B1 (en) Liquid crystal display including an anisotropic scattering layer
US6456346B1 (en) Color liquid crystal display device including super twisted nematic liquid crystal with molecular major axis directions parallel to a display screen horizontal axis
JP3474167B2 (ja) 液晶表示装置
US20060238672A1 (en) Super-twist nematic liquid crystal display using thin crystal film polarizer
KR20010043901A (ko) 반사형 액정표시소자
US6567149B1 (en) Reflection liquid crystal display device
KR100373156B1 (ko) 액정표시장치
JP3931199B2 (ja) 反射透過両用型カラー液晶表示装置
JP3931201B2 (ja) 反射透過両用型カラー液晶表示装置
JP2000111894A (ja) 反射型カラー液晶表示装置
JP2001183651A (ja) カラー液晶表示装置
JP4137234B2 (ja) カラー液晶表示装置
JP3931200B2 (ja) 反射透過両用型カラー液晶表示装置
JP3931193B2 (ja) 反射透過両用型カラー液晶表示装置
JP3931198B2 (ja) 反射透過両用型カラー液晶表示装置
JPH11109334A (ja) 液晶表示装置
JP2006338055A (ja) 反射透過両用型カラー液晶表示装置
JP2002229025A (ja) 液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20061124

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee