KR100367897B1

KR100367897B1 - 반사형 액정표시장치

Info

Publication number: KR100367897B1
Application number: KR1020000018578A
Authority: KR
Inventors: 요시이가쯔마사
Original assignee: 알프스 덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 2000-04-10
Publication date: 2003-01-14
Also published as: DE60029161T2; KR20000071619A; JP2000298274A; US6686982B1; DE60029161D1; CN1125366C; EP1045273B1; EP1045273A3; CN1270325A; TW496983B; EP1045273A2

Abstract

반복형상을 갖고 반사판을 사용하면서 비스듬한 무아레 줄무늬형상 패턴을 시각으로 확인하기 어렵고, 표시품위가 우수한 액정표시장치를 제공한다.

한쌍의 기판 (13,14) 사이에 액정층 (15) 을 사이에 두고, 상기 한쌍의 기판 (13,14) 의 각 대향면에 소정 간격을 두어 평행하게 복수의 스트라이프 형상 투명전극 (20,21) 을 형성하고 또 각 대향하는 스트라이프 형상 전극 (20,21) 끼리를 직교시켜 형성하며, 상기 기판 (13,14) 의 임의의 대향면측 또는 외측에 반사체 (1) 를 설치하고, 이 반사체 (1) 가 다수의 오목부 (4) 를 직교하는 2 방향으로 나열하여 연속 형성하고 있고, 이 다수의 오목부 (4) 가 늘어서는 상기 2 방향이 상기 직교하는 스트라이프 형상 전극 (20,21) 의 연장되는 2 방향에 대해 2.5 내지 40 도 각도를 어긋나게 하고 있다.

Description

반사형 액정표시장치{REFLECTION TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 외광을 사용하여 표시하는 반사형의 액정표시장치에 관한 것이다.

최근, 노트북 컴퓨터나 전자수첩과 같은 휴대형 정보장치에 있어서 배터리 수명을 늘리는 것이 요구되고 있고, 배터리의 대용량화와 동시에 장치의 저소비전력화가 과제로 되어 있다. 저소비전력 디스플레이로서 액정표시장치가 널리 사용되고 있고, 그중에서도 백라이트를 사용하지 않는 반사형 액정표시장치가 저소비전력화에 유효하다.

종래의 반사형 액정표시장치는, 도 10 에 나타낸 바와 같이 한쌍의 유리기판 (113,114) 의 각각의 대향면측에 투명전극층 (120,121) 을 설치하고, 또 이들 투명전극층 (120,121) 각각의 위에 액정의 배향막 (122,123) 을 형성하며, 이들 배향막 (122,123) 사이에 액정층 (115) 을 배치 형성한 구조로 되어 있다. 그리고, 유리기판 (113,114) 의 외측에 각각 제 1, 제 2 의 편광판 (117,118) 을 설치하고, 제 2 편광판 (118) 의 외측에는 반사판 (101) 을 반사막 (105) 측의 면을 제 2 편광판 (118) 측을 향하여 설치하고 있다.

상기 구성의 반사형 액정표시장치 (100) 에 있어서, 제 1 편광판 (117) 에 입사한 광은 직선편광되고, 다시 액정층 (115) 을 투과함으로써 타원편광이 된다. 그리고, 타원편광으로 된 광은 제 2 편광판 (118) 에 의해 직선편광으로 되고, 반사판 (101) 에서 반사되어, 다시 제 2 편광판 (118), 액정층 (115) 을 투과하여 제 1 편광판 (117) 에서 출사된다.

종래의 반사형 액정표시장치에 있어서 반사판 (101) 은, 표면이 거친 금속막 혹은 합성지 등의 거친 표면에 알루미늄 등의 반사층을 형성한 것 등에 의해 산란반사 특성을 얻고 있다.

이러한 반사판은 넓은 산란각 특성을 가지고 있기 때문에, 관찰자가 보아 표시면의 정면방향과 같이 빈번하게 시각 확인하는 특정 방향의 밝기를 높이기가 힘들다. 결과적으로 시각은 넓지만 표시는 어두운 특성이 되어 버린다.

한편, 반사면으로서 거울면을 사용하면, 입사광에 대해 정반사 방향은 매우 밝은 특성을 얻을 수 있으나, 정반사 방향에서 약간 어긋나는 것만으로도 표시가 어두워지고 만다.

이상적인 반사판 특성으로는 시각이 넓고 밝을 것이 요구되고 있다.

이 때문에 필요한 방향으로 고효율로 광을 산란 반사시킬 필요가 있고, 이러한 특성을 갖는 반사판을 얻기 위해서는 반사산란각을 의도적으로 제어한 형상의 반사판을 설계하는 것이 유용하다. 이 때, 반사광의 간섭에 의한 착색을 피하기 위해 배치는 랜덤배치가 바람직하다.

반사산란각을 제어하기 위해, 제어된 미소한 요철형상을 기계적 가공 등에 의해 형성하는 방법이 고려되나, 완전한 랜덤 배치로 하면 가공점의 좌표 데이터가 너무 큰 수가 되어 실용적이지 않다.

또는 가공할 때마다 랜덤한 좌표를 생성하는 방법이 고려되나, 반사산란각을 콘트롤하기 어렵다는 문제가 있다.

실제로는 소규모의 영역에서 랜덤배치를 만들고, 이를 반복하는 배치로 하는 것이 설계상 또는 가공상 용이한 방법이다.

일례로, 표면에 순차적으로 오목면 (또는 볼록면) 을 기계적으로 형성하는 경우를 생각한다. 한번에 하나 또는 복수개의 형상을 임의의 장소에 형성하고, 순차적으로 일정한 피치로 X 방향으로 보내어, 소정 길이를 가공한 후 이어서 Y 방향으로 가공위치를 보내고, 다시 X 방향으로 보내면서 표면가공을 하는 방법이 편리하다.

이 가공의 결과, 가공시의 보냄방향으로 반복 배열을 갖는 구조가 만들어진다.

반복 배열을 갖는 반사판을 스트라이프형상의 표시전극용 전극과 조합했을때, 이들 반복구조의 방향이 완전하게 일치하지 않고 근소한 각도를 이루는 경우, 이들 패턴 사이에서 주기적으로 겹침이 발생하여, 패턴의 방향에 대해 비스듬한 줄무늬형상의 패턴, 즉 무아레 줄무늬가 시각적으로 확인되어 버린다. 또, 이 타입의 반사형 액정표시장치에 컬러필터를 조합하여 컬러표시를 행하는 경우에도, 마찬가지로 반사판의 요철부의 반복구조와 컬러필터의 착색화소 반복 정렬구조와의 사이에 무아레 줄무늬가 시각적으로 확인된다. 이는 표시품위를 손상하여 버리는 결과가 된다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 양호한 반사특성을 갖는 오목부의 반복 배열의 반사판을 사용하면서 비스듬한 무아레 줄무늬를 시각적으로 확인이 어렵고, 표시 품위가 우수한 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 은 본 발명에 관한 반사형 액정표시장치의 일실시 형태를 나타내는 단면도.

도 2 는 도 1 에 나타낸 반사체의 일부를 나타내는 사시도.

도 3 은 도 1 에 나타낸 반사체의 제조공정을 나타내는 공정도.

도 4 는 도 3 에 나타낸 반사체 제조의 모형(母型)의 제조공정을 나타내는 도로서, 다이아몬드 압자(壓子)로 모계기재(母系基材)를 압압(押壓)하고 있는 상태를 나타내는 도.

도 5 는 도 4 에 나타낸 다이아몬드 압자에 의한 모계기재의 압압 패턴을 나타내는 평면도.

도 6 은 도 4 에 나타낸 다이아몬드 압자 압압후의 모계기재의 오목부 전체를 나타내는 평면도.

도 7 은 도 1 에 나타낸 투명전극과 반사체의 다수 오목부열과의 배열관계를 나타내는 평면도.

도 8 은 본 발명을 반사형 컬러 액정표시장치에 적용한 다른 실시 형태를 나타내는 단면도.

도 9 는 도 8 에 나타낸 투명전극과 컬러필터의 착색화소와 반사체의 다수의오목부열과의 배열관계를 나타내는 평면도.

도 10 은 종래의 반사형 액정표시장치를 나타내는 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1, 30 …반사체 4, 34 …반사체의 오목부

14, 43, 44 …투명기판 15, 45 …액정층

17, 18, 48 …편광판 20, 21, 50, 51 …투명전극

22, 23, 52, 53 …배향막 60 …컬러필터

60a …착색화소

본 발명에 관한 반사형 액정표시장치는, 상하 기판 사이에 액정층을 사이에 두고, 상하 기판의 적어도 한쪽 대향면측에 소정 방향으로 연장되는 복수의 스트라이프 형상 투명전극을 형성하고, 하기판의 대향면측 또는 외측에 반사체를 설치하며, 반사체는 한방향으로 배열하여 형성된 다수의 오목부를 가지고 있고, 오목부의 배열방향이 스트라이프상 투명전극의 연장 방향에 대해 2.5 내지 40 도 어긋나게 하고 있는 것으로, 무아레 줄무늬가 시각으로 확인이 어렵게 되어 액정표시장치의 표시품위를 향상시킬 수 있다.

또, 본 발명에 관한 반사형 액정표시장치는, 반사체가 표면의 내면이 구면의일부를 이루는 다수의 오목부가 서로 겹치도록 연속하여 형성되고, 오목부의 깊이와 인접하는 오목부의 피치가 소정 범위에서 변화하고 있는 것이기 때문에, 광의 간섭이 없고 밝은 반사판을 얻을 수 있어 액정표시장치의 표시품위를 향상시킬 수 있다.

또, 본 발명에 관한 반사형 액정표시장치는, 반사체가 하기판의 액정층측에 설치되고, 상기판상에 편광판을 배설한 STN 방식 또는 TFT 방식의 반사형 액정표시장치에 적용할 수 있는 것이다.

그리고, 또 본 발명에 관한 반사형 액정표시장치는, 한쌍의 기판 사이에 액정층을 사이에 두고, 상기 한쌍의 기판의 각 대향면에 소정 간격을 두어 평행하게 복수의 스트라이프 형상 투명전극을 형성하고 또 각 대향하는 스트라이프 형상 투명전극끼리를 직교시켜 형성하며, 상기 기판의 임의의 대향면측 또는 외측에 반사체를 설치하여, 반사체가 다수의 오목부를 직교하는 2 방향으로 나열하여 연속 형성되어 있고, 이들 다수의 오목부가 늘어서는 상기 2 방향이 상기 직교하는 스트라이프 형상 투명전극의 연장되는 2 방향에 대해 2.5 내지 40 도 각도 어긋나게 되어 있는 것이다.

이러한 반사형 액정표시장치에 의하면, 무아레 줄무늬의 간격이 좁아지기 때문에 무아레 줄무늬가 시각적으로 확인이 어려워져서 액정표시장치의 표시품위를 향상시킬 수 있다.

본 발명에 있어서 반사체의 표면은 미세한 요철이 형성되어 있고, 이 요철은 일정 규칙에 따라 반복의 배열로 되어 있다.

본 발명에 있어서 바람직한 반사체는, 표면에 내면이 구면의 일부를 이루는 다수의 오목부가 연속하여 형성되어 있고, 상기 오목부의 깊이가 0.1 내지 3 ㎛ 의 범위에 있으며, 오목부 내면의 경사각 분포가 -35 내지 +35 도의 범위에 있고, 인접하는 오목부의 피치가 5 ㎛ 내지 50 ㎛ 의 범위에 있는 것이다.

또, 상기 「오목부의 깊이」는 반사체 표면에서 오목부의 저부까지의 거리, 「인접하는 오목부의 피치」는 평면에서 보았을 때 원형이 되는 오목부의 중심간의 거리를 말하는 것이다. 또, 「오목부 내면의 경사각」이란, 오목부 (4) 내면의 임의의 장소에 있어서 0.5 ㎛ 폭의 미소한 범위를 취했을 때에 그 미소범위내에 있어서의 경사면의 수평면에 대한 각도를 말한다. 각도의 정부는, 반사체 표면에 세운 법선에 대해 각 오목부의 반사의 사면을 정, 그 대면의 경사면을 부로 정의한다.

이 바람직한 반사체에 있어서, 경사각 분포를 -35 내지 +35 도의 범위로 설정하는 점, 오목부의 피치를 평면 전방향에 대해 랜덤하게 배치하는 점이 중요하다. 만일 인접하는 오목부의 피치에 규칙성이 있으면, 광의 간섭색이 나타나 반사광이 착색해되어 버리는 문제점이 있기 때문이다. 또, 오목부 내면의 경사각 분포가 -35 내지 +35 도의 범위를 초과하면, 반사광의 경사각이 너무 광범위해져서 반사강도가 저하되어 밝은 반사판을 얻을 수 없기 (반사광의 확산각이 공기 중에서 70 도 이상이 되고 액정표시장치 내부의 반사강도 피크가 저하되어, 전반사 손실이 커진다) 때문이다.

또, 오목부의 깊이가 3 ㎛ 를 초과하면, 후공정에서 오목부를 평탄화하는 경우에 볼록부의 정상이 평탄화막으로 완전히 메워지지 않아, 원하는 평탄성을 얻을 수 없게 된다.

인접하는 오목부의 피치가 5 ㎛ 미만인 경우는, 반사체 형성용 형(型)의 제작상의 제약이 있고, 또 원하는 반사특성을 얻을 수 있을 만큼의 형상이 형성되지 않으며, 간섭광이 발생하는 등의 문제가 발생한다. 또한, 사실상 반사체 형성용 형의 제작에 사용할 수 있는 30 내지 100 ㎛ 직경의 다이아몬드 압자를 사용하는 경우, 인접하는 오목부의 피치를 5 내지 50 ㎛ 로 하는 것이 바람직하기 때문이다.

병설한 스트라이프 형상 투명전극 사이의 피치는 50 내지 500 ㎛ 가 바람직하다. 각 선폭은 40 내지 490 ㎛ 가 바람직하다.

병렬 투명전극간의 피치가 50 ㎛ 보다 작으면 투명전극 가공상의 제약이 있고, 500 ㎛ 보다 크면 화소가 커지기 때문에, 원하는 표시특성 및 표시품위를 얻을 수 없게 된다.

또, 각 전극간의 선폭이 40 ㎛ 보다 작으면 투명전극 가공상의 제약이 있고, 490 ㎛ 보다 크면 화소가 커지기 때문에, 원하는 표시특성 및 표시품위를 얻을 수 없게 된다.

반사체에 있어서의 다수의 요철부가 늘어서는 직교 2 방향이 직교하는 스트라이프 형상 전극의 연장되는 2 방향에 대해 2.5 내지 40 도 각도 어긋나 있는 것은, 2.5 도보다 작으면 시각적으로 확인이 가능한 무아레 줄무늬가 발생하고, 40 도보다 크면 시각적으로 확인되는 또 다른 무아레 줄무늬가 발생하기 때문이다.

또, 본 발명에 관한 반사형 액정표시장치는, 상하 기판 사이에 액정층을 사이에 두고, 상하 기판의 적어도 한쪽의 대향면측에 소정 방향으로 연장되는 복수의 스트라이프 형상 투명전극을 형성하고, 하기판의 대향면측 또는 외측에 반사체를 설치하며, 상하 기판의 임의의 대향면측에 컬러필터를 설치하고, 반사체가 일방향으로 배열하여 형성된 다수의 오목부를 가지고 있으며, 오목부의 배열방향이 컬러필터의 복수의 착색화소의 정렬방향에 대해 2.5 내지 40 도 어긋나 있는 것으로, 무아레 줄무늬의 시각적으로 확인이 어려워져서 컬러 표시품위가 향상된다.

또한, 본 발명에 관한 반사형 액정표시장치는, 반사체가 표면의 내면이 구면의 일부를 이루는 다수의 오목부가 서로 겹치도록 연속하여 형성되고, 오목부의 깊이와 인접하는 오목부의 피치가 소정 범위에서 변화하고 있기 때문에, 광의 간섭이 없고 밝은 반사판을 얻을 수 있어 컬러 표시품위를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 반사형 액정표시장치는, 반사체가 상기 하기판의 액정층측에 설치되고, 반사체 상에 상기 컬러필터 또는 오버코트층을 차례로 형성하며, 상기판 상에 편광판을 배치 형성한 STN 방식 또는 TFT 방식의 반사형 컬러 액정표시장치에 적용할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 관한 반사형 컬러 액정표시장치는, 한쌍의 기판 사이에 액정층을 사이에 두고, 상기 한쌍의 기판의 각 대향면에 소정 간격을 두어 평행하게 복수의 스트라이프 형상 투명전극을 형성하고 또 각 대향하는 스트라이프 형상 투명전극끼리를 직교시켜 형성하며, 상기 기판의 한쌍의 대향면측 또는 외측에 반사체를 설치하고, 상기 기판의 임의의 대향면측에 컬러필터를 설치하고, 상기 반사체가 다수의 오목부를 직교하는 2 방향으로 나열하여 연속 형성되어 있고, 이들 다수의 오목부가 늘어서는 상기 2 방향이 상기 직교하는 스트라이프 형상 투명전극의 연장되는 2 방향에 대해 2.5 내지 40 도 각도 어긋나 있으며, 상기 컬러필터의 복수의 착색화소의 2 방향으로의 정렬방향이 상기 직교하는 스트라이프 형상 투명전극의 연장하는 2 방향과 동일한 것이다.

이러한 반사형 컬러 액정표시장치에 의하면, 무아레 줄무늬를 시각적으로 확인이 어려워질 때까지 저감할 수 있고, 또 반사체 전체가 전방향에 걸쳐 반사효율이 높은 특성을 가지고 있기 때문에, 종래의 반사형 컬러 액정표시장치에 비해 보다 밝고 표시품위가 양호한 반사형 컬러 표시장치를 제공할 수 있다.

상기 반사체 및 스트라이프 형상 전극은 상술한 반사형 액정표시장치에 있어서 반사체 및 스트라이프 형상 전극을 사용할 수 있다.

컬러필터는 병렬로 복수의 착색화소열의 열간 피치가 50 내지 500 ㎛ 가 적당하고, 또 각 착색화소열의 열폭은 40 내지 490 ㎛ 가 바람직하다. 병렬 착색화소열의 열간 피치가 50 ㎛ 보다 작으면 착색화소열 가공상의 제약이 있고, 500 ㎛ 보다 크면 화소가 커지기 때문에, 소망의 표시특성 및 표시품위를 얻을 수 없게 된다.

또, 각 착색회소열의 열폭이 40 ㎛ 보다 작으면 착색화소열 가공상의 제약이 있고, 490 ㎛ 보다 크면 화소가 커지기 때문에 원하는 표시특성 및 표시품위를 얻을 수 없게 된다.

(발명의 실시 형태)

다음에서 본 발명의 일 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1 은 본 발명의 반사형 액정표시장치의 일 실시형태를 나타내는 단면도이다. 이 반사형 액정표시장치는, 예를 들면, 두께 0.7 mm 인 한쌍의 표시측 유리기판 (13) 과 배면측의 하측 유리기판 (14) 의 내측에 각각 복수개의 스트라이프 형상의 표시용 투명전극 (20,21) 이 형성되어 있고, 또 이들 전극간에 액정층 (15) 을 형성하고, 표시측 유리기판 (13) 의 상면측에 폴리카보네이트수지와 폴리아크릴수지 등으로 이루어지는 위상차판 (16) 을 설치하고, 또 위상차판 (16) 의 상면측에 제 1 편광판 (17) 을 배치 형성하고 있다. 또, 배면측 유리기판 (14) 의 하면측에는 제 2 의 편광판 (18), 그리고 점착체 (19) 를 통해 판 형상의 반사체 (1) 를 순차적으로 설치하고 있다.

복수개의 하측 투명전극 (21) 은, 도 1 에 있어서 좌우방향으로 연장되고, 또 소정간격을 두어 나란히 형성되어 있다. 복수개의 상측 투명전극 (20) 은, 도 1 에 있어서 지면을 관통하는 방향으로 연장되며, 소정 간격을 두고 나란히 형성되어 있다.

반사체 (1) 는 제 2 편광판 (18) 의 하면측에 요철부를 형성한 면이 대향하도록 장착되고, 반사체 (1) 와 제 2 편광판 (18) 간에는 글리세린 등과 같은 광의 굴절률에 악영향을 주지 않는 재료로 이루어지는 점착체 (19) 가 충전되어 있다.

도 2 에 나타낸 바와 같이 반사체 (1) 는, 예를 들면, 유리 등으로 이루어지는 기판 (2) 상에 형성된 감광성 수지층 등으로 이루어지는 평판 형상의 수지기재 (3: 반사체용 기재) 의 표면에 그 내면이 구면의 일부를 이루는 다수의 오목부 (4) 가 서로 겹치도록 연속하여 형성되고, 그 위에 예를 들면 알루미늄이나 은 등의 박막으로 이루어지는 반사막 (5) 이 증착 또는 인쇄 등에 의해 형성된 것이다.

오목부 (4) 의 깊이를 0.1 내지 3 ㎛ 의 범위에서 랜덤하게 형성하고, 인접하는 오목부 (4) 의 피치를 5 내지 50 ㎛ 의 범위에서 랜덤하게 배치하며, 오목부 (4) 내면의 경사각을 -35 내지 +35 도의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

반사체 (1) 는 도 3 내지 도 7 과 같은 방법으로 제조된다.

우선 도 3(a) 에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 황동, 스테인리스, 공구강 등으로 이루어지는 표면이 평탄한 평판 형상의 모형기재 (母型基材; 7) 를 전조장치 (轉造奬置)의 테이블 상에 고정한다. 그리고, 선단이 소정 직경 (R) 을 갖는 구면형상의 다이아몬드 압자 (8) 로 모형기재 (7) 의 표면을 압압하고, 모형기재 (7) 를 수평방향으로 이동시켜서는 다이아몬드 압자 (8) 로 모형기재 (7) 를 상하 움직여서 압압하는 조작을 다수회 반복함으로써, 깊이나 배열 피치가 상이한 다수의 오목부 (7a) 를 모형기재 (7) 의 표면에 전조하여 도 3(b) 에 나타낸 것과 같은 반사체 형성용 모형 (9) 으로 한다. 도 3 에 나타낸 바와 같이, 여기서 사용하는 전조장치는 모형 기재 (7) 를 고정하는 테이블이 0.1 ㎛ 의 분해능으로 수평면내의 X 방향, Y 방향으로 이동하고, 다이아몬드 압자 (8) 가 1 ㎛ 의 분해능으로 연직방향 (Z 방향) 으로 이동하는 기능을 가진 것이다. 또, 다이아몬드 압자 (8) 의 선단 직경 (R) 은 10 내지 100 ㎛ 정도인 것이 바람직하다. 예를 들면 오목부 (7a) 의 깊이를 2 ㎛ 정도로 하는 경우, 직경 (R) 이 30 내지 50 ㎛ 인 것, 오목부 (7a) 의 깊이를 1 ㎛ 정도로 하는 경우, 직경 (R) 이 50 내지 100 ㎛ 인 것을 사용하면 된다.

다이아몬드 압자에 의한 전조의 수순은 다음과 같다.

도 5 는 전조 패턴을 나타내는 평면도이지만, 이 도에 나타낸 바와 같이, 횡일렬에 있어서 인접하는 오목부의 피치는 왼쪽에서 차례로 t1 (= 17 ㎛), t3 (= 15 ㎛), t2 (= 16 ㎛), t3, t4 (= 14 ㎛), t4, t5 (= 13 ㎛), t2, t3, t3 으로 되어 있다. 또, 종일렬에 있어서 인접하는 오목부의 피치도 위로부터 차례로 동일한 패턴으로 되어 있다. 그리고, 깊이를 1.1 내지 2.1 ㎛ 의 범위에서 4 종류로 설정하여 (도중 d1, d2, d3, d4 로 나타냄) 압압함으로써, 압압후의 압 흔적인 원형의 오목부의 반경도 r1 (= 11 ㎛), r2 (= 10 ㎛), r3 (= 9 ㎛), r4 (= 8 ㎛) 의 4 종류가 된다. 예를 들면 종일렬에 있어서의 오목부의 반경은 위에서 차례로 r1, r2, r3, r1, r4, r2, r4, r3, r1, r4, r1 으로 된다.

또, 실제 전조의 순번으로는, 예를 들면 최상단의 횡렬에 있어서 깊이 d1 의 오목부를 띄엄띄엄하게 모두 형성한 다음, 다음으로 깊이 d2 의 오목부, 깊이 d3 의 오목부, 깊이 d4 의 오목부를 형성하도록 4 패턴의 깊이의 전조 조작을 반복하여, 우선 최상단의 횡일렬의 오목부를 전부 형성한다. 그 후, 위에서 2 번째의 횡렬로 이동하여 동일한 조작을 반복한다. 이렇게 해서, 패턴 내의 모든 오목부를 형성해간다. 또, 도 5 는 t = 150 ㎛ 사방의 전조 패턴을 나타내는 것으로, 이 패턴의 반복에 의해 반사체 전체가 구성되어 있다. 도 5 에 나타낸 바와 같이 인접하는 오목부의 압근(壓根)은 일부 겹치기 때문에, 전조 조작이 모두 끝난 후의 오목부 전체의 평면형상은 도 6 에 나타낸 것처럼 된다.

그 후, 도 3(c) 에 나타낸 바와 같이, 모형 (9) 을 상자형 용기 (10) 에 수납, 배치하고, 용기 (10) 에 예를 들면 실리콘 등의 수지재료 (11) 를 흘려 넣어, 상온에서 방치, 경화시키고, 이 경화시킨 수지제품을 용기 (10) 로부터 꺼내어 불필요한 부분을 잘라내고, 도 3(d) 에 나타낸 바와 같이 모형 (9) 의 형면을 이루는 다수의 오목부와 반대의 요철 형상인 다수의 볼록부를 갖는 형면 (12a) 을 갖는 전사형 (12) 을 형성한다.

다음으로, 유리 기판의 상면에 아크릴계 레지스트, 폴리스티렌계 레지스트, 아지드(azide)고무계 레지스트, 이미드계 레지스트 등의 감광성 수지액을 스핀코트법, 스크린 인쇄법, 분사법 등의 도포법으로 도포한다. 그리고, 도포 종료 후, 가열로 또는 핫플레이트 등의 가열 장치를 이용하여 기판상의 감광성 수지액을 예를 들면 80 내지 100 ℃ 의 온도범위에서 1 분 이상 가열하는 프리베이크를 행하여 기판상에 감광성 수지층을 형성한다. 단, 사용하는 감광성 수지의 종류에 따라 프리베이크 조건은 상이하기 때문에, 물론 상기 범위 외의 온도와 시간으로 처리해도 좋다. 또, 여기서 형성하는 감광성 수지층의 막두께는 2 내지 5 ㎛ 범위로 하는 것이 바람직하다.

그 후, 도 3(e) 에 나타낸 바와 같이, 도 3(d) 에 나타낸 전사형 (12) 을 이용하여 이 전사형 (12) 의 형면 (12a) 을 유리기판 상의 감광성 수지층 (3) 에 일정시간 누른 다음, 전사형 (12) 을 감광성 수지층 (3) 에서 떼어낸다. 이렇게 해서 도 3(f) 에 나타낸 바와 같이, 감광성 수지층 (3) 의 표면에 전사형 형면 (12a) 의 볼록부를 전사하여 다수의 오목부 (4) 를 형성한다. 형압시의 프레스압은 사용하는 감광성 수지의 종류에 맞는 값을 선택하는 것이 바람직하고, 예를들면 30 내지 50 kg/cm²정도의 압력으로 하는 것이 좋다. 프레스시간에 대해서도 사용하는 감광성 수지의 종류에 맞는 값을 선택하는 것이 바람직하고, 예를 들면 30 초 내지 10 분 정도의 시간으로 한다.

그 후, 투명한 유리기판의 이면측으로부터 감광성 수지층 (3) 을 경화시키기 위한 자외선 (g,h,i 선) 등의 광선을 조사하여 감광성 수지층 (3) 을 경화시킨다. 여기서 조사하는 자외선 등의 광선은, 상기 종류의 감광성 수지의 경우, 50 mJ/cm²이상의 강도이면 감광성 수지층을 경화시키기에 충분하지만, 물론 감광성 수지층의 종류에 따라서는 이것 이상의 강도로 조사해도 좋은 것은 물론이다. 그리고, 프리베이크에서 사용한 것과 동일한 가열로, 핫플레이트 등의 가열 장치를 사용하여 유리기판 상의 감광성 수지층 (3) 을 예를 들면 240 ℃ 정도에서 1 분 이상 가열하는 포스트베이크를 행하여 유리기판상의 감광성 수지층 (3) 을 소성한다.

마지막으로, 감광성 수지층 (3) 의 표면에 예를 들면 알루미늄을 일렉트론빔 증착 등에 의해 성막하여 오목부의 표면을 따라 반사막 (5) 을 형성함으로써, 반사체 (1) 가 완성된다.

투명전극 (20) 및 (21) 은 도 7 에 나타낸 바와 같이 스트라이프 형상 패턴이고, 반사체 (1) 에 있어서의 인접하는 오목부열의 피치가 10 ∼ 20 ㎛ 일 때 표시화면에 대해 수직방향으로 76 ㎛ 피치 및 폭 66 ㎛ 로 형성되어 있다.

반사체 (1) 의 오목부 (4) 열의 배열방향은, 도 7 에 나타낸 바와 같이 스트라이프 형상의 투명전극 (20) 의 연장되는 방향에 대해 미리 8 도의 각도를 갖도록배치되어 있다. 이 상태는 도 7 에 있어서, p1 (인접하는 오목부의 피치) = 15 ㎛, θ= 8。 일 때에 상당한다.

이들 반사체 (1) 와 투명전극 (20) 의 겹침에 의해 발생하는 무아레 줄무늬의 피치가 107 ㎛ 정도로 되기 때문에, 무아레 줄무늬가 시각적으로 확인되기 어렵다. 또, 여기서부터의 각도의 어긋남이 0.5 도 발생하여도 겹침에 의해 발생하는 무아레 줄무늬의 피치의 변화는 7 ㎛ 정도로 변화가 적다.

본 발명에 관한 반사형 액정표시장치는, 상술한 실시형태와 같이 반사체 (1) 를 하측기판 (14) 의 외측에 설치하는 것이 아니라, 하측기판 (14) 의 대향면측 예를 들면 기판 (14) 상에 반사체 (14) 를 직접 형성한 것이라도 좋다. 이 경우에 있어서도, 스트라이프 전극 (20,21) 및 반사체 (1) 를 제 1 실시형태와 동일한 것을 사용한 경우, 스트라이프 형상 전극 (20) 의 연장되는 방향과 반사체 (1) 의 오목부 (4) 열은, 도 7 에 나타낸 바와 같이 8 도의 각도로 교차하도록 배치한다.

다음으로, 본 발명을 반사형 컬러 액정표시장치에 적용한 다른 실시형태를 도 8 를 참조하여 설명한다. 이 다른 실시형태도 기본 구성은 상술한 반사형 액정표시장치의 실시형태와 동일하다.

이 액정표시장치는, 도 8 에 나타낸 바와 같이, 대향하는 상하 유리기판 (43,44) 중 하측 유리기판 (44) 의 대향면에는 반사체 (30) 를 이루는 곳에 표면에 다수의 요철이 형성된 수지층 (33) 및 알루미늄 등의 금속으로 이루어지는 반사막 (35), 평탄화층 (41), 인듐주석산화물 (이하 ITO 로 기재) 로 이루어지는 복수개의 스트라이프 형상 하측 투명전극 (51) 및 배향막 (53) 이 차례로 적층되어 있다.

상측의 유리기판 (43) 의 대향면에는, 컬러필터 (60), 오버코트층 (42), ITO 로 이루어지는 복수개의 스트라이프 형상 상측 투명전극 (50) 및 배향막 (52) 이 차례로 적층되어 있다. 그리고 상하의 유리기판 (43,44) 상의 배향막 (52,53) 사이에 STN 액정층 (45) 이 봉입되어 있다.

상측 유리기판 (43) 의 외측에, 제 1 위상차판 (46), 제 2 위상차판 (47), 및 편광판 (48) 을 순차적으로 설치하고 있다.

복수개의 하측 투명전극 (51) 은, 도 8 에 있어서 좌우방향으로 연장되며, 또 소정 간격을 두고 병설되어 있다. 복수개의 상측 투명전극 (20) 은 도 1 에 있어서 지면을 관통하는 방향으로 연장되며 소정 간격을 두어 병설되어 있다.

이들 상하의 투명전극 (50,51) 의 전극간 피치 및 각 전극의 짧은 길이 방향 폭은 도 1 에서 나타낸 전극 (20,21) 과 동일하다.

컬러필터 (60) 는, 긴 직사각형 형상의 착색화소 (60a) 를 복수개의 상측 투명전극 (50) 에 각각 대응 형성하여 이루어지는 것이다. 이 컬러필터 (60) 의 착색화소 (60a) 의 배열은 각 착색화소 (60a) 가 레드 (R), 그린 (G), 블루 (B) 의 순으로 서로 종 또는 횡으로 늘어선 스트라이프 형상으로 되어 있다.

각 착색화소 (60a) 의 짧은 길이 방향폭 (W1) 은 대응하는 상측 투명전극 (50) 의 짧은 쪽 방향폭 (W2) 의 80 % 이상이고, 인접하는 착색화소와 겹치지 않도록 형성되어 있다.

각 착색화소 (60a) 의 짧은 길이 방향폭이 대응하는 상측의 투명전극 (50) 의 짧은 길이 방향폭의 80 % 보다 작으면, 색도가 낮아져서, 컬러 표시품위가 저하되어 버리며, 인접하는 착색화소와 겹치면, 겹친 부분에서 단차가 생기고, 배향 불균일 등에 의해 표시품위가 저하되어 버리기 때문이다.

반사체 (30) 는, 도 2 에 나타낸 반사체 (1) 중의 기판 (2) 을 제외한 반사체 (1) 와 동일 구성이다. 즉, 수지층 (33) 이 도 2 의 수지층 (3) 에 해당하고, 반사막 (35) 이 도 2 의 반사막 (5) 에 해당한다. 따라서, 도 9 에 나타낸 바와 같이 이 반사체 (30) 에서의 다수의 오목부 (34) 와, 도 2 및 도 6 에 나타낸 오목부 (4) 와 동일한 구조이다.

따라서, 이 실시형태에 있어서도, 도 9 에 나타낸 바와 같이 반사체 (30) 의 오목부 (34) 열의 배열방향은, 스트라이프 형상 투명전극 (50) 이 연장되는 방향에 대해 미리 8 도 각도를 갖도록 배치되어 있다. 또 마찬가지로, 반사체 (30) 의 오목부 (34) 열의 배열방향도 컬리필터의 착색화소 (60a) 의 배열방향에 대해서도 미리 8 도 각도를 갖도록 배치되어 있다.

이들 반사체 (30) 와 투명전극 (50) 및 착색화소 (60a) 의 겹침에 의해 발생하는 무아레 줄무늬의 피치는 107 ㎛ 정도로 되기 때문에, 무아레 줄무늬는 시각적으로 확인되기 어렵다.

본 발명에 관한 반사형 액정표시장치는, 상술한 실시형태와 같이 반사체 (30) 를 하측 기판 (44) 의 내측에 설치하는 것이 아니라 외측에 설치할 수도 있다. 또, 컬러필터 (60) 는 상측 기판 (43) 측에 설치하는 것이 아니고, 하측 기판 (44) 측에 설치할 수도 있다. 예를 들면, 컬러필터 (60) 및 오버코트층 (42) 을 반사체 (30) 상에 차례로 형성하여, 평탄화층 (41) 을 생략한 구조로 한것일 수도 있다. 또, 본 발명의 반사체는, STN (Super Twisted Nematic) 방식뿐 아니라, TN (Twisted Nematic) 방식의 액정표시장치 예를 들면 TFT 형 액정표시장치에도 적용할 수 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치에는 스트라이프 형상 표시전극이 연장되는 방향과, 반사체의 다수의 오목부 반복 배열방향을 2.5 내지 40 도 각도 어긋나게 하고 있으므로, 무아레 줄무늬가 부각되지 않고, 밝고 표시품위가 양호한 표시를 얻을 수 있다.

또, 반사판의 오목부의 깊이와 인접하는 오목부의 피치가 소정 범위에서 변화하고 있기 때문에, 광의 간섭이 없어지고, 반사광 전체가 전방향에 걸쳐 반사효율이 높아져 밝은 표시품위를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 반사형 컬러 액정표시장치에 있어서도, 컬러필터의 착색화소의 정열방향과 반사체의 다수의 오목부 반복 배열방향을 2.5 내지 40 도 각도 어긋나게 하고 있으므로, 무아레 줄무늬가 부각되지 않고, 밝고 표시품위가 양호한 표시를 얻을 수 있다.

Claims

상하 기판 사이에 액정층을 사이에 두고, 상하 기판의 적어도 한쪽의 대향면측에 소정 방향으로 연장되는 복수의 스트라이프 형상 투명전극을 형성하고, 상기 하기판의 대향면측 또는 외측에 반사체를 설치하고, 상기 반사체가 일방향으로 배열되어 형성된 다수의 오목부를 가지고 있고, 상기 오목부의 배열방향이 상기 스트라이프 형상 투명전극의 연장 방향에 대해 2.5 내지 40 도의 각도 어긋나 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 반사체는 표면의 내면이 구면의 일부를 이루는 다수의 오목부가 겹치도록 연속하여 형성되고, 오목부의 깊이가 0.1 내지 3㎛, 인접하는 오목부의 피치가 5 내지 50㎛ 범위에서 변화하고 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 반사체는 하기판의 액정층측에 설치되고, 상기판 상에 편광판을 배치 형성한 STN 방식 또는 TFT 방식으로 한 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
상하 기판 사이에 액정층을 사이에 두고, 상기 상하 기판의 적어도 한쪽의 대향면측에 소정 방향으로 연장되는 복수의 스트라이프 형상 투명전극을 형성하고, 상기 하기판의 대향면측 또는 외측에 반사체를 설치하고, 상기 상하 기판의 임의의대향면측에 컬러필터를 설치하고, 상기 반사체가 일방향으로 배열되어 형성된 다수의 오목부를 가지고 있고, 상기 오목부의 배열방향이 상기 컬러필터의 복수의 착색화소의 정렬방향에 대해 2.5 내지 40 도 어긋나 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
제 4 항에 있어서, 상기 반사체는, 표면의 내면이 구면의 일부를 이루는 다수의 오목부가 겹치도록 연속하여 형성되고, 오목부의 깊이가 0.1 내지 3㎛, 인접하는 오목부의 피치가 5 내지 50㎛ 범위에서 변화하고 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
제 4 항에 있어서, 상기 반사체는 하기판의 액정층측에 설치되어, 상기 반사체 상에 상기 컬러필터 또는 오버코트층을 차례로 형성하고, 상기 상기판 상에 편광판을 배치 형성한 STN 방식 또는 TFT 방식으로 한 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
한쌍의 기판 사이에 액정층을 사이에 두고, 상기 한쌍의 기판의 각 대향면에 소정 간격을 두어 평행하게 복수의 스트라이프 형상 투명전극을 형성하고 또 각 대향하는 스트라이프 형상 투명전극끼리를 직교시켜 형성하고, 상기 기판의 임의의 대향면측 또는 외측에 반사체를 설치하고, 이 반사체가 다수의 오목부를 직교하는 2 방향으로 나열하여 연속 형성되어 있고, 이 다수의 오목부가 늘어서는 상기 2 방향이 상기 직교하는 스트라이프 형상 투명전극의 연장되는 2 방향에 대해 2.5 내지40 도의 각도 어긋나 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
한쌍의 기판 사이에 액정층을 사이에 두고, 상기 한쌍의 기판의 각 대향면에 소정 간격을 두어 평행하게 복수의 스트라이프 형상 투명전극을 형성하고 또 각 대향하는 스트라이프 형상 투명전극끼리를 직교시켜 형성하고, 상기 기판의 한쌍의 대향면측 또는 외측에 반사체를 설치하고, 상기 기판의 임의의 대향면측에 컬러필터를 설치하고, 상기 반사체가 다수의 오목부를 직교하는 2 방향으로 나열하여 연속 형성되어 있고, 이 다수의 오목부가 늘어서는 상기 2 방향이 상기 직교하는 스트라이프 형상 투명전극의 연장되는 2 방향에 대해 2.5 내지 40 도 각도 어긋나 있고, 상기 컬리필터의 복수의 착색화소의 2 방향으로의 정렬방향이 상기 직교하는 스트라이프 형상 투명전극의 연장되는 2 방향과 동일한 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.