KR100444416B1

KR100444416B1 - 반사형컬러액정장치및그구동방법

Info

Publication number: KR100444416B1
Application number: KR10-1998-0700481A
Authority: KR
Inventors: 오사무 오쿠무라; 도시하루 마츠시마; 츠요시 마에다
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 1996-05-24
Filing date: 1997-05-23
Publication date: 2005-01-15
Also published as: KR19990035822A; EP0846975A1; US6373538B2; EP0846975A4; US20020015121A1; TW436658B; WO1997045766A1

Abstract

밝고 선명한 색이 표시될 수 있는 반사형 컬러 액정 장치를 제공한다. 그리고, 투명 전극을 구비한 제 1 기판과, 투명 전극과 컬러 필터를 구비한 제 2 기판을, 액정 조성물을 끼워 상호 대향하여 배치하여, 이것을 끼워 양측에 한 쌍의 편광판을 설치하여, 그 한쪽의 외측에 광반사판을 설치한 반사형 컬러 액정 장치에 있어서, 상기 컬러 필터가 감법 혼색의 삼원색인 황색, 시안색, 마젠타색으로 이루어지는 구성으로 하였다.

Description

반사형 컬러 액정 장치 및 그 구동 방법

휴대 정보 단말에 탑재되는 디스플레이는, 저소비 전력일 필요가 있다. 따라서 이 용도로는, 백라이트가 불필요한 반사형 액정 장치가 가장 적절하다. 그러나 종래의 반사형 액정 장치는 단색 표시(monochromatic display)가 주류로서, 양호한 반사형 컬러 표시는 아직 얻어지고 있지 않다.

반사형 컬러 액정 장치의 개발은, 1980년대 중반경부터 본격적으로 착수되었다. 그 이전에는, 투과형 컬러 액정 장치의 백라이트를 반사판으로 바꾸면, 반사형 컬러 표시가 가능할 것이라는 정도의 인식밖에 없었다.

그런데, 그러한 구성으로 실제로 제조해 보면, 매우 어두운 표시로 되어 실용적이지 않다. 원인은 세 개 있다. 첫째로, 편광판에 의해서 빛의 1/2 이상을 버리고 있는 것이다. 둘째로, 컬러 필터에 의해서 빛의 2/3 이상을 버리고 있는 것이다. 마지막으로, 시차(視差)의 문제이다. 시차의 문제는, TN (트위스티드 네마틱:twisted nematic) 모드라든지 STN(슈퍼트위스티드 네마틱) 모드에서는 피할 수 없다. 왜냐하면, 이들 모드에서는 반드시 편광판을 2매 사용하기 때문에, 셀 내에 편광판을 제조해 넣지 않는 한, 반사판과 액정층 사이에 무시할 수 없는 거리가 생기기 때문이다. 또, 여기에서 말하는 시차의 문제란, 종래의 반사형 흑백 액정 장치에도 있던 표시의 이중 비침과 같은 문제가 아니고, 반사형 컬러 액정 장치에 발생하는 특유의 문제를 가리킨다.

시차의 문제에 대하여, 도면을 이용하여 설명한다. 도 7a, 도 7b는 모두 TN 모드 혹은 STN 모드를 이용한 반사형 컬러 액정 장치의 단면도이다. 이 액정 장치는 상측 편광판(1), 상측 유리 기판(2), 액정층(3), 하측 유리 기판(4), 하측 편광판(5), 광반사판(6), 적색 녹색 청색(RGB)의 삼색 컬러 필터(7)로 이루어진다. 상하 유리 기판간에는, 그 외에 투명 전극, 배향막, 절연막 등도 존재하지만, 시차의 문제를 설명하는 데에 있어서 필요 없기 때문에 생략하였다.

그런데, 시차의 문제는 두 가지 존재한다. 첫째 문제는 색이 본래의 색을 내지 못하는 것이다. 도 7a에 있어서, 관찰자(32)는 녹색의 필터를 통하여 나온 반사광(31)을 보고 있지만, 이 빛은 적색, 녹색, 청색의 필터를 통과하여 입사한 빛(30)이 광반사판에서 확산 반사되어 섞인 것이다. 하측 유리 기판(4)의 두께가 컬러 필터(7)의 피치와 비교하여 충분히 두꺼우면, 어떠한 색의 필터를 통하여 나온 빛도 등확률로 섞인다.

그런데, 적색→녹색, 청색→녹색의 경로를 통과한 빛은, 어떤 파장의 빛도 어느 하나의 컬러 필터에서 흡수되기 때문에, 녹색→녹색의 경로를 통과한 빛밖에 남지 않는다. 동일한 것은 청색이나 적색의 필터로부터 나오는 반사광에 대해서도 말할 수 있기 때문에, 결국 백색 표시의 밝기가 시차가 없는 경우의 1/3로 되어 버린다.

두 번째의 문제는 색 표시가 어두워지는 것이다. 도 7b는, 녹색 표시 상태를 나타낸다. 또한 액정층(3)에 있어서 격자상의 해칭(hatching)을 한 부분은, 비점등 상태(어두운 상태)에 있는 것을 나타내고 있다. 입사광(30)은 적색, 녹색, 청색의 도트를 등확률로 통과하지만, 그 안의 2/3를 오프 상태에 있는 적색과 청색의 도트에서 흡수된다. 또한 광 반사판(6)에서 확산되어 섞인 후, 다시 오프 상태에 있는 적색과 청색의 도트에서 2/3를 흡수하여, 관찰자(32)에게 도달한다. 따라서, 녹색 표시의 밝기는 백색 표시의 1/9의 밝기로부터 녹색의 필터에 의해서 흡수되는 광량을 뺀 값(백색 표시의 1/9의 밝기-녹색 필터의 흡수)이 되어, 매우 어둡게 된다.

이와 같이, 시차의 문제가 있는 TN 모드라든지 STN 모드를 반사형 컬러 액정 장치에 사용하는 것은 매우 어렵다.

그래서 종래에는, 액정 모드를 변경하여 밝은 반사형 컬러 표시를 얻는 시도가 이루어져 왔다.

예를 들면, 우치다다쯔오씨 등의 논문(IEEE Transactions on Electron Devices, Vol.ED33,No.8,pp.1207-1211(1986))에서는, 그 Fig. 2에서 각종 액정 모드의 밝기 비교를 행한 후에, 편광판이 필요하지 않는 PCGH(상전이형 게스트호스트: Phase-Change type Guest Host) 모드를 채용하고 있다. 또한, 특개평5-241143호 공보에서도, 반사형 컬러 액정 장치를 실현하기 위해서, 편광판이 필요하지 않는 PDLC (고분자 분산형 액정) 모드를 채용하고 있다.

편광판이 필요하지 않는 액정 모드를 사용한 경우, 편광판에 의한 빛의 흡수가 없어질 뿐만 아니라, 액정층에 인접하여 반사판을 설치함으로써 시차 문제를 근본적으로 없앨 수 있다고 하는 장점이 있다.

그러나 그 한편으로, 편광판이 필요하지 않는 액정 모드는 대체로 컨트라스트(contrast)가 낮은 것, 또한 특히 PCGH 모드는 전압 투과율 특성의 히스테리시스(hysteresis)가 있어 중간조(halftone) 표시를 할 수 없다고 하는 과제가 있다. 또한, 액정 중에 다른 물질을 첨가하는 이들 액정 모드는, 신뢰성의 면에서도 과제가 많다.

따라서, 역시 종래부터 널리 사용되고 있고, 실적이 있는 TN 모드라든지 STN 모드를 사용할 수 있으면 이보다 더 좋은 일은 없다.

또한 종래, 밝은 컬러 필터를 사용하여 밝은 반사형 컬러 표시를 얻는 시도도 이루어지고 있었다. 그것은, 예를 들면 상술한 특개평5-241143호 공보로서, 여기에서는 감법 혼색의 삼원색인 황색(yellow), 시안색(cyan), 마젠타색(magenta)으로 이루어지는 컬러 필터를 사용하여 반사형 컬러 액정 장치를 구성하고 있다.

이 방법은 밝은 표시를 얻는 데에 있어서 대단히 효과가 있지만, 반면 문제도 있다.

통상의 컬러 액정 장치는, 작은 색점의 집합에 의해서 가법(加法) 혼색을 행하기 때문에, 가법 혼색의 삼원색인 적색, 녹색, 청색으로 이루어지는 컬러 필터를 사용한다. 그런데, 상기 공보에서는, 감법 혼색의 삼원색을 사용하여 가법 혼색을 행하고 있다. 따라서, 표시색의 채도가 낮고, 선명한 표시가 불가능하다. 또 상기 공보에서는, 편광판을 사용하지 않는 PDLC 모드를 채용하고 있고, 게다가 컬러 필터를 끼워 액정층과 인접하는 위치에 반사판을 설치하고 있기 때문에 시차가 생기지 않은 것을 덧붙여 둔다.

본 발명은 반사형 컬러 액정 장치에 관한 것이며, 또한 반사형 컬러 액정 장치의 구동 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 반사형 컬러 액정 장치 구조의 주요부를 나타내는 도면.

도 2는 본 발명의 반사형 컬러 액정 장치의 컬러 필터의 분광 특성을 나타내는 도면.

도 3은 본 발명의 반사형 컬러 액정 장치의 표시색을 나타내는 도면.

도 4는 본 발명의 다른 반사형 컬러 액정 장치 구조의 주요부를 나타내는 도면.

도 5는 본 발명의 다른 반사형 컬러 액정 장치 구조의 주요부를 나타내는 도면.

도 6은 본 발명의 다른 반사형 컬러 액정 장치의 구성을 나타내는 도면.

도 7a 및 도 7b는 시차의 문제를 설명하기 위한 도면으로서, 적색 녹색 청색의 필터를 사용한 종래의 TN 모드 혹은 STN 모드를 이용한 반사형 컬러 액정 장치의 단면도.

도 8a 및 도 8b는 시차의 문제를 설명하기 위한 도면으로서, 본 발명의 TN 모드 혹은 STN 모드를 이용한 반사형 컬러 액정 장치의 단면도.

도 9는 적색 녹색 청색의 필터를 사용한 종래의 반사형 컬러 액정 장치의 표시색을 나타내는 도면.

도 10은 황색, 시안색, 마젠타색의 필터를 사용한 본 발명의 반사형 컬러 액정 장치의 표시색을 나타내는 도면.

도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 반사형 컬러 액정 장치를 전자기기에 탑재한 예를 나타내는 도면.

발명의 개시

그래서 본 발명의 목적은 황색, 시안색, 마젠타색의 컬러 필터를 사용하여 밝은 표시를 행하여, 시차를 잘 이용하여 종래보다도 선명한 색을 표시할 수 있는 반사형 컬러 액정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 반사형 컬러 액정 장치의 바람직한 형태는,

투명 전극을 구비한 제 1 기판과, 투명 전극과 컬러 필터를 구비한 제 2 기판의 사이에 액정층이 끼워져 있음으로써 이루어지는 액정 셀을 한 쌍의 편광판 사이에 배치하며, 한쪽 기판의 외측에 광반사판이 형성된 반사형 컬러 액정 장치에 있어서, 상기 컬러 필터가 감법 혼색의 삼원색인 황색, 시안색, 마젠타색으로 이루어지며, 각 색 요소의 컬러 필터의 최저 투과율이 가시광 영역에 있어서 10% 이상인 구성으로 하였다.

이와 같이, 황색, 시안색, 마젠타색으로 이루어지는 3개의 색요소에 의해 컬러 필터가, 가시광 영역에서의 상기 각 색 요소의 컬러 필터의 최저 투과율이 10% 이상으로 설정됨으로써, 밝고 선명한 표시의 반사형 컬러 액정 장치를 얻을 수 있다. 일반적으로, 가시광 영역은 400nm 내지 770nm의 영역을 말하지만, 특히 450nm에서 660nm의 범위는 인간의 시감도가 높은 파장이다. 따라서, 컬러 필터의 투과율을 컬러 필터의 모든 색 요소에 대하여, 상술한 바와 같이 설정함으로써 선명하고밝은 표시를 달성할 수 있다.

또한, 컬러 필터는 가시광 영역에서의 상기 각 색 요소의 컬러 필터의 최저 투과율이 15%로부터 25%의 범위로 설정된다.

또는, 상기 황색 필터의 투과 특성을 나타내는 스펙트럼과 상기 마젠타색의 투과 특성을 나타내는 스펙트럼이 500nm 부근의 파장에서 교차하고, 상기 시안색 필터의 투과 특성을 나타내는 스펙트럼과 마젠타색 필터의 투과 특성을 나타내는 스펙트럼이 600nm부근의 파장에서 교차하고, 이 2개의 교점이 투과율 30% 이상 영역에 존재하도록 상기 컬러 필터가 형성된 구성으로 하였다. 보다 바람직하게는, 2개의 교점이 투과율 35%로부터 60%의 영역에 존재하도록, 상기 컬러 필터가 형성된 구성으로 한다.

또한, 가법 혼색과 함께 감법 혼색도 생기도록, 광반사판과 컬러 필터의 거리를 상기 전극에 의해 형성되는 도트 피치보다도 크게 한 구성으로 하였다. 보다 바람직하게는, 각 도트 피치에 대하여, 광반사판과 컬러 필터와의 거리가 2 내지 3배로 설정되는 구성으로 한다. 또, 유리 기판의 두께가 0.7mm보다도 커지는 것은, 표시의 이중 비침이 두드러진다는 점에서 바람직하지 않다. 이렇게 구성하였기 때문에, 본원의 반사형 컬러 액정 장치는 시차를 이용한 감법 혼색에 의해 표시색의 채도가 향상한다.

또한, 상기 한쪽 기판에 매트릭스형으로 형성되는 화소 전극이 배치되며, 상기 화소 전극에 접속하여 스위칭 소자가 형성되는 구성으로 함으로써, 고정세(高精細) 표시의 반사형 컬러 액정 장치를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 반사형 컬러 액정 장치가 바람직한 형태는,

반사 전극을 구비한 제 1 기판과, 투명 전극과 컬러 필터를 구비한 제 2 기판의 사이에 액정층이 끼워져 있음으로써 이루어지는 액정 셀을 한 쌍의 편광판 사이에 배치하여 형성되는 반사형 컬러 액정 장치에 있어서, 상기 컬러 필터가 감법 혼색의 삼원색인 황색, 시안색, 마젠타색으로 이루어지며, 각 색 요소의 컬러 필터의 최저 투과율이 가시광 영역에서 10% 이상의 구성으로 하였다.

이러한 구성으로 함으로써, 반사층(반사 전극)과 액정층이 근접하여, 선명한 표시를 얻을 수 있다.

또한, 일반적으로 가시광 영역은 400nm 내지 770nm이라고 일컬어지며, 특히 450nm에서 660nm의 범위는, 인간의 시감도가 높은 파장이다. 그래서, 이 범위에 가시광 영역(400 내지 770nm)에 있어서, 컬러 필터의 투과율을 컬러 필터의 모든 색 요소에 대하여, 상술한 바와 같이 설정함으로써 밝고 선명한 표시를 달성할 수 있다.

또한, 제 2 기판과 편광판 사이에 광산란판이 배치된 구성으로 함으로써, 밝고 선명한 표시의 반사형 컬러 액정 장치를 얻을 수 있다.

또한, 가시광 영역에서 상기 각각의 색 요소의 컬러 필터의 최저투과율이 20% 이상으로 설정되며, 보다 바람직하게는 30% 이상으로 설정된 구성으로 한다.

한편, 상기 황색 필터의 투과 특성을 나타내는 스펙트럼과 상기 마젠타색의 투과 특성을 나타내는 스펙트럼이 500nm 부근에서 교차하여 형성되며, 상기 시안색 필터의 투과 특성을 나타내는 스펙트럼과 마젠타색 필터의 투과 특성을 나타내는스펙트럼이 600nm 부근에서 교차하여 형성되며, 이 2개의 교점이 투과율 30% 이상 영역에 존재하도록 상기 컬러 필터가 형성된 구성으로 하고, 보다 바람직하게는, 상기 2개의 교점이 투과율 35%로부터 60%의 영역에 존재하도록, 상기 컬러 필터가 형성된 구성으로 하였다.

이러한 컬러 필터를 사용함으로써, 밝은 표시의 반사형 컬러 액정 장치를 얻을 수 있다.

또한, 가법 혼색과 함께 감법 혼색도 생기도록, 광반사판과 컬러 필터의 거리를 상기 전극에 의해 형성되는 도트의 피치보다도 크게 한 구성으로 하였다. 보다 바람직하게는, 각 도트 피치에 대하여, 광반사판과 컬러 필터의 거리가 2 내지 3배로 설정된 구성으로 한다. 단, 기판의 두께가 0.7mm보다도 커지는 것은, 표시의 이중 비침이 두드러지는 점에서 바람직하지 못하다.

이렇게 구성하였기 때문에, 본원의 반사형 컬러 액정 장치는 시차를 이용한 감법 혼색에 의해 표시색의 채도가 향상한다.

또한, 한쪽 기판에 매트릭스형으로 반사 전극이 배치되어 되며, 상기 반사 전극에 접속하여 스위칭 소자가 형성된 구성으로 함으로써, 더욱 선명한 표시의 반사형 컬러 액정 장치를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 반사형 컬러 액정 장치가 바람직한 형태는,

상술한 반사형 컬러 액정 장치를 구동하는 방법에 있어서, 흑색을 제외한 어떠한 색을 표시하는 경우에도, 상기 황색, 시안색, 마젠타색의 각각의 색에 대응하는 3도트 내, 항상 복수의 도트가 점등 혹은 일부 점등하는 구동 방법으로 한다.바꿔 말하면, 흑색을 표시하는 경우만 3도트 모두 비점등이고, 적색 녹색 청색의 3색을 표시하는 경우에는 2도트를 점등하며, 다른 색을 표시하는 경우에는 3도트 모두 점등 혹은 일부 점등한다. 또, 점등이란 액정 장치를 밝은 상태로 하는 것을 가리키며, 비점등이란 액정 장치를 어두운 상태로 하는 것을 가리킨다. 또한, 일부 점등이란, 액정 장치를 밝은 상태와 어두운 상태의 중간 상태로 하는 것을 가리킨다. 이와 같이 구성하였기 때문에, 본원의 반사형 컬러 액정 장치는, 극히 밝은 표시를 할 수 있는 동시에, 중간조 표시도 가능하게 되어, 풀 컬러 표시를 할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본원의 반사형 컬러 액정 장치를 전자기기에 탑재함으로써, 저소비 전력의 전자기기를 얻을 수 있다.

본원 발명의 구성은 상술한 특개평 5-241143호 공보에서 개시된 반사형 액정 표시 장치와 유사하다고 생각될지도 모른다. 확실히, 감법 혼색의 삼원색 필터를 사용하고 있는 점에서는 동일하다.

그러나, 본원 발명은 이러한 필터를 TN 모드라든지 STN 모드와 같은 시차를 피할 수 없는 액정 모드에 적용하고 있다. 그렇게 함으로써, 단순히 밝아진다는 효과 이외에도, 시차의 문제를 완화하는 효과라든지, 감법 혼색에 의해서 색 순도가 향상하는 새로운 효과를 가져온다.

이 새로운 효과에 대하여, 도면을 이용하여 설명한다. 도 8a 및 도 8b는, 모두 TN 모드 혹은 STN 모드를 이용한 반사형 컬러 액정 장치의 단면도이다. 이 액정 장치는 상측 편광판(1), 상측 유리 기판(2), 액정층(3), 하측 유리 기판(4), 하측 편광판(5), 광 반사판(6), 황색, 시안색, 마젠타색의 삼색 컬러 필터(7)로 이루어진다. 상하 유리 기판간에는, 그 외에 투명 전극, 배향막, 절연막 등도 존재하지만, 시차의 문제를 설명하는 데에 있어서 필요 없기 때문에 생략한다.

그런데 시차의 문제의 첫째는 색이 본래의 색을 내지 못하는 것이었다. 도 8a에 있어서, 관찰자(32)가 보는 반사광(31)은, 황색→시안색, 마젠타색→시안색, 시안색→시안색의 3개의 경로를 통한 빛이 섞인 것이다. 이 황색→시안색의 경로를 통과한 빛은 일부가 흡수되어 녹색이 되며, 마젠타색→시안색의 경로를 통과한 빛은 적색이 된다. 그러나, 적색 녹색 청색의 필터를 사용할 때와 같이 캄캄하게는 되지 않는다. 따라서, 적색 녹색 청색의 필터인 경우에는 백색 표시의 밝기가 시차가 없는 경우의 1/3이 되었지만, 황색, 시안색, 마젠타색의 필터인 경우에는 2/3로 된다.

또한 두번째의 문제는 색 표시가 어둡게 되는 것이었다. 도 8b는, 녹색 표시 상태를 나타낸다. 또한 액정층(7)에 있어서 격자상의 해칭을 한 부분은, 비점등 상태(어두운 상태)에 있는 것을 나타내고 있다. 황색, 시안색, 마젠타색의 필터로 녹색을 표시하는 경우에는, 황색과 시안색을 점등상태(밝은 상태)에, 마젠타색을 비점등 상태(어두운 상태)로 한다. 따라서 입사광(30)은, 그 안의 1/3을 오프 상태에 있는 마젠타색의 도트에서 흡수된다. 또한 광반사판에서 확산되어 섞인 후, 재차 오프 상태에 있는 마젠타색의 도트에서 1/3이 흡수되어, 관찰자(32)에 도달한다.따라서, 녹색 표시의 밝기는 「백색 표시의 4/9의 밝기-시안색과 황색의 필터의 흡수」가 되며, 적색 녹색 청색의 필터를 사용할 때보다도 밝아진다.

더욱이 이 녹색 표시의 빛의 통과 경로를 상세하게 보면, 시안색→시안색, 황색→황색, 시안색→황색, 황색→시안색의 4종류로 이루어지고 있다. 이중, 뒤쪽 두개는 황색과 시안색의 필터를 양쪽 모두 통하기 때문에, 감법 혼색이 생긴다.

즉 시차의 효과에 의해서, 평면적인 색점의 집합에 의한 가법 혼색과, 입체적인 색점의 겹침에 의한 감법 혼색이 동시에 발생한다. 따라서, 감법 혼색의 삼원색인 황색, 시안색, 마젠타색의 컬러 필터를 사용한 경우에는, 시차가 생길 수 있는 구성을 취함으로써, 표시색의 채도가 향상하는 효과가 있다.

다음에 구동 방법에 대해서도 서술한다. 도 9는 적색 녹색 청색의 필터를 사용한 종래의 반사형 컬러 액정 장치의 표시색을 나타내는 도면으로, 41,42,43은, 각각 적색, 녹색, 청색의 단색 표시를 행한 경우의 표시색을 나타낸다. 물론, 단색 표시의 경우에는 1화소를 구성하는 3도트의 내, 1도트밖에 점등(밝은 표시)하지 않는다. 여기에서 NTSC 방식의 적색, 녹색, 청색의 삼원색 신호에 근거하여, 중간조 보정을 행하여 각 색 도트의 계조를 결정하면, 도면의 해칭으로 나타낸 영역의 색을 표시할 수 있다.

한편, 도 10은 황색, 시안색, 마젠타색의 필터를 사용한 반사형 컬러 액정 장치의 표시색을 나타내는 도면으로, 44,45,46은, 각각 황색, 시안색, 마젠타색의 단색 표시를 행한 경우의 표시색을 나타낸다. 여기에 종래와 같은 구동을 행하면, 도면의 44,45,46을 꼭지점으로 하는 삼각형의 안쪽의 색을 표시할 수 있다. 또, 시차가 있는 경우에는, 앞서 서술한 효과에 의해서 감법 혼색이 생기며, 표시색이 도면의 파선의 범위까지 넓어진다.

그러나, 본원 발명에서는 47,48,49를 꼭지점으로 하는 삼각형 안쪽의 해칭을 행한 영역의 색만을 표시하는 것으로 한다. 왜냐하면, 이 범위의 표시색은, 1화소 3도트의 내, 항상 2도트 이상 화소를 점등하고 있고(흑색 표시를 제외한다), 상술한 도 8b를 이용하여 설명한 이유에 의해서 밝은 색 표시가 얻어지기 때문이다. 따라서, 예를 들면 황색을 표시할 때라도, 황색 도트 단독을 점등하여 얻어지는 44의 색이 아니며, 황색의 도트를 전부 점등하여, 시안색, 마젠타색의 도트를 일부 점등하여 얻어지는 가장 희미한 색을 이용한다. 이렇게 하면, 표시 가능한 색의 대략 3/4을 이용하지 않게 되어 불효율로 생각될지도 모르지만, 밝은 색 밸런스가 좋은 표시가 얻어진다는 점에서 큰 이점이 있다.

본 발명의 반사형 컬러 액정 장치는, 편광판을 사용하는 액정 표시 모드를 채용하여 높은 콘트라스트를 확보한 후에, 이것에 감법 혼색의 삼원색 컬러 필터를 조합하여 밝은 표시를 얻은 것이다.

편광판을 사용하는 액정 표시 모드는 수많이 존재하지만, 본 발명의 목적으로는, 밝고 단색 표시가 가능한 액정 표시 모드, 예를 들면 특개소 51-013666호 공보에서 제안된 TN 모드, 특공평 3-50249호 공보에서 제안된 위상차판 보상형의 STN 모드, 특개평 6-235920호 공보에서 제안된 쌍안정 스위칭을 행하는 네마틱 액정 모드 등이 적합하다. 이 중에서도 TN 모드는, 밝고 높은 컨트래스트가 얻어진다는 점에서 특히 우수하지만, 그 반면, 전압 투과율 특성의 급준성이 나쁘며, 그 구동을위해 비싼 MIM 소자라든지 TFT 소자를 각 도트(각 화소)마다 배치할 필요도 있다. 또, 염가인 단순 매트릭스법으로 구동하기 위해서는, 위상차판 보상형의 STN 모드 쪽이 적합하다.

또한 편광판을 1매밖에 사용하지 않는 액정 표시 모드, 예를 들면 특개평 3-223715호 공보라든지 특개평4-97121호 공보에서 제안된 1매 편광판형의 네마틱 액정 모드, 제 21 회 액정 토론회(1995년)의 강연번호3A19에서 발표된 1매 편광판형의 하이브리드 배향 네마틱 액정 모드 등도 이용할 수 있다. 이들 액정 표시 모드는, 편광판을 1매밖에 사용하지 않기 때문에, 반사판을 액정층이라든지 컬러 필터층에 근접하여 설치함에 따라, 표시의 그림자를 없앨 수 있다. 단 이 경우에는, 반사판을 경면으로 하여 유리기판의 외측에 산란판을 설치함에 따라, 시차를 생기게 하여, 표시색을 개선하는 연구가 필요하다. 이하 본 발명을 도면에 근거하여 상세하게 설명한다.

(실시예 1)

도 1은 본 발명의 청구항 1 내지 7의 발명과 관계되는 반사형 컬러 액정 장치의 구조의 주요부를 나타내는 도면이다.

1은 상측 편광판, 2는 상측 유리 기판, 3은 액정층, 4는 하측 유리 기판, 5는 하측 편광판, 6은 광반사판이고, 상측 유리 기판(2)상에 대향 전극(주사선, 8)과 컬러 필터(7)가 형성된다. 하측 유리 기판(4)상에는, 신호선(9), 화소 전극(10), MIM 소자(11)가 형성된다. 여기에서 1과 2, 4와 5, 5와 6은, 상호 떼어 그리고 있지만, 이것은 도면을 알기 쉽게 하기 위한 것으로, 실제로는 풀로 접착되어 있다. 또한, 상측 유리 기판(2)과 하측 유리 기판(4)의 사이도 넓게 따로 그리고 있지만, 이것도 같은 이유이며 실제로는 수μm에서 십수μm 정도의 틈으로 대향하고 있다.

또한, 도면 중에는, 간략한 구성이 기재되어 있고, 3×3=9도트가 그려지고 있다. 실제로는, 대향하는 한 쌍의 기판(2,4)에 의해서 구성되는 액정 패널 중에는 480×1920=921600도트가 형성된다. 또, 본원의 반사형 컬러 액정 장치는, 이 도트수에 한정되지 않고, 복수의 도트를 가지는 것이면, 모든 구성의 반사형 컬러 액정 장치에 적용할 수 있다.

대향 전극(8)과 화소 전극(10)은 투명한 전극으로써 형성된다. 본 실시예에 있어서는, ITO에 의해서 전극이 형성된다. 신호선(9)은 금속(Ta)에 의해 형성된다. MIM 소자는 절연막(Ta₂O₅)을 금속(Ta)과 금속(Cr)의 사이에 끼운 구조이다. 하측 유리 기판의 두께는 0.7mm이고, 도트 피치(각 화소간의 피치)는 가로 세로 모두 0.16mm이다. 또, 본 실시예에 있어서, 스위칭 소자로서 TFT를 사용할 수 있다.

액정층의 두께나 전극의 두께는 하측 유리 기판의 두께와 비교하여 무시할 수 있는 정도이므로, 광반사판과 컬러 필터의 간격은, 도트 피치의 4.4배가 된다.

액정층(3)은 90도 비틀린 네마틱 액정이다. 액정의 복굴절율 이방성(△n)과 액정층의 두께(d)의 곱, 방해량(retardation)(△n×d)이 0.48μm가 되도록, 액정과 액정층의 두께가 설정된다. 또한, 상하의 편광판은, 그 흡수축이 인접 기판의 러빙축과 거의 평행하게 되도록 배치된다. 이것은 가장 밝은 TN 모드의 구성이다.

또한, 컬러 필터(7)는 감법 혼색의 삼원색인 황색 (도면 중「Y」로 나타내었다), 시안색(도면 중「C」로 나타내었다), 마젠타색(도면 중「M」으로 나타내었다)의 3색으로 이루어진다. 컬러 필터는 표시 영역 외에도 형성된다. 예를 들면, 표시 영역(구동 영역)의 외측에서, 홈(bezel) 개구 영역가득까지, 구동 영역 내와 동일한 배열로 형성된다. 이와 같이 컬러 필터가 배치된 것에 의해, 주변부와 구동부의 밝기가 동일하게 되며, 구동부의 어두움이 눈에 띄지 않는다. 또한, 액정 장치가 구동되고 있지 않는 경우라도 위화감이 없는 표시 상태가 얻어진다.

또, 본원의 반사형 컬러 표시 장치는, 밝은 표시를 얻기 위해서, 인접하는 컬러 필터간에 블랙 마스크가 형성되어 있지 않다.

도 2는 컬러 필터(7)의 분광 특성을 나타내는 도면이다. 횡축은 빛의 파장(단위는 nm이다), 종축은 투과율(단위는 %이다)이며, 24가 황색 필터의 스펙트럼, 25가 시안색 필터의 스펙트럼, 26이 마젠타색 필터의 스펙트럼을 나타내고 있다. 각각의 색 요소의 컬러 필터의 투과 특성은 도 2에 도시하는 스펙트럼과 같다. 이 스펙트럼은 현미분광 광도계를 사용하여 측정된다. 컬러 필터측 기판 단체에서 스펙트럼의 측정을 행하여, 유리 기판과 투명 전극의 투과율을 100%로 보정하였다. 이하, 컬러 필터의 분광 특성은 모두 이 방법으로써 측정하였다. 이 컬러 필터는, 450nm에서 660nm의 범위 전체에서의 파장의 빛에 대하여 10% 이상 투과율을 가지고 있다. 또, 도 2에서는, 400 내지 700nm의 파장 영역(일반적으로 가시광 영역)에서, 최저 투과율이 10% 이상의 투과율인 것을 나타내고 있다.

도 3은 실시예 1에 있어서의 반사형 컬러 액정 장치의 표시색을 나타내는 도면이다. 이 도 3은 X-Y 색도도이다. 이 X-Y 색도도를 사용하여, 본원의 반사형 컬러 액정 장치의 표시범위를 나타내었다.

44,45,46은 각각 황색, 시안색, 마젠타색을 단색 표시한 경우의 표시색을 나타낸다. 물론 이 경우에는 한 화소를 구성하는 3도트의 내, 1도트밖에 점등(밝은 표시)하고 있지 않다.

또한 47,48,49는 적색, 녹색, 청색의 표시색을 나타낸다. 47,48,49는 44,45,46을 꼭지점으로 하는 삼각형의 외부에 위치하며, 가법 혼색과 함께 감법 혼색이 생기며, 색순도가 향상하고 있는 것을 나타내고 있다. 또, 표시색의 측정은, 내면에 황산바륨을 코팅한120mm의 적분구를 사용하여 액정 패널을 전방향으로부터 조사하며, 패널 법선 방향으로 반사한 빛을 분광기에 넣음으로써 행해진다.

이상에서 설명한 실시예 1에서의 반사형 컬러 액정 장치에 있어서, 하측 유리 기판의 두께를 0mm에서 1.1mm까지 여러 가지로 변화시킬 때의 표시색의 변화를 표 1에 나타낸다. 단, 두께 0mm의 결과는, 셀 내면에 반사판과 편광판을 설치한 셀을 측정한 것이다.

[표 1]

이 표로부터, 유리 두께가 두텁게 됨에 따라, 표시색의 색 순도가 향상하는 상태를 알 수 있다. 이것은 시차에 의한 것으로, 감법 혼색이 생기고 있는 것을 나타내는 결과이다. 유리 두께 0mm에서 0.1mm까지 사이에 표시색의 급격한 변화가 발생하여, 그 후의 변화는 비교적 완만하게 보인다.

따라서, 우선은 도트 피치와 같은 정도의 유리 두께가 있으면 충분히 시차에 의한 감법 혼색의 효과가 생기는 것으로 생각된다. 바람직하게는 도트 피치의 약 3배의 0.5mm 정도의 유리 두께가 있으면 0mm일 때보다도 20% 이상 큰 색차(백색 표시와의 색차)가 얻어지며, 더욱 바람직하다. 도트 피치와 기판 두께의 관계로부터, 적어도 도트 피치에 대하여 약 2배, 바람직하게는, 약 3배로 기판의 두께가 설정되는 것이 바람직하다.

다음에, 실시예 1에서의 반사형 컬러 액정 장치에 있어서, 다른 분광 특성을 가지는 컬러 필터를 이용하였을 때의 결과를 나타낸다.

표 2와 표 3은 각각 백색 적색 녹색 청색의 각각의 색 표시의, 밝기와 표시색을 나타낸 것이다. 여기에서는 도 2의 각 색의 분광 특성에 있어서, 최고 투과율을 거의 90%로 유지하면서, 최저 투과율을 0%로부터 30%까지 변화시킨 컬러 필터를 이용하였다. 이 측정도 상술한 적분구를 사용하여 행하였지만, 밝기는 표준백색판을 100%로서 규격화하였다. 또한 비교를 위해 적색 녹색 청색의 필터를 사용한 종래의 반사형 컬러 액정 장치를 측정한 결과를 최하단에 나타내었다. 표 중의 YCM은 황색, 시안색, 마젠타색의 컬러 필터를, 또한 RGB는 적색 녹색 청색의 컬러 필터를 나타낸다.

[표 2]

[표 3]

이 표로부터, 컬러 필터의 최저 투과율이 올라갈수록, 밝은 표시가 얻어지는반면, 표시색이 희미하게 되는 것을 알 수 있다. 단 표시색의 변화는 극히 완만하기 때문에, 컬러 필터의 최저 투과율을 올려서 밝은 표시를 얻은 쪽이 유리하다. 따라서, 컬러 필터의 최저 투과율은 10% 이상, 보다 바람직하게는 20%이상이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 최저 투과율을 올리면 표시색이 희미하게 되므로, 15% 내지 25%의 범위에 최저 투과율을 가지도록 각 컬러 필터의 특성을 설정하는 것이 바람직하다. 이 범위에 각 색 요소의 컬러 필터의 최저 투과율을 설정함에 의해, 밝고 선명한 표시를 할 수 있는 반사형 컬러 액정 장치를 얻을 수 있다.

이것을 적색 녹색 청색의 필터를 사용한 종래의 반사형 컬러 액정 장치와 비교한다. 표 3으로부터, 최저 투과율 50%의 적색 녹색 청색의 필터를 사용한 경우와 거의 표시색이 같게 되는 황색, 시안색, 마젠타색 필터는, 최저 투과율이 25%이다. 표 2에서 양자의 밝기를 비교하면, 백색 표시는 같은 밝기이지만, 적색 녹색 청색의 각 색 표시에서는 황색, 시안색, 마젠타색 필터를 사용한 쪽이 약 2.2배나 밝다. 이것은 3도트 중의 2도트가 점등하고 있는 효과이다.

(실시예 2)

STN 모드를 이용하더라도, 같은 반사형 컬러 액정 장치를 구성할 수 있다.

도 4는 본 발명의 청구항 1 내지 6기재의 발명과 관계되는 반사형 컬러 액정 장치의 구조의 주요부를 나타내는 도면이다.

1은 상측 편광판, 14는 위상차 필름, 2는 상측 유리 기판, 3은 액정층, 4는 하측 유리 기판, 5는 하측 편광판, 6은 광반사판이며, 상측 유리 기판(2)상에는 주사 전극(8)과 컬러 필터(7)를 설치하며, 하측 유리 기판(4)상에는 신호 전극(15)을 설치하였다.

주사 전극(8)과 신호 전극(15)은 모두 투명한 ITO로써 형성된다. 하측 유리 기판의 두께는 0.7mm이고, 도트 피치는 가로 세로 모두 0.16mm이다. 광반사판과 컬러 필터의 간격은, 도트 피치의 4.4배가 된다.

컬러 필터(7)는 감법 혼색의 삼원색인 황색 (도면중「Y」로 나타내었다), 시안색(도면중「C」로 나타내었다), 마젠타색(도면중「M」으로 나타냄)의 3색으로 이루어진다. 또 밝은 표시를 얻기 위해서, 인접하는 컬러 필터간에 블랙 마스크를 설치하지 않았다.

액정층(3)은 액정 분자가 240도 비틀린 네마틱 액정이고, 위상차 필름(14)은 폴리카보네이트의 1축 배향 필름이다. 이것은, 기본적으로 특공평 3-50249호 공보에서 제안된 위상차판 보상형의 STN 모드로서, 액정층과 위상차 필름의 방해량, 및 각각의 축 관계를 적당히 선택함으로써, 백색 바탕에 흑색, 혹은 흑색 바탕에 백색의 표시가 얻어진다. 본 실시예에서, STN 형 액정 패널에 생기는 착색을 보상하기 위한 조건을 결정함에 있어서는, 백색 표시에 약간의 착색이 남더라도 컬러 필터로 보상하면 좋다는 생각에서 흑색 표시를 중시하였다.

이 반사형 컬러 액정 장치(단순히 액정 패널이라고도 한다)를 복수 라인 동시에 선택하는 멀티 라인 구동법에 의해서 구동함에 의해, 특개평6-348230호 공보에 개시되어 있는 바와 같은 프레임 응답 억제 효과가 생기며, 높은 컨트래스트가 얻어졌다. 또, 복수 라인 동시에 선택하는 구동 방법을 사용하는 경우, 주사 전극에 인가되는 신호는 직교 함수에 근거하여 설정된다. 그 때, 동시에 선택하는 주사 전극의 개수는, 4개가 바람직하다. 또한, 주사 전극에 인가되는 주사 신호는, 1프레임 중에 복수의 선택기간을 가지는 구동 방법이지만, 바람직하게는 4개로 분할하는 것이 바람직하다.

표시 특성은 실시예 1과 거의 동등하였지만, 도 1에 기재되어 있는 금속의 신호선(9)이 없는 쪽만 밝고, 또한 컨트래스트가 낮은 쪽만 약간 희미한 표시색이 되었다.

(실시예 3)

다음에, 빛이 입사하는 기판 측에만 편광판이 배치된 1매 편광판형의 액정 표시 모드를 이용한 반사형 컬러 액정 장치의 예를 이하에 설명한다.

도 5는 본 발명의 청구항 8 내지 15에 기재된 발명과 관계되는 반사형 컬러 액정 장치의 구조의 주요부를 나타내는 도면이다.

1은 상측 편광판, 17은 광산란판, 14는 위상차 필름, 2는 상측 유리 기판, 3은 액정층, 4는 하측 유리 기판이다.

상측 유리 기판(2)상에 주사 전극(8)과 컬러 필터(7)가 형성되며, 하측 유리 기판(4)상에 반사판을 겸한 신호 전극(16)이 형성된다. 주사 전극(8)은 투명한 ITO에 의해 형성되며, 반사판을 겸한 신호 전극(반사 전극, 16)은 금속 알루미늄에 의해 형성된다. 또, 이렇게 하여 미러 반사면을 가지는 반사 전극(16)이 형성된다.

광산란판(17)은 필러구조(filler structure)로 위상차를 가지지 않는 것이 바람직하다. 예를 들면, 닛토 덴꼬 주식회사의 AGS1 등이 적절하다. 또한, 여기에서는 광산란판을 편광판과 상측 유리 기판의 사이에 설치하였지만, 편광판의 위에 설치해도 된다.

컬러 필터(7)는 감법 혼색의 삼원색인 황색(도면중「Y」로 나타내었다), 시안색(도면중「C」로 나타내었다), 마젠타색(도면중「M」으로 나타내었다)의 3색으로 이루어진다. 또 밝은 표시를 얻기 위해서, 인접하는 컬러 필터간에 블랙 마스크를 설치하지 않았다.

액정층(3)은 액정 분자가 255도로 비틀어져 배향한 네마틱 액정이고, 위상차 필름(14)은 폴리카보네이트의 1축 배향 필름이다. 이것은, 기본적으로 특개평 4-97121호 공보에서 제안된 위상차판에서 보상한 1매 편광판형의 액정 표시 모드로서, 액정층과 위상차 필름의 방해량 및 각각의 축 관계를 적당히 선택함으로써, 백색 바탕에 흑색, 혹은 흑색 바탕에 백색의 표시가 얻어진다.

또, 위상차판은 1매에 한정되지 않고, STN형 액정 특유의 착색을 해소하기 위해서, 복수매 배치할 수 있다.

이 방식에서는, 반사판을 액정층이라든지 컬러 필터층에 근접하여 설치하였기 때문에, 표시의 그림자(=더블이미지)를 없앨 수 있다. 또한, 동일한 컬러 필터를 반드시 2회 통과하기 때문에 밝고 색순도가 낮은 컬러 필터를 이용할 수 있다. 또한 컬러 필터와 거리를 두고 배치된 광산란판에 의해, 일부에서 다중 반사에 의한 감법 혼색이 생기며, 보다 선명한 색을 표시할 수 있다.

또, 본 실시예에 있어서는, 상술한 실시예 2에서 설명한 복수 라인 동시에 선택하는 구동 방법을 채용할 수 있다.

(실시예 4)

본 실시예는 실시예 3의 구성을 변형한 실시예이다. 즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 기판(4)에 화소 전극(반사 전극, 10) 및 스위칭 소자(11)가 형성된 구성으로 하였다.

화소 전극은 매트릭스형으로 형성된다. 그리고, 이 화소전극은 반사 특성을 가지는 금속으로 형성되며, 예를 들면, 알루미늄, 크롬, 니켈 등을 사용할 수 있다.

또한, 스위칭 소자로서는, 도 6에 도시한 바와 같이 MIM을 사용하였다. 그 외에도, 스위칭 소자로서 TFT를 사용할 수 있다. 또, 반도체 기술을 이용하여, 반도체 기판에 TFT를 형성하여, 스위칭 소자를 덮도록 반사 전극이 배치된 구성으로 함에 따라, 반사 전극을 고정세로 형성할 수 있다. 특히, 기판상의 액정층에 접하는 측의 면이 거의 반사 전극만에 따라서 형성되기 때문에, 반사면이 많고, 반사 특성에 우수한 반사형 컬러 액정 장치를 얻을 수 있다.

또, 액정층(3)은 액정 분자가 거의 90도로 비틀어져 배향하도록 설정되어 있다. 그러나, 액정의 비틀림 각은 90도에 한정되지 않고, 60도 내지 80도의 범위로 설정하는 경우도 있다. 이것은, 액정층에 입사한 빛이 반사 전극(화소 전극)의 표면에 있어서 거의 직선 편광이 되도록 액정 분자의 비틀림 각을 설정하였기 때문이다. 반사 전극의 표면에서 빛이 거의 직선 편광이 되도록 하기 위해서는, 액정 분자의 복굴절율 이방성()과 액정층의 두께(d)와의 곱(·d), 및 비틀림 각을 적당히 설정할 필요가 있다.

또한, 컬러 필터는, 상술한 실시예와 동일한 황색, 시안색, 마젠타색의 색요소에 의해 형성하였다. 액정 장치의 밝기를 확보하기 위해서, 블랙마스크는 배치되어 있지 않다.

또, 본 실시예는, 밝고 선명한 표시를 행하기 위해서, 기판(2)과 편광판(1)의 사이에 광산란판(17)이 배치된 구성으로 하였다. 광산란판(17)은, 필러구조를 가지며, 위상차를 가지지 않는 특성을 가지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 닛토 덴꼬 주식회사의 AGS1 등이 적절하다. 또한, 광산란판을 편광판과 상측 유리 기판의 사이에 설치하였지만, 광산란판을 편광판의 위에 설치해도 된다.

또한, 본 실시예에서는, 반사판(화소전극(10))을 액정층에 근접하여 설치한 것에 의해, 표시의 그림자(= 더블이미지)를 없앨 수 있다. 또한, 동일한 컬러 필터를 반드시 2회 통과하기 위해서, 밝고 색순도가 낮은 컬러 필터를 이용할 수 있다.

즉, 본원은 상술한 표에도 기재한 바와 같이, 황색, 시안색, 마젠타색으로 이루어지는 컬러 필터는, 모든 색 요소의 최저 투과율이 10%이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 20%이상인 것이 바람직하다. 최저 투과율이 30%이상에서도 선명한 표시를 하는 것이 가능하다.

본 실시예에 있어서는, 상기 실시예 1과는 달리, 같은 색의 컬러 필터를 반드시 2회 통과하는 구성으로 되어 있기 때문에, 최저 투과율이 30% 이상인 컬러 필터를 사용함에 따라, 적어도 적색, 녹색, 청색의 컬러 필터를 사용한 경우와 같은 색순도를 가지는 표시가 얻어진다. 그리고, 본원은, 황색, 시안색, 마젠타색으로 이루어지는 컬러 필터를 사용한 반사형 컬러 액정 장치는, 적색, 녹색, 청색의 컬러 필터를 사용한 구성보다도 훨씬 밝은 표시가 얻어진다.

또한, 본 실시예에서는, 일례로서 컬러 필터의 특성을 도 2에 나타내었지만, 이 도면에 도시하는 바와 같이, 500nm부근의 파장에 있어서, 황색 필터의 스펙트럼(24)과 마젠타색 필터의 스펙트럼(26)이 교차하고 있다. 이 2개의 스펙트럼의 교점은, 투과율이 거의 50%부근이다. 또한, 600nm부근의 파장에 있어서, 시안색 필터의 스펙트럼(25)과 마젠타색 필터의 스펙트럼(26)이 교차하고 있다. 이 2개의 스펙트럼의 교점은, 투과율이 거의 40% 부근이다.

이 2개의 교점은, 적어도 투과율이 30%이상 곳에 존재하는 것이 바람직하다. 투과율이 25%보다 낮은 곳에서 교점이 존재하는 컬러 필터인 경우, 그 교점에 대응하는 파장의 빛의 색이 빠지게 되어, 선명한 표시가 얻어지지 않는다. 따라서, 2개의 교점이 투과율 30% 이상 영역에서 교차하도록 컬러 필터를 설계하는 것이 필요하다. 특히 바람직하게는, 이 2개의 교점이 35% 내지 60%부근에서 교차하는 특성의 컬러 필터를 사용하는 것에 의해, 보다 선명한 표시를 얻을 수 있다.

또, 2개의 교점에 대응하는 파장은, 본원 실시예의 일 예로서 나타낸 것으로, 각각 500nm, 600nm에 한정되지 않는다.

또한, 본 실시예에 있어서는 기판(2)의 액정층 측의 면에 컬러 필터를 배치하였다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 편광판이 배치된 측의 기판 표면에 컬러 필터를 배치하는 것도 가능하다. 이러한 구성으로 하는 것에 의해, 상술한 실시예 1과 같고, 기판의 두께에 의한 시차를 사용할 수 있어, 선명한 표시를 얻을 수 있다.

또, 광학적으로 등방성을 가지는 등방층을 기판 내면 또는 기판 외면에 배치하는 것도 가능하다.

(실시예 5)

실시예 1 내지 실시예 4에서 나타낸 반사형 컬러 액정 장치를 구동하는 경우에 있어서, 흑색을 제외한 어떠한 색을 표시하는 경우에도, 황색, 시안색, 마젠타색의 각 색에 대응하는 3도트 내, 항상 복수의 도트가 점등 혹은 일부 점등하도록 하였다.

보다 정확히 말하면, 흑을 표시하는 경우만 3도트 모두 비점등이고, 적색 녹색 청색의 3색을 표시하는 경우에는 2도트를 점등하여, 다른 색을 표시하는 경우에는 3도트와도 점등 혹은 일부 점등한다. 이 경우의 일부 점등이란, 액정 장치를 밝은 상태와 어두운 상태의 중간 상태로 하는 것을 가리키지만, 가장 밝은 도트의 반 이상의 밝기가 있는 것이 바람직하다.

구체적으로 설명한다. 실시예 1의 반사형 컬러 액정 장치는, 도 3의 44,48,45,49,46,47,44에 둘러싸인 범위내의 색을 표시하는 능력이 있다. 자연색의 재현을 목적으로 하지 않는 멀티컬러표시를 행하는 경우에는, 이 범위의 색을 모두 이용하면 좋다.

그러나, 44,45,46의 색은 선명하지만, 1화소를 구성하는 3도트의 내, 1도트밖에 점등(밝은 표시)하지 않기 때문에 어둡다. 그래서 이들 색을 잘라버리고, 도면의 47,48,49를 꼭지점으로 하는 삼각형의 안쪽의 해칭을 행한 영역의 색만을 표시하는 것으로 하였다. 이 범위의 표시색은, 1화소 3도트의 내, 항상 2도트 이상화소를 점등하고 있고(흑색 표시를 제외한다), 시차의 효과가 완화되기 때문에 대단히 밝은 색 표시가 얻어진다.

이러한 방법에서는, 표시 가능한 색의 대략 3/4을 이용하지 않게 되고, 명백히 비효율적이지만, 밝은 표시를 얻는 데에 있어서, 또한 밸런스가 좋은 색표시를 얻는데에 있어서 대단히 좋다. 특히 NTSC의 컬러 TV 신호에 근거하여 자연색에 가까운 표시를 행하는 경우에는, 이 방법이 알맞다.

(실시예 6)

도 11a 내지 도 11c는, 각각 본 발명의 반사형 액정 패널을 이용한 전자기기의 예를 나타내는 외관도이다.

도 11a는 휴대 전화를 나타내는 사시도이다. 1000은 휴대 전화 본체를 나타내고, 그 중의 1001은 본 발명의 반사형 액정 패널을 사용한 액정 표시부이다. 도 11b는, 손목 시계형 전자기기를 나타내는 도면이다. 1100은 시계 본체를 나타내는 사시도이다. 1101은 본 발명의 반사형 액정 패널을 사용한 액정 표시부이다.

이 액정 패널은, 종래의 시계 표시부와 비교하여 고정세의 화소를 가지므로, 텔레비젼 화상 표시도 가능하게 할 수 있어, 손목 시계형 텔레비젼을 실현할 수 있다.

도 11c는 워드 프로세서, 퍼스널 컴퓨터 등의 휴대형 정보 처리 장치를 나타내는 도면이다. 1200은 정보 처리 장치를 나타내고, 1202는 키보드 등의 입력부, 1206은 본 발명의 반사형 액정 패널을 사용한 표시부, 1204는 정보 처리 장치 본체를 나타낸다.

각각의 전자 기기는 전지에 의해 구동되는 전자기기이므로, 광원 램프를 가지지 않는 반사형 액정 패널을 이용하면, 전지 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 본 발명과 같이, 주변 회로를 패널 기판에 내장할 수 있기 때문에, 부품 점수가 대폭 감소하여, 보다 경량화·소형화할 수 있다.

Claims

투명 전극을 구비한 제 1 기판과, 투명 전극과 컬러 필터를 구비한 제 2 기판 사이에 액정층이 끼워져 있음으로써 이루어지는 액정셀을 한 쌍의 편광판 사이에 배치하여 이루어지며, 한쪽 기판의 외측에 광반사판이 형성된 반사형 컬러 액정 장치에 있어서,

상기 컬러 필터가 감법 혼색의 삼원색인 황색, 시안색, 마젠타색으로 이루어지며, 각 색 요소의 컬러 필터의 최저 투과율이 가시광 영역에서 10% 이상인 것을 특징으로 하는 반사형 컬러 액정 장치.
제 1 항에 있어서, 가시광 영역에서의 상기 각 색 요소의 컬러 필터의 최저 투과율이 15%로부터 25%의 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 컬러 액정 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 황색 필터의 투과 특성을 나타내는 스펙트럼과 상기 마젠타색의 투과 특성을 나타내는 스펙트럼이 500nm 부근의 파장에서 교차하고, 상기 시안색 필터의 투과 특성을 나타내는 스펙트럼과 마젠타색 필터의 투과 특성을 나타내는 스펙트럼이 600nm 부근의 파장에서 교차하며, 이 2개의 교점이 투과율 30% 이상의 영역에 존재하도록 상기 컬러 필터가 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 컬러 액정 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 2개의 교점이 투과율 35%로부터 60%의 영역에 존재하도록, 상기 컬러 필터가 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 컬러 액정 장치.
제 1 항에 있어서, 가법 혼색과 함께 감법 혼색도 생기도록, 광반사판과 컬러 필터의 거리를 상기 전극에 의해 형성되는 도트의 피치보다도 크게 한 것을 특징으로 하는 반사형 컬러 액정 장치.
제 5 항에 있어서, 각 도트 피치에 대하여, 광반사판과 컬러 필터의 거리가 2 내지 3배로 설정되는 것을 특징으로 하는 반사형 컬러 액정 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 한쪽 기판에 매트릭스형으로 형성되는 화소 전극이 배치되며, 상기 화소 전극에 접속하여 스위칭 소자가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 컬러 액정 장치.
반사 전극을 구비한 제 1 기판과, 투명 전극과 컬러 필터를 구비한 제 2 기판 사이에 액정층이 끼워져 있음으로써 이루어지는 액정셀을 한 쌍의 편광판 사이에 배치하여 형성되는 반사형 컬러 액정 장치에 있어서,

상기 컬러 필터가 감법 혼색의 삼원색인 황색, 시안색, 마젠타색으로 이루어지고, 각 색 요소의 컬러 필터의 최저 투과율이 가시광 영역에서 10% 이상인 것을특징으로 하는 반사형 컬러 액정 장치.
제 8 항에 있어서, 제 2 기판과 편광판 사이에 광산란판이 배치되는 것을 특징으로 하는 반사형 컬러 액정 장치.
제 8 항에 있어서, 가시광 영역에서 상기 각 색 요소의 컬러 필터의 최저 투과율이 20% 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 반사형 컬러 액정 장치.
제 10 항에 있어서, 가시광 영역에서 상기 각 색 요소의 컬러 필터의 최저 투과율이 30% 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 반사형 컬러 액정 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 황색 필터의 투과 특성을 나타내는 스펙트럼과 상기 마젠타색의 투과 특성을 나타내는 스펙트럼이 500nm 부근에서 교차하고, 상기 시안색 필터의 투과 특성을 나타내는 스펙트럼과 마젠타색 필터의 투과 특성을 나타내는 스펙트럼이 600nm 부근에서 교차하며, 이 2개의 교점이 투과율 30% 이상의 영역에 존재하도록 상기 컬러 필터가 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 컬러 액정 장치.
제 12 항에 있어서, 상기 2개의 교점이 투과율 35%로부터 60%의 영역에 존재하도록, 상기 컬러 필터가 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 컬러 액정 장치.
제 8 항에 있어서, 가법 혼색과 함께 감법 혼색도 생기도록, 광반사판과 컬러 필터의 거리를 상기 전극에 의해 형성되는 도트 피치보다도 크게 한 것을 특징으로 하는 반사형 컬러 액정 장치.
제 14 항에 있어서, 각 도트 피치에 대하여, 광반사판과 컬러 필터의 거리가 2 내지 3배로 설정되는 것을 특징으로 하는 반사형 컬러 액정 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 한쪽 기판에 매트릭스형으로 반사 전극이 배치되며, 상기 반사 전극에 접속하여 스위칭 소자가 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 컬러 액정 장치.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 기재된 반사형 컬러 액정 장치를 구동하는 방법에 있어서,

흑색을 제외한 어떠한 색을 표시하는 경우에도, 상기 황색, 시안색, 마젠타색의 각 색에 대응하는 3도트 내, 항상 복수의 도트가 점등 혹은 일부 점등되는 것을 특징으로 하는 반사형 컬러 액정 장치의 구동 방법.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 기재된 상기 반사형 컬러 액정 장치를 표시 장치로서 탑재한 것을 특징으로 하는 전자기기.
제 1 투명 전극을 구비한 제 1 기판과,

제 2 투명 전극과 컬러 필터를 구비한 제 2 기판 사이에 액정층이 끼워져 있음으로써 이루어지는 액정셀을 한 쌍의 편광판 사이에 배치하여 이루어지고,

한쪽 기판의 외측에 광반사판이 형성된 반사형 컬러 액정 장치에 있어서,

상기 컬러 필터가 감법 혼색의 삼원색인 황색, 시안색, 마젠타색으로 이루어지며,

각 색 요소의 컬러 필터는 파장이 400nm 내지 770nm 영역의 광을 15%이상 투과하는 것을 특징으로 하는 반사형 컬러 액정 장치.