KR100483781B1 - 액정 표시 장치 및 전자기기 - Google Patents

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KR100483781B1
KR100483781B1 KR10-2002-0031255A KR20020031255A KR100483781B1 KR 100483781 B1 KR100483781 B1 KR 100483781B1 KR 20020031255 A KR20020031255 A KR 20020031255A KR 100483781 B1 KR100483781 B1 KR 100483781B1
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이이지마지요아키
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 액정 표시 장치는, 서로 대향하는 상기판과 하기판 사이에 액정(4)이 유지되고, 해당 액정의 상하에 상편광판과 하반사편광층이 마련되고, 상기 하기판의 외면측에 조명 장치가 마련되며, 투과 모드와 반사 모드의 전환에 의해 표시를 하는 반투과 반사형의 액정 표시 장치로서 상기 하반사편광층은, 투과축과 해당 투과축에 직교하는 반사축을 갖고, 입사하는 광의 상기 반사축에 평행한 성분의 일부를 반사하며, 일부를 투과시키는 반투과 반사형의 반사편광층으로 되며, 상기 하반사편광층의 하측에, 하편광판이 마련된 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 하반사편광층이, 투과축과 해당 투과축에 직교하는 반사축을 갖고 있고, 상기 하기판의 내면측에 부분적으로 마련된 구성으로 하여도 좋다.

Description

액정 표시 장치 및 전자기기{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은, 액정 표시 장치 및 전자기기, 특히 투과 모드 때에도 충분한 밝기의 표시가 가능한 반투과 반사형의 액정 표시 장치의 구성에 관한 것이다.
반사형 액정 표시 장치는 백 라이트 등의 광원을 가지지 않기 때문에 소비 전력이 작아, 종래부터 여러 가지의 휴대 전자기기나 장치의 부속적인 표시부 등에 다용되고 있다. 그런데, 자연광이나 조명광 등의 외광을 이용하여 표시하기 위해서는, 어두운 장소에서는 표시를 시인(視認)하는 것이 어렵다고 하는 문제가 있었다. 그래서, 밝은 장소에서는 통상의 반사형 액정 표시 장치와 같이 외광을 이용하지만, 어두운 장소에서는 내부의 광원에 의해 표시를 시인 가능하게 한 형태의 액정 표시 장치가 제안되어 있다. 즉, 이 액정 표시 장치는 반사형과 투과형을 겸비한 표시 방식을 채용하고 있어, 주위의 밝기에 따라 반사 모드, 투과 모드 중 어느 하나의 표시 방식으로 전환하는 것에 의해 소비 전력을 낮추면서 주위가 어두운 경우라도 명료한 표시가 실행할 수 있도록 한 것이다. 이하, 본 명세서에서는 이러한 종류의 액정 표시 장치의 것을「반투과 반사형 액정 표시 장치」라고 한다.
반투과 반사형 액정 표시 장치의 형태로서, 알루미늄 등의 금속막에 광투과용의 슬릿을 형성한 반사막을 하기판 내면에 구비한 액정 표시 장치가 제안되어 있다. 이러한 종류의 액정 표시 장치로서는, 금속막을 하기판 내면측에 마련하는 것에 의해, 하기판의 두께에 의한 파라랙스(parallax)의 영향을 막아, 특히 컬러 필터를 이용한 구조에서는 혼색을 막고 있다.
도 12는 패시브 매트릭스 방식의 반투과 반사형 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 부분단면도이다. 이 액정 표시 장치(100)에서는, 한 쌍의 투명한 상기판(102), 하기판(101) 사이에 액정(103)이 유지되어 있고, 하기판(101) 상에 반사막(104), 절연막(106)이 적층되어, 그 위에 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, 이하, ITO로 약기함) 등의 투명 도전막으로 이루어지는 스트립 형상의 주사 전극(108)이 형성되고, 주사 전극(108)을 덮도록 배향막(107)이 형성되어 있다. 한편, 상기판(102) 상에는, 컬러 필터(109)가 형성되고, 그 위에 평탄화막(111)이 적층되며, 이 평탄화막(111) 상에 ITO 등의 투명 도전막으로 이루어지는 신호 전극(112)이 주사 전극(108)과 직교하는 방향에 스트립 형상으로 형성되어 있고, 이 신호 전극(112)을 덮도록 배향막(113)이 형성되어 있다. 반사막(104)은 알루미늄 등의 금속막으로 형성되어 있고, 이 반사막(104)에는 각 화소마다 광투과용의 슬릿(110)이 형성되어 있다. 이 슬릿(110)에 의해 하기판(101)측에서 입사하는 광을 투과시킴으로써 반사막(104)이 반투과 반사막으로서 기능한다. 또한, 상기판(102)의 외측에는 상기판(102)측에서 순서대로 전방산란판(118), 위상차판(119),상편광판(114)이 배치되고, 하기판(101)의 외측에는 1/4파장판(115)과 하편광판(116)이 마련되어 있다. 또한, 백 라이트(117)가 하기판(101)의 하면측에 배치되어 있다.
상기 구성의 액정 표시 장치(100)를 밝은 장소에서 반사 모드로 사용하는 때는 상기판(102)의 상방으로부터 입사한 외광이 액정(103)을 투과하여 반사막(104)의 표면에서 반사된 후, 다시 액정(103)을 투과하여, 상기판(102)측에 출사된다. 어두운 장소에서 투과 모드로 사용하는 때는 하기판(101)의 아래쪽에 설치한 백 라이트(117)로부터 출사되는 광이 슬릿(110)의 부분으로 반사막(104)을 투과하여, 그 후, 액정(103)을 투과하여 상기판(102)측에 출사된다. 이들의 광이 각 모드에서의 표시에 기여한다.
상기 액정 표시 장치(100)에 의하면, 외광의 유무에 관계없이 표시의 시인이 가능하지만, 반사 모드 때와 비교하여 투과 모드 때의 밝기가 부족하다고 하는 문제가 있었다. 이것은, 주로 투과 모드 때의 표시에 기여할 수 있는 광량이, 반사막(104)에 마련한 슬릿(110)을 통과한 광량 만인 것과, 하기판(101)의 외면측에 마련된 1/4파장판(115) 및 편광판(116)에 기인하는 광의 손실에 의한 것이다.
도 12에 나타난 액정 표시 장치(100)에 있어서, 투과 모드에서 표시를 하는 경우에는, 백 라이트(117)로부터 출사된 광이, 하기판(101)의 외측으로부터 액정 표시 유닛에 입사하여, 이 광 중 슬릿(110)을 통과한 광이 표시에 기여하는 광이 된다. 여기서, 액정 표시 장치(100)에 암표시를 실행하기 위해서는, 슬릿(110)으로부터 상기판(102)으로 향하는 광이 원편광일 필요가 있다. 따라서, 백 라이트(117)로부터 출사되어 슬릿(110)을 통과한 광도 원편광으로 될 필요가 있기 때문에, 하편광판(116)을 투과하여 직선 편광으로 변환된 광을 원편광으로 변환하기 위한 1/4파장판(115)이 필요하게 된다.
다음에, 백 라이트(117)로부터 출사된 광 중, 슬릿(110)을 통과하지 않는 광에 착안하면, 백 라이트(117)로부터 출사되고, 하편광판(116)을 통과하여 지면에 평행한 직선 편광이 된 후, 1/4파장판(115)을 통과하여 원편광이 되어, 반사막(104)에 도달한다. 이 광이 슬릿(110)에 입사하지 않고 반사막(104)의 하기판(101)측의 면에서 반사되면, 반사막(104)에 입사하는 원편광과는 반대로 회전하는 원편광이 되어, 이 광이 다시 1/4파장판(115)을 통과하면 지면에 수직인 직선 편광으로 변환된다. 따라서, 이 광은 지면에 평행한 투과축을 갖는 하편광판(116)에 의해서 흡수된다. 즉, 백 라이트(117)로부터 출사된 광 중, 슬릿(110)을 통과하지 않고서 반사막(104)의 이면측에서 반사된 광은, 하기판(101)의 하편광판(116)에 의해서 거의 모두가 흡수되어 버린다.
또한, 도 12에 나타난 액정 표시 장치에 있어서 투과 모드의 명표시를 하는 경우에 착안하면, 슬릿(110)을 통과하여 액정(103)에 입사한 광은, 액정(103)에 의한 작용을 받지 않고서 상기판(102)의 상편광판(114)을 통과하여 액정 표시 장치의 상방에 출사되지만, 슬릿(110)으로부터 상기판(102)으로 향하는 광은 1/4파장판(115)에 의해서 원편광으로 되기 때문에, 지면에 평행한 투과축을 갖는 상편광판(114)을 통과할 때에 그 절반 정도가 상편광판(114)에 흡수되어 버린다.
이상의 이유로부터, 상기 액정 표시 장치(100)에 있어서는, 투과 모드 때의 표시를 밝게 할 수가 없었다. 그래서, 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해서, 도 13에 나타난 구성의 액정 표시 장치가 제안되어 있다. 도 13에 나타난 액정 표시 장치(200)는, 한 쌍의 투명한 하기판(201)과 상기판(202) 사이에 액정(203)이 유지되어 있고, 하기판(201) 상에 반사편광층(204),절연층(206)이 적층되어, 그 위에 ITO 등의 투명 도전막으로 이루어지는 스트립 형상의 주사 전극(208)이 형성되고, 주사 전극(208)을 덮도록 배향막(207)이 형성되어 있다. 한편, 상기판(202)의 내면측에는, 컬러 필터(209)가 형성되어, 그 위에 평탄화막(211)이 적층되고, 이 평탄화막(211)상에 ITO 등의 투명 도전막으로 이루어지는 신호 전극(212)이 주사 전극(208)과 직교하는 방향에 스트립 형상으로 형성되어 있고, 이 신호 전극(212)을 덮도록 배향막(213)이 형성되어 있다. 반사편광층(204)은, 알루미늄 등의 금속막에, 폭 50nm 정도의 미세한 개구부를 슬릿 형상으로 100nm 내지 400nm 피치로 형성한 것이다. 이 반사편광층(204)에 입사한 광은, 슬릿 형상의 개구부에 평행한 편광이 반사되어, 상기 개구부에 수직인 편광은 투과하게 되어 있다. 또한, 상기판(202)의 외측에는 상기판(202)측에서 순서대로 전방산란판(218), 위상차판(219), 상편광판(214)이 배치되어 있다. 또한, 백 라이트(217)가 하기판(201)의 하면측에 배치되어 있다.
상기 구성의 액정 표시 장치(200)에 있어서, 투과 모드에서는 도 12에 나타난 액정 표시 장치(100)와는 달리, 상편광판(214)에 입사하는 광은 원편광이 아니라 직선편광이기 때문에, 상기의 액정 표시 장치(100)에 비하여 투과 모드 때의 표시를 밝게 하는 것이 가능하다. 또한, 반사편광층(204)을 투과하지 않고서 반사된 광은, 백 라이트(217)로 되돌려지고, 반사편광층(204)과 백 라이트(217) 사이에서 반사를 되풀이하는 중에, 그 편광 상태가 변화되어 반사편광층(204)을 투과할 수 있게 되기 때문에, 상기 액정 표시 장치(100)보다도 백 라이트(217)의 광을 유효하게 이용할 수 있다.
그러나, 상기의 구성의 액정 표시 장치(200)는, 투과 모드로 사용할 때에, 액정 표시 장치(200)에 외광이 입사하면, 액정 표시 장치(200)의 계조가 현저히 저하되며, 이 외광의 강도에 따라서는 표시를 시인할 수 없게 되는 경우가 있었다.
본 발명의 목적 중 하나는, 반사 모드, 투과 모드를 갖는 반투과 반사형의 액정 표시 장치에 있어서, 투과 모드 때의 표시의 밝기를 향상시켜, 시인성(視認性)이 우수한 반투과 반사형의 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적 중 하나는, 상기의 시인성이 우수한 반투과 반사형의 액정 표시 장치를 갖춘 전자기기를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 서로 대향하는 상기판과 하기판 사이에 액정이 유지되어, 해당 액정의 상하에 상편광층과, 하반사편광층을 구비한 액정 패널과, 상기 액정 패널의 외면측에 마련된 조명 장치를 구비하고, 투과 모드와 반사 모드의 전환에 의해 표시를 하는 반투과 반사형의 액정 표시 장치로서, 상기 하반사편광층이, 투과축과 해당 투과축에 직교하는 반사축을 갖고, 입사하는 광의 상기 반사축에 평행한 성분의 일부를 반사하고, 일부를 투과시키는 반투과 반사형의 반사편광층이 되어, 상기 하반사편광층의 하측에, 하편광층이 마련된 것을 특징으로 한다.
본 발명이 따른 구성에 의하면, 투과 모드 때의 표시의 밝기를 각별히 향상시킬 수 있음과 동시에, 도 13에 나타난 액정 표시 장치(200)의 문제점도 해결하여, 투과 모드 때에 외광이 입사하더라도 계조가 저하하지 않도록 할 수 있다.
다음에, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 서로 대향하는 상기판과 하기판 사이에 액정이 유지되어, 해당 액정의 상하에 상편광층 및 하반사편광층이 마련되고, 상기 하기판의 외면측에 조명 장치가 마련되며, 투과 모드와 반사 모드의 전환에 의해 표시를 하는 반투과 반사형의 액정 표시 장치로서, 상기 하반사편광층이, 투과축과, 해당 투과축에 직교하는 반사축을 갖고, 상기 하기판의 내면측에 부분적으로 마련되고 있고, 상기 하반사편광층의 하측에, 하편광층이 마련된 구성으로 하는 것도 가능하다.
본 발명이 따른 구성에 의해서, 투과 모드 때의 표시의 밝기를 각별히 향상시킬 수 있음과 동시에, 도 13에 나타난 액정 표시 장치(200)의 문제점도 해결하여, 투과 모드 때에 외광이 입사하더라도 계조가 저하되지 않도록 할 수 있다.
다음에, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 상기 투과축과 해당 투과축에 직교하는 반사축을 갖고, 입사하는 광의 상기 반사축에 평행한 성분의 일부를 반사하고, 일부를 투과하는 반투과 반사형의 반사편광층으로 된 하반사편광층의 반사축에 평행한 광의 투과율이, 20% 이상 70% 이하로 되는 것이 바람직하고, 상기 하반사편광층의 반사축에 평행한 광의 투과율이, 30% 이상 50% 이하로 되는 것이 보다 바람직하다.
상기 반투과 반사형의 하반사편광층의 반사율을 상기 범위로 함으로써 투과 모드와 반사 모드 어느 것이라도 밝은 표시를 얻을 수 있어, 시인성이 우수한 액정 표시 장치가 얻어진다.
상기 투과율이 20% 미만이면, 조명 장치로부터 액정에 입사하는 광량이 지나치게 적어서, 투과 모드 때의 표시의 밝기가 부족하며, 70%를 넘으면, 반사 모드 때에 하반사편광층으로 반사되어 표시에 이용되는 광량이 부족된다. 또한, 상기 투과율을 30% 이상 50% 이하의 범위로 함으로써 투과 모드와 반사 모드의 밝기의 밸런스를 양호한 것으로 하여, 보다 시인성에 우수한 액정 표시 장치로 할 수 있다.
다음에, 본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 하반사편광층의 투과축과, 상기 하편광층의 투과축이 거의 직교하는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 하는 것에 의해, 반사 모드의 암표시를 실행하는 경우에, 하반사편광층을 투과한 광의 거의 모두를, 하편광층에 흡수시킬 수 있기 때문에, 암표시를 보다 어둡게 하여, 계조를 향상시킬 수 있다.
다음에, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 상기 하반사편광층의 투과축과, 상기 하편광층의 투과축이 이루는 각도는, 60°이상 120°이하의 범위인 것이 바람직하다.
상기 하편광층의 투과축과 하반사편광층의 투과축이 이루는 각도는, 90°(양자가 직교)인 것이 가장 바람직한 것은 물론이지만, 양자의 투과축이 이루는 각도가 ±30°이내이면, 실용적으로 이용할 수 있다. 양자의 투과축이 이루는 각도가 상기 범위를 넘으면, 하편광층을 투과하는 광량이 많아져, 액정 표시 장치의 계조가 저하된다.
다음에, 본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 하편광층의 외면측에, 상기 하편광층의 투과축과 거의 평행한 투과축을 갖는 반사편광판을 갖춘 구성으로 하는 것도 가능하다. 이러한 구성으로 하는 것에 의해, 조명 장치로부터 출사된 광을, 보다 효율적으로 표시에 이용할 수 있어, 투과 모드 때의 표시를 보다 밝게 할 수 있다. 이 구성에 대하여, 도 8을 참조하여 이하에 상세히 설명한다.
다음에, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 상기 하편광층의 투과축과, 상기 반사편광판의 투과축이 이루는 각도는, -30°이상 30°이하의 범위인 것이 바람직하다.
상기 하편광층의 투과축과 반사편광판의 투과축이 이루는 각도는, 0°(양자가 평행)인 것이 가장 바람직한 것은 물론이지만, 양자의 투과축이 이루는 각도가 ±30°이내이면, 실용적으로 이용할 수 있다. 양자의 투과축이 이루는 각도가 상기 범위를 넘으면, 하편광층에 의해 흡수되는 광량이 많아져, 상기의 표시를 밝게 하는 효과를 얻을 수 없게 된다.
다음에, 본 발명의 액정 표시 장치에서는, 상기 하반사편광층보다 상측에, 해당 하반사편광층에 의해 반사된 광을 산란시키기 위한 산란층이 마련된 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이와 관련된 구성에 의하면, 상기 하반사편광층에 의해 반사된 광의 강도가 특정한 방향에서 커지는 것을 방지할 수 있기 때문에, 시인성에 우수한 액정 표시 장치로 할 수 있다.
상기 산란층으로서는, 예컨대, 하반사편광층의 바로 위 또는, 상기판의 내면측에, 광산란 기능을 갖춘 층을 형성한 것을 들 수 있다. 또는, 상기판의 외면측에 전방산란판을 마련하더라도 좋다.
다음에, 본 발명의 액정 표시 장치에서는, 상기 상편광층을 상기 상기판의 내면측에 구비한 구성으로 하여도 좋다. 이와 관련된 구성에 의하면, 상기판의 외면측에 별도 편광판을 마련할 필요가 없어지기 때문에, 제조 비용의 절감을 도모할 수 있다. 또한, 이러한 편광층은, 상기판의 내면측에 컬러 필터나 평탄화막 등을 형성하는 공정과 연속하여 형성할 수 있기 때문에, 제조 공정을 크게 변화시키는 일없이, 상기 구성의 액정 표시 장치를 제조할 수 있다.
다음에, 본 발명의 액정 표시 장치에서는, 상기 하편광층을 상기 하기판의 외면측에 구비한 구성으로 하여도 좋다. 즉, 하기판의 외면측에 편광판을 마련한 구성으로 하여도 좋다. 이와 관련된 구성에 의하면, 종래 일반적으로 이용되고 있는 편광판을 이용하여 액정 표시 장치를 구성할 수 있기 때문에, 본 발명의 액정 표시 장치를 용이하게 제조할 수 있다.
다음에, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 상기 상기판 또는 하기판의 내면측에 컬러 필터를 갖춘 구성으로 하여도 좋다. 이러한 구성에 의하면, 특히 반사 모드에 있어서의 시차를 억제하여 혼색을 막아, 양호한 시인성을 갖춘 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.
다음에, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 상기 하반사편광층은, 프리즘 형상을 이루는 유전체간섭막을 적층한 구조인 구성으로 하는 것도 가능하다.
다음에, 본 발명의 액정 표시 장치에서는, 상기 하반사편광층은, 금속 반사막에 복수의 미세한 슬릿 형상의 개구부를 마련한 구성으로 하여도 좋다.
다음에, 본 발명의 전자기기는, 먼저 기재의 본 발명의 액정 표시 장치를 갖춘 것을 특징으로 한다. 이 구성에 의하면, 투과 모드 때에 각별히 밝은 표시가 얻어지는 우수한 표시부를 갖춘 전자기기를 실현할 수 있다.
바람직한 실시형태
(제 1 실시형태)
이하, 본 발명의 제 1 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 실시형태의 액정 표시 장치의 부분단면 구조를 도시하는 도면이다. 본 실시형태는, 패시브 매트릭스 방식의 반투과 반사형 컬러 액정 표시 장치의 예이다. 또한, 이하의 도면에 있어서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해서, 각 구성 요소의 막두께나 치수의 비율 등은 적절히 다르게 하고 있다.
본 실시형태의 액정 표시 장치(1)는, 도 1에 도시하는 바와 같이 하기판(2)과 상기판(3)이 대향 배치되고 그 상하기판(2,3) 사이의 공간에 STN(Super Twisted Nematic) 액정으로 이루어지는 액정(4)이 유지되어 개략 구성된 액정 패널(1)과, 이 액정 패널(1)의 후면측(하기판(2)의 외면측)에 배치된 백 라이트(조명 장치)(5)를 구비하여 개략 구성되어 있다.
유리나 수지 등으로 이루어지는 하기판(2)의 내면측에는, 도 9에 나타난 것으로 같은 구성을 갖춘 하반사편광층(6)이 형성되어, 이 하반사편광층(6) 상에 ITO 등의 투명 도전막으로 이루어지는 스트립 형상의 전극(8)이 도시 횡방향으로 연재하고, 이 전극(8)을 덮도록 폴리이미드 등으로부터 배향막(9)이 적층되어 있다. 또한, 상기 하기판(2)의 외면측에는, 하편광판(하편광층)(20)과, 반사편광판(21)이 이 순서대로 마련되고 있다. 또한, 이 하편광판(20)의 투과축과 반사편광판(21)의 투과축은, 거의 평행하게 되도록 배치되어 있다.
한편, 유리나 수지 등으로 이루어지는 상기판(3)의 내면측에는, 상기 하기판(2)의 전극(8)과 직교하도록 빨강, 초록 및 파랑의 컬러 필터(11)가 지면 수직 방향에 연재하고 이 순번으로 반복 배열되어 있고, 그 위에는 이 컬러 필터(11)에 의해서 형성된 요철을 평탄화하기 위한 평탄화막(12)이 적층되어 있다. 그리고, 평탄화막(12)상에, ITO 등의 투명 도전막으로 이루어지는 스트립 형상의 전극(14)이 지면 수직 방향에 연재하고, 이 전극(14)상에 폴리이미드 등으로 된 배향막(15)이 적층 형성되어 있다. 또한, 상기판(3)의 외면측에는, 전방산란판(산란층)(16)과, 위상차판(17)과, 상편광판(13)이 이 순서대로 상기판(3) 상에 적층되어 마련되어 있다. 백 라이트(5)의 하면측(액정 패널(1)과 반대측)에는, 반사판(18)이 마련되어 있다.
상기 하반사편광층(6)에 대하여, 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는, 프리즘 형상을 이루는 유전체간섭막이 적층 형성된 반사편광층의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 9에 나타난 반사편광층(6)은, 표면에 주기적인 홈을 형성한 기판(2)상에, Si로 이루어지는 층(61)과, SiO2로 이루어지는 층(62) 또는 SiO2등으로 이루어지는 층(61)과, TiO2, Ta2O5등으로 이루어지는 층(62)을 교대로 복수 적층하여 형성된, 소위 3차원 포토닉 결정층이다. 이와 같이, 프리즘 형상을 이루는 층이 적층된 구성의 포토닉 결정은, 광의 전파 특성에 이방성을 갖고 있고, 도시된 상면측에서 광이 입사된 경우에는, 이 입사광의 기판(2)의 홈에 수직인 방향의 성분은 포토닉 결정을 투과하여, 상기 홈에 평행한 성분은 반사되게 되어 있다. 즉, 도 9에 나타난 반사편광층을 투과한 광 Et는, 기판(2)의 홈에 수직인 편광이 되고, 반사된 광 Er은, 상기 홈에 평행한 편광이 된다. 또한, 상기 층(61,62)의 적층 피치 D는, 0.1 ㎛ 정도로 되고, 기판(2) 상에 형성된 홈의 피치 P는, 3 내지 5 ㎛ 정도로 된다.
또한, 도 9에 나타난 반사편광층(6)의 광투과율은, 상기 유전체간섭막의 적층수에 의해 제어될 수 있다. 즉, 유전체간섭막의 적층수의 증가에 따라, 반사편광층의 광투과율이 감소하여, 반사율이 상승한다. 따라서, 이 적층수를 제어하는 것으로 임의의 광투과율을 갖는 반사편광층이 될 수 있다. 구체적인 투과율과 적층수의 관계는, 특별히 한정되는 것이 아니지만, 적층수를 8 내지 12층으로 한 경우에, 광투과율이 30%(반사율 70%)로 된다. 또한, 후술하는 제 3 실시형태의 액정 표시 장치에 도 9에 나타난 반사편광층(6)을 적용하는 경우에는, 그 반사축에 평행한 편광의 반사율이 100%가 되도록 조정된다.
도 9에 나타난 홈(60)의 방향은, 하편광판(20)의 투과축과, 거의 평행으로 되어 있다. 즉, 이 하반사편광층(6)의 투과축과, 하편광판(20)의 투과축이 거의 직교하도록 배치되어 있다. 이것에 의해, 반사 모드 때에 하반사편광층(6)을 투과한 광을, 효율적으로 하편광판(20)에 흡수시킬 수 있기 때문에, 반사 모드의 암표시를 보다 어둡게 하여, 액정 표시 장치의 계조를 향상시킬 수 있다.
또한, 투과 모드와 반사 모드의 밝기의 밸런스도, 상기 하반사편광층(6)의 적층수를 조절하는 것으로 임의로 설정할 수 있다. 예컨대, 투과 모드 때의 밝기를 중시하면, 하반사편광층(6)의 적층수를 줄여 형성하고, 하반사편광층(6)의 투과율을 높게 하면 좋다.
상기 기본 구성을 갖는 본 실시형태의 액정 표시 장치는, 하기판(2)의 내측에, 하반사편광층(6)을 형성하여 구성되어 있고, 종래 하기판의 외면측에 마련하는 것이 필수적이던 1/4파장판이 생략되어 있다. 이러한 구성으로 한 것에 의해 본 실시형태의 액정 표시 장치는, 반사 모드, 투과 모드 어느 것에 있어서도 시인성이 우수한 표시가 가능하다. 특히, 투과 모드에 있어서는, 하기판(2)의 외면측에 1/4파장판이 마련되어 있지 않기 때문에, 백 라이트(5)로부터 출사된 광 중 하반사편광층(6)의 이면측에서 반사되어, 백 라이트(5)측으로 되돌아간 광을 반사판(18)으로 반사시켜 다시 액정 패널(1)측에 되돌릴 수 있다. 이 구조에 의해 백 라이트(5)의 광을 유효하게 표시에 이용할 수 있기 때문에, 그 표시의 밝기를 종래보다 각별히 향상시킬 수 있다. 상기의 효과에 대하여, 도 5 및 도 6을 참조하여 이하에 상세히 설명한다.
도 5는, 본 실시형태의 액정 표시 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 설명도 이며, 도 5(a)는 투과 모드, 도 5(b)는 반사 모드의 광의 경로를 나타내고 있다. 이들의 도면에는, 본 실시형태의 액정 표시 장치의 구성요소 중, 설명에 필요한 구성요소만을 나타내고 있고, 액정(53)을 사이에 두고 상하에 상편광판(54)과 하반사편광층(51)이 마련되어, 이 하반사편광층(51)의 외측에 하기판(50)이 배치되고, 하기판(50)의 외면측에 하편광층(하편광판(55))이 형성되어 있다. 하편광층(55)의 외측(도시된 하면측)에는, 조명 장치(58)가 마련되고, 이 조명 장치(58)의 외면측에 반사판(59)이 마련되어 있다.
상기 상편광판(54)은 지면에 수직인 방향의 투과축을 갖고 있고, 하편광층(55)은, 지면에 평행한 투과축을 갖고 있다. 또한, 상기 하반사편광층(51)은, 반투과 반사형의 반사편광층으로 되어 있고, 지면에 수직인 방향의 투과축과 이 투과축이 직교하는 반사축을 갖고 있다. 그리고, 투과축에 평행한 광은 거의 모두 투과시키지만, 반사축에 평행한 광의 일부는 반사시키고, 일부는 투과시키도록 되어 있다. 즉, 하반사편광층(51)은, 그 반사축에 평행한 광에 대한 반투과 반사형으로 되어 있다.
이하, 도 5(a)에 나타난 투과 모드로 표시를 하는 경우에 대하여 설명한다.
본 발명의 액정 표시 장치에서는, 투과 모드의 표시를 조명 장치(58)로부터 출사된 광을 이용하여 실행하게 되어 있다. 조명 장치(58)로부터 출사된 광은, 지면에 평행한 투과축을 갖는 하편광층(55)에 의해 지면에 평행한 편광으로 변환되어, 그 후 하기판(50)을 투과하여 하반사편광층(51)에 입사한다. 이 하반사편광층(51)은, 상술한 바와 같이 지면에 수직인 투과축을 갖고 있고, 하편광층(55)에 의해 지면에 평행한 편광으로 된 광의 일부는 반사되어 조명 장치(58)측으로 되돌려지는 반사광(91)으로 되고, 일부는 투과되어 액정(53)에 입사하는 투과광(90)으로 되어 있다.
이어서, 액정(53)에 입사한 투과광(90)은, 액정(53)에 전압이 인가된 상태(온 상태)이면, 상기 액정(53)에 입사한 광은 액정(53)에 의한 작용을 거의 받지 않고서 상편광판(54)에 도달하여, 지면에 수직인 투과축을 갖는 상편광판(54)에 흡수되어, 화소가 암표시된다. 한편, 액정(53)에 전압이 인가되지 않는 상태(오프 상태)이면, 상기 액정(53)에 입사한 투과광(90)은, 액정(53)의 선광작용(旋光作用)에 의해 지면에 수직인 편광으로 변환되어, 상편광판(54)에 도달한다. 그리고, 상편광판(54)의 투과축과 평행한 편광인 이 광은, 상편광판(54)을 투과하고, 화소가 명표시되도록 되어 있다.
여기서, 하반사편광층(51)의 이면측(하기판(50)측)에서 반사된 반사광(90)에 착안하면, 이 반사광(90)은, 하기판(50), 하편광층(55)을 투과하여 조명 장치(58)로 되돌아가, 조명 장치(58) 외면측의 반사판(59)에 의해 반사되어, 다시 하편광층(55)으로 향하는 광으로서 재이용된다. 그리고, 이 광은 다시 하반사편광층(51)에 도달하고, 일부는 투과되어 액정(53)에 입사하고, 일부는 반사되어 조명 장치(58)측에 되돌려진다. 이와 같이 하반사편광층(51)에서 반사된 광은, 하반사편광층(51)과 반사판(59) 사이에서 반사를 되풀이하는 동안에 하반사편광층(51)을 투과하여, 표시에 기여하는 광으로서 이용된다. 따라서, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 조명 장치(58)로부터 출사된 광 중, 하편광층(55)을 투과한 광을 최대한에 이용할 수 있어, 밝은 표시를 얻을 수 있다.
다음에, 도 5(b)에 나타난 반사 모드로 표시를 하는 경우에 대하여 설명한다.
도 5(b)에 도시하는 바와 같이 상편광판(54)의 상방으로부터 입사한 광은, 우선, 지면에 수직인 투과축을 갖는 상편광판(54)에 의해 지면에 수직인 편광으로 변환되어 액정(53)에 입사한다. 이어서, 액정이 온 상태이면, 이 입사광은 액정(53)에 의한 작용을 거의 받지 않고서 하반사편광층(51)에 도달한다. 그리고, 하반사편광층(51)은, 지면에 수직인 투과축과, 지면에 평행한 반사축을 갖고 있기 때문에, 이 하반사편광층(51)에 도달한 광은 하반사편광층(51)을 투과한다. 그 후, 하기판(50)을 투과하여, 지면에 평행한 투과축을 갖는 하편광층(55)에 의해 흡수되어, 화소가 암표시된다.
한편, 액정(53)이 오프 상태이면, 액정(53)에 입사한 광은, 액정(53)의 선광작용에 의해 지면에 평행한 편광으로 변환되어, 하반사편광층(51)에 도달한다. 그리고, 지면에 평행한 반사축을 갖는 하반사편광층(51)에 의해 그 일부가 반사되어 반사광(93)이 되고, 일부는 투과되어 투과광(92)이 된다. 반사광(93)은, 액정(53)의 선광작용에 의해 다시 지면에 수직인 편광으로 변환되어 상편광판(54)을 투과하여, 화소가 명표시된다. 또한, 하반사편광층(51)을 투과한 투과광(92)은, 하기판(50) 및 하편광층(55)을 투과하여 조명 장치(58)로 출사된다. 조명 장치(58)에는 반사판(59)이 마련되어 있기 때문에, 이 투과광(92)의 일부는 반사판(59)에서 반사되어 하기판(50)측에 되돌아가지만, 이 광이 액정(53)에 입사하면, 명표시된 화소는 보다 밝아진다.
이와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 도 12에 나타내는 액정 표시 장치(100)와 같이, 하기판(101)의 외측에 1/4파장판(115)을 마련하지 않더라도 표시를 할 수 있다. 따라서, 직선편광으로부터 원편광, 또는 원편광으로부터 직선편광에의 변환이 발생하지 않기 때문에, 이들의 변환에 따르는 광의 손실이 없다. 이것에 의해, 밝은 표시를 얻을 수 있어, 특히 투과 모드 때의 밝기를 대폭 향상시킬 수 있다.
다음에, 비교를 위해 도 13에 나타난 종래의 구성의 액정 표시 장치(200)의 동작에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은, 상기 액정 표시 장치(200)의 동작을 설명하기 위한 설명도이며, 도 13에 나타내는 구성요소 중, 설명에 필요한 구성요소만을 도시한 것이다. 즉, 액정(203)과, 그 상하에 배치된 상편광판(214), 반사편광층(204)과, 하기판(201), 및 이 하기판(201)의 외면측에 배치된 백 라이트(217)만이 도시되어 있다.
우선, 도 6(a)에 나타난 투과 모드에 대하여 설명한다.
액정 표시 장치(200)에 있어서, 백 라이트(조명 장치)(217)로부터 출사된 광은, 하기판(201)을 투과하여 반사편광층(204)에 도달한다. 이 반사편광층(204)은, 지면에 수직인 투과축과, 지면에 평행한 반사축을 갖기 때문에, 반사편광층(204)에 도달한 광의 일부는, 지면에 수직인 편광으로 변환되어 액정(203)에 입사한다. 그리고, 액정(203)이 온 상태이면, 액정(203)에 의한 작용을 거의 받지 않고서 상편광판(214)에 도달하고, 지면에 수직인 투과축을 갖는 이 상편광판(214)을 투과한다. 이렇게 하여 화소가 명표시된다. 한편, 액정(203)이 오프 상태이면, 액정(203)에 입사한 광은 액정(203)의 선광작용에 의해 지면에 평행한 편광으로 변환되어 상편광판(54)에 도달하고, 지면에 수직인 투과축을 갖는 상편광판(54)에 흡수된다. 이렇게 하여, 화소가 암표시가 되도록 되어 있다.
다음에, 도 6(b)에 나타내는 반사 모드에 대하여 설명한다.
도 6(b)에 도시하는 바와 같이 상편광판(214)의 상방으로부터 입사한 광은, 지면에 수직인 투과축을 갖는 상편광판(214)에 의해 지면에 수직인 편광으로 변환되어 액정(203)에 입사한다. 그리고, 액정(203)이 온 상태이면, 이 입사한 광은 그대로 반사편광판(204)에 도달하고, 지면에 수직인 투과축을 갖는 반사편광판(204)을 투과한 후, 기판(201)을 투과하여 백 라이트(217)측에 출사된다. 이렇게 하여, 화소가 암표시되도록 되어 있다. 한편, 액정(203)이 오프 상태이면, 액정(203)에 입사한 광은 액정(203)의 선광작용에 의해 지면에 평행한 편광으로 변환되어, 반사편광판(204)에 도달한다. 여기서, 반사편광판(204)은 지면에 평행한 반사축을 갖기 때문에, 이 광은 반사되어, 다시 액정(203)에 입사한다. 그리고, 액정(203)의 선광작용에 의해 지면에 수직인 편광에 변환되어, 상편광판(214)을 투과한다. 이렇게 하여 화소가 명표시되도록 되어 있다.
상기 액정 표시 장치(200)에 있어서의, 투과 모드 때에 액정 표시 장치(200)에 외광이 입사하면 계조가 크게 저하된다고 하는 문제는, 투과 모드 때와 반사 모드 때에 있어서, 명표시, 암표시에 대응하는 액정의 온/오프 상태가 다른 것에 의한 것이다. 즉, 화소를 명표시시키는 경우에 있어서, 투과 모드에서는 액정은 온 상태로 되어있지만, 반사 모드에서는, 액정은 오프 상태로 되어 있다. 그 때문에, 예컨대 투과 모드로 사용하고 있는 상태에 있어서, 액정 표시 장치(200)에 외광이 입사하면, 암표시의 화소(액정에 전압이 인가되어 있지 않은 화소)에 있어서, 입사한 외광이 반사편광층(204)의 상면에서 반사되어, 상기판(201)을 투과하여 액정 표시 장치(200)의 상방에 출사된다. 그 때문에 암표시되어야 할 화소가 명표시되기 때문에, 결과로서 계조가 저하되어, 경우에 따라서는 표시를 시인할 수 없게 된다.
이와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치에 의하면, 종래의 반투과 반사형의 액정 표시 장치에 비하여, 조명 장치로부터 출사되는 광을 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 투과 모드에 있어서의 표시의 밝기를 각별히 향상시킬 수 있다. 또한, 명암 표시에 대응하는 액정의 온/오프 상태가, 투과 모드와 반사 모드가 마찬가지로 되어 있기 때문에, 투과 모드 때에 외광이 입사한 경우도, 계조의 저하가 일어나지 않고, 선명한 표시가 얻어진다. 또한, 반사 모드의 암표시에 있어서, 액정을 투과한 광을 하편광층으로 흡수하는 구조로 한 것에 의해, 암표시를 보다 어둡게 할 수 있기 때문에, 반사 모드 때의 계조도 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서는, 하편광판(20)의 외면측에, 반사편광판(21)이 마련되어 있기 때문에, 하편광판(20)에 의한 광의 흡수가 거의 발생하지 않기 때문에, 백 라이트(5)의 광을 보다 효율적으로 표시에 이용할 수 있어, 투과 모드 때의 표시의 밝기가 우수한 액정 표시로 된다. 이 반사편광판(21)의 작용에 대하여 도 7을 참조하여 이하에 상세히 설명한다.
도 7은, 상기의 구성을 채용한 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 요부를 나타내는 설명도이다. 이 도면에 나타내는 액정 표시 장치는, 도 5에 나타내는 액정 표시 장치의 하기판의 외면측에 반사편광판을 마련한 것이다. 따라서, 이하에서는, 도 7에 나타난 반사편광판(57)의 작용에 대해서만 상세히 설명한다. 또한, 도 7에 나타난 구성요소 중, 도 5에 나타난 구성요소와 동일한 것에는, 동일의 부호를 부여하여 그 설명은 생략한다.
도 7에 나타난 반사편광판(57)은, 지면에 평행한 투과축과, 지면에 수직인 반사축을 갖는 반사편광판이다. 이 액정 표시 장치에 있어서의 표시 원리는, 도 7(a)에 나타난 액정 표시 장치의 투과 모드와 거의 마찬가지이며, 조명 장치(58)로부터 출사된 광은, 지면에 평행한 투과축을 갖는 반사편광판(57)에 의해, 지면에 평행한 편광 성분만이 투과되고, 하편광층(55) 및 하기판(50)을 투과한다. 그리고, 하반사편광층(51)을 통과하여 액정(53)에 입사한다. 여기서, 액정(53)이 온 상태이면, 입사한 광은 그대로 상편광판(54)에 도달하고, 지면과 수직인 투과축을 갖는 상편광판에 흡수되어, 화소가 암표시 되도록 된다. 또는 액정(53)이 오프 상태이면, 입사한 광은 액정(53)의 선광작용에 의해 지면에 수직인 편광으로 변환되어, 상편광판(54)을 투과한다. 이렇게 하여 화소가 명표시 되게 된다.
도 7에 나타난 액정 표시 장치에는, 반사편광판(57)이 마련되고 있는 것에 의해, 도 5에 나타내는 액정 표시 장치보다도 더 밝은 표시를 얻을 수 있다. 이것은, 도 5에 나타내는 액정 표시 장치에서는, 조명 장치(58)로부터 출사된 광의 약 절반이, 하편광층(55)에 의해 흡수되는 데 비하여, 도 7에 나타난 구성의 액정 표시 장치에서는, 하편광층(55)에 의한 광의 흡수가 거의 일어나지 않기 때문이다.
즉, 반사편광층(57)이 마련되고 있는 것에 의해, 조명 장치(58)로부터 출사된 광 중, 반사편광판(57)의 투과축(지면에 평행)에 평행한 성분이외는 반사편광판(57)에 의해 반사되어 조명 장치(58)로 되돌아간다. 그 후, 조명 장치(58)의 외면측에 마련된 반사판(59)에서 반사되기 때문에, 상기 반사편광판(57)과 반사판(59) 사이를 반사하게 된다. 이 반사를 되풀이하여, 광의 편광 상태가 변화되어, 일부는 반사편광판(57)을 투과하게 된다. 그리고, 이 반사편광판(57)을 투과한 광은 액정(53)에 입사하고 표시에 기여하는 광이 된다.
또한, 반사편광판(57)을 투과한 광 중, 하반사편광층(51)의 이면측에서 반사된 광도, 도 7에 도시하는 바와 같이 하반사편광층(51)과 반사판(59) 사이에서 반사를 되풀이하기 때문에, 반사를 되풀이하는 중에 하반사편광층(51)을 투과하여 액정(53)에 입사하여, 표시에 이용할 수 있다. 이상으로부터 액정(53)에 입사하는 광량이 증가하여, 투과 모드에 있어서의 표시의 밝기를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서는, 상기 하편광판(20)의 투과축과, 상기 반사편광판(21)의 투과축이 이루는 각도는, -30°이상 30°이하의 범위인 것이 바람직하다. 도 1에 나타난 액정 표시 장치에서는, 반사편광판(21)을 투과한 광 중, 하편광판(20)의 투과축에 평행한 성분이외는, 하편광판(20)에 흡수되기 때문에, 상기 하편광판의 투과축과 반사편광판(21)의 투과축이 이루는 각도는, 0°(양자가 평행)인 것이 가장 바람직한 것은 물론이지만, 양자의 투과축이 이루는 각도가 ±30° 이내이면, 실용적으로 이용할 수 있다. 양자의 투과축이 이루는 각도가 상기 범위를 넘으면, 하편광판(20)에 의해 흡수되는 광량이 많아져, 상기의 표시를 밝게 하는 효과를 얻을 수 없게된다.
또한, 본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서, 하반사편광층(6)의 반사축에 평행한 광의 투과율이, 20% 이상 70% 이하로 되는 것이 바람직하고, 상기 하반사편광층(6)의 반사축에 평행한 광의 투과율이, 30% 이상 50% 이하로 되는 것이 보다 바람직하다. 상기 반투과 반사형의 하반사편광층(6)의 반사율을 상기 범위로 함으로써 투과 모드와 반사 모드가 어떻든지 간에 밝은 표시를 얻을 수 있어, 시인성이 우수한 액정 표시 장치가 얻어진다.
상기 투과율이 20% 미만이면, 백 라이트(5)로부터 액정(4)으로 입사하는 광량이 적어지기 때문에, 투과 모드 때의 표시의 밝기가 부족하고, 70%를 넘으면, 반사 모드 때에 하반사편광층(6)으로 반사되고 표시에 이용되는 광량이 부족하게 된다. 또한, 상기 투과율을 30% 이상 50% 이하의 범위로 함으로써 투과 모드와 반사 모드의 밝기의 밸런스를 양호한 것으로 하여, 보다 시인성이 우수한 액정 표시 장치로 할 수 있다.
다음에, 본 발명의 액정 표시 장치에서는, 상기 하반사편광층의 투과축과, 상기 하편광층의 투과축이 거의 직교하는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 하는 것에 의해, 반사 모드의 암표시를 실행하는 경우에, 하반사편광층을 투과한 광의 거의 모두를, 하편광층에 흡수시킬 수 있기 때문에, 암표시를 보다 어둡게 하여, 계조를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 상기 하반사편광층(6)의 투과축과, 상기 하편광판(20)의 투과축이 이루는 각도가, 60°이상 120°이하의 범위인 것이 바람직하다.
도 5(b)에 나타난 반사 모드에 있어서, 암표시를 실행하는 경우에는, 액정 표시 장치에 입사한 외광은, 최종적으로 하편광층(55)에 흡수되게 되어 있지만, 하반사편광층(51)을 투과한 광 중, 하편광층(55)의 투과축에 평행한 성분은, 하편광층(55)을 투과하여, 조명 장치(58)측으로 출사된다. 이 광이 반사판(59)에서 반사되어 액정(53)측으로 되돌아가면, 암표시가 밝아져 계조가 저하한다. 따라서, 도 1에 나타난 액정 표시 장치에 있어서, 상기 하편광판(20)(도 5에서는 하편광층(55))의 투과축과 하반사편광층(6)(도 5에서는 하반사편광층(51))의 투과축이 이루는 각도는, 90°(양자가 직교)인 것이 가장 바람직한 것은 물론이지만, 양자의 투과축이 이루는 각도가 ±30°이내이면, 실용적으로 이용할 수 있다. 양자의 투과축이 이루는 각도가 상기 범위를 넘으면, 하편광판(20)을 투과하는 광량이 많아져, 액정 표시 장치의 계조가 저하된다.
또한, 본 실시형태의 액정 표시 장치에서는, 산란층으로서 상기판(3)의 외면측에 전방산란판을 마련한 구성으로 했지만, 이 산란층으로서는, 예컨대, 하반사편광층(6)의 바로 위 또는, 상기판(3)의 내면측에, 광산란기능을 갖춘 층을 형성한 것으로도 할 수 있다.
(제 2 실시형태)
본 실시예에 있어서, 액정 표시 장치의 전체구성은 도 1에 나타낸 제 1 실시예와 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 본 실시형태의 액정 표시 장치가, 제 1 실시형태의 액정 표시 장치와 다른 점은, 하반사편광층(6)의 바로 위에, 컬러 필터(11)가 적층되어 형성되어 있고, 이 컬러 필터(11)상에 컬러 필터(11)의 요철을 평탄화하기 위한 평탄화막(12)이 마련되고 있는 점이며, 이 부분만에 대하여 도 2를 이용하여 설명한다. 도 2는 본 실시형태의 액정 표시 장치의 부분단면 구조를 도시하는 도면이다. 또, 도 2에 있어서 도 1과 공통의 구성요소에는 동일의 부호를 부여하고 있다.
도 2에 나타내는 본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서는, 하반사편광층(6)상에 컬러 필터(11)가 마련되고 있는 것에 의해, 반사 모드 때의 색어긋남이나 시차를 낮출 수 있다. 이것은, 컬러 필터(11)가 하반사편광층(6)의 바로 위에 마련되고 있는 것에 의해, 하나의 색소층(예컨대 R 화소)을 투과한 후, 하반사편광층(6)에 의해 반사되어, 다시 같은 색소층을 투과하기 때문이다.
(제 3 실시형태)
도 3은 본 실시형태의 액정 표시 장치의 부분단면 구조를 도시하는 도면이다. 본 실시형태는, 패시브 매트릭스 방식의 반투과 반사형 컬러 액정 표시 장치의 예이다. 또한, 이하의 도면에 있어서, 도 1과 동일의 구성요소에는 동일의 부호를 부여하고 있다.
본 실시형태의 액정 표시 장치는, 도 3에 도시하는 바와 같이 하기판(2)과 상기판(3)이 대향 배치되어 이 상하기판(2,3) 사이에 끼워진 공간에 STN(Super Twisted Nematic) 액정으로 이루어지는 액정(4)이 사이에 유지되어 개략 구성된 액정 패널(30)과, 이 액정 패널(30)의 후면측(하기판(2)의 외면측)에 배치된 백 라이트(조명 장치)(5)를 구비하여 개략 구성되어 있다.
유리나 수지 등으로 이루어지는 하기판(2)의 내면측에는, 금속 반사막에 복수개의 미세한 슬릿이 형성된 하반사편광층(36)과, 절연막(평탄화막)(7)이 순차적으로 적층 형성되어 있고, 이 절연막(7)상에 ITO 등의 투명 도전막으로 이루어지는 스트립 형상의 주사 전극(8)이 도시횡방향으로 연재하고, 이 주사 전극(8)을 덮도록 폴리이미드 등으로 이루어진 배향막(9)이 적층되어 있다. 또한, 상기 하반사편광층(36)에는, 백 라이트(5)로부터 출사된 광을 투과시키기 위한 슬릿(개구부)(10)이 각 화소마다 마련되어 있다. 또한, 상기 하기판(2)의 외면측에는, 하편광판(20)과, 반사편광판(21)이 이 순서대로 마련되고 있다. 또한, 이 하편광판(20)의 투과축과, 반사편광판(21)의 투과축은, 거의 평행이 되도록 배치되어 있다.
본 실시형태에 따른 하반사편광층(36)은 도 10에 나타내는 구성으로 되어 있다. 도 10에 나타난 하반사편광층(36)은, 기판(2)상에 형성된 알루미늄이나 은 등의 고 반사율의 금속 반사막(71)에, 복수의 슬릿(72)을 소정의 피치로 형성한 것이다. 복수의 슬릿(72)은, 서로 평행이 되어, 슬릿폭 Ps는 각 슬릿(72)으로 거의 동일한 것으로 되어 있다. 각부의 치수는, 특별히 한정되는 것이 아니지만, 이 금속 반사막(71)의 막두께 d는, 20 내지 400nm 정도로 되고, 슬릿(72)의 폭 Ps는, 30nm 내지 300nm가 되며, 1개의 금속 반사막(71)의 폭 Pm은, 30nm∼300nm가 된다. 도 10에 나타난 반사편광층(26)은, 그 반사축과 평행한 광이 100% 반사되도록, 금속 반사막(71)이 두텁게 형성되어 있다.
이러한 구성의 하반사편광층(36)은, 상면측에서 광이 입사되면, 슬릿(72)의 길이 방향에 평행한 성분은 반사되고, 슬릿(72)의 길이 방향에 수직인 성분은 투과되게 되어 있다. 즉, 도 10에 나타난 하반사편광층(26)을 투과한 광 Et는, 슬릿(72)에 수직인 편광이 되고, 이 하반사편광층(36)에 의해 반사된 광 Er는, 슬릿(72)에 평행한 편광이 된다.
또한, 도 10에 나타난 반사편광층을, 도 5에 나타난 하반사편광층과 같이 반투과 반사형의 반사편광층으로서 이용하는 경우의 광투과율은, 상기 금속 반사막의 막두께에 의해 제어할 수 있다. 즉, 금속 반사막의 막두께의 증가에 따라 반사편광층의 광투과율이 감소하고, 반사율이 상승한다. 따라서, 이 막두께를 제어함으로써 임의의 광투과율을 갖는 반사편광층으로 할 수 있다. 구체적인 투과율과 막두께의 관계는, 특별히 한정되는 것이 아니지만, 막두께를 20 내지 40nm로 가정한 경우에, 광투과율이 30%(반사율 70%)로 된다.
한편, 유리나 수지 등으로 이루어지는 상기판(3)의 내면측에는, 상기 하기판(2)의 주사 전극(8)과 직교하도록 빨강, 초록 및 파랑의 컬러 필터(11)가 지면 수직 방향에 연재하여 이 순서로 반복배열되어 있고, 그 위에는 이 컬러 필터(11)에 의해서 형성된 요철을 평탄화하기 위한 평탄화막(12)이 적층되어 있다. 그리고 평탄화막(12) 상에, ITO 등의 투명 도전막으로 이루어지는 스트립 형상의 신호 전극(14)이 지면 수직 방향에 연재하고 있고, 이 주사 전극(14)상에 폴리이미드 등으로부터 배향막(15)이 적층 형성되어 있다. 또한, 상기판(3)의 외면측에는, 전방산란판(16)과, 위상차판(17)과, 상편광판(13)이 이 순서대로 상기판(3) 상에 적층되어 마련되어 있다. 백 라이트(5)의 하면측(액정 패널(1)과 반대측)에는, 반사판(18)이 마련되어 있다.
상기 하반사편광층(36)은, 도 10에 도시하는 바와 같이 알루미늄이나 은 등으로 이루어지는 금속막에, 폭 30 내지 300nm의 미세한 슬릿 형상의 개구부를 서로 평행하게 복수 형성한 구성이며, 이 슬릿 형상의 개구부의 방향은, 하편광판(20)의 투과축과, 거의 평행으로 되어 있다. 즉, 이 하반사편광층(36)의 투과축과, 하편광판(20)의 투과축이 거의 직교하도록 배치되어 있다. 이것에 의해, 반사 모드 때에하반사편광층(36)을 투과한 광을, 효율적으로 하편광판(20)에 흡수시킬 수 있기 때문에, 반사 모드의 암표시를 어둡게 하여, 액정 표시 장치의 계조를 향상시킬 수 있다.
상기 기본 구성을 갖는 본 실시형태의 액정 표시 장치는, 하기판(2)의 내측에, 하반사편광층(36)을 형성하여 구성되어 있고, 종래 하기판의 외면측에 마련하는 것이 필수적이던 1/4파장판이 생략되어 있다. 이러한 구성으로 한 것에 의해서, 본 실시형태의 액정 표시 장치는, 반사 모드, 투과 모드 중 어느 것이든지 간에 시인성에 우수한 표시가 가능하다. 특히, 투과 모드에 있어서는, 하기판(2)의 외면측에 1/4파장판이 마련되어 있지 않기 때문에, 백 라이트(5)로부터 출사된 광 중 하반사편광층(36)의 이면측에서 반사되어, 백 라이트(5)측으로 되돌아간 광을 반사판(18)으로 반사시켜 다시 액정 패널(30)측에 되돌릴 수 있다. 따라서, 백 라이트(5)의 광을 유효하게 표시에 이용할 수 있기 때문에, 그 표시의 밝기를 종래보다 각별히 향상시킬 수 있다. 이 효과에 대하여, 도 8을 참조하여 이하에 상세히 설명한다.
도 8은, 본 실시형태의 액정 표시 장치의 동작원리를 설명하기 위한 설명도 이며, 도 8(a)는 투과 모드, 도 8(b)는 반사 모드의 광의 경로를 나타내고 있다. 이들의 도면에는, 도 3에 나타난 본 실시형태의 액정 표시 장치의 구성요소 중, 설명에 필요한 구성요소만을 나타내고 있고, 액정(53)을 사이에 두고 상하에 상편광판(54)과 하반사편광층(51)이 마련되어 있으며, 이 하반사편광층(51)의 하측에, 하기판(50)과 하편광층(하편광판)(55)이 형성되어 있다. 하기판(50)의 외면측(도시된 하면측)에는, 조명 장치(58)가 마련되어 있고, 이 조명 장치(58)의 외면측에 반사판(59)이 마련되어 있다.
상기 상편광판(54)은 지면에 수직인 방향의 투과축을 갖고 있고, 하편광층(55)은, 지면에 평행한 투과축을 갖고 있다. 또한, 상기 하반사편광층(51)은, 지면에 수직인 방향의 투과축과, 지면에 평행한 반사축을 갖고 있다. 그리고, 이 하반사편광층(51)에, 조명 장치(58)로부터 출사된 광을 투과시키기 위한 개구부(51a)가 마련되어 있다. 따라서, 본 구성의 액정 표시 장치는, 투과 모드의 광원으로서 하반사편광층(51)이 마련되고 있지 않은 부분(즉 개구부(51a))을 통과한 광을 이용하게 되어 있고, 이 점에서, 하반사편광층의 반사축에 평행한 성분을 부분적으로 투과시켜 투과 모드의 표시에 이용하는 도 5에 나타난 구성의 액정 표시 장치와는 다르다.
이하, 도 8(a)에 나타난 투과 모드로 표시를 하는 경우에 대하여 설명한다.
우선, 표시에 이용되는 광이 개구부(51a)를 통과하는 광에 착안하면, 조명 장치(58)로부터 출사된 광은, 지면에 평행한 투과축을 갖는 하편광층(55)에 의해 지면에 평행한 편광으로 변환된 후, 하기판(50)을 투과하고, 개구부(51a)를 통과하여 액정(53)에 입사한다. 이 때, 액정(53)에 전압이 인가된 상태(온 상태)이면, 상기 액정(53)에 입사한 광은 액정(53)에 의한 작용을 거의 받지 않고서 상편광판(54)에 도달하여, 지면에 수직인 투과축을 갖는 상편광판(54)에 흡수된다. 이렇게 하여, 화소가 암표시되게 되어 있다. 한편, 액정(53)에 전압이 인가되지 않는 상태(오프 상태)이면, 상기 액정(53)에 입사한 광은, 액정(53)의 선광작용에 의해 지면에 수직인 편광으로 변환되어, 상편광판(54)에 도달한다. 그리고, 상편광판(54)의 투과축과 평행한 편광인 이 광은, 상편광판(54)을 투과하여, 화소가 명 표시되게 되어 있다.
여기서, 하편광층(55)을 투과한 광 중, 개구부(51a)를 통과하지 않고, 반사편광층(51)의 이면측(하기판(50)측)에서 반사된 광에 착안하면, 이 광은, 반사편광층(51)으로 반사되어 하기판(50)측으로 향하는 광이 되어, 하기판(50), 하편광층(55)을 투과하여 조명 장치(58)로 되돌아가, 조명 장치(58) 외면측의 반사판(59)에 의해 반사되어, 다시 하편광층(55)으로 향하는 광으로서 재이용된다. 그리고, 이 광이 반사편광층(51)과 반사판(59) 사이에서 반사를 되풀이하는 중에 개구부(51a)를 통과하여, 표시에 기여하는 광으로서 이용된다. 따라서, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 조명 장치(58)로부터 출사된 광은, 하편광층(55)으로 흡수되지 않기 때문에, 조명 장치(58)로부터 출사된 광의 이용율을 높일 수 있어, 밝은 표시를 얻을 수 있다.
다음에, 도 8(b)에 나타난 반사 모드로 표시를 하는 경우에 대하여 설명한다.
도 8(b)에 도시하는 바와 같이 상편광판(54)의 상방으로부터 입사한 광은, 우선, 지면에 수직인 투과축을 갖는 상편광판(54)에 의해 지면에 수직인 편광으로 변환되어 액정(53)에 입사한다. 이어서, 액정이 온 상태이면, 이 입사광은 액정(53)에 의한 작용을 거의 받지 않고서 하반사편광층(51)에 도달한다. 그리고 하반사편광층(51)은, 지면에 수직인 투과축과, 지면에 평행한 반사축을 갖는 층이기 때문에, 이 하반사편광층(51)에 도달한 광은 하반사편광층(51)을 투과하여, 하기판(50)을 투과한 후, 지면에 평행한 투과축을 갖는 하편광층(55)에 의해 흡수된다. 이렇게 하여 화소가 암표시된다.
한편, 액정(53)이 오프 상태이면, 액정(53)에 입사한 광은, 액정(53)의 선광작용에 의해 지면에 평행한 편광으로 변환되어, 하반사편광층(51)에 도달한다. 그리고, 지면에 평행한 반사축을 갖는 하반사편광층(51)에 의해 반사되어, 액정(53)의 선광작용에 의해 다시 지면에 수직인 편광으로 변환되어 상편광판(54)을 투과한다. 이렇게 하여, 화소가 명표시된다.
이와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 도 12에 나타난 액정 표시 장치(100)와 같이, 하기판(101)의 외측에 1/4파장판(115)을 마련하지 않더라도 표시를 할 수 있다. 따라서, 직선편광으로부터 원편광, 또는 원편광으로부터 직선편광으로의 변환이 발생하지 않기 때문에, 이들의 변환에 따르는 광의 손실이 없다. 이것에 의해, 밝은 표시를 얻을 수 있어, 특히 투과 모드 때의 밝기를 대폭 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 구성의 본 발명에 따른 액정 표시 장치에 있어서도, 도 8(a),(b)에 도시하는 바와 같이 투과 모드의 명표시와, 반사 모드의 명표시의 상태에서는, 모두 액정(53)은 오프 상태로 되어 있고, 역으로 암표시에서는 양 모드에서 액정(53)은 온 상태로 되어 있다. 따라서, 투과 모드로 사용하고 있는 경우에, 외광이 입사하더라도, 암표시의 화소로서는 액정(53)이 온 상태로 되어 있기 때문에, 도 8(b)에 도시하는 바와 같이 액정(53)에 입사한 외광은 하기판(50)의 외면측에 마련된 하편광층(55)에 흡수된다. 따라서, 상기 액정 표시 장치(200)와 같은 계조의 저하가 일어나지 않게 된다.
또한, 본 실시형태의 액정 표시 장치의 구성에 의하면, 하편광판(20)의 외면측에, 반사편광판(21)이 마련되어 있기 때문에, 백 라이트(5)로부터 출사된 광 중, 반사편광판(21)의 투과축에 평행이 아닌 성분은, 반사편광판(21)에 반사되어 백 라이트(5)측으로 되돌려지고, 반사판(18)과의 사이에서 반사를 되풀이하는 중에, 그 편광 상태가 변화되어 반사편광판(21)을 투과할 수 있게 되어, 표시에 이용할 수 있는 광이 된다. 따라서, 본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서, 하편광판(20)에 의한 광의 흡수가 거의 발생하지 않기 때문에, 백 라이트(5)의 광을 보다 효율적으로 표시에 이용할 수 있고, 투과 모드 때의 표시의 밝기에 우수한 액정 표시로 되어 있다.
(제 4 실시형태)
본 실시예에 있어서, 액정 표시 장치의 전체 구성은 도 3에 나타난 제 3 실시예와 마찬가지기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 본 실시형태의 액정 표시 장치가, 제 3 실시형태의 액정 표시 장치와 다른 점은, 하반사편광층(36)의 바로 위에, 컬러 필터(11)가 적층되어 형성되어 있고, 이 컬러 필터(11) 상에 컬러 필터(11)의 요철을 평탄화하기 위한 평탄화막(7)이 마련되고 있는 점이며, 이 부분만에 대하여 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4는 본 실시형태의 액정 표시 장치의 부분단면 구조를 도시하는 도면이다. 또, 도 4에 있어서 도 3과 공통의 구성요소에는 동일의 부호를 부여하고 있다.
도 4에 나타난 본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서, 하반사편광층(36)상에 컬러 필터(11)가 마련되어 있는 것에 의해, 반사 모드 때의 색어긋남이나 시차를 줄일 수 있다. 이것은, 컬러 필터(11)가 하반사편광층(36)의 바로 위에 마련되고 있는 것에 의해, 하나의 색소층(예컨대 R 화소)을 투과한 후, 하반사편광층(36)에 의해 반사되어, 다시 같은 색소층을 투과하기 때문이다.
(전자기기)
상기 각 실시예의 액정 표시 장치를 갖춘 전자기기의 예에 대하여 설명한다.
도 11(a)는, 휴대전화의 일례를 나타낸 사시도이다. 이 도면에 있어, 부호(1000)는 휴대전화 본체를 나타내며, 부호(1001)는 상기의 액정 표시 장치를 이용한 액정 표시부를 나타내고 있다.
도 11(b)는, 손목 시계형 전자기기의 일례를 나타낸 사시도이다. 이 도면에 있어, 부호(1100)는 시계 본체를 나타내며, 부호(1101)는 상기의 액정 표시 장치를 이용한 액정 표시부를 나타내고 있다.
도 11(c)는, 워드 프로세서, 퍼스널 컴퓨터 등의 휴대형 정보 처리 장치의 일례를 나타낸 사시도이다. 이 도면에 있어, 부호(1200)는 정보 처리 장치, 부호(1202)는 키보드 등의 입력부, 부호(1204)는 정보 처리 장치 본체, 부호(1206)는 상기의 액정 표시 장치를 이용한 액정 표시부를 나타내고 있다.
이상의 도 11(a) 내지 (c)에 나타난 전자기기는, 상기 실시예의 액정 표시 장치를 이용한 액정 표시부를 갖추고 있기 때문에, 투과 모드로 밝은 표시가 얻어지는 표시부를 갖는 전자기기를 실현할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명의 효과를 밝히지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것이 아니다.
(실시예 1)
실시예 1로서, 도 2에 나타난 반투과 반사형의 하반사편광층(6)을 갖춘 구성의 액정 표시 장치를 제작했다. 어느 쪽의 액정 표시 장치도 돗트수 160 돗트× 120돗트, 돗트 피치 0.24mm의 패시브 매트릭스 방식의 반투과 반사형 컬러 액정 표시 장치로 하였다.
실시예 1의 액정 표시 장치에 있어서, 하반사편광층(6)은, 도 9에 나타난 구성의 유전체 간섭막을 적층 형성한 것으로 하였다. 이 하반사편광층(6)의 유전체간섭막의 적층수는 12층(막두께 약 1㎛)으로 하고, 프리즘 형상의 홈의 피치를 3㎛로 했다. 이 하반사편광층의 반사축에 평행한 편광에 대한 투과율은 24% 였다.
(실시예 2)
다음에, 실시예 2로서, 하반사편광층(6)의 유전체간섭막의 적층수를 5층으로 한 것 이외는, 상기 실시예 1과 동일하게 하여, 반투과 반사형 컬러 액정 표시 장치를 제작하였다. 이 하반사편광층의 반사축에 평행한 편광에 대한 투과율은 65% 였다.
(비교예 1)
다음에, 비교예 1로서, 도 12에 나타난 종래의 구성의 액정 표시 장치를 제작했다. 이 액정 표시 장치도, 상기 실시예 1의 액정 표시 장치와 같이 돗트 수160돗트 ×120돗트, 돗트 피치 0.24mm의 패시브 매트릭스 방식의 반투과 반사형 컬러 액정 표시 장치로 하였다.
(평가)
상기 실시예 1,2 및 비교예 1의 액정 표시 장치에 대하여, 투과 모드, 반사 모드 각각의 표시의 밝기에 대응하는 투과율 및 반사율을 측정했다. 또한, 투과 모드, 반사 모드 각각의 계조도 측정했다. 이들의 측정 결과를 표 1에 나타내었다.
표 1에 도시하는 바와 같이 비교예 1의 액정 표시 장치에 비하여, 본 발명의 구성인 실시예 1의 액정 표시 장치는, 투과율이 3배 정도로 향상된 것이 확인되었다. 또한, 투과 때의 계조도 1.6배가 되어, 대폭 향상된 것이 확인되었다. 이것은, 실시예 1의 액정 표시 장치가 백 라이트(5)의 광을 효율적으로 표시에 이용할 수 있기 때문이다. 또한, 하반사편광층(6)의 적층수를 줄여 제작한 실시예 2의 액정 표시 장치에서는, 투과율이 15%로 실시예 1의 액정 표시 장치와 비교하더라도 2배 이상의 현저한 향상이 확인되었다.
한편, 반사 모드에 있어서는, 실시예 1의 액정 표시 장치의 반사율은 30%이며, 비교예 1의 액정 표시 장치와 동등하지만, 반사 모드의 계조는 향상된 것이 확인되었다. 이 계조의 향상은, 명표시의 밝기는 동등하지만, 암표시는 보다 어둡게 되었기 때문이다. 또한, 실시예 2의 액정 표시 장치에서는, 투과 모드의 밝기를 중시하여 설계하였기 때문에, 실시예 1의 액정 표시 장치에 비하여, 반사율은 저하하여, 반사 모드의 계조가 저하되었다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1
투과율 6% 15% 2%
투과 모드의 계조 16 16 10
반사율 30% 11% 30%
반사 모드의 계조 16 10 13
(실시예 3)
실시예 3으로서, 도 3에 나타난 하반사편광층(36)에 개구부(10)가 형성된 구성의 액정 표시 장치를 제작하였다. 어느 쪽의 액정 표시 장치도 돗트수 160 돗트×120돗트, 톳트 피치 0.24mm의 패시브 매트릭스 방식의 반투과 반사형 컬러 액정 표시 장치로 하였다.
실시예 3의 액정 표시 장치에 있어서, 하반사편광층(36)은, 도 10에 나타난 구성의 알루미늄 박막에 슬릿을 형성한 것으로 하였다. 이 하반사편광층(36)의 막두께는 300nm로 하고, 상기 슬릿의 피치는 150nm, 슬릿의 폭은, 75nm로 하였다. 또한, 각 화소마다 하반사편광층(36)에 0.068mm ×0.022mm의 개구부(하반사편광층(36)이 없는 부분)를 2개, 화소의 대각에 나란히 서게 형성했다.
(평가)
상기 실시예 3 및 상기 비교예 1의 액정 표시 장치에 대하여, 투과 모드, 반사 모드 각각의 표시의 밝기에 대응하는 투과율 및 반사율을 측정했다. 또한, 투과 모드, 반사 모드 각각의 계조도 측정했다. 이들의 측정 결과를 표 2에 나타내었다.
표 2에 도시하는 바와 같이 비교예 1의 액정 표시 장치에 비하여, 본 발명의 구성인 실시예 3의 액정 표시 장치는, 투과율이 3배 이상으로 향상된 것이 확인되었다. 또한, 투과 때의 계조도 2배가 되어, 대폭 향상된 것이 확인되었다. 이것은, 실시예 3의 액정 표시 장치가 백 라이트(5)의 광을 효율적으로 표시에 이용할 수 있기 때문이다.
한편, 실시예 3의 액정 표시 장치의 반사율은 30%이며, 비교예 1의 액정 표시 장치와 동등하지만, 반사 모드의 계조는 대폭적인 향상이 확인되었다. 이 계조의 향상은, 명표시의 밝기는 동등하지만, 암표시는 보다 어둡게 되었기 때문이다.
실시예 3 비교예 1
투과율 7% 2%
투과 모드의 계조 20 10
반사율 30% 30%
반사 모드의 계조 18 13
이상의 구성을 갖춘 본 발명에 따른 액정 표시 장치에 의하면, 투과 모드에 있어서는, 조명 장치로부터 출사되는 광의 이용 효율을 향상시켜 밝은 표시를 실현할 수 있고, 반사 모드에 있어서는, 암표시를 보다 어둡게 하여 계조의 향상을 실현할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 앞서 기재한 본 발명의 액정 표시 장치를 구비한 것에 의해, 투과 모드 때에 각별히 밝은 표시를 얻을 수 있고, 계조에 우수한 표시부를 갖춘 전자기기를 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 액정 표시 장치의 부분단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태의 액정 표시 장치의 부분단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시형태의 액정 표시 장치의 부분단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 4 실시형태의 액정 표시 장치의 부분단면도이다.
도 5는 본 발명의 액정 표시 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 설명도이며, 도 5(a)는 투과 모드, 도 5(b)는 반사 모드의 상태를 나타내고 있다.
도 6은 도 13에 나타나는 구성의 액정 표시 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 설명도이며, 도 6(a)는 투과 모드, 도 6(b)는 반사 모드의 상태를 나타내고 있다.
도 7은 본 발명의 액정 표시 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 설명도이며, 도 7(a)는 투과 모드, 도 7(b)는 반사 모드의 상태를 나타내고 있다.
도 8은 본 발명의 다른 구성의 동작 원리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 9는 본 발명의 액정 표시 장치의 하반사편광층의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 10는 본 발명의 액정 표시 장치의 하반사편광층의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 11(a) 내지 (c)는 본 발명의 전자기기의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 12는 종래의 구성의 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 부분단면도이다.
도 13은 종래의 구성의 액정 표시 장치의 다른 예를 나타내는 부분단면도이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 액정 표시 장치 101 : 하기판
102 : 상기판 104 : 반사막
106 : 절연막 107 : 배향막
108 : 주사 전극 109 : 컬러 필터
110 : 슬릿 111 : 평탄화막
112 : 신호 전극 113 : 배향막
114 : 상편광판 115 :1/4파장판
116 : 하편광판 117 : 백 라이트
118 : 전방산란판 119 : 위상차판

Claims (17)

  1. 액정 패널, 조명 장치, 및 반사판을 갖는 반투과 반사형 액정 표시 장치로서,
    위로부터 차례로 상편광층, 상기판, 액정, 하반사 편광층, 하기판, 하편광층이 배치되어 액정 패널이 형성되고,
    상기 액정 패널의 외면측에 상기 조명 장치가 마련되며,
    상기 하반사 편광층에서의 투과축과 반사축이 직교하며,
    상기 하반사 편광층은 반투과 반사형의 반사 편광층으로서, 입사하는 광 중에서 반사축에 평행한 성분의 일부를 반사하고 일부를 투과하며,
    투과 모드와 반사 모드의 전환에 의해 표시가 행해지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 서로 대향하는 상기판과 하기판 사이에 액정이 유지되고, 해당 액정의 상하에 상편광층 및 하반사편광층이 마련되며, 상기 하기판의 외면측에 조명 장치가 마련되고, 투과 모드와 반사 모드의 전환에 의해 표시를 하는 반투과 반사형의 액정 표시 장치에 있어서,
    상기 하반사편광층이, 투과축과, 해당 투과축에 직교하는 반사축을 갖고, 상기 하기판의 내면측에 부분적으로 마련되어 있으며,
    상기 하반사편광층의 하측에, 하편광층이 마련된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하반사편광층의 반사축에 평행한 광의 투과율이, 20% 이상 70% 이하로 된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하반사편광층의 반사축에 평행한 광의 투과율이, 30% 이상 50% 이하로 된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하반사편광층의 투과축과, 상기 하편광층의 투과축이, 거의 직교하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 하반사편광층의 투과축과, 하편광층의 투과축이 이루는 각도가, 60°이상 120°이하로 된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하편광층의 외면측에, 상기 하편광층의 투과축과 거의 평행한 투과축을 갖는 반사편광판을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 하편광층의 투과축과, 상기 반사편광판의 투과축이 이루는 각도가, -30°이상 30°이하의 범위로 된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하반사편광층보다 상측에, 해당 하반사편광층에 의해 반사된 광을 산란시키기 위한 산란층이 마련된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 상편광층을 상기 상기판의 내면측에 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하편광층을 상기 하기판의 외면측에 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 상기판 또는 하기판의 내면측에 컬러 필터를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하반사편광층이, 프리즘 형상을 이루는 유전체 간섭막을 적층한 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하반사편광층이, 금속 반사막에 복수의 미세한 슬릿 형상의 개구부를 마련한 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 슬릿 형상의 개구부의 피치가, 30nm 내지 300nm의 범위로 된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 하반사편광층의 광투과율이, 상기 금속 반사막의 막 두께에 의해 제어 가능하게 되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  17. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 액정 표시 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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