KR100928114B1 - 표시 장치 - Google Patents

Abstract

TFT 어레이 기판(4)의 내면 중 소정의 영역에 배치되어 있는 서브 화소(10)내에는 빛을 전반사하는 광반사층(45a)이 마련되어 있고, 그 이외의 서브 화소(10)내에는 빛을 산란하는 광반사층(45b)이 마련되어 있기 때문에, 광반사층(45a)의 광반사율과 광반사층(45b)의 광반사율이 다르게 할 수 있다. 그 결과, 광반사층(45a) 및 광반사층(45b)에서 반사된 빛에 의해 형성되는 표시광에 차이를 둘 수 있다. 이에 의해, 표시광의 밝기나 컨트라스트(contrast)의 미세한 조절이 가능하게 되기 때문에, 폭넓은 표현력을 구비한 표시 특성이 높은 액정 표시 장치(1)를 얻을 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.

특허 문헌 1 등에 나타난 바와 같이, 액정 표시 장치는 휴대 전화 등의 전자 기기의 표시부로서 널리 이용되고 있다. 예를 들어 휴대 전화의 표시부로서 이용되는 경우, 대기 화면 등에 메이커 로고나 특정의 모양 등, 다채로운 화상이 표시된다.

근래에는 전자 기기의 디자인성 향상이 요구되고 있다. 예를 들어 휴대 전화라 하더라도, 대기 화면에 화상을 표시할 뿐만 아니라, 전원 오프시에도 이와 같은 화상을 표시할 수 있도록 하여, 표시부를 포함한 기기 전체의 디자인성을 높이려고 하는 제안이 이루어지고 있다. 이 경우, 전원 오프시에도 화상을 표시할 수 있는 것과 같은 폭넓은 표현력을 구비한 표시부가 필요하게 된다.

[특허 문헌 1] 일본 특개평 11－101992호 공보

그러나, 특허 문헌 1 등에 나타난 바와 같은 종래의 액정 표시 장치에 있어서, 전원을 오프로 했을 때에는 아무것도 표시되지 않는 상태로 되어 버린다. 액정 표시 장치의 표시부에 화상을 표시할 때에는 전원이 온 상태에서 액정 표시 장치를 구동하여 표시할 필요가 있다. 이 때문에, 전원 오프시에 화상을 표시하는 것과 같은 폭넓은 표현을 실현할 수 없다.

이상과 같은 사정을 감안하여, 본 발명의 목적은, 전원을 오프한 상태에 있어서도, 회사명과 같은 식별용의 기호 등을 포함한 모양이 표시되는 폭넓은 표현력을 구비한 표시 특성이 높은 표시 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 표시 장치는, 광반사층으로 이루어진 광반사 영역을 갖는 서브 화소와; 상기 서브 화소를 매트릭스 형상으로 배열하여 이루어진 표시 영역을 구비한 표시 장치로서, 적어도 2 종류의 다른 상기 광반사층을 이용하는 것에 의해, 상기 표시 장치를 비구동 상태로 했을 때에, 상기 표시 영역에 모양이 표시되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 예를 들어 제1 광반사 패턴으로 이루어진 제1 서브 화소와, 제1 광반사 패턴과는 다른 제2 광반사 패턴으로 이루어진 제2 서브 화소가 있으므로, 제1 서브 화소와 제2 서브 화소로 광반사율이 다르게 할 수 있다. 즉, 제1 서브 화소와 제2 서브 화소로, 반사된 빛에 의해 형성되는 표시광에 차이를 둘 수 있다.

이에 의해, 액정 표시 장치 등의 여러 가지 표시 장치에 있어서, 표시 장치의 전원을 오프, 즉 비구동 상태로 한 경우에, 외광으로 이루어진 입사광이 출사할 때에 식별 패턴 등의 모양을 표시시켜 두는 것이 가능하게 되고, 폭넓은 표현력을 구비한 표시 특성이 높은 표시 장치를 얻을 수 있다.

또, 상기의 표시 장치에 있어서, 상기 서브 화소는 광투과 영역과, 상기 광반사 영역을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 예를 들어 별도 광원을 이용하여 투과 영역에 있어서는 이 광원을 이용하여 통상의 영상 등 표시도 행하는 것이 가능하게 된다.

또, 상기의 표시 장치에 있어서, 대향 배치된 제1 기판 및 제2 기판과; 상기 제1 기판과 상기 제2 기판으로 끼워진 액정을 구비하고 있고, 적어도 상기 광반사 영역은 비구동 상태에 있어서 흰색 표시로 되는 노멀리 화이트 모드(normally white mode)인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 액정을 이용하는 이른바 액정 표시 장치에 있어서, 적어도 광반사 영역은 비구동시에 있어서 흰색 표시로 되도록 액정층이 규제되어 있으므로(이른바, 노멀리 화이트 모드), 이 흰색 표시로 되도록 규제된 부분에서는 비구동시라도 빛이 항상 투과하게 된다. 이에 의해 액정 표시 장치에 있어서도, 비구동 상태시에 전원을 오프로 한 경우에, 입사한 외광이 출사할 때에 식별 패턴 등의 모양을 표시시켜 두는 것이 가능하게 되고, 폭넓은 표현력을 구비한 표시 특성이 높은 표시 장치를 얻을 수 있다.

또, 본 발명에 관한 표시 장치는, 서브 화소를 매트릭스 형상으로 배열하여 이루어진 표시 영역을 구비한 표시 장치로서, 상기 서브 화소에는 광투과 영역을 갖는 서브 화소와, 광반사층으로 이루어진 광반사 영역만으로 이루어진 서브 화소가 있고, 상기 광반사 영역만으로 이루어진 서브 화소에, 적어도 2 종류의 다른 상기 광반사층을 이용하는 것에 의해, 상기 표시 장치를 비구동 상태로 했을 때에, 상기 표시 영역에 모양이 표시되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 광투과 영역을 갖는 서브 화소를 이용하여, 구동 상태에서의 표시 장치의 통상의 표시를 행하는 동시에, 광반사 영역만으로 이루어진 서브 화소를 이용하여, 비구동 상태에서 외광으로 이루어진 입사광이 출사할 때에 식별 패턴 등의 모양을 표시시켜 두는 것이 가능하게 되고, 폭넓은 표현력을 구비한 표시 특성이 높은 표시 장치를 얻을 수 있다.

또, 상기의 표시 장치에 있어서, 대향 배치된 제1 기판 및 제2 기판과; 상기 제1 기판과 상기 제2 기판으로 끼워진 액정층을 구비하고 있고, 적어도 상기 광반사 영역은 비구동 상태에 있어서 흰색 표시로 되는 노멀리 화이트 모드인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 액정을 이용하는 이른바 액정 표시 장치에 있어서, 적어도 광반사 영역은 비구동시에 있어서 흰색 표시가 되도록 액정층이 규제되어 있으므로(이른바, 노멀리 화이트 모드), 이 흰색 표시로 되도록 규제된 부분에서는 비구동시라도 빛이 항상 투과하게 된다. 이에 의해 액정 표시 장치에 있어서도, 비구 동 상태시에 전원을 오프로 한 경우에, 입사한 외광이 출사할 때에 식별 패턴 등의 모양을 표시시켜 두는 것이 가능하게 되고, 폭넓은 표현력을 구비한 표시 특성이 높은 표시 장치를 얻을 수 있다.

본 발명의 실시 형태를 도면에 따라 설명한다. 이하의 도면에서는 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해, 축척을 적절히 변경하고 있다.

［제1 실시 형태］

본 발명의 제1 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 이하의 도면에서는 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해 축척을 적절히 변경하고 있다.

도 1은 액정 표시 장치(1)의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에서는 스위칭 소자에 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하 TFT라고 함) 소자를 이용한 액티브 매트릭스 방식의 반투과 반사형 액정 표시 장치를 예로 들어 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 액정 표시 장치(1)는 액정 패널(2)과, 백라이트(3)를 주체로 하여 구성되어 있다. 액정 패널(2)과 백라이트(3)는 평면에서 보아 겹치도록 배치되어 있고, 도 1에서는 액정 패널(2)만이 나타나 있다.

액정 패널(2)은 TFT 어레이 기판(제1 기판)(4)과 컬러 필터 기판(제2 기판)(5)이 씰 재(seal material)(7)에 의해 첩합(貼合)되는 동시에, 이 씰 재(7)에 의해 구획된 영역내에 액정층(6)이 봉입된 구성으로 되어 있다. 씰 재(7)의 일부에는 액정을 주입하는 주입구(7a)가 마련되어 있다. 주입구(7a)는 봉지재(封止材 )(7b)에 의해 봉지되어 있다. 씰 재(7)의 내측의 영역에는 차광성 재료로 이루어진 차광막(주변 차광)(8)이 마련되어 있다. 주변 차광(8)의 내측의 영역은 화상이나 동영상 등을 표시하는 표시 영역(9)으로 되어 있다. 표시 영역(9)에는 복수의 서브 화소(10)가 매트릭스 형상으로 마련되어 있다. 복수의 서브 화소(10) 사이의 영역은 화소간 영역(11)이다. 또한, 서브 화소(10)를 매트릭스 형상으로 배치하여 형성된 표시 영역(9)은 도 1에 있어서는 직사각 형상의 표시 영역을 나타내고 있으나, 표시 영역(9)은 직사각 형상으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 표시 영역(9)이 원 형상이나 타원 형상이 되도록 서브 화소(10)를 배치해도 된다. 또, 소위 델타 배치라고 불리는 서브 화소(10)의 배치에 대해서도, 여기서 말하는 매트릭스 형상의 배치에 포함되는 것은 당연하다.

TFT 어레이 기판(4)의 주연부는 컬러 필터 기판(5)으로부터 튀어나온 돌출 영역(overhang region)으로 되어 있다. 이 돌출 영역 중 도면 중 좌변측 및 우변측에는 주사 신호를 생성하는 주사선 구동 회로(12)가 형성되어 있다. 도면 중 윗변측에는 좌우의 주사선 구동 회로(12) 사이를 접속하는 배선(14)이 둘러쳐져 있다. 도면 중 하변측에는 데이터 신호를 생성하는 데이터선 구동 회로(13)과, 외부의 회로 등에 접속하기 위한 접속 단자(15)가 형성되어 있다. 주사선 구동 회로(12)와 접속 단자(15) 사이의 영역에는 양자를 접속하는 배선(16)이 형성되어 있다. 컬러 필터 기판(5)의 각 각부(角部)에는 TFT 어레이 기판(4)과 컬러 필터 기판(5)을 전기적으로 접속하기 위한 기판간 도통재(17)가 마련되어 있다.

도 2는 도 1의 Ⅱ－Ⅱ단면을 따른 구성을 나타내는 도면이다.

TFT 어레이 기판(4)은, 예를 들어 유리나 석영 등의 투광성이 높은 재료로 형성된 기재(基材)(4a)와, 이 기재(4a)의 액정측에 형성된 화소 전극(48)과, 이 화소 전극(48)에 전기 신호를 공급하는 스위칭 소자(47)와, 광반사층(45)과, 화소 전극(48), 스위칭 소자(47) 및 이 광반사층(45)을 덮도록 형성된 배향막(46)과, 기재(4a)의 외측(액정층(6)과는 반대측)에 붙여진 편광판(49)을 주체로 하여 구성되어 있다.

화소 전극(48)은 서브 화소(10)에 평면에서 보아 겹치는 영역에 배치되어 있고, 예를 들어 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명한 도전 재료에 의해 형성되어 있다. 스위칭 소자(47)는 화소간 영역(11)내에 배치되어 있고, 화소 전극(48)에 1 대 1 로 대응하도록 마련되어 있다. 이와 같이 서브 화소(10)마다 독립하여 액정층(6)의 배향을 규제하는 것이 가능하게 되어 있다. 이 스위칭 소자(47)는, 예를 들어 박막 트랜지스터로 이루어진 소자이며, 도시하지 않는 주사선이나 데이터선에 접속되어 있다. 배향막(46)은 액정층(6)과의 계면(界面)에 마련되어 있고, 액정층(6)을 구성하는 액정 분자의 배향을 규제한다. 또한, 스위칭 소자(47)는 화소간 영역(11)내에 배치되어 있으나, 이 위치에 한정되는 것이 아니라, 서브 화소(10)에 배치되어 있어도 된다. 구체적으로는 후술하는 광반사 영역(10b)에 형성되는 광반사층(45)이나 화소 전극(48)의 아랫쪽에 배치해도 된다. 이렇게 하면, 스위칭 소자(47)가 표시에 이용되는 외광이나, 백라이트(3)로부터의 빛을 방해하는 일이 없기 때문에 화소간 영역(11)을 작게 할 수 있다.

광반사층(45)은, 예를 들어 알루미늄 등으로 이루어진 금속층이며, 빛을 컬 러 필터 기판(5)측에 반사하게 되어 있다. 이 광반사층(45)은 화소 전극(48)의 액정층(6)측에 평면에서 보아 서브 화소(10)내의 거의 절반을 차지하는 영역에 마련되어 있고, 해당 영역이 광반사 영역(10b)으로 되어 있다. 광반사층(45)이 마련되지 않는 영역은 백라이트(3)로부터의 빛을 액정층(6) 및 컬러 필터 기판(5)으로 투과하는 광투과 영역(10a)으로 되어 있다. 광반사층(45)의 표면(액정층(6)측의 면)이 반사면으로 되어 있고, 해당 반사면에는 요철(凹凸) 패턴이 형성되어 있다. 각 광반사층(45)의 두께는 일정하게 되어 있다. 또한, 도면에 있어서 광반사층(45)은 화소 전극(48)의 윗쪽에 형성되어 있으나, 화소 전극(48)이 투명성을 구비하고 있으면, 광반사층(45)을 화소 전극(48)의 아랫쪽에 형성해도 된다. 또, 광투과 영역(10a)의 화소 전극(48)과 광반사층(45)이 전기적으로 도통하고 있으면, 광반사 영역(10b)에 있어서는 광반사층(45)이 화소 전극(48)을 겸하고 있어도 상관없다.

한편, 컬러 필터 기판(5)은 기재(5a)와, 컬러 필터층(50)과, 차광막(51)과, 공통 전극(58)과, 배향막(56)을 주체로 하여 구성되어 있다.

기재(5a)는 기재(4a)와 동양(同樣)으로 예를 들어 유리나 석영 등의 투광성이 높은 재료로 형성된 직사각형의 판 형상 부재이다. 컬러 필터층(50)은 기재(5a)의 액정층(6)측에 평면에서 보아 서브 화소(10)에 겹쳐지도록 마련된 색층이다. 이 컬러 필터층(50)은, 예를 들어 적색층(50R), 녹색층(50G), 청색층(50B)인 3색의 색층으로 이루어진다.

1 개의 서브 화소(10)에는 3색 중 1색의 컬러 필터층(50)이 마련되어 있고, 적색층(50R), 녹색층(50G), 청색층(50B)은 각각 인접하는 열에 배치되어 있다. 서 로 인접하여 다른 색층의 컬러 필터층(50)을 갖는 3개의 서브 화소(10)가 1 세트가 되어, 1 개의 화소를 구성하고 있다.

차광막(51)은 빛을 반사 또는 흡수 가능한 재료로 이루어진 차광 부재이며, 해당 컬러 필터층(50)의 주위에 마련되어 있다. 공통 전극(58)은, 예를 들어 ITO 등이 투명한 도전 재료에 의해 형성된 전극이며, 컬러 필터층(50) 및 차광막(51)을 덮도록 마련되어 있다. 공통 전극(58) 중, 상기의 광반사층(45)에 평면에서 보아 겹치는 영역에서는 다른 영역에 비해 약간 두껍게 형성되어 있다(도면 중 사선을 반전한 개소(箇所)). 그 결과, 광반사층(45)이 마련된 영역에 있어서 액정층(6)의 갭 t2가 다른 영역에 있어서 액정층(6)의 갭 t1에 비해 작게 되어 있다. 배향막(56)은 액정층(6)과의 계면에 마련되어 있고, 배향막(46)과의 사이에서 액정층(6)을 구성하는 액정 분자의 배향을 규제하고 있다.

액정층(6)은, 예를 들어 불소계 액정 화합물이나 비불소계 액정 화합물 등의 액정 분자에 의해 구성되어 있고, TFT 어레이 기판(4)측의 배향막(46)과 컬러 필터 기판(5)측의 배향막(56)의 쌍방에 접하도록 양 기판에 끼워져 있다. 액정 분자의 배향은 전압을 인가하지 않는 비구동시에 빛을 투과시키도록, 배향막(46) 및 배향막(56)에 의해 규제되어 있다(노멀리 화이트 모드).

이와 같이 구성된 액정 표시 장치(1) 중, 광반사층(45)의 패턴을 보다 구체적으로 설명한다. 도 3A 및 도 3B는 광반사층(45)의 반사면에 형성된 2 종류의 반사 패턴을 나타내고 있다.

도 3A에 나타내는 광반사층(45a)의 반사 패턴은, 예를 들어 표면을 평탄하게 하고 있고, 해당 광반사층(45a)의 반사면에 있어서 빛이 전반사하도록 설계된 패턴(제1 광반사 패턴)이다. 각 광반사층(45a)의 반사율은 일정하게 되어 있다. 도 3B에 나타내는 광반사층(45b)의 반사 패턴은, 예를 들어 요철이 불규칙하게 배치되어 있고, 해당 광반사층(45b)의 반사면에 있어서 빛이 산란하도록 설계된 패턴(제2 광반사 패턴)이다. 이 광반사층(45a)과 광반사층(45b)은 액정 패널의 면에 수직인 방향에 있어서 반사율이 서로 다르게 형성되어 있다. 광반사층(45a)은 표면을 평탄하게 하는 것에 의해 액정 패널에 수직인 방향으로부터 입사한 빛을 전반사시키고, 광반사층(45b)은 표면을 요철로 하는 것에 의해 액정 패널에 수직인 방향으로부터 입사한 빛을 난반사시키고 있기 때문에, 액정 패널에 수직인 방향에 있어서 반사율이 광반사층(45a)에 비해 낮게 되어 있다.

도 4는 액정 표시 장치(1)의 평면 구성을 나타내는 도면이며, 도 1과 동양인 도면이다. 표시 영역(9)내의 서브 화소(10) 중 도면 중의 사선부로 나타낸 부분에 위치하는 서브 화소(10)(제1 서브 화소)에는 빛이 전반사하는 광반사층(45a)이 배치되어 있고, 그 이외의 부분에 위치하는 서브 화소(10)(제 2 서브 화소)에는 빛이 산란하는 광반사층(45b)이 배치되어 있다. 또한, 광반사층(45)은 본 실시예에 있어서 ABCDE를 표시하도록 배치하고 있다. 단, 실시예와 같은 알파벳 등의 문자를 표시하는 배치로 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는 꽃무늬나 기하학 모양 등을 표시하도록 배치해도 된다.

도 5는 이 액정 표시 장치(1)의 TFT 어레이 기판(4)의 일부의 구성을 나타낸 도면이다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 복수의 서브 화소(10) 중, 도 5 중 상측이 광투과 영역(10a)이며, 도면 중 하측이 광반사 영역(10b)이다. 광반사 영역(10b)에는 상기의 도 3A에 나타내는 반사 패턴을 갖는 광반사층(45a)과, 상기의 도 3B에 나타내는 요철의 반사 패턴을 갖는 광반사층(45b)이 마련되어 있다. 또한, 광투과 영역(10a)과 광반사층(45a)을 마련한 광반사 영역(10b)으로 이루어진 서브 화소(10)를 서브 화소(20A)로 하고, 광투과 영역(10a)과 광반사층(45b)을 마련한 광반사 영역(10b)으로 이루어진 서브 화소(10)를 서브 화소(20B)로 한다.

서브 화소(20A)는 도면 중 좌측으로부터 1 열째, 2 열째, 3 열째의 전행과, 도면 중 우측으로부터 1 열째, 2 열째, 3 열째의 2 행째 및 3 행째에 마련되어 있다. 서브 화소(20B)는 도면 중 좌측으로부터 4 열째, 5 열째, 6 열째의 전행과, 도면 중 우측으로부터 1 열째, 2 열째, 3 열째의 1행째에 마련되어 있다. 도 5에는 광반사층(45a)이 마련된 영역을 사선으로 나타내고 있다.

이와 같이 구성된 액정 표시 장치(1)는 외광이 컬러 필터 기판(5)의 컬러 필터층(50)을 투과하여, 노멀리 화이트 모드의 액정층(6)을 투과한다. TFT 어레이 기판(4)의 서브 화소(10) 중 광투과 영역(10a)에 입사한 빛은 화소 전극(48) 및 기재(4a)를 투과하여 편광판(49)에 의해 차광된다. 광반사 영역(10b)에 입사한 빛은 광반사층(45)에 의해 반사된다.

서브 화소(20A)의 광반사층(45a)이 마련된 영역에 입사한 빛은 전반사하고, 액정층(6), 컬러 필터층(50)을 거쳐 TFT 어레이 기판(4)의 표면(표시측)에 사출된다. 서브 화소(20B)의 광반사층(45b)이 마련된 영역에 입사한 빛은 산란하여 출사 된다. 그 결과, 전원을 오프로 한 상태에서도, 도 6에 나타내는 바와 같이, 광반사층(45a)의 배치 패턴에 따른 화상이 표시되게 된다.

이와 같이 본 실시 형태에 의하면, TFT 어레이 기판(4)의 내면 중 소정의 영역에 배치되어 있는 서브 화소(20A)에는 빛을 전반사하는 광반사층(45a)이 마련되어 있고, 그 이외의 서브 화소(20B)에는 빛을 산란하는 광반사층(45b)이 마련되어 있으므로, 광반사층(45a)의 광반사율과 광반사층(45b)의 광반사율이 다르게 할 수 있다. 그 결과, 광반사층(45a) 및 광반사층(45b)에서 반사된 빛에 의해 형성되는 표시광에 차이를 둘 수 있다. 이에 의해, 표시광의 밝기나 컨트라스트의 미세한 조절이 가능하게 되기 때문에, 폭넓은 표현력을 구비한 표시 특성이 높은 액정 표시 장치(1)를 얻을 수 있다.

특히, 본 실시 형태에서는 광반사층(45a)이 컬러 필터 기판(5)으로부터의 빛을 전반사하게 되어 있고, 광반사층(45b)이 컬러 필터 기판(5)으로부터의 빛을 산란하게 되어 있으므로, 시인자에 있어서 시인 방향에서의 빛의 반사량이 광반사층(45a)과 광반사층(45b)에서 크게 다르다. 따라서, 광반사층(45a) 및 광반사층(45b)의 배치를 설정하는 것에 의해 임의의 패턴의 표시광을 형성할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 액정층(6)의 배향이 이른바 노멀리 화이트 모드가 되도록 규제되어 있으므로 전원 오프시에도 빛이 투과하게 된다. 이에 의해, 전원 오프시에도 화상을 표시할 수 있으므로 화상의 표현의 폭이 한층 넓어지게 된다.

제1 실시 형태에 있어서, 광반사층(45a), 광반사층(45b)의 부분에도 컬러 필터 기판(5)에는 컬러 필터층(50)이 마련되어 있으나, 이 부분에 컬러 필터층(50)을 마련하지 않아도 된다. 이 경우, 전원 오프시에 표시되고 있는 것은 모노크롬의 표시가 된다.

또, 광반사층(45a)은 표면을 평탄하게 하여, 액정 패널의 면에 수직 방향에서의 빛이 전반사하도록 설계하고 있으나, 표면에 요철을 형성하여 빛이 난반사하도록 설계해도 된다. 이 경우, 광반사층(45a)과 광반사층(45b)에서, 액정 패널의 면에 수직인 방향에서의 반사율이 서로 다르게 되어야 한다.

［제2 실시 형태］

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태를 설명한다. 제1 실시 형태와 동양으로, 이하의 도면에서는 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해, 축척을 적절히 변경하고 있다.

도 7은 본 실시 형태에 관한 액정 표시 장치(101)의 단면 구성을 나타내는 도면이며, 제1 실시 형태에 있어서 도 2에 대응하고 있다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 액정 표시 장치(101)는 액정 패널(102)과, 백라이트(103)를 가지고 있다. 액정 패널(102)은 TFT 어레이 기판(104)과, 컬러 필터 기판(105)과, 이들 기판에 끼워진 액정층(106)을 주체로 하여 구성되어 있다. 액정층(106)은 제1 실시 형태와 동양으로, 액정 분자의 배향은 전압을 인가하지 않을 때에 빛을 투과시키도록 배향막(146) 및 배향막(156)에 의해 규제되어 있다(노멀리 화이트 모드).

컬러 필터 기판(105)은 제1 실시 형태와 동양으로, 기재(105a)과, 컬러 필터층(150)과, 차광막(151)과, 공통 전극(158)과, 배향막(156)을 주체로 하여 구성되 어 있다. 컬러 필터층(150)은 적색층(150R), 녹색층(150G), 청색층(150B), 백색층(150W)의 4색의 색층으로 이루어진다. 또한, 백색층(150W)의 색층은 그냥 투명한 층으로 형성하면 된다. 적색층(150R), 녹색층(150G), 청색층(150B), 백색층(150W)은 각각 인접하는 열에 배치되어 있다. 서로 인접하여 다른 색층의 컬러 필터층(150)을 갖는 4개의 서브 화소(110)가 1 세트가 되어 1 개의 화소를 구성하고 있다.

광반사층(145)은 제1 실시 형태와 동양으로, 예를 들어 알루미늄 등으로 이루어진 금속층이며, 빛을 컬러 필터 기판(105)측으로 반사하게 되어 있다.

도 8은 액정 표시 장치(101)의 TFT 어레이 기판(104)의 일부의 구성을 나타내는 도면이며, 제1 실시 형태의 도 5에 대응하고 있다.

적색층(150R), 녹색층(150G), 청색층(150B)에 평면에서 보아 겹치는 서브 화소(110)에는 해당 서브 화소(110)의 절반을 차지하는 영역(예를 들어, 도면 중 하측)에 광반사층(145b)이 마련되어 있다.

이 서브 화소(110)는 광반사층(145b)이 마련된 영역이 광반사 영역(110b)으로 되어 있고, 광반사층(145b)이 마련되지 않은 영역이 광투과 영역(110a)으로 되어 있다. 광반사층(145b)의 광반사면에는 빛을 산란하는 패턴이 형성되어 있다. 광반사층(145b)은 서브 화소(110) 사이에서 동일한 패턴이 되도록 형성되어 있다. 이렇기 때문에, 표시광이 상기의 서브 화소(110) 사이에 균일하게 형성되게 되어 있다.

백색층(150W)에 평면에서 보아 겹치는 서브 화소(110)에는 해당 서브 화 소(110)의 전면(全面)에 광반사층(145c) 또는 광반사층(145d)이 마련되어 있다. 광반사층(145d)이 마련된 서브 화소(110)를 도 7 중에 사선으로 나타내었다. 이 서브 화소(110)는 전체가 광반사 영역으로 되어 있다. 광반사층(145c)의 광반사면에는 빛을 산란하는 패턴이 형성되어 있고, 광반사층(145d)의 광반사면에는 빛을 전반사하는 패턴이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 액정 표시 장치(101)는 외광이 컬러 필터 기판(105)의 컬러 필터층(150)을 투과하여, 노멀리 화이트 모드의 액정층(106)을 투과한다. TFT 어레이 기판(104)의 서브 화소(110) 중 광투과 영역(110a)에 입사한 빛은 화소 전극(148) 및 기재(104a)를 투과하여 편광판(149)에 의해 차광된다. 광반사 영역(110b)에 입사한 빛은 광반사층(145)에 의해 반사된다.

광반사층(145d)이 마련된 영역에 입사한 빛은 전반사하고, 액정층(106), 컬러 필터층(150)을 거쳐 TFT 어레이 기판(104)의 표면(표시측)으로 사출된다. 광반사층(145b) 및 광반사층(145c)이 마련된 영역에 입사한 빛은 산란하여 출사된다. 그 결과, 전원을 오프로 한 상태에서도, 광반사층(145d)의 배치 패턴에 따른 화상이 표시되게 된다.

이 액정 표시 장치(101)를 구동할 때에는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 백라이트(3)가 점등하고 있을 때에 전면에 광반사 영역이 마련된 서브 화소(110c)가 흑색 표시가 되도록 액정층(106)의 배향을 규제하는 것이 바람직하다. 그 결과, 서브 화소(110)에 있어서 빛은 액정층(106)에 흡수되게 된다.

본 발명에 의하면, 광반사층(145c, 145d)이 서브 화소(110)의 전면에 마련되 어 있으므로, 해당 서브 화소(110)를 반사 표시용의 서브 화소로서 이용할 수 있다. 이에 의해, 서브 화소(110)에 있어서 흰색 표시 및 흑색 표시를 독립하여 설정할 수 있다. 특히, 본 실시 형태에서는 액정 표시 장치(101)를 구동할 때, 백라이트(3)가 점등하고 있을 때에 광반사층(145c, 145d)이 마련된 서브 화소(110)가 흑색 표시가 되도록 액정층(6)의 배향을 규제하므로, 표시광이 혼합하는 것을 막을 수 있다. 이에 의해, 제어계를 복잡화시키는 일 없이 표시 특성이 높은 표시가 가능하게 된다.

또한, 제2 실시 형태에서는 서브 화소(110) 중, 광반사층(145b)을 마련한 서브 화소는 광투과 영역(110a)과 광반사 영역(110b)으로 이루어지나, 광반사층(145b)을 마련하지 않고 서브 화소를 광투과 영역(110a)만으로 형성해도 된다. 이 경우, 전원 오프시의 표시는 전면에 광반사 영역이 마련된 서브 화소(110c)의 광반사층(145c)과 광반사층(145d)의 반사율 차이에 의해 실현되게 된다.

〔제3 실시예〕

다음에, 본 발명의 제3 실시 형태를 설명한다. 제1 실시 형태, 제2 실시 형태와 동양으로, 이하의 도면에서는 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해, 축척을 적절히 변경하고 있다.

도 10은 본 실시 형태에 관한 표시 장치의 표시 영역(9)에 있어서 비구동 상태를 나타내고 있다. 비구동 상태에 있어서 표시 장치의 표시 영역(9)에는 도면과 같은 모양(70)이 표시되어 눈으로 인식할 수 있다.

이 모양(70)은 제1 실시 형태의 비구동 상태로 표시되어 있는 「ABCDE」와는 다르다. 즉, 제1 실시 형태에서 표시되어 있는 모양은 흰색과 흑색의 두 값으로만 표시되어 있으나, 모양(70)은 도면과 같이 흰색과 흑색의 중간 계조(階調)도 이용하여 표시되어 있다.

그리고, 이 모양(70)을 표시하기 위해, 표시 장치는 서브 화소(210a, 210b, 210c)(실제로는 3 이상이라도 상관없음)를 이용하고 있다.

이 서브 화소(210a, 210b, 210c)는 광반사 영역의 광반사층, 보다 상세하게는 광반사 영역에 있어서 광반사층의 반사 패턴이 각각 다르다. 서브 화소(210a)에 형성된 반사 패턴(245a)은 요철이 치밀하게 형성되고, 서브 화소(210b)에 형성된 반사 패턴(245b)은 반사 패턴(245a)보다 요철이 드문드문하게 형성되어 있다. 그리고, 서브 화소(210c)에 형성된 반사 패턴(245c)은 다른 서브 화소에 비해 요철이 가장 적게 형성되어 있다.

이와 같이 반사 패턴이 다른 서브 화소를 복수 이용하는 것에 의해, 모양(70)과 같은 흰색과 흑색의 중간 계조도 용이하게 표시하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 기술 범위는 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적적히 변경을 가할 수 있다.

예를 들어, 상기 실시 형태에 있어서는 빛을 전반사하는 광반사층의 광반사율이 일정하다고 하고 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 서브 화소(110)마다 광반사율이 다르게 설계해도 상관없다. 이에 의해, 서브 화소(110) 사이에 표시광의 밝기 및 컨트라스트에 차이를 둘 수 있으므로, 표현의 폭이 한층 넓어지게 된다.

또, 상기 실시 형태에 있어서는 빛을 전반사하는 광반사층의 두께가 일정하다고 하고 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 서브 화소(110)마다 두께가 다르게 설계해도 상관없다. 이에 의해, 서브 화소(110) 사이에서 셀 갭에 차이를 둘 수 있다. 셀 갭에 차이를 두는 것에 의해, 표시광의 밝기 및 컨트라스트에 차이를 둘 수 있으므로 표현의 폭이 한층 넓어지게 된다.

또, 상기 실시 형태에 있어서는 액정층의 전영역이 이른바 노멀리 화이트 모드가 되도록 배향이 규제되어 있었으나, 이에 한정되는 일은 없다. 예를 들어 광반사층에서 전반사를 행하는 서브 화소의 영역만 노멀리 화이트 모드가 되도록 액정층의 배향을 부분적으로 규제하도록 해도 상관없다.

또, 상기 실시 형태에 있어서는 모든 서브 화소에 광반사층을 배치하는 구성으로 하였으나, 이에 한정되는 일은 없다. 예를 들어 전원을 오프로 했을 때에 특정의 패턴을 표시하는 부분에만 광반사층을 배치하고, 나머지의 부분에는 광반사층을 배치하지 않는 구성으로 해도 상관없다.

또, 제1 실시 형태 등에서, 광반사 영역에 있어서 광반사층에 대해, 요철로 이루어진 반사 패턴에 대해 설명하였으나, 광반사층에 대해서는 반사 패턴에만 한정되는 것은 아니다. 즉 본 발명은 반사되는 광량에 의해 농담(濃淡)을 실현하는 것으로, 표시 장치를 비구동 상태로 했을 때에 모양을 표시시키는 것이기 때문에, 다른 광반사층과는 요철에 의한 반사 패턴뿐만 아니라, 예를 들어 광반사층의 두께를 변경하는 것에 의해, 반사되는 광량을 변경하는 것이어도 된다.

또, 제1 실시 형태 등에서는 비구동 상태에 있어서 모양을 표시하고 있는 서 브 화소의 광반사 영역에 대해, 액정 표시 장치의 구동 상태에도 액정층(6)에 있어서 액정 분자의 배향을 바꾸도록, 화소 전극(48)을 형성하고 있으나, 이 부분의 화소 전극(48)을 마련하지 않는 등에 의해, 액정 표시 장치의 구동 상태에 있어서, 액정 분자의 배향을 바꾸지 않도록 해 두어도 된다.

또, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태에 있어서는 액정 표시 장치에 대해 설명했으나, 표시 장치로서는 액정 표시 장치에 한정되는 것이 아니라, 이른바 유기 EL, 전자 페이퍼라고 불리는 것과 같은 다른 표시 장치에도 적용할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 평면도.

도 2는 본 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 단면도.

도 3은 본 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 일부의 구성을 나타내는 평면도.

도 4는 본 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 일부의 구성을 나타내는 평면도.

도 5는 본 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 평면도.

도 6은 본 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 평면도.

도7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 단면도.

도 8은 본 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 일부의 구성을 나타내는 평면도.

도 9는 본 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 구동시의 모습을 나타내는 평면도.

도 10은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 표시 장치의 일부의 구성을 나타내는 평면도.

<부호의 설명>

1, 101ㆍㆍㆍ액정 표시 장치,

2, 102ㆍㆍㆍ액정 패널,

3, 103ㆍㆍㆍ백라이트,

4, 104ㆍㆍㆍTFT 어레이 기판,

5, 105ㆍㆍㆍ컬러 필터 기판,

6, 106ㆍㆍㆍ액정층,

9ㆍㆍㆍ표시 영역,

10, 110, 110cㆍㆍㆍ서브 화소,

10b, 110bㆍㆍㆍ광반사 영역,

10aㆍㆍㆍ광투과 영역,

45, 145ㆍㆍㆍ광반사층,

45a, 45b, 145b, 145c, 145dㆍㆍㆍ광반사층,

50, 150ㆍㆍㆍ컬러 필터층,

50R, 150Rㆍㆍㆍ적색층,

50G, 150Gㆍㆍㆍ녹색층,

50B, 150Bㆍㆍㆍ청색층,

150Wㆍㆍㆍ백색층

Claims (5)

1. 광반사층으로 이루어진 광반사 영역을 갖는 서브 화소와, 상기 서브 화소를 매트릭스 형상으로 배열하여 이루어진 표시 영역을 구비한 표시 장치로서,

   수직 방향으로의 반사율이 상이한 적어도 2 종류의 상기 광반사층을 이용하는 것에 의해, 상기 표시 장치를 비구동 상태로 했을 때에, 상기 표시 영역에 모양이 표시되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 서브 화소는 광투과 영역과 상기 광반사 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   대향 배치된 제1 기판 및 제2 기판과,

   상기 제1 기판과 상기 제2 기판으로 끼워진 액정층을 구비하고 있고,

   적어도 상기 광반사 영역은 비구동 상태에 있어서 흰색 표시로 되는 노멀리 화이트 모드(normally white mode)인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
4. 서브 화소를 매트릭스 형상으로 배열하여 이루어진 표시 영역을 구비한 표시 장치로서,

   상기 서브 화소에는 광투과 영역을 갖는 서브 화소와, 광반사층으로 이루어진 광반사 영역만으로 이루어진 서브 화소가 있고,

   상기 광반사 영역만으로 이루어진 서브 화소에, 적어도 2 종류의 다른 상기 광반사층을 이용하는 것에 의해, 상기 표시 장치를 비구동 상태로 했을 때에, 상기 표시 영역에 모양이 표시되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   대향 배치된 제1 기판 및 제2 기판과,

   상기 제1 기판과 상기 제2 기판으로 끼워진 액정층을 구비하고 있고,

   적어도 상기 광반사 영역은 비구동 상태에 있어서 흰색 표시로 되는 노멀리 화이트 모드인 것을 특징으로 하는 표시 장치.

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