KR20000022902A - 색 순도를 향상시킨 반사형 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

ECB 방식을 이용한 반사형 액정표시장치에서, 표시 밝기를 향상시킴과 동시에 특히 적색이나 녹색의 색 순도를 향상시킨 액정표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 반사형 액정표시장치는, 액정층을 사이에 두고 대향하는 투명기판의 일측 투명기판의 내면측에 투명전극 및 배향막을 일측 투명기판측에서부터 순서대로 형성함과 동시에 일측 투명기판의 외면측에 투광성 산란층과 광흡수층이 적층되어 이루어진 반사형 편광필름을 구비하고, 타측 투명기판의 내면측에 투명전극 및 배향막을 타측 투명기판측에서부터 순서대로 형성함과 동시에 타측 투명기판의 외면측에 위상차판 및 편광판을 타측 투명기판측에서부터 순서대로 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

색 순도를 향상시킨 반사형 액정표시장치 {REFLECTIVE TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE FOR IMPROVING CHROMA}

본 발명은 반사형 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 색 순도의 향상을 도모한 반사형 액정표시장치에 관한 것이다.

종래의 칼라 액정표시장치 중에 전계 제어 복굴절 (이하, ECB 라고 약기함) 이라는 방식을 이용한 것이다.

STN 형 액정표시장치는, 그 액정층이 투과광에 대해 복굴절 효과를 가져오기 때문에 배면 편광판에서 직선 편광된 백색광이 액정층을 통과하면, 파장에 의해 장축 방향이 다른 타원편광이 합성되는 파장 분산을 일으킨다. 따라서, 액정층 사이에 인가되는 전압을 서서히 바꿔 액정층의 굴절률 이방성 (△n) 과 액정의 층두께 (d) 의 곱 (△nd) 값을 변화시켜 가면 적색, 녹색, 청색이라는 빛의 파장 차이로 서로 다른 투과율 곡선을 얻을 수 있다.

그리고, 전압을 인가하지 않은 상태의 액정층의 △nd 값을 소정의 값 이하로 설정한데다, 액정셀과 앞면 편광판 사이에, △nd 값을 액정층의 △nd 와 거의 동등하게 설정한 복굴절층을 형성시켜 주면, 전압을 인가하지 않은 액정층의 복굴절 효과를 거의 상쇄시켜 입사 백색광에 가까운 색으로 되돌아갈 수 있기 때문에, 액정층 사이에 인가되는 전압을 제어하여 액정층의 △nd 값을 연속적으로 변화시켜 주면, 적색, 녹색, 청색과 표시색을 여러가지 색으로 변화시킬 수 있어 전압 제어에 의한 칼라화가 실현될 수 있다.

이 ECB 방식은 빛의 투과도를 저하시킴과 동시에 제조비용이 높아지는 결점을 갖는 칼라필터를 사용하지 않기 때문에, 화면을 밝게 하면서 저소비전력화에 공헌할 수 있음과 동시에 제조비용의 저렴화를 도모할 수 있다. 또, 이 ECB 방식은 투과형 액정표시장치에도 반사형 액정표시장치에도 적용할 수 있다.

도 3 은 ECB 방식의 반사형 액정표시장치의 일례를 나타내는 부분 단면도이다.

이 반사형 액정표시장치 (51) 는, 액정층 (52) 을 사이에 두고 대향하는 상측 및 하측의 유리기판 (53,54) 의 상측 유리기판 (53) 의 내면측에 상측 투명전극층 (55), 상측 배향막 (56) 이 상측 유리기판 (53) 측에서부터 순서대로 형성되고, 하측 유리기판 (54) 의 내면측에 하측 투명전극층 (57), 하측 배향막 (58) 이 하측 유리기판 (54) 측에서부터 순서대로 형성되어 있다.

액정층 (52) 은 상측과 하측의 배향막 (56,58) 사이에 형성되어 있다. 상측 유리기판 (53) 의 외면측에는 복굴절층으로서 기능하는 위상차판 (59) 및 상측 편광판 (60) 이 구비되고, 하측 유리기판 (54) 의 외면측에는 하측 편광판 (61) 이 구비되며, 추가로 하측 편광판 (61) 의 외면측에 반사판 (62) 은 반사막 (63) 의 요철면 (64) 이 하측 편광판 (61) 측쪽으로 부착되어 있다. 반사판 (62) 은, 예컨대 표면에 랜덤한 요철면이 형성된 폴리에스테르필름 (65) 의 요철면 위에 알루미늄이나 은 등으로 이루어진 금속반사막 (63) 을 증착 등으로 막형성함으로써 형성되어 있으며 표면에 랜덤한 요철면 (64) 을 갖고 있는 것이다.

반사형 액정표시장치는, 태양광, 조명광 등의 외부광만 이용하여 백라이트를 사용하지 않고 표시하고 있기 때문에, 소비전력을 저감시킬 수 있다는 이점을 갖고 있지만, 고휘도의 백라이트를 구비한 투과형 액정표시장치와 비교하여 밝음 표시가 약간 어두워진다는 문제가 있었다.

또, 이 ECB 방식은 액정표시장치에서 칼라필터를 사용하지 않고 액정층의 전압 변화만으로 칼라 표시를 가능하게 하는 것이지만, 특히 적색이나 녹색을 순도높고 선명하게 발색하는 것은 어렵다는 문제가 있었다.

상기 점을 감안하여 본 발명은 ECB 방식를 이용한 반사형 액정표시장치에서, 표시 밝기를 향상시킴과 동시에 특히 적색이나 녹색의 색 순도를 향상시킨 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 은 본 실시형태의 반사형 액정표시장치를 나타내는 부분 단면도.

도 2 는 본 실시형태의 반사형 액정표시장치의 축 배치를 나타낸 모식도.

도 3 은 ECB 방식의 반사형 액정표시장치의 일례를 나타내는 부분 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 반사형 액정표시장치 2 : 액정층

3 : 상측 유리기판 4 : 하측 유리기판

5 : 상측 투명전극층 6 : 상측 배향막

7 : 하측 투명전극층 8 : 하측 배향막

9 : 위상차판 10 : 상측 편광판

11 : 투광성 산란층 12 : 광흡수층

13 : 반사형 편광필름

본 발명에 따른 반사형 액정표시장치는, 액정층을 사이에 두고 대향하는 투명기판의 일측 투명기판의 내면측에 투명전극 및 배향막을 일측 투명기판측에서부터 순서대로 형성함과 동시에 일측 투명기판의 외면측에 투광성 산란층과 광흡수층이 적층되어 이루어진 반사형 편광필름을 구비하고, 타측 투명기판의 내면측에 투명전극 및 배향막을 타측 투명기판측에서부터 순서대로 형성함과 동시에 타측 투명기판의 외면측에 위상차판 및 편광판을 타측 투명기판측에서부터 순서대로 구비하는 것을 특징으로 한다.

즉, 종래의 편광판과 반사판을 대신하여 반사형 편광필름을 구비함으로써 적색이나 녹색의 색 순도를 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 반사형 액정표시장치는, 액정층이 그 두께방향으로 240 도에서 260 도 사이의 각도로 비틀어진 나선구조를 가지며, 위상차판의 굴절률 이방성 (△n₁) 과 위상차판의 판두께 (d₁) 의 곱 (△n₁d₁) 이 1000 ㎚ 에서 2000 ㎚ 사이의 값이고, 액정의 굴절률 이방성 (△n) 과 액정의 층두께 (d) 의 곱 (△nd) 이 800 ㎚ 에서 1800 ㎚ 사이의 값이며, 편광판의 흡수축이 위상차판의 지연축에 대해 이루는 각도가 빛의 입사측에서 보아 반시계방향으로 -40 도에서 -60 도 사이의 값이고 또 위상차판의 지연축이 타측 투명기판측의 배향막의 배향방향에 대해 이루는 각도가 빛의 입사측에서 보아 반시계방향으로 -65 도에서 -85 도 사이의 값이며 또한 반사형 편광필름의 흡수측이 일측 투명기판의 배향막의 배향방향에 대해 이루는 각도가 빛의 입사측에서 보아 반시계방향으로 +35 도에서 +55 도 사이의 값으로 설정되어 있음을 특징으로 한다.

본 발명의 반사형 액정표시장치에서는 단 반사형 편광필름을 사용하는 것만으로는 어느 정도의 개선효과밖에 기대할 수 없다. 편광판, 위상차판, 러빙축 등의 축 배치를 최적화시킴으로써 효과를 더 얻을 수 있다. 그래서, 본 발명자는 상기 축 배치에 대해 예의 검토한 결과, 상기와 같은 축 배치를 함으로써 표시가 더 밝아짐과 동시에 선명한 색 표시를 얻을 수 있음을 발견하였다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시형태예에만 한정된 것은 아니다.

도 1 은 본 실시형태의 반사형 액정표시장치를 나타내는 부분단면도이다.

상기 반사형 액정표시장치 (1) 는, 액정층 (2) 을 사이에 두고 대향하는 상측 및 하측의 유리기판 (3,4) 의 상측 유리기판 (3) 의 내면측에 상측 투명전극층 (5), 상측 배향막 (6) 이 상측 유리기판 (3) 측에서부터 순서대로 형성되고, 하측 유리기판 (4) 의 내면측에 하측 투명전극층 (7), 하측 배향막 (8) 이 하측 유리기판 (4) 측에서 순서대로 형성되어 있다.

액정층 (2) 은 상측과 하측의 배향막 (6,8) 사이에 형성되어 있다. 상측 유리기판 (3) 의 외면측에는 위상차판 (9) 및 상측 편광판 (10) 이 구비되고, 하측 유리기판 (4) 의 외면측에는 투광성 산란층 (11) 과 광흡수층 (12) 으로 이루어진 반사형 편광필름 (13) 이 부착되어 있다.

상기 반사형 편광필름 (13) 으로서는 예컨대 스미또모쓰리엠 주식회사 제조의 RDF-B (상품명) 을 적절하게 사용할 수 있다.

상기 RDF-B 는 투광성 산란층 (11) 으로서 폴리에스테르계 수지를 광흡수층 (12) 으로서 흑색 코팅된 아크릴계 수지를 사용하고 있다. 광흡수층 (12) 의 외측에는 폴리올레핀계 수지로 이루어진 보호 필름이 구비되어 있다. 또, 투광성 산란층 (11) 위에는 아크릴계 점착제로 이루어진 확산성 점착제층, 박리용 PET 필름이 순서대로 적층되어 구성되어 있다.

상기 RDF-B 를 사용할 때에는 박리용 PET 필름을 제거하고 확산성 점착제층 면을 대상물에 붙인다. 본 실시형태에서는 확산성 점착제층 면을 하측 유리기판 (4) 에 붙이면 된다.

상기 RDF-B 를 사용함으로써 종래의 편광판과 반사판을 사용한 경우와 비교하여 상대 반사휘도가 약 20 % 향상된다. 또, 까칠까칠함이나 시차가 적은 고품위 화면을 얻을 수 있다. 또한, 시야각이 넓어 액정셀의 박형화에도 공헌한다.

이렇게 본 실시형태에서는 종래의 편광판과 반사판을 대신하여 반사형 편광필름 (13) 을 사용함으로써 적색이나 녹색의 색 순도를 향상시킬 수 있다는 효과를 갖는다.

이어서, 본 실시형태의 반사형 액정표시장치의 축 배치의 최적조건에 대해 설명한다.

도 2 는 본 실시형태의 반사형 액정표시장치의 축 배치를 나타낸 모식도로, 액정층이 그 두께방향으로 240 도 비틀어진 나선구조를 가지고 있을 때의 일례이다. 즉, 상측 유리기판 (3) 에 형성된 상측 배향막 (6) 의 러빙축이 하측 유리기판 (4) 에 형성된 하측 배향막 (8) 의 러빙축에 대해 이루는 각도는 빛의 입사측에서 보아 반시계방향으로 240 도로 설정되어 있다. 또, 액정의 굴절률 이방성 (△n) 과 액정의 층두께 (d) 의 곱 (△nd) 은 800 ㎚ 에서 1800 ㎚ 범위에 있다.

위상차판 (9) 의 굴절률 이방성 (△n₁) 과 위상차판 (9) 의 판두께 (d₁) 의 곱 (△n₁d₁) 은 1000 ㎚ 에서 2000 ㎚ 범위에 있다. 또, 위상차판 (9) 의 지연축이 상측 배향막 (6) 의 러빙축에 대해 이루는 각도는 빛의 입사측에서 보아 반시계방향으로 -75 도로 설정되어 있다.

편광판 (10) 의 흡수축이 위상차판 (9) 의 지연축에 대해 이루는 각도는 빛의 입사측에서 보아 반시계방향으로 -50 도로 설정되어 있다.

또, 반사형 편광필름 (13) 의 흡수축이 하측 유리기판 (4) 에 형성된 하측 배향막 (8) 의 러빙축에 대해 이루는 각도는 빛의 입사측에서 보아 반대시계방향으로 +45 로 설정되어 있다.

이렇게 본 실시형태의 반사형 액정표시장치에서는, 이러한 축 배치를 함으로써 표시가 밝아짐과 동시에 선명한 색 표시를 얻을 수 있다는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시형태에 한정된 것이 아니라, 예컨대 본 실시형태의 액정의 굴절률 이방성 (△n) 과 액정의 판두께 (d) 의 곱 (△nd), 위상차판의 굴절률 이방성 (△n₁) 과 위상차판의 판두께 (d₁) 의 곱 (△n₁d₁) 혹은 편광판, 위상차판, 배향막 등의 축 배치는 본 발명의 취지를 이탈하지 않는 범위에서 여러가지 변경을 가할 수 있다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명의 반사형 액정표시장치는, 종래의 액정표시장치에서 사용된 편광판과 반사판을 대신하여 투광성 산란층과 광흡수층이 적층되어 이루어진 반사형 편광필름을 구비하고 있으며, 그럼으로써 표시 밝기를 증가시킬 수 있음과 동시에 적색이나 녹색의 색 순도를 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명의 반사형 액정표시장치에서는, 특정한 축 배치를 함으로써 화면표시가 더 밝아짐과 동시에 선명한 색 표시를 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 액정층을 사이에 두고 대향하는 투명기판의 일측 투명기판의 내면측에 투명전극 및 배향막을 상기 일측 투명기판측에서부터 순서대로 형성함과 동시에 상기 일측 투명기판의 외면측에 투광성 산란층과 광흡수층이 적층되어 이루어진 반사형 편광필름을 구비하고, 타측 투명기판의 내면측에 투명전극 및 배향막을 상기 타측 투명기판측에서부터 순서대로 형성함과 동시에 상기 타측 투명기판의 외면측에 위상차판 및 편광판을 상기 타측 투명기판측에서부터 순서대로 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 액정층이 그 두께방향으로 240 도 내지 260 도 사이의 각도로 비틀어진 나선구조를 가지며, 상기 위상차판의 굴절률 이방성 (△n₁) 과 위상차판의 판두께 (d₁) 의 곱 (△n₁d₁) 이 1000 ㎚ 내지 2000 ㎚ 사이의 값이고, 상기 액정의 굴절률 이방성 (△n) 과 액정의 층두께 (d) 의 곱 (△nd) 이 800 ㎚ 내지 1800 ㎚ 사이의 값이며, 상기 편광판의 흡수축이 상기 위상차판의 지연축에 대해 이루는 각도가 빛의 입사측에서 보아 반시계방향으로 -40 도 내지 -60 도 사이의 값이고 또한 상기 위상차판의 지연축이 상기 타측 투명기판측의 배향막의 배향방향에 대해 이루는 각도가 빛의 입사측에서 보아 반시계방향으로 -65 도 내지 -85 도 사이의 값이며 또한 상기 반사형 편광필름의 흡수측이 상기 일측 투명기판의 배향막의 배향방향에 대해 이루는 각도가 빛의 입사측에서 보아 반시계방향으로 +35 도내지 +55 도 사이의 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치