KR20010113660A

KR20010113660A - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20010113660A
Application number: KR1020017009289A
Authority: KR
Inventors: 가네코야스시; 아라이마코토
Original assignee: 마치오 나카지마; 시티즌 워치 콤파니, 리미티드
Priority date: 1999-11-24
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2001-12-28
Also published as: EP1156359A4; CN1160592C; WO2001038932A1; US6933994B1; CN1341229A; EP1156359A1

Abstract

액정 표시 장치는 위 편광판(11)과 광학 보상 소자와 이방성 산란층(10)과 산란층(9)과, 반사층(9)를 내재한 액정 소자(20)를 구비하고 있다. 그리고, 이방성 산란층의 우선 시야각의 방향을 Y축으로 하고, 그 Y축 방향과 거의 직교하는 방향을 X축으로 한 경우, 이방성 산란층에 입사한 광은, X축 방향에의 산란각도보다 Y축 방향에의 산란 각도가 넓다. 또한 이방성 산란용의 직행투과율의 각도 의존 특성은 층법선방향에 대하여 대칭이고, 또한, 층법선방향으로부터의 직행 투과율이 비스듬한 방향에서의 직행 투과율 보다 낮다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY UNIT}

종래, 반사형 액정 표시 장치는, 한쌍의 편광판과, 일방의 편광판의 외측에 배치한 반사층의 사이에, TN(트위스티드 네마틱)액정 소자나, STN(슈퍼 트위스티드 네마틱) 액정 소자를 설치한 반사형 액정 표시 장치가 주로 사용되고 왔다. 그러나, 이 방식으로는 밝기가 낮고, 또한, 반사층이 글래스 기판의 외측에 있기 때문에, 표시에 그림자가 생긴다고 하는 문제가 있다.

상기 문제의 대책으로서, 편광판 1장에 표시가 가능한 단편광판 방식의 반사형 액정 표시 장치가 제안되어 있다. 편광판이 1장이기 때문에, 종래의 편광판을 2장 사용하는 반사형 액정 표시 장치보다, 밝기를 개선할 수 있다.

또 단편광판 방식 액정 표시 장치에서는, 반사층을 액정 표시 소자 내부에 형성하는 것으로, 표시의 그림자 문제도 해결할 수 있다.

이 단편광판 방식 액정 표시 장치는, l장의 편광판과, 1장의 위상차 판과, 반사층을 내재한 액정 소자로 구성되며, 예를 들면 특개평4-97121호 공보에 개시되어 있다. 또 위상차판 대신에, 액정층이 비틀린 방향과 역방향으로 비틀어진 구조를 가진 보상층을 사용한 단편광판 방식 액정 표시 장치도 개시되어 있고, 예를 들면 특개평10-123505호 공보에 개시되어 있다.

그러나, 전술한 반사층을 내재하여, 1장의 편광판으로 이루어지는 단편광판 방식의 액정 표시 장치에서는, 반사층이 거울면이면, 빛이 입사한 정반사 방향 이외에는 빛이 나오지 않기 때문에, 어두운 표시가 된다. 이에, 정반사 방향 이외에서도 밝은 표시를 얻기 위하여, 반사 전극에 요철을 형성하는 방법이 사용되었지만, 제조법이 어렵다고 하는 문제가 있다.

또한, 보다 간단한 구성으로서, 밝은 표시를 얻기 위하여, 거울면 반사판을 사용하고, 편광판의 바깥쪽에, 후방 산란이 적고, 전방 산란이 큰 산란층을 설치한 액정 표시 장치가 개발되어, 예를 들면, 특개평8―201802호 공보에 개시되어 있다.

그러나, 이 산란층을 설치한 액정 표시 장치에서는, 밝기를 개선하기 위하여 산란층의 산란도를 높이면 문자가 흐릿해지므로, 산란도를 너무 높일 수 없어, 보다 밝은 표시가 요망되어 왔다.

그래서, 보다 밝은 표시를 얻기 위하여, 거울면 반사판을 사용하고, 편광판의 외측이나, 액정 소자와 편광판 사이에, 복수의 산란층을 마련하고, 이 산란층 중에, 적어도 1장은, 산란 각도 의존성이 층법선방향에 대하여 비대칭인 것을 사용한 액정 표시 장치가 개발되어, 예를 들면, 특개평l1-l192l5호 공보에 개시되어 있다.

이 액정 표시 장치에서는, 광산란 각도 의존성이 층법선 방향에 대하여 비대칭인 산란층을 사용하고, 눈으로 인식하는 방향의 산란도를 낮추고, 입사 방향의 산란 도를 높임으로써, 문자 흐려짐이 비교적 적은 상태에서도 밝은 표시가 얻어진다. 그러나, 입사 방향의 산란도가 높기 때문에, 입사광의 후방 산란이 커지고, 대조가 저하되었다. 또한, 입사광에 대한 산란성의 각도 의존성이 크기 때문에, 밝기도 급격하게 변화하여, 시야 각 의존성이 그다지 좋지 않았다.

본 발명의 목적은, 앞에서 기술한 종래 기술의 과제를 해결하고, 비교적 간단한 구성으로, 밝고, 문자 흐려짐이 적은 표시가, 넓은 시야각 범위에 얻어지는 단편광판 방식의 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

발명의 요약

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명 액정 표시 장치는, 반사층과 제 l 전극을 가지는 제1 기판과 제2 전극을 가지는 제2 기판과 상기 제1과 제2 기판 사이에 협지된 트위스트 배향된 네마틱 액정을 가지는 액정 소자를 구비하고, 반사판으로부터 시인자(視認者)측에 마련된 입사각에 따라 직행 투과율이 다른 이방성 산란층을 가지며, 상기 이방성 산란층의 우선 시야각의 방향을 Y축으로 하여, 상기 Y축 방향과 거의 직교하는 방향을 X축으로 한 경우, 상기 이방성 산란층에 입사한 빛의 산란 각도는, X축 방향에 대한 산란 각도보다 Y축 방향에 대한 산란 각도가 넓은 것을 특징으로 한다.

또 이방성 산란층의 직행 투과율의 각도 의존성은 층법선방향에 대하여 대칭이고, 또한, 층법선 방향에서의 직행 투과율이 경사 방향에서의 직행 투과율 보다 낮은 것을 특징으로 한다.

그리고, 이방성 산란층에 추가하여, 산란층을 설치한 것을 특징으로 한다. 또한 네마틱 액정은, 트위스트각이 l80°∼260°로 배향하고 있는 것을 특징으로 한다.

또 이방성 산란층의 우선 시야각의 방향을 Y축으로 하고, 상기 Y축 방향과거의 직교하는 방향을 X축으로 한 경우, 직행 투과율의 X축 방향과 Y축 방향에 있어서 입사각 의존성은 이방성 산란층의 층법선방향에 대하여 대칭이고, 이방성 산란층의 층법선방향에서의 직행 투과율이 경사 방향에서의 직행 투과율 보다 낮고, 또한, 경사 방향의 직행 투과율이 X축 방향과 Y축 방향으로 다른 것을 특징으로 한다.

그리고, 이방성 산란층은, X축 방향으로 비스듬히 기운 때의 직행 투과비율이 Y축 방향으로 비스듬히 기운 때의 직행 투과율 보다 높은 것을 특징으로 한다.

또 이방성 산란층의 우선 시야각의 방향을 Y축으로 하고, 그 Y축 방향과 거의 직교하는 방향을 X축으로 한 경우, 직행 투과율의 Y축 방향에서의 입사각 의존성은 이방성 산란층의 층법선방향에 대하여 대칭이고, 이방성 산란층의 층법선방향에서의 직행 투과율이 경사 방향에서의 직행 투과율보다 낮으며, 또한, 상기 이방성 산란층의 직행 투과율의 X축 방향에 있어서 입사각 의존성은 이방성 산란층의 법선방향에 대하여 비대칭임을 특징으로 한다.

상기 액정 표시 장치에 있어서, 반사층을 반투과 반사층으로 하고, 상기 제 l 기판의 외측에 적어도 1장의 광학 보상 소자와 아래 편광판을 설치하고, 또한 상기 아래 편광판의 외측에 백라이트를 설치한 것을 특징으로 한다.

또한 제1 기판 또는 제2 기판 중 어느 일방에 복수색을 가진 컬러 필터를 설치한 것을 특징으로 한다.

또 광학 보상 소자로서, 위상차판 또는 비틀린 위상차판, 혹은 위상차판과 비틀린 위상차판의 양방을 사용하는 것을 특징으로 한다.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 위 편광판, 광학 보상 소자, 이방성 산란층, 반사층을 내재한 액정 소자 등으로 구성된 단편광판 방식의 액정 표시 장치에 있어서, 이방성 산란층헤입사 했 빛의 산란 각도에 관하여,시야각 방향(Y축 방향)에의 산란 각도가 우선 시야각 방향과 직교하는 방향(X축 방향)에의 산란 각도 보다 넓은 이방성 산란층을 사용하였다.

또 이방성 산란층의 직행 투과율의 각도 의존 특성은 층법선방향에 대하여 X축 방향에 있어서 대칭, 또는 비대칭으로 하고, 또한 층법선방향에서의 직행 투과율이 경사 방향에서의 직행 투과율 보다 낮게 하였다.

그러기 위하여, 외광을 사용하여, 밝고 콘트라스트가 높은, 시야각 성능이 양호한 표시를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 상기 반사층을 반투과 반사층으로 하여, 백 라이트를 설치함으로써 외광에 의한 반사 표시와, 백 라이트 조명에 의한 투과 표시가 가능하게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 액정 소자에 컬러 필터를 설치함으로써 컬러 표시를 할 수 있다.

본 발명은 액정 표시 장치의 구성에 관한 것으로, 특히 액정 표시 소자 내부의 반사판과 1장의 편광판으로 구성하고, 밝은 흑백 표시나 컬러 표시를 실현하는 단편광판 방식의 반사형 액정 표시 장치에 관한 것이다.

도l은, 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도2는, 이방성 산란층의 입사각 의존 특성을 나타내는 그래프이다.

도3은, 이방성 산란층의 입사각 의존 특성을 나타내는 그래프이다.

도4A,4B는, 이방성 산란층의 직행 반사율을 설명하기 위한 도면이다.

도5는, 이방성 산란층의 입사각 의존 특성을 나타내는 그래프이다.

도6은, 이방성 산란층의 입사각 의존 특성을 나타내는 그래프이다.

도7은, 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도8은, 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 화소부를 확대한 평면도이다.

도9는, 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 구성 요소의 배치 관계를 나타내는 평면도이다.

도10은, 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 구성 요소의 배치 관계를 나타내는 평면도이다.

도l1은, 본 발명 액정 표시 장치로 사용한 이방성 산란층의 산란 특성을 나타내는 도면이다.

도12는, 통상의 산란층의 산란 특성을 나타내는 도면이다.

도13은, 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 구성 요소의 배치 관계를 도시한 평면도이다.

도14는, 본 발명 액정 표시 장치로 사용한 이방성 산란층의 산란 특성을 나타내는 도면이다.

도15는, 본 발명 액정 표시 장치로 사용한 이방성 산란층의 산란 특성을 나타내는 도면이다.

도(16)은, 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 단면도이다

도l7은, 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 단면도이다

도18은, 본 발명 액정 표시 장치의 화소부를 확대한 평면도이다.

도19는, 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 구성 요소의 배치 관계를 나타내는 평면도이다.

도20은, 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 구성 요소의 배치 관계를 나타내는 평면도이다.

도21은, 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 단면도이다

도22는, 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 단면도이다

도23은, 본 발명 액정 표시 장치의 화소부를 확대한 평면도이다.

도24는, 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 단면도이다

이하, 도면을 사용하여 본 발명을 실시하기 위한 가장 바람직한 액정 표시 장치의 구성으로 작용을 설명한다. 도l은 본 발명에 사용하는 액정표시 장치의 구성 요소를 설명하기 위한 단면도이다.

본 발명 액정 표시 장치는, 도1에 도시하는 바와 같이, 액정 소자(20)과, 액정 소자(20)의 상측, 즉 반사판으로부터 시인자측에 설치한 이방성 산란층(10)과, 광학 보상 소자로서 위상차판(13)과, 상편광판(11)에 의해 구성된다.본 발명 액정표시 장치는, 이방성 산란층의 우선시야각의 방향을 Y축으로 하고, Y축과 거의 직교하는 방향을 X축으로 한 경우, 이방성 산란층에 입사 한 빛은 X축 방향에의 산란 각도보다 Y축 방향에의 산란 각도가 큰 이방성 산란층을 사용하고 있다. 층법선방향 즉 경사각 0°의 직행 투과율이 비스듬한 방향에서의 직행 투과율보다 낮은 이방성 산란층(10)을 사용하고 있는 것이 특징이다.

액정 소자(20)는, 제1 기판(1)과 제2 기판(2), 제1 전극(3)과 제2 전극(4), 봉합재(5), 네마틱 액정(6), 반사층(7)을 가지고 있다.

도2, 도3은 본 발명에 사용하는 이방성 산란층의 입사각 의존 특성을 나타낸 그래프이다. 도2는, 이방성 산란층의 우선 시야각의 방향을 Y축으로 한 경우, Y축과 직교하는 방향의 X축 방향에서의 직행 투과율의 입사각 의존특성을 나타낸 그래프이고, 도3은, 이방성 산란층의 Y축 방향에서의 직행 투과율의 입사각 의존 특성을 나타낸 그래프이다. 도2, 도3에 있어서, 횡축은 층법선방향을 0°로 정의한 경우의 층법선방향에 대한 입사 광선의 경사 각도이고, 종축은 직행 투과율을 나타내고 있다.

도4A, 4B는 이방성 산란층의 직행 투과율을 설명하기 위한 도면이다. 도4A는 X축 방향에서의 이방성 산란층의 단면을 가리키고 있다. 점선으로 나타내는 층법선에 대하여 경사각θx에 이방성 산란층(10)에 입사된 광Lix는, 입사시 약하게 후방 산란광 fx, gx를 내지만, 대부분의 입사 광선은 그대로 직행한다. 이방성 산란층(10)을 나올 때 도면에 도시하는 바와 같이, ax, bx, cx, dx, ex의 방향으로 전방 산란한다. Lix의 입사 광경에 대하여, 직진광의 cx 방향의 광분량의 비율이직행 투과율이다. 층법선방향에서의 직행 투과율이란, 경사각θx가 0°인 때의 cx의 광량비이고, 경사 방향에서의 직행 투과율이란, 경사각이 0°가 아닌 때의 cx의 광량비가 된다.

도4B는 Y축 방향에서의 이방성 산란층의 단면을 가리키고 있다. X축 방향에서의 단면과 같이, 점선으로 나타내는 층법선에 대하여 경사각 θy에 이방성 산란층(10)에 입사한 광Liy는 입사시 약하게 후방 산란광 fy, gy를 내지만, 대부분의 입사 광선은 그대로 직행한다. 이방성 산란층(10)을 나올 때 도에 도시하는 바와 같이, ay, by, cy, dy, ey의 방향으로 전방 산란한다. Y축 방향이어도, X축 방향에서 고찰하였던 바와 같이, Lix의 입사광량에 대하여,직진광의 cy 방향의 광량의 비율이 직행 투과율이 된다. 또한 법선방향에서의 직행 투과율도 마찬가지로, 경사각θy가 0°인 때의 cy의 광량비이고, 경사 방향에서의 직행 투과율이란, 경사각이 0°가 아닌 때의 cy의 광양비가 된다.

도2, 도3에 있어서, 곡선(30)은, 통상의 산란층의 특성, 곡선(31)은 본 발명에 사용한 이방성 산란층의 특성이고, 점선으로 그려진 곡선(32)는 본 발명의 다른 실시 형태에서 사용한 이방성 산란층의 특성을 각각 나타낸다. 곡선(33)은, 특개평11-119215호 공보에 기재된 이방성 산란층의 특성이고, X축 방향에서의 직행 투과율의 입사각 의존 특성이 층법선방향에 대하여 비대칭이다. 또한, Y축 방향에서의 직행 투과율의 입사각 의존 특성은 층법선방향에 대하여 대칭이지만, 층법선방향의 투과율이, 경사 방향의 투과율보다 높아져 있는 점이 본 발명에 사용한 이방성 산란층과 다르다.

곡선(30)에 나타낸 통상의 산란층의 경우, 도2, 도3에 나타내는 바와 같이, X축 방향과 Y축 방향의 직행 투과율의 입사각 의존 특성은 거의 같다. 또한,산란층의 층법선방향에 대하여 대칭이고, 산란층의 층법선방향에서의 직행 투과율은 비스듬한 방향에서의 직행 투과율 보다 높다. 아직,경사각이 변화해도 X축 방향의 직행 투과율과,Y축 방향의 직행 투과율의 값은 동일하고, 따라서, 산란 성능은 일정하다.

곡선(3l)로 나타낸 본 발명에 사용한 이방성 산란층의 경우, X축 방향과 Y축 방향의 직행 투과율의 입사각 의존 특성은, 이방성 산란층의 층법선방향에 대하여 대칭이고, 산란층의 층법선방향에서의 직행 투과율은 비스듬한 방향에서의 직행 투과율 보다 낮다. 그리고, 비스듬한 방향의 직행 투과율은 X축 방향과 Y축 방향에서 상이하다. 이 경우 도2와 도3에 도시하는 바와 같이, X축 방향의 비스듬한 방향에서의 직행 투과율의 최대치가 30%가 되어, Y축 방향의 직행 투과율의 최대치24% 보다 커져 있다.

곡선(32)로 나타낸 본 발명의 다른 실시 형태에서 사용한 이방성 산란층의 경우, Y축 방향의 직행 투과율의 입사각 의존 특성은, 이방성 산란층의 층법선방향에 대하여 대칭이다. 그러나, X축 방향의 직행 투과율의 입사각 의존 특성은, 이방성 산란층의 층법선방향에 대하여 비대칭이다. 그리고, Y축 방향에서의 산란층의 층법선방향에서의 직행 투과율은 비스듬한 방향에서의 직행 투과율 보다 낮다. 또한 도2, 도3에 도시하는 바와 같이, X축 방향의 비스듬한 방향에서의 직행 투과율의 최대치가 27%가 되어, Y축 방향에서의 직행 투과율의 최대치의 20% 보다 커져있다.

산란층은, 적분구를 사용하여 측정하는 전 광선 투과율 중, l0∼20%가 입사 방향과 평행인 방향으로 투과하고, 나머지는 산란광이 된다. 앞서 설명한 바와 같이, 입사 방향과 평행인 방향으로 투과하는 광분량의 비율을 직행 투과율이라 정의한다. 산란 성능은, 헤이즈값이라 불리고,

헤이즈값 = 100×(산란광 투과율)/(전광선 투과율)

(산란광 투과율) = (전광선 투과율)-(직행 투과율)

로 정의된다. 곡선(30)에 나타낸 종래의 산란층의 전광선 투과율은 약 90%로높고, 산란광 투과율은 약70%이므로, 헤이즈값은 약80이다.

한편, 곡선(31,32)에 도시한 이방성 산란층의 경우, 전광선 투과율은 약90%이고, 층법선방향의 직행 투과율은 약l2%로 낮으며, 헤이즈값은 약87로 산란 성능은 높다. 그러나, 층법선방향에서 50°기운 방향에서의 입사광에 대한 직행 투과율은 약20%로 높아지고, 헤이즈값 약78로 되어, 산란 성능이 낮아진다.

도5, 도6은 본 발명 다른 실시 형태로 사용하는 이방성 산란층의 입사각 의존 특성을 나타낸 그래프이다. 도5는, 이방성 산란층의 X축 방향에서의 직행 투과율의 입사각 의존 특성을 나타낸 그래프이고, 도6은, 이방성 산란층의 Y축 방향에서의 직행 투과율의 입사각 의존 특성을 측정한 그래프이다. 도5, 도6에 있어서, 곡선(30)은 도2, 3에 나타낸 통상의 산란층의 입사각 의존 특성이고, 곡선(33)은 도2, 3에 나타낸 특개평11-1192(16)호 공보에 기재되고, 법선방향에 대하여 비대칭인 특성을 나타내는 산란층의 입사각 의존 특성을 나타낸 곡선이다.

곡선(34, 35)에 대해서 설명한다. 곡선(34)와 곡선(35)로 나타낸 본 발명에 사용한 이방성 산란층의 경우, X축 방향과 Y축 방향의 직행투과율의 입사각 의존 특성은, 이방성 산란층의 층법선방향에 대하여 대칭이고, 산란층의 층법선방향에서의 직행 투과율은 비스듬한 방향에서의 직행 투과율 보다 낮다.또 도면에서 알 수 있는 바와 같이, X축 방향의 직행 투과율의 값과 Y방향의 직행 투과율의 입사각 의존 특성은 같다.

점선으로 그려진 곡선(35)의 쪽이 곡선(34)보다 직행 투과율이 낮고, 산란성이 높은 이방성 산란층이다.

다음으로, 본 발명 액정 표시 장치의 실시예에 대해서 기재한다.

(실시예l)

도7은 실시예1의 액정 표시 장치의 구성을 나타낸다. 도7에 나타내는 바와 같이, 액정 표시 장치는 액정 소자(20), 액정 소자(20)의 상측, 즉 반사판으로부터 시인자측에 만든 이방성 산란층(l0), 비틀린 위상판(12), 제1 위상 차판(13), 제2 위상차판(14), 및 위 편광판(l1)을 가진다. 본 실시예에서는 광학 보상 소자로서, 비틀린 위상판(l2), 제1 위상차판(13), 제2 위상차판(14)의 3장의 위상차판을 사용하고 있는 위 편광판(11), 제2 위상차 판(14), 제1 위상차 판(13), 비틀린 위상차 판(12), 및 이방성 산란층(10)은 아크릴계 점착 제로 일체화되어 있고, 액정 소자(20)과 이방성 산란층(10)도 아크릴계 수지를 사용하여 붙어 있다.

액정 소자(20)는, 알루미늄으로 이루어지는 두께 0.lμm의 반사층(7), 아크릴계 재료로 이루어지는 두께 2μm의 보호막(8), 및 투명 전극 재료인 ITO로 이루어지는 제1 전극(3)이 형성되어 있는 두께 0.5mm의 유리판인 제1 기판(1)과, ITO로 이루어지는 제2 전극(4)이 형성되어 있는 두께0.5mm의 유리판으로 이루어지는 제2 기판(2)과, 제l 기판(1)과 제2 기판(2)를 맞붙이는 봉합재(5)와, 제1 기판(l)과 제2 기판(2)에 협지되어 있는 왼쪽으로 240°트위스트배향의 네마틱 액정(6)을 가진다.

ITO로 이루어지는 제l 전극(3)과 제2 전극(4)의 투과율은, 밝기의 관점에서 중요하다. ITO의 시트 저항치가 낮을수록 막 두께가 두꺼워지고, 투과율이 낮아진다. 본 실시예에서는, 제2 전극(4)에 데이타 신호를 인가하였기 때문에 크로스토크의 영향이 적다. 본 실시예에서는 시트 저항치가 100오옴이고 두께 0.05μm인 ITO를 사용하였다. 평균 투과율은 약92%이었다.

제1 전극(3)에 주사신호를 인가하였으므로, 크로스토크를 저하시키기 위하여 시트 저항치l00오옴이고, 두께0.3μm인 ITO를 사용하였다. 평균 투과율은 약89%로 낮지만, 본 실시예와 같이 적어도 일방의 기판에, 투과율이 90% 이상의 투명 전극을 사용함으로써 밝기를 개선하였다.

도8은 액정 표시 장치의 화소부를 확대한 구성 평면도이다. 제l의 전극(3)과 제2 전극(4)의 교차한 부분이 화소가 된다. 또한, 7은 반사층이다.

반사층(7)로서, 알루미늄 박막이 스패터법으로 형성되고, 또한 표면을 보호하기 위하여 두께0.03μm의 SiO₂가 마찬가지로 스패터법으로 형성된다. 도8에 도시하는 바와 같이, 반사층(7)은 화소 주변에 직사각형의 형상으로 형성된다. 특히 사전처리를 하지 않았으므로, 형성된 반사층(7)은 거울면이 되어 있다.

위 편광판(11)은 가능한 한 밝고, 또한, 편광도가 높은 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 투과율45%로 편광도99.9%의 재료를 사용하였다. 위 편광판(11)의 표면에는 반사율이 0.5% 정도의 무반사층이 설치된다. 이 무반사층은 굴절율이 다른 무기 박막을 진공 낙착법이나 스패터법으로 여러층 코팅하여 형성된다. 이것에 의하여 위편광판(11)의 표면 반사가 저하되고, 투과율이 개선되어 밝아졌다. 또 흑 레벨이 저하되므로 콘트라스트도 개선되었다.

비틀린 위상차 판(12)는, 비틀린 구조를 가진 액정성 고분자 중합체를, 트리아세틸셀룰로스(TAC)필름이나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름으로 배향 처리하고 나서 도포하고, 150°정도의 고온에서 액정 상태로 하고, 트위스트각을 조정한 후, 실온까지 급랭하여, 그 비틀린 상태를 고정화 한 필름이다. 또는, 배향용 필름에 배향처리를 실시하고, 액정성 고분자 중합체를 도포하고, 비틀린 상태를 고정 후, 따로 준비한 TAC 필름에 액정성 고분자 중합체를 배향용 필름으로부터 전사하여 형성한 필름이다. 본 실시예에서는, 트위스트각 Tc=-240°로, 복굴절성을 나타내는 △nd치Rc = 0.80μm의 오른쪽으로 도는 위상차 판(12)이 사용된다.

제1 위상차 판(13)은, 폴리카보네이트(PC)를 연신한 두께 약70μm의 투명 필름에, 파장이 0.55μm이고 위상차값 F1=0.14μm이며, 1/4파장 상당이다. 제2 위상차 판(14)도 PC를 연신한 두께 약70μm의 투명 필름에, 파장이 0.55μm에 위상차 값 F2=0.28μm으로 하여, 1/ 2파장 상당으로 설정하였다.

본 실시예에 있어서 사용되는 이방성 산란층(10)은, 도2, 도3의 곡선(31)으로 나타내는 특성을 가지고 있다.

도2에 나타내는 바와 같이, 곡선(31)에 의하면, X축 방향의 직행 투과율의 입사각 의존 특성은 층법선방향에 대하여 대칭이다. 그리고, 법선방향으로는 직행 투과율이 16%로 낮고, 산란도를 나타내는 헤이즈값은 약82로 높다. 그러나, 층법선방향에서 X축 방향의 경사각이 커지면, 즉 비스듬한 방향에서 입사하면, 직행 투과율의 최대치가 대칭으로 약30%까지 상승하고, 헤이즈값이 약67까지 떨어진다.

도3에 나타내는 바와 같이, 곡선(31)에 의하면, Y축 방향의 직행 투과율의 입사각 의존 특성은 법선방향에 대하여 대칭이다. 그리고, 법선방향으로는 직행 투과율이 l6%로 낮고, 산란도를 나타내는 헤이즈값은 약82로 높다. 그러나, 층법선방향에서 X축 방향의 경사각이 커지면 직행 투과율의 최대치가 대칭으로 약24%까지 상승하고, 헤이즈값이 약73까지 떨어진다.

도2, 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 곡선(31)의 특성의 경우, X축 방향과 Y축 방향의 입사각 의존 특성은 모두 층법선방향에 대하여 대칭이고, 또한 법선방향에서의 직행 투과율이 비스듬한 방향에서의 직행 투과율 보다 낮다. 한편, X축 방향으로 비스듬히 기울인 때의 직행 투과율이, Y축 방향으로 비스듬히 기울인 때의 직행 투과율 보다 높아져 있다. 즉 X축 방향과 Y축 방향과에 직행 투과율의 최대치가 상이하다.

다음으로, 액정 표시 장치의 각 구성 요소의 배치 관계를 도9와 도10을 사용하여 설명한다. 도9와 도10은 액정 표시 장치를 상측, 즉, 시인자측으로부터 본 도이다. 수평축H를 기준으로 하고, 반시계방향을 정의 회전 방향으로 정의한다. 도7에 있어서, 제1 전극(3)과 제2 전극(4)의 표면에는 배향막(미도시)이 형성된다. 도9에 도시하는 바와 같이, 제1 기판1은, 수평축H에 대하여, 우상방 30°방향으로 러빙 처리되어, 아래 액정 분자 배향 방향(6a)는 +30°가 된다. 제2 기판(2)는 우하방 30°방향으로 러빙 처리되어 위 액정 분자 배향방향(6b)는 -30°가 된다. 점도 20cp의 네마틱 액정에, 카이랄재라고 불리는 선회성 물질을 첨가하고, 비틀린 피치(P)를 11μm로 조정함으로써 왼쪽으로 240°트위스트의 STN모드의 액정 소자(20)를 형성하였다.

사용하는 네마틱액정(6)의 복굴절 차△n는 0.15이고, 제1 기판(l)과 제2 기판(2)의 틈인 셀 갭(d)은 5.6μm로 하였다. 따라서 네마틱 액정(6)의 복굴절 차△n과 셀 갭d의 적인 액정 소자(20)의 복굴절 양 △nd치는 0.84μm이었다.

도10에 나타내는 바와 같이, 위 편광판(11)의 투과축(11a)은, 수평축H을 기준으로 하여 +45°에 배치되어 있다. 비틀린 위상판(12)의 아래 분자 배향

(l2a)는, 수평축H를 기준으로 +60°에 배치되고, 위 분자 배향(12b)는 -60°에 배치되며, 우회전 트위스트각 Tc=240°가 된다. 그리고, 복굴절성의 차 △R=Rs-Rc=0.04μm이고, 비틀린 위상차 판(l2)의 복굴절성과, 액정 소자(20)의 복굴절성을 거의 동등하게 하였다.

제1 위상차 판의 지상축(遲相軸)(13a)은 수평축H를 기준으로-30°로 배치하고, 제2 위상차 판의 지상축(14a)은 수평축H를 기준으로 +30°로 배치하였다. 또 이방성 산란층(10)의 X축(10x)를 우선 시야각 방향(15)와 직행하는 수평축H와 평행으로 배치하였다.

다음으로, 본 실시예의 액정 표시 장치의 동작에 대해서 설명한다. 비틀린 위상판(12)의 트위스트각(Tc)과 △nd값 Rc를, 액정 소자(20)의 트위스트각(Ts)과 △nd값 (Rs)은 거의 동등하게 한다. 또한, 비틀어지고, 위상차 판(12)을 도10에 도시한 바와 같이 액정 분자에 대하여 직교한 방향으로 배치함으로써 액정 소자(20)에서 발생하는 복굴절성은 비틀린 위상차 판(12)에 의하여 완전히 보상되고, 복굴절성은 발생하지 않는다.

위상차값 F1이 1/4파장 상당의 0.14μm인 제l 위상차 판(13)과, 위상차값 F2가 1/ 2파장 상당의 0.28μm인 제2 위상차 판(14)를, 교차각이 60°가 되도록 포개었다. 파장 0.55μm에 있어서 2장 합계 위상차값은 0.14μm가 되고, 파장 0.4μm 부근의 단파장에서는 0.14μm 보다 작고, 파장07μm부근의 장파장에서는 0.14μm 보다 커졌다. 또 2장 합계의 실질적인 지상축은 수평축 방향이 된다.

즉, 2장의 위상차 판을 사용함으로써, 단파장의 위상차값이 장파장의 위상 차값보다 작은, 이른바 광대역 l/4 파장판을 형성하는 것이 가능하게 된다. 즉, 위상차값 F를 파장λ으로 나눈 F/λ치는, 모든 가시광 영역에 걸쳐 거의 1/4로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 위에서 순서대로, 편광판, 광대역l/4 파장판, 반사판의 구성으로, 편광판으로부터 입사한 직선 편광은, 1/4파장판으로 원편광이 되어, 반사판으로 반사하고, 다시 한번 1/4 파장판을 투과하여, 편광방향이 90°회전한 직선편광으로고 돌아가, 편광판으로 흡수되어, 완전한 흑표시가 된다.

도7에 있어서, 위편광판(11)으로부터 들어 간 직선편광은, 제2 위상차 판(14)과 제1 위상차 판(13)을 투과하는 것으로, 가시광 영역의 모든 파장이 원편광이 된다. 비틀린 위상차 판(12)과 액정 소자(20)는 완전히 보상된 것이고, 편광상태는 변화하지 않는다. 이방성 산란층(10)은 위상차값을 대부분 가지지 않아 편광상태를 변화시킬 수 없는 재료를 사용하였기 때문에, 원편광 그대로 반사층(7)에 도달한다.

반사층(7)으로 반사한 원편광은 회전 방향이 역회전이 되고, 액정 소자(20)와 비틀린 위상차 판(l2)를 투과하여도 변화하지 않는다. 그러나, 제1 위상차 판(l3)과 제2 위상차 판(14)를 투과하는 것으로, 편광방향이 90°회전한 직선편광으로 돌아오고, 위 편광판(11)에 흡수되어, 완전한 흑표시가 얻어진다.

더욱이, 이방성 산란층(10)은 위상차값을 대부분 가지지 않아 편광상태를 변화시키기 어려운 재료를 사용하였기 때문에, 제2 기판(2)으로부터 위 편광판(11)의 사이, 혹은 위 편광판(11)의 표면 어디에 배치하여도 괜찮다. 그러나,표시 흐려짐를 줄이기 위하여, 가능한 한 제2 기판(2) 가까이가 바람직하다. 또 제2 기판(2)의 두께도, 가능한 한 얇은 편이 표시 흐려짐이 줄어 바람직하다. 그 때문에, 본 실시예에서는 두께0.5mm로 하였다. 또 제2 기판을 0.4mm로 얇게 하고, 제1 기판을 0.5mm으로 하며, 제2 기판을 제1 기판 보다 얇게 하는 것도 가능하다.

다음으로, 제1 전극(3)과 제2 전극(4)의 사이에 전압을 인가하면, 네마틱 액정(6)이 세워져, 액정 소자(20)의 실질적인 △nd치가 감소한다. 그 때문에, 위편광판(11)으로부터 입사한 직선편광은, 제2 위상차 판(l4)와 제1 위상차 판(13)을 통과함으로써 원편광이 되나, 비틀린 위상차 판(l2)와 액정 소자(20)을 투과함으로써, 타원편광이나 직선편광으로 되돌아간다.

이 전압인가에 의하여 액정 소자(20)에 발생하는 복굴절성을 거의 1/4 파장 상당으로 하면, 위 편광판(11)으로부터 입사한 직선편광은, 회전하지 않고 그대로 되돌아가기 때문에, 밝고 양호한 백표시를 얻을 수 있었다. 이와 같이 비틀린 위상차 판(12)와 제1 위상차 판(13)과 제2 위상차 판(14)를 사용함으로써, 양호한 대조가 얻어졌다.

도11에, 본 발명 실시예 1에 사용한 이방성 산란층(10)의 산란 특성을 나타낸다. 경사각 0°라고 한 사선부는, 이방성 산란층의 층법선방향에서 이방성 산란층(10)으로 입사한 광의 투과광 상태를 나타내고, 상하 좌우의 사선부는,입사광을 각 방위에 있어서, 층법선방향으로 40°기울인 때의 투과광 상태를 나타낸다. 크기는 산란 면적을 나타내고, 사선의 짙은 광 강도를 나타내고 있다. 즉 도4A의 전방 산란광 ax, bx, cx, dx, ex, 도4B의 전방 산란광ay, by, cy, dy, ey의 분포 상태를 나타내고 있다. 예를 들면 시계 12시 위치의 사선부는 도4A의 θx가 0°, 도4B의 θy가 40°인 때의 ax∼ex, ay∼ey의 광량의 분포를 나타내고 있다.

본 실시예의 이방성 산란층(10)은, 도11의 중앙에 나타낸 사선부와 같이, 층법선방향에서의 입사광을 럭비볼형으로 산란하는 특성을 가지고 있다. 즉, 입사광을 우선 시야각 방향인 Y축 방향으로 산란하고, X축 방향에는 별로 산란하지 않는 특성을 나타낸다. 따라서 X축 방향에의 산란각 보다 Y축 방향에의 산란 각도가 넓어져 있다. 상하 좌우의 비스듬한 방향에서의 입사광의 투과상태도 동일하고, Y축 방향으로 보다 많이 산란하고, X축 방향으로는 그다지 산란하지 않는다. 이것은, 도2, 3에 나타내었던 바와 같이, 본 실시예에 사용한 이방성 산란층의특성(곡선31)이 X축 방향으로 비스듬히 기운 때의 직행 투과율이, Y축 방향으로 비스듬히 기운 때의 직행 투과율 보다 높기 때문이다. 그 때문에, 층법선 방향에의 반사율이, 종래의 산란층에 비하여 2배 이상의 반사율이 되고, 밝은 표시가 얻어진다.

이와 같이 이방성 산란층에 입사한 광이, X축 방향에의 산란 각도 보다 Y축 방향에의 산란 각도가 넓어지는 부분이 생기는 이방성 산란층(10)을 만듦으로써, 주위에서의 입사광을 눈으로 인식하는 방향인 층법선방향이나 시계의 6시 방향으로 집광하여 산란 반사할 수 있으므로, 밝고 콘트라스트가 높은 표시를 얻을 수 있다.

이에, 일반적으로 사용되고 있는 통상의 산란층에 대해서, 비교를 위해서 산란 특성을 설명한다. 도l2는 일반적으로 사용되고 있는 통상의 산란층의 산란 특성을 나타낸 도면이다. 통상의 산란층에서의 직행 투과율은 도2, 도3의 곡선(30)으로 나타내고 있다. 통상의 산란층은 도l2의 사선부에 나타내는 바와 같이, 입사광이 층법선방향에서, 즉 경사각θx, θy가 모두 0°일 경우에도, 비스듬한 방향에서, 예를 들면 경사각θx, θy의 어느 한 쪽이 40°인 경우에도, 거의 원형으로 산란하는 특성을 지속되고 있다. 따라서 어떠한 각도의 경사각이라도 X축 방향에의 산란 각도와 Y축 방향에의 산란 각도는 같다고 할 수 있다.

또한 경사 각도가 크면, 더욱 산란하기 때문에, 경사 각도 0°일 때보다 경사 각도40°인 때가, 사선의 면적은 커져 있다. 이것은, 도 2, 3의 곡선(30)에 나타낸 바와 같이, 통상의 산란층은 비스듬히 기울였을 때 산란성이 높아지고, 직행 투과율이 낮아져 있는 것을 나타내고 있다.

본 실시예에서는, 액정 소자(20)로서, 240°트위스트의 STN 모드의 액정 소자를 사용하였다. 그러나, 트위스트각이 90°전후의 TN액정 소자에서도, 동일한 반사형 액정 표시 장치가 얻어진다. TN 액정 소자를 사용하여 대화면 표시를 하는 경우에는, TFT나 MIM의 액티브 소자를 내재한 액티브 매트릭스 반사형 액정 표시 장치로 하는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는, 제 1 위상차 판(l3)과 제2 위상차 판(l4)로서, PC를 1축 연신하고, Z축 방향의 굴절율 nz이 연신방향의 굴절율 nx 및 직각방향의 굴절율 ny에 대하여, nx>ny=nz로 되어 있는 위상차 판을 사용하였다. 그러나, 다축 연신하여, nx>nz>ny로 되어 있는, 이른바 Z타입의 위상차 판이나, 폴리비닐알콜(PVA)나 폴리프로필렌(PP) 등의 재료를 연신한 위상차 판에서도, 동일한 효과가 얻어진다.

본 실시예에서는, 제1 위상차 판의 지상축(13a)를 -30°로, 제2 위상차 판의 지상축(l4a)을 +30°로 배치하였다. 그러나, 제1 위상차 판의 지상축(13a)을 +30°로, 제2 위상차 판의 지상축(14a)를 -30°로 배치하여도 교차각이 60°이면, 동일한 효과가 얻어진다.

본 실시예에서는, 광학 보상 소자로서, 비틀린 위상차 판(12)와 제1 위상차 판(l3)과 제2 위상차 판(14)의 3장 사용하였다. 그러나, 3 장 이상의 위상차 판을 사용할 수도 있다. 또 비틀린 위상차 판 또는 위상차 판을 1장만 사용할 수 있다. 혹은, 비틀린 위상차 판과 위상차 판의 양자를 쓸 수도 있다.

본 실시예와 동일의 액정 소자(20)를 사용하여, 액정 소자(20)의 외측에, 이방성 산란층(l0)과, 트위스트각이 l80°로 △nd치 Rc=0.68μm의 비틀린 위상차판(12)과, 투과축(11a)를 수평축H에 대하여-55°로 배치한 위편광판(11)을 사용하여 액정 표시 장치를 구성한 바, 밝고, 고콘트라스트의 반사 표시가 얻어졌다.

또 본 실시예와 동일한 액정 소자(20)를 사용하고, 액정 소자(20)의 외측에,이방성 산란층(10)과, 트위스트각이 220°이고 △nd값 Rc=0.60μm인 비틀린 위상차 판(12)과, 위상차값 F1=0.63μm의 제l 위상차 판(13)과, 투과축(11a)을 수평축H에 대하여 70°로 배치하도록 한 다음, 편광판(1l)을 사용하여 액정 표시 장치를 구성한 바, 동일하게 밝고, 고콘트라스트의 반사 표시가 얻어졌다.

(실시예2)

다음으로, 본 발명 액정 표시 장치의 실시예에 대해서 기재한다. 실시예 2의 액정 표시 장치의 구성은 도1에 나타내는 구성과 같다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 액정 표시 장치는 액정 소자(20)와, 반사판으로부터 시인자측에 설치한 이방성 산란층(10)과, 광학 보상 소자로서의 위상차 판(13)과, 위 편광판(1l)을 가진다. 위 편광판(11)과 위상차 판(13)과 이방성 산란층(10)은 아크릴계 점착제로 일체화되어 있고, 액정소자(20)과 이방성 산란층(10)도 아크릴계 수지를 사용하여 부착하고 있다.

또한 액정 표시장치의 화소부의 구성은 도8에 도시되는 것과 동일하다.

액정소자(20)의 구성은 실시예1에 사용한 것과 동일한 것이므로 설명을 생략한다.

위상차판(13)은 폴리카보네이트(PC)를 연신한 두께 약70μm의 투명 필름에, 파장이 0.55μm이고 위상차값 F1=0.39μm이다. 위상차 판(13)의 굴절율은, 지상축방향을 nx, 직교하는 방향을 ny, 두께 방향을 nz로 정의한 경우, nx??nz??ny의 관계로 되어 있는 이른바 Z 타입의 위상차 판을 사용하였다. 이 위상차판(13)에 Z 타입의 위상차 판을 사용함으로써, 시야각 특성을 개선할 수 있다. 물론 nx??ny=nz의 관계르 가지는 통상의 위상차 판도 사용할 수 있다.

본 실시예에 있어서 이방성 산란층(10)은 도 2, 도 3의 곡선(32)에 도시하는 특성을 가지고 있다.

실시예 2에 사용한 이방성 산란층은 도 2의 곡선(32)에 도시하고 있는 바와 같이 Xtjs 방향의 입사각 의존 특성은 층법선방향에 대하여 비대칭이다. 그리고 정의 각도에서는 직행투과율이 저하되어 산란율이 상승하고, 음의 각도에서는 직행 투과율이 27%까지 상승하여 산란도를 나타내는 헤이즈값(70)까지 저하한다. 한편, 도 3의 곡선(32)에 도시되어 있는 바와 같이, Y축 방향의 입사각 의존 특성은 층 법선방향에 대하여 대칭이다. 또한 층법선 방향에서는 직행 투과율은 12%로 낮고, 산란도를 나타내는 헤이즈값은 약 87로 높다. 그러나, 정과 음의 각도 모두 입사각이 커지면, 직행 투과율은 약 20%까지 상승하고, 헤이즈값은 약 78이 된다.

본 실시예에서는, 이방성 산란층(10)으로 하여, 특수한 포토폴리머인 마이크로샤프사가 제조한 상품명 MF-I 필름을 사용하였다.

이 이방성 산란층(10)의 두께는 약 50μm이고, X축 방향과 Y축 방향의 산란 특성이 다르며, X축 방향의 산란각이 16??이고, Y축 방향의 산란각이 32??인 필름을 사용하였다.

다음으로 각 구성부재의 배치관계를 설명한다. 액정소자(20)의 구성요소의배치관계는 도 9에 도시한 구성과 동일하므로 생략한다. 도 13은 본 실시예의 액정 표시 장치의 구성의 배치관계를 도시하는 도이다.

사용하는 네마틱 액정(6)의 복굴절차 ??n은 0.131이고, 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2)의 틈인 셀 갭d는 5.8μm로 하였다. 따라서 네마틱 액정(6)의 복굴절차 ??n과 셀 갭 d와의 적이 되는 액정 소자(20)의 복굴절량 ??nd값은 0.76μm이었다. 이와 같이 배향처리를 실시하면 우선 시야각 방향(15)은 6시 방향이 된다.

도 13에 도시하는 바와 같이 위 편광판(11)의 흡수축(11a)는 수평축H를 기준으로 하여 +30??로 배치한다. 위상차판(13)의 지상축(13a)는 수평축H를 기준으로 하여 +65??로 배치하고 있고, 위 편광판(11)의 흡수축(11a)와 위상차판(13)의 위상축(13a)와의 교차각은 35??로 되어 있다. 또한 이방성 산란층의 X축(10x)를 우선시야각 방향(15)와 직교하는 위치로 하고, 수평축 H와 평행하게 배치한다. 이방성 산란층의 X축 (10x)의 화살표는 도 2에 있어서 입사각이 커지면, 직행 투과율이 저하되는 정의 방향을 나타낸다.

다음으로, 본 실시예의 액정 표시장치의 동작에 대하여 도면을 사용하여 설명한다. 위상차판(13)과 위 편광판 (11)의 교차각, 위상차 판(13)의 위상차 값(F1), 액정소자(20)의 ??nd값을 면밀하게 최적화함으로써, 오프상태로 거의 완전한 흑표시를 얻을 수 있다. 도 1에 있어서, 위 편광판(11)으로부터 들어간 직선 편광은, 위상차판(13)과 액정소자(20)의 네마틱 액정(6)을 투과함으로써, 가시광 영역의 전 파장이 원편광이 된다. 이방성 산란층(10)이나 제1 전극(3)이나 보호막(8)은 복굴절성을 대부분 가지지 않으므로, 편광상태는 변화하지 않고 원편광 그대로반사층(7)에 도달한다.

반사층(7)에 반사한 원편광은, 다시 한번, 네마틱 액정(6)과 위상차 판(l3)을 투과하는 것으로, 편광방향이 90。회전한 직선편광으로 돌아가고, 위편광판(11)에 흡수되어, 양호한 흑표시가 얻어진다.

다음으로, 제1 전극(3)과 제2 전극(4) 사이에, 전압을 인가하면, 네마틱 액정(6)의 분자가 세워져, 액정 소자(20)의 실질적인 △nd값이 감소한다. 그 때문에, 위편광판(11)으로부터 입사한 직선편광은, 위상차 판(13)과 네마틱 액정(6)을 투과하여도 완전한 원편광으로 되지 않아 타원편광이나 직선편광이 된다.

이 전압인가에 의하여 네마틱 액정(6)에 발생하는 복굴절량을 l/4파장 상당으로 설정하면, 위상차 판(13)과 감산하여, 위상차값은 0이 되기 때문에, 위편광판(11)으로부터 입사한 직선편광은 회전하지 않고 그대로 되돌아가기 때문에, 백표시를 얻을 수 있다.

본 실시예에서는, 이방성 산란층(10)을, 액정 소자(20)와 위상차 판(13)의 사이에 만들었기 때문에, 입사한 광은 이방성 산란층(10)에 의하여 산란하여 출사방향이 바뀌고, 눈으로 인식하는 방향에도 도달하기 때문에, 밝은 표시를 얻을 수 있었다.

도 l4는 본 실시예에 사용한 이방성 산란층(10)의 산란 특성을 나타낸다. 경사각 0°로 표시한 사선부는, 이방성 산란층(10)의 층법선방향 등 이방성 산란층으로 입사하여 투과한 광의 산란상태를 나타낸다. 좌우의 사선부는, 층법선에 대하여 경사각θx가 +40° 및 -40°이고, 경사각θy를 0°로 하여, X축 방향으로 기운 때의 투과광의 산란상태를 나타내고, 상하의 사선부는, 층법선에 대하여 경사각θy가 +40° 및 -40°, 경사각θx를 0°로 하여 Y축 방향으로 기운 때의 투과광의 산란상태를 나타내고 있다.

본 실시예에 사용한 이방성 산란층(10)의 경우, 도14의 중앙 및 -40°X축 방향으로 기울인 때, 다시 ±40°Y축 방향으로 기운 때의 산란 상태로 나타내고 있는 바와 같이, 층법선방향에서 입사한 광을 초승달형으로 산란하는 특성을 가지고 있다. 즉, 입사광을 Y축 방향으로 크게 산란하지만, X축 방향으로는 그다지 산란하지 않는 특성을 가지고 있다. X축 방향에의 산란 각도로부터, Y축 방향으로의 산란 각도가 넓어져 있다. 그 때문에, 층법선방향에의 반사율이 종래의 산란층에 비하여 2배 이상의 반사율인 30%-40%이 되어 밝은 표시를 얻을 수 있다.}

한편, 도14의 상부의 시계 12시의 위치에 있는 사선부로 나타내고 있는 바와 같이, 입사광을 Y축 방향으로 40°기울이면 조금 회전하고, 7시 방향과 1시방향을 중심으로 산란하지만, Y축 방향으로도 강하게 산란한다. 마찬가지로,하부에 사선에 나타내는 바와 같이, 입사광을 Y축 방향으로 -40°기울이면 조금 회전하고, 법선방향이나 Y축 방향으로 산란하기 때문에, 주위광을 눈으로 인식하는 방향으로 강하게 반사할 수 있어 밝은 표시가 가능하게 된다.

또 본 실시예에 사용한 이방성 산란층(10)은, 도2의 곡선(32)로 나타내고 있는 바와 같이, X축 방향의 입사각 의존 특성은 층법선에 대하여 비대칭이고, X축 방향으로 +40°기울여 입사한 광의 산란도는 높다. 그 때문에, 이 각도로부터 입사한 광의 산란 상태는 도l4의 우측에 도시한 바와 같이 원형이 된다. 이 경우, 산란상태는 원형이 되기 때문에 전방위에 널리 산란하여 다소 밝기를 손상하지만, 전체적으로 밝은 표시를 얻을 수 있다. 또 이 이방성 산란도를 l80°회전하여, 산란도가 높은 부분을 반대측으로 배치하여도 밝은 표시를 얻을 수 있다. 또한 도2, 3에 나타내는 바와 같이, X축 방향으로 비스듬히 기운 때의 최대 직행 투과율의 값은 약27%, Y축 방향으로 비스듬히 기운 때의 최대 직행 투과율의 값은 약20%가 되고, X축 방향으로 비스듬히 기운 때의 값이 커져 있다.

본 실시예에서는, 액정 소자(20)로서, 240°트위스트의 STN 모드의 액정 소자를 사용했지만, 트위스트각이 90°전후의 TN 액정 소자이어도, 다름없는 반사형 액정 표시 장치가 얻어진다. TN액정 소자를 사용하여, 대화면 표시를 하는 경우에는, TFT나 MIM의 액티브 소자를 내재한 액티브 매트릭스 반사형 액정 표시 장치로 하는 것이 바람직하다.

또 본 실시예에서는, 반사층(7)을 제1 전극(3)과는 별도로 형성하였지만, 제1 전극을 알루미늄이나 은 등의 금속박막으로 형성하는 것으로, 구조를 단순화할 수도 있다. 또 표시에 그림자가 발생하지만, 반사층(7)을 제1 기판(1)의 외측에 배치하여도 같은 효과가 얻어진다.

또 반사층(7)로서, 알루미늄 박막 위에 SiO₂박막을 설치했지만, 알루미늄박 막 위에, 굴절율이 다른 무기박막을 2∼4층 설치한 다층막을 설치하면, 반사율이 향상하여, 더욱 바람직하다. 또 알루미늄 대신에, 알루미늄 합금이나 은합금 박막을 사용하는 것도 가능하다.

또 광학 보상 소자로서, 위상차 판을 1장 사용하였지만, 복수장의 위상차 판을 사용하여도 동일한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다. 예를 들면, 비틀린 위상차 판과 위상차 판의 양방을 사용할 수도 있다. 본 실시예와 동일한 구성으로, 광학 보상 소자로서 위상차값 0.2μm의 위상차 판과 위상차값 0.4μm의 위상차 판 2장을 사용하고, 위 편광판의 투과축(11a)을 수평축H에 대하여 -50°로 배치하자, 밝고, 고 콘트라스트의 반사 표시가 얻어졌다.

(실시예3)

본 발명 실시예3에 대해서 설명한다. 본 실시예의 액정 표시 장치의 구성은, 도l에 나타낸 것과 같고, 화소부의 구성은 도8에 나타낸 것과 같다. 또 각 부재의 배치 관계도 도9, 13에 도시한 것과 같다.

그러나, 본 실시예의 액정 표시 장치는, 도1의 이방성 산란층(10)으로서 도5와 도6에 있어서 곡선(34)에 나타내는 입사각 의존 특성을 가진 이방성 산란층을 사용하고 있다.

본 실시예에 사용한 이방성 산란층은, 도5, 6의 곡선(34)에 나타내져 있는 바와 같이, X축 방향 및 Y축 방향의 입사각 의존 특성은 같고, 또한 층법선방향에 대하여 X축 방향에 있어서도 Y축 방향에 있어서도 대칭이다. 곡선(34)으로 나타낸 특성을 가지는 본 실시예에 사용한 이방성 산란층(l0)은, 전광선 투과율은 약90% 이고, 층법선방향의 직행투과율은 약 10%로 낮고, 헤이즈값은 약90이 되어 산란 성능은 높다. 한편, 법선방향에서 50°기운 방향에서의 입사광에 대하여 직행 투과율의 최대치는 X축 방향에 있어서도, Y축 방향에 있어서도, 45%로 높고, 헤이즈값은50이 되어 산란 성능은 낮아진다. 이 이방성 산란층(10)으로서, 층법선방향으로는 직행 투과율이 낮고, 산란도를 나타내는 헤이즈값은 약90로 높으나, 층법선방향에서의 경사각이 커지면 직행 투과율이 상승하고, 헤이즈값이 약50이 되는 마이크로샤프사제의 상품명 DPI 필름을 사용하였다. 이 이방성 산란층(10)의 두께는 약50μm이고, X축 방향과 Y축 방향의 산란 특성이 대칭이기 때문에, 배치 방향에 규정은 없다.

본 실시예의 변형예로서, 이방성 산란층(10)으로서, 도5, 6에 있어서 점선으로 그려진 곡선(35)으로 나타내는 특성을 가진 산란 성능이 높은 재료를 사용할 수도 있다. 이 곡선(35)의 경우, X축 방향 및 Y축 방향의 직행 투과율의 최대치는 모두 약 20%가 됨은 거의 동일하고, 또한 층법선방향에 대하여 X축 방향에 있어서도 Y축 방향에 있어서도 대칭이다. 그리고, 전광선 투과율은 약85%이고, 층법선 방향의 헤이즈값는 약95로 산란 성능은 높아진다. 한편, 법선방향에서 50°기운 방향에서의 입사광에 대한 헤이즈값는 75가 되어 산란 성능은 낮아진다. 이 이방성 산란층은 마이크로샤프사 제조 상품명DPI필름을 사용하였다. 이방성 산란층의 두께는 약50μm이고, 수평 방향과 수직 방향의 산란 특성이 대칭이기 때문에, 배향방향에 규정은 없다.

이에, 도5, 6에 있어서 곡선(34,35)의 이방성 산란층에 대하여, 산란 특성을 설명한다. 도15는 본 실시예에 사용한 도5, 6에 있어서 곡선(34,35)의 이방성 산란층의 산란 특성을 나타낸 도면이다. 이방성 산란층은 도15의 사선부에 나타내는 바와 같이, 입사광이 층법선방향에서, 즉 경사각θX, θy 모두 0°인 때는 원형의 산란 형상이 되지만, 비스듬한 방향에서, 예를 들면 경사각θx, θy의 어느 쪽이 40°일 때는, 럭비공형으로 산란하는 특성을 가지고 있다. 특히 X축 방향에 있어서, 비스듬한 방향에서, 예를 들면 경사각θy가 0°이고, 경사각θx가 ±40°인 부분에서는, X축 방향의 산란 각도보다, Y축 방향에의 산란 각도가 넓다. 곡선(35)의 이방성 산란층이 곡선(34)의 이방성 산란층보다, 산란성이 높기 때문에, 실제의 산란 특성을 나타내는 도면에는 차이가 있고, 사선부의 형상은 같지만, 곡선(35)의 이방성 산란층을 사용하여 산란 특성을 도시하면, 사선부의 형상이 곡선(34)보다 커진다.

도15에 나타내는 바와 같이, 어느 경사 각도에 있어서, X축 방향의 산란 각도로부터, Y축 방향에의 산란 각도가 넓어져 있는 개소를 가지는 이방성 산란층을 사용함으로써, 주위에서의 입사광을 눈으로 인식하는방향인 층법선방향이나 시계의 6시방향으로 집광하여 산란 반사할 수 있으므로, 밝고, 콘트라스트가 높은 표시를 얻을 수 있다.

화소부의 구성은 도8에 나타낸 것과 같다. 또 각 구성부재의 배치 관계는, 도9, 13에 나타낸 것과 같다.

상기와 같이, 본 실시예 및 그 변형례에 사용한 이방성 산란층의 직행 투과율의 각 의존 특성은, 모두 법선방향에 대하여 대칭이고, 또한 층법선방향에서의 직행 투과율이 비스듬한 방향에서의 직행 투과율 보다 낮다.

일반적인 환경에 있어서, 주위 광의 대부분은 입사각20°∼50°로 액정 표시 장치에 입사하는 것으로 보고되어 있다. 따라서, 상기 특성을 가진 이방성산란성(10)을 구비함으로써, 입사각이 20°∼50°의 광을 층법선방향인 눈으로 인식하는방향으로 강하게 반사시키는 것이 가능하게 되고, 밝은 표시가 얻어진다. 또한, 후방 산란이 적기 때문에 콘트라스트도 향상한다.J

이방성 산란층으로서는, 산란 성능이 높은 도5, 도6의 35에 나타낸 이방성 산란층(l0)을 사용하면 보다 효과적이다. 또 트위스트각이 90°전후의 TN모드에서도 밝은 표시가 얻어지지만, 특히 트위스트각이 180°∼260°인 STN모드에 있어서 시야각 특성의 개선 효과가 크다.

예를 들면, 이방성 산란층으로서 앞에서 말한 산란 성능이 높은 이방성 산란층을 마련함으로써 일반적인 환경하에 입사각이 20°∼50°의 입사광을 눈으로 인식하는 방향으로 강하게 반사하는 것이 가능하게 되고, 시야각 특성이 양호하고 높은 콘트라스트가 얻어진다.

또 본 실시예에 있어서 사용한 도1에 나타내는 액정표시 장치는, 광학 보상 소자로서 위상판을 1장 사용하였다. 그 경우, 비틀린 위상차 판을 사용해도 같은 액정 표시 장치를 얻을 수 있다. 또한, 여러 위상차 판, 예를 들면,비틀린 위상차 판과 위상차 판의 양자를 쓸 수 있다.

본 실시예와 같은 구성으로, 광학 보상 소자로서 위상차값 0·2μm의 위상차 판과 위상차값 0.4μm의 위상차 판 2장을 사용하여, 위 편광판의 투과축(1la)를 수평축에 대하여-50°로 배치하자, 밝고 높은 콘트라스트의 반사 표시가 얻어졌다.

(실시예4)

실시예3의 액정 표시 장치를 사용한 경우, 특수한 환경하에 있어서, 대부분의 입사광의 입사각이 50°이상으로 커지면, 직행 투과율이 높고 산란 성능이 낮기 때문에, 거의 정반사 방향으로 반사하고, 층법선방향에의 산란광은 적어지므로, 어두운 표시가 되어 버린다.

이에, 그와 같은 문제를 해결한 액정 표시 장치를 도16에 나타낸다. 도16에 나타낸 액정 표시 장치의 구성은, 도1에 나타낸 액정 표시 장치에 종래의 산란층(9)를 설치한 것이다. 이 산란층(9)은, 예를 들면, 투명한 점착 수지에 미세한 입자를 혼합한 것이다.

도2, 3, 및 도5, 도6의 곡선(30)으로 나타낸 특성를 가지는 통상의 산란층의 경우, X축 방향과 Y축 방향의 직행 투과율의 입사각 의존 특성은 거의 동일하다. 그리고, 산란층의 층법선방향에 대하여 대칭이고, 산란층의 층법선방향에서의 직행 투과율은 비스듬한 방향에서의 직행 투과율보다 높다. 이 통상의 산란층의 산란 특성은 도(12)에 나타낸 바와 같다.

이와 같이 입사각이 변화하여도 직행 투과율은 그다지 변화하지 않아 산란 성능은 일정하다. 이와 같이 경사각의 영향을 너무 받지 않아 경사각이 커지면, 광로 길이가 길어지기 때문에 투과율은 다소 감소하고, 산란도는 커진다.따라서, 이 산란층을 사용함으로써 입사각의 영향을 받지 않고 표시하는 것이 가능하다.

그래서, 본 실시예에서는 도l6에 나타내는 액정 표시 장치의 모양으로, 이방성 산란층에 덧붙여 통상의 산란층을 마련한다.

이와 같은 구성으로 하면, 입사각이 20°까지의 입사광은 이방성 산란층(10)으로 산란되고, 입사각이 20°부터 50°까지의 광은, 이방성 산란층(10)과산란층(9)의 양방에 의해 산란되고, 입사각이 50°이상의 입사광에 관해서는,산란층(9)로 산란된다. 따라서, 모든 입사각의 입사광이 산란되는 것이 가능하게 되고, 시야각 특성이 양호하고, 고콘트라스트의 단편광판 방식의 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.

본 실시예의 액정 표시 장치에 있어서, 이방성 산란층으로서, 도2, 도3의 31, 32, 도5, 도6의 34, 35에 나타낸 재료를 사용하여도 된다. 또 액정 소자로서 240°트위스트의 STN모드의 액정 소자를 사용했지만, 트위스트각이 90°전후의 TN액정에서도 다름없는 효과를 나타낸다. TN액정 표시 소자를 사용하여 대화면 표시를 하는 경우에는,TFT나 MIM의 액티브 소자를 내재한 액티브 매트릭스 반사형 액정 표시장치로 하는 것이 바람직하다.

또한, 광학 보상 소자로서 실시예3과 같이, 하나의 위상차 판 또는 여러 위상차 판을 사용하여도 같은 효과를 얻을 수 있다.

(실시예5)

다음으로, 실시예5의 액정 표시 장치의 구성을, 도17, 도18, 도19, 도20을 사용해 설명 한다. 도l7은 본실시 예의 액정 표시 장치의 구성 요소를 설명하기 위한 단면도, 도18은 화소부를 확대한 평면도, 도l9, 도20은 구성요소의 배치관계를 나타내는 평면도이다.

본 발명 액정 표시 장치는, 도17에 나타낸 바와 같이, 액정 소자(21)의 상측에 산란층(9), 이방성 산란층(l0), 비틀린 위상차 판(12), 제1 위상차 판(13),제2 위상차 판(14), 위 편광판(11)이 설치되어 있다. 액정 소자(21)의 아래쪽에는 제3위상차 판(18), 제4 위상차 판(19), 아래 편광판(l7), 백라이트(l6)이 구비되어 있다. 본 실시예에서는, 제1 광학 보상 소자로서, 비틀린 위상 차판(12), 제1 위상차 판(13), 및 제2 위상차 판(14)의 3장을 사용하고, 제2 광학 보상 소자로서, 제3 위상차 판(18)과 제4의 위상차 판(19)을 사용하고 있다.

위 편광판(11), 제2 위상차 판(14), 제1 위상차 판(l3), 비틀린 위상차 판(12), 및 이방성 산란층(10)은, 아크릴계 점착제로 일체화 되어 있다. 액정 소자(21)은 산란층(9)에 사용된 점착 산란층을 사용하여 부착되어 있다. 또 아래 편광판(17), 제4 위상차 판(l9), 제3 위상차 판(18)은, 아크릴계 점착제로 일체화되어 있고, 액정 소자(21)에 아크릴계 점착제가 부착되어 있다.

액정 소자(21)은, 알루미늄으로 이루어지는 두께 0.1μm의 반투과 반사층(23), 아크릴계 재료로 이루어지는 두께 2μm의 보호막(8), 및 투명 전극 재료인 ITO로 이루어지는 두께 0.3μm의 제1 전극(3)이 그 위에 형성되어 있는 두께 0.5mm의 유리판으로 이루어지는 제l 기판1과, ITO로 이루어지는 두께 0.05μm의 제2 전극(4)이 형성되어 있는 두께0.5mm의 유리판으로 이루어지는 제2 기판(2)과, 제l 기판1과 제2 기판(2)을 이어붙이는 봉합재(5)와, 제l의 기판(1)과 제2 기판(2)에 협지되어 왼쪽으로 240°트위스트 배향하고 있는 네마틱 액정(6)으로 형성하고 있다.

도18에 나타낸 바와 같이, 제 1 전극(3)과 제2 전극(4)의 교차 부분이 화소가 되고 화소 주변에 직사각형의 반투과 반사층(23)을 설치한다. 반투과 반사층(23)에는, 화소마다 개구부(24)가 포토리소그래프 공정으로 설치되어 있다.반투과 반사층(23)은 개구부 이외에는 완전한 반사층이고, 개구부의 면적으로 투과율과 반사율을 조정하는 것이 가능하다. 본 실시예에서는, 개구부의 면적을 화소 면적의 30%로 설정했기 때문에, 30% 정도의 광을 투과하고, 나머지의 70%의 광을 반사하도록 되어 있다.

위 편광판(11)과, 산란층(9), 및 이방성 산란층(10)은, 도(16)에 나타내는 실시예(4)에 사용한 재료와 동일하다.

비틀린 위상차 판(12)은, 비틀린 구조를 가진 액정성 고분자 폴리머를 트리아세틸셀룰로스(TAC)필름이나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)필름으로 배향 처리하고 나서 도포하고, 150℃ 정도의 고온으로 액정 상태로 하여 트위스트각을 조정한 후, 실온까지 급냉하여 그 비틀린 상태를 고정화한 필름이다.

혹은, 따로 준비한 배향처리를 실시한 필름으로, 비틀린 상태를 고정한 후, TAC필름으로 액정성 고분자 중합체를 전사해 형성한 필름이고, 본 실시예에서는, 트위스트각 Tc=-240°이고, 복굴절성을 나타내는 △nd치 Rc=0.80μm의 오른쪽으로 도는 비틀린 위상차 판(l2)를 사용한다.

제1 위상차 판(13)은, 폴리카보네이트(PC)를 연신한 두께 약70μm의 투명 필름에, 파장 0.55μm의 위상차값 F1=0.14μm에, 1/4파장 상당의 제2 위상차 판(14)도 PC를 연신한 두께 약70μm의 투명 필름에, 파장 0.55μm의 위상차값 F2=0.28μm에, 1/ 2파장 상당하게 설정한다.

제3의 위상차 판(l8)은, PC를 연신한 두께 약70μm의 투명 필름에, 파장 0.56μm의 위상차값 F3=0.(14)μm에, 1/4파장 상당이다. 제4 위상차 판(l9)도 PC를연신한 두께 약70μm의 투명 필름으로, 파장0.55μm의 위상차값F2=0.28μm, l/2파장 상당으로 설정한다.

다음으로, 각 구성부재의 배치 관계를 도19, 도20을 사용하여 설명한다.

제1 전극(3)과 제2 전극(4)의 표면에는 배향막(미도시)이 형성되고, 도19에 나타내는 바와 같이, 제1 기판1은, 수평축H에 대하여, 우상방 30방향으로 러빙처리하는 것으로, 아래 액정 분자 배향방향(6a)은 +30°가 된다. 제2 기판(2)은 우하방 30°방향으로 러빙처리하는 것으로 상액정 분자 배향방향(6b)는 -30°가 된다. 점도 20cp의 네마틱 액정에는, 카이랄재라고 불리는 선회성 물질을 첨가하고, 비틀린 피치 P를 11μm로 조정하고, 왼쪽으로 도는 트위스트각 Ts=240°트위스트의 STN모드의 액정 소자(21)를 형성한다.

사용하는 네마틱 액정(6)의 복굴절의 차 △n은 0.15이고, 제1 기판(1)과 제2 기판(2)의 틈인 셀 갭d은 5.6μm로 한다. 따라서, 네마틱 액정(6)의 복굴절의 차 dn과 셀 갭d와의 적으로 표현하는 액정 소자(21) 복굴절성을 나타내는 △nd치 Rs=0.84μm이다.

도20에 나타내는 바와 같이, 위 편광판의 투과축(11a)는, 수평축H를 기준으로 하여, +45°로 배치한다. 비틀린 위상차 판(12)의 아래분자 배향 방향(12)a는, 도(20)에 도시하는 바와 같이, 수평축H를 기준으로 하여 +60°로 배치하고, 위 분자 배향방향(12b)는, -60°로 배치한다. 오른쪽으로 도는 트위스트각 Tc=240°가 되고, 트위스트각의 절대값의 차 △T=Ts-Tc=0°이고, 복굴절성의 차 △R=Rs-Rc=0.04μm로 거의 동일하게 되어 있다.

제1 위상차 판의 지상축(13a)는 수평축H를 기준으로 -30°로 배치되고, 제2 위상차 판의 지상축(14a)는 수평축H를 기준으로 +30에 배치되어 있다. 액정 소자(21)의 아래쪽에 배치된 제3 위상차 판의 지상축(l8a)는, 수평축H에 대하여 +60°로 배치하고, 제4 위상차 판의 지상축(19a)는, 수평축H에 대하여 -60°로 배치하고, 아래 편광판의 투과축(l7a)는 수평축H에 대하여 -45°로 배치하고, 위 편광판의 투과축(1la)과 직교한다.

백라이트(l6)은, 도광판에 형광등이나 LED를 장치한 것이나, 일렉트로루미네센서(EL)판 등을 사용하는 것이 가능하지만, 본 실시예에서는 두께가 약1mm이고, 발광색이 백색인 EL판을 사용하였다.

다음으로, 본 실시예의 액정 표시 장치의 동작에 대해서 도면을 사용하여 설명 한다. 우선 반사 표시에 대하여 설명한다. 실시예4에서는, 광학 보상 소자로서, 위상차 판을 l장 사용했지만, 본 실시예에서는, 비틀린 위상차 판(12)과 제1 위상차 판(13)과 제2 위상차 판(14)의 3장을 사용하고 있다.

비틀린 위상차 판(12)의 트위스트각 Tc와 △nd치 Rc를, 액정 소자(21)의 트위스트각 Ts와 △nd치 Rs와 거의 동등하게 하고 있다. 또한, 비틀린 위상차 판(12)을 도20에 도시한 바와 같이, 액정 분자에 대하여 직교한 방향으로 배치함으로써, 액정 소자(21)에 발생하는 복굴절성은 비틀린 위상차 판(12)에 의해 완전히 보상되고, 복굴절성은 발생하지 않는다.

실제로는, 액정 소자(21)의 네마틱 액정(6)의 경사인 틸트각, 비틀린 위상차 판(12)의 틸트각 보다 크기 때문에, 비틀린 위상차 판의 △nd치 Rc를 액정소자(2l)의 △nd치 Rs 보다 조금 작게 하는 편이 완전히 보상되어 바람직하다. 또 네마틱 액정(6)의 굴절율의 파장 의존성을, 비틀린 위상차 판(12)의 액정 중합체 분자의 굴절율의 파장 의존성에 맞추면, 더욱 바람직하다.

비틀린 위상차 판(12)의 트위스트각 Tc는, 액정 소자(2l)의 트위스트각 Ts와 다르다고 하여도 어느 정도는 보상 가능하다. 실험으로는, 비틀린 위상차 판(12)의 트위스트각 Tc는, 액정 소자(2l)의 트위스트각 Ts±20°의 범위에서 보상할 수 있었지만, 본 실시예에 사용한 Tc=Ts 시에, 가장 보상이 잘 되었다. 또 비틀린 위상차 판(l2)의 배치각은, 액정 분자에 대하여 90°±20°의 범위이면 액정 소자의 복굴절성이 보상 가능하였다.

위상차값 F1이 1/4파장 상당한 0.14μm인 제1 위상차 판(13)과, 위상차값 F2가 1/ 2파장 상당한 0.28μm인 제2 위상차 판(l4)을, 교차각이 60°가 되도록 포갬으로써, 파장 0.55μm에서의 2장 합계 위상차치는 0.l4μm가 되지만,파장 0.4μm 부근의 단파장에서는 0.14μm 보다 작고, 파장0.7μm부근의 긴 파장에서는 0.14μm 보다 커진다. 또 2장 합계의 실질적인 지상축은 수평축 방향이 된다.

즉, 2장의 위상차 판을 사용함으로써, 단파장의 위상차치가 길이 파장의 위상차치 보다 작고, 이른바 광대역 1/4 파장판을 형성하는 것이 가능하게 된다. 즉, 위상차값 F를 파장 λ으로 나눈 F/λ치는, 모든 가시광 영역에 걸쳐 거의 1/4로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 위로부터 차례대로, 편광판, 광대역 1/4파장판, 반사판의 구성이고, 편광판으로부터 입사한 직선 편광은, 1/4파장판에 원편광이 되고, 반사판에 반사하고, 다시 한번, l/4 파장판을 투과하고, 편광방향이 90°회전한 직선편광으로 돌아가, 편광판에 흡수되어, 완전한 흑표시가 된다.

도17에 있어서, 위편광판(11)로부터 들어간 직선편광은, 제2 위상차 판(14)과 제1 위상차 판(13)을 투과하는 것으로, 가시광영역의 전체 파장이, 원편광이 된다. 비틀린 위상차 판(12)와 액정 소자(21)은 완전히 보상되고, 편광상태는 변화하지 않는다. 이방성 산란층(10)과 산란층(9)는, 위상차값을 대부분 가지지 않아 편광상태를 변화시킬 수 없는 재료를 사용하였기 때문에, 원편광 그대로 반투과 반사층(23)에 도달한다.

반투과 반사층(23)에 반사한 원편광은, 액정 소자(2l)과 비틀린 위상차 판(l2)를 투과하여도 변화하지 않지만, 제l 위상차 판(13)과 제2 위상차 판(14)을 투과하는 것으로, 편광 방향이 90°회전한 직선편광으로 돌아가, 위 편광판(11)에 흡수되어, 완전한 흑표시가 얻어진다.

더욱이, 이방성 산란층(10)과 산란층(9)는, 위상차값을 대부분 가지지 않아 편광상태를 변화시키기 어려운 재료를 사용하였기 때문에, 제2 기판(2)으로부터 위 편광판(11)의 사이, 혹은 위 편광판(11)의 표면에, 어디에 배치하여도 되지만, 표시 흐려짐을 줄이기 위하여, 가능한 한 제2 기판(2)의 근처가 바람직하다. 또 제2 기판(2)의 두께도, 가능한 한 얇은 것이, 표시 흐려짐이 적어져 바람직하고, 본 실시예에서는 두께 0.5mm로 하였다. 또 제2 기판을 0.4mm로 얇게 하고, 제1 기판을 0.5mm와, 제2 기판을 제1의 기판 보다 얇게 하는 것도 가능하다.

다음으로, 제1 전극(3)과 제2 전극(4)의 사이에 전압을 인가하면, 네마틱 액정(6)이 세워지고, 액정 소자(2l)의 실질적인 △nd치가 감소한다. 그 때문에,위 편광판(11)으로부터 입사한 직선 편광은, 제2 위상차 판(l4)와 제1 위상차 판(l3)을 통과하는 것으로, 원편광이 되지만, 비틀린 위상차 판(12)과 액정 소자(21)를 투과함으로써, 타원편광이나 직선편광으로 되돌아간다.

이 전압인가에 의하여 액정 소자(21)에 발생하는 복굴절성은 1/4파장 상당으로 하면, 위 편광판(11)으로부터 입사한 직선편광은, 회전하지 않고 그대로 되돌아 가기 때문에, 밝고 양호한 백표시를 얻을 수 있다. 이와 같이 비틀린 위상차 판(12)과 제l 위상차 판(13)과 제2 위상차 판(14)을 사용함으로써, 실시예4의 액정 표시 장치 보다 양호한 콘트라스트가 얻어진다. 그리고, 이방성 산란층(10)과 산란층(10)을 설치함으로써, 모든 입사각의 입사광을 눈으로 인식하는 방향(45)으로 강하게 산란반사 하는 것이 가능하게 되어, 밝고 높은 콘트라스트의 반사 표시가 얻어진다.J

다음으로, 백라이트(16)를 점등한 투과 표시에 대하여 설명한다. 제3 위상차 판(18)과 제4 위상차 판(19)도, 2장이고 광대역 1/4 파장판을 구성하고 있고, 실질적인 지상축은 수평축H에 대하여 90°의 위치인 수직 방향이 되어 있다.

백라이트(l6)로부터 나온 광은, 아래 편광판(l7)에 의하여 직선편광이 된다. 이 직선편광은 제3 위상차 판(18)과 제4 위상차 판(19)의 2장 합성하는 실질적인 지상축에 대하여 45°의 각도로 입사하기 때문에, 원편광이 된다. 반투과 반사층(23)에, 약7할은 반사되지만, 나머지의 3할의 광이 투과한다.

액정 소자(21)에 전압을 인가하고 있지 않는 상태에서는, 비틀린 위상차 판(12)과 액정 소자(2l)은 완전히 보상 된 것이고, 편광상태는 변화하지 않고 원편광 그대로 제1 위상차 판(13)과 제2 위상차 판(14)에 도달한다. 도19,도20에 나타내었던 바와 같이 배치하면, 제3 위상차 판(18)과 제4 위상차 판(19)에 발생한 위상 차와 제1 위상차 판(13)과 제2 위상차 판(14)에 발생하는 위상 차가 감산되어 0이 되고, 아래 편광판(17)으로부터 들어 간 입사 방향과 동일한 방향의 직선편광이 된다. 위 편광판의 투과축(11a)와 아래 편광판의 투과축(17a)가 직교한 것이고, 입사광은 투과하지 않아 흑표시가 된다.

다음으로, 제1 전극(3)과 제2 전극(4)의 사이에, 전압을 인가하면, 네마틱 액정(6)이 세워지고, 액정 소자(21)의 실질적인 △nd치가 감소한다. 그 때문에, 아래 편광판(17)으로부터 입사한 직선 편광은, 제3 위상차 판(l8)과 제4 위상차 판(19)을 통과하는 것으로 원편광이 되지만, 비틀린 위상차 판(12)과 액정 소자(21)을 투과하는 것으로, 타원편광이나 직선편광으로 되돌아간다.

이 전압인가에 의하여 액정 소자(21)에 발생하는 복굴절성을 1/4파장 상당으로 하면, 아래 편광판(17)으로부터 입사한 직선편광은, 또한 제l 위상차 판(13)과 제2 위상차 판(14)을 투과함으로써 90°회전하기 때문에, 위 편광판(11)을 투과하여, 양호한 백표시를 얻을 수 있다.

이와 같이 위 편광판(11)과 제2 위상차 판(l4)와 제1 위상차 판(13)과 비틀린 위상차 판(12)와 이방성 산란층(10)과 산란층(9)와, 반투과 반사층(23)을 내재한 액정 소자(2l)에 의하여 외광을 사용하는 반사 표시에 있어서는 시야각 특성이 양호하고 높은 콘트라스트의 표시가 얻어지고, 액정 소자(21)의 아래쪽을 제3 위상차 판(18)과 제4의 위상차 판(l9)과 아래 편광판(17)과 백라이트(16)를 구비함으로써, 외광이 적은 환경에서는 백라이트(l6)을 점등함으로써, 양호한 콘트라스트의 표시가 얻어지는 단편광판 방식의 반투과 반사형 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

또한, 화소마다 개구부(25)를 설치한 반투과 반사층(23)을 사용함으로써, 개구부(24)를 크게 하면 투과 표시 중시의 액정 표시 장치에, 개구부(24)를 작게 함으로써, 반사 표시 중시 액정 표시 장치에, 대응이 가능하다.

또 제1 위상차 판(13)과 제2 위상차 판(14)으로서는, PC를 1축 연신하고, Z축 방향의 굴절율 nz가, 연신방향의 굴절율 nx와 직각방향의 굴절율 ny에 대하여, nx>ny=nz가 된 위상차 판을 사용하였지만, 다축 연신하여, nx>nz>ny로 되어 있는, 이른바 Z타입의 위상차 판이나, 폴리비닐알콜(PVA)이나 폴리프로필렌(PP)의 재료를 연신한 위상차 판에서도, 동일한 효과가 얻어진다.

또 제1 위상차 판의 지상축(13a)를 -30°로, 제2 위상차 판의 지상축(14a)를 +30°로 배치하였지만, 제1 위상차 판의 지상축(13a)를 +30°으로, 제2 위상차 판의 지상축(14a)를 -30°로 배치하여도 교차각이 60°이면, 동일한 효과가 얻어진다.

또 제3의 위상차 판의 지상축(18a)를 +60°로, 제4 위상차 판의 지상축(19a)를 -60°로 배치하였으나, 제3 위상차 판의 지상축(l8a)을 -60°으로, 제4 위상차 판의 지상축(19a)을 +60°으로 배치하여도 교차각이 60°이면, 동일한 효과가 얻어진다.

또 액정소자(2l)의 아래쪽을, 제2 광학 보상 소자로서, 제3 위상차 판(18)과 제4 위상차 판(19)의 2장의 위상차 판을 구비하였지만, 위상차값이 1/4파장인 제3 위상차 판(18)만으로도, 투과 표시 콘트라스트는 다소 저하되었으나, 동일한 효과가 얻어진다. 또한 비틀린 위상차 판 등의 광학 보상 소자를 사용하는 것도 가능하다.

또한 광학 보상 소자로서, 비틀린 위상차 판(12)과 제1 위상차 판(l3)과 제2 위상차 판(14)의 3장을 사용했지만, 비틀린 위상차 판(12)을 l장만 사용하는 것이나, 비틀린 위상차 판(12)과 위상차 판 1장 만을 사용하는 것도 가능하다.

본 실시예 5와 동일한 액정 소자(21)을 사용하고, 액정 소자(2l)의 외측에, 산란층(9)와, 이방성 산란층(10)과, 트위스트각이 180°이고 △nd치 Rc=0.68μm인 비틀린 위상차 판(12)와, 투과축(11a)을 수평축H에 대하여 -55°로 배치한 위 편광판(11)을 사용하여 액정 표시 장치를 구성한 바, 밝고, 높은 콘트라스트의 반사 표시가 얻어졌다.

또 본 실시예와 동일한 액정 소자(21)을 사용하고, 액정 소자(21)의 외측에,산란층(9)와, 이방성 산란층(10)과, 트위스트각이 220°이고 △nd치 Rc=0.60μm의 비틀린 위상차 판(12)과, 위상차값 Fl=0.63μm의 제l 위상차 판(l3)과, 투과축(11a)를 수평축H에 대하여 70°로 배치하도록 한 다음에 편광판(11)을 사용하여 액정 표시 장치를 구성한 바 마찬가지로, 밝고, 높은 콘트라스트의 반사 표시가 얻어졌다.

본 실시예의 백라이트를 가지는 액정 장치는, 실시예 1∼5의 액정 표시 장치에도 적용할 수 있다.

(실시예6)

도 21은, 실시예6의 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도21에 나타내는 액정 표시 장치는, 도17에 나타내는 실시예5의 액정 표시 장치로부터 산란층(9)를 없앤 것으로, 기타 구성은 같다. 상술한 바와 같이 산란층을 없애고, 이방성 산란층(l0)만으로도 시야각이 양호하고 높은 콘트라스트의 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.

이 경우, 이방성 산란층(10)으로서, 도 5 및 도6의 곡선(34)으로 나타낸 특성을 가지는 재료를 사용한다.

또한, 이방성 산란층으로서, 도5 및 도6의 곡선(35)으로 나타낸 특성을 가지는 산란 성능이 높은 이방성 산란층을 사용하여도 된다.

또한, 도2 및 도3의 곡선(31) 또는 곡선(32)으로 나타낸 특성을 가지는 재료를 사용하여도 된다.

(실시예7)

다음으로, 실시예7의 액정 표시 장치의 구성을, 도22, 도23을 사용하여 설명 한다. 도22는 실시예7의 액정 표시 장치의 구성 요소를 설명하기 위한 단면도, 도23은 화소부를 확대한 평면도이다. 구성요소의 배치 관계는, 도19, 도20에 나타낸 것과 같은 때이다.

본 발명 액정 표시장치는, 도2l에 나타내는 바와 같이, 액정 소자(22), 액정 소자(22)의 상측에 설치한 산란층(9), 이방성 산란층(l0), 비틀린 위상차 판(12), 제1 위상차 판(13), 제2 위상차 판(14), 위 편광판(11), 액정 소자(22)의 아래쪽에설치한 제3 위상차 판(18), 제4 위상차 판(19), 아래 편광판(17), 및 백라이트(l6)에 의하여 구성된다. 본 실시예에서도, 광학 보상 소자로서, 비틀린 위상차 판(12), 제1 위상차 판(13), 및 제2 위상차 판(14)의 3장을 사용한다. 또 제2 광학 보상 소자로서, 제3 위상차 판(l8)과 제4의 위상차 판(19)을 사용한다.

또한, 이방성 산란층(10)으로서는, 도5 또는 도6의 곡선(34) 또는 곡선(35)에 나타낸 특성을 가지는 재료를 사용한다. 또 이방성 산란층으로서, 도2 또는 도3의 곡선(31) 또는 곡선(32)에 나타낸 특성을 가지는 재료를 사용할 수도 있다.

위 편광판(11), 제2 위상차 판(14), 제1 위상차 판(13), 비틀린 위상차 판(12), 및 이방성 산란층(10)은, 아크릴계 점착제로 일체화되어 있다. 액정 소자(21)은, 산란층(9)으로서 사용된 점착 산란층을 사용하여 붙여져 있다. 또 아래 편광판(17), 제4 위상차 판(19), 및 제3 위상차 판(18)은, 아크릴계 점착 제로 일체화되어 있고, 액정 소자(22)도 아크릴계 점착제로 붙여져 있다.

액정 소자(22)는, 알루미늄으로 이루어지는 두께 0.02μm의 반투과 반사층(25), 적필터R, 녹필터G, 청필터B의 3색으로 이루어지는 두께1μm의 컬러 필터(26) 및 아크릴계 재료로 이루어지는 두께2μm의 보호막(8)과 투명 전극 재료인 ITO로 이루어지는 두께0.3μm의 제1 전극(3)이 형성되어 있는 두께0.5mm의 유리판으로 구성된 제1 기판1과, ITO로 이루어지는 두께 0.05μm의 제2 전극(4)이 형성되어 있는 두께0.5mm의 유리판으로 구성된 제2 기판(2), 및 제1 기판1과 제2 기판(2)을 맞붙이는 봉합재(5) 및 제l 기판(l)과 제2 기판(2)에 협지되어 왼쪽으로 240°트위스트 배향하고 있는 네마틱 액정(6)으로 형성되어 있다.

반투과 반사층(25)는, 알루미늄의 막두께를 대단히 얇게 함으로써, 일부 광은 투과하고, 나머지의 광은 반사한다. 이른바 반 거울이다. 본 실시예에서는, 알루미늄 막두께를 0.02μm로 한 것으로, 20% 정도의 광을 투과하고, 나머지의 80%의 광을 반사하도록 하여, 도T에 나타낸 것과 같이 화소 주변에 직사각형의 형상으로 형성하였다.

위 편광판(1l), 비틀린 위상차 판(12), 제1 위상차 판(13), 제2 위상차 판(l4), 산란층(9), 및 이방성 산란층(10)은, 실시예5에 사용한 것과 동일하고, 아래 편광판(17), 제3 위상차 판(l8), 및 제4 위상차 판(19)도 실시예5에 사용한 것과 동일하다.

백라이트(16)는, 실시예5와 같은 백색 EL을 사용하는 것도 가능하기는 하나, 본 실시예에서는, 채도와 밝기를 향상시키기 위하여, 도광판에 3파장형 형광관을 성립시킨 사이드라이트 방식을 사용했다.

컬러 필터(26)은, 적필터R와, 녹필터C와, 청필터B의 3색으로 구성되고, 도18에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에서는, 제2 전극(4)와 평행이 되는 종스트라이프 형상으로 한다. 각 컬러 필터의 폭은, 제2 전극(4)의 폭 보다 넓게 형성하고, 틈이 생기지 않도록 하고 있다. 컬러 필터(26)의 사이에 틈이 생기면 입사광이 증가하여 밝아지나 표시색에 흰색의 광이 혼색되어 색순도가 저하하므로 바람직하다.

컬러 필터(26)는, 명도를 개선하기 위해, 분광 스펙트럼에서의 최대 투과율이 가능한 한 높은 것이 바람직하고, 각색의 최대 투과율은 80% 이상이 좋고, 90%이상이 가장 바람직하다. 또한, 분광 스펙트럼에서의 최소 투과율도 20%∼50%로 높게 할 필요가 있다.

컬러 필터(26)로서는, 안료 분산형, 염색형, 인쇄형, 전사형, 전착타입 등을 사용할 수 있으나, 아크릴계나 PVA계의 감광성 수지에 안료를 분산시킨 안료 분산형이 내열 온도가 높고, 색순도도 양호하므로, 가장 바람직하다.

이와 같은 고투과율의 컬러 필터(26)를 얻기 위하여, 제1 기판(1)에 알루미늄박막의 반투과 반사층(25)을 형성하고, 반투과 반사층(25)의 표면에 두께 0.3μm의 SiO₂를 형성하고, 감광성 수지에 안료를 10∼15% 배합한 컬러 레지스터를, 스피너를 사용하여 제1 기판(1)에 도포하고, 노광공정과 현상공정을 실시하고, 두께가 lμm정도에서도, 투과율이 높은 컬러 필터(26)를 형성하였다.

각 구성부재의 배치 관계는, 도19, 도(20)에 나타낸 것과 동일하다.

다음으로, 본 실시예의 액정 표시 장치의 효과에 대하여, 도면을 사용하여 설명한다. 컬러 필터(26)는 전혀 복굴절성을 가지고 있지 않으므로, 반사 표시에 관해서는, 실시예5와 같고, 비틀린 위상차 판(12)과 제1 위상차 판(13)과 제2 위상차 판(14)를 사용함으로써 양호한 콘트라스트가 얻어지고, 또한 산란층(9)와 이방성 산란층(10)을 사용함으로써, 시야각 특성이 양호하고 밝은 표시가 된다.

그리고, 표시 화소의 온과 오프를 편성함으로써, 컬러 표시가 가능하게 된다.예를 들면, 적필터R을 온(백)으로 하고, 녹필터G와 청필터B를 오프(흑)로 함으로써, 적표시가 가능하게 된다.

본 실시예의 반투과 반사형의 액정 표시 장치는, 반사율이 높고, 또한, 대조비가 l0 이상으로 높은 값이 얻어졌기 때문에, 백라이트(16)가 비점등 반사 표시이어도, 채도가 높고, 밝은 컬러 표시가 얻어졌다.

다음으로, 백라이트(16)를 점등한 투과 표시에 대하여 설명한다. 반투과 반사층(9)과 컬러 필터(10)는 복굴절성을 가지지 않기 때문에, 투과 표시도 실시예5와 같다. 따라서, 백라이트(l6)로부터 나온 광은, 아래 편광판(17)에 의하여 직선편광이 되고, 제3 위상차 판(19)과 제2 위상차 판(18)을 투과함으로써 원편광이 된다. 반투과 반사층(9)에서, 약8할은 반사되나, 남은 2할의 광이 투과된다.

액정 소자(22)에 전압을 인가하고 있지 않는 상태에서는, 비틀린 위상차 판(12)와 액정 소자(22)와 제1 위상차 판(13)과 제2 위상차 판(l4)에 의하여 복굴절성이 거의 전파장에 걸쳐 1/4파장 상당하게 되므로, 제3 위상차 판(18)과 제4 위상차 판(l9)에서 발생한 위상차는, 액정 소자(22)와 비틀린 위상차 판(12)과 제1 위상차 판(l3)과 제2 위상차 판(14)에 발생하는 위상 차로 감산되어 0이 되고, 아래 편광판의 투과축(17a)와 동일한 방향의 직선편광이 되어 출사한다.

위 편광판의 투과축(1la)와 아래 편광판의 투과축(17a)는 직교한 것이고, 입사광은 투과하지 않아 흑표시가 된다. 그리고, 제1 전극(3)과 제2 전극(4)의 사이에 전압을 인가하면 실시예5와 동일한 효과로 백표시가 된다.

이와 같이 위 편광판(11)과 제2 위상차 판(14)와 제l 위상차 판(13)과 비틀린 위상차 판(12)와 산란층(9)와 이방성 산란층(10)과, 반투과 반사층(25)과 컬러 필터(26)를 내재한 액정 소자(22)에 의하여 외광을 사용하는 반사 표시에 있어서는양호한 콘트라스트에, 밝고, 시야각 특성이 양호한 컬러 표시가 가능하다. 또 액정 소자(22)의 아래쪽을 제3 위상차 판(18)과 제4 위상차 판(19)과 아래 편광판(17)과 백라이트(l6)를 구비함으로써, 외광이 적은 환경에 있어서 백라이트(16)을 점등함으로써, 양호한 컬러 표시가 얻어진다.

본 실시예에서는, 컬러 필터(26)를 제1 기판(1)에 만들었지만, 제2 기판(2)의 내측에서, 제2 전극(4)와 제2 기판(2)의 사이에 컬러 필터(26)을 형성하는 것도 가능하다. 그러나, 컬러 필터(26)를 제l 기판에 설치하는 것이 보호막(8)을, 컬러 필터(26)의 평탄화와, 반투과 반사막(25)과 제1 전극(3)과의 절연층을 겸할 수 있게 되어 바람직하다.

또 컬러 필터(26)로서, 적녹청의 3색을 사용했지만, 시안, 옐로우, 진홍색의 3색의 컬러 필터를 사용하여도 마찬가지로, 밝은 컬러 표시가 가능하다.

또 반투과 반사층(25)를, 두께 0.02μm의 알루미늄 박막에 형성하였지만, 두께 0.03μm∼0.01μm이면, 일부의 광이 투과하여 반거울로 하는 것이 가능하다.

또 반투과 반사층(25)으로서, 알루미늄 박막 위에 SiO₂박막을 형성하였지만, 양극 산화 처리에 의하여 산화 알루미늄을 형성하는 것이나, 반사율을 개선하기 위하여, 알루미늄 박막 위에 굴절율이 다른 무기 산화물의 다층막을 사용하는 것도 가능하다.

또 광학보상소자로서, 비틀린 위상차 판(12), 제1 위상차 판(13), 및 제2 위상차 판(14)의 3장을 사용하였지만, 실시예1과 같이 광학보상소자로서 1장의 위상차 판을 사용하는 것이나, 복수장의 위상차 판을 사용하는 것이나, 비틀린 위상차 판(12)을 1장만 사용하는 것이나, 비틀린 위상차 판 1장과 위상차 판 1장을 사용하여도 동일한 컬러 표시가 얻어지는 액정 표시 장치를 제공하는 것이 가능하다.

더욱이, 본 실시예의 컬러 필터를 사용하여 액정 표시 장치는, 실시예l∼6에 기재한 액정 표시 장치로도 적용할 수 있다.

(실시예8)

다음으로, 실시예8의 액정 표시 장치의 구성에 대해서 설명한다. 실시예8의 액정 표시 장치는, 실시예7의 액정 표시 장치로부터 산란층(9)를 없앤 구성이다.

본 실시예에서의 액정 표시 장치의 구성을, 도면을 사용하여 설명한다. 도24는 본 발명의 본 실시예에서의 액정 표시 장치의 구성 요소를 설명하기 위한 단면도이다. 화소부의 확대도는 도23에 나타낸 것과 동일하고, 배치 관계는 도19, 도(20)에 나타낸 바와 같이 동일하므로 생략한다. 이하, 도18, 도23, 도l9, 도(20)을 사용하고, 본 발명 액정 표시장치의 구성을 설명한다.

본 발명 액정 표시 장치는, 도24에 나타내는 바와 같이, 액정 소자(22)와, 액정 소자(22)의 상측에 설치한 이방성 산란층(l0)과, 비틀린 위상차 판(12)과, 제1 위상차 판(13)과, 제2 위상차 판(14)과, 위 편광판(11)과, 액정 소자(22)의 아래쪽에 설치한 제3 위상차 판(18)과, 제4 위상차 판(l9)과, 아래 편광판(l7)과, 백라이트(16)에 의하여 구성한다. 본 실시예에서도, 광학 보상 소자로서, 비틀린 위상차 판(12), 제1 위상차 판(13), 및 제2 위상차 판(14)의 3장을 사용하고, ,이방성 산란층으로서, 도l 및 도5의 곡선(34) 또는 곡선(35)에 나타내는 특성을 가지는재료를 사용한다. 제2 광학 보상 소자로서, 제 3 위상차 판(l8)과 제4 위상차 판(l9)을 사용한다.

또한, 이방성 산란층(10)으로서, 도5 및 도6의 곡선(34) 또는 곡선(35)에 나타내는 특성을 가지는 재료를 사용한다.

또 이방성 산란층(10)으로서, 도2 및 도3의 곡선(31) 또는 곡선(32)에 나타내는 특성을 가지는 재료를 사용할 수도 있다.

위 편광판(11), 제2 위상차 판(14), 제1 위상차 판(13), 비틀린 위상차 판(12), 및 이방성 산란층(10)은, 아크릴계 점착제에 일체화되어 있다. 액정 소자(22)는, 아크릴계 점착제를 사용하여 붙여져 있다. 또 아래 편광판(17), 제4 위상차 판(19), 및 제3 위상차 판(18)은, 아크릴계 점착제로 일체화되고 있고, 액정 소자(22)도, 아크릴계 점착제에 붙여져 있다.

액정 소자(22)의 구성은, 실시예6과 동일하고, 반투과 반사층(25)는, 알루미늄의 박막을 대단히 얇게 함으로써, 일부의 광은 투과하고, 나머지의 광은 반사한, 이른바 반거울로 하고 있다. 본 실시예에서는, 알루미늄의 박막을 0.02μm로 한 것으로, 20% 정도의 광을 투과하고, 나머지의 80%의 광을 반사하도록 하여, 도18에 나타낸 바와 같이 화소 주변에 직사각형의 형상으로 형성하였다.

위 편광판(1l), 비틀린 위상차 판(l2), 제1 위상차 판(13), 제2 위상차 판(14), 아래 편광판(17), 제3 위상차 판(18), 제4 위상차 판(19), 및 백라이트(16)는 실시예6에 사용한 것과 같다.

각 구성부재의 배치관계는, 도19, 도20에 나타낸 바와 같이 나와 있기 때문에 생략한다.

다음으로, 실시예8의 액정 표시 장치의 효과에 대해서 설명한다. 도22의 구성으로는, 산란층(9)과 이방성 산란층(10)을, 액정 소자(22)와 비틀린 위상차 판(12)의 사이에 설치하였으나, 본 실시예에서는 도24에 나타내는 바와 같이, 산란층(9)이 없고, 이방성 산란층(10)만이 구비되어 있다.

그리고, 표시 화소의 온과 오프를 편성함으로써, 컬러표시가 가능하게 되고, 이 이방성 산란층(10a)를 구비함으로써, 일반적인 환경하에 가장 많은 입사각인 20°∼50°의 광을, 층법선 방향인 눈으로 인식하는 방향으로 강하게 반사시키는 것이 가능하게 되고, 밝은 표시가 얻어지며, 또한, 후방 산란이 적기 때문에, 콘트라스트도 향상된다. 층법선방향의 산란성이 높기 때문에, 실시예3의 액정 표시 장치보다는, 다소 문자흐려짐이 발생했지만 밝은 컬러 표시를 얻을 수 있었다.

이 이방성 산란층(10a)의 효과는, 트위스트각이 90°전후인 TN모드에서도 얻어지지만, 특히 트위스트각이 180°∼260°인 STN모드에 있어서, 시야각 특성 개선 효과가 크고, 유효하다.

또 백라이트(16)을 점등한 투과 표시에 관해서도, 실시예3과 다름없는 효과에 의해 양호한 컬러 표시가 얻어졌다.

이와 같이 위 편광판(11)과 제2 위상차 판(14)과 제1 위상차 판(l3)과 비틀린 위상차 판(12)와 이방성 산란층(10a)와, 반투과 반사층(9)과 컬러 필터(26)을 내재한 STN 모드의 액정 소자(22)에 의하여 외광을 사용하는 반사 표시에 있어서는 양호한 콘트라스트로, 밝고, 시야각 특성이 양호한 컬러 표시가 가능하고, 액정 소자(22)의 아래쪽을 제3 위상차 판(18)과 제4 위상차 판(19)과 아래 편광판(17)과 백라이트(l6)를 구비함으로써, 외광이 적은 환경에서는 백라이트(l6)을 점등하는 것으로, 양호한 컬러 표시가 얻어지는 단편광판 방식의 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims

반사층과 제1 전극을 가지는 제1 기판과 제2 전극을 가지는 제2 기판과 상기 제l과 제2 기판 사이에 협지된 트위스트 배향된 네마틱 액정을 가지는 액정 소자를 구비한 액정 표시장치로서,

반사층으로부터 시인자(視認者)측에는 입사각에 따라 직행 투과율이 달라지는 이방성 산란층을 구비하고,

상기 이방성 산란용 우선시야각의 방향을 Y축으로 하고, 그 Y축 방향과 거의 직행하는 방향을 X축이라 한 경우,

그 이방성 산란층에 입사한 광은 X축 방향에의 산란 각도보다, Y축 방향으로의 산란 각도가 넓은 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
반사층과 제1 전극을 가지는 제1 기판과 제2 전극을 가지는 제2 기판과 상기 제1과 제2 기판 사이에 협지된 트위스트 배향한 네마틱 액정을 가지는 액정소자를 구비한 액정표시장치로서,

반사층으로부터 시인자측에는 입사각에 따라 직행 투과율이 달라지는 이방성 산란층을 구비하고,

상기 이방성 산란층의 우선 시야각의 방향을 Y축으로 하고, 그 Y축 방향과 거의 직행하는 방향을 X측으로 한 경우,

그 이방성 산란층의 직행 투과율의 입사각 의존성은 이방성 산란층의 층법선에 대하여, X축 방향에 있어서도, 또 Y축 방향에 있어서도 대칭이고, 또한, 이방성 산란층의 층법선방향의 직행 투과율이 비스듬한 방향에서의 직행 투과율 보다 낮고, X축 방향과 Y축 방향과에 직행 투과율의 최대치가 거의동등한 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
반사층과 제1 전극을 가지는 제1 기판과 제2 전극을 가지는 제2 기판과 상기 제1과 제2 기판 사이에 협지된 트위스트 배향된 네마틱 액정을 가지는 액정소자를 구비한 액정 표시 장치로서,

반사층으로부터 시인자 측에는 입사각에 따라 직행 투과율이 달라지는 이방성 산란층을 구비하고,

상기 이방성 산란층의 우선 시야각의 방향을 Y축으로 하여, 상기 Y축 방향과 거의 직행하는 방향을 X축이라고 한 경우,

상기 이방성 산란층의 직행투과율의 입사각 의존성은 이방성 산란층의 층법선에 대하여, X축 방향에 있어서도, 또 Y축 방향에 있어서도 대칭이고, 또한, 이방성 산란층의 층법선방향의 직행 투과율이 비스듬한 방향에서의 직행 투과율 보다 낮으며, X축 방향과 Y축 방향에서 직행 투과율의 최대치가 다른 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
반사층과 제1 전극을 가지는 제l 기판과 제2 전극을 가지는 제2 기판과 상기제1과 제2 기판 사이에 협지된 트위스트 배향된 네마틱 액정을 가지는 액정 소자를구비한 액정 표시 장치로서,

반사층으로부터 시인자측에는 입사각에 따라 직행 투과율이 달라지는 이방성 산란층을 구비하고,

상기 이방성 산란층의 우선 시야각의 방향을 Y축으로 하여, 그 Y축 방향과 거의 직행하는 방향을 X축으로 한 경우,

상기 이방성 산란용의 직행투과율의 입사각 의존성은 이방성 산란층의 층법선에 대하여, X축 방향에 있어서 비대칭이고, Y축 방향에 있어서는 대칭 임을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 3항 또는 제 4항에 있어서,

상기 이방성 산란용의 비스듬한 방향의 직행 투과율에 있어서, X축 방향으로 비스듬히 기운 때의 직행 투과율의 최대치가, Y축 방향으로 비스듬히 기운 때의 직행 투과율의 최대치 보다 높은 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 이방성 산란층에 더하여, 산란층을 설치한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 네마틱 액정은 트위스트각이 180°∼260°임을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 반사층이 반투과 반사용으로서, 상기 제1 기판의 외측에 백라이트를 설치한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 기판 또는 제2 기판의 어느 한쪽에 복수색을 가진 컬러 필터를 설치한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2 기판측에는 적어도 1장의 광학 보상 소자를 구비하고, 상기 광학 보상 소자로서, 위상차 판 또는 비틀린 위상차 판, 혹은 위상차 판과 비틀린 위상 기판의 양방을 사용하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.