KR20040091588A - 액정 표시 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

반투과반사형 액정 표시 장치에 있어서, 밝고 콘트라스트가 높고, 게다가 광시야각의 표시를 얻을 수 있는 액정 표시 장치를 제공한다. 초기 배향 상태가 수직 배향을 나타내는 유전 이방성이 부인 액정으로 이루어지는 액정층을 한 쌍의 기판 사이에 유지하여 이루어지고, 화상 표시 영역 내에 복수 배열 형성된 하나의 도트 영역 내에, 투과 표시를 행하는 투과 표시 영역 T와 반사 표시를 행하는 반사 표시 영역 R이 마련된 액정 표시 장치에 있어서, 인접하는 2개의 도트 영역 P1, P2의 투과 표시 영역 T끼리 또는 반사 표시 영역 R끼리를 각각 그 도트 영역의 단변에 면하는 위치에 마련하여, 전압 인가 시에 각 단변에 생성되는 경사 전계에 의해서 액정을 서로 역 방향으로 경사 배향시킨다.

Description

액정 표시 장치 및 전자 기기{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은 액정 표시 장치 및 전자 기기에 관한 것으로서, 특히 반사 모드와 투과 모드의 양측에서 표시를 행하는 반투과반사형의 액정 표시 장치에 있어서, 고휘도, 고콘트라스트, 광시야각의 표시가 얻어지는 기술에 관한 것이다.
밝은 장소에서는 반사형 액정 표시 장치와 같이 외광을 이용하고, 어두운 장소에서는 백라이트 등의 내부 광원에 의해 표시를 시인(視認) 가능하게 한 액정 표시 장치가 제안되어 있다. 즉, 이 액정 표시 장치는, 반사형과 투과형을 겸비한 표시 방식을 채용하고 있어, 주위의 밝기에 따라서 반사 모드, 투과 모드 중 어느 하나의 표시 방식으로 변경하여, 소비 전력을 저감하면서 주위가 어두운 경우라도 명료한 표시를 행할 수 있어, 휴대 기기의 표시부에 적합한 것이다. 이하, 본 명세서에서는, 이런 종류의 액정 표시 장치를 "반투과반사형 액정 표시 장치"라고 한다.
이러한 반투과반사형 액정 표시 장치로서는, 상부 기판과 하부 기판 사이에 액정층이 유지됨과 동시에, 예컨대 알루미늄 등의 금속막에 광투과용의 개구부를 형성한 반사막을 하부 기판의 내면에 구비하여, 이 반사막을 반투과반사판으로서 기능시키는 액정 표시 장치가 제안되어 있다. 이 경우, 반사 모드에서는 상부 기판측으로부터 입사한 외광이, 액정층을 통과한 후에 하부 기판의 내면의 반사막에서 반사되어, 다시 액정층을 통과하여 상부 기판측으로부터 출사되어, 표시에 기여한다. 한편, 투과 모드에서는 하부 기판측으로부터 입사된 백라이트로부터의 광이, 반사막의 개구부에서 액정층을 통과한 후, 상부 기판측으로부터 외부로 출사되어, 표시에 기여한다. 따라서, 반사막의 형성 영역중, 개구부가 형성된 영역이 투과 표시 영역, 그 밖의 영역이 반사 표시 영역이 된다.
그런데, 종래의 반투과반사형 액정 표시 장치에는, 투과 표시에서의 시각이 좁다고 하는 과제가 있었다. 이것은, 시차(視差)가 생기지 않도록 액정 셀의 내면에 반투과반사판을 마련하고 있는 관계로, 관찰자측에 구비된 1장의 편광판만으로 반사 표시를 행하여야 한다고 하는 제약이 있고, 광학 설계의 자유도가 작기 때문이다. 그래서, 이 과제를 해결하기 위해서, 특허 문헌 1에서는, 수직 배향 액정을 이용하는 새로운 반투과반사형 액정 표시 장치가 제안되어 있다. 그 특징은, 이하의 세 항목이다.
(1) 유전 이방성이 부인 액정을 기판에 대하여 수직으로 배향시켜, 전압 인가에 의해서 이것을 기울어지게 하는 "VA(Vertical Alignment) 모드"를 채용하고 있는 점.
(2) 투과 표시 영역과 반사 표시 영역의 액정층 두께(셀 갭)가 다른 "멀티 갭 구조"를 채용하고 있는 점.
(3) 투과 표시 영역을 정팔각형 또는 원으로 하여, 이 영역 내에서 액정이 등방적으로 기울어지도록 대향 기판 상의 투과 표시 영역의 중앙에 돌기를 마련하고 있는 점. 즉, "배향 분할 구조"를 채용하고 있는 점.
한편, 투과형 컬러 액정 표시 장치에서는, 수직 배향 모드를 채용하여 여러가지 형상의 전극 슬릿, 돌기 등의 배향 제어 수단을 마련함으로써, 멀티 도메인화하여, 광시야각을 실현하는 방법이 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 2∼4).
[특허 문헌 1]
일본 특허 공개 제 2002-350853 호 공보
[특허 문헌 2]
일본 특허 공개 평성 7-28063 호 공보
[특허 문헌 3]
일본 특허 공개 평성 11-258606 호 공보
[특허 문헌 4]
일본 특허 공개 제 2001-154200 호 공보
그러나, 전극 슬릿이나 돌기에서의 배향 제어로는 그 부분의 액정을 완전히 기울어지게 하기 어렵기 때문에, 투과율이 낮아지는 문제가 있었다. 이것은, 배향 제어 수단을 복잡하게 하여 슬릿이나 돌기가 차지하는 면적을 많게 하면 한층 더 그 영향은 강해진다. 또한, 멀티 갭 구조로 형성된 어레이 기판에 전극 슬릿을 형성하는 경우에는, 그 슬릿의 가공이 어려워 단선 등이 생길 우려가 있다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 반투과반사형 액정 표시 장치에 있어서, 잔상 등의 표시 불량을 억제하고, 또한, 고휘도화, 고콘트라스트화가 가능한 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1의 액정 표시 장치의 개략 구성 사시도,
도 2는 동 액정 표시 장치의 요부 평면도,
도 3은 동 액정 표시 장치의 요부 단면도,
도 4는 동 액정 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 단면도,
도 5는 동 액정 표시 장치의 액정의 배향 상태를 나타내는 평면도,
도 6은 실시예 1의 변형예에서의 액정의 배향 상태를 나타내는 평면도,
도 7은 실시예 1의 변형예에서의 액정의 배향 상태를 나타내는 평면도,
도 8은 본 발명의 실시예 2의 액정 표시 장치의 개략 구성 사시도,
도 9는 동 액정 표시 장치의 요부 단면도,
도 10은 동 액정 표시 장치의 액정의 배향 상태를 나타내는 평면도,
도 11은 실시예 2의 변형예에서의 액정의 배향 상태를 나타내는 평면도,
도 12는 실시예 2의 변형예에서의 액정의 배향 상태를 나타내는 평면도,
도 13은 실시예 2의 변형예에서의 액정의 배향 상태를 나타내는 평면도,
도 14는 실시예 2의 변형예에서의 액정의 배향 상태를 나타내는 평면도,
도 15는 실시예 2의 변형예 4, 변형예 5에서의 액정의 배향 상태를 나타내는 평면도,
도 16은 실시예 2의 변형예의 액정 표시 장치의 개략 구성 사시도,
도 17은 동 액정 표시 장치의 액정의 배향 상태를 나타내는 평면도,
도 18은 동 액정 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 단면도,
도 19는 동 액정 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 단면도,
도 20은 본 발명의 전자 기기의 일례를 나타내는 사시도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
110, 210 : 하부 기판 120, 220 : 상부 기판
130, 230 : 액정층
111, 111′, 111″, 111′′′, 211, 211′, 211″, 211′′′, 211′′′′ : 반사막
112, 112′, 112″, 212, 212′, 212″, 212′′′, 212′′′′ : 액정층 두께 조정층
500 : 전자 기기 L : 액정 분자
P1, P2 : 도트 영역 R : 반사 표시 영역
T : 투과 표시 영역
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 액정 표시 장치는, 초기 배향 상태가 수직 배향을 나타내는 유전 이방성이 부인 액정으로 이루어지는 액정층을 한 쌍의 기판 사이에 유지하여 이루어지고, 화상 표시 영역 내에 복수 배열 형성된 하나의 도트 영역 내에, 투과 표시를 행하는 투과 표시 영역과 반사 표시를 행하는 반사 표시 영역이 마련된 액정 표시 장치로서, 인접하는 2개의 도트 영역의 투과 표시 영역끼리 또는 반사 표시 영역끼리가 각각 그 도트 영역의 단변(edges)에 면하는 위치에 마련되어, 전압 인가 시에 각 단변에 생성되는 경사 전계에 의해서 액정이 서로 반대 방향으로 경사 배향되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 전극이 형성되지 않는 도트 사이의 영역을 종래의 전극 슬릿으로 간주하여, 전압 인가 시에 도트의 단변에 생성되는 경사 전계를 적극적으로 이용하여 액정의 배향 방향을 제어하고 있다. 이 때, 인접하는 도트 영역의 투과 표시 영역끼리 또는 반사 표시 영역끼리가 전압 인가 시에 각 단변에 생성되는 경사 전계에 의해서 서로 반대 방향으로 경사 배향되도록 함으로써, 이들 2개의 도트 영역 사이에서 배향 분할을 실현할 수 있다.
즉, 인접하는 2개의 도트 영역에서는 거의 동일한 계조 표시가 행하여지기때문에, 이들을 의사적(擬似的)으로 하나의 도트 영역(본 명세서에서는 이것을 원래의 의미에서의 도트 영역과 구별하기 위해서 그룹 영역이라 함)과 같이 취급할 수 있지만, 이 의사적으로 설정된 그룹 영역 내의 액정을 상술한 바와 같이 배향 분할하여 시야각 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 구성에서는 특허 문헌 2∼4에 개시되는 것 바와 같은 전극 슬릿이나 돌기 등을 마련하고 있지 않기 때문에, 개구율이 높아 고휘도, 고콘트라스트의 표시가 가능해진다. 또, 상술한 "인접"에는, 도트 영역이 상하좌우로 인접하는 경우 외에 경사 방향으로 인접하는 경우도 포함된다.
이와 같이 2개의 도트 영역에 걸치는 모양으로 배향 분할을 실현하기 위해서는, 예컨대, 인접하는 2개의 도트 영역의 투과 표시 영역끼리 또는 반사 표시 영역끼리를 이들 도트 영역 사이의 영역을 사이에 두고 대치하면 좋다. 이 구성에서는, 인접하는 각 도트 영역의 단변에 생성되는 경사 전계에 의해, 상기 대치된 투과 표시 영역끼리 또는 반사 표시 영역끼리의 액정 분자는 서로 반대 방향으로 경사 배향 된다. 이 결과, 하나의 그룹 영역 내에 경도(傾倒) 방향이 다른 2개의 도메인이 형성되어, 시각 특성이 좋은 표시가 얻어진다.
또한, 상기 배향 분할 구조를 실현하기 위해서, 예컨대, 인접하는 2개의 도트 영역의 투과 표시 영역끼리 또는 반사 표시 영역끼리를, 이들 도트 영역의 인접하는 방향에 대하여 좌측 및 우측이 되는 위치에 대향하여 마련하더라도 좋다. 이 구성에서는, 한 쪽 도트 영역에서의 상기 인접 방향에 대하여 좌측에 위치하는 단변에 마련된 투과 표시 영역(또는 반사 표시 영역)과, 다른 쪽의 도트 영역에서의상기 인접 방향에 대하여 우측에 위치하는 단변에 마련된 투과 표시 영역(또는 반사 표시 영역)에서는, 액정의 경도 방향이 서로 반대 방향이 된다. 이것에 의해, 이것들의 투과 표시 영역끼리 또는 반사 표시 영역끼리의 사이에서 배향 분할이 실현되어, 광시야각의 표시가 얻어진다.
또, 상술한 각 구성에 있어서, 상기 한 쌍의 기판중 적어도 한 쪽 기판과 상기 액정층 사이에, 상기 반사 표시 영역과 상기 투과 표시 영역에서 상기 액정층의 층 두께를 다르게 한 액정층 두께 조정층을 적어도 상기 반사 표시 영역에 마련하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 액정층측을 향해서 돌출되도록 마련된 액정층 두께 조정층의 존재에 의해서, 반사 표시 영역의 액정층의 두께를 투과 표시 영역의 액정층의 두께보다도 작게 할 수가 있기 때문에, 반사 표시 영역에서의 리타데이션(retardation)과 투과 표시 영역에서의 리타데이션을 충분히 가까이 하거나, 또는 거의 같게 할 수가 있어, 이것에 의해 콘트라스트의 향상을 꾀할 수 있다. 특히, 액정층 두께 조정층에 자신의 막 두께가 연속적으로 변화되도록 경사면을 마련하여, 이 경사면 근방의 액정 분자에 프리 틸트를 부여함으로써, 디클리네이션(declination)이 무질서하게 발생하는 것을 방지할 수 있고, 이것에 의해 편차감이 적은 선명한 표시를 실현할 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서, 상기 도트 영역을 거의 구형(矩形)으로 하여, 상기 투과 표시 영역을 상기 도트 영역의 장변을 따라 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 도트 단변에 면하는 액정 분자의 비율을 크게함으로써 배향 규제력를 높일 수 있다. 특히, 반투과반사형의 액정 표시 장치에서는 반사 표시보다도 투과 표시에 대하여 높은 품질이 요청되므로, 상기 장변측의 단변에는 적어도 투과 표시 영역이 배치되는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 상기 액정층 두께 조정층을 거의 구형의 도트 영역의 세 단변을 따라 평면에서 볼 때 "ㄷ"자형으로 마련하고, 상기 투과 표시 영역을 나머지의 하나의 단변을 따라 배치하여, 상기 구성을 실현한다. 이 경우, 투과 표시 영역의 액정 분자는 도트 영역의 하나의 단변에만 면하는 것이 되기 때문에, 예컨대 액정 분자가 배향 규제 방향이 다른 장변측 및 단변측의 양측 단변에 면하는 경우와 비교하여, 배향 편향이 더욱 발생되기 어렵게 된다. 또한, 액정층 두께 조정층을 도트 중앙부에 마련하여, 상기 투과 표시 영역을 거의 구형의 도트 영역의 4개의 단변을 따라 4군데 마련하더라도 좋다. 이 경우, 1 도트 영역 내에 경도 방향이 다른 4개의 도메인을 형성할 수 있고, 보다 시각 특성이 좋은 표시가 얻어진다.
또한, 반사 표시에 대하여 높은 품질을 구하는 경우에는 상기 투과 표시 영역을 구형 형상의 도트 영역의 세 단변을 따라 평면에서 볼 때 "ㄷ"자형으로 마련하고, 상기 액정층 두께 조정층을 나머지의 하나의 단변을 따라 배치하더라도 좋다. 이와 같이 도트 단변에 면하는 반사 영역의 액정 분자의 비율을 크게함으로써 배향 규제력을 높일 수 있다. 또한, 액정층 두께 조정층을 구형 형상의 도트 영역의 4개의 단변을 따라 4군데 마련하여, 상기 투과 표시 영역을 도트 중앙부에 마련하더라도 좋다. 이 경우, 1 도트 영역 내에 경도 방향이 다른 4개의 도메인을 형성할 수 있고, 보다 시각 특성이 좋은 반사 표시가 얻어진다.
또, 본 발명의 액정 표시 장치는 수직 배향 모드를 채용하는 이외에, 그 구조는 특별히 한정되지 않고, 단순 매트릭스형, 액티브 매트릭스형 중 어느 쪽의 구조를 채용하더라도 좋다. 또한, 상기 한 쌍의 기판중 어느 한 쪽 기판의 내면에 컬러 필터를 마련하여 컬러 표시를 하더라도 좋다.
본 발명의 전자 기기는 상술한 액정 표시 장치를 갖춘 것을 특징으로 한다. 이 구성에 의하면, 사용 환경에 의하지 않고서 밝고, 고휘도, 고콘트라스트, 광시야각의 액정 표시부를 갖춘 전자 기기를 제공할 수가 있다.
(실시예 1)
이하, 도 1∼도 5를 참조하면서 본 발명의 실시예 1에 따른 액정 표시 장치에 관해서 설명한다. 도 1은 본 실시예의 액정 표시 장치의 개략 구성을 나타내는 사시도, 도 2는 그 요부 평면도, 도 3은 그 요부 단면도, 도 4는 그 작용을 설명하기 위한 단면도, 도 5는 액정 분자의 배향 상태를 나타내는 평면도이다. 또, 이하의 각 도면에서는, 각 층이나 각 부재를 도면 상에서 인식 가능한 정도의 크기로 하기 위해서, 각 층이나 각 부재마다 축척을 다르게 한다. 또한, 본 명세서에서는, 액정 장치를 구성하는 각 부재에 있어서 액정층측에 배치된 면을 "내면", 그리고 반대측의 면을 "외면"이라고 한다.
우선, 도 1, 도 2에 따라서 본 실시예의 액정 표시 장치의 개략 구성에 관해서 설명한다.
본 실시예의 액정 표시 장치는 단순 매트릭스형의 액정 표시 장치이며,기판(110, 120)에는, 각각 전극(113, 123)이 스트라이프 형상으로 복수 배열되어 형성되어 있다. 전극(113, 123)은 각각 X 방향, Y 방향으로 연장되어 마련되고, 이것들이 교차하는 거의 구형의 영역에 의해서 하나의 도트 영역이 구성된다. 그리고, 이 도트 영역이 매트릭스 형상으로 복수 배열하여 화상 표시 영역이 구성된다. 또, 도 2에 있어서 전극(113) 사이 및 전극(123) 사이의 영역을 각각 부호 E1, E2로 나타내고 있고, 각 도트 영역은 평면에서 볼 때 이들 영역 E1, E2에 의해서 구획된 상태로 되어있다.
하부 기판(110)과 하부 전극(113) 사이에는 반사막(111)이 마련되어 있고, 1 도트 영역에서 이 반사막(111)이 형성된 영역이 반사 표시 영역 R로 되고, 그 이외의 영역이 투과 표시 영역 T가 된다. 이 반사막(111)은 X 방향으로 연장되어 마련됨과 동시에 Y 방향으로 복수 배열되어 형성되어 있고, 상술한 하부 전극(113)은 해당하는 반사막(111)을 덮는 모양으로 형성되어 있다. 또, 반사막(111)의 Y 방향의 폭은 투과 표시 영역 T와 반사 표시 영역 R의 개구 비율에 따라서 임의로 설정할 수 있지만, 투과 표시 영역과 반사 표시 영역을 거의 동일한 크기로 하는 경우에는, 그 폭은 하부 전극(113)의 Y 방향의 폭의 절반 정도로 설정된다.
또한, 본 실시예에서는, X 방향으로 인접하는 도트 영역의 투과 표시 영역 T끼리 또는 반사 표시 영역 R끼리가 영역 E1을 사이에 두고 대치되도록, 반사막(111)은 영역 E1을 사이에 두는 위치에 대(對)를 이루어 형성되어 있다. 즉, 영역 E1을 사이에 두고 X 방향으로 인접하는 2개의 도트 영역을 의사적으로 하나의 그룹 영역으로 본 경우에, 하부 기판(110)에는 이 그룹 영역이 영역 E1 및 영역 E2를 사이에 두고 X 방향 및 Y 방향으로 복수 배열되어 형성된 상태로 되어 있고, 각 그룹 영역의 X 방향에서의 양단부에 각각 반사막(111)이 배치되어 있다. 이것에 의해, 그룹 영역의 X 방향에서의 중앙부에는 영역 E1을 사이에 두는 위치에 2개의 투과 표시 영역 T가 형성되고, 그룹 영역의 X 방향에서의 양측부에는 2개의 반사 표시 영역 R이 형성된다.
또한, 상부 기판(120)과 전극(123) 사이에는 컬러 필터 121R(적), 121G(녹), 121B(청)으로 이루어지는 컬러 필터층(121)이 마련되어 있다. 이들 컬러 필터 121R∼121B는 각각 X 방향으로 스트라이프 형상으로 복수 배열 형성되어 있고, 상술한 상부 전극(123)은 해당하는 컬러 필터를 덮는 모양으로 형성되어 있다.
또한, 하부 기판(110)의 외면측에는 백라이트(150)가 배치되어 있다.
다음에, 도 3에 근거하여 본 액정 표시 장치의 단면 구조에 관해서 설명한다. 도 3은 도 2의 A-A′선을 따르는 2 도트의 단면도이며, 상술한 그룹 영역의 단면 구조를 나타내고 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 하부 기판(110)과 이것에 대향 배치된 상부 기판(120) 사이에는, 초기 배향 상태가 수직 배향 상태를 나타내는 유전 이방성이 부인 액정으로 이루어지는 액정층(130)이 사이에 유지되어 있다.
유리, 석영, 플라스틱 등의 투광성 부재로 이루어지는 하부 기판(110)의 위에는 Al(알루미늄), Ag(은) 등의 고반사율의 금속 반사막(111)이 형성되어 있다. 상술한 바와 같이, 반사막(111)의 형성 영역이 반사 표시 영역 R로 되고, 반사막(111)의 비형성 영역이 투과 표시 영역 T로 된다.
기판(110)의 위에는, 반사 표시 영역 R에 해당하는 위치에 액정층의 층 두께를 얇게 하기 위한 두께를 갖는 절연막(112)이 형성되어 있다. 절연막(112)은 예컨대 막 두께가 2㎛±1㎛ 정도의 아크릴 수지 등의 유기막으로 이루어지고, 반사 표시 영역 R과 투과 표시 영역 T의 경계 부근에서, 자신의 층 두께가 연속적으로 변화된 경사면(112a)을 갖고 있다. 절연막(112)이 존재하지 않은 부분의 액정층(130)의 두께가 2∼6㎛ 정도이므로, 반사 표시 영역 R에서의 액정층(130)의 두께는 투과 표시 영역 T에서의 액정층(130)의 두께의 약 절반이 된다. 즉, 절연막(112)은 자신의 막 두께에 의해서 반사 표시 영역 R과 투과 표시 영역 T의 액정층(130)의 층 두께를 다르게 한 액정층 두께 조정층으로서 기능하고 있다.
본 실시예의 경우, 절연막(112) 상부의 평탄면의 테두리와 반사막(111)(반사 표시 영역)의 테두리가 거의 일치하고 있고, 경사면(112a)은 투과 표시 영역 T에 포함되게 된다. 또한, 액정층 두께 조정층은 반사 표시 영역 R에 해당하여 두텁게 형성되는 것이지만, 투과 표시 영역 T에도 엷게 형성되어 존재하는 경우도 있다. 또한, 본 실시예에서는 반사막(111)을 절연막(112)(반사 표시 영역에 해당하는 액정층 두께 조정층)의 밑으로 형성했지만, 절연막(112)의 평탄면 상, 즉 절연막(112)과 투명 도전막으로 이루어지는 하부 전극(113) 사이에 마련하더라도 좋다. 따라서, 반사 표시 영역 R에 해당하는 절연막(112)이란, 투과 표시 영역 T보다 반사 표시 영역 R의 액정층의 층 두께를 엷게 하고 있는(혹은, 투과 표시 영역 T에서의 층 두께보다 반사 표시 영역 R에서의 층 두께를 두텁게 한) 절연막을 나타내는 것이다.
그리고, 절연막(112)의 표면을 포함하는 기판(110)의 표면에는, ITO(인듐 주석 산화물) 등의 투명 도전막으로 이루어지는 하부 전극(113)과 수직 배향막(114)이 순차 형성되어 있다.
한편, 유리, 석영, 플라스틱 등의 투광성 부재로 이루어지는 상부 기판(120)의 내면측에는 컬러 필터층(121)이 마련되어 있다. 이 컬러 필터층(121)은, 인접하는 도트 영역마다 적(R), 녹(G), 청(B)의 서로 다른 색의 컬러 필터(121R, 121G, 121B)가 배치되어 있고, 인접하는 3개의 도트 영역에서 하나의 화소를 구성하거나, 혹은, 반사 표시와 투과 표시로 표시색의 색상이 다른 것을 보상하도록, 반사 표시 영역 R과 투과 표시 영역 T로 색순도를 변경한 컬러 필터를 별도로 마련하더라도 좋다. 그리고, 이 컬러 필터층(121)의 위에는, ITO 등의 투명 도전막으로 이루어지는 상부 전극(123)과 수직 배향막(124)이 순차 형성되어 있다.
또한, 하부 기판(110)의 외면측, 및, 상부 기판(120)의 외면측에는, 각각 기판측에서 위상차판(원 편광 입사 수단)(115, 125), 편광판(116, 126)이 마련되어 있다. 위상차판(115, 125)은 가시광의 파장에 대하여 약 1/4 파장의 위상차를 갖는 것이며, 이 위상차판(115, 125)과 편광판(116, 126)의 조합에 의해 기판(110)측 및 기판(120)측의 양측으로부터 액정층(130)에 원 편광이 입사되게 되어 있다. 또한, 기판(110)의 외면측에 대응하는 액정 셀의 외측에는, 광원(151), 리플렉터(152), 도광판(153), 반사판(154) 등을 갖는 백라이트(150)가 설치되어 있다.
다음에, 도 4, 도 5에 따라서 본 액정 표시 장치의 동작에 관해서 설명한다.도 4(a), 도 4(b)는 각각 전압 인가 상태에서의 도 2의 A-A′선 및 B-B 선에 따르는 위치의 액정의 배향 상태를 나타내는 도면이다. 또, 도 4에서는 전극(113, 123)의 단변부(113a, 123a)에 생성되는 경사 전계를 일점 쇄선으로 나타내고 있다.
상술한 구성에 있어서 전극(113, 123) 사이에 전압을 인가하면, 영역 E1 근방에 위치하는 액정 분자 L은, 도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 하부 전극(113)의 단변부(113a)에 생성되는 경사 전계에 의해 이 에지부(113a)에서 전극 중앙부(즉 도트 중앙부)를 향해서 경사 배향한다. 그리고, 주위의 액정 분자 L은 그에 따라서 도트 중앙부를 향해서 경사 배향된다. 마찬가지로, 영역 E2 근방에 위치하는 액정 분자 L은, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 상부 전극(123)의 에지부(123a)에 생성되는 경사 전계에 의해 이 에지부(123a)에서 전극 중앙부(즉 도트 중앙부)를 향해서 경사 배향하고, 또한 그에 따라서 주위의 액정 분자 L이 도트 중앙부를 향해서 경사 배향된다.
이것 때문에, 도 5에 나타낸 바와 같이, 예컨대 영역 E1을 사이에 두고 X 방향으로 인접하는 도트 영역 P1, P2에서는, 각각의 투과 표시 영역 T에 위치하는 액정 분자 L은 서로 반대 방향으로 경사 배향하는 것으로 된다. 마찬가지의 것이 반사 표시 영역 R에서도 이루어져, 도트 영역 P1, P2의 각각의 반사 표시 영역 R에 위치하는 액정 분자 L은 서로 반대 방향으로 경사 배향된다.
즉, 도트 영역 P1, P2에 의해서 구성된 하나의 그룹 영역 내의 투과 표시 영역 T 및 반사 표시 영역 R은 함께 배향 분할된 상태로 된다. 마찬가지로, 영역 E2를 사이에 두고 Y 방향으로 인접하는 2개의 도트 영역으로 이루어지는 그룹 영역내의 투과 표시 영역 T 및 반사 표시 영역 R도 함께 배향 분할된 상태로 된다.
이와 같이 본 실시예에서는, 전극이 형성되지 않는 도트 사이의 영역을 종래의 전극 슬릿으로 간주, 전압 인가 시에 도트의 에지에 생성되는 경사 전계의 작용에 의해 액정의 배향 방향을 제어하고 있다. 이것 때문에, 전극 슬릿 등을 별도로 마련하는 종래의 것과 비교하여 개구율이 높고, 고휘도, 고콘트라스트인 표시가 가능해진다. 특히 본 실시예에서는, 인접하는 도트의 투과 표시 영역 T끼리 또는 반사 표시 영역 R끼리를 도트 사이의 영역 E1 또는 E2를 사이에 두고 대치하고 있기 때문에, 상술한 바와 같이 전압 인가 상태에서 이들 영역 T, R의 액정 분자 L을 서로 반대 방향으로 기울어지게 할 수 있다. 이것에 의해, 액정층(130)은 영역 E1 또는 E2를 사이에 두고 2 도트에 걸치는 영역에서 배향 분할된 상태로 되어, 광시야각의 표시가 실현된다. 즉, 인접하는 2개의 도트 영역에서는 거의 동일한 표시가 행하여지기 때문에, 이들을 의사적으로 하나의 도트와 같이 취급할 수 있지만, 본 실시예에서는, 이 의사적으로 설정된 하나의 도트 영역 내의 액정을 2 방향으로 배향 분할 할 수 있기 때문에, 시야각 특성을 향상할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 액정층 두께 조정층(112)에 의해서 반사 표시 영역 R과 투과 표시 영역 T의 액정층 두께를 다르게 하고 있기 때문에, 반사 표시 영역 R에서의 리타데이션과 투과 표시 영역 T에서의 리타데이션을 충분히 가깝게 하거나, 혹은 거의 같게 할 수가 있어, 이것에 의해 콘트라스트의 향상을 꾀할 수 있다. 특히 본 실시예에서는 액정층 두께 조정층(112)에 경사면(112a)을 마련하고 있기 때문에, 경사면 근방의 액정 분자에 대하여 이 경사 각도에 따른 프리 틸트를 부여할 수 있게 된다. 이것 때문에, 이 경사면 근방의 액정의 경도에 맞춰 주위의 액정의 경도 방향이 규정됨으로써 배향 편향(디클리네이션)이 무질서하게 생성되는 것을 방지할 수 있어, 편차감이 적은 선명한 표시를 실현할 수 있다.
(변형예)
다음에, 도 6, 도 7(a), 도 7(b)를 참조하면서 상기 실시예 1의 변형예에 따른 액정 표시 장치에 관해서 설명한다. 도 6, 도 7(a), 도 7(b)는 각각 상기 실시예 1의 변형예 1, 변형예 2, 변형예 3에 따른 액정 표시 장치에 있어서의 액정의 배향 상태를 나타내는 평면도이며, 도 5에 해당하는 도면이다. 이들 변형예는, 상기 실시예 1에 있어서 반사막 및 액정층 두께 조정층의 배치를 변형한 것이다. 또, 본 변형예에 있어서 상기 실시예 1과 동일한 부재에 관해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
우선, 도 6을 참조하면서 변형예 1에 관해서 설명한다.
도 6(a)에 나타낸 바와 같이, 본 변형예에서는, 반사막(111′)은 X 방향으로 연장되어 마련됨과 동시에 Y 방향으로 복수 배열되어 형성되어 있다. 이 반사막(111′)의 Y 방향의 폭은, 투과 표시 영역 T와 반사 표시 영역 R의 개구 비율에 따라서 임의로 설정할 수 있지만, 본 변형예에서는 예컨대 상부 전극(123)의 Y 방향의 폭의 절반 정도로 설정되어 있다.
또한, 본 변형예에서는, Y 방향으로 인접하는 도트 영역의 투과 표시 영역 T끼리 또는 반사 표시 영역 R끼리가 영역 E2를 사이에 두고 대치되도록, 반사막(111′)은 영역 E2를 사이에 두는 위치에 대를 이루고 형성되어 있다. 즉, 영역 E2를 사이에 두고 Y 방향으로 인접하는 2개의 도트 영역을 의사적으로 하나의 그룹 영역으로 본 경우에, 하부 기판(110)에는 이 그룹 영역이 영역 E1 및 영역 E2를 사이에 두고 X 방향 및 Y 방향으로 복수 배열 형성된 상태로 되어 있고, 각 그룹 영역의 Y 방향에서의 양단부에 각각 반사막(111′)이 배치되어 있다. 이것에 의해, 그룹 영역의 Y 방향에서의 중앙부에는 영역 E2를 사이에 두는 위치에 2개의 투과 표시 영역 T가 형성되고, 그룹 영역의 Y 방향에서의 양측부에는 2개의 반사 표시 영역 R이 형성된다.
그리고, 기판(110)에는, 반사 표시 영역 R에서의 액정층 두께가 투과 표시 영역 T의 액정층 두께의 절반 정도로 되도록, 이 반사 표시 영역 R에 해당하는 위치에 액정층 두께 조정층(112′)이 액정층(130)측으로 돌출하여 마련되어 있다.
이 외에는 상기 실시예 1과 마찬가지다.
따라서, 본 변형예에서도 상기 실시예 1과 같이, 전극 슬릿이나 돌기를 별도로 마련하지 않고, 고휘도, 고콘트라스트, 광시야각의 표시를 실현할 수 있다. 또한, 본 변형예에서는, 투과 표시 영역 T 및 반사 표시 영역 R을 거의 구형의 도트 영역의 장변측의 단변을 따라 배치하여 있기 때문에, 이들 영역 T, R을 도트 영역의 단변을 따라 배치한 상기 실시예 1의 것과 비교하여 디클리네이션의 발생을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
즉, 본 발명과 같이 도트 주연부에 생성되는 경사 전계를 이용하여 액정의 배향 제어를 행하는 경우에는, 도트 영역의 단변에 면하는 액정 분자의 비율을 크게함으로써, 배향 규제력을 높일 수 있다. 특히 본 변형예에서는 실시예 1의 것과 비교하여 장변측에 면하는 액정 분자의 비율을 크게하고 단변측에 면하는 액정 분자의 비율을 작게 하고 있기 때문에, 단변측의 경사 전계의 영향을 극히 작게 할 수 있고, 액정 분자 L에 작용하는 배향 규제 방향을 대강 1 방향(즉, 장변측의 경사 전계에 의한 배향 규제 방향)으로 할 수 있다. 배향 규제 방향이 2 방향인 경우에는 그것들의 경계 부분에 디클리네이션이 발생되지만, 본 변형예에서는 이러한 디클리네이션이 발생되기 어렵게 되기 때문에, 보다 편차감이 적은 선명한 표시가 얻어진다.
또, 상술한 구성에서는, X 방향으로 나열된 복수의 도트 영역에서 투과 표시 영역 T와 반사 표시 영역 R의 위치 관계는 모두 같지만, 도 6(b)에 나타낸 바와 같이, 이 위치 관계를 X 방향으로 인접하는 도트 영역 사이에서 역전시키더라도 좋다. 즉, 도 6(b)에 나타낸 바와 같이, 영역 E1을 사이에 두고 X 방향으로 인접하는 도트 영역에서, 반사막(111″)을 이 인접 방향(X 방향)에 대하여 좌우 교대로 배치하더라도 좋다. 이 경우, 반사 표시 영역 R에 형성되는 액정층 두께 조정층(112″)도 X 방향으로 인접하는 도트 영역에 대하여 좌우 교대로 배치된다. 이러한 구성이더라도 동일한 효과가 얻어진다.
다음에, 도 7을 참조하면서 변형예 2에 관해서 설명한다.
본 변형예에서는, 반사막(111′′′)은 하부 전극(113)의 중앙부에 Y 방향으로 연장되어 마련됨과 동시에 X 방향으로 복수 배열 형성되어 있다. 이 반사막(111′′′)의 X 방향의 폭은 예컨대 하부 전극(113)의 X 방향의 폭의 절반정도로 설정되어 있다. 이것에 의해, 1 도트 영역 내에는, 하부 전극(113)의 X 방향에서의 양측부에 2개의 투과 표시 영역 T가 형성되어, 하부 전극(113)의 X 방향에서의 중앙부에 하나의 반사 표시 영역 R이 형성된다.
그리고, 기판(110)에는, 반사 표시 영역 R에서의 액정층 두께가 투과 표시 영역 T의 액정층 두께의 절반 정도가 되도록, 이 반사 표시 영역 R에 해당하는 위치에 액정층 두께 조정층(112′)이 액정층(130)측으로 돌출하여 마련되어 있다.
이 외에는 상기 실시예 1과 마찬가지다.
따라서, 본 변형예에서도 상기 실시예 1과 같이, 전극 슬릿이나 돌기를 별도로 마련하지 않고 고휘도, 고콘트라스트, 광시야각의 표시를 실현할 수 있다. 또한, 본 변형예에서는, 2군데 마련된 투과 표시 영역 T의 액정 분자 L이 각각 하부 전극(113)의 에지부에 생성되는 경사 전계에 의해 도트 중앙부를 향해서 기울어지기 때문에, 각 투과 표시 영역 T의 액정은 서로 반대 방향으로 경사 배향 되게 된다. 이것 때문에, 투과 표시 영역 T 내의 액정을 1 도트 영역 내에서 배향 분할할 수 있고, 보다 광시야각의 표시가 얻어진다.
다음에, 도 7(b)를 참조하면서 변형예 3에 관해서 설명한다.
본 변형예에서는, 반사막(111′′′)은 하부 전극(113)의 상하 단부에 Y 방향으로 연장되어 마련됨과 동시에 X 방향으로 복수 배열 형성되어 있다. 이 반사막(111′′′)의 X 방향의 폭은 예컨대 하부 전극(113)의 X 방향의 폭의 절반 정도로 설정되어 있다. 이것에 의해, 1 도트 영역 내에는, 하부 전극(113)의 X 방향에서의 양측부에 2개의 반사 표시 영역 R1, R2가 형성되고, 하부 전극(113)의 X 방향에서의 중앙부에 하나의 투과 표시 영역 T가 형성된다.
그리고, 기판(110)에는, 반사 표시 영역 R1, R2에서의 액정층 두께가 투과 표시 영역 T의 액정층 두께의 절반 정도가 되도록, 이 반사 표시 영역 R1, R2에 해당하는 위치에 액정층 두께 조정층(112′)이 액정층(130)측으로 돌출하여 마련되어 있다.
이 외에는 상기 실시예 1과 마찬가지다.
따라서, 본 변형예에서도 상기 실시예 1과 같이, 전극 슬릿이나 돌기를 별도로 마련하지 않고 고휘도, 고콘트라스트, 광시야각의 표시를 실현할 수 있다. 또한, 본 변형예에서는, 2군데 마련된 반사 표시 영역 R의 액정 분자 L이 각각 하부 전극(113)의 에지부에 생성되는 경사 전계에 의해 도트 중앙부를 향해서 기울어지기 때문에, 각 반사 표시 영역 R의 액정은 서로 반대 방향으로 경사 배향 되게 된다. 또한 투과 표시 영역 T에서도 상하에 배치되는 반사 표시 영역 R1, R2에 의해 배향이 규정된다. 이것 때문에, 투과 표시 영역 T내, 및 반사 표시 영역 R1, R2 내의 액정을 1 도트 영역 내에서 배향 분할할 수 있고, 보다 광시야각의 표시가 얻어진다.
(실시예 2)
다음에, 도 8∼도 10을 참조하면서 본 발명의 실시예 2에 따른 액정 표시 장치에 관해서 설명한다. 도 8은 본 실시예의 액정 표시 장치의 개략 구성을 나타내는 사시도, 도 9는 그 요부 단면도, 도 10은 액정 분자의 배향 상태를 나타내는 평면도이다.
우선, 도 8에 따라서 본 실시예의 액정 표시 장치의 개략 구성에 관해서 설명한다.
본 실시예의 액정 표시 장치는 액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치이며, TFT 어레이 기판인 하부 기판(210)에는 거의 구형의 화소 전극(213)이 형성되어 있고, 이것에 대향 기판인 상부 기판(220)에는 공통 전극(223)이 형성되어 있다. 화소 전극(213)은 하부 기판(210) 상에 매트릭스 형상으로 복수 배열 형성되어 있고, 각 화소 전극(213)의 형성 영역이 각각 도트 영역을 구성한다. 그리고, 이 도트 영역이 매트릭스 형상으로 배열하여 화상 표시 영역이 구성된다. 또, 도 8에서 화소 전극이 형성되지 않는 영역(화소간 영역) 중, X 방향(화소 전극(213)의 단변 방향)으로 연장하는 화소간 영역을 부호 E3으로 나타내고, Y 방향(화소 전극(213)의 장변 방향)으로 연장하는 화소간 영역을 부호 E4로 나타내고 있다.
하부 기판(210)과 화소 전극(213) 사이에는 반사막(211)이 마련되어 있고, 1 도트 영역에서 이 반사막(211)이 형성된 영역이 반사 표시 영역 R이 되고, 그 이외의 영역이 투과 표시 영역 T로 된다(도 10 참조). 이 반사막(211)은 X 방향으로 연장되어 마련됨과 동시에 Y 방향으로 복수 배열 형성되어 있고, 상술한 화소 전극(213)은 반사막(211)을 덮는 모양으로 형성되어 있다. 또, 반사막(211)의 Y 방향의 폭은 투과 표시 영역 T와 반사 표시 영역 R의 개구 비율에 따라서 임의로 설정할 수 있지만, 투과 표시 영역 T와 반사 표시 영역 R을 거의 동일한 크기로 하는 경우에는, 그 폭은 화소 전극(213)의 단변의 길이의 절반 정도로 설정된다.
또한, 본 실시예에서는, 인접하는 도트 영역의 투과 표시 영역 T끼리 또는 반사 표시 영역 R끼리가 영역 E4를 사이에 두고 대치되도록, 반사막(211)은 영역 E4를 사이에 두는 위치에 대를 이루고 형성되어 있다. 즉, 하나의 영역 E4를 사이에 두고 Y 방향으로 인접하는 2개의 도트 영역을 의사적으로 하나의 그룹 영역으로 본 경우에, 하부 기판(210)에는 이 그룹 영역이 영역 E3 및 영역 E4를 사이에 두고 X 방향 및 Y 방향으로 복수 배열 형성된 상태가 되어 있고, 각 그룹 영역의 양측부에 각각 반사막(211)이 배치되어 있다. 이것에 의해, 그룹 영역의 Y 방향에서의 중앙부에는 영역 E4를 사이에 두는 위치에 2개의 투과 표시 영역 T가 형성되고, 그룹 영역의 Y 방향에서의 양측부에는 2개의 반사 표시 영역 R이 형성된다.
또한, 상부 기판(220)과 전극(223) 사이에는 적색, 녹색, 청색의 각 컬러 필터(도 9에서, 적색 및 녹색의 컬러 필터를 각각 부호 221R, 221G로 나타냄)로 이루어지는 컬러 필터층(121)이 마련되어 있다. 이들 컬러 필터는 화소 전극(213)의 형성 위치에 대응하여 복수 배열 형성되어 있고, 상술한 공통 전극(223)은 컬러 필터층(221)을 덮는 모양으로 형성되어 있다.
또한, 하부 기판(210)의 외면측에는 백라이트(250)가 배치되어 있다.
다음에, 도 9를 따라서 본 액정 표시 장치의 단면 구조에 관해서 설명한다. 도 9는 도 8의 C-C′선에 따르는 2 도트의 단면도이며, 상술한 그룹 영역의 단면 구조를 나타내고 있다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 하부 기판(210)과 이것에 대향 배치된 상부 기판(220) 사이에는, 초기 배향 상태가 수직 배향 상태를 나타내는 유전 이방성이부인 액정으로 이루어지는 액정층(230)이 유지되어 있다.
유리, 석영, 플라스틱 등의 투광성 부재로 이루어지는 하부 기판(210)의 위에는 Al, Ag 등의 고반사율의 금속 반사막(211)이 형성되어 있다. 상술한 바와 같이, 반사막(211)의 형성 영역이 반사 표시 영역 R이 되고, 반사막(111)의 비형성 영역이 투과 표시 영역 T로 된다.
기판(210) 상에는, 반사 표시 영역 R에서의 액정층(230)의 두께를 투과 표시 영역 T에서의 액정층(230) 두께의 약 절반인, 반사 표시 영역 R에 해당하는 위치에 아크릴 수지 등의 유기막으로 이루어지는 절연막(액정층 두께 조정층)(212)이 형성되어 있다. 이 절연막(212)은, 반사 표시 영역 R과 투과 표시 영역 T의 경계 부근에서, 자신의 층 두께가 연속적으로 변화된 경사면(212a)을 갖고 있다. 절연막(212) 상부의 평탄면의 테두리와 반사막(211)(반사 표시 영역)의 테두리는 거의 일치하고 있고, 경사면(212a)은 투과 표시 영역 T에 포함된다.
그리고, 절연막(212)의 표면을 포함하는 기판(210)의 표면에는, ITO 등의 투명 도전막으로 이루어지는 화소 전극(213)과 수직 배향막(214)이 순차 형성되어 있다.
한편, 유리, 석영, 플라스틱 등의 투광성 부재로 이루어지는 상부 기판(220)의 내면측에는 컬러 필터층(221)이 마련되어 있다. 이 컬러 필터층(121)은, 인접하는 도트 영역마다 적(R), 녹(G), 청(B)의 서로 다른 색의 컬러 필터가 배치되어 있고, 인접하는 3개의 도트 영역으로 하나의 화소를 구성한다. 또는, 반사 표시와 투과 표시에서 표시색의 색상이 서로 다른 것을 보상하도록, 반사 표시 영역 R과투과 표시 영역 T에서 색순도를 변경한 컬러 필터를 별도로 마련하더라도 좋다. 그리고, 이 컬러 필터층(221) 상에는, ITO 등의 투명 도전막으로 이루어지는 공통 전극(223)과 수직 배향막(224)이 순차 형성되어 있다.
또, 본 실시예에서는, 하부 기판(210)이 TFT 어레이 기판으로서 구성되지만, 도 9에서는, 스위칭 소자로서의 TFT나 각종 배선에 관한 도시는 생략하고 있다.
또한, 하부 기판(210)의 외면측, 및, 상부 기판(220)의 외면측에는, 각각 기판측에서 위상차판(원 편광 입사 수단)(215, 225), 편광판(216, 226)이 마련되어 있다. 위상차판(215, 225)은 가시광의 파장에 대하여 약 1/4파장의 위상차를 갖는 것이며, 이 위상차판(215, 225)과 편광판(216, 226)의 조합에 의해 기판(210)측 및 기판(220)측의 양측으로부터 액정층(230)에 원 편광이 입사되게 되어 있다.
상술한 구성에 있어서 전극(213, 223) 사이에 전압을 인가하면, 영역 E4 근방에 위치하는 액정 분자 L은, 도 9에 나타낸 바와 같이, 화소 전극(213)의 에지부(213a)에 생성되는 경사 전계(도 9에서 일점 쇄선으로 나타냄)의 작용에 의해 이 에지부(213a)로부터 전극 중앙부(즉 도트 중앙부)를 향해서 경사 배향한다. 그리고, 주위의 액정 분자 L은 그에 따라 도트 중앙부를 향해서 경사 배향된다. 동일한 것이 영역 E3 근방에서도 이루어진다.
즉, 영역 E4를 사이에 두고 Y 방향으로 인접하는 2개의 도트 영역으로 이루어지는 그룹 영역 내의 투과 표시 영역 T 및 반사 표시 영역 R은 함께 배향 분할된 상태가 된다. 마찬가지로, 영역 E3를 사이에 두고 X 방향으로 인접하는 2개의 도트 영역으로 이루어지는 그룹 영역 내의 투과 표시 영역 T 및 반사 표시 영역 R도함께 배향 분할된 상태가 된다.
이와 같이 본 실시예에서는, 화소 전극(213)의 에지부(213a)의 경사 전계를 이용함으로써, 액정층(230)을 영역 E3 또는 E4를 사이에 두고 2 도트에 걸치는 영역에서 배향 분할할 수 있고, 이것에 의해, 전극 슬릿이나 돌기를 별도로 마련하지 않고 고휘도, 고콘트라스트, 광시야각의 표시를 실현할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 투과 표시 영역 T 및 반사 표시 영역 R을 거의 구형의 도트 영역의 장변측의 단변을 따라 배치하고 있기 때문에, 화소 전극(213)의 단변측의 에지부에 생성되는 경사 전계의 영향은, 장변측에 생성되는 경사 전계의 영향에 비해 충분히 작아져, 각 표시 영역 T, R 내의 액정 분자 L에 작용하는 배향 기생 방향은 대강 1 방향(즉, 장변측의 경사 전계에 기인한 배향 방향)이 된다. 이것 때문에, 2개의 배향 규제력의 간섭으로 인한 디클리네이션의 발생이 방지되어, 편차감이 적은 선명한 표시가 얻어진다.
(변형예)
다음에, 도 11∼도 18을 참조하면서 상기 실시예 2의 변형예에 따른 액정 표시 장치에 관해서 설명한다. 또, 본 변형예에서 상기 실시예 2와 동일한 부재에 관해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
우선, 도 11을 참조하면서 상기 실시예 2의 변형예 1에 관해서 설명한다. 도 11은 본 변형예에 따른 액정 표시 장치에서의 액정의 배향 상태를 나타내는 평면도이며, 도 10에 대응하는 도면이다.
본 변형예는 상기 실시예 2에서의 1 도트 영역 내의 투과 표시 영역 T와 반사 표시 영역 R의 배치 관계를 변형한 것이다. 즉, 상기 실시예 2의 구성에서는, X 방향으로 나열된 복수의 도트 영역에서 투과 표시 영역 T와 반사 표시 영역 R의 위치 관계는 모두 같지만, 본 변형예에서는, 이 위치 관계를 X 방향으로 인접한 도트 영역 사이에서 역전시킨 구조로 되어있다. 즉, 본 변형예에서는, 영역 E3를 사이에 두고 인접하는 도트 영역에 대하여 반사막(211)′을 좌우 교대로 배치하고, 이것에 맞춰 액정층 두께 조정층(212′)도 영역 E3을 사이에 두고 인접하는 도트 영역에 대하여 좌우 교대로 배치한다.
이 외에는 상기 실시예 2와 마찬가지다.
이러한 구성에서도 상기 실시예 2와 동일한 효과가 얻어진다.
다음에, 도 12(a)를 참조하면서 상기 실시예 2의 변형예 2에 관해서 설명한다. 도 12(a)는 본 변형예에 따른 액정 표시 장치에서의 액정의 배향 상태를 나타내는 평면도이며, 도 10에 대응하는 도면이다.
본 변형예에서는, 1 도트 영역 내에서 반사 표시 영역 R을 거의 구형의 도트 영역의 세 단변을 따라 평면에서 볼 때 "ㄷ"자형으로 마련하고, 투과 표시 영역 T를 나머지의 하나의 단변을 따라 배치하고 있다. 즉, 본 변형예에서는, 영역 E4에 면하는 위치에 투과 표시 영역 T를 1군데 배치하고, 이것을 둘러싸도록 반사막(211″)을 나머지의 세 단변에 면하는 위치에 평면에서 볼 때 "ㄷ"자형으로 형성하며, 또한 이 위에 액정층 두께 조정층(212″)을 형성하고 있다.
또한, 본 변형예에서는, 투과 표시 영역 T와 반사 표시 영역 R의 배치 관계를 Y 방향으로 인접하는 도트 영역 사이에서 서로 역전시키고 있고, 이것에 의해, 영역 E3을 사이에 두고 X 방향으로 인접하는 2개의 도트 영역 내에서(즉, 이들 도트 영역으로 이루어지는 하나의 그룹 영역 내에서) 액정의 배향 분할을 실현하고 있다. 구체적으로는, 영역 E3을 사이에 두고 X 방향으로 인접하는 2개의 도트 영역의 투과 표시 영역 T끼리 또는 반사 표시 영역 R끼리가, 이들 도트 영역의 인접하는 방향(X 방향)에 대하여 좌측 및 우측이 되는 위치에 대향하여 마련되어 있다.
이 외에는 상기 실시예 2와 마찬가지다.
이 구성에서는, X 방향으로 인접하는 한 쪽 도트 영역에서의, 상기 인접 방향(X 방향)에 대하여 좌측에 위치하는 단변에 마련된 투과 표시 영역 T와, 다른 쪽의 도트 영역에서의 상기 인접 방향에 대하여 우측에 위치하는 단변에 마련된 투과 표시 영역 T에서는, 액정의 경도 방향이 서로 반대 방향이 된다. 이것에 의해, 이들 투과 표시 영역 T끼리의 사이에서 배향 분할이 실현되어, 광시야각의 표시가 얻어진다.
또한, 본 변형예에서는, 투과 표시 영역 T의 액정 분자 L은 도트 영역의 1단변, 특히 장변측의 단변에만 면하는 것이 되기 때문에, 액정 분자가 배향 규제 방향이 다른 장변측 및 단변측의 양측 단변에 면하는 경우와 비교하여, 배향 편향이 더욱 발생되기 어렵게 된다.
또, 도 12(a)에서는, 투과 표시 영역 T와 반사 표시 영역 R의 배치 관계는 Y 방향으로 인접하는 도트 영역 사이에서 모두 동일한 관계로 되어있지만, 이것을 Y 방향으로 인접하는 도트 영역 사이에서 서로 역전시키더라도 좋다. 이것에 의해,영역 E4를 사이에 두고 Y 방향으로 인접하는 2개의 도트 영역 내에서(즉, 이들 도트 영역으로 이루어지는 하나의 그룹 영역 내에서) 액정의 배향 분할을 실현할 수가 있다.
다음에, 도 12(b)를 참조하면서 상기 실시예 2의 변형예 3에 관해서 설명한다. 도 12(b)는 본 변형예에 따른 액정 표시 장치에서의 액정의 배향 상태를 나타내는 평면도이며, 도 10에 대응하는 도면이다.
본 변형예에서는, 1 도트 영역 내에서 투과 표시 영역 T를 거의 구형의 도트 영역의 세 단변을 따라 평면에서 볼 때 "ㄷ"자형으로 마련하고, 반사 표시 영역 R을 나머지 하나의 단변을 따라 배치하고 있다. 즉, 본 변형예에서는, 영역 E4에 면하는 위치에 반사 표시 영역 R을 1군데 배치하고, 그 반사 영역 R에 반사막(211′′′)을 형성하며, 또한 이 위에 액정층 두께 조정층(212′′′)을 형성하고 있다. 또한 투과 영역 T는 반사 영역 R을 둘러싸도록 나머지의 세 단변에 면하는 위치에 평면에서 볼 때 "ㄷ"자형으로 형성하고 있다.
또한, 본 변형예에서는, 투과 표시 영역 T와 반사 표시 영역 R의 배치 관계를 Y 방향으로 인접하는 도트 영역 사이에서 서로 역전시키고 있고, 이것에 의해, 영역 E3을 사이에 두고 X 방향으로 인접하는 2개의 도트 영역 내에서(즉, 이들 도트 영역으로 이루어지는 하나의 그룹 영역 내에서) 액정의 배향 분할을 실현하고 있다. 구체적으로는, 영역 E3을 사이에 두고 X 방향으로 인접하는 2개의 도트 영역의 투과 표시 영역 T끼리 또는 반사 표시 영역 R끼리가, 이들 도트 영역의 인접하는 방향(X 방향)에 대하여 좌측 및 우측이 되는 위치에 대향하여 마련되어 있다.
이 외에는 상기 실시예 2와 마찬가지다.
이 구성에서는, X 방향으로 인접하는 한 쪽 도트 영역에서의, 상기 인접 방향(X 방향)에 대하여 좌측에 위치하는 단변에 마련된 반사 표시 영역 R과, 다른 쪽의 도트 영역에서의 상기 인접 방향에 대하여 우측에 위치하는 단변에 마련된 반사 표시 영역 R에서는, 액정의 경도 방향이 서로 반대 방향이 된다. 또한 이들 반사 영역에 인접되는 투과 영역에서도 반사 영역의 액정 분자의 틸트, 및 영역 E3, E4의 영향에 의해 1 도트 내가 약 3개의 다른 방향으로 기울어지게 된다. 이것에 의해, 이들 반사 표시 영역 R끼리의 사이에서 배향 분할이 실현되고, 또한 투과 영역 T에서는 1 도트 내에서 배향 분할이 실현되어 광시야각의 표시가 얻어진다.
또, 도 12(b)에서는, 투과 표시 영역 T와 반사 표시 영역 R의 배치 관계는 Y 방향으로 인접하는 도트 영역 사이에서 모두 동일한 관계로 되어있지만, 이것을 Y 방향으로 인접하는 도트 영역 사이에서 서로 역전시키더라도 좋다. 이것에 의해, 영역 E4를 사이에 두고 Y 방향으로 인접하는 2개의 도트 영역 내에서(즉, 이들 도트 영역으로 이루어지는 하나의 그룹 영역 내에서) 액정의 배향 분할을 실현할 수가 있다.
다음에, 도 13을 참조하면서 상기 실시예 2의 변형예 3에 관해서 설명한다. 도 13은 본 변형예에 따른 액정 표시 장치에서의 액정의 배향 상태를 나타내는 평면도이며, 도 10에 대응하는 도면이다.
도 13(a)에 나타낸 바와 같이, 본 변형예에서는, 1 도트 영역 내에서 반사 표시 영역 R을 거의 구형의 도트 영역의 Y 방향 중앙부에 마련하여, 투과 표시 영역 T를 영역 E4에 면하는 위치에 2군데 마련하고 있다. 즉, 본 변형예에서는, 영역 E4에 면하는 도트 영역의 2개의 단변을 따라 투과 표시 영역 T를 2군데 마련하고, 이것을 둘러싸도록 도트 중앙부에 반사막(211′′′)을 평면에서 볼 때 "I"자형으로 형성하며, 또한 이 위에 액정층 두께 조정층(212′′′)를 형성하고 있다.
이 외에는 상기 실시예 2와 마찬가지다.
이 구성에서는, 1 도트 영역 내에 액정의 경도 방향이 다른 2개의 도메인이 형성되어 배향 분할이 실현된다. 이것 때문에, 본 변형예에서는 상기 실시예 2보다도 더욱 광시야각의 표시가 얻어진다.
또, 상술한 구성에서는, 투과 표시 영역 T를 도트 영역의 2단변, 특히 2개의 장변을 따르는 위치에 배치했지만, 도 13(b)에 나타낸 바와 같이, 투과 표시 영역 T를 도트 영역의 2개의 단변을 따라 배치하더라도 좋다. 그러나, 이 구성에서는 배향 규제력이 도 13(a)의 구성과 비교하여 작아지기 때문에, 배향 편향을 방지하는 관점에서는 투과 표시 영역 T를 장변측의 단변에 마련하는 것이 바람직하다.
도 14(a)에 나타낸 바와 같이, 본 변형예에서는, 1 도트 영역 내에서 투과 표시 영역 T를 거의 구형의 도트 영역의 Y 방향 중앙부에 마련하고, 반사 표시 영역 R을 영역 E4에 면하는 위치에 2군데 마련하고 있다. 즉, 본 변형예에서는, 영역 E4에 면하는 도트 영역의 2개의 단변을 따라 반사 표시 영역 R을 2군데 마련하고, 이 반사 영역 상에 반사막(211′′′)을 마련하며, 또한 이 위에 액정층 두께 조정층(212′′′)을 형성하고 있다. 또한이 반사 영역 R을 둘러싸도록 도트 중앙부에 평면에서 볼 때 "I"형으로 투과 영역 T를 마련하고 있다.
이 외에는 상기 실시예 2와 마찬가지다.
이 구성에서는, 반사 영역 R, 및 투과 영역 T에서 1 도트 영역 내에 액정의 경도 방향이 다른 2개의 도메인이 형성되어 배향 분할이 실현된다. 이것 때문에, 본 변형예에서는 상기 실시예 2보다도 더욱 광시야각의 표시가 얻어진다.
또, 상술한 구성에서는, 반사 표시 영역 R을 도트 영역의 2단변, 특히 2개의 장변을 따르는 위치에 배치했지만, 도 14(b)에 나타낸 바와 같이, 반사 표시 영역 R을 도트 영역의 2개의 단변을 따라 배치하더라도 좋다. 그러나, 이 구성에서는 배향 규제력이 도 14(a)의 구성에 비해 작아지기 때문에, 배향 편향을 방지하는 관점에서는 반사 표시 영역 R을 장변측의 단변에 마련하는 것이 바람직하다.
다음에, 도 15(a)를 참조하면서 상기 실시예 2의 변형예 4에 관해서 설명한다. 도 15(a)는 본 변형예에 따른 액정 표시 장치에서의 액정의 배향 상태를 나타내는 평면도이며, 도 10에 대응하는 도면이다.
본 변형예에서는, 1 도트 영역 내에서 반사 표시 영역 R을 거의 구형의 도트 영역의 중앙부에 마련하고, 투과 표시 영역 T를 이 도트 영역의 4개의 단변을 따라 4군데 마련하고 있다. 즉, 본 변형예에서는, 도트 영역의 4개의 단변에서 각각 영역 E3, E4에 면하는 위치에 투과 표시 영역 T를 4군데 마련하여, 이것을 둘러싸도록 도트 중앙부에 반사막(211′′′′)을 평면에서 볼 때 X 자형으로 형성하고, 또한 이 위에 액정층 두께 조정층(212′′′′)를 형성하고 있다.
이 외에는 상기 실시예 2와 마찬가지다.
이 구성에서는, 1 도트 영역 내에 경도 방향이 다른 4개의 도메인이 형성되어 배향 분할이 실현된다. 이것 때문에, 본 변형예에서는 상기 실시예 2보다도 더욱 광시야각의 표시가 얻어진다.
다음에, 도 15(b)를 참조하면서 상기 실시예 2의 변형예 5에 관해서 설명한다. 도 15(b)는 본 변형예에 따른 액정 표시 장치에서의 액정의 배향 상태를 나타내는 평면도이며, 도 10에 대응하는 도면이다.
본 변형예에서는, 1 도트 영역 내에서 투과 표시 영역 T를 거의 구형의 도트 영역의 중앙부에 마련하고, 반사 표시 영역 R을 이 도트 영역의 4개의 단변을 따라 4군데 마련하고 있다. 즉, 본 변형예에서는, 도트 영역의 4개의 단변에서 각각 영역 E3, E4에 면하는 위치에 반사 표시 영역 R을 4군데 마련하여, 그 반사 영역 R 내에 반사막(211′′′′)을 마련하고, 또한 이 위에 액정층 두께 조정층(212′′′′)을 형성하여, 이것을 둘러싸도록 도트 중앙부에 투과 영역 T를 평면에서 볼 때 "X"자형으로 형성하고 있다.
이 외에는 상기 실시예 2와 마찬가지다.
이 구성에서는, 1 도트 영역 내에 경도 방향이 다른 4개의 도메인이 형성되어 배향 분할이 실현된다. 이것 때문에, 본 변형예에서는 상기 실시예 2보다도 더욱 광시야각의 표시가 얻어진다.
다음에, 도 16∼도 18을 참조하면서 상기 실시예 2의 변형예 6에 관해서 설명한다. 도 16은 본 변형예에 따른 액정 표시 장치의 개략 구성을 나타내는 사시도, 도 17은 그 액정의 배향 상태를 나타내는 평면도로 도 10에 대응하는 도면, 도 18은 그 동작을 설명하기 위한 도면으로 도 17의 D-D′선을 따르는 단면도이다.
본 변형예는 공통 전극에 개구부를 마련하여 액정의 배향 제어력을 높인 것이다. 즉, 본 변형예에서는, 공통 전극(223′)에서 도트 사이의 영역 E4에 대향하는 위치에 슬릿 형상의 개구부(223a)가 마련되어 있다. 이 개구부(223a)는, X 방향으로 인접하는 2개의 투과 표시 영역 T 사이의 영역에 마련되고, 주로 투과 표시의 배향 제어에 기여한다. 또한, 개구부(223a)의 X 방향의 폭 d2는 도트 사이 영역 E4의 폭(즉, X 방향에서의 화소 전극 사이의 거리) d1보다도 넓고, 개구부(223a)는 이들 2개의 투과 표시 영역 T에 일부 평면적으로 겹치도록 배치되어 있다.
이러한 구성에서 전극(213, 223′) 사이에 전압을 인가하면, 도 18에 나타낸 바와 같이, 영역 E2에는 화소 전극(213)의 에지부(213a)에서 공통 전극(223)′에 마련한 개구부(223a)의 에지부를 향한 경사 전계(도 18에서 일점 쇄선으로 나타냄)가 발생된다. 이것에 의해, 투과 표시 영역 T 내의 액정 분자 L은 도트 중앙부에서 영역 E4를 향해서 경사 배향하여, 디클리네이션의 발생 영역이 비화소 영역인 영역 E4에 고정된다.
따라서, 본 변형예에 의하면, 공통 전극(223)′에 개구부(223a)를 마련하여 배향 제어력을 높일 수 있는 외에, 디클리네이션의 발생 영역을 비 화소 영역으로 고정함으로써, 보다 밝고 선명한 표시를 실현할 수 있다.
또, 본 변형예에서는 종래의 것과 같이 전극 슬릿(개구부(223a))을 사용하여 배향 제어하고 있지만, 이러한 개구부(223a)는 단차(액정층 두께 조정층)가 배치되지 않는 대향 기판측에 형성되기 때문에, 단선 등의 문제가 발생되지 않는다. 또한, 개구부(223a)의 위치가 비화소 영역에 마련되어 있기 때문에, 투과율의 저하도 초래하지 않는다.
또한, 상술한 구성에서는 공통 전극에 개구부(223a)를 마련했지만, 이 대신에, 상기 개구부(223a)의 위치에 도 19에 나타내는 바와 같은 돌기(223b)를 마련하더라도 좋다. 이 구성에서도 동일한 효과가 얻어진다.
(전자 기기)
다음에, 본 발명의 상기 실시예의 액정 표시 장치를 갖춘 전자 기기의 구체예에 관해서 설명한다.
도 20은 휴대 전화의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 20에서, 부호 500은 휴대 전화 본체를 나타내고, 부호 501은 상기 액정 표시 장치를 이용한 표시부를 나타내고 있다.
도 20에 나타내는 전자 기기는, 상기 실시예의 액정 표시 장치를 이용한 표시부를 갖추고 있기 때문에, 사용 환경에 의하지 않고서 밝고, 콘트라스트가 높고, 광시야각의 액정 표시부를 갖춘 전자 기기를 실현할 수가 있다.
또, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않은 범위에서 여러가지의 변경을 가하는 것이 가능하다.
예컨대, 상기 실시예 및 변형예에서는, 위상차판을 단판으로 구성했지만, 이 대신에, 1/2 파장판과 1/4 파장판의 적층체로서 구성하더라도 좋다. 이 적층체는 광대역 원 편광판으로서 기능하여, 흑 표시를 보다 무채색화할 수 있다. 또한, 이적층체에 부의 C 플레이트를 적층시킴으로써 더욱 광시야각화를 도모할 수도 있다. 또, C 플레이트란 막 두께 방향으로 광축을 갖는 위상차판이다.
또한, 상기 실시예 2에서는 TFT를 스위칭 소자로 한 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 본 발명을 적용한 예를 게시했지만, 박막 다이오드(TFD : Thin Film Diode) 스위칭 소자로 한 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다. 기타, 각종 구성 요소의 재료, 치수, 형상 등에 관한 구체적인 기재는, 적시 변경이 가능하다.
상술한 본 발명에 따르면, 반투과반사형 액정 표시 장치에 있어서, 밝고 콘트라스트가 높고, 그 위에 광시야각의 표시를 얻을 수 있는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. 초기 배향 상태가 수직 배향을 나타내는 유전 이방성이 부(負)인 액정으로 이루어지는 액정층이 한 쌍의 기판 사이에 유지되어 이루어지고, 화상 표시 영역 내에 복수 배열 형성된 하나의 도트 영역 내에, 투과 표시를 행하는 투과 표시 영역과 반사 표시를 행하는 반사 표시 영역이 마련된 액정 표시 장치로서,
    인접하는 2개의 도트 영역의 투과 표시 영역끼리 또는 반사 표시 영역끼리가 각각 그 도트 영역의 단변(edges)에 면하는 위치에 마련되어, 전압 인가 시에 각 단변에 생성되는 경사 전계에 의해서 액정이 서로 반대 방향으로 경사 배향 되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 초기 배향 상태가 수직 배향을 나타내는 유전 이방성이 부인 액정으로 이루어지는 액정층이 한 쌍의 기판 사이에 유지되어 이루어지고, 화상 표시 영역 내에 복수 배열 형성된 하나의 도트 영역 내에, 투과 표시를 행하는 투과 표시 영역과 반사 표시를 행하는 반사 표시 영역이 마련된 액정 표시 장치로서,
    인접하는 2개의 도트 영역의 투과 표시 영역끼리 또는 반사 표시 영역끼리가 이들 도트 영역 사이의 영역을 사이에 두고 대치된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 초기 배향 상태가 수직 배향을 나타내는 유전 이방성이 부인 액정으로 이루어지는 액정층이 한 쌍의 기판 사이에 유지되어 이루어지고, 화상 표시 영역 내에 복수 배열 형성된 하나의 도트 영역 내에, 투과 표시를 행하는 투과 표시 영역과 반사 표시를 행하는 반사 표시 영역이 마련된 액정 표시 장치로서,
    인접하는 2개의 도트 영역의 투과 표시 영역끼리 또는 반사 표시 영역끼리가, 이들 도트 영역의 인접하는 방향에 대하여 좌측 및 우측으로 되는 위치에 대향하여 마련된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 기판중 적어도 한쪽 기판과 상기 액정층 사이에는, 상기 반사 표시 영역과 상기 투과 표시 영역에서 상기 액정층의 층 두께를 다르게 한 액정층 두께 조정층이 적어도 상기 반사 표시 영역에 마련된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도트 영역이 거의 구형(矩形)으로 구성되고,
    상기 투과 표시 영역이 상기 도트 영역의 장변을 따라 배치된 것을 특징으로하는 액정 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 액정층 두께 조정층이 거의 구형인 도트 영역의 세 단변을 따라 평면에서 보아 "ㄷ"자 형상으로 마련되고, 상기 투과 표시 영역이 나머지 하나의 단변을 따라 배치된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 투과 영역이 구형 형상인 도트 영역의 세 단변을 따라 평면에서 보아 "ㄷ"자 형상으로 마련되고, 상기 액정층 두께 조정층이 나머지 하나의 단변을 따라 배치된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 투과 표시 영역이 거의 구형인 도트 영역의 4개의 단변을 따라 4군데 마련된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 액정층 두께 조정층이 구형 형상인 도트 영역의 4개의 단변을 따라 4군데 마련된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 청구항 1∼9 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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