KR20050016133A - 액정 표시 장치 - Google Patents

액정 표시 장치

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KR20050016133A
KR20050016133A KR1020040061359A KR20040061359A KR20050016133A KR 20050016133 A KR20050016133 A KR 20050016133A KR 1020040061359 A KR1020040061359 A KR 1020040061359A KR 20040061359 A KR20040061359 A KR 20040061359A KR 20050016133 A KR20050016133 A KR 20050016133A
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KR1020040061359A
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다나카신이치로
모리타사토시
아타라시야다카오
요시다고우지
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산요덴키가부시키가이샤
돗도리 산요덴키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 블랙 매트릭스에 의해 외광의 반사에 따른 표시 콘트라스트의 저하를 경감시고, 또한 값이 싼 액정 표시 장치를 제공한다.
한 쌍의 기판(2, 3) 사이에 액정층(4)을 협지(挾持)하고, 상기 기판(2, 3)을 사이에 두고 액정층(4)과는 반대측에 편광판(6, 8)을 설치한 액정 표시 패널에 있어서, 표시면측의 기판(3)의 내면에는 빛을 반사하는 금속층이 형성되고, 기판(3)과 편광판(6)과의 사이에는 금속층의 반사광이 편광판(6)에서부터 표시면측으로 사출하는 것을 방지하는 반사광 방지 수단을 배치한다. 이 반사광 방지 수단으로서 λ/4 위상차판을 이용한다. 그리고, 외광이 금속층에서 반사되어도 λ/4 위상차판으로 반사광이 출사되는 것을 방지한다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 액정 표시 장치에 대한 것으로, 특히 블랙 매트릭스에 의해 외광의 반사에 따라 생기는 표시 콘트라스트의 저하를 경감한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
최근 정보 통신 기술이 진전함에 따라 휴대 전화나 PDA 등의 휴대 통신 단말이 널리 보급되어 액정 표시 장치의 시장이 확대되고 있으나, 이러한 시장용 장치로는 저소비 전력의 장치가 요구되기 때문에 반사형 액정 표시 장치나 반투과형 액정 표시 장치가 사용되는 경우가 많다.
종래의 액정 표시 장치는 전극을 가진 한 쌍의 기판 사이에 액정층을 협지(挾持)한 액정 셀과, 이를 사이에 두고 양측에 배치된 2 개의 편광판으로 이루어지고, 상기 반사형의 경우는 액정 셀의 관찰면측과는 반대측인 편광판의 외측에 반사판을 배치하는 구조를 하고 있다.
그러나, 이러한 액정 표시 장치에서는 입사한 빛이 반사판에서 반사하여 다시 장치를 나올 때까지 편광판을 4 회 통과하기 때문에, 표시가 어두워지게 되는 문제가 있었다.
이로 인해, 도 6에 도시된 바와 같이 액정 셀(52)을 사이에 끼우도록 편광판(51)과 반사판(53)을 배치하여 편광판의 통과가 2 회 이루어진 액정 표시 장치가 제안되었다. 그러나, 이 장치도 전자 기기에 편입하여 사용하는 경우에, 어두운 상태에서 사용하면 입사하는 빛의 절대량이 부족하므로, 표시가 어두워서 내용이 인식하기 곤란하게 되는 결점이 있다. 그래서, 화소 전극에 창을 설치하여 필요 시에 백라이트로부터의 빛을 통과시켜서 이용하는 반투과형으로 불리는 액정 표시 장치가 실현되었다.
그러나, 상기 액정 표시 장치는 화소 사이나 유효 표시면 주변에 블랙 매트릭스를 설치하는데 있어서, 이는 자칫하면 외광의 반사에 의해 빛나게 되어 표시 콘트라스트를 저하시키게 된다. 특히, 실(밀봉) 부분에 블랙 매트릭스가 있으면 눈에 잘 띈다. 특히, 외광을 이용한 반사형이나 반투과형 액정 표시 장치의 경우에 콘트라스트가 현저하게 저하된다.
그래서, 종래 블랙 매트릭스는 이의 유리 기판측이 무광택으로 되도록 저반사율의 산화 크롬 등으로 이루어진 층을 형성하고 그 위에 차광층을 형성하는 구성을 일반적으로 구비하고 있다.
종래의 액정 표시 장치를 도 5에 나타낸다. 능동 매트릭스를 구성하는 박막 트랜지스터(TFT)(31)와 화소 전극(32)은 TFT 기판(30)측의 유리 기판(33) 상면에 형성되어 있다. 이 TFT 기판(30)에 대향하여 대향 전극 기판(40)이 설치된다. 그리고 이 대향 전극 기판(40)에는 유리 기판(34) 하면에 대향 전극으로 이루어진 투명 전극막(35)이 형성되는 동시에, TFT 기판(30)에 형성된 박막 트랜지스터(31) 등의 회로 소자에 대응하는 부분에 차광층(36)이 형성된다. 이 차광층(36)의 적어도 외광이 입사되는 측의 표면에 저반사율의 산화 크롬(39)의 박막이 형성되고, 기판을 사이에 두고 액정층(37)과는 반대측에 편광판(38)이 설치된 것이었다(예를 들면 특허 문헌 1 참조).
[특허 문헌 1] 특개평 08-95014호 공보(제5면-제17면, 도 1)
그러나, 저반사율의 산화 크롬막을 형성하는 것은 고가이며, 또한 산화시킨 것 위에 다시 크롬을 배치하는 이층 구조를 구비하기 때문에, 블랙 매트릭스의 두께가 두꺼워지게 되고, 액정층의 두께를 균일하게 형성하기 어렵다는 문제가 있었다. 그러므로, 블랙 매트릭스에 의해 외광의 반사에 따른 표시 콘트라스트의 저하를 경감시킨 장치이며, 또한 값이 싼 액정 표시 장치가 요구된다.
본원의 발명자는 상술한 문제점을 해소하기 위해 각종 검토를 행한 결과, 액정 표시 패널의 표시면측의 입사광과 출사광에 위상차를 형성함으로써, 블랙 매트릭스에 의해 외광의 반사에 따른 표시 콘트라스트의 저하를 경감시킬 수 있음에 착안하여, 액정 표시 패널의 대향 전극 기판에 형성하는 블랙 매트릭스에는 저반사율 산화 크롬을 사용하지 않아도 대향 전극 기판의 표시면측에 위상차판을 설치함으로써 상술한 문제점을 해결할 수 있는 것을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.
즉, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하는 것을 과제로 하여, 액정 표시 장치에 있어서 액정 표시 패널의 블랙 매트릭스에 의해 외광의 반사에 따른 표시 콘트라스트의 저하를 경감하고, 또한 값이 싼 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적은 이하의 구성을 구비함으로써 달성할 수 있다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치에 있어서, 대향 전극 기판의 블랙 매트릭스 차광층은 외광을 반사해도 되는 것이며 크롬층이나 알루미늄층 등으로 형성하고, 그 대신에 액정 표시 패널의 표시면측에 위상차판을 설치한다.
즉, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 한 쌍의 기판 사이에 액정층을 협지하고, 기판을 사이에 두고 액정층과는 반대측에 편광판을 설치한 액정 표시 패널에 있어서, 표시면측의 기판 내면에는 빛을 반사하는 금속층이 형성되고 그 기판과 편광판과의 사이에 λ/4 위상차판을 배치하는 것을 특징으로 하는 것이다.
한 쌍의 기판 사이에 액정층을 협지하고, 기판을 사이에 두고 액정층과는 반대측에 편광판을 설치한 액정 표시 패널에 있어서, 표시면측의 기판 내면에는 빛을 반사하는 금속층이 형성되고, 표시면측의 기판과 편광판과의 사이에는 상기 금속층의 반사광이 그 편광판에서부터 표시면측으로 사출하는 것을 방지하는 반사광 방지 수단을 배치하는 것을 특징으로 한다. 그리고 이 반사광 방지 수단으로서 λ/4 위상차판을 이용할 수 있으며, 또한 λ/2 위상차판과 λ/4 위상차판을 조합한 것을 이용해도 된다.
이 경우, 편광판의 아래에 λ/2 위상차판, 그 아래에 λ/4 위상차판, 그 아래에 대향 전극 기판이 배치되어 있는 구성으로 되는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 표시면측에서 입사하여 액정에 의한 복굴절 효과를 받지 않고 반향된 블랙 매트릭스를 통해 외광 반사를 차단할 수 있는 액정 표시 장치이며, 또한 경제적으로 값도 싼 장치가 제공된다. 또, 반사광 방지 수단으로서 λ/4 위상차판을 이용함으로써 상기의 효과를 얻을 수 있으며, 반사광 방지 수단으로서 λ/2 위상차판과 λ/4 위상차판을 조합한 것을 이용함으로써 폭넓은 파장 영역의 반사광을 효과적으로 차단할 수 있다.
또, 본 발명에 따른 액정 표시 장치에 있어서, 금속층이 각 화소의 주변에 존재하는 것이 바람직하고, 또 액정 표시 장치가 반사형 또는 반투과형의 액정 표시 장치인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 실시예에 대해 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 단, 이하 본 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위한 액정 표시 장치를 예시한 것으로, 본 발명을 이 액정 표시 장치로 특정하는 것을 의도하지는 않으며, 본 발명과 기술적 사상을 공통으로 하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.
[실시예]
도 1은 본 발명의 한 실시예를 나타내는 반투과형 액정 표시 장치의 단면도이고, 도 2는 마찬가지로 다른 실시예를 나타내는 반사형 액정 표시 장치의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 액정 표시 장치에서 위상차판과 편광판의 작용을 나타내는 설명도이다.
도 1에 있어서, 1은 한 쌍의 기판(2, 3) 사이에 액정층(4)을 봉입한 액정 표시 패널이고, 액정층(4)은 육안측의 대향 전극 기판(3)에서부터 하측의 TFT 기판(2)을 향하여 트위스트하고 있다. 이 대향 전극 기판(3)에는 도시하지 않으나, 유리 기판의 하면에 공통의 대향 전극으로 이루어진 투명 전극막이 형성되는 동시에, TFT 기판(2)에 형성된 박막 트랜지스터 등의 회로 소자에 대응하는 부분에 차광층이 형성되어 있다. 그리고 이 차광막이 각 화소의 주위에 존재하게 된다.
블랙 매트릭스로 이루어진 차광층은 저반사율 산화 크롬층이 설치되지 않으며, 단층의 금속 크롬의 스퍼터와 포토 리소그래피법으로 형성된다. 5는 반사광 방지 수단으로 된 1 축 연신 필름으로 이루어진 λ/4 위상차판이고, 6은 상측의 편광판이다. 7은 반투과 반사판으로 이루어진 광반사층이다. 또 8은 하측의 편광판이고, 9는 백라이트이다.
이와 같은 구성에 의하면, 액정 표시 패널(1)의 육안측으로 이루어진 대향 전극 기판(3)의 표시면측에 λ/4 위상차판(5)을 설치하기 때문에, 표시면측에서 입사한 외광 중에서 액정층을 통과하기 전에 블랙 매트릭스에 의해 반사된 반사광을 λ/4 위상차판(5)과 편광판(6)으로 차단할 수 있고, 이로 인해 블랙 매트릭스에 의해 외광의 반사에 따라 생기는 표시 콘트라스트의 저하를 경감시킬 수 있다. 또, 이와 같이 행하면 대향 전극 기판(3)에 형성하는 블랙 매트릭스에는 저반사율 산화 크롬을 사용할 필요없이, 금속 크롬을 1 개층 형성하는 것만으로도 되기 때문에, 액정 패널의 구조와 그 제조 공정이 간단하게 되며, 반투과형 액정 표시 장치가 보다 값이 싼 장치로 된다. 또한, 블랙 매트릭스에는 반사율이 높은 Al 등도 사용할 수 있으므로 블랙 매트릭스에 사용하는 금속층의 선택폭이 넓어진다.
도 2는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 다른 실시예를 나타내는 단면도로, 반사형의 액정 표시 장치이다. 도면에 있어서, 11은 한 쌍의 기판(12, 13) 사이에 액정층(14)을 봉입한 액정 표시 패널이며, 액정층(14)은 육안측의 대향 전극 기판(13)에서부터 하측의 TFT 기판(12)을 향하여 트위스트하고 있다. 이 대향 전극 기판(13)에는 도시하지 않지만, 유리 기판의 하면에 공통의 대향 전극으로 이루어진 투명 전극막이 형성되는 동시에, TFT 기판(12)에 형성된 박막 트랜지스터 등의 회로 소자에 대응하는 부분에 차광층이 형성된다. 블랙 매트릭스로 이루어진 차광층은 저반사율 산화 크롬층이 설치되지 않고, 단층 금속 크롬의 스퍼터와 포토 리소그래피법으로 형성된다. 15는 1 축 연신 필름으로 이루어진 λ/4 위상차판이고, 16은 상측의 편광판이다. 17은 반사판으로 이루어진 광반사층이다. 또, 18은 하측의 편광판이다.
이와 같은 구성에 의해, 본 실시예에 있어서 액정 표시 패널(11)의 육안측으로 되는 대향 전극 기판(13)의 표시면측에 λ/4 위상차판(15)을 설치하고, 액정 표시 패널의 입사광과 반사광에 위상차를 형성함으로써, 액정에 의한 복굴절 효과를 받지 않고도 반향된 블랙 매트릭스의 외광 반사를 λ/4 위상차판(15)과 편광판(16)에 의해 차단할 수 있고, 블랙 매트릭스에 의해 외광의 반사에 따라 생기는 표시 콘트라스트의 저하를 경감할 수 있다.
또한, 이와 같은 구성에 의해 대향 전극 기판(13)에 형성한 블랙 매트릭스에 저반사율 산화 크롬을 사용할 필요가 없게 되고, 금속 크롬을 1 개층 형성하는 것만으로도 되기 때문에, 액정 패널의 구조와 그 제조 공정이 간단하게 되며 상기 반사형 액정 표시 장치가 보다 값이 싼 장치로 된다.
도 3에는 본 발명의 작용 설명도를 나타낸다. 도면은 액정 표시 장치의 부분 확대도이고, 편광판(26)과 λ/4 위상차판(25)이 블랙 매트릭스(29)가 형성된 액정 패널(21)의 대향 전극 기판(23)의 유리에 부착되어 있다. 입사광은 편광판(26)과 λ/4 위상차판(25)과 유리를 통과하여 블랙 매트릭스(29)의 금속 크롬층에 반사한다. 반사광은 유리, λ/4 위상차판(25), 편광판(26)을 통과하여 육안측에 도달한다.
이 때, 입사광의 편광 상태는 도면의 좌측에 도시된 바와 같이 편광판(26)에 의해 직선 편광되고, 계속해서 λ/4 위상차판(25)으로부터 우(右)원 편광된다. 반사광은 도면의 우측에 도시된 바와 같이 우원 편광된 후에 λ/4 위상차판(25)으로부터 직선 편광되고, 편광판(26)의 투과축과 직교하게 되어 반사광이 차단된다.
이상은 액정 표시 패널의 육안측으로 되는 대향 전극 기판의 표시면측에 λ/4 위상차판을 설치한 예를 설명하였으나, 또다른 형태로 상기 대향 전극 기판의 표시면측에 반사광 방지 수단으로서 λ/2와 λ/4 위상차판을 설치해도 된다. 이러한 구성에 의하면, λ/2 및 λ/4 위상차판과 편광판에 의해 전술한 실시예와 마찬가지로 액정에 의한 복굴절 효과를 받지 않고도 반향된 블랙 매트릭스의 외광 반사를 차단할 수 있다. 또, λ/2 위상차판을 이용함으로써 폭넓은 파장 영역의 반사광을 편광판으로 차단할 수 있는 직선 편광으로 할 수 있고, 금속층에 의한 반사광이 편광판으로부터 누설되는 것을 방지할 수 있다.
도 4에 종래예와 본 실시예와의 비교를 나타낸다. 도 4(a)의 종래예와 같이 편광판, 유리 및 통상의 금속 크롬의 블랙 매트릭스를 이용한 경우에 입사광의 반사율을 100% 로 할 때, 동일하게 종래예인 도 4(b)의 편광판, 유리 및 저반사율의 산화 크롬을 이용한 블랙 매트릭스의 경우에 반사울은 28% 이고, 본 실시예의 도 4(c)에서는 편광판과 λ/2 및 λ/4 위상차판과 유리, 통상의 금속 크롬으로 이루어진 블랙 매트릭스에 의한 반사울은 25% 이었다.
이와 같이, λ/4 위상차판을 사용함으로써 블랙 매트릭스가 통상의 금속 크롬으로 이루어진 경우에도 외광의 반사를 차단함으로써 충분한 콘트라스트를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치에 따라, 액정 표시 패널의 육안측으로 되는 대향 전극 기판의 표시면측에 반사광 방지 수단으로서 위상차판을 설치하고 액정 표시 패널의 표시면측의 입사광과 출사광에 위상차를 형성함으로써 존재하는 편광판과 협력하여 반사광을 차단할 수 있고, 블랙 매트릭스에 의해 외광의 반사에 따라 생기는 표시 콘트라스트의 저하를 경감시킬 수 있다.
또, 본 발명의 액정 표시 장치, 액정 표시 패널의 육안측으로 되는 대향 전극 기판의 표시면측에 λ/4 위상차판 또는 λ/2와 λ/4 위상차판을 설치함으로써 존재하는 편광판과 협력하여 반사광을 차단할 수 있고, 대향 전극 기판에 형성하는 블랙 매트릭스에는 고가인 저반사율 산화 크롬을 사용하는 일 없이, 1 개층의 크롬이나 알루미늄층을 이용할 수 있으므로, 블랙 매트릭스에 사용할 수 있는 재료의 선택폭이 넓어지는 동시에, 값이 싼 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 염가이면서 표시 콘트라스트의 저하를 경감시킨 반사형 또는 반투과형 액정 표시 장치를 제공할 수 있으므로, 산업상 우수한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 반투과형 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 단면도.
도 3은 액정 표시 장치의 부분 확대도를 통해 본 발명의 작용을 나타내는 설명도.
도 4는 종래예와 본 발명 실시예의 반사율을 비교한 설명도로서, (a)는 종래예 1이며, (b)는 종래예 2이며, (c)는 본 발명의 실시예의 반사율을 나타내는 도면.
도 5는 종래의 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 단면도.
도 6은 종래의 다른 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1, 11 액정 표시 패널 2, 12 TFT 기판
3, 13 대향 전극 기판 4, 14 액정층
5, 15 λ/4의 위상차판 6, 16 상측의 편광판
7 반투과 반사판으로 이루어진 광반사층 8, 18 하측의 편광판
9 백라이트 17 반사판

Claims (6)

  1. 한 쌍의 기판 사이에 액정층을 협지하고, 기판을 사이에 두고 액정층과는 반대측에 편광판을 설치한 액정 표시 패널에 있어서,
    표시면측의 기판 내면에는 빛을 반사하는 금속층이 형성되고,
    표시면측의 기판과 편광판과의 사이에는 상기 금속층의 반사광이 상기 편광판에서부터 표시면측으로 사출하는 것을 방지하는 반사광 방지 수단을 배치한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사광 방지 수단으로서, 표시면측의 기판과 편광판과의 사이에 λ/4 위상차판을 배치한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반사광 방지 수단으로서, 표시면측의 기판과 편광판과의 사이에 λ/2 위상차판과 λ/4 위상차판을 배치한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속층이 각 화소의 주변에 존재하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정 표시 장치는 반사형 또는 반투과형의 액정 표시 장치인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 액정 표시 장치는 반사형 또는 반투과형의 액정 표시 장치인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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