KR20060053238A - Ｏｃｂ모드 반투과 반사형 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 광반사 표시부와 광투과 표시부를 가지는 반투과 반사형 액정표시장치에 있어서 OCB 모드를 실현할 수 있는 기술의 제공을 목적으로 한다.

이를 위하여 본 발명은 광투과 표시부(30)의 한쪽의 기판측에 있어서 액정측의 부분에 볼록부(24) 또는 오목부가 복수로 형성되고, 광투과 표시부에 투명전극과 배향막이 볼록부 또는 오목부를 덮도록 형성되어 배향막에 액정을 스프레이 배향상태로부터 벤드 배향상태로 전이시키는 핵이 될 수 있는 액정 배향을 촉구하는 사면이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

ＯＣＢ모드 반투과 반사형 액정표시장치{SEMIPERMEABLE AND REFLECTED LIQUID CRYSTAL DISPLAY OF OCB MODE}

도 1은 본 발명에 관한 액정표시장치의 주요부를 나타내는 단면도,

도 2는 백 라이트와 프런트 라이트를 액정 패널에 구비한 상태를 나타내는 사시도,

도 3은 백 라이트와 액정 패널로 이루어지는 본 발명에 관한 액정표시장치의 전체 구성도,

도 4는 상기 액정표시장치의 박막 트랜지터부분과 투명전극의 배치구성의 일례를 나타내는 평면 약도,

도 5는 상기 액정표시장치의 화소 전극부분을 나타내는 평면 약도,

도 6은 상기 액정표시장치의 화소 전극부분에 형성되어 있는 광반사부분의 형상을 나타내는 사시도,

도 7은 도 1의 액정표시장치에 구비되는 배향막의 일례를 나타내는 사시도,

도 8은 도 7의 배향막의 제 2 방향을 따르는 요철의 단면도,

도 9는 광반사 표시부에 형성되는 비대칭 오목부의 일례를 나타내는 사시도,

도 10은 도 9에 나타내는 비대칭 오목부의 단면도,

도 11은 도 1에 나타내는 구조의 액정표시장치에 있어서 광투과 표시부와 광 반사 표시부에 있어서의 전계 무인가시의 액정의 스프레이 배향상태를 나타내는 설명도,

도 12는 도 1에 나타내는 구조의 액정표시장치에 있어서 광투과 표시부와 광반사 표시부에 있어서의 전계 인가시의 액정의 벤드 배향상태를 나타내는 설명도,

도 13은 광투과 표시부에 있어서의 스프레이 배향상태의 액정분자의 배향상태를 나타내는 설명도,

도 14는 광투과 표시부에 있어서의 벤드 배향상태로 전이하는 경우의 액정분자의 배향상태를 나타내는 설명도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

A : 반투과 반사형 표시장치 BL : 백 라이트

FL : 프런트 라이트 1 : 액정패널

2, 3 : 기판 4 : 시트재

5 : 액정 10 : 박막 트랜지스터(TFT)

11 : 화소 전극 19 : 투명 전극

20 : 절연층 24 : 볼록부

24a, 24b : 사면 27 : 오목부

27a : 사면 29a, b : 배향막

29a : 광투과 표시부의 배향막 29a1 : 사면

29b : 광반사 표시부의 배향막 30 : 광투과 표시부

35 : 광반사 표시부 43 : 전극

44 : 배향막

본 발명은 외광 반사를 이용한 반사표시와 백 라이트를 이용한 투과 표시의 양쪽에 대응할 수 있는 반투과 반사형 액정표시장치에 있어서 OCB 모드로서 바람직한 구조로 한 기술에 관한 것이다.

액정표시장치의 분야에 있어서는 소비전력의 저감이 강하게 요구되고 있고, 화소의 영역을 가능한 한 크게 하여 표시의 밝기를 향상하는 것도 요구되고 있다. 이 때문에 엑티브 매트릭스 기판 전면에 후막의 절연막을 형성하고, 이 절연막의 위에 반사형의 화소전극을 형성한 것이 실용화되어 있다. 이와 같이 절연막 위에 화소전극을 놓는 구조의 것에서는 절연막 하층에 배치된 주사선이나 신호선 등과 상층에 배치된 화소전극과의 사이에서 전기적인 단락을 일으키지 않는 구성을 채용할 수 있기 때문에, 이들 배선상에 오버랩시키도록 넓은 면적으로 화소전극을 형성하는 것이 가능하게 된다. 이에 의하여 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하에 TFT라 약기한다) 등의 스위칭 소자나 주사선, 신호선이 형성된 영역을 포함하여 거의 모두를 표시에 기여하는 화소영역으로 할 수 있어, 개구율을 높여 밝은 표시를 얻을 수 있다.

또, 반사형 화소전극을 사용한 액정표시형태만으로는 어두운 곳에서의 사용을 할 수 없기 때문에, 액정표시장치에 백 라이트를 병설하여, 반사형 액정표시장 치를 부분적으로 투과 표시 가능한 구성으로 한 반투과 반사형의 액정표시장치도 널리 사용되고 있다.(특허문헌 1, 2 참조)

상기한 반투과 반사형의 액정표시장치에서는 하나의 화소에 반사 표시영역과 투과 표시영역을 만들어 넣어 반사 표시영역의 셀갭을 투과 표시영역의 셀갭의 절반정도가 되도록 만들어 넣는 듀얼 갭타입 구조가 된다.

이것은 반사 표시영역에서는 외부로부터 입사된 빛이 관찰자에게 도달하기까지의 사이에 2회 액정층을 통과하는 데 대하여, 투과 표시영역에서는 빛이 1회만 액정층을 통과하여 관찰자에게 도달하기 때문에, 동일한 액정층 두께로 한 것에서는 투과 표시영역과 반사 표시영역에서 광학조건이 다르게 되어 색감이나 컨트라스트 등이 변화되는 것을 해소하기 위함이다.

그러나 반사 표시영역과 투과 표시영역을 하나의 화소내에 만들어 넣는 구조하여 다시 듀얼 갭구조로 하면, 하나의 화소내에서 반사 표시영역의 액정과 투과 표시영역의 액정을 각각에 적합한 배향상태로 할 필요가 있다. 그러나 듀얼 갭구조로 영역마다 액정층 두께가 다르다는 것은, 반사 표시영역과 투과 표시영역에서 단차를 가지는 구조가 되기 때문에, 단차부착 각 영역의 배향막에 바람직한 배향특성을 부여하지 않고서는 안된다.

그런데 최근 액정표시장치의 광시야각화와 고속 응답성을 목적으로 하여 OCB (0ptical Compensated Bend) 모드라 불리우는 표시방식이 연구되고 있으나, 이 OCB 모드의 액정표시장치에서는 상하의 기판의 배향막의 프리틸트의 방향을 역방향으로 하여 액정을 벤드 배향시킬 필요가 있음과 동시에, 벤드 배향시키는 것이 가능한 액정 셀에 다시 보상 필름이 부설된 구조로 되어 있다.

[특허문헌 2]

일본국 특허제3235102호 공보

상기 OCB 모드의 액정은, 스프레이 배향되어 있는 액정을 전압 인가시에 벤드 배향상태로 원활하게 전이할 필요가 있으나, 현재 알려져 있는 기술에서는 스프레이 배향상태의 액정을 벤드 배향상태의 액정으로 하기 위해서는 10 V의 전압인가로 1시간 정도 필요하다는 보고도 있는 상태로서, 실용적으로 액정의 스프레이 배향상태를 벤드 배향상태로 원활하게 전이하는 것은 아주 곤란한 상황이었다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 광반사 표시부와 광투과 표시부를 가지는 반투과 반사형 액정표시장치에 있어서 액정의 스프레이 배향상태로부터 벤드 배향상태로 전이하는 것을 용이화할 수 있는 OCB 모드의 반투과 반사형 액정표시장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 대향 배치된 기판 사이에 액정이 봉입된 OCB 모드의 액정 패널을 구비하고, 상기 한쪽 기판의 액정층측의 면과 상기 다른쪽 기판의 액정층측의 면에 각각 전극과 배향막이 형성되고, 상기 다른쪽 기판의 전극의 일부가 광반사성의 화소전극이 되고, 상기 화소전극의 일부에 투과부가 형성되고, 상기 투과부의 형성영역에 투명전극이 형성되어 광투과 표시부가 되고, 상기 광반사성의 화소전극 형성영역이 광반사 표시부가 되고, 상기 한쪽의 기판측의 배향막의 액정 배향 용이축의 방향과 상기 다른쪽 기판측의 배향막의 액정 배향 용이축의 방향이 평행하게 됨과 동시에, 상기 광투과 표시부의 상기 한쪽의 기판측에 있어서 상기 액정측의 부분에 볼록부 또는 오목부가 복수로 형성되고, 상기 광투과 표시부에 투명전극과 배향막이 상기 볼록부 또는 오목부를 덮도록 형성되어 상기 배향막에 액정을 스프레이 배향상태로부터 벤드 배향상태로 전이시키는 핵이 될 수 있는 액정 배향을 촉구하는 사면이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

OCB 모드의 액정 패널에서는 스프레이 배향상태의 액정분자를 벤드 배향상태로 전이하고 나서 구동한다. 스프레이 배향상태의 액정분자는 배향막에 가까운 위치의 액정분자가 기판에 대하여 작은 프리틸트각으로 배향하면서 기판 사이에 위치하는 액정분자는 기판면 방향을 따른 배향방향을 나타내는 스프레이 배향상태를 취한다. 이것에 대하여 본 발명의 구조에 있어서는 광투과 표시부에 볼록부 또는 오목부를 설치함으로써 그 위에 형성되는 배향막에 사면을 형성하고, 이 사면에 의하여 액정분자에 스프레이 배향상태의 액정분자보다도 높은 프리틸트의 영역을 부분적으로 생성한다. 앞의 사면에 가까운 위치에 존재하는 액정분자, 즉 높은 프리틸트의 영역의 액정분자는, 사면이 없는 영역의 액정분자보다 벤드 배향상태가 되기 쉬운 상태이기 때문에, 높은 프리틸트각의 영역의 액정분자가 벤드 배향상태로 전이하는 경우의 액정분자의 배향개시의 핵이 될 수 있다. 따라서 상기한 구조를 실현함으로써 스프레이 배향상태로부터 벤드 배향상태로의 전이를 원활하게 행할 수 있다.

본 발명은 대향 배치된 기판 사이에 액정이 봉입된 OCB 모드의 액정 패널을 구비하고, 상기 한쪽 기판의 액정층측의 면과 상기 다른쪽 기판의 액정층측의 면에 각각 전극과 배향막이 형성되고, 상기 다른쪽 기판의 전극의 일부가 광반사성의 화소전극이 되고, 상기 화소전극의 일부에 투과부가 형성되고, 상기 투과부의 형성영역에 투명전극이 형성되어 광투과 표시부가 되고, 상기 광반사성의 화소전극 형성영역이 광반사 표시부가 되고, 상기 한쪽의 기판측의 배향막의 액정 배향 용이축의 방향과 상기 다른쪽 기판측의 배향막의 액정 배향 용이축의 방향이 평행이 됨과 동시에, 상기 광반사성의 화소전극의 밑에 절연층이 설치되어 상기 광반사 표시부의 액정층의 두께가 상기 광투과 표시부의 액정층의 두께보다도 커진 멀티갭구조가 되는 한편, 상기 광투과 표시부의 상기 한쪽의 기판측에 있어서 상기 액정측의 부분에 볼록부 또는 오목부가 복수로 형성되고, 상기 볼록부 또는 오목부를 덮어 상기 광투과 표시부에 투명전극과 배향막이 상기 볼록부 또는 오목부를 덮도록 형성되어 상기 배향막에 액정을 스프레이 배향상태로부터 벤드 배향상태로 전이시키는 핵이 될 수 있는 액정 배향을 촉구하는 사면이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

OCB 모드의 액정 패널에서는 스프레이 배향상태의 액정분자를 벤드 배향상태로 전이하고 나서 구동한다. 스프레이 배향상태의 액정분자는 배향막에 가까운 위치의 액정분자가 기판에 대하여 작은 프리틸트각으로 배향하면서 기판 사이에 위치하는 액정분자는 기판면 방향을 따른 배향방향을 나타내는 스프레이 배향상태를 취한다. 이것에 대하여 상기한 구조에 있어서는 광투과 표시부에 볼록부 또는 오목부를 설치함으로써, 그 위에 형성되는 배향막에 사면을 형성하고, 이 사면에 의하여 액정분자에 스프레이 배향상태의 액정분자보다도 높은 프리틸트의 영역을 생성한다. 이 높은 프리틸트 영역의 액정분자는, 사면이 없는 영역의 액정분자보다 벤드 배향상태가 되기 쉬운 상태이기 때문에, 높은 프리틸트 영역의 액정분자가 벤드 배향상태로 전이하는 경우의 액정분자의 배향개시의 핵이 될 수 있다. 따라서 본 발명의 구조에 의하여 스프레이 배향상태로부터 벤드 배향상태로의 전이를 원활하게 행할 수 있다.

또, 광반사성의 화소전극의 밑에 절연층을 설치하여 상기 광반사 표시부의 액정층의 두께를 상기 광투과 표시부의 액정층의 두께보다도 크게 한 멀티 갭구조로 함으로써 광반사 표시부에서의 반사광의 광로와 광투과부에서의 투과광의 광로를 균등화할 수 있어, 광학조건의 설정이 용이해지고, 컬러표시의 경우의 반사표시와 투과표시의 색감의 차가 적은 컬러표시에 바람직한 형태를 취할 수 있다.

본 발명은, 상기 사면의 방향이 상기 배향막의 액정 배향 용이축의 방향을 따르는 방향으로서, OCB 모드액정의 벤드 배향시에 있어서 상기 한쪽의 기판측의 액정이 나타내는 방향을 따르도록 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 사면의 형성에 의하여 액정분자의 높은 프리틸트각의 영역을 생성할 수 있으나, 액정분자의 배향 용이축의 방향으로 상기 사면이 따르고 있는 경우에, 액정분자의 스프레이 배향상태로부터 벤드 배향상태로의 전이를 더욱 확실하게 촉진할 수있다. 상기 사면이 벤드 배향시의 액정분자의 방향을 따르면, 스프레이 배향상태일 때에 이미 액정분자의 일부를 벤드 배향상태에 가까운 상태로 배향시켜 둘 수 있고, 이에 의하여 벤드 배향으로 전이시키는 경우에 의하여 원활하게 액정분자 를 배향시킬 수 있다.

본 발명은 상기 볼록부가 단면 부등변 삼각형 또는 피라미드형인 것을 특징으로 한다.

상기한 벤드 배향을 촉구하는 사면은 단면 부등변 삼각형 또는 피라미드형의 볼록부로 실현할 수 있고, 이들 형상의 볼록부의 사면을 이용하여 액정분자의 높은 프리틸트각의 영역을 형성하여 둠으로써 벤드 배향으로의 전이를 촉진한다.

본 발명은 상기 광반사성의 화소전극의 밑에 절연층이 설치되고, 그 절연층 위에 요철부가 형성되며, 상기 요철부 위에 상기 요철부 형상을 따르도록 상기 광반사성의 화소전극이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

요철형상의 광반사성의 화소전극을 가짐으로써 반사표시일 때에 반사광을 확산시켜 넓은 범위에서 밝은 표시형태를 실현할 수 있다.

본 발명은 상기 광투과 표시부의 상기 한쪽측 기판의 액정측에 형성된 복수의 볼록부 또는 오목부가 상기 광반사 표시부의 화소전극의 밑에 형성되어 있는 절연층과 동일한 절연재료로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

광반사 표시부의 화소전극 밑의 절연층과 동일한 절연재료로 상기 볼록부 또는 오목부를 형성하면, 화소전극 밑의 절연층을 형성할 때에 이용한 절연층의 일부를 이용하여 광투과 표시부에 볼록부 또는 오목부를 형성할 수 있다.

예를 들면 기판 전면에 절연층을 형성한 후, 절연층의 일부를 제거하는 에칭을 행하여 투과 표시부의 오목부를 형성할 때, 투과 표시부 바닥부에 절연층의 일부를 남겨 두고 그것들을 볼록부 또는 오목부의 형상으로 하여 두면, 볼록부나 오 목부를 형성하는 공정을 따로 행하지 않아도 투과 표시부를 형성하는 공정을 유용할 수 있기 때문에, 제조공정을 따로 늘리는 일 없이 볼록부 또는 오목부를 형성할 수 있다.

다음에 본 발명에 관한 액정표시장치의 제 1 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

또한 이하의 모든 도면에 있어서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위하여 각 구성요소의 두께나 치수 등의 비율 등은 적절히 다르게 하여 나타내고 있다.

도 1 내지 도 8은 본 발명에 관한 반투과 반사형 액정표시장치의 제 1 실시형태를 나타내는 것으로 이 형태의 반투과 반사형 액정표시장치(A)는, 도 2에 전체구성을 나타내는 바와 같이, 본체인 OCB 모드의 액정 패널(1)과, 이 액정 패널(1)의 배면측에 배치된 백 라이트(BL)와, 액정 패널(1)의 상면측에 필요에 따라 배치된 프런트 라이트(FL)를 구비하여 구성되어 있다.

「액정 패널의 구조」

상기 액정 패널(1)은, 도 3에 개략 구조를 나타내는 바와 같이, 스위칭 소자가 형성된 측의 엑티브 매트릭스 기판(하 기판 : 다른쪽 기판)(2)과, 그것에 대하여 설치된 대향측의 기판(상 기판 : 한쪽의 기판)(3)과, 이들 기판(2, 3)의 사이에 기판(2, 3)과 시일재(4)로 둘러 싸여 끼워 유지되어 있는 광변조층으로서의 액정층(5)을 구비하여 구성되어 있다. 즉, 상기한 바와 같이 구성된 기판(2, 3)은, 스페이서(도시 생략)에 의하여 서로 일정하게 이간된 상태로 유지됨과 동시에, 도 2에 나타내는 바와 같이 기판 주변부에 직사각형 프레임형상으로 도포된 열경화성의 시 일재(4)에 의하여 접착 일체화되어 있다.

엑티브 매트릭스 기판(2)은, 도 1, 도 4 또는 도 5에 나타내는 바와 같이, 유리나 플라스틱 등으로 이루어지는 투명한 기판 본체(6) 위에 평면으로 보아 각각 행방향(도 4, 도 5의 x 방향)과 열방향(도 4, 도 5의 y방향)으로 복수의 주사선(7)과 신호선(8)이 상호 전기적으로 절연되어 형성되고, 각 주사선(7), 신호선(8)의 교차부의 근방에 TFT(스위칭 소자)(10)가 형성되어 있다. 상기 기판 본체(6) 위에 있어서, 화소전극(11)이 형성되는 영역, TFT(l0)가 형성되는 영역, 주사선(7) 및 신호(8)가 형성되는 영역을 각각 화소영역, 소자영역, 배선영역이라 부를 수 있다.

본 실시형태의 TFT(10)는 역스태거형의 구조를 가지고, 본체가 되는 기판 본체(6)의 최하층부로부터 순서대로 게이트 전극(13), 게이트 절연막(15), i형 반도체층(14), 소스전극(17) 및 드레인 전극(18)이 형성되고, i형 반도체층(14)의 위로서 소스전극(17)과 드레인 전극(18)과의 사이에는 에칭 스토퍼층(9)이 형성되어 있다.

즉, 주사선(7)의 일부가 연장 돌출되어 게이트 전극(13)이 형성되고, 이것을 덮은 게이트 절연막(15) 위에 게이트 전극(13)을 평면으로 보아 걸치도록 아일랜드형상의 반도체층(14)이 형성되고, 이 i형 반도체층(14)의 양쪽 끝측의 한쪽에 n형 반도체층(16)을 거쳐 소스전극(17), 다른쪽에 n형 반도체층(16)을 거쳐 드레인 전극(18)이 각각 형성되어 있다.

기판 본체(6)는 유리 외에, 합성수지 등의 절연성 투명기판으로 이루어진다. 게이트 전극(13)은 도전성의 금속재료로 이루어지고, 도 4에 나타내는 바와 같이 행방향으로 설치되는 주사선(7)과 일체로 형성되어 있다. 게이트 절연막(15)은 산화실리콘(SiOx)이나 질화실리콘(SiNy) 등의 실리콘계의 절연막으로 이루어지고, 주사선(7) 및 게이트 전극(13)을 덮도록 기판 위에 형성되어 있다.

상기 반도체층(14)은, 아몰퍼스 실리콘(a-Si) 등으로 이루어지고, 게이트 절연막(15)을 거쳐 게이트 전극(13)과 대향하는 영역이 채널영역으로서 구성된다. 소스 전극(17) 및 드레인 전극(18)은 도전재료로 이루어지고, 반도체층(14) 위에 채널영역을 끼우도록 대향하여 형성되어 있다. 또 드레인 전극(18)은 열방향으로 설치되는 신호선(8)으로부터 하나하나 연장 돌출되어 형성되어 있다.

또한 i형 반도체층(14)과 소스 전극(17) 및 드레인 전극(18)과의 사이에서 양호한 오믹접촉을 얻기 위하여 반도체층(14)과 각 전극(17, 18)과의 사이에는 인(P) 등의 V족 원소를 고농도로 도프한 n형 반도체층(오믹 콘택트층)(16)이 설치되어 있다. 그리고 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있는 박막 트랜지스터(10)의 부분 및 주사선(7)과 신호선(8)을 덮는 소스 절연막(20A)이 기판 본체(6) 위에 형성되어 있다. 이 소스 절연막(20A)은 상기한 TFT(10)를 덮어 가릴 수 있을 정도의 후막형상으로 형성되고, 그 상면은 평탄화되어 있다. 즉, 이 후막의 절연막(20A)에 의하여 TFT(10)나 각종 배선에 의하여 형성된 기판 본체(6) 위의 단차구조가 평탄화되어 있다. 또한 이 실시형태에서는 스위칭 소자로서 역스태거형의 TFT(10)를 설치하였으나, 스위칭 소자는 다른 적층구조의 박막 트랜지스터 또는 박막 다이오드 소자 등의 스위칭 소자를 사용하여도 좋은 것은 물론이다.

또한, 상기한 소스 절연막(20A)의 위에는 유기재료로 이루어지는 절연막 (20B)이 적층되고, 이 절연막(20B) 위에 Al이나 Ag 등의 높은 반사율의 금속재료로 이루어지는 광확산 반사성 화소전극(광반사성의 화소전극)(11)이 형성되어 있다.

상기 광반사성의 화소전극(11)은, 상기한 주사선(7)과 신호선(8)이 둘러 싸는 직사각형상의 영역보다도 약간 작아지는 평면으로 보아 직사각형상이 되도록 절연막 (20B) 위에 형성되고, 도 5에 나타내는 바와 같이 평면으로 본 경우에 상하 좌우로 늘어서는 화소전극(11)끼리가 단락하지 않도록 소정의 간격을 두고 매트릭스형상으로 배치되어 있다. 즉, 이들 화소전극(11)은, 그것들의 끝변이 그것들의 밑에 위치하는 주사선(7) 및 신호선(8)을 따르도록 배치되어 있고, 주사선(7)과 신호선(8)이 구획하는 영역의 거의 전역을 화소영역으로 하도록 형성되어 있다. 또한 이들 화소영역의 집합이 액정 패널(1)에서의 표시영역에 상당한다.

상기 절연막(20B)은 아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 벤조시클로부텐폴리머(BCB) 등으로 이루어지는 유기계의 절연막으로 되어 있고, TFT(10)의 보호기능을 강화하도록 되어 이다. 이 절연막(20B)은 기판 본체(6) 위에 있어서 다른 층에 대하여 비교적 두껍게 적층되어 화소전극(11)과 TFT(10) 및 각종 배선과의 절연을 확실하게 하여 화소전극(11)과의 사이에 큰 기생 용량이 발생하는 것을 방지한다.

상기한 절연막(20A, 20B)에 있어서 상기한 각 소스 전극(17)의 한쪽 끝부(17a)에 도달하도록 컨택트홀(21)이 형성되고, 이 컨택트홀(21)의 내부에는 그 상하에 위치하는 화소전극(11)과 소스 전극(17)의 한쪽 끝의 접속부(17a)를 전기적으로 접속하는 도전재료로 이루어지는 접속부(25)가 형성되고, TFT(10)의 동작에 의하여 화소전극(11)에 대한 통전의 스위칭의 변환을 할 수 있게 구성되어 있다.

상기한 절연막(20B)에 있어서 주사선(7)과 신호선(8)이 둘러 싸는 직사각형상의 영역의 중앙부에 위치하도록 평면으로 보아 직사각형상의 오목부(22)가 형성되고, 이 오목부(22)는 절연막(20B)을 관통하여 절연막(20A)에 도달하도록 형성되어 있다. 이 오목부(22)의 평면형상은 상기한 화소전극(11)의 가로 폭의 수분의 1 정도, 화소전극(11)의 세로 폭의 5 ∼ 6% 정도, 종합적으로는 화소전극(11)의 총면적의 20∼50% 정도의 크기로 되는 것이 바람직하다.

또, 오목부(22)의 바닥면측에서 절연막(20A)의 상면측에는 도 1의 단면으로 보아 삼각파형상의 볼록부(24)가 복수로 상호 이간되어 정렬 형성되어 있다. 이들 볼록부(24)는 그 높이가 0.1∼1㎛, 바람직하게는 0.1∼0.3㎛의 범위로 형성되고, 그것들 하나하나의 형상은 볼록부(24)의 하나하나가 독립된 삼각뿔, 사각뿔 등의 다각뿔, 또는 원뿔, 피라미드형 등의 형상의 것이 독립하여 이간 정렬 형성된 형상, 또는 이들이 연속 형성된 형상 등의 어느 것의 형상으로 되어 있어도 좋다.

단, 이들 볼록부(24)에 있어서는, 도 1의 단면도에 있어서 좌우방향 중 어느 하나를 향한 사면(24a, 24b)을 가지는 형상인 것이 바람직하고, 또한 도 1의 단면도에 있어서 좌측방향[컨택트홀(21)측 방향]의 사면(24a)보다도 그 반대측인 우측방향의 사면(24b)의 쪽이 긴(면적이 크다) 단면 부등변 삼각형상인 것이 바람직하다. 이상과 같은 형상이 바람직한 이유에 대해서는 뒤에서 설명한다.

다음에 상기 오목부(22)의 위치에 상당하는 부분의 화소전극(11)에는 오목부(22)의 바닥면에 합치하는 평면형상의 투과부(관통구멍)(23)가 형성되고, 이 화소전극(11)의 투과부(23)의 아래쪽에 위치하는 오목부(22)의 바닥면을 덮도록 투명전 극 재료로 이루어지는 투명(화소)전극(19)이 형성되고, 오목부(22)의 안 둘레면을 덮도록 연장 형성된 화소전극 형성재료가 오목부 바닥면의 투명전극(19)의 둘레 가장자리부까지 도달되어 광반사성의 화소전극(11)에 투명전극(19)이 전기적으로 접속되어 있다. 따라서 광반사성의 화소전극(11)과 투명전극(19)은 TFT(10)의 스위칭동작에 의하여 동시 구동되어 액정층에 전계를 인가하여 액정의 구동을 행할 수 있게 되어 있다.

따라서 각 화소영역에 있어서, 오목부(22)의 형성부분이 기판(2)의 바깥쪽으로부터의 입사광[백 라이트(BL)로부터 출사된 광]을 투과하는 광투과부(30)로 되어 있고, 그 밖의 영역, 즉 화소전극(11)의 비투과부[투과부(23)가 형성되어 있지 않은 부분]가 기판(3)의 바깥쪽으로부터의 입사광을 반사하는 광반사부(35)로 되어 있다.

또한 상기한 광반사성의 화소전극(11)의 3개가, 뒤에서 설명하는 컬러표시를 위한 대략 1개의 화소영역에 대응하여 투과부(23)의 바닥면적이 투과 표시시의 광통과영역에 대응하기 때문에, 상기한 화소전극(11)의 면적에 차지하는 투과부(23)의 면적비율을 20∼50%의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한 이 실시형태에서는 화소전극(11)에 투과부(23)를 1개만 형성하였으나, 화소전극(11)에 복수의 투과부를 형성하여도 좋다. 그 경우에 복수의 투과부를 합친 총면적을 화소전극(11) 면적의 20∼50%의 범위로 하는 것이 바람직하다. 물론 그 경우에 복수의 투과부의 형성위치에 맞추어 각 투과부의 밑에 각각 오목부를 설치하게 된다.

그런데 절연막(20B)의 표면에는 화소영역에 대응하는 위치에, 전사형을 절연 막(20B)의 상면에 압착하는 방법 등에 의하여 형성된 복수의 오목부(26)가 설치되어 있다. 이 절연막(20B)의 상면에 형성된 복수의 오목부(26)는, 도 5의 쇄선으로 나타내는 바와 같이 화소전극(11)에 소정의 표면 오목부형상을 부여하고, 이 화소전극(11)에 형성된 복수의 오목부(27)에 의하여 액정 패널에 입사된 광은 일부 산란되어 더욱 넓은 관찰범위에서 보다 밝은 표시가 얻어지는 확산 반사기능이 부여되어 있다. 또 도 6에 나타내는 바와 같이 각 오목부(27)는 좌우에 인접한 것이 서로 그것들의 개구부측의 내면의 일부를 인접하도록 밀접 배치되어 있다. 이들 화소전극(11)의 오목부(27)의 상세형상의 설명에 대해서는 뒤에서 설명한다.

상기한 바와 같이 구성된 기판 본체(6상) 위에는 다시 화소전극(11) 및 절연층(20B)과 오목부(22)와 그 바닥면 및 복수의 볼록부(24)를 덮도록 폴리이미드 등으로 이루어지는 하 기판측 배향막(29a, 29b)이 형성되어 있다. 이들 하 기판측 배향막(29a, 29b)에 있어서, 광투과부(30), 즉 오목부(22)의 바닥부측에 형성되어 있는 것이 배향막(29a)이고, 화소전극(11) 위에 형성되어 있는 것이 배향막(29b)이다.

이들 배향막(29a, 29b)에는 도 1의 화살표 R로 나타내는 방향(도 1의 단면도에 있어서 왼쪽)으로 러빙처리가 실시되고, 액정의 배향 용이축의 방향이 화살표 R로 나타내는 방향이 됨과 동시에, 프리틸트각이 0°를 넘어 10°이하, 예를 들면 1∼10°의 범위, 더욱 바람직하게는 5∼10°의 범위로 되어 있다.

또한 오목부(2)의 바닥부측의 배향막(29a)에 있어서 그 아래쪽의 볼록부(24)위에 형성되어 있는 배향막(29a)에는, 볼록부(24)의 사면(24a)의 위에 위치하는 사 면(29a1)이 형성되고, 볼록부(24)의 사면(24b)의 위에 위치하는 사면(29a2)이 형성되어 있다.

도 1 또는 도 3에 나타내는 대향 기판(3)은 유리나 플라스틱 등으로 이루어지는 투광성의 기판 본체(41)의 액정층(5)측의 면에, 컬러 필터층(42)과 ITO 등의 투명한 대향 전극(공통전극)(43)과 상 기판측 배향막(44)이 형성되어 있다. 또한 도 1에 있어서 기판 본체(41)의 외면측에는 도 1에 나타내는 바와 같이 편광판(H1), 위상차판(H2, H3)이 필요에 따라 설치된다. 상기 컬러 필터층(42)은 블랙 매트릭스에 의하여 바둑판형상으로 구획된 직사각형상의 영역에 일일이 적색과 청색과 녹색의 3원색중 어느 하나의 컬러 화소가 배치되고, 이들 직사각형상의 영역은 상기한 도 5를 기초로 설명한 평면으로 보아 직사각형상의 화소전극(11)의 형상과 대응되고, 이들 각 화소전극(11)이 대응하는 영역의 액정의 투과율을 조절함으로써 컬러표시를 할 수 있게 구성되어 있다.

상기 상 기판측 배향막(44)과, 상기 화소전극(11) 위의 평면부분에 형성되어 있는 배향막(29b)은, 예를 들면 도 7, 도 8에 나타내는 요철형상의 배향막을 예시할 수 있다.

상기 배향막(한쪽의 기판측 배향막)(44) 및 상기 배향막(29b)은, 표면에 형상 이방성이 부여된 고분자막으로 구성된 배향막으로서, 어느 것이나 프리틸트각이 0°를 넘어 10°이하, 예를 들면 1∼10°의 범위, 더욱 바람직하게는 5∼10°의 범위로 되어 있다.

상기 배향막(44, 29b)에 의한 배향제어에 관한 기술적 상세는, 본 출원인에 의한 비특허문헌의 SID93 DIGEST, 957페이지(93')에 기재되어 있으나, 이들 배향막(44, 29b)의 표면형상은, 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이 제 1 방향을 따르는 미세한 요철과, 이 제 1 방향으로 교차하는 제 2 방향을 따르는 미세한 요철이 형성되어 있다. 또한 도 8은 도 7에 있어서 III-III 선을 따르는 단면도이고, 제 2 방향을 따른 볼록줄(54)의 단면을 나타내는 것이다.

또, 제 1 방향을 따르는 미세한 요철의 피치(P1)는 제 2 방향을 따르는 피치(P2)보다도 짧게 되어 있다. 피치(P1)는 3.0㎛ 이하, 바람직하게는 0.05㎛ 이상, 0.5㎛ 이하, 피치(P2)는 50㎛ 이하, 바람직하게는 0.5㎛ 이상, 5㎛ 이하가 바람직하다.

상기한 바와 같이 피치(P2)의 길이를 피치(P1)보다도 길게 함으로써, 프리틸트각을 제어하기 쉽다.

또, 제 1 방향의 오목부의 깊이(d1)(또는 제 1 방향의 볼록부의 높이)는 0.5㎛ 이하, 바람직하게는 0.01㎛ 이상, 0.2㎛ 이하이고, 제 2 방향의 오목부의 깊이(d2)(또는 제 2 방향의 볼록부의 높이)는 0.5㎛ 이하, 바람직하게는 0.01㎛ 이상, 0.2㎛ 이하이다. 또 도메인(domain)의 발생이 없고, 또한 목적으로 하는 배향력을 얻기 위해서는 예를 들면 제 2 방향을 따르는 미세한 요철의 완사면(62)의 기판(10)에 대한 경사각(θ)을, 0도 보다 크고, 10도 이하로 하는 것이 바람직하다. 경사각(θ)이 0도 이면 도메인 발생이 현저하고, 10도를 넘으면 배향력의 저하가 서서히 확인되는 경향이 된다.

또한, 도 7에 나타내는 바와 같이 제 2 방향을 따르는 미세한 요철의 각 볼 록부는 좌우가 비대칭인 대략 삼각형상으로 되어 있다. 즉, 삼각형의 정점으로부터 내려뜨린 도 8에 나타내는 수선(A)에 의하여 분할된 정점각의 좌우의 각도의 비(r2/r1)가 1이 되지 않는 형상이 된다. 상기 볼록줄(54)의 횡단면 형상으로서는, sin파와 유사한 형상, 빗형상, 삼각형상 등, 각종 형상을 생각할 수 있다. 그 중에서도 액정의 배향성을 향상하는 데에는 삼각형상이 가장 바람직하다. 이 경우, 삼각형상의 정점부는 둥글게 되어 있어도, 평평하게 커트되어 있어도 좋다. 상기 볼록줄(54)을 횡단면 삼각형상으로 한 경우, 도 7에 나타내는 바와 같이 삼각형의 정점으로부터 내려뜨린 수선(A)에 의하여 분할된 정점각의 좌우의 각도의 비(r2/r1)는, 5.6 이상의 범위인 것이 바람직하다. 이 범위의 비로 설정하면, 프리틸트각을 5∼8°로 할 수 있다.

이들 배향막(44, 29b)의 막두께는, 예를 들면 500∼600Å(0.05∼0.06㎛)정도가 된다.

상기 배향막(44, 29b)에 사용하는 고분자막의 재료로서는, 경화되기 전에 약한 전단력에 의하여 전단 왜곡을 부여 가능한 재료 및/또는 응력에 의하여 소성변형(소성유동) 가능한 재료이고, 예를 들면 폴리이미드계, 폴리아미드계, 폴리비닐알콜계, 에폭시계, 변성 에폭시계, 폴리스틸렌계, 폴리우레탄계, 폴리올레핀계, 아크릴계 등의 수지로부터 적절하게 선택하여 사용된다.

이들 배향막(44, 29b)의 형성방법으로서는, 예를 들면 전사해야 할 미세한 요철모양(상기 제 1 방향을 따르는 미세한 요철과 제 2 방향을 따르는 미세한 요철을 형성하기 위한 미세한 요철모양)이 표면에 형성된 전사형을, 한쪽의 기판상에 반사체와 전극층을 거쳐 형성된 상기 고분자막 재료로 이루어지는 층에 가압하여 상기 미세한 요철모양을 전사하는 전사법에 의하여 용이하게 제작할 수 있다.

상기 전사형은, 예를 들면 이하와 같이 하여 제작된 것이다. 먼저 2배의 커히렌트한 레이저빔을 사용하는 홀로그래픽 간섭에 의하여 형성한 그레이딩 몰드(격자형)를 제작한다. 이 그레이딩 몰드의 표면에는 배향막(44, 29b)에 형성하는 미세한 요철모양과 동일한 미세한 요철모양이 형성되어 있다.

이어서 상기 그레이딩 몰드를 실리콘 고무층에 가압하면, 실리콘 고무층의 표면에 상기 그레이딩 몰드의 요철모양과 반대의 요철모양이 형성된다. 이어서 그레이딩 몰드를 박리하면 실리콘 고무층으로 이루어지는 전사형을 얻을 수 있다.

다음에, 앞서 설명한 절연막(20B)의 상면측의 광확산 반사용 오목부(27)의 형상에 대하여 설명한다.

이들 오목부(27)의 내면은, 이 실시형태에서는 도 9와 도 10에 나타내는 바와 같이 비대칭 구면형상으로 형성되고, 화소전극(11)에 소정각도(예를 들면 30°)로 입사된 광의 확산 반사광의 휘도분포가 그 정반사 각도로부터 어느 각도범위에서 비대칭으로, 또한 관찰자의 시각방향으로 하여 유효한 방향으로 집중하도록 되어 있다.

상기 오목부(27)에 있어서 오목부(27)의 하나의 주변부(S1)로부터 최심점(D)에 이르는 제 1 곡선(A1)과, 이 제 1 곡선(A1)에 연속하여 오목부의 최심점(D)으로부터 다른 주변부(S2)에 이르는 제 2 곡선(A2)으로 이루어져 있다. 이들 양 곡선은, 최심점(D)에 있어서 모두 기재 본체(6)의 상면에 대한 경사각이 제로가 되어, 서로 연결되어 있다.

상기 제 1 곡선(A1)의 기판 본체 상면에 대한 경사각은 제 2 곡선(A2)의 경사각보다도 급하고, 최심점(D)은 오목부(27)의 중심(O)으로부터 약간 x 방향으로 어긋난 위치에 있다. 즉, 제 1 곡선(A)의 기재 표면(S)에 대한 경사각의 절대값의 평균값은, 제 2 곡선(B)의 기재 표면(S)에 대한 경사각의 절대값의 평균값보다 커져 있다.

본 실시형태의 반사체에 있어서, 각 오목부(27)에 있어서의 각각의 최대 경사각(dmax)은, 2∼90°의 범위내에서 불규칙하게 흩어져 있다. 그러나 많은 오목부는 최대 경사각(dmax)이 4°∼35°의 범위내에서 불규칙하게 흩어져 있다.

또, 제조의 용이성으로부터 오목부(27)의 직경은 5㎛∼100㎛로 설정되어 있다. 또한 오목부(27)의 깊이는 0.1㎛∼3㎛의 범위로 형성되어 있다.

또한 도 5에 나타내는 화소전극(11)의 평면형상에서는 도면의 간략화를 위해 화소전극(11) 위의 오목부(27)를 생략하고 있으나, 화소전극(11)은 통상의 액정패널에서는 세로 100∼200㎛ 정도, 가로 폭 30∼90㎛ 정도의 크기이기 때문에, 상기한 오목부(27)의 화소전극(11)에 대한 상대적인 크기의 일례를 도 5의 하나의 화소 위에 쇄선으로 나타내고 있다.

또한, 이들 오목부(27)의 위에 형성되어 있는 배향막(29b)의 막두께는 500∼600Å 정도가 되기 때문에, 오목부(27)의 형상이 배향막(29b)의 상면측에 있어서도 유지되기 때문에, 오목부(27)의 위에 위치하는 액정분자에 있어서도 예를 들면 도 10에 나타내는 바와 같이 제 2 곡선(A2)을 따른 사면(S2)을 따라 액정분자의 배향 규제력을 작용시키도록 되어 있다. 따라서 이들 오목부(27)의 내면의 대부분의 부분은, 배향막(29b)이 발휘하는 1∼10°범위의 프리틸트각보다도 큰 프리틸트를 액정분자에 발현시킬 수 있는 높은 프리틸트각 영역 생성용 사면(27a)으로 되어 있다.

본 실시형태의 반투과 반사형 액정표시장치(A)에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이 화소전극(11)에 형성한 투과부(23)의 밑에 위치하는 절연막(20)에 오목부(22)를 형성하고, 이 오목부(22)내에도 액정이 도입됨으로써 광투과부(30) 위의 액정층(5)의 두께(d₃)는, 광반사부(35) 위의 액정층(5)의 두께(d₄)보다 큰 값으로 되어 있고, 바람직하게는 광투과부(30) 위의 액정층(5)의 두께(d₃)는 광반사부(35) 위의 액정층(5)의 두께(d₄)의 약 2배의 값으로 되어 있다. 이 구조에 의하여 반사 표시부(35)에 있어서의 광의 반사경로와 투과 표시부(30)에 있어서의 광의 투과경로를 대략 동일하게 할 수 있어 반사표시 시의 컬러 표시의 색감과 표시 시의 컬러표시의 색감을 가능한 한 차이가 없는 것으로 할 수 있다.

「백 라이트의 구조」

다음에, 이 실시형태의 반투과 반사형 표시장치(A)에 적용되는 백 라이트(BL)는, 도 2에 나타내는 바와 같이 액정 패널(1)의 이면측에 설치되고, 평판형상의 투명한 아크릴수지 등으로 이루어지는 도광판(52)과 광원(53)과 바 도광체(55)로 개략 구성되어 있다.

투명한 도광판(52)은, 액정 패널(1)의 이면측에 배치되어 광원(53)으로부터 출사된 광을 액정 패널(1)측에 조사하는 것이다. 도 2에 나타내는 광원(53)으로부터 출사되는 광은 끝면을 거쳐 도광판(52)의 내부로 도입되고, 도광판(52)의 이면측에 형성되어 있는 프리즘형상의 요철부 등의 광반사부에서 광로 변경하여 도광판 상면의 출사면으로부터 액정 패널(1)측으로 출사할 수 있게 되어 있다. 이 백 라이트(BL)와 액정 패널(1)과의 사이에는 필요에 따라 편광판과 위상차판이 배치된다.

「프런트 라이트의 구조」

이 실시형태의 반투과 반사형 표시장치(A)에 적용되는 프런트 라이트(FL)는, 도 2에 나타내는 바와 같이 도광판(72)과 광원(73)으로 구성되어 있고, 광원(73)은 도광판(72)에 빛을 도입하는 끝부측에 설치되어 있다. 또 도광판(72)은 투명 수지판으로 형성되어 있고, 도광판(72)의 하면[액정 패널(1)측의 면]은, 액정 패널(1)을 조명하기 위한 광이 출사되는 출사면으로 되어 있고, 이 출사면과 반대측의 일면[도광판(72)의 상면]은, 그 내부를 전파하는 광의 방향을 바꾸기 위한 반사면(도광수단)으로 되어 있다.

이 반사면에는 그 내부를 전파하는 광을 반사시켜 전파방향을 바꾸기 위하여 쐐기형상의 홈(74)이, 소정의 피치로 스트라이프형상으로 복수로 형성되어 있다. 이 홈(74)은 출사면에 대하여 경사져 형성된 완사면부와 급사면부로 이루어지고, 각각의 홈(74)의 형성방향은, 도광판(72)의 측단면에 평행이 되도록 구비되어져 있다. 또한 도광판(72) 상면의 홈(74)은 소정의 간격과 폭으로 형성되고, 도광판(72)을 거쳐 액정 패널(1)의 표시를 볼 때의 장해가 되지 않도록 설치되어 있다.

도광판(72)의 측단면측에는 막대형상의 바 도광체(76)가 설치되고, 이 바 도광체(76)의 양쪽 끝부에 광원(73)이 배치되어 있다.

이상 설명한 백 라이트(BL)와 프런트 라이트(FL)의 구조는 본 실시형태에서 채용한 하나의 예이기 때문에, 이 예의 구조에 한정하는 것이 아니라, 액정표시장치용으로서 사용되는 일반적인 백 라이트와 프런트 라이트를 본 발명에 적절하게 적용할 수 있는 것은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 구성된 본 실시형태의 반투과 반사형 표시장치(A)는, 전계 무인가시에 있어서 도 11에 나타내는 바와 같이 액정분자가 배향된다. 즉, 광투과 표시부(30)에 있어서 배향막(44)과 배향막(29a) 사이의 액정분자는 기본적으로 스프레이 배향상태, 광반사 표시부(35)에 있어서 배향막(44)과 배향막(29b) 사이의 액정분자는 기본적으로 스프레이 배향상태가 된다.

또 배향막(44)과 배향막(29b)에 의하여 그것들에 근접하는 위치의 액정분자에는 1∼10°정도의 프리틸트각이 부여되어 있다.

단, 광반사 표시부(35)에 있어서 오목부(27)의 내면의 사면(27a)에 인접하는 위치의 액정분자는 상기한 1∼10°정도보다도 높은 프리틸트각이 부여되어 있다. 또광투과 표시부(30)에 있어서 볼록부(24)의 사면(24a, 27a)에 인접하는 위치의 액정분자는 상기한 1∼10°정도보다도 높은 프리틸트각이 부여되어 있다.

도 11에 나타내는 상태로부터 화소전극(11)과 투명전극(19)에 통전하여 액정층에 전계를 인가하면, 광투과 표시부(30)와 광반사 표시부(35)에 있어서 액정분자는 스프레이 배향상태로부터 벤드 배향상태로 변환된다.

다음에, 앞서 설명한 배향막(44) 표면의 볼록줄(54)의 방향과 액정분자의 배향상태 및 앞서 설명한 볼록부(24)와 그 위의 배향막(29a) 표면의 요철의 방향을 도 11와 도 12와 비교하여 나타낸다.

이들 도 11, 도 12에 나타내는 바와 같이 하 기판측의 배향막(29a)은 그 완사면이 우측 하향(오른쪽으로 내려오는 구배), 상 기판측의 배향막(44)은 경사면(62)이 우측 상향(오른쪽으로 올라가는 구배)이 되어, 상하의 배향막의 러빙방향을 어느 것이나 R 방향으로 함으로써, 액정분자를 전압 무인가상태에서 도 11에 나타내는 바와 같이 스프레이 배향상태로 하도록 형성되어 있다.

즉, 광투과부(30)의 영역에 있어서 배향막(29a, 44)의 사이에 존재하는 액정분자는 배향막(29a)에 아주 가까운 위치의 액정분자의 방향은 1∼10°정도의 프리틸트각으로 우측으로 내려오고, 배향막(44)에 아주 가까운 위치의 액정분자의 방향은 1∼10°정도의 프리틸트각으로 오른쪽으로 올라가는 상태로 되어 있다.

이들에 대하여 광반사영역(35)에 있어서의 배향막(44)은 앞서 설명한 광투과부(30)의 배향막(44)과 동등하나, 광반사부(35)에 있어서의 배향막(29b)은 그 평면형상의 부분에 있어서는, 액정분자의 배향상태는 도 11에 나타내는 바와 같이 배향막(44)에 아주 가까운 위치의 액정분자의 방향은 1∼10°정도의 프리틸트각으로 오른쪽으로 올라가는 상태가 되고, 배향막(29b)에 아주 가까운 위치의 액정분자의 방향은 1∼10°정도의 프리틸트각으로 오른쪽으로 내려가는 상태가 된다.

다음에 배향막(29b) 밑의 광반사성의 화소전극(11)에는 도 9와 도 10에 나타내는 바와 같은 형상의 복수의 오목부(27)가 형성되어 있기 때문에, 이들 오목부 (27)에 형성되어 있는 배향막(29b)의 부분에는 오목부(27)의 윤곽형상을 따르는 오목부가 형성되어 있다.

이 배향막(29b)의 오목부(27)의 사면(27a)에 의하여 예를 들면 도 10에 나타내는 바와 같이 액정분자에는 오목부(27)에 아주 가까운 부분의 액정분자에만 프리틸트각의 큰 상승이 부여되는 높은 프리틸트각 영역이 생성된다.

상기한 투과 표시영역(30)의 액정 배향상태에 대하여, 도 13에 볼록부(24)와 액정분자의 위치관계를 기재하였다. 이 상태로부터 TFT(10)를 거쳐 화소전극(11)과 투명전극(19)에 통전하여 액정층에 전계를 인가하면, 볼록부(24)의 사면(24b) 위의 배향막의 사면(29a1)에 따라 배향하고 있는 도 14의 E1영역의 액정분자는 원활하게 벤드 배향상태로 전이하여, 벤드 배향상태가 되고, 그 벤드 배향상태의 액정분자에 다른 액정분자가 따르듯이 배향하여 가기 때문에, 결과적으로 전체의 액정분자가 벤드 배향상태로 전이한다. 여기서 도 14에서 좌우에 인접하는 볼록부(24)와 볼록부(24) 사이에 존재하고 있어 스프레이 배향상태로 되어 있던 E3영역의 액정분자는, 벤드 배향상태로 전이하는 경우에 E1영역의 액정분자의 영향을 받아 액정분자의 이동이 용이하게 되기 때문에, E1영역에 존재하여 벤드 배향하고 있는 액정분자가 다른 영역의 액정분자의 벤드 배향으로의 전이 개시의 핵이 된다. 이상과 같은 이유로부터 본 실시형태의 구조에 의하면, 스프레이 배향상태로부터 벤드 배향상태로의 전이가 원활하게 이루어진다.

본 실시형태의 반투과 반사형 표시장치(A)에서는 도 11에 나타내는 스프레이 배향상태로부터 도 12에 나타내는 벤드 배향상태로 변환되어 벤드 배향상태에서 인 가하는 전계의 강약에 의하여 액정분자의 배향을 제어하여 액정표시의 계조표시를 행한다. 이와 같이 배향상태를 변경하는 OCB 모드의 액정 패널(1)에서는 OCB 모드에 특유의 고속 스위칭을 할 수 있기 때문에, 예를 들면 15 msec 이하의 응답시간을 실현할 수 있어, 고속 재기록이 가능한 동화상 표시에 대응할 수 있는 특징을 가진다. 또 OCB 모드에 특유의 광시야각 특성도 얻을 수 있다.

다음에 반사 표시영역(35)에 있어서는 상기한 투과 표시영역(30)에 있어서 볼록부(24)가 벤드 배향의 핵이 되도록 기능한 작용에 대하여 확산 반사용 오목부(27)의 내면측 배향막(29a)의 사면이 동일한 기능을 가진다. 즉, 도 10에 나타내는 바와 같이 오목부(27)의 제 1 곡선(A1)보다도 긴 제 2 곡선(A2)을 상기한 투과 표시부 영역(30)의 볼록부(24)의 배향막의 사면(29a1)의 사면과 동일한 기능을 가지는 사면으로 판단할 수 있고, 이 사면을 따라 늘어서는 액정분자가 벤드 배향상태로의 전이의 핵이 된다.

이와 같은 배경으로부터 오목부(27)의 제 1 곡선(A1)과 제 2 곡선(A2)이 늘어서는 방향을 도 1의 단면의 좌우방향, 환원하면 러빙방향(액정 배향 용이축 방향)과 평행하게 일치시켜 오목부(27)를 배치하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 스프레이 배향상태의 액정분자를 벤드 배향상태로 하는 것을 종래보다도 원할하게 할 수 있게 된다.

OCB 모드의 액정 패널에서는 스프레이 배향상태의 액정분자를 벤드 배향상태로 전이하고 나서 구동한다. 스프레이 배향상태의 액정분자는 배향막에 가까운 위 치의 액정분자가 기판에 대하여 작은 프리틸트각으로 배향하면서 기판 사이에 위치하는 액정분자는 기판면 방향을 따른 배향방향을 나타내는 스프레이 배향상태를 취한다. 이것에 대하여 상기한 구조에 있어서는 광투과 표시부에 볼록부 또는 오목부를 설치함으로써, 그 위에 형성되는 배향막에 사면을 형성하고, 이 사면에 의하여 액정분자에 스프레이 배향상태의 액정분자보다도 높은 프리틸트의 영역을 생성한다. 이 높은 프리틸트의 영역의 액정분자는, 벤드 배향상태가 되기 쉬운 상태이기 때문에, 높은 프리틸트 영역의 액정분자가 벤드 배향상태로 전이하는 경우의 액정분자의 배향개시의 핵이 된다. 따라서 상기 구조에 의하여 스프레이 배향상태로부터 벤드 배향상태로의 전이를 원활하게 행할 수 있다.

Claims (6)

1. 대향 배치된 기판 사이에 액정이 봉입된 OCB 모드의 액정패널을 구비하고, 상기 한쪽 기판의 액정층측의 면과 상기 다른쪽 기판의 액정층측의 면에 각각 전극과 배향막이 형성되고, 상기 다른쪽 기판의 전극의 일부가 광반사성의 화소전극이 되고, 상기 화소전극의 일부에 투과부가 형성되고, 상기 투과부의 형성영역에 투명전극이 형성되어 광투과 표시부가 되고, 상기 광반사성의 화소전극 형성영역이 광반사 표시부가 되고, 상기 한쪽 기판측의 배향막의 액정 배향 용이축의 방향과 상기 다른쪽 기판측의 배향막의 액정 배향 용이축의 방향이 평행하게 됨과 동시에,

   상기 광투과 표시부의 상기 한쪽의 기판측에 있어서, 상기 액정측의 부분에 볼록부 또는 오목부가 복수로 형성되고, 상기 광투과 표시부에 투명전극과 배향막이 상기 볼록부 또는 오목부를 덮도록 형성되어 상기 배향막에 액정을 스프레이 배향상태로부터 벤드 배향상태로 전이시키는 핵이 될 수 있는 액정 배향을 촉구하는 사면이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 OCB 모드 반투과 반사형 액정표시장치.
2. 대향 배치된 기판 사이에 액정이 봉입된 OCB 모드의 액정패널을 구비하고, 상기 한쪽 기판의 액정층측의 면과 상기 다른쪽 기판의 액정층측의 면에 각각 전극과 배향막이 형성되고, 상기 다른쪽 기판의 전극의 일부가 광반사성의 화소전극이 되고, 상기 화소전극의 일부에 투과부가 형성되고, 상기 투과부의 형성영역에 투명 전극이 형성되어 광투과 표시부가 되고, 상기 광반사성의 화소전극 형성영역이 광반사 표시부가 되고, 상기 한쪽 기판측의 배향막의 액정 배향 용이축의 방향과 상기 다른쪽 기판측의 배향막의 액정 배향 용이축의 방향이 평행하게 됨과 동시에,

   상기 광반사성의 화소전극의 밑에 절연층이 설치되어 상기 광반사 표시부의 액정층의 두께가 상기 광투과 표시부의 액정층의 두께보다도 작게 된 멀티 갭구조가 되는 것을 특징으로 하는 OCB 모드 반투과 반사형 액정표시장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 사면의 방향이 상기 배향막의 액정 배향 용이축의 방향을 따르는 방향으로서, OCB 모드 액정의 벤드 배향시에 있어서 상기 한쪽의 기판측의 액정이 나타내는 방향을 따르도록 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 OCB 모드 반투과 반사형 액정표시장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 볼록부가 단면 부등변 삼각형 또는 피라미드형인 것을 특징으로하는 OCB 모드 반투과 반사형 액정표시장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 광반사성의 화소전극의 밑에 절연층이 설치되고, 상기 절연층 위에 요철부가 형성되며, 상기 요철부 위에 상기 요철부 형상을 따르도록 상기 광반사성의 화소전극이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 OCB 모드 반투과 반사형 액정표시장치.
6. 제 2항에 있어서,

   상기 광투과 표시부의 상기 한쪽측의 기판의 액정측에 형성된 복수의 볼록부 또는 오목부가 상기 광반사 표시부의 화소전극의 밑에 형성되어 있는 절연층과 동일한 절연재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 OCB 모드 반투과 반사형 액정표시장치.

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