KR0181985B1

KR0181985B1 - 액정표시소자

Info

Publication number: KR0181985B1
Application number: KR1019940012746A
Authority: KR
Inventors: 데쯔시 요시다; 지로 다께이; 젠다 기꾸찌
Original assignee: 가시오 가즈오; 가시오 게이상기 가부시키가이샤
Priority date: 1993-06-07
Filing date: 1994-06-07
Publication date: 1999-05-01
Anticipated expiration: 2014-06-07
Also published as: MY110915A; CN1098203A; US5680188A; CN1074136C; KR950001349A

Abstract

본 발명은 밝은화상을 표시할 수 있는 액정표시소자를 제공하고, 또 명료한 표시화상을 얻을 수 있는 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 고분자분산형 액정표시소자는 대향하여 배치된 제1,제2기판(211,212)가, 제1, 제2기판 사이에 배치된 고분자분삭액정층(222)과, 제1기판의 내면에 배치된 제1전극(213)과, 제2기판의 내면에 배치되어 고분자분산액정층을 통과한 빛을 반사하는 반사부재(220)와, 컬러화상을 표시하기 위해 고분자분산액정층을 통과한 빛을 착색하는 광착색막(201a,201b,201c)과, 제2기판의 내면과 액정층 사이에 배치되어 적어도 일부가 상기 제1전극과 대향하는 제2전극(221)을 구비한다. 광착색막(201a,201b,201c)은 반사부재(220)위의 화소마다 배치되어 형광물질을 포함하고, 고분자분산액정층을 통화한 빛을 형광물질이 발하는 형광의 색으로 착색한다.

Description

액정표시소자

제1도는 종래의 고분자 분산형 액정표시소자의 단면도.

제2도 및 제3도는 종래의 고분자 분산형 액정표시소자의 결점을 설명하기 위한 단면도.

제4도는 본 발명에 따른 제1실시예의 고분자 분산형 액정표시소자이 단면도.

제5도는 상기 제4도에 도시된 액정과 고분자수지 복합막의 확대 단면도.

제6도는 제1실시예의 관한 고분자 분산형 액정표시소자의 변형예를 도시하는 단면도.

제7도는 본 발명에 따른 제2실시예의 광 착색막의 구성을 설명하기 위한 도면.

제8도는 제2실시예의 광 착색막 변형예의 구성을 설명하기 위한 도면.

제9도는 제2실시예의 광 착색막에 의해 착색된 빛의 강도분포와, 컬러필터에 의해 착색된 빛의 강도분포를 각각의 이면측에 반사막을 배치하여 측정한 결과를 도시하는 도면.

제10도는 제2실시예의 광 착색막을 고분자 분산형 액정표시소자에 이용한 예를 도시하는 단면도.

제11a도와 제11b도는 무전계상태와 전계인가상태에 있어서의 액정분자와 이색성염료 분자의 배향상태를 설명하기 위한 도면.

제12도는 제10도에 도시하는 고분자 분산형 액정표소자의 변형예를 도시하는 단면도.

제13도와 제14도는 본 발명에 따른 제3실시예의 광 착색막의 구성을 설명하기 위한 도면.

제15도는 제3실시에의 광 착색막 변형예의 구성을 설명하기 위한 도면.

제16도는 본 발명에 따른 제4실시예의 고분자 분산형 액정표시소자의 구성을 설명하기 위한 단면도.

제17도는 제4실시예의 고분자 분산형 액정표시소자에 있어서의 비스듬히 관찰했을 경우를 설명하기 위한 도면.

제18도는 제4실시예의 고분자 분산형 액정표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 도면.

제19도는 제4실시에의 고분자 분산형 액정표시소자의 변형예를 도시하는 단면도.

제20도는 본 발명에 따른 제5실시에에 관한 고분자 분산형 액정표시손자의 주요부분 단면도.

제21도는 본 발명에 따른 제6실시예에 관한 고분자분산형 액정표시소자의 주요 부분 단면도.

제22도는 본 발명에 따른 제7실시예에 관한 고분자 분산형 액정표시소자의 주요부분에 대한단면도.

제23도는 본 발명에 따른 제8실시예에 관한 고분자 분산형 액정표시소자의 주요부분에 대한 단면도.

제24도는 본 발명에 따른 제9실시예에 관한 고분자 분산형 액정표시소자의 주요부분 단면도.

제25도는 본 발명에 따른 제10실시예에 관한 고분자 분산형 액정표시소자의 주요부분 단면도.

제26도는 본 발명에 따른 제10실시예에 관한 고분자 분산형 액정표시소자의 액정도메인(domain)의 배치를 도시하는 평면도.

제27a도 및 제27b도는 제25도에 도시한 고분자 분산형 액정표시소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

111,211,411,511 : 제1기판 112,212,412,512 : 제2기판

116,515,222,416 : 액정층 113,212,413,513 : 제1전극

114,221,516,213,414,514 : 제2전극

117,220,417a,417b,516a,516b : 반사부재

201 : 형광막 517 : 차광막

616 : 고분자분산액정층 617 : 고분자수지

618 : 액정캡슐

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 표시가 밝고 명료한화상을 얻을수 있는 반사형의 액정표시소자에 관한 것이다.

제1도는 단순 매트릭스 방식의 고분자 분산형 액정표시소자의 단면도이다. 도시하는 바와 같이 고분자 분산형 액정표시소자는 신호전극(13)이 형성된 기판(11)과, 주사전극(14)이 형성된 기판(12)과, 기판(11)과 기판(12)를 접합하는 패널형의 실재(15)와, 투명기판(11,12)과 실재(15)로 둘러싸인 영역에 배치된 액정과 고분자 수지의 복합막(고분자분산 액정층, 이하 복합막)(16)으로 구성된다.

상기 복합막(16)은 고분자수지의 층내에 액정의 집합소(액정도메인)를 분산시킨 구조를 갖는다. 그리고 액정으로서는 일반적으로 유전 이방성의 플러스인 네마틱액정이 사용되고 있다.

고분자 분산형 액정표시소자는 대향하는 신호전극(13)과 주사전극(14)사이에 전압을 인가하므로써 구동된다. 대향하는 신호전극(13)과 주사전극(14)사이에 전압이 인가되어 있지 않은 상태에서는 액정에 전계가 인가되지 않고, 복합막(16)내에 분산하고 있는 액정도메인내의 액정분자는 여러 방향을 향하고 있다. 이 상태에서는 복합막(16)을 통과하는 빛은 복합막(16)의 광 산란작용에 의해 산란된다.

또한 신호전극(13)과 주사전극(14) 사이에 소정 역치값 이상의 전압을 인가하면 각 액정 도메인내의 액정분자에 전계가 인가되고, 액정분자는 기판(11,12)의 주면에 대해서 거의 수직이 되도록 배열한다. 이 상태에서는 복합막(16)을 통과하는 빛은 광산란 작용을 대부분 받지않고 투과한다.

이와같이 고분자 분사형 애정표시소자는 빛의 산란과 투과를 제어하여 화상을 표시하는 것이다. 신호전극(13)과 주사전극(14)의 교차부에서 형성되는 화소가 전계 무인가시는 빛의 산란에 의한 백탁광(白濁光)으로 표시되고, 전계 인가시는 고휘도의 투과광으로 표시된다. 그러므로 고분자 분산형 액정표시소자는 빛의 투과율이 낮은 편광판을 이용할 필요가 없고, TN형의 액정표시소자 등에 비해 화면이 밝다고 하는 장점을 갖고 있다.

이 장점을 살려 일반적으로 고분자 액정표시소자는 제1도에 도시하는 바와같이 반사판(17)을 구비하는 반사형 소자로서 사용되고 있다.

그러나 종래의 반사형 고분자 분산형 액정표시소자는 다음과 같은 단점을 갖는다.

(1) 종래의 반사형 고분자 분산형 액정표시소자에서는 입사광이 기판(11,12)을 각각 2회씨 통과하여 출사한다. 이 때문에 기판(11,12)의 광흡수에 의한 광량감소가 크고, 그만큼 표시가 어둡게 된다.

(2) 종래에는 고분자 분산형 액정표시소자를 컬러표시소자로서 사용할 경우, 각 화소에 광 착색막으로서 컬러필터를 배치하고, 각 화소를 통과하는 빛을 착색하므로써 칼라화상을 표시하고 있다. 그러나 컬러필터의 광흡수가 크고, 특히 반사형의 액정표시소자에서는 빛이 2회 컬러필터를 통과하므로 표시가 상당히 어두워진다.

(3) 종래의 고분자 분산형 액정표시소자는 비스듬히 봤을 때 밝기가 어둡고, 또 표시화상의 주변이 불명료해져 고품질의 화상을 얻을수 없다.

이점을 제2도를 참조하여 구체적으로 설명한다. 고분자 분산형 액정표시소자의 표시를 정면에서 봤을 때는 전계의 인가에 의해 표시되는 점등화소가 표준 크기로 보인다. 그러나 이 액정표시소자를 제2도에 화살표로 표시한 바와같이 경사방향에서 봤을 경우, 반사막(17)의 명영역(明領域)(복합막(16)을 투고한 빛을 받아 밝은 영역)(AA)과 실제로 보이고 있는 영역(AB)이 일치하지 않고 어긋나, 명영역(AA)중 영역(W1)이 보이지 않고 영역(AC)만이 보인다. 이 때문에 화소의 일부가 이지러진 것처럼 보이고, 표시화상이 어두워지고 콘트래스트가 저하한다. 또한 관찰자한테는 비표시영역(W2)도 보인다. 비표시영역은 복합막(16)의 광산란광에 의해 본래는 어두운 영역이지만, 관찰자의 시선방향에서 입사하는 빛의 산란에 의해 조금 밝게 되어 있다. 따라서 온(ON)하고 있는(밝다) 화소에 인접하여 희미하게 밝은 부분이 보이고, 표시화상이 흐려진다.

(4) 종래의 반사형 고분자 분산형 액정표시소자안에는 제3도에 도시하는 바와같이, 표면측기판(11)의 외면 비표시영역상에 블랙마스크라고 불리우는 차광막(18)을 구비하는 것이 있다. 차광막(18)은 비표시영역을 통과하는 빛을 차폐하고, 전체적으로 보다 선명한 화상을 표시하는 것이다. 그러나 차광막(18)은 표시를 어둡게 함과 동시에 표시화상을 희미해지게 한다. 이 점을 제3도를 참조하여 구체적으로 설명한다. 제3도의 액정표시소자를 화살표로 표시한 바와같이 경사방향에서 보면 반사막(17)상의 명영역(AA)과 실제로 보이는 영역(AB)이 어긋나므로, 명영역(AA)의 일부가 차광막(18)으로 차단되어, 관찰자한테는 명영역(AA)중 영역(AC) 만이 보인다. 이 때문에 각 화소는 영역(W1)이 이지러진 형상이 되어 표시화상이 어두워지고, 콘트래스트가 저하한다. 또한 관찰자한테는 비표시영역(W2)이 보이는데 이 비표시영역(W2)은 관찰자의 시선방향에서 입사하는 빛의 산란에 의해 조금 밝게 되어 있다. 따라서 점등화소에 인접하여 희미하게 밝은 부분이 보이고, 표시화상이 흐려진다. 본 발명은 이러한 실상을 감안하여 이루어진 것으로, 밝은 화상을 표시할 수 있는 액정표시소자를 제공하는 것을 그 제1목적으로 한다.

또한 본 발명은 명료한 표시화상을 얻을 수 있는 액정표시소자를 제공하는 것을 제2목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1관점에 관한 액정표시소자는, 대향하여 배치된 제1, 제2기판(111,112)과, 상기 제1,제2기판 사이에 배치되고, 빛의 산란과 투과를 제어하는 액정층(116)과, 상기 제1기판(111)의 내면상(above)에 배치된 제1전극(113)과, 상기 제2기판(112)과 상기 액정층(116)의 사이에 배치되고, 적어도 일부가 상기 제1전극과 대향하는 제2전극(114)과, 상기 제2기판(112)과 상기 액정층(116) 사이에 배치되고, 상기 액정층을 통과한 빛을 반사하는 반사부재(117)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면 반사부재가 제2기판의 외측이 아닌 그 내측에 배치되어 있는므로, 제1기판측에서 입사한 빛은 제2기판을 통과할 필요가 없다. 따라서 제2기판을 통과하는 것에 따른 빛의 감쇠가 없고, 밝은 화상을 표시할 수 있다.

또한 반사부재가 제2기판의 내측에 배치되어 있으므로, 그 외측에 배치되어 있는 경우보다 액정층의 표면(제1기판에 접하는 면)에서 반사부재까지의 거리를 짧게 할 수 있다. 액정층이 표면에서 반사부재까지의 거리가 짧아지면 표시를 경사방향에서 봤을 때 반사부재의 명영역(액정층을 투과한 빛을 받고 있는 영역)과 실제로 보이고 있는 영역의 어긋남이 작아진다. 이 때문에 표시화상의 이지러짐이 작아진다. 즉, 경사방향에서 봤을 때에도 정면방향에서 봤을 때의 표시품질에 가까운 품질의 표시를 얻을 수 있다. 따라서 비스듬히 관찰했을 때 밝기가 밝아지고, 화소 주변의 흐려짐이 없어진다.

또 본 발명의 제2관점에 관한 액정표시소자는, 대향하여 배치된 제1,제2기판(211,212)과, 상기 제1, 제2기판 사이에 배치되고, 빛의 산란과 투과를 제어하는 액정층(222)과, 상기 제1기판의 내면상(above)에 배치된 제1전극(212)과, 상기 제2기판의 내면과 상기 액정층 사이에 배치되고, 적어도 일부가 상기 제1전극과 대향하는 제2전극(213)과, 상기 제2기판과 상기 액정층 사이에 배치되고, 형광물질을 포함하는 막으로 구성되는 형광막(201)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

형광막은 소정 파장이외의 파장 빛을 흡수하고, 흡수한 빛의 에너지를 이용하여 소정파장의 형광을 발광한다. 이 때문에 이 액정표시소자의 표시색은 이 형광의 색이 된다. 이 형광막은 소정 파장의 빛을 투과하고, 다른 파장의 빛을 흡수하므로써 빛을 착색하는 것이 아니라, 흡수한 빛의 에너지에 의해 형광을 발광하는 것이며, 형광막에 의해 착색된 빛은 컬러필터 등에 착색된 빛보다 그 강도가 크다.

따라서 밝은 컬러화상을 표시할 수 있다.

또한 반사판을 배치하여 반사형 컬러액정표시소자로서도 사용할 수 있다.

상기 형광막에 축광물질을 포함시키면, 액정표시소자에 입사광이 없어졌을 경우에도 축광물질이 방출하는 빛에 의해 화상을 표시할 수 있다.

상기 형광막에 이 형광막이 발하는 형광의 파장을 포함하는 파장영역의 빛을 통과시키고, 다른 파장영역의 빛을 흡수하는 물질(안료 등)을 포함시키면 착색된 빛의 색순도를 높일수 있다.

마찬가지로 이 형광막이 발하는 형광의 파장을 포함하는 파장영역의 빛을 통과시키고, 다른 파장영역의 빛을 흡수하는 물질(염료 등)을 액정에 포함시키면, 착색된 빛의 색순도를 높일 수 있다.

또한 본 발명의 제3관점에 관한 액정표시소자는, 제1투명기판(411)과, 상기 제1투명기판에 대향하여 배치되고, 투명필름으로 구성되는 제2투명기판(412)과, 상기 제1, 제2투명기판 사이에 배치되고, 빛의 산란과 투과를 제어하는 액정층(416)과, 상기 제1투명기판의 내면상에 배치된 제1전극(413)과, 상기 제2투명기판의 내면상에 배치된 제2전극(414)과, 상기 제2기판의 외면상에 배치된 반사부재(417a,417b)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면 유리기판 등과 비교하면 투명필름은 매우 얇다. 따라서 액정층 표면(제1기판에 접하는 면)에서 반사부재까지의 거리를 짧게 할 수 있다. 액정층표면에서 반사부재까지의 거리를 짧게하면, 표시를 경사방향에서 봤을 때 반사부재의 명영역(액정층을 투과한 빛을 받고 있는 영역)과 실제로 보이고 있는 영역의 어긋남이 작아진다. 그러므로 표시화소의 이지러짐이 작아진다. 따라서 경사방향에서 봤을 때에도 정면방향에서 봤을 때의 표시품질에 가까운 품질의 표시를 얻을 수 있다. 따라서 비스듬히 관찰했을 때 밝기가 밝아지고, 화소주변의 흐려짐이 없어진다. 그리고 반사부재의 외면에 경질의 보호판을 배치함으로써 표시특성을 저감시키지 않고, 소자의 강도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제4관점에 관한 액정표시소자는, 대향하여 배치된 제1,제2기판(511,512)과, 상기 제1,제2투명기판 사이에 배치되고, 빛의 산란과 투과를 제어하는 액정층(515)과, 상기 제1투명기판의 내면상에 배치된 제1전극(513)과, 상기 제2투명기판의 내면상에 배치된 제2전극(514)과, 상기 제2기판상에 배치된 반사부재(516a,516b)와, 상기 제1기판 내면의 비표시영역에 배치되고, 빛을 차폐하기 위한 차광막(517)(비표시영역은 상기 제1,제2전극이 대향하고 있는 부분 이외의 부분을 포함)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면 차광막을 제1기판의 내면에 설치하고 있으므로, 차광막에서 반사막까지의 거리가 종래의 액정표시소자에 비해 제1기판이 두께만큼 짧아진다. 이 때문에 이 액정표시소자는 그 표시를 경사방향에서 봤을 때의 반사부재 명영역과 실제로 보이는 영역과의 어긋남이 작아진다. 따라서 경사방향에서 봤을 때에도 정면방향에서 봤을 때의 표시품질에 가까운 품질의 표시를 얻을 수 있다.

따라서 비스듬히 관찰했을 때 밝기가 밝아지고, 화소주변의 흐려짐이 없어진다.

본 발명의 제5관점에 관한 액정표시소자는, 두께가 0.7㎜이하의 제1기판(511)과, 상기 제1기판에 대향하여 배치된 제2기판(512)과, 상기 제1,제2기판사이에 배치되고, 빛의 산란과 투과를 제어하는 액정층(515)과, 상기 제1기판의 내면상에 배치된 제1전극(513)과, 상기 제2기판의 내면상에 배치된 제2전극(514)과, 상기 제2기판상에 배치된 반사부재(516a,516b)와, 상기 제1기판 외면의 비표시영역에 배치된 빛을 차폐하기 위한 차광막(517)(이 비표시영역은 상기 제1, 제2전극이 대향하고 있는 부분 이외의 부분을 포함)으로 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기 구성에 의하면 제1기판이 얇으므로, 차광막에서 반사막까지의 거리가 종래의 액정표시소자에 비해 짧아진다. 그러므로 이 액정표시소자는 그 표시를 경사방향에서 봤을 때의 반사부재 명영역과 실제로 보이는 영역과 어긋남이 작아진다. 따라서 경사방향에서 봤을 때에도 정면방향에서 봤을 때의 표시품질에 가까운 품질의 표시를 얻을 수 있다. 따라서 비스듬히 관찰했을 때 밝기가 밝아지고, 화소 주변의 흐려짐이 없어진다.

이하 본 발명의 실시예에 관한 액정표시소자를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 제4도는 본 발명의 제1실시예에 관한 고분자분산형 액정표시소자의 단면도. 제5도는 액정고 고분자수지 복합막(고분자분산 액정층)의 일부분 확대단면도이다. 이 고분자분산형 액정표시소자는 앞 뒤 한쌍의 기판(111,112)과 기판(111,112)을 접합하는 실재(115)와, 기판(111,112)과 실재(115)로 둘러싸딘 영역에 배치되고, 액정과 고분자수지의 복합막(116)으로 구성된다. 표면측 기판(제4도에 있어서 상측 기판)(111)의 내면(복합막(116)과의 대향면)에는 복합막(116)에 전압을 인가하기 위한 주사전극(113)이 형성되어 있다. 또한 이면측 기판(제4도에 있어서 하측기판)(112)의 내면에는 복합막(116)에 전압을 인가하기 위한 신호전극(114)과, 빛을 반사시키는 반사막(117)이 형성되어 있다.

표면측 기판(111)은 유리등으로 구성된 투명기판이고, 주사전극(113)은 ITO(인듐, 주석, 옥사이드)등의 투명 도전막으로 구성되어 있다. 이면측 기판(112)은 예를들면 유리 등으로 구성되고, 신호전극(114)은 Al(알루미늄) 등의 저저항 금속막으로 형성되고, 반사막(117)은 전극(114)상에 기판(112)의 거의 전면에 걸쳐 형성되어 있다. 반사막(117)은 절연막, 예를들면 형광안료를 포함하는 수지막으로 구성된다. 복합막(116)은 고분자 수지 안에 액정도메인을 분산시킨 것이며, 제5도에 도시하는 바와같이 스폰지와 같은 단면구조를 갖는 고분자수지(116a)의 각 간극부에 액정(116b)이 감금된 구조를 갖고 있다.

다음에 제5도에 도시하는 구성의 고분자분산형 액정표시소자의 동작을 설명한다. 이 고분자분산형 액정표시소자는 주사전극(113)과 신호전극(114) 사이에 전압을 인가하여 구동된다. 고분자수지 안에 분산되어 있는 각 액정도메인내 액정(116b)의 액정분자는 전극(113,114)간에 전압이 인가되어 있지 않은 상태에서는 여러 방향을 향하고 있다. 이 상태에서는 복합막(116)을 통과하는 빛이 액정과 고분자수지와의 계면 및 액정에 의해 산란되고, 전압 무인가부의 표시는 백탁색이 된다.

한편, 주사전극(113)과 신호전극(114) 간에 소정의 역치값 이상의 전압을 인가하면, 각 액정도메인 내의 액정분자가 기판(111,112) 면에 대해서 거의 수직이 되도록 똑같이 배열한다. 이 때문에 복합막(116)을 통과하는 빛이 광산란 작용을 대부분 받지않고 투과하고, 전압 인가부의 표시는 반사막(117)으로 반사된 빛의 색이 된다. 반사막(117)으로서 형광안료를 포함하는 수지막을 사용하고 있으므로, 전압 인가부의 표시색은 형광안료의 발광색이 된다.

따라서 이 고분자분산형 액정표시소자에 의하면 주사전극(113)과 신호전극(114)에 공급하는 신호를 제어하고, 복합막(116)에 인가하는 전계를 제어하므로써 입사광의 산란과 반사를 제어하여 임의의 화상을 표시할 수 있다. 이 고분자분산형 액정표시소자에 있어서는 이면측 기판(112)의 내면에 반사막(117)을 형성하고 있으므로, 표면측 기판(111)과 복합막(116)을 통과한 빛은 이면측 기판(112)을 통과하지 않고 반사막(117)에 의해 반사된다. 이 때문에 이 실시예의 고분자분산형 액정표시소자에 있어서는, 기판의 광흡수에 의한 광량의 감소는 표면측 기판(111)에 의한 감소분 만큼이다. 따라서 광량감소가 적고, 밝은 표시를 얻을 수 있다. 또한 반사막(117)이 이면측 기판(112)의 내면에 배치되어 있으므로, 복합막(116)의 표면(기판(111)에 접하는 면)에서 반사막(117)까지의 거리가 짧다. 따라서 이 액정표시소자를 경사방향에서 봤을 때의 반사막(117)의 명영역(복합막(116)을 투과한 빛을 받고 있는 영역)과 실제로 보이는 영역과의 어긋남이 작아진다. 그러므로 비스듬히 관찰했을 때 밝기가 밝아지고, 화소주변의 흐려짐이 없어진다.

이 고분자분산형 액정표시소자에 있어서는 입사광이 복합막(116)을 2회 통과하므로, 전압 무인가부를 통과하는 빛이 이중으로 산란되고 백탁의 정도가 높고, 또한 전압인가부의 표시는 형광색의 밝은 표시이므로, 종래의 반사형소자 표시보다 높은 콘트래스트를 얻을 수 있다.

또한 이 실시예에서는 반사막(117)이 형광안료를 포함하는 수지막으로 구성되어 있으므로, 반사막(117)에서 반사된 빛이 착색되어 밝은 컬러표시를 얻을 수 있다. 상기 구성의 고분자분산형 액정표시소자는 예를들면 이하와 같이해서 제조된다. 먼저 주사전극(113)을 형성한 표면측 기판(111)과, 신호전극(114)과 반사막(117)을 형성한 이면측 기판(112)을 실재(115)를 끼워 접합하고, 기판(111,112)과 실재(115)로 둘러싸인 영역과 빛에 의해 중합반응을 일으키는 중합재료의 혼합용액을 진공주입법등을 이용하여 봉입한다.

다음에 혼합용액의 봉입영역에 표면측 기판(111)의 외면측에서 균등하게 빛(자외선)을 조사한다. 빛의 조사에 의해 모노머 또는 올리고머 상태에 있는 중합재료는 그 이중결합이 풀리어 라디칼화하고, 서로 인접하는 분자의 라디칼이 상호 결합하는 라디칼 중합반응을 일으켜 고분자가 된다. 중합재료의 고분자화에 의해 액정과 고분자수지가 상분리(相分離)하고, 제5도에 도시하는 바와같이 스폰지와 같은 단면구조를 갖는 고분자수지(116a)의 각 간극부에 액정(116b)이 감금된 구조의 복합막(116)이 형성된다. 그리고 복합막(116)의 이 형성방법은 광중합 상분리법이라고 일컬어지고 있다. 마지막으로 실재(115)에 형성된 혼합용액 주입용의 개구(開口)를 봉지재를 이용하여 봉지하고, 고분자분사형 액정표시소자를 완성한다.

그리고 제4도에서는 반사막(117)을 전극(114)의에 형성했지만, 예를 들면 제6도에 도시하는 바와같이 이면측 기판(112)의 내면에 반사막(117)을 형성하고 그위에 ITO등의 투명 도전막으로 구성되는 전극(114)을 형성해도 된다.

상기 실시예에서는 이면측 기판(112)을 유리기판으로 했지만, 이면측 기판(112)은 투명, 불투명에 관계없이 임의의 재료로 형성할 수 있고, 제4실시예에서 상세히 설명하는 바와같이 가요성 필름기판 등을 사용해도 된다. 또 반사막(117)도 광반사율이 높은 것이면 형광안료를 포함하는 수지로 구성되는 컬러 반사막에 한정되지 않고, 어떠한 구성의 것이라도 좋다. 예를들면 알루미늄 등의 광반사성 금속막을 절연막을 통해 주사전극(114)의 위 또는 아래에 배치해도 된다.

이상 설명한 바와같이 제1실시예의 고분자분산형 액정표시소자는 이면측 기판의 내면에 반사막을 형성한 것이므로, 이면측 기판에서의 빛의 감쇠가 없고 밝은 화상을 표시할 수 있다.

그리고 본 발명은 고분자분산형 액정표시소자에 한정되는 것이 아니고, 다른 광산란형 액정표시소자, 예를들면 상전이(PC) 효과하여 액정소자에도 적용 가능하다.

상전이(PC) 효과형 액정소자에는 전극을 형성하고 그 위를 절연막으로 덮은 한쌍의 기판 사이에 호메오트로픽(homoeotropic)분자배열의 네마틱상과 나선축이 여러 방향을 향한 헬리컬구조의 분자배열을 갖는 콜레스테릭상으로 전계에 의해 상전이 하는 액정층을 설치한 것이다. 액정으로서는 일반적으로 콜레스테릭 액정이나 카이랄 네마틱 액정을 네마틱 액정에 첨가하여 조제되는 액정이 이용되고 있다.

상전이(PC) 효과형 액정소자에 있어서는 무전계 상태에서는 액정분자가 임의의 복수 방향으로 변형한 배열상태이고, 액정층을 통화하는 빛이 산란된다. 또한 일정전계를 인가하면 액정분자가 호메오트로픽 배열하고, 액정층을 통과하는 빛이 광산란 작용을 대부분 받지 않고 투과한다.

또한 액정표시소자는 단순 매트릭스형의 것에 한정되지 않고, 액티브 매트릭스형의 것이라도, 또 한쪽 기판에 표시패턴에 대응하는 형상의 세그먼트를 설치하고, 다른쪽 기판에 코먼전극을 설치한 세그먼트 표시형의 것이면 된다.

다음에 반사막의 구성을 보다 구체화한 제2실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저 이 실시예에 관한 액정표시소자용 광 착색막(반사체)의 구성을 제7도를 참조하여 설명한다. 이 실시예의 광 착색막은 투명기재(202)에 형광물질(203)을 첨가하여 형성된 형광막(201)으로 구성되어 있다. 투명기재(202)로서는 아크릴수지, 염화비닐수지, 알키드수지, 방향족술폰아미드수지, 우레아수지, 멜라민수지, 벤조구아나민수지 및 이들의 공축중합체 등으로 구성되는 투명수지 등이 사용된다.

형광막(201)은 기재(202)로 구성되는 수지재료와 형광물질(203)을 원하는 비율로 혼합한 것을 컬러액정표시소자의 기판(도시하지 않음)상에 인쇄법 또는 스핀코트법에 의해 소정의 막두께로 도포하고, 상기 수지재료를 경화시켜 형성된다.

형광물질(203)은 투명기재(202)와 동일한 수지 또는 다른 투명수지를 형광염료로 물들인 형광재를 미세한 입자형상으로 분쇄한 것이다. 형광물질(203)은 특정 파장 영역(형광물질(203)이 발하는 형광의 파장영역) 이외의 빛을 흡수하고, 흡수한 빛의 에너지에 의해 상기 특정 파장영역의 빛을 발생하는 파장 변환기능을 갖는다.

따라서 형광막(201)에서 출사하는 빛은 형광물질(203)이 발하는 형광색으로 착색된 빛이 된다. 여기서 형광막(201)에 의한 빛의 착색에 대해서 보다 구체적으로 설명한다. 예를들면 형광막(201)의 이면측에 제7도에 쇄선으로 나타낸 바와같이 반사막(MA)을 배치했을 경우, 형광막(201)의 표면측에서 입사한 빛이 제7도에 실선의 화살표로 표시하는 바와같이 형광막(201)을 통해 반사막(MA)에서 반사되고, 이 반사광이 다시 형광막(201)을 통해 출사한다. 형광막(201)을 통과하는 빛중 어느 정도의 빛이 형광물질(203)에 접한다.

형광물질(203)은 이 형광물질(203)에 접한 빛중 특정 파장영역의 빛 즉, 형광물질(203)이 발하는 형광과 같은 파장영역의 빛은 투과 또는 반사시키고, 다른 파장영역의 빛은 흡수하고, 흡수한 빛의 에너지에 의해 상기 특정 파장영역의 빛(형광)을 발한다.

형광물질(203)이 발하는 형광은 제7도에 파선 화살표로 표시한 바와같이 형광물질(203)의 주위에 방출되지만, 형광막(201)의 표면을 향하는 형광은 형광막(201)에서의 반사광이 되고, 반사막(MA)을 향하는 형광은 이 반사막(MA)에서 반사되어 형광막(201)의 표면측에 출사한다. 이것은 형광물질(203)을 투과 또는 반사된 빛도 마지막으로 형광막(201)의 표면에 출사한다.

따라서 형광막(201)에서 출사하는 빛은 형광막(201)을 형광물질(203)에 접하지 않고 투과한 빛과, 형광물질(203)이 발한 형광과, 형광물질(203)을 투과한 빛 또는 형광물질(203)에서 반사된 빛(형광물질(203)이 발하는 형광과 같은 파장영역의 빛)이다. 형광물질(203)에 접하지 않고 형광막(201)을 투과한 빛의 색은 백색광이고, 형광막(201)에서의 출사광 색은 형광물질(203)이 발하는 형광색이다. 따라서 형광막(201)에서 출사하는 빛의 색은 형광물질(203)이 발하는 형광색이 된다. 그리고 출사광 색의 농도는 형광막(201) 안의 형광물질(203)의 비율에 의해 결정된다.

종래부터 광 착색막으로서 사용되고 있는 컬러필터는 가시광중 특정 파장영역의 빛 만을 투과시키고 다른 파장영역의 빛은 흡수하여 출사광을 착색시키는 것이다. 이것에 대해 형광막(201)은 특정 파장영역 이외의 파장의 가시광 및 자외선을 흡수하고, 흡수한 빛에너지에 의해 상기 특정 파장영역의 빛을 발하는 것이다. 이 때문에 형광막(201)에서 착색된 빛의 강도는 컬러필터에 의한 착색광의 강도보다 높다.

제9도는 형광막(201)에 의해 착색된 빛의 강도분포와, 컬러필터에 의해 착색된 빛의 강조분포를 각각의 이면측에 반사막을 배치하여 측정한 결과를 나타낸다. 여기서는 반사막의 표면이 조면(組面)인 Al 반사막(이하, Al 조면반사막이라함), BaSO₄(황산바륨)으로 구성되는 광산란면을 갖는 백색반사막(이하, BaO₄반사막이라고 함), Ag(은)으로 구성되는 경면(鏡面) 반사막(이하, Ag 경면 반사막이라고 함)의 3종류의 반사막을 이용한 경우의 측정결과를 나타내고 있다.

그리고 이 착색광의 강도분포측정에 이용한 형광막은 신로이히 주식회사제 품번 FA-22의 형광물질을 이용한 녹색계 형광막이고, 기재에 대한 형광물질의 혼입량을 중량비에서 60/160으로 한 것이다. 또 컬러필터는 투명수지재료와 녹색계 안료를 혼합한 것을 반사막위에 도포하고, 그후 투명수지재료를 경화시켜 형성한 녹색계 컬러필터이다. 컬러필터와 형광막의 막두께는 7.5㎛로 했다.

제9도에 도시하는 바와같이 형광막(201)을 출사하는 빛의 강도는 컬러필터를 출사하는 빛의 강도에 비해 훨씬 높다. 또 반사막이 Al 조면반사막, BaSO₄반사막, Ag 경면 반사막의 어느것에 있어서도 출사광의 강도 주파수분포는 대부분 변하지 않는다.

이와같이 형광막(201)을 출사하는 빛은 형광체(203)가 발하는 형광색으로 착색된 빛이고, 또 형광막(201)에서 착색된 빛의 강도는 컬러필터에 의한 착색과의 강도에 비해 훨씬 높다.

따라서 형광막(201)으로 구성되는 광착색막을 컬러액정표시소자에 이용하면, 이 광 착색막에서 착색된 빛을 이용하여 고휘도의 컬러표시를 실행할 수 있다. 그리고 제8도에 도시하는 바와같이 형광체(203)가 발하는 형광의 파장영역의 빛을 투과시켜 다른 파장영역의 빛을 흡수하는 착색안료(컬러필터 등에 이용되고 있는 안료)(204)를 형광막(201)에 첨가해도 된다. 이렇게 하면 형광막(201)을 출사하는 빛의 색순도를 향상시킬 수 있다.

이 경우는 형광막(201)을 통과하는 빛이 안료에 어느정도 흡수되므로, 그 흡수분만큼 출사광의 강도가 저하하지만 안료의 첨가량을 조정하면 색순도가 높고 또 충분한 강도의 착색광을 얻을 수 있다.

제10도는 상기 광착색막을 고분자분산형 액정표시소자에 이용한 예를 도시하는 액정표시소자의 일부분 단면도이다. 그리고 이 액정표시소자는 이면측 기판의 내면에 반사막을 설치한 반사형의 액티브 매트릭스 액정표시소자이다.

제10도에 있어서, 하측 기판(211)은 액정표시소자의 이면측 기판, 상측 기판(212)은 표면측 기판이다. 이면측 기판(211)은 유리판 또는 수지필름 등으로 구성되는 절연성 기판(투명할 필요는 없다)이다. 이 이면측 기판(211)에는 행방향 및 열방향으로 배열된 복수의 투명한 화소전극(213)과, 이들 각 화소전극(213)에 각각 대응하는 복수의 능동소자(214)가 배치되어 있다.

능동소자(214)는 예를들면 TFT(박막트랜지스터)이고, TFT(24)는 이면측 기판(211)상에 형성된 게이트전극(215)과, 이 게이트전극(215)을 덮는 게이트절연막(216)과, 게이트절연막(216)상에 게이트전극(215)과 대향시켜 형성된 a-Si(비정질실리콘)등으로 구성되는 반도체막(217)과, 반도체막(217)의 양측부상에 형성된 소스전극(218) 및 드레인전극(219)으로 구성되어 있다.

그리고 도시하지 않지만 이면측 기판(211)상에는 TFT(24)dp 게이트신호를 공급하는 게이트라인(어드레스라인)과, TFT(24)에 화상데이터에 따른 데이터신호를 공급하는 데이터라인이 배성되어 있다. TFT(24)의 게이트전극(215)은 상기 게이트라인과 일체로 형성되고, 드레인전극(219)은 상기 데이터라인에 접속되어 있다.

또한 이면측 기판(211) 상에는 이 이면측 기판(211)상에 배설하는 모든 화소전극(213)에 각각 대응시키고, 화소전극(213)의 거의 면에 대향하는 반사막(220)이 설치되어 있다. 반사막(220)은 상술한 Al 조면반사막, BaSO₄반사막, Ag 경면반사막의 어느것이라도 좋다. 반사막(220)과 TFT(24)의 게이트전극(215) 및 게이트라인을 같은 금속막(예를 들면 Al막)으로 하면 이들을 동시에 형성할 수 있다.

그리고 상술한 형광막(201)으로 구성되는 광착색막은 반사막(220)상에 각각 설치되어 있다. 그리고 이 실시예에서는 광착색막으로서 다른 색의 형광을 발하는 복수의 형광막, 예를들면 황색계 형광막(201a)과, 적색계 형광막(201b)과, 녹색계 형광막(201c)을 사용하고, 이들 형광막(201a,20b,201c)을 차례대로 각 반사막(220) 상에 설치하고 있다.

황색계 형광막(201a)에 사용한는 형광물질은 COLOUR INDEX 번호가 「C.I.56205」또는 「C.I.46040」의 형광염료를 사용하여 얻을수 있다. 이들 형광염료는 자외선 만을 조사했을 때의 형광색이 「C.I.56205」의 염료에서는 녹색~황녹색, 「C.I.46040」의 염료에서는 황녹색~황색이고, 주광(晝光)하에서의 색이 모두 황색이다.

또 적색계 형광막(201b)에 사용하는 형광물질은 COLOUR INDEX 번호가 「C.I.45380」또는 「C.I.45160」의 형광염료를 사용하여 얻을 수 있다. 이들 형광염료는 모두 자외선만을 조사했을 때 형광색이 황색~오렌지색이고, 주광하에서의 색이 적색이다.

그리고 적색계 형광막(201b)은 핑크계의 것도 좋고, 이 핑크계 형광막에 사용하는 형광물질은 COLOUR INDEX 번호가 「C.I.45170」인 형광염료를 사용하여 얻을 수 있다. 이 형광염료는 자외선만을 조사했을 때 형광색이 오렌지색~적색이고 주광하에서의 빛이 핑크이다.

또한 반사막(220)과 그위에 형성된 형광막(201a,201b,201c)은 TFT(214)의 게이트절연막(216)으로 덮혀져있다. 게이트절연막(216)은 SiN(질화실리콘) 등으로 구성되는 투명막이고, 화소전극(213)은 게이트절연막(216) 위에 형성되고, 그 일단부에 있어서 대응하는 TFT(214)의 소스전극(218)에 접속되어 있다.

표면측 기판(212)은 유리판 또는 투명수지필름등으로 구성되는 투명기판이다. 표면측 기판(212)에는 전면에 걸쳐 이면측 기판(211)상의 모든 화소전극(213)과 대향하는 투명한 대향전극(211)이 설치되어 있다.

이면측 기판(211)과 표면측 기판(212)은 그 주변가장자리부에 있어서 도시하지 않은 패널형의 실재를 끼워 접합되어 있다. 이면측 기판(211), 표면측 기판(212) 및 실재로 둘러싸인 영역에는 복합막(222)이 설치되어 있다.

복합막(222)은 제1실시에와 마찬가지로 고분자수지층 안에 액정도메인을 분산시킨 구성을 갖는다. 액정으로서는 유전이방성의 플러스의 네마틱 액정에 흑색계의 이색성염료를 혼입시킨 것을 사용하고 있다.

제11a도와 제11b도는 복합막(222) 한 개의 액정도메인(224)의 무전계 상태와 전계 인가상태에 있어서의 액정분자의 배열을 각각 도시하는 확대단면도이다. 제11a도와, 제11b도에 있어서 AM은 액정분자를 나타내고, BM은 이색성염료 분자를 나타내고 있다. 이 액정표시소자도 복합막(222)에서의 빛의 산란과 투과를 제어하여 화상을 표시하는 것이다. 복합막(222)의 고분자수지(223) 내에 분산하고 있는 액정도메인(224) 내의 액정분자(M)는 전계가 인가되어 있지 않은 상태에서는 제11a도와 같이 여러 방향을 향하고 있고, 이색성염료 분자(BM)도 여러 방향을 향하고 있다. 이 때문에 무전계 상태에서는 액정표시소자의 표면측에서 입사한 빛의 복합막(222)을 통과할 때에, 액정도메인(224)과 고분자수지(223)와의 계면 및 액정분자(AM)에 의해 산란되고, 산란광의 대부분이 이색성염료 분자(BM)에 의해 흡수된다.

그러므로 무전계 상태에서는 복합막(222)을 통과하여 형광막(201a,201b,201c) 및 반사막(220)에 도달하는 광량은 매우 적다. 따라서 형광막(201a,201b,201c)이 발하는 형광의 광량 및 반사막(220)에서의 반사광의 광량이 적다. 또 이들 빛은 복합막(222)을 통과할 때 산란 및 흡수되고, 표면측에 출사하는 빛이 거의 없고, 표시가 거의 흑색인 암상태(暗狀態)가 된다. 화소전극(213)과 대향전극(211) 사이에 전계를 인가하면 제11b도에 도시하는 바와같이 액정분자(AM)가 기판(211,212)의 주면에 대해 거의 수직이 되도록 똑같이 배향한다. 액정분자(AM)의 배향에 따라 이색성염료 분자(BM)도 기판(211,212)의 주면에 대해 거의 수직이 되도록 똑같이 배향한다. 이 때문에 전계인가 상태에서는 액정표시소자의 표면측에서 입사한 빛이 복합막(222)에서의 광산란 작용을 대부분 받지 않고, 또 이색성염료에 의한 흡수도 거의 받지 않고 복합막(222)을 투과한다.

그러므로 전계인가 상태에서는 입사광이 상기 복합막(222)을 통화하여 형광막(201a,20b,201c) 및 반사막(220)에 도달하고, 이 빛이 형광막(201a,20b,201c)에 형광을 발생시킴과 동시에 반사막(220)에서 반사되어 다시 복합막(222)을 통과하여 액정표시소자의 표면측에 출사한다.

이 경우 표시색은 형광막(201a,201b,201c)이 발하는 형광의 색이다. 이 액정표시소자에서는 황색계 형광막(201a)과 적색계 형광막(201b)과 녹색계 형광막(201c)을 각 화소전극(213)에 각각 대향시켜 차례대로 배치하고 있으므로 황색, 적색, 녹색의 3색 화소의 조합에 의해 컬러화상이 표시된다.

전술한 바와같이 형광막(201a,20b,201c)에서 착색된 빛의 강도는 컬러필터에 의한 착색광의 강도에 비해 훨씬 높다. 따라서 이 실시예의 액정표시소자는 고휘도의 컬러화상을 표시할 수 있다.

또한 반사막(220)이 이면측 기판(211)의 내면에 배치되어 있으므로, 복합막(222)의 표면(기판(212)에 접하는 면)에서 반사막(220)까지의 거리가 짧다. 따라서 이 액정표시소자를 경사방향에서 봤을 때 밝기가 밝고, 화소주변의 흐려짐이 없어진다. 그리고, 제10도의 구성에서는 화소전극(213)과 TFT(214)를 설치한 기판(211)에 광착색막(형광막(201a,20b,201c))을 설치하고 있는데, 제12도에 도시하는 바와 같이 광착색막을 대향전극(211)을 설치한 기판(212)에 설치해도 된다.

제12도의 구성에 있어서는 기판(211)에 표면측기판이 되고, 투명기판이 된다. 한편 이면측 기판(211)은 투명할 필요는 없다. 이면측 기판(211) 상(on)에는 대향전극(221)이 설치되어 있다. 이 대향전극은 반사막으로서도 기능하고, 상술한 Al 조면반사막 또는 Ag 경면반사막 등의 도전성 반사막이다.

이 대향전극(221) 상에 황색계 형광막(201a)과, 적색계 형광막(201b)과, 녹색계 형광막(201c)이 화소전극(213)에 각각 대향하여 차례대로 설치되어 있다.

이와같은 구성에 있어서도 입사광을 반사시키고, 착색시켜 고휘도로 컬러화상을 표시할 수 있다. 또 대향전극(221)을 반사막으로서 이용하고 있으므로, 표시소자의 구조가 간략화되고 제조비용도 저감한다.

그리고 제10도, 제12도에 도시하는 구성의 고분자분산형 액정표시소자는 제1실시예와 마찬가지로 기판(211,212)을 실재를 끼워 접합하고, 기판(211,212) 사이에 빛에 의해 중합반응을 일으키는 중합재료와 이색성염료를 첨가한 액정의 혼합용액을 진공주입법 등에 의해 주입충전하고, 충전된 혼합용액에 투명기판인 표면측 기판측에서 자외선을 조사하여 중합재료를 광중합시키는 방법으로 제조할 수 있다.

제2실시예에서 있어서는 투명기재에 형광물질을 첨가하여 형광막을 형성했는데, 제13도에 도시하는 바와 같이 투명기재(302)에 형광물질(303)과 함께 축광물질(304)을 첨가하여 형광막(301) 형성해도 된다.

제13도에 도시하는 형광막(301)은 예를들면 기재(302)가 되는 수지재료와 형광물질(303)과 축광물질(304)을 원하는 비율로 혼합한 것을 기판(도시하지 않음) 상에 인쇄법 또는 스핀코드법 등에 의해 소정의 막두께로 도포하고, 그후 상기 수지재료를 경화시켜 형성된다.

기재(302), 형광물질(303)등은 제2실시예의 것과 동일한 것이다. 축광물질(304)은 액광도료 등에 사용되고 있는 황산아연, 황산칼슘 등의 분말이고, 외부에서 조사되는 빛을 흡수하여 그 에너지를 축적하고, 축적한 에너지를 서서히 빛으로 변환하여 방출한다.

제13도에 모식적으로 도시하는 바와같이 형광막(301)에 입사한 빛의 일부는 형광물질(303)을 조사한다. 형광물질(303)은 조사된 빛 중 형광물질(303)이 발하는 형광과 같은 파장영역의 빛을 투과 또는 반사하고, 다른 파장영역의 빛을 흡수하고, 흡수한 빛에너지에 의해 상기 특정 파장영역의 빛(형광)을 발한다. 이 때문에 형광막(301)에서 출사하는 빛은 형광물질(303)이 발하는 형광의 색이 되고, 출사광 색의 농도는 형광막(301)안의 형광물질(303)의 비율에 의해 결정된다.

또 이 광착색막은 형광막(301)에 축광물질(304)을 혼입한 것이므로, 액정표시소자에 빛이 입사하지 않았을때도 축광물질(304)에서 형광막(301) 안으로 빛이 방출되고, 형광막(301)이 발하는 형광을 이용한 컬러표시를 액정표시소자에 실행시킬 수 있다. 즉, 제13도에 예시하는 바와같이 형광막(301)의 표면측에서 입사한 빛이나, 반사막(MA)에서 반사된 빛의 일부가 형광막(301)을 통과할 때 축광물질(304)에 흡수되고, 그 빛에너지가 축광물질(304)에 축적된다. 축광물질(304)은 축적한 에너지를 빛으로 변환하여 방출하지만, 형광막(301)에 충분한 양의 외광이 입사하고 있는 동안은 축광물질(304)에 흡수되는 광량이 방출광량보다 많으므로 축광물질(304)은 포화상태가 될 때까지 빛에너지를 축적한다. 이때는 형광막(301)이 충분한 외광을 받아 강한 착색광을 발하므로 축광물질(304)에서 방출되는 빛은 대부분 보이지 않는다.

주위가 어두워지고 형광막(301)으로의 입사광이 거의 없어지면 제14도에 모식적으로 도시하는 바와같이 축광물질(304)은 축적한 에너지가 없어질 때까지 빛을 계속해서 방출한다. 축광물질(304)의 방출광 전부 또는 일부는 형광막(301)안에서 형광물질(303)을 접한다. 형광물질(303)은 조사된 빛 중 특정 파장영역의 빛을 투과 또는 반사시키고, 다른 파장영역의 빛은 흡수하고 그 빛에너지에 의해 상기 특정 파장영역의 빛(형광)을 발한다. 이 때문에 형광막(301)에서 출사하는 빛은 형광물질(303)이 발하는 형광의 색과 상기 축광물질(304)의 방출광색이 혼합한 색이 된다.

형광막(301)에서 출사하는 빛의 강도는 형광막(301)에 충분한 광량의 외광이 입사하고 있을 때에 비하면 상당히 낮지만, 형광막(301)으로의 축광물질(304)의 혼입량을 적절히 선택하므로써 액정표시소자의 표시를 충분히 시인(視認)할 수 있을 정도 밝기의 착색과을 얻을 수 있다.

따라서 형광막(301)을 액정표시소자의 이면측기판에 설치해두면 액정표시소자로의 입사광을 얻을 수 없게 되었을때도 이 액정표시소자에 형광막(301)이 발하는 착색형광을 이용한 컬러표시를 실행시킬 수 있다.

그리고, 제15도에 도시하는 바와같이 형광막(301)에 축광물질(304) 뿐만아니라, 형광물질(303)이 발하는 형광의 파장영역의 빛을 투과시켜 다른 파장영역의 빛을 흡수하는 착색안료(305)를 첨가해도 된다. 이 경우 형광막(301)을 통과하는 빛이 어느정도 착색안료(305)에 흡수되므로 그만큼 출사광의 강도가 저하하지만 착색안료(305)의 첨가량을 조정하면 색순도가 높고 또 충분한 강도의 착색광을 얻을 수 있다.

이 실시예의 광착색막은 제10도 및 제12도에 도시하는 액정표시소자의 광착색막(201a,201b,201c)으로서 그대로 응용할 수 있다.

제2, 제3실시예에 있어서는 본 발명이 광착색막을 반사형의 고분자분산형 액정 표시소자에 적용하는 예를 설명했다. 그러나 본 발명의 광착색막은 투과형 광착색막으로서 투과형 액정표시소자에도 사용가능하다.

또한 본 발명의 광착색막은 고분자분산형 액정표시소자에 한정되지 않고, TN형, STN 형의 액정표시소자, 강유전성액정 또는 반강유전성액정을 이용한 액정표시소자 등 각종 액정표시소자에 널리 사용할 수 있다. 그리고 이들 액정표시소자는 액티브 매트릭스 형, 단순매트릭스형, 세그먼트표시형 등 어느것이나 좋다.

다음에 광분산형 액정표시소자의 밝기 및 표시화상의 명료함을 개선한 제4실시예를 제16도~제19도를 참조하여 설명한다.

제16도에 도시하는 바와같이 이 고분자분산형 액정표시소자는 앞 뒤 한쌍의 투명 기판(411,412)을 그 주변가장자리부에 있어서 패널형의 실재(415)를 끼워 접합하고, 양기판(411,412)간의 실재(415)로 둘러싸인 영역에 고분자수지와 액정의 복합막(416)을 설치한 것이다. 양기판(411,412)의 내면(복합막(416)과의 대향막)에는 각각 투명한 전극(413,414)이 형성되어 있다.

그리고 이 고분자분산형 액정표시소자는 예를들면 단순매트릭스 방식의 것이며, 한쪽 기판 예를들면 이면측 기판(412)의 전극(414)은 서로 평행하게 형성된 복수개의 주사전극, 다른쪽 즉 표면측 기판(411)의 전극(413)은 주사전극(414)과 직교시켜 형성된 복수개의 신호전극이다.

복합막(416)의 구성은 제5도에 도시하는 구성과 실질적으로 동일하고, 고분자수지층과 그 안에 분산된 액정도메인으로 구성되어 있다. 액정은 제2실시예와 마찬가지로 염료를 포함해도 된다.

그리고 표면측 기판(411)은 유리등으로 구성되는 경질기판이고, 이면측 기판(412)은 PET(polyethylene terepahlate) 등의 투명수지필름으로 구성되는 가요성기판이다. 그리고 상기 표면측 기판(경질기판)(411)은 액정표시소자의 변형이나 비틀림등에 대한 강도를 확보할 수 있는 판두께(소화면 액정표시소자의 0.3㎜ 정도, 대화면 액정표시소자의 경우 약2㎜)를 갖는 기판이다. 이면측기판(가요성기판)412)의 두께는 0.1㎜이다.

또 이 고분자분산형 액정표시소자는 이면측 기판(가요성기판)(412)의 외면상에 반사부재417)를 구비한 반사형의 것이다. 반사부재(417)는 알루미늄막 등의 금속막 또는 BaSO₄(황산바륨)의 백색반사막으로 구성되는 반사막(417a)과, 반사막(417a)의 상면에 설치된 형광막(417b)으로 구성되어 있다. 그리고 반사막(417b)은 수지필름 등으로 구성되는 베이스시트(419)의 표면에 증착법 또는 스퍼터법에 의해 피착되어 있다.

형광막(417b)은 투명한 수지안에 미세한 분말형의 형광안료를 분산상태로 혼입한 것이고, 이 형광막(417b)은 반사막(417a)에서 반사되는 빛을 고휘도의 착색광으로 하기위해 설치되어 있다. 형광막(417b)은 축광물질을 포함해도 된다.

그리고 이 실시예에서는 컬러화상을 표시하기 위해 형광막(417b)을 적색형광을 발하는 영역(적색계의 형광을 발하는 형광안료를 혼입한 영역)과, 녹색형광을 발하는 영역(녹색계의 형광을 발하는 형광안료를 혼입한 영역)과, 청색형광을 발하는 영역(청색계의 형광을 발하는 형광안료를 혼입한 영역)을 액정표시소자의 각 화소부에 대응시켜 번갈아 형성한 것으로 하고 있다.

이 실시예에 있어서는 이면측 기판(412)이 수지필름으로 구성되어 있어 매우 얇다(약 0.1㎜). 이 때문에 복합막(416)이 표면(표면측 기판(411)에 접하는 면)에서 반사부재(417)면까지의 거리가 짧고, 표시를 경사방향에서 봤을 때 표시의 이지러짐이 작아진다.

즉, 이 액정표시소자에 있어서도 제17도에 도시하는 바와같이 경사방향에서 보면 반사부재(417)의 명영역(AA)과 보이는 영역(AB)이 어긋난다. 이 때문에 관찰자한데는 영역(W1)이 이지러져 영역(AC)만이 보이고, 화소의 일부가 이지러진 것처럼 보인다. 영역(W2)도 보이는데 이 부분은 복합막(416)에서의 광산란에 의해 어두운 상태로 되어 있다. 이 때문에 명영역(AA)중 영역(AC)만이 점등화소로서 보이고, 화소가 외관상 작아져 버린다.

이 실시예의 고분자분산형 액정표시소자에서는 복합막(416)의 표면에서 반사부재(417)면까지의 거리가 짧으므로 표시를 경사방향에서 봤을 때, 반사부재(417) 상에 있어서의 명영역(AA)과 보이는 영역(AB)의 어긋남이 작고, 표시의 어지러짐 폭이 작아진다.

이 때문에 이 실시예의 고분자분산형 액정표시소자에 의하면 경사방향에서 봤을 때에도 정면방향에서 봤을 때의 표시품위에 가까운 품위의 표시를 얻을 수 있고, 종래의 액정표시소자에 비해 밝고 명료한 표시화상을 얻을 수 있다.

또 이 고분자분산형 액정표시소자에서는 반사부재(417)를 반사막(417a)과 그위에 배치된 형광막(417b)으로 구성되어 있으므로 제2,3실시예에서 설명한 바와같이 밝은 컬러화상을 표시할 수 있다. 특히 이 이실시예에서는 형광막(417b)을 적색형광을 발하는 영역과, 녹색형광을 발하는 영역과, 청색형광을 발하는 영역을 액정표시소자의 각 화소부에 대응시켜 교대로 형성한 것으로 하고 있으므로, 각 화소를 적색, 녹색, 청색으로 착색하여 다색컬러표시를 실시할 수 있다.

다음에 제18도를 참조하여 제16도에 도시하는 구조의 고분자분산형 액정표시소자의 제조방법을 설명한다.

먼저 경질기판인 표면측 기판(411) 상에 빛에 의해 중합반응을 일으키는 중합재료와 액정의 혼합용액(416')을 스크린인쇄 또는 그라비어 인쇄에 의해 소요 두께로 도포한다. 한편, 가요성기판인 이면측 기판(412)에는 그 주변가장자리부를 따라 스크린 인쇄 등에 의해 실재(415)를 패널형으로 도포한다. 실재(415)의 재료로서는 예를들면 빛에 의해 중합반응을 일으키는 중합재료를 사용한다.

다음에 이면측 기판(412)을 제18도와 같이 원호형으로 변형시키고, 그 일단부를 표면측 기판(411)의 일단상에 실재(415)를 끼워 겹치고, 이면측 기판(412)을 가압롤러(420)로 표면측 기판(412)을 일정압력으로 누르면서 가압롤러(420)를 표면측 기판(411)의 일단측에서 타단측으로 회전시켜 이동시킨다. 이것에 의해 이면측 기판(412)을 그 일단측에서 표면측 기판(411)으로 서로 겹쳐간다.

이렇게 해서 기판(411,412)을 서로 겹쳐가면 실재(415) 및 혼합용액(416')이 기판(411,412)의 일단측에서 소정의 두께로 눌려져감과 동시에 기판(411,412) 간의 공기, 특히 혼합용액(416')의 요철형 표면의 공기가 기판의 서로 겹쳐짐에 따라 일단측에서 타단측으로 차례대로 밀린다. 이 때문에 기판(411,412) 사이에 공기가 감금되는 일은 없다.

이후 한쪽 또는 양쪽 기판(411,412)의 외면측에서 빛(자외선)을 조사하고, 실재(415)를 경화시킴과 동시에 혼합용액(416')의 고분자재료를 광중합시켜 액정과 고분자수지의 복합막(416)을 형성한다. 그후 이면측 기판(412)의 외면에 반사부재(417)을 붙여 액정표시를 완성한다.

이와같이 상기 실시예의 액정표시소자는 액정표시소자를 저비용으로 제조할 수 있는 제법인 한쪽 기판상에 고분자재료와 액정과의 혼합용액(416')을 공급한 후에 한쌍의 기판(411,412)을 접합하는 제법에 의해 제조해도 기판(411,412) 사이에 공기가 감금되는 일은 없으므로, 복합막(416) 안이나 이 복합막(416)과 기판(411,412) 사이에 기포가 생기는 일은 없고, 따라서 액정표시소자의 전기광학특성이 불균일하게 되어 표시얼룩을 발생하는 일은 없다.

그리고 상기 설명에서는 경질기판이 표면측 기판(411)에 혼합용액(416')을 도포하고, 가요성기판인 이면측 기판(412)에 실재(415)를 도포했지만, 혼합용액(416')과 실재(415)의 도포기판은 반대여도 된다. 또 상기 제법에서는 기판(411,412)을 서로겹친 후에 혼합용액(416')의 중합재료를 광중합시켜 복합막(416)을 형성하고 있지만, 광중합에 의한 복합막(416)의 형성은 기판(411,412)을 서로 겹치기 전에 실행해도 된다. 그리고 이 실시예의 액정표시소자에서는 이면측 기판(412)을 수지필름으로 구성되는 가요성기판으로 하고 있지만, 표면측 기판(411)은 충분한 강도를 갖는 경질기판이므로 액정표시소자의 강도를 확보할 수 있다.

그리고 상기 실시예에서는 이면측 기판(412)의 두께를 약0.1㎜로 했지만 이 이면측 기판(412)의 두께는 0.05~025㎜, 바람직하게는 0.07~0.13㎜이고, 이면측 기판(412)의 두께가 이 범위이면 표시의 이지러짐폭(W)을 충분히 작게 할수 있고, 또 이면측 기판(412)의 인장강도도 확보할 수 있다.

상기 실시예에서는 액정표시소자의 강도를 표면측 기판(411)에 의해 확보하고 잇는데 예를 들면 제19도에 도시하는 바와같이 이면측 기판(412)의 외면에 설치한 반사부재(417)의 베이스시트(419) 이면에 유리, 경질수지, 금속판 등으로 구성되는 경질의 보호판(421)을 설치하고, 이 보호판(421)에 의해 액정표시소자의 이면측을 보강해도 된다.

그리고 이 경우는 베이스시트(419)를 생략하고, 보호판(421)의 표면상에 반사막(417a)을 직접 형성 또는 배치해도 된다. 이와같이 액정표시소자의 이면측에 경질의 보호판(421)을 설치하는 경우는, 이 보호판(421)에 의해 액정표시소자의 강도를 확보할 수 있으므로 이면측 기판(412) 뿐만 아니라, 표면측 기판(411)도 수지필름 등으로 구성되는 가요성기판으로 해도 된다.

이상의 설명에서는 반사막(417a)과 형광막(417b)으로 반사부재를 구성하고 있지만, 형광막(417b) 단독으로 높은 광반사율을 확보할 수 있는 경우에는 형광막(417b)을 사용하지 않아도 된다.

일반적으로 액정표시소자의 제조방법에는 (1) 한쌍의 기판을 실재를 끼워 접합한 후에 진공주입법에 의해 기판 사이에 액정을 충전하는 방법과 (2) 한쪽 기판상에 적량의 액정을 공급한 후에 한쌍의 기판을 접합하는 방법이 있다. (1)의 제법은 대규모인 진공주입장치를 필요로 하기 때문에 제조 설비비가 많아지고, 또 액정의 주입에도 시간이 걸린다. (2)의 제법은 한쪽 기판상에 적량의 액정을 인쇄하든가 또는 떨어뜨림으로써 간단히 액정표시소자를 형성할 수 있고, 액정표시소자를 간단히 저비용으로 제조할 수 있다.

그러나 (2)의 제법에서는 액정이 도포된 기판과 실재가 인쇄된 기판을 접합할 때에 기판 사이에 공기가 감금되고, 이 공기가 액정층안이나 액정층과 기판 사이에 기포가 되어 남고, 액정표시소자의 전기광학특성이 불균일하게 되어 표시얼룩이 발생하는 경우가 있다고 하는 문제가 있었다.

이 실시예에 의하면 이면측 기판(412)이 수지필름으로 구성되는 가요성기판이므로 양기판(411,412)을 접합할 때, 이면측 기판(412)을 원호형으로 변형시켜 그 일단측에서 이면측 기판(412)으로 겹쳐갈 수 있다. 이렇게 해서 기판(411,412)을 서로 겹치면 기판(411,412) 사이의 공기가 기판의 서로 겹쳐짐에 따라 일단측에서 타단측으로 차례로 밀리므로 기판(411,412) 사이에 공기가 감금되는 일이 없다. 따라서 간단한 공정으로 기포 등이 없고, 표시얼룩 등이 발생하지 않는 고품질인 액정표시소자를 제조할 수 있다.

그리고 이문제는 고분자분산형이나 상전이 효과형의 광산란 액정표시소자에 한정되지 않고, TN형 액정표시소자 등의 다른 액정표시소자에서도 마찬가지이다.

다음에 차광막(블랙마스크)을 갖는 액정표시소자의 밝기 및 표시화상의 명료함을 개선한 제5실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

제20도는 이 실시예의 고분자분산형 액정표시소자의 일부 단면도이다. 이 실시예의 고분자분산형 액정표시소자는 단순매트릭스타입의 것이고, 유리 등으로 구성되는 앞 뒤 한쌍의 투명기판(511,512)을 그 주변 가장자리부에 있어서 패널형의 실재(도시하지 않음)를 끼워 접합하고, 양기판(511,512)사이의 실재로 둘러싸인 영역에 액정과 고분자수지의 복합막(516)을 설치한 것이다. 양기판(511,512)의 내면(복합막(515)과의 대향면)에는 각각 투명한 전극(513,514)이 형성되어 있다.

투명전극(513)은 예를들면 상호 평행하게 형성된 복수개의 신호전극, 투명전극(514)은 신호전극(513)과 직교시켜 형성된 복수개의 주사전극이다. 또 액정과 고분자수지의 복합막(515)은 제5도에 도시한 복합막(116)과 같은 구조를 갖는다.

이 고분자분산형 액정표시소자는 이면측 기판(512)의 하면에 수지필름 등으로 구성되는 베이스시트(518)와 그 상면에 설치된 반사부재(516)가 배치되어 있다. 이 반사부재(516)는 베이스시트(518)의 상면에 증착법 또는 스퍼터법에 의해 피착된 Al 막 등으로 구성되는 금속막(516a)과, 그 상면에 설치된 형광막(417b)으로 구성되어 있다. 형광막(516b)은 제2, 제3실시에와 마찬가지로 투명한 수지안에 형광안료( 및 필요에 따라 축광물질)를 분산상태로 혼입한 것이고, 이 형광막(516b)은 반사부재(516)에서 반사되는 빛을 고휘도의 착색광으로 하기 위해 설치되어 있다. 형광막(516b)에 의한 빛의 착색 원리는 제2, 제3실시예에서 설명한 내용과 동일하다.

컬러화상을 표시하기 위해 형광막(516b)은 적색형광을 발하는 영역(적색계의 형광을 발하는 형광안료를 혼입한 영역)과, 녹색형광을 발하는 영역(녹색계의 형광을 발하는 형광안료를 혼입한 영역)과, 청색형광을 발하는 영역(청색계의 형광을 발하는 형광안료를 혼입한 영역)을 액정표시소자의 각 화소부에 대응시켜 차례로 형성한 것이다.

표면측 기판(511)의 내면에는 비표시영역, 즉 주사전극(514)과 신호전극(513)이 교차대향하고 있는 화소부 이외의 영역에 대응시키고, 차광막(517)이 설치되어 있다. 차광막(517)은 흑색계의 불투명절연막(흑색안료를 혼입한 수지막 등)으로 구성되어 있고, 예를들면 각 화소에 대응하는 부분에 개구를 갖는 격자형의 패턴으로 형성되어 있다. 차광막(517)중 신호전극(513)간에 대응하는 부분은 표면측 기판(511)의 내면상에 신호전극(513)과 간극없이 나란히 형성되고, 각 주사전극(514) 간에 대응하는 부분은 신호전극(513)의 위 또는 아래에 겹쳐서 형성되어 있다.

이 실시예의 고분자분산형 액정표시소자에 있어서는 비표시영역에 대응하는 차광막(517)을 표면측 기판(511)의 내면에 설치하고 있으므로, 차광막(517)에서 반사부재(516)까지의 거리가 종래의 액정표시소자에 비해 표면측 기판(511)의 두께분 만큼 짧아진다. 따라서 밝고 명료한 표시화상을 얻을 수 있다.

제20도를 참조하여 구체적으로 설명하면 이 액정표시소자에 있어서도 그 표시를 화살표로 나타낸 바와같이 경사방향(액정표시소자의 법선에 대해 기울어진 방향)에서 보면, 반사부재(516)상에 있어서의 명영역(투과광의 반사영역)(AA)과 시야영역(AB)이 어긋난다. 이 때문에 명영역(AA)의 일측부가 폭(W1)만큼 차광막(517)으로 차단되어 보이지 않게 되고, 명영역(AA)중 영역(AC)만이 보여, 점등화소의 일측부가 이지러진 형상이 된다.

점등화소의 이지러짐폭(W1)은 시각(액정표시소자의 법선에 대한 각도)이 커질수록 또 차광막(517)에서 반사부재(516)까지의 거리가 길수록 커진다. 이 실시예의 액정표시소자에서는 차광막(517)을 표면측 기판(511)의 내면에 설치하고 있으므로, 차광막(517)에서 이면측 기판(512)의 외면에 설치되어 있는 반사부재(516)까지의 거리는 종래의 액정표시소자에 비해 표면측 기판(511)의 두께분 만큼 짧다.

그러므로 액정표시소자는 그 표시를 경사방향에서 봤을 때, 반사부재(516) 상에 있어서의 명영역(AA)과 시양역역(AB)과의 어긋남이 종래에 비교해서 작아지고, 이지러짐폭(W1)도 종래에 비교해서 작아진다. 따라서 경사방향에서 화면을 봤을 때, 차광막(517)의 개구내에 보이는 점등화소의 폭은 종래보다 커진다.

표 1은 이 실시예의 액정표시소자 및 제3도에 도시한 종래의 액정표시소자에 있어서 정면방향에서 봤을 때의 화소폭에 대한 경사방향에서 봤을 때 유효하게 시인되는 화소폭 비율을 나타내고 있다. 그리고 표 1에 있어서의 실시예 소자와 종래소자는 모두 표면측 및 이면측기판의 판두께가 각각 1.1㎜, 액정과 고분자수지의 복합막 막두께가 20㎛의 것이고, 또 경사방향에서 봤을 때 화소폭은 액정표시소자의 법선에 대해 10° 경사진 방향에서 봤을 때의 화소폭이다.

상기 표 1과 같이 상기 실시예의 액정표시소자는 정면방향에서 봤을 때의 화소폭에 대한 경사방향에서 봤을 때에 시인되는 유효한 화소폭의 비율이 종래의 액정표시소자에 비해 높다. 이것은 정면방향에서 본 화소폭이 작을수록 현저하다.

따라서 상기 액정표시소자에 의하면 경사방향에서 봤을 때에도 정면방향에서 봤을 때의 표시품위에 가까운 표시를 얻을 수 있으므로, 종래의 액정표시소자에 비해 대폭으로 밝고, 또 명료한 표시화상을 얻을 수 있다.

이 실시예의 액정표시소자에 있어서도 그 표시를 경사방향에서 보면 차광막(517)의 개구내에 점등화소와 함께 반사부재(516)상에 있어서의 명역역(AA)에 인접하는 영역(시양영역(AB)의 어긋남방향의 영역)의 이일부가 폭(W2)에걸쳐 보인다.

그리고 이 인접영역은 항상 무전계상태에 있는 비표시영역이다. 비표시영역은 입사광이 차광막(517)으로 차광되어 있지만, 관찰자의 시선방에서 입사하는 빛의 산란을 위한 어느 정도의 밝기를 갖고 있다. 따라서 점등화소에 인접하여 어스레한 그림자가 폭(W2)의 영역에 보인다.

그러나 이 실시예의 액정표시소자에서는 명역역(AA)과 시야영역(AB)과의 어긋남이 작으므로 어스레하게 보이는 그림자의 폭(W2)도 작고, 따라서 이 그림자에 의한 표시의 흐려짐도 적어진다.

또 이 액정표시소자에서는 반사부재(516)가 형광막(516b)을 구비하고 있으므로 제2, 제3실시예에서 설명한 바와같이 밝은 컬러화상을 표시할 수 있다.

제20도의 구성에서는 반사부재(516)를 이면측 기판(512)의 외면에 배치했지만, 제21도에 도시하는 바와같이 반사부재(516)를 이면측 기판(512)의 내면에 배치하고, 그위에 투명전극(514)을 형성해도 된다.

반사부재(516)는 반사막(516a) 상에 형광막(516b)을 설치한 구성이다. 형광막(516b)이 절연성이므로 반사부재(516) 상에 전극(514)을 직접 형성해도 전극(514)끼리 단락하는 일은 없다.

또 이 실시예의 액정표시소자 이외의 구성은 제4실시예의 액정표시소자의 구성과 동일하다. 단 이 실시예에서는 이면측 기판(512)은 투명기판이 아니어도 된다.

이 실시예의 액정표시소자에 있어서는 차광막(517)을 표면측 기판(511)의 내면에 설치할 뿐만 아니라, 반사부재(516)도 이면측 기판(512)의 내면에 설치하고 있으므로, 차광막(517)에서 반사부재(516)까지의 거리가 상술한 제4실시예보다 이면측기판(512)의 두께분 만큼 짧아진다. 따라서 이 액정표시소자에 의하면 그 표시를 경사방향에서 봤을 때 이지러짐폭(W1)이 제5실시예보다 작아지고, 액정표시소자를 정면방향에서 봤을 때의 화소폭과 경사방향에서 봤을 때의 화소폭의 차가 더욱 작아진다.

표 2은 이 실시예의 액정표시소자에 있어서 정면방향에서 봤을 때의 화소폭에 대한 경사방향에서 봤을 때에 시인되는 유효한 화소폭의 비율을 나타내고 있다. 그리고 이 액정표시소자는 상술한 제5실시예의 표 1에 있어서의 소자와 마찬가지로 표면측기판의 판 두께가 각각 1.1㎜, 복합막의 막두께가 20㎛의 것이고, 또 경사방향에서 봤을 때의 화소폭은 액정표시소자의 법선에 대해 10°경사진 방향에서 봤을 때의 화소폭이다.

상기 표 2와 표 1을 비교하면 분명한 것처럼 제6실시예의 액정표시소자는 정면방향에서 봤을 때의 화소폭에 대한 경사방향에서 봤을 때에 시인되는 유효환 화소폭의 비율이 제5실시예보다 더욱 높고, 따라서 경사방향에서 봤을 때의 표시품위를 정면방향에서 봤을 때의 표시품위에 가깝게 하여 명료한 표시화상을 얻을 수 있다.

또 이 실시예의 액정표시소자에 의하면 점등화소에 인접하여 어스레하게 보이는 그림자의 폭(W2)도 작게 할 수 있고, 이 그림자에 의한 표시의 흐려짐도 적어진다. 제21도의 구성에서는 반사부재(516)을 이면측 기판(512)의 내면에 배치하고 그 위에 투명전극(514)을 형성했지만, 제22도에 도시하는 바와같이 이면측 기판(512)의 내면에 전극(514)을 형성하고 그 위에 반사부재(516)를 배치하도록 해도 된다.

이 실시예에 있어서 반사부재(516)를 Al 막 등의 반사막(561a)만으로 형성해도 되고, 또 BaSO(황산바륨)으로 구성되는 백색반사막 등의 절연막 만으로 형성되는 산란 반사막이어도 된다. 반사부재(516)를 금속막 만으로 형성할 경우는 반사부재(516)을 이면측 기판(512)의 각 전극(514)에 각각 대응시켜 형성(전극(514)과 같은 형상으로 패터닝)하면 된다.

또 이 실시예에서는 반사부재(516)를 전극(514)상에 설치하고 있으므로, 이면측 기판(512)과 전극(514)은 투명하지 않아도 된다.

그리고 이 실시예에 있어서는 차광막(517)을 표면측 기판(511)의 내면에 설치하고 반사부재(516)을 이면측 기판(512) 상에 형성된 전극(514) 위에 형성하고 있으므로, 차광막(517)에서 반사부재(516)까지의 거리가 상술한 제6실시예보다 전극(514)의 두께분 만큼 더욱 짧아진다. 따라서 이 실시예보다 전극(514)의 두께분 만큼 더욱 짧아진다. 따라서 이 실시예에 의하면 상술한 제6실시예와 동등 이상의 효과를 얻을 수 있다.

제5~제7실시예에서는 투명전극(514)과 반사부재(516)를 별개로 형성하고 있지만, 예를들면 제23도에 도시하는 바와같이 반사부재(516)의 금속막(516a)을 알루미늄막 등 광반사성의 도전체로 구성함과 동시에 반사부재(516)를 이면측 기판(512)에 설치하는 각 전극(514)의 형상으로 패터닝하고, 이 반사부재(516)에 전극(514)을 겸하게 해도 된다.

이 실시예의 액정표시소자 이외의 구성은 제5~제7실시예와 같다. 이 실시예에 있어서는 제7실시에와 동등한 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 전극(514)의 형성공정이 불필요하게 되므로 액정표시소자의 제조가 용이해지고, 비용도 저감할 수 있다.

반사부재(516)는 필요한 반사율을 확보할 수 있으면 형광막을 구비할 필요는 없다. 상기 실시예에서는 차광막과 반사부재의 거리를 짧게 하기 위해 차광막을 표면측 기판의 내면에 배치했는데, 예를들면 제24도에 도시하는 바와같이 차광막을 종래와 같이 표면측 기판(511)의 외면에 배치하고, 표면측 기판(511) 및 이면측 기판(512)의 두께를 0.7㎜ 이하 0.3㎜이상으로 한다. 바람직하게는 0.55㎜ 이하 0.3㎜ 이상으로 한다.

얇은 투명기판(511,512)을 이용하여 구성된 고분자분산형 액정표시소자에 있어서는 차광막(518)과 반사판(516)과의 거리가 짧으므로, 제5~제8실시예와 마찬가지로 밝고 명료한 표시화상을 얻을 수 있다.

그리고 투명기판(511,512)을 모두 얇게 했지만, 표면측 기판(511)의 두께만을 얇게 하고, 반사부재(516)를 이면측 기판(512)의 내면에 형성하도록 해도 된다. 또 상기 각 실시예의 액정표시소자는 기판(511,512) 사이의 액정층이 복합막(515)인 고분자분산형의 것이지만, 본 발명은 한쌍의 기판간에 임의의 복수방향으로 비틀어진 분재배열을 갖는 콜레스터릭상 또는 호메오트로픽 분자배열의 네마틱상의 어느것인가에 전계에 의해 상전이하는 액정층을 설치한 상전이효과형의 액정표시소자에도 적용할 수 있다.

상기 각 실시예의 액정표시소자는 단순매트릭스 방식의 것이지만, 본 발명은 한쪽기판에 화소전극과 그 능동소자 및 어드레스신호와 데이터신호의 공급라인을 설치하고, 다른쪽기판에 상기 화소전극에 대향하는 대향전극을 설치한 액티브 매트릭스 방식의 액정표시소자나, 한쪽 기판에 표시패턴으로 대응하는 형상의 세그먼트 표시방식의 액정표시소자에도 적용할 수 있다.

이상 제1~제9실시예에 있어서는 본 발명을 제5도에 도시하는 단면구조를 갖는 복합막을 구비한 고분자분산형 액정표시소자에 적용한 예를 설명했다. 고분자분산형 액정표시소자의 복합막중 액정도메인이 일반적으로 생각해서, 예를 들면 구형이면 액정과 고분자수지와의 계면에 있어서의 상호작용이 작다. 상호작용이 작으면 전계를 오프했을 때 본래의 랜덤 배향이 되는 작용이 약하고, 액정분자는 전계를 인가했을 때 배향의 변화를 그대로 반대로 하면 거동하지 않는다. 즉, 랜덤은 배향으로는 되지만 거기에 이르기까지의 액정분자의 거동이 다르다. 이 때문에 액정표시소자의 인가에 대한 투과율의 변화(전기-광학특성)에 히스테리시스(hysteresis)하고, 또 그 급준성(急峻性)도 나쁘다. 전기-광학특성의 히스테리시스가 크면 인가전계에 대한 투과율이 일의적으로 정해지지 않게 되어 계조표시가 곤란하게 되고, 또 전기-광학특성이 급준성이 나쁘면 명암이 확실하지 않게 된다.

그래서 제10실시예에서는 고분자형 액정표시소자의 전기-광학특성의 히스테리시스를 저감하는 수법을 제공한다.

제25도는 제10실시예에 관한 고분자분산형 액정표시소자 주요부의 개략단면도이다. 도시하는 바와같이 이 실시예의 고분자분산형 액정표시소자는 투명전극(613,614)을 구비한 한쌍의 투명한 기판(예를 들면 유리기판)(611,6212)을 도시하지 않는 패널형의 실재를 끼워 접합하여 형성한 셀내에 액정과 고분자수지와 복합막(616)을 설치한 구성으로 되어 있다.

복합막(616)은 평판형 또는 타원형의 단면을 갖는 액정캡슐(액정도메인)(618)을 고분자수지(617)안에 분산시킨 구조를 갖는다. 액정캡슐(618)은 기 판(611)의 정면위에서 보면 제26도에 도시하는 바와같이 원형을 하고 있고, 그것들이 다층으로 적층된 구조로 되어 있다.

각 액정캡슐(618)의 단면 두께(단직경)는 0.5㎛~3㎛, 길이(장직경)는 2㎛~8㎛이고, 두께는 길이의 1/2 이하인 것이 바람직하다.

또 각 액정캡슐(618)의 상하면은 기판(611,612)에 대해 거의 평행 또는 완만한 곡면형상을 갖고, 그 두께도 거의 일정 되는 변환 정도가 작다.

상기 구성의 고분자분산형 액정표시소자에 있어서는 액정캡슐(618)의 상하면이 기판(611,612)에 대해서 거의 평행 또는 완만한 곡면형상으로 형성되어 있으므로, 투명전극(613,614) 간에 전압을 인가하고 있지 않은 상태에서는 제25도에 도시하는 바와같이 액정분자(619)는 고분자수지와 액정과의 계면을 따라 배향한다. 즉, 액정분자의 평균적인 배열방향은 기판(611,612)에 거의 평행하다.

이 상태에서는 액정 빛의 진행방향에 대한 굴절율과 고분자수지(617)의 굴절율의 차에 의해 양자의 계면에서 입사광이 반사하고 산란한다. 또 액정분자(619) 자신에 의해서도 입사광은 산란된다. 이 때문에 표시는 흐림(암)상태가 된다.

한편 투명전극(613,614) 사이에 역치값 전압 이상의 전압을 인가하면 액정분자(619)는 전계에 거의 평행, 즉 기판(611,612)에 대해서 거의 수직으로 똑같이 배열한다. 이 때문에 액정 빛의 진행방향에 대한 굴절율과 고분자수지(617)의 굴절율이 거의 동일해지고, 입사광이 광산란 작용을 대부분 받지 않고 복합막(616)을 투과하고, 화면은 투명(명)상태가 된다. 상술한 바와 같이 전계 무인가시 액정분자(619)의 배향상태는 기판(611,612)에 거의 평행하게 같고, 그 틸트는 거의 일치하고 있다. 또 액정캡슐(618)의 두께도 거의 같고, 인가전압의 강도도 장소에 상관없이 거의 동일하다. 따라서 이 상태에서 전계를 인가하면 액정분자(619)는 인가전계에 따라 똑같이 동작하고, 기판(611,612)에 대해 수직으로 배향하는 상태로 일제히 변화한다.

또한 전계인가상태에 있어서의 액정분자(619) 배향상태는 기판(611,612)에 거의 수직이고, 그 틸트각은 거의 일치하고 있다. 따라서 이 상태에서 전게를 0으로 하면 액정분자(619)는 거의 똑같이 동작하고, 기판(611612)에 대해 거의 평행하게 배향하는 상태로 일제히 변화한다.

따라서 고분자분산형 액정표시소자의 투과율(T)(최대투과율을 100%로 한다)과 투과전극(613,164) 간의 인가전압의 관계는 히스테리시스가 작고, 급준성이 높은 것으로 된다.

다음에 제27a도와 제27b도를 참조하여 제25도에 도시하는 바와같은 평판형의 액정캡슐(618)을 구비하는 고분자분산형 액정표시소자의 제조방법을 설명한다. 먼저 네마틱액정과 중합재료(모노머,올리고머 등)를 충분히 혼합한 혼합용액(621)을 형성한다. 그리고 액정의 비율이 너무 낮으면 빛의 산란이 곤란하게 되고, 또 액정의 비율이 너무 많으면 복합막(616)은 네트워크형의 고분자수지(617)안에 액정이 충전된 구조가 되고, 액정은 캡슐형이 되지 않는다. 이 때문에 네마틱액정의 중량을 복합막에 대해 40~60중량%로 하는 것이 바람직하다.

이 혼합용액(621)을 투명전극(614) 및 실재(615)기 형성된 기판(612) 상에 제27a도에 도시하는 바와같이 인쇄 등에 의해 도포한다. 혼합용액(621) 층의 두께는 제조후 복합막(616) 두께(실재(615)의 높이)의 2~4배 정도이고, 그 체적은 제조후의 복합막(616)체적보다 약간 크가. 그리고 기판(612) 상에는 필요에 따라 스페이서(도시하지 않음)를 산포해 둔다. 또 실재(615)에는 혼합용액(621)을 외부로 놓아주기 위한 개구를 형성해 둔다.

다음에 보유구(623)를 이용하여 투명전극(613)이 형성된 기판(611)을 혼합용액(621)의 층 위에 배치한다. 다음에 비교적 약한 자외선을 혼합용액(621)에 조사하고, 중합재료를 중합하여 고분자수지로 변환한다.

중합 과정에서 액정분자(619)는 고분자수지(617)와 분리되고, 직경이 2~4㎛ 정도인 구형의 액정캡슐(액정집합소)(618)이 혼합용액(621)의 층(생성과정에 있는 복합막(616))내에 분산하여 형성된다.

일정시간 자외선을 조사하여 구형의 액정캡슐(618)이 형성되면 보유구(623)를 이용하여 기판(611)을 가압하고, 기판(611,612) 사이에 전압을 가하여 혼합용액(621)의 층을 제17b도에 도시하는 바와같이 서서히 누른다. 그리고 누르면서 자외선을 계속 조사한다. 이것에 의해 구혀의 액정캡슐(618)도 서서히 압력이 가해져 서서히 평판형이 된다.

복합막(616)을 누르는 과정에서 혼합용액(621)이 실재(615) 밖으로 넘쳐나온 경우는 이것을 적당히 제거하면서 누름과 자외선의 조사를 계속한다.

기판(611)이 실재(615)의 상단에 접하기 직전에, 넘친 혼합용액(621)을 닦아내고 실재(615)의 상면에 접착재를 도포하여 실재(615)와 기판(611)을 접합한다. 이때 기(611,612)의 간격은 스페이서에 의해 값으로 유지된다.

그후 자외선의 조사를 계속하여 고분자수지(617)의 경화가 완료하면 실재(615)의 개구를 광경화성수지 등을 이용하여 봉지하고, 고분자분산형 액정표시소자가 완성한다.

이와같은 제조방법에 의하면 액정캡슐(618)의 두께가 통상으로 제조되는 구형의 경우에 비해 1/2~1/4 정도가 되어 평평한 형상이 된다. 따라서 전술한 바와같이 그상하면이 기판(611,612)에 거의 병행 또는 완만한 곡면형상이 되고, 따라서 이 제조방법에 의해 제조된 고분자분산형 액정표시소자의 전기-광학특성은 히스테리시스가 작고, 급준성이 뛰어난 것이 된다.

그리고 상기 실시에에서는 액정 및 고분자수지가 헛되이 되지 안도록 혼합용액(621)의 체적을 복합막(616)의 체적보다 약간 크게 했는데, 그 체적은 임의이다. 또 상기 실시예에서는 광중합성의 중합재료를 사용하는 예를 설명했지만, 중합재료는 열중합성의 것이어도 된다. 이 경우는 열을 가하면서 혼합용액(621)의 층을 누른다.

또 상기 실시예에서는 액정캡슐(618)이 형성되고 나서 누름을 시작했는데, 예를 들면 자외선의 조사를 시작함과 동시에 누름을 시작해도 된다.

상기 실시에에 있어서는 복합막(616)을 눌러 평판형의 액정캡슐(618)을 형성했지만, 다른 제조방법을 사용해도 된다.

예를들면 평판형의 액정캡슐(618)을 미리 형성해 두고, 이것과 중합재료의 혼합용액을 기판에 도포하고 중합재료를 중합하므로서 평판형의 액정캡슈를 포함하는 복합막(616)을 형성하도록 해도 된다.

그리고 평판형의 액정캡슐(618)은 예를들면, 코아세르베이션(coacervation)(캡슐화)의 최종단계에서 액정캡슐(618)의 벽막을 경화할 때, 액정캡슐(618)을 누른 상태에서 알데히드 등의 경화제를 첨가하여 벽막을 경화하므로써 형성할 수 있다.

이상의 설명에 있어서는 액정캡슐(618)을 사용하는 타입의 고분자분산형 액정표시소자에 대해서 설명했는데, 본 발명은 액정캡슐(618)을 사용하는 타입의 것에 한정되지 않고, 네트워크형의 고분자수지 안에 액정을 충전한 타입의 고분자분산형 액정표시소자에도 적용가능하다.

이 경우 액정과 중합재료의 혼합용액(621)을 생성할 때, 액정의 중량을 복합막(616)의 60~80%로 하는 이외는 상술의 제조방법과 동일 제조방법으로, 예를들면 비교적 평탄한 액정집합소(액정도메인)를 형성할 수 있고, 전기-광학특성이 뛰어난 고분자분산형 액정표시소자를 얻을 수 있다.

그리고 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 여러 가지 변형이 가능하다. 예를 들면 상기 실시예에서는 액정을 네마틱액정으로 했지만, 콜레스터액정, 스메크텍액정, 강유전성을 갖는 액정, 염료를 포함하는 게스트호스트타입의 액정 등을 사용해도 된다.

또 제1~제9실시예에서 상세히 설명한 바와같은 반사막(반사판, 반사부재)을 배치하여 반사형으로 해도 된다. 또 제2, 3실시예에서 상세히 설명한 바와같은 형광재료(마스크)를 포함하는 광착색막을 배치하여 컬러액정표시소자로 해도 된다. 그리고 광차폐막을 배치해도 된다. 또 액티브 매트릭스 타입의 고분자분산형 액정 표시소자의 어느 것에도 적용가능하다.

상기 실시예에 있어서는 액정캡슐을 누른 형상의 평판형으로 했지만 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 액정분자의 틸트를 일치할 수 있다면 다른 수법을 이용해도 된다. 예를들면 액정캡슐을 방향이 같은 원주형으로 해도 같은 효과를 얻을 수 있다.

그리고 본 발명은 상기 제1~제10 실시예에 한정되지 않고, 여러 가지 변형 및 응용이 가능하다.

Claims

대향하여 배치된 제1 및 제2기판(111,112)과; 상기 제1 및 제2기판간에 배치되어 빛의 산란과 투과를 제어하는 액정층(116)과; 상기 제1기판(111)의 내면상에 배치된 제1전극(113)과; 상기 제2기판(112)과 상기 액정층(116)의 사이에 배치되고, 적어도 일부가 상기 제1전극과 대향하는 제2전극(114)과; 상기 제2기판(112)과 상기 액정층(116)의 사이에 배치되고, 상기 액정층을 통과한 빛을 반사하는 반사부재(117)로 구성되고, 상기 반사부재는 외부로부터 조사되는 빛에 의해 여기되어 형광을 발하는 형광물질을 포함하는 막(201), 상기 형광물질과 축광물질을 포함하는 막(301), 상기 형광 물질을 포함하는 막과 광반사성의 막의 적층막(201,MA), 상기 형광물질과 축광물질을 포함하는 막과 광반사성의 막의 적층막(301,MA)의 적어도 어느 쪽인가 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 제2전극(114)이 상기 제2기판상에 형성되고, 상기 제2전극의 위에 상기 반사부재(117)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 반사부재(117)가 상기 제2기판상에 형성되고, 상기 제2전극(114)이 상기 반사부재의 위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 제2전극(221,516)은 상기 반사부재의 적어도 일부를 구성하고, 상기 제2전극의 표면이 상기 액정층(116,515)을 통과한 빛을 반사하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 반사부재는 형광물질을 포함하고, 상기 형광막 또는 액정은 상기 형광물질이 발하는 형광의 파장에 대응하는 파장영역에 빛을 통과시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
대향하여 배치된 제1 및 제2기판(211,212)가; 상기 제1 및 제2기판 사이에 배치되고, 빛의 산란과 투과를 제어하는 액정층(222)과; 상기 제1기판의 내면상에 배치된 제1전극(212)과; 상기 제2기판의 내면과 상기 액정층 사이에 배치되고, 적어도 일부가 상기 제1전극과 대향하는 제2전극(213)과; 상기 제2기판과 상기 액정층 사이에 배치되고, 외부로부터 조사되는 빛에 여기되어 형광을 발하는 형광물질을 포함하는 막으로 구성되는 형광막(201)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제6항에 있어서, 상기 제2기판과 상기 형광막 사이에 반사부재(220)를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제6항에 있어서, 상기 형광막(201)은 축광물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제6항에 있어서, 상기 형광막은 형광물질을 포함하는 수지막(201), 형광물질과 축광물질을 포함하는 막(301), 형광물질을 포함하는 수지막과 광반사성 막의 적층막(201,220), 형광물질과 축광물질을 포함하는 수지막과 광반사성 막의 적층막(301,220)중 어느 하나로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제6항에 있어서, 상기 형광막은 상기 형광물질이 발하는 형광의 파장을 포함하는 소정 파장영역의 빛을 통과시키고, 다른 파장영역의 빛을 흡수하는 물질(204,304)을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제6항에 있어서, 상기 액정은 상기 형광물질이 발하는 형광의 파장을 포함하는 소정 파장영역의 빛을 통과시키고, 다른 파장영역의 빛을 흡수하는 물질(BM)을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제6항에 있어서, 상기 제2기판(212)은 가요성의 필름으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제6항에 있어서, 상기 액정층은 고분자수지(617) 안에 액정캡슐(618)을 분산시킨 고분자분산액정층(616)으로 구성되고, 상기 고분자수지는 전계 무인가시에 상기 액정의 분자를 거의 똑같이 배향시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1투명기판(411)과; 상기 제1투명기판에 대향하여 배치되고, 투명수지필름으로 구성되는 제2투명기판(412)과; 상기 제1 및 제2투명기판 사이에 배치되고, 빛의 산란과 투과를 제어하는 액정층(416)과; 상기 제1투명기판의 내면상에 배치된 제1전극(413)과; 상기 제2투명기판의 내면상에 배치된 제2전극(414)과; 상기 제2기판의 외면상에 배치된 반사부재(417a,417b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제14항에 있어서, 상기 반사부재는 외부로부터 조사되는 빛에 의해 여기되어 형광을 발하는 형광물질을 포함하는 막(201), 상기 형광물질과 축광물질을 포함하는 막(301), 상기 형광물질을 포함하는 막과 광반사성 막의 적층막(201,MA), 상기 형광물질과 축광물질을 포함하는 막과 광반사성 막의 적층막(301,MA)중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제14항에 있어서, 반사부재(417a,417b)의 외면상에 배치된 보호판(411)을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
대향하여 배치된 제1 및 제2기판(511,512)과; 상기 제1 및 제2투명기판 사이에 배치되고, 빛의 산란과 투과를 제어하는 액정층(515)과; 상기 제1투명기판의 내면상에 배치된 제1전극(513)과; 상기 제2투명기판의 내면상에 배치된 제2전극(514)과; 상기 제2기판상에 배치된 반사부재(516a,516b)와; 상기 제1기판 내면의 상기 제1 및 제2전극이 대향하고 있는 부분 이외의 부분으로 이루어지는 비표시영역에 배치되고, 빛을 차폐하기 위한 차광막(517)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제17항에 있어서, 상기 차광막(517)은 광산란성 또는 광흡수성의 막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
두께가 0.7㎜ 이하인 제1기판(511)과; 상기 제1기판에 대향하여 배치된 제2기판(512)과; 상기 제1 및 제2기판 사이에 배치되고, 빛의 산란과 투과를 제어하는 액정층(515)과; 상기 제1기판의 내면상에 배치된 제1전극(513)과; 상기 제2기판의 내면상에 배치된 제2전극(514)과; 상기 제2기판상에 배치된 반사부재(516a,516b)와; 상기 제1기판 외면의 상기 제1 및 제2전극이 대향하고 있는 부분이외의 부분으로 이루어지는 비표시영역에 배치되어 빛을 차폐하기 위한 차광막(517)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.