KR100334472B1 - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

액정표시장치의 관찰자와 반대 위치에 개구부를 갖는 인쇄층을 설치하고, 외부광원을 이용할 때에는, 인쇄층의 흡수 또는 색도를 이용하여 표시를 행하고, 보조광원의 점등시에는, 인쇄층의 개구부로부터 빛을 투과하여 표시를 행하고, 또한, 외부광원을 이용하는 경우와 보조광원을 이용하는 경우에는, 단계조절반전회로에 의해 다른 전압을 액정층에 인가한다. 또한, 액정표시장치의 이면에 배치하는 편광판 또는 콜레스테릭액정폴리머필름에 의해, 외부광원과 보조광원의 사용에 의한 표시의 명암반전을 잃고, 시인성이 양호한 액정표시장치를 가능하게 한다.

Description

액정표시장치{LIQUID DISPLAY}

근래, 휴대정보기기용 액정표시장치로서, 외부광원에 의해 표시를 행하는 반사형 액정표시장치의 개발이 진행되어, 밝기의 향상과 다색표시화가 진행되고 있다. 밝기를 향상시키는 방법으로서, 액정셀의 눈에 보이는 측(visible side)과 반대측에 반사형 편광판을 설치하고, 그 이면에 인쇄층을 형성하는 방법이 시도되고 있다. 그 반사형 편광판은 직교하는 2개의 광학축으로서 투과축과 반사축을 가지며, 그 투과축에 평행한 진동면을 갖는 직선편광은 투과하지만, 반사축에 평행한 진동면을 갖는 직선편광이 입사하면 반사하는 특성을 가진다.

또한, 액정표시장치의 밝기를 향상시키는 다른 방법으로서, 콜레스테릭액정폴리머의 선택반사특성을 이용하는 방법도 검토되고 있다.

종래로부터 액정표시패널에 많이 사용되고 있는 편광판은 흡수형 편광판이다. 이 흡수형 편광판은 직교하는 2개의 광학축으로서 투과축과 흡수축을 가지며, 그 투과축에 평행한 진동면을 갖는 직선편광은 투과하지만, 흡수축에 평행한 진동면을 갖는 직선편광이 입사하면 흡수하는 특성을 가진다.

그래서, 이 흡수형 편광판과 상술한 반사형 편광판을 조합시켜 사용하면, 그 각 편광판의 투과축이 서로 평행하는 경우에는 큰 투과특성을 가지며, 투과축이 서로 직교하는 경우에는 큰 반사특성을 갖게 된다.

그 때문에, 2매의 흡수형 편광판을 그 투과축이 서로 직교하도록 배치한 경우의 큰 흡수특성(검은 표시)과, 그 투과축이 서로 평행하도록 배치한 경우의 투과특성은 다른 성질을 갖는다.

2매의 흡수형 편광판을 사용한 액정표시장치의 경우에는, 액정셀에 대하여 눈에 보이는 측과 반대측에 배치하는 흡수형 편광판의 이면측에 반사판을 배치함으로써, 투과상태에서 외부광원으로부터의 입사광을 반사판에 의해 눈에 보이는 측으로 반사시켜 밝은 표시를 행하고, 흡수상태에서 어두운 표시를 행한다. 그러나, 이 경우, 눈에 보여지는 반사광은 반사판상에 위치한 흡수형 편광판을 2번 투과하기 때문에, 거기서 얼마간 흡수되므로 명도가 떨어진 표시가 된다.

또, 광산란성을 갖는 반사판을 이용하기 때문에, 반사판에 의한 편광의 산란에 의해 흡수형 편광판에 의한 흡수가 발생하고, 그에 따라 밝기가 손상되어 버린다.

또한, 외부광원이 없는 어두운 환경에서는, 액정표시장치의 표시의 시인성(視認性)이 매우 악화되기 때문에, 액정표시장치내에 보조광원을 갖는 경우가 많다. 그 경우에는 투과성이 없는 반사판 대신에 반투과형의 반사판이 사용된다.

이 경우, 외부광원으로부터의 입사광의 반사에 의한 밝은 표시는, 액정층을 제외하고 간단하게 설명하면, 2매의 흡수형 편광판의 각 투과축이 서로 평행한 경우에 해당하기 때문에, 보조광원을 이용하는 경우에도 밝은 표시가 된다. 반대의 어두운 표시도, 2매의 흡수형 편광판의 투과축이 서로 직교하는 경우에 해당하기 때문에, 보조광원을 이용하는 경우에도 밝은 표시가 된다.

이에 대하여, 흡수형 편광판과 반사형 편광판을 조합하여 사용하는 액정표시장치에 의하면, 외부광원을 이용하는 경우에는, 밝은 상태는, 흡수형 편광판의 투과축과 반사형 편광판의 반사축이 서로 평행한 상태로서, 반사형 편광판의 반사특성을 얻을 수 있다. 따라서, 반사형 편광판 자체로 입사광을 반사하여, 밝은 표시가 된다. 반대로, 어두운 상태는, 흡수형 편광판의 투과축과 반사형 편광판의 투과축이 서로 평행한 상태로서, 투과특성을 이용하기 때문에, 반사형 편광판의 이면에 광흡수재료를 배치하거나 인쇄할 필요가 있다. 이렇게, 흡수형 편광판과 반사형 편광판을 사용하는 액정표시장치에 의해서, 컨트라스트가 좋은 명암표시를 행하는 것이 가능하다.

이러한 종래의 액정표시장치의 액정표시패널의 구조를 도면을 참조하여 설명한다. 도 16은 그 주요부의 평면구조를 나타내는 평면도, 도 17은 도 16의 A-A선에 따른 부분적인 확대단면도이다.

이 액정표시패널은, 유리등의 투명재료로 이루어지는 제 1 기판(1)과 제 2기판(5)을 대향하여 배치하고, 도시하지 않은 스페이서로써 소정의 간격을 유지하며, 주위를 접착제를 겸한 시일재(4)로 접착하여 눌러 붙이고, 그 빈틈에 액정층(8)을 채워 넣어서, 밀봉재(26)로써 밀봉하고 있다.

그리고, 제 1 기판(1)의 내면에는, 투명전극막으로 이루어지는 M개의 주사전극(2)을 형성하고, 제 2 기판(5)의 내면에는 주사전극(2)과 교차하는 N개의 데이터전극(6)을 형성하고 있으며, 주사전극(2)과 데이터전극(6)과의 교점이 화소부(21)가 되어, M×N개의 화소부를 갖는 매트릭스형의 액정표시패널의 액정셀을 구성하고 있다.

도 16에서는, 이 액정셀의 제일 위쪽에 위치하는 제 2 기판(5)이 투명하기 때문에, 그 아래쪽에 위치하는 데이터전극(6), 제 1 기판(1) 및 주사전극(2), 시일재(4), 밀봉재(26) 등을 모두 실선으로 나타내고 있다.

이러한 액정표시패널로는, 각 화소부(21)에 스위칭소자를 갖는 액티브 매트릭스형과, 스위칭소자를 설치하지 않은 패시브 매트릭스형의 액정표시패널이 있는데, 여기서는 패시브 매트릭스형으로서 설명한다.

또, 도 17에 나타낸 바와 같이, 제 1 기판(1)의 내면 및 주사전극(2)상과 제 2 기판(5)의 내면 및 데이터전극(6)상에는, 액정층(8)의 액정분자를 규칙적으로 배열하기 위해서, 각각 배향막(3)과 배향막(7)을 형성하고 있다.

또한, 이 액정셀의 관찰자측(눈에 보이는 측: 도 17에서는 위쪽)과 반대측의 제 1 기판(1)의 이면측에는 제 1 편광판(11)을 배치하고, 관찰자측의 제 2 기판의 표면측에는 제 2 편광판(12)을 배치하고 있다.

그 제 1 편광판(11)은 반사형 편광판이며, 예를 들면 스미토모스리엠 주식회사제의 상품명DBEF를 사용하고, 제 2 편광판(12)은 흡수형 편광판이다. 그리고, 제 1 편광판(11)의 이면에는, 광흡수층으로서 검은 잉크의 인쇄층(13)을 설치하고 있다.

제 1 편광판(11)과 제 2 편광판(12)은, 그 각 투과축이 서로 직교하도록 설치되며, 액정층(8)에는, 제 1 기판(1)에서부터 제 2 기판(5)의 사이에서 투과하는 빛을 약 90도 선광하는 트위스트네마틱액정을 사용하고 있다.

그 때문에, 이 액정표시패널을 사용하는 환경이 밝은 경우에는, 제 2 기판(5)의 표면측으로부터 외부광이 입사한다. 그 때문에 어두운 표시를 행하는 화소부에서는, 제 1 입사광선(L1)은 제 2 편광판(12)을 통과하여 직선편광이 되고, 액정층(8)에 의해 90°선광되어, 제 1 편광판(11)인 반사형 편광판에 그 투과축과 평행한 진동면을 갖는 직선편광이 되어 입사하기 때문에, 제 1 편광판(11)을 투과하여, 이면의 인쇄층(13)에 의해 흡수된다.

또한 밝은 표시는, 제 2 입사광(L2)이 제 2 편광판(12)을 통과하여 직선편광이 되어, 액정층(8)에 큰 전압이 인가됨으로써 그 선광성을 잃어버리고, 액정층에 입사한 직선편광은 선광되지 않고 투과하여, 제 1 편광판(11)인 반사형 편광판에 그 반사축에 평행한 진동면을 갖는 직선편광으로서 입사하기 때문에, 반사형 편광판(11)에 의해 반사되어 강한 반사광(L3)이 되고, 액정층(8) 및 제 2 편광판(12)을 투과하여 눈에 보이는 측으로 출사된다.

이와 같이, 이 액정표시패널은 반사형 편광판의 투과축에의 직선편광의 입사와 인쇄층(13)의 흡수특성에 의해 어두운 표시를 행하고, 반사형 편광판의 반사특성에 의해 밝은 표시를 가능하게 한다.

그러나, 이 경우에 반사형 편광판인 제 1 편광판(11)에 설치하는 인쇄층(13)은 투과성을 갖고 있지 않기 때문에, 반사형 편광판(11)의 이면측에 보조광원을 배치하여도, 그 보조광원으로부터의 빛은 흡수특성을 갖는 인쇄층(13)에 의해 흡수되고, 눈에 보이는 측에는 빛이 도달하지 않는다.

만약 인쇄층(13)을 설치하지 않고, 보조광원을 이용하여 표시를 행한다고 하면, 외부광원에 의한 입사광을 이용하는 밝은 표시는, 보조광원에 의한 표시에서는 어두운 표시가 되고, 반대로, 외부광원에 의한 입사광을 이용하는 어두운 표시는, 보조광원에 의한 표시에서는 밝은 표시가 된다. 즉, 외부광원을 이용하는 반사형 표시와, 보조광원을 이용하는 투과형 표시는, 명암이 반전된 표시가 되어 버린다.

이와 같이, 어두운 환경에서 보조광원을 이용하는 경우에, 종래의 반사형 편광판의 이면에 광흡수층을 설치한 액정표시패널로는, 보조광원이 발하는 빛의 투과율이 매우 나빠서, 거의 표시를 할 수 없다. 만약 인쇄층을 제거하고 보조광원의 빛을 눈에 보이는 측으로 조사하는 경우에 있어서도, 반사형 표시일 때에 어두운 표시를 행하고 있는 상태는, 흡수형 편광판과 반사형 편광판의 조합으로 투과율이 큰 상태가 되기 때문에, 보조광원의 빛이 투과하여, 밝은 표시가 된다. 즉, 표시의 명암이 반전된 표시가 되어 버린다.

마찬가지로, 반사형 표시일 때에 밝은 표시를 하고 있는 상태는, 흡수형 편광판의 투과축과 반사형 편광판의 투과축이 직교하여 투과율이 작은 상태가 되기때문에, 보조광원의 빛이 차폐되어, 어두운 표시가 된다. 즉, 표시의 명암이 반전된 표시가 되어 버린다.

또한, 반사형 편광판 대신에 콜레스테릭액정폴리머를 사용하는 경우도, 거의 반사형 편광판을 사용하는 경우와 같은 표시모드가 된다.

즉, 콜레스테릭액정폴리머는, 가시광 중의 소정의 파장범위의 빛을 선택적으로 크게 반사(선택반사)하고, 다른 파장범위의 빛은 투과한다. 따라서, 선택반사의 파장영역에서는, 외부광원에 대하여 큰 반사특성을 가지며, 다른 파장영역에서는 투과특성을 가진다. 그 때문에, 밝은 표시는, 콜레스테릭액정폴리머의 선택반사를 이용하고, 어두운 표시는, 콜레스테릭액정폴리머의 이면측에 배치하는 흡수재료에 의해 행한다.

또한, 보조광원을 점등하는 경우에는, 선택반사의 파장영역에서는 빛을 차폐하기 때문에, 어두운 표시가 되고, 다른 파장영역에서는 보조광원의 빛을 투과하기 때문에 밝은 표시가 된다. 따라서, 표시의 명암이 반전된다.

이와 같이, 종래의 반사형 편광판을 사용하고, 보조광원을 갖는 반투과형 액정표시장치의 경우에는, 외부광원에 의한 반사표시의 밝은 표시와 보조광원의 점등에 의한 투과표시의 밝은 표시가 반전된 표시가 되어 버린다. 또, 반사형 편광판의 이면에 설치하는 인쇄층은, 보조광원으로부터의 빛의 투과를 방해하기 때문에, 보조광원에 의한 투과표시를 병용하는 것이 곤란하였다.

또한, 콜레스테릭액정폴리머를 반사판으로서 이용하는 경우에 있어서도, 보조광원을 갖는 반투과형 액정표시장치의 경우에는, 반사표시의 밝은 표시와 보조광원의 점등에 의한 투과표시의 밝은 표시가 반전되는 표시가 되어 버린다. 또, 콜레스테릭액정폴리머의 이면에 인쇄층을 설치하면, 보조광원에 의한 빛을 투과할 수 없게 된다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 액정표시장치에 관한 것이며, 특히 반사형 편광판을 사용하여 반사특성에 의해 밝은 표시를 행하거나, 혹은 선택반사형 필름을 사용하여 그 색조의 차에 의해 표시를 행하는 액정표시장치에 관한 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제 1 실시형태의 액정표시장치의 액정표시패널의 도 16의 A-A선에 따른 단면에 상당하는 일부확대단면도로서, 도 1은 외부광원을 이용하는 경우, 도 2는 보조광원을 이용하는 경우의 표시기능을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시형태의 액정표시장치에 설치하는 구동회로의 블록도이다.

도 4는 본 발명과 종래예와의 명암표시를 비교하는 설명도이다.

도 5는 표시의 단계조절표시를 나타내는 액정의 인가전압과 투과율의 관계를 나타내는 선도이다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 제 2 실시형태의 액정표시장치의 액정표시패널의 도 1 및 도 2와 마찬가지의 단면도이다.

도 8은 본 발명의 제 3 실시형태의 액정표시장치의 액정표시패널을 나타내는 도 1과 마찬가지의 단면도이다.

도 9는 도 8에 나타낸 액정표시장치를 조립한 손목 시계의 모식적인 평면도이며, 도 10은 도 9의 B-B선에 따른 단면도이다.

도 11 및 도 12는 본 발명의 제 4 실시형태의 액정표시장치의 액정표시패널의 도 1 및 도 2와 마찬가지의 단면도이다.

도 13은 마찬가지로 그 액정표시장치에 설치하는 구동회로의 블록도이다.

도 14는 본 발명의 실시형태의 액정표시장치를 사용하는 환경이 어두운 경우의 표시의 단계조절표시를 나타내는 액정의 인가전압과 투과율의 관계를 나타내는 선도이다.

도 15는 마찬가지로 그 액정표시장치를 사용하는 환경이 조금 밝은 경우의 표시의 단계조절표시를 나타내는 액정의 인가전압과 투과율의 관계를 나타내는 선도이다.

도 16은 종래의 액정표시장치의 구성예를 나타내는 평면도이다.

도 17은 도 16의 A-A선에 따른 모식적인 일부확대단면도이다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 본 발명을 실시하기 위한 액정표시장치의 최량의 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

(제 1 실시형태)

먼저, 본 발명에 의한 액정표시장치의 제 1 실시형태를 도 1 내지 도 5와 도 16에 의해서 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제 1 실시형태를 나타내는 액정표시장치의 액정표시패널의 부분적인 확대단면도로서, 도 16의 A-A선에 따른 확대단면도에 상당한다. 이 액정표시장치의 기본구조를 나타내는 평면도는, 도 16과 동일하므로 도시를 생략하고 있다. 또, 도 1은 주광원인 외부광원을 이용하여 표시하는 경우의 표시작용을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 보조광원을 이용하여 표시하는 경우의 표시작용을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 2에 나타내는 본 발명의 제 l 실시형태를 나타내는 액정표시장치의 액정표시패널은 제 1 편광판(11)의 이면에 설치하는 광흡수층이 다른 점과, 보조광원을 설치한 점 이외에는, 도 16과 도 17로써 설명한 액정표시패널과 동일한 구성이지만, 만약을 위해 그 설명을 한다.

이 액정표시패널은 유리등의 투명재료로 이루어지는 제 1 기판(1)과 제 2 기판(5)을 대향하여 배치하고, 도시하지 않은 스페이서에 의해 소정의 간격을 유지하며, 주위를 접착제를 겸한 시일재(4)에 의해 눌러 붙이고, 그 틈에 액정층(8)을 채워 넣어, 밀봉재(26)에 의해서 밀봉하고 있다 (도 16 참조).

그리고, 제 1 기판(1)의 내면에는 투명전극막으로 이루어지는 M개의 주사전극(신호전극)(2)을 형성하고, 제 2 기판(5)의 내면에는 주사전극(2)과 교차하는 N개의 데이터전극(대향전극)(6)을 형성하고 있으며, 주사전극(2)과 데이터전극(6)과의 교점이 화소부[도 16에서는 (21)로 나타냄]이 되어, M×N개의 화소부를 갖는 매트릭스형의 액정표시패널을 구성하고 있다.

이 액정표시패널은, 각 화소부에 스위칭소자를 갖는 액티브 매트릭스형의 액정표시패널이라도, 스위칭소자를 설치하지 않은 패시브 매트릭스형의 액정표시패널이라도 좋지만, 여기서는 패시브 매트릭스형으로서 설명한다.

제 1 기판(1)의 내면 및 주사전극(2)상과 제 2 기판(5)의 내면 및 데이터전극(6)상에는, 액정층(8)의 액정분자를 규칙적으로 배열하기 위해서, 각각 배향막(3)과 배향막(7)을 형성하고 있다.

또한, 이 액정셀의 관찰자측(눈에 보이는 측: 도 1, 2에서는 위쪽)과 반대측의 제 1 기판(1)의 이면측에는 반사형 편광판인 제 1 편광판(11)[이하 반사형 편광판(11)이라 함]을 배치하고, 관찰자측의 제 2 기판의 표면측에는 흡수형 편광판인 제 2 편광판(12)[이하 흡수형 편광판(12)이라 함]을 배치하고 있다.

이 반사형 편광판(11)과 흡수형 편광판(12)은 그 각 투과축이 서로 직교하도록 설치되어 있다. 액정층(8)으로는, 제 1 기판(1)으로부터 제 2 기판(5)의 사이에서 투과하는 빛을 약 90도 선광하는 트위스트네마틱액정을 사용하고 있다.

그리고, 반사형 편광판(11)의 이면에는, 투과율이 큰 개구부(14a)를 다수 가지며, 그 이외의 부분을 검은 잉크로 인쇄한 광흡수층인 인쇄층(14)을 설치하고 있다. 그 개구부(14a)는, 인쇄층(14)을 반사형 편광판(11)상에 형성할 때에, 수지안료를 갖는 잉크를 도트 형상으로 오프세트 인쇄하거나, 또는 타코 인쇄하는 수단, 그물코 형상으로 스크린인쇄하는 수단, 스프레이로써 도포하는 수단, 또는 감광성수지를 사용하여 포토리소그래피법에 의해 형성하는 수단 등에 의해 형성된다.

이 인쇄층(14)의 이면측에 약간의 간격을 두고 보조광원(9)을 배치하고 있다. 이 보조광원(9)으로서는 액정표시패널의 전체면에 걸쳐서 균일한 조도로 발광하는 면발광체, 예컨대 전계발광(EL)라이트를 사용하면 좋다.

여기서, 이 액정표시패널의 표시작용에 대하여 설명한다.

이 액정표시패널을 사용하는 환경이 밝은 경우에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 액정표시패널로는 눈에 보이는 측의 제 2 기판의 표면으로부터 주광원으로서 사용하는 외부광이 입사한다. 그 때문에, 어두운 표시를 행하는 화소부에서는 제 1 입사광선(L1)이 흡수형 편광판(12)을 통과하여 직선편광이 되고, 액정층(8)에 의해 90°선광되어, 반사형 편광판(11)에 그 투과축에 평행한 진동면을 갖는 직선편광으로서 입사하기 때문에, 반사형 편광판(11)을 투과하고, 개구부(14a)를 설치하고 있지 않은 부분의 인쇄층(14)에 의해 흡수된다.

또한, 반사형 편광판(11)의 이면에 배치된 인쇄층(14)의 개구부(14a)를 통과하는 입사광(L4)은 개구부(14a)를 통과한 후, 인쇄층(14)의 이면측에 배치된 보조광원(9)에 의해 일부의 빛은 반사되어 다시 인쇄층(14)쪽으로 출사하지만, 인쇄층(14)에 의해 흡수되기 때문에, 눈에 보이는 측으로는 도달하지 않는다. 이와 같이, 인쇄층(14)에 의해 흡수되지 않았던 개구부 (14a)를 투과하는 입사광(L4)에 의한 어두운 표시의 누출되는 빛도, 개구부(14a)의 주위의 인쇄층(14)에 의해 흡수되기 때문에, 어두운 표시가 저하하지 않는다.

또한 밝은 표시는, 제 2 입사광(L2)이 흡수형 편광판(12)을 통과하여 직선편광이 되고, 액정층(8)에 큰 전압이 인가됨으로써 액정층(8)의 선광성을 잃어버린 부분을 선광되지 않고 투과하여, 반사형 편광판(11)에 그 반사축에 평행한 진동면을 갖는 직선편광으로서 입사하기 때문에, 반사형 편광판(11)에 의해 반사되어 강한 반사광(L3)이 되어, 액정층(8) 및 흡수형 편광판(12)을 투과하여 보이는 측(도 1에서 위쪽)으로 출사된다.

이와 같이, 외부광원을 이용하는 명암표시는 반사형 편광판(11)의 투과축에의 직선편광의 입사와 인쇄층(14)의 흡수특성에 의해 어두운 표시를 행하고, 반사형 편광판(11)의 반사특성에 의해 밝은 표시를 행하는 것이 가능해진다.

또한, 이 액정표시패널의 사용환경이 어두운 경우에는, 보조광원(9)을 점등시킴으로써 도 2에 나타낸 바와 같이, 보조광원(9)으로부터 제 1 기판(1)측에 빛(L21,L22,L23)이 출사된다. 이 보조광원(9)으로부터의 출사광은 인쇄층(14)에 의해 일부 흡수되지만, 그 개구부(14a)를 통과하는 빛은 제 1 기판(1)으로부터 액정층(8), 제 2 기판(5) 및 흡수형 편광판(12)을 투과하여, 눈에 보이는 측(도 2에서 위쪽)으로 사출하기 때문에 밝은 표시가 된다.

이 흡수형 편광판(12)으로부터의 출사광은 흡수형 편광판(12)의 표면에, 감광성수지에 플라스틱제의 비즈를 포함하는 전면(前面)확산층(도시하지 않음)을 설치함으로써, 빛(L21)으로 나타낸 바와 같이 확산되어 사출하고, 보는 각도에 의존하지 않고 양호한 표시가 가능해진다.

액정층(8)에 전압이 인가되어 선광성을 잃어버린 부분에서는, 보조광원(9)으로부터 사출되어 인쇄층(14)의 개구부(14a)를 통과한 빛이, 반사형 편광판(11)을 통과하여 직선편광이 되고, 액정층(8)을 선광되지 않고서 통과하여, 흡수형 편광판(12)에 그 흡수축에 평행한 진동면을 갖는 직선편광으로서 입사하기 때문에, 이 흡수형 편광판(12)에 흡수되어, 눈에 보이는 측으로 사출하지 않는다. 따라서 어두운 표시가 된다.

이와 같이, 외부광에 의한 반사표시와 보조광원에 의한 투과표시에서 표시의 명암이 반전되는 것을 해결하기 위해서, 보조광원(9)의 점등과 동기하여 액정표시패널을 구동하는 구동회로에 의해서 데이터전극(6)에 인가하는 단계조절신호를 반전한다. 그에 따라, 보조광원(9)에 의한 투과표시일 때에, 외부광을 이용하는 반사표시에 대하여 명암표시의 단계조절을 반전함으로써, 외부광을 이용하는 반사표시와 보조광원(9)을 이용하는 투과표시와에서, 표시의 명암이 반전하지 않도록 한다.

여기서, 본 실시형태에 사용하는 액정표시장치의 구동회로의 블록도를 도 3에 나타내고, 이것을 설명한다.

이 액정표시장치의 구동회로에는, 각 회로블록을 동작시키기 위한 전원회로(31)로써 각 블록에 적합한 전원전압을 발생시켜, 각 회로블록(32)에 공급한다. 또한 회로의 시간적 동작기준인 기준클록(clock)발신회로(33)에 의해 기준신호를 작성하고, 영상신호(34)의 입력에 대하여, 동기분리회로(35)를 통해 수직동기회로(40)와 수평동기회로(38)에 신호를 인가한다. 또한, 영상신호(34)에 따라서 액정층(8)에 인가하는 단계조절(명암)신호를 만들기 위해서, A/D 변환기(36)에 의해 영상신호를 A/D 변환한 신호를, 외부광원을 사용하거나 보조광원(9)을 사용하여, 단계조절신호를 반전하는 단계조절반전회로(37)에 입력시킨다.

이 단계조절반전회로(37)는 보조광원(9)의 점등과 소등을 전환하는 보조광원스위치(39)와 연이어 동작하고, 보조광원(9)의 소등시에는 반전기능을 OFF로 하고, 보조광원(9)의 점등시에는 반전기능을 ON으로 한다.

또한, 이 단계조절반전회로(37)의 출력신호는, 단계조절신호발생회로(41)를 통해 단계조절신호로서 데이터전극구동회로(42)에 입력하고, 액정표시패널(10)의 제 2 기판(5)상의 데이터전극에 명암표시를 행하기 위한 전압 파형의 단계조절신호를 인가한다.

또한 수평동기회로(38)의 출력신호를 주사전극구동회로(43)로 입력하고, 주사전극구동회로(43)로부터 액정표시패널(10)의 제 1 기판(1)상의 복수의 주사전극을 시간적으로 차례로 선택하기 때문에, 소정의 전압파형을 인가한다.

이러한 구동회로에 의해, 단계조절반전회로(37)를 보조광원스위치(39)의 온·오프의 설정으로써 전환하고, 단계조절신호의 반전/비반전을 제어함으로써, 액정표시패널(10)에서의 외부광원의 이용에 의한 반사표시와 보조광원(9)의 점등에 의한 투과표시를, 명암의 반전이 생기지 않게 행할 수 있다.

이 제 1 실시형태에 있어서는, 칼라필터를 설치하고 있지 않은 모노크로표시용의 액정표시장치에 대하여 설명하였지만, 칼라필터를 설치하는 경우에 있어서도,외부광원을 이용하는 경우와, 보조광원(9)을 이용하는 경우에 있어서, 이 제 1 실시형태와 마찬가지로, 개구부(14a)를 갖는 인쇄층(14)과 단계조절반전회로(37)를 설치하고, 외부광원을 이용하는 경우와 보조광원(9)을 이용하는 경우에는 단계조절을 서로 반전시킴으로써, 양 표시모두 밝은 표시는 밝은 표시, 어두운 표시는 어두운 표시로 하는 것이 가능하게 된다.

다음으로 액정표시장치의 명암표시의 반전표시에 대하여 설명한다. 도 4는 액정표시장치의 종래예(Y)와 이 발명의 본 실시형태(X)의 외광을 이용하는 반사형 표시와, 보조광원을 사용하는 투과형 표시의 표시상황을 나타낸 도면이다. 이 도 4를 사용하여, 액정표시장치의 명암표시의 반전에 대하여 설명한다.

먼저 외부광원을 이용하는 경우에는, 본 실시형태(X)와 종래예(Y)의 액정표시장치에 있어서의 표시는 명도가 최대인 표시화면(59)에, 명도가 큰 순서로 사각(60), 삼각(61), 원(62)을 표시하고 있다. 즉 외부광원을 이용하는 경우에는, 본 실시형태(X)와 종래예(Y)의 표시는 동일하다. 이 경우, 어느 것이나 명도가 큰 영역은 반사형 편광판의 반사특성을 이용하고, 명도가 작은 영역은 반사형 편광판의 투과특성과 반사형 편광판의 이면에 형성한 인쇄층의 흡수특성을 이용하고 있다.

다음으로 외부환경이 어두워져서, 보조광원의 점등이 필요한 경우에 관하여 설명한다. 보조광원의 점등은 포토센서에 의해 외부환경의 빛을 감지하여 자동 점등하거나, 또는 각도센서에 의해, 관찰자와 액정표시장치의 위치관계에 의해 자동 점등하는 기능을 가진다. 또는 관찰자가 필요에 따라 도 3의 보조광원스위치(39)를온으로 하는 동작을 하는 것으로도, 보조광원(9)을 점등할 수 있다.

보조광원의 점등에 의해, 종래예(Y)에서는, 반사형 편광판의 이면에 인쇄층을 전체면에 설치하기 때문에, 보조광원으로부터의 빛은 크게 인쇄층에 의해 흡수되지만, 인쇄층에 투과성을 갖게 함으로써 보조광원의 빛이, 반사형 편광판→액정층→제 2 편광판을 투과하고, 관찰자측으로 출사하는 경우에 있어서도, 외부광원을 이용하는 경우의 투과율이 큰 영역(어두운 표시영역)에서는 보조광원의 빛을 강하게 관찰자측으로 출사하여, 밝은 표시가 된다. 외부광원을 이용하는 경우에 반사특성이 강한 영역(밝은 표시영역)에서는, 보조광원의 빛을 차폐하여, 어두운 표시가 된다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 종래예(Y)에서는 보조광원의 점등에 의해, 어두운 표시화면(63)내에, 명도가 큰 순서로, 원(66), 삼각(65), 사각(64)의 표시가 된다. 즉 외부광원을 이용하는 경우의 명도의 크기순인 사각(60), 삼각(61), 원(62)이, 보조광원을 이용하는 경우에는, 원(66), 삼각(66), 사각(64)이 되어, 명도의 순서가 역순서(명암반전)로 표시되어 있다.

이에 대하여, 본 실시형태에 있어서는, 반사형 편광판의 이면에 배치한 인쇄층에 투과율의 큰 개구부를 설치하고 있기 때문에, 보조광원의 점등에 의해 관찰자측으로의 빛의 출사량을 크게 할 수 있다. 또한 단계조절반전회로(37)를 설치하여 보조광원의 점등시에는 단계조절신호를 반전시키기 때문에, 외부광원을 이용하는 경우에 액정층에 큰 전압을 인가하고 있는 화소부에는, 보조광원의 점등시에 작은 전압을 인가하고, 반대로 외부광원을 이용하는 경우에 액정층에 작은 전압을 인가하고 있는 화소부에는, 보조광원의 점등시에 큰 전압을 인가한다.

다음으로, 액정층에 인가하는 전압과 투과율의 관계를 나타내는 선도인 도 5를 사용하여, 본 실시형태의 단계조절반전회로(37)의 작용을 설명한다.

외부광원을 이용하는 경우의 인가전압과 투과율의 특성을 실선(L)으로 나타내고, 보조광원을 이용하는 경우의 특성을 파선(M)으로 나타낸다. 외부광원을 이용하는 경우에는, 명도는 반사율에 의해서 나타내는 것이 바람직하지만, 편의상 투과율에 의해서 나타내었다. 액정표시패널에 의한 표시의 명도의 차는 단계조절에 의해 표시되며, 액정층에 인가하는 전압에 의해 제어된다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 큰 투과율(T1)의 경우에 액정층에 인가하는 전압은, 곡선(L)에서는 인가전압(V1)이고, 곡선(M)에서는 인가전압(V0)이며, (V0)보다 (V1)가 크다. 반대로, 작은 투과율(T2)의 경우에 액정층에 인가하는 전압은, 곡선(L)에서는 (V3)이고, 곡선(M)에서는 (V2)가 되며, (V3)보다 (V2)가 커진다.

이와 같이, 동등한 투과율을 나타내는 전압은, 곡선(L)으로 나타내는 특성과 곡선(M)으로 나타내는 특성에서는 반전하고 있다. 그 때문에, 단계조절반전회로는 외부광원을 이용하는 경우와 보조광원을 이용하는 경우에 동등한 투과율로 하도록, 액정층에 인가하는 전압을 보정하기 위한 회로이다.

또한 외부광원을 이용하는 경우와 보조광원을 이용하는 경우에, 인가전압을 반전하면서 동시에, 다른 단계조절과 인가전압의 관계를 이용하고, 외부광원을 이용하는 경우에는, 투과율을 크게 하는 방향으로 단계조절을 집중하고, 보조광원을 이용하는 경우에는, 전체적으로 평균화하여 인가전압을 분할함으로써, 특히 밝기가필요한 외부광원을 이용하는 경우에는, 밝은 표시로 할 수 있다.

이와 같이, 종래의 액정표시장치에서는 외부광원을 이용하는 표시와 보조광원을 이용하는 표시에서 명암표시의 반전이 발생하고 있었으나, 본 실시형태의 액정표시장치는 단계조절반전회로의 작동에 의해, 명암표시의 반전은 발생하지 않는다. 또한, 반사형 편광판의 이면에 설치한 인쇄층에 개구부를 갖기 때문에, 보조광원을 이용할 때에 밝은 표시가 가능하게 된다.

또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 외부광원으로부터의 빛이 흡수형 편광판(12)→액정층(8)→반사형 편광판(11)을 투과하고, 더욱 인쇄층(14)에 설치한 개구부(14a)를 투과하여 보조광원(9)에 도달하는 경우에, 보조광원(9)에 전계발광(EL)라이트를 사용하고, 그 EL라이트 표면에 저반사처리를 하여 반사강도가 약한 표면으로 하면 좋다. 혹은 EL라이트의 표면에 산란성을 갖게 하여, 관찰자와 입사광의 관계와 개구부(14a)와 그 주위의 인쇄층(14)의 면적의 관계를 이용하여, 보조광원(9)의 표면으로부터의 반사광을 저감시킬 수 있다.

(제 2 실시형태)

다음으로, 본 발명에 의한 액정표시장치의 제 2 실시형태에 대하여 도 6과 도 7에 의해서 설명한다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내는 액정표시장치의 액정표시패널의 부분적인 확대단면도이며, 도 16의 A-A선에 따른 확대단면도에 상당한다. 이 액정표시장치의 기본구조를 나타내는 평면도도, 도 16과 마찬가지이므로 도시를 생략하고 있다. 또, 도 6은 주광원인 외부광원을 이용하여 표시하는 경우의 표시작용을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 보조광원을 이용하여 표시하는 경우의 표시작용을 설명하기 위한 도면이다.

이 실시형태의 액정표시패널이 상술의 제 1 실시형태의 액정표시패널과 서로 다른 점은, 제 1 편광판인 반사형 편광판(11)의 이면에 산란판(16)을 배치함과 동시에, 그 산란판(16)의 이면측에 소정의 틈을 두고 개구부(14a)를 갖는 인쇄층(14)을 보조광원(9)상에 설치한 점이다. 이것은 인쇄층(14)의 강도를 보강하기 위해서이다.

보조광원(9)은 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지로 EL라이트를 사용하여도 좋지만, 이 예에서는, 냉음극관과 도광판으로 이루어지는 광원을 사용한다.

그리고, 인쇄층(14)의 이면에는 직접 발광체를 설치하지 않고, 도광판을 배치하고, 보조광원(9)의 주광원부는 액정표시패널의 주위에 설치함으로써, 외부광원을 이용하는 경우에, 보조광원(9)의 표면으로부터의 반사를 방지할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서의 인쇄층(14)은 그레이팅형상(격자형상)의 불투명부와 개구부(14a)를 갖는 구조를 채용한다. 구체적으로는, 흑색안료를 혼합한 막두께가 1O㎛로 두꺼운 감광성수지로 이루어지며, 포토리소그래피법에 의해 인쇄층(14)의 인쇄부의 폭을 15㎛, 개구부(14a)의 폭을 3㎛으로 하였다. 또한, 화소부의 주사전극의 폭과 데이터전극의 폭에 의해 모아레가 발생하는 경우에는, 인쇄층(14)의 인쇄부의 폭과 개구부(14a)의 폭을 변경한다.

이 제 2 실시형태의 액정표시패널의 그 밖의 구성은, 제 1 실시형태와 동일하므로, 그 설명을 생략한다.

본 실시형태의 액정표시패널은 그레이팅형상의 인쇄층(14)의 불투명부(인쇄부)와 개구부(14a)를 사용함으로써, 외부광원으로부터의 입사광의 입사각도가 흡수형 편광판(12)의 수직선에 대하여 30도 이상 기울어진 경우에는, 인쇄층(14)의 두께에 의해 흡수되고, 보조광원(9)의 표면에는 도달하지 않는다. 그 때문에, 보조광원(9)의 주광원의 위치의 연구와, 개구부(14a)를 갖는 그레이팅형상의 인쇄층(l4)의 채용에 의해, 외부광원을 이용한 경우에 양호한 컨트라스트비를 얻을 수 있다.

또한, 반사형 편광판(11)의 반사축과 흡수형 편광판(12)의 투과축, 및 액정층(8)과의 관계는 제 1 실시형태와 같다.

그 때문에, 이 액정표시패널을 사용하는 환경이 밝은 경우에는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 어두운 표시부의 제 1 입사광선(L1)은, 제 1 실시형태의 경우와 같은 경로를 통하여 반사형 편광판(11)을 투과하여, 빛의 산란성을 갖는 산란판(16)에 의해 산란광이 되어, 인쇄층(14)에 의해 흡수된다.

산란판(16)과 인쇄층(14)과의 사이에 빈틈을 형성함으로써, 그 산란광은 그레이팅형상의 인쇄층(14)에 의해 효율적으로 흡수된다.

또한 밝은 표시부의 제 2 입사광(L2)은 제 1 실시형태와 마찬가지로 반사형 편광판(12)에 의해 반사되어, 강한 반사광(L3)이 되어 눈에 보이는 측으로 출사된다.

이와 같이, 외부광원을 이용하는 경우의 명암표시는, 반사형 편광판(11)의 투과축에의 직선편광의 입사와 인쇄층(14)의 흡수특성에 의해 어두운 표시를 행하고, 반사형 편광판(11)의 반사특성에 의해 밝은 표시를 한다.

다음으로, 이 액정표시패널의 사용환경이 어두운 경우에는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 보조광원(9)을 점등함으로써, 보조광원(9)이 발광하는 빛(L21)이 제 1 기판(1)측으로 출사된다. 이 경우에, 보조광원(9)으로부터의 빛은 발산각도를 작게 하여, 인쇄층(14)의 개구부(14a)를 투과하는 빛은, 그레이팅형상의 인쇄층(14)에 의해 도중에서는 거의 흡수되지 않고, 반사형 편광판(11)의 이면에 배치한 산란판(16)에 의해 산란광(L24,25)과 같이 산란되며, 또 액정층(8)→흡수형 편광판(12)을 투과하여, 눈에 보이는 측으로 출사함으로써 밝은 표시가 가능하게 된다.

산란판(16)은 플라스틱표면에 요철을 형성하거나, 플라스틱중에 굴절률이 다른 비즈를 혼입하거나 하여 형성한 플라스틱판을 반사형 편광판(11)의 이면에 점착제로써 눌러 붙인다.

그러나, 이것만으로는 보조광원(9)을 이용하는 표시의 경우에는, 반사형 편광판(10)과 액정층(8)과 흡수형 편광판(12)의 특성에 의해, 제 1 실시예의 설명할 때에 기술한 바와 같이, 외부광원을 이용하는 반사표시의 경우와 명암표시가 반전하여 버린다.

그 때문에, 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 이 액정표시패널을 구동하기 위해서 도 3에 나타낸 바와 같은 단계조절반전회로(37)를 갖는 구동회로를 설치하고, 보조광원(9)의 점등시에는 단계조절반전회로를 작동시켜, 액정표시패널(10)의 데이터전극에 인가하는 단계조절신호를 반전시킴으로써, 외부광원을 이용하는경우와 보조광원(9)을 이용하는 경우에, 명암표시가 반전하는 것을 방지한다.

(제 3 실시형태)

다음에, 본 발명의 제 3 실시형태에 대하여 도 8 내지 도 10에 의해서 설명한다.

도 8은 본 발명의 제 3 실시형태의 액정표시장치의 액정표시패널의 부분적인 확대단면도이며, 도 16의 A-A선에 따른 확대단면도에 해당한다. 이 액정표시장치의 기본구조를 나타내는 평면도도, 도 16과 마찬가지이므로 도시를 생략하고 있다.

도 9는 이 제 3 실시형태의 액정표시장치를 조립한 손목시계의 모식적인 평면도, 도 10은 도 9의 B-B 선에 따른 단면도이다.

이 제 3 실시형태의 액정표시패널에 대하여, 제 1 실시형태의 액정표시패널과 서로 다른 점에 대해서만 설명한다.

제 1 기판(1)과 제 2 기판(5)과의 틈에 채우는 액정층(8)으로서, 슈퍼트위스트네마틱액정(STN)액정층(8)을 사용한다. 또한, 제 1 기판(1)상과 제 2 기판(5)상과는, STN액정층의 액정분자를 규칙적으로 배열하기 위해서 배향막(3과 7)을 설치하여, 또한, 그 배향막(3,7)에 러빙처리를 하고 있다. 또한, 액정을 트위스트하기 위해서, 카이럴재를 첨가하였다.

또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제 2 기판(5)상에는 STN 액정층(8)의 색이 부착하는 것을 방지하기 위해서 위상차필름(74)을 설치하고, 그 위(눈에 보이는 측)에 흡수형 편광판(12)을 배치하고 있다. 또, 제 1 기판(1)의 이면측에는, STN액정층(8)의 편광성을 조정하기 위한 1/4λ필름(도시하지 않음)과 가시광영역의 빛을선택적으로 반사하는 것이 가능한 콜레스테릭액정폴리머필름(73)을 설치하고 있다.

이 콜레스테릭액정폴리머필름(73)은 제 2 기판(5)측에서 입사하는 빛에 대하여 선택적으로 강한 금속조의 반사특성을 가지며, 선택적 반사영역 이외의 파장의 빛은 효율적으로 투과할 수 있다. 그 때문에, 콜레스테릭액정폴리머 필름(73)의 이면측에 설치하는 인쇄층(14')의 색도(x, y값)를 콜레스테릭액정폴리머필름(73)의 선택반사영역의 색도와 차를 형성하거나, 또는 인쇄층(14')의 명도(L값)를 콜레스테릭액정폴리머필름(73)의 명도보다 작게 함으로써, 시인성이 양호한 표시가 가능하게 된다.

또한, 콜레스테릭액정폴리머필름(73)의 빛의 선택적인 반사파장영역은 콜레스테릭액정폴리머필름(73)에 입사하는 빛의 방향과 관찰자와의 위치관계에 의해 변화한다. 즉 콜레스테릭액정폴리머필름(73)의 상대적 두께가 빛의 입사각도에 의해 변화하기 때문이다.

예를 들어, 노란색의 파장을 선택적으로 반사하는 콜레스테릭액정폴리머필름

(73)을 이용하는 경우에는, 관찰자의 방향에 따라 노란색에서 초록으로 변화하기 때문에, 인쇄층(14')은, 노란색과 초록과 다른 파장영역, 또는 노란색의 파장을 포함하고 명도가 작은 인쇄층(14')을 이용한다.

이 제 3 실시형태에 있어서는, 인쇄층(14')에 특별히 개구부를 형성하지 않고, 인쇄층(14')이 가시광영역에서 일부의 빛을 투과하도록, 투명성을 갖는 인쇄층을 채용하였다. 즉, 인쇄층(14')의 전체면이 일부의 빛을 투과하도록 하고 있다.

이 실시형태의 액정표시패널은 콜레스테릭액정폴리머필름(73)을 이용함으로써, 경면적인 가시광의 파장영역의 선택반사특성을 이용할 수 있고, 선택반사의 파장영역 이외는 투과특성을 갖기 때문에, 제 1 기판(1)의 백커버측에 설치한 인쇄층(14')의 색도(x, y)와 선택반사영역의 색도(x, y)에 차를 형성함으로써, 컨트라스트비가 양호한 표시가 가능하게 된다.

또한, 인쇄층(14')의 명도(L)를 작게 함으로써, 콜레스테릭액정 폴리머 필름(73)의 선택반사특성이 금속조의 특성을 갖기 때문에, 인쇄층(14')의 반사특성을 작게 함으로써, 콜레스테릭액정폴리머필름(73)의 반사특성을 효율적으로 이용하는 것이 가능해진다.

이 액정표시패널에 의해서, 외부광원을 이용하여 표시하는 경우에는, 콜레스테릭액정폴리머필름(73)의 선택반사특성과 투과성에 의해 표시를 한다. 그 때문에, 밝은 표시는 콜레스테릭액정폴리머필름(73)에 의한 선택반사에 의해 행하고, 어두운 표시는, 투과특성에 의한 콜레스테릭액정폴리머필름(73)의 이면에 배치하는 인쇄층(14')의 흡수특성, 또는 색도차에 의해 표시를 한다.

그러나, 색도차를 이용하여 표시를 행하는 경우에는, 보조광원(9)의 점등에 의한 명암표시의 반전을 방지하는 경우에는, 보조광원(9)의 발광파장과 인쇄층(14')의 투과파장에 차가 있기 때문에, 빛의 흡수가 발생하여 밝기가 저하되게 된다. 그 때문에, 인쇄층(14')의 반사특성을 방지하는 수단을 채용하였다. 즉, 가시광영역에서 평균적인 흡수특성을 갖도록, 카본(탄소)을 함유한 수지를 이용하여, 그 수지에 함유된 카본량을 제어하여, 전체의 투과율의 제어를 하였다.

또한, 인쇄층(14')의 이면측에 설치한 보조광원(9)의 발광파장을 콜레스테릭액정폴리머필름(73)의 선택파장에 맞추어 두고, 보조광원(9)의 점등에 의해, 콜레스테릭액정폴리머필름(73)의 투과부에서는, 콜레스테릭액정 폴리머 필름(73)의 선택반사특성과 거의 동일한 빛이 관찰자에게 출사된다. 반대로, 선택파장영역의 빛은 보조광원(9)의 점등에 의한 빛의 차폐를 행하기 때문에 어두운 표시가 되고, 외부광원을 이용하는 경우와 반전한 표시가 된다.

그 때문에, 상술의 각 실시형태의 액정표시장치와 마찬가지로 단계조절반전회로를 사용하고, 더욱 보조광원(9)의 발광파장을 콜레스테릭액정폴리머필름(73)의 반사특성과 거의 동등하게 함으로써, 외부광원과 보조광원(9)에 의한 표시의 반전을 방지할 수가 있다.

이상의 설명에서 명백하듯이, 이 액정표시장치는 가시광의 파장영역의 일부를 반사하고, 다른 파장영역의 빛을 투과 또는 흡수하는 표시모드를 이용한다.

예를 들어, 이 실시형태와 같이 콜레스테릭액정폴리머필름(73)을 이용하는 액정표시장치의 경우, 외부광원을 이용하는 경우에는, 선택반사영역이 밝은 색채와, 콜레스테릭액정폴리머필름(73)의 이면에 배치하는 인쇄층(14')에 의한 흡수 또는 색도차에 의해 표시를 한다.

이 경우, 보조광원(9)의 점등에 의해, 밝은 색채를 보이고 있는 선택반사화소부는 반대의 어두운 색채의 화소부에 비교하여 투과율이 낮기 때문에 어두운 표시가 되고, 표시의 명암이 반전하게 된다.

그 때문에, 이 제 3 실시형태에 나타낸 바와 같이, 보조광원(9)의 발광파장을 선택하고, 더욱 인쇄층(14')이 광투과성을 가지며, 보조광원(9)의 점등에 동기하여 동작하는 단계조절반전회로를 채용함으로써, 외부광원을 이용하는 반사표시와, 보조광원(9)을 이용하는 투과표시에 있어서, 표시의 명암의 반전이 발생하지 않고, 관찰자에 대하여 시인성이 양호한 표시를 달성할 수 있다.

이 제 3 실시형태의 액정표시장치를 손목시계에 조립한 실시형태를 도 9 및 도 10에 나타낸다.

이 손목 시계는, 주로 도 9에 나타낸 바와 같이, 시계케이스와 커버유리(81)와 백커버(82)로 이루어지는 밀폐된 외장내에, 커버유리(81)측에서 부터, 매치 플레이트(match plate:79), 제 2 편광판인 흡수형 편광판(12),위상차필름(74), 제 2 기판(5), 액정층(8), 제 1 기판(1), 콜레스테릭액정폴리머필름(73), 광 투과성을 갖는 인쇄층(14') 및 보조광원(9)을 설치하고 있다.

액정층(8)은 제 1 기판(1)과 제 2 기판(5)과의 틈에, 시일재(4)와 밀봉재(도시하지 않음)에 의해 봉입되어 있다.

또한, 제 1 기판(1)의 아랫면의 백커버(82)측에는, 액정표시패널을 구동하는 도 3에 나타낸 바와 같은 구동회로를 구비한 회로기판(83)과 전지(84)를 설치하고 있다. 이 회로기판(83)과 액정표시패널과의 전기적인 접속은 스트라이프형상의 도전부와 비도전부를 반복하여 적층한 제브라 고무(85)에 의해 행한다.

또한, 액정표시패널과 회로기판(83)과의 접속의 보강과 시계케이스(75)와의 맞춤을 취하기 위해서 고정금속부재(86)를 설치하고 있다.

그리고, 도 9에 나타낸 바와 같이, 액정표시패널에 의해, 오전과 오후의 표시(76)와 숫자에 의한 시(時)표시(77)와 분(分)표시(78)의 표시를 할 수 있다. 또한, 시계케이스(75)의 측면에, 시간맞춤이나 보조광원(9)의 점등 등을 행하기 위한 설정단자용 입력부(80)를 갖는다.

제 2 기판(5)의 커버유리(81)측에는, 제 2 기판(5)과 회로기판(83)과의 접속부와 시일재(4)를 관찰자의 눈에 보이지 않도록 하기 위해서, 매치 플레이트(79)를 설치하고 있다.

이렇게 구성된 액정표시장치와 그 액정표시장치를 사용한 손목시계는 제 1 기판(1)상의 주사전극(2)과 제 2 기판(5)상의 데이터전극(6)에 전기신호를 인가하고, 액정층(8)에 전압을 인가함으로써, STN액정층(8)의 광학적 특성을 제어하고, 콜레스테릭액정폴리머필름(73)과 흡수형 편광판(12)과 위상차필름(74)에 의해, 선택반사에 의한 표시를 가능하게 한다.

이와 같이, 본 발명에 의한 액정표시장치를 시계장치에 이용함으로써, 콜레스테릭액정폴리머필름(73)의 금속조의 반사특성을 이용할 수 있기 때문에, 장식성의 향상이 가능해지는 동시에, 밝은 시각표시가 가능하게 된다.

(제 4 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제 4 실시형태에 대하여, 도 11 내지 도 15에 의해서 설명한다.

도 11 및 도 12는 본 발명의 제 4 실시형태를 나타내는 액정표시장치의 액정표시패널의 부분적인 확대단면도이며, 도 16의 A-A선에 따른 확대단면도에 해당한다. 이 액정표시장치의 기본구조를 나타내는 평면도도, 도 16과 마찬가지이므로 도시를 생략하고 있다. 또, 도 11은 주광원인 외부광원을 이용하여 표시하는 경우의표시작용을 설명하기 위한 도면이며, 도 12는 보조광원을 이용하여 표시하는 경우의 표시작용을 설명하기 위한 도면이다.

이 제 4 실시형태의 액정표시패널에 있어서, 제 1 실시형태와 상위한 점은, 제 1 기판(1)상에 제 1 칼라필터(90)를 설치하고, 제 1 편광판(11)의 표면에 산란판(16)을 배치하는 동시에, 제 1 편광판인 반사형 편광판(11)의 이면에 제 2 칼라필터(94)를 인쇄층으로서 설치한 점이다.

그 밖의 구성은 도 1 및 도 2에 나타낸 제 1 실시형태의 액정표시패널과 동일하기 때문에, 그들 설명은 생략한다.

이 액정표시패널의 투명한 제 1 기판(1)상의 내면에는 빨강칼라필터(91)와 초록칼라필터(92)와 파랑칼라필터(93)로 이루어지는 제 1 칼라필터(90)와, 그 제 1 칼라필터(90)상에 보호용 절연막(도시하지 않음)을 설치하고, 그 보호용 절연막상에 투명전극막으로 이루어지는 M개의 주사전극(2)을 형성하고 있다.

또한, 제 1 편광판인 반사형 편광판(11)의 표면측에는, 빛의 산란성을 갖는 산란판(16)을 설치하고, 이면측에는 제 1 칼라필터(90)의 빨강, 초록, 파랑의 각 칼라필터(91,92,93)와 동일한 크기로 동일한 색의, 빨강칼라필터(95)와 초록칼라필터(96)와 파랑칼라필터(97)로 이루어지는 제 2 칼라필터(94)를 설치하고 있다. 이 제 2 칼라필터(94)는 외부광에 의한 반사표시시에는 광흡수층으로서 작용한다.

이 제 2 칼라필터(94)의 아랫면측에는 소정의 틈을 두고 보조광원(9)을 설치하고 있다. 이 보조광원(9)은 냉음극관과 도광판으로 구성되어 있다.

또한, 반사형 편광판(11)과 흡수형 편광판(12)은 서로의 투과축이 직교하는방향에 설치하고, 액정층(8)은 제 1 기판(1)으로부터 제 2 기판(5)의 사이에서 투과하는 빛을 약 90°선광시키는 트위스트네마틱(TN)액정층을 사용하고 있다.

그 때문에, 액정표시장치를 사용하는 환경이 밝은 경우에는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 이 액정표시패널의 눈에 보이는 측에서 외부광이 입사한다. 그 때문에, 어두운 표시를 행하는 화소부에서는, 제 1 입사광(L1)은 제 2 편광판(12)을 통과하여 직선편광이 되고, 액정층(8)에 의해 90°선광되어 제 1 칼라필터(90)를 투과하여, 산란판(16)에 의해 산란광이 되어, 반사형 편광판(11)에 그 투과축에 평행한 진동면을 갖는 직선편광으로서 입사하기 때문에, 그 반사형 편광판(11)을 투과하여, 흡수층을 겸한 제 2 칼라필터(94)에 입사한다. 제 2 칼라필터(94)로부터의 반사는 매우 작기 때문에, 그에 의한 출사광은 매우 약한 빛이 된다. 그 때문에, 어두운 표시가 된다.

또한 밝은 표시를 행하는 화소부에서는, 제 2 입사광(L2)이 제 2 편광판(12)을 통과하여 직선편광이 되고, 액정층(8)에 큰 전압이 인가됨으로써 선광성을 잃어버리고, 입사한 직선편광은 선광되지 않고 투과하여, 반사형 편광판에 그 반사축에 평행한 진동면을 갖는 직선편광으로서 입사한다. 그 때문에, 그 입사광(L2)은 반사형 편광판(11)에 의해 반사되어, 강한 반사광(L3)이 되고, 산란판(16)에 의해 산란성이 부여되어, 액정층(8) 및 흡수형 편광판(12)을 통과하여 눈에 보이는 측으로 출사된다.

이와 같이, 외부광원을 이용하는 반사표시에 있어서의 명암표시는 반사형 편광판(11)의 투과축에의 직선편광의 입사와 제 2 칼라필터(94)의 흡수특성에 의해어두운 표시를 행하고, 반사형 편광판의 반사특성에 의해 밝은 표시를 행한다.

한편, 이 액정표시장치의 사용환경이 어두운 경우에는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 보조광원(9)을 점등하여, 보조광원(9)의 발광에 의해 제 1 기판(1)측에 빛(L26)이 출사된다. 이 경우에, 보조광원(9)으로부터의 빛은 제 2 칼라필터(94)를 통과하면 각 색의 칼라필터(95,96,97)에 의해 칼라광으로 변환되고, 더욱 반사형 편광판(11)을 통과하여 직선편광이 되고, 산란판(16)에 의해 산란되어 산란광(L27,28)이 된다. 또한, 제 1 칼라필터(90)를 통과하면, 그 각 칼라필터

(91,92,93)에 의해 칼라광의 색상이 강조된 후에, 액정층(8)→흡수형 편광판(12)을 투과하여, 눈에 보이는 측으로 출사됨으로써, 밝은 표시가 가능해진다.

산란판(16)은 플라스틱표면에 요철을 형성하거나, 또는 플라스틱중에 굴절률이 다른 비즈를 혼입하거나, 혹은 점착재에 굴절률이 다른 플라스틱 비즈를 혼입하는 등의 수단에 의해서 형성할 수 있다.

이와 같이 구성한 액정표시장치를 사용함으로써, 반사표시시에는 제 1 칼라필터(90)에 의해 칼라광으로 변환되고, 밝은 표시일 때에는 반사형 편광판(11)에 의한 반사에 의해, 제 1 칼라필터(90)를 왕복 2회 투과한다.

또한, 어두운 표시일 때에는, 반사형 편광판(11)을 투과하는 빛은 제 2 칼라필터(94)의 흡수특성에 의해 거의 흡수된다.

이에 대하여, 보조광원(9)의 점등에 의한 투과표시일 때에는, 보조광원(9)에 의해서 발광된 빛이 제 2 칼라필터(94)에 의해 칼라광으로 변환되고, 밝은 표시에서는, 반사형 편광판(11)의 투과광이 제 1 칼라필터(90)를 투과하여 눈에 보이는측으로 배출된다. 또한 어두운 표시일 때에는, 반사형 편광판(11)을 투과한 빛은, 액정층(8)에 의해 변조되어 흡수형 편광판(12)에 의해 흡수된다.

즉, 이 제 4 실시형태의 액정표시장치에 의하면, 제 1 칼라필터(90)를 설치하는 것만으로는, 반사표시에서는, 눈에 보이는 측에의 출사광이 제 1 칼라필터를 2회 투과하고 있지만, 투과표시의 경우에는, 1회의 투과를 위해 채도가 나쁜 표시가 되어 버린다. 그러나, 이 제 4 실시형태에 나타낸 바와 같이, 제 1 칼라필터(90)와 제 2 칼라필터(94)를 사용함으로써, 반사표시와 투과표시도 양호한 표시가 가능해진다.

그러나, 외부광원을 이용하는 경우와 보조광원을 이용하는 경우에서는, 액정층(8)에 동일한 전압을 인가한 경우에 표시의 명암이 반전하여 버린다.

그 때문에, 이 실시형태에 사용하는 액정표시장치의 구동회로의 블록도를 도 13에 나타낸다. 이 실시형태에서는, 액정표시장치의 사용환경의 광량을 광량센서(44)로써 검지하여, 보조광원(9)의 점등과 단계조절반전·단계조절제어회로(29)에 의한 단계조절반전을 동시에 행하는 것과 함께, 반사표시와 투과표시의 단계조절의 편중을 제어하는 점에 특징을 갖는다. 도 13에 나타내는 구동회로에서의 그 밖의 각 부분은, 도 3에 나타낸 제 1 실시형태에 사용한 구동회로와 동일하기 때문에, 그 설명을 생략한다.

단계조절반전·단계조절제어회로(29)는 광량센서(44)의 검지신호에 의해, 외부환경이 어둡게 되어, 보조광원(9)을 점등했을 때에는, 단계조절신호를 반전시키는 동작을 행한다. 또한 외부환경의 밝기에 따라서, 외부광에 의한 반사표시의 경우에는, 중간조의 반사를 밝은 쪽에 가까운 표시로 하는지 어두운 쪽에 가까운 표시로 하는지를 제어한다. 또한 보조광원(9)의 점등에 의한 투과표시의 경우에는, 중간조의 투과를 밝은 쪽에 가까운 표시로 하는지, 어두운 쪽에 가까운 표시로 하는지를 제어한다.

이 구동회로에 나타낸 바와 같이, 광량센서(44)의 검지신호에 의해 단계조절반전·단계조절제어회로(29)와 보조광원(9)의 온·오프가 설정되어, 단계조절신호의 반전/정회전을 제어함으로써, 외부환경의 밝기의 변화와 보조광원(9)의 점등과 비점등에 의한 표시품질의 변화를 저감하는 동시에, 시인성을 개선할 수 있다.

다음으로, 보조광원(9)의 점등과 비점등을 행하는 경우에, 액정표시장치의 표시품질을 향상시키기 위해서 행하는 반사표시와 투과표시의 단계조절제어에 대하여, 도 14와 도 15에 의해서 설명한다.

도 14와 도 15의 선도는 가로축이 액정층에의 인가전압이며, 세로축이 반사율과 투과율이다. 그리고, 외부광원을 이용하는 반사표시의 특성을 실선(L)으로 나타내고, 보조광원을 이용하는 투과표시의 특성을 파선(N)으로 나타낸다.

외부광원을 이용하는 경우에는, 명도는 반사율에 의해서 나타내고, 보조광원을 이용하는 경우에는, 명도는 투과율에 의해 나타내고 있다. 액정표시장치의 밝기의 차는, 단계조절에 의해 표시되며, 액정층에 인가하는 전압에 의해 제어된다. 도 14는 외부환경이 어두운 상황에서 보조광원(9)의 점등과 비점등을 행하는 경우의 단계조절반전·단계조절제어회로(29)의 제어를 나타내는 선도이며, 도 15는 외부환경이 조금 밝은 상황에서 보조광원(9)의 점등과 비점등을 행하는 경우의 단계조절반전·단계조절제어회로(29)의 제어를 나타내는 선도이다.

또, 도 14와 도 15에서는 반사표시와 투과표시의 액정층(8)에 인가하는 전압은 편의상 전압의 상승에 의해서 투과율과 반사율은 서로 상승하는 방향으로 하고 있다.

먼저, 외부환경이 어두운 경우에는, 관찰자의 밝기에 대한 감도가 민감하고, 또한 투과표시의 색상에 대해서도 민감하다. 그 때문에 도 14에 나타낸 바와 같이 반사표시의 경우에는 액정층에 인가하는 전압의 중심전압(Vx)에서는 큰 반사율(Rx)을 나타내지만, 투과표시의 경우에는 작은 투과율(Tx)이다.

또한, 액정층에의 인가전압이 중심전압(Vx)보다 큰 전압(V1)에서는, 반사표시의 경우에는 여전히 큰 반사율(R1)을 나타내고 있지만, 투과표시의 경우에는, 매우 작은 투과율(T1)을 나타내고 있다. 또한, 반대로 중심전압 (Vx)보다 작은 전압(V2)에서는 반사표시의 경우에는, 거의 포화하고 있는 큰 반사율(R2)을 나타내며, 투과표시의 경우에는, 매우 작은 투과율(T2)을 나타내고 있다.

즉, 반사표시는 중간조가 반사율이 크고 밝은 방향에 가까운 설정이 되고, 투과표시는 중간조가 투과율이 작고 어두운 방향에 가까운 설정으로 되어 있다. 이 설정은 외부환경이 어둡기 때문에, 보조광원(9)이 비점등일 때에는 시인성을 확보하기 위해서 밝은 설정이 필요하다. 반대로 보조광원(9)이 점등할 때에는 밝은 표시가 가능해지기 때문에 투과표시는 어두운 방향으로 함으로써, 반사표시와 투과표시의 차를 저감하는 것이 가능해진다.

다음으로, 외부환경이 비교적 밝은 경우에는, 관찰자의 밝기에 대한 감도가민감하지 않고, 또한 반사강도도 크기 때문에, 도 15에 나타낸 바와 같이, 반사표시의 중간조와 투과표시의 중간조가 거의 동등한 선도가 된다.

즉, 반사표시와 투과표시는 큰 편중을 갖지 않은 설정으로 되어 있다. 또 밝은 환경에서는, 반사표시를 이용하는 것만으로 충분하고, 액정표시장치를 저소비전력화하여 그 전지수명을 연장시키기 위해서도 반사표시를 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 단계조절반전·단계조절제어회로(29)의 단계조절반전에 관해서는, 광량센서(44)에 의해 순간적으로 변경하지만, 단계조절제어에 관해서는 보조광원(9)이 점등했을 때와 점등하지 않았을 때에, 도 14와 도 15에 나타내는 단계조절제어를 경과시간과 함께 서서히 가변시켜 행함으로써, 단계조절의 부드러운 전환이 가능해진다. 이것은 자동차 등으로 이동하고 있는 경우에 외부환경의 광량이 급격히 변경하는 경우에 매우 효과적인 수단이 된다.

[산업상의 이용가능성]

본 발명에 의한 액정표시장치는 외부광에 의한 반사표시일 때에도, 보조광원을 점등해서의 투과표시일 때에도, 충분히 밝고 또한 표시의 명암이 반전하지 않는, 시인성이 좋은 표시를 실현할 수 있다. 또한, 표시의 컨트라스트도 높이고, 시야각특성도 개선하는 것이 가능하다.

또한, 칼라표시나, 밝기에 따른 단계조절의 적정화 등도 가능하다.

예를 들어, 외부광원에 의한 액정표시장치의 사용환경의 밝기를 광량센서에의해 검지하고, 그 검지신호에 의해 단계조절신호를 중간조를 밝은 방향 혹은 어두운 방향으로 편중하도록 하는 보정을 행함으로써, 반사표시를 행하는 경우에 있어서도 표시품질의 개선이 가능하게 된다.

따라서, 이 액정표시장치를 손목 시계 등의 시계장치나 각종형태용 정보기기 등의 표시장치로서 사용함으로써, 그 시인성의 대폭적인 향상을 도모할 수 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 반사형 편광판 혹은 콜레스테릭액정폴리머필름을 사용한 액정표시장치에 있어서, 보조광원의 발광을 효율적으로 이용할 수 있도록 하는 동시에, 외부광원에 의한 반사표시와 보조광원의 사용에 의한 투과표시에서 표시의 명암이 반전하지 않도록 하여, 항상 밝고 시인성이 양호한 표시를 실현하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 다음과 같이 구성된 액정표시장치를 제공한다.

본 발명의 액정표시장치는, 주사전극을 설치한 제 1 기판과, 데이터전극을 설치한 제 2 기판을, 상기 주사전극과 데이터전극을 대향시키도록 하여 소정 간격을 두어 배치하고, 그 제 1 기판과 제 2 기판과의 사이에 액정층을 봉입하여 이루어진 액정셀을 구비한다.

그리고, 그 액정셀의 제 2 기판을 눈에 보이는 측에 배치하고, 제 1 기판과 제 2 기판의 각각 액정층과 접하는 면과 반대면측에 편광판을 배치하며, 제 1 기판측에 배치하는 편광판은 반사형 편광판이며, 그 반사형 편광판의 상기 제 1 기판측면과 반대측에 보조광원을 설치하고, 그 반사형 편광판과 보조광원과의 사이에 일부 빛을 투과하는 광흡수층을 설치한다.

또한, 그 보조광원이 점등했을 때와 점등하지 않았을 때에, 상기 액정층에 인가하는 전압을 달리하는 수단을 설치한다.

그 수단을, 상기 보조광원이 점등했을 때와 점등하지 않았을 때에, 상기 액정층에 인가하는 단계조절신호를 반전시키는 회로로 하면 좋다.또한, 상기 반사형 편광판과 상기 광흡수층과의 사이에, 광산란성을 가진 산란판을 설치하면 좋다.그 산란판을 상기 반사형 편광판에 접착시켜 설치할 수 있다.또한, 그 산란판로서, 표면에 요철이 형성되거나 플라스틱중에 굴절율이 다른 비즈가 분산되어 있는 플라스틱판을, 상기 반사형 편광판의 이면에 점착제에 의해 눌러 붙이는 것도 가능하다.그 산란판과 광흡수층과의 사이에 틈을 형성하면 좋다.상기 광흡수층을 투과율이 큰 개구부와 투과율이 작은 흡수부를 가지는 인쇄층에 의해 형성될 수 있다.또한, 상기 광흡수층은 화소부에 있어서 복수의 개구부 혹은 투과성을 가지는 부분을 갖는 것이 바람직하다.또, 상기 개구부를 가진 광흡수층은 개구부와 흡수부가 규칙적으로 배열된 격자형상을 이루며, 흡수부를 이루는 인쇄층은 외부광의 입사각이 커지면 그 막두께에 의해 외부광을 흡수하는 두꺼운 막으로 이루어지도록 하면 좋다.또한, 상기 광흡수층은 복수의 다른 투과율을 가진 개구부를 가지는 것도 좋으며, 전체가 일부 빛을 투과하도록 하는 것도 좋다. 혹은, 가시광영역에 있어서 복수의 다른 분광특성을 가지는 흡수부로 이루어지는 것도 좋다.

이 발명에 의한 액정표시장치는 또한, 상기와 동일한 액정셀을 구비하여, 그 액정셀의 제 2 기판을 눈에 보이는 측에 배치하고, 그 제 2 기판의 액정층과 접하는 면과 반대면측에 흡수형 편광판을, 제 1 기판의 액정층과 접하는 면과 반대면측에 콜레스테릭액정폴리머필름을, 각각 배치하며, 그 콜레스테릭액정폴리머필름의 제 1 기판측면과 반대면측에 일부 빛을 투과하는 광흡수층을 통하여 보조광원을 배치하며, 그 보조광원이 점등했을 때와 점등하지 않았을 때에, 상기 액정셀의 액정층에 인가하는 전압을 달리하는 수단을 설치하도록 하여도 좋다.

이 경우의 상기 수단도, 상기 보조광원이 점등했을 때와 점등하지 않았을 때에, 상기 액정층에 인가하는 단계조절신호를 반전시키는 회로로 하면 좋다.

본 액정표시장치에 있어서, 상기 제 2 기판과 흡수형 편광판과의 사이에 위상차판을, 상기 제 1 기판과 콜레스테릭액정폴리머필름과의 사이에 1/4λ판을 각각 배치하면 좋다.상기 광흡수층은 전체가 일부 빛을 투과하도록 투명성을 가진 인쇄층으로 할 수 있다.이 발명에 의한 액정표시장치는 또는, 주사전극을 설치한 제 1 기판과, 데이터전극을 설치한 제 2 기판을, 그 주사전극과 데이터전극을 대향시키도록 소정의 간격을 두어 배치하고, 그 제 1 기판과 제 2 기판과의 사이에 액정층을 봉입하고, 이 제 1 기판 또는 제 2 기판상에 제 1 칼라필터를 설치한 액정표시패널을 구비하고, 그 액정셀의 제 2 기판을 눈에 보이는 측에 배치한다.그리고, 그 제 2 기판의 액정층과 접하는 면과 반대면측에 흡수형 편광판을, 제 1 기판의 액정층과 접하는 면과 반대면측에 반사형 편광판을 각각 배치하며, 이 반사형 편광판의 상기 제 1 기판측면과 반대면측에, 제 2 칼라필터를 통하여 보조광원을 배치하며, 그 보조광원이 점등했을 때와 점등하지 않았을 때에, 상기 액정층에 인가하는 전압을 달리하는 수단을 설치하도록 하여도 좋다.

또한, 상기 제 1 기판과 제 2 칼라필터와의 사이에 광산란성을 가진 산란판을 설치하면 좋다.

그 산란판으로서 표면에 요철이 형성되거나 플라스틱중에 굴절율이 다른 비즈가 분산하고 있는 플라스틱판을 사용할 수 있다.상기 제 1 칼라필터 및 제 2 칼라필터는 각각 빨강, 초록, 파랑의 각 칼라필터로 이루어지는 것을 사용하여도 좋다.그 제 1 칼라필터와 제 2 칼라필터는 상기 제 1 기판의 한쪽 면측과 다른 쪽 면측에 각각 설치하고, 그 제 1 기판을 통하여 거의 동일한 면적으로 동일한 색의 칼라필터가 서로 겹치도록 배치하여도 좋다.

또한, 외부환경의 밝기에 따라 중간조의 표시의 밝기를 변화시키도록 상기 액정층에 인가하는 전압을 제어하는 수단을 설치하는 것도 가능하다.

(작용)

본 발명의 액정표시장치에 사용하는 반사형 편광판의 이면에 직접, 또는 필름 등의 매체를 통해 인쇄층을 형성한다. 이 인쇄층에는 투과율이 큰 개구부를 설치하고, 또한 개구부를 갖는 인쇄층의 이면에 보조광원을 배치함으로써, 주광원인 외부광원이 밝은 환경(반사표시)에서는, 반사형 편광판의 반사특성을 이용하여 밝은 표시를 행하고, 인쇄층의 흡수에 의해 어두운 표시를 행한다. 어두운 환경에서는(투과표시), 보조광원을 점등하여, 인쇄층에 설치하는 개구부를 통해 보조광원의 빛을 관찰자측에 조사하여, 밝은 표시를 행한다. 이 경우에, 보조광원의 점등이온일 때와 오프일 때에는, 회로측에서, 단계조절반전회로를 전환하여, 반사표시인 경우에는, 액정층의 큰 전압을 인가하고 있는 화소부에 대하여, 투과표시에서는, 액정층에 작은 전압을 인가한다. 반대로, 반사표시의 경우에는, 액정층에 작은 전압을 인가하고 있는 화소부에 대하여, 투과표시에서는 액정층에 큰 전압을 인가한다.

이 단계조절반전회로에 의해, 반사표시와 투과표시는 액정층에 인가하는 전압의 대소가 반전하고, 동시에 반사형 편광판에 의해 명암표시의 반전이 발생하기 때문에, 액정표시장치로서는, 반사표시에서의 밝은 표시는, 투과표시에서도 밝은 표시가 된다. 특히, 화상의 명암표시의 반전을 방지하는 것은, 칼라필터 등을 이용한 칼라액정표시장치에서는, 명암표시의 반전은, 색의 정보가 반사표시와 투과표시에서 변화하여 버리기 때문에, 명암표시의 반전을 방지하는 것은 매우 효과적이다.

마찬가지로, 제 1 기판의 이면측에 콜레스테릭액정폴리머필름을 이용하는 경우에 있어서도, 콜레스테릭액정폴리머필름의 이면에 직접, 또는 필름 등의 매체를 통해 인쇄층을 설치하고, 이 인쇄층에 투과율이 큰 개구부를 설치하고, 또 개구부를 갖는 인쇄층의 이면에 보조광원을 배치함으로써, 밝은 환경(반사표시)에서는, 반사형 편광판의 반사특성을 이용하여 밝은 표시를 행하고, 인쇄층의 흡수에 의해 어두운 표시를 한다. 어두운 환경에서는(투과표시), 보조광원을 점등하여, 인쇄층에 설치한 개구부를 통해 보조광원의 빛을 관찰자측에 조사하여, 밝은 표시를 행한다. 이 경우에, 보조광원의 점등이 온일 때와 오프일 때에, 회로측에서 단계조절반전회로를 전환하여, 반사표시인 경우에는, 액정층에 큰 전압을 인가하고 있는 화소부에 대하여, 투과표시에서는, 액정층에 작은 전압을 인가한다. 반대로, 반사표시인 경우에는, 액정층에 작은 전압을 인가하고 있는 화소부에 대하여, 투과표시에서는, 액정층에 큰 전압을 인가한다.

이 단계조절반전회로에 의해, 반사표시와 투과표시는 액정층에 인가하는 전압의 대소가 반전하고, 동시에 콜레스테릭액정폴리머필름에 의해 명암표시의 반전이 발생하기 때문에, 액정표시장치로서는, 반사표시에서 밝은 표시는, 투과표시에서도 밝은 표시가 된다. 특히, 화상의 명암표시의 반전을 방지하는 것은, 칼라필터 등을 이용한 칼라액정표시장치에서는, 명암표시의 반전은, 색의 정보가 반사표시와 투과표시에서 변화하여 버리기 때문에, 명암표시의 반전을 방지하는 것은 효과적이다.

또한 제 1 기판과 제 2 기판과의 사이에, 제 1 칼라필터를 설치하고, 반사형 편광판, 또는 콜레스테릭액정필름의 이면에 제 2 칼라필터를 설치함으로써, 반사표시의 경우에는, 제 1 칼라필터를 두 번 투과하여 색정보를 표시하는 동시에, 어두운 표시에서는 제 2 칼라필터의 흡수특성에 의해 흡수층으로서 채용한다. 또한 보조광원이 점등했을 때의 투과표시의 경우에는, 제 2 칼라필터와 제 1 칼라필터를 투과함으로써 색정보를 표시하기 때문에, 제 1 칼라필터만을 갖는 경우에 비하여, 제 1 칼라필터는, 반사표시에 최적화가 가능하고, 제 2 칼라필터에 의해 투과표시의 색상을 개선할 수 있으므로, 반사표시와 투과표시의 양 표시를 개선하는 것이 가능해진다.

또한, 반사표시는 밝은 표시가 필요하기 때문에, 단계조절신호는 중간조가 밝은 방향에 편중되어 설정된다. 이로써, 밝은 표시가 가능해진다. 그러나, 투과표시의 경우에는, 컨트라스트와 색상이 중요하다. 특히 외부광원이 매우 어두운 경우에는, 관찰자가 밝기에 대하여 매우 민감해지기 때문에, 반사표시에 비하여 단계조절신호는, 중간조를 검은 쪽으로 편중하여 설정함으로써, 보조광원의 점등의 온과 오프에 의한 표시의 큰 변화를 방지할 수 있다. 즉, 단계조절신호의 보정을 보조광원의 점등의 온과 오프에 의해 변경함으로써, 표시품질을 양호하게 할 수 있다.

또한, 외부광원에 의한 액정표시장치의 사용환경의 밝기에 의해, 단계조절신호는 중간조를 밝은 방향, 혹은 어두운 방향으로 편중되어 보정을 가변함으로써, 반사표시를 하는 경우에 있어서도 표시품질의 개선이 가능해진다.

Claims (21)

1. 삭제
2. 삭제
3. 주사전극을 설치한 제 1 기판과, 데이터전극을 설치한 제 2 기판을, 상기 주사전극과 데이터전극을 대향시키도록 소정의 간격을 두어 배치하고, 그 제 1 기판과 제 2 기판과의 사이에 액정층을 봉입하여 이루어지는 액정셀을 구비하며,

   이 액정셀의 제 2 기판을 눈에 보이는 측에 배치하고, 상기 제 1 기판과 제 2 기판의 각각 액정층과 접하는 면과 반대면측에 편광판을 배치하며,

   상기 제 1 기판측에 배치하는 편광판은 반사형 편광판이며, 이 반사형 편광판의 상기 제 1 기판측면과 반대측에 보조광원을 설치하고, 해당 반사형 편광판과 보조광원과의 사이에 일부의 빛을 투과하는 광흡수층을 설치하는 동시에,

   상기 보조광원이 점등했을 때와 점등하지 않았을 때에, 상기 액정층에 인가하는 전압을 달리하는 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 보조광원이 점등했을 때와 점등하지 않았을 때에, 상기 액정층에 인가하는 전압을 달리하는 수단이, 상기 액정층에 인가하는 단계조절신호를 반전시키는 회로인 액정표시장치.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 반사형 편광판과 상기 광흡수층과의 사이에, 광산란성을 가진 산란판을 설치한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 산란판이 상기 반사형 편광판에 접착하고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 산란판이 표면에 요철이 형성되거나 플라스틱중에 굴절율이 다른 비즈가 분산되어 있는 플라스틱판이며, 상기 반사형 편광판의 이면에 점착제에 의해 눌러 붙여져 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 산란판과 상기 광흡수층과의 사이에 틈을 형성한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
9. 제 3 항에 있어서, 상기 광흡수층은 투과율이 큰 개구부와 투과율이 작은 흡수부를 가지는 인쇄층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
10. 제 3 항에 있어서, 상기 광흡수층은 화소부에 있어서 복수의 개구부 혹은 투과성을 가지는 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 개구부를 가진 광흡수층은 상기 개구부와 상기 흡수부가 규칙적으로 배열된 격자형상을 이루며, 이 흡수부를 이루는 인쇄층은 외부광의 입사각이 커지면 그 막두께에 의해 외부광을 흡수하는 두꺼운 막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
12. 주사전극을 설치한 제 1 기판과, 데이터전극을 설치한 제 2 기판을 상기 주사전극과 데이터전극을 대향시키도록 소정의 간격을 두어 배치하고, 그 제 1 기판과 제 2 기판과의 사이에 액정층을 봉입하여 이루어지는 액정셀을 구비하며,

    이 액정셀의 제 2 기판을 눈에 보이는 측에 배치하고,

    이 제 2 기판의 액정층과 접하는 면과 반대면측에 흡수형 편광판을 상기 제 1 기판의 액정층과 접하는 면과 반대면측에 콜레스테릭액정폴리머필름을 각각 배치하며,

    이 콜레스테릭액정폴리머필름의 상기 제 1 기판측면과 반대면측에 일부 빛을 투과하는 광흡수층을 통하여 보조광원을 배치하고 있으며,

    상기 보조광원이 점등했을 때와 점등하지 않았을 때에는, 상기 액정층에 인가하는 전압을 달리하는 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 보조광원이 점등했을 때와 점등하지 않았을 때에는 상기 액정층에 인가하는 전압을 달리하는 수단이, 상기 액정층에 인가하는 단계조절신호를 반전시키는 회로인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
14. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 기판과 상기 흡수형 편광판과의 사이에 위상차판을, 상기 제 1 기판과 상기 콜레스테릭액정폴리머필름과의 사이에 1/4λ판을 각각 배치한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
15. 제 12 항에 있어서, 상기 광흡수층은 전체가 일부 빛을 투과하도록 투명성을 가진 인쇄층인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
16. 주사전극을 설치한 제 1 기판과, 데이터전극을 설치한 제 2 기판을, 상기 주사전극과 데이터전극을 대향시키도록 소정의 간격을 두어 배치하고, 그 제 1 기판과 제 2 기판과의 사이에 액정층을 봉입하고, 이 제 1 기판 또는 제 2 기판상에 제 1 칼라필터를 설치한 액정표시패널을 구비하고,

    이 액정셀의 제 2 기판을 눈에 보이는 측에 배치하고,

    이 제 2 기판의 액정층과 접하는 면과 반대면측에 흡수형 편광판을, 상기 제 1 기판의 액정층과 접하는 면과 반대면측에 반사형 편광판을 각각 배치하며,

    이 반사형 편광판의 상기 제 1 기판측면과 반대면측에, 제 2 칼라필터를 통하여 보조광원을 배치하고 있으며,

    상기 보조광원이 점등했을 때와 점등하지 않았을 때에, 상기 액정층에 인가하는 전압을 달리하는 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 칼라필터와의 사이에 광산란성을 가진 산란판을 설치한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 산란판이 표면에 요철이 형성되거나 플라스틱중에 굴절율이 다른 비즈가 분산하고 있는 플라스틱판인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
19. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 칼라필터 및 제 2 칼라필터는 각각 빨강, 초록, 파랑의 각 칼라필터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
20. 제 19 항에 있어서, 제 1 칼라필터와 제 2 칼라필터는 상기 제 1 기판의 한쪽 면측과 다른 쪽 면측에 각각 설치하고, 이 제 1 기판을 통하여 거의 동일한 면적으로 동일한 색의 칼라필터가 서로 겹치도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
21. 제 16 항에 기재된 액정표시장치에 있어서, 외부환경의 밝기에 따라 중간조의 표시의 밝기를 변화시키도록 상기 액정층에 인가하는 전압을 제어하는 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.