[go: up one dir, main page]

KR100569332B1 - 액정 표시 장치 및 전자 기기 - Google Patents

액정 표시 장치 및 전자 기기 Download PDF

Info

Publication number
KR100569332B1
KR100569332B1 KR1020030083316A KR20030083316A KR100569332B1 KR 100569332 B1 KR100569332 B1 KR 100569332B1 KR 1020030083316 A KR1020030083316 A KR 1020030083316A KR 20030083316 A KR20030083316 A KR 20030083316A KR 100569332 B1 KR100569332 B1 KR 100569332B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
layer
display device
light
crystal panel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
KR1020030083316A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040045362A (ko
Inventor
이이지마지요아키
Original Assignee
세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세이코 엡슨 가부시키가이샤 filed Critical 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Publication of KR20040045362A publication Critical patent/KR20040045362A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100569332B1 publication Critical patent/KR100569332B1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133553—Reflecting elements
    • G02F1/133555—Transflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/1396—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the liquid crystal being selectively controlled between a twisted state and a non-twisted state, e.g. TN-LC cell
    • G02F1/1397—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the liquid crystal being selectively controlled between a twisted state and a non-twisted state, e.g. TN-LC cell the twist being substantially higher than 90°, e.g. STN-, SBE-, OMI-LC cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

반사 표시와 투과 표시 중 어느 것에 있어서도 높은 콘트라스트의 밝은 표시를 얻을 수 있는 반투과 반사형의 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 상측 기판(11)과 하측 기판(12) 사이에 유지된 220°∼270°로 비틀어져 배향된 액정층(13)과, 상기 액정층(13)을 사이에 두고 상하로 마련된 상측 위상차층(15) 및 하측 위상차층(17)과, 상기 양 위상차층의 외면측에 각각 배치된 상측 편광판(16) 및 하측 편광판(18)과, 경사 반사층(14)을 구비한 액정 패널(10)과, 백 라이트(20)를 구비하고 있고, 상기 상측 편광판(16)에 액정층(13)측으로부터 입사되는 광이 타원 편광으로 되고, 상기 액정층(13)의 광학 이방성 △n과, 액정층 두께 d와의 곱 △nd가 820nm∼950nm로 되어 있고, 상기 액정 패널(10)에, 경사 방향으로부터 입사되는 광이, 그 정반사 방향보다도 액정 패널 수직 방향측으로 출사되도록 되어 있다.

Description

액정 표시 장치 및 전자 기기{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE}
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 액정 표시 장치의 단면 구성 및 표시 원리를 나타내는 설명도,
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태의 액정 표시 장치의 단면 구성 및 표시 원리를 나타내는 설명도,
도 3은 본 발명의 제 3 실시형태의 액정 표시 장치의 단면 구성 및 표시 원리를 나타내는 설명도,
도 4는 본 발명의 제 4 실시형태의 액정 표시 장치의 단면 구성 및 표시 원리를 나타내는 설명도,
도 5는 본 발명의 제 5 실시형태의 액정 표시 장치의 단면 구성 및 표시 원리를 나타내는 설명도,
도 6은 본 발명의 제 4 실시형태의 액정 표시 장치의 단면 구성 및 표시 원리를 나타내는 설명도,
도 7은 실시예에 있어서의 비교예의 액정 표시 장치의 단면 구성 및 표시 원리를 나타내는 설명도,
도 8은 도 10에 나타내는 액정 표시 장치에 있어서, 투과 표시의 휘도를 향상시킨 구성의 액정 표시 장치의 단면 구성 및 표시 원리를 나타내는 설명도,
도 9a는 도 8에 나타내는 액정 표시 장치의 투과 표시의 전압 특성, 도 9b는 동 반사 표시의 전압 특성을 나타내는 그래프,
도 10은 종래의 반투과 반사형 액정 표시 장치의 단면 구성 및 표시 원리를 나타내는 설명도,
도 11a, b는, 도 1에 나타내는 경사 반사층(14)의 예를 나타내는 부분 사시도,
도 12는 실시예에 있어서의 구성예 1의 액정 표시 장치의 단면 구성을 나타내는 설명도,
도 13은 실시예에 있어서의 구성예 2의 액정 표시 장치의 단면 구성을 나타내는 설명도,
도 14는 실시예에 있어서의 종래예의 액정 표시 장치의 단면 구성을 나타내는 설명도,
도 15는 실시예 5에서 제작한 액정 표시 장치의 단면 구성을 나타내는 설명도,
도 16은 실시예 6에서 제작한 액정 표시 장치의 단면 구성을 나타내는 설명도,
도 17은 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 구비한 전자 기기의 일례를 나타내는 사시 구성도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10, 30, 40, 10A, 30A, 40A : 액정 패널
20 : 백 라이트(조명 장치) 11 : 상측 기판
12 : 하측 기판 13 : 액정층
14 : 경사 반사층(반투과 반사층)
15 : 상측 위상차판(상측 위상차층) 16 : 상측 편광판
17 : 하측 위상차판(하측 위상차층) 34 : 반사층(반투과 반사층)
32 : 축이탈 이방성 광산란층
41 : 전방 투과 후방 회절층(이방성 광학층)
35 : 온도 보상 위상차판(상측 위상차층)
본 발명은, 액정 표시 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
반투과 반사형 액정 표시 장치는, 밝은 장소에서는 통상의 반사형 액정 표시 장치와 마찬가지로 외광을 이용하지만, 어두운 장소에서는 내부의 광원에 의해 표시를 시인 가능하게 한 형태의 액정 표시 장치이며, 이러한 종류의 액정 표시 장치로서는, 예컨대 (특허 문헌 1) 등에 개시되어 있다. 도 10은 이 반투과 반사형 액정 표시 장치의 개략 구성 및 표시 원리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 10에 있어서, 액정 표시 장치(100)는, 액정 패널(110)과 백 라이트(120)로 구성되어 있다. 액정 패널(100)은, 표시면측(도시 상면측)으로부터 순서대로 상측 편광판(116), 제 1 상측 위상차판(135), 제 2 상측 위상차판(115), 상측 기판(111), 액정층(113), 반사층(114), 하측 기판(112), 1/4 파장판(117), 하측 편광판(118)이 배치된 구성이다. 또한 백 라이트(120)의 도광판(121) 외면측에 반사판(122)이 배치되어 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평성 제 10-332914 호 공보
도 10에 나타내는 액정 표시 장치(100)에 있어서 높은 콘트라스트의 밝은 반사 표시를 얻고자 하면, 상측 편광판(116), 하측 편광판(118)의 투과축의 방향, 액정층(113)의 광학 이방성 등은 도시와 같이 설정된다. 이 경우, 반사 표시의 흑(黑)상태에서는, 액정층(113)을 투과하여 반사층(114)에 도달한 광은 원편광이며, 반사되어 상측 편광판(116)에 입사될 때에 상측 편광판(116)의 투과축과 직교하는 직선 편광으로 변환된다. 또한, 반사 표시의 백(白)상태에서는, 반사층(114)에 의해 반사되는 광은 직선 편광이며, 반사된 후, 상측 편광판(116)에 입사될 때에도 직선 편광으로 된다.
이것에 반하여, 반사층(114)에 마련된 개구부(114a)를 거쳐서 백 라이트(120)의 광을 투과시키는 투과 표시에 있어서는, 흑상태에 있어서 상측 편광판(116)에 입사된 광이 상측 편광판(116)에 흡수되도록 하기 위해서 액정층(113)에 입사되는 백 라이트광을 원편광으로 할 필요가 있다. 그렇게 하면, 투과 표시의 백상태에 있어서, 상측 편광판(116)에 액정층(113)측으로부터 입사되는 광이 원편광으로 되기 때문에, 이 광의 약 절반이 상측 편광판(116)에 흡수되어 버려, 그 결과, 투과 표시에 있어서 충분한 휘도 및 콘트라스트를 얻을 수 없다고 하는 문제를 갖고 있었다.
또한, 전자 기기의 표시 디바이스로서 이용되는 액정 표시 장치에는, 탑재된 전자 기기의 사용 환경에 견디는 신뢰성이 요구되고, 특히, 액정 표시 장치에는, 환경에 상관없이 안정되게 고품위의 표시를 얻을 수 있는 것이 요구된다. 액정 표시 장치에서는, 온도에 의해 액정층의 복굴절성이 변화되기 때문에 표시 휘도나 콘트라스트가 변화되기 쉽고, 특히 고온 환경에서의 콘트라스트의 저하가 문제로 되는 경우가 있다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 반사 표시와 투과 표시 중 어느 것에 있어서도 높은 콘트라스트의 밝은 표시를 얻을 수 있고, 바람직하게는, 온도 변화에 의한 표시 품질의 저하도 발생하기 어려운 반투과 반사형의 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
우선, 본 발명자는, 상기 반투과 반사형 액정 표시 장치에 있어서 투과 표시의 밝기가 부족하다고 하는 문제점을 해결하기 위해서, 도 8에 나타내는 구성의 액정 표시 장치를 고안했다. 도 8에 나타내는 액정 표시 장치는, 도 10에 나타내는 종래의 액정 표시 장치와 각부의 구성은 마찬가지이지만, 액정층(113)에 있어서의 광학 이방성 및 상측 위상차판(115)의 광학 이방성을 종래의 것과는 다르게 함으로써, 투과 표시에 있어서 상측 편광판(116)에 액정층(113)측으로부터 입사되는 광의 편광 상태를 타원 편광으로 한 것이다. 이러한 구성으로 함으로써, 투과 표시의 백상태에 있어서 상측 편광판(116)을 투과하는 광량을 증가시킬 수 있어, 투과 표시를 밝게 하는 것이 가능하게 된다.
그러나, 도 8에 나타내는 액정 표시 장치에서는, 액정층(113)의 광학 이방성의 변경에 의해, 반사 표시의 흑상태에 있어서 상측 편광판(116)의 액정층(113)측으로부터 입사되는 광이, 상측 편광판(116)의 흡수축과 평행한 직선 편광으로 되지 않고, 타원 편광으로 되어 버리기 때문에 누설광이 발생되어, 반사 표시의 콘트라스트가 약간 저하되는 것을 알 수 있었다.
또한, 액정 패널의 투과율, 반사율의 전압 특성을 측정한 바, 도 9a에 나타내는 투과 표시에서는 양호한 전압 특성을 얻을 수 있지만, 도 9b에 나타내는 반사 표시에서는, 투과 표시와 동일한 전압 범위내에 반사율의 피크가 발생하고 있는 것을 알 수 있었다. 즉, 투과 표시의 휘도를 최대로 하도록 액정층(113)으로의 인가 전압을 결정하면, 반사 표시에 있어서 계조 반전이 발생된다.
따라서, 도 8에 나타내는 액정 표시 장치는, 고정 표시의 온/오프만을 행하고, 계조 표시를 행하지 않는 용도로는 투과 표시, 반사 표시 모두 충분한 휘도를 얻을 수 있어, 적합하게 이용하는 것이 가능하지만, 컴퓨터나 휴대 전화, 휴대 정보 단말 등의 계조 표시가 필요한 표시 장치로서는 바람직하지 못하다.
본 발명자가 이러한 액정 표시 장치에 대하여 검토한 바, 앞에서의 액정 표시 장치는 그 정면시에 있어서는, 반사 표시에 있어서의 콘트라스트의 저하가 발생되지만, 저시각측으로부터 이 액정 표시 장치를 관찰하면, 정면시보다도 휘도가 높고, 계조 반전이 발생되지 않는 표시를 실현할 수 있는 것을 알 수 있었다. 그래서 본 발명자는 이 양호한 반사 표시를 얻을 수 있는 시각을 패널 정면 방향으로 할 수 있으면, 반사 표시/투과 표시 중 어느 것에 있어서도 양호한 표시를 얻을 수 있다고 생각하여, 이하의 구성을 구비한 본 발명의 액정 표시 장치를 상기 과제의 해결 수단으로 했다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해서, 대향하여 배치된 상측 기판 및 하측 기판과, 상기 양 기판 사이에 유지된 220°∼270°로 비틀어져 배향된 액정층과, 상기 액정층을 사이에 두고 상하로 마련된 상측 위상차층 및 하측 위상차층과, 상기 양 위상차층의 외면측에 각각 배치된 상측 편광판 및 하측 편광판과, 하측 기판의 내측에 형성되어, 당해 액정 패널에 입사되는 광의 일부를 반사시키고, 일부를 투과시키는 반투과 반사층을 구비한 반투과 반사형의 액정 패널과, 상기 액정 패널의 배면측에 배치된 조명 장치를 구비한 액정 표시 장치로서, 명표시에 있어서 상기 조명 장치로부터 발생되어 상기 액정층측으로부터 상기 상측 편광판에 입사되는 광이 타원 편광으로 되고, 상기 액정층의 광학 이방성 △n과, 액정층 두께 d와의 곱 △n·d가 820nm∼950nm로 되어 있고, 상기 액정 패널에, 경사 방향으로부터 입사되는 광을, 그 정반사 방향보다도 액정 패널 수직 방향측으로 가장 강하게 출사시키는 지향성 반사 기능이 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 구성의 액정 표시 장치는, 명표시에 있어서 상측 편광판에 액정층측으로부터 입사되는 광을 타원 편광으로 함으로써, 도 10에 나타내는 종래의 액정 표시 장치에 비하여 밝은 투과 표시를 얻을 수 있고, 또한 상기 지향성 반사 기능을 구비한 것에 의해, 반사 표시에 있어서의 콘트라스트의 저하와 계조 반전을 방지할 수 있도록 되어 있다. 명표시란, 온 상태 또는 오프 상태에서 밝게 되는 쪽의 표시 상태를 나타낸다.
다음에, 환경 온도에 의한 표시 품질의 저하는, 온도의 상승에 의한 액정층(액정)(113)의 복굴절의 변화량과, 액정 표시 장치의 배경색의 착색의 보상이나 시야각의 확대를 목적으로서 패널 표시면측에 마련되는 광학 보상판으로서의 제 1 상측 위상차판(135)의 복굴절의 변화량이 다르기 때문에, 상기 위상차판(135)에 의한 광학 작용이 기능하지 않고, 그 결과로서, 배경색의 착색이나 협시야각화, 콘트라스트의 저하 등이 발생하는 것에 의한 것이다. 즉, 제 1 위상차판(135)으로서는, 통상 고분자 필름을 연신한 것이 이용되고 있지만, 이러한 종류의 연신 필름에서는, 그 광학 이방성 △n이 온도 변화에 대해서는 거의 변화되지 않기 때문에, 온도 변화에 의해 비교적 크게 광학 이방성 △n이 변화되는 액정과의 사이에 차가 발생하여, 액정층을 투과한 광에 대한 광학 보상이 효과적으로 이루어지지 않는 것에 의한다.
그래서, 본 발명자는, 상기 제 1 위상차판(135) 대신에, 온도에 의해 그 광학 이방성 △n이 변화되고, 또한 그 광학 이방성의 변화도가 적절히 제어된 위상차판을 이용하면, 상기 환경 온도의 변화에 의한 표시 품질의 저하를 효과적으로 방 지할 수 있다고 생각했다.
본 발명은, 상기 견해에 근거하여 이루어진 것이며, 상기 과제를 해결하기 위해서 이하의 구성을 구비한 것이다.
즉, 본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해서, 대향하여 배치된 상측 기판 및 하측 기판과, 상기 양 기판 사이에 유지된 220°∼270°로 비틀어져 배향된 액정층과, 상기 액정층을 사이에 두고 상하로 마련된 상측 위상차층 및 하측 위상차층과, 상기 양 위상차층의 외면측에 각각 배치된 상측 편광판 및 하측 편광판과, 상기 하측 기판의 내측에 형성되어, 당해 액정 패널에 입사되는 광의 일부를 반사시키고, 일부를 투과시키는 반투과 반사층을 구비한 반투과 반사형의 액정 패널과, 상기 액정 패널의 배면측에 배치된 조명 장치를 구비한 액정 표시 장치로서, 상기 액정 패널의 명표시의 화소에 있어서 상기 조명 장치로부터 발생되어 상기 액정층측으로부터 출사되고, 상기 상측 편광판에 입사되는 광이 타원 편광으로 되고, 상기 액정층의 광학 이방성 △n과, 액정층 두께 d와의 곱 △n·d가 820nm∼950nm로 되며, 상기 액정 패널에, 경사 방향으로부터 입사되는 광을, 그 정반사 방향보다도 액정 패널 수직 방향측으로 출사시키는 지향성 반사 기능이 구비되어 있고, 상기 상측 위상차층의 광학 이방성 △n과, 그 층두께 d와의 곱 △n·d의 25℃에서의 값 R25와, 70℃에서의 값 R70과의 비 R25/R70이, 상기 액정층을 구성하는 액정의 N-I 점 Tni(℃)를 이용하여, 하기(수학식 1)에 나타낸 범위로 된 것을 특징으로 한다.
Figure 112003044157648-pat00001
상기 구성의 본 발명의 액정 표시 장치는, 명표시의 화소에 있어서 상측 편광판에 액정층측으로부터 입사되는 광을 타원 편광으로 함으로써, 도 10에 나타내는 종래의 액정 표시 장치에 비하여 밝은 투과 표시를 얻을 수 있고, 또한 상기 지향성 반사 기능을 구비한 것에 의해, 도 8에 나타내는 구성의 액정 표시 장치의 문제점인 반사 표시에 있어서의 콘트라스트의 저하와 계조 반전을 효과적으로 방지할 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 명표시란, 화소의 액정이 온 상태, 또는 오프 상태에서 밝게 되는 쪽의 표시 상태를 나타내고 있다.
그리고, 액정층의 상측에 마련된 상측 위상차층으로서, 그 위상차(△n·d)가 온도에 따라 변화되는 것을 이용하고, 또한 그 △n·d의 변화도(R70/R25)를 상기 범위에 규정하는 것에 의해, 본 발명의 구성을 구비한 액정 표시 장치의 온도 변화에 기인하는 표시 품위의 저하를 효과적으로 방지할 수 있도록 되어 있다. 즉, 상기 범위에 △n·d의 변화도가 규정된 위상차층은, 본 발명의 필수적인 구성으로 된 「상측 편광판에 액정층측으로부터 입사되는 광이 타원 편광으로 되고, 또한 지향 정반사 기능을 구비한 액정 패널」과 함께 이용한 경우에, 특히 현저한 효과를 나타내는 것이다.
또한, 상기 액정의 N-I 점은, 이른바 액정의 투명점이며, N-I(네마틱-등방성 액체) 전위 온도를 가리킨다. 또한, 본 발명자는 상기 (수학식 1)에서 표시된 범 위가 적절한 것을 검증하고 있고, 그 상세한 것은 후술의 실시예에 있어서 기술한다.
본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 상기 상측 위상차층의 광학 이방성 △n과, 그 층두께 d와의 곱 △n·d의 25℃에서의 값 R25와, 70℃에서의 값 R70과의 비 R25/R70이, 상기 액정층을 구성하는 액정의 N-I 점 Tni(℃)을 이용하여, 하기(수학식 2)에 나타낸 범위로 되는 것이 바람직하다.
Figure 112003044157648-pat00002
상측 위상차판의 △n·d의 온도 변화율인 R70/R25를, 상기 범위로 하면, 액정의 광학 이방성 △n이 온도 변화에 따라 변화된 경우에도, 효과적으로 배경색의 채색(coloring)을 방지하고, 시야각을 확대할 수 있어, 높은 콘트라스트의 표시를 얻을 수 있는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치에서는, 상기 액정 패널의 명표시의 화소에 있어서 상기 상측 편광판에 액정층측으로부터 입사되는 타원 편광의 타원율이, 25℃에 있어서 0보다 크고 0.5 이하로 되는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 상측 편광판을 투과하여 투과 표시의 표시 광량을 증대시킬 수 있어, 밝은 투과 표시를 얻을 수 있다.
여기서, 타원율이란 길이 A의 장축과 길이 B의 단축을 갖는 타원 편광에 있어서, B/A에 의해 부여된다. 또한, 본 명세서에 있어서는, 상기 타원율은 파장 550nm에 있어서의 B/A를 말한다. 또한 실제의 측정에 있어서는, 상측 편광판(116)을 빼고, 대신에 편광 검광자를 마련한 액정 표시 장치를 이용하고, 그 투과축의 방향을 바꾸어 검사광의 투과율을 측정하여, 얻어진 투과율의 최대값 Tmax 및 최소값 Tmin의 비
Figure 112003044157648-pat00003
에 의해 상기 타원율 B/A를 얻을 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 액정 패널에, 경사 반사층이 구비된 구성으로 할 수 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 경사 반사층에 의해 상기 지향성 반사 기능을 실현할 수 있다. 경사 반사층은, 당해 층에 입사된 광을, 그 정반사 방향과는 다른 방향을 향해서 반사시키는 기능을 갖는 것이다. 즉, 액정 패널에 경사 방향 입사된 외광이 경사 반사층에 의해 반사된 경우에, 이 반사광의 진행 방향을 정반사 방향보다도 액정 패널 수직 방향에 접근시킬 수 있기 때문에, 액정 패널 정면에 위치하는 관찰자 방향으로 출사되는 광량이 증가되어, 실질적으로 밝은 표시를 얻을 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 액정 패널에, 축이탈 이방성 광산란층이 구비된 구성으로 할 수 있다. 축이탈 이방성 광산란층은, 광산란성을 갖고, 또한 소정 각도로 입사된 광의 축을 입사시의 각도로부터 비키어 놓아 투과시키는 기능을 갖는 것이다. 이 축이탈 이방성 광산란층을 반사층보다 액정층측에 배치하는 것에 의해, 반사층에 의해 반사된 광을, 그 정반사 방향인 패널 경사 방향이 아니라, 액정 패널 수직 방향으로 주로 출사되도록 할 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 액정 패널에, 전방 투과 후방 회절층이 구비된 구성으로 할 수 있다. 전방 투과 후방 회절층은, 그 한쪽(전방)의 면으로부터 입사되는 광을 투과하고, 다른쪽(후방)의 면으로부터 입사되는 광을 회절하여 투과하는 기능을 갖는 것이다. 이 전방 투과 후방 회절층을, 반사층보다 액정층측에 배치하는 것에 의해, 반사층에 의해 반사된 광을 회절시켜 액정 패널 수직 방향으로 출사시킬 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 반투과 반사층이, 액정 패널의 도트 영역내에서 부분적으로 형성된 반사층으로 된 구성으로 할 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 반투과 반사층이, 입사된 광 중 특정한 편광 성분 또는 특정 파장 영역의 성분을 부분적으로 반사, 투과하는 층으로 된 구성으로 할 수도 있다.
상기 어느쪽의 구성이더라도 본 발명의 액정 표시 장치는, 양호한 반사 표시 및 투과 표시를 얻을 수 있다.
다음에, 본 발명에 따른 전자 기기는, 앞에서 기재한 본 발명의 액정 표시 장치를 구비한 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의하면, 투과 표시, 반사 표시 중 어느 것에 있어서도 고휘도의 표시를 얻을 수 있고, 넓은 온도 범위로 높은 콘트라스트, 넓은 시야각의 표시를 얻을 수 있는 표시부를 구비한 전자 기기를 제공할 수 있다.
실시형태
이하, 본 발명의 실시형태를, 도면을 참조하여 설명한다.
(제 1 실시형태)
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태인 액정 표시 장치의 단면 구조 및 표시 원리를 나타내는 설명도이다. 도 1에 나타내는 액정 표시 장치는, 액정 패널(10)과, 그 배면측(도시 하측)에 배치된 백 라이트(조명 장치)(20)를 구비하여 구성된 반투과 반사형의 액정 표시 장치이다.
액정 패널(10)은, 대향하여 배치된 상측 기판(11)과, 하측 기판(12)과의 사이에 액정층(13)을 유지하고 있고, 상측 기판(11)의 외면측에, 상측 위상차판(상측 위상차층)(15)과 상측 편광판(16)이 순서대로 적층되어 있고, 하측 기판(12)의 외면측에, 하측 위상차판(하측 위상차층)(17)과, 하측 편광판(18)이 적층되어 있다. 하측 기판(12)의 액정층(13)측에는, 경사 반사층(14)이 도트 영역내에서 부분적으로 형성되어, 반투과 반사층으로서 기능하고 있다. 또한, 상측 기판(11) 및 하측 기판(12)의 액정층(13)측에는, 도시는 생략했지만, 액정층(13)의 배향 상태를 제어하기 위한 전극이나 배향막이 형성되어 있고, 경우에 따라서는 컬러 표시를 위한 색재층이 마련되어 있더라도 좋다.
경사 반사층(14)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 액정 패널(10)의 도트 영역내에서 부분적으로 마련되어 있고, 경사 반사층(14)이 마련되어 있지 않은 투과 영역(14a)을 거쳐서 백 라이트(20)의 광을 투과시켜 투과 표시를 행하도록 되어 있다.
백 라이트(20)는, 도광판(21)과, 도광판(21) 외면측에 배치된 반사판(22)과, 도광판(21)의 측단면에 배치된, 도시 생략된 광원을 구비하고 있다.
본 발명에 따른 액정 패널의 액정층(13)은, 그 액정 분자가 220°∼270°로 비틀어져 배향된 STN(Super Twisted Nematic) 액정으로 이루어지고, 액정의 광학 이방성 △n과, 액정층(13)의 층두께 d와의 곱 △n·d가 820nm∼950nm의 범위로 되어 있다. 상기 곱 △n·d가 앞에서의 범위를 넘어, 820nm 미만인 경우는 투과율의 개선을 기대할 수 없게 되고, 950nm보다 큰 경우는 반사시의 계조 반전을 개선할 수 없게 된다.
도 1에 나타내는 경사 반사층(14)은, 입사된 광을, 정반사 방향으로부터 어긋난 방향으로 출사시키는 기능을 갖는 반사층이며, 본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서의 지향성 반사 기능을 이루는 것이다. 이 경사 반사층(14)으로서는, 예컨대, 도 11a에 도시하는 바와 같이, 복수의 삼각 주상의 돌출부(14b)는 그 능선의 연장 방향이 동일하게 되어 있고, 그들의 돌출부(14b)를 구성하는 2사면의 경사각이 달라진 요철 형상을 갖고, 또한 사면의 표면에 미세한 요철부(14f)가 마련된 수지 요철막(14d)과, 이 수지 요철막(14d)의 표면에 형성된 반사막(14c)을 구비한 것이나, 도 11b에 도시하는 바와 같이, 복수의 삼각 주상의 돌출부(14b)는 그 능선의 연장 방향이 동일하게 되어 있고, 또한 면내 방향에서 경사져 배치되며, 또한 그 측면의 일부를 이루는 복수의 사면부(14e)의 경사각이 거의 랜덤으로 다르게 되어 있는 요철 형상을 갖는 수지 요철막(14d)과, 이 수지 요철막(14d)의 표면에 형성된 반사막(14c)을 구비한 것 등을 이용할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 경사 반사층(14)의 반사 특성은, 액정 패널(10)의 경사 상방으로부터 입사되는 광의 경사 반사층(14)에 의한 반사광이, 액정 패널(10) 의 수직 방향으로 출사되도록 삼각 주상의 돌출부(14a)의 경사면의 주된 경사각에 의해 결정된다. 또한, 도 11a에서는 미세한 요철부(14f)의 형상이나 밀도 등에 의해, 도 11b에서는 미세한 사면부(14e)의 경사의 차이에 의해, 반사광의 확산 효과를 얻을 수 있다. 또한, 도 11a, b에 나타내는 삼각 주상의 돌출부(14b)의 최상부를 둥글게 하여 형성하더라도 좋다. 그 외에, 일본 특허 공개 평성 제 10-177106 호 공보에 기재된 금속 박막을 적용할 수도 있다.
다음에, 상기 구성을 구비한 본 실시형태의 액정 표시 장치의 표시 원리를 설명한다.
우선, 도 1 좌측에 나타내는 반사 표시에서는, 액정 패널(10)에 경사 상방으로부터 입사된 광은, 지면에 평행한 투과축을 갖는 상측 편광판(16)에 의해, 지면에 평행한 직선 편광으로 변환되고, 이어서 상측 위상차판(15)을 통하여 액정층(13)에 입사된다. 그리고, 액정층(13)이 온 상태(액정에 전압이 인가되어 액정 분자가 전계에 따라 배향된 상태)이면, 도 1에 도시하는 바와 같이 상측 위상차판(15) 및 액정층(13)의 편광 변환 작용에 의해 지면에 거의 수직인 직선 편광으로 변환되어 경사 반사층(14)에 입사되고, 경사 반사층(14)의 작용에 의해 액정 패널(10) 수직 방향으로 반사되며, 액정층(13) 이어서 상측 위상차판(15)에 의해 지면에 평행한 직선 편광으로 변환되어 상측 편광판(16)에 입사되어, 액정 패널(10)의 수직 방향으로 출사되어 도트가 백상태로 표시된다.
한편, 액정층(13)이 오프 상태(액정 분자의 배향 상태가 전압 무인가 상태와 동일)이면, 상측 위상차판(15)에 입사된 광은, 상측 위상차판(15) 및 액정층(13)에 의해 좌회전의 거의 원편광으로 되어 경사 반사층(14)에 도달하고, 경사 반사층(14)의 작용에 의해 액정 패널(10)의 수직 방향으로 반사되고, 또한 우회전의 거의 원편광으로 반전된다. 그리고, 액정층(13)을 투과한 후, 상측 위상차판(15)에 의해 지면에 수직인 직선 편광으로 변환되고, 지면에 평행한 투과축을 갖는 상측 편광판(16)에 의해 흡수되어, 도트가 흑 상태로 표시된다.
다음에, 투과 표시에서는, 백 라이트(20)로부터 출사된 광이 하측 편광판(18)에 의해 지면에 평행한 직선 편광으로 변환되고, 이어서 하측 위상차판(17)에 의해 우회전의 원편광으로 변환되며, 경사 반사층(14)이 형성되어 있지 않은 투과 영역(14a)을 거쳐서 액정층(13)에 입사된다. 그리고, 액정층(13)이 온 상태이면, 액정층(13) 및 상측 위상차판(15)의 편광 변환 작용에 의해, 상측 편광판(16)의 투과축과 거의 평행한 장축을 갖는 타원 편광으로 변환되어 상측 편광판(16)에 입사되고, 상측 편광판(16)의 투과축과 평행한 성분만이 투과되어 도트가 백상태로 표시된다.
한편, 액정층(13)이 오프 상태인 경우에는, 우회전의 원편광의 상태로 액정층(13)을 투과하고, 상측 위상차판(15)에 의해 지면에 수직인 직선 편광으로 변환되어 상측 편광판(16)에 입사된다. 그리고, 지면에 평행한 투과축을 갖는 상측 편광판(16)에 의해 흡수되어 도트가 흑표시된다.
상기 표시 원리에 근거하여 반사 표시 및 투과 표시를 행하는 본 실시형태의 액정 표시 장치에서는, 도 1에 도시하는 바와 같이 투과 표시에 있어서 상측 편광판(16)에 액정층(13)측으로부터 입사되는 광이, 타원 편광으로 되어 있는 것에 의 해, 도 10에 나타내는 종래의 액정 표시 장치(100)에 비하여, 상측 편광판(16)을 투과하는 광량을 증가시킬 수 있어, 밝은 투과 표시를 얻을 수 있다.
또한, 경사 반사층(14)이 마련되어 있는 것에 의해, 액정 패널(10)의 경사 상방으로부터 입사된 광이, 경사 반사층(14)에 의해 반사된 후, 액정 패널(10) 수직 방향으로 진행하도록 되어 있기 때문에, 액정 패널(10) 정면 방향으로 출사되는 표시광의 광로가, 도 8에 나타내는 액정 표시 장치의 광로보다도 길게 되도록 되어 있다. 이것에 의해, 도 8의 액정 표시 장치에 있어서 과제로 되어 있었던 반사 표시의 콘트라스트의 저하나, 계조 반전의 문제를 해결하여, 양호한 반사 표시를 얻을 수 있도록 되어 있다. 따라서, 본 실시형태의 액정 표시 장치는, 계조 표시가 필요한 용도에도 적합하게 이용할 수 있다.
상기 투과 표시에 있어서, 상측 편광판(16)에 액정층(13)측으로부터 입사되는 광의 타원율은, 0보다 크고 0.5 이하의 범위로 하는 것이 바람직하고, 이러한 범위로 함으로써, 상측 편광판(16)을 투과하는 광량을 비교적 크게 할 수 있기 때문에, 투과 표시의 휘도를 보다 높일 수 있게 된다.
상기 제 1 실시형태에서는, 백 라이트(20)로부터 출사된 광이 액정층(13)에 입사될 때에 원편광으로 되고 있는 경우에 대하여 설명했지만, 이 액정층(13)에 입사되는 광은, 타원 편광이더라도 좋다. 이 경우에는, 하측 기판(12)측에 마련된 하측 위상차판(17)에 의해서 하측 편광판(18)을 투과한 직선 편광이 타원 편광으로 변환되도록, 하측 위상차판(17)의 위상차를 조정하면 된다.
이렇게 하여 액정층(13)에 타원 편광을 입사시키는 구성으로 하면, 액정층(13)을 투과하여 상측 기판측의 상측 편광판(16)에 입사되는 광의 타원율을 보다 작게 할 수 있기 때문에, 더 밝은 투과 표시를 얻을 수 있다.
(제 2 실시형태)
다음에, 본 발명의 제 2 실시형태에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2에 나타내는 액정 표시 장치는, 액정 패널(30)과, 그 배면측(도시 하측)에 배치된 백 라이트(조명 장치)(20)를 구비하여 구성된 반투과 반사형의 액정 표시 장치이다.
액정 패널(30)은, 대향하여 배치된 상측 기판(11)과, 하측 기판(12)과의 사이에 액정층(13)을 유지하고 있고, 상측 기판(11)의 외면측에, 축이탈 이방성 광산란층(32)과, 상측 위상차판(15)과 상측 편광판(16)이 순서대로 적층되어 있고, 하측 기판(12)의 외면측에, 하측 위상차판(17)과, 하측 편광판(18)이 적층되어 있다. 하측 기판(12)의 액정층(13)측에는, 반사층(34)이 도트 영역내에서 부분적으로 형성되어 있다. 또한, 상측 기판(11) 및 하측 기판(12)의 액정층(13)측에는, 도시는 생략했지만, 액정층(13)의 배향 상태를 제어하기 위한 전극이나 배향막이 형성되어 있고, 경우에 따라서는 컬러 표시를 위한 색재층이 마련되어 있더라도 좋다. 반사층(34)은, 도 2에 도시하는 바와 같이 액정 패널(30)의 도트 영역내에서 부분적으로 마련되어 있고, 반사층(34)이 마련되어 있지 않은 투과 영역(34a)을 거쳐서 백 라이트(20)의 광을 투과시켜 투과 표시를 행하도록 되어 있다. 백 라이트(20)는, 도 1에 나타내는 것과 동일한 구성을 구비하고 있다.
본 발명에 따른 액정 패널의 액정층(13)은, 그 액정 분자가 220°∼270°로 비틀어져 배향된 STN(Super Twisted Nematic) 액정으로 이루어지고, 액정의 광학 이방성 △n과, 액정층(13)의 두께 d와의 곱 △n·d가 820nm∼950nm의 범위로 되어 있다.
도 2에 나타내는 축이탈 이방성 광산란층(32)은, 그 일면측으로부터 소정 각도로 입사된 광을 산란시키고, 또한 입사시의 광축과 어긋난 방향의 광축을 갖는 투과광으로서 출사시키는 기능을 갖는 것이며, 반사층(34)과 함께 본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서의 지향성 반사 기능을 이루는 것이다.
이 축이탈 이방성 광산란층(32)으로서는, 예컨대 일본 특허 공개 2001-123906 호 공보에 기재된 축이탈 이방성 광산란 필름을 적용할 수 있다. 이러한 문헌에 기재된 축이탈 이방성 광산란 필름은, 필름 내부에 굴절율이 다르고, 또한 불규칙한 형상과 두께를 갖는 부위가, 대략 띠 형상으로 분포되며, 필름 두께 방향에서 상기 띠 형상 분포가 연장되는 방향이 서서히 변화되고 있는 구조를 갖는 것이고, 소정 각도로부터 입사된 광에 대해서는, 광산란을 발생시키고, 또한 광이 필름을 투과할 때에 그 주된 진행 방향을 입사시의 진행 방향과는 다른 방향으로 변화시킬 수 있다. 또한, 상기 소정 각도와는 다른 입사 각도로 입사된 광에 대해서는 광산란을 발생하지 않고 투과시키도록 되어 있다.
본 실시형태의 액정 표시 장치에서는, 상기 축이탈 이방성 광산란층(32)에 상기 필름이 적용되어 있고, 또한 축이탈 이방성 산란층(32)에 있어서 광산란을 발생시키는 각도와, 반사 표시에 있어서 고휘도를 얻을 수 있는 시각이 일치하도록 배치되며, 당해 각도로 축이탈 이방성 산란층(32)에 입사된 광이, 액정 패널(30)의 수직 방향으로 출사되도록 축이탈 이방성 광산란층(32)의 특성이 조정되어 있다.
다음에, 상기 구성을 구비한 본 실시형태의 액정 표시 장치의 표시 원리를 설명한다.
우선, 도 2 우측에 나타내는 투과 표시에 대해서는, 그 표시 원리는 상기 제 1 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서의 투과 표시와 마찬가지이기 때문에, 이하에서는 도 2 좌측에 나타내는 반사 표시에 대해서만 설명한다.
본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서의 반사 표시에서는, 경사 상방으로부터 액정 패널(30)에 입사된 광은, 지면에 평행한 투과축을 갖는 상측 편광판(16)에 의해, 지면에 평행한 직선 편광으로 변환되고, 이어서 상측 위상차판(15)을 통과하여 축이탈 이방성 광산란층(32)에 입사되지만, 이 광의 입사 각도는 앞에서의 축이탈 이방성 광산란층(32)에 있어서 광산란을 발생시키는 입사 각도와는 상이하게 되어 있기 때문에, 거의 산란을 발생하지 않고 투과되어 액정층(13)에 입사된다.
그리고, 액정층(13)이 온 상태(액정에 전압이 인가되어 액정 분자가 전계에 따라 배향된 상태)이면, 도 2에 도시하는 바와 같이 상측 위상차판(15) 및 액정층(13)의 편광 변환 작용에 의해 지면에 거의 수직인 직선 편광으로 변환되어 반사층(34)에 입사되고, 그 후 반사층(34)에 의해 그 정반사 방향으로 반사되며, 액정층(13) 및 상측 위상차판(15)에 의해 지면에 평행한 직선 편광으로 변환되어 상측 편광판(16)에 입사되어, 도트가 백상태로 표시된다. 여기서, 반사광은 이방 성 광산란층(32)을 통과할 때에, 반사광의 입사각은 축이탈 이방성 광산란층(32)에서 광산란을 발생하는 입사각과 일치하고 있기 때문에, 축이탈 이방성 광산란층(32)의 작용에 의해 이 반사광은 산란되고, 또한 그 주된 진행 방향을 액정 패널(30)의 수직 방향으로 향하여 축이탈 이방성 광산란층(32)을 투과한다. 따라서, 액정 패널(30)의 수직 방향에 도트가 백상태로 표시된다.
한편, 액정층(13)이 오프 상태(액정 분자의 배향 상태가 전압 무인가 상태와 동일)이면, 상측 위상차판(15) 및 액정층(13)에 의해 좌회전의 거의 원편광으로 되어 반사층(34)에 도달하여 반사되어, 우회전의 거의 원편광으로 반전된다. 그리고, 액정층(13) 및 상측 위상차판(15)에 의해 지면에 수직인 거의 직선 편광으로 변환되어 상측 편광판(16)으로 입사되고, 지면에 평행한 투과축을 갖는 상측 편광판(16)에 의해 흡수되어 도트가 흑상태로 표시된다. 여기서, 반사광은 이방성 광산란층(32)을 통과할 때에, 반사광의 입사각은 축이탈 이방성 광산란층(32)에서 광산란을 발생하는 입사각과 일치하고 있기 때문에, 축이탈 이방성 광산란층(32)의 작용에 의해 이 반사광은 산란되고, 또한 그 주된 진행 방향을 액정 패널(30)의 수직 방향으로 향하여 축이탈 이방성 광산란층(32)을 투과한다. 따라서, 액정 패널(30)의 수직 방향에서 도트가 흑상태로 표시된다.
상기 표시 원리에 근거하여 반사 표시 및 투과 표시를 행하는 본 실시형태의 액정 표시 장치에서는, 도 2에 도시하는 바와 같이 투과 표시에 있어서 상측 편광판(16)에 액정층(13)측으로부터 입사되는 광이, 타원 편광으로 되고 있는 것에 의해, 도 10에 나타내는 종래의 액정 표시 장치(100)에 비하여, 상측 편광판(16)을 투과하는 광량을 증가시킬 수 있어, 밝은 투과 표시를 얻을 수 있다.
또한, 축이탈 이방성 광산란층(32)과, 반사층(34)에 의해 구성되는 지향성 반사 기능에 의해, 도 8의 액정 표시 장치에 있어서 과제로 되어 있었던 반사 표시의 콘트라스트의 저하나, 계조 반전의 문제를 해결하여, 양호한 반사 표시를 얻을 수 있도록 되어 있다. 보다 상세하게는, 앞에서 기재한 도 8에 나타내는 액정 표시 장치에서는, 패널 정면 방향보다도 저시각측에 있어서 표시가 밝게 되기 때문에, 도 2에 도시하는 바와 같이 액정 패널(30)의 경사 상방으로부터 입사된 광의 정반사 방향과, 축이탈 이방성 광산란층(32)의 광산란을 발생하는 입사 각도를 일치시켜 축이탈 이방성 광산란층(32)을 배치하고, 이 축이탈 이방성 광산란층(32)의 광의 진행 방향을 변화시키는 특성(오프 액시스(off-axis) 특성)을, 상기 각도로 입사된 광이 액정 패널(10)의 수직 방향으로 출사되도록 조정하면, 도 8에 나타내는 액정 표시 장치에 있어서 저시각측에서 얻어지고 있었던 표시 휘도를 액정 패널(30)의 정면 방향에서 얻어지도록 할 수 있다. 이것에 의해 고휘도의 반사 표시를 얻을 수 있도록 되어 있다.
따라서, 본 실시형태의 액정 표시 장치에 의하면, 투과 표시, 반사 표시 중 어느 것에 있어서도 고휘도, 높은 콘트라스트의 양호한 표시를 얻을 수 있다.
상기 실시형태에서는, 반사층(34)을 도트 영역내에서 부분적으로 형성하고, 반사층(34)이 형성되어 있지 않은 투과 영역(34a)을 거쳐서 백 라이트(20)의 광을 투과시켜 투과 표시를 행하는 경우에 대하여 도시하고 설명했지만, 본 실시형태의 액정 표시 장치에서는, 반드시 이 투과 영역(34a)이 마련된 반사층을 적용할 필요 는 없고, 반사층에 입사되는 광을 부분적으로 투과하고, 부분적으로 반사하는 기능을 갖는 것이면 문제없이 적용할 수 있어, 예컨대 유전체 다층막을 이용한 하프 미러나, 금속 반사막의 막두께를 조정하여 반투과 반사층으로 한 것 등을 적용할 수 있다.
또한, 앞에서 기재한, 투과 표시에 있어서 상측 편광판(16)에 액정층(13)측으로부터 입사되는 광의 타원율을, 0보다 크고 0.5 이하의 범위로 하는 것이 바람직한 점, 및, 투과 표시에 있어서 백 라이트(20)측으로부터 액정층(13)에 입사되는 광을 타원 편광으로 할 수 있는 점에 관해서도, 본 실시형태의 액정 표시 장치에 적용할 수 있어, 상기 제 1 실시형태의 액정 표시 장치와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(제 3 실시형태)
다음에, 본 발명의 제 3 실시형태에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3에 나타내는 액정 표시 장치는, 액정 패널(40)과, 그 배면측(도시 하측)에 배치된 백 라이트(조명 장치)(20)를 구비하여 구성된 반투과 반사형의 액정 표시 장치이다.
액정 패널(40)은, 대향하여 배치된 상측 기판(11)과, 하측 기판(12)과의 사이에 액정층(13)을 유지하고 있고, 상측 기판(11)의 외면측에, 상측 위상차판(15)과 상측 편광판(16)이 순서대로 적층되어 있고, 하측 기판(12)의 외면측에, 하측 위상차판(17)과, 하측 편광판(18)이 적층되어 있다. 하측 기판(12)의 액정층(13) 측에는, 반사층(34)이 액정 패널의 도트 영역내에서 부분적으로 형성되어 있고, 이 반사층(34)의 평면 영역상에 전방 투과 후방 회절층(이방성 광학층)(41)이 마련되어 있다. 또한, 상측 기판(11) 및 하측 기판(12)의 액정층(13)측에는, 도시는 생략했지만, 액정층(13)의 배향 상태를 제어하기 위한 전극이나 배향막이 형성되어 있고, 경우에 따라서는 컬러 표시를 위한 색재층이 마련되어 있더라도 좋다. 반사층(34)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 액정 패널(40)의 도트 영역내에 있어서 부분적으로 마련되어 있고, 반사층(34)이 마련되어 있지 않은 투과 영역(34a)을 거쳐서 백 라이트(20)의 광을 투과시켜, 투과 표시를 행하도록 되어 있다. 또한 백 라이트(20)는, 도 1에 나타내는 것과 동일한 구성을 구비하고 있다.
본 발명에 따른 액정 패널의 액정층(13)은, 그 액정 분자가 220°∼270°로 비틀어져 배향된 STN(Super Twisted Nematic) 액정으로 이루어지고, 액정의 광학 이방성 △n과, 액정층(13)의 두께 d와의 곱 △n·d가 820nm∼950nm의 범위로 되어 있다.
도 3에 나타내는 전방 투과 후방 회절층(41)은, 그 한 주면측(전방)으로부터 입사되는 광에 대해서는 아무런 작용도 하지 않고 투과시키고, 반대측의 주면측(후방)으로부터 입사되는 광에 대해서는 회절 작용을 연주하는 기능을 갖는 것이며, 반사층(34)과 함께 본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서의 지향성 반사 기능을 이루는 것이다.
이 전방 투과 후방 회절층(41)으로서는, 예컨대 일본 특허 공개 2000-180607 호 공보에 기재된 전방 투과 후방 회절 부재를 적용할 수 있다. 이러한 문헌에 기 재된 전방 투과 후방 회절 부재는, 필름중에 기록된 홀로그램에 의해 광을 회절시키는 것이다.
본 실시형태의 액정 표시 장치에서는, 상기 전방 투과 후방 회절층(41)에 상기 문헌에 기재된 전방 투과 후방 회절 부재가 적용되어 있고, 전방 투과 후방 회절층(41)의 투과면(전방면)이 액정층(13)측으로 되도록 배치되어 있다. 또한 전방 투과 후방 회절층(41)의 회절 각도가, 반사 표시에 있어서 고휘도를 얻을 수 있는 시각과, 액정 패널(40)의 수직 방향과의 이루는 각도와 일치하도록 조정되어 있다.
다음에, 상기 구성을 구비한 본 실시형태의 액정 표시 장치의 표시 원리를 설명한다.
우선, 도 3 우측에 나타내는 투과 표시에 대해서는, 그 표시 원리는 상기 제 1 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서의 투과 표시와 마찬가지이기 때문에, 이하에서는 도 3 좌측에 나타내는 반사 표시에 대해서만 설명한다.
본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서의 반사 표시에서는, 경사 상방으로부터 액정 패널(40)에 입사된 광은, 지면에 평행한 투과축을 갖는 상측 편광판(16)에 의해, 지면에 평행한 직선 편광으로 변환된다. 액정층(13)이 온 상태(액정에 전압이 인가되어 액정 분자가 전계에 따라 배향된 상태)이면, 도 3에 도시하는 바와 같이 상측 위상차판(15) 및 액정층(13)의 편광 변환 작용에 의해 지면에 수직인 직선 편광으로 변환되고, 그 후 전방 투과 후방 회절층(41)에 입사된다. 본 실시형태의 액정 표시 장치에서는, 전방 투과 후방 회절층(41)은, 액정층(13)측의 면으로부터 입사되는 광에 대해서는 작용하지 않고서 투과하도록 되어 있기 때문에, 상 기 광은 그대로 반사층(34)에 입사되고, 반사층(34)에 의해 그 정반사 방향으로 반사되어 전방 투과 후방 회절층(41)의 반사층(34)측으로부터 입사된다. 이 광은 전방 투과 후방 회절층(41)에 의해 회절되어 그 진행 방향을 액정 패널(40)의 수직 방향으로 향한다. 그리고, 액정층(13) 및 상측 위상차판(15)에 의해 지면에 평행한 거의 직선 편광으로 변환된 후, 상측 편광판(16)에 입사되어, 액정 패널(40)의 수직 방향으로 출사되어 도트가 백상태로 표시된다.
한편, 액정층(13)이 오프 상태(액정 분자의 배향 상태가 전압 무인가 상태와 동일)이면, 상측 위상차판(15) 및 액정층(13)에 의해 좌회전의 거의 원편광으로 되어 전방 투과 후방 회절층(41)에 입사되고, 이 전방 투과후방 회절층(41)을 투과한 후, 반사층(34)에 도달하여 반사되어, 우회전의 원편광으로 반전된다. 이어서, 재차 전방 투과 후방 회절층(41)에 입사되어 회절되고, 그 진행 방향을 액정 패널(40) 수직 방향으로 향하여 액정층(13)에 입사된다. 그리고, 액정층(13) 및 상측 위상차판(15)에 의해 지면에 수직인 직선 편광으로 변환되고, 지면에 평행한 투과축을 갖는 상측 편광판(16)에 의해 흡수되어 도트가 흑상태로 표시된다.
상기 표시 원리에 근거하여 반사 표시 및 투과 표시를 행하는 본 실시형태의 액정 표시 장치에서는, 도 3에 도시하는 바와 같이 투과 표시에 있어서 상측 편광판(16)에 액정층(13)측으로부터 입사되는 광이, 타원 편광으로 되어 있는 것에 의해, 도 10에 나타내는 종래의 액정 표시 장치(100)에 비하여, 상측 편광판(16)을 투과하는 광량을 증가시킬 수 있어, 밝은 투과 표시를 얻을 수 있다.
또한, 전방 투과 후방 회절층(41)과, 반사층(34)에 의해 구성되는 지향성 반 사 기능에 의해, 도 8의 액정 표시 장치에 있어서 과제로 되어 있었던 반사 표시의 콘트라스트의 저하나, 계조 반전의 문제를 해결하여, 양호한 반사 표시를 얻을 수 있도록 되어 있다. 보다 상세하게는, 앞에서 기재된 도 8에 나타내는 액정 표시 장치에서는, 패널 정면 방향보다도 저시각측에 표시가 밝게 되기 때문에, 도 3에 도시하는 바와 같이 액정 패널(40)의 경사 상방으로부터 입사된 광을, 액정층(13)의 반사층(34)측에 있어서 회절시킴으로써, 액정 패널(40)의 정면 방향으로 출사되는 광의 광로가, 도 8에 나타내는 액정 표시 장치에 있어서 정면 방향으로 출사되는 표시광의 광로보다도 길게 되도록 하고 있다.
이렇게 하여, 도 8에 나타내는 액정 표시 장치의 저시각측에서 얻어지고 있었던 표시 휘도를 액정 패널(40)의 정면 방향에서 얻어지도록 하는 것에 의해, 본 실시형태의 액정 표시 장치는 양호한 반사 표시를 얻고 있다.
따라서, 본 실시형태의 액정 표시 장치에 의하면, 투과 표시, 반사 표시 중 어느 것에 있어서도 고휘도, 높은 콘트라스트의 양호한 표시를 얻을 수 있다.
또한, 앞에서 기재한, 투과 표시에 있어서 상측 편광판(16)에 액정층(13)측으로부터 입사되는 광의 타원율을, 0보다 크고 0.5 이하의 범위로 하는 것이 바람직한 점, 및, 투과 표시에 있어서 백 라이트(20)측으로부터 액정층(13)에 입사되는 광을 타원 편광으로 할 수 있는 점에 관해서도, 본 실시형태의 액정 표시 장치에 적용할 수 있어, 상기 제 1 실시형태의 액정 표시 장치와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(제 4 실시형태)
도 4는 본 발명의 제 4 실시형태인 액정 표시 장치의 단면 구조 및 표시 원리를 나타내는 설명도이다. 도 4에 나타내는 액정 표시 장치는, 액정 패널(10A)과, 그 배면측(도시 하측)에 배치된 백 라이트(조명 장치)(20)를 구비하여 구성된 반투과 반사형의 액정 표시 장치이다.
액정 패널(10A)은, 대향하여 배치된 상측 기판(11)과, 하측 기판(12)과의 사이에 액정층(13)을 유지하고 있고, 상측 기판(11)의 외면측에, 상측 위상차판(15)과, 온도 보상 위상차판(상측 위상차층)(35)과, 상측 편광판(16)이 순서대로 적층되어 있고, 하측 기판(12)의 외면측에, 하측 위상차판(하측 위상차층)(17)과, 하측 편광판(18)이 적층되어 있다. 하측 기판(12)의 액정층(13)측에는, 경사 반사층(반투과 반사층)(14)이 도트 영역내에서 부분적으로 형성되어 있다. 또한, 상측 기판(11) 및 하측 기판(12)의 액정층(13)측에는, 도시는 생략했지만, 액정층(13)의 배향 상태를 제어하기 위한 전극이나 배향막이 형성되어 있고, 경우에 따라서는 컬러 표시를 위한 색재층이 마련되어 있더라도 좋다. 경사 반사층(14)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 액정 패널(10A)의 도트 영역내에서 부분적으로 마련되어 있고, 경사 반사층(14)이 마련되어 있지 않은 투과 영역(14a)을 거쳐서 백 라이트(20)의 광을 투과시켜 투과 표시를 행하도록 되어 있다.
백 라이트(20)는, 도광판(21)과, 도광판(21) 외면측에 배치된 반사판(22)과, 도광판(21)의 측단면에 배치된 도시 생략된 광원을 구비하고 있다.
본 실시형태에 따른 온도 보상 위상차판(35)은, 그 광학 이방성 △n과, 판두 께 d와의 곱 △n·d의 25℃에 있어서의 값 R25와, 70℃에 있어서의 값 R70과의 비 R70/R25가, 액정층(13)을 구성하는 액정 N-I 점 Tni를 이용한 하기의 (수학식 3)에 나타낸 범위로 된 것이다. 하기의 범위로 그 온도 특성이 제어된 온도 보상 위상차판(35)을 채용하는 것에 의해, 환경 온도의 변화에 의해 액정층(35)의 △n·d가 변화된 경우에도, 온도 보상 위상차판(35)의 △n·d가 그것에 따라서 변화되기 때문에, 액정 패널(10A) 정면 방향으로 출사되는 표시광의 광학 보상이 온도 보상 위상차판(35)에 의해 적절히 이루어지도록 되어 있다.
Figure 112003044157648-pat00004
상기 온도 보상 위상차판(35)으로서는, 액정성 고분자를 분산시킨 광학 이방성 필름을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 예컨대 필름 두께 방향으로 비틀어진 축을 갖는 콜레스테릭상을 보이는 액정 조성물을 포함하는 필름이나, 액정 올리고마의 중합물을 포함하는 필름 등을 이용할 수 있다. 이들 필름을 이용한 온도 보상 위상차판(35)에 있어서, 상기 비 R70/R25를 조정하기 위해서는, 예컨대 액정 올리고마의 반복 단위수, 주쇄(主鎖)와 메소겐(mesogen)을 연결하는 스페이서 길이, 또는 액정 올리고마의 가교도를 조정하면 되고, 액정층(13)을 구성하는 액정의 종류를 변경한 경우에도, 앞에서의 (수학식 3)에 나타내는 식에 근거하여, 액정의 N-I 점에서 도출되는 범위로 상기 비 R70/R25를 조정하는 것에 의해, 환경 온도의 변화에 의한 표시 품질의 저하를 억제하는 것이 가능하다.
또한, 상기 비 R70/R25는, 하기의 (수학식 4)에 나타내는 범위로 하는 것이보다 바람직하고, 이 범위로 하면, 환경 온도의 변화에 의한 표시 품질의 저하를 또한 효과적으로 억제할 수 있는 액정 표시 장치로 할 수 있다.
Figure 112003044157648-pat00005
본 발명에 따른 액정 패널의 액정층(13)은, 그 액정 분자가 220°∼270°로 비틀어져 배향된 STN(Super Twisted Nematic) 액정으로 이루어지고, 액정의 광학 이방성 △n과, 액정층(13)의 층두께 d와의 곱 △n·d가 820nm∼950nm의 범위로 되어 있다. 상기 곱 △n·d가 앞에서의 범위를 넘어 820nm 미만인 경우는 투과율의 개선을 기대할 수 없게 되고, 950nm보다 큰 경우는 반사시의 계조 반전을 개선할 수 없게 된다.
도 4에 나타내는 경사 반사층(14)은, 입사된 광을, 정반사 방향으로부터 어긋난 방향으로 출사시키는 기능을 갖는 반사층이며, 본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서의 지향성 반사 기능을 이루는 것이다. 이 경사 반사층(14)으로서는, 예컨대, 도 11a에 도시하는 바와 같이, 복수의 삼각 주상의 돌출부(14b)는 그 능선의 연장 방향이 동일하게 되어 있고, 그들 돌출부(14b)를 구성하는 2사면의 경사각이 다르게 된 요철 형상을 갖고, 또한 사면의 표면에 미세한 요철부(14f)가 마련된 수지 요철막(14d)과, 이 수지 요철막(14d)의 표면에 형성된 반사막(14c)을 구비한 것이나, 도 11b에 도시하는 바와 같이, 복수의 삼각 주상의 돌출부(14b)는 그 능선의 연장 방향이 동일하게 되어 있고, 또한 면내 방향에서 경사져 배치되며, 또한 그 측면의 일부를 이루는 복수의 사면부(14e)의 경사각이 거의 랜덤으로 다르게 되어 있는 요철 형상을 갖는 수지 요철막(14d)과, 이 수지 요철막(14d)의 표면에 형성된 반사막(14c)을 구비한 것 등을 이용할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 경사 반사층(14)의 반사 특성은, 액정 패널(10)의 경사 상방으로부터 입사되는 광의 경사 반사층(14)에 의한 반사광이, 액정 패널(10A)의 수직 방향으로 출사되도록 삼각 주상의 돌출부(14b)의 경사면의 주된 경사각에 의해 결정된다. 또한, 도 11a에서는 미세한 요철부(14f)의 형상이나 밀도 등에 의해, 도 11b에서는 미세한 사면부(14e)의 경사의 차이에 의해, 반사광의 확산 효과를 얻을 수 있다. 또한, 도 11a, b에 나타내는 삼각 주상의 돌출부(14b)의 최상부를 둥글게 하여 형성하더라도 좋다. 그 외에, 일본 특허 공개 평성 제 10-177106 호 공보에 기재된 금속 박막을 적용할 수도 있다.
다음에, 상기 구성을 구비한 본 실시형태의 액정 표시 장치의 표시 원리를 설명한다.
우선, 도 4 좌측에 나타내는 반사 표시에서는, 액정 패널(10A)에 경사 상방으로부터 입사된 광은, 지면에 평행한 투과축을 갖는 상측 편광판(16)에 의해, 지면에 평행한 직선 편광으로 변환되고, 이어서 상측 위상차판(15)을 통하여 액정층(13)에 입사된다. 그리고, 액정층(13)이 온 상태(액정에 전압이 인가되어 액정 분자가 전계에 따라 배향된 상태)이면, 도 4에 도시하는 바와 같이 상측 위상차판(15) 및 액정층(13)의 편광 변환 작용에 의해 지면에 거의 수직인 직선 편광으 로 변환되어 경사 반사층(14)에 입사되고, 경사 반사층(14)의 작용에 의해 액정 패널(10A) 수직 방향으로 반사되어, 액정층(13), 이어서 상측 위상차판(15)에 의해 지면에 평행한 직선 편광으로 변환되어 상측 편광판(16)에 입사되며, 액정 패널(10A)의 수직 방향으로 출사되어 도트가 백상태로 표시(명표시)된다.
한편, 액정층(13)이 오프 상태(액정 분자의 배향 상태가 전압 무인가 상태와 동일)이면, 상측 위상차판(15)에 입사된 광은, 상측 위상차판(15) 및 액정층(13)을 투과하여 경사 반사층(14)에 도달하여 좌회전의 거의 원편광으로 되어, 액정 패널(10A)의 수직 방향에 반사되고, 또한 우회전의 거의 원편광으로 반전된다. 그리고, 액정층(13) 및 상측 위상차판(15)에 의해 지면에 수직인 직선 편광으로 변환되어, 지면에 평행한 투과축을 갖는 상측 편광판(16)에 의해 흡수되어, 도트가 흑표시(암표시)된다.
다음에, 투과 표시에서는, 백 라이트(20)로부터 출사된 광이 하측 편광판(18)에 의해 지면에 평행한 직선 편광으로 변환되고, 이어서 하측 위상차판(17)에 의해 우회전의 원편광으로 변환되며, 경사 반사층(14)이 형성되어 있지 않은 투과 영역(14a)을 거쳐서 액정층(13)에 입사된다. 그리고, 액정층(13)이 온 상태이면, 액정층(13) 및 상측 위상차판(15)의 편광 변환 작용에 의해, 상측 편광판(16)의 투과축과 거의 평행한 장축을 갖는 타원 편광으로 변환되어 상측 편광판(16)에 입사되고, 상측 편광판(16)의 투과축과 평행한 성분만이 투과되어 도트가 백상태로 표시된다.
한편, 액정층(13)이 오프 상태인 경우에는, 우회전의 원편광의 상태로 액정 층(13)을 투과하고, 상측 위상차판(15)에 의해 지면에 수직인 직선 편광으로 변환되어 상측 편광판(16)에 입사된다. 그리고, 지면에 평행한 투과축을 갖는 상측 편광판(16)에 의해 흡수되어 도트가 흑표시된다.
상기 표시 원리에 근거하여 반사 표시 및 투과 표시를 행하는 본 실시형태의 액정 표시 장치에서는, 도 4에 도시하는 바와 같이 투과 표시에 있어서 상측 편광판(16)에 액정층(13)측으로부터 입사되는 광이, 타원 편광으로 되어 있는 것에 의해, 도 10에 나타내는 종래의 액정 표시 장치(100)에 비하여, 상측 편광판(16)을 투과하는 광량을 증가시킬 수 있어, 밝은 투과 표시를 얻을 수 있다.
또한, 경사 반사층(14)이 마련되어 있는 것에 의해, 액정 패널(10A)의 경사 상방으로부터 입사된 광이, 경사 반사층(14)에 의해 반사된 후, 액정 패널(10A) 수직 방향으로 진행하도록 되어 있기 때문에, 액정 패널(10A) 정면 방향으로 출사되는 표시광의 광로가, 도 8에 나타내는 액정 표시 장치의 광로보다도 길게 되도록 되어 있다. 이것에 의해, 도 8의 액정 표시 장치에 있어서 과제로 되어 있었던 반사 표시의 콘트라스트의 저하나, 계조 반전의 문제를 해결하여, 양호한 반사 표시를 얻을 수 있도록 되어 있다. 따라서, 본 실시형태의 액정 표시 장치는, 계조 표시가 필요한 용도에도 적합하게 이용할 수 있다.
상기 투과 표시에 있어서, 상측 편광판(16)에 액정층(13)측으로부터 입사되는 백 라이트(20)로부터 출사된 광의 타원율은, 0보다 크고 0.5 이하의 범위로 하는 것이 바람직하고, 이러한 범위로 함으로써, 상측 편광판(16)을 투과하는 광량을 비교적 크게 할 수 있기 때문에, 투과 표시의 휘도를 보다 높일 수 있게 된다.
상기 제 1 실시형태에서는, 백 라이트(20)로부터 출사된 광이 액정층(13)에 입사될 때에 원편광으로 되고 있는 경우에 대하여 설명했지만, 이 액정층(13)에 입사되는 광은, 타원 편광이더라도 좋다. 이 경우에는, 하측 기판(12)측에 마련된 하측 위상차판(17)에 의해, 하측 편광판(18)을 투과한 직선 편광이 타원 편광으로 변환되도록 하측 위상차판(17)의 위상차를 조정하면 된다.
이렇게 하여 액정층(13)에 타원 편광이 입사되는 구성으로 하면, 액정층(13)을 투과하여 상측 기판측의 상측 편광판(16)에 입사되는 광의 타원율을 보다 작게 할 수 있기 때문에, 더욱 밝은 투과 표시를 얻을 수 있다.
(제 5 실시형태)
다음에, 본 발명의 제 5 실시형태에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5에 나타내는 액정 표시 장치는, 액정 패널(30A)과, 그 배면측(도시 하측)에 배치된 백 라이트(조명 장치)(20)를 구비하여 구성된 반투과 반사형의 액정 표시 장치이다.
액정 패널(30A)는, 대향하여 배치된 상측 기판(11)과, 하측 기판(12)과의 사이에 액정층(13)을 유지하고 있고, 상측 기판(11)의 외면측에, 축이탈 이방성 광산란층(32)과, 상측 위상차판(15)과, 온도 보상 위상차판(상측 위상차층)(35)과, 상측 편광판(16)이 순서대로 적층되어 있고, 하측 기판(12)의 외면측에, 하측 위상차판(17)과, 하측 편광판(18)이 적층되어 있다. 하측 기판(12)의 액정층(13)측에는, 반사층(34)이 도트 영역내에서 부분적으로 형성되어 있다. 또한, 상측 기판(11) 및 하측 기판(12)의 액정층(13)측에는, 도시는 생략했지만, 액정층(13)의 배향 상태를 제어하기 위한 전극이나 배향막이 형성되어 있고, 경우에 따라서는 컬러 표시를 위한 색재층이 마련되어 있더라도 좋다. 반사층(34)은, 도 5에 도시하는 바와 같이 액정 패널(30A)의 도트 영역내에서 부분적으로 마련되어 있고, 반사층(34)이 마련되어 있지 않은 투과 영역(34a)을 거쳐서 백 라이트(20)의 광을 투과시켜 투과 표시를 행하도록 되어 있다. 백 라이트(20)는, 도 4에 나타내는 것과 동일한 구성을 구비하고 있다.
본 발명에 따른 액정 패널의 액정층(13)은, 그 액정 분자가 220°∼270°로 비틀어져 배향된 STN(Super Twisted Nematic) 액정으로 이루어고, 액정의 광학 이방성 △n과, 액정층(13)의 두께 d와의 곱 △n·d가 820nm∼950nm의 범위로 되어 있다.
또한, 온도 보상 위상차판(35)도, 상기 제 4 실시형태의 액정 표시 장치와 마찬가지로, 앞에서의 (수학식 1)에 나타내는 범위내로 되도록, 그 △n·d가 조정되어, 환경 온도의 변화에 의한 표시 품질의 저하를 억제할 수 있도록 되어 있다.
도 5에 나타내는 축이탈 이방성 광산란층(32)은, 그 일면측으로부터 소정 각도로 입사된 광을 산란시키고, 또한 입사시의 광축과 어긋난 방향의 광축을 갖는 투과광으로서 출사시키는 기능을 갖는 것이며, 반사층(34)과 함께 본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서의 지향성 반사 기능을 이루는 것이다.
이 축이탈 이방성 광산란층(32)으로서는, 예컨대 일본 특허 공개 2001-123906 호 공보에 기재된 축이탈 이방성 광산란 필름을 적용할 수 있다. 이러한 문헌에 기재된 축이탈 이방성 광산란 필름은, 필름 내부에 굴절율이 다르고, 또한 불규칙한 형상과 두께를 갖는 부위가, 대략 띠 형상으로 분포되고, 필름 두께 방향에서 상기 띠 형상 분포가 연장되는 방향이 서서히 변화되고 있는 구조를 갖는 것이고, 소정 각도로부터 입사된 광에 대해서는, 광산란을 발생시키고, 또한 필름을 투과할 때에 그 주된 진행 방향을 입사시의 진행 방향과는 다른 방향으로 변화시킬 수 있다. 또한, 상기 소정 각도와는 다른 입사 각도로 입사된 광에 대해서는 광산란을 발생하지 않고 투과시키도록 되어 있다.
본 실시형태의 액정 표시 장치에서는, 상기 축이탈 이방성 광산란층(32)에 상기 필름이 적용되고 있고, 또한 축이탈 이방성 산란층(32)에 있어서 광산란을 발생시키는 각도와, 반사 표시에 있어서 고휘도를 얻을 수 있는 시각이 일치하도록 배치되며, 당해 각도로 축이탈 이방성 산란층(32)에 입사된 광이, 액정 패널(30A)의 수직 방향으로 출사되도록 축이탈 이방성 광산란층(32)의 특성이 조정되어 있다.
다음에, 상기 구성을 구비한 본 실시형태의 액정 표시 장치의 표시 원리를 설명한다.
우선, 도 5 우측에 나타내는 투과 표시에 있어서는, 그 표시 원리는 상기 제 4 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서의 투과 표시와 마찬가지이기 때문에, 이하에서는 도 5 좌측에 나타내는 반사 표시에 대해서만 설명한다.
본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서의 반사 표시에서는, 경사 상방으로부터 액정 패널(30A)에 입사된 광은, 지면에 평행한 투과축을 갖는 상측 편광판(16)에 의해, 지면에 평행한 직선 편광으로 변환되고, 이어서 상측 위상차판(15)을 통과하여 축이탈 이방성 광산란층(32)에 입사되지만, 이 광의 입사 각도는 앞에서의 축이탈 이방성 광산란층(32)에 있어서 광산란을 발생시키는 입사 각도와는 상이하게 되어 있기 때문에, 거의 산란을 발생하지 않고 투과되어 액정층(13)에 입사된다.
그리고, 액정층(13)이 온 상태(액정에 전압이 인가되어 액정 분자가 전계에 따라 배향된 상태)이면, 도 5에 도시하는 바와 같이, 상측 위상차판(15) 및 액정층(13)의 편광 변환 작용에 의해 지면에 거의 수직인 직선 편광으로 변환되어 반사층(34)에 입사되고, 반사층(34)에 의해 그 정반사 방향으로 반사되어, 액정층(13) 및 상측 위상차판(15)에 의해 지면에 평행한 직선 편광으로 변환되어 상측 편광판(16)에 입사되어, 도트가 백상태로 표시된다. 여기서, 반사광은 이방성 광산란층(32)을 통과할 때에, 반사광의 입사각은 축이탈 이방성 광산란층(32)으로 광산란을 발생하는 입사각과 일치하고 있기 때문에, 축이탈 이방성 광산란층(32)의 작용에 의해 이 반사광은 산란되고, 또한 그 주된 진행 방향을 액정 패널(30A)의 수직 방향으로 향하여 축이탈 이방성 광산란층(32)을 투과한다. 따라서, 액정 패널(30A)의 수직 방향에 도트가 백상태로 표시된다.
한편, 액정층(13)이 오프 상태(액정 분자의 배향 상태가 전압 무인가 상태와 동일)이면, 상측 위상차판(15) 및 액정층(13)에 의해 좌회전의 거의 원편광으로 되어 반사층(34)에 도달하여 반사되어, 우회전의 거의 원편광으로 반전된다. 그리고, 액정층(13) 및 상측 위상차판(15)에 의해 지면에 수직인 거의 직선 편광으로 변환되어 상측 편광판(16)에 입사되고, 지면에 평행한 투과축을 갖는 상측 편광판(16)에 의해 흡수되어 도트가 흑상태로 표시된다. 여기서, 반사광은 이방성 광산란층(32)을 통과할 때에, 반사광의 입사각은 축이탈 이방성 광산란층(32)으로 광산란을 발생하는 입사각과 일치하고 있기 때문에, 축이탈 이방성 광산란층(32)의 작용에 의해 이 반사광은 산란되고, 또한 그 주된 진행 방향을 액정 패널(30A)의 수직 방향으로 향하여 축이탈 이방성 광산란층(32)을 투과한다. 따라서, 액정 패널(30A)의 수직 방향으로 도트가 흑상태로 표시된다.
상기 표시 원리에 근거하여 반사 표시 및 투과 표시를 행하는 본 실시형태의 액정 표시 장치에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이 투과 표시에 있어서 상측 편광판(16)에 액정층(13)측으로부터 입사되는 광이, 타원 편광으로 되어 있는 것에 의해, 도 10에 나타내는 종래의 액정 표시 장치(100)에 비하여, 상측 편광판(16)을 투과하는 광량을 증가시킬 수 있어, 밝은 투과 표시를 얻을 수 있다.
또한, 축이탈 이방성 광산란층(32)과, 반사층(34)에 의해 구성되는 지향성 반사 기능에 의해, 도 8의 액정 표시 장치에 있어서 과제로 되어 있었던 반사 표시의 콘트라스트의 저하나, 계조 반전의 문제를 해결하여, 양호한 반사 표시를 얻을 수 있도록 되어 있다. 보다 상세하게는, 앞에서 기재한 도 8에 나타내는 액정 표시 장치에서는, 패널 정면 방향보다도 저시각측에 있어서 표시가 밝게 되기 때문에, 도 5에 도시하는 바와 같이 액정 패널(30A)의 경사 상방으로부터 입사된 광의 정반사 방향과, 축이탈 이방성 광산란층(32)의 광산란을 발생하는 입사 각도를 일치시켜 축이탈 이방성 광산란층(32)을 배치하고, 이 축이탈 이방성 광산란층(32)의 광의 진행 방향을 변화시키는 특성(오프 액시스 특성)을, 상기 각도로 입사된 광이 액정 패널(10)의 수직 방향으로 출사되도록 조정함으로써, 도 8에 나타내는 액정 표시 장치에 있어서 저시각측에서 얻어지고 있었던 표시 휘도를 액정 패널(30A)의 정면 방향에서 얻어지도록 하는 것에 의해, 고휘도의 반사 표시를 얻을 수 있도록 되어 있다.
그리고, 온도 보상 위상차판(35)이 마련되어 있는 것에 의해, 환경 온도의 변화에 의해 액정층(13)의 △n·d가 변화된 경우에도, 표시광으로의 광학 보상이 적절히 이루어지고, 넓은 온도 영역에서 고품질의 표시를 얻을 수 있도록 되어 있다.
따라서, 본 실시형태의 액정 표시 장치에 의하면, 넓은 온도 영역에 있어서, 투과 표시, 반사 표시 모두 고휘도, 높은 콘트라스트의 양호한 표시를 얻을 수 있다.
상기 실시형태에서는, 반사층(34)을 도트 영역내에서 부분적으로 형성하고, 반사층(34)이 형성되어 있지 않은 투과 영역(34a)을 거쳐서 백 라이트(20)의 광을 투과시켜 투과 표시를 행하는 경우에 대하여 도시하고 설명했지만, 본 실시형태의 액정 표시 장치에서는, 반드시 이 투과 영역(34a)이 마련된 반사층을 적용할 필요는 없고, 반사층에 입사되는 광을 부분적으로 투과하고, 부분적으로 반사하는 기능을 갖는 것이면 문제없이 적용할 수 있어, 예컨대 유전체 다층막을 이용한 하프 미러나, 금속 반사막의 막두께를 조정하여 반투과 반사층으로 한 것 등을 적용할 수 있다.
또한, 앞에서 기재한, 투과 표시에 있어서 상측 편광판(16)에 액정층(13)측으로부터 입사되는 광의 타원율을, 0보다 크고 0.5 이하의 범위로 하는 것이 바람직한 점, 및, 투과 표시에 있어서 백 라이트(20)측으로부터 액정층(13)에 입사되는 광을 타원 편광으로 할 수 있는 점에 관해서도, 본 실시형태의 액정 표시 장치에 적용할 수 있어, 제 4 실시형태의 액정 표시 장치와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(제 6 실시형태)
다음에, 본 발명의 제 6 실시형태에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6에 나타내는 액정 표시 장치는, 액정 패널(40A)과, 그 배면측(도시 하측)에 배치된 백 라이트(조명 장치)(20)를 구비하여 구성된 반투과 반사형의 액정 표시 장치이다.
액정 패널(40A)은, 대향하여 배치된 상측 기판(11)과, 하측 기판(12)과의 사이에 액정층(13)을 유지하고 있고, 상측 기판(11)의 외면측에, 상측 위상차판(15)과, 온도 보상 위상차판(상측 위상차층)(35)과, 상측 편광판(16)이 순서대로 적층되어 있고, 하측 기판(12)의 외면측에, 하측 위상차판(17)과, 하측 편광판(18)이 적층되어 있다. 하측 기판(12)의 액정층(13)측에는, 반사층(34)이 액정 패널의 도트 영역내에서 부분적으로 형성되어 있고, 이 반사층(34)의 평면 영역상에 전방 투과 후방 회절층(이방성 광학층)(41)이 마련되어 있다. 또한, 상측 기판(11) 및 하측 기판(12)의 액정층(13)측에는, 도시는 생략했지만, 액정층(13)의 배향 상태를 제어하기 위한 전극이나 배향막이 형성되어 있고, 경우에 따라서는 컬러 표시를 위 한 색재층이 마련되어 있더라도 좋다. 반사층(34)은, 도 6에 도시하는 바와 같이, 액정 패널(40A)의 도트 영역내에서 부분적으로 마련되어 있고, 반사층(34)이 마련되어 있지 않은 투과 영역(34a)을 거쳐서 백 라이트(20)의 광을 투과시켜, 투과 표시를 행하도록 되어 있다. 또한 백 라이트(20)는, 도 4에 나타내는 것과 동일한 구성을 구비하고 있다.
본 발명에 따른 액정 패널의 액정층(13)은, 그 액정 분자가 220°∼270°로 비틀어져 배향된 STN(Super Twisted Nematic) 액정으로 이루어고, 액정의 광학 이방성 △n과, 액정층(13)의 두께 d와의 곱 △n·d가 820nm∼950nm의 범위로 되어 있다.
또한, 온도 보상 위상차판(35)도, 상기 제 4 실시형태의 액정 표시 장치와 마찬가지로, 앞에서의 (수학식 1)에 나타내는 범위내로 되도록, 그 △n·d가 조정되어, 환경 온도의 변화에 의한 표시 품질의 저하를 억제할 수 있도록 되어 있다.
도 6에 나타내는 전방 투과 후방 회절층(41)은, 그 한 주면측(전방)으로부터 입사되는 광에 대해서는 조금도 작용하지 않고 투과시키고, 반대측의 주면측(후방)으로부터 입사되는 광에 대해서는 회절 작용을 연주하는 기능을 갖는 것이고, 반사층(34)과 함께 본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서의 지향성 반사 기능을 이루는 것이다.
이 전방 투과 후방 회절층(41)으로서는, 예컨대 일본 특허 공개 2000-180607 호 공보에 기재된 전방 투과 후방 회절 부재를 적용할 수 있다. 이러한 문헌에 기재된 전방 투과 후방 회절 부재는, 필름중에 기록된 홀로그램에 의해 광을 회절시 키는 것이다.
본 실시형태의 액정 표시 장치에서는, 상기 전방 투과 후방 회절층(41)에 상기 문헌에 기재된 전방 투과 후방 회절 부재가 적용되어 있고, 전방 투과 후방 회절층(41)의 투과면(전방면)이 액정층(13)측이 되도록 배치되어 있다. 또한 전방 투과 후방 회절층(41)의 회절 각도가, 반사 표시에 있어서 고휘도를 얻을 수 있는 시각과, 액정 패널(40)의 수직 방향과의 이루는 각도와 일치하도록 조정되어 있다.
다음에, 상기 구성을 구비한 본 실시형태의 액정 표시 장치의 표시 원리를 설명한다.
우선, 도 6 우측에 나타내는 투과 표시에 있어서는, 그 표시 원리는 상기 제 4 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서의 투과 표시와 마찬가지이기 때문에, 이하에서는 도 6 좌측에 나타내는 반사 표시에 대해서만 설명한다.
본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서의 반사 표시에서는, 경사 상방으로부터 액정 패널(40A)에 입사된 광은, 지면에 평행한 투과축을 갖는 상측 편광판(16)에 의해, 지면에 평행한 직선 편광으로 변환된다. 액정층(13)이 온 상태(액정에 전압이 인가되어 액정 분자가 전계에 따라 배향된 상태)이면, 도 6에 도시하는 바와 같이 상측 위상차판(15) 및 액정층(13)의 편광 변환 작용에 의해 지면에 수직인 직선 편광으로 변환되고, 그 후 전방 투과 후방 회절층(41)에 입사된다.
본 실시형태의 액정 표시 장치에서는, 전방 투과 후방 회절층(41)은, 액정층(13)측의 면으로부터 입사되는 광에 대해서는 작용하지 않고서 투과하도록 되어 있기 때문에, 상기 광은 그대로 반사층(34)에 입사되고, 반사층(34)에 의해 그 정반사 방향으로 반사되어 전방 투과 후방 회절층(41)의 반사층(34)측으로부터 입사된다. 이 광은 전방 투과 후방 회절층(41)에 의해 회절되어 그 진행 방향을 액정 패널(40A)의 수직 방향으로 향한다. 그리고, 액정층(13) 및 상측 위상차판(15)에 의해 지면에 평행한 거의 직선 편광으로 변환된 후, 상측 편광판(16)에 입사되고, 액정 패널(40A)의 수직 방향으로 출사되어 도트가 백상태로 표시된다.
한편, 액정층(13)이 오프 상태(액정 분자의 배향 상태가 전압 무인가 상태와 동일)이면, 상측 위상차판(15) 및 액정층(13)에 의해 좌회전의 거의 원편광으로 되어 전방 투과 후방 회절층(41)에 입사되고, 이 전방 투과 후방 회절층(41)을 투과한 후, 반사층(34)에 도달하여 반사되어, 우회전의 원편광으로 반전된다. 이어서, 재차 전방 투과 후방 회절층(41)에 입사되어 회절되고, 그 진행 방향을 액정 패널(40A) 수직 방향으로 향하여 액정층(13)에 입사된다. 그리고, 액정층(13) 및 상측 위상차판(15)에 의해 지면에 수직인 직선 편광으로 변환되고, 지면에 평행한 투과축을 갖는 상측 편광판(16)에 의해 흡수되어 도트가 흑 상태로 표시된다.
상기 표시 원리에 근거하여 반사 표시 및 투과 표시를 행하는 본 실시형태의 액정 표시 장치에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이 투과 표시에 있어서 상측 편광판(16)에 액정층(13)측으로부터 입사되는 광이, 타원 편광으로 되어 있는 것에 의해, 도 10에 나타내는 종래의 액정 표시 장치(100)에 비하여, 상측 편광판(16)을 투과하는 광량을 증가시킬 수 있어, 밝은 투과 표시를 얻을 수 있다.
또한, 전방 투과 후방 회절층(41)과, 반사층(34)에 의해 구성되는 지향성 반 사 기능에 의해, 도 8의 액정 표시 장치에 있어서 과제로 되어 있었던 반사 표시의 콘트라스트의 저하나, 계조 반전의 문제를 해결하여, 양호한 반사 표시를 얻을 수 있도록 되어 있다. 보다 상세하게는, 앞에서 기재한 도 8에 나타내는 액정 표시 장치에서는, 패널 정면 방향보다도 저시각측에 표시가 밝게 되기 때문에, 도 6에 도시하는 바와 같이 액정 패널(40A)의 경사 상방으로부터 입사된 광을, 액정층(13)의 반사층(34)측에 있어서 회절시킴으로써, 액정 패널(40A)의 정면 방향으로 출사되는 광의 광로가, 도 8에 나타내는 액정 표시 장치에 있어서 정면 방향으로 출사되는 표시광의 광로보다도 길게 되도록 하고 있다.
이렇게 하여, 도 8에 나타내는 액정 표시 장치의 저시각측에서 얻어지고 있었던 표시 휘도를 액정 패널(40A)의 정면 방향에서 얻어지도록 하는 것에 의해, 양호한 반사 표시를 얻고 있다.
그리고, 온도 보상 위상차판(35)이 마련되어 있는 것에 의해, 환경 온도의 변화에 의해 액정층(13)의 △n·d가 변화된 경우에도, 표시광으로의 광학 보상이 적절히 이루어져, 넓은 온도 영역에서 고품질의 표시를 얻을 수 있도록 되어 있다.
따라서, 본 실시형태의 액정 표시 장치에 의하면, 투과 표시, 반사 표시 중 어느 것에 있어서도 고휘도, 높은 콘트라스트의 양호한 표시를 얻을 수 있다.
또한, 앞에서 기재한, 투과 표시에 있어서 상측 편광판(16)에 액정층(13)측으로부터 입사되는 광의 타원율을, 0보다 크고 0.5 이하의 범위로 하는 것이 바람직한 점, 및, 투과 표시에 있어서 백 라이트(20)측으로부터 액정층(13)에 입사되는 광을 타원 편광으로 할 수 있는 점에 관해서도, 본 실시형태의 액정 표시 장치에 적용할 수 있어, 상기 제 4 실시형태의 액정 표시 장치와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
실시예
(실시예 1)
본 예에서는, 상기 제 1 실시형태, 제 2 실시형태, 도 8에 나타내는 액정 표시 장치, 및 도 10에 나타내는 액정 표시 장치의 구성을 구비한 액정 표시 장치를 제작하여, 그 투과율과 반사율을 검증했다. 이하 본 예에서는, 제작된 액정 표시 장치를 각각, 구성예 1(제 1 실시형태), 구성예 2(제 2 실시형태), 비교예(도 8에 나타내는 구성), 종래예(도 10에 나타내는 구성)라고 부르는 것으로 한다.
도 7, 도 12, 및 도 13은, 본 예에서 제작한 액정 표시 장치의 단면 구성을 도시하는 도면이고, 도 12는 구성예 1, 도 13은 구성예 2, 도 7은, 비교예 및 종래예에 대응하고 있다.
도 12에 나타내는 구성예 1의 액정 표시 장치는, 액정 패널(10)과, 백 라이트(20)를 주체로서 구성되어 있고, 액정 패널(10)은, 투명한 유리 기판으로 이루어지는 상측 기판(11) 및 하측 기판(12)과, 이들 기판(11, 12) 사이에 유지된 STN 액정으로 이루어지는 액정층(13)을 구비하고 있다. 상측 기판(11)의 외면측에, 제 2 상측 위상차판(15b)과, 제 1 상측 위상차판(15a)과, 상측 편광판(16)이 적층 배치되어 있고, 상측 기판(11)의 내면측에는, 지면과 수직하게 연장되는 평면에서 보아스트라이프 형상의 복수의 ITO(인듐 주석 산화물) 전극(24)과, 이들 ITO 전극(24) 을 덮는 배향막(25)이 형성되어 있다. 하측 기판(12)의 외면측에, 1/4 파장판(하측 위상차판)(17)과, 하측 편광판(18)이 적층 배치되어 있고, 하측 기판(12)의 내면측에는, 개구부(14a)를 갖는 경사 반사층(14)과, 액정 패널(10)의 도트 영역에 대응하여 형성된 복수의 컬러 필터(색재층)(26)과, 이들 컬러 필터(26)를 덮는 아크릴 수지의 오버코팅층(27)과, 지면과 평행하게 연장되는 평면에서 보아 스트라이프 형상의 복수의 ITO 전극(28)과, 이들 ITO 전극(28)을 덮는 배향막(29)이 형성되어 있다. 또한, 백 라이트(20)는, 도광판(21)의 측단면에 도시 생략의 백색 LED로 이루어지는 광원을 구비하고 있다.
상기 경사 반사층(14)으로서는, 예컨대 도 11a, 도 11b에 나타내는 구조를 갖는 것을 적용할 수 있다. 즉, 복수의 삼각 주상의 돌출부(14b)가 면내 방향으로 경사져 배치되는 요철 형상을 갖는 수지 요철막(14d)상에, Al 등의 금속 반사막(14c)을 형성한 것이고, 반사면을 이루는 금속 반사막(14c)의 표면 형상에 의해서, 경사 반사층(14)의 경사 방향으로부터 입사된 광을 산란시키고, 또한 반사광의 주된 진행 방향을 액정 패널(10)의 수직 방향으로 향하도록 되어 있다.
다음에, 도 13에 나타내는 구성예 2의 액정 표시 장치는, 액정 패널(30)과, 백 라이트(20)를 주체로서 구성되어 있다. 액정 패널(30)은, 상기 구성예 1의 액정 패널(10)의 경사 반사층(14) 대신에, 평탄한 표면을 갖는 금속 반사막을 구비한 반사층(34)을 형성하고, 상측 기판(11)과, 제 2 상측 위상차판(15b)과의 사이에 축이탈 이방성 광산란층(32)을 배치한 것이다. 백 라이트(20)는, 도 12에 나타내는 백 라이트(20)와 동일한 구성이다.
상기 축이탈 이방성 광산란층(32)은, 액정층(13)측으로부터 입사각 25°로 입사되는 광을 산란시키고, 또한 그 주된 진행 방향을, 액정 패널(30)의 수직 방향으로 향하도록 되어 있다.
다음에, 도 7에 나타내는 액정 표시 장치는, 액정 패널(110)과, 백 라이트(120)를 주체로서 구성되어 있고, 액정 패널(110)은, 투명한 유리 기판으로 이루어지는 상측 기판(111) 및 하측 기판(112)과, 이들 기판(111, 112) 사이에 유지된 STN 액정으로 이루어지는 액정층(113)을 구비하고 있다. 상측 기판(111)의 외면측에, 등방성 산란 필름(119)과, 제 2 상측 위상차판(115b)과, 제 1 상측 위상차판(115a)과, 상측 편광판(116)이 적층 배치되어 있고, 상측 기판(111)의 내면측에는, 지면과 수직하게 연장되는 평면에서 보아 스트라이프 형상의 복수의 ITO(인듐 주석 산화물) 전극(124)과, 이들 ITO 전극(124)을 덮는 배향막(125)이 형성되어 있다. 하측 기판(112)의 외면측에, 1/4 파장판(하측 위상차판)(117)과, 하측 편광판(118)이 적층 배치되어 있고, 하측 기판(112)의 내면측에는, 개구부(114a)를 갖는 경사 반사층(114)과, 액정 패널(110)의 도트 영역에 대응하여 형성된 복수의 컬러 필터(색재층)(126)과, 이들 컬러 필터(126)를 덮는 아크릴 수지의 오버코팅층(127)과, 지면과 평행하게 연장되는 평면에서 보아 스트라이프 형상의 복수의 ITO 전극(128)과, 이들 ITO 전극(128)을 덮는 배향막(129)이 형성되어 있다. 또한, 백 라이트(120)는, 도광판(121)의 측단면에 도시 생략의 백색 LED로 이루어지는 광원을 구비하고 있다.
도 7에 나타내는 구성은, 도 8에 나타내는 액정 표시 장치와 도 10에 나타내 는 종래의 액정 표시 장치와 공통이다. 즉, 도 8에 나타내는 액정 표시 장치는, 도 10에 나타내는 액정 표시 장치의 액정층(113) 및 상측 위상차판(115a, 115b)의 △n·d를 변경하는 것에 의해 구성할 수 있다.
이상의 구성예 1, 2, 비교예, 종래예의 액정 표시 장치에 대하여, 서로 다르게 한 파라미터에 대하여 표 1에 나타낸다. 표 1에 있어서, 제 1 열의 2 행째로부터 순서대로, 액정층(13, 113)의 △n·d, 제 1 상측 위상차판(15a, 115a)의 △n·d(R1), 제 2 상측 위상차판(15b, 115b)의 △n·d(R2), 상측 기판(11,111)의 배향막(25, 125)과 접하는 액정 분자의 길이 방향과 제 1 상측 위상차판의 지상축과의 이루는 각도 θ1, 상측 기판의 배향막과 접하는 액정 분자의 길이 방향과 제 2 상측 위상차판의 지상축과의 이루는 각도 θ2, 상측 기판의 배향막과 접하는 액정 분자의 길이 방향과 상측 편광판(16, 116)의 투과축과의 이루는 각도 φ, 백 라이트광의 액정층 직전의 편광의 타원율, 백 라이트광의 상측 기판측 편광판 직전의 편광의 타원율이 기재되어 있다. 또한, 액정의 트위스트각은 240°로 하고, 상기 각 액정 표시 장치에서 공통으로 했다.
또한, 상기 각 액정 표시 장치를 동작시켜, 투과율 및 반사율을 측정한 결과도 병기한다.
투과율에 대해서는 백 라이트(20, 120)를 동작시킨 상태로 액정 패널 정면 방향에 있어서의 휘도를 측정함으로써 도출하고, 반사율에 있어서는, 액정 표시 장치의 경사 전방으로부터 30°의 입사각으로 광을 입사시켜, 액정 패널 정면에서 반사 휘도를 측정함으로써 도출했다.
표 1에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 구성을 구비한 구성예 1 및 구성예 2의 액정 표시 장치는, 투과 표시가 밝고, 또한 반사 표시에 있어서 액정 패널 정면에서의 휘도가 높고, 또한 양호한 계조성을 얻을 수 있는 것이 확인되었다. 이것에 반하여, 비교예의 액정 표시 장치는, 투과 표시는 종래의 액정 표시 장치에 비하여 밝게 되지만, 반사 표시의 액정 패널 정면 방향의 표시가 어둡고, 또한 반사 표시에서 계조 반전이 발생했다.
Figure 112003044157648-pat00006
(실시예 2)
다음에, 구성예 4로서, 상기 실시예 1에서 제작한 구성예 1의 액정 표시 장치에 있어서, 액정의 △n·d를 930nm, 트위스트각을 255°로 한 것을 제작하여, 상기 실시예 1과 동일한 측정 방법을 이용하여 투과율 및 반사율을 검증했다. 표 2에 구성예 4의 각 구성 요소의 파라미터와 함께, 투과율, 반사율의 측정 결과를 나 타낸다.
표 2에 도시하는 바와 같이, 액정의 △n·d가 930nm로 되고, 트위스트각이 255°로 된 구성예 4의 액정 표시 장치에서는, 표 1에 나타내는 구성예 1의 액정 표시 장치에 비하여, 투과 표시가 밝게 되는 것이 확인되었다. 이것은, 상측 기판측 편광판(16)에 액정층(13)측으로부터 입사되는 편광의 타원율이 작아졌기 때문에, 상측 편광판(16)을 투과하는 광량이 증가한 것에 의한 것이다.
Figure 112003044157648-pat00007
(실시예 3)
다음에, 구성예 5∼7로서, 도 14에 나타내는 액정 표시 장치를 제작했다. 동 도면에 나타내는 액정 표시 장치는, 상기 실시예 1에서 제작한 구성예 2의 액정 표시 장치에 있어서, 하측 기판(12) 외면측의 하측 위상차판(17) 대신에, 제 1 하 측 위상차판(17a)과, 제 2 하측 위상차판(17b)을, 하측 기판(12)측으로부터 순서대로 배치한 구성이며, 본 예에서는, 상기 제 1, 제 2 하측 위상차판(17a, 17b)의 △n·d를 바꾸어 3종류 제작했다. 또한, 상기 실시예 1과 동일한 측정 방법을 이용하여 투과율 및 반사율을 검증했다. 표 3에 구성예 4의 각 구성 요소의 파라미터와 함께, 투과율, 반사율의 측정 결과를 나타낸다.
표 3에 있어서, R3은 제 1 하측 위상차판(17a)의 △n·d, R4는 제 2 하측 위상차판(17b)의 △n·d, θ3은 상측 기판(11)의 배향막(25)과 접하는 액정 분자의 길이 방향과 제 1 하측 위상차판(17a)의 지상축과의 이루는 각도, θ4는 상측 기판(11)의 배향막(25)과 접하는 액정 분자의 길이 방향과 제 2 하측 위상차판의 지상축과의 이루는 각도, φ1은 상측 기판(11)의 배향막(25)과 접하는 액정 분자의 길이 방향과 상측 기판측의 상측 편광판(16)의 투과축과의 이루는 각도, φ2는 상측 기판(11)의 배향막(25)과 접하는 액정 분자의 길이 방향과 하측 기판측의 하측 편광판(18)의 투과축과의 이루는 각도이다.
표 3에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에서 제작한 구성예 5∼7의 액정 표시 장치는, 모두 상기 실시예 1의 구성예 2의 액정 표시 장치 이상의 투과율을 얻을 수 있고, 이것에 의해, 백 라이트(20)로부터 출사된 광이 액정층(13)에 입사되기 직전의 편광의 타원율을 0.6∼1.0의 범위로 하면, 더욱 밝은 투과 표시를 얻을 수 있다.
Figure 112003044157648-pat00008
(실시예 4)
다음에, 구성예 8로서, 상기 실시예 1에 의해 제작한 구성예 1의 액정 표시 장치에 있어서, 액정의 △n·d를 820nm, 트위스트각을 240°로 한 액정 표시 장치를 제작하여, 상기 실시예 1과 동일한 측정 방법을 이용하여 투과율 및 반사율을 검증했다. 표 4에 구성예 8의 각 구성 요소의 파라미터와 함께, 투과율, 반사율의 측정 결과를 나타낸다.
표 4에 도시하는 바와 같이, 액정의 △n·d가 820nm로 되고, 트위스트각이 240°로 된 구성예 8의 액정 표시 장치에 있어서도, 표 1에 나타낸 구성예 1의 액정 표시 장치와 마찬가지로, 밝은 투과 표시를 얻을 수 있는 것이 확인되었다. 이 것은, 상측 편광판(16)에 액정층(13)측으로부터 입사되는 편광의 타원율이 작아졌기 때문에, 상측 편광판(16)을 투과하는 광량이 증가한 것에 의한 것이다.
Figure 112003044157648-pat00009
(실시예 5)
본 예에서는, 상기 제 5 실시형태의 구성을 기본 구성으로 하여, 온도 보상 위상차판(35)의 특성을 여러 가지로 변경한 액정 표시 장치와, 온도 보상판(35) 대신에 종래부터 이용되고 있는 광학 보상판을 구비한 액정 표시 장치를 제작하여, 그 표시 휘도와 콘트라스트를 검증했다. 이하 본 예에서는, 제작된 액정 표시 장치를 각각, 실시 시료 1∼5(제 5 실시형태의 구성), 비교 시료(광학 보상판을 구비한 구성)라고 부르는 것으로 한다.
도 15는, 상기 실시 시료 1∼5의 액정 표시 장치의 단면 구성을 도시하는 도면이다.
도 15에 나타내는 액정 표시 장치는, 액정 패널(30A)과, 백 라이트(20)를 주체로서 구성되어 있고, 액정 패널(30A)은, 투명한 유리 기판으로 이루어지는 상측 기판(11) 및 하측 기판(12)과, 이들 기판(11, 12) 사이에 유지된 STN 액정으로 이루어지는 액정층(13)을 구비하고 있다. 상측 기판(11)의 외면측에, 축이탈 이방성 광산란층(32)과, 제 2 상측 위상차판(15)과, 온도 보상 위상차판(35)과, 상측 편광판(16)이 적층 배치되어 있고, 상측 기판(11)의 내면측에는, 지면과 수직하게 연장되는 평면에서 보아 스트라이프 형상의 복수의 ITO(인듐 주석 산화물) 전극(24)과, 이들 ITO 전극(24)을 덮는 배향막(25)이 형성되어 있다. 하측 기판(12)의 외면측에, 제 1 하측 위상차판(17a)과, 제 2 하측 위상차판(17b)과, 하측 편광판(18)이 적층 배치되어 있고, 하측 기판(12)의 내면측에는, 개구부(투과 영역)(34a)를 갖는 반사층(34)과, 액정 패널(30A)의 도트 영역에 대응하여 형성된 복수의 컬러 필터(색재층)(26)과, 이들 컬러 필터(26)를 덮는 아크릴 수지의 오버코팅층(27)과, 지면과 평행하게 연장되는 평면에서 보아 스트라이프 형상의 복수의 ITO 전극(28)과, 이들 ITO 전극(28)을 덮는 배향막(29)이 형성되어 있다. 또한, 백 라이트(20)는, 도광판(21)의 측단면에 도시 생략의 백색 LED로 이루어지는 광원을 구비하고 있다. 상기 축이탈 이방성 광산란층(32)은, 그 액정층(13)측으로부터 입사각 25°로 입사되는 광을 산란시키고, 또한 그 주된 진행 방향을, 액정 패널(30)의 수직 방향으로 향하도록 되어 있다.
또한, 비교 시료의 액정 표시 장치는, 도 15에 나타내는 온도 보상 위상차판(35) 대신에 연신 필름의 광학 보상판을 마련한 것 이외에는, 실시 시료와 동일한 구성을 구비한 것으로 했다.
이상의 본 실시예의 액정 표시 장치에 대하여, 각 구성 요소의 파라미터에 대하여 표 5에 나타낸다. 표 5에 있어서,
R1; 온도 보상 위상차판(35)의 △n·d,
R2; 상측 위상차판(15)의 △n·d,
R3; 제 1 하측 위상차판(17a)의 △n·d,
R4; 제 2 하측 위상차판(17b)의 △n·d,
θ1; 상측 기판내면의 배향막(25)과 접하는 액정 분자의 길이 방향과 온도 보상 위상차판(35)의 지상축과의 이루는 각도,
θ2; 상측 기판의 배향막과 접하는 액정 분자의 길이 방향과 상측 위상차판(15)의 지상축과의 이루는 각도,
θ3; 상측 기판의 배향막과 접하는 액정 분자의 길이 방향과 제 1 하측 위상차판(17a)의 지상축과의 이루는 각도,
θ4; 상측 기판의 배향막과 접하는 액정 분자의 길이 방향과 제 2 하측 위상차판(17b)의 지상축과의 이루는 각도,
φ1; 상측 기판의 배향막과 접하는 액정 분자의 길이 방향과 상측 편광판(16)의 투과축과의 이루는 각도,
φ2; 상측 기판의 배향막과 접하는 액정 분자의 길이 방향과 하측 편광판(18)의 투과축과의 이루는 각도이다.
또한, 액정의 트위스트각은 240°로 하고, 상기 각 액정 표시 장치에서 공통 으로 했다.
또한, 상기 각 액정 표시 장치를 동작시켜, 투과율, 반사율, 및 투과/반사 표시의 콘트라스트를 측정한 결과도 표 5에 병기한다. 투과율에 대해서는 백 라이트(20)를 동작시킨 상태로 액정 패널 정면 방향에 있어서의 휘도를 측정함으로써 도출하고, 반사율에 있어서는, 액정 표시 장치의 경사 전방으로부터 30°의 입사각으로 광을 입사시켜, 액정 패널 정면에서 반사 휘도를 측정함으로써 도출했다.
표 5에 도시하는 바와 같이, 온도 보상 위상차판(35)에 있어서의 비 R70/R25가, 0.7 이상 0.97 이하의 범위로 된 실시 시료 2∼5의 액정 표시 장치는, 온도 보상 위상차판(35)의 70℃에 있어서의 △n·d(R70)와, 25℃에 있어서의 △n·d(R25)와의 비 R70/R25가 0.7보다 작은 실시 시료 1 및, 종래의 연신 필름의 광학 보상판을 이용한 비교 시료에 비하여, 온도가 상승했을 때의 콘트라스트의 저하폭이, 반사 표시, 투과 표시 중 어느 것에 있어서도 작고, 넓은 온도 범위에서 표시 품질을 유지할 수 있는 액정 표시 장치인 것이 확인되었다. 또한, 실시 시료 2∼5 중, R70/R25가 0.75∼0.93의 범위내에 있는 실시 시료 3, 4의 액정 표시 장치에서는, 특히 온도 상승에 의한 콘트라스트의 저하가 작고, 온도 특성이 우수한 액정 표시 장치인 것이 확인되었다.
여기서, 절대 온도 T(K)인 때의 액정의 △n(T)는, 액정의 오더 파라미터(order parameter) S(T)와 비례 관계로 된다. 즉, △n(T)= a·S(T)이다. 여기서, 액정의 오더 파라미터 S(T)는 하기(수학식 5)와 같은 관계가 대략 성립한다.
Figure 112003044157648-pat00010
단, (수학식 5)에 있어서 Tni는 액정의 N-I 점(K)을 나타낸다.
상기 식을 이용하고, 또한 25℃ 및 70℃에서의 액정의 △n의 값을 각각 △n25 및 △n70으로 하며, 액정의 N-I 점을 Tni(℃)라고 하면, 하기(수학식 6)에 나타내는 관계식을 얻을 수 있다.
Figure 112003044157648-pat00011
여기서, 위상차판의 리터데이션의 온도 변화가 액정의 △n의 온도 변화와 가까워지도록 하면, 환경 온도의 변화에 의한 표시 품질의 저하를 억제할 수 있다. 그래서 본 발명자는, 환경 온도의 변화에 따른 표시 품질의 변동이 작은 액정 표시 장치를 얻기 위한 기준으로서, 상기 (수학식 6)의 식으로부터 앞에서의 (수학식 3), 및 (수학식 4)에 나타내는 범위를 설정하여, 표 5에 도시하는 바와 같이 검증했다. 그 결과, 표 5에 도시하는 바와 같이, 온도 보상 위상차판(35)에 있어서의 비 R70/R25를 조정하여, 액정의 N-I 점 Tni을 이용하여 표시된 앞에서의 (수학식 3)의 범위내로 조정되면, 환경 온도의 변화에 의한 표시 품질의 저하를 억제할 수 있고, 앞에서의 (수학식 4)의 범위내로 조정되면, 더욱 넓은 온도 범위로 고품위의 표시를 얻을 수 있는 것이 확인되었다.
Figure 112003044157648-pat00012
(실시예 6)
본 예에서는, 앞에서의 제 4 실시형태의 구성을 기본 구성으로 하여, 액정의 △n·d를 930nm, 트위스트각을 255°로서, 온도 보상 위상차판(35)의 파라미터를 변경하여 두 가지의 시료를 제작했다.
도 16은, 본 예에서 제작한 제 4 실시형태의 구성을 구비한 액정 표시 장치의 단면 구성도이다. 이 액정 표시 장치는, 액정 패널(10A)과, 백 라이트(20)를 주체로서 구성되어 있고, 액정 패널(10A)은, 투명한 유리 기판으로 이루어지는 상측 기판(11) 및 하측 기판(12)과, 이들 기판(11, 12) 사이에 유지된 STN 액정으로 이루어지는 액정층(13)을 구비하고 있다. 상측 기판(11)의 외면측에, 상측 위상차판(15)과, 온도 보상 위상차판(35)과, 상측 편광판(16)이 적층 배치되어 있고, 상측 기판(11)의 내면측에는, 지면과 수직하게 연장되는 평면에서 보아 스트라이프 형상의 복수의 ITO(인듐 주석 산화물) 전극(24)과, 이들 ITO 전극(24)을 덮는 배향막(25)이 형성되어 있다. 하측 기판(12)의 외면측에, 제 1 하측 위상차판(17a)과, 제 2 하측 위상차판(17b)과, 하측 편광판(18)이 적층 배치되어 있고, 하측 기판(12)의 내면측에는, 개구부(투과 영역)(14a)를 갖는 경사 반사층(14)과, 액정 패널(10A)의 도트 영역에 대응하여 형성된 복수의 컬러 필터(색재층)(26)과, 이들 컬러 필터(26)를 덮는 아크릴 수지의 오버코팅층(27)과, 지면과 평행하게 연장되는 평면에서 보아 스트라이프 형상의 복수의 ITO 전극(28)과, 이들 ITO 전극(28)을 덮는 배향막(29)이 형성되어 있다. 또한, 백 라이트(20)는, 도광판(21)의 측단면에 도시 생략의 백색 LED로 이루어지는 광원을 구비하고 있다.
상기 경사 반사층(14)으로서는, 예컨대 도 11a, 도 11b에 나타내는 구조를 갖는 것을 적용할 수 있다. 즉, 복수의 삼각 주상의 돌출부(14b)가 면내 방향으로 경사져 배치되는 요철 형상을 갖는 수지 요철막(14d)상에, Al 등의 금속 반사막(14c)을 형성한 것이고, 반사면을 이루는 금속 반사막(14c)의 표면 형상에 의해서, 경사 반사층(14)의 경사 방향으로부터 입사된 광을 산란시키고, 또한 반사광의 주된 진행 방향을 액정 패널(10A)의 수직 방향으로 향하도록 되어 있다.
표 6에 본 실시예에서 제작한 실시 시료 6, 7의 각 구성 요소의 파라미터와 함께, 투과율, 반사율의 측정 결과를 나타낸다. 표 6에 나타내는 각 항목은, 상기 실시예 5에서 나타낸 표 5와 마찬가지이다.
표 6에 도시하는 바와 같이, 액정의 △n·d가 930nm로 되고, 트위스트각이 255°로 된 본 예의 액정 표시 장치에서는, 표 5에 나타내는 실시 시료 2∼5의 액정 표시 장치보다 더욱 환경 온도의 상승에 의한 표시 콘트라스트의 저하를 억제할 수 있는 것이 확인되었다. 이것은, 액정의 N-I 점이 100℃로 높게 된 것에 의한 것이라고 생각된다.
또한, 상기 실시예 5 및 실시예 6의 결과로부터, 액정층의 파라미터를 변경한 경우에도, 온도 보상 위상차판(35)의 25℃에 있어서의 △n·d(R25)와, 70℃에 있어서의 △n·d(R70)와의 비 R70/R25를, 액정의 N-I 점 Tni를 이용한 앞에서의 (수학식 3)의 범위, 보다 바람직하게는 앞에서의 (수학식 4)에 나타내는 범위내로 조정하는 것에 의해, 환경 온도의 변화에 따른 표시 품질의 저하를 효과적으로 억제할 수 있어, 넓은 온도 범위로 고품위의 투과/반사 표시를 얻을 수 있는 액정 표시 장치를 실현할 수 있는 것이 확인되었다.
Figure 112003044157648-pat00013
(전자 기기)
도 17은, 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 표시부에 구비한 전자 기기의 일례인 휴대 전화의 사시 구성도이며, 이 휴대 전화(1300)는, 본 발명의 액정 표시 장치를 소형 사이즈의 표시부(1301)로서 구비하고, 복수의 조작 버튼(1302), 수화 구(1303), 및 송화구(1304)를 구비하여 구성되어 있다.
상기 실시예의 액정 표시 장치는, 상기 휴대 전화에 한하지 않고, 전자책, 퍼스널 컴퓨터, 디지털 스틸 카메라, 액정 텔레비젼, 뷰 파인더형 혹은 모니터 직시형의 비디오 테이프 레코더, 카 네비게이션 장치, 페이저, 전자 수첩, 전자 계산기, 워드 프로세서, 워크 스테이션, 화상 전화, POS 단말, 터치 패널을 구비한 기기 등등의 화상 표시 수단으로서 적합하게 이용할 수 있고, 어느 전자 기기에 있어서도, 고품위의 컬러 표시를 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 반사 표시와 투과 표시 중 어느 것에 있어서도 높은 콘트라스트의 밝은 표시를 얻을 수 있고, 바람직하게는, 온도 변화에 따른 표시 품질의 저하도 발생하기 어려운 반투과 반사형의 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. 대향하여 배치된 제 1 기판 및 제 2 기판과,
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 유지된 220°∼ 270°로 비틀어져 배향된 액정층과,
    상기 액정층을 사이에 두고 마련된 제 1 위상차층 및 제 2 위상차층과,
    상기 양 위상차층의 상기 액정층과 반대쪽에 각각 배치된 제 1 편광판 및 제 2 편광판과,
    상기 제 2 기판의 상기 액정층 쪽에 형성되어, 상기 액정층으로 입사하는 광의 일부를 반사시키고 일부를 투과시키는 반사층을 구비한 반투과 반사형 액정 패널과,
    상기 액정 패널의 상기 제 2 편광판의 상기 액정층과 반대 쪽에 배치된 조명 장치
    를 구비하되,
    상기 액정 패널의 명(明)표시의 화소에 있어서, 상기 조명 장치로부터 발생되어 상기 액정층쪽으로부터 상기 제 1 편광판으로 입사하는 광이 타원 편광으로 되고, 상기 액정층의 광학 이방성 △n과, 액정층 두께 d와의 곱 △n·d가 820nm∼950nm로 되어 있고,
    상기 액정 패널에, 경사 방향으로부터 입사하는 광을, 상기 액정 패널의 정면 방향 쪽으로 출사시키는 지향성 반사 기능이 구비된 것
    을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 위상차층의 광학 이방성 △n과, 그의 층두께 d와의 곱 △n·d의 25℃에서의 값 R25와, 70℃에서의 값 R70과의 비 R25/R70이, 상기 액정층을 구성하는 액정의 네마틱 등방성 액체 전이 온도 Tni(℃)를 이용하여, 하기(수학식 1)에 나타낸 범위로 된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
    (수학식 1)
    Figure 112005068232707-pat00014
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 위상차층의 광학 이방성 △n과, 그의 층두께 d와의 곱 △n·d의 25℃에서의 값 R25와, 70℃에서의 값 R70과의 비 R25/R70이, 상기 액정층을 구성하는 액정의 네마틱 등방성 액체 전이 온도 Tni(℃)를 이용하여, 하기 (수학식 2)에 나타낸 범위로 된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
    (수학식 2)
    Figure 112005068232707-pat00015
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정 패널의 명표시의 화소에 있어서, 상기 액정층 쪽으로부터 상기 제 1 편광판으로 입사하는 타원 편광의 타원율이, 25℃에 있어서 0보다 크고 0.5 이하로 된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정 패널에, 경사 반사층이 구비된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정 패널에, 축이탈(off-axis) 이방성 광산란층이 구비된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정 패널에, 당해 액정 패널의 전방으로부터 입사하는 광을 투과하고 또한 당해 액정 패널의 후방으로부터 입사하는 광을 회절시키는 이방성 광학층이 구비된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사층은 액정 패널의 도트 영역내에 부분적으로 형성된 반사층으로 된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사층은 입사한 광 중 특정 편광 성분 또는 특정 파장 영역의 성분을 부분적으로 반사, 투과하는 층으로 된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 청구항 1 내지 3에 기재된 액정 표시 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  11. 대향하여 배치된 제 1 기판 및 제 2 기판과,
    상기 양 기판 사이에 유지된 220°~ 270°로 비틀려 배향된 액정층과,
    상기 액정층을 사이에 두고 마련된 제 1 위상차층 및 제 2 위상차층과,
    상기 제 1 위상차층의 상기 액정층과 반대쪽에 배치된 제 1 편광판과,
    상기 제 2 위상차층의 상기 액정층과 반대쪽에 배치된 제 2 편광판과,
    상기 제 2 기판의 상기 액정층쪽에 형성되고, 상기 액정층에 입사하는 광의 일부를 반사시키고, 일부를 투과시키는 반사층을 구비한 반투과 반사형 액정 패널과,
    상기 액정 패널의 상기 제 2 편광판의 상기 액정층과 반대쪽에 배치된 조명 장치
    를 구비하되,
    상기 액정 패널에, 당해 액정 패널의 외부로부터 경사 방향으로 입사하는 광을, 상기 액정 패널의 정면 방향 쪽으로 출사시키는 지향성 반사 기능을 마련하고,
    상기 액정 패널의 명표시 화소에 있어서,
    상기 조명 장치로부터 발생되어 상기 액정층 쪽으로부터 상기 제 1 편광판으로 입사하는 광이 타원 편광으로 되고,
    상기 액정 패널에 당해 액정 패널의 외부로부터 경사 방향으로 입사한 광이 직선 편광이고 상기 반사층에서 반사되며,
    상기 액정층의 광학 이방성 Δn과, 액정층 두께 d와의 곱 Δn·d는 820nm~950nm로 되어 있는 것
    을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
KR1020030083316A 2002-11-22 2003-11-22 액정 표시 장치 및 전자 기기 Expired - Lifetime KR100569332B1 (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002339300 2002-11-22
JPJP-P-2002-00339298 2002-11-22
JPJP-P-2002-00339300 2002-11-22
JP2002339298 2002-11-22
JPJP-P-2003-00280076 2003-07-25
JP2003280076A JP3815461B2 (ja) 2002-11-22 2003-07-25 液晶表示装置及び電子機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040045362A KR20040045362A (ko) 2004-06-01
KR100569332B1 true KR100569332B1 (ko) 2006-04-07

Family

ID=32718759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030083316A Expired - Lifetime KR100569332B1 (ko) 2002-11-22 2003-11-22 액정 표시 장치 및 전자 기기

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7161647B2 (ko)
JP (1) JP3815461B2 (ko)
KR (1) KR100569332B1 (ko)
CN (1) CN1258112C (ko)
TW (1) TWI250354B (ko)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4636886B2 (ja) * 2004-03-23 2011-02-23 シチズンホールディングス株式会社 液晶表示装置
TWI284759B (en) * 2004-11-12 2007-08-01 Innolux Display Corp Liquid crystal display device
US7423713B2 (en) 2005-03-28 2008-09-09 Epson Imaging Devices Corporation Liquid crystal device and electronic equipment
TWI318315B (en) * 2006-07-12 2009-12-11 Au Optronics Corp Transflective liquid crystal panel and method of making the same
JP4923947B2 (ja) * 2006-10-25 2012-04-25 ソニー株式会社 電気光学装置及び電子機器
KR101270165B1 (ko) * 2006-12-29 2013-05-31 삼성디스플레이 주식회사 반사 투과형 디스플레이 패널 및 이를 채용한 디스플레이장치
CN101364002B (zh) * 2007-08-08 2013-10-16 群创光电股份有限公司 液晶显示装置及其背光模块与显示方法
US8022615B2 (en) * 2007-08-14 2011-09-20 Motorola Mobility, Inc. Light generating layer for a reflective display
KR101375332B1 (ko) * 2007-08-16 2014-03-19 삼성디스플레이 주식회사 반사판과 이를 채용한 디스플레이 및 반사광 분포 제어방법
KR101398556B1 (ko) * 2007-09-28 2014-05-26 재단법인서울대학교산학협력재단 반투과형 액정 표시 장치
US7988075B2 (en) * 2008-03-10 2011-08-02 Illinois Tool Works Inc. Circuit board configuration for air-powered electrostatically aided coating material atomizer
JP5222372B2 (ja) * 2008-03-10 2013-06-26 ソーラーエクセル ベスローテン フェノーツハップ 光起電力装置および光起電力装置の製造方法
JP2010032748A (ja) * 2008-07-29 2010-02-12 Seiko Epson Corp 電気光学装置および電気光学装置の製造方法
JP5299776B2 (ja) * 2009-06-30 2013-09-25 Ｎｌｔテクノロジー株式会社 液晶表示素子、表示装置及びその駆動方法
DE102009038469B4 (de) * 2009-08-21 2015-02-12 Advanced Display Technology Ag Anzeigeelement und Verfahren zum Ansteuern eines Anzeigeelementes
JP2014178454A (ja) * 2013-03-14 2014-09-25 Japan Display Inc 液晶表示装置及び電子機器
JP5540441B2 (ja) * 2013-04-16 2014-07-02 Ｎｌｔテクノロジー株式会社 液晶表示素子、表示装置及びその駆動方法
KR102148417B1 (ko) * 2014-01-13 2020-08-27 삼성전자주식회사 인셀 편광자, 이를 포함한 액정 표시장치 및 그 제조 방법
CN105086645B (zh) 2015-09-23 2017-05-03 京东方科技集团股份有限公司 一种组合物、液晶显示装置及其制备方法
JP2019184643A (ja) * 2018-04-02 2019-10-24 シャープ株式会社 液晶モジュール
JP6815354B2 (ja) * 2018-06-25 2021-01-20 住友化学株式会社 積層体
JP2020085931A (ja) * 2018-11-15 2020-06-04 シャープ株式会社 液晶表示装置
KR102797539B1 (ko) * 2020-02-12 2025-04-21 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 전자 기기

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07318929A (ja) * 1994-05-30 1995-12-08 Casio Comput Co Ltd 液晶表示装置
KR19990083623A (ko) * 1998-04-30 1999-11-25 야스카와 히데아키 액정장치및그를사용한전자장치
JP2000284266A (ja) * 1999-03-31 2000-10-13 Casio Comput Co Ltd 液晶表示装置
JP2001337320A (ja) * 2000-05-24 2001-12-07 Toshiba Corp 半透過型の液晶表示素子

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3075134B2 (ja) * 1995-04-04 2000-08-07 株式会社日立製作所 反射型液晶表示装置
JP3720921B2 (ja) 1995-08-02 2005-11-30 住友化学株式会社 液晶表示装置
JPH10177106A (ja) 1995-12-11 1998-06-30 Sharp Corp 反射板並びに反射型液晶表示装置およびその製造方法
US6097458A (en) * 1995-12-11 2000-08-01 Sharp Kabushiki Kaisha Reflector, reflective liquid crystal display incorporating the same and method for fabricating the same
JP3633215B2 (ja) 1996-09-17 2005-03-30 セイコーエプソン株式会社 半透過反射型液晶装置及び電子機器
JPH10260403A (ja) * 1997-01-20 1998-09-29 Seiko Epson Corp 液晶装置及び電子機器
JPH10319390A (ja) 1997-05-22 1998-12-04 Optrex Corp カラー液晶表示装置
JPH10332914A (ja) 1997-06-02 1998-12-18 Asahi Glass Co Ltd 半透過反射板、およびそれを備えた表示装置
JP2000172925A (ja) 1998-12-02 2000-06-23 Yukiaki Yoshida コンピュ―タ―情報画面付き自動販売機
JP3713989B2 (ja) 1998-12-14 2005-11-09 凸版印刷株式会社 反射型液晶表示装置
JP3731414B2 (ja) 1999-10-26 2006-01-05 凸版印刷株式会社 軸外し異方性光散乱フィルムとそれを用いた表示装置
JP2003172925A (ja) 1999-10-29 2003-06-20 Citizen Watch Co Ltd 液晶表示装置
EP1152281B1 (en) * 1999-11-02 2009-06-03 Seiko Epson Corporation Reflective lcd, semitransmitting reflective lcd and electronic device
JP2002098954A (ja) * 2000-07-21 2002-04-05 Citizen Watch Co Ltd 半透過反射型液晶表示装置
JP2003215591A (ja) * 2002-01-25 2003-07-30 Alps Electric Co Ltd 半透過反射型液晶表示装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07318929A (ja) * 1994-05-30 1995-12-08 Casio Comput Co Ltd 液晶表示装置
KR19990083623A (ko) * 1998-04-30 1999-11-25 야스카와 히데아키 액정장치및그를사용한전자장치
JP2000284266A (ja) * 1999-03-31 2000-10-13 Casio Comput Co Ltd 液晶表示装置
JP2001337320A (ja) * 2000-05-24 2001-12-07 Toshiba Corp 半透過型の液晶表示素子

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040045362A (ko) 2004-06-01
JP3815461B2 (ja) 2006-08-30
US7161647B2 (en) 2007-01-09
CN1503037A (zh) 2004-06-09
CN1258112C (zh) 2006-05-31
TWI250354B (en) 2006-03-01
TW200424681A (en) 2004-11-16
US20040141119A1 (en) 2004-07-22
JP2004184972A (ja) 2004-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100569332B1 (ko) 액정 표시 장치 및 전자 기기
JP5131510B2 (ja) 液晶表示装置、及び端末装置
KR100861060B1 (ko) 액정 표시 장치 및 전자 기기
KR100374446B1 (ko) 반사형 액정 표시 장치 및 그것으로 구성되는 터치패널 일체형 반사형 액정 표시 장치
KR100513939B1 (ko) 반투과 반사형 액정표시장치
US6717641B2 (en) Liquid crystal display device
KR100474057B1 (ko) 액정표시소자
US6661483B1 (en) Liquid crystal display device
KR20010031084A (ko) 액정표시장치
CN101324719B (zh) 半透射半反射液晶显示器及其操作和制造方法
JP5252335B2 (ja) 液晶表示装置、および端末装置
KR20110083141A (ko) 액정표시장치
US20030025863A1 (en) Liquid crystal display device and electronic device
JPH11142836A (ja) 反射型液晶表示装置及び感圧式入力装置一体型液晶表示装置
JP3467210B2 (ja) 反射型液晶表示装置
JP2012113332A (ja) 液晶表示装置
JP5252849B2 (ja) 液晶表示装置
JP2004184973A (ja) 液晶表示装置及び電子機器
US12306493B2 (en) Display panel and display device
JP3710722B2 (ja) 反射型液晶表示装置
Liu et al. 52‐4: Research on the Process of Single Polarizer Reflective LCD
JP2004219552A (ja) 液晶表示装置及び電子機器
JP2001356347A5 (ko)
US20030067571A1 (en) Reflective cholesteric display with reduced viewing-angle color dependence
JP2004271678A (ja) 液晶表示装置、及び電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20031122

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20050906

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20060106

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20060403

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20060331

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20090406

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20100323

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20110318

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20120322

Start annual number: 7

End annual number: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130321

Year of fee payment: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20130321

Start annual number: 8

End annual number: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140319

Year of fee payment: 9

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20140319

Start annual number: 9

End annual number: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160318

Year of fee payment: 11

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20160318

Start annual number: 11

End annual number: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170302

Year of fee payment: 12

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20170302

Start annual number: 12

End annual number: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190319

Year of fee payment: 14

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20190319

Start annual number: 14

End annual number: 14

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20200318

Start annual number: 15

End annual number: 15

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210302

Start annual number: 16

End annual number: 16

PC1801 Expiration of term

Termination date: 20240522

Termination category: Expiration of duration