KR20050037391A

KR20050037391A - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20050037391A
Application number: KR1020040082909A
Authority: KR
Inventors: 야마우치나오후미
Original assignee: 세이코 인스트루 가부시키가이샤
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2004-10-16
Publication date: 2005-04-21
Also published as: KR100760438B1; TW200527069A; US20050088593A1; CN1609676A; JP2005208568A

Abstract

1장의 패널의 표시 화상을 전면과 배면 모두에서 관찰할 수 있는 양면 가시형 액정 표시 장치가 박형이고 저렴한 구성으로 실현된다. 따라서, 본 발명의 액정 표시 장치에서는, 단일의 액정 패널로 전면과 배면 모두에서 표시 화상을 관찰할 수 있다. 즉, 액정 표시 장치는, 기판들 사이에 액정층을 개재하는 액정 패널과, 액정 패널을 사이에 끼우도록 배치된 제1 편광자 및 제2 편광자와, 액정층과 제2 편광자 사이에 제공되며, 입사하는 광을 소정의 비율로 반사하고 나머지 광을 투과하는 반투과기를 포함한다. 또한, 제1 편광자와 액정층 사이에 제1 광학 보상기가, 반투과기와 제2 편광자 사이에 제2 광학 보상기가 각각 배치된다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 일반적으로, 시계, 휴대 전화 및 오디오 시스템 등의 전자기기에 사용하는 액정 표시 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 상황에 따라 전면(front surface)측과 배면(back surface)측 모두에서 하나의 표시 소자의 표시 화상이 시각적으로 인식가능한 액정 표시 장치에 관한 것이다.

최근에, 휴대 전화 등에는, 박형 경량이라는 특징을 갖는 액정 표시 소자가 널리 사용되고 있다. 특히, 휴대 전화에서 사용하는 표시 소자에는 소형 경량이 요구되기 때문에, 많은 휴대 전화에 액정 표시 소자가 사용되고 있다. 그러나, 액정 표시 소자는, 수광형(photoreceptor) 장치이기 때문에, 휴대 전화의 실행에 요구되는 어두운 장소에서의 시인성(視認性)에 문제가 있다. 그래서, 액정 표시 소자의 전면측 또는 배면측에 조명 장치(light unit)를 설치하는 경우가 많다. 일반적으로는, 전자의 조명 장치를 프론트 라이트(front light)라고 부르고, 후자의 조명 장치를 백 라이트(back light)라고 부르고 있다. 프론트 라이트 방식의 조명 장치의 모식 단면도를 도 10에 도시한다. 도 10에 도시하는 바와 같이, 프론트 라이트는 광원(14)과 도광판(15)을 갖고 있다. 광원(14)으로부터의 광은 도광판(15)을 통해서 하부측(표시 패널측)으로 안내되어, 액정 패널(1)의 배후에 제공된 반사경(reflector)(16)에 의해 반사된다. 따라서, 액정 패널(1)의 표시 화상을 시각적으로 인식할 수 있게 된다. 또한, 외부로부터의 광은, 도광판(15)을 통과하여 액정 패널(1)에 입사하게 된다. 따라서, 전술한 경우와 마찬가지로, 액정 패널(1)의 표시 화상을 시각적으로 인식할 수 있게 된다. 한편, 백 라이트 방식의 표시 장치의 개략도를 도 11에 도시한다. 백 라이트는 광원(14)과 도광판(17)을 갖고, 액정 패널(1)의 하부측에 설치된다. 백 라이트의 광원(14)으로부터의 광은 도광판(17)을 통과하여 상부측에서 반사되어 액정 패널(1)로 조사된다. 따라서, 액정 패널(1)의 표시 화상이 관찰자에 의해 시각적으로 인식된다. 전술한 바와 같이, 프론트 라이트의 도광판(15)의 구조의 특징은 반사경(16)으로부터의 반사광이 도광판(15)을 투과하는 것이다. 한편, 백 라이트의 도광판(17)은 광을 단순히 확산시키고 반사시키며, 따라서 광을 투과시킬 수 없다. 그러나, 최근에, 휴대 전화에 접는(folding) 구조가 채용되었다. 따라서, 휴대 전화가 접혀질 때에도 시각 또는 착신 등의 정보가 표시될 수 있도록, 메인 표시용의 표시 장치와는 별도로, 메인 표시용의 표시 장치의 배면측으로부터 관찰하기 위한 표시 장치(서브 표시 장치)를 채용한 휴대 전화가 증가하고 있었다. 일례로서, 메인 표시용의 프론트 라이트와 액정 패널(1) 및 서브 표시용의 백라이트와 액정 패널(18)을 구비하는 휴대 전화의 액정 표시 장치의 구성을 도 12에 모식적으로 도시한다. 백 라이트의 도광판(17)과 액정 패널(18)의 사이에는 필요에 따라 반도광판(19)이 제공된다.

또한, 1장의 액정 패널을 사용하여 양 면으로부터 표시 화상을 관찰 가능한 표시 장치에 대해서는, 액정 패널의 배면측에 도광층이 배치하고, 액정 패널의 전면측의 일부 영역에 반사경을 배치하고, 따라서 이 일부 영역의 표시 화상을 배면측으로부터도 관찰할 수 있는 구성이 있다(예를 들면 JP 2002-132189 A 참조).

도 12에 도시한 바와 같이 구성된 종래의 액정 표시 장치에서는, 메인 표시를 위한 표시 소자 이외에 서브 표시를 위한 표시 소자가 새롭게 필요하게 된다. 그리고, 메인 표시를 위한 표시 소자와 서브 표시를 위한 표시 소자가 포개지는 구조로 되어, 액정 표시 장치의 전체 두께가 두꺼워지기 때문에, 휴대 전화 등의 장치 자체가 두꺼워지는 문제가 있다. 또한, 서브 표시 소자를 위한 구동 회로와 조명 장치는 메인 표시 소자의 것과는 별도로 특별히 필요하게 되므로, 비용 문제도 크다. 또한, 외측에 반투과판을 배치되어 투과된 화상을 관찰하는 경우와 같이, 액정 표시 소자에 의한 광변환을 받지 않는 반사광 성분이 또한 관찰면에 입사하는 경우에는, 표시 화상의 시인성이 저하한다는 문제도 갖고 있다.

또한, JP 2002-132189 A에 기재된 구성을 갖는 액정 표시 장치의 경우에는, 배면측으로부터 관찰하는 표시 화상의 부분이 전면측에서의 표시에 모두 기여하지 않는다. 그 결과, 표시 화면에 대해 표시 소자의 크기가 커지게 된다.

전술한 바와 같이, 종래의 구성에 의하면, 박형이고 저렴하면서 우수한 시인성의 메인 표시와 서브 표시가 가능한 시인성의 좋은 액정 표시 장치를 구성하는 것은 불가능하였다.

전술의 관점에서, 본 발명의 목적은, 전면과 배면의 양측에 표시가 가능한 박형이고 저렴한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 액정 표시 장치는, 단일 액정 패널의 표시 화상이 그 어느 한 측으로부터 관찰가능하도록 구성된다. 즉, 액정 표시 장치는, 액정측이 기판들 사이에 개재된 액정 패널; 액정 패널을 사이에 끼도록 배치된 제1 편광자(polarizer) 및 제2 편광자; 및 액정층과 제2 편광자 사이에 제공되며, 입사하는 광을 소정의 비율로 반사하고 나머지 광을 투과하는 기능을 가진 반투과기(transflector)를 포함한다. 여기서, 반투과기는 편광 성분에 상관없이 입사광을 소정의 비율로 반사하고 편광 이외의 광을 투과하는 투과-미러(transmission-mirror)이다.

또한, 제1 편광자와 액정층 사이에 제1 광학 보상기가 제공되고, 제2 편광자와 반투과기 사이에는 제2 광학 보상기가 제공된다. 여기서, 반투과기와 제2 편광판 대신에, 특정 방향의 편광 성분을 반사하고 나머지 편광 성분을 투과하는 반사-편광판이 제2 광학 보상기의 외측에 제공된다.

여기서, 반사-편광판의 반사축의 방향은, 액정층에 의해 편광 방향이 변환되어 액정 패널로부터 출사한 광의 편광 방향과, 액정층에 의해 편광 방향이 변환되지 않고 액정 패널로부터 출사한 광의 편광 방향 중 어느 한 방향과 동일 방향으로 설정되어 있다.

또한, 반사-편광판의 반사축과 동일한 방향에 흡수축을 갖는 제2 편광자가 그 외측에 제공된다.

여기서, 제1 광학 보상기는 제2 광학 보상기를 광학적으로 보상하는 특성을 갖는다.

다른 경우에, 제1 광학 보상기는 제2 광학 보상기를 광학적으로 보상할 뿐만 아니라 액정층에 의한 변조를 보상하는 특성을 갖는 지연판(retardation plate)이다.

여기서, 제1 광학 보상기는 (2n-1)/4 파장판(n:자연수)을 포함하고, 제2 광학 보상기는 (2m-1)/4 파장판(m:자연수)을 포함한다.

또한, 반투과기는 액정 패널에 내부에 형성된다. 반투과기는, 소정의 투과율을 갖는 유전체 다층막, 소정의 투과율을 갖는 금속막층, 및 표시 패널의 호소부에 대응하는 위치에 개구부를 갖는 투과 미러 중의 어느 하나가 될 수 있다.

다음 구성은 반투과기가 액정 패널 내부에 형성되는 구성의 일례로서 나타내어질 수 있다. 즉, 액정 표시 패널은 액정층을 개재하는 투명 기판과 대향 기판을 갖고, 제1 편광자는 투명 기판측의 외측에 제공되고, 제2 편광자는 대향 기판의 외측에 제공되고, 반투과기 상에는 절연막을 통하여 대향 전극이 형성된다. 다른 경우에, 구동용의 투명 전극이 형성된 투명 기판 및 구동용의 대향 전극이 형성된 대향 기판을 가지면서, 액정층은 투명 기판과 대향 기판 사이에 유지되어 있고, 제1 편광자는 투명 기판측의 외측에 제공되고, 제2 편광자는 대향 기판측의 외측에 제공되고, 반투과기는 대향 전극의 전기적 독립성을 유지하도록 대향 전극의 상부면 또는 하부면에 제공된다.

또한, 액정 패널을 제1 편광자측으로부터 관찰하는지 제1 편광측의 반대측으로부터 관할하는지에 따라서, 액정 패널에 인가하는 신호를 변환하여 액정 패널에 공급하는 처리에 구동 회로가 제공된다. 따라서, 전면과 배면 모두에서 문자 정보를 시각적으로 인식하는 것이 가능하게 된다.

또한, 프론트 라이트형 조명 장치가 제1 편광자의 외측에 제공되어 제1 편광자측에서 액정 패널로 광을 조사한다.

본 발명의 액정 표시 장치에 의하면, 전면과 배면의 양측으로부터 1장의 액정 패널이 관찰 가능하다. 따라서, 표시 장치를 박형으로 만드는 것이 가능하게 된다. 또한, 액정 패널과 제2 편광자 사이에 확산층이 제공되고, 이것에 의해 액정 표시 장치의 표시 화상이 전면과 배면 모두에서 관찰 가능하더라도 시야각의 범위가 넓어질 수 있다. 또한, 액정 패널과 제1 편광자 사이에, 및 액정 패널과 제2 편광자 사이에 각각 광학 보상기가 제공되고, 이것에 의해 액정 표시 장치의 표시 화상이 전면과 배면 모두에서 관찰되더라도 시인성이 우수한 화상이 얻어질 수 있다.

본 발명에 의한 액정 표시 장치는, 액정층이 기판들 사이에 개재된 액정 패널, 액정 패널이 사이에 유지되도록 배치된 제1 편광자 및 제2 편광자, 및 관찰하기 위한 광이 입사하는 방향에 대해 입사광을 소정의 비율로 반사하고 입사광의 나머지 광을 투과하는 기능을 갖는 반투과기를 포함한다. 액정층은, 입사광의 편광 방향을 변환하여 조사하기 위한 부분이며, 입사광의 편광 방향을 변환없이 입사광을 그대로 조사하기 위한 부분이다. 이들 부분에서 표시의 명암이 제어되어 액정 패널의 표시 화상이 화상으로서 인식되게 한다. 전술한 바와 같은 반투과기의 제공에 의해, 표시 화상은 제1 편광자측에서 액정 패널로의 입사광만으로 제1 편광자측(제1 시점에서) 이외에 제2 편광자측(제2 시점에서)으로부터 관찰 가능하다. 즉, 1장의 액정 패널로 양면 표시가 가능하게 된다. 여기서, 반사광에 의해 화상이 표시되는 반사 표시면측으로부터의 관찰자의 시점을 제1 시점이라고 하고, 투과광에 의해 화상이 표시되는 투과 표시면측으로부터의 관찰자의 시점을 제2 시점이라고 한다. 이 때, 제1 시점이 입사광의 입사각에 대해 정반사의 위치에 위치하는 경우에, 가장 밝은 표시가 관찰 가능하다. 또한, 제2 시점이 입사광의 입사각에 대해 직선 상에 위치하는 경우에, 가장 밝은 표시가 관찰 가능하다.

또한, 반투과 수단으로서 편광 성분에 관계없이 입사광을 소정의 비율을 반사하고 반사광 이외의 광을 투과하는 투과-미러를 사용하여도 된다. 여기서, 반투과기의 구체적인 배치 장소로서, 액정 패널 내부 또는 제2 편광자와 액정 패널 사이에 지정된 공간이 예시될 수 있다. 또한, 반투과기는 입사광을 소정의 비율로 반사하고 나머지 광을 투과하는 기능을 갖추어야 한다. 따라서, 반투과 반사층가 패널 내부에 제공되어도 되고, 또는 반투과 반사경이 액정 패널과 제2 편광자 사이에 제공되어도 된다.

또한, 액정 패널과 제2 편광자 사이에 확산층이 제공된다. 이러한 구성의 적용에 의해 화산측에 의해 광이 산란되어 각 시점에 도달하게 된다. 따라서, 각 시점에서의 시야각 범위가 넓어진다.

또한, 액정 패널과 제2 편광자 사이에 확산층 대신에 지향성 확산층이 제공된다. 또한, 산란광이 특정 방향으로 지향성을 갖도록 지향성 확산층이 사용된다.

또한, 본 발명의 액정 표시 장치는, 액정층이 기판들 사이에 개재된 액정 패널, 액정 패널을 사이에 끼도록 배치된 제1 편광자 및 제2 편광자, 관찰하기 위한 광이 입사하는 방향에 대해 액정층의 배후에 입사광을 소정의 비율로 반사하고 입사광의 나머지 광을 투과하는 기능을 갖는 반투과기, 액정층과 제1 편광자 사이에 제공되는 제1 광학 보상기, 및 반투과기와 제2 편광자 사이에 제공되는 제2 광학 보상기를 포함한다. 표시 화상이 제2 시점으로부터 관찰되는 경우에, 제2 시점측으로부터 외광 등의 광이 표시 패널에 입사하게 되고, 그 다음 입사광은 직선 편광으로 변환되어 제2 편광자를 통과할 때 투과-미러(3)에 의해 반사된다. 반사된 광은 제2 편광자를 통해 투과되어 제2 시점으로부터의 관찰자에 도달한다. 즉, 제2 시점에는 제1 시점으로부터의 입사광에 의한 표시 화상 뿐만 아니라, 제2 시점측으로부터의 외광의 반사광이 도달한다. 따라서, 콘트라스트(contrast)가 낮고 시인성이 나쁜 표시 화상이 관찰된다. 그 다음, 전술한 바와 같이, 액정층과 제1 편광자 사이에 제1 광학 보상기가 제공되고 투과-미러와 제2 편광자 사이에 제2 광학 보상기가 제공되는 구성이 적용된다. 이러한 구성에 의하면, 제2 편광자를 통과할 때에, 제2 시점측으로부터 입사된 광은, 제2 편광자의 투과축 방향의 편광 방향을 갖는 직선 편광으로 변환되어 제2 광학 보상기에 입사하게 된다. 이 직선 편광은 원형 편광 또는 타원 편광으로 변환되어 부분 반사막에 의해 반사된다. 반사에 의해 편광 방향이 변화된 원형 편광 또는 타원형 편광이 다시 제2 광학 보상기를 통과할 때에 직선 편광으로 변환된다. 이 때, 변환된 직선 편광의 편광 방향은 제2 편광자의 투과축과 일치하지 않는다. 그러므로, 다시 제2 광학 보상기를 통과한 광은 제2 편광자를 통해 투과되지 않고, 제2 편광자에 의해 흡수된다. 즉, 제2 시점측으로부터 입사하여 투과-미러에 의해 반사된 광은 제2 시점으로부터의 관찰자에 도달하지 않는다. 따라서, 제2 시점측의 환경(환경이 밝은지 어두운지)에 상관없이 제2 시점측으로부터 시인성이 좋은 화상이 관찰될 수 있다. 그러나, 제1 편광측으로부터 입사된 광을 투과-미러를 통해 투과함으로써 얻어지는 직선 편광은 제2 광학 보상기에서 원형 편광 또는 타원형 편광으로 변환되고, 그 다음 원형 편광 또는 타원형 편광이 제2 편광자를 통하여 제2 시점에 도달한다. 따라서, 제2 광학 보상기만으로 시인성이 우수한 표시 화상을 얻을 수 없다. 즉, 제1 편광자와 제2 편광자 사이에 하나의 광학 보상기만이 존재하므로, 제2 시점으로부터 우수한 투과 표시가 얻어지지 않는다. 이것을 방지하기 위해서, 제2 광학 보상기에 의한 변조를 더 보상하는 제1 광학 보상기가 제1 편광자와 액정 패널 사이에 제공될 필요가 있다. 이러한 구성에 의하면, 표시 화상이 전면측과 배면측 모두에서 관찰되더라도, 시인성이 우수한 화상을 얻을 수 있다. 즉, 제1 편광자를 통과한 입사광은 특정 방향의 직선 편광으로 변환되고, 그 다음 제1 광학 보상기에서 원형 편광 또는 타원형 편광으로 변환되어 액정 패널에 입사하게 된다. 액정 패널에 입사된 광은 액정측에서 변조된 다음 투과-미러를 통해 투과된다. 그 다음에, 전술한 바와 같이, 투과-미러를 통해 투과된 광은 제2 시점에 도달하고, 투과-미러에 의해 반사된 광은 제1 시점에 도달한다. 또한, 제1 시점에서의 반사 표시의 모양을 중시하는 경우에는, 제1 광학 보상기는, 제2 광학 보상기에 의한 변조를 보상하는 기능 뿐만 아니라, 액정층에 의한 광 변조를 보상하는 기능도 가질 수 있다.

여기서, 이후 제1 광학 보상기로서 (2n-1)/4 파장판(n:자연수)이 사용되고 제2 광학 보상기로서 (2m-1)/4 파장판(m:자연수)이 사용되는 경우를 예로 들어 작용이 설명된다. 제1 편광자를 통과한 광은, 편광축의 방향으로 치우친 직선 편광 성분만을 포함하는 광이 된다. 이 직선 편광 성분은 (2n-1)/4 파장판(n:자연수)에서 원형 편광으로 변환된다. 변환된 원형 편광은 액정 패널의 액정층에 인가된 전압에 따라 변조된다. 이 액정층을 통과하여 투과-미러에 의해 반사된 광은 다시 액정층을 통과하여 (2n-1)/4 파장판에서 직선 편광으로 변환된다. 변환된 직선 편광은 제1 편광자를 통과하여 제1 시점에 도달한다. 한편, 투과-미러를 통과한 광은 (2m-1)/4 파장판(m:자연수)에서 다시 직선 편광으로 변환되어 제2 편광자에 도달한다. 직선 편광의 편광 방향은 제1 편광자를 통과 직후의 직선 편광의 편광 방향에 대해 액정층에 의한 변조량에 해당하는 각도만큼 회전하게 된다. 따라서, 제2 편광자의 투과축은 제2 편광자가 이 광을 투과하도록 설정되어야 한다.

여기서, 보다 구체적으로, (2n-1)/4 파장판과 (2m-1)/4 파장판으로서, 1/4 파장판, 3/4 파장판, 및 5/4 파장판 등이 사용된다. 예를 들면, 고분자를 특정 방향으로 연신하여 소정의 복굴절을 갖게 하는 동시에 그 두께를 제어한 고분자 필름(polymeric film)을 사용할 수 있다. 다른 경우에, 기존의 1/4 파장판과 기존의 1/2 파장판을 조합하여 사용되어 전술한 파장판과 동일한 작용을 하는 소자를 실현할 수 있다. 자연수 n과 m은 동일하여도 되고 서로 상이해도 되는 것에 유의한다.

또한, 제2 편광자 대신에, 특정 방향의 편광 성분을 반사하고 나머지 편광 성분을 투과하는 기능을 갖는 반사-편광판이 사용된다. 즉, 본 발명의 액정 표시 장치는, 서로 대향하는 투명 기판들 사이에 제1 투명 전극과 제2 투명 전극을 통하여 액정층이 개재된 액정 패널, 액정 패널의 한 측에 제공된 제1 편광자, 액정 패널의 다른측에 설치되어 특정 방향의 편광 성분을 반사하고 너머지 편광 성분을 투과하는 반사-편광판, 제1 편광자와 액정층 사이에 제공된 제1 광학 보상기, 및 반사 편광자와 액정층 사이에 제공된 제2 광학 보상기로 구성된다. 이러한 구성에 의해, 부분 반사경을 사용하지 않고 반사 표시면과 투과 표시면의 양면에서 표시 화상을 관찰할 수 있다.

또한, 액정 패널과 제2 편광자 사이에 확산층이 제공된다. 이러한 구성에 의해, 확산층에 의해 광이 산란되어 각 시점에 도달하고, 이것에 의해 각 시점으로부터의 시야각 범위가 넓어진다. 또한, 확산층 대신에, 액정 패널과 제2 편광자 사이에는 지향성 확산층이 제공된다. 또한, 지향성 확산층은 산란광이 특성 방향으로 지향성을 갖도록 설정된다.

또한, 액정 표시 장치에는, 제1 시점과 제2 시점 중 어느 한 시점으로부터 액정 패널을 관찰하는지에 따라 표시 패널에 인가되는 신호를 변환 처리하여 액정 패널에 공급하는 구동 회로가 구비되어, 표시 형식을 전면측과 배면측에서 별도로 자유롭게 설정할 수 있다. 예를 들면, 신호의 주사 방향을 변화시키는 등의 처리를 실행시킴으로써, 좌우 또는 상하 반전된 거울 문자를 정상 문자로 변환할 수 있다. 또한, 네거티브/포지티브 화상을 변환할 수도 있다. 따라서, 표시 형식은, 전면과 배면 중 어느 한 측으로부터 보아도 동일한 화상(예를 들면, 네거티브 형태 또는 파지티브 형태로 표시된 정상 문자)을 관찰하도록 설정될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치는 표시 화상이 상황에 따라 전면과 배면의 각 측으로부터 시각적으로 인식될 수 있는 양면 가시형 액정 장치에서 이용될 수 있으므로, 시계와 휴대 전화 등의 전자기기에 사용된다.

이후 본 발명의 액정 표시 장치의 실시예 1 내지 실시예 9가 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명된다.

(실시예 1)

실시예 1에 의한 액정 표시 장치의 구성을 도 1에 모식적으로 도시한다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 액정 패널(1)은 제1 편광자(2)와 제2 편광자(4) 사이에 배치되어 있다. 또한, 반투과 수단으로서의 투과-미러(3)가 제2 편광자(4)와 액정 패널(1) 사이에 배치되어 있다. 액정 패널(1)은, 글래스 기판이나 플라스틱 기판 등의 투명 기판들 사이에 액정층을 개재시킨 구조를 갖는다. 각 투명 기판 상에 형성된 표시용 투명 전극을 통해 액정층에 적절한 전압이 인가되어 액정 분자의 배열이 제어되고, 그럼으로써 화상의 표시가 실현된다. 여기서, 제1 편광자와 제2 편광자의 각각은 특정 직선 편광 성분을 흡수하고 나머지 편광 성분을 투과하는 기능을 갖고 있다. 또한, 반투-미러(3)는, 편광 성분에 상관없이 입사광을 소정의 비율을 반사하고 입사광의 나머지 광을 투과하는 기능을 갖고 있다. 제1 편광자(2)측의 관찰자의 시점을 제1 시점(11)이라고 하고, 제2 편광자(4)측의 관찰자의 시점을 제2 시점(12)이라고 하는 것에 유의한다.

먼저, 이후 전술한 바와 같이 구성된 액정 표시 장치의 동작 원리를, 제1 편광자(2)에서 액정 패널(1)로 광이 입사하는 경우를 예로 하여 설명한다. 제1 편광자(2)로부터의 입사광(13)은, 제1 편광자(2)을 통과할 때에, 제1 편광자(2)에 의해 흡수축 방향의 직선 편광이 흡수되고, 나머지 투과 성분이 액정 패널(1)에 입사한다. 액정 패널(1)에 입사한 광은, 액정층의 오프 영역(전압이 인가되고 있지 않는 영역)에서는 액정 분자의 트위스트 각에 따라 편광 방향이 변환되어 액정 패널(1)로부터 조사된다. 이와 같이 조사된 광 중에서, 투과-미러(3)에 의해 반사된 광은 다시 액정층에 입사하게 된다. 한편, 액정층의 온 영역(전압이 인가되고 있는 영역)에서는 인가 전압 강도에 따른 비율의 광이 입사한 광과 동일한 편광 방향으로 액정 패널(1)을 통과한다. 그 다음, 액정 패널(1)을 통과한 광의 일부는 투과-미러(3)의 분광 반사 특성에 따라 반사되고, 나머지 부분은 투과-미러(3)를 통과한다. 이 경우에, 액정 패널(3)의 오프 영역을 통과한 광의 편광축이 제2 편광자(4)의 편광축의 방향을 일치시켜 두면, 도 1에 도시하는 바와 같이, 오프 영역에서는, 액정 패널(1)을 통과한 광 중에서, 투과-미러(3)에 의해 반사된 광 성분은, 액정층을 다시 통과하여, 제1 편광자(2)와 동일 편광축을 갖는 광으로서 제1 편광자(2)에 도달하여, 제1 시점(11)에 들어간다. 한편, 액정 패널(1)을 투과한 광 중에, 투과-미러(3)를 투과한 광 성분은, 광 성분이 액정층을 한번밖에 통과하지 않기 때문에 반사광과는 다른 편광축을 갖는 광으로서 제2 시점(12)에 들어간다. 따라서, 제1 시점(11)으로부터 보았을 때에 오프시에 화이트 표시 모드(즉, 노멀리 화이트 표시 모드(normally white diplay mode))를 얻도록 액정을 초기 배향하는 경우, 제1 편광자(2)의 편광축과 제2 편광자(4)의 편광축을 직교시키도록 배치할 때에는, 제1 시점(11)으로부터 관찰한 화상과 제2 시점(12)으로부터 관찰한 화상은 파지티브/네거티브 반전 관계를 나타낸다. 이 때문에, 제1 시점으로부터 화상을 관찰하는지 제2 시점으로부터 화상을 관찰하는지에 따라 구동 회로에 의해 데이터 변환이 필요하게 된다. 또한, 제1 시점(11)으로부터 보았을 때에 오프시에 블랙 표시 모드(즉, 노멀리 블랙 표시 모드(normally black display mode))를 얻도록 액정을 초기 배향하는 경우, 제1 편광자(2)의 편광축과 제2 편광자(4)의 편광축을 평행하도록 배치할 때에는, 제1 시점(11)으로부터 관찰한 화상과 제2 시점으로부터 관찰한 화상은 파지티브/네거티브 반전 관계를 나타내지 않아, 충분한 콘트라스트를 얻을 수 없다. 따라서, 제1 시점(11)으로부터 관찰한 화상과, 제2 시점(12)으로부터 관찰한 화상의 품질을 맞추기 위해서는, 예를 들면, 액정 패널(1)을 구성하는 액정층의 두께를 제2 시점(12)에서 화상이 관찰되는 경우에 최적화하여 두고, 제1 시점(11)으로부터 화상을 관찰하는 구동 전압을 제2 시점(12)으로부터 화상을 관찰하는 경우의 분으로 감소시키는 수단을 연구하는 것이 바람직하다.

또한, 제1 시점측으로부터 입사하는 외광이 없어도 표시 화상이 시각적으로 인식될 수 있도록, 도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 편광자(2) 상에 프론트 라이트형 조명 장치(6)를 제공하여도 된다. 여기서, 프론트 라이트형 조명 장치(6)는, 액정 패널(1)에 대해 조명광을 조사하고 상하 방향에는 광을 투과하는 기능을 갖고 있다. 즉, 프론트 라이트형 조명 장치(6)는, 제1 시점(11)측으로부터 입사하는 외광을 투과하여 외광을 액정 패널에 인도하는 투과 기능과, 내장된 광원으로부터 조명광을 액정 패널을 향해 조사하는 발광 기능을 갖고 있다. 따라서, 충분한 밝기의 외광이 얻어지는 환경 하에서는 투과 기능을 이용하고, 충분한 밝기의 외광이 얻어지지 않는 환경 하에서는 발광 기능을 이용한다.

또한, 전술한 바와 같이 구성된 액정 표시 장치에서, 제1 시점으로부터 관찰하기 위한 화상을, 그대로 제2 시점으로부터 관찰하면, 네거티브/파지파브 반전 뿐만 아니라, 액정 패널을 관찰하는 시야각 방향에 따라서, 좌우 방향 또는 상하 방향으로 반전된 거울 문자가 된다. 따라서, 제1 시점과 제2 시점으로부터 동일 화상을 관찰하기 위해서, 액정 표시 장치는, 액정 패널(1)을 구동하는 구동 회로를 포함하여 제1 시점과 제2 시점 중 어느 한 시점으로부터 화상을 관찰하는가에 따라, 신호의 주사 방향을 바꾸는 등의 처리를 실행하여 액정 패널에 공급하는 기능을 갖는다.

(구체예 1)

도 1에 도시한 구성을 갖는 액정 표시 장치에 사용한 투과-미러의 구체예를 이하에 설명한다. PET 상에 Al를 진공 증착법에 의해 50~200Å의 두께로 형성하여, 투과율이 16~64%인 투과-미러를 얻었다. 또한 제1 편광자(22)측에 프론트 라이트형 조명 장치를 배치한 액정 표시 장치를 관찰한 결과, 제1 시점 또는 제2 시점으로부터 양호한 컬러 화상을 관찰할 수 있었다. 여기서, 액정 패널로서, 종래의 투과형 TFT 액정 패널을 사용하여도 전술한 것과 동일한 효과가 얻어질 수 있다.

(실시예 2)

실시예 2에 의한 액정 표시 장치의 구성을 도 3에 모식적으로 도시한다. 실시예 2에서는, 투과-미러(3)가 액정 패널(1) 내부에 배치되어 있다는 점이 실시예 1과 다르다. 여기서는 설명의 편의상 실시예 1과 중복하는 설명은 생략한다. 실시예 2의 구성에 의하면, 액정층과 투과-미러(3) 사이의 거리가 가깝기 때문에, 제1 시점으로부터의 반사광에 의해 화상을 관찰하는 경우에, 실시예 1에 의한 액정 표시 장치보다 화소들 간 시차(parallax)가 적어지는 효과가 있다.

다음에, 액정 패널 내부에 투과-미러(3)를 형성하는 경우의 액정 패널의 구성에 대해서 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 도 4는, 단순 매트릭스형 컬러 액정 패널 내에 투과-미러로서 반투과층을 형성한 구성을 예로 하여 모식적으로 도시한다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 투명 기판(30)의 하부면에는 컬러 필터(36)와 차광층(37)이 형성된다. 또한, 컬러 필터(36)와 차광층(37)의 하부측에는 평탄화층(38)을 통하여 투명 전극(32)이 형성되어 있다. 또한, 대향 기판(31)의 상부면에는 반투과층(23)이 형성되어 있고, 반투과층(23) 위에 절연막(39)을 통하여 대향 전극(33)이 형성되어 있다. 투명 전극(32)과 대향 전극(33)은 서로 직교하도록 배치되어 있다. 투명 전극(32)과 대향 전극(33) 사이의 교차부에서 화소들이 정의된다. 그 다음, 투명 전극(32)의 하부면을 덮도록 제1 배향막(34)이 형성되고 대향 전극(33)의 상부면을 덮도록 제2 배향막(35)이 형성된다. 제1 배향막(34)과 제2 배향막(35)이 액정층(40)의 액정 분자의 배향 방향을 규제하고 있다. 이 예에서는, 투명 기판(30)과 대향 기판(31)의 외측면에는 각각 제1 편광자(22)과 제2 편광자(24)가 압력 감응 점착제를 사용하여 부착되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 제1 편광자(22)측으로부터 투명 기판(30)에 입사한 광은, 투명 기판(30), 컬러 필터(36), 평탄화층(38), 투명 전극(32), 제1 배향막(34), 액정층(40), 제2 배향막(35), 대향 전극(33), 및 절연막(39)을 차례차례 투과하여, 반투과층(23)에 도달한다. 반투과층(23)에 도달한 광의 일부가 반사되어 다시 액정층(40)으로 복귀하고, 나머지 광은 그대로 대향 기판(31)을 투과하여 제2 편광판(24)에 도달한다. 그 결과, 제1 시점과 제2 시점의 양쪽으로부터 컬러 화상을 관찰할 수 있다.

여기서, 반투과층(23)이 Al이나 Ag 혹은 이들을 주성분으로 하는 금속화합물로 만들어지더라도, 반투과층(23)은, 절연막(39)을 통해 대향 전극(33)과 전기적으로 분리되어 있기 때문에, 이 반투과층을 미세가공하지 않고 박막 형태로 형성하는 것만으로 된다. 또한, 이 반투과층(23)은 유전체 다층막 등의 절연체로 구성하면 절연막(39)을 생략할 수 있다.

다음에, 반투과층(23)이 대향 전극(38) 상에 직접 형성된 액정 패널의 다른 예를 도 5에 도시한다. 반투과층(23)은 대향 전극(33)의 형상에 맞추어 미세 가공을 통해 형성된다. 이 때, 반투과층(23)으로서 Al이나 Ag 혹은 이들을 주성분으로 하는 금속화합물을 사용한 경우는, 이 반투과층(23)은 광의 반사 및 투과의 기능을 할 뿐만 아니라, 각 대향 전극(33)의 전기 전도도를 향상시켜 소비 전력을 저감시키는 기능도 갖는다. 이 예에서는 반투과층(23)을 대향 전극(33)의 상부면에 각각 형성한 경우에 대해 설명하였지만, 대향 전극(33)의 형상에 맞추어 미세 가공을 통해 형성하도록 반투과층(23)을 대향 전극(33) 하부면에 직접 형성하여도 된다. 물론, 반투과층(23)이 유전체 다층막으로 형성되는 경우는, 대향 전극의 형상에 맞추어 미세 가공을 통해 반투과층(23)을 형성할 필요는 없다.

다음에, 도 6에 도시하는 액정 패널의 예는, 반투과층(23)이 컬러 필터(36)와 대향 전극(33) 사이에 형성되어 있는 점이 도 4 및 도 5에 도시한 액정 패널의 구성과 다르다. 이 구성에 의해, 평탄화층(38)을 생략하는 것도 가능하다. 또한, 반투과층(23)을 유전체 다층막 등의 절연체로 구성하는 경우는 절연막(39)을 생략할 수 있다. 도 6에 도시한 구성에서는, 제1 편광자(22)측으로부터 입사한 광의 투과광을 제2 편광자(24)측으로부터 관찰하거나, 제2 편광자(24)로부터 입사한 광의 투과광을 제1 편광자(22)측으로부터 관찰하거나 하는 경우에는 컬러 화상을 얻을 수 있다. 한편, 제1 편광자(22)측으로부터 입사한 광 중에서, 반투과층(23)에 의해 반사된 광을 관찰하는 경우는, 제1 편광자(22)측에 흑백 화상을 얻을 수 있다. 이 때 얻어지는 흑백 화상은, 도중에 컬러 필터(36)를 통과하지 않으므로 밝은 화상이 얻어진다. 이 때문에, 조명 장치로부터의 조명광을 이용하지 않아도 화상이 인식될 수 있어, 저소비 전력화에 효과가 높다. 도 6에 도시한 구성의 경우에는, 프론트 라이트형 조사 장치는 제1 편광자(22)의 외측에 배치할 필요가 있다는 것에 유의한다.

이상, 반투과층(23)을 단순 매트릭스형의 컬러 액정 패널 내에 형성한 구체예에 대해 설명하였다. 그렇지만, 이 구성은 각 화소에 박막 트랜지스터들(TFTs)이나 박막 다이오드들을 배치하는 액티브 매트릭스형 액정 장치에도 적용될 수 있다.

(구체예 2)

도 4에 도시한 구성의 액정 패널에 사용된 반투과층(23)의 구체예를 이하에 설명한다. Ag와 Pd를 포함하는 금속 화합물을 진공 증착법에 의해서 50~200Å의 두께로 형성하여, 투과율이 20~80%의 반투과층을 얻었다. 또한, 제1 편광자(22)측에 프론트 라이트형 조명 장치를 배치한 액정 표시 장치를 관찰한 결과, 제1 시점 또는 제2 시점으로부터 양호한 컬러 화상을 관찰할 수 있었다. 반투과층(23)의 투과율이 60~80%의 범위 내로 높은 경우는, 제2 시점으로부터 투과광에 의한 화상이 보다 밝게 관찰되었다. 한편, 반투과층(23)의 투과율이 20~40%의 경우는, 제1 시점으로부터 반사광에 의한 화상이 보다 밝게 관찰되었다.

(구체예 3)

도 4에 도시한 구성의 액정 패널에 사용한 반투과층(23)의 구체예를 이하에 설명한다. 진공 증착법에 의해서 이산화규소와 산화티탄을 포함하는 λ/4막을 번갈아 4~9층 적층하여, 반사율이 40~80%인 반투과층을 얻었다. 또한, 제1 편광자(22)측에 프론트 라이트형 조명 장치를 배치한 액정 표시 장치를 관찰한 결과, 제1 시점 또는 제2 시점으로부터 양호한 컬러 화상을 관찰할 수 있었다. 반투과층으로서 금속 박막을 사용한 구체예 2의 경우와 비교하여, 반사에 의한 화상의 밝기도 투과에 의한 화상의 밝기도 마찬가지로 향상하였다.

(구체예 4)

도 5에 도시한 구성의 액정 패널을 사용한 반투과층(23)의 구체예를 이하에 설명한다. Ag와 Pd를 포함하는 금속 화합물을 스퍼터링법에 의해서 50~200Å 형성하여, 투과율이 20~80%의 반투과층을 얻었다. 또한, 제1 편광자(22)측에 프론트 라이트형 조명 장치를 배치한 액정 표시 장치를 관찰한 결과, 제1 시점 또는 제2 시점으로부터 양호한 컬러 화상을 관찰할 수 있었다. 반투과층(23)의 투과율이 60~80%의 범위 내로 높은 경우는, 제2 시점으로부터 투과광에 의한 화상이 보다 밝게 관찰되었다. 한편, 반투과층(23)의 투과율이 20~40% 범위 내의 낮은 경우는, 제1 시점으로부터 반사광에 의한 화상이 보다 밝게 관찰되었다. 또한, 이러한 구성에 의해, 액정 구동 전극의 임피던스를, 각 구동 전극이 금속 전극으로 만들어지는 경우와 실질적으로 동등의 값까지 저감시킬 수 있으므로, 꼬불거림(tailing)이 없는 양호한 화상을 얻는 것도 가능하게 된다.

(실시예 3)

실시예 3에 의한 액정 표시 장치의 구성을 도 7에 모식적으로 도시한다. 전술한 실시예 1 및 2와 마찬가지로, 이후에 제1 편광자(2)측으로부터 광이 입사하는 경우를 예로 설명한다. 각 실시예1 내지 실시예 3과 중복하는 설명은 설명의 편의상 적절히 생략한다는 것에 유의한다.

이 도면에 도시하는 바와 같이, 실시예 3에서는, 제1 편광자(2)와 제2 편광자(4) 사이에 내부에 투과-미러를 갖는 액정 패널(1)이 배치되고, 확산층(5)이 액정 패널(1)과 제2 편광자(4) 사이에 배치되어 있다. 여기서, 확산층(5)은, 광이 확산층(5)을 통과할 때에 특정 범위에 광을 산란시키는 기능을 갖고 있다. 이와 같이, 확산층(5)을 제공함으로써, 입사광(13)의 입사 각도의 직선 연장 방향으로 제2 시점(12)이 위치되더라도, 확산층(5)에 의해 산란한 광이 제2 편광자(4)을 통과하여 제2 시점(12)에 도달한다. 그 결과, 제2 관찰자에 의해서도 시야각 범위가 넓어지게 된다.

따라서, 입사광(13)의 입사 각도, 혹은, 관찰자의 시점 위치가 변화되더라도(즉, 입사광(13)의 입사 각도와 관찰자의 관찰 방향과의 상대 위치가 변화하더라도), 확산층에서 여러 방향으로 입사광을 산란시킴으로써 얻어진 반사광 성분 혹은 투과광 성분이 여전히 존재한다. 이 때문에, 관찰자의 시야각 범위가 넓어지게 된다. 또한, 제1 편광자(2) 위쪽에 프론트 라이트형 조명 장치를 제공하면, 어두운 환경 하에서도, 어느쪽의 시점으로부터도 표시 화상을 시각적으로 확인하는 것이 가능해진다.

(구체예 5)

도 7에 도시한 구성의 액정 패널에 사용한 확산층(5)의 구체예를 이하에 설명한다. PET 상에 평균 입경 10㎛의 아크릴레이트 비즈(acrylate beads)를 도포하여 헤이즈(haze) 값 70%의 확산판을 얻었다. 또한, 구체예 2에서 나타낸 구성의 액정 패널을 사용하였다. 이 결과, 구체예 2에 나타낸 양면 가시형 액정 표시 장치에 비해, 제2 시점으로부터의 시야각을 현저하게 넓힐 수 있었다.

(실시예 4)

실시예 4에 의한 액정 표시 장치의 구성을 도 8에 모식적으로 도시한다. 실시예 4에서는, 실시예 3의 확산층(5) 대신에 지향성 확산층(25)을 제공하고, 반투과층(3)을 지향성 확산층(25)과 제2 편광자(4) 사이에 배치한다. 전술의 실시예 1 내지 실시예 3과 마찬가지로, 이후에 제1 편광자(2)측에서 액정 패널(1)로 광이 입사하는 경우를 예로 설명한다. 전술의 실시예1 내지 실시예 3의 각각과 중복하는 설명은 설명의 편의상 적절히 생략한다.

이 도면에 도시하는 바와 같이, 실시예 4에서는, 제1 편광자(2)과 투과-미러(3) 사이에 액정 패널(1)이 배치되고, 지향성 확산층(25)이 액정 패널(1)과 투과-미러(3) 사이에 배치되어 있다. 또한, 액정 패널에 조사광을 조사하는 프론트 라이트(21)가 도면에 도시하는 바와 같이 배치되어 있다. 지향성 확산층(25)은 특정 각도 범위에서 입사한 광을 산란시키고, 그 산란광을 특정 방향으로 향하게 하는 기능을 갖고 있다. 즉, 지향성 확산층(25)은, 두께 방향(법선 방향)으로부터의 입사광을 거의 투과하고, 입사각 5~15도의 광을 두께 방향, 즉, 관찰자의 정면으로 확산시킴으로써 얻어진 확산광을 효율적으로 모으고, 임계 각도인 약 20도 이상의 입사광에 대해서는 거의 투과하는 특징을 갖고 있다. 이 때문에, 제1 시점(11)으로부터 여러 입사 각도의 입사광(13)이 관찰될 수 있으므로, 밝기가 향상한다. 도 9에 지향성 확산층(25)의 입사 각도와 투과율의 관계를 도시한다. 이 도면에서는, 지향성 확산층에 두께 방향(법선 방향)으로부터 입사한 광의 입사각을 0°로서 표시하고 있다.

여기서, 제1 시점(11)으로부터 표시 화상을 관찰하는 경우를 고려한다. 외광으로 표시 화상을 관찰할 때의 표시 모양을 향상시키기 위해서는, 지향성 확산층(25)에는 양호한 반사 특성이 필요하다. 따라서, 투과율이 작고, 산란의 큰 특성을 나타내는 지향성 확산층(25)을 사용하는 것이 좋다. 한편, 프론트 라이트를 사용하여, 어두운 곳에서 표시 화상을 관찰할 때의 표시 모양을 좋게 하기 위해서는, 확산층(25)은 우수한 투과 특성을 가질 필요가 있다. 따라서, 투과율이 크고 산란이 적은 특성을 나타내는 지향성 확산층(25)을 사용하는 것이 좋다.

한편, 제2 시점(12)으로부터 표시 화상을 관찰하는 경우에는, 지향성 확산층(25)에 양호한 투과 특성이 요구된다. 따라서, 투과율이 크고, 산란이 적은 특성을 나타내는 지향성 확산층(25)을 사용하는 것이 좋다. 또한, 이와 같은 특성을 갖는 지향성 확산층(25)을 사용하면, 표시 화상의 흐릿함(blur)을 막을 수 있다.

또한, 투과-미러가 내부에 형성된 액정 패널을 사용할 수도 있다. 이 경우는, 지향성 확산층(25)을 액정 패널(1)과 제2 편광자(4) 사이에 배치될 수도 있다.

(실시예 5)

실시예 5에 의한 액정 표시 장치의 구성을 도 13에 모식적으로 도시한다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 도 3에서 설명한 실시예 2의 구성에 더하여, 액정 패널(1)과 각 편광자와의 사이에 광학 보상기가 배치되어 있다. 즉, 액정 패널(1)이 제1 편광자(2)과 제2 편광자(4) 사이에 배치되고, 액정 패널(1)과 제1 편광자(2) 사이에 제1 광학 보상기(7)가, 액정 패널(1)과 제2 편광자(4) 사이에 제2 광학 보상기(8)가 각각 배치되어 있다. 액정 패널(1)은, 글래스 기판이나 플라스틱 기판 등의 투명 기판들 사이에 액정층을 개재시킨 구조를 갖는다. 각 투명 기판에 형성된 표시용 투명 전극을 통해 액정층으로 적절한 전압이 인가되어 액정 분자의 배열이 제어함으로써, 화상의 표시가 실현된다. 즉, 액정층에는, 입사한 광의 편광 방향을 변환하여 출사하는 부분과, 입사한 광의 편광 방향을 변환하지 않고 그대로 출사하는 부분을 갖는다. 이들 부분에서 명암을 다르게 함으로써, 액정 패널의 표시를 화상으로서 인식할 수 있다.

여기서, 제1 및 제2 편광자의 각각은 특정 직선 편광 성분을 흡수하고, 이 특정 직선 편광 성분에 직교하는 편광 성분을 투과하는 기능을 갖고 있다. 또한, 액정 패널로의 입사광의 일부를 반사하고 입사광의 나머지 부분을 투과하는 투과- 미러(3)를 액정 패널(1) 내부에 구비하고 있다. 투과-미러(3)는 편광 성분에 관계없이 액정 패널(1)에 입사한 광을 소정의 비율로 반사하고, 나머지 광을 투과하는 기능을 갖고 있다. 이 반투-미러(3)는 소정의 반사율을 갖는 반투과층, 또는, 액정 패널(1)의 화소 영역 부분에 소정의 면적을 가진 개구가 형성된 반사 미러 중의 어느 하나에 의해 구성된다. 투과-미러(3)가 개구를 가진 반사 미러로 구성된 경우, 반사광 강도는 개구 면적에 대한 화소 면적이 점유하는 비율에 의해서 제어된다.

이하에서는, 제1 광학 보상기(7)로서 (2n-1)/4 파장판을 사용하고, 제2 광학 보상기(8)로서 (2m-1)/4 파장판을 사용한 구성에 대해서 상세히 설명한다. 먼저, 이러한 구성의 액정 표시 장치의 동작 원리를 제1 편광자(2)에서 액정 패널(2)로 광이 입사하는 경우를 예로 설명한다. 제1 편광자(2)측으로부터의 입사광(13)은, 제1 편광자(2)을 통과할 때에 제1 편광자(2)의 흡수축 방향의 직선 편광이 흡수되고, 나머지 투과 성분이 액정 패널(1)에 입사하게 된다. 액정 패널(1)에 입사한 광은, 액정층의 오프 영역(전압이 인가되고 있지 않은 영역)에서는 액정 분자의 초기 배향 상태에 따라 변조된다. 한편, 액정층의 온 영역(전압이 인가되고 있는 영역)에서는, 오프 영역과 비교하여 화소에 인가된 전압 크기에 따라 광의 변조량이 변화한다. 그 다음, 이 액정 패널(1)에 의해 변조된 광 중, 일부는 반사되고, 나머지 부분은 투과-미러(3)를 통과한다. 여기서, 반사 표시면의 화상이 전압 오프 시에 화이트 표시 모드, 즉, 소위 노멀리 화이트 모드가 되는 경우를 고려한다. 도 13에 도시하는 바와 같이, 제1 편광자(2)을 투과한 광은, 제1 편광자(2)의 편광축과 동일한 방향으로 편광된 직선 편광으로 변환된다. 이 직선 편광은, (2n-1)/4 파장판을 통과하여 이것의 위상으로 변조되어 원형 편광으로 된다. 이 파장판의 이방축의 방향은 제1 편광자(2)에 대해 45°(π/4) 기울어 배치하고 있다. 액정 패널(1)의 오프 영역에 입사한 원형 편광 중에, 투과-미러(3)에 의해 반사된 부분은, 액정층을 다시 투과함으로써 위상이 π/2만큼 변조된다. 그 다음 변조된 광은 다시 (2n-1)/4 파장판을 투과하여 다시 직선 편광으로 되돌아온다. 이 직선 편광은, 제1 편광자(2)의 편광축과 동일한 편광도를 가진 직선 편광으로 되므로, 제1 편광자(2)을 투과하여 제1 시점(11)에 들어간다. 한편, 액정 패널(1)을 투과한 광 중, 투과-미러(3)를 투과한 광 성분은, 액정층을 투과하여 액정층에 의한 위상의 변조된다. 그 다음 위상 변조된 광은 (2m-1)/4 파장판(8)을 투과하여 직선 편광이 된다. 그 다음 직선 편광된 광은 제2 편광자(4)을 투과하여 제2 시점(12)에 도달한다.

투과-미러(3)로서 화소부에 대응하는 위치에 소정의 개구를 갖는 부분 반사경을 사용하는 경우는, 이 부분 반사경의 반사면에 대응하는 부분의 액정 두께를 개구부의 반으로 설정하고, 이것에 의해 반사광의 편광 전환량과 투과광의 편광 전환량을 동등하게 할 수 있다. 이 때문에, 콘트라스트 저하 등의 문제를 저감시킬 수 있다.

한편, 투과-미러를 사용하는 경우나, 투과 미러를 사용하지 않고 후술하는 반사-편광판을 사용하는 경우 모두, 액정 패널(1)로서 박막 트랜지스터들(TFTs) 등을 사용한 액티브 매트릭스형 액정 패널을 사용할 때에는, 박막 트랜지스터에 화상 신호와 전력을 공급하는 배선으로서 사용한 금속 배선의 일부가 화소 영역의 일부에 노출되어 반사 미러의 작용을 하고 있다. 특히, 이들 반사 부분으로부터 액정층을 통과하지 않고 직접 관찰자에 눈에 들어하는 외광(일반적으로, 반사(reflection)라고 함)은, 시인성이나 화질을 저하시키는 원인의 하나가 되고 있다. 이후, 액정 패널(1)로서 박막 트랜지스터를 사용한 액티브 매트릭스형 액정 패널을 사용한 경우의 박막 트랜지스터의 배선으로서 사용되고 있는 Mo, Cr 등으로 각각 만들어진 금속 배선에 입사한 광의 거동에 대해서 설명한다. 광이 (2n-1)/4 파장판(7)을 투과할 때까지는, 광은 상술한 설명과 동일한 변조를 받는다. 그러나, 금속 배선의 일부는 화소 부분에 노출되어 있지만, 이 부분은 액정층에 구동 전압을 직접 인가하여 광을 변조하는 작용을 갖고 있지 않다. 따라서, (2n-1)/4 파장판(7)을 투과하여 금속 배선의 표면에서 반사되는 광은, 금속 배선 표면에서의 반사시에 π만큼 위상 변조를 되지만, 그 이외에는 어떠한 위상의 변조를 받지 않고 다시 (2n-1)/4 파장판(7)을 투과한다. 이 때 (2n-1)/4 파장판(7)을 투과한 직선 편광은 제1 편광자(2)의 편광축에 직교하고 있다. 그래서 직선 평광은, 제1 편광자(2)에 의해 흡수되고, 제1 시점에는 도달하지 않는다. 그 결과, 제1 시점으로부터 관찰되는 화상은, 액정층에서 변조된 광만으로 얻어진다. 그러므로, 화상은 반사 없는 양질의 화상이 된다.

마찬가지로, 제2 시점(12)으로부터 투과 화상을 관찰하는 경우도, 제2 시점(12)측으로부터 입사한 외광이, 내부의 반사 구조체에서 반사되더라도, 제2 편광자(4)에 의해 모두 흡수되므로 투과 화상에 영향을 주지 않는다. 따라서, 제2 시점(12)으로부터 양질의 화상을 관찰할 수 있다.

도 13에 도시한 구성에, 조명 장치를 제1 시점(11)측에 배치한 구성의 액정 표시 장치를 도 14에 모식적으로 도시한다. 제1 시점측으로부터 입사하는 외광이 없더라도 표시 화상이 시각적으로 인식될 수 있도록, 제1 편광자(2) 위쪽에 프론트 라이트형 조명 장치(6)가 제공되어 있다. 여기서, 프론트 라이트형 조명 장치(6)는, 액정 패널(1)에 조명광을 조사하는 기능 이외에, 상하 방향에는 광을 투과하는 기능을 갖고 있다. 즉, 프론트 라이트형 조명 장치(6)는, 제1 시점(11)측으로부터 입사하는 외광을 투과하여 액정 패널에 도달하는 투과 기능과, 내장된 광원으로부터의 조사광을 액정 패널을 행해 출사하는 발광 기능을 갖고 있다. 따라서, 도 14에 도시한 구성의 표시 장치에서는, 충분한 밝기의 외광이 얻어지는 환경하에서는 조명 장치의 투과 기능을 이용하고, 충분한 밝기의 외광이 얻어지지 않는 환경 하에서는 조명 장치의 발광 기능을 이용한다.

또한, 전술한 바와 같이 구성된 액정 표시 장치에서, 제1 시점으로부터 관찰하기 위한 화상을, 그대로 제2 시점으로부터 관찰하면, 파지티브/네거티브 반전이 야기될 뿐만 아니라, 액정 패널을 관찰하는 시야각 방향에 따라 좌우의 미러 문자나, 상하의 미러 문자가 관찰된다. 따라서, 제1 시점과 제2 시점에서 동일한 화상을 관찰하기 위해서는, 액정 패널(1)을 구동하는 구동 회로로서, 제1 시점과 제2 시점 중 어느 한 시점으로부터 화상이 관찰하는지에 따라, 신호의 주사 방향을 변화시키는 처리를 실행하여 액정 패널에 공급하는 기능을 갖는 구동 회로를 본 발명의 양면 가시형 액정 표시 장치는 구비하고 있다.

(실시예 6)

실시예 6에 의한 액정 표시 장치의 구성을 도 15에 모식적으로 도시한다. 이하에, 전술한 실시예 1 내지 실시예 5와 마찬가지로, 제1 편광자(2)측으로부터 광이 입사하는 경우를 예로 설명한다. 실시예 1 내지 실시예 5의 각각과 중복되는 설명은 설명의 편의상 적절히 생략한다는 것에 유의한다. 도 15에 도시하는 바와 같이, 실시예 6에서는, 도 13에서 도시한 구성에서의 제2 편광자(2) 대신에 반사-편광판(9)이 사용되고 있다. 반사-편광판(9)은 특정 방향의 편광 성분을 반사하고 나머지 편광 성분을 투과하는 기능을 갖고 있다. 제1 편광자(2)을 통과하여 액정 패널(1)에 입사한 광 중, 액정층에 의해 편광 방향이 변환되어 액정 패널(1)로부터 출사하는 성분(광)과, 액정층에 의해 편광 방향이 변환되지 않고 액정 패널(1)로부터 출사하는 성분 중 어느 한 성분의 편광 방향과 동일 방향으로 반사-편광판(9)의 반사축 방향이 설정되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 제1 편광자(2)측에서 액정 패널(1)에 입사하는 광만으로 제1 시점(11)으로부터도 제2 시점으로부터도 표시 화상을 관찰하는 것이 가능해진다. 즉, 1장의 액정 패널로 양면 표시가 가능하게 된다. 특히, 입사광의 입사각에 대해 정반사의 위치에 제1 시점(11)이 위치하고 있는 경우에, 제1 시점(11)으로부터 가장 밝은 화상 표시를 관찰할 수 있다. 한편, 입사광의 입사각에 대해 직선 상에 제2 시점(12)이 위치되어 있는 경우에, 제2 시점으로부터 가장 밝은 표시 화상을 관찰할 수 있다. 도 13에 도시된 제2 편광자(4) 대신에 반사-편광판(9)을 사용하는 경우는, 액정 패널(1) 내부에 부분 반사경을 형성할 필요는 없다.

또한, 제2 시점(12)측으로부터 액정 패널(1)의 어두운 영역(반사 편광자(9)로부터 제2 시점(12)측으로 출사하는 광이 존재하지 않는 부분)에 광이 입사하는 것을 방지함으로써, 제2 시점(12)측으로부터의 시인성이 향상한다. 예를 들면, 도 16에 도시하는 바와 같이, 반사-편광판(9)의 바깥쪽에, 반사-편광판(9)의 반사축과 동일한 방향의 흡수축을 갖는 제2 편광자(4)을 배치함으로써, 반사-편광판(9)의 어두운 영역에서 제2 시점(12)측에 반사되는 광이 없다. 그 결과, 제2 시점(12)측으로부터의 시인성이 향상한다.

도 15 및 도 16에 도시하는 바와 같은 반사-편광판(9)을 사용한 본 발명의 양면 가시형 액정 표시 장치에서의 (2n-1)/4 파장판은, 도 13을 참조하여 설명한 것과 동일한 작용을 가지므로, 여기서는 설명의 편의상 그 설명을 생략한다.

(실시예 7)

실시예 7에 의한 액정 표시 장치의 구성을 도 17에 모식적으로 도시한다. 실시예 7에서는, 도 13에서 도시한 실시예 5의 구성에, (2m-1)/4 파장판(8)과 제2 편광자(4) 사이에 확산층(5)이 배치되어 있다. 여기서, 확산층(5)은, 광이 확산층(5)을 투과할 때에, 특정 범위에 광을 산란시키는 기능을 갖고 있다. 이와 같이, 확산층(5)을 설치함으로써, 입사광(13)의 입사 각도의 직선 연장 방향에 제2 시점(12)이 위치되어 있지 않아도, 확산층(5)에 의해 산란한 광이 제2 편광자(4)를 통과하여 제2 시점(12)에 도달한다. 그 결과, 제2 관찰자에 대해서도 시야각 범위가 넓어지게 된다. 따라서, 입사광(13)의 입사 각도, 혹은, 관찰자의 시점 위치가 변화되더라도(즉, 입사광(13)의 입사 각도와 관찰자의 관찰 방향과의 상대 위치가 변화하여도), 확산층(5)에 의해 여러 방향으로 산란된 반사광 성분 혹은 투과광 성분이 여전히 존재한다. 이 때문에, 관찰자의 시야각 범위가 넓어지게 된다.

또한, 도 2, 도 8 및 도 14에 도시된 각 구성과 마찬가지로, 제1 편광자(2) 위쪽에 프론트 라이트형 조명 장치를 배치하면, 어두운 환경하에서도, 제1 시점(11)과 제2 시점(12) 모두에서 표시 화상을 시각적으로 인식하는 것이 가능하게 된다. 또한, 도 15 및 도 16에 도시한 반사 편광판(9)을 사용한 경우에는, 반사 편광자(9)의 외측이나, 또는 반사-편광판(9)과 제2 편광자(4) 사이에, 확산층을 배치하여도 실시예 6과 동일한 효과가 얻어진다.

(실시예 8)

실시예 8의 액정 표시 장치의 구성을 도 18에 모식적으로 도시한다. 실시예 8에서는, 도 17에서 도시한 실시예 7의 확산층(5) 대신에 지향성 확산층(25)을 배치하고 있다. 전술의 실시예 1 내지 실시예 7과 마찬가지로, 이하에 제1 편광자(2)측에서 액정 패널(1)로 광이 입사하는 경우를 예로 설명한다. 실시예 1 내지 실시예 3의 각각과 중복되는 설명은 설명의 편의상 적절히 생략하는 것에 유의한다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 실시예 8에서는, 액정 패널(1) 내에 투과-미러(3)가 형성되고, 지향성 확산층(25)이 (2m-1)/4 파장판(8)과 제2 편광자(4) 사이에 배치되어 있다. 또한, 액정 패널에 조사광을 조사하는 프론트 라이트(21)가 도면에 도시하는 바와 같이 배치되어 있다. 지향성 확산층(25)은 특정 각도 범위에서 입사한 광을 산란시키고, 그 산란광을 특정 방향으로 향하게 하는 기능을 갖고 있다. 즉, 지향성 확산층(25)은, 두께 방향(법선 방향)으로부터의 입사광을 거의 모두 투과하고, 입사각 5~15°의 광을 두께 방향, 즉, 관찰자의 정면에 확산시킴으로써 얻어진 확산광을 효율적으로 확산광을 모으고, 임계 각도인 약 20°이상의 입사광의 거의 모두를 투과하는 특성을 갖고 있다. 이 때문에, 여러 입사 각도의 입사광(13)이 얻어진 확산광이 제1 시점(11)으로부터 관찰될 수 있으므로, 밝기가 향상한다. 여기에서는 도 9에 도시한 특성의 지향성 확산층(25)을 사용하는 것에 유의한다.

여기서, 제1 시점(11)으로부터 표시 화상을 관찰하는 경우를 고려한다. 외광으로 표시 화상을 관찰할 때의 표시의 모양을 향상시키기 위해서, 지향성 확산층(25)에는 양호한 반사 특성이 필요하다. 따라서, 투과율이 작고, 산란이 큰 특성을 가지는 지향성 확산층(25)을 사용하는 것이 좋다. 한편, 프론트 라이트를 사용하여 어두운 곳에서 표시 화상을 관찰할 때의 모양을 좋게 하기 위해서, 투과율이 크고, 산란이 작은 특성의 지향성 확산층을 사용하는 것이 좋다.

한편, 제2 시점(12)으로부터 표시 화상을 관찰하는 경우에, 지향성 확산층(25)에는 양호한 투과 특성이 필요하다. 따라서, 투과율이 크고, 산란이 작은 특성을 나타내는 지향성 확산층(25)을 사용하는 것이 좋다. 또한, 이러한 특성을 갖는 지향성 확산층(25)을 사용하면, 표시 화상의 흐릿함을 막을 수 있다.

(실시예 9)

실시예 9의 액정 표시 장치의 구성을 도 19에 모식적으로 도시한다. 실시예 9에서는, 전술한 실시예 5 및 실시예 6의 각 구성에서의 (2n-1)/4 파장판(7)으로서, 제1 1/4 파장판(7a)과 1/2 파장판(7b)를 합쳐 배치하고, (2m-1)/4 파장판(8)으로서 제2 1/4 파장판을 사용하고 있다. 1/2 파장판(7b)을 부가함으로써, 보다 넓은 파장 대역에서의 반사를 우수하게 방지할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 기존의 1/4 파장판과 기존의 1/2 파장판을 사용하여 용이하게 본 발명의 액정 표시 장치를 실현할 수 있다. 물론, 3/4 파장판과 5/4 파장판을 제작하여 액정 표시 장치 내에 배치하여도 된다. 자연수 n과 m의 값이 커지면 커질수록, 보다 넓은 파장 대역에서 반사가 우수하게 방지된다. 그러나, 이 경우, 파장판의 비용도 상승하기 때문에, 적절한 자연수 n과 m의 값을 선택하는 것이 바람직하다.

전술의 실시예 1 내지 실시예 9를 설명하는 각 도면에서는, 편광자와 투과-미러 등의 광학 소자를 다른 구성요소와 분리하여 나타내고 있는데, 압력 감응 점착제를 사용하여 액정 패널 등의 다른 구성요소와 접합시키는 것도 가능하다는 것에 유의하여야 한다.

여기서, 이하에 전술의 실시예 1 내지 실시예 9에 적용한 액정 패널에 대해서 설명한다. 액정 패널 내부에, 입사하는 광의 일부를 반사하고 입사광의 너머지 부분을 투과하는 투과-미러가 형성된다. 투과-미러가 내부에 형성된 액정 패널로서는, 투과-미러로서 화소 영역에 부분적으로 개구를 갖는 반사 미러인 부분 반사경을 사용한 구성이나, 도 4 내지 도 6에 도시하는 바와 같이 투과-미러로서 소정의 광 투과율을 가진 반투과층을 사용한 구성이 있다. 이하에는, 투과-미러로서 화소 영역에 부분적으로 개구를 갖는 부분 반사경을 사용한 구성에 대해서 구체적으로 설명한다.

도 20은, 단순 매트릭스형 컬러 액정 패널 내에 투과-미러로서 부분 반사경(43)을 사용한 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다. 투명 기판(30) 상에 평탄화층(38)을 통하여 제1 투명 전극(32)이 형성되어 있다. 투명 기판 상에는, 컬러 필터(36)와 차광층(37)이 형성된다. 또한, 제2 투명 기판(31) 상에는 부분 반사경(43)이 형성되어 있고, 그 위에 절연막(39)을 통하여 제2 투명 전극(33)이 형성되어 있다. 제1 전극과 제2 전극은 서로 직교하도록 배치되어 있다. 제1 투명 전극과 제2 투명 전극 간의 교차부에서 화소가 정의된다. 부분 반사경(43)은, 그 화소 부분에 대응한 위치에 배치된 반사부(41)와 개구부(42)를 갖고 있다. 그 다음, 투명 전극(32)의 하부면을 덮도록 제1 배향막(34)이 형성되고, 대향 전극(33)의 상부면을 덮도록 제2 배향막(35)이 형성된다. 제1 배향막(34)과 제2 배향막(35)은, 이들 배향막 사이에 유지된 액정층(40)의 액정 분자의 배향 방향을 규제하고 있다. 이와 같은 구성의 액정 패널을 도 3에서 도시한 구성의 표시 장치에 사용한 경우의 표시 원리에 대해 설명한다. 제1 편광자(2)측으로부터 입사한 광은, 투명 기판(30), 컬러 필터(36), 평탄화층(38), 제1 투명 전극(32), 제1 배향막(34), 액정층(40), 제2 배향막(35), 제2 투명 전극(33), 및 절연막(39)을 차례차례 투과하여, 부분 반사경(43)에 도달한다. 부분 반사경(43)에 도달한 광은, 일부가 반사부(41)에 의해 반사되어 다시 제1 편광자(2)측으로 되돌아가고, 그 나머지 부분은 개구부(42)를 투과하여 제2 편광자(4)에 도달한다. 그 결과, 제1 시점과 제2 시점의 양쪽으로부터 컬러 화상을 관찰할 수 있다.

도 20에서, 부분 반사경(3)이 Al이나 Ag 혹은 이들을 주성분으로 하는 금속화합물로 만들어지더라도, 부분 반사경(3)은, 절연막(35)을 통해서 제2 투명 전극(33)과 전기적으로 분리되어 있기 때문에, 미세가공없이 박막의 형태로 형성하는 것만으로 된다. 또한, 이 부분 반사경(3)을 유전체 다층막 등의 절연체로 구성하면, 절연막(35)은 생략할 수 있다.

도 21은, 투과-미러로서 부분 반사경(43)을 사용한 단순 매트릭스형 컬러 액정 패널의 실시예의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다. 이 구성은, 부분 반사경(43)이 제2 투명 전극(33) 상에 직접 형성되어 있는 점이 도 20에 도시된 것과 다르다. 그 다음, 부분 반사경(43)은 제2 투명 전극(33) 형상에 맞추도록 미세 패터닝 가공을 통해 형성된다. 이 때, 부분 반사경(43)이 Al이나 Ag 혹은 이들을 주성분으로 하는 금속화합물로 만들어지는 경우는, 이 부분 반사경(43)은 광의 반사 및 투과의 작용을 할 뿐만 아니라, 제2 투명 전극(33)의 전기전도도를 향상시켜 소비 전력을 저감시키는 작용도 갖는다. 도 21에 도시된 실시예에서는, 부분 반사경(3)을 제2 투명 전극(33)의 상부면에 형성한 경우를 설명하였지만, 부분 반사경(43)을 제2 투명 전극(33)의 하부면에 형성하여도 된다. 물론, 부분 반사경(43)이 유전체 다층막으로 형성되는 경우는, 부분 반사경(43)의 형상을 제2 투명 전극에 맞추도록 미세 패터닝을 통해 형성할 필요는 없다. 이 구성에 의해, 도 20에 도시된 구성과 마찬가지로, 제1 시점과 제2 시점 모두에서 양호한 컬러 화상을 관찰할 수 있다.

도 22는, 투과-미러로서 부분 반사경(43)을 사용한 단순 매트릭스형 컬러 액정 패널의 실시예의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 부분 반사경(43)은 컬러 필터(36)와 제2 투명 전극(33) 사이에 형성되어 있다. 이 구성의 경우에는, 평탄화층(38)을 생략하여도 된다. 또한, 부분 반사경(43)을 유전체 다층막 등의 절연체로 형성하는 경우는, 절연막(39)을 생략할 수 있다. 이 구성을 갖는 액정 패널을 도 3에서 도시한 실시예 2의 액정 표시 장치에 사용한 경우, 제1 편광자(2)으로부터의 조명광을 투과광으로서 제2 시점으로부터 표시 화상을 관찰할 때, 제2 편광자(4)으로부터의 조명광을 투과광으로서 관찰함으로써 컬러 화상을 얻을 수 있고, 제1 편광자(2)측으로부터 입사한 광의 반사광을 관찰함으로써 흑백 화상을 얻을 수 있다. 이 때 얻어지는 흑백 화상은, 광로 도중에 컬러 필터(36)를 통하지 않기 화상이 얻어지기 때문에 자연광에 의해서도 밝은 화상의 표시를 수행할 수 있다. 따라서, 이것은 소비 전력 저감에 매우 효 과적이다. 그러나, 제2 편광자(4)측으로부터 입사하는 광의 반사광에 따라서 화상이 얻어지지 않는 경우도 있다. 따라서, 프론트 라이트형 조명 장치는 제1 편광자(2)측에 배치하는 것이 바람직하다.

도 23은, 투과-미러로서 부분 반사경(43)을 사용한 단순 매트릭스형 컬러 액정 패널의 실시예의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 23에 도시하는 구성은, 제2 투명 전극(33)의 상부면에 직접 부분 반사경(3)이 형성되어 있는 점에서 도 22에 도시되는 것과 다르다. 부분 반사경(43)이 Al이나 Ag 혹은 이들을 주성분으로 하는 금속화합물로 형성되는 경우, 이 부분 반사경(3)은 광의 반사 및 투과의 작용을 할 뿐만 아니라, 제2 투명 전극(33)의 전기전도도를 향상시켜 소비 전력을 저감시키는 작용도 갖는다. 도 23에 도시된 실시예에서는, 부분 반사경(43)을 제2 투명 전극(33)의 상부면에 형성하는 경우를 설명하였지만, 부분 반사경(43)을 제2 투명 전극(33)의 하부면에 형성하여도 된다.

또한, 도 20 내지 도 23에 도시한 실시예의 각 구성에서는, 부분 반사경(43)에 형성된 개구부(42)는 제2 투명 전극(33)의 중앙부에 위치되어 있다. 그러나, 화소부에 대해 목적으로 하는 개구율이 얻어지기만 하면, 제2 투명 전극(33)의 임의의 부분에 개구부(42)를 위치시켜도 되고, 1화소에 대해 개구의 수가 다수이어도 된다.

도 20 내지 도 23에 도시된 각 실시예에서는, 단순 매트릭스형 액정 표시 장치에 관하여 설명하였지만, 각 화소에 박막 트랜지스터와 박막 다이오드를 배치하는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에서도 동일한 효과를 얻을 수 있는 것을 이해하여야 한다. 실시예들을 설명하는 도 20 내지 도 23에서는, 편광자와 산란판 등의 광학 소자를 다른 구성요소와 분리하여 표현하고 있는데, 편광자와 산란판 등의 광학 소자는 압력 감응 점착제에 의해서 액정 패널 등의 다른 구성요소와 접합시킬 수도 있다는 것에 유의한다. 이하에, 본 발명의 구체예들이 상세히 설명된다.

(구체예 6)

도 20에 도시한 부분 반사경(43)을 내부에 갖는 액정 패널을 사용하여 도 19에 도시된 실시예 9의 액정 표시 장치를 제작하였다. Ag와 Pd의 금속화합물을 진공증착법을 이용하여 800~2000Å의 두께로 형성한 후, 포토리소그래피 공정을 통하여 개구율이 20~70%의 개구부(42)를 화소부의 중앙부에 형성하여 부분 반사경(43)을 얻었다. 그 다음, (2n-1)/4 파장판 대신에, 1장의 1/4 파장판(7a)과 1장의 1/2 파장판(7b)을 제1 편광자(2)측으로부터 연속해서 삽입하였다. 또한, (2m-1)/4 파장판(8)으로서는 1/4 파장판을 1장 삽입하였다. 또한, 제1 편광자(2)측에 프론트 라이트형 조명 장치를 배치하였다. 이 결과, 제1 시점과 제2 시점 모두로부터 반사 없는 양호한 컬러 화상을 얻을 수 있었다. 부분 반사경(30)의 개구율이 50~70%의 범위 내로 높은 경우에는, 제2 시점(12)으로부터 투과광에 의한 화상을 관찰할수 있었고, 부분 반사경(30)의 개구율이 20~30%의 범위 내로 낮은 경우에는, 제1 시점(11)으로부터 투과광에 의한 화상을 관찰할수 있었다.

(구체예 7)

도 13에 도시된 실시예 9의 액정 표시 장치는 도 20에 도시된 바와 같이 부분 반사경(43)을 내부에 갖는 액정 패널을 사용하여 제조되었다. 이산화규소와 산화티탄을 각각 포함하는 λ/4막이 진공 증착법에 의해 번갈아 적층되어 반사율이 80~90%의 유전체 다층막을 형성한 후에, 20~80%의 개구율을 갖는 부분 반사경(43)이 포토리소그래피 공정을 통해 형성되었다. 그 다음, (2n-1)/4 파장판(7)으로서, 1장의 3/4 파장판이 삽입되었다. 또한, (2m-1)/4 파장판(8)으로서는 1/4 파장판을 1장 삽입하였다. 또한, 제1 편광자(2)측에 프론트 라이트형 조명 장치가 배치되었다. 그 결과, 구체예 6과 마찬가지로, 제1 시점(1)과 제2 시점 모두로부터 반사없는 양호한 컬러 화상이 얻어질 수 있었다. 부분 반사경으로서 금속 박막을 사용한 구체예 6의 경우와 비교하여, 반사에 의한 화상의 밝기와 투과에 의한 화상의 밝기 모두 향상하였다.

(구체예 8)

종래의 투과형 TFT 액정 패널을 사용하여 도 15에 도시된 실시예 6의 액정 표시 장치를 제작하였다. (2n-1)/4 파장판(7)으로서, 제1 편광자(2)측으로부터 순서대로 1/4 파장판(7a)과 1/2 파장판(7b)을 한장씩 삽입하였다. 또한, (2m-1)/4 파장판(8)으로서 1/4 파장판을 1장 삽입하였다. 또한, (2m-1)/4 파장판의 바깥쪽(제2 시점측)에 반사 편광판(9)을 배치하고, 제1 편광자(2)측에 프론트 라이트형 조명 장치를 배치하였다. 그 결과, 제1 시점과 제2 시점 모두로부터 반사 없는 양호한 컬러 화상을 얻을 수 있었다.

(구체예 9)

구체예 6에서 제작한 양면 가시형 액정 표시 장치에서는, 도 17에 도시한 위치에 확산층을 삽입하였다. 확산층(5)으로서는, PET 상에 평균 입경 10㎛의 아크릴레이트 비즈를 도포하여 헤이즈 값 70%의 확산판을 얻었다. 이 결과, 구체예 6에서 제작한 양면 가시형 액정 표시 장치에서는 제2 시점으로부터의 시야각을 현저하게 넓힐 수 있었다.

(구체예 10)

도 21에서 도시한 부분 반사경(43)을 내부에 갖는 액정 패널을 사용하여 도 19의 실시예 9의 양면 가시형 액정 표시 장치를 제조하였다. Ag와 Pd를 포함하느 금속화합물을 스퍼터링 공정을 통해 800~2000Å의 두께로 형성한 후, 개구율이 20~70%의 부분 반사경(43)을 형성하였다. (2n-1)/4 파장판(7) 대신에, 제1 편광자(2a)측으로부터 순서대로 1/4 파장판(7a)과 1/2 파장판(7b)을 1장씩 삽입하였다. 또한, (2m-1)/4 파장판(8)으로서 1/4 파장판을 1장 삽입하였다. 또한, 제1 편광(2)측에 프론트 라이트형 조명 장치를 배치하였다. 이 결과, 제1 시점과 제2 시점 모두로부터 반사없는 양호한 컬러 화상을 얻을 수 있었다. 또한, 이러한 구성에 의해, 액정 구동 전극의 임피던스를, 구동 전극에 금속을 사용한 경우와 실질적으로 동등의 값까지 저감시킬 수 있으므로, 꼬불거림이 없는 양호화 화상을 얻는 것도 가능하게 되었다.

(구체예 11)

도 23에 도시한 바와 같이 부분 반사경(43)을 내부에 갖는 액정 패널을 사용하여 도 19에 도시된 양면 가시형 액정 표시 장치를 제작하였다. Ag와 Pd의 금속화합물을 스퍼터링 공정을 통해 800~2000Å의 두께로 형성한 후, 개구율이 20~70%의 부분 반사경(43)으로서 사용되었다. (2n-1)/4 파장판(7) 대신에, 제1 편광자(2)측으로부터 순서대로 1/4 파장판(7a)과 1/2 파장판(7b)을 1장씩 삽입하였다. 또한, (2m-1)/4 파장판(8)으로서 1/4 파장판과 1/2 파장판을 1장씩 삽입하였다. 또한, 제1 편광자(2)측에 프론트 라이트형 조명 장치를 배치하였다. 이 결과, 제1 시점(11)으로부터는 양호한 흑백 화상이 관찰될 수 있고, 제2 시점(12)으로부터는 반사 없는 양호한 컬러 화상을 관찰할 수 있었다. 특히, 제1 시점으로부터의 흑백 화상은, 광로 중에 컬러 필터 등의 광을 흡수하는 매체가 없기 때문에, 자연광으로도 밝은 화상으로서 관찰될 수 있었다. 또한, 이러한 구성에 의해, 액정 구동 전극의 임피던스를, 구동 전극에 금속을 사용한 경우와 실질적으로 동등의 값까지 저감시킬 수 있으므로, 꼬불거림이 없는 양호한 화상을 얻는 것도 가능하게 되었다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 액정 표시 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,

도 2는 조명 장치를 갖는 액정 표시 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,

도 3은 본 발명의 실시예 2에 의한 액정 표시 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,

도 4는 본 발명에서 사용되는, 반투과층을 내부에 갖는 액정 패널의 구성예를 모식적으로 도시하는 단면도,

도 5는 본 발명에서 사용되는, 반투과층을 내부에 갖는 액정 패널의 다른 구성예를 모식적으로 도시하는 단면도,

도 6은 본 발명에서 사용되는, 반투과층을 내부에 갖는 액정 패널의 또 다른 구성예를 모식적으로 도시하는 단면도,

도 7은 본 발명의 실시예 3에 의한 액정 표시 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,

도 8은 본 발명의 실시예 4에 의한 액정 표시 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,

도 9는 본 발명에서 사용되는 지향성 확산층의 특성을 나타내는 도표,

도 10은 종래의 프론트 라이트를 포함하는 액정 표시 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,

도 11은 종래의 백라이트를 포함하는 액정 표시 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,

도 12는 메인 표시와 서브 표시가 가능한 종래의 액정 표시장치의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,

도 13은 본 발명의 실시예 5에 의한 액정 표시 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,

도 14는 조명 장치를 갖는 액정 표시 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,

도 15는 본 발명의 실시예 6에 의한 액정 표시 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,

도 16은 본 발명의 실시예 6에 의한 액정 표시 장치에 있어서 제2 편광자를 제공하여 얻어진 액정 표시 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,

도 17은 본 발명의 실시예 7에 의한 액정 표시 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,

도 18은 본 발명의 실시예 8에 의한 액정 표시 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,

도 19는 본 발명의 실시예 9에 의한 액정 표시 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,

도 20은 본 발명에서 사용되는, 부분 반사경을 내면에 갖는 액정 패널의 실시예의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,

도 21은 본 발명에서 사용되는, 부분 반사경을 내면에 갖는 액정 패널의 실시예의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,

도 22는 본 발명에서 사용되는, 부분 반사경을 내면에 갖는 액정 패널의 실시예의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,

도 23은 본 발명에서 사용되는, 부분 반사경을 내면에 갖는 액정 패널의 실시예의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 액정 패널 2 : 제1 편광자

3 : 투과 미러 4 : 제2 편광자

5 : 확산층 6 : 조명 장치(light unit)

7 : 제1 광학 보상기 8 : 제2 광학 보상기

9 : 반사 편광자 11 : 제1 시점

12 : 제2 시점 23 : 반투과막

25 : 지향성 확산층 41 : 반사부

42 : 개구부 43 : 부분 반사경

Claims

액정 표시 장치에 있어서,

액정층이 기판들 사이에 개재된 액정 패널;

상기 액정 패널이 사이에 유지되도록 배치된 제1 편광자 및 제2 편광자; 및

상기 액정층과 상기 제2 편광자 사이에 제공되며, 입사하는 광을 소정의 비율로 반사하고 나머지 광을 투과하는 기능을 갖는 반투과기(transflector)를 포함하고,

상기 반투과기에 의해 반사된 광은 상기 제1 편광자측에서 관찰될 수 있고, 상기 반투과기를 통해 투과된 광은 상기 제2 편광자측에서 관찰될 수 있는, 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 반투과기는 편광 성분에 상관없이, 입사광을 소정의 비율로 반사하고 반사된 광 이외의 광을 투과하는 투과-미러(transmission-mirror)인, 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 편광자와 상기 액정층 사이에 제공되는 제1 광학 보상기; 및

상기 제2 편광자와 상기 반투과기 사이에 제공되는 제2 광학 보상기를 더 포함하는, 액정 표시 장치.
제3항에 있어서, 상기 반투과기와 상기 제2 편광자 대신에, 특정 방향의 편광 성분을 반사하고 나머지 편광 성분을 투과하는 반사-편광판이 상기 제2 광학 보상기의 외측에 제공되는, 액정 표시 장치.
제4항에 있어서, 상기 반사-편광판의 반사축의 방향은, 상기 액정층에 의해 편광 방향이 변환되어 액정 패널로부터 출사한 광의 편광 방향과, 상기 액정층에 의해 편광 방향이 변환되지 않고 액정 패널로부터 출사한 광의 편광 방향 중 어느 한 방향과 동일 방향으로 설정되어 있는, 액정 표시 장치.
제5항에 있어서, 상기 반사-편광판의 외측에 제공되며, 상기 반사-편광판의 반사축과 동일 방향에 흡수축을 갖는 제2 편광자를 더 포함하는, 액정 표시 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 광학 보상기는, 상기 제2 광학 보상기를 광학적으로 보상하는 특성을 갖는, 액정 표시 장치.
제7항에 있어서, 상기 제1 광학 보상기는, 상기 제2 광학 보상기를 광학적으로 보상하고 상기 액정층에 의한 변조를 보상하는 특성을 갖는, 액정 표시 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 광학 보상기는 (2n-1)/4 파장판(n:자연수)을 포함하고, 상기 제2 광학 보상기는 (2m-1)/4 파장판(m:자연수)을 포함하는, 액정 표시 장치.
제9항에 있어서, 상기 제1 광학 보상기는 1/2 파장판을 포함하는, 액정 표시 장치.
제9항에 있어서, 상기 (2n-1)/4 파장판과 상기 (2m-1)/4 파장판은 1/4 파장판인, 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 반투과기는 상기 액정 패널의 내부에 형성되는, 액정 표시 장치.
제12항에 있어서, 상기 액정 패널은 상기 액정층을 개재하는 투명 기판과 대향 기판을 갖고, 상기 제1 편광자는 상기 투명 기판측의 외측에 제공되고, 상기 제2 편광자는 상기 대향 기판측의 외측에 제공되고, 상기 반투과기는 상기 대향 기판 상에 제공되며, 상기 반투과기 상에는 절연막을 통하여 대향 전극이 형성되는, 액정 표시 장치.
제12항에 있어서, 상기 액정 패널은, 구동용의 투명 전극이 형성된 투명 기판 및 구동용의 대향 전극이 형성된 대향 기판을 갖고, 상기 액정층은 상기 투명 기판과 상기 대향 기판 사이에 유지되어 있고, 상기 제1 편광자는 상기 투명 기판측의 외측에 제공되고, 상기 제2 편광자는 상기 대향 기판측의 외측에 제공되고, 상기 반투과기는 상기 대향 전극의 전기적 독립성을 유지하도록 상기 대향 전극의 상부면 또는 하부면에 제공되는, 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 반투과기는 소정의 투과율을 갖는 유전체 다층막인, 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 반투과기는 소정의 투과율을 갖는 금속막층인, 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 반투과기는 상기 액정 패널의 화소부에 대응하는 위치에 개구부를 갖는, 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 액정 패널이 상기 제1 편광자측으로부터 관찰되는지 상기 제1 편광측의 반대측으로부터 관할되는지에 따라서, 상기 액정 패널에 인가하는 신호를 변환하여 상기 액정 패널에 공급하는 구동 회로를 더 포함하는, 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 편광자의 외측에 제공되며, 상기 제1 편광자측에서 상기 액정 패널로 광을 조사하는 프론트 라이트형 조명 장치를 더 포함하는, 액정 표시 장치.