KR940001906B1 - 컬러액정표시장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

컬러액정표시장치

제1도는 종래의 컬러액정표시장치(1)의 구성을 표시하는 단면도.

제2도는 종래의 컬러액정표시장치(1)에 형성되는 컬러필터(5)의 확대평면도.

제3도는 본 발명의 한 실시예인 컬러액정표시장치(21)의 단면도.

제4도는 컬러액정표시장치(21)의 평면도.

제5도는 컬러필터(27)의 확대평면도.

제6도는 컬러필터(27)의 부근의 확대단면도.

제7도는 세그먼트전극(28)의 확대평면도.

제8도는 컬러액정표시장치(21)의 전기적구성을 표시하는 블럭도.

제9도는 광산란판(光散亂板)(24)의 작용을 설명하기 위한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 컬러액정표시장치 4a, 4b : 투명기판

5 : 컬러필터 6 : 세그먼트전극

7a, 7b : 배향막 8 : 코몬전극

9 : 액정층 11, 12 : 편광판

R : 적색필터 G : 녹색필터

B : 청색필터

본 발명은, 미리 정하여진 문자나 도형등을 컬러표시하는 세그먼트형의 컬러액정표시장치에 관한다.

제1도는 종래의 세그먼트형 컬러액정표시장치(1)의 단면도이다. 투명기판(4a)의 한쪽 표면에는 컬러필터(5)가 인쇄법이나 전극착색법등의 방법에 의하여 거의 전면에 걸쳐서 설치되어 있고, 컬러필터(5)상에는 복수의 세그먼트전극(6)이 미리 정하는 표시영역에 형성된다.

컬러필터(5)는 제2도에 표시하는 바와 같이 각각 띠모양으로 형성된 적색필터(R)와, 녹색필터(G)와, 청색필터(B)로 구성된다. 필터(R, G, B)는 각각 영역(CF)에 형성되어 있고, 영역(SP)에는 예를 들면 흑색의 차광층이 형성된다.

상기 세그먼트전극(6)은 적색필터(R)와 녹색필터(G)와, 청색필터(B)에 각각 대응하는 적색용전극과, 녹색용전극과, 청색용전극으로 구성된다.

컬러필터(5) 및 세그먼트전극(6)이 형성된 투명기판(4a)의 표면에는 배향막(7a)이 형성된다.

투명기판(4b)의 한쪽표면에는 복수의 코몬전극(8)이 상기 세그먼트 전극(6)을 포함하는 영역에 걸쳐서 형성되고, 다시금 그 표면에는 배향막이(7b)이 형성된다.

투명기판(4a, 4b)은 배향막(7a, 7b)이 각각 형성되는 표면이 서로 마주보도록 배치된다.

트위스티드 네마틱액정층(9)은 투명기판(4a, 4b)간에 개재되고, 씰재(10)에 의하여 봉지(封止)된다.

또, 투명기판(4a, 4b)의 액정층(9)과는 반대측의 표면에는 각각 편광판(11, 12)이 설치되어 있다.

여기서 편광판(11, 12)을 직교이콜이 되도록 배치하고, 전압비인가시에 있어서 빛이 컬러액정표시장치(1)를 투과하도록 하고, 소위 노말리 화이트표시를 행한다. 노말리 화이트표시라는 것은 예를 들면 배경색을 백색으로 하고, 표시하여야할 형상에 대응하는 액정층(9)에 전압을 인가하여 액정분자의 배광상태를 변화시키는 것에 의하여 빛을 차단하고 소망의 형상을 표시하는 표시방법이다.

칼라액정표시장치(1)에서는 컬러필터(5)는 제 2도에 표시하는 바와 같이 미세한 구형상(矩形狀)의 필터(R, G, B)에 의하여 형성되어 있고, 투과광은 적색광과 녹색광과, 청색광과의 혼합에 이하여 백색광으로 된다.

즉, 전압비인가시에 있어서 컬러액정표시장치(1)에는 배경색으로서 백색이 표시된다.

따라서, 예를 들면 세그먼트전극(6)을 구성하는 청색용전극만에 전압을 인가하면 청색광이 차단되고, 적색광과 녹색광과의 혼합에 의하여 황색이 표시된다.

상술한 컬러액정표시장치(1)는 음향기기나 OA(OFFICE AUTOMATION)기기, 혹은 가정용 전기제품에 사용할 경우, 컬러액정표시장치(1)의 전면(前面)에 미리 숫자나 문자, 도형등을 인쇄한 투명필름을 배치하는 경우가 있다.

예를 들면 카세트 테이프레코드의 레벨미터로서 컬러액정표시장치(1)를 사용할 경우에는 좌우의 채널을 표시하는 「R」,「L」의 문자나 녹음재생레벨을 표시하는 숫자등과 같이 컬러액정표시장치(1)를 표시하지 않아도 좋은 문자나 도형, 즉 항상 보이는 상태로서도 좋은 문자나 도형등을 투명필름에 인쇄하고 컬러액정표시장치(1)의 전면에 배치한다.

이때 투명필터에 인쇄된 문자등이 작을 경우, 상술한 바와 같이 컬러필터(5)는 미세한 구형상으로 형성된 복수의 필터를 예를 들면 매트릭스상으로 배치하여 구성되어 있으므로 문자의 주위가 번저서 보이든지하여 판별하기 어려울때가 있고 문자의 크기에 제한이 있었다.

예를 들면 제2도에 있어서 영역(AO)에 문자의 일부가 되어있는 경우를 가정한다. 컬러필터(5)는 3종류의 필터(R, G, B)를 1단위영역으로 하고 있고 이 1단위영역에 있어서는 투과광의 혼합에 의하여 백색으로 된다.

그렇지만 영역(A1)에서는 적색광만이 투과하고 영역(A1)에 근접하는 영역(AO)이 적색으로 착색되어 번저서 보일 경우가 있다.

또, 영역(A2, A4)에서는 녹색광이 투과하고, 영역(A2, A4)에 근접하는 영역(AO)에서는 녹색에 착색되어 번저서 보일경우가 있다.

다시금, 영역(A3)에서는 청색광만이 투과하고, 영역(A3)에 근접하는 영역(OA)이 청색으로 착색되어 번져서 보여질 경우가 있다.

즉, 투과광의 색의 배런스가 무너지기 때문에 문자의 주위가 번져서 보인다는 현상이 일어난다.

본 발명의 목적은 상기 과정을 해결하고 표시품위가 각별히 향상되는 컬러액정표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 액정층을 끼고 설치되는 한쌍의 투광성 기판과, 투광성기판의 액정층측 표면의 거의 전면에 걸쳐서 설치되고 투과광을 미리정한 복수의 색채중 어느것인가가 1개의 색채로 선택하는 복수의 색채선택부재와, 투광성기판의 액정층측표면에 설치되고 미리정하는 표시영역내의 상기 복수의 색채선택부재마다 대응하여 형성되는 투광성을 가지는 표시전극과를 포함하여 구성되는 액정표시소자와, 상기 액정표시소자의 한쪽 표면측에 배치되는 미리 정하는 형상의 차광부재와, 상기 액정표시소자의 상기 차광부재와는 반대측에 배치되는 광원과, 상기 광원과 차광부재와의 사이에 배치되는 광산란판과를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치이다.

본 발명에 따르면 표시전극에 의한 액정층에의 전압비안가시에 있어서, 광원으로부터의 빛이 액정표시소자를 투과하도록하는 것에 의하여 소위 노말리화이트표시를 행할 수가 있다.

여기서 색채선택부재가 각각 선택하는 색채를 예를 들면 적색, 녹색, 청색으로 하는 것에 의하여 적색광과, 녹색광과, 청색광과의 혼합에 의하여 액정표시소자에는 배경색으로서 백색이 표시된다.

여기서 미리정하는 표시영역내의 상기 복수의 색채선택부재마다 대응하여 형성되는 표시전극에 전압을 인가하는 것에 의하여 전압이 인가된 표시전극에 대응하는 영역에서는 투과광이 차단되고 따라서 상기 표시영역에는 특정의 색채가 표시된다.

예를 들면 녹색광과 청색광과를 차단하는것에 의하여 표시영역에는 적색이 표시되고, 또 적색광을 차단하는것에 의하여 녹색광과 청색광과의 혼합에 의하여 표시영역에는 수색(水色)(시안색)이 표시된다.

본 발명의 컬러액정표시장치에서는 액정표시소자의 한쪽표면, 즉 광원과는 반대측의 표면에 미리정하는 형상(문자나 도형)의 차광부재가 배치되고, 이 차광부재에 의하여 광원으로부터의 빛을 차단하는 것에 의하여 상기 미리 정하는 형상이 컬러액정표시장치에 표시된다.

또, 광원과 액정표시소자와의 사이에 또는 액정표시소자의 차광 부재와의 사이에는 광산란판이 배치된다.

이 광산란판에 의하여 광원으로부터 빛을 산란시킬 수가 있다.

따라서, 차광부재둘레언저리에서는 본래차광부재에 의하여 차광되어야할 빛이 투과하게 된다.

그러므로, 차광부재둘레언저리에 있어서, 투과광의 색의 배런스가 무너지고, 특정의 색채의 빛 만이 투과하여 차광부재둘레언저리 부분이 착색하여 번져서 보이는 것이 방지된다.

이것에 의하여 컬러액정표시장치의 표시품위가 각별히 향상된다. 이상과 같이 본 발명에 의하면 광산란판을 배치하는 것에 의하여 액정표시소자를 투과하는 빛을 산란시켜, 차광부재에 의하여 차단되는 빛의 일부를 투과시킬수가 있다.

이것에 의하여 차광부재의 배치에 의하여 액정표시소자의 투과광의 색의 배런스가 무너지는 것을 방지할 수가 있다,

따라서, 미세한 차광부재를 설치한 경우에도 즉 액정표시소자에 설치되는 색채선택부재의 크기에 가까운 크기의 차광부재를 설정할 경우에서도 차광부재둘레언저리의 번짐을 방지하고 차광부재(캐랙터)를 명확하게 독해할 수가 있다.

이것에 의하여 컬러액정표시장치의 표시품위를 각별하게 향상할 수가 있다.

[실시예]

제3도는 본 발명의 한 실시예인 컬러액정표시장치(21)의 구성을 표시하는 단면도이다.

컬러액정표시장치(21)은 백라이트(22), 액정표시소자(23),광산란판(24) 및 투명기관(25)이 순서로 적층되어 구성되어 있다. 백라이트(22)는 예를 들면 열음극관등으로 구성된다. 투명기판(25)에는 후술하는 문자나 숫자등이 인쇄되어 있다. 액정표시소자(23)는 유리, 프래스틱 등으로 이루어지는 한쌍의 투명기판(26a, 26b)을 가지고 있고, 투명기판(26a)의 한쪽표면에는 컬러필터(27)가 거의 전면에 걸쳐서 형성되어 있다.

컬러필터(27)는 예를들면 미세한 구형상으로 형성된 3색의 컬러필터, 예를들면 적색필터(R), 녹색필터(G) 및 청색필터(B)와 상기 각 필터가의 틈새에 설치되는 흑색의 차광층(BL)과로 구성되고, 염색법, 인쇄법, 전착법, 안료분산법등의 방법에 의하여 형성되어 있다.

컬러필터(27)상에는 세크먼트전극(28)이 형성된다. 컬러필터(27) 및 세그먼트전극(28)이 형성된 투명기판(26a) 상에는 배향막(29A)이 형성된다.

투명기판(26b)의 한쪽표면에는 코몬전극(30)이 적어도 상기 세그먼트전극(28)을 포함하는 영역으로 형성되고, 다시금 그 표면에는 배향막(29b)이 형성되어 있다. 투명기판(26a, 26b)은 각각 배향막(29a, 29b)이 형성된 표면이 대향하도록 배치된다. 액정층(31)은 투명기판(26a, 26b)간에 개재되고, 씰재(32)에 의하여 봉지되어 있다.

투명기판(26a, 26b)의 액정층(31)과는 반대측의 표면에는 각각 편광판(33, 34)이 배치되어 있다. 배향막(29a, 29b)에는 예를 들면 폴리이미드계수지를 사용한다. 배향막(29a, 29b)은 예를 들면 층두께 600Å로 형성되고 투명기판(26a, 26b)간에 있어서 액정분자의 배향방향이 90°비틀려지고 예를들면 좌선성(左旋性)의 액정층을 형성하도록 나일론계직포로 래빙처리되어 있다.

투명기판(26a, 26b)간의 간격을 일정하게 유지하기 위하여 이것들의 기판간에는 도시하지 않은 프래스틱제의 스페이서가 끼워져 있다. 이 스페이서에 의하여 기판간의 간격은 예를 들면 5㎛로 설정된다.

액정층(31)을 봉지하기 위한 씰재(32)는 예를들면 에폭시 수지가 사용된다. 액정층(31)에는 예를들면 페닐시크로핵산계 혼합액정이 선택된다. 다시금 이 액정층에는 코래스티릭크노나노에이프가 첨가되고, 좌선성(左旋性)이 부여되고 있다.

또, 배향막(29a, 29b)에 대하여 투명기판(26a, 26b)간에 있어서 액정분자의 배향방향이 90°뒤틀려서 우선성(右旋性)의 액정층을 형성하도록 래빙처리를 하여도 좋다.

이 경우 액정층(31)에는 우선성카이랄 물질로서 CB-15(멜크사제)가 첨가되어 있는 페닐시크로핵산계혼합액정을 사용한다.

제4도는 컬러액정표시장치(21)이 평면도이다.

본 실시예에서는 컬러액정표시장치(21)를 카세트테이프레코터 등의 음향기기에 설치되어 있는 레벨미터로서 사용할 경우를 설명한다. 컬러액정표시장치(21)에는 복수의 구형영역과 복수의 표시캐랙터와가 설정되어 있다. 복수의 구형영역에는 해당구형영역에 대응하여 형성된 세크먼트 전극(28)이 배치되어 있다.

복수의 표시캐랙터, 예를들면 알파베트「L」,「R」, 숫자「40」,「30」,「20」,「10」,「5」,「3」,「0」, 기호「-」,「+」,「1」는 각각의 캐랙터에 대응하는 형상으로 형성된 차광부재를 상기 투명기판(25)표면에 인쇄 혹은 첨주하는 등으로 하여 형성되어 있다.

제5도는 컬러필터(27)의 확대평면도이고 제 6도는 컬러필터(27) 부근의 확대단면도이다. 컬러액정표시장치(21)에서는 색채선택부재인 컬러필터(27)는 투명기판(26a)의 거의 전면에 걸쳐서 설치되어 있다.

컬러필터(27)는 적색, 녹색 및 청색의 각 필터(R, G, B)를 매트릭스상 혹은 모자이크상으로 배치하여 형성되어 있다.

제5도 및 제 6도에 있어서 적색필터는 참조부호(R)로 표시하고 녹색필터는 참조부호(G)로 표시하고, 청색필터는 참조부호(B)로 표시한다.

필터 (R, G, B)의 크기는 미세하고 육안으로는 판별할 수 없는 정도의 크기이다.

한 예로서 길이 L1=330㎛ 및 폭 L=80㎛의 구형상의 필터(R, G, B)가 사용되고 각 필터간의 간격(L3)은 30㎛로 선택된다.

따라서 필터의 폭방향(E2)으로 나란히 하는 3종류의 팰터(R, G, B)에 의하여 형성되는 영역은 330㎛×330㎛의 정방형(正方形)으로 된다. 필터간의 간격(L3)은 포토프로세스 등의 컬러필터의 제작정밀도에 의하여 결정되고, 일반적으로는 15㎛∼40㎛이다.

필터의 배열은 예를 들면 필터의 폭방향(E2)에는 R-G-B의 순열이 반복되고, 필터의 길이방향(E1)에는 R-B-G의 순열이 반복된다.

필터(R, G, B)의 형상은 정방형 혹은 기타의 형상으로 하여도 좋다. 또, 각 필터(R, G, B)의 사이에는 흑색의 차광층(BL)이 형성된다. 차광층(BL)은 크롬(Cr) 혹은 흑색안료 등이 형성된다.

제7도는 세그먼트전극(28)의 확대평면도이다.

상술한 바와 같이 투명기판(26a)상에는 적색, 녹색, 청색의 3색의 4변형의 컬러필터(R, G, B)가 복수개 매트릭스상 혹은 모자이크 상으로 배열되어 있고, 본 발명은 동일색의 컬러필터에 대응하는 세그먼트전극을 순차로 접속하도록 신호라인으로서 투명전극을 배설한 컬러액정표시장치(21)이다.

세그먼트전극(28)은 적색용전극(Sr), 녹색용전극(Sg), 청색용전극(Sb)으로 이루어진다.

전극(Sr, Sg, Sb)은 각각 필터(R, G, B)에 대응하는 영역에 형성되고 각 전극(Sr, Sg, Sb)은 신호라인으로서의 투명전극(41r, 41g, 41b)에 의하여 각각 접속되어 있다.

이 접속방법을 사용하여 전압을 인가하는 세그먼트전극을 임의로 선택하는 것에 의하여 적색, 황색, 녹색, 수색(시안색), 청색, 백색, 도색(桃色)(마젠터색)의 7색을 소망의 표시영역내에 있어서 표시할 수가 있다.

제8도는 컬러액정표시장치(21)의 전기적 구성을 표시하는 블럭도이다. 편광판(34)의 액정소자와는 반대측에는 백라이트(22)가 배치되고 백라이트(22)로부터의 빛을 액정표시소자(23)를 사용하여 투과/차단하는 것에 의하여 컬러액정표시장치(21)에는 후술하는 바와 같이 복수의 색채가 표시된다.

액정표시소자(23)는 액정소자구동회로(45)에 의하여 제어된다. 액정소자구동회로(45)는 표시제어회로(41)로부터의 표시제어신호에 의거하여 신호라인(l1)을 사이에 두고 코몬전극(30)에 전압을 인가하고 신호라인군(l2)을 사이에 두고 선택된 세그먼트전극(28)에 전압을 인가한다.

이것에 의하여 컬러액정표시장치(21)에 있어서 컬러표시를 행할 수가 있다.

상술의 컬러액정표시장치(21)에 있어서 소위 노말리화이트 표시를 행하는 경우를 설명한다.

여기서는 액정층(31)의 액정분자는 투명기판(26b)에 최근 접하는 분자는 제3도 지면에 수직방향의 배향 상태이고 투명기판(26a)에 가까워지는데 따라서 서서히 우방향으로 뒤틀리고 투명기판(26a)에 가장 근접하는 액정분자는 제3도 지면에 평행 방향의 배향상태로 있는 것으로 한다.

노말리화이트표시란 전압을 인가하지 않았을때는 빛이 액정층(31)을 투과하도록 하고 예를 들면 배경색을 백색으로 하고 표시하여야 할 형상에 대응하는 영역의 액정층(31)에 전압을 인가하여 액정분자의 배향상태를 변화시키는 것에 의하여 빛을 차단하고, 소망의 형상을 표시하는 표시방법을 말한다.

따라서 편광판(33, 34)의 평관방향이 직교이콜로 되도록 예를 들면 편광판(33)의 편광방향을 제3도 지면에 수직방향으로 하고 편광판(33)의 평광방향을 제3도 지면에 평방향으로 되도록 배치한다.

이것에 의하여 평관판(34)을 투과한 빛은 액정층(31)에 의하여 90°뒤틀리고 평광판(33)을 투과할 수가 있다.

이때 컬러필터(27)는 상술의 제5도에 표시하는 바와 같이 미세한 4각형의 필터(R, G, B)에 의하여 형성되어 있고 투과광은 적색광과 녹색광과 청색광과의 혼합에 의하여 백색광으로 된다.

즉, 전압비인가시에 있어서 컬러액정표시장치(21)에는 배경색으로서 백색이 표시된다.

전압이 인가된 액정층(31)의 액정분자는 전계방향으로 배항한다. 따라서 편광판(34)을 투과한 제3도 지면에 수직방향의 직성 편광은 거의 그대로의 평광상태로 액정층(31)을 투과한다.

여기서 편광판(33)의 편광방향은 제3도 지면에 평행방향이기 때문에 액정층(31)을 투과한 빛은 평관판(33)을 투과할 수는 없다.

액정층(31)은 전압의 인가(ON)/비인가(OFF)에 의하여 광샤터로서 동작한다.

아래의 제1표에는 세그먼트전극의 ON/OFF상태와, 액정층의 광샤터로서의 작용과, 표시색과의 관계가 표시되어 있다.

제1표에 있어서 「○」는 광샤터의 오픈 상태를 표시하고 있고, 「 」는 광샤터의 크로즈상태를 표시하고 있다.

[제1표]

제9도는 광산란판(24)의 작용을 설명하기 위한 도면이다. 필터(R, G, B)를 투과한 투과광은 광산란판(24)에 의하여 산란한다.

이것에 의하여 본래차광영역(F)에 의하여 차광되어야 할 빛도, 투명기판(25)를 투과할 수 있다.

예를들면 단위영역(D)에 있어서 적색필터(R)에 대응하는 영역이 차광영역(F)에 의하여 차광되고, 투과광의 색의 배런스가 무너진 경우에서도 적색필터((R)를 투과한 적색광의 일부는 투명기판(25)을 투과한다.

이것에 의하여 단위영역(D)에 있어서의 색의 배런스를 유지할 수가 있다. 이상과 같이 본 실시예에 의하면 광산란판(24)을 배치하는 것에 의하여 액정표시소자(23)을 투과하는 빛을 산란시켜, 차광영역(F)에 의하여 차단되는 빛의 일부를 투과시킬 수가 있다.

이것에 의하여 차광영역(F)에 의하여 색의 배런스가 무너지는 것을 방지할 수가 있다.

따라서 차광영역(F)이 미소영역일 경우, 즉 투명기판(25)에 작은 캐랙터(필터의 크기에 가까운 크기의 캐랙터)를 설정한 경우에서도 캐랙터의 번짐을 방지하고 캐랙터를 명확하게 독해할 수 있게 된다.

이것에 의하여 컬러액정표시장치(21)의 표시품위를 각별하게 향상할 수가 있다.

본 실시예에서는 광산란판(24)을 액정표시소자(23)와 투명기판(25)과의 사이에 설치하였어도 백라이트(22)와 액정표시소자(23)과의 사이에 설치하도록 하여도 좋다.

또, 광산란판(24)을 설치하는 대신에 투명기판(26a, 26b)의 편광판(33, 34)이 각각 설치되는 표면을 거치른면으로 하여도 좋다.

본 실시예에서는 액정층(31)으로서 액정분자의 뒤틀림각이 90°인 트위스티드네마틱액정을 사용하였으나 뒤틀림각이 180°∼270°인 슈터트위스티드네마틱액정을 사용하여도 좋다.

본 발명은, 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 이탈하는 일 없고 다른 여러가지형으로 실시할 수 있다.

따라서 상술의 실시예는 모든 점에서 단지 예시에 지나지 않고 본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 표시하는 것이며, 명세서 본문에는 아무런 구속이 되지않는다.

다시금, 특허청구의 범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위내의 것이다.

Claims (1)

1. 순차적으로 광원, 액정표시소자, 광산란판 및 차광부재를 갖는 투명기판을 구비한 컬러액정표시장치에 있어서, 한쌍의 투광성 기판상에 액정층을 끼고 설치되는 상기 한쌍의 투광성 기판과, 상기 액정층에 대향한 상기 투광성기판의 측면의 거의 전표면에 걸쳐서 설치되고 투과광을 미리 정하는 복수의 컬러중 어느 하나의 컬러를 선택하는 복수의 색채 선택부재와, 상기 액정층에 대항한 상기 투광성 기판 측면의 표면상에 설치되고 복수의 컬러선택 부재 각각에 상응하여 형성되는 투광성 표시 전극과를 포함하는 상기 액정표시소자와; 상기 투명기판의 한쪽 측면의 표면상에 배치되는 미리 정하는 형상의 차광부재와; 상기 차광부재와 광산란판에서 반대측인 장치의 측면상에 배치된 광원과, 상기 광원과 상기 차광부재사이에 배치되는 광산란판과를 포함하는 컬러액정표시장치.