(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射電極を具備した下部基板と、
該下部基板上に形成する下部配向膜と、
前記下部基板と対向配置してカラーフィルターを具備した上部基板と、
該上部基板上に形成する上部配向膜と、
前記下部基板と上部基板との間に配置した液晶層と、
前記上部基板の外側面上に取り付けて線偏光を円偏光に変換する位相補償フィルムと、
前記位相補償フィルム上に取り付けて外部から入射した自然光を線偏光に変換する偏光板とを有し、
前記下部配向膜の配向角度は水平ラインに対して−１０〜２０゜であり、
前記上部配向膜の配向角度は水平ラインに対して４０〜５５゜であり、
前記液晶層の位相遅延値（ｄΔｎ）は０．２４〜０．２７μｍであり、
前記位相補償フィルムはλ／４の位相補償機能を有し、かつその光軸が水平ラインに対して１４０〜１４６゜であり、
前記偏光板の吸収軸は水平ラインに対して１０２〜１２２．５゜であり、
前記液晶層はツイスト角が６０゜であるツイストネマティック液晶で構成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関するものであり、より詳細には、特性パラメータを最適化させて表示特性を向上させ、工程マージンを改善させた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、光源としてバックライトを使用する透過型液晶表示装置、バックライトの使用なしに自然光を使用する反射型液晶表示装置、必要によってバックライトと自然光を選択的に使用する反透過型液晶表示装置に区分される。
【０００３】
この内でバックライトが必要でない反射型液晶表示装置は、低消費電力、薄型及び軽量化をなすことができるために携帯用表示装置に多く用いられ、携帯電話と携帯機器の市場が拡大することで、その需要が増加している。
【０００４】
このような反射型液晶表示装置は、下部基板、反射電極、下部配向膜、液晶層、上部配向膜、上部透明電極、カラーフィルター、上部基板、位相補償フィルム、偏光板などを含んでおり、このような構成要素を順に積層した構造を有する。
【０００５】
また、液晶表示装置はその動作モードによって、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＧＨ（Ｇｕｅｓｔ  Ｈｏｓｔ）型、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）型、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）型等に分けることができる。
【０００６】
ここで、ＴＮ型の液晶表示装置は、現在携帯用コンピュータ及び測定装置に広範囲に使用されているが、応答速度が遅いという短所がある。
ＥＣＢ型の液晶表示装置は、液晶セルの複屈折率変化を通じて光透過率の変化を誘導した方式であり、その代表的な例としてＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード液晶表示装置を挙げることができる。前記ＨＡＮモード液晶表示装置は、比較的低い電圧で動作して、その応答速度が速い利点を有するために、その研究が活発に進められている。
【０００７】
以下、反射型液晶表示装置の構造及び画面表示について簡略に説明する。
図１は従来の反射型液晶表示装置を概略的に図示した断面図である。
従来の反射型液晶表示装置は、図１に示すように、反射電極２及び下部配向膜３を具備した下部基板１と、カラーフィルター５及び上部配向膜６を具備した上部基板４の間に液晶層１０を構成し、前記上部基板４の外側面上に位相補償フィルム、例えば、λ／４フィルム７と偏光板８を順に取り付けた構造を有する。前記反射電極２は、リソグラフィまたはホログラフィ工程などを通じて表面に凹凸を有する。
【０００８】
このような反射型液晶表示装置では、電圧無印加時に、偏光板を通過しながら線偏光した光が位相補償フィルムを通過して円形偏光、例えば、左円偏光に変わり、これが通過しながら再び線形偏光に変わり反射電極で反射される。
このように反射電極で反射された線偏光の光は、再び液晶層を通過しながら左円偏光に変わった後、位相補償フィルムを通過して、偏光方向が偏光板の偏光軸に平行な線偏光に変形され、偏光板を通過し、ホワイト（ｗｈｉｔｅ）の状態を具現する。
【０００９】
また、反射型液晶表示装置では、電圧印加時に、偏光板と位相補償フィルムを通過して左円偏光に変換された光が、何らの変化なしに液晶層をそのまま通過して、反射電極で反射されて右円偏光に変わり、再び液晶層と位相補償フィルムを通過して、偏光方向が偏光板の偏光軸と垂直の線偏光に変形されることで偏光板を通過できなくなり、ダーク（ｄａｒｋ）の状態を具現する。
【００１０】
このような反射型液晶表示装置における良い表示画面は、前述した各構成要素の特性値をどのように最適化させるかにより左右される。
反射型液晶表示装置での効率的な反射率増大のためには、偏光板の吸収軸または透過軸角度、位相補償フィルムの光学特性、液晶層の厚さ（ｄ）、液晶層の位相遅延値（ｄΔｎ）、液晶のツイスト角、配向膜の配向角度、及び反射板の特性などの値を最適化することが必要である。
【００１１】
例えば、従来の反射型液晶表示装置における、良い表示画面はλ／４フィルム７を１枚または２枚を使用し、上部配向膜６の配向角度が、下部配向膜３の配向角度と９０゜となるように配置し、偏光板８の透過軸が上部配向膜６の配向角度と２０゜の角度となるように配置し、またλ／４フィルム７の光軸角度と４５゜をなすことで得ることができる。
この時、液晶のツイスト角及び液晶層の位相遅延値は、各々６３〜８０゜及び０．２０〜０．２７μｍ程度で調節する。
【００１２】
しかしながら、従来の反射型液晶表示装置では、セル設計を最適化させるために２枚のλ／４フィルムを使用する場合に、反射率の低減が起きる。また、１枚のλ／４フィルムを使用する場合に、可視光波長の広い領域でλ／４の位相差を付与する機能が満足にできないことによる表示特性が悪くなる問題点がある。
【００１３】
従来の反射型液晶表示装置は、良い表示画面を得るために設定するセルギャップが非常に小さいために、実際工程での歩留まりが低下する問題点がある。
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−５１２６０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、表示特性が良い液晶表示装置を提供することである。
また、本発明の他の目的は、充分なセルギャップを確保することで、製造工程での歩留まりが良い、液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記のような目的を達成するために、本発明は、反射電極を具備した下部基板と、該下部基板上に形成する下部配向膜と、前記下部基板と対向配置してカラーフィルターを具備した上部基板と、該上部基板上に形成する上部配向膜と、前記下部基板と上部基板との間に配置した液晶層と、前記上部基板の外側面上に取り付けて線偏光を円偏光に変換する位相補償フィルムと、前記位相補償フィルム上に取り付けて外部から入射した自然光を線偏光に変換する偏光板とを有し、前記下部配向膜の配向角度は水平ラインに対して−１０〜２０゜であり、前記上部配向膜の配向角度は水平ラインに対して４０〜５５゜であり、前記液晶層の位相遅延値（ｄΔｎ）は０．２４〜０．２７μｍであり、前記位相補償フィルムはλ／４の位相補償機能を有し、かつその光軸が水平ラインに対して１４０〜１４６゜であり、前記偏光板の吸収軸は水平ラインに対して１０２〜１２２．５゜であり、前記液晶層はツイスト角が６０゜であるツイストネマティック液晶で構成されていることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の望ましい実施例を、図面を参照してより詳細に説明する。
【実施例１】
【００２６】
最適のセルを構成することができる本発明の実施例１による各構成要素の特性値を（１）に示す。
（１）液晶層はツイスト角が６０゜であるＴＮ液晶で構成する。前記液晶層の位相遅延値が０．２４〜０．２７μｍである時、セルギャップマージンが高くて、コントラスト比及び色特性が優秀な液晶表示装置を得ることができる。
この時、最適のセルを構成することができる下部配向膜の配向角度は水平ラインに対して−１０〜−２０゜であり、上部配向膜の配向角度は水平ラインに対して４０〜５５゜であり、λ／４フィルムの光軸は１４０〜１４６゜であり、偏光板の吸収軸は１０２〜１２２．５゜である。
【００２７】
図２は各構成要素の軸配列を図示した図面である。図面符号ａは下部基板のラビング軸、すなわち、下部配向膜の配向角度を、ｂは上部基板のラビング軸、すなわち、上部配向膜の配向角度を、ｃはλ／４フィルムの光軸を、ｄは偏光板の吸収軸を各々示す。
【００２８】
一方、前記の例において、上部配向膜の配向角度と偏光板の透過軸との間の角は液晶のツイスト角が６０゜である場合に２８〜３２゜、液晶のツイスト角が７６゜である場合に３１．５〜３７．５゜で設計する。
【００２９】
前述したように、本発明は液晶のツイスト角を６０゜、７６゜及び５３゜で設計し、この時の液晶層の位相遅延値を各々０．２４〜０．２７μｍ、０．２３〜０．２７μｍ、０．１７〜０．２１μｍに調節し、配向膜の配向角度、λ／４フィルムの光軸及び偏光板の吸収、または透過軸を適切に調節することにより良い表示画面の液晶表示装置を得ることができる。
また、本発明の液晶表示装置は概略３．６〜４．０μｍ程度のセルギャップを有するようになる。これにより従来の液晶表示装置では２．９〜３．５μｍ程度のセルギャップであるが、これと比較して本発明は、工程マージンを改善することができる。
【００３０】
図５ないし図７は、電圧による反射率特性を説明するためのグラフであり、図５は松下電器産業株式会社の反射型液晶表示装置の電圧による反射率を図示したグラフであり、図６及び図７は各々液晶のツイスト角が６０゜及び７０゜である本発明による反射型液晶表示装置での電圧による反射率を図示したグラフである。
【００３１】
図５に示すように、松下電器産業株式会社「ＥＩ反射型液晶表示装置」は電圧印加時に完全なダーク（ｄａｒｋ）とならないが、図６及び図７に図示すように、本発明による反射型液晶表示装置は電圧印加時にダーク状態をなす。したがって、本発明の液晶表示装置は松下電器産業株式会社のそれより電圧による反射率特性が優秀なことが分かる。
【００３２】
また、本発明による液晶表示装置は、同じ水準のコントラスト比である場合には駆動電圧を低くすることができる。
【００３３】
本発明の実施例１による液晶表示装置は液晶のツイスト角を６０゜、液晶層の位相遅延値を０．２５μｍ、液晶層のセルギャップを３．６μｍに設計することによって、良い表示画面を有することができることはもちろん、セルギャップの増加により実際工程での適用を容易にすることができる。
【００３４】
本発明はその要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来の反射型液晶表示装置を図示した断面図である。
【図２】本発明の実施例による液晶表示装置で、各構成要素の軸配列を図示した図面である。
【図３】本発明の実施例による液晶表示装置の電圧による反射率特性を説明するためのグラフである。
【図４】本発明の実施例による液晶表示装置の電圧による反射率特性を説明するためのグラフである。
【図５】本発明の実施例による液晶表示装置の電圧による反射率特性を説明するためのグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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