KR100692104B1 - 반사형 액정 표시장치 및 광확산 반사판 - Google Patents

반사형 액정 표시장치 및 광확산 반사판

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스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
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Abstract

법선에 대해서 -45도의 방향에서 광을 입사시켰을 때의 반사광량의 각도 의존 분포 곡선에 있어서, 극대값을 나타내는 반사 각도를 1개 또는 2개를 갖고, 반사광량의 극대값을 나타내는 이 반사 각도 중 적어도 하나가 법선에 대해서 +45도에서 5도 이상 어긋난 반사 광량 분포 특성을 갖는 반사판, 및 적어도 하나의 광확산층으로 이루어지는 반사형 액정 표시 장치를 제공한다. 이 반사형 액정 표시 장치는 화상이 밝고 시인성이 양호하다.

Description

반사형 액정 표시 장치 및 광확산 반사판
본 발명은 특정한 반사광량 분포 특성을 갖는 반사판 및 광확산층으로 이루어지는 반사형 액정 표시 장치 및 그 반사판 및 광확산층으로 이루어지는 광확산 반사판에 관한 것이다.
근래, 액정 표시 장치는 노트형 워드 프로세서, 퍼스널 컴퓨터 외에 전자수첩, 휴대 정보 단말기, 오락 기기, 문구기, 휴대 전화기 등 다방면에 이용되고 있다. 이들 중 휴대 기기에는 반사형 액정 표시 장치가 많이 사용되고 있다.
반사형 액정 표시 장치로서는 제 1 편광판/액정 셀/제 2 편광판/반사판의 구성의 것(액정 셀은 트위스티드 네마틱(TN)셀, 수퍼 트위스티드 네마틱(STN) 셀)이나, 액정 셀/반사판의 구성의 것(액정 셀은 게스트 호스트(GH)형 셀)등이 알려져 있다.
그러나, 어떤 반사형 액정 표시 장치도 표시 장치의 가장 표면, 예를 들어, 제 1 편광판에서의 외광의 반사를 피한 각도에서 표시를 보면, 충분히 밝지는 않고 또한 시인성(視認性)이 반드시 충분하지는 않다.
본 발명자들은 화상이 밝고 시인성이 양호한 반사형 액정 표시 장치를 얻는 것을 목적으로 면밀히 검토한 결과, 특정한 반사광량 분포 특성을 갖는 반사판과 광확산층을 조합시켜 사용함으로써, 화상이 밝고 시인성이 양호한 반사형 액정 표시 장치가 얻어지는 것을 발견하여 본 발명에 도달하였다.
즉, 본 발명은 법선에 대해서 -45도의 방향에서 광을 입사시켰을 때의 반사광량의 각도 의존 분포 곡선에 있어서, 극대값을 나타내는 반사 각도를 1개 또는 2개를 갖고, 반사광량의 극대값을 나타내는 이 반사 각도 중 적어도 1개가 법선에 대해서 +45도에서 5도 이상 어긋나 있는 반사광량 분포 특성을 갖는 반사판 및 적어도 하나의 광확산층으로 이루어지는 반사형 액정 표시 장치 및 광확산 반사판을 제공한다.
또한, 본 발명은 이 반사판과, 무기 미립자 및/또는 유기 미립자를 혼합시킨 수지로 이루어지는 광확산층 및 특정한 각도로부터의 입사광만을 산란시키는 광확산층으로부터 선택되는 적어도 하나의 광확산층으로 이루어지는 반사형 액정 표시 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 이 반사판과, 무기 미립자 및/또는 유기 미립자를 혼합시킨 수지로 이루어지는 광확산층 및 특정한 각도로부터의 입사광만을 산란시키는 광확산층으로부터 선택되는 적어도 하나의 광확산층으로 이루어지는 광확산 반사판을제공한다.
본 발명의 반사형 액정 표시 장치 및 본 발명의 광확산 반사판을 사용하여 얻어지는 반사형 액정 표시 장치는 외광이 비쳐드는 것을 피한 각도에서 본 경우에 있어서도 화상이 밝고 시인성은 양호하다.
본 발명에서의 반사판은, 법선에 대해서 -45도의 방향에서 광을 입사시켰을때의 반사광량의 각도 의존 분포 곡선에서, 극대값을 나타내는 반사 각도를 1개 또는 2개를 갖고, 반사광량의 극대값을 나타내는 이 반사 각도 중 하나가 법선에 대해서 +45도에서 5도 이상 어긋나 있는 것이다. 또한, 법선에 대해서 -45도의 방향에서 광을 입사시켰을 때의 반사광량의 각도 의존 분포 곡선은, 반사판에 법선에 대해서 입사 각도 -45도의 방향에서 광을 조사했을 때 반사광의 강도를 반사 각도에 대해서 플로트(float)함으로써 얻어지는 곡선이다.
본 발명에서의 반사판의 반사 특성은, 종래부터 일반적으로 사용해온 평면 형상의 반사판과는 다른 반사광량 분포 특성을 갖는 것이다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 수직 방향에 대해서 반사판으로의 광의 입사 각도를 -θ도(0도＜│θ │＜90도)로 하면 정반사 각도는 +θ 이지만, 입사 각도 -θ도에서의 반사광량 분포를 반사 각도마다 측정한 경우, 본 발명에서의 반사판의 반사 특성은 반사광량이 극대로되는 반사 각도를 θ'(0도＜│θ '│＜90도)로 하면, │θ -θ'│≥ 5도로 되는 것이 적어도 1개 있고, 다시 극대값을 나타내는 각도가 1개 또는 2개로 되는 조건을 만족하는 것이다.
즉, 본 발명에서의 반사판은, 예를 들어, 입사 각도 -45도에서의 반사광량 분포를 반사 각도마다 측정한 경우, 반사광량의 각도 의존 분포 곡선 있어서, 극대 값을 나타내는 반사 각도를 1개 또는 2개 갖고, 이 극대값을 나타내는 반사 각도중 적어도 하나가 정반사각 45도에서 5도 이상 어긋나 있는 것이다.
│θ-θ ' │가 5도보다 작으면, 그 반사판을 액정 표시 장치에 설치하고, 반사광량이 커지는 각도에서 화면을 관찰하였을 때 액정 표시 장치 가장 표면에서의 외광의 반사에 의한 번쩍이는 광도 눈에 들어가 시인성이 저하한다. 반사광량의 극대값이 세곳 이상으로 되면 반사광이 분산되기 때문에, 하나의 극대값에 있어서의 반사광량이 작아져 본 발명의 효과가 얻어지지 않는다.
광을 적절하게 반사시키기 위해, 반사판에는 그 표면에 경사각을 준비하거나, 2개 이상의 광원을 사용하고, 액정 표시 장치와 시선각을 고정하여 액정 표시장치를 사용하는 경우는, 2개 이상의 광원의 광을 각각 다른 각도로 반사시켜 사용자의 눈을 어느 한 점에 집광시키기 위해 반사판의 경사각은 적어도 4개 이상의 다른 각도를 설정할 필요가 있다. 이 경우, 반사광량의 극대값은 세 곳 이상으로 된다. 그러나, 본 발명의 휴대 용도의 액정 표시 장치에서는, 광원과 액정 표시 장치의 위치 관계는 일의적으로 정해지는 것은 아니다. 어느 위치에 광원이 있어도 손바닥 또는 책상 위의 액정 표시 장치의 각도를 조절해서 광원의 반사 각도를 합치는 것이다. 그 때문에 반사광량 분포의 극대값에 있어서의 반사광 강도를 매우 크게 하는 것이 시인성을 향상시키는 점에서 중요하다. 따라서, 이 극대값을 나타내는 각도는 1개 또는 2개로 하는 것이 필수로 된다.
│θ -θ ' │≥ 5도인 반사광량 분포 특성을 갖고, 또한 반사광량 분포의 극대값을 나타내는 각도를 1개 또는 2개를 갖는 반사판으로서는, 예를 들어, 다음의 것을 들 수 있다.
(1) 반사판 표면부가 삼각 기둥이 능선방향으로 인접해서 배열된 형상으로서, 그 삼각 기둥의 능선에 수직인 방향의 단면이 삼각형이 연속된 톱니 형상을 하고 있고, 이 삼각형의 앙각(仰角), 즉, 이 삼각형의 사변(斜邊)과 반사판의 수평면에 평행한, 이 삼각형의 저변이 이루는 각이 2.5도 이상인 반사판 이 반사판의 앙각은 바람직하게는 2.5 내지 90도이다. 이 반사판의 예로서는, 예를 들어, 도 2 및 도 3의 형태의 반사판을 들 수 있다.
(2) 반사판 표면이 적어도 한 방향의 단면이 비대칭의 형상을 갖는 오목한 및/또는 볼록한 군이 전체면에 걸쳐서 조밀하게 형성된 구조를 하고 있고, 그 오목 부 및/또는 볼록부는 적어도 한 방향의 단면이 비대칭의 형상을 가지며, 각각의 오목부 및/또는 볼록부는 실질적으로 상사형상(相似形狀)으로 동일 방향을 향해서 설치되어 있고, 각각의 오목한 및/또는 볼록한 반사판의 수평면과 이루는 각(볼록 형상에 있어서 앙각, 오목 형상에 있어서는 부각(術角))이 2.5 내지 90도인 반사판. 이 반사판의 앙각 및 부각은 바람직하게는 2.5 내지 45도, 더욱 바람직하게는 2.5내지 10도이다. 이 반사판의 예로서는, 예를 들어, 도 4의 형태의 반사판을 들 수가 있다.
(3) 표면부는 사각 기둥이 저변을 접해서 밀집하게 배열한 구조이고, 모든 사각 기둥은 실질적으로 상사형상으로 동일 방향을 향해서 배치되어 있고, 동일 방향으로 정렬하는 사각 기둥의 각 꼭지점을 통과하는, 저면에 수직인 단면은 삼각형이 연속된 톱니 형상으로 이 삼각형의 앙각, 즉, 이 삼각형의 사변과 저변이 이루는 각이 2.5도 이상인 반사판. 이 반사판의 예로서는, 예를 들어, 도 5의 형태의 반사판을 들 수가 있다.
이들 반사판에 있어서, 상기한 삼각 기둥, 볼록형상 부분, 오목형상 부분 및 사각 기둥은 그 꼭지부분이 예각으로 되어 있어도 되고 둥글게 되어 있어도 좋다.
이들 반사판은 어느 것이나 법선에 대해서 -45도의 방향에서 광을 입사시켰을 때의 반사광량의 각도 의존 분포 곡선에 있어서, 극대값을 나타내는 반사 각도를 1개 또는 2개를 갖고, 반사광량의 극대값을 나타내는 이 반사 각도 중 적어도 하나가 법선에 대해서 +45도에서 5도 이상 어긋난 반사광량 분포 특성을 갖는다.
상기한 (1) 및 (3)의 반사판에서의 이 단면의 삼각형의 피치, 즉, 이 삼각형의, 반사판면(수평면)과 평행한 한 변의 길이(즉, 이 삼각형의 저변의 길이)는 특히 한정되지 않지만, 규칙적인 형상을 얻는 점 및 스트라이프(stripe)가 그다지 눈에 띄지 아니하는 점에서는 10㎛ 내지 500㎛인 것이 바람직하다. 10㎛ 미만에서는 규칙적인 형상을 얻기 어렵고, 500㎛ 보다 크면 스트라이프가 눈에 띄어 바람직하지 않다. 상기 (2)의 반사판의 오목한 및 볼록한 피치도 10㎛ 내지 500㎛인 것이 바람직하다.
본 발명에서의 반사판이 액정 표시 장치에 내장한 경우, 액정 셀의 화소 피치와 이 반사판의 삼각형상의 피치가 간섭해서 무아레(Moire) 무늬가 발생하는 경우가 있다. 이 무아레 무늬의 발생을 방지하기 위해서는, 예를 들어, ① 액정 셀의 화소 피치와 이 반사판의 삼각형상의 피치를 일치시키는 것, ② 인접하는 삼각형의 저변의 길이(피치)를 연속시키는 것, ③ 삼각형상의 피치를 100㎛ 이하로 하는 것 등이 실용상 바람직하다.
상기한 (1)의 반사판으로서 예시한 도 2에 있어서는, 그 표면부는 삼각 기둥이 능선 방향으로 인접해서 배열한 형상으로서, 능선에 수직 방향의 단면이 삼각형이 연속된 톱니형상을 하고 있고, 이 삼각형의 앙각은 7.5도 및 90도이고 꼭지각은 82.5도이다. 도 3에 있어서는, 그 표면부는 삼각 기둥이 능선 방향으로 인접해서 배열한 형상으로서, 능선에 수직 방향의 단면은 이등변삼각형이 연속된 톱날 형상을 하고 있고, 이 삼각형의 앙각은 7.5도이고 꼭지각은 165도이다.
상기한 (2)의 반사판에 있어서는, 오목부 또는 볼록부가 반사판의 전면에 걸쳐서 조밀하게 형성되어 있을 필요가 잇다. 반사면 표면에 오목부 또는 볼록부의 수가 작아서 평면이 많으면 본 발명의 효과는 얻어지지 않는다. 오목한 및/또는 볼록한 형상은 적어도 한 방향의 단면이 비대칭 형상을 갖는 오목부 및/또는 볼록부이고, 어떤 방향의 단면도 반원형을 나타내는 것과 같은, 반구형상과 같은 대칭적인 오목부 및 볼록부에서는 바람직하지 않다. 오목부 또는 볼록부의 경사면은 곡선형상(예를 들어, 도 6 및 도 7에 도시하는 것)이라도, 직선형상(예를 들어, 도8 및 도 9에 도시하는 것)이라도 좋다.
상기 (3)의 반사판으로서 예시한 도 5에 있어서는, 표면은 사각 기둥이 저변을 접해서 밀집하여 배열된 구조이고, 동일 방향으로 정렬하는 사각 기둥의 각 꼭지점을 통과하는, 저면에 수직인 단면은 삼각형이 연속된 톱니형상으로 되어 있고, 이 삼각형의 앙각은 7.5도이고 꼭지각은 165도이다.
이와 같은 반사판의 기재로서는, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리아크릴 필름, 폴리올레핀 필름등의 플라스틱 필름, 알루미늄판, 구리판 등의 금속판, 유리판 등을 들 수 있다.
기재의 두께(반사판에서의 오목부 및 볼록부의 높이를 제외함)는 특히 제한되지 않지만, 예를 들어, 10㎛ 내지 5㎜정도이다.
반사판의 기재 표면부를 상기의 형상으로 하는 방법으로서는, 예를 들어, ① 롤을 목적으로 하는 형상의 네거티브(negative)형을 형성해 두고, 롤 전사법으로 기재 표면에 형상을 부여하는 방법, ② 롤을 목적으로 하는 형상의 네거티브형을 형성해 두고, 자외선 경화수지 또는 전자선 경화수지를 롤에 도포하여 오목부에 충전 후, 수지액을 개재하여 롤 오목판 위에 기재 필름을 피복하고, 그대로 자외선 또는 전자선을 조사하여 자외선 경화 수지 또는 전자선 경화수지를 경화시킴과 함께 기재 표면에 접착시키고, 이 수지가 접착한 기재를 롤 오목판에서 박리하는 방법(일본 특개평 3-223883 호 공보, 특개평 6-324205 호 공보), ③ 목적으로 하는 형상의 네거티브형을 유연(流涎) 벨트에 형성해 두고, 캐스팅(casting)시에 목적으로 하는 형상을 부여하는 용제 캐스팅법등을 들 수 있다.
이와 같은 반사판의 기재 표면에는 입사광이 반사판을 투과하는 일없이 양호하게 반사될 수 있도록 하기 위해 통상 광반사층이 설치된다. 광반사층을 설치하려면 알루미늄, 은 등의 고반사율의 금속을 증착하면 된다. 고반사율의 금속을 증착하는 방법은 증착에 의해 반사판 표면의 반사광량 분포 특성이 변화하지 않고, │θ-θ ' │≥ 5도인 조건이 만족되어 있으면 하등의 제약은 없고, 예를 들어, 진공 증착법, 스퍼터링(sputtering)법, 이온 플레이팅(ion plating)법 등의 통상 금속 박막을 형성하기 위해 사용되고 있는 방법을 기재의 종류에 따라서 적절히 선택해서 사용할 수 있다. 증착의 두께도 한정되지 않지만, 통상 50㎜ 내지 100㎜ 정도이다.
고반사율 특성을 갖는 금속으로서 은을 사용해서 증착을 행한 경우는, 증착층의 열화를 방지하기 위해 이 증착층의 표면에 보호막을 설치하는 것이 바람직하다.
보호막으로서 특히 한정은 없지만, 예를 들어, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지의 도포막을 들 수 있고, 예를 들어, 롤 코팅, 그라비아(gravure) 코팅, 스프레이 코팅 등의 통상의 방법으로 도포할 수 있다 또한, SiO2등의 무기물의 박막을 사용할 수도 있다. 보호막의 두께는 특히 제한은 없지만, 통상 5㎜ 내지 10㎛의 범위이다.
또한, 반사판의 기재로서 알루미늄판 등의 고반사율의 금속판을 사용한 경우에는, 더욱 반사율을 향상시키기 위해 그 표면에 광반사층을 설치해도 좋지만, 광반사층을 설치하하지 않고 그대로 반사판으로서 사용할 수도 있다.
본 발명의 반사형 액정 표시 장치 및 광확산 반사판에 있어서는, 광반사층이나 반사판의 기재로부터의 반사광을 적당히 산란시키기 위해서, 반사판에 대해서 관찰자측에 광확산층이 설치된다. 본 발명에서의 광확산층은, 예를 들어, 미립자를 수지 바인더를 사용해서 코팅하는 방법, 헤이즈(haze) 필름을 적층하는 방법 등의 방법에 의해 설치할 수 있다.
미립자를 수지 바인더를 사용해서 코팅하는 방법에 의해 광확산층을 형성하는 경우, 미립자로서는, 예를 들어, 실리카; 탄산칼슘; 이산화티탄이 표면에 피복된 합성 운모 또는 천연 운모 등의 펄(purl) 안료; 판형상어린박, 육각판형상 염기성 탄산납과 같은 진주 광택을 갖는 미립자 등의 무기 미립자나, 폴리메틸 메타클 리레이트 비즈 등의 아크릴계 비즈, 가교폴리스틸렌 비즈 등의 폴리스틸렌계 비즈, 폴리카보네이트계 비즈, 멜라민·포르말린계 비즈, 벤조그아나민·포르말린계 비즈, 유기 실리카계 비즈 등의 유기 미립자 등이 예시된다. 미립자의 입자 직경은 특히 한정되지 않고, 예를 들어, 0.5㎛ 내지 50㎛, 바람직하게는 1㎛ 내지 20㎛, 보다 바람직하게는 1㎛ 내지 10㎛이다. 이러한 미립자는 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용된다.
수지 바인더는 특히 한정되지 않지만, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 에폭 시계 수지, 폴리에스테르계 수지, 알키드 수지 등이 예시된다. 이들 수지 바인더는 점착 특성을 가져도 좋다.
미립자와 수지 바인더의 조합은 적절히 선택되고, 양자의 굴절율 차가 0.01내지 0.5가 되도록 선택하는 것이 바람직하다. 미립자와 수지 바인더의 혼합비도 한정되지 않지만, 통상, 예를 들어, 수지 바인더 100중량부에 대해서 미립자가 0.01 중량부 내지 70중량부이다.
미립자를 수지 바인더를 사용해서 코팅하는 방법에 있어서는, 예를 들어, 미립자와 수지 바인더를 혼합 후, 롤 코팅법, 그라비아 코팅법, 스프레이 코팅법 등의 통상의 방법으로 도포하면 된다. 여기서 광확산층의 두께는 통상 1 내지 100㎛정도, 바람직하게는 5㎛내지 50㎛이다.
또한, 헤이즈 필름을 적층하는 방법에 의해 광확산층을 형성하는 경우, 이 헤이즈 필름으로서는, 상기한 바와 같은 무기 미립자 및/또는 유기 미립자, 및 상기한 바와 같은 수지를 사용하여, 해당 무기 미립자 및/또는 유기 미립자를 혼합시킨 이 수지를 캐스팅한 필름, 해당 무기 미립자 및/또는 유기 미립자를 혼합시킨 해당 수지를 필름 표면에 코팅한 필름, 및 그 필름의 표면을 엠보싱 처리한 필름외에, 굴절율이 다른 수지의 혼합물을 열 또는 광경화하여 얻어지는 필름 등을 들 수 있지만, 헤이즈 값이 5% 내지 99%인 필름이면 특히 한정되지 않는다. 이러한 헤이즈 필름의 두께는 헤이즈가 발현될 수 있는 두께이면 특히 한정되지 않지만, 통상, 1㎛ 내지 1㎜이다. 헤이즈 필름을 적층하는 방법은 특히 한정되지 않고, 예를 들어, 아클릴계 점착제를 적층할 때에 사용되는 통상의 방법으로 적층해도 좋다.
헤이즈 필름을 적층하는 방법에 의해 광확산층을 형성하는 경우에 있어서는, 특정한 입사 각도로부터의 입사광을 산란시키는 기능을 갖는 필름을 적층해서 광확 산층을 형성하는 것이 바람직하다. 해당 필름으로서는 굴절율이 다른 수지의 혼합물을 열 또는 광경화해서 얻어지는 필름을 들 수 있고, 예를 들어, 일본 특개평 3-107901호 공보에 기재된 필름을 예시할 수 있다. 시판품으로서는, 예를 들어, 스미토모 화학(주)제의 「루미스티」 등을 들 수 있다. 이러한 필름으로 구성되는 광확산층은 특정한 각도로부터의 입사광을 산란시키고, 그 이외의 각도로부터의 입사광은 그대로 투과시킬 수 있다. 여기서 특정한 입사 각도란, 이 필름의 조성 등에 의해 결정되는 광확산 능력에 의한 것이고, 이러한 광확산 능력은 헤이즈 필름의 조성 등에 고유의 것이고, 그 성능의 정도는 내장되는 액정 표시 장치의 사용 목적에 따라서 해당 필름의 조성 등을 선택함으로써 적절히 설정할 수 있는 것이다.
특정한 입사 각도로부터의 입사광을 산란시키는 기능을 갖는 이 필름으로 구성되는 광확산층은 통상 반사형 액정 표시 장치에 입사하는 광만을 산란시킬 수 있도록 배치된다. 반사형 액정 표시 장치는 화면의 위쪽으로부터의 광이 입사하도록 사용되는 경우가 많으므로, 통상은 법선에서 25도 내지 60도 정도 벗어난 각도로부터의 입사광을 산란시킬 수 있도록 배치된다.
또한, 특정한 입사 각도로부터의 입사광을 산란시키는 기능을 갖는 광확산층을 둘 이상 사용하고, 그 중 하나는 화면에 대해서 좌경 위쪽으로부터의 입사광을 산란시키도록 배치하고, 다른 하나는 화면에 대해서 우경 위쪽으로부터의 입사광을 산란시키도록 배치해도 좋다.
또한, 특정한 입사 각도로부터의 입사광을 산란시키는 기능을 갖는 상기 필름으로 구성되는 광확산층은 그 헤이즈 변화축의 방향이 반사판의 능선방향과 실질적으로 동일 방향이 되도록 반사판에 적층되는 것이 바람직하다. 여기서 헤이즈 변화축이란, 그 축 주위에서 해당 필름을 회전시켰을 때에 관찰되는 헤이즈값의 최대값과 최소값의 차가 최대로 되는 축이다. 바꾸어 말하면, 특정한 입사 각도로부터의 입사광을 산란시키는 기능을 갖는 해당 필름으로 구성되는 상기 광확산층은, 최대의 산란 강도를 나타내는 입사광으로 광확산층 표면에 대한 그의 앙각이 최대가 되도록 하는 입사광의 광산란층 표면에 대한 사영(射影)과, 반사판의 능선방향과 이루는 각이 실질적으로 직각이 되도록 적층되는 것이 바람직하다 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 광확산층은 1층이라도 좋고, 다층이라도 좋으며, 다층인 경우, 그 종류는 각 층이 동일한 것이어도 다른 것이어도 좋고, 예를 들어, 특정한 입사 각도로부터의 입사광을 산란시키는 기능을 갖는 해당 필름 등의 헤이즈 필름의 표면에 미립자를 수지 바인더를 이용하여 코팅한 층이라도 좋다. 광확산층을 설치하는 위치 및 그 형태도 특히 한정되지 않고, 광확산층은, 예를 들어, 반사판의 표면에 직접 설치되어 있어도 좋고, 본 발명의 반사형 액정 표시 장치를 구성하는 부품으로서 사용되도록 해도 되고, 필름으로서 반사형 액정 표시 장치에 내장되어 있어도 좋다.
본 발명의 반사형 액정 표시 장치는 상기의 반사판 및 광확산층을 갖는 것이고, 상기 반사판 및 광확산층을, 예를 들어, TN형 액정 표시 장치, STN형 액정 표시 장치, GH형 액정 표시 장치 등에 장착함으로써, 밝기와 시인성이 뛰어난 반사형 액정 표시 장치가 얻어진다.
본 발명의 반사형 액정 표시 장치의 구성예로서 다음의 것을 들 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
편광판/광확산층/TN 셀/편광판/반사판
편광판/광확산층/TN 셀/편광판/광확산층/반사판
편광판/TN 셀/편광판/광확산층/반사관
편광판/TN 셀/편광판/광확산층/광확산층/반사판
편광판/광확산층/위상차판/STN 셀/편광판/반사판
편광판/광확산층/위상차판/STN셀/편광판/광확산층/반사판
편광판/위상차판/STN 셀/편광판/광확산층/반사판
편광판/위상차판/STN 셀/편광판/광확산층/광확산층/반사판
광확산층/GH 셀/반사판
GH 셀/광확산층/반사판
광확산층/편광판/TN 셀/편광판/반사판
광확산층/편광판/위상차판/STN 셀/편광판/반사판
상기 각 구성에 있어서, 각 광확산층은 특정한 입사 각도로부터의 입사광을 산란시키는 기능을 갖는 광확산층과 그 밖의 광확산층이 적층된 것이라도 좋다. 또한, 둘 이상의 광확산층을 갖는 경우, 각각의 광확산층은 어느 것이나 특정한 입사 각도로부터의 입사광을 산란시키는 기능을 갖는 광확산층이라도 좋고, 그 밖의 광확산층이라도 좋고, 각각 별도의 것이라도 좋다.
또한, 상기 구성에 있어서는, 액정 셀의 윗면 및/또는 아래면에는 또한 위상 차판, 시각 보상 필름 등의 광학 기능성 필름이 1매 이상 배치되어 있어도 좋다.
본 발명의 반사형 액정 표시 장치, 및 본 발명의 광확산 반사판을 이용하여 얻어지는 반사형 액정 표시 장치는 종래의 반사형 액정 표시 장치에 비해 외광에 노출되는 것을 피한 각도에서 본 경우에도 표시 화면이 밝고 시인성이 뛰어나다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더 상세히 설명하지만, 본 발명은 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
도 3에 도시된 바와 같은, 반사판 표면이, 서로 실질적으로 합동한 삼각 기둥이 능선방향으로 인접해서 배열된 형상으로 되어 있고, 그 형상은 삼각 기둥의 능선에 수직 방향의 단면에서 각 삼각 기둥에 의해 형성되는 삼각형의 앙각이 7.5°, 꼭지각이 165°, 반복 피치가 200㎛의 톱니 현상인 플라스틱 시트(대일본인쇄 (주)제)에 알루미늄을 증착(증착막 두께 6㎚)해서 반사판을 얻었다. 그 위에, 펄안료(멜크사제, Iriodin)을 30중량% 함유한 아크릴계 수지(접착 특성을 가짐)를 도포(두께 25㎛)하여 광확산층을 적층하였다.
광확산층을 적층한 이러한 광확산 반사판에 대해서, 입사 각도 -45°의 방향에서 광을 조사하고, 반사광량의 각도 의존 분포 곡선을 측정한 바, 반사광량이 최대값이 되는 각도는 법선 방향에서 +21°이고, 그 각도의 +45°에서의 어긋남은 24° 이었다.
광확산층을 적층한 이러한 광확산 반사판과 편광판(스미토모 화학공업주식회사제 SG)을 맞붙여서 반사형 편괄판(편광판/광확산 반사판)을 얻고, 얻어진 반사형 편광판을 STN형 셀의 한쪽 면에 장착하고, 그 반대쪽의 면에 위상차판(스미토모 화학공업주식회사제 SEF)과 편광판(스미토모 화학공업주식회사제 SG)을 이 순서로 장착해서, 반사형 STN형 액정 표시 장치(편광판/위상차판/STN 액정 셀/편광판/광확산 반사판)를 얻었다. 이 반사형 STN형 액정 표시 장치를 구동시킨 바, 외광이 비쳐드는 것을 피한 각도에서 본 경우에 있어서도 밝고, 시인성은 양호하였다.
실시예 2
실시예 1에서 사용한 것과 같은 플라스틱 시트에 은을 증착(증착막 두께 60㎛)해서 반사판을 얻었다. 그 위에, 평균 직경 4㎛의 가교폴리스틸렌 비즈를 15중량% 함유한 아크릴계 수지(점착 특성을 가짐)를 도포(두께 약 25㎛)해서 광확산층을 적층하였다.
광확산층을 적층한 이러한 광확산 반사판에 대해서, 입사 각도 -45°의 방향에서 광을 조사하여 반사광량의 각도 의존 분포 곡선을 측정한 바, 반사광량이 극대값이 되는 각도는 법선 방향에서 +21°이고, 그 각도의 +45°에서의 어긋남은 24° 이었다.
얻어진 광확산층을 적층한 이러한 광확산 반사판을 사용하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 편광판, STN형 셀, 위상차판, 광확산 반사판을 장착해서 반사형 STN형 액정 표시 장치(편광판/위상차판/STN 액정 셀/편광판/광확산 반사판)를 얻었다. 이 반사형 STN형 액정 표시 장치를 구동시킨 바, 외광이 비쳐드는 것을 피한 각도에서 본 경우에 있어서도 밝고, 시인성은 양호하였다.
실시예 3
실시예 2에 있어서, 평균 직경 4㎛의 가교폴리스틸렌 비즈를 15중량% 함유한 아크릴계 수지를 도포하는 대신에, 평균 직경 1.26㎛의 가교폴리스틸렌 비즈를 10중량% 함유한 아크릴계 수지(점착 특성을 가짐)를 도포(두께 약 25㎛)해서 광확산층을 적층하였다.
광확산층을 적층한 이러한 광확산 반사판에 대해서, 입사 각도 -45°의 방향에서 광을 조사하여 반사광량의 각도 의존 분포 곡선을 측정한 바, 반사광량이 극대값이 되는 각도는 법선 방향에서 +21°이고, 그 각도의 +45°에서의 어긋남은 24°이었다.
얻어진 광확산층을 적층한 이러한 광확산 반사판을 사용하는 것 이외에는 실시예1과 마찬가지로 하여, 편광판, STN형 셀, 위상차판, 광확산 반사판을 장착해서 반사형 STN형 액정 표시 장치(편광판/위상차판/STN 액정 셀/편광판/광확산 반사판)를 얻었다. 이 반사형 STN형 액정 표시 장치를 구동시킨 바, 외광이 비쳐드는 것을 피한 각도에서 본 경우에 있어서도 밝고, 시인성은 양호하였다.
실시예 4
도 2에 도시되는 바와 같은, 반사판 표면이, 서로 실질적으로 합동한 삼각기둥이 능선방향으로 인접해서 배열된 형상으로 되어 있고, 그 형상은, 삼각 기둥의 능선에 수직 방향의 단면에 있어서, 각 삼각 기둥에 의해 형성되는 삼각형의 앙각이 7.5° 및 90°, 꼭지각이 82.5°, 반복 피치가 30㎛의 톱니 형상인 플라스틱 시트(대일본인쇄(주)제)에 은을 증착(증착막 두께 60㎚)해서 반시판을 얻었다. 그 위에, 평균 직경 4㎛의 가교폴리스텔렌 비즈를 12중량% 함유한 아크릴계 수지(점착 특성을 가짐)를 도포(두께 약 25㎛)해서 광확산층을 적층하였다.
광확산층을 적층한 이러한 광확산 반사판에 대해서 입사 각도 -45°의 방향에서 광을 조사하여 반사광량의 각도 의존 분포 곡선을 측정하였다. 얻어진 반사 각도 의존성 곡선을 도 10에 도시한다. 반사광의 강도가 극대값이 되는 각도는 법선 방향에서 +21°이고, 그 각도의 +45°에서의 어긋남은 24°이었다.
얻어진 광학산층을 적층한 이러한 광확산 반사판을 사용하고, 스미토모 화학 공업주식회사제 SJ의 편광판 2매를 사용하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로하여, 편광판, STN형 셀, 위상차판, 광확산 반사판을 장착해서 반사형 STN형 액정표시 장치(편광판/위상차판/STN 액정 셀/편광판/광확산 반사판)를 얻었다. 이 반사형 STN형 액정 표시 장치를 구동시킨 바, 외광이 비쳐드는 것을 피한 각도에서 본 경우에 있어서도 밝고, 또한 무아레 무늬의 발생도 없고 시인성은 양호하였다.
실시예 5
실시예 4에서 사용한 것과 같은 플라스틱 시트에 은을 증착(증착막 두께 60㎚)해서 반사판을 얻었다. 이 반사판(1)을 이용하여, 도 11에 도시되는 바와 같은 순서로 이하의 층이나 판을 적층하였다. 즉, 이 반사판(1)과 편광판(스미토모 화학공업사제 SJ)(2)을 아크릴계 점착제를 개재하여 STN 액정 셀(3)에 장착하고, 그 반대쪽에 위상차판(스미토모 화학공업주식회사제 SEF)(4), 필름 형상의 특정한 입사 각도로부터의 입사광을 산란시키는 기능을 갖는 광확산층(스미토모 화학공업사제, 「루미스티」 LCY-0555)(5), 편광판(스띠토모 화학공업사제 SJ)(6)을 적층해서 반사형 STN 액정 표시 장치[편광판/광확산층/위상차판/STN 액정 셀/편광판/반사판)(7)를 얻었다. 이 반사형 STN 액정 표시 장치(7)를 사용해서, 도 12에 도시된 바와 같이, 반사판(1)을 법선 방향(9)에서 위쪽 -45도로부터의 입사광(8)에 대해서, 아래쪽 21도의 방향(10)으로 반사광량의 극대값을 갖도록 배치하고, 필름 형상의 광확산층(5)은 법선 방향(9)에서 위쪽 -45도로부터의 입사광(8)을 확산할 수 있도록 배치하였다.
이 반사형 액정 표시 장치를 구동시킨 바, 외광이 비쳐드는 것을 피한 각도(10)에서 본 경우에 있어서도 밝고, 무아레 무늬의 발생도 없었으며 시인성이 양호하였다.
실시예 6
실시예 4에서 사용한 것과 같은 플라스틱 시트에 은을 증착(증착막 두께 60㎚)해서 반사판을 얻었다. 그 위에, 특정한 입사 각도로부터의 입사광을 산란시키는 기능을 갖는 필름 형상의 광확산층(스미토모 화학공업사제, 「루미스티」 LCY-0555)을 헤이즈 변화축의 방향이 이 반사판의 능선방향과 동일하게 되도록 적층하여, 광확산 반사판을 얻었다.
얻어진 광확산 반사판에 두께 1.1㎜의 판유리를 놓고, 입사 각도 -45°의 방향에서 광을 조사하여 반사광량의 각도 의존 분포 곡선을 측정한 바, 반사광량이 극대값이 되는 각도는 법선 방향에서 +21°이고, 그 각도의 +45°에서의 어긋남은 24°이었다. 이 광확산 반사판은 입사광을 충분히 강한 강도로 반사시키고 있고, 이것을 사용해서 얻어지는 액정 표시 장치는 화상이 밝고, 시인성이 충분히 양호한 것이 된다.
본 발명의 반사형 액정 표시 장치 및 본 발명의 광확산 반사판을 사용해서 얻어지는 반사형 액정 표시 장치는 외광이 비쳐드는 것을 피한 각도에서 본 경우에 있어서도 화상이 밝고 시인성은 양호하다.
도 1은 반사판으로의 광선의 입사 각도, 반사 각도의 관계를 도시하는 도면.
도 2 내지 도 5는 본 발명에서의 반사판의 각 1예를 각각 도시하는 사시도.
도 6 내지 도 9는 본 발명에서의 반사판의 각 1예를 각각 도시하는 단면도.
도 10은 실시예 4에서 얻어진 광확산 반사판의 반사광량의 각도 의존 곡선도.
도 11은 실시예 5에서 얻어진 반사형 STN 액정 표시 장치의 구조를 도시하는 종단면도.
도 12는 실시예 5에서 얻어진 반사형 STN 액정 표시 장치에서의 광확산층의 배치를 설명하는 종단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 반사판 2 : 편광판
3 : 액정 셀 4 : 위상차판
5 : 광확산층 6 : 편광판
7 : 액정 표시 장치

Claims (17)

  1. 반사형 액정 표시 장치에 있어서:
    (Ⅱ) 반사판;
    (Ⅰ) 적어도 하나의 광확산층; 및
    (Ⅲ) 액정 셀을, 이 순서대로 포함하고,
    상기 광확산층은, (i) 무기 미립자들 및/또는 유기 미립자들 및 수지 바인더, 또는 (ii) 상기 반사판 표면에 대한 법선으로부터 약 25도 내지 약 60도의 경사각들로부터의 입사광의 일부분을 산란시키고, 다른 각도들로부터의 입사광을 투과시키는 필름을 포함하고,
    상기 반사판은, (1) 상기 반사판 표면에 대한 법선으로부터 -45도 각도의 방향에서 상기 반사판 표면 상에 광이 조사될 때 발생되는 반사광량의 각도 의존 분포 곡선에서 극대값들을 나타내는 1개 또는 2개의 광 반사 각도들을 갖고, 상기 극대값을 나타내는 적어도 하나의 각도는 상기 반사판 표면에 대한 상기 법선으로부터 +45도 각도에서 적어도 5도 만큼 어긋나는 상기 1개 또는 2개의 광 반사 각도들, 및 (2) 2.5도 내지 10도의 앙각/부각을 갖는, 반사형 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광확산층은 상기 (i) 무기 미립자들 및/또는 유기 미립자들 및 수지 바인더를 포함하는, 반사형 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광확산층은 상기 (ii) 필름을 포함하는, 반사형 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    반사판은, 기재(基材)에 반사층이 설치되어 구성되는 반사판인, 반사형 액정표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    반사판은, 고반사율의 금속판 기재로 구성되는 반사판인, 반사형 액정 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    반사판은, 그 표면부가, 삼각 기둥이 능선 방향에 인접하여 배열된 형상이고, 그 삼각 기둥의 능선에 수직인 방향의 단면에서, 각 삼각 기둥에 의해 형성되는 삼각형이 연속된 톱니 형상을 하고 있고, 상기 삼각형의 앙각이 2.5도 이상인 반사판인, 반사형 액정 표시 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    반사판은, 그 표면부가, 적어도 한쪽 방향의 단면이 비대칭의 형상을 갖는 오목부 및/또는 블록부의 군이 전면(全面)에 걸쳐 조밀하게 형성된 구조를 하고 있고, 각각의 오목부 및/또는 볼록부는 실질적으로 상사형상(相似形狀)으로 동일 방향을 향하여 배치되어 있고, 각각의 오목한 또는 볼록한 반사판 면과 이루는 각(볼록 형상에서 앙각, 오목 형상에서는 부각)이 2,5 내지 90도인 반사판인, 반사형 액정 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    반사판은, 그 표면부가, 사각 기둥이 저변을 접하여 밀집되어 배열된 구조이고, 동일 방향으로 늘어선 사각 기둥의 각 꼭지점을 통하는, 저면에 수직인 단면은 삼각형이 연속된 톱니 형상으로, 이 삼각형의 앙각이 2.5도 이상인 반사판인, 반사형 액정 표시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    광확산층이 반사판의 표면 위에 직접 형성되는, 반사형 액정 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    광확산층은, 기재에 반사층이 설치되어 이루어지는 반사판의 표면 위에 직접형성되는, 반사형 액정 표시 장치,
  11. 제 1 항에 있어서,
    편광판을 갖는, 반사형 액정 표시 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    트위스티드 네마틱 셀, 수퍼 트위스티드 네마틱 셀, 게스트 호스트형 셀로부터 선택되는 액정 셀로 구성되는, 반사형 액정 표시 장치.
  13. 광확산 반사판에 있어서:
    (1) 적어도 하나의 광확산층; 및
    (11) 반사판을 포함하고,
    상기 광확산층은 상기 반사판 상에 직접 배치되고,
    상기 반사판은, 상기 반사판 표면에 대한 법선으로부터 -45도 각도의 방향에서 상기 반사판 표면 상에 광이 조사될 때 발생되는 반사광량의 각도 의존 분포 곡선에서 극대값들을 나타내는 1개 또는 2개의 반사 각도들을 갖고, 상기 극대값을 나타내는 적어도 하나의 각도는 상기 반사판 표면에 대한 상기 법선으로부터 +45도 각도에서 적어도 5도 만큼 어긋나며, 상기 광확산층은 무기 미립자 및/또는 유기 미립자 및 수지를 포함하는, 광확산 반사판.
  14. 광확산 반사판에 있어서:
    (1) 적어도 하나의 광확산층, 및
    ( 11 ) 반사판을 포함하고,
    상기 광확산층은 상기 반사판 상에 직접 배치되고,
    상기 반사판은, 상기 반사판 표면에 대한 법선으로부터 -45도 각도의 방향에서 상기 반사판 표면 상에 광이 조사될 때 발생되는 반사광량의 각도 의존 분포 곡선에서 극대값들을 나타내는 1개 또는 2개의 반사 각도들을 갖고, 상기 극대값을 나타내는 적어도 하나의 각도는 상기 반사판 표면에 대한 상기 법선으로부터 +45도 각도에서 적어도 5도 만큼 어긋나며, 상기 광확산층은 상기 반사판 표면에 대한 법선으로부터 약 25도 내지 약 60도의 경사각들로부터의 입사광의 일부분을 산란시키고, 다른 각도들로부터의 입사광을 투과시키도록 하는 층을 포함하는, 광확산 반사 판.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    반사판은, 기재에 반사층이 설치되어 구성되는 반사판인, 광확산 반사판.
  16. 제 3 항에 있어서,
    상기 광확산층은, 상기 반사판 표면에 대한 법선으로부터 약 25도 내지 약 60도의 경사각들로부터의 입사광의 일부분을 산란시키고, 다른 각도들로부터의 입사광을 투과시키도록 하는 상기 필름의 헤이즈 변화축(a haze-change-axis)의 방향이 상기 반사판의 능선 방향으로 조정되도록 배치되는, 반사형 액정 표시 장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 광확산층은, 상기 반사판 표면에 대한 법선으로부터 약 25도 내지 약 60도의 경사각들로부터의 입사광의 일부분을 산란시키고, 다른 각도들로부터의 입사광을 투과시키도록 하는 상기 필름의 헤이즈 변화축의 방향이 상기 반사판의 능선 방향으로 조정되도록 배치되는, 광확산 반사판.
KR1019980020502A 1997-06-06 1998-06-03 반사형 액정 표시장치 및 광확산 반사판 KR100692104B1 (ko)

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