KR100934538B1 - 액정 표시 장치 감상실 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 외광에 의한 눈부심이나 반사를 방지하여, 액정 표시 장치의 화상을 양호하게 볼 수 있는 액정 표시 장치 감상실을 제공하는 것이다. 실과, 실내에 설치되고 또한 액정 패널을 갖는 액정 표시 장치와, 실내를 비추는 광원을 갖고, 액정 패널(2)의 시인측 편광자(3)의 표면측에 1/4 파장판(6)이 설치되어 있고, 1/4 파장판(6)은, 그 지상축 방향(X)이 시인측 편광자의 흡수축 방향(A)에 대해 시인측에서 보아 반시계 방향으로 45°±5°또는 135°±5°의 각(θ)으로 되도록 설치되어 있어, 실내를 비추는 광이 좌회전 또는 우회전 중 어느 한쪽의 원편광으로 되어 있다.

액정 패널, 시인측 편광자, 1/4 파장판, 액정 표시 장치 감상실, 광원

Description

액정 표시 장치 감상실{APPRECIATING ROOM FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정 표시 장치의 표시면에 있어서의 눈부심이나 내부 반사를 방지할 수 있는 액정 표시 장치 감상실에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 노트 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화, 텔레비전, 홈시어터용 대형 표시 장치 등의 용도로 널리 이용되고 있다. 최근, 액정 표시 장치는 30인치를 초과하는 비교적 대형 텔레비전에도 많이 이용되고 있다.

이러한 액정 표시 장치의 액정 패널은, 일반적으로 백라이트측으로부터 차례로 배면측 편광자와, 한 쌍의 액정 셀 기판 사이에 액정 재료가 주입된 액정 셀과, 시인(視認)측 편광자를 적어도 구비하고 있다.

그런데, 액정 표시 장치를 밝은 환경하에서 감상할 때, 액정 패널의 표면에 조명 기구나 태양광 등의 외광이 닿아 반사하여, 화면에 눈부심이나 반사가 생긴다는 문제점이 있다.

일반적으로, 상기 눈부심이나 반사를 방지하기 위해, 액정 패널의 표면에는 안티글래어 처리[광확산 처리, 방현(防眩) 처리 등이라고도 함]가 실시되어 있다. 그러나, 안티글래어 처리만으로는, 액정 패널의 표면의 눈부심이나 반사를 충분히 방지할 수 없다. 구체적으로는, 액정 패널의 표면에 닿는 외광이 시인측 편광자를 통과하고, 액정 셀 기판 등에 닿아 반사하여, 다시 액정 패널의 표면으로부터 출사하는 일이 있다. 안티글래어 처리에서는, 외광이 액정 셀 내부로 투과한 후에 반사하여 출사하는 것을 방지할 수 없다.

한편, 눈부심 현상을 방지하기 위해, 컴퓨터에 사용되는 모니터에 있어서, 컴퓨터에 내장된 연산부에서 화면으로 반사하는 광의 강도를 산출하고, 산출된 광의 강도로부터 조명 기구의 밝기를 조정하는 방법이 알려져 있다(특허 문헌 1). 또한, 외광 방향 검출부와 외광 반사 판단부를 갖는 컴퓨터 시스템에 의해, 텔레비전을 보는 사람에 대해 외광의 반사가 보이지 않는 위치로, 텔레비전의 화면을 회전시키는 방법도 알려져 있다(특허 문헌 2).

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 평10-12010호 공보

특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 평8-223441호 공보

그러나, 상기 특허 문헌 1의 방법에서는, 실내의 밝기를 어느 정도 유지할 필요성으로부터, 조명 기구의 밝기의 조정에도 한계가 있다. 따라서, 액정 패널의 화면의 눈부심 방지에 한계가 있어 충분한 효과를 기대할 수 없다. 또한, 특허 문헌 2의 방법에서는, 텔레비전을 보는 사람이 1명인 경우에는 조금은 효과를 기대할 수 있을지도 모르지만, 여러명이 동시에 텔레비전을 보는 경우에는 전원에 대해 눈부심 방지 효과를 기대할 수 없다.

본 발명의 목적은, 외광에 의한 눈부심이나 반사를 방지하여, 액정 표시 장치의 화상을 양호하게 볼 수 있는 액정 표시 장치 감상실 및 액정 표시 장치의 감상 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은, 실과, 실내에 설치되고 또한 액정 패널을 갖는 액정 표시 장치와, 실내를 비추는 광원을 갖고, 액정 패널의 시인측 편광자의 표면측에 1/4 파장판이 설치되어 있고, 1/4 파장판은, 그것의 지상축(遲相軸) 방향이 시인측 편광자의 흡수축 방향에 대해 시인측에서 보아 반시계 방향으로 45°±5°또는 135°±5°로 되도록 설치되어 있고, 실내를 비추는 광이 좌회전 또는 우회전 중 어느 한쪽의 원편광으로 되어 있는 액정 표시 장치 감상실을 제공한다.

여기서, 1/4 파장판의 지상축 방향이라 함은, 1/4 파장판의 면내의 굴절률이 최대로 되는 축 방향을 말한다.

상기 액정 표시 장치 감상실은, 보는 사람이 액정 표시 장치의 액정 패널의 화면을 감상할 때의 공간이다. 이러한 감상실은, 시인측 편광자의 표면측에 1/4 파장판이 설치된 액정 표시 장치가 설치되고, 실내를 비추는 광이 원편광으로 되어 있다. 이러한 실내를 비추는 원편광은, 액정 패널의 표면의 1/4 파장판을 투과할 때 직선편광으로 변환된다. 1/4 파장판에서 변환된 직선편광은 시인측 편광자에 흡수된다. 따라서, 액정 패널의 표면으로부터 투과하는 외부의 광은 시인측 편광자를 통과하지 않고, 또한 시인측 편광자의 표면에 있어서 반사하는 일도 없다. 따라서, 본 발명에 따르면, 광원에 의해 비추어진 밝은 상태에서, 액정 패널의 눈부심이나 반사를 확실하게 방지하여 액정 표시 장치의 화상을 양호하게 볼 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 형태에서는, 상기 1/4 파장판의 표면이 미세한 요철 형상을 갖는 상기 액정 표시 장치 감상실을 제공한다.

또한, 본 발명의 바람직한 형태에서는, 상기 1/4 파장판이, 파장 550 ㎚에 있어서의 원편광을 직선편광으로 변환하는 광학 특성을 갖는 상기 액정 표시 장치 감상실을 제공한다.

또한, 본 발명의 바람직한 형태에서는, 상기 광원이, 원편광을 발하는 조명 기구인 상기 액정 표시 장치 감상실을 제공한다.

또한, 본 발명의 바람직한 형태에서는, 상기 조명 기구가, 발광부와, 발광부로부터 출사되는 자연광으로부터 좌회전 또는 우회전 중 어느 한쪽의 원편광을 투과시키는 광학 부재를 갖는 상기 액정 표시 장치 감상실을 제공한다.

또한, 본 발명의 바람직한 형태에서는, 상기 광원이, 실의 개구부로부터 실내로 입사하는 실외의 자연광이며, 실의 개구부에, 실외의 자연광으로부터 좌회전 또는 우회전 중 어느 한쪽의 원편광을 투과시키는 광학 부재가 설치되어 있는 상기 액정 표시 장치 감상실을 제공한다.

또한, 본 발명의 바람직한 형태에서는, 상기 광학 부재가, 콜레스테릭상을 나타내는 필름을 갖는 상기 액정 표시 장치 감상실을 제공한다.

상기 실(室)로서는 건축물의 실 또는 탈것의 실이 바람직하다.

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도1은 본 발명의 액정 표시 장치 감상실의 일 실시 형태를 나타내는 개략도.

도2는 광학 부재를 구비시킨 조명 기구의 일 실시 형태를 나타내는 일부 단면을 포함하는 사시도.

도3은 액정 패널의 일 실시 형태를 나타내는 단면도.

도4A 및 도4B는 시인측 편광자와 1/4 파장판의 적층 배향을 나타내는 참고도.

도5는 실내의 광이 시인측 편광자에 의해 흡수되는 상태를 설명한 개념도.

이하, 본 발명을 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다.

도1은 건축물에 설치된 본 발명의 액정 표시 장치 감상실(100)의 개략을 나타내는 참고도이다.

액정 표시 장치 감상실(100)(이하, 단순히「감상실」이라 생략하는 경우가 있음)은, 공간을 갖는 실(10)과, 상기 공간 내에 설치된 액정 표시 장치(20)와, 실내 공간을 비추는 광원을 갖는다.

실(10)은 사람이 액정 표시 장치를 보기 위한 공간을 갖는다. 실로서는, 예를 들어, 건축물의 실을 들 수 있다. 건축물의 실(10)은, 예를 들어, 구조 몸체인 바닥면(11), 벽면(12) 및 천장면(13)으로 구성되어 있다. 실외광을 도입하기 위한 개구부(14)(창)가 벽면(12)[또는/및 천장면(13)]의 일부분에 형성되어 있다. 이 개구부(14)는 개방 상태라도 좋지만, 일반적으로는, 투명한 유리가 설치된다. 상기 개구부(14)를 통해 실외광이 실내로 입사 가능하게 되어 있다. 이 실외광은, 실외에 광원을 갖는 광 중 당해 실내로 들어가는 광이며, 실내를 비추는 광원에 상당한다. 이러한 광원으로서는, 예를 들어, 상기 실외에 존재하는 조명 기구나, 태양 등을 들 수 있다. 상기 조명 기구로서는, 공지의 조명 기구, 예를 들어, 형광등 등의 방전등, 백열 전구나 할로겐 전구 등의 백열등, 가스등 등의 연료 램프 등을 들 수 있다.

또한, 상기 실외광 이외에, 실내를 비추는 광원으로서 조명 기구(30)가 실내에 설치되어 있다. 이 실내의 조명 기구(30)는 특별히 한정되지 않고, 천장면(13)이나 벽면(12)에 고정하여 설치되는 고정식 조명 기구 외에, 바닥면(11)에 적재하는 스탠드형과 같은 가반식 조명 기구라도 좋다. 또한, 실내의 조명 기구의 종류에 대해서도 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 상기에 예시한 바와 같은 방전등, 백열등, 연료 램프 등을 들 수 있다.

또한, 실(室)은, 사람이 액정 표시 장치를 보기 위한 공간을 갖는 것이면 되 고, 상기한 바와 같은 건축물의 실에 한정되지 않는다. 특별히 도시하지 않지만, 예를 들어, 실로서, 탈것의 실에 본 발명을 적용할 수도 있다. 상기 탈것으로서는, 예를 들어, 자동차, 전차(열차), 비행기 등의 각종 탈것을 들 수 있다.

자동차의 실은 운전자 및 탑승자가 올라타는 공간이며, 통상, 전방 유리나 측방 유리 등의 창 유리가 차체의 개구부(창부 등)에 설치된 운전실 및 탑승실이다. 또한, 자동차의 실내에는 상기 실내를 비추는 실내등이 설치되어 있다.

전차의 실이나 비행기의 실은 탑승자가 올라타는 공간이며, 창 유리가 차체의 개구부(창부)에 설치된 객실이다. 전차의 실내나 비행기의 실내도 마찬가지로, 상기 실내를 비추는 실내등이 설치되어 있다.

최근 액정 표시 장치의 보급에 수반하여, 카 네비게이션 시스템 등을 탑재한 액정 표시 장치가 자동차의 실내에 설치되어 있다. 또한, 전차의 실내나 비행기의 실내에도, 광고나 영화 프로그램 등을 탑승자가 보도록 하기 위해 액정 표시 장치가 설치되어 있다.

상기 실내를 비추는 광원으로부터 발생하는 광은, 원편광(圓偏光)으로 되어 있다.

여기서, 일반적으로, 태양광이나 백열등 등의 조명 기구로부터 발생하는 광은, 자연광(광의 진동 방향이 임의의 방향으로 분포되어 있음)이기 때문에, 그 상태에서는, 원편광의 편광 상태로는 되지 않는다. 본 발명에 있어서는, 이들 광원으로부터 발생하는 자연광을 원편광으로 하기 위해, 자연광으로부터 원편광을 취출하는 광학 부재가 설치되어 있다.

이 광학 부재는, 자연광으로부터 좌회전 또는 우회전 중 어느 한쪽의 원편광을 투과시키는 광학 특성을 갖는다. 상기 광학 부재는, 실내로 들어가는 실외광을 원편광으로 변환할 수 있도록 실내에 설치되어 있다. 예를 들어, 도1에 도시하는 바와 같이, 실외광이 들어가는 개구부(14)를 갖는 실(10)의 경우, 상기 개구부(14)를 덮도록 광학 부재(40)가 설치되어 있다(해칭으로 도시하고 있음). 예를 들어, 개구부(14)에 설치된 투명 유리에, 광학 부재[예를 들어 콜레스테릭상(cholesteric phase)을 나타내는 필름 등]가 부착된다. 또한, 개구부(14)를 개폐하는 투광성이 있는 블라인드나 커튼 등이 설치되어 있는 경우, 블라인드나 커튼 등에 광학 부재를 부착하는 방식 등이라도 좋다. 상기 광학 부재가 개구부(14)에 설치되어 있는 것에 의해, 개구부(14)를 통과하여 실내로 들어가는 실외광은, 실질적으로 원편광만으로 이루어진다.

또한, 탈것의 실인 경우(도시하지 않음), 광학 부재가 자동차, 전차, 비행기 등의 창 유리에 부착된다. 또한, 원편광을 취출할 수 있는 유리를, 자동차, 전차, 비행기 등의 창 유리에 이용해도 좋다. 이러한 창 유리를 통과하여 탈것의 실내로 들어가는 실외광(자연광)은, 실질적으로 원편광만으로 이루어진다.

또한, 실내에 있어서의 조명 기구에도 마찬가지로, 자연광으로부터 좌회전 또는 우회전 중 어느 한쪽의 원편광을 투과시키는 광학 특성을 갖는 광학 부재가 설치되어 있다. 이 광학 부재는, 조명 기구의 발광부를 덮도록 설치되어 있다. 예를 들어, 도2에 도시하는 바와 같이, 형광등 등의 발광부(31)와, 상기 발광부(31)의 상방측에 설치된 하방 개방형의 쉐이드부(32)를 갖는 조명 기구(30)의 경 우에는, 쉐이드부(32)의 하방 개구부에 광학 부재(40)가 설치된다(마찬가지로, 해칭으로 도시하고 있음). 이와 같이 조명 기구(30)의 광조사 부분을 덮도록 광학 부재(40)가 설치되어 있는 것에 의해, 조명 기구(30)로부터 나오는 광은, 실질적으로 원편광만으로 이루어진다.

또한, 탈것의 실인 경우, 탈것의 실내등에 상기 광학 부재가 설치된다. 따라서, 탈것의 실내등으로부터 나오는 광은, 실질적으로 원편광만으로 이루어진다.

이상과 같이, 실내를 비추는 실외광 및 실내의 조명 기구로부터 나오는 광은 모두 원편광으로 되어 있으므로, 상기 원편광이 실내에 설치된 액정 표시 장치의 표면에 닿게 된다.

상기 광학 부재는, 원편광(원편광을 포함함)을 취출하는 기능을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 콜레스테릭상을 나타내는 액정 필름 등을 들 수 있다.

상기 액정 필름의 형성 재료로서는, 저분자량의 콜레스테릭 액정 등도 이용할 수 있다. 더욱이, 박막성 등의 점으로부터, 액정 필름의 형성 재료로서는, 콜레스테릭 액정 폴리머를 이용하는 것이 바람직하다. 상기 액정 필름은 단층 또는 2층 이상의 적층체라도 좋다.

콜레스테릭 액정 폴리머로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지의 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 액정 배향성을 부여하는 공역성(共役性)의 직선 형상 원자단(메소겐)이 폴리머의 주쇄(主鎖)나 측쇄(側鎖)에 도입된 주쇄형이나 측쇄형 등의 다양한 것을 이용할 수 있다.

또한, 액정 폴리머는, 취급성이나 실용 온도에서의 배향 안정성 등의 점으로부터, 유리 전이 온도가 30 내지 150 ℃인 것이 바람직하다.

상기 주쇄형 액정 폴리머의 예로서는, 파라(para) 치환 고리형 화합물 등으로 이루어지는 메소겐기가 결합된 구조를 갖는 액정 폴리머(예를 들어 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리카보네이트계, 폴리에스테르이미드계 등의 폴리머)를 들 수 있다. 또한, 상기 메소겐기가, 굴곡성을 부여하는 스페이서부를 통해 결합되어 있는 구조를 갖는 액정 폴리머라도 좋다.

상기 측쇄형 액정 폴리머의 예로서는, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리실록산, 폴리맬로네이트 등을 주쇄 골격으로 하고, 측쇄로서 파라 치환 고리형 화합물 등으로 이루어지는 저분자 액정 화합물(메소겐부)을 갖는 액정 폴리머; 상기 주쇄 골격의 측쇄로서, 공역성의 원자단으로 이루어지는 스페이서부를 통해 상기 저분자 액정 화합물(메소겐부)이 결합한 액정 폴리머; 저분자 카이럴제가 함유된 네마틱상 액정 폴리머; 키랄 성분이 도입된 액정 폴리머; 네마틱상과 콜레스테릭상의 혼합 액정 폴리머 등을 들 수 있다.

또한, 콜레스테릭 액정 폴리머는, 예를 들어, 네마틱 배향성을 부여하는 파라 치환 고리형 화합물을 갖는 것이라도, 이것에, 부제 탄소(不齊炭素)를 갖는 화합물 등으로 이루어지는 적절한 키랄 성분이나 저분자 카이럴제 등을 도입하는 방식 등에 의해, 콜레스테릭 배향성의 것으로 할 수 있다(일본 특허 공개 소55-21479호 공보, 미국 특허 명세서 제5332522호 등). 상기 네마틱 배향성을 부여하는 파라 치환 고리형 화합물로서는, 예를 들어 아조메틴형, 아조형, 아족시형, 에스테르 형, 비페닐형, 페닐시클로헥산형, 비시클로헥산형과 같은 파라 치환 방향족 단위 또는 파라 치환 시클로헥실환 단위 등을 들 수 있다.

상기 파라 치환 고리형 화합물에 있어서의 파라위(位)에 있어서의 말단 치환기는, 예를 들어, 시아노기, 알킬기, 알콕시기 등의 적절한 것이라도 좋다.

또한, 상기 스페이서부는 굴곡성을 나타내는 것이 좋다. 상기 스페이서부로서는, 예를 들어 폴리메틸렌 쇄-(CH₂)_n-이나 폴리옥시메틸렌 쇄-(CH₂CH₂O)_m- 등을 들 수 있다. 스페이서부를 형성하는 구조 단위의 반복수는, 메소겐부의 화학 구조 등에 의해 적절하게 결정된다. 일반적으로, 폴리메틸렌 쇄의 경우에는, 상기 n이 0 내지 20, 바람직하게는 2 내지 12이다. 또한, 폴리옥시메틸렌 쇄의 경우에는, 상기 m이 0 내지 10, 바람직하게는 1 내지 3이다.

콜레스테릭상을 나타내는 액정 필름의 형성은, 종래의 저분자 액정의 배향 처리에 준한 방법으로 행할 수 있다.

예를 들어, 지지 기재 위에 배향막을 형성하고, 그 위에 액정 폴리머를 전개한다. 배향막으로서는, 폴리이미드, 폴리비닐알코올, 폴리에스테르, 폴리알릴레이트, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드 등의 막을 지지 기재 위에 형성하여 레이온 천 등으로 러빙 처리한 배향막; SiO₂의 사방(斜方) 증착층; 연신 처리에 의한 배향막 등을 들 수 있다.

이 액정 폴리머를 유리 전이 온도 이상, 등방상 전이 온도 미만으로 가열하고, 액정 폴리머 분자가 그랑쟝(Grandjean) 배향한 상태에서 유리 전이 온도 미만 으로 냉각하여 유리 상태로 하여, 배향이 고정화된 고화층을 형성한다.

상기 지지 기재로서는, 예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리비닐알코올, 폴리이미드, 폴리알릴레이트, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 비정질 폴리올레핀, 변성 아크릴계 폴리머, 에폭시계 수지 등의 합성 수지제의 단층 혹은 적층 필름 또는 연신 필름, 그 밖에, 유리판 등의 적절한 것을 이용할 수 있다. 박형화 등의 점으로부터는, 합성 수지 필름이 바람직하다.

액정 폴리머의 전개는, 예를 들어 액정 폴리머를 용매에 용해한 용액을, 배향막 상에 박층 도포 시공하고, 그것을 필요에 따라서 건조 처리하는 것 등에 의해 행할 수 있다. 도포 시공법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 스핀 코트법, 롤 코트법, 플로우 코트법, 프린트법, 딥 코트법, 유연(流延) 성막법, 바아 코트법, 그라비아 인쇄법 등을 들 수 있다.

상기 용매로서는, 예를 들어 염화메틸렌, 시클로헥사논, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에탄, N-메틸피롤리돈, 테트라히드로푸란 등을 이용할 수 있다.

또한, 용매를 사용하지 않고 액정 폴리머를 전개해도 좋다. 예를 들어, 액정 폴리머의 가열 용융물, 바람직하게는 등방상을 나타내는 상태의 가열 용융물을, 상기와 마찬가지로 하여 전개하고, 필요에 따라서 그 용융 온도를 유지하면서 더욱 박층으로 전개하여 고화시킨다.

액정 폴리머의 전개층을 배향시키기 위한 가열 처리는, 액정 폴리머의 유리 전이 온도로부터 등방상 전이 온도까지의 온도 범위, 즉 액정 폴리머가 액정상을 나타내는 온도 범위로 가열하는 것에 의해 행할 수 있다. 또한, 배향 상태의 고정 화는 유리 전이 온도 미만으로 냉각함으로써 행할 수 있고, 그 냉각 조건에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 통상, 가열 처리는 300 ℃ 이하에서 행하는 일이 많기 때문에, 자연 냉각 방식이 일반적으로 채용된다.

또한, 콜레스테릭 액정 폴리머에는, 안정제나 가소제나 금속류 등의 다양한 첨가제를 필요에 따라서 배합할 수 있다.

지지 기재 위에 형성하는 액정 폴리머의 고화층의 두께는, 배향의 흐트러짐이나 투과율 저하를 방지하는 점 등으로부터 0.5 내지 50 ㎛가 바람직하고, 또한 1 내지 30 ㎛가 보다 바람직하고, 2 내지 10 ㎛가 특히 바람직하다. 지지 기재 위에 형성되는 액정 폴리머의 고화층(액정 필름)은 지지 기재와 일체물로서 이용해도 좋고, 지지 기재로부터 박리하여 이용할 수도 있다. 또한, 액정 필름이 지지 기재와 일체물로서 이용되는 경우에는, 그 기재를 포함한 합계 두께는 2 내지 500 ㎛가 바람직하고, 또한 5 내지 300 ㎛가 바람직하고, 10 내지 200 ㎛가 특히 바람직하다.

다음에, 액정 표시 장치는, 액정 셀과, 액정 셀의 시인측 및 배면측에 각각 설치된 편광자를, 적어도 갖는 액정 패널을 구비하고 있다. 본 발명에 있어서는, 액정 패널의 시인측 편광자의 표면측에 1/4 파장판이 설치되어 있는 것을 조건으로 하여, 액정 표시 장치의 구성은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, VA 모드, ASV 모드, IPS 모드, OCB 모드, TN 모드, STN 모드 등 중 어느 액정 모드의 액정 표시 장치라도 좋다. 또한, 시야각 보상판 등의 각종 위상차판, 휘도 향상 필름 등의 적절한 광학 부재가 액층 패널에 구비되어 있는 액정 표시 장치, 반사판 등이 백라이트측에 설치되어 있는 액정 표시 장치 등의 종래 공지의 액정 표시 장치에 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 액정 패널의 배면으로부터 광을 조사하여 화상을 표시하는 투과형, 혹은, 액정 패널의 시인측으로부터 광을 조사하여 화면을 보는 반사형과 상기 투과형의 양방의 성질을 아울러 갖는 반투과형 등의 액정 표시 장치라도 좋다.

본 발명에 이용하는 액정 표시 장치는, 액정 텔레비전, 퍼스널 컴퓨터 모니터, 상업 점포용 인포메이션용 모니터 등의 전시 기기 등의 비교적 대화면의 표시 장치인 것이 바람직하다.

도3에 액정 패널의 층 구성의 일례를 나타낸다. 단, 도시 상, 각 구성 부재의 세로, 가로, 두께의 비율은 실제와는 다른 것에 유의한다.

액정 패널의 표면은, 예를 들어, 정면에서 보아 직사각형으로 형성되어 있다.

이 액정 패널(1)은, 액정 셀(2)과, 액정 셀(2)의 시인측 및 배면측에 각각 설치된 편광자(3, 4)와, 액정 셀(2)과 편광자(4) 사이에 설치된 광학 보상판(5)과, 시인측 편광자(3)의 표면에 설치된 1/4 파장판(6)을 갖는다. 또한, 시인측 편광자의 표면이라 함은, 액정 셀로부터 멀어진 측의 면을 말한다. 또한, 1/4 파장판의 표면도 마찬가지로, 액정 셀로부터 멀어진 측의 면을 말한다.

액정 셀(2)은, 예를 들어, 한 쌍의 액정 셀 기판(21, 21)과, 상기 액정 셀 기판(21, 21) 사이에 개재된 스페이서(22)와, 한 쌍의 액정 셀 기판(21, 21) 사이에 형성되는 액정층(23)에 주입된 액정 재료(도시하지 않음)를 구비하고, 특히 도시하지 않지만, 컬러 필터나 액정 재료 구동용 TFT 기판 등의 전극 소자 등도 구비 되어 있다.

광학 보상판(5)은, 이 액정 셀의 배면측(백라이트측)에 점착제 등을 통해 접착되어 있다. 광학 보상판(5)은, 소정의 위상차를 나타내는 위상차판으로 구성되어 있다.

편광자(3, 4)는 한 쌍의 보호 필름(7, 7) 사이에 끼워져 있다. 한 쌍의 보호 필름(7)으로 보호된 배면측 편광자(4)는 점착제 등을 통해 광학 보상판(5)의 배면에 접착되어 있다. 한 쌍의 보호 필름(7)으로 보호된 시인측 편광자(3)는, 점착제 등을 통해 액정 셀(2)의 표면에 접착되어 있다. 또한, 상기 광학 보상판(5)은 시인측 편광자(3)와 액정 셀(2) 사이에 설치되어 있어도 좋다. 또한, 광학 보상판(5)이, 시인측 편광자(3)와 액정 셀(2) 사이 및 배면측 편광자(4)와 액정 셀(2) 사이의 쌍방에 설치되어 있어도 좋다. 또한, 보호 필름(7)은 필요에 따라서 생략할 수 있다.

다음에, 시인측 편광자(3)의 표면측에 설치된 1/4 파장판(6)은, 예를 들어, 점착제 등을 통해 보호 필름(7)의 표면에 접착되어 있다.

이 1/4 파장판(6)은, 원편광(원편광)을 직선편광으로 바꾸는 광학 부재(소위 위상차판)이다. 즉, 1/4 파장판(6)의 표면으로부터 입사한 원편광은, 1/4 파장판(6)을 투과하여 직선편광으로 변환되어, 1/4 파장판(6)의 배면으로부터 출사한다.

상기 실내를 비추는 광이, 좌회전 원편광으로 되어 있는 경우에는, 1/4 파장판은, 도4A에 도시하는 바와 같이, 1/4 파장판(6)의 지상축 방향(X)과 시인측 편광 자(3)의 흡수축 방향(A)이 이루는 각(θ)이, 시인측에서 보아 반시계 방향으로 45°±5°, 바람직하게는 45°±3°로 되도록 시인측 편광자(3)의 표면측에 설치되어 있다.

한편, 실내를 비추는 광원의 광이, 우회전 원편광으로 되어 있는 경우에는, 1/4 파장판은, 도4B에 도시하는 바와 같이, 1/4 파장판(6)의 지상축 방향(X)과 시인측 편광자(3)의 흡수축 방향(A)이 이루는 각(θ)이, 시인측에서 보아 반시계 방향으로 135°±5°, 바람직하게는 135°±3°로 되도록 시인측 편광자(3)의 표면측에 설치되어 있다.

또한, 도4A 및 도4B에 있어서, 부호 2는 액정 셀을 나타내고, 2a는 액정 셀의 시인측의 면을 나타낸다.

상기 1/4 파장판의 형성 재료는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 폴리올레핀(폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리노보넨 등), 비정질 폴리올레핀, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르케톤, 폴리케톤술피드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리페닐렌술피드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리노보넨, 셀룰로오스계 폴리머[트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등], 에폭시 수지, 페놀 수지, 노보넨계 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리술폰 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리올레핀 수지, 아크릴 수지, 폴리노보넨 수지, 폴리알릴레이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리비닐알코올 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리염화비닐리덴 수지, 폴리아크릴 수지나, 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 이들 재료를 제막하고, 연신 처리 등을 행하여, 적절하게 두께를 조정하는 것에 의해 1/4λ의 위상차를 나타내는 1/4 파장판을 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서 1/4 파장판은, 면내의 지상축(遲相軸) 방향의 굴절률을 nx, 진상축(進相軸) 방향의 굴절률을 ny, 두께 방향의 굴절률을 nz로 한 경우, 굴절률 타원체가 nx > ny > nz의 관계 또는 nx > nz > ny의 관계를 갖는 것이 바람직하다. 상기 관계식을 가짐으로써 액정 표시 장치가 착색되는 것을 방지할 수 있고, 중간적인 시각 특성을 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서, 1/4 파장판은 온도 23 ℃(이하 동일함)에서, 파장 550 ㎚에 있어서의 면내 위상차(Δnd)가 60 내지 180 ㎚인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 80 내지 160 ㎚이고, 가장 바람직하게는 100 내지 140 ㎚이다.

또한, 1/4 파장판은, 적어도 파장 400 내지 700 ㎚에 있어서의 면내 위상차가 단파장측일수록 작고, 장파장측일수록 큰 파장 분산을 나타내는(역파장 분산성이라 불리는 일이 있음)것이 바람직하다.

또한, 1/4 파장판은, 적어도 파장 400 내지 700 ㎚에 있어서의 원편광을 직선편광으로 변환하는 광학 특성을 갖는 것이 바람직하다.

구체적으로는, 1/4 파장판은, 적어도 파장 400 내지 700 ㎚에 있어서의 면내 위상차 Re(λ)가, 식 : 1/4 × λ(㎚) × 0.8 ≤ Re(λ) ≤ 1/4 × λ(㎚) × 1.2 를 만족시키는 것이 바람직하다.

단, Re(λ)는 23 ℃에서 각 파장(λ)(㎚)에 있어서의 면내 위상차를 나타내고, Re(λ) = (nx - ny) × d로 구해진다. nx는 1/4 파장판의 면내에 있어서의 굴절률이 최대로 되는 방향(X축 방향)의 굴절률을, ny는 상기 면내에 있어서의 X 축 방향으로 수직인 방향(Y축 방향)의 굴절률을, d는 1/4 파장판의 두께(㎚)를 나타낸다.

또한, 상기 1/4 파장판은, 그것의 표면에 미세한 요철 형상이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 표면에 미세 요철 형상이 형성되어 있는 1/4 파장판은, 상기 요철 형상이 액정 패널의 최표면을 구성하고 있다. 또한, 원편광의 위상을 바꿀 정도의 위상차를 갖는 것은 아닌 것을 조건으로 하여, 상기 1/4 파장판의 표면에, 투명한 보호 필름이나 오버 코트층 등을 형성해도 좋다.

상기와 같이, 1/4 파장판의 표면에 미세한 요철 형상이 형성되어 있는 것에 의해, 상기 1/4 파장판에 닿는 원편광 중 1/4 파장판을 통과하지 않는 광을 확산하여, 액정 패널의 표면의 눈부심 등을 방지할 수 있다.

1/4 파장판의 표면에 미세한 요철 형상을 형성하는 수단은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 1/4 파장판의 표면 자체를 요철 형상으로 형성하는 방법, 1/4 파장판의 표면에 미세한 요철 형상 표면을 갖는 투명한 층을 적층하는 방법 등을 들 수 있다.

1/4 파장판의 표면 자체를 요철 형상으로 형성하는 방법으로서는, 예를 들어, 1/4 파장판의 표면을, 샌드 블래스트, 엠보스 롤에 의한 압박, 화학 에칭 등의 적절한 방식으로 조면화 처리하는 방법 등을 들 수 있다.

1/4 파장판의 표면에, 미세한 요철 형상 표면을 갖는 투명한 층을 적층하는 방법으로서는, 예를 들어, 1/4 파장판의 표면에 별도 투명 수지층을 도포 시공하고, 이 투명 수지층의 표면에, 샌드 블래스트법, 엠보스 롤에 의한 압박, 화학 에칭, 금형에 의한 전사 방식 등의 적절한 방식으로 조면화 처리를 행하는 방법이나, 1/4 파장판의 표면에 미립자를 분산 함유한 투명 수지를 도포 시공하고, 상기 투명 수지층에 의해 미세 요철 형상을 부여하는 방법 등을 들 수 있다.

이들 미세 요철 형상의 형성 방법은, 2종 이상의 방법을 조합, 다른 상태의 미세 요철 형상 표면을 복합시킨 층으로서 형성해도 좋다.

상기 형성 방법 중에서도, 미세 요철 형상 표면의 형성성 등의 관점으로부터, 1/4 파장판의 표면에, 미립자를 분산 함유하는 투명 수지층을 형성하는 방법이 바람직하다.

이하, 미립자를 분산 함유하는 투명 수지층을 형성하는 방법에 대해 설명한다.

투명 수지층을 형성하는 수지로서는, 미립자의 분산이 가능하고, 투명 수지층 형성 후의 피막으로서 충분한 강도를 갖고, 또한 투명성이 있는 것을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다.

상기 수지로서는, 열경화형 수지, 열가소형 수지, 자외선 경화형 수지, 전자선 경화형 수지, 2액 혼합형 수지 등을 들을 수 있다. 이들 중에서도 자외선 조사에 의한 처리에 의해 효율적으로 투명 수지층을 형성할 수 있기 때문에, 자외선 경 화형 수지를 이용하는 것이 바람직하다.

자외선 경화형 수지로서는, 폴리에스테르계, 아크릴계, 우레탄계, 아미드계, 실리콘계, 에폭시계 등의 각종의 것을 들 수 있고, 자외선 경화형의 모노머, 올리고머, 폴리머 등이 포함된다. 그 중에서도, 자외선 경화형 수지는, 예를 들어 자외선 중합성의 관능기를 갖는 것, 그 중에서도 당해 관능기를 2개 이상, 특히 3 내지 6개 갖는 아크릴계의 모노머나 올리고머를 성분을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 자외선 경화형 수지에는 자외선 중합 개시제가 배합되어 있다. 또한, 투명 수지층의 형성에는, 레벨링제, 틱소트로피제, 대전 방지제 등의 첨가제를 함유시킬 수 있다. 투명 수지층의 형성시에 있어서, 틱소트로피제(0.1 ㎛ 이하의 실리카, 마이카 등)를 함유시키는 것에 의해, 투명 수지층의 표면에 있어서, 돌출 입자에 의해 미세 요철 구조를 용이하게 형성할 수 있다.

미립자로서는, 각종 금속 산화물, 유리, 합성 수지 등의 투명성을 갖는 것을 적절하게 사용할 수 있다. 미립자로서는, 예를 들어, 실리카나 알루미나, 티타니아나 지르코니아, 산화칼슘이나 산화주석, 산화인듐이나 산화카드뮴, 산화안티몬 등의 무기계 미립자(이 무기계 미립자에는 도전성을 갖는 미립자도 포함됨), 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 아크릴-스티렌 공중합체, 벤조구아나민, 멜라민, 폴리카보네이트 등의 각종 폴리머로 이루어지는 가교 또는 미가교의 유기계 미립자, 실리콘계 미립자 등을 들 수 있다. 이들 미립자는, 1종 또는 2종 이상을 적절하게 선택하여 이용할 수 있지만, 적어도 유기계 미립자를 포함하는 것이 바람직하다.

미립자의 평균 입자 직경은 1 내지 10 ㎛, 바람직하게는 2 내지 5 ㎛이다.

1/4 파장판의 표면 처리 방법은 특별히 제한되지 않고, 적절한 방식을 채용할 수 있다. 예를 들어, 1/4 파장판 상에, 미립자를 함유하는 수지(예를 들어, 자외선 경화형 수지의 도포 시공액)를 도포 시공하고, 건조 후, 경화 처리하여 표면에 요철 형상을 나타내는 투명 수지층을 형성하는 것에 의해 행한다.

또한, 도포 시공액은, 파운틴, 다이 코터, 캐스팅, 스핀 코트, 파운틴 메탈링, 그라비아 등의 적절한 방식으로 도포 시공할 수 있다.

형성한 투명 수지층의 미세 요철 형상 표면의 헤이즈치, 평균 산곡 간격(Sm) 및 중심선 평균 표면 거칠기(Ra) 등은, 상기 도포 시공액에 포함되는 미립자의 평균 입자 직경, 그것의 비율이나 투명 수지층의 두께 등을 적절하게 조정하는 것에 의해 만족시킬 수 있다.

상기 도포 시공액에 포함되는 미립자의 비율은 특별히 제한되지 않지만, 눈부심을 억제하는 관점으로부터, 수지 100 중량부에 대해 미립자 6 내지 20 중량부 배합하는 것이 바람직하다.

또한, 투명 수지층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 3 내지 6 ㎛ 정도, 특히 4 내지 5 ㎛로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 투명 수지층의 미세 요철 형상 표면에, 반사 방지 기능을 갖는 저굴절률층을 형성할 수 있다. 이 저굴절률층의 재료는 투명 수지층보다도 굴절률이 낮은 것이면 특별히 제한되지 않다. 저굴절률층의 형성법은 특별히 제한되지 않지만, 습식 도포 시공법은, 진공 증착법 등에 비해 간이한 방법이기 때문에 바람 직하다.

저굴절률층을 형성하는 재료로서는, 예를 들어, 자외선 경화형 아크릴 수지 등의 수지계 재료, 수지 중에 콜로이달실리카 등의 무기 미립자를 분산시킨 하이브리드계 재료, 테트라에톡시실란, 티탄테트라에톡시드 등의 금속 알콕시드를 이용한 졸-겔계 재료 등을 들 수 있다.

상기 예시한 저굴절률 재료의 형성 재료는 중합 완료된 폴리머라도 좋고, 전구체로 되는 모노머 또는 올리고머라도 좋다.

또한, 각각의 재료는, 표면의 방오염성을 부여하기 위해 불소기 함유 화합물이 이용된다.

내찰상성의 면으로부터는, 무기 성분 함유량이 많은 저굴절률층 재료가 우수한 경향이 있고, 특히 졸-겔계 재료가 바람직하다.

상기 불소기를 함유하는 졸-겔계 재료로서는, 퍼플루오로알킬알콕시실란을 예시할 수 있다. 퍼플루오로알킬알콕시실란으로서는, 예를 들어, 일반식 (1) : CF₃-(CF₂)_n-C₂H₄-Si(OR)₃[식 (1) 중, R은 탄소수 1 내지 5개의 알킬기를 나타내고, n은 0 내지 12의 정수를 나타냄]으로 나타내어지는 화합물을 들 수 있다.

구체적으로는, 예를 들어, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 트리플루오로프로필트리에톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리메톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리에톡시실란 등을 들을 수 있다. 이들 중에서도 상기 n이 2 내지 6의 화합물이 바람직하다.

저굴절률층의 형성에는 실리카, 불화마그네슘 등을 알코올 용매에 분산한 졸 등을 첨가해도 좋다. 그 밖에, 금속염, 금속 화합물 등의 첨가제를 적절하게 배합할 수 있다. 저굴절률층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 0.05 내지 0.3 ㎛ 정도, 특히 0.1 내지 0.3 ㎛로 하는 것이 바람직하다.

상기 액정 표시 장치 감상실은, 밝은 환경하에서, 보는 사람이 액정 표시 장치의 액정 패널의 화면을 양호하게 감상할 수 있는 것이다.

구체적으로는, 실내의 조명 기구나 개구부로부터 들어가는 실외광에 의해, 실내는 밝은 환경하에 있다. 이 상태에 있어서는, 실내에 설치된 액정 표시 장치의 액정 패널의 표면에, 실내를 비추는 광이 닿는다. 본 발명의 감상실은, 액정 패널의 시인측 편광자의 시인면측에 1/4 파장판이 설치되고, 실내를 비추는 광이 원편광으로 되어 있다. 이로 인해, 상기 실내를 비추는 원편광은, 도5에 도시하는 바와 같이, 액정 패널 표면의 1/4 파장판(6)을 투과할 때 직선편광으로 변환된다. 그리고, 1/4 파장판(6)에서 변환된 직선편광은, 시인측 편광자(3)에 흡수된다. 따라서, 액정 패널의 표면으로부터 액정 패널 내부로 투과하는 광(외광)은, 시인측 편광자를 통과하지 않고, 또한 시인측 편광자의 표면에서 반사하는 일도 없다. 따라서, 상기 감상실은, 광에 의해 비추어진 밝은 상태에서, 액정 패널의 눈부심이나 반사를 확실하게 방지할 수 있다. 따라서, 상기 감상실은 액정 표시 장치의 화상을 양호하게 볼 수 있다. 또한, 1/4 파장판의 표면에 미세한 요철 형상이 형성되어 있는 경우에는, 1/4 파장판의 표면에서 반사하는 광에 의한 눈부심이나 반사를 방지할 수 있어, 보다 한층 효과적인 감상실을 제공할 수 있다.

본 발명의 액정 표시 장치 감상실은, 예를 들어, 일반 가정에 있어서 텔레비전이나 퍼스널 컴퓨터의 모니터를 보기 위한 방으로서 이용할 수 있다. 또한, 상기 감상실은, 텔레비전, 퍼스널 컴퓨터 모니터, 휴대 게임기 등의 휴대 기기 등의 액정 표시 장치를 갖는 각종 상품의 전시 판매 룸으로서도 이용할 수 있다. 또한, 그 밖의 용도로서, 상기 감상실은, 액정 표시 장치를 사용하는 세미나, 상영회, 심포지움 등의 방으로서 이용할 수 있다.

또한, 본 발명의 액정 표시 장치 감상실은, 건축물뿐만 아니라, 탈것에 적용할 수 있기 때문에, 예를 들어, 카 네비게이션 시스템 등을 탑재한 액정 표시 장치를 보기 위한 자동차의 운전실로서 이용할 수 있다. 또한, 상기 감상실은, 선전 광고나 각종 프로그램 등을 표시하는 액정 표시 장치를 보기 위한 전차 또는 비행기의 객실로서 이용할 수 있다.

또한, 본 발명의 액정 표시 장치 감상실 및 감상 방법은, 상기에서 예시한 다양한 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 의도하는 범위에서 적절하게 설계 변경할 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 1/4 파장판은 액정 패널의 표면에 접착되어 있지만, 액정 패널에 대해 착탈 가능한 1/4 파장판을 이용할 수도 있다.

Claims (10)

1. 실(室)과, 실내에 설치되고 또한 액정 패널을 갖는 액정 표시 장치와, 실내를 비추는 광원을 갖고, 액정 패널의 시인(視認)측 편광자의 표면측에 1/4 파장판이 설치되어 있고, 1/4 파장판은, 그것의 지상축 방향이 시인측 편광자의 흡수축 방향에 대해 시인측에서 보아 반시계 방향으로 45°±5°또는 135°±5°로 되도록 설치되어 있고, 실내를 비추는 광이 좌회전 또는 우회전 중 어느 한쪽의 원편광으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 감상실.
2. 제1항에 있어서, 1/4 파장판의 표면이 미세한 요철 형상을 갖는, 액정 표시 장치 감상실.
3. 제1항에 있어서, 1/4 파장판이, 파장 550 ㎚에 있어서의 원편광을 직선편광으로 변환하는 광학 특성을 갖는, 액정 표시 장치 감상실.
4. 제1항에 있어서, 광원이, 원편광을 발하는 조명 기구인, 액정 표시 장치 감상실.
5. 제4항에 있어서, 조명 기구가, 발광부와, 발광부로부터 나오는 자연광으로부터 좌회전 또는 우회전 중 어느 한쪽의 원편광을 투과시키는 광학 부재를 갖는, 액정 표시 장치 감상실.
6. 제1항에 있어서, 광원이, 실의 개구부로부터 실내로 들어가는 실외의 자연광이며, 실의 개구부에, 실외의 자연광으로부터 좌회전 또는 우회전 중 어느 한쪽의 원편광을 투과시키는 광학 부재가 설치되어 있는, 액정 표시 장치 감상실.
7. 제5항에 있어서, 광학 부재가 콜레스테릭상을 나타내는 필름을 갖는, 액정 표시 장치 감상실.
8. 제1항에 있어서, 실이, 건축물의 실인, 액정 표시 장치 감상실.
9. 제1항에 있어서, 실이, 탈것의 실인, 액정 표시 장치 감상실.
10. 삭제

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