KR101116957B1

KR101116957B1 - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR101116957B1
Application number: KR1020097027402A
Authority: KR
Inventors: 히사시 와따나베; 도끼오 다구찌
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2008-08-01
Publication date: 2012-03-14
Also published as: JPWO2009019839A1; EP2180368A1; US20100134733A1; US8405804B2; CN101772726B; RU2429514C1; HK1143422A1; EP2180368A4; WO2009019839A1; BRPI0814996A2; KR20100017962A; CN101772726A

Abstract

본 발명의 액정 표시 장치(100)는, 액정층(13)과, 경면 반사층(14r)과, 관찰자측에 배치된 편광층(17)과, 액정층과 편광층 사이에 배치된 위상차층(18)과, 편광층(17)의 관찰자측에 형성된 광 산란층(20A)을 갖는다. 광 산란층(20A)은, 광 산란성을 갖는 거시적인 요철 구조(22a)와, 거시적인 요철 구조에 중첩적으로 형성된 가시광의 파장보다도 작은 미시적인 요철 구조(22b)를 갖는 산란성 표면을 구비한다.

액정 표시 장치, 액정층, 경면 반사층, 편광층, 광 산란층

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY UNIT}

본 발명은 반사 모드에서 표시를 행할 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 휴대 전화나 노트북을 중심으로 하는 모바일 기기에의 액정 표시 장치의 응용이 급속히 진전되고 있다. 특히, 액정 표시 장치 중에서도 주위광 등의 외부로부터 입사되는 광을 반사시켜 표시를 행하는 반사형 액정 표시 장치는, 광원인 백라이트가 불필요하기 때문에 소비 전력이 낮고, 박형 경량화가 가능하므로 모바일 용도로 적절하다. 그러나 한편, 반사형 액정 표시 장치는 백라이트를 갖지 않으므로 표시가 어둡다는 문제가 있다.

반사형 액정 표시 장치의 표시 휘도를 향상시키기 위해서는, 주된 시인(視認) 방향인 표시 화면에 수직인 방향으로의 반사 강도를 증대시킬 필요가 있는 한편, 반사 강도에 적절한 각도 분포를 갖게 할 필요가 있다. 예를 들어, 경면 반사층을 사용하면 정반사 강도는 증대되지만, 관찰자의 얼굴 등 배경이 비치는 등의 문제가 있다. 즉, 표시 화상에 배경이 겹쳐 보인다는 문제가 있다. 따라서, 반사형 액정 표시 장치의 반사 특성으로서는, 경면 반사가 아니라 적절한 확산 반사가 요구된다. 적절히 확산된 광에 의해 페이퍼 화이트의 표시가 얻어진다.

이와 같은 관점에서, 종래부터 반사형 액정 표시 장치의 반사 특성을 개선하는 시도가 이루어지고 있다. 또한, 현재 널리 이용되고 있는 반사형 액정 표시 장치는, 관찰자측에 유일한 편광판을 갖고, 액정층의 배면측(관찰자측의 반대측)에 형성한 반사층에 의해 반사된 광을 사용하여 표시를 행하는 타입인 것이고, 본 명세서에 있어서도 특별히 언급하지 않는 한, 반사형 액정 표시 장치는 이 타입인 것을 말한다.

예를 들어, 특허 문헌 1에는, 알루미늄 등의 반사율이 높은 금속으로부터 형성된 화소 전극의 표면을 요철 형상으로 함으로써, 화소 전극에 확산 반사 특성을 부여한 반사형 액정 표시 장치가 개시되어 있다. 이 반사형 액정 표시 장치에는, 화소 전극의 표면에 적절한 요철을 제공하기 위한 공정이 증가하기 때문에 비용이 상승한다는 결점이 있다. 또한, 액정층에 접하는 면이 요철을 가지므로, 액정 분자의 배향이 흐트러지거나, 혹은 리타데이션에 편차가 발생하는 등의 결점도 있다.

한편, 알루미늄 등의 반사율이 높은 금속으로 형성된 경면 반사층(예를 들어 경면 반사 화소 전극)을 이용하여, 확산 반사 특성을 부여하기 위한 구성 요소를 별도 마련한 반사형 액정 표시 장치도 검토되어 있다.

예를 들어, 특허 문헌 2에는, 관찰자측 편광판의 외측(관찰자측)에 전방 산란 필름이 배치된 반사형 액정 표시 장치가 개시되어 있다. 전방 산란 필름은, 고분자 바인더 중에 평균 입경이 1㎛ 내지 10㎛인 구 형상 미립자를 분산한 광 산란층을 갖고 있다. 구 형상 미립자의 바인더에 대한 상대 굴절률(n)은 0.91 초과 1.09 미만으로 설정되어 있다. 이와 같이 굴절률차에 기인하는 산란층을「내부 산 란층」이라고 하는 경우가 있다. 양호한 페이퍼 화이트성을 얻기 위해서는 전방 산란 필름의 헤이즈율은 30％ 이상이 바람직하고, 화상을 흐려지지 않게 표시하기 위해서는 투과법에 의한 상(像) 선명도는 60％ 이상이 바람직하다고 기재되어 있다([0037] 단락 내지 [0039] 단락).

또한, 특허 문헌 3에는, 관찰자측 편광판의 외측의 표면을 광 산란면으로 한 반사형 액정 표시 장치가 개시되어 있다. 광 산란면은 투광성 수지의 표면에 요철을 제공한 것이며, 요철의 평균 높이는 1 내지 5㎛, 평균 피치는 5 내지 40㎛이며, 헤이즈율은 9 내지 14％이다(도 2, [0045] 단락). 광 산란면의 헤이즈율이 25％ 이상이면 표시 화상이 선명하지 않게 되고, 헤이즈율이 6％ 이하이면 외부 상(배경)이 비친다는 문제를 억제할 수 없다고 되어 있다([0074] 단락). 특허 문헌 3에 기재되어 있는 광 산란면과 같이 광 산란성을 발현하는 요철을 갖는 표면을 여기서는「산란성 표면」이라고 하는 경우가 있다.

또한, 특허 문헌 4에는, 관찰자측 편광판의 외측에, 내부 산란층과 산란성 표면을 갖는 광 산란층을 구비하는 반사형 액정 표시 장치가 개시되어 있다. 광 산란층의 요철의 깊이는 0.05㎛ 내지 10㎛가 바람직하다고 기재되어 있다. 실시예로서, 0.2㎛의 입자 MgF₂(굴절률 1.38)를 아크릴 수지(굴절률 1.5) 중에 분산하고, 깊이 0.1㎛ 내지 0.5㎛의 요철을 갖는 광 산란층이 예시되어 있다([0035] 단락). 이와 같은 광 산란층을 사용함으로써, 배경의 비침(광원의 허상이 관찰되는 현상) 및 최표면에 있어서의 경면 반사(정반사)를 억제할 수 있다고 기재되어 있 다([0009] 단락 내지 [0010] 단락, [0013] 단락 내지 [0015] 단락, 및 [0022] 단락).

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 평5-323371호 공보

특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 제2000-199809호 공보

특허 문헌 3 : 일본 특허 공개 평7-306408호 공보

특허 문헌 4 : 일본 특허 공개 평7-104272(일본 특허 제2898860호)

특허 문헌 5 : 일본 특허 공표 제2001-517319호

특허 문헌 6 : WO2006/059686A1

<발명이 해결하고자 하는 과제>

특허 문헌 2에 기재된 반사형 액정 표시 장치에서는, 관찰자측의 표면(최표면)은 평탄하기 때문에, 가령 그것이 내부 산란층의 표면이어도, 표면에 있어서의 경면 반사에 의해 표시 품위가 저하된다.

또한, 특허 문헌 3 또는 4에 기재된 반사형 액정 표시 장치와 같이, 최표면이 요철 형상이면, 경면 반사는 억제되기는 하지만, 콘트라스트비가 저하된다는 문제가 있다. 이것은 표시면의 법선 방향에 가까운 방향으로부터 입사되는 광의 대부분이 요철의 경사에 의해 반사(후방 산란)되는 것에 기인한다. 산란성 표면에서 반사(후방 산란)된 광은, 액정층에 도달하지 않고 관찰자측을 향하여 출사되므로, 화상을 표시하는 광의 노이즈가 되어, 표시의 콘트라스트비를 현저하게 저하시킨다.

또한, 여기서는 반사형 액정 표시 장치에 대하여 종래의 문제점을 설명하였지만, 상기한 것은 각 화소에 반사 모드에서 표시를 행하는 영역(「반사 영역」이라 함)과 투과 모드에서 표시를 행하는 영역(「투과 영역」이라 함)을 갖는 반투과형 액정 표시 장치에 대해서도 적용된다.

본 발명의 주된 목적은, 제조 비용이 낮은 경면 반사층을 구비하는 액정 표시 장치의 표시 품위를 향상시키는 것에 있다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

본 발명의 액정 표시 장치는, 액정층과, 상기 액정층의 관찰자측에 배치된 제1 기판과, 상기 액정층을 개재하여 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판과, 상기 액정층과 상기 제2 기판 사이에 형성된 경면 반사층과, 상기 액정층에 전압을 인가하는 한 쌍의 전극과, 상기 제1 기판의 관찰자측에 배치된 편광층과, 상기 편광층의 관찰자측에 형성된 광 산란층이며, 광 산란성을 갖는 거시적인 요철 구조와, 상기 거시적인 요철 구조에 중첩적으로 형성된 가시광의 파장보다도 작은 미시적인 요철 구조를 갖는 산란성 표면을 구비하는 광 산란층을 갖는 것을 특징으로 한다.

임의 실시 형태에 있어서, 상기 미시적인 요철 구조에 있어서의 인접하는 볼록부 사이 또는 오목부 사이의 거리는 100㎚ 이상 200㎚ 미만의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

임의 실시 형태에 있어서, 상기 거시적인 요철 구조에 있어서의 볼록부 사이 또는 오목부 사이의 거리는 5㎛ 이상 50㎛ 이하인 것이 바람직하다.

임의 실시 형태에 있어서, 상기 거시적인 요철 구조는 피치가 20㎛ 이하인 주기적 구조를 갖는 것이 바람직하다.

임의 실시 형태에 있어서, 상기 광 산란층의 헤이즈율은 50％ 이상인 것이 바람직하다.

임의 실시 형태에 있어서, 상기 광 산란층과 상기 액정층의 거리는 화소 피치의 3배 이하인 것이 바람직하다.

임의 실시 형태에 있어서, 상기 광 산란층을 상기 제1 기판의 법선 방향에서 보았을 때, 상기 거시적인 요철 구조가 갖는 볼록부 또는 오목부의 형상은 장축 및 단축을 갖는 비대칭인 형상이며, 상기 장축이 상기 편광층의 투과축에 대하여 소정의 방향으로 배치되어 있다.

임의 실시 형태에 있어서, 상기 광 산란층의 상기 산란성 표면은 공기와 접촉하고 있다.

임의 실시 형태에 있어서, 상기 광 산란층의 상기 산란성 표면의 관찰자측에 형성된 보호층을 더 갖고, 상기 보호층의 굴절률은 상기 광 산란층의 굴절률보다도 작다.

<발명의 효과>

본 발명에 따르면, 경면 반사층을 갖는 반사형 액정 표시 장치의 표시 품위를 향상시킬 수 있다. 경면 반사층(전형적으로는 경면 반사 화소 전극)을 사용하므로, 특허 문헌 1과 같은 제조 비용의 상승이 없다. 광 산란층은, 광 산란성을 갖는 거시적인 요철 구조와, 상기 거시적인 요철 구조에 중첩적으로 형성된 가시광의 파장보다도 작은 미시적인 요철 구조를 가지므로, 후방 산란이 억제되는 결과, 콘트라스트비가 향상된다. 광 산란층의 구조를 제어함으로써 시각 특성을 조정할 수 있다. 광 산란층은 편광층의 외측에 부착하는 것만으로 좋으므로, 간편한 프로세스로, 다양한 시각 특성을 갖는 반사형 액정 표시 장치를 제공하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명에 의한 실시 형태의 반사형 액정 표시 장치(100)의 모식적인 단면도.

도 2는 반사형 액정 표시 장치(100)의 광 산란층(20A)의 거시적인 요철 구조(22a)를 설명하기 위한 모식적인 평면도 및 단면도.

도 3은 광 산란층(20A)에 입사되는 주위광에 대한 작용을 설명하기 위한 모식도.

도 4는 광 산란층(20A)의 이면측으로부터 입사되는 표시광에 대한 작용을 설명하기 위한 모식도.

도 5는 광 산란층(20A)의 작용과 효과를 설명하기 위한 모식도.

도 6은 광 산란층(20A)의 가시광의 파장 범위에 있어서의 분광 정반사율을 나타내는 그래프.

도 7의 (a)는 광 산란층(20A)의 거시적인 요철 구조(22a)를 표시면 법선 방향에서 보았을 때의 볼록부의 외형을 모식적으로 도시한 것이고, 도 7의 (b)는 도 7의 (a) 중의 X-X'선을 따른 단면도.

도 8은 광 산란층의 반사광 강도의 극각 의존성을 나타내는 그래프.

도 9의 (a) 내지 (g)는 스탬퍼에 미시적인 요철을 형성하는 방법을 설명하기 위한 모식도.

도 10은 광 산란층(20B)의 거시적인 요철 구조(24a)를 설명하기 위한 모식적인 평면도 및 단면도.

도 11은 광 산란층(20C)의 거시적인 요철 구조(26a)를 설명하기 위한 모식적인 평면도 및 단면도.

도 12는 광 산란층(20D)의 거시적인 요철 구조(28a)를 설명하기 위한 모식적인 평면도 및 단면도.

도 13은 광 산란층(20D)의 작용을 설명하기 위한 모식도.

도 14는 본 발명에 의한 실시 형태의 반투과형 액정 표시 장치(200)의 모식적인 단면도.

도 15는 광 산란층의 헤이즈율이 큰 경우에 화상이 흐려지는 현상을 설명하기 위한 모식도.

[부호의 설명]

11 : 제1 기판

12 : 제2 기판

13 : 액정층

14r : 경면 반사층(경면 반사 화소 전극)

14t : 투명 전극

15 : 투명 전극(대향 전극)

16 : 컬러 필터층

17 : 편광층

18 : 위상차층

20A : 광 산란층

22a : 거시적인 요철 구조

22b : 미시적인 요철 구조

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 실시 형태의 액정 표시 장치의 구성 및 그 구동 방법을 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.

도 1에, 본 발명에 의한 실시 형태의 반사형 액정 표시 장치(100)의 모식적인 단면도를 도시한다.

액정 표시 장치(100)는, 액정층(13)과, 액정층(13)의 관찰자측에 배치된 제1 기판(11)과, 액정층(13)을 개재하여 제1 기판(11)에 대향하도록 배치된 제2 기판(12)을 갖고 있다. 제1 기판(11)과 액정층(13) 사이에는 컬러 표시를 행하기 위해 컬러 필터층(16)이 형성되어 있다. 액정 표시 장치(100)는, 액정층(13)과 제2 기판(12) 사이에 형성된 경면 반사층(14r)과, 액정층(13)에 전압을 인가하는 한 쌍의 전극(14r 및 15)을 더 갖고 있다. 예를 들어, 전극(15)은 투명 도전층(예를 들어 ITO)으로 형성된 공통 전극이고, 전극(14r)은 화소 전극이다. 여기서는, 경면 반사층(14r)이 화소 전극을 겸하고 있다. 제2 기판(12) 상에는, 화소 전극(14r)에 접속된 TFT(박막 트랜지스터) 및 각종 배선(게이트 버스 라인, 소스 버스 라인 등)이 설치되어 있다(모두 도시하지 않음). 경면 반사층(14r)은, 광 반사율이 높은 재료로 형성하는 것이 바람직하고, 일반적으로는 알루미늄이나 은 등의 박막이 사용된다. 경면 반사층(14r)은 평탄한 표면을 갖고 있다. TFT나 배선 상에 경면 반사층(14r)이 형성된 경우이어도, 헤이즈율이 1％를 초과하는 일은 없어, 경면 반사층으로서 기능한다.

액정 표시 장치(100)는, 컬러 표시를 행하기 위해 제1 기판(11)과 액정층(13) 사이에 컬러 필터층(16)을 더 갖고 있지만, 이것은 생략될 수 있다. 또한, 액정 표시 장치(100)는, 경면 반사층(14r)이 화소 전극(14r)을 겸하는 구성을 갖고 있지만, 물론 화소 전극을 투명 전극으로 하고, 투명 전극 아래에(액정층과는 반대측에) 경면 반사층을 별도로 형성해도 된다. 제1 기판(11) 및 제2 기판(12)은 전형적으로는 유리 기판 등의 투명 기판이지만, 액정층(13)의 배면측에 배치되는 제2 기판(12)은 가시광을 투과할 필요가 없으므로, 반도체 기판을 사용할 수 있다.

액정 표시 장치(100)는, 제1 기판(11)의 관찰자측에 배치된 편광층(17)과, 편광층(17)과 액정층(13) 사이에 형성된 위상차층(18)과, 편광층(17)의 관찰자측에 형성된 광 산란층(20A)을 갖고 있다. 여기서는 위상차층(18)은 4분의 1 파장판이며, 편광층(17)의 투과축(편광축)에 대하여 지상축이 45도를 이루도록 배치되어 있고, 편광층(17)을 투과한 직선 편광을 원편광으로 변환한다. 액정 표시 장치(100)는, 소위 1매 편광판 타입의 반사형 액정 표시 장치이다. 또한, 광 산란층(20A)과 편광층(17)을 접합하는 접착층은, 접착층 계면에서의 반사를 저감시키기 위해, 광 산란층(20A) 및 편광층(17)의 굴절률에 가까운 재료가 바람직하다. 또한, 편광층(17)과 광 산란층(20A) 사이에 보호층을 형성해도 된다. 본 명세서에 있어서, 편광층이라 함은, 전형적으로는 요오드를 포함하는 PVA를 연신함으로써 제작되는 것을 가리키고, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등의 보호층을 포함하지 않는 것을 말한다.

여기서, 광 산란층(20A)은, 도 3 및 도 4를 참조하여 후술하는 바와 같이, 광 산란성을 갖는 거시적인 요철 구조(22a)와, 거시적인 요철 구조(22a)에 중첩적으로 형성된 가시광의 파장보다도 작은 미시적인 요철 구조(22b)를 갖는 산란성 표면을 구비하고 있다. 거시적인 요철 구조(22a)에 있어서의 볼록부 사이 또는 오목부 사이의 거리(S : 광 산란층 면내에 있어서의 길이)는, 광을 산란시키기 위해서는 적어도 가시광의 파장 정도 이상이며, 또한 5㎛ 이상 50㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 거시적인 요철 구조(22a)의 깊이(D : 광 산란층의 법선 방향에 있어서의 볼록부의 정점으로부터 오목부의 바닥까지의 길이)는, 볼록부 사이 또는 오목부 사이의 거리(S)에 대한 비율(RA=D/S)이 0.1 이상 0.4 이하인 것이 바람직하다. RA가 0.1 미만이면 충분한 광 산란성을 얻을 수 없는 경우가 있고, RA가 0.4를 초과하면 거시적인 요철 구조(22a)의 표면에 있어서의 반사가 증대되어, 콘트라스트비가 저하될 우려가 있다. 또한, 여기서 예시하는 바와 같이, 피치가 10㎛ 이하인 주기적 구조를 가져도 된다. 거시적인 요철 구조(22a)는 적절한 광 산란성을 갖고, 50％ 이상의 헤이즈율을 실현한다. 한편, 미시적인 요철 구조(22b)에 있어서 의 인접하는 볼록부 사이 또는 오목부 사이의 거리는 100㎚ 이상 200㎚ 미만의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 미시적인 요철 구조(22b)는 소위 모스아이 구조이며, 입사된 광에 대한 굴절률을 요철 구조(22b)의 깊이 방향을 따라 입사 매체(여기서는 공기)의 굴절률로부터 기판[여기서는 편광층(17)]의 굴절률까지 연속적으로 변화시킴으로써 반사 방지를 행하는 것이며, 우수한 반사 방지 기능(반사율이 0.5％ 이하)을 발현한다. 거시적인 요철 구조(22a) 상에 중첩적으로 형성된 미시적인 요철 구조(22b)는 후방 산란을 방지하도록 작용하고, 그 결과, 광 산란층(20A)은 이상(理想)에 가까운 전방 산란층으로서 기능한다.

광 산란층(20A)의 거시적인 요철 구조(22a)는, 예를 들어 도 2에 도시한 바와 같이 규칙적으로 배열된다. 도 2는, 광 산란층(20A)을 기판(11)의 법선 방향, 즉 액정 표시 장치(100)의 표시면에 대하여 수직인 방향에서 보았을 때의 거시적인 요철 구조(22a)의 곡선을 나타낸 평면도와, 종방향 및 횡방향으로 있어서의 단면도를 도시하고 있다. 미시적인 요철 구조(22b)는 생략하고 있다. 거시적인 요철 구조(22a)는 평탄한 부분이 적고, 요철이 연속적으로 형성되어 있는 것이 광 산란성의 점에서 바람직하다. 평탄부가 존재하면 간섭색을 발생하는 일이 있다. 간섭색은, 요철 구조를 규칙적으로 배열한 경우에 특히 발생하기 쉽다. 도 2에 도시한 거시적인 요철 구조(22a)는, 표시면 법선 방향에서 보았을 때의 볼록부의 외형을 직경 20㎛의 원으로 하고, 횡방향의 피치가 20㎛, 종방향 피치가 18㎛이다.

다음에, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 광 산란층(20A)의 미시적인 요철 구조(22b)를 포함한 구조 및 작용을 설명한다.

거시적인 요철 구조(22a)의 평균적인 크기는 상술한 바와 같이 광을 산란시키기 위해서는 적어도 가시광의 파장 정도 이상이며, 각 화소 내에서 불균일한 확산이 되지 않기 위해서는 적어도 화소 크기보다 작은 것이 바람직하다. 구체적으로는 780㎚ 이상 50㎛ 이하의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 볼록부 사이 또는 오목부 사이의 거리는 5㎛ 이상 50㎛ 이하인 것이 바람직하다.

미시적인 요철 구조(22b)의 평균적인 크기는 가시광의 파장 정도 이하이며, 가시광의 전체 파장 영역(380㎚ 이상 780㎚ 이하)에 걸쳐 반사나 회절을 방지하기 위해서는, 인접하는 볼록부의 간격 또는 오목부의 간격은 100㎚ 이상 200㎚ 미만의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

우선, 도 3을 참조하여, 광 산란층(20A)에 입사되는 주위광에 대한 작용을 설명한다. 즉, 도 1에 도시한 액정 표시 장치(100)에 관찰자측으로부터 입사되는 주위광에 대한 광 산란층(20A)의 작용을 설명한다.

여기서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 광 산란층(20A)에 입사되는 광(31)이 진행 방향이 동일한 평행광인 경우를 생각한다.

광 산란층(20A)의 표면은, 거시적인 요철 구조(22a)가 형성되어 있으므로, 도 3에 도시한 바와 같이, 광이 입사되는 장소에 따라서, 스넬의 법칙에 따라 상이한 방향으로 굴절한다. 즉, 광 산란층(20A)의 굴절률을 n으로 하고, θa, θb 및 θc를 입사각, θa', θb' 및 θc'를 출사각으로 하면, 이하의 수학식 1 내지 수학식 3이 성립된다.

sinθa=n sinθa'

sinθb=n sinθb'

sinθc=n sinθc'

따라서, 광 산란층(20A)을 투과한 광은 다양한 방향으로 확산된다. 실제로는 굴절만으로는 단순하게 표현할 수 없는 산란 현상에 의해 광은 다양한 방향으로 확산되게 되지만, 정성적으로는 상술한 바와 같이 표현할 수 있다. 또한, 확산의 정도(산란각)는, 거시적인 요철 구조(22a)의 경사면 각도에 의해 결정되고, 예를 들어 구면의 일부에 의해 근사되는 요철 구조의 경우, 구의 반경이 작을수록 확산이 강해진다(산란각이 커짐).

또한, 광 산란층(20A)의 표면에는 모스아이 구조인 미시적인 요철 구조(22b)가 형성되어 있으므로, 정반사율은 0.5％ 이하이다. 따라서, 반사광(후방 산란광)(33)의 광량은 거의 없고, 입사광(31)의 99.5％ 이상의 광이, 광 산란층(20A)을 투과하여 산란광(32)으로 된다. 즉, 광 산란층(20A)에 관찰자측으로부터 입사된 광은 거의 후방 산란되지 않고, 99.5％ 이상의 광이 전방 산란광(32)으로 된다. 이와 같이, 광 산란층(20A)은, 관찰자측으로부터 입사되는 광에 대하여 대략 이상적인 전방 산란층으로서 작용한다.

다음에, 도 4를 참조하여, 광 산란층(20A)의 이면측, 즉 도 1에 도시한 액정 표시 장치(100)의 액정층(13)측으로부터 입사되는 표시광에 대한 작용을 설명한다. 여기서도, 광 산란층(20A)에 입사되는 광(31)은 진행 방향이 동일한 평행광으로 한다.

광 산란층(20A)의 표면에는 거시적인 요철 구조(22a)가 형성되어 있으므로, 도 4에 도시한 바와 같이, 광이 입사되는 장소에 따라서, 스넬의 법칙에 따라 상이한 방향으로 굴절한다. 즉, 광 산란층(20A)의 굴절률을 n으로 하고, θa, θb 및 θc를 입사각, θa', θb' 및 θc'를 출사각으로 하면, 이하의 수학식 4 내지 수학식 6이 성립된다.

sinθa=n sinθa'

sinθb=n sinθb'

sinθc=n sinθc'

따라서, 광 산란층(20A)을 투과한 광은, 도 3을 참조하여 설명한 바와 마찬가지로 다양한 방향으로 확산된다.

또한, 광 산란층(20A)의 표면에는 모스아이 구조인 미시적인 요철 구조(22b)가 형성되어 있으므로, 정반사율은 0.5％ 이하이다. 따라서, 반사광(후방 산란광)(33)의 광량은 거의 없고, 입사광(31)의 99.5％ 이상의 광이, 광 산란층(20A)을 투과하여 산란광(32)으로 된다. 즉, 광 산란층(20A)은, 이면측으로부터 입사된 광에 대해서도, 도 3을 참조하여 설명한 바와 마찬가지로 대략 이상적인 전방 산란층 으로서 작용한다.

액정 표시 장치(100)의 광 산란층(20A)은, 상술한 바와 같이, 대략 이상적인 전방 산란층으로서 작용한다. 따라서, 도 5의 좌측에 모식적으로 도시한 바와 같이, 주위광이 경면 반사 및 후방 산란되는 일이 거의 없다. 따라서, 특허 문헌 2에 기재된 액정 표시 장치와 같이, 표면 반사에 의한 표시 품위의 저하는 일어나지 않는다. 또한, 특허 문헌 3이나 4에 기재된 액정 표시 장치와 같이 콘트라스트비가 저하되는 일도 없다. 한편, 도 5의 우측에 모식적으로 도시한 바와 같이, 표시광[도 1의 경면 반사층(14r)에서 반사된 광]은, 거의 후방 산란되지 않고, 전방 산란되므로, 양호한 페이퍼 화이트의 표시가 실현된다. 전방 산란의 정도(확산 반사의 정도와 동의)는, 거시적인 요철 구조(22a)의 크기를 제어함으로써 조정되고, 헤이즈율로 평가된다. 상술한 바와 같이, 거시적인 요철 구조(22a)의 볼록부 사이 또는 오목부 사이의 거리를 5㎛ 이상 50㎛ 이하로 함으로써, 페이퍼 화이트 표시를 얻기 위해 바람직한 50％ 이상의 헤이즈율을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 광 산란층은, 오로지 상술한 요철 구조를 갖는 산란성 표면에 의한 산란을 이용하고, 내부 산란은 이용하지 않는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 전형적으로는 수지 매트릭스 중에 수지 매트릭스와 굴절률이 상이한 구 형상 미립자를 분산시킴으로써 형성되는 내부 산란층은, 전방 산란뿐만 아니라 후방 산란도 발생하므로, 콘트라스트비를 저하시키기 때문이다.

또한, 헤이즈율이 커지면, 화상이 흐려진다는 문제가 발생한다. 여기서, 도 15를 참조하여, 화상의 흐려짐이 발생하는 원인을 설명한다.

도 15는, 백라이트(50)로부터 발하는 광을 이용하여 표시를 행하는 투과형 액정 표시 장치의 예이다. 구동 회로가 형성되어 있는 제1 기판(101)과, 컬러 필터가 형성되어 있는 제2 기판(102)과, 제1 기판과 제2 기판 사이에 형성된 액정층을 갖고 있다.

각각의 기판의 액정층과는 반대측의 표면에는 편광판(106 및 107)이 배치되고, 관찰자측의 편광판(107) 상에 무광면(안티글레어층)(103)이 수지 전사법에 의해 형성되어 있다.

임의 화소(104a)를 투과한 광은, 무광면(103) 상의 임의 점(105)에 있어서 확산된다. 화소(104a)와 인접하는 화소(104b)를 투과한 광은, 점(105)에 있어서 확산된다. 따라서, 관찰자는, 점(105)에 있어서, 화소(104a)와 화소(104b)의 중첩의 표시를 보게 되기 때문에, 이것이 화상의 흐려짐으로서 인식된다.

이 화상의 흐려짐을 억제ㆍ방지하기 위해서는, 액정층(13)과 광 산란층(20A)의 산란성 표면과의 거리는 가능한 한 가까운 것이 바람직하다. 즉, 기판(11)이나 편광층(17) 및 위상차층(18)의 두께는 가능한 한 얇은 것이 바람직하다. 또한, 헤이즈율이 지나치게 높지 않은 것도 바람직하고, 헤이즈율의 상한은 80％ 정도로 하는 것이 바람직하다.

여러가지 검토한 결과, 액정층(13)과 광 산란층(20A)의 산란성 표면과의 거리가 액정 표시 장치의 화소 피치의 3배 이하 정도이면, 화상의 흐려짐을 허용할 수 있는 것을 알았다. 화소 피치가 100㎛이면, 예를 들어 편광층(17) 및 위상차층(18)의 두께를 150㎛ 이하, 기판(11)의 두께를 150㎛ 이하로 하고, 액정층(13)과 광 산란층(20A)의 산란성 표면과의 거리를 300㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 실시 형태의 액정 표시 장치(100)에 적절히 사용되는 광 산란층(20A)의 분광 정반사율의 측정 결과의 예를 도 6에 나타낸다. 종축은 정반사율이고, 횡축은 입사광 파장이다. L1이 광 산란층(20A)의 분광 정반사율, L2가 평탄한 표면을 갖는 참조용 샘플의 분광 정반사율이다. 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 평탄한 표면을 갖는 참조용 샘플의 반사율은 가시광의 넓은 파장 범위에 걸쳐 4％인 것에 반해, 거시적인 요철 구조 및 미시적인 요철 구조를 갖는 광 산란층(20A)은 가시광의 전체 파장 범위에 걸쳐 0.5％ 이하의 작은 값으로 되어 있다. 정반사율로부터 단순하게 정면 콘트라스트비를 어림잡으면, 광 산란층(20A)을 사용함으로써 콘트라스트비가 8배 이상 증대하게 된다.

다음에, 도 7 및 도 8을 참조하여, 광 산란층(20A)의 거시적인 요철 구조(22a)의 크기와 산란의 정도(확산의 정도)의 관계를 설명한다. 도 7의 (a)는 광 산란층(20A)의 거시적인 요철 구조(22a)를 표시면 법선 방향에서 보았을 때의 볼록부의 외형을 모식적으로 도시한 것이며, 횡방향의 피치가 x㎛, 종방향 피치가 y㎛이다. 볼록부의 외형은 원이며, 그 직경(R)은 횡방향의 피치(x)와 동등하다. 도 7의 (b)는 도 7의 (a) 중의 X-X'선을 따른 단면도이다. 거시적인 요철 구조(22a)의 각각의 볼록부의 단면 형상은 원의 일부(예를 들어 내각이 약 60도인 원호를 포함하는 부분)로 되어 있다.

도 8은, 광 산란층의 반사광 강도의 극각 의존성을 나타내는 그래프이며, 거시적인 요철 구조(22a)의 원의 직경(R)이 20㎛인 경우와 함께, 직경(R)을 15㎛ 및 25㎛로 바꾼 경우의 측정 결과를 나타내고 있다. 여기서 예시하는 거시적인 요철 구조(22a)의 깊이(D)의 볼록부 사이의 거리(S)에 대한 비율(RA=D/S)은, R=15㎛인 경우에 0.16, R=20㎛인 경우에 0.21, R=25㎛인 경우에 0.31이다. 또한, 반사광 강도의 측정에는, 오쯔까 덴시 가부시끼가이샤제의 LCD 평가 장치(LCD-5200)를 사용하고, 알루미늄 박막으로 형성된 경면 상에 배치한 각 광 산란층으로부터의 반사광 강도를, 수광기를 구면 상을 이동시키면서(즉 극각을 바꾸면서) 측정하였다.

도 8로부터 명백해진 바와 같이, 거시적인 요철 구조(22a)의 볼록부의 원의 직경(R)이 25㎛로부터 20㎛, 15㎛로 작아짐에 따라서, 반사광 강도의 피크치는 현저하게 감소하고, 반사광이 넓은 극각의 범위에 분포하고 있는 것을 알 수 있다. 즉, 볼록부를 작게 하면, 산란광이 분포하는 각도 범위가 확대된다(산란각이 증대됨). 따라서, 거시적인 요철 구조(22a)의 볼록부의 크기를 적절히 조정함으로써, 광 산란층(20A)의 전방 산란능(확산 반사능)을 조정할 수 있다.

다음에, 본 실시 형태의 액정 표시 장치의 광 산란층(20A)의 제작 방법의 예를 이하에 설명한다.

광 산란층(20A)은 전사 기술을 이용하여 형성될 수 있다. 즉, 광 산란층(20A)의 요철 구조(거시적인 요철 구조 및 미시적인 요철 구조를 포함함)를 갖는 표면을 형성하기 위한 요철 표면을 갖는 스탬퍼를 제작하고, 이 스탬퍼를 사용하여 수지층에 요철 구조를 전사한다.

스탬퍼를 제작하는 프로세스는, 광 산란층(20A)의 거시적인 요철 구조를 형성하기 위한 요철을 형성하는 공정과, 미시적인 요철 구조를 형성하기 위한 요철 구조를 형성하는 공정을 포함한다.

스탬퍼에 거시적인 요철을 형성하는 공정은, 예를 들어 절삭법에 의해 요철을 직접 가공하는 방법과, 수지 등으로 제작한 요철면에 대하여 전기 주조법을 이용하여 니켈 등의 금속면에 전사하는 방법을 들 수 있다.

예를 들어, 두께 3㎜의 아크릴 기재에 대하여, 절삭법을 이용하여, 가로 피치 20㎛, 세로 피치 18㎛, 깊이 4.3㎛, 반경 20㎛의 오목 구면을 형성함으로써, 광 산란층(20A)의 거시적인 요철 구조(22a)를 형성하기 위한 요철을 형성할 수 있다.

거시적인 요철이 형성된 스탬퍼에, 또한 미시적인 요철을 형성하는 방법으로서, 예를 들어 본 출원인에 의한 특허 문헌 6에 기재되어 있는 방법을 적절히 사용할 수 있다. 참고를 위해 특허 문헌 6의 개시 내용의 전체를 본 명세서에 원용한다. 이하, 도 9의 (a) 내지 도 9의 (g)를 참조하여, 이 방법을 설명한다.

우선, 거시적인 요철이 형성된 스탬퍼의 요철면 상에, 진공 증착법에 의해 알루미늄층(이하, Al층)을 형성한다. 도 9의 (a)에 스탬퍼 표면에 형성된 Al층(41)을 도시한다.

다음에, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 이 Al층(41)을 부분적으로(표면 부분을) 소정의 조건으로 양극 산화함으로써 다공성 알루미나층(40')을 형성한다. 양극 산화의 조건(예를 들어 화성 전압, 전해액의 종류, 농도, 나아가 양극 산화 시간 등)에 따라, 세공의 크기, 생성 밀도, 세공의 깊이 등을 제어할 수 있다. 또한 화성 전압의 크기를 제어함으로써 세공의 배열의 규칙성을 제어할 수 있다. 예를 들어, 규칙성이 높은 배열을 얻기 위한 조건은, (1) 전해액에 고유의 적절한 정 전압으로 양극 산화하고, (2) 장시간 양극 산화를 행하는 것이다. 이때의 전해액과 화성 전압의 조합은, 황산에서는 28V, 옥살산에서는 40V, 인산에서는 195V인 것이 알려져 있다.

초기 단계에서 생성되는 다공성 알루미나층(40')에 있어서는 세공의 배열에 흐트러짐이 발생하는 경향이 있기 때문에, 재현성을 고려하면, 도 9의 (c)에 도시한 바와 같이, 최초로 형성된 다공성 알루미나층(40')을 제거하는 것이 바람직하다. 또한 다공성 알루미나층(40')의 두께는 재현성의 관점에서 200㎚ 이상인 것이 바람직하고, 생산성의 관점에서 2000㎚ 이하인 것이 바람직하다.

물론 필요에 따라서, 다공성 알루미나층(40')을 제거하지 않고, 이하에 설명하는 공정 (e) 내지 (g) 이후의 공정을 행하여도 된다. 또한, 도 9의 (c)에서는 다공성 알루미나층(40')을 완전히 제거한 예를 도시하고 있지만, 다공성 알루미나층(40')을 부분적으로(예를 들어 표면으로부터 임의 깊이까지) 제거해도 된다. 다공성 알루미나층(40')의 제거는, 예를 들어 인산 수용액이나 크롬 인산 혼합액에 소정 시간 침지시켜 제거하는 등 공지된 방법으로 행할 수 있다.

그 후, 도 9의 (d)에 도시한 바와 같이, 다시 양극 산화를 행하여, 세공(42)을 갖는 다공성 알루미나층(40)을 형성한다. 양극 산화의 조건 및 시간을 제어함으로써 세공의 크기, 생성 밀도, 세공의 깊이, 배열의 규칙성 등을 제어한다.

다음에, 도 9의 (e)에 도시한 바와 같이, 세공(42)을 갖는 다공성 알루미나층(40)을 알루미나의 에천트에 접촉시켜 소정의 양만큼 에칭함으로써 세공(42)의 구멍 직경을 확대한다. 여기서 습식 에칭을 채용함으로써, 세공벽 및 배리어층을 대략 등방적으로 확대할 수 있다. 에칭액의 종류ㆍ농도 및 에칭 시간을 조정함으로써, 에칭량[즉, 세공(42)의 크기 및 깊이]을 제어할 수 있다. 예를 들어, 인산 수용액이나 크롬 인산 혼합액에 소정 시간 침지시켜 제거한다.

이 후, 도 9의 (f)에 도시한 바와 같이, 다시 Al층(41)을 부분적으로 양극 산화함으로써, 세공(42)을 깊이 방향으로 성장시킴과 함께 다공성 알루미나층(40)을 두껍게 한다. 여기서 세공(42)의 성장은, 이미 형성되어 있는 세공(42)의 저부로부터 시작되므로, 세공(42)의 측면은 계단 형상이 된다.

또한 이 후, 도 9의 (g)에 도시한 바와 같이, 다공성 알루미나층(40)을 알루미나의 에천트에 접촉시킴으로써 더 에칭함으로써 세공(42)의 구멍 직경을 더 확대한다.

이와 같이, 상술한 양극 산화 공정[도 9의 (d)] 및 에칭 공정[도 9의 (e)]을 반복함으로써, 원하는 요철 형상을 갖는 세공(미세한 오목부)(42)을 구비하는 다공성 알루미나층(40)이 얻어진다. 양극 산화 공정 및 에칭 공정의 각각의 공정의 조건을 적절히 설정함으로써, 세공(42)의 크기, 생성 밀도, 세공의 깊이와 함께 세공(42)의 측면의 계단 형상을 제어할 수 있다. 또한, 세공(42)의 저부를 작게 하기 위해서는, 양극 산화 공정에서 끝내는(그 후의 에칭 공정을 행하지 않는) 것이 바람직하다.

여기서는, 양극 산화 공정과 에칭 공정을 교대로 행하는 예를 설명하였지만, 양극 산화 공정과 에칭 공정 사이, 혹은 에칭 공정과 양극 산화 공정 사이에 세정 공정이나 그 후에 건조 공정을 행하여도 된다.

상기한 방법에 따르면, 미시적인 요철은 랜덤하게 형성되고, 형상에도 편차가 있지만, 예를 들어 인접하는 볼록부 사이 또는 오목부 사이의 거리의 평균치가 약 150㎚이고, 요철 구조의 깊이의 평균치가 약 100㎚ 초과하는 미시적인 요철 구조(22b)를 형성함으로써, 정반사율을 0.5％ 이하로 할 수 있다.

이와 같이 하여, 광 산란층(20A)의 요철 구조[거시적인 요철 구조(22a) 및 미시적인 요철 구조(22b)를 포함함]를 갖는 표면을 형성하기 위한 요철 표면을 갖는 스탬퍼가 얻어진다.

얻어진 스탬퍼를 사용하여, 수지층에 요철 구조를 전사하는 프로세스는 예를 들어 이하와 같이 하여 행하여진다.

우선, 기판(예를 들어 두께 50㎛의 PET 필름) 상에 광 경화성 수지(예를 들어 우레탄 아크릴레이트계 수지)의 막(예를 들어 두께 4㎛)을 형성한다. 이 공정은, 스핀 코터(예를 들어 1000rpm)나 슬릿 코터 등 공지된 성막 방법으로 행할 수 있다.

기판 상의 광 경화성 수지막에 상기 스탬퍼의 요철 표면을 가압한다. 스탬퍼의 요철 표면에는 미리 이형 처리를 실시해 두는 것이 바람직하다. 가압 공정은 감압 분위기 중에서 행하는 것이 바람직하고, 대기에 개방함으로써 광 경화성 수지가 스탬퍼의 요철 표면의 오목부에 확실히 충전된다.

다음에, 기판측으로부터 광 경화성 수지에 자외선을 조사(예를 들어, 365㎚의 자외선, 10mW, 360초 조사)하여, 광 경화성 수지를 경화한다. 필요에 따라서, 열경화(포스트 베이크)를 행하여도 된다.

그 후, 스탬퍼를 기판으로부터 분리함으로써, 스탬퍼의 요철 구조가 전사된 광 경화성 수지의 경화물층이 기판의 표면에 형성된다.

이와 같이 하여, 거시적인 요철 구조와 그것에 중첩하도록 형성된 미시적인 요철 구조를 구비한 표면을 갖는 광 산란층(20A)이 얻어진다. 이 광 산란층(20A)의 헤이즈율은 약 50％이다. 헤이즈율은 니뽄 덴쇼꾸 고교 가부시끼가이샤제의 탁도계(NDH2000)에 의해 측정된다.

[광 산란층의 다른 예]

상술한 광 산란층(20A)의 거시적인 요철 구조(22a)는, 표시면 법선 방향에서 보았을 때의 볼록부의 외형이 직경 20㎛의 원이며, 횡방향의 피치가 20㎛, 종방향 피치가 18㎛로 규칙적으로 배열되어 있다.

본 발명에 의한 실시 형태의 액정 표시 장치(100)에 사용되는 광 산란층의 거시적인 요철 구조는 상기한 예에 한정되지 않고, 도 10에 도시한 광 산란층(20B)의 거시적인 요철 구조(24a)와 같이, 표시면 법선 방향에서 보았을 때의 볼록부의 외형이 직경이 상이한 원이며, 이들을 면내에 랜덤하게 배치한 것이어도 된다. 직경이 상이한 볼록부를 조합하여 사용함으로써, 산란광의 간섭을 일으키기 어렵게 할 수 있다. 산란광의 간섭이 적으면, 2개의 주기 구조(본 실시예의 경우에는 화소 피치와 거시적인 요철 구조)에 기인하는 모아레 줄무늬의 발생을 저감할 수 있다.

또한, 도 11에 도시한 광 산란층(20C)의 거시적인 요철 구조(26a)와 같이, 표시면 법선 방향에서 보았을 때에, 볼록부의 외형이 크기가 상이한 타원이며, 이 들을 랜덤하게 배치한 것이어도 된다. 여기서는, 타원의 장축은 횡방향으로 평행하고, 타원의 장축은 종방향으로 평행하게 배열되어 있다.

도 2 또는 도 10에 도시한 바와 같이, 하나의 볼록부가 등방적인 형상이면, 종횡으로 균일한 시각 특성이 되지만, 도 11에 도시한 바와 같이, 이방적인 형상이면, 종횡에서 시각 특성을 바꿀 수 있다.

도 11에 도시한 거시적인 요철 구조(26a)와 같이, 타원의 장축을 횡방향으로 평행하게 배열하면, 횡방향의 시야각이 종방향의 시야각에 비해 좁아진다.

반사형 액정 표시 장치에서는, 주위광은 태양광이나 형광등 등 상방으로부터 입사되는 경우가 많기 때문에, 종방향의 직경을 작게 하여 종방향의 산란각을 크게 한 쪽이, 넓은 각도로부터의 광을 받아들일 수 있는 점에서 유리하다. 또한, 횡방향에 대해서는, 직경을 크게 함으로써 시야각을 좁히면, 엿보는 것을 방지할 수 있기 때문에, 특히 휴대 전화 등 개인이 사용하는 기기에 유리하다. 이와 같이, 광 산란층을 법선 방향에서 보았을 때, 거시적인 요철 구조(26a)가 갖는 볼록부(또는 오목부의 형상)를 장축 및 단축을 갖는 비대칭인 형상으로 하고, 장축을 편광층의 투과축에 대하여 소정의 방향으로 배치함으로써, 반사 모드의 표시의 시야각을 조정할 수 있다.

또한, 도 12에 도시한 광 산란층(20D)과 같이, 거시적인 요철 구조(28a)는 회절 격자이어도 된다. 회절각을 충분히 크게 하기 위해서는, 회절 격자의 주기는 10㎛ 이하인 것이 바람직하다.

도 13을 참조하여, 회절 격자에 수직으로 입사된 광의 회절각을 설명한다. 회절 격자의 주기(요철의 주기)를 d, 광의 파장을 λ라 하면, n차의 회절광의 회절각 θn은, 이하의 식으로 나타내어진다.

θn=sin-1(nλ/d)

즉, 요철의 주기를 바꿈으로써, 광의 회절각을 제어할 수 있다. 이와 같은 주기적 구조에 대해서는, 예를 들어 레이저광에 의한 간섭 노광(홀로그래피)에 의해 형성할 수 있다.

또한, 액정 표시 장치(100)의 광 산란층(20A)의 관찰자측의 표면(산란성 표면)은 공기에 접하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 광 산란층(20A)의 산란성 표면의 관찰자측에 보호층을 형성해도 된다. 보호층을 형성함으로써, 광 산란층의 산란성 표면을 오염되기 어렵게 하거나, 혹은 오염을 간단히 제거할 수 있다.

단, 보호층의 굴절률은 광 산란층의 굴절률보다도 작을 필요가 있다. 보호층과 광 산란층의 굴절률의 차가 작아지면, 광 산란층의 산란능이 저하되기 때문이다. 또한, 광 산란성 표면의 거시적인 요철 구조를 메우는 일이 없도록 충분히 얇게 형성하는 것이 바람직하다. 보호층을 형성하는 재료로서는, 불소계나 실리콘계의 수지가 바람직하다.

[반투과형(반사 투과 양용형) 액정 표시 장치]

상기한 실시 형태에서는 반사형 액정 표시 장치에 대하여 설명하였지만, 도 14에 도시한 바와 같이, 반투과형 액정 표시 장치(200)에 본 발명을 적용할 수 있다.

도 14에 도시한 반투과형 액정 표시 장치(200)는, 각 화소가 반사 영역과 투과 영역을 갖는다. 반사 영역은 반사 화소 전극(14r)으로 규정되고, 투과 영역은 투명 화소 전극(14t)으로 규정된다. 투과 모드에서 표시를 행하기 위한 백라이트(50)를 더 구비하고 있다. 다른 구성 요소는 액정 표시 장치(100)와 실질적으로 동일하므로, 공통의 참조 부호로 나타내고, 그 설명을 여기서는 생략한다.

반투과형 액정 표시 장치(200)는, 대략 이상적인 전방 산란층으로서 작용하는 광 산란층(20B)을 갖고 있으므로, 반사 모드의 표시에 대해서는, 액정 표시 장치(100)와 마찬가지로, 주위광이 경면 반사 및 후방 산란되는 일이 거의 없다. 따라서, 특허 문헌 2에 기재된 액정 표시 장치와 같이, 표면 반사에 의한 표시 품위의 저하는 일어나지 않는다. 또한, 특허 문헌 3이나 4에 기재된 액정 표시 장치와 같이, 콘트라스트비가 저하되는 일도 없다. 물론, 광 산란층(20B) 대신에, 상술한 다른 광 산란층(20A, 20C 내지 20D) 및 그것을 개변한 것을 사용할 수 있는 것은 물론이다. 또한, 액정층(13)의 두께를, 반사 영역과 투과 영역의 각각에 있어서 최적화하는 등, 공지된 반투과형 액정 표시 장치에 널리 적용할 수 있다.

또한, 특허 문헌 5에는, 모스아이 구조를 이용한 반사 방지막이 기재되어 있다. 특허 문헌 5에 기재된 반사 방지막은, 표시 장치 등의 최표면에서의 반사에 의한 비침을 방지하기 위한 것이고, 경면 반사층을 이용한 반사형 액정 표시 장치의 표시광을 확산시키기 위한 광 산란층에 대해서는 개시도 시사도 하고 있지 않다. 구체적으로는, 특허 문헌 5에 기재되어 있는 요철 표면은, 정반사만을 산란시키면 되므로, 헤이즈율은 10％ 정도 있으면 되고, 30％를 초과하는 일은 없다.

상술한 광 산란층을 형성함으로써 얻어지는 효과는 액정 표시 장치의 표시 모드(예를 들어, TN 모드, VA 모드, IPS 모드)에 의존하지 않는 것은 명백하고, 본 발명은 공지된 반사형 또는 반투과형 액정 표시 장치에 널리 적용할 수 있다. 예를 들어, 일본 특허 공개 제2005-338256호 공보나 일본 특허 공개 제2006-98623호 공보에 기재되어 있는 IPS 모드의 반투과형 액정 표시 장치에 적용할 수 있다. 일본 특허 공개 제2005-338256호 공보 및 일본 특허 공개 제2006-98623호 공보의 개시 내용의 전체를 참고를 위해 본 명세서에 원용한다. 이들 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 관찰자측의 편광층과 액정층 사이에 배치되는 위상차층은, 반사 모드에서 표시를 행하는 영역에만 선택적으로 형성하면 된다. 또한, 반사 영역의 액정층의 리타데이션을 4분의 1 파장으로 하는 경우에는, 위상차층의 리타데이션은 2분의 1 파장으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 관찰자측의 편광층과 액정층 사이에 형성되는 위상차층의 리타데이션은, 반사 영역의 액정층의 리타데이션에 따라서 적절히 설정된다.

본 발명의 반사형 액정 표시 장치 또는 반투과형 액정 표시 장치는, 휴대 전화의 표시 장치 등의 모바일 용도의 표시 장치에 적절히 사용된다.

Claims

액정층과,

상기 액정층의 관찰자측에 배치된 제1 기판과,

상기 액정층을 개재하여 상기 제1 기판에 대향하도록 배치된 제2 기판과,

상기 액정층과 상기 제2 기판 사이에 형성된 경면 반사층과,

상기 액정층에 전압을 인가하는 한 쌍의 전극과,

상기 제1 기판의 관찰자측에 배치된 편광층과,

상기 액정층과 상기 편광층 사이에 배치된 위상차층과,

상기 편광층의 관찰자측에 형성된 광 산란층이며, 광 산란성을 갖는 거시적인 요철 구조와, 상기 거시적인 요철 구조에 중첩적으로 형성된 가시광의 파장보다도 작은 미시적인 요철 구조를 갖는 산란성 표면을 구비하는 광 산란층을 가지며,

상기 광 산란층과 상기 액정층의 거리는 화소 피치의 3배 이하인, 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 미시적인 요철 구조에 있어서의 인접하는 볼록부 사이 또는 오목부 사이의 거리는 100㎚ 이상 200㎚ 미만의 범위 내에 있는, 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 거시적인 요철 구조에 있어서의 볼록부 사이 또는 오목부 사이의 거리는 5㎛ 이상 50㎛ 이하인, 액정 표시 장치.
제3항에 있어서, 상기 거시적인 요철 구조는 피치가 20㎛ 이하의 주기적 구조를 갖는, 액정 표시 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 산란층의 헤이즈율은 50％ 이상인, 액정 표시 장치.
삭제
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 산란층을 상기 제1 기판의 법선 방향에서 보았을 때, 상기 거시적인 요철 구조가 갖는 볼록부 또는 오목부의 형상은 장축 및 단축을 갖는 비대칭인 형상이며, 상기 장축이 상기 편광층의 투과축에 대하여 소정의 방향으로 배치되어 있는, 액정 표시 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 산란층의 상기 산란성 표면은 공기와 접촉하고 있는, 액정 표시 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 산란층의 상기 산란성 표면의 관찰자측에 형성된 보호층을 더 갖고, 상기 보호층의 굴절률은 상기 광 산란층의 굴절률보다도 작은, 액정 표시 장치.