KR20000058142A - 액정 표시 장치용 반사판, 그 반사판의 제조 방법 및반사형 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

넓은 시야각으로 밝은 표시를 얻을 수 있고 또한, 간단한 공정으로 효율적으로 제조할 수 있는 반사판을 얻는다.
바인더 수지와 가교 수지 입자를 포함하는 도료로 형성되는 표면 요철층 (2) 과, 상기 표면 요철층 (2) 의 요철 형상을 이어받도록 표면 요철층 (2) 위에 설치되는 반사층 (3) 을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

Description

액정 표시 장치용 반사판, 그 반사판의 제조 방법 및 반사형 액정 표시 장치{REFLECTOR, METHOD FOR FABRICATION THEREOF AND REFLECTIVE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE INCORPORATING THE REFLECTOR}
본 발명은, 액정 표시 장치용 반사판, 그 반사판의 제조 방법 및 반사형 액정 표시 장치에 관한 것이다.
종래에 컬러 액정 표시 장치에 대해서는, 액정 패널의 배면에 “백라이트”라고 불리우는 평면형의 광원을 설치한 투과형 방식이 일반적으로 사용되고 있었다. 그러나, 백라이트는 소비전력이 크기 때문에 이른바, “모빌(mobile)”이라 불리우는 휴대 정보 단말기 등에 사용하면, 충전 전지에 의해 사용시간이 짧아지게 되는 등의 문제가 생겼다.
이러한 문제를 해결하는 방법으로, 액정층을 통해 입사한 빛을 반사하기 위한 반사판을 설치하고, 주변광을 전면에 반사하여 표시를 행하는 “반사형”이라고 하는 방식을 사용하는 방법이 고려된다. 이 방법에 의하면, 백라이트가 불필요하기 때문에, 소비전력을 대폭 줄일 수 있고 휴대 정보 단말기 등에 있어서 사용 시간을 대폭 늘일 수 있다.
이러한 반사형 액정 표시 장치에 사용되는 반사판으로, 종래에는 알루미늄, 은등의 금속을 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등의 방법에 의해 형성한 금속 박막이 사용되고 있었다.
그러나, 이와 같이하여 형성된 금속 박막은, 일반적으로 거울면 광택을 갖는 것으로 입사광에 대한 소정 각도의 영역에서만 강한 반사광이 얻어지기 때문에, 그대로 사용하면 시야각이 좁아지게 된다고 하는 문제가 있었다.
이러한 반사형 액정 표시 장치에 있어서, 시야각을 넓게 하기 위해서는 모든 각도로부터의 입사광에 대하여 표시 표면에 수직인 방향으로 산란하는 빛의 강도를 증가시킬 필요가 있다. 그렇게 하기 위한 방법으로서, 반사면 전체에 미세한 요철을 형성하여 난반사시키는 방법이 제안되고 있다. 이와 같은 방법에 의하면, 반사면 전체에 있어서 빛은 반사면의 미세한 요철에 의해 난반사하기 때문에, 상술한 시야각이 좁아지게 된다는 문제를 개선할 수 있다.
난반사에 미세한 요철을 형성하는 방법으로는 크게 두 가지를 들 수 있다. 제 1 방법은, 반사형을 구성하는 기재 자체 표면에 약품에 의한 에칭 또는 연마 등에 의해 요철을 형성하는 방법이 있다. 그러나, 이렇게 하여 반사면에 요철을 형성하면, 요철부 형상의 재현성이 나빠지고 미세한 빛 확산 성능의 제어가 곤란하게 되어 버리는 문제가 있다.
제 2 방법은, 감광성 수지를 사용하여 이것을 포토리소그라피 등의 방법으로 에칭하여 표면에 요철을 형성하고, 이 위에 반사층을 형성하는 방법이다. 그러나, 이와 같은 방법에 의하면 다수의 공정이 필요하게 되어 제조 공정이 복잡하게 되어 버리는 문제가 있다. 또, 액정 표시 장치의 표시부와 같이 넓은 면적에 일정한 요철 형상을 균일하게 형성하는 것은 곤란하므로, 반사 특성이 표시부 내에서 크게 차이가 생겨버리는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 균일한 빛 확산능에 의해 넓은 시야각을 얻을 수 있고 또한 간단한 공정으로 효율적으로 제조할 수 있는 액정 표시 장치용 반사판, 상기 반사판의 제조 방법 및 상기 반사판을 사용한 반사평 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.
도 1 은 본 발명의 제 1 국면에 따른 일실시예를 도시한 단면도.
도 2 는 본 발명의 제 2 국면에 따른 일실시예를 도시한 단면도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명.
1, 9 : 기판 2 : 표면 요철층
3 : 반사층 4 : 컬러 필터층
5 : 평탄화층 6, 8 : 투명 구동 전극
7 : 액정층 10 : 광 확산층
본 발명의 액정 표시 장치용 반사판은, 액정층을 통해서 입사한 빛을 반사판으로 반사하여 화상을 표시하는 반사형 액정 표시 장치를 사용하는 반사판으로, 바인더 수지와 가교 수지 입자를 함유하는 도포로부터 형성되는 표면 요철층 또는 빛 확산층을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제 1 국면에 의한 액정 표시 장치용 반사판은, 바인더 수지와 가교 수지 입자를 함유하는 도포로부터 형성되는 표면 요철층과 상기 표면 요철층의 요철 형상을 이어받도록 상기 표면 요철층 위에 설치되는 반사층을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 1 국면에 의한 반사판에 있어서는, 반사층의 표면에서 입사광을 반사하지만, 상기 반사층의 표면은 그 하지층인 표면 요철층의 요철 형상을 이어받고 있다. 따라서, 요철 형상을 갖는 반사층의 표면에서 빛이 반사되고 표시 화면에 대하여 수직인 방향으로 반사광을 산란시킬 수 있다.
본 발명의 제 2 국면에 의한 액정 표시 장치용 반사판은, 반사판과 상기 반사층 위에 설치되고 바인더 수지와 가교 수지 입자를 함유하는 도포로부터 형성되는 광 확산층을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
제 2 국면에 의한 반사판에 있어서는, 광 확산층을 통해 반사층의 표면에 입사한 빛은 반사층의 표면에서 반사되지만 이 반사광은 광 확산층을 통과할 때에 산란한다. 따라서, 표시 화면에 대하여 수직인 방향으로 반사광을 산란시킬 수 있다.
본 발명의 제 1 국면에 있어서는, 표면 요철층 표면에 요철 형상을 형성하기 위해서 가교 수지 입자를 도료로 배합하고 있다. 가교 수지 입자를 사용하고 있는 것은, 매우 미세한 입자로서 제조할 수 있고, 입자 지름 분포가 샤프한 입자로서 얻을 수 있기 때문이다. 예컨대, 입자 지름이 10nm~ 1000nm의 범위 내의 입자가 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상인 입자 지름 분포를 갖는 입자로서 제조할 수 있다. 따라서, 미세하고 균일한 요철 형상을 표면 요철층에 부여할 수 있다. 본 발명에 있어서 가교 수지 입자의 평균 입자 지름으로서는, 50nm~ 600nm의 범위 내인 것이 바람직하다. 또, 본 발명에 있어서 가교 수지 입자의 입자 지름 분포는, 예컨대 레이저 회절식 입자 크기 분포 측정 장치에 의해 측정할 수 있다. 또, 가교 수지 입자는 매우 미세한 입자임에도 불구하고 양호한 상태로 분산한다. 따라서, 이 점에 있어서도 미세하고 균일한 요철 형상을 표면 요철층에 형성할 수 있다.
본 발명의 제 2 국면에 있어서는, 상기 가교 수지 입자를 배합하여 광 확산능이 부여된 광 확산층이 반사층 위에 설치된다. 제 2 국면에 있어서는, 상기와 같은 가교 수지 입자를 사용하여 균일하고 양호한 광 확산능을 부여할 수 있다. 또, 수지 입자이므로 무기(無機) 입자에 비해 굴절률이 작고 빛의 간섭에 의한 영향이 작기 때문에, 표시 화상에 있어서 흰 반점 등의 문제가 생기지 않는다.
본 발명에서 사용하는 가교 수지 입자로는, 유화 중합이나 유화제를 사용하지 않는 소우프 프리(soap free) 유화 중합, 매체로 극성 유기 용제를 사용한 분산 중합에 의해 얻어지는 입자 등을 사용할 수 있지만, 특히 이하의 유화 중합으로 얻어지는 것이 바람직하게 사용된다. 즉, 양(兩;zwitter) 이온성기를 분자내에 갖는 모노머를 다가(多價) 알콜 성분의 1개로서 합성한 알키드(alkyd) 수지 또는 폴리에스테르 수지 등의 유화능을 갖는 수지와 중합 개시제의 존재하에, 수성(水性) 매체 중에서 에틸렌성 불포화 모노머(monomer)를 유화 중합시켜 얻어지는 것이 바람직하게 사용된다.
상기 양 이온성기를 분자내에 갖는 모노머로는, -N+-R -COO-또는 -N+-R -SO3 -로서 표시되는 2개 이상의 히드록시기를 갖는 것을 예로 든다. 이러한 모노머로는, 히드록시기 함유 아미노 술폰산형 양성 이온 화합물이 수지를 합성하는 점에서 바람직하며, 구체적으로는 비스히드록시에틸 타우린 등을 예로 든다.
또 상기의 모노머를 사용하여 합성된 유화능을 갖는 양 이온성기를 분자내에 갖는 수지로는, 산가(酸價)가 30~ 150mg KOH/g, 바람직하게는 40~ 150mg KOH/g이고, 수(數) 평균 분자량이 500~ 5000, 바람직하게는 700~ 3000 인 폴리에스테르 수지를 사용하는 것이 좋다. 산가 및 수 평균 분자량이 너무 커지면, 수지의 취급성(handling property)이 떨어지고, 반대로 산가 및 수 평균 분자량이 너무 작아지면, 도포막으로부터 유화능을 갖는 수지가 떨어져 나가거나, 내용제성(耐榕劑性)이 떨어지는 경우가 있다.
가교 수지 입자의 합성에 있어서는, 유화 중합되는 에틸렌성 불포화 모노머로는, 분자내에 2개 이상의 라디칼 중합 가능한 에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머를 포함시키는 것이 바람직하다. 이러한 분자내에 2개 이상의 라디칼 중합 가능한 에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머는, 모든 모노머중의 0.1~ 90 중량 %의 범위로 포함시키는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 10~ 70 중량 %이다. 이러한 모노머를 포함시켜, 가교 수지 입자에 대해서 충분히 가교 결합되어 있으므로 유기 용제로 용해되지 않는다.
상기 가교 수지 입자는, 알맞게 가교 결합되어 있는 것으로 적당한 경도를 가지고 있고 또, 내열성을 가지고 있다. 따라서 반사층 형성 등의 후 공정에 있어서, 가열되어도 변형하지 않고 표면 요철층에서 요철 형상을 양호하게 유지시킬 수 있다.
또, 본 발명에서 사용되고 있는 가교 수지 입자는 상기의 가교 수지 입자에 한정되는 것은 아니고 가교된 수지 입자라면, 그 외 타입의 가교 수지 입자를 사용할 수도 있다.
분자 내에 2개 이상의 라디칼 중합 가능한 에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머로는, 다가 알콜의 중합성 불포화 모노 카르복실산 에스테르, 다염기산 (多鹽基酸) 의 중합성 불포화 알콜 에스테르 및 2개 이상의 비닐기로 치환된 방향족 화합물 등을 예로 든다.
또, 가교성 모노머 이외의 α,β-에틸렌성 불포화 모노머로는, 아크릴산, 메타크릴산 등의 카르복실기 함유 모노머; 2-히드록시 에틸 아크릴레이트 등의 히드록실 함유 모노머; 디메틸 아미노에틸 아크릴레이트 등의 질소 함유 알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트; 아크릴산아미드 등의 중합성 아미드; 아크릴로니트릴 등의 중합성 니트릴; 알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트; 스티렌 등의 중합성 방향족 화합물; 에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀; 초산비닐 등의 비닐 화합물; 부타디엔 등의 디엔 화합물 등을 예로 든다.
본 발명에서 사용하는 바인더 수지로는, 일반적으로 도포막 형성 수지로 사용되고 있는 수지를 사용할 수 있고, 아크릴 수지, 염화 비닐 아세트 비닐 공중합 수지, 폴리 아미드 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 우레탄 수지, 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다. 경화 수지의 경우, 경화계로는 에폭시 경화계, 멜라민 경화계, (블럭) 이소시아네이트 경화계 등의 열경화계나, 산화 중합계, 광중합 개시제 등에 의한 광경화계 등이 바람직하다.
또, 필요에 따라서는 도료 조성물 중에 여러가지 첨가제를 첨가할 수 있다. 이러한 첨가제로는 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스 등의 왁스류나 계면활성제, 커플링제, 가역제, 분산제 등을 예로 든다.
본 발명에서 사용되고 있는 도료 조성물 중의 용제는, 특별히 한정되는 것은 아니고 도장의 기초가 되는 부분의 재질이나 바인더 수지 및 도장 방법 등을 고려하여 적절하게 선택된다. 용제의 구체적인 예로는, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족계 용제; 아세톤, 메틸에틸 케톤, 메틸이소부틸 케톤, 시클로헥산 등의 케톤계 용제; 디에틸 에테르, 이소프로필 에테르, 테트라히드로푸란, 디옥산, 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르 등의 에테르계 용제; 초산 에틸, 초산-n-프로필, 초산 이소프로필, 초산-n-부틸, 젖산 메틸, 젖산 에틸, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 디아세테이트 및 γ-부티로락톤 등의 에스테르계 용제; 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸 피롤리돈 등의 아미드계 용제 등을 예로 든다. 이들 용제 중에, 에스테르계 용제 및 케톤계 용제가 바람직하고 단독으로, 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 또, 본 발명에서 사용되는 도료 조성물은, 수계(水系)의 용제가 사용되어도 좋다.
본 발명에 있어서, 도료 조성물 중에 포함시키는 가교 수지 입자의 함유량은, 도료 조성물의 수지 고형분 100 중량부에 대해서, 0.01~ 500 중량부가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.1~ 300 중량부이고 더욱 바람직하게는 1~ 200 중량부이다. 또, 본 발명의 제 1 국면에 있어서 표면 요철층을 형성하는 경우에는, 표면에 가교 수지 입자에 의한 요철이 형성되어 얻을 수 있는 함유량으로 할 필요가 있다. 본 발명의 제 2 국면에 있어서 광 확산층을 형성하는 경우에는, 가교 수지 입자가 광 확산층 중에 매립되어 분산한 상태이어도 되고, 표면 요철층과 마찬가지로 가교 수지 입자에 의한 요철 형상이 표면에 형성되도록 하는 함유량이어도 된다.
또, 본 발명에 있어서 가교 수지 입자는 1종을 단독으로 사용하여도 좋지만, 2종 이상을 조합하여 사용하여도 좋다.
본 발명의 제 1 국면 및 제 2 국면에서 사용되고 있는 반사층은, 특별히 한정되는 것은 아니고 요구되는 반사성능 등을 고려하여 적절하게 선택되는 것이다. 구체적으로는 알루미늄, 은 등의 높은 반사성의 금속을, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등의 박막 형성 방법에 의해 형성한 금속 박막을 예로 든다. 또, 금속 도료 등에서 사용되고 있는 금속 플레이크(flake) 등의 광휘성 안료를 포함하는 도료를 도포하여 형성하여도 좋다.
금속 플레이크로는, 쉽게 얻을 수 있고 화학적 안정성 등의 점에서 알루미늄 플레이크가 가장 바람직하게 사용된다. 그 외의 금속 플레이크로는, 예컨대 금, 은, 동, 황동, 티타늄, 크롬, 니켈, 니켈-크롬, 스테인레스 등의 금속 플레이크 등을 예로 든다. 또, 마이카(mica) 분말 등의 비늘 조각(鱗片) 형상 안료의 표면에 금속 박막을 형성한 안료를 사용하여도 좋다.
또, 금속 플레이크로는, 증착 금속막을 분쇄하여 얻어지는 금속 플레이크를 사용하여도 좋다. 이러한 금속 플레이크는 매우 두께가 얇고, 면 형상으로 배향시킴으로써, 거울면 광택에 가깝게 반사면을 형성할 수 있다. 이러한 금속 플레이크는, 예컨대 특개평 2-8268호 공보나 국제 공개 WO 93/23481호 공보 등에 개시된 제조 방법으로 제조할 수 있다. 구체적으로는, OPP(배향 폴리프로필렌), CPP(결정성 폴리프로필렌), PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 등의 플라스틱 필름으로 되는 베이스 필롬 상에 금속 증착을 행하고, 얻어진 증착 금속막을 베이스 필름으로 박리하고, 이것을 분쇄함으로써 금속 플레이크로 할 수 있다. 이러한 금속 플레이크를 배향시킴으로써, 거울면 광택에 가깝게 반사면을 형성할 수 있으므로, 높은 반사율을 가진 반사층을 제조할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서는 반사층의 두께나 금속 플레이크의 함유량 등을 조정하는 것 등에 의해서 반사층을 반투명성의 반사층으로 하여도 좋다. 이러한 반투과성의 반사층으로 함으로써, 반투과 반사형(투과 반사 겸용형)의 액정 표시 장치로 할 수 있다.
본 발명의 제 3 국면에 의한 제조 방법은, 본 발명의 제 1 국면의 반사판을 제조할 수 있는 방법으로, 바인더 수지와, 가교 수지 입자를 포함하는 도료를 도포하여 표면 요철층을 형성하는 공정과, 상기 면 요철층 위에 반사층을 형성하는 공정을 포함하고 있다.
본 발명의 제 4 국면에 의한 제조 방법은, 본 발명의 제 2 국면의 반사판을 제조할 수 있는 방법으로, 반사층을 형성하는 공정과, 상기 반사층 위에 바인더 수지와, 가교 수지 입자를 포함하는 도료를 도포하여 광 확산층을 형성하는 공정을 포함하고 있다.
표면 요철층 또는 광 확산층을 형성하기 위한 도료의 도포 방법은, 사용하는 도료나 도장 공정의 상황에 따라서 적절하게 선택되는 것이지만, 예컨대 스핀 코팅, 롤 코팅, 스크린 인쇄, 스프레이 코팅, 그라비어(gravure) 코팅 등의 여러가지 도장 방법을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서 표면 요철층의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니고, 가교 수지 입자에 의해 표면에 요철 형상이 형성되는 두께로 하면 된다.
또, 본 발명에 있어서 광 확산층의 두께도 특별히 한정되는 것은 아니고 여러가지 요인을 고려하여 적절하게 설정되는 것이지만, 두께의 일예로는 0.1㎛~ 50㎛ 의 두께를 예로 들 수 있다.
또, 본 발명에 있어서 반사층의 두께도 특별히 한정되는 것은 아니고 여러가지 요인을 고려하여 적절하게 설정되는 것이지만, 일예로서 0.01㎛~ 10㎛ 의 두께를 예로 들 수 있다.
본 발명에 있어서 표면 요철층 및 광 확산층을 열경화성 수지를 바인더로 한 도료로 형성하는 경우, 경화 온도는 예컨대 50~ 300℃, 바람직하게는 140~ 250℃이다. 경화 시간은 경화 온두에 의해 변화하지만, 예컨대 경화 온도가 140~ 250℃의 경우, 10~ 180분 정도가 적당하다.
본 발명의 반사형 액정 표시 장치는, 액정층을 통해 입사한 빛을 반사판으로 반사하여 화상을 표시하는 액정 디스플레이라면, 어떤 타입의 것에도 적용할 수 있고 예컨대 TN(twisted nematic) 형, STN(super twisted nematic) 형, GH(guest-host) 형 디스플레이나 강유전성 액정 디스플레이 등 종래에 알려져 있는 액정 디스플레이에 적용할 수 있다. 또, 구동 방식도 특별히 한정되는 것은 아니고 단순 매트릭스나 액티브 매트릭스 등 종래에 알려져 있는 구동 방식의 액정 디스플레이에도 적용할 수 있다.
[바람직한 실시예의 설명]
도 1 은 본 발명의 제 1 국면에 의한 일실시예를 도시하는 단면도이다. 기판 (1) 상에는 표면 요철층 (2) 이 형성되어 있다. 기판 (1) 으로는, 액정 표시 장치에 사용할 수 있는 일반적인 기판을 사용할 수 있고, 예컨대 유리 기판이나 플라스틱 기판 등을 사용할 수 있다. 플라스틱 기판으로는, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르 술폰, 고리 형상의 비정질 폴리올레핀 등의 플라스틱 필름 등도 사용할 수 있다. 표면 요철층 (2) 은 가교 수지 입자와 바인더 수지를 함유하는 도료로 형성되어 있고, 표면에는 가교 수지 입자에 의해 요철 형상이 형성되어 있다.
표면 요철층 (2) 위에는 반사층 (3) 이 형성되어 있다. 반사층 (3) 은 표면 요철층 (2) 표면의 요철 형상을 이어받도록 형성되어 있다. 따라서, 반사층 (3) 표면에도 요철 형상이 형성되어 있고 표면 요철층 (2) 표면의 요철 형상에 해당하는 표면 요철 형상을 가지고 있다.
반사층 (3) 위에는 컬러 필터층 (4) 이 형성되어 있고, 컬러 필터층 (4) 위에는 평탄화층 (5) 이 형성되어 있다. 평탄화층 (4) 은 투명성을 갖는 도포막 등으로 형성할 수 있고, 예컨대 아크릴 수지 등으로 형성할 수 있다.
평탄화층 (5) 위에는, ITO 등으로 이루어진 투명 구동 전극 (6) 이 형성되어 있다. 다른 쪽의 기판 (9) 도, 기판 (1) 과 같거나 또는 다른 재질로 형성된 것도 사용할 수 있고, 기판 (9) 의 안쪽에는 ITO 등으로 이루어진 투명 구동 전극 (8) 이 형성되어 있다. 투명 구동 전극 (6) 과 투명 구동 전극 (8) 사이에, 액정층 (7) 이 끼워져 있다.
액정 표시 장치 내에 입사한 빛은 반사층 (3) 에 의해 반사되지만, 반사층 (3) 표면은 상술한 바와 같이, 표면 요철층 (2) 에 기인하여 미세한 요철 형상을 가지고 있으므로 다양한 방향으로부터 입사한 빛이, 표시 화면에 대하여 수직인 방향으로 산란하여 반사된다. 따라서, 시야각이 넓고 밝은 화상을 표시할 수 있다.
도 2 는 본 발명의 제 2 국면에 의한 일실시예를 도시하는 단면도이다. 기판 (1) 위에는 반사층 (3) 이 형성되어 있고, 반사층 (3) 위에는 바인더 수지와 가교 수지 입자를 포함한 도료로 형성된 광 확산층 (10) 이 형성되어 있다. 광 확산층 (10) 위에는 도 1 에 도시한 실시예와 마찬가지로, 컬러 필터층 (4), 평탄화층 (5), 투명 구동 전극 (6), 액정층 (7), 투명 구동 전극 (8) 및 기판 (9) 이 설치되어 있다.
액정 표시 장치에 입사한 빛은 반사층 (3) 표면에서 반사되지만, 반사광은 광 확산층 (10) 을 통과할 때 광 확산층 (10) 내의 가교 수지 입자에 의해 산란한다. 이 때문에, 다양한 방향으로부터 입사한 빛이 표시 화면에 대해서 수직인 방향으로도 산란된다. 따라서 시야각이 넓고 밝은 화상을 표시할 수 있다.
도 1 및 도 2 에 도시한 액정 표시 장치에서, 반사층 (3) 을 반투과성의 반사층으로 함으로써 반투과 반사형의 액정 표시 장치로 할 수 있다. 이 경우, 기판 (1) 아래측에 백 라이트 등의 광원이 설치된 구성으로 이루어진다.
또, 본 발명의 액정 표시 장치는 도 1 및 도 2 에 나타낸 구조의 것에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
다음에, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만 본 발명은 다음 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또, 아래의 부(部) 및 %는, 특별히 명기되지 않는 한 중량부 및 중량 %를 의미한다.
(제조예 : 가교 수지 입자의 조제)
뒤섞음(攪拌) 가열 장치, 온도계, 질소 도입관, 냉각관 및 데칸터(decanter) 를 갖춘 반응 용기에 비스히드록시에틸타우린 213부, 네온펜틸 글리콜 208부, 무수(無水) 프탈산 296부, 아제라인산 376부 및 크실렌 30부를 속에 넣어 온도를 높였다. 반응에 의해 생성된 물은 크실렌과 함께 섞어서 제거되었다. 환류(還流) 개시로부터 약 3시간이 걸려서 반응 온도를 210℃ 로 하고, 카본산 상당의 산가(酸價)가 135mg KOH/g 로 될 때까지 뒤섞음과 탈수를 계속하여 반응시켰다. 온도를 140℃ 까지 냉각한 후, 「CARDURA E10」(상품평 : 쉘(Shell) 회사제의 버스트(verstic) 산 글리시딜 에스테르 500부를 30분 떨어뜨리고 그 후, 2시간동안 연속적으로 뒤섞어서 반응을 종료하였다. 산가(酸價) 55mg KOH/g, 수산기가(水酸基價) 91mg KOH/g 및 수(數)평균 분자량 1250의 양성 이온기 함유 폴리 에스테르 수지를 얻었다.
이 양성 이온기 함유 폴리 에스테르 수지 10부, 탈 이온수 140부, 디메틸 에탄올 아민 1부, 스티렌 50부 및 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 50부를 스테인레스제 비커(beaker) 중에서 격렬하게 뒤섞어서 모노머 현탁액을 조제하였다. 또 아조비스시아노 길초산(吉草酸) 0.5부, 탈이온수 40부 및 디메틸에탄올 아민 0.32부를 혼합하여 개시제 수용액을 조제하였다.
교반 가열 장치, 온도계, 질소 도입관 및 냉각관을 구비한 반응 용기에 상기 양성 이온기 함유 폴리에스테르 수지 5부, 탈이온수 280부 및 디메틸에탄올 아민 0.5부를 속에 넣어 80℃로 온도를 높였다. 여기에서, 모노머 현탁액 251부와 개시제(開始劑) 수용액 40.82부를 동시에 60분에 걸쳐서 떨어뜨리고 60분간 반응을 계속시킨 후, 종료시켰다.
이렇게 하여 얻어진 가교 수지 입자 유상액(emulsion)에 크실렌을 가하고, 감압하에 함께 섞어서 증류에 의해 물을 제거하고 매체를 크실렌으로 치환하여 고형분 함유량이 30%인 가교 수지 입자의 크실렌 용액을 얻었다.
얻어진 가교 수지 입자의 입자 크기 분포를, 레이저 회절식 입자 크기 분포 측정 장치를 사용하여 측정한 바로는 10nm~ 1000nm 의 범위 내의 입자는 전체의 97%였다. 또, 평균 입자 지름은 125nm 였다.
(실시예 1)
이하의 표 1에 도시한 배합비율로, 상기의 가교 수지 입자를 포함한 도료 조성물을 조제하였다.
표 1
(중량부)
열경화성 아크릴 수지 A 25.0
니혼 페인트사제 수지,
GMA/ST/MMA 공중합체,
수 평균 분자량 7500, 고형분 40%
무수 트리메리트산 2.5
제조예의 가교 수지 입자 50.0
고형분 30%
KBM-403 1.0
(신에츠(信越) 실리콘사제,
γ글리시독시프로필트리메톡시실란
프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 21.5
합 계 100.0
얻어진 도료 조성물을 0.7mm 두께의 유리 기판 상에, 스핀 코트에 의해 도포한 후, 클린 오븐(clean oven) 에서 240℃로 120분간 가열하여 경화시켜, 표면에 미세한 요철 형상을 갖는 표면 요철층을 형성하였다. 표면 요철층의 두께는 2.0㎛이고, Rmax는 0.5㎛이었다.
이상과 같이 하여 형성한 표면 요철층 위에, 스퍼터링법으로 반사층인 알루미늄 박막을 형성하였다. 알루미늄 박막의 두께는 0.1㎛이었다.
이상과 같이 하여 형성한 반사판에 대해서, 분광측 색계측기(미놀타사제, CM-1000)에 의해 분광 반사율을 측정한 결과, 반사율은 80%이었다.
(실시예 2)
이하의 표 2 에 도시한 배합 비율로, 상기의 가교 수지 입자를 포함하는 도료 조성물을 조제하였다.
표 2
(중량부)
열경화성 아크릴 수지 B 12.5
니혼 페인트사제 수지,
수산기가=45, 산가=15
수 평균 분자량 18000, 고형분 60%
유반(UBAN) 20N-60 4.2
미쓰이 하츠사제 부틸화 멜라민 수지
고형분 60%
제조예의 가교 수지 입자 30.0
고형분 30%
프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 53.3
합 계 100.0
이상과 같이 하여 얻어진 도료 조성물을 0.7mm 두께의 유리 기판 상에, 스핀 코트에 의해 도포한 후, 클린 오븐(clean oven) 에서 200℃로 120분간 가열하고 경화시켜 표면 요철층을 형성하였다. 표면 요철층의 두께는 1.5㎛이고, Rmax는 0.3㎛이었다.
이상과 같이 하여 형성한 표면 요철층의 위에, 스퍼터링법으로 반사층인 알루미늄 박막을 형성하였다. 알루미늄 박막의 두께는 0.02㎛이었다.
이상과 같이 하여 형성한 반사판에 대해서 분광측 색계측기(미놀타사제, CM-1000)에 의해 분광 반사율을 측정한 결과, 반사율은 50%이었다.
또, 분광 측광 장치 (올림푸스사제, OSP-SP200) 에 의해 투과율을 측정한 결과, 투과율은 10%이었다. 따라서, 본 실시예의 반사판은 반투과 반사형의 액정 표시 장치의 반사판으로 사용할 수 있는 것이다.
(비교예)
가교 수지 입자 대신에, 무기 입자인 실리카 입자(AEROGIL)를 사용하여 아래의 표 3 에 도시한 배합 비율로 도료 조성물을 조제하였다. 또, 사용한 실리카 입자에 대해서 입자 분포를 측정한 바, 10nm~ 1000nm 의 범위 내의 입자는 80%이었다. 또, 평균 입자의 지름은 750nm 이었다.
표 3
(중량부)
열경화성 아크릴 수지 A 25.0
니혼 페인트사제 수지,
GMA/ST/MMA 공중합체,
수 평균 분자량 7500, 고형분 40%
무수 트리메리트산 2.5
아에로질 R812S 15.0
(니혼 아에로질사제 실리카 입자)
KBM-403 1.0
신에츠 실리콘사제,
γ글리시독시프로필트리메톡시실란
프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 56.5
합 계 100.0
이상과 같이 하여 얻어진 비교예의 도료 조성물을, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 유리 기판의 위에 도포하였다. 얻어진 도포막에는 입자가 비정상적인 덩어리가 관찰되고, 균일한 요철면은 얻어지지 않았다. 또, 위의 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 알루미늄 박막을 증착하여 반사판을 제작하고 반사율을 측정한 바는, 반사율은 32%이었다.
본 발명에 의하면, 넓은 시야각으로 밝은 표시를 얻을 수 있다. 또, 간단한 공정으로 효율적으로 반사판을 제조할 수 있다.

Claims (9)

  1. 액정층을 통해서 입사한 빛을 반사판으로 반사하여 화상을 표시하는 반사형 액정 표시 장치에 사용하는 반사판으로서,
    바인더 수지와 가교 수지 입자를 함유하는 도료로부터 형성되는 표면 요철층및 상기 표면 요철층의 요철 형상을 이어받도록 상기 표면 요철층의 위에 설치되는 반사층을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 반사판.
  2. 액정층을 통해서 입사한 빛을 반사판으로 반사하여 화상을 표시하는 반사형 액정 표시 장치에 사용하는 반사판으로서,
    반사층과 상기 반사층의 위에 설치되어, 바인더 수지와 가교 수지 입자를 포함하는 도료로 형성되는 광 확산층을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 반사판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가교 수지 입자는, 10nm~ 1000nm의 입경 범위를 가지는 입자가 90% 이상인 입자 지름 분포를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 반사판.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가교 수지 입자는, 양 이온성기를 분자내에 갖는 모노머를 다가 알콜 성분의 1개로 하여 합성한 유화능을 갖는 수지이고, 중합 개시제의 존재하에 수성 매체중에서 에틸렌성 불포화 모노머를 유화 중합시켜 얻어지는 가교 수지 입자인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 반사판.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    반사층이 금속 박막으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 반사판.
  6. 제 1 항에 기재한 표면 요철층 또는 제 2 항에 기재한 광 확산층을 형성하기 위한 도료 조성물은, 바인더 수지와 가교 수지 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 도료 조성물.
  7. 액정층을 통해서 입사한 빛을 반사판으로 반사하여 화상을 표시하는 반사형 액정 표시 장치에 사용하는 반사판을 제조하는 방법으로서,
    바인더 수지와 가교 수지 입자를 포함하는 도료로 도포하여 표면 요철층을 형성하는 공정 및 상기 표면 요철층 위에 반사층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 반사판의 제조 방법.
  8. 액정층을 통해서 입사한 빛을 반사판으로 반사하여 화상을 표시하는, 반사형 액정 표시 장치에 사용하는 반사판을 제조하는 방법으로서,
    반사층을 형성하는 공정 및
    상기 반사층 위에, 바인더 수지와 가교 수지 입자를 포함하는 도료로 도포하여 광 확산층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 반사판의 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 기재한 반사판, 또는 제 7 항 또는 제 8 항에 기재한 방법에 의해 제조되는 반사판을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
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