KR20070032688A - 광학 필름, 액정 패널 및 액정 표시 장치 - Google Patents

광학 필름, 액정 패널 및 액정 표시 장치 Download PDF

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KR20070032688A
KR20070032688A KR1020067026241A KR20067026241A KR20070032688A KR 20070032688 A KR20070032688 A KR 20070032688A KR 1020067026241 A KR1020067026241 A KR 1020067026241A KR 20067026241 A KR20067026241 A KR 20067026241A KR 20070032688 A KR20070032688 A KR 20070032688A
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마사시 에노모토
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소니 가부시키가이샤
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Abstract

액정(液晶) 패널의 배면(背面; rear surface)에 광을 조사(照射)해서 화면 표시하는 액정 표시 장치(1)는, 광원(光源)(7)으로부터 출사(出射; emit)된 광 중, 액정 패널(2)의 법선 방향(法線方向; normal direction)에 대해서 일정값(一定値; predetermined value) 이상의 각도를 이루는 광을 저감하고, 액정 패널(2)의 법선 방향에 대해서 일정값 미만의 각도를 이루는 광을 액정 패널(2)의 표시면 측에서 확산하는 시야각(視野角) 개선 수단(10)을 구비한다.

Description

광학 필름, 액정 패널 및 액정 표시 장치{OPTICAL FILM, LIQUID CRYSTAL PANEL, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 시야각(視野角)을 개선할 수 있는 광학(光學) 필름, 액정(液晶) 패널 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
근년(近年; 최근)에, 대형의 액정 표시 장치가 TV(Television)용으로서 널리 이용되도록 되고 있다. 도 14는, 종래의 액정 표시 장치(101)의 구성을 도시하는 단면도이다. 도 14에 도시하는 바와 같이, 이 액정 표시 장치(101)는 백라이트(107), 마이크로 렌즈 어레이(108), 편광 선택 투과막(109) 및 액정 패널(102)을 구비한다.
액정 패널(102)은, 스페이서(105)에 의해 소정 간격을 떼어놓고(離; 두고) 대향 배치된 제1 및 제2 기판(103, 104)과, 제1 및 제2 기판(103, 104) 사이에 액정을 주입(注入)해서 이루어지는 액정층(106)을 구비한다. 액정 자체는 유전율(誘電率) 이방성(異方性)을 가지고, 그 분자의 유전율과 전극이 형성하는 전계(電界)와의 상호 작용으로 액정이 구동된다.
제1 기판(103)은, 유리(glass) 기판(121)과, 유리 기판(121)의 한 주면(一主面)에 적층된 투명 전극(122), 배향막(配向膜)(123)과, 유리 기판(121)의 다른 주면(他主面)에 적층된 편광자(偏光子)(편광 필름)(125)를 구비한다. 제2 기판(104)은, 유리 기판(111)과, 유리 기판(111)의 한 주면에 적층된 컬러 필터(112), 투명 전극(113), 배향막(114)과, 유리 기판(111)의 다른 주면에 적층된 편광자(편광 필름)(116)를 구비한다.
이와 같은 구성을 가지는 액정 표시 장치(101)에서는, 우선 백라이트(107)로부터 출사(出射; emit)된 광은, 마이크로 렌즈 어레이(108)에 의해 패널 전면(全面)으로의 지향성이 향상된 후, 편광 선택 투과막(109)에 의해 편광면이 백라이트(107) 측에 있는 편광자(125)에 합치(合致)하도록 통일되고, 편광자(125)를 투과한다. 그리고, 편광자(125)에서 평면 편광으로 된 광은 액정층(106)으로 들어가고, 전기장(電場)에 의해서 제어된 액정의 배향에 의해서 편광면이 제어되고, 컬러 필터(112)를 거쳐서 편광자(116)를 통과한다.
그렇지만, 종래의 액정 표시 장치에서는, 지금까지의 CRT(Cathode-Ray Tube)와 비해, 몇 가지 결점이 지적되고 있다. 그 중의 하나로 시야각의 좁음(狹)이 있다. 상술한 바와 같이, 액정 표시 장치는, 액정층에 인접하는 전극에 의해 액정의 배향 상태를 제어하는 것에 의해, 즉 액정층을 지나는 광의 편광 상태를 제어하는 것에 의해, 표시측 편광판을 지나는 광의 온·오프를 행하는 구성을 가지고 있다.
이 때문에, 굴절률이 액정 분자를 보는 방향에 따라서 달라져 버린다(굴절률 이방성). 즉, 액정층을 통과한 광은 그 각도에 따라 다른(異) 편광 상태를 가지게 되며, 액정 패널을 경사(斜) 방향에서 본 경우에는, 콘트라스트의 저하나 계조의 반전(反轉)을 초래해 버린다.
예를 들면, 노멀리(normally) 블랙 표시의 액정 표시 장치에서 검은 표시(黑表示)하는 경우에는, 액정층의 굴절률 이방성으로 인해 이하와 같은 문제가 생긴다. 즉, 액정 표시 장치를 법선 방향(法線方向; normal direction)에서 본 경우에는 어두운 상태(暗狀態)로 되지만, 경사 방향에서 본 경우에는, 복굴절(複屈折)이 생겨서 편광이 변화해 버린다. 그 결과, 광 누출(漏; leakage)이 생기고, 실제로는 액정 표시 장치가 검게는(흑(黑; black)으로는) 되지 않는다고 하는 문제가 생긴다.
그래서, 종래, 액정 표시 장치의 광시야각(廣視野角)을 개선하기 위해서, <1> 액정 구동 방식에 의한 시야각 개선과, <2> 광학 보상 필름에 의한 시야각 개선이 검토되고 있다.
<1> 액정 구동 방식
액정 구동 방식에는, (a) MVA(Multi-Domain Vertical Alignment) 방식과, (b) IPS(In-Plane Switching) 방식이 있다.
(a) MVA 방식은, 수직 배향 액정의 액정 분자가 쓰러지는(倒) 방향을 각 색 화소마다 복수(複數)의 영역으로 나누는 방식이다. 이 방식에서는, 경사 방향에서 본 경우에 각 영역으로부터의 투과광이 평균되므로 극단적인 계조나 색의 변화를 억제할 수가 있다. (b) IPS 방식은, 화소 전극을 한쪽 기판의 평면 위(上)에 배치하고, 기판에 수평으로 배향한 액정을 면내(面內)에서 회전시키는 방식이다. 이 방식에서는, 액정이 비스듬하게 일어서는(立上; rising) 일이 없기 때문에 양호한 광학 특성(콘트라스트·계조·색조)을 실현할 수가 있다.
<2> 광학 보상 필름
광학 보상 필름에 의한 광시야각화의 방법은, 액정층을 투과한 광을 광각도(廣角度)에서 본 경우에도 등방적(等方的)으로 되도록 부(負)의 1축성(一軸性) 필름(광학 보상 필름 )을 이용하는 방법이다. 도 15는, 광학 보상 필름을 구비한 액정 표시 장치(101)의 구성을 도시하는 단면도이다. 도 15에 도시하는 바와 같이, 액정의 복굴절의 영향을 상쇄(相殺)하기 위해서 편광자(116, 125)와 유리 기판(111, 121) 사이에는 광학 보상 필름(115, 124)이 이용된다.
또, 액정의 복굴절 그 자체의 문제 뿐만이 아니라, 2매의 직교하는 편광자를 경사 방향에서 본 경우에는, 그의 광축이 이루는 각(角)이 90도로부터 어긋나 버리고, 광 누출이 생긴다고 하는 문제도 있다. 이 광 누출을 억제하는 방법으로서, 광축이 필름 면내에 있는 정(正)(부)의 1축성 광학 보상 필름과, 광축이 필름 법선 방향에 있는 정(부)의 1축성 광학 보상 필름을 조합(組合; combine)한 적층체를 사용하는 방법과, 1매의 2축성(二軸性) 광학 보상 필름을 사용하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 아미나카 에이이치로(網中 英一郞), 「일본 화상 학회지」, 2002년, 제41권, 제1호, p.79∼87 참조).
그렇지만, <1> 액정 구동 방식 및 <2> 광학 보상 필름을 단독(單獨)으로 사용한 경우에는, 완전하게는 액정의 굴절률 이방성에 기인하는 문제를 해결할 수 없기 때문에, <1> 액정 구동 방식과 <2> 광학 보상 필름에 의한 보상을 병용(倂用)하 는 것이 일반적이다. 특히, (a) MVA 방식에서는, 완전하게는 액정의 굴절률 이방성으로 생기는 문제를 해결할 수 없기 때문에, (a) MVA 방식과 <2> 광학 보상 필름에 의한 보상을 병용하는 일(경우)이 많다.
그렇지만, <1> 액정 구동 방식과 <2> 광학 보상 필름을 병용해도, 광각도 측에서의 광학 특성(콘트라스트·계조·색조)은 텔레비전 용도(用途)로서는 추장(推奬; recommend)될 것에는 달(達)해 있지 않다(예를 들면, 「닛케이(日經) 마이크로 디바이스」, 2003년, 11월호, p.56∼61 참조). 비교적 시야각 특성이 양호한 IPS 방식에서도, 그의 전극 구조에 기인하는 개구율의 작음(小)으로 인해 고휘도(高輝度)의 액정 표시 장치를 실현하는 것이 곤란한 상황에 있다.
또, 상기 광학 보상 필름을 이용함으로써, 대폭적인 광학 특성의 향상을 달성할 수 있지만, 어떤 일정(一定; predetermined) 배향 상태의 액정에 대한 광학 보상에 불과하며, 구동중인 모든 상태에서 보정할 수 있는 것은 아니다. 또, 이 현상(現象)은 액정이 복굴절성을 가지고, 또 전계에 의해서 구동되는 것에 의해 그의 배향을 바꾼다고 하는 근원적인 문제로 생기고 있기 때문에, 본질적으로 피할 수 없는 것이다.
그래서, 상술한 문제를 해결하기 위해서, 백라이트로부터의 광을 집광(集光)하고 액정 패널중(中)을 곧바로 지나게 하고(통과시키고), 액정 패널 표면에서 확산시키는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 미국 특허 제5396350호 명세서 참조).
그런데, 상술한 방법에서는, 시야각을 넓게 해서 표시 품질을 향상할 수 있지만, 집광 시스템의 구조가 복잡하게 되고, 액정 표시 장치의 두께가 커짐과 동시 에, 대폭적인 코스트업(비용 상승)을 초래해 버린다고 하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 구성의 복잡화 및 코스트의 상승을 초래하는 일없이, 광시야각에서 광학 특성이 뛰어난 광학 필름, 액정 패널 및 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명자는, 종래 기술이 가지는 상술한 과제를 해결하기 위해서 예의(銳意) 검토한 결과, 표시면 측에 있는 편광자를 광각도로 투과한 광학 특성이 나쁜 광을 보아 버리는 것이 문제라고 하는 것을 상기(想起)하기에 이르렀다.
그래서, 표시면 측에 있는 편광자를 광각도로 투과한 광학 특성이 나쁜 광을 보는 것을 어떻게 해서 방지할 수 있는지를 예의 검토했다. 그 결과, 광각도 측으로 새어나오는(누출하는) 광학 특성이 나쁜 광(액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 이상의 각도를 이루는 광)을 저감함과 동시에, 광학 특성이 좋은 광(액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 미만의 각도를 이루는 광)을 산란(散亂)시킴으로써, 광시야각에서 뛰어난 광학 특성(콘트라스트·계조·색조)을 실현할 수 있는 것을 상기하기에 이르렀다. 본 발명은 이상의 검토에 의거해서 안출(案出)된 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 청구의 범위 1에 관련된 발명은, 액정 패널의 배면(背面; rear surface)에 광을 조사(照射)해서 화면 표시하는 액정 표시 장치에 있어서,
광원(光源)으로부터 출사된 광 중, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 이상의 각도를 이루는 광을 저감하고, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 미만의 각도를 이루는 광을 액정 패널 표시면 측에서 확산하는 시야각 개선 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치이다.
상술한 구성을 가지는 액정 표시 장치에서는, 광각도 측으로 새어나오는 광학 특성이 나쁜 광을 저감함과 동시에, 액정 패널 정면(正面; front) 방향의 광학 특성이 좋은 광을 다시(改; again) 산란시킬 수가 있다.
청구의 범위 2에 관련된 발명은, 청구의 범위 1에 기재된 액정 표시 장치에 있어서, 시야각 개선 수단이, 광원으로부터 출사된 광 중, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 이상의 각도를 이루는 광을 저감하는 제한층(制限層)과, 제한층을 투과한 광을 액정 패널의 표시면 측에서 확산하는 광 확산층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성을 가지는 액정 표시 장치에서는, 광각도 측으로 새어나오는 광학 특성이 나쁜 광을 제한층에서 저감하고, 광학 특성이 좋은 광을 광 확산층에서 확산할 수가 있다.
청구의 범위 3에 관련된 발명은, 청구의 범위 2에 기재된 액정 표시 장치에 있어서, 제한층이, 이차원적으로 배열된 장벽(障壁)을 구비하고, 장벽이, 광 흡수성을 가지는 것을 특징으로 한다. 청구항 3에 기재된 액정 표시 장치에서는, 장벽을 규칙적으로 배열하는 것이 바람직하다. 또, 청구항 3에 기재된 액정 표시 장치에서는, 장벽을 전형적(典型的)으로는 액정 패널의 표시면과 직각을 이루도록 배열한다.
상술한 구성을 가지는 액정 표시 장치에서는, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 이상의 각도를 이루는 광을 장벽에서 저감하고, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 미만의 각도를 이루는 광을 광 확산층에서 확산할 수가 있다.
청구의 범위 4에 관련된 발명은, 청구의 범위 2에 기재된 액정 표시 장치에 있어서, 제한층을 투과한 광을 산란하기 위한 미립자(微粒子)가 확산층에 분산되어 있는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성을 가지는 액정 표시 장치에서는, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 이상의 각도를 이루는 광을 장벽에서 저감하고, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 미만의 각도를 이루는 광을 미립자에 의해 확산시킬 수가 있다.
청구의 범위 5에 관련된 발명은, 청구의 범위 1에 기재된 액정 표시 장치에 있어서, 시야각 개선 수단이, 광 흡수성의 장벽이 이차원적으로 배열된 제한층과, 장벽 사이에 만들어진(設; provided; 설치된), 광을 확산하기 위한 광 확산 수단을 구비하고, 액정 패널 전면 측에 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성을 가지는 액정 표시 장치에서는, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 이상의 각도를 이루는 광을 장벽에서 저감하고, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 미만의 각도를 이루는 광을 광 확산 수단에서 확산할 수가 있다.
청구의 범위 6에 관련된 발명은, 청구의 범위 5에 기재된 액정 표시 장치에 있어서, 확산 수단이, 장벽 사이에 분산된 미립자인 것을 특징으로 한다.
상술한 구성을 가지는 액정 표시 장치에서는, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 이상의 각도를 이루는 광을 장벽에서 저감함과 동시에, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 미만의 각도를 이루는 광을 미립자에 의해 확산시킬 수가 있다.
청구의 범위 7에 관련된 발명은, 청구의 범위 5에 기재된 액정 표시 장치에 있어서, 확산 수단이, 장벽 사이에 구비된 렌즈인 것을 특징으로 한다 . 또, 청구의 범위 7에 기재된 액정 표시 장치에서는, 렌즈로서, 오목(凹) 렌즈를 이용하는 것이 바람직하다.
상술한 구성을 가지는 액정 표시 장치에서는, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 이상의 각도를 이루는 광을 장벽에서 저감함과 동시에, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 미만의 각도를 이루는 광을 렌즈에 의해 확산시킬 수가 있다.
청구의 범위 8에 관련된 발명은, 청구의 범위 7에 기재된 액정 표시 장치에 있어서, 미립자를 렌즈내에 분산하는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성을 가지는 액정 표시 장치에서는, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 이상의 각도를 이루는 광을 장벽에서 저감함과 동시에, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 미만의 각도를 이루는 광을 렌즈 및 미립자에 의해 확산시킬 수가 있다.
청구의 범위 9에 관련된 발명은, 액정 패널로부터 출사되는 광 중, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정 이상의 각도를 이루는 광을 저감하는 제한층을 가지는 것을 특징으로 하는 광학 필름이다.
상술한 구성을 가지는 광학 필름에서는, 광각도 측으로 새어나오는 광학 특성이 나쁜 광을 저감할 수가 있다.
청구의 범위 10에 관련된 발명은, 청구의 범위 9에 기재된 광학 필름에 있어서, 제한층을 투과한 광을 확산하는 광 확산층을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성을 가지는 광학 필름에서는, 광각도 측으로 새어나오는 광학 특성이 나쁜 광을 저감한 후, 액정 패널 정면 방향의 광학 특성이 좋은 광을 다시 산란시킬 수가 있다.
청구의 범위 11에 관련된 발명은, 스페이서에 의해 소정 간격을 떼어놓고 대향 배치된 제1 및 제2 기판과,
제1 및 제2 기판 사이에 만들어진 액정층을 구비하고,
제2 기판은,
제1 기판과 대향하는 측에, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정 이상의 각도를 이루는 광을 저감하는 차광막(遮光膜)과,
차광막의 개구 부분에 만들어진 색재막(色材膜)
을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 패널이다.
상술한 구성을 가지는 액정 패널에서는, 광각도 측으로 새어나오는 광학 특성이 나쁜 광을 저감할 수가 있다.
청구의 범위 12에 관련된 발명은, 액정 패널의 배면에 광을 조사해서 화면 표시하는 액정 표시 장치에 있어서,
액정 패널과,
액정 패널의 표시면 측에 만들어진 확산층
을 구비하고,
액정 패널은,
스페이서에 의해 소정 간격을 떼어놓고 대향 배치된 제1 및 제2 기판과,
제1 및 제2 기판 사이에 만들어진 액정층
을 구비하고,
제2 기판은,
제1 기판과 대향하는 측에, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정 이상의 각도를 이루는 광을 저감하는 차광막과,
차광막의 개구 부분에 만들어진 색재막
을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치이다.
상술한 구성을 가지는 액정 표시 장치에서는, 광각도 측으로 새어나오는 광학특성이 나쁜 광을 저감 한 후, 액정 패널 정면 방향의 광학 특성이 좋은 광을 다시 산란시킬 수가 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 광원으로부터 출사된 광 중, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 이상의 각도를 이루는 광을 저감함과 동시에, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 미만의 각도를 이루는 광을 액정 패널 표시면 측에서 확산하므로, 광각도 측으로 새어나오는 광학 특성이 나쁜 광을 저감함과 동시에, 액정 패널 정면 방향의 광학 특성이 좋은 광을 다시 산란시킬 수가 있다. 따라서, 구성의 복잡화 및 코스트의 상승을 초래하는 일없이, 광시야각에서 광학 특성이 뛰어난 액정 표시 장치를 실현할 수가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 액정 표시 장치의 1구성예를 도시하는 단면도,
도 2는 벌집(honeycomb) 구조를 가지는 제한층의 1구조예를 도시하는 상면도 및 사시도,
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 액정 표시 장치의 1구성예를 도시하는 단면도,
도 4는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 액정 표시 장치의 1구성예를 도시하는 단면도,
도 5는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 액정 표시 장치의 1구성예를 도시하는 단면도,
도 6은 샘플 1의 루버 구조를 도시하는 평면도,
도 7은 샘플 2의 루버 구조를 도시하는 평면도,
도 8은 샘플 4의 루버 구조를 도시하는 평면도,
도 9는 평가 패널의 색 온도 분포를 도시하는 그래프,
도 10은 샘플 4의 루버 필름이 만들어진 평가 패널의 색 온도 분포를 도시하는 그래프,
도 11은 샘플 5의 광학 필름이 만들어진 평가 패널의 색 온도 분포를 도시하 는 그래프,
도 12는 콘트라스트의 측정 결과를 도시하는 그래프,
도 13은, 콘트라스트의 측정 결과를 도시하는 그래프,
도 14는 종래의 액정 표시 장치의 구성을 도시하는 단면도,
도 15는 종래의 액정 표시 장치의 구성을 도시하는 단면도.
<부호의 설명>
1: 액정 표시 장치, 2: 액정 패널, 3: 제1 기판, 4: 제2 기판, 5: 스페이서, 6: 액정, 7: 백라이트, 8: 마이크로 렌즈 어레이, 9: 편광 선택 투과막, 10: 시야각 개선 수단, 11, 21: 유리 기판, 12: 컬러 필름, 13, 22: 투명 전극, 14, 23: 배향막, 15, 24: 광학 보상 필름, 16, 25: 편광자, 31: 제한층, 32: 광 확산층, 101: 액정 표시 장치, 102: 액정 패널, 103: 제1 기판, 104: 제2 기판, 105: 스페이서, 106: 액정층, 107: 백라이트, 108: 마이크로 렌즈 어레이, 109: 편광 선택 투과막, 111, 121: 유리 기판, 112: 컬러 필름, 113, 122: 투명 전극, 114, 123: 배향막, 116, 125: 편광자.
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 실시형태의 모든 도면(全圖)에서는, 동일 또는 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙인다.
<1> 액정 표시 장치(1)의 구성
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 액정 표시 장치(1)의 1구성예를 도시하는 단면도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 이 액정 표시 장치(1)는, 소위(所謂) 투과형 액정 표시 장치로서, 백라이트(광원)(7), 마이크로 렌즈 어레이(8), 편광 선택 투과막(9), 액정 패널(2) 및 시야각 개선 수단(10)을 구비한다. 또한, 이하에서는, 액정 표시 장치(1)의 표시 화면으로 되는 측을 표시면 측이라고 칭(稱)하고, 그것과는 반대의 측을 배면 측이라고 칭한다. 또, 광 L1은, 마이크로 렌즈 어레이(8)에 의해 조려지는(絞; forced; 수속되는) 광을 나타낸다. 광 L2는, 제한층(31)에 의해 제한되지 않고 투과하는 광을 나타낸다. 광 L3은, 제한층(31)에 의해 흡수되고 투과가 제한되는 광을 나타낸다.
본 발명은, 여러 가지 방식의 액정 표시 장치(1)에 이용할 수 있지만, 효과의 크기의 점에서 보면, 특히, 개구부가 크고 고휘도인 패널이 얻어지기 쉬운 TN(Twisted Nematic) 방식 또는 VA(Vertical Alignment) 방식의 액정 표시 장치에 적용하는 것이 바람직하다.
백라이트(7)는, 예를 들면 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp) 또는 LED(Light Emitting Diode)이며, 액정 패널(2) 바로아래(直下)에 배치되어 있다. 여기에서는, 액정 패널(2) 바로아래에 백라이트(7)를 배치하는 방식(직하식(直下式))인 경우를 예로서 나타내지만, 백라이트의 방식은 이 예에 한정되는 것은 아니며, 액정 패널(2)의 일단측(에지 측)에 냉음극관 또는 LED 등의 백라이트(7)를 배치하고, 이 백라이트(7)로부터의 광을 도광판(導光板)을 거쳐서 액정 패널(2) 전면으로 널리 퍼지게 하는 방식(에지식)을 이용해도 좋다. 또한, 액정 패널(2)이 텔레비전 용도 등의 대형 액정 패널인 경우에는, 백라이트를 직하식으로 하는 것이 바람직하다.
마이크로 렌즈 어레이(8)는, 패널 전면으로의 광의 지향성을 향상시키기 위한 것이다. 편광 선택 투과막(9)은, 편광면이 액정 패널(2)의 백라이트(7) 측에 있는 편광자(25)에 합치하도록 통일시키기 위한 것이다.
액정 패널(2)은, 스페이서(5)에 의해 소정 간격을 떼어놓고 대향 배치된 제1 및 제2 기판(3, 4)과, 제1 및 제2 기판(3, 4) 사이에 액정을 주입해서 이루어지는 액정층(6)을 구비한다. 스페이서(5)는, 제1 및 제2 기판(3, 4) 사이를 소정 거리 보존유지(保持; hold, keep)하기 위한 것이다. 액정층(6)을 구성하는 액정은, 예를 들면 네마틱 액정이며, 투명 전극(13, 22) 사이에 인가(印加)된 전압에 따라서 그의 배열을 변화시킨다.
제1 기판(3)은, 유리 기판(21)과, 유리 기판(21)의 한 주면에 적층된 투명 전극(22), 배향막(23)과, 유리 기판(21)의 다른 주면에 적층된 광학 보상 필름(24), 편광자(편광 필름)(25)를 구비한다. 제2 기판(4)은, 유리 기판(11)과, 유리 기판(11)의 한 주면에 적층된 컬러 필터(12), 투명 전극(13), 배향막(14)과, 유리 기판(11)의 다른 주면에 적층된 광학 보상 필름(15), 편광자(편광 필름)(16)를 구비한다.
투명 전극(13, 22)은, 예를 들면 인듐과 주석과의 합금 산화물(ITO: Indium Tin Oxide)이다. 배향막(14, 23)은, 액정 분자를 일정 방향으로 늘어놓기(竝; align, arrange) 위한 막이며, 예를 들면 폴리이미드 등의 고분자(高分子)로 구성된다.
컬러 필터(12)는, 컬러 표시를 하기 위한 것이며, 유리 기판(11)의 한 주면에, 매트릭스 모양(狀)으로 패터닝된 차광막(블랙 매트릭스)과, 이 차광막의 개구 부분, 즉 화소로 되는 부분에 대응해서 배열된 R(적(赤)), G(녹(綠)), B(청(靑))의 각 요소(要素)와, 차광막 및 각 요소를 보호하는 보호막을 구비한다. 각 화소는, R(적), G(녹), B(청)의 3개의 서브화소로 이루어지고,그 서브 화소의 사이즈는 화면 사이즈와 화소수에 의하지만, 예를 들면 대략 수십 미크론(30∼90㎛)이다.
광학 보상 필름(15, 24)은, 액정 패널(2)의 표시면 측 및 배면 측의 양쪽에 배치되어 있다. 이 광학 보상 필름(15, 24)은, 굴절률을 보상하기 위한 필름이며, 예를 들면 광학적으로 부(負)의 1축성 화합물을, 배향 각도가 두께 방향으로 연속적으로 변화하도록 배열해서 이루어지는 필름이다. 구체적으로는, 예를 들면 지지체와, 이 지지체 위에 마련한 배향막과, 그 위에 부의 1축성 화합물인 원반모양(圓盤狀) 화합물을 하이브리드 배향시킨 광학 이방성 층으로 구성된다. 원반모양 화합물로서는, 예를 들면 디스코틱(discotic) 액정 타입의 화합물을 사용할 수 있다.
편광자(16, 25)는, 입사(入射)하는 광 중 직교하는 편광 성분의 한쪽만을 통과시키고, 다른쪽을 흡수 또는 반사하는 필름이며, 예를 들면 광학 보상 필름(15, 24) 위에 투과축이 서로 직교하도록 해서 배치된다.
시야각 개선 수단(10)은, 액정 패널(2)의 법선 방향에 대해서 일정값 이상의 각도를 이루는 광을 저감하는 제한층(31)과, 제한층(31)을 투과한 광을 효율좋게 확산하는 광 확산층(32)으로 구성된다. 제한층(31)은, 광 확산층(32)으로부터 떼어놓아서(거리를 벌리고) 배치해도 좋지만, 광 확산층(32) 근방에 배치하는 것이 바람직하고, 예를 들면 제한층(31)을 광 확산층(32)의 배면 측과 접하도록 해서 배치한다. 또, 광선의 각도 제어의 관점에서 보면, 제한층(31)은 편광자(16)의 표시면측 근방 또는 배면측 근방에 배치하는 것이 바람직하고, 예를 들면 제한층(31)을 편광자(16)의 표시면 측 또는 배면 측에 접하도록 배치한다. 또, 편광자(16) 위에 제한층(31)을 적층하는 것이 제조 공정상 용이하기 때문에, 제조 공정의 간편함을 고려하면, 편광자(16)의 표시면 측에 제한층(31)을 만드는 것이 바람직하다.
제한층(31)은, 광 투과성을 가지는 재료로 이루어지는 광 투과층 내에, 소정 구조의 장벽을, 면내 방향으로 이차원적으로 규칙적으로 배열해서 구성된다. 또, 규칙적으로 배열되는 장벽은, 액정 패널의 표시면과 직각을 이루도록 배열된다. 면내 방향으로 규칙적으로 배열되는 장벽의 형상(形狀)은, 이차원 평면을 채울(埋; fill, bury, embed; 메울) 수 있는 것이면 좋고 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 삼각형, 사각형 혹은 육각형 등의 다각형, 원형 모양 또는 타원형 모양 중의 하나, 또는 그들의 조합으로 구성된다. 이하에서는, 장벽과 그 장벽으로 둘러싸인 부분의 하나를 셀이라고 칭한다. 또한, 셀 내부, 즉 장벽으로 둘러싸인 부분을, 중공 모양(中空狀)으로 하도록 해도 좋다.
광 투과성의 재료로서는, 상술한 구조 및 성질을 실현할 수 있는 것이면 좋고, 특히 재료는 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 여러 가지 광학용 플라스틱, 유리(스핀 온 글라스(spin-on glass)를 포함한다) 등을 사용할 수가 있다.
장벽은, 광 흡수성 또는 광 불투과성(不透過性)을 가진다. 장벽의 두께는 예를 들면 균일하며, 장벽의 높이, 즉 제한층(31)의 두께는, 예를 들면 균일하다.
장벽을 구성하는 재료는, 광 흡수성 또는 광 불투과성을 가지는 것이면 특히 한정되지 않고, 예를 들면 흑색(黑色) 도료, 카본 분말, 반사율이 높지 않은 금속의 증착막 또는 넓은 광 흡수성을 나타내는 나노 미립자(微粒子) 등을 사용할 수 있다.
제한층(31)에 의해 투과가 제한되는 광은, 마이크로 렌즈 어레이(8)에 의한 광의 집광 각도에 따라서 규정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 마이크로 렌즈 어레이(8)에 의한 집광 각도 이상의 각도를 이루고서 제한층(31)에 입사하는 광을 제한층(31)에서 제한하도록 한다. 보다 구체적으로는, 예를 들면 마이크로 렌즈 어레이(8)에 의해 액정층(6)에 입사하는 광을 액정 패널(2)의 법선 방향에 대해서 약 ±45도의 범위 내로 조르는 경우에는, 액정 패널(2)의 법선 방향에 대해서 ±45도 이상의 각도를 이루는 광을 제한층(31)에서 저감하는 것이 바람직하다. 이와 같이 제한층(31)에 의해 투과하는 광을 제한하는 것에 의해, 대폭적인 광량(光量) 저하를 억제할 수가 있다. 제한층(31)의 입사 제한 각도를 크게 하면, 광학 특성을 개선할 수 있지만, 휘도가 저하하기 때문에, 백라이트(7)의 성능과 소망(所望; desired)의 표시 품질을 고려하면서 입사 제한 각도를 조정하는 것이 바람직하다.
개개의 셀의 사이즈는, 광선의 입사각을 제한할 수 있는 범위 내에서 자유롭게 설계할 수가 있다. 다만, 액정 패널(2)의 서브 화소의 크기가 수십 미크론(30 ∼90㎛)인 것을 고려하면, 므와레를 발생시키지 않기 위해서는, 셀의 사이즈는, 서브 화소 크기의 절반(半分)부터, 서브 화소 크기보다 1자리수(桁) 작은 크기까지의 범위로 하는 것이 바람직하고, 예를 들면 3∼45㎛의 범위이다.
제한층(31) 의 두께는, 투과를 제한하는 광의 입사 각도를 만족시키도록, 패턴의 크기로 계산해서 설계할 수가 있다. 예를 들면, 액정 패널(2)의 법선 방향에 대해서 ±45도 이상의 각도를 이루는 광을 저감하고 싶은 경우에는, 셀의 개구 폭을 5미크론으로 설정하고, 제한층(31)의 두께(셀의 높이)를 5미크론으로 설정한다.
광 확산층(32)은 얇으면 충분히 광을 산란할 수 없어 시야각 특성이 나빠지고, 너무 두꺼우면 인접하는 셀의 색의 혼색(混色)이나 검은 표시의 흰색 흐릿해짐(white blurring)이 생겨 버린다. 따라서, 광 확산의 성능과 소망의 표시 품질에 따라서, 시야각을 우선시킬지, 클리어함(깨끗함, 선명함)을 우선시킬지에 따라서, 광 확산층(32)의 막두께(膜厚)를 설정한다. 이들 점을 고려하면, 광 확산층(32)의 두께는, 예를 들면 10㎚∼200㎛, 바람직하게는 광의 파장 정도인 0.5㎛∼100㎛, 보다 바람직하게는 1㎛∼50㎛이다.
도 2의 (a)는, 벌집(honeycomb) 구조를 가지는 제한층(31)의 1구조예를 도시하는 상면도이다. 도 2의 (b)는, 벌집(honeycomb) 구조를 가지는 제한층(31)의 1구조예를 도시하는 사시도이다. 도 2의 (a) 및 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 벌집 구조는, 제한층(31)의 면내 방향으로 6각형 모양의 장벽을 균일하게 벌(蜂)의 집모양(巢狀)으로 배열해서 구성된다. 장벽에 의해 둘러싸인 셀내는, 광 투과성을 가진다. 액정 패널의 법선 방향에 대해서 ±45도 이상을 이루는 광을 저감하는 경 우에는, 예를 들면 제한층(31)의 두께(셀의 높이)와, 셀의 개구폭이 같은(同) 정도로 되도록 설정한다. 보다 구체적으로는, 예를 들면 제한층(31)의 두께(셀의 높이)를 3∼45㎛, 구체적으로는 예를 들면 5㎛로 설정하고, 셀의 개구폭을 3∼45㎛, 구체적으로는 예를 들면 5㎛로 설정한다.
또한, 광 산란성을 가지는 재료에 의해 장벽을 구성하는 것도 가능하지만, 표시 품질을 고려하면, 광 흡수성의 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 또, 광 투과성 부분과 굴절률이 다른 미립자 등을 장벽에 보충하도록 해도 좋다. 또, 고출력 레이저를 이용해서 예를 들면 유리판 등의 광 투과층 중에 직접 장벽을 형성하도록 해도 좋다.
광 확산층(32)은, 제한층(31)의 표시면 측으로 되는 측의 면에 배치되고, 제한층(31)을 투과한 조사광을 확산 출사한다. 광 확산층(32)으로서는, 종래 공지의 것을 채용할 수 있다. 예를 들면, 미립자(비즈)와, 이 미립자 사이의 틈새(隙間; gap, clearance)를 채우는(메우는) 충전제(充塡劑)로 구성된다. 또, 미립자로서는, 산화 티탄 또는 황산 바륨과 같은 무기(無機) 미립자를 이용해도 좋다. 광 확산층(32)을 구성하는 재료는, 상술한 구조 및 성질을 가지면 좋고, 특히 재료는 한정되지 않지만, 예를 들면 여러 가지 광학용 플라스틱, 유리(스핀 온 글라스를 포함한다) 등을 사용할 수 있다.
<2> 시야각 개선 수단(10)의 제조 방법
다음에, 상술한 구성을 가지는 시야각 개선 수단(10)의 제조 방법의 1예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 패터닝으로서는, 예를 들면 종래의 반도 체 기술(리소그래피 기술)에서 사용되고 있는 공지의 방법을 이용할 수 있다.
우선, 투명성을 가지는 시판(市販)의 자외선 경화성 수지(樹脂)(이하, UV 경화성 수지)에 대해서, 예를 들면 굴절률이 다른 미립자 폴리머(예를 들면, 세키스이 화성품 공업 주식회사(積水化成品工業株式會社; Sekisui Plastics Co., Ltd.)제(製) 테크폴리머)를 혼합한다. 그리고, 이 재료를, 예를 들면 막두께 100㎜를 가지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 위에 도포(塗布)해서, 질소하(窒素下)에서 자외광(紫外光)을 조사해서 경화시킨다. 이것에 의해, 예를 들면 두께가 5㎛의 두께를 가지는 광 확산층(32)을 얻는다.
다음에, 광 확산층(22)에, 광 투과성을 가지는 UV 경화성 수지를 도포해서, 예를 들면 두께 5㎛를 가지는 투명 UV 경화성 수지층을 얻는다. 그리고, 이 투명 UV 경화성 수지 위에, 예를 들면 도 2에 도시하는 벌집 구조에 대응한 패턴을 가지는 포토마스크를 적층하고, 질소하에서 자외광을 조사한다. 그리고, 포토마스크에 의해 가교(架橋)되지 않은 부분을 용제(溶劑)에 의해 제거한다.
다음에, 이 필름에 아크릴 수지에 카본을 분산한 흑색 도료(塗料)의 페이스트를 스퀴지(sqeeze; 압착)로 패턴의 깊숙한 곳(奧; deeper, remote, rear)까지 흑색 도료가 널리 퍼지도록 도포한다. 그리고, 도료의 건조 후, 표면에 잔존하는 도료를 걸레(waste)로 닦아내고, 제한층(31)과 광 확산층(32)의 적층체를 얻는다. 또한, 흑색 도료로서는 시판의 것을 이용할 수도 있다. 또, 흑색 도료로서는, 경화성 및 비경화성의 어느 쪽의 것도 사용할 수가 있지만, 경화성의 것을 사용하는 경우에는 건조해서 여분의 도료를 닦아낸 후에 경화시키는 것이 바람직하다.
<3> 액정 표시 장치(1)의 표시 동작
다음에, 상술한 구성을 가지는 액정 표시 장치(1)의 표시 동작에 대해 설명한다.
우선, 백라이트(7)로부터 출사된 광은, 마이크로 렌즈 어레이(8)에 의해 패널 전면으로의 지향성이 향상된 후, 편광 선택 투과막(9)에 의해 편광면이 백라이트(7) 측에 있는 편광자(16)에 합치하도록 통일되고, 편광자(25)를 투과한다.
다음에, 편광자(25)에서 평면 편광으로 된 광은 액정층(6)으로 들어가고, 전기장에 의해서 제어된 액정의 배향에 의해서 편광면이 제어된다. 이것에 의해, 액정 패널(2) 상면의 편광자(16)를 통과하는 광량이 제어된다. 그리고, 컬러 필터(12)를 투과한 광은, 광학 보상 필름(15)에 의해 굴절률이 보상되고, 편광자(16)를 통과한다. 그 후, 액정 패널(2)의 법선 방향에 대해서 일정값 이상의 각도를 이루는 광이 제한층(31)에서 저감되고, 저감층(31) 을 투과한 광이 광 확산층(32)에서 확산된다.
본 발명의 제1 실시형태에 따르면 이하의 효과를 얻을 수가 있다.
매우 간편한 방법으로, 광 시야각과 양호한 광학 특성(콘트라스트·계조·색조)을 실현할 수 있다. 또, 광학 보정 필름을 몇 매나 적층할 필요가 없어짐으로써 코스트를 저하시킬 수 있고, 또 광축을 맞추어서 광학 보정 필름을 붙일(貼合; bond; 접합할, 접착할) 필요도 없어지므로 생산 효율을 대폭 향상할 수 있다.
본 발명을 이용하는 경우, 종래의 광 시야각의 광학 보상 필름은 필요없어지기 때문에, 광학 보상 필름을 줄일 수 있으므로, 화면의 휘도를 올리는 것이 가능 하게 된다. 입사각 제한 내에서 특성이 합치한 광학 보상 필름(15, 24)을 이용함으로써 더욱더 광학 특성을 올릴 수가 있다. 이 경우, 종래의 광 시야각의 광학 보상 필름보다도 좁은 각도로 특화(特化)한 광학 보상을 고려하면 좋으므로, 광학 보상 필름의 간소화 또는 고성능화가 용이해진다고 하는 이점이 있다.
다음에, 본 발명의 제2 실시형태에 대해서 설명한다.
도 3은, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 액정 표시 장치(1)의 1구성예를 도시하는 단면이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 이 액정 표시 장치(1)에서는, 시야각 개선 수단(10)이, 기본 구조로 되는 장벽을 이차원적으로 배열해서 구성된 제한층과, 장벽 사이에 분산된 미립자를 구비한다.
이 이외의 것은 상술한 제1 실시형태와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
다음에, 본 발명의 제3 실시형태에 대해서 설명한다.
도 4는, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 액정 표시 장치(1)의 1구성예를 도시하는 단면도이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 이 액정 표시 장치(1)에서는, 시야각 개선 수단(10)이, 기본 구조로 되는 장벽을 이차원적으로 배열해서 구성된 제한층(31)과, 기본 구조로 되는 셀의 표시면 측에 형성된 오목 렌즈(33)를 구비한다. 또, 오목 렌즈(33) 내에는, 제한층(31)을 투과하는 광을 산란하기 위한 미립자를 분산시키도록 해도 좋다. 이 경우, 오목 렌즈(33)에서의 확산의 효과를 더욱더 높일 수가 있다.
이 이외의 것은 상술한 제1 실시형태와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
다음에, 본 발명의 제4 실시형태에 대해서 설명한다.
도 5는, 본 발명의 제4 실시형태에 따른 액정 표시 장치(1)의 1구성예를 도시하는 단면도이다. 액정 패널(2)의 앞면(前面; front surface)에는, 광 확산층(32)만이 설치된다. 유리 기판(11)의 한 주면에 만들어진 차광막은, 콘트라스트의 향상, 색재(色材)의 혼색 방지 및 TFT(Thin Film Transistor)의 a-Si막에 대한 차광이라고 하는 종래의 차광막 기능에 더하여, 액정 패널(2)의 법선 방향에 대해서 일정 이상의 각도를 이루는 광을 저감하는 기능을 더 가진다. 차광층의 두께는, 제한하는 광의 입사 각도에 따라서 선택되며, 예를 들면 3∼45㎛, 구체적으로는 예를 들면 5㎛로 선택된다.
이 이외의 것은, 상술한 제1 실시형태와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하겠지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
샘플 1
PMMA(폴리메틸메타크릴레이트) 필름을 직접 가공해서, 격자 모양(格子狀)의 홈(溝) 패턴을 형성해서 루버 필름을 얻었다(도 6 참조). 또한, 이 홈의 폭은 약 5㎛, 깊이(深)는 20㎚로 하고, 개구부로 되는 정방형 모양 패턴의 1변은 약 22㎛로 하고, 개구율은 66.3%로 했다.
샘플 2
우선, 샘플 1과 마찬가지로 해서 루버 필름을 얻었다. 그리고, 루버 필름 위에 카본 페이스트를 도포·건조한 후, 표면에 부착한 여분(餘分)의 카본 페이스트를 닦아냈다. 이것에 의해, 카본 페이스트가 홈에 매립(埋入; fill, bury, embed; 채워넣음)된 루버 필름을 얻었다(도 7 참조).
샘플 3
우선, 샘플 2와 마찬가지로 해서, 카본 페이스트가 홈에 매립된(채워넣어진) 필름을 얻었다. 그리고, 이 루버 필름 위에, 전광(全光) 투과율 91.5%, 헤이즈값 41.0의 시판의 확산 필름을 붙여서 광학 필름을 얻었다.
샘플 4
우선, 샘플 1과 마찬가지로 해서 루버 필름을 얻었다. 그리고, 루버 필름 위에 알루미늄을 증착한 후, 표면에 증착된 알루미늄을, 에탄올을 포함시킨 부직포(不織布)로 닦아냈다. 이것에 의해, 알루미늄이 홈에 매립된 루버 필름을 얻었다(도 8 참조).
샘플 5
우선, 샘플 4와 마찬가지로 해서, 알루미늄이 홈에 매립된 루버 필름을 얻었다. 그리고, 이 루버 필름 위에, 전광 투과율 91.5%, 헤이즈값 41.0의 시판의 확산 필름을 붙여서 광학 필름을 얻었다.
투과율·헤이즈값 측정
다음에, 상술한 바와 같이 해서 얻어진 샘플 1∼5의 전광 투과율(τt), 확산 투과율(τd), 헤이즈값(H)을 측정했다. 측정에는, 헤이즈미터(무라카미(村上) 색채 HM-150)를 이용했다.
표 1에는, 전광 투과율(τt), 확산 투과율(τd), 헤이즈값(H)의 측정 결과를 나타낸다. 또한, 표 1 중에는, 시판의 확산 필름의 전광 투과율(τt), 확산 투과율(τd), 헤이즈값(H)도 비교를 위해서 나타낸다.
[표 1]
Figure 112006092363711-PCT00001
표 1로부터 이하의 것을 알 수 있다. 카본 페이스트를 홈에 매립한(채워넣은) 샘플 2는 전광 투과율(61.1%)이 개구율(66. 3%)과 거의 똑같고(等), 설계대로 광을 제한하고 있다. 한편, 알루미늄 증착한 샘플 4는, 전광투과율, 확산 투과율 모두 증가하고 있지만, 이것은 알루미늄막으로부터의 반사 때문이라고 생각된다.
콘트라스트·색도(色度) 분포 측정
다음에, 샘플 4 및 샘플 5의 필름을 각각 평가 패널에 대해서 만들어서, EDLIM Ezcontrast88을 이용하여 콘트라스트·색도 분포의 측정을 행했다. 또한, 평가 패널로서는, Samsung사제(社製) PVA 액정 패널의 편광판을 일단(一旦) 박리(剝離)하고, 광학 보상층이 없는 편광판을 새롭게 첨부한 것을 이용했다.
도 9에는, 평가 패널의 색 온도 분포를 도시한다. 도 10에는, 샘플 4의 루버 필름이 만들어진 평가 패널의 색 온도 분포를 도시한다. 도 11에는, 샘플 5의 광학 필름이 만들어진 평가 패널의 색 온도 분포를 도시한다.
도 9∼도 11로부터 이하의 것을 알 수 있다. 즉, 루버 필름의 도입으로, 광각도 측에서의 백화 현상(白拔; decolorization)이 억제되고 있는 것을 알 수 있다. 또, 확산 필름은 컷(cut)된 광을 확산할 뿐이므로, 색도 분포는 변화하지 않는 것을 알 수 있다.
도 12 및 도 13은, 콘트라스트의 측정 결과를 도시하는 그래프이다.
도 13은, 콘트라스트의 틀림(違; difference; 차이)를 보다 명확하게 나타내기 위해서, 시야각 30도, 40도, 50도 및 60도에서의 콘트라스트를 막대(棒) 그래프에 의해 도시한 것이다.
크로스니콜 상태의 편광판의 45도 방향은 가장 콘트라스트가 저하한다. 이 방향을 따른 시야각에서의 콘트라스트의 변화를 측정한 결과가 도 12 및 도 13이다. 고각도(高角度) 측으로 갈수록, 루버 필름에 의한 콘트라스트 효과가 커지고 있는 것을 알 수 있다. 루버 필름을 이용하지 않을 때에 비해, 시야각 30도에서 약 17%, 시야각 40도에서 약 43%, 시야각 50도에서 약 66%, 시야각 60도에서 87%의 개선 효과가 있다.
이상의 결과로부터, 본 발명이 적용된 루버 필름은, 시야각의 개선 방법으로서 유효하다는 것을 알 수 있다. 또, 루버의 형상이나 개구율 등에 개량을 가(加)하는 것에 의해, 시야각의 개선을 더욱더 기대할 수 있다고 생각된다.
이상, 본 발명의 제1∼제4 실시형태에 대해서 구체적으로 설명했지만, 본 발 명은 상술한 제1∼제4 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 의거하는 각종 변형이 가능하다.
예를 들면, 상술한 제1∼제4 실시형태에서 든 수치는 어디까지나 예에 불과하며, 필요에 따라서 이것과 다른 수치를 이용해도 좋다.
또, 상술한 제1∼제4 실시형태에서, 제한층(31) 또는 차광막의 두께는, 목적에 따라서 액정 패널(2)의 면내 방향에서 변화시켜도 좋다. 예를 들면, 액정 패널(2)의 중앙에서 측방(側方)으로 향함에 따라서 제한층(31) 또는 차광층의 두께가 두꺼워지도록 변화시켜도 좋다. 이것에 의해, 예를 들면 대화면(大畵面) 액정 패널을 보는 경우에 화면 각처(各所)에 대한 시야각 차(差)에 따라서 입사광을 제한할 수 있으며, 사용 용도에 적합한 시야각과 표시 품질을 가지는 액정 패널을 얻을 수가 있다.
또, 상술한 제1∼제3 실시형태에서, 시야각 개선 수단(10)이 얇아서 자기 지지막(自己支持膜)을 얻기 어려운 경우에는, 투명 지지체(유리판, 플라스틱 필름 등) 위에 시야각 개선 수단(10)을 형성해도 좋다. 또, 편광자(16) 위에 시야각 개선 수단을 형성하도록 해도 좋다. 이 경우, 편광자(16)에 대해서 큰 영향을 미치는 일이 없는 프로세스를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 시야각을 개선할 수 있는 광학 필름, 액정 패널 및 액정 표시 장치에 관한 기술분야 등에서 이용가능하다.

Claims (12)

  1. 액정(液晶) 패널의 배면(背面; rear surface)에 광을 조사(照射)해서 화면 표시하는 액정 표시 장치에 있어서,
    광원(光源)으로부터 출사(出射; emit)된 광 중, 액정 패널의 법선 방향(法線方向; normal direction)에 대해서 일정값(一定値; predetermined value) 이상의 각도를 이루는 광을 저감함과 동시에, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 미만의 각도를 이루는 광을 액정 패널 표시면 측에서 확산하는 시야각(視野角) 개선 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시야각 개선 수단은,
    광원으로부터 출사된 광 중, 상기 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정값 이상의 각도를 이루는 광을 저감하는 제한층(制限層)과,
    상기 제한층을 투과한 광을 상기 액정 패널의 표시면 측에서 확산하는 광 확산층
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제한층은, 이차원적으로 배열된 장벽(障壁)을 구비하고,
    상기 장벽은 광 흡수성을 가지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 확산층에는, 상기 제한층을 투과한 광을 산란(散亂)하기 위한 미립자(微粒子)가 분산되어 있는 것을 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 시야각 개선 수단은,
    광 흡수성의 장벽이 이차원적으로 배열된 제한층과,
    상기 장벽 사이에 만들어진(設; provided; 설치된), 광을 확산하기 위한 확산 수단
    을 구비하고,
    상기 시야각 제한 수단은 액정 패널 전면(全面) 측에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 확산 수단이, 상기 장벽 사이에 분산된 미립자인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 확산 수단이, 상기 장벽 사이에 구비된 렌즈인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 렌즈 내에는, 광을 확산하기 위한 미립자가 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 액정 패널로부터 출사되는 광 중, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정 이상의 각도를 이루는 광을 저감하는 제한층을 가지는 것을 특징으로 하는 광학(光學) 필름.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제한층을 투과한 광을 확산하는 광 확산층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  11. 스페이서에 의해 소정 간격을 떼어놓고(離; 두고) 대향 배치된 제1 및 제2 기판과,
    상기 제1 및 제2 기판 사이에 만들어진 액정층
    을 구비하고,
    상기 제2 기판은,
    상기 제1 기판과 대향하는 측에, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정 이상의 각도를 이루는 광을 저감하는 차광막(遮光膜)과,
    상기 차광막의 개구 부분에 만들어진 색재막(色材膜)
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 패널.
  12. 액정 패널의 배면에 광을 조사해서 화면 표시하는 액정 표시 장치에 있어서,
    액정 패널과,
    상기 액정 패널의 표시면 측에 만들어진 확산층
    을 구비하고,
    상기 액정 패널은,
    스페이서에 의해 소정 간격을 떼어놓고 대향 배치된 제1 및 제2 기판과,
    상기 제1 및 제2 기판 사이에 만들어진 액정층
    을 구비하고,
    상기 제2 기판은,
    상기 제1 기판과 대향하는 측에, 액정 패널의 법선 방향에 대해서 일정 이상의 각도를 이루는 광을 저감하는 차광막과,
    상기 차광막의 개구 부분에 만들어진 색재막
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009070389A2 (en) * 2007-11-26 2009-06-04 3M Innovative Properties Company Optical system with high contrast
US8405895B2 (en) 2007-11-26 2013-03-26 3M Innovative Properties Company Optical system with high contrast
KR101876659B1 (ko) * 2014-02-21 2018-07-09 코니카 미놀타 가부시키가이샤 표시 장치
KR20190043900A (ko) * 2017-10-19 2019-04-29 삼성전자주식회사 디스플레이 장치

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100410761C (zh) * 2006-06-12 2008-08-13 宁波思达利光电科技有限公司 用于液晶显示器的光学模块及液晶显示器
JP5233104B2 (ja) * 2006-09-27 2013-07-10 凸版印刷株式会社 拡散体及びこれを備える拡散フィルム及び偏光フィルム並びに液晶映像表示装置
JP2008089728A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Nec Lcd Technologies Ltd 光学素子、それを用いた照明装置、表示装置、および電子機器
JP4924941B2 (ja) * 2006-10-13 2012-04-25 Ｎｌｔテクノロジー株式会社 光学素子、照明光学装置、表示装置および電子機器。
WO2008114924A1 (en) * 2007-03-16 2008-09-25 Lg Electronics Inc. Optical film and display device having the same
JP5298587B2 (ja) * 2008-03-24 2013-09-25 凸版印刷株式会社 液晶表示装置
JP2010015038A (ja) * 2008-07-04 2010-01-21 Nitto Denko Corp 液晶表示装置
TWI485466B (zh) * 2009-03-27 2015-05-21 Nitto Denko Corp 液晶顯示裝置
CN101989007B (zh) * 2009-08-06 2012-12-12 北京京东方光电科技有限公司 彩膜基板及其制造方法
US8804067B2 (en) * 2011-05-02 2014-08-12 Au Optronics Corporation Display device
JP2013044899A (ja) * 2011-08-24 2013-03-04 Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd 液晶表示装置
US9285513B2 (en) * 2011-11-21 2016-03-15 Innolux Corporation Display apparatus with symmetric diffusion film
WO2013187058A1 (ja) * 2012-06-13 2013-12-19 シチズン電子株式会社 面状照明装置及び面状照明装置を有する表示装置
CN102879944A (zh) * 2012-09-19 2013-01-16 京东方科技集团股份有限公司 一种液晶显示面板及其制造方法、显示装置
TWI484252B (zh) * 2013-02-25 2015-05-11 Benq Materials Corp 防窺裝置
WO2015121398A1 (de) * 2014-02-17 2015-08-20 Sioptica Gmbh Schaltbare beleuchtungseinrichtung und deren verwendung
CN106632883B (zh) * 2016-10-19 2020-12-29 天津佳视智晶光电科技有限公司 一种视角可切换智能显示膜的制备方法
US20190258097A1 (en) * 2016-10-19 2019-08-22 Tianjin Cavision Photoelectric Technology Co., Ltd. Method for preparing intelligent display film having switchable viewing angle and composite film containing display film
JP6400234B1 (ja) * 2017-02-02 2018-10-03 三菱電機株式会社 液晶表示装置
JP6614209B2 (ja) * 2017-07-26 2019-12-04 セイコーエプソン株式会社 液晶表示装置および電子機器

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0766119B2 (ja) * 1985-09-06 1995-07-19 セイコーエプソン株式会社 透過型液晶表示装置
US5481385A (en) * 1993-07-01 1996-01-02 Alliedsignal Inc. Direct view display device with array of tapered waveguide on viewer side
US5396350A (en) * 1993-11-05 1995-03-07 Alliedsignal Inc. Backlighting apparatus employing an array of microprisms
JP2809089B2 (ja) * 1994-02-28 1998-10-08 日本電気株式会社 透過型液晶表示装置
JPH09133916A (ja) * 1995-11-10 1997-05-20 Dainippon Printing Co Ltd ホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置
JPH09304607A (ja) * 1996-05-16 1997-11-28 Nitto Denko Corp 光拡散フィルム
JPH10246805A (ja) * 1997-03-06 1998-09-14 Dainippon Printing Co Ltd 拡散光制御用光学シート、バックライト装置及び液晶表示装置
JPH1123815A (ja) * 1997-07-01 1999-01-29 Dainippon Printing Co Ltd レンズフイルム、面光源及び液晶表示装置
US6166787A (en) * 1998-03-17 2000-12-26 Motorola, Inc. Optical display device having prismatic film for enhanced viewing
TW565733B (en) * 1998-03-18 2003-12-11 Hitachi Ltd Liquid crystal display device
JP2001215501A (ja) * 2000-02-02 2001-08-10 Fuji Photo Film Co Ltd 照明装置および液晶表示装置
JP2003173542A (ja) * 2000-12-28 2003-06-20 Victor Co Of Japan Ltd 情報記録担体、その再生装置及びその記録装置
USD533585S1 (en) * 2005-08-24 2006-12-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Digital photo printer

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009070389A2 (en) * 2007-11-26 2009-06-04 3M Innovative Properties Company Optical system with high contrast
WO2009070389A3 (en) * 2007-11-26 2009-07-30 3M Innovative Properties Co Optical system with high contrast
US8405895B2 (en) 2007-11-26 2013-03-26 3M Innovative Properties Company Optical system with high contrast
KR101876659B1 (ko) * 2014-02-21 2018-07-09 코니카 미놀타 가부시키가이샤 표시 장치
KR20190043900A (ko) * 2017-10-19 2019-04-29 삼성전자주식회사 디스플레이 장치

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Publication number Publication date
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