KR20070033271A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20070033271A
KR20070033271A KR1020060091191A KR20060091191A KR20070033271A KR 20070033271 A KR20070033271 A KR 20070033271A KR 1020060091191 A KR1020060091191 A KR 1020060091191A KR 20060091191 A KR20060091191 A KR 20060091191A KR 20070033271 A KR20070033271 A KR 20070033271A
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마사히로 하세가와
아끼라 사까이
겐사꾸 히가시
히로또 가따기리
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샤프 가부시키가이샤
가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼
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    • G02F1/133504—Diffusing, scattering, diffracting elements

Abstract

본 발명은 표시 디바이스의 기본 구조를 설계 변경하지 않고, 콘트라스트비가 큰 방향의 표시 품위를 손상하지 않고, 백색 표시 상태 또는 흑색 표시 상태에 한정되는 것은 아니고, 콘트라스트비의 시각 의존성을 넓은 방위로 개선할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따른 표시 장치는 콘트라스트비가 시각 의존성을 갖는 표시 디바이스와, 이방성 산란층을 갖는 이방성 산란 필름을 구비한 표시 장치로서, 상기 이방성 산란 필름은 표시 디바이스의 콘트라스트비가 최대로 되는 방향에 대하여 대략 평행한 방향으로 산란 중심축을 가지며, 표시 디바이스의 관찰면측에 배치된다.
표시 디바이스, 콘트라스트비, 표시 품위, 시각 의존성, 산란 필름

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
도 1의 (a)는 본 발명의 표시 장치를 구성하는 이방성 산란 필름의 산란 특성을 도시한 모식적 사시도로서, 또한, (a) 중에서, P는 입사각 0°의 방향을 나타내고, S는 산란 중심축을 나타내고, P(S)는 입사각 0°의 방향과 산란 중심축의 축방향을 일치시키는 것을 나타내고, 또한, 산란 중심축과 이방성 산란 필름의 교점으로부터 종 형상 곡면(도면 중의 파선)으로 신장되는 화살표의 길이는 각 방향의 직선 투과 광량의 크기를 나타내고, (b)는 (a) 중의 직선 투과 광량을 규정하는 종 형상 곡면을 정면에서 보았을 때의 모식적 평면도.
도 2a는 본 발명의 표시 장치를 구성하는 제1 이방성 산란 필름(이방성 산란층)의 구조를 도시한 모식적 사시도.
도 2b는 본 발명의 표시 장치를 구성하는 제2 이방성 산란 필름(이방성 산란층)의 구조를 도시한 모식적 사시도로서, 또한, 도면 중의 파선은 제2 이방성 산란 필름의 필름면 법선 방향을 나타내는 도면.
도 2c는 본 발명의 표시 장치를 구성하는 제3 이방성 산란 필름(이방성 산란층)의 구조를 도시한 모식적 사시도로서, 또한, 도면 중의 파선은 제3 이방성 산란 필름의 필름면 법선 방향을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 표시 장치에 있어서의 이방성 산란 필름의 산란 중심축의 축방향, 표시 디바이스의 콘트라스트비가 최대로 되는 방향, 및 법선 방향의 관계를 도시한 설명도.
도 4는 산란 필름의 산란 특성의 측정 방법을 도시한 모식적 사시도.
도 5a는 제1 이방성 산란 필름에 대하여, 서로 직교하는 2개의 회전축을 중심으로 회전시킨 경우의 입사각과 직선 투과 광량의 관계를 도시하는 도면.
도 5b는 제2 이방성 산란 필름에 대하여, 서로 직교하는 2개의 회전축을 중심으로 회전시킨 경우의 입사각과 직선 투과 광량의 관계를 도시하는 도면.
도 5c는 제3 이방성 산란 필름에 대하여, 서로 직교하는 2개의 회전축을 중심으로 회전시킨 경우의 입사각과 직선 투과 광량의 관계를 도시하는 도면으로서, 또한, 도면에서, X는 봉형상 경화 영역의 연장 방위(산란 중심축의 축 방위)에 있어서의 해당 관계를 나타내고, Y는 봉형상 경화 영역의 연장 방위에 수직인 방위에 있어서의 해당 관계를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 VA 모드 액정 표시 장치의 구성을 도시한 모식적 사시도.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 VA 모드 액정 표시 장치의 구성을 도시한 모식적 사시도.
도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 VA 모드 액정 표시 장치의 구성을 도시한 모식적 사시도.
도 9는 본 발명의 실시예 4에 따른 VA 모드 액정 표시 장치의 구성을 도시한 모식적 사시도.
도 10은 본 발명의 실시예 5에 따른 VA 모드 액정 표시 장치의 구성을 도시한 모식적 사시도.
도 11은 본 발명의 실시예 6에 따른 VA 모드 액정 표시 장치의 구성을 도시한 모식적 사시도.
도 12는 본 발명의 실시예 7에 따른 VA 모드 액정 표시 장치의 구성을 도시한 모식적 사시도.
도 13은 본 발명의 실시예 8에 따른 TN 모드 액정 표시 장치의 구성을 도시한 모식적 사시도.
도 14는 본 발명의 실시예 9에 따른 IPS 모드 액정 표시 장치의 구성을 도시한 모식적 사시도.
도 15는 등방성 산란 필름에 대하여, 서로 직교하는 2개의 회전축을 중심으로 회전시킨 경우의 입사각과 직선 투과 광량의 관계를 도시하는 도면.
도 16은 제4 이방성 산란 필름에 대하여, 서로 직교하는 2개의 회전축을 중심으로 회전시킨 경우의 입사각과 직선 투과 광량의 관계를 도시하는 도면.
도 17의 (a)는 본 발명의 실시예 1에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=45°, 225°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (b)는 본 발명의 실시예 1에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=135°, 315°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (c)는 본 발명의 실시예 1에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 극각 Θ=40°에 있어서의 콘트라스트비의 방위각 의존 성을 도시하는 도면으로서, 또한, 파선은 액정 표시 디바이스의 특성을 나타내고, 실선은 액정 표시 장치의 특성을 나타내는 도면.
도 18의 (a)는 본 발명의 실시예 2에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=45°, 225°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (b)는 본 발명의 실시예 2에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=135°, 315°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (c)는 본 발명의 실시예 2에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 극각 Θ=40°에 있어서의 콘트라스트비의 방위각 의존성을 도시하는 도면으로서, 또한, 파선은 액정 표시 디바이스의 특성을 나타내고, 실선은 액정 표시 장치의 특성을 나타내는 도면.
도 19의 (a)는 본 발명의 실시예 3에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=45°, 225°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (b)는 본 발명의 실시예 3에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=135°, 315°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (c)는 본 발명의 실시예 3에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 극각 Θ=40°에 있어서의 콘트라스트비의 방위각 의존성을 도시하는 도면으로서, 또한, 파선은 액정 표시 디바이스의 특성을 나타내고, 실선은 액정 표시 장치의 특성을 나타내는 도면.
도 20의 (a)는 본 발명의 실시예 4에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=45°, 225°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성 을 도시하는 도면, (b)는 본 발명의 실시예 4에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=135°, 315°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (c)는 본 발명의 실시예 4에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 극각 Θ=40°에 있어서의 콘트라스트비의 방위각 의존성을 도시하는 도면으로서, 또한, 파선은 액정 표시 디바이스의 특성을 나타내고, 실선은 액정 표시 장치의 특성을 나타내는 도면.
도 21의 (a)는 본 발명의 실시예 5에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=45°, 225°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (b)는 본 발명의 실시예 에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=135°, 315°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (c)는 본 발명의 실시예 5에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 극각 Θ=40°에 있어서의 콘트라스트비의 방위각 의존성을 도시하는 도면으로서, 또한, 파선은 액정 표시 디바이스의 특성을 나타내고, 실선은 액정 표시 장치의 특성을 나타내는 도면.
도 22의 (a)는 본 발명의 실시예 6에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=45°, 225°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (b)는 본 발명의 실시예 6에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=135°, 315°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (c)는 본 발명의 실시예 6에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 극각 Θ=40°에 있어서의 콘트라스트비의 방위각 의존 성을 도시하는 도면으로서, 또한, 파선은 액정 표시 디바이스의 특성을 나타내고, 실선은 액정 표시 장치의 특성을 나타내는 도면.
도 23의 (a)는 본 발명의 실시예 7에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=45°, 225°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (b)는 본 발명의 실시예 7에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=135°, 315°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (c)는 본 발명의 실시예 7에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 극각 Θ=40°에 있어서의 콘트라스트비의 방위각 의존성을 도시하는 도면으로서, 또한, 파선은 액정 표시 디바이스의 특성을 나타내고, 실선은 액정 표시 장치의 특성을 나타내는 도면.
도 24의 (a)는 본 발명의 실시예 8에 따른 TN 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=0°, 180°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (b)는 본 발명의 실시예 8에 따른 TN 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=90°, 270°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (c)는 본 발명의 실시예 8에 따른 TN 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 극각 Θ=40°에 있어서의 콘트라스트비의 방위각 의존성을 도시하는 도면으로서, 또한, 파선은 액정 표시 디바이스의 특성을 나타내고, 실선은 액정 표시 장치의 특성을 나타내는 도면.
도 25의 (a)는 본 발명의 실시예 9에 따른 IPS 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=45°, 225°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성 을 도시하는 도면, (b)는 본 발명의 실시예 9에 따른 IPS 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=135°, 315°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (c)는 본 발명의 실시예 9에 따른 IPS 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 극각 Θ=40°에 있어서의 콘트라스트비의 방위각 의존성을 도시하는 도면으로서, 또한, 파선은 액정 표시 디바이스의 특성을 나타내고, 실선은 액정 표시 장치의 특성을 나타내는 도면.
도 26의 (a)는 본 발명의 실시예 10에 따른 OCB 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=0°, 180°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (b)는 본 발명의 실시예 10에 따른 OCB 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=90°, 270°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (c)는 본 발명의 실시예 10에 따른 OCB 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 극각 Θ=40°에 있어서의 콘트라스트비의 방위각 의존성을 도시하는 도면으로서, 또한, 파선은 액정 표시 디바이스의 특성을 나타내고, 실선은 액정 표시 장치의 특성을 나타내는 도면.
도 27의 (a)는 비교예 1에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=45°, 225°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (b)는 비교예 1에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=135°, 315°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (c)는 비교예 1에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 극각 Θ=40°에 있어서의 콘트라스트비의 방위각 의존성을 도시하는 도면으로서, 또한, 파 선은 액정 표시 디바이스의 특성을 나타내고, 실선은 액정 표시 장치의 특성을 나타내는 도면.
도 28의 (a)는 비교예 2에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=45°, 225°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (b)는 비교예 2에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=135°, 315°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (c)는 비교예 2에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 극각 Θ=40°에 있어서의 콘트라스트비의 방위각 의존성을 도시하는 도면으로서, 또한, 파선은 액정 표시 디바이스의 특성을 나타내고, 실선은 액정 표시 장치의 특성을 나타내는 도면.
도 29의 (a)는 비교예 3에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=45°, 225°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (b)는 비교예 3에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 방위각 Φ=135°, 315°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 도시하는 도면, (c)는 비교예 3에 따른 VA 모드 액정 표시 디바이스, 및 액정 표시 장치의 극각 Θ=40°에 있어서의 콘트라스트비의 방위각 의존성을 도시하는 도면으로서, 또한, 파선은 액정 표시 디바이스의 특성을 나타내고, 실선은 액정 표시 장치의 특성을 나타내는 도면.
도 30은 종래의 이방성 산란 필름의 구조를 도시한 모식적 사시도.
도 31은 종래의 이방성 산란 필름의 산란 특성을 도시한 모식도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
3 : 편광자 필름
3a : 편광 소자
4 : WV 필름
10 : 이방성 산란 필름
10a : 제1 이방성 산란 필름
10b : 제2 이방성 산란 필름
10c : 제3 이방성 산란 필름
11 : 표시 디바이스
11a : VA 모드 액정셀
11b : TN 모드 액정셀
11c : IPS 모드 액정셀
12a : 제1 위상차 필름
12b : 제2 위상차 필름
12c : 제3 위상차 필름
12d : 제4 위상차 필름
12e : 제5 위상차 필름
12f : 제6 위상차 필름
12g : 제7 위상차 필름
12h : 제8 위상차 필름
12j : 제9 위상차 필름
13a : 제1 편광판
13b : 제2 편광판
13c : 제3 편광판
13e : 제5 편광판
13f : 제6 편광판
13g : 제7 편광판
13h : 제8 편광판
13i : WV 필름 부착 편광판
13j : 제9 편광판
15a : VA 모드 액정 표시 디바이스
15b : TN 모드 액정 표시 디바이스
15c : IPS 모드 액정 표시 디바이스
20 : 주변 영역과 굴절률이 상이한 영역
30 : 수광부
40 : 주변 영역과 굴절률이 상이한 판형상의 영역
50 : 광제어판
51 : 선형 광원
100a : VA 모드 액정 표시 장치
100b : TN 모드 액정 표시 장치
100c : IPS 모드 액정 표시 장치
a : 흡수축
b : WV 필름 내의 디스코틱 액정의 배향 제어 방향
C : 직선 투과 광량의 등량선
d : 액정셀 내의 액정의 배향 제어 방향
s : 지상축
S : 산란 중심축
S1 : 산란 중심축의 축 방위
특허 문헌 1 : 일본 특개 소63-309902호 공보
특허 문헌 2 : 일본 특개 소64-40903호 공보
특허 문헌 3 : 일본 특개 소64-40905호 공보
특허 문헌 4 : 일본 특개 소64-40906호 공보
특허 문헌 5 : 일본 특개 소64-77001호 공보
특허 문헌 6 : 일본 특개 평1-147405호 공보
특허 문헌 7 : 일본 특개 평1-147406호 공보
특허 문헌 8 : 일본 특개 평2-51101호 공보
특허 문헌 9 : 일본 특개 평2-54201호 공보
특허 문헌 10 : 일본 특개 평2-67501호 공보
특허 문헌 11 : 일본 특개 평3-87701호 공보
특허 문헌 12 : 일본 특개 평3-109501호 공보
특허 문헌 13 : 일본 특개 평6-9714호 공보
특허 문헌 14 : 일본 특개 평7-64069호 공보
특허 문헌 15 : 일본 특개 2000-180833호 공보
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 이방성 산란 필름을 구비하는 액정 표시 장치 등의 표시 장치에 관한 것이다.
<배경 기술>
표시 성능에 시각 의존성(시야각 특성)이 있는 표시 장치의 전형적인 예로서는, 트위스트 네마틱(Twisted nematic; TN) 모드로 대표되는 액정 표시 장치가 알려져 있다. 또한, "표시 성능에 시각 의존성이 있다"란, 정면 방향(표시 장치의 관찰면 법선 방향, 시각이 0°인 방향)에서 관찰한 경우와 경사 방향(시각이 0°보다 큰 방향)에서 관찰한 경우에서, 콘트라스트비, 계조 특성, 색도 등의 표시 성능이 상이한 것을 의미한다. 일반적으로, 이들 표시 성능은, 정면 방향에서 관찰한 경우보다도 경사 방향에서 관찰한 경우의 쪽이 좋지 않다는 것이 알려져 있다.
TN 모드의 액정 표시 장치에서는, 콘트라스트비는 시각을 상하 좌우 방향(시계의 3시/6시/9시/12시 방향)으로 크게 함에 따라 서서히 저하된다. 예를 들면, 정면 방향에서 관찰한 경우에 콘트라스트비가 320이더라도, 상방향(12시 방향)에서는 시각 75°에서 관찰한 경우에, 하방향(6시 방향)에서는 시각 50°에서 관찰한 경우에, 좌방향(9시 방향)에서는 시각 65°에서 관찰한 경우에, 우방향(3시 방향)에서는 시각 68°에서 관찰한 경우에, 콘트라스트비는 10으로 된다. 또한, 표시색은 정면 방향에서 관찰한 경우에는 뉴트랄이지만(착색이 생기지 않지만), 상하좌우 방향에서 관찰한 경우에는 황색을 띈다. 특히, 하방향에서 관찰한 경우에는, 표시 화상의 네가티브/포지티브가 반전된 듯이 보이는 계조 반전이라 불리는 계조 특성의 이상 현상도 관찰되는 경우가 있다. 이와 같은 액정 표시 장치에 있어서의 표시 성능의 시각 의존성은, 액정 분자의 굴절률 이방성이나 편광판의 편광 흡수 특성 및 편광 투과 특성 등, 구성 부품의 광학적 이방성에 기인하고 있으며, 액정 표시 장치에 본질적으로 구비되는 특성이라고 할 수 있다.
액정 표시 장치의 표시 성능의 시각 의존성을 개량하는 방법으로서는, 지금까지 여러가지 방법이 제안되어 있다. 이와 같은 방법으로서는, 예를 들면, 화소 분할법(1개의 화소를 복수개로 분할하여 각 화소에 인가하는 전압을 일정한 비율로 변화시키는 하프톤 그레이 스케일법이나, 1개의 화소를 복수개의 도메인으로 분할하여 도메인마다 액정의 배향을 제어하는 도메인 분할법 등이 있다), 액정에 가로 방향의 전계를 인가하는 면내 스위칭(In-Plane Switching: IPS) 모드, 전압 무인가시에 수직 배향시킨 액정을 구동하는 멀티 도메인 수직 배향(Multi-domain Vertical Alignment: MVA) 모드, 밴드 배향 셀과 위상차 필름을 조합한 OCB(Optically Compensated Birefringence) 모드 등의 표시 모드, 및 위상차 필름 을 이용한 광학 보상법 등이 제안되어, 적절히 조합하여 이용하는 것도 검토되고, 이미 상품화되어 있는 액정 표시 장치의 대다수가, 이들 방법을 채용하고 있다.
그러나, 화소 분할법이나 상술한 표시 모드를 채용하는 경우에는, 배향막, 전극 등의 구조를 바꿀 필요가 있으며, 그로 인한 제조 기술의 확립이나 제조 설비의 신설이 필요해지고, 결과적으로 제조의 곤란성 및 코스트 상승을 초래한다는 점에서 개선의 여지가 있었다. 또한, 그 시각 의존성의 개량 효과도 충분하지 않다. 또한, 위상차 필름을 이용한 광학 보상법도, 그 개량 효과에 한계가 있다. 예를 들면, 액정셀의 위상차 보상에 최적인 위상차 값이 흑색 표시 시와 백색 표시 시에서 상이하기 때문에, 흑색 표시 및 백색 표시 양쪽에서 액정셀의 위상차 보상을 행할 수는 없다. 게다가, 편광판의 편광축(투과축 및 흡수축)의 축 방위에서는, 위상차 필름에 의한 보상 효과가 원리적으로 전혀 얻어지지 않으며, 개량 효과는 특정의 방위각 범위 내에 한정된다는 점에서도 개선의 여지가 있었다.
상기 이외에 액정 표시 장치의 표시 성능의 시각 의존성을 개량하는 방법으로서는, 액정 표시 디바이스의 관찰면 측에 산란 필름을 형성하여 출사광을 평균화하는 방법이 알려져 있다. 이 방법은 모든 표시 모드에 적용할 수 있으며, 표시 셀의 구조 변경은 기본적으로 불필요하다. 또한, 상술한 위상차 필름을 이용한 광학 보상법과 달리, 흑색 표시 시 및 백색 표시 시의 양쪽에서 효과가 얻어지고, 편광판의 편광축의 축 방위에서도 그 효과는 없어지지 않는다.
또한, 통상의 액정 표시 장치의 광원으로서는, 확산광을 출사하는 확산 백라이트 시스템이 이용된다. 액정 표시 모드나 편광판의 대부분은, 수직으로 입사하 는 광에 대하여 가장 특성이 좋기 때문에, 확산 백라이트 시스템으로부터의 광은 렌즈 필름 등에 의하여 가능한 평행광화되고, 액정 표시 디바이스(액정셀)에 수직으로 입사된다. 이에 따라, 더욱 시각 의존성의 개량 효과를 얻는 것이 가능해지기 때문에, 이것과 관련한 기술이 많이 제안되어 있다.
그러나, 간편히 효율적으로 평행광을 얻는 방법은 아직 확립되어 있지 않기 때문에, 확산 필름에 의한 시각 의존성의 개량 방법은, 상술한 바와 같이 실질적으로는 확산 백라이트 시스템과 조합하여 이용된다. 이 경우, 상술한 바와 같이 시각 의존성의 개량 효과는 얻어지지만, 흑색 표시 상태에 있어서, 액정셀에 비스듬히 입사/출사되는 누설광의 일부가, 산란 필름에 의해 정면 방향으로 그 진로를 구부릴 수 있기 때문에, 정면 방향에서 광 누설이 증대되어, 정면 방향의 콘트라스트비를 크게 저하시킨다는 점에서 개선의 여지가 있었다. 이것은 산란 필름의 산란 성능이 등방적이기 때문에, 입사각을 다소 변화시키더라도, 그 투과광에 대한 산란 필름의 산란 특성이 크게 달라지지 않는 것에 기인하고 있다.
이에 비하여, 각각의 굴절률에 차가 있는 분자 내에 1개 이상의 광중합성의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물의 복수개로 이루어지는 수지 조성물에 대하여, 선형 광원으로부터 소정의 각도 범위로 자외선을 조사하고, 상기 수지 조성물을 경화시켜서 제조한 광제어판(예를 들면 특허 문헌 1∼13 참조), 및 이와 같은 광제어판을 장착한 액정 표시 장치(예를 들면 특허 문헌 14 및 15 참조)가 개시되어 있다. 이와 같은 광제어판은 특정의 각도에서 입사된 광을 선택적으로 산란하는 것이다. 따라서, 이 광제어판을 이용하면, 상술한 바와 같은 정면 방향의 콘트라스 트비의 저하를 어느 정도 해소하는 것이 가능하다고 생각된다.
그러나, 이 광제어판의 수지 경화물 내에는 도 30에 도시한 바와 같이, 광제어판(50)의 제작 시에 그 상공에 배치한 선형 광원(51)의 길이 방향과 일치하여, 주변 영역과 굴절률이 상이한 판 형상의 영역(40)이 서로 평행하게 형성되어 있다고 생각되고 있다. 이로 인해, 광제어판(50)이 나타내는 산란 특성의 입사각 의존성은 도 30 중의 주변 영역과 굴절률이 상이한 판 형상의 영역(40)이 번갈아 나타나는 A-A선을 중심으로 회전시킨 경우에는 거의 보여지지 않지만, 굴절률의 변화가 없고, 균질한 B-B선을 중심으로 회전시킨 경우에는 보여진다.
도 31은 도 30 중의 광제어판(50)이 나타내는 산란 특성의 입사각 의존성을 나타낸 모식도이다. 세로축은 산란의 정도를 나타내는 지표인 직선 투과 광량을 나타내고, 가로축은 입사각을 나타낸다. 또한, 도 31 중의 실선 및 파선은 각각 도 30 중의 A-A축 및 B-B축을 중심으로 광제어판(50)을 회전시킨 경우를 나타낸다. 또한, 입사각의 플러스-마이너스는 광제어판을 회전시키는 방향이 반대인 것을 나타낸다.
도 31 중의 실선은 정면 방향에서나 경사 방향에서나 직선 투과 광량이 작은 그대로인데, 이것은 A-A축을 중심으로 회전시킨 경우에는 광제어판(50)이 입사각에 관계없이 산란 상태라는 것을 의미하고 있다. 또한, 도 31 중의 파선은 0° 근방의 방위에서 직선 투과 광량이 작게 되어 있는데, 이것은 B-B축을 중심으로 회전시킨 경우에도, 광제어판(50)이 정면 방향의 광에 대하여 산란 상태라는 것을 의미하고 있다. 또한, 입사각이 큰 방향에서는 직선 투과 광량이 증가하고 있는데, 이것 은 B-B축을 중심으로 회전시킨 경우에는 광제어판(50)이 경사 방향의 광에 대하여 투과 상태라는 것을 의미하고 있다.
이와 같이, 종래의 광제어판에서는, 이방 산란 특성(입사각을 변화시켰을 때에 산란 특성이 변화하는 특성)이 특정의 방위에서밖에 얻어지지 않기 때문에, 정면 방향의 콘트라스트비의 저하를 다소 방지할 수 있지만, 시각 의존성의 개량 효과가 특정한 방위에서만 얻을 수 있다는 점에서 개선의 여지가 있었다.
본 발명은, 상기 현 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 표시 디바이스의 기본 구조를 설계 변경하지 않고, 콘트라스트비가 큰 방향의 표시 품위를 손상하지 않고, 백색 표시 상태 또는 흑색 표시 상태에 한정되는 것은 아니고, 넓은 방위에서 콘트라스트비의 시각 의존성을 개선할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명자들은, 콘트라스트비가 시각 의존성을 갖는 표시 디바이스와, 이방성 산란층을 갖는 이방성 산란 필름을 구비한 표시 장치에 대하여 여러가지 검토한 바, 산란 중심축을 갖는 이방성 산란 필름의 산란 특성에 착안하였다. 산란 중심축을 갖는 이방성 산란 필름은, 이방 산란 특성(입사각을 변화시켰을 때에 산란 특성이 변화하는 특성)이 산란 중심축을 중심으로 하여 대략 대칭성을 나타내는 것이다. 따라서, 이 이방성 산란 필름을, 산란 중심축의 축방향이 표시 디바이스의 콘트라스트비가 최대로 되는 방향에 대하여 대략 평행하게 되도록, 표시 디바이스의 관찰면 측에 배치함으로써, 콘트라스트비가 최대로 되는 방향의 입사광(주로 백색 휘도)을 모든 방향으로 산란(확산)시켜서 평균화할 수 있기 때문에, 종래보다도 넓은 방위에서 콘트라스트비의 시각 의존성을 개선할 수 있다는 것을 발견하였다. 또한, 이 때, 콘트라스트비가 작은 방향의 입사광은 약하게밖에 산란되지 않기 때문에, 동일 방향의 입사광의 산란에 의해 콘트라스트비가 최대로 되는 방향의 표시 품위가 저하되는 것을 억제할 수 있다는 것을 발견하였다.
또한, 통상의 표시 디바이스에서는, 감마 커브, 색도 등의 각 표시 성능은 콘트라스트비가 최대로 되는 방향에서 최적 설계되어 있다. 따라서, 본 발명의 표시 장치에 따르면, 특히 표시 디바이스의 시야각이 좁은 방위에서 감마 커브, 색도 등의 각 표시 성능의 시각 의존성도 개선할 수 있다는 것을 발견하였다. 또한, 산란 중심축을 갖는 이방성 산란 필름은 위상차 필름과 달리, 백색 표시 상태 또는 흑색 표시 상태에 한정되는 것은 아니고, 특정한 방위에서만 이방성 산란 특성을 나타내는 종래의 이방성 산란 필름과 달리, 이방 산란 특성이 모든 방위에서 나타나기 때문에, 본 발명의 표시 장치는 높은 표시 품위를 실현할 수 있다는 것을 발견하였다. 그리고, 상기 표시 성능의 시각 의존성의 개선 효과는, 그 메카니즘 상, 콘트라스트비가 시각 의존성을 갖는 임의의 표시 디바이스에 대하여, 상기 표시 디바이스의 기본 구조의 설계 변경을 행하지 않고 얻어지는 것이라는 것을 발견하였다. 이상에 의해, 본 발명자들은 상기 과제를 완전히 해결할 수 있음에 상도하여, 본 발명에 도달한 것이다.
즉, 본 발명은, 콘트라스트비가 시각 의존성을 갖는 표시 장치와, 이방성 산 란층을 갖는 이방성 산란 필름을 구비한 표시 장치로서, 상기 이방성 산란 필름은 표시 디바이스의 콘트라스트비가 최대로 되는 방향에 대하여 대략 평행한 방향으로 산란 중심축을 가지며, 표시 디바이스의 관찰면 측에 배치된 표시 장치이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
상기 표시 디바이스는 콘트라스트비가 시각 의존성을 갖는다. 또한, 본 명세서에 있어서, 표시 디바이스란, 표시를 행하기 위한 디바이스이기만 하면, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 액정 표시 디바이스를 들 수 있다. 콘트라스트비란 표시 디바이스의 표시 성능 중 하나이며, 통상, 최대 휘도를 최소 휘도로 나눈 값으로 표시된다. 시각 의존성이란, 정면 방향(표시 장치의 관찰면 법선 방향, 시각이 0°인 방향)에서 관찰한 경우와, 경사 방향(시각이 0°보다 큰 방향)에서 관찰한 경우에서, 표시 디바이스의 표시 성능이 상이한 것을 의미한다. 따라서, "콘트라스트비가 시각 의존성을 갖는다"라는 것은, 정면 방향에서 관찰한 경우와 경사 방향에서 관찰한 경우에서, 콘트라스트비가 상이한 것을 의미한다. 또한, 통상, 표시 디바이스의 콘트라스트비는 정면 방향에 가까운 방향일수록 크지만, 그 반대이어도 된다.
상기 이방성 산란 필름은 이방성 산란층을 갖는 것이다. 또한, 본 명세서에서는, 이방성 산란층이란, 적어도 하나의 방위에 있어서, 이방 산란 특성(입사각을 변화시켰을 때에 산란 특성이 변화하는 특성)을 나타내는 것이라면, 특별히 한정되지 않는다. 방위란 이방성 산란 필름의 필름면, 또는 표시 디바이스의 관찰면의 면내 방향을 나타내는 것이며, 방위각 φ(0°≤φ＜360°)로 표시된다. 본 명세서 에서는 방위각 φ 및 극각 -θ(0°≤θ＜90°)의 방향과, 방위각 φ+180°(방위각 φ과 방향이 반대인 방위) 및 극각 θ의 방향은 완전히 일치한다. 본 명세서에 있어서는, 통상, 극각의 수치 범위를 0°이상으로 함으로써, 방위각 φ의 방위와 방위각 φ+180°의 방위를 구별하고, 각 방향은 방위각 φ(0°≤φ＜360°) 및 극각 θ(0°≤θ＜90°)를 특정함으로써 표시되는 것으로 한다. 입사각이란 이방성 산란 필름의 필름면의 법선 방향과 입사 방향이 이루는 각도를 의미한다. 극각이란 이방성 산란 필름의 필름면, 또는 표시 디바이스의 관찰면의 법선 방향(극각이 0°인 방향)을 기준으로 표시되는 것이다. 상기 이방성 산란 필름의 형태로서는, 예를 들면 이방성 산란층만으로 이루어지는 형태, 이방성 산란층의 일방측(관찰면측 또는 배면측)에 투명 기체를 적층한 형태, 이방성 산란층의 양측(관찰면측 및 배면측)에 투명 기체를 적층한 형태를 들 수 있다. 또한, 상기 이방성 산란층은 단층 구조를 가져도 되고, 적층 구조를 가져도 된다.
또한, 상기 투명 기체로서는, 투명성이 높은 것일수록 바람직하다. 따라서, 상기 투명 기체의 전체 광선 투과율(JIS K7361-1)은 80% 이상인 것이 바람직하고, 85% 이상인 것이 보다 바람직하고, 90% 이상인 것이 한층 바람직하다. 또한, 상기 투명 기체의 헤이즈값(JIS K7136)은 3.0 이하인 것이 바람직하고, 1.0 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.5 이하인 것이 한층 바람직하다. 상기 투명 기체로서는, 투명한 플라스틱 필름이나 유리판 등을 들 수 있는데, 박형성, 경량성, 내충격성 및 생산성이 우수한 점에서, 플라스틱 필름이 바람직하다. 상기 플라스틱 필름의 재료로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 트리아세 틸셀룰로오스(TAC), 폴리카보네이트(PC), 폴리아크릴레이트, 폴리이미드(PI), 방향족 폴리아미드, 폴리술폰(PS), 폴리에테르술폰(PES), 셀로판, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐알콜(PVA), 시클로올레핀 수지 등을 들 수 있고, 상기 플라스틱 필름의 형태로서는, 상기 재료를 단독으로 또는 혼합하여 필름화한 것으로 이루어지는 형태, 상기 필름화한 것을 적층하여 이루어지는 형태 등을 들 수 있다. 상기 투명 기체의 두께는 용도나 생산성을 고려하면, 1㎛∼5㎜인 것이 바람직하고, 10∼500㎛인 것이 보다 바람직하고, 50∼150㎛인 것이 한층 바람직하다.
본 발명에서는, 상기 이방성 산란 필름은 산란 중심축을 갖는다. 또한, 본 명세서에 있어서, 산란 중심축이란 이방 산란 특성이 그 축방향을 중심으로 하여 대략 대칭성을 나타내는 축을 말하며, 산란 중심축을 갖는 이방성 산란 필름은 모든 방위에서 이방 산란 특성을 나타낸다. 따라서, 이방성 산란 필름의 산란 특성은 일의적으로 나타낼 수 있는 것은 아니지만, 직선 투과 광량을 산란 특성의 지표로서 이용하는 경우, 본 발명의 표시 장치를 구성하는 이방성 산란 필름에 대하여, 직선 투과 광량은 산란 중심축의 축방향을 중심으로 하여 대략 대칭으로 변화한다. 또한, 직선 투과 광량이란 소정의 광량의 평행 광선을 입사시켰을 때에, 입사 방향과 동일 방향으로 출사된 평행 광선의 광량을 말한다. 상기 직선 투과 광량의 측정 방법으로서는, 예를 들면 도 4에 도시한 방법을 들 수 있다. 도 4에 나타낸 방법에서는, 광원(도시 생략)으로부터의 직진광을 받는 위치에 수광부(30)를 고정하고, 광원과 수광부(30) 사이에 시험편(10)을 배치한다. 이 방법에 따르면, 예를 들면 L-L축(회전축)을 중심으로 하여 시험편(10)을 회전시킴으로써, 필름면 내의 L-L축에 수직인 M-M 방위(측정 방위)에 있어서 입사각을 변경하여 직선 투과 광량을 측정할 수 있다. 또한, 상기 측정 방위는 상기 회전축을 변화시킴으로써, 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 이 방법에 따르면, 여러가지 방향에 있어서의 직선 투과 광량을 측정할 수 있다. 또한, 상기 수광부(30)로서는, 예를 들면 고니오포토미터를 이용할 수 있다.
상기 이방성 산란 필름은 표시 디바이스의 콘트라스트비가 최대로 되는 방향에 대하여 대략 평행한 방향으로 산란 중심축을 가지며, 표시 디바이스의 관찰면 측에 배치된다. 이에 따르면, 표시 디바이스의 콘트라스트비가 최대로 되는 방향과 이방성 산란 필름의 산란 중심축의 축방향이 대략 평행하기 때문에, 콘트라스트비가 최대로 되는 방향의 입사광을 선택적으로 모든 방향으로 산란시켜서 평균화할 수 있으며, 넓은 방위에서 콘트라스트비의 시각 의존성을 개선할 수 있다. 또한, 이 때, 콘트라스트비가 작은 방향의 광은 약하게만 산란되고, 대부분이 투과할 수 있기 때문에, 동일 방향의 입사광의 산란에 의해 콘트라스트비가 최대로 되는 방향의 표시 품위가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 통상의 표시 디바이스에서는, 상기 콘트라스트비가 최대로 되는 방향이 표시 성능이 가장 우수한 방향이라 생각되며, 감마 커브, 색도 등의 각 표시 성능은 이 방향에서 최적 설계되어 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 통상, 특히 표시 디바이스의 시야각이 좁은 방위에서, 콘트라스트비의 시각 의존성뿐만 아니라, 감마 커브, 색도 등의 각 표시 성능의 시각 의존성도 개선할 수 있다. 또한, 본 발명의 표시 장치를 구성하는 이방성 산란 필름은 위상차 필름과 달리, 백색 표시 상태 또는 흑색 표시 상태에 한정되는 것은 아니고, 특정의 방위에서만 이방 산란 특성을 나타내는 종래의 이방성 산란 필름과 달리, 이방 산란 특성이 모든 방위에서 나타나는 것이기 때문에, 본 발명의 표시 장치는 높은 표시 품위를 실현할 수 있다. 그리고, 상기 시각 의존성의 개선이라는 본 발명의 작용 효과는, 그 메카니즘 상, 콘트라스트비가 시각 의존성을 갖는 임의의 표시 디바이스에 대하여, 기본 구조의 설계 변경을 행하지 않고 얻을 수 있다.
또한, "대략 평행"이란, 완전히 평행한 상태뿐만 아니라, 본 발명의 작용 효과를 감안하여 평행한 상태와 동일시할 수 있는 상태도 포함하는 것이다. 또한, 표시 디바이스의 콘트라스트비가 최대로 되는 방향은, 통상, 표시 디바이스의 관찰면의 법선 방향과 대략 평행한 방향에 있지만, 그 이외의 방향에 있어도 된다. 또한, 상기 이방성 산란 필름과 표시 디바이스의 배치 형태는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 상기 이방성 산란 필름은 표시 디바이스에 접합되어 있는 것이 바람직하다. 상기 이방성 산란 필름을 표시 디바이스에 접합하는 방법으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 접착제를 이용한 방법, 점착제를 이용한 방법을 들 수 있다. 그리고, 본 발명의 작용 효과를 효과적으로 얻는 관점에서, 상기 산란 중심축의 축방향에 있어서의 직선 투과 광량은 작을수록 바람직하다.
본 발명의 표시 장치의 구성으로서는, 상기 표시 디바이스 및 이방성 산란 필름을 구성 요소로서 포함하는 것이라면, 그 밖의 구성 요소를 포함하여도 되고, 포함하지 않아도 되고, 특별히 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 표시 장치의 바람직한 형태에 대하여 상세히 설명한다.
상기 이방성 산란층은 광경화성 화합물을 포함하는 조성물을 경화시켜서 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 상술한 이방 산란 특성을 갖는 이방성 산란 필름, 즉 모든 방위에서 이방 산란 특성을 나타내는 이방성 산란 필름을 간편하게 제조할 수 있다. 또한, 상기 광경화성 화합물을 포함하는 조성물을 경화시켜서 이루어지는 이방성 산란층은 단면을 현미경 관찰하면, 예를 들면 두께 방향으로 연장되는 미세 구조가 보여진다. 따라서, 도 2a∼도 2c에 도시한 바와 같이, 이방성 산란층(10)의 내부에는 굴절률이 주변 영역과 약간 상이하고, 연장 방향이 산란 중심축(S)의 축방향과 일치하는 미소한 봉형상 경화 영역(20)이 다수 형성되어 있다고 생각되며, 전술한 이방 산란 특성은 이와 같은 이방성 산란층(10)의 내부 구조에 기인하여 발현된다고 생각된다. 또한, 도 2a∼도 2c에서는, 봉형상 경화 영역(20)의 형상은 원주 형상으로 도시되어 있지만, 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 도 2a에서는, 바람직한 예의 하나로서, 봉형상 경화 영역(20)은 이방성 산란층(10)의 두께 방향으로 연장되어 있지만, 봉형상 경화 영역(20)이 연장되는 방향은 산란 중심축의 축방향과 마찬가지로, 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 이방성 산란층의 형상은 도 2a∼도 2c에서는, 시트 형상으로 도시되어 있지만, 특별히 한정되는 것은 아니다.
상기 광경화성 화합물을 포함하는 조성물의 형태로서는, (A) 광중합성 화합물 단독의 형태, (B) 광중합성 화합물을 복수개 혼합하여 포함하는 형태, (C) 단독 또는 복수개의 광중합성 화합물과 광중합성을 갖지 않는 고분자 수지를 혼합하여 포함하는 형태 등을 들 수 있다. 상기 (A)∼(C)의 형태에서는, 모두 상술한 바와 같이 광조사에 의해 이방성 산란층 중에, 주변 영역과 굴절률이 상이한 마이크론 오더의 미세 구조가 형성되는 결과, 직선 투과 광량의 입사각 의존성을 발현할 수 있다고 생각된다.
따라서, 상기 (A)의 형태에서는, 광중합성 화합물로서는, 광중합의 전후에서 굴절률 변화가 큰 것이 바람직하다. 또한, 상기 (B) 또는 (C)의 형태에서는, 광중합성 화합물로서는, 굴절률이 상이한 복수개의 재료를 조합하여 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 작용 효과를 효과적으로 얻는 관점에서, 상기 굴절률 변화 및 굴절률의 차는 0.01이상인 것이 바람직하고, 0.05이상인 것이 보다 바람직하고, 0.10이상인 것이 한층 바람직하다.
또한, 상기 광경화성 화합물은 래디컬 중합성 또는 카티온 중합성의 관능기를 갖는 폴리머, 올리고머 또는 모노머의 광중합성 화합물과 광개시제를 포함하고, 자외선 및/또는 가시광선을 조사함으로써 중합 경화하는 성질을 갖는 것이 바람직하다.
상기 래디컬 중합성 화합물은, 주로 분자 중에 1개 이상의 불포화 이중 결합을 함유하는 것이며, 구체적으로는, 예를 들면 에폭시아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트, 실리콘아크릴레이트 등의 명칭으로 불리는 아크릴올리고머와, 2-에틸헥실아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 이소노르보닐아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2,2,2-트리플로로에틸메타크릴레이트, 2-퍼플루오로옥틸-에틸아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 1,9-노난디올디아크릴레이트, 트리메틸롤프로판트리아크릴레이 트, 에틸렌옥사이드(EO) 변성 트리메틸롤프로판트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트 등의 아크릴레이트 모노머를 들 수 있다.
상기 카티온 중합성 화합물로서는, 분자 중에 에폭시기, 비닐에테르기, 및/또는 옥세탄기를 1개 이상 함유하는 화합물을 이용할 수 있다. 상기 분자 중에 에폭시기를 함유하는 화합물로서는, 비스페놀 A, 수첨 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 AD, 비스페놀 S, 테트라메틸비스페놀 A, 테트라메틸비스페놀 F, 테트라클로로비스페놀 A, 테트라브로모비스페놀 A 등의 비스페놀류의 디글리시딜에테르류, 페놀노볼락, 크레졸 노볼락, 브롬화 페놀 노볼락, 오르토크레졸 노볼락 등의 노볼락 수지의 폴리글리시딜에테르류, 에틸렌글리콜, 부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 트리메틸롤프로판, 비스페놀 A의 에틸렌옥사이드(EO) 부가물 등의 알킬렌글리콜류의 디글리시딜에테르류, 헥사히드로푸탈산의 글리시딜에스테르, 다이머산의 디글리시딜에스테르 등의 글리시딜에스테르류 등을 들 수 있다. 또한, 3,4-에폭시시클로헥산메틸-3’,4’-에폭시시클로헥실카르복실레이트 등의 지환식 에폭시 화합물, 1,4-비스[(3-에틸-3-옥세타닐메톡시)메틸]벤젠, 3-에틸-3-(히드록시메틸)-옥세탄 등의 옥세탄 화합물, 디에틸렌글리콜디비닐에테르, 트리메틸롤프로판트리비닐에테르 등의 비닐에테르 화합물 등도 이용할 수 있다.
상기 광중합성 화합물은 전술한 것에 한정되지 않는다. 또한, 충분한 굴절률의 차를 발생시키도록, 상기 광중합성 화합물에는 저굴절률화를 도모하기 위하여, 불소 원자(F)를 도입해도 되고, 고굴절률화를 도모하기 위하여, 유황 원자(S), 브롬 원자(Br), 각종 금속 원자를 도입해도 된다. 또한, 상기 이방성 산란층의 고굴절률화를 도모하기 위하여, 산화 티탄(TiO2), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화 주석(SnOx) 등의 고굴절률의 금속 산화물로 이루어지는 초미립자의 표면에 아크릴기나 에폭시기 등의 광중합성 관능기를 도입한 기능성 초미립자를 광중합성 화합물에 첨가하는 것도 유효하다.
상기 래디컬 중합성 화합물을 중합시킬 수 있는 광개시제로서는, 예를 들면, 벤조페논, 2,4-디에틸티옥산톤, 벤조인이소프로필에테르, 2,2-디에톡시아세토페논, 벤질디메틸케탈, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르포리노프로파논-1,1-[4-(2-히드록시에톡시)-페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 비스(시클로펜타디에닐)-비스(2,6-디플루오로-3-(필-1-일)티타늄, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르포리노페닐)1-부타논-1,2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있다.
상기 카티온 중합성 화합물을 중합시킬 수 있는 광개시제는 광조사에 의해 산을 발생하고, 이 발생한 산에 의해 상술한 카티온 중합성 화합물을 중합시킬 수 있는 화합물이며, 일반적으로는 오늄염, 메탈로센 착체가 바람직하게 이용된다. 오늄염으로서는, 디아조늄염, 술포늄염, 요오드늄염, 포스포늄염, 셀레늄염 등이 이용되고, 이들의 대이온에는 테트라플루오로붕산 이온(BF4 -), 헥사플루오로인산 이 온(PF6 -), 헥사플루오로비소산 이온(AsF6 -), 헥사플루오로안티몬산 이온(SbF6 -) 등의 어니온이 이용된다. 카티온 중합성 화합물의 광개시제로서는, 트리페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트, (4-메톡시페닐)페닐요오드늄헥사플루오로안티모네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오드늄헥사플루오로포스페이트, (η5-이소프로필벤젠)(η5-시클로펜타디에닐)철(Ⅱ)헥사플루오로포스페이트 등을 들 수 있다.
또한, 상기 광개시제는, 광중합성 화합물 100중량부에 대하여, 0.01중량부 이상, 10중량부 이하로 배합되는 것이 바람직하다. 상기 광개시제가, 0.01중량부 미만이라면, 광경화성이 저하될 우려가 있으며, 10중량부를 넘으면, 표면만이 경화되어 내부의 경화성이 저하될 우려가 있기 때문이다. 상기 광개시제는 광중합성 화합물 100중량부에 대하여, 0.1중량부 이상, 7중량부 이하로 배합되는 것이 보다 바람직하고, 0.1중량부 이상, 5중량부 이하로 배합되는 것이 한층 바람직하다.
상기 광경화성 화합물을 포함하는 조성물로서는, 상기 광중합성 화합물과 함께, 광중합성을 갖지 않는 고분자 수지를 이용할 수 있다(상기 (C)의 형태 참조). 상기 고분자 수지로서는, 아크릴 수지, 스티렌 수지, 스티렌-아크릴 공중합체, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 셀룰로오스계 수지, 초산 비닐계 수지, 염화 비닐-초산 비닐 공중합체, 폴리비닐부티랄 수지 등을 들 수 있다. 이들 고분자 수지는 광중합 전에는, 광중합성 화합물과 충분한 상용성을 갖고 있을 것이 요구되고, 이와 같은 상용성을 확보하기 위하여, 각종 유기 용제나 가소제 등 을 이용하는 것도 가능하다. 또한, 광중합성 화합물로서 아크릴레이트를 이용하는 경우, 고분자 수지는 상용성의 관점에서, 아크릴 수지 중에서 선택되는 것이 바람직하다.
상기 광경화성 화합물을 포함하는 조성물을 경화시키는 방법으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 상기 조성물을 기체 상에 시트 형상으로 형성하고, 이것에 소정의 방향으로부터 평행 광선(자외선 등)을 조사하는 방법을 들 수 있다. 이에 따라, 평행 광선의 조사 방향으로 평행하게 연장되는 복수개의 봉형상 경화 영역의 집합체(예를 들면 도 2a∼도 2c 참조)를 형성할 수 있다.
상기 조성물을 기체 상에 시트 형상으로 형성하는 방법으로서는, 통상의 도공 방식(코팅)이나 인쇄 방식을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 에어닥터 코팅, 바 코팅, 블레이드 코팅, 나이프 코팅, 리버스 롤 코팅, 트랜스퍼 롤 코팅, 그라비아 롤 코팅, 키스 롤 코팅, 캐스트 코팅, 스프레이 코팅, 슬롯 오리피스 코팅, 캘린더 코팅, 댐 코팅, 딥 코팅, 다이 코팅 등의 도공 방식이나, 그라비아 인쇄 등의 요판(凹版) 인쇄, 스크린 인쇄 등의 공판 인쇄 등의 인쇄 방식 등을 이용할 수 있다. 또한, 조성물의 점도가 낮은 경우에는 기체의 주위에 소정의 높이의 구조물을 형성하고, 이 구조물로 둘러싸인 영역에 액상의 조성물을 도포하는 방법도 이용할 수 있다.
상기 평행 광선(자외선 등)을 조사하기 위하여 이용하는 광원으로서는, 통상은 쇼트 아크 등의 자외선 램프가 이용되고, 구체적으로는 고압 수은등, 저압 수은등, 메타할라이드 램프, 크세논 램프 등을 이용할 수 있다. 상기 소정의 방향으로 부터 평행 광선(자외선 등)을 조사하기 위하여 이용하는 장치로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 일정 면적에 균일한 강도의 평행 광선(자외선 등)을 조사할 수 있는 것으로, 시판 장치 중에서 선택하는 것이 가능하다는 관점에서, 레지스트 노광용의 노광 장치를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 사이즈가 작은 이방성 산란층을 형성하는 경우에는 자외선 스폿 광원을 점 광원으로 하여, 충분히 떨어진 거리에서 조사하는 방법도 이용하는 것이 가능하다.
상기 광경화성 화합물을 포함하는 조성물을 시트 형상으로 한 것에 조사되는 평행 광선은, 광중합성 화합물을 중합 경화하는 것이 가능한 파장을 포함하고 있을 것이 요구되며, 통상, 수은등의 365㎚을 중심으로 하는 파장의 광선이 이용된다. 이 파장대의 광선을 이용하여 이방성 산란층을 형성하는 경우, 조도는 0.01㎽/㎠이상, 100㎽/㎠이하인 것이 바람직하다. 조도가 0.01㎽/㎠ 미만이면, 경화에 장시간을 요하기 때문에, 생산 효율이 나빠질 우려가 있으며, 100㎽/㎠을 넘으면, 광중합성 화합물의 경화가 너무 빨라서 구조 형성을 발생하지 못하여, 소망하는 이방 산란 특성을 발현할 수 없게 될 우려가 있기 때문이다. 조도는 0.1㎽/㎠이상, 20㎽/㎠이하인 것이 보다 바람직하다.
도 3은 본 발명의 표시 장치에 있어서의 이방성 산란 필름의 산란 중심축의 축방향, 표시 디바이스의 콘트라스트비가 최대로 되는 방향, 표시 디바이스의 관찰면 법선 방향, 및 이방성 산란 필름의 필름면 법선 방향의 관계를 도시한 설명도이다. 또한, 도면에서, 점선은 표시 디바이스(11)의 관찰면의 법선 방향, 및 이방성 산란 필름(도시 생략)의 필름면의 법선 방향(이하, 간단히 "법선 방향"이라고도 함)을 나타낸다. 실선 화살표는 표시 디바이스(11)의 콘트라스트비가 최대로 되는 방향을 나타낸다. 파선 화살표는 이방성 산란 필름의 산란 중심축의 축방향을 나타낸다. θ1은 법선 방향과 이방성 산란 필름의 산란 중심축의 축방향이 이루는 각도를 나타낸다. θ2는 법선 방향과 표시 디바이스(11)의 콘트라스트비가 최대로 되는 방향이 이루는 각도를 나타낸다. φ는 이방성 산란 필름의 산란 중심축의 축방향과 표시 디바이스(11)의 콘트라스트비가 최대로 되는 방향이 이루는 각도를 나타낸다.
이하, 도 3을 참조하면서 설명하지만, 본 발명의 표시 장치는 도 3에 도시한 구성에 한정되는 것은 아니다.
상기 산란 중심축은, 표시 디바이스의 콘트라스트비가 최대로 되는 방향과 이루는 각도(φ)가 15°이하인 것이 바람직하다. 각도(φ)가 15°를 넘으면, 최대 콘트라스트비가 크게 저하될 우려가 있다. 또한, 콘트라스트비의 시각 의존성의 개선 효과가 넓은 방위에서 얻을 수 없게 될 우려가 있다. 즉 각도(φ)를 15°이하로 함으로써, 최대 콘트라스트비의 저하를 억제하면서, 넓은 방위에서 콘트라스트비의 시각 의존성을 개선할 수 있다.
상기 산란 중심축은 표시 디바이스의 콘트라스트비가 최대로 되는 방향과 이루는 각도(φ)가 10°이하인 것이 보다 바람직하다. 이에 따라, 최대 콘트라스트비의 저하를 더욱 억제하면서, 더욱 넓은 방위에서 콘트라스트비의 시야각 특성을 개선할 수 있다. 이 효과를 한층 크게 얻기 위해서는, 또한 이 효과를 넓은 방위에서 균일하게 얻기 위해서는, 상기 산란 중심축은 표시 디바이스의 콘트라스트비 가 최대로 되는 방향과 이루는 각도(φ)가, 5°이하인 것이 한층 바람직하다. 통상, 산란 중심축은 이방성 산란 필름의 필름면의 법선 방향으로부터 θ1(θ1≥0°)만큼 경사져 있다. 또한, 액정 표시 디바이스 등의 표시 디바이스의 대다수는 콘트라스트비가 최대로 되는 방향과 표시 디바이스의 관찰면의 법선 방향이 이루는 각도(θ2)는 10°이하이고, 이방성 산란 필름은 필름면을 표시 디바이스의 관찰면과 평행하게 하여 배치된다. 따라서, 상기 산란 중심축은 이방성 산란 필름의 필름면의 법선 방향과 이루는 각도(θ1)가 20°이하인 것이 바람직하다.
상기 이방성 산란 필름은 직선 투과 광량이 최소로 되는 방향과 산란 중심축의 축방향이 이루는 각도가, 직선 투과 광량이 최대로 되는 방향과 산란 중심축의 축방향이 이루는 각도보다도 작은 것이 바람직하다. 이것은 직선 투과 광량이 최소로 되는 방향이 산란 중심축의 축방향과 이루는 각도를 α, 직선 투과 광량이 최대로 되는 방향이 산란 중심축의 축방향과 이루는 각도를 β라고 했을 때, 0°≤α＜β로 표시된다. 통상의 표시 디바이스에 있어서는, 콘트라스트비가 큰 방향일수록, 콘트라스트비가 최대로 되는 방향과 이루는 각도는 작고, 콘트라스트비가 작을수록, 콘트라스트비가 최대로 되는 방향과 이루는 각도는 크다. 따라서, 이에 따르면, 표시 디바이스의 콘트라스트비가 큰 방향의 광이, 콘트라스트비가 작은 방향의 광보다도 강하게 산란되기 때문에, 본 발명의 작용 효과를 더욱 효과적으로 얻을 수 있다.
상기 이방성 산란 필름의 보다 바람직한 형태로서는, 입사각-직선 투과 광량을 도시한 도면에 있어서, 산란 특성의 입사각 의존성을 나타낸 그래프가, (ⅰ) 대 략 W자 형상으로 되는 형태(예를 들면, 도 5 참조), (ⅱ) 대략 U자 형상으로 되는 형태를 들 수 있다. 이하, (ⅰ)의 형태를 가지며, 산란 중심축이 필름면의 법선 방향에 있는 이방성 산란 필름을 일례로 들어 설명한다.
상기 (ⅰ)의 형태를 갖고, 산란 중심축이 필름면의 법선 방향에 있는 이방성 산란 필름의 경우, 직선 투과 광량은 산란 중심축의 축방향(필름면의 법선 방향)에서 충분히 작지만, 산란 중심축의 축방향과 이루는 각도(입사각의 크기)가 큰 방향일수록 서서히 감소하고, 입사각의 크기가 5～20°(α)인 방향에서 최소값을 나타낸다. 그리고, 입사각의 크기가 α보다도 큰 방향에서는, 입사각의 크기가 큰 방향일수록, 직선 투과 광량은 커지고, 입사각의 크기가 40～65°(β)인 방향에서 최대값을 나타낸다. 그리고, 입사각의 크기가 β보다도 큰 방향에서는, 입사각의 크기가 큰 방향일수록, 직선 투과 광량은 작아진다. 이와 같은 산란 특성의 입사각 의존성은 모든 방위에서 대략 동일하게 얻어지는 것이며, 즉 입사각-직선 투과 광량을 도시한 도면은 산란 중심축(입사각 0°의 축)을 중심으로, 대략 대칭성을 나타낸다(예를 들면 도 5 참조).
또한, 상기 산란 중심축의 축방향, 및 직선 투과 광량이 최소값 또는 최대값을 나타내는 입사각의 범위는 일례이며, 이것에 한정되지 않는다. 또한, (ⅰ)의 형태에 있어서, 산란 중심축의 축방향에 있어서의 직선 투과 광량은 작을수록 바람직하고, 상기 직선 투과 광량이 산란 중심축의 축방향에 있어서 최소로 되는 형태가, 상기 (ⅱ)의 형태이다.
상기 (ⅱ)의 형태를 갖는 이방성 산란 필름의 산란 특성의 입사각 의존성은 모든 방향의 입사 광선에 대하여 직선 투과 광량 및 그 진행 방향을 1개의 출사점을 기점으로 하는 벡터로 나타내고, 그 벡터의 선단부를 이어서 표시하는 경우, 도 1의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 산란 중심축의 축방향을 대칭 중심축으로 하는 종 형상 곡면(도면에서 파선)이 얻어지는 것이 바람직하다. 이방성 산란 필름이 상기와 같은 이방 산란 특성을 나타냄으로써, 최대 콘트라스트비의 저하를 특히 작게 할 수 있음과 아울러, 특히 넓은 방위에서 콘트라스트비의 시각 의존성을 개선할 수 있다. 또한, 콘트라스트비의 시각 의존성의 개선 효과를 모든 방위에서 균일하게 얻을 수 있다. 또한, 상술한 작용 효과는 표시 디바이스의 관찰면의 법선 방향과 이방성 산란 필름의 필름면의 법선 방향을 일치시킴으로써, 즉 표시 디바이스와 이방성 산란 필름을 접합시킴으로써 얻을 수 있기 때문에, 용이하게 얻을 수 있는 것이다.
또한, 상기 (ⅰ) 또는 (ⅱ)의 형태에 있어서, 직선 투과 광량이 소정의 값 이하인 입사각 범위가 넓게 되어 있어도 된다. 이것에 따르면, 표시 디바이스의 콘트라스트비가 큰, 넓은 범위의 방향의 광이, 콘트라스트비가 작은 방향의 광보다도 강하게 산란되기 때문에, 본 발명의 작용 효과를 더욱 효과적으로 얻을 수 있다.
또한, 이방성 산란 필름에 대하여, 상기 직선 투과 광량이 최소로 되는 방향과 산란 중심축의 축방향이 이루는 각도는 0°에 가까운 것이 바람직하다. 또한, 상기 직선 투과 광량의 최소값은 입사각-직선 투과 광량을 도시한 도면(예를 들면 도 5 참조)에 있어서, 최대값의 50% 이하인 것이 바람직하고, 30% 이하인 것이 보 다 바람직하고, 20% 이하인 것이 한층 바람직하다.
상기 표시 디바이스는 액정 표시 디바이스인 것이 바람직하다. 이에 따라, 표시 장치의 박형 경량화 및 저소비전력화를 실현할 수 있음과 아울러, 넓은 방위에서 액정 표시 디바이스의 콘트라스트비의 시각 의존성을 개선할 수 있다.
상기 액정 표시 디바이스는 1쌍의 기판 사이에 끼워진 액정을 갖는 액정셀과, 지지 필름 및 편광 소자를 포함하는 편광판을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 형태를 갖는 액정 표시 디바이스는 적어도 액정의 굴절률 이방성이나 편광판의 편광 흡수 특성 및 편광 투과 특성에 기인하여, 콘트라스트비의 시각 의존성을 발현한다. 따라서, 이와 같은 액정 표시 디바이스의 관찰면측에 상기 이방성 산란 필름을 배치함으로써, 넓은 방위에서 액정 표시 디바이스의 콘트라스트비의 시각 의존성을 개선할 수 있다.
또한, 상기 액정셀의 형태로서는, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러 필터 기판 사이에 끼워진 액정을 갖는 형태를 들 수 있다. 또한, 상기 편광판의 형태로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 액정셀의 측으로부터 편광 소자, 지지 필름의 순으로 포함하는 형태, 액정셀의 측으로부터 지지 필름, 편광 소자의 순으로 포함하는 형태, 액정셀의 측으로부터 제1 지지 필름, 편광 소자, 제2 지지 필름의 순으로 포함하는 형태가 예시된다. 상기 지지 필름으로서는, 이방성 산란 필름의 투명 기체와 동일한 것을 이용할 수 있다. 또한, 상기 편광판은 통상, 액정셀의 관찰면측 및 배면측의 양쪽에 배치되는데, 관찰면측에만 배치되어도 되고, 배면측에만 배치되어도 된다. 상기 편광판은 위상차 필름을 더 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 액정 표시 디바이스의 색도 등의 시각 의존성도 더욱 개선할 수도 있다.
또한, 상기 액정 표시 디바이스의 표시 모드로서는, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 VA(Vertical Alignment) 모드, TN(Twisted Nematic) 모드, IPS(In-Plane Switching) 모드, 또는 OCB(Optically Compensates Birefringence) 모드를 들 수 있다.
VA 모드란, 전압 무인가 시에 액정 분자가 기판면에 대략 수직으로 배향되어 있으며, 전압의 인가로 액정 분자를 무너뜨림으로써 표시를 행하는 방식이다. VA 모드로서는, 기판 상에 돌기 구조물, 및/또는 슬릿을 형성하여, 액정셀을 복수개의 도메인으로 분할한 MVA(Multi-domain Vertical Alignment) 모드 등을 들 수 있다. 또한, VA 모드의 액정 표시 디바이스에서는, 액정은 마이너스의 유전율 이방성을 갖는 것이 바람직하다.
TN 모드란, 전압 무인가 시에 액정 분자의 장축이 기판면에 대략 평행하고 아울러 1쌍의 기판 사이에서 소정의 각도(비틀림각)만큼 연속적으로 비틀리도록 배향되어 있으며, 전압의 인가로 장축이 전장 방향과 평행하게 되도록 재배열시킴으로써 표시를 행하는 방식이다. 또한, TN 모드는 비틀림각이 90°인 통상의 TN 모드뿐만 아니라, 비틀림각이 180°이상인 STN 모드 등도 포함하는 것이다. 또한, TN 모드의 액정 표시 디바이스에서는, 액정은 플러스의 유전율 이방성을 갖는 것이 바람직하다.
IPS 모드란, 한쪽의 기판에 형성한 빗형 전극쌍 간에 인가된 가로 방향의 전 계에 의해, 액정을 기판면 내에서 회전시켜서 표시를 행하는 방식이다. 또한, 액정 분자가 마이너스의 유전율 이방성을 갖는 경우에는, 전압 무인가 시에 액정 분자의 장축은 빗형 전극의 빗살 방향에 대략 수직인 방향으로 배치되고, 전압의 인가로 빗형 전극의 빗살 방향에 대략 평행한 방향으로 회전된다. 또한, 액정 분자가 플러스의 유전율 이방성을 갖는 경우에는 전압 무인가 시에 액정 분자의 장축은 빗형 전극의 빗살 방향에 대략 평행한 방향으로 배치되고, 전압의 인가로 빗형 전극의 빗살 방향에 대략 수직인 방향으로 회전된다. 또한, 전압 무인가 시에는, 액정 분자의 유전율 이방성의 플러스-마이너스에 관계없이, 액정 분자의 장축은 기판면 및 한쪽의 편광 소자의 편광축에 대략 평행하게 배치된다.
OCB 모드란 액정의 두께 방향으로 광학적으로 상보적인 배향 구조(밴드 배향)를 부여함과 아울러, 위상차 필름을 이용하여 삼차원의 광학 보상을 행하는 방식이다.
또한, 액정 표시 디바이스의 표시 모드가 VA 모드, TN 모드 또는 OCB 모드인 경우, 이방성 산란 필름은 흑색 표시 시에 산란 중심축의 축방향이 액정층의 두께 방향의 중심 부근에 위치하는 액정 분자의 장축 방향에 대하여 대략 평행하게 되도록 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 액정 표시 디바이스의 표시 모드가 IPS 모드인 경우, 이방성 산란 필름은 흑색 표시 시에 산란 중심축의 축방향이 액정층의 두께 방향의 중심 부근에 위치하는 액정 분자의 장축 방향에 대하여 대략 수직으로 되도록 배치되는 것이 바람직하다.
이들 형태에 따르면, 흑색 표시 시에 산란 중심축의 축 방향이 액정 표시 디 바이스의 흑색 휘도의 가장 낮은 방향에 대하여 대략 평행하게 되도록, 이방성 산란 필름을 배치하게 되어, 흑색 휘도의 높은 방향으로부터의 산란광을 저감하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해, 최대 콘트라스트비의 저하를 최소한으로 억제하는 것이 가능하다.
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
이하에 실시예를 들어, 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
1. 액정 표시 장치의 제작
〈실시예 1〉
(제1 이방성 산란 필름의 제작)
먼저, 두께 75㎛, 76×26㎜ 사이즈의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(상품명: 코스모샤인(등록상표), 품번: A4300, 도요 호세키 가부시키가이샤 제품)의 연부에, 디스펜서를 이용하여 액상 수지를 토출한 후, 이 액상 수지를 경화시킴으로써, 높이 0.2㎜의 격벽을 형성하였다. 다음으로, 격벽으로 둘러싸인 영역 내에 하기 조성의 광중합성 조성물을 적하한 후, 별도의 PET 필름으로 피복하였다.
《광중합성 조성물의 조성》
2-(퍼플루오로옥틸)-에틸아크릴레이트 50중량부
1,9-노난디올디아크릴레이트 50중량부
2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온 4중량부
다음으로, 상하 양면이 PET 필름으로 끼워진 0.2㎜의 두께의 액막에 대하여, UV 스폿 광원(상품명: L2859-01, 하마마츠 호트닉스 가부시키가이샤 제품)의 낙사용 조사 유닛으로부터 수직으로 조사 강도 30㎽/㎠의 자외선을 1분간 조사하고, 도 2에 도시한 바와 같은 봉 형상의 미소한 영역을 다수개 갖는 제1 이방성 산란 필름을 얻었다.
(제1 이방성 산란 플림의 산란 특성의 측정)
도 4는 제1 이방성 산란 필름의 이방 산란 특성의 측정 방법을 도시한 모식적 사시도이다.
도 4에 도시한 방법에 따르면, 소정의 방향을 회전축으로 하여 시험편을 회전시킴으로써, 광축과 시험면의 법선 방향이 일치하는 경우(입사각이 0°인 경우)의 직선 투과 광량뿐만 아니라, 광축과 시험면의 법선 방향이 일치하지 않는 경우(입사각이 0°이외인 경우)의 직선 투과 광량도 측정할 수 있다. 구체적으로는, 먼저, 고니오포토미터(상품명: 자동 변각 광도계 GP-5, 무라카미 색채 기술 연구소 가부시키가이샤 제품)을 이용하여, 도 4에 도시한 바와 같이, 광원(도시 생략)으로부터의 직진광을 받는 위치에 수광부(30)를 고정하고, 광원과 수광부(30) 사이의 샘플 홀더(도시 생략)에, 제1 이방성 산란 필름(10)을 부착하였다. 다음으로, 도 4에 도시한 바와 같이, 샘플의 단변 방향을 회전축(L)으로 하여 샘플을 회전(이하, "단변축 회전"이라고도 함)시키면서, 각각의 입사각에 대응하는 직선 투과 광량을 측정하였다. 다음으로, 샘플의 장변 방향을 회전축(M)으로 하여 샘플을 회전(이하, "장변축 회전"이라고도 함)시키면서, 각각의 입사각에 대응하는 직선 투과 광량을 측정하였다.
도 5a는 제1 이방성 산란 필름에 대하여, 상기 2개의 회전축을 중심으로 회전시킨 경우의 입사각과 직선 투과 광량의 관계를 도시하는 도면이다. 또한, 도면 중의 실선은 단변축 회전시킨 경우를 나타내고, 파선은 장변축 회전시킨 경우를 나타낸다. 또한, 입사각의 플러스-마이너스는 회전시키는 방향이 반대이라는 것을 나타낸다.
도 5a로부터, 단변축 회전시킨 경우 및 장변축 회전시킨 경우의 양쪽에 있어서, 제1 이방성 산란 필름은 입사각 0°에 작은 산을 포함하는 깊은 계곡 형상으로, 대략 좌우 대칭인 이방 산란 특성을 나타내는 것을 알 수 있다. 또한, 제1 이방성 산란 필름은 단변축 회전시킨 경우와 장변축 회전시킨 경우에서, 대략 동일한 이방 산란 특성을 나타내는 것을 알 수 있다. 또한, 이에 따라, 제1 이방성 산란 필름은 필름면의 법선 방향으로 산란 중심축을 갖는 것을 알 수 있다. 또한, 직선 투과 광량의 변화율은 단변축 회전시킨 경우 및 장변축 회전시킨 경우의 양쪽에 있어서, 0.90이었다.
(액정 표시 장치의 제작)
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 VA 모드 액정 표시 장치(100a)의 구성을 도시한 모식적 사시도이다. 또한, 각 필름의 접합 축방향 등의 상대 관계는 도 6에 도시한 바와 같다.
먼저, 액정 재료의 복굴절 Δn과 셀 두께 d의 관계가 Δnd=300㎚으로 조정되고, 액정 분자의 경사 방위가 전압 인가 시에 45°, 135°, 225° 및 315°의 4 방위로 분할되는 VA 모드 액정셀(11a)을 시험 제작하였다. 다음으로, VA 모드 액정 셀(11a)의 백라이트측 제1 위상차 필름(12a)을 접합하고, 또한 제1 위상차 필름(12a)의 백라이트측, 및 VA 모드 액정셀(11a)의 관찰면측에, VA 모드 액정셀(11a)측의 지지 필름이 TAC(트리아세틸셀룰로오스) 필름인 제1 편광판(13a)을 접합하여, VA 모드 액정 표시 디바이스(15a)로 하였다. 다음으로, VA 모드 액정 표시 디바이스(15a)의 관찰면측에 제1 이방성 산란 필름(10a)을 접합하여, VA 모드 액정 표시 장치(100a)로 하였다.
또한, 제1 이방성 산란 필름(10a)의 필름면의 법선 방향과 VA 모드 액정 표시 디바이스(15a)의 관찰면의 법선 방향은 일치하고 있다. 또한, 제1 위상차 필름(12a)의 위상차는 Re=3㎚, Rth=250㎚이다. 상기 Re는 굴절률 타원체의 3개의 주 굴절률 중에서, 면내의 2개의 주 굴절률을 nx, ny(nx≥ny), 법선 방향의 1개의 주 굴절률을 nz, 위상차 필름의 두께를 d라고 정의했을 때, 하기 수학식 1로 표현된다.
Figure 112006067921746-PAT00001
또한, Rth는 nx, ny, nz 및 d를 상기와 마찬가지로 정의했을 때, 하기 수학식 2로 표현된다.
Figure 112006067921746-PAT00002
Re 및 Rth의 산출 방법에 대해서는, 이하의 각 실시예, 각 비교예에 있어서 도 동일하다. 또한, 제1 편광판(13a)을 구성하는 편광 소자의 성능은 평행 투과율 36.25%, 직교 투과율 0.005%, 편광도 99.99%이다.
〈실시예 2〉
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 VA 모드 액정 표시 장치(100a)의 구성을 도시한 모식적 사시도이다. 또한, 각 필름의 접합 축방향 등의 상대 관계는 도 7에 도시한 바와 같다.
먼저, 실시예 1에서 시험 제작한 VA 모드 액정셀(11a)의 관찰면측에, VA 모드 액정셀(11a)측의 지지 필름이 제2 위상차 필름(12b)인 제2 편광판(13b)을 접합하고, 백라이트측에 VA 모드 액정셀(11a)측의 지지 필름이 제3 위상차 필름(12c)인 제3 편광판(13c)을 접합하여, VA 모드 액정 표시 디바이스(15a)로 하였다. 다음으로, VA 모드 액정 표시 디바이스(15a)의 관찰면측에, 실시예 1과 동일한 제1 이방성 산란 필름(10a)을 접합하여, VA 모드 액정 표시 장치(100a)로 하였다.
또한, 제1 이방성 산란 필름(10a)의 필름면의 법선 방향과 VA 모드 액정 표시 디바이스(15a)의 관찰면의 법선 방향은 일치하고 있다. 또한, 제2 위상차 필름(12b)의 위상차는 Re=140㎚, Rth=138㎚이다. 또한, 제3 위상차 필름(12c)의 위상차는 Re=2㎚, Rth=190㎚이다. 그리고, 편광 소자(3a)의 성능은 실시예 1의 편광 소자와 동일하다.
〈실시예 3〉
도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 VA 모드 액정 표시 장치(100a)의 구성을 도시한 모식적 사시도이다. 또한, 각 필름의 접합 축방향 등의 상대 관계는 도 8 에 도시한 바와 같다.
먼저, 실시예 1에서 시험 제작한 VA 모드 액정셀(11a)의 백라이트측에 제4 위상차 필름(12d)을 접합하고, 또한 제4 위상차 필름(12d)의 백라이트측, 및 VA 모드 액정셀(11a)의 관찰면측에, VA 모드 액정셀(11a)측의 보호 필름이 TAC 필름인 제1 편광판(13a)을 접합하여, VA 모드 액정 표시 디바이스(15a)로 하였다. 다음으로, VA 모드 액정 표시 디바이스(15a)의 관찰면측에, 실시예 1과 동일한 제1 이방성 산란 필름(10a)을 접합하여, VA 모드 액정 표시 장치(100a)로 하였다.
또한, 제1 이방성 산란 필름(10a)의 필름면의 법선 방향과 VA 모드 액정 표시 디바이스(15a)의 관찰면의 법선 방향은 일치하고 있다. 또한, 제4 위상차 필름(12d)의 위상차는 Re=50㎚, Rth=220㎚이다. 또한, 제1 편광판(3a)의 성능은 실시예 1의 편광 소자와 동일하다.
〈실시예 4〉
본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구성은 제1 이방성 산란 필름 대신에 제2 이방성 산란 필름을 이용한 것 이외는 실시예 3과 동일하다.
(제2 이방성 산란 필름의 제작)
UV 스폿 광원(상품명: L2859-01, 하마마츠 호토닉스 가부시키가이샤 제품)의 낙사용 조사 유닛으로부터, 수직 방향으로부터 15° 경사진 각도로부터 조사 강도 30㎽/㎠의 자외선을 1분간 조사한 것 이외는 제1 이방성 산란 필름의 제작 방법과 동일하다. 이에 따라, 제2 이방성 산란 필름을 얻었다. 또한, 제2 이방성 산란 필름에 대하여, 단면을 현미경 관찰하면, 도 2b에 도시한 바와 같은 필름면의 법선 방향에 대하여 15° 경사져서 연장된 봉형상 경화 영역(20)의 존재가 확인되었다.
(제2 이방성 산란 필름의 산란 특성의 측정)
도 5b는 제2 이방성 산란 필름에 대하여, 상기 2개의 회전축을 중심으로 회전시킨 경우의 입사각과 직선 투과 광량의 관계를 도시하는 도면이다. 또한, 도면 중의 실선은 단변축 회전시킨 경우(봉형상 경화 영역(20)의 연장 방위에 수직인 방위에 평행한 회전축을 중심으로 회전시킨 경우)를 나타내고, 파선은 장변축 회전시킨 경우(봉형상 경화 영역(20)의 연장 방위에 평행한 회전축을 중심으로 회전시킨 경우)를 나타낸다. 또한, 입사각의 플러스-마이너스는 회전시키는 방향이 반대라는 것을 나타낸다.
제2 이방성 산란 필름의 산란 특성에 대하여, 제1 이방성 산란 필름과 마찬가지로 측정한 바, 도 5b로부터 봉형상 경화 영역(20)의 연장 방위에 있어서는, 입사각 15°에 작은 산을 포함하는 깊은 계곡 형상이라는 것을 알 수 있다. 또한, 봉형상 경화 영역(20)의 연장 방위에 수직인 방위에 대해서는, 입사각 0°이 가장 깊은 곳으로 되는 계곡 형상이라는 것을 알 수 있다. 따라서, 제2 이방성 산란 필름(10b)은 봉형상 경화 영역(20)의 연장 방향에 일치하는 방향으로 산란 중심축을 갖고 있으며, 산란 중심축이 필름면의 법선 방향에 대하여 15° 경사져 있다는 것을 알 수 있다.
(액정 표시 장치의 제작)
도 9는 본 발명의 실시예 4에 따른 VA 모드 액정 표시 장치(100a)의 구성을 도시한 모식적 사시도이다. 또한, 각 필름의 접합 축방향 등의 상대 관계는 도 9 에 도시한 바와 같다.
제1 이방성 산란 필름(10a) 대신에, 제2 이방성 산란 필름(10b)을, 그 산란 중심축의 축 방위가 백라이트측으로부터 관찰면측을 향하여 방위각 45°의 방위를 향하도록 접합한 것 이외는 실시예 3과 동일하다.
〈실시예 5〉
본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구성은 제1 이방성 산란 필름 대신에 제3 이방성 산란 필름을 이용하는 것 이외는 실시예 3과 동일하다.
(제3 이방성 산란 필름의 제작)
UV 스폿 광원(상품명: L2859-01, 하마마츠 호토닉스 가부시키가이샤 제품)의 낙사용 조사 유닛으로부터, 수직 방향으로부터 30° 경사진 각도로부터 조사 강도 30㎽/㎠의 자외선을 1분간 조사한 것 이외는 제1 이방성 산란 필름의 제작 방법과 동일하다. 이에 따라, 제3 이방성 산란 필름을 얻었다. 또한, 제3 이방성 산란 필름에 대하여, 단면을 현미경 관찰하면, 도 2c에 도시한 바와 같은 필름면의 법선 방향에 대하여 30° 경사져서 연장된 봉형상 경화 영역(20)의 존재가 확인되었다.
(제3 이방성 산란 필름의 산란 특성의 측정)
도 5c는 제3 이방성 산란 필름에 대하여, 봉형상 경화 영역(20)의 연장 방위 및 그것에 수직인 방위에 평행한 2개의 회전축을 중심으로 회전시킨 경우의 입사각과 직선 투과 광량의 관계를 도시하는 도면이다.
제3 이방성 산란 필름의 산란 특성에 대하여, 제1 이방성 산란 필름과 마찬가지로 측정한 바, 도 5c로부터, 봉형상 경화 영역(20)의 연장 방위에 있어서는, 입사각 30°에 가까운 산을 포함하는 깊은 계곡 형상이라는 것을 알 수 있다. 또한, 봉형상 경화 영역(20)의 연장 방위에 수직인 방위에 있어서는, 입사각 0°이 가장 깊은 곳으로 되는 계곡 형상이라는 것을 알 수 있다. 따라서, 제3 이방성 산란 필름(10c)은 봉형상 경화 영역(20)의 연장 방향에 일치하는 방향으로 산란 중심축을 갖고 있으며, 산란 중심축이 필름면의 법선 방향에 대하여 30° 경사져 있다는 것을 알 수 있다.
(액정 표시 장치의 제작)
도 10은 본 발명의 실시예 5에 따른 VA 모드 액정 표시 장치(100a)의 구성을 도시한 모식적 사시도이다. 또한, 각 필름의 접합 축방향 등의 상대 관계는 도 10에 도시한 바와 같다.
제1 이방성 산란 필름(10a) 대신에, 제3 이방성 산란 필름(10c)을, 그 산란 중심축의 축 방위가 백라이트측으로부터 관찰면측을 향하여 방위각 45°의 방위를 향하도록 접합한 것 이외는 실시예 3과 동일하다.
〈실시예 6〉
도 11은 본 발명의 실시예 6에 따른 VA 모드 액정 표시 장치(100a)의 구성을 도시한 모식적 사시도이다. 또한, 각 필름의 접합 축방향 등의 상대 관계는 도 11에 도시한 바와 같다.
먼저, 실시예 1에서 시험 제작한 VA 모드 액정셀(11a)의 관찰면측에, VA 모드 액정셀(11a)측의 지지 필름이 제5 위상차 필름(12e)인 제5 편광판(13e)을 접합하고, 백라이트측에, VA 모드 액정셀(11a)측의 지지 필름이 제6 위상차 필름(12f) 인 제6 편광판(13f)을 접합하여, VA 모드 액정 표시 디바이스(15a)로 하였다. 다음으로, VA 모드 액정 표시 디바이스(15a)의 관찰면측에, 실시예 1과 동일한 제1 이방성 산란 필름(10a)을 접합하여, VA 모드 액정 표시 장치(100a)로 하였다.
또한, 제1 이방성 산란 필름(10a)의 필름면의 법선 방향과 VA 모드 액정 표시 디바이스(15a)의 관찰면의 법선 방향은 일치하고 있다. 또한, 제5 및 제6 위상차 필름(12e 및 12f)의 위상차는 모두 Re=60㎚, Rth=90㎚이다. 또한, 편광 소자(3a)의 성능은 실시예 1의 편광 소자와 동일하다.
〈실시예 7〉
도 12는 본 발명의 실시예 7에 따른 VA 모드 액정 표시 장치(100a)의 구성을 도시한 모식적 사시도이다. 또한, 각 필름의 접합 축방향 등의 상대 관계는 도 12에 도시한 바와 같다.
먼저, 실시예 1에서 시험 제작한 VA 모드 액정셀(11a)의 관찰면측에, VA 모드 액정셀(11a)측의 지지 필름이 제7 위상차 필름(12g)인 제7 편광판(13g)을 접합하고, 백라이트측에, VA 모드 액정셀(11a)측의 지지 필름이 제8 위상차 필름(12h)인 제8 편광판(13h)을 접합하여, VA 모드 액정 표시 디바이스(15a)로 하였다. 다음으로, VA 모드 액정 표시 디바이스(15a)의 관찰면측에, 실시예 1과 동일한 제1 이방성 산란 필름(10a)을 접합하여, VA 모드 액정 표시 장치(100a)로 하였다.
또한, 제1 이방성 산란 필름(10a)의 필름면의 법선 방향과 VA 모드 액정 표시 디바이스(15a)의 관찰면의 법선 방향은 일치하고 있다. 또한, 제7 위상차 필름(12g)의 위상차는 Re=90㎚, Rth=100㎚이다. 또한, 제8 위상차 필름(12h)의 위상 차는 Re=3㎚, Rth=100㎚이다. 그리고 편광 소자(3a)의 성능은 실시예 1의 편광 소자와 동일하다.
〈실시예 8〉
도 13은 본 발명의 실시예 8에 따른 TN 모드 액정 표시 장치(100b)의 구성을 도시한 모식적 사시도이다. 또한, 각 필름의 접합 축방향 등의 상대 관계는 도 13에 도시한 바와 같다.
먼저, 액정 재료의 복굴절 Δn과 셀 두께 d의 관계가 Δnd=350㎚으로 조정된 TN 모드 액정셀(11b)을 시험 제작하고, 이 양 외측에 와이드 뷰(WV) 필름(4) 부착 편광판(상품명: 시각 보상 필름 부착 편광판 NWF-KD·EG, 닛토 덴코 가부시키가이샤 제품)(13i)를 접합하여, TN 모드 액정 표시 디바이스(15b)로 하였다. 다음으로, TN 모드 액정 표시 디바이스(15b)의 관찰면측에, 실시예 1과 동일한 제1 이방성 산란 필름(10a)을 접합하여, TN 모드 액정 표시 장치(100b)로 하였다.
또한, 제1 이방성 산란 필름(10a)의 필름면의 법선 방향과 TN 모드 액정 표시 디바이스(15b)의 관찰면의 법선 방향은 일치하고 있다. 또한, 편광판(13i)의 성능은 평행 투과율 36.10%, 직교 투과율 0.005%, 편광도 99.99%였다.
〈실시예 9〉
도 14는 본 발명의 실시예 9에 따른 IPS 모드 액정 표시 장치(100c)의 구성을 도시한 모식적 사시도이다. 또한, 각 필름의 접합 축방향 등의 상대 관계는 도 14에 도시한 바와 같다.
먼저, 시판의 IPS 모드의 액정 TV(상품명: TH-26LX50, 마츠시타 덴키 산교 가부시키가이샤 제품)의 관찰면측 및 백라이트측에 접합된 편광판을 박리하고, IPS 모드 액정셀(11c)을 준비하였다. 다음으로, IPS 모드 액정셀(11c)의 백라이트측에 제9 위상차 필름(12j)을 접합하고, 또한 제9 위상차 필름(12j)의 백라이트측, 및 IPS 모드 액정셀(11c)의 관찰면측에 제9 편광판(13i)을 접합하여, IPS 모드 액정 표시 디바이스(15c)로 하였다. 다음으로, IPS 모드 액정 표시 디바이스(15c)의 관찰면측에, 실시예 1과 동일한 제1 이방성 산란 필름(10a)을 접합하여, IPS 모드 액정 표시 장치(100c)로 하였다.
또한, 제1 이방성 산란 필름(10a)의 필름면의 법선 방향과 IPS 모드 액정 표시 디바이스(15c)의 관찰면의 법선 방향은 일치하고 있다. 또한, 제9 위상차 필름(12j)의 위상차는 Re=140㎚, Rth=45㎚이다. 또한, 제9 편광판(13i)의 성능은 평행 투과율 35.95%, 직교 투과율 0.004%, 편광도 99.99%였다.
〈실시예 10〉
시판의 OCB 모드의 액정 TV(상품명: VT23XD1, 나나오 가부시키가이샤 제품)의 백라이트측의 편광판의 일부를 박리하고, 관찰면측에 접합하고, OCB 모드 액정 표시 디바이스로 하였다. 또한, 이 액정 표시 디바이스의 관찰면측에 제1 이방성 산란 필름(10a)을 접합하고, OCB 모드 액정 표시 장치로 하였다.
또한, 제1 이방성 산란 필름(10a)의 필름면의 법선 방향과 IPS 모드 액정 표시 디바이스(15c)의 관찰면의 법선 방향은 일치하고 있다. 또한, 일부가 박리된 편광판의 성능은 평행 투과율 36.30%, 직교 투과율 0.005%, 편광도 99.99%였다.
〈비교예 1〉
(등방성 산란 필름의 제작)
두께 75㎛의 PET 필름(상품명: 코스모 샤인(등록상표), 품번: A4300, 도요 호세키 가부시키가이샤 제품)의 일면에, 하기 처방의 UV 도료를 와이어 바로 도포하였다. 다음으로, UV 도료를 도포한 필름을 건조, UV 조사(경화)하고, 막두께 약 3㎛의 도공층을 갖는 등방성 산란 필름을 얻었다.
《UV 도료》
UV 경화형 수지(상품명: 빔 세트(등록상표) 575CB, 불휘발분 100%, 아라카와 가가쿠 고교 가부시키가이샤) 98중량부
폴리스티렌제 미립자(상품명: SX350H, 평균 입자 직경: 3.5㎛, 소켄 가가쿠 가부시키가이샤 제품) 12중량부
MIBK(메틸이소부틸케톤) 100중량부
(등방성 산란 필름의 산란 특성의 측정)
측정 방벙에 대해서는, 제1 이방성 산란 필름과 동일하다. 등방성 산란 필름의 산란 특성을 도 15에 도시한다. 등방성 산란 필름의 경우, 도 15에 도시한 바와같이, 산란 특성의 입사각 의존성을 나타낸 그래프는 입사각 0°을 중심으로 하여 위로 볼록한 형상으로 된다. 이것은 입사각이 커질수록, 필름을 통과하는 거리가 커지는 것에 기인한다.
또한, 입사각의 플러스-마이너스는 회전시키는 방향이 반대임을 나타낸다.
(액정 표시 장치의 제작)
실시예 1에서 시험 제작한 VA 모드 액정 표시 디바이스(15a)의 관찰면측에, 탁도계(상품명: NDH-2000, 닛폰 덴쇼쿠 고교 가부시키가이샤 제품)로 측정한 탁도가 30%인 등방성 산란 필름을 접합하여, VA 모드 액정 표시 장치로 하였다. 또한, 제1 이방성 산란 필름 대신에 등방성 산란 필름을 이용한 것 이외는 실시예 1과 동일하다.
〈비교예 2〉
(액정 표시 장치의 제작)
실시예 3에서 시험 제작한 VA 모드 액정 표시 디바이스(15a)의 관찰면측에, 시각 제어 필름(상품명: 루미스티(등록상표), 품번: MFX-2020, 스미토모 가가쿠 가부시키가이샤 제품)을 접합하여, VA 모드 액정 표시 장치로 하였다. 또한, 제1 이방성 산란 필름 대신에 루미스티(등록상표)를 이용한 것 이외는 실시예 3과 동일하다.
〈비교예 3〉
(제4 이방성 산란 필름의 제작)
제1 이방성 산란 필름과 동일한 PET 필름에 끼워진 상태의 광중합성 조성물에, PET 필름의 장변과 직교하는 방향으로 배치한 발광 길이 125㎜의 선 형상 UV 광원(상품명: 핸디 UV 장치 HUV-1000, 닛폰 UV 머신 가부시키가이샤 제품)으로부터, 제1 이방성 산란 필름과 동일한 조사 강도의 자외선을 수직으로 조사하여, 도 30에 도시한 바와 같은 주변 영역과 굴절률이 상이한 판 형상의 영역(40)을 갖는 제4 이방성 산란 필름을 얻었다.
(제4 이방성 산란 필름의 산란 특성의 측정)
제4 이방성 산란 필름에 대하여, 고니오포토미터(상품명:자동 변각 광도계 GP-5, 무라카미 색채 기술 연구소 가부시키가이샤 제품)을 이용하고, 제1 이방성 산란 필름과 동일한 측정을 행하였다. 제4 이방성 산란 필름의 산란 특성을 도 16에 나타낸다. 또한, 도면 중의 실선은 단변 축 회전시킨 경우를 나타내고, 파선은 장변 축 회전시킨 경우를 나타낸다. 또한, 입사각의 플러스-마이너스는 회전시키는 방향이 반대임을 나타낸다.
도 16에 도시한 바와 같이, 제4 이방성 산란 필름은, 단변 축 회전시킨 경우에는, 제1 이방성 산란 필름과 유사한 입사각 0°에 작은 산을 포함하는 깊은 계곡 형상으로 대략 좌우 대칭의 이방 산란 특성을 나타내고, 장변 축 회전시킨 경우에는 입사각을 바꾸더라도 직선 투과 광량은 거의 변화하지 않는 등방 산란 특성을 나타낸다. 또한, 직선 투과 광량의 변화율은 단변축 회전시킨 경우에 있어서 0.90이고, 장변축 회전시킨 경우에 있어서 0이었다.
(액정 표시 장치의 제작)
실시예 6에서 시험 제작한 VA 모드 액정 표시 디바이스(15a)의 관찰면측에, 제4 이방성 산란 필름을 접합하여, VA 모드 액정 표시 장치로 하였다. 또한, 제1 이방성 산란 필름 대신에 제4 이방성 산란 필름을 이용한 것 이외는 실시예 6과 동일하다.
2. 액정 표시 장치의 광학 특성의 측정
실시예 1∼10 및 비교예 1∼3의 액정 표시 장치에 대하여, 시야각 측정 장치(상품명: EZContrast160R, ELDIM사 제품)을 이용하여, 256 계조 표시를 행하는 경우의 흑색 표시 시(계조값: 0), 중간조 표시 시(계조값: 128) 및 백색 표시 시(계조값: 255)의 각 시각에 있어서의 휘도 및 색도 의존성을 측정하였다. 또한, 시각에 대해서는, 극각 Θ 및 방위각 Φ로 표시한다.
〈콘트라스트비의 시각 의존성 개선의 평가〉
VA 모드 및 IPS 모드의 액정 표시 디바이스 및 액정 표시 장치에서는, 방위각 Φ=45, 135, 225, 315°, TN 모드 및 OCB 모드의 액정 표시 디바이스 및 액정 표시 장치에서는, 방위각 Φ=0, 90, 180, 270°에 있어서의 콘트라스트비의 극각 의존성을 평가하였다. 또한, 이들 방위각 Φ는 모두 각 표시 모드에 있어서의 시야각이 좁은 방위각이다. 또한, 극각 Θ=40°에 있어서의 콘트라스트비의 방위각 의존성을 평가하였다. 또한, 콘트라스트비는 측정한 흑색 표시 시(0) 및 백색 표시 시(255)에 있어서의 휘도로부터, 하기 수학식 3을 이용하여 구하였다.
(콘트라스트비)=(백색 표시 휘도)/(흑색 표시 휘도)
실시예 1∼10 및 비교예 1∼3의 VA 모드의 액정 표시 디바이스 및 액정 표시 장치의 콘트라스트비의 시각 의존성에 대하여, 도 17∼도 29의 (a)∼(c)에 나타낸다. 또한, 각 도면 중의 실선은 액정 표시 장치의 콘트라스트비를 나타내고, 파선은 액정 표시 디바이스의 콘트라스트비를 나타내고 있다.
도 17∼도 29의 (a)∼(c)로부터 확실한 바와 같이, 각 실시예 및 비교예의 VA 모드 액정 표시 디바이스의 콘트라스트비는 시각 의존성을 갖고 있다. 이에 비하여, 본 발명의 실시예 1∼7의 VA 모드 액정 표시 장치에서는, 도 17∼도 23의 (a)∼(c)에 도시한 바와 같이, 정면 방향(극각 Θ=0°)에서 얻어지는 최대 콘트라스트비가 크게 저하하지 않고, 시야각이 좁은 방위각 Φ=45, 135, 225, 315°에 있어서의 콘트라스트비의 시각 의존성이 개선되어 있다. 그러나, 비교예 1의 VA 모드 액정 표시 장치에서는, 도 27의 (a)∼(c)에 도시한 바와 같이, 정면 방향에서 얻어지는 최대 콘트라스트비는 크게 저하되어 있지 않지만, 시야각이 좁은 방위각 Φ=45, 135, 225, 315°에 있어서의 콘트라스트비의 시각 의존성의 개선 효과가 거의 얻어지지 않았다. 또한, 비교예 2, 3의 VA 모드 액정 표시 장치는 도 28 및 도 29의 (a)∼(c)에 도시한 바와 같이, 콘트라스트비의 시각 의존성의 개선 효과가 특정의 방위에서밖에 얻어지지 않고, 정면 방향에서 얻어지는 최대 콘트라스트비는 저하되어 있었다.
또한, 실시예 3∼5의 VA 모드 액정 표시 장치는 이방성 산란 필름의 산란 중심축의 축방향과 VA 모드 액정 표시 디바이스의 콘트라스트비가 최대로 되는 방향이 이루는 각도가 각각 0°, 15° 및 30°인 것 이외는, 동일한 구성이다. 상기 이루는 각도가 30°인 실시예5의 VA 모드 액정 표시 장치에서는, 도 21의 (a)∼(c)에 도시한 바와 같이, 콘트라스트비의 시각 의존성이, 시야각이 좁은 방위각 Φ=45, 135, 225, 315°의 방위 중에서, 제3 이방성 산란 필름의 산란 중심축의 축 방위인 방위각 Φ=45°의 방위에서 크게 개선되어 있었지만, 그 이외의 방위각 Φ=135, 225, 315°의 방위에서는 조금밖에 개선되어 있지 않았다. 이에 비하여, 상기 이루는 각도가 15°이하인 실시예 3 및 4의 VA 모드 액정 표시 장치에서는, 도 19 및 도 20의 (a)∼(c)에 도시한 바와 같이, 콘트라스트비의 시각 의존성이, 시야각이 좁은 방위각 Φ=45, 135, 225, 315°의 모든 방위에서 개선되어 있었다. 특히, 이루는 각도가 0°인 실시예 3의 VA 모드 액정 표시 장치에서는, 최대 콘트라스트비의 저하가 작고, 시야각이 좁은 방위각 Φ=45, 135, 225, 315°의 모든 방위에서 콘트라스트비의 시각 의존성이 대략 균일하게 개선되어 있었다. 따라서, 이방성 산란 필름의 산란 중심축의 축방향과 액정 표시 디바이스의 콘트라스트비가 최대로 되는 방향이 이루는 각도는 15°이하인 것이 바람직하고, 작을수록 바람직하다는 것을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예 8의 TN 모드 액정 표시 장치에 대해서는, 도 24의 (a)∼(c)에 도시한 바와 같이, TN 모드 액정 표시 디바이스에 대하여, 관찰면의 법선 방향으로부터 방위각 180°의 방위에 10°만큼 경사진 방향에서 얻어지는 최대 콘트라스트비를 거의 저하시키지 않고, 시야각이 좁은 방위각 Φ=0, 90, 180, 270°에 있어서의 콘트라스트비의 시각 의존성이 개선되어 있다.
그리고, 본 발명의 실시예 9의 IPS 모드 액정 표시 장치에 있어서는, 도 25의 (a)∼(c)에 도시한 바와 같이, IPS 모드 액정 표시 디바이스에 대하여, 정면 방향(극각 Θ=0°)에서 얻어지는 최대 콘트라스트비가 크게 저하되지 않고, 시야각이 좁은 방위각 Φ=45, 135, 225, 315°에 있어서의 콘트라스트비의 시각 의존성이 개선되어 있다.
또한, 실시예 10의 OCB 모드 액정 표시 장치에 대해서는, 도 26의 (a)∼(c)에 도시한 바와 같이, OCB 모드 액정 표시 디바이스에 대하여, 정면 방향(극각 Θ=0°)에서 얻어지는 최대 콘트라스트비가 크게 저하되지 않고, 시야각이 좁은 방위 각 Φ=0, 90, 180, 270°에 있어서의 콘트라스트비가 개선되어 있다.
이것에 대해서는, 다음과 같이 설명된다. 도 17∼도 29의 (a)∼(c)에 도시한 바와 같이, VA 모드, IPS 모드 및 OCB 모드 액정 표시 디바이스의 콘트라스트비는 각각, 관찰면의 법선 방향(정면 방향)에서 최대로 된다. 또한, TN 모드 액정 표시 디바이스의 콘트라스트비는 관찰면의 법선 방향으로부터 10° 경사진 방향에서 최대로 된다. 본 발명의 실시예 1∼10의 액정 표시 장치에 따르면, 제1, 제2 및 제3 이방성 산란 필름이, 그 산란 중심축의 축방향이 액정 표시 디바이스의 콘트라스트비가 최대로 되는 방향에 대하여 대략 평행하게 되도록 액정 표시 디바이스의 관찰면측에 접합되어 있기 때문에, 콘트라스트비가 최대로 되는 방향의 입사광을 모든 방향으로 산란시켜서 평균화할 수 있으며, 그 결과, 시야각이 좁은 방위에서 콘트라스트비의 시각 의존성을 개선할 수 있다. 또한, 제1, 제2 및 제3 이방성 산란 필름은 각각 도 5a, 도 5b 및 도 5c에 도시한 바와 같은 산란 특성을 나타내고, 콘트라스트비가 작은 경사 방향의 입사광을 약하게밖에 산란하지 않기 때문에, 동일 방향의 입사광의 산란에 의해 콘트라스트비가 최대로 되는 방향에 있어서의 콘트라스트비(최대 콘트라스트비)가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
이에 비하여, 비교예 1의 액정 표시 장치에 따르면, 제1 이방성 산란 필름 대신에 이용한 등방성 산란 필름은 도 15에 도시한 바와 같이, 콘트라스트비가 최대로 되는 방향 등의 특정 방향의 입사광을 모든 방향으로 산란시켜서 평균화하도록 할 수 없기 때문에, 콘트라스트비의 시각 의존성을 개선할 수 없다. 또한, 비교예 2 및 3의 액정 표시 장치에 따르면, 제1 이방성 산란 필름 대신에 이용한 루 미스티(등록상표)나 제4 이방성 산란 필름은 도 16에 도시한 바와 같이, 특정 방위에서밖에 이방 산란 특성을 나타내지 않기 때문에, 이방 산란 특성을 나타내는 방위에서밖에 콘트라스트비의 시각 의존성의 개선 효과를 얻을 수가 없다. 또한, 루미스티(등록상표)나 제4 이방성 산란 필름은 이방 산란 특성을 나타내지 않는 방위에 있어서는, 콘트라스트비가 작은 방향의 입사광까지도 강하게 산란하기 때문에, 동일 방향의 입사광의 산란에 의해 정면 방향 등에서 얻어지는 최대 콘트라스트비를 저하시키게 된다.
〈감마 커브의 시프트 개선의 평가〉
정면 방향(극각 Θ=0°)에 있어서의 감마 커브, 및 경사 방향(극각 Θ=40°, 방위각 Φ=0, 45, 90, 135, 180, 225, 270, 315°)에 있어서의 감마 커브를 구하고, 백색 표시 휘도가 1로 되도록, 각 계조 표시에서의 휘도를 규격화하고, 중간조 표시 시(계조값: 128)에 있어서의 정면 방향의 규격화 휘도와 각 방위각 Φ의 규격화 휘도의 차(시프트량)를 산출하였다. 액정 표시 장치와 액정 표시 디바이스의 시프트량의 차(액정 표시 디바이스의 시프트량-액정 표시 장치의 시프트량)를 표 1에 나타낸다. 이 시프트량의 차가 클수록, 산란 필름에 의한 감마 커브의 시프트 개선 효과가 크다는 것을 나타낸다.
극각 40°
방위각 0° 45° 90° 135° 180° 225° 270° 315°
실시예1 0.01 0.32 0.008 0.33 0.011 0.25 0.009 0.35
실시예2 0.08 0.35 0.05 0.38 0.03 0.3 0.06 0.36
실시예3 0.05 0.3 0.04 0.36 0.05 0.31 0.07 0.4
실시예4 0.07 0.38 0.06 0.35 0.04 0.29 0.06 0.36
실시예5 0.06 0.42 0.05 0.33 0.06 0.28 0.05 0.34
실시예6 0.1 0.36 0.03 0.42 0.03 0.35 0.04 0.41
실시예7 0.07 0.32 0.07 0.33 0.03 0.34 0.06 0.39
비교예1 0.03 0.05 0.04 0.1 0.04 0.06 0.07 0.04
비교예2 0.03 0.42 0.09 0.4 0.05 0.39 0.05 0.43
비교예3 0.04 0.35 0.07 0.33 0.06 0.36 0.06 0.38
표 1로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 각 실시예의 액정 표시 장치에서는, 각 방위에서 감마 커브의 시프트 개선 효과가 얻어졌다. 그러나, 비교예 1의 액정 표시 장치에서는, 특히 방위각 Φ=45, 135, 225, 315°에 있어서, 시프트 개선 효과가 작았다. 또한, 비교예 2 및 3의 액정 표시 장치에서는, 시프트 개선 효과가 얻어졌지만, 콘트라스트비의 시각 의존성 개선의 평가 효과에 의해, 정면 방향의 콘트라스트비가 대폭적으로 저하되어 있다.
이것에 대해서는, 다음과 같이 설명된다. VA 액정 표시 디바이스의 감마 커브는 통상, 콘트라스트비가 최대로 되는 방향에서 최적 설계되어 있다. 본 발명의 각 실시예, 비교예 2 및 3의 액정 표시 장치에 따르면, 제1 이방성 산란 필름, 루미스트(등록상표) 및 제4 이방성 산란 필름이, 도 5 및 도 16 등에 도시한 바와 같이, 적어도 하나의 방위에서 이방 산란 특성을 나타내기 때문에, 각 필름을 VA 모드 액정 표시 디바이스의 관찰면측에 접합할 때에, 각 필름의 이방 산란 특성을 나타낸 방위와 VA 모드 액정 표시 디바이스의 시야각이 좁은 방위를 일치시킴으로써, 상기 시야각이 좁은 방위에서 감마 커브의 시각 의존성을 개선할 수 있다. 또한, 본 발명의 각 실시예의 액정 표시 장치에 따르면, 제1 이방성 산란 필름은 모든 방위에서 이방 산란 특성을 나타내기 때문에, 이와 같은 작용 효과를 용이하게 얻을 수 있다. 이에 비하여, 비교예 1의 액정 표시 장치에 따르면, 제1 이방성 산란 필름 대신에 이용한 등방성 산란 필름은 이방 산란 특성을 나타내지 않기 때문에, 특정 방향의 입사광만을 모든 방향으로 산란시켜서 평균화하도록 할 수 없으며, 그 결과, 감마 커브의 시각 의존성을 개선할 수 없다.
본 발명의 표시 장치에 따르면, 표시 디바이스의 기본 구조를 설계 변경하지 않고, 콘트라스트비가 큰 방향의 표시 품위를 손상하지 않고, 백색 표시 상태 또는 흑색 표시 상태에 한정되는 것은 아니고, 콘트라스트비의 시각 의존성을 넓은 방위에서 개선할 수 있다.

Claims (8)

  1. 콘트라스트비가 시각 의존성을 갖는 표시 디바이스와, 이방성 산란층을 갖는 이방성 산란 필름을 구비하는 표시 장치로서,
    상기 이방성 산란 필름은, 표시 디바이스의 콘트라스트비가 최대로 되는 방향에 대하여 대략 평행한 방향으로 산란 중심축을 갖고, 표시 디바이스의 관찰면측에 배치된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이방성 산란층은, 광경화성 화합물을 함유하는 조성물을 경화시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 산란 중심축은, 표시 디바이스의 콘트라스트비가 최대로 되는 방향과 이루는 각도가 15°이하인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 산란 중심축은, 표시 디바이스의 콘트라스트비가 최대로 되는 방향과 이루는 각도가 10°이하인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이방성 산란 필름은, 직선 투과 광량이 최소로 되는 방향과 산란 중심축의 축방향이 이루는 각도가, 직선 투과 광량이 최대로 되는 방향과 산란 중심축의 축방향이 이루는 각도보다도 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 표시 디바이스는, 액정 표시 디바이스인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 액정 표시 디바이스는, 1쌍의 기판 사이에 액정이 끼워진 액정셀과,
    지지 필름 및 편광 소자를 포함하는 편광판을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 액정 표시 디바이스는, 표시 모드가 VA 모드, TN 모드, IPS 모드 또는 OCB 모드인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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