KR20080080014A

KR20080080014A - 액정 표시 장치 및 거기에 이용하는 편광판 세트

Info

Publication number: KR20080080014A
Application number: KR1020080016732A
Authority: KR
Inventors: 츠또무 후루야; 마리 오까무라; 히로히꼬 야까베
Original assignee: 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2008-02-25
Publication date: 2008-09-02
Also published as: TW200844577A; JP2008209861A; CN101271217B; TWI461791B; JP5194486B2; CN101271217A

Abstract

IPS 모드 액정 셀(10)의 양면에 편광판(20, 30)을 배치한다. 배면측 편광판(20)과 액정 셀(10) 사이에는 위상차 판(40)을 배치하고, 배면측 편광자(21)의 액정 셀측 표면으로부터 액정 셀(10)의 배면측 기판(11) 표면까지의 사이에 존재하는 복굴절층의 두께 방향 위상차(R_th)의 합을 -40㎚ 내지 +40㎚의 범위, 그것들의 평면 위상차(R₀)의 합을 100㎚ 내지 300㎚의 범위로 한다. 전면측 편광판(30)은, 편광자(31)와 시인측 투명 보호층(33)을 구비하고, 편광자(31)의 액정 셀측 표면으로부터 액정 셀(10)의 전면측 기판(13) 표면까지의 사이의 두께 방향 위상차(R_th)를 -10㎚ 내지 +40㎚의 범위로 한다. 시인측 투명 보호층(33)은, 표면에 미세한 요철이 형성되어, 소정의 광학 특성을 만족시키는 방현층(50)을 가지고 있다.

액정 표시 장치, 편광판 세트, 액정 셀, 위상차 판

Description

액정 표시 장치 및 거기에 이용하는 편광판 세트{Liquid Crystal Display Device and Set of Polarizer used therefore}

본 발명은, 방현성이 개량된 액정 표시 장치 및 이에 유용한 편광판 세트에 관한 것이다.

액정 표시 장치는, 경량, 박형, 저소비 전력 등의 특징으로부터, 휴대용 텔레비전, 노트형 퍼스널 컴퓨터 등에 이용이 진행되고 있고, 오늘날에는, 대형 텔레비전 등의 영상 관상용 기기에의 응용도 진행되고 있다. 텔레비전 수상기 등, 영상을 표시할 목적으로 이용되는 액정 표시 장치에서는, 시인성, 특히 정면으로부터 관찰했을 때의 콘트라스트비와, 경사 방향으로부터 관찰했을 때의 콘트라스트비, 즉 시야각 특성이 중요시된다. 이러한 시야각 특성을 개량하기 위해서, 다양한 액정 셀의 구동 모드가 제안되어 있다.

본질적으로 시야각의 확대가 가능한 액정 셀의 구동 모드로서는, 예를 들면 광학 보상 벤드(Optically Compensated Bend: OCB) 모드, 수직 배향(Vertical Alignment: VA) 모드, 횡전계(In-Plane Switching: IPS) 모드 등을 들 수 있다. 이것들 중 IPS 모드는, 종래의 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic: TN) 모드의 액 정 셀이 기판 면에 수직인 방향으로 전압을 인가하는 종전계에서 액정 분자의 배향 상태를 변화시키는데 대해, 기판 면에 평행한 방향으로 전압을 인가하는 횡전계에서 액정 분자의 배향 상태를 변화시키는 것이다. IPS 모드에서는, 전압 무인가 상태에 있어서, 액정 분자는 기판 면에 평행하게 배향하는데, TN 모드와 같이 비틀 수 있는 것이 아니라, 거의 동일 방향으로 배향하고 있다.

이러한 IPS 모드의 액정 표시 장치에 있어서, 액정 셀을 끼워 직선 편광판만을 배치한 구성에서는, 그것을 경사로부터 본 경우에, 배치된 직선 편광판의 축 각도가 90°로부터 어긋나 버리는 것과, 셀 내의 막대 모양의 액정 분자가 복굴절을 발현하는 것에 기인해서, 광 누출이 생겨, 콘트라스트비가 현저하게 저하해 버린다.

IPS 모드의 액정 표시 장치에 있어서, 이러한 광 누출을 해소하기 위해서는, 액정 셀과 직선 편광판 사이에 광학 보상 필름을 배치할 필요가 있다. IPS 모드의 액정 표시 장치에 있어서의 시각 변화에 의한 액정층의 복굴절 변화를 보상하기 위해서는, 광학적으로 마이너스의 일축성으로 그의 광학축이 필름면에 평행한 방향에 있는 위상차 판이나, 두께 방향으로 배향한 위상차 판이 유효하다고 하는 것이 알려져 있다. 예를 들면, 일본 특허 공개 평10-54982호 공보(특허 문헌 1)에는, IPS 모드의 액정 표시 장치에 있어서, 액정 셀과 적어도 한쪽의 편광판 사이에, 광학적으로 마이너스의 일축성으로 그의 광학축이 필름면에 평행한 방향에 있는 광학 보상 시트(위상차 판)를 배치하는 것이 기재되어 있다. 또, 일본 특허 공개 평11-133408호 공보(특허 문헌 2)에는, IPS 모드의 액정 표시 장치에 있어서의 한 쌍의 편광판의 사이, 즉 액정 셀과 편광판의 사이에, 플러스의 일축성으로 기판 면에 수직인 방향으로 광학축을 가지는 보상층(위상차 판)을 배치하는 것이 기재되어 있다. 또, 본 출원인의 출원에 따른 일본 특허 공개 2005-309110호 공보(특허 문헌 3)에서는, IPS 모드의 액정 표시 장치에 있어서, 액정 셀과 상하 한 쌍의 편광판 사이에, 각각 면 내 위상차 값이 다른 위상차 판을 배치하는 것이 개시되어 있다.

수지 필름을 두께 방향으로 배향시키는 방법으로서, 예를 들면 일본 특허 공개 평7-230007호 공보(특허 문헌 4)에는, 1축 연신된 열가소성 수지 필름의 적어도 한쪽 면에, 열 수축성을 가지는 필름을, 그 열 수축성 필름의 열 수축 방향이 상기 1축 연신된 열가소성 수지 필름의 연신축 방향과 직교하도록 접합하여, 열 수축시킨 후, 열 수축성 필름을 박리 제거하는 방법이 개시되어 있다.

한편, 액정 표시 장치를 비롯한 화상 표시 장치는, 그 화상 표시면에 외광이 비치면, 시인성이 현저하게 손상되기 때문에, 화질이나 시인성을 중시하는 텔레비전이나 퍼스널 컴퓨터 등의 용도에서는, 이들 비침을 방지하는 처리가 표시 장치 표면에 이루어지는 것이 통례이다. 비침 방지 처리로서는, 표면에 미세한 요철을 형성함으로써 입사광을 산란시켜, 비침 상을 바림질하는 이른바 방현처리를, 비교적 저렴하게 실현할 수 있기 때문에, 대형의 퍼스널 컴퓨터나 모니터, 텔레비전 등의 용도에 적합하게 이용되고 있다.

이러한 방현성이 부여된 필름으로서, 예를 들면 일본 특허 공개 2002-189106호 공보(특허 문헌 5)에는, 엠보스 주형과 투명 수지 필름의 사이에 전리 방사선 경화성 수지를 끼운 상태로 상기 전리 방사선 경화성 수지를 경화시킴으로써, 삼차 원 10점 평균 거칠기 및, 삼차원 거칠기 기준면 상에 있어서의 인접하는 볼록부끼리의 평균 거리가, 각각 소정 값으로 되는 미세한 요철을 형성시키고, 그 요철이 형성된 전리 방사선 경화성 수지층을 상기 투명 수지 필름상에 설치한 형태의 방현 필름이 개시되어 있다.

또한, 표면에 요철을 가지는 필름의 제조에 이용되는 롤의 제조 방법으로서, 예를 들면 일본 특허 공개 2004-90187호 공보(특허 문헌 6)에는, 엠보스 롤의 표면에 금속 도금층을 형성하는 공정, 금속 도금층의 표면을 경면 연마하는 공정, 경면 연마한 금속 도금층 면에, 세라믹 비즈를 이용해서 블래스트 처리를 실시하는 공정, 및 필요에 따라서 피닝 처리하는 공정을 거쳐, 엠보스 롤을 제조하는 방법이 개시되어 있다.

그런데, 종래 일반적으로, 외광의 비침을 막아, 충분한 시인성을 확보하기 위해서는, 10％ 이상의 높은 헤이즈 값을 나타내는 방현 필름을 이용하는 것이 필요하다고 되어 있고, 이러한 헤이즈 값이 높은 방현 필름이, 노트형 퍼스널 컴퓨터나 텔레비전 등에 많이 이용되어 왔다. 그렇지만, 10％ 이상의 높은 헤이즈 값을 나타내는 방현 필름은, 그 넓은 반사 산란 특성 때문에, 밝은 실내에서 측정되는 콘트라스트가 저하한다는 문제점이 있었다. 또, 액정 표시 장치가 본래 가지는 바의, 암실 내에서 측정되는 콘트라스트도 저하시키는 것이 문제였다.

이러한 문제에 대해서, 본 출원인의 출원에 따른 일본 특허 공개 2006-53371호 공보(특허 문헌 7)에는, 연마된 금속의 표면에 미립자를 부딪쳐 요철을 형성하고, 이에 무전해 니켈 도금을 실시하여 요철 표면이 무디어진 상태의 금형으로 하 고, 그 금형의 요철면을 투명 수지 필름에 전사함으로써, 헤이즈가 낮고, 반사 프로파일이 소정의 값으로 되는 방현 필름으로 하는 것이 개시되어 있다.

본 발명자 등은, 상기 IPS 모드의 액정 표시 장치에 대해서, 한층 더 시야각 특성이 개량을 꾀함과 함께, 상기 특허 문헌 7에 개시되는 것과 같은, 반사 프로파일이 개량된 방현 필름을 적용한 형태를 기본으로 하면서, 더욱 방현 성능 등의 향상을 꾀하기 위해 연구를 행해 왔다. 그 결과, IPS 모드의 액정 셀의 상하에 편광판을 배치함과 함께, 배면측 편광판과 셀 기판의 사이에 위상차 판을 1매 이상 배치하고, 배면측 편광판을 구성하는 편광자의 액정 셀측 표면으로부터 액정 셀의 배면측 기판 표면까지의 사이에 존재하는 복굴절층의 위상차 값을 소정 범위로 하고, 또 전면측 편광판을 구성하는 편광자의 액정 셀측 표면으로부터 액정 셀의 전면측 기판 표면까지의 사이의 두께 방향 위상차 값을 0에 근접시키고, 그의 표시면측, 즉 시인측에, 특정의 광학 특성을 부여하고, 또한 특정의 표면 형상을 가지는 방현층을 배치함으로써, 콘트라스트 등이 더한층 개량되는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

그래서 본 발명의 목적은, IPS 모드의 액정 표시 장치에 대해서, 시야각 특성을 개량함과 함께, 헤이즈 값이 낮은 방현층을 적용하여, 고도의 방현성을 부여하는 것에 있다. 본 발명의 또 하나의 목적은, IPS 모드 액정 셀의 양측에 배치함으로써, 시야각 특성을 개량함과 함께 고도의 방현성도 부여할 수 있는 편광판 세트를 제공하는 것에 있다.

즉, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 서로 평행한 한 쌍의 셀 기판의 사이에 액정이 봉입되고, 그의 액정이 기판에 평행하게, 또한 거의 동일한 방향으로 배향하고 있는 액정 셀과, 그의 액정 셀의 시인측에 배치된 전면측 편광판과, 그의 반대측에 배치된 배면측 편광판을 구비하고, 액정 셀에 인가되는 전압의 변화에 의해 액정의 분자 장축의 방향이 기판에 평행한 면 내에서 변화하여, 표시를 행하도록 구성되어 있는, 이른바 IPS 모드의 것이다.

그리고, 배면측 편광판과 액정 셀 사이에 1매 이상의 위상차 판이 배치되고, 배면측 편광판을 구성하는 편광자의 액정 셀측 표면으로부터 액정 셀의 배면측 기판 표면까지의 사이에 존재하는, 그의 위상차 판을 포함하는 복굴절층의 두께 방향 위상차(R_th)의 합이 -40㎚ 내지 +40㎚의 범위에 있고, 또한 그것들의 평면 위상차(R₀)의 합이 100㎚ 내지 300㎚의 범위에 있다.

또, 전면측 편광판은, 편광자와, 적어도 그의 액정 셀에 마주보는 면과 반대측에 설치된 시인측 투명 보호층을 구비하고, 편광자의 액정 셀측 표면으로부터 액정 셀의 전면측 기판 표면까지의 사이의 두께 방향 위상차(R_th)가 -10㎚ 내지 +40㎚의 범위에 있다.

상기 시인측 투명 보호층은, 표면에 미세한 요철이 형성되어 있고, 수직 입사광에 대한 헤이즈가 5％ 이하이며, 암부와 명부의 폭이 0.5㎜, 1.0㎜ 및 2.0㎜인 3종류의 광학 빗을 이용해서 광의 입사각 45°에서 측정되는 반사 선명도의 합계가 50％ 이하이며, 입사각 30°로 입사한 광에 대해서, 반사각 30°의 반사율 R(30)이 2％ 이하, 반사각 40°의 반사율 R(40)이 0.003％ 이하이고, 반사각 60° 이상의 임의의 방향에 있어서의 반사율을 R(60 이상)으로 하고, R(60 이상)/R(30)의 값이 0.001 이하이며, 또한 표면 요철의 볼록부의 정점을 모점으로 해서 그의 표면을 보로노이 분할했을 때에 형성되는 다각형의 평균 면적이 50㎛² 이상 1,500㎛² 이하인 방현층을 가지고 있다.

여기서, 복굴절층이나 위상차 판의 평면 위상차(R₀) 및 두께 방향 위상차(R_th)는, 각각의 필름에 있어서, 면 내의 지상축 방향의 굴절률을 n_x, 면 내에서 지상축과 직교하는 방향의 굴절률을 n_y, 두께 방향의 굴절률을 n_z, 그리고 막 두께를 d로 했을 때에, 각각 다음의 수학식 1 및 2로 정의되는 것이다.

R₀=(n_x-n_y)×d

R_th=[(n_x+n_y)/2-n_z]×d

환언하면, 평면 위상차(R₀)는, 면 내의 굴절률차에 막 두께를 곱한 값이며, 두께 방향 위상차(R_th)는, 면 내의 평균 굴절률과 두께 방향 굴절률의 차에 막 두께를 곱한 값이다.

위에 기재한 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 전면측 편광판은, 편광자 의 액정 셀측 표면에 투명 보호층을 가질 수 있고, 셀측에는 투명 보호층을 가지지 않아도 된다. 전면측 편광판이 그의 편광자의 액정 셀측 표면에 투명 보호층을 가지는 경우, 그 투명 보호층은, 셀룰로오스아세테이트계 수지 또는 노르보르넨계 수지를 포함하고, 그의 두께 방향 위상차(R_th)가 -10㎚ 내지 +10㎚의 범위에 있는 것이 바람직하다.

또, 상기의 방현층은, 표면 요철의 볼록부의 정점을 모점으로 해서 그의 표면을 보로노이 분할했을 때에 형성되는 다각형의 평균 면적이 300㎛² 이상 1,000㎛² 이하인 것이 바람직하다.

상기의 방현층은, 예를 들면 연마된 금속의 표면에 미립자를 부딪쳐 요철을 형성하고, 그 금속의 요철면에 무전해 니켈 도금을 실시하여 금형으로 하고, 그 금형의 요철면을 투명 수지 필름에 전사하고, 이어서 요철면이 전사된 투명 수지 필름을 금형으로부터 박리함으로써 얻어지는 미세한 요철을 가지는 수지 필름으로 구성할 수 있다. 이 투명 수지 필름은, 예를 들면 투명한 필름 기재의 표면에, 자외선 경화형 수지를 도포하고, 그 자외선 경화형 수지의 표면에 금형의 요철을 전사하여, 경화시킨 것으로 구성할 수 있다. 또, 이 투명 수지 필름은, 예를 들면 투명한 열가소성 수지로 구성하고, 그의 표면에 금형의 요철을 열 전사한 것이어도 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 액정 표시 장치에 탑재되는 상하 편광판 세트도 제공되고, 이 편광판 세트는, 이하에 나타내는 제1 편광판 및 제2 편광판을 조합한 것이다.

즉, 제1 편광판은, 편광자와 그의 적어도 한쪽 면에 설치된 투명 보호층을 구비하고, 편광자의 한쪽 면에 설치된 투명 보호층은, 표면에 미세한 요철이 형성된 방현층을 가지고, 편광자의 방현층이 설치되지 않은 측의 편광자 표면으로부터 그의 외측 최표면까지의 두께 방향 위상차(R_th)가 -10㎚ 내지 +40㎚의 범위에 있고, 상기 방현층은, 수직 입사광에 대한 헤이즈가 5％ 이하이며, 암부와 명부의 폭이 0.5㎜, 1.0㎜ 및 2.0㎜인 3종류의 광학 빗을 이용해서 광의 입사각 45°에서 측정되는 반사 선명도의 합계가 50％ 이하이며, 입사각 30°로 입사한 광에 대해서, 반사각 30°의 반사율 R(30)이 2％ 이하, 반사각 40°의 반사율 R(40)이 0.003％ 이하이고, 반사각 60° 이상의 임의의 방향에 있어서의 반사율을 R(60 이상)으로 하고, R(60 이상)/R(30)의 값이 0.001 이하이며, 또한 표면 요철의 볼록부의 정점을 모점으로 해서 그의 표면을 보로노이 분할했을 때에 형성되는 다각형의 평균 면적이 50㎛² 이상 1,500㎛² 이하이다.

제2 편광판은, 편광자와 위상차 판을 구비하고, 편광자의 위상차 판측 표면으로부터 그의 위상차 판의 반대측 표면까지의 사이에 존재하는 상기 위상차 판을 포함하는 복굴절층의 두께 방향 위상차(R_th)의 합이 -40㎚ 내지 +40㎚의 범위에 있고, 또한 그것들의 평면 위상차(R₀)의 합이 100㎚ 내지 300㎚의 범위에 있다.

이 편광판 세트에 있어서, 통상, 제1 편광판은 액정 셀의 전면측(시인측)에 배치되고, 제2 편광판은 액정 셀의 배면측에 배치된다. 제1 편광판은, 방현층이 설치되지 않은 측의 면에 투명 보호층을 가지고 있어도 되고, 거기에 투명 보호층을 가지지 않아도 된다. 방현층이 설치되지 않은 측에 투명 보호층을 가지는 경우는, 그 보호층을 포함하는 최표면까지의 사이의 두께 방향 위상차(R_th)가 -10㎚ 내지 +40㎚의 범위가 되도록 한다. 또 이 편광판 세트에 있어서, 제1 편광판의 방현층이 설치되지 않은 측의 최표면, 및 제2 편광판의 위상차 판측 최표면에는, 각각 점착제 층을 설치하여, 액정 셀의 표리 양면에 접합되도록 할 수 있다.

본 발명의 액정 표시 장치는, 종래 구성의 액정 표시 장치에 비해, 액정층 및 편광판에 의한 위상차를 고도로 보상할 수 있으므로, 시야각에 의한 광 누출이 억제되어 콘트라스트 시야각이 넓어지고, 시야각에 의한 색 시프트도 억제된다. 또, 이 액정 표시 장치는, 높은 방현성을 나타냄과 함께, 이에 이용하는 방현층의 헤이즈를 낮게 억제했으므로, 콘트라스트가 높고, 밝고 시인성이 뛰어난 것이 된다. 또한, 본 발명에 의하면, 이러한 액정 표시 장치에 매우 적합하게 이용되는 편광판 세트도 제공된다.

이하, 첨부의 도면도 적당히 참조하면서 본 발명을 상세하게 설명한다. 우선, IPS 모드의 원리를 도 1 및 도 2에 근거해서 설명한다. 도 1은, IPS 모드 액정 표시 장치의 구성예를 도시하는 단면 모식도이며, 도 2는 IPS 모드의 원리를 설명하기 위해서, 노멀리 블랙의 예에 대해서 도시하는 개략 사시도이며, 도 2의 (A) 는 전압 무인가 시 상태, 그리고 동 (B)는 전압 인가 시 상태를 나타낸다. 또한, 도 2에서는, 알기 쉽게 하기 위해서 각 층을 이간해서 표시하고 있다. 또 도 2의 (B)에서는, (A)와 다른 상태로 되어 있는 부분에 대해서만 부호를 붙이고, (A)와 동일한 상태의 부분에 대해서는, 도면의 보기 나쁨을 피하기 위해, 부호도 생략하고 있다.

도 1을 참조하여, IPS 모드 액정 표시 장치의 중심을 이루는 액정 셀(10)은, 한 쌍의 셀 기판(11, 13)의 사이에, 액정층(14)을 협지하고 있다. 액정층(14)을 구성하는 액정 분자(15)는, 각 셀 기판(11, 13)의 면에 대해서 거의 평행하게 배향하고 있다. 그리고 액정 셀(10)을 끼워, 각각 편광판(20, 30)이 배치되어 있고, 그 한쪽의 외측(배면측)에 배치된 백 라이트(80)로부터의 광 중, 액정 셀(10)과 백 라이트(80)의 사이에 있는 편광판(20)의 투과축에 평행한 직선 편광만이 액정 셀(10)에 입사하게 되어 있다.

다음에, 도 2의 (A)에 도시하는 전압 무인가 상태에 있어서, 액정 분자(15)는, 기판 면에 대해서 평행이면서 거의 동일한 방향으로 배향하고 있다. 이 예에서는, 배면측 편광판(20)의 투과축(25)에 대해서 거의 평행한 방향으로 액정 분자(15)가 배향하고 있다. 한쪽 기판(이 예에서는 하측 기판)(11)에는, 전극(12)이 빗살모양으로 평행하게 설치되어 있다. 이 상태에 있어서, 배면측 편광판(20)을 투과한 직선 편광(16)은, 액정층(14)을 그대로 편광 상태에 변화를 초래하지 않고서 통과하여, 입사시와 동일한 방향의 직선 편광(17)의 상태로 상측 기판(13)을 통과한다. 그 위에 배치되는 전면측 편광판(30)의 투과축(35)을, 배면측 편광판(20) 의 투과축(25)과 직교시켜 두면, 상측 기판(13)을 통과한 직선 편광(17a)은 전면측 편광판(30)을 통과하지 못하고, 흑상태를 표시하게 된다.

한편, 도 2의 (B)에 도시하는 바와 같이, 기판 면에서 평행하게 배치된 전극(12, 12) 사이에 파선으로 도시되는 전계(18)를 인가해 가면, 액정 분자(15)는, 그의 장축이 전계(18)를 따라 배향하게 되어, 배면측 편광판(20)의 투과축(22)으로부터 어긋나 간다. 그 결과, 입사 직선 편광(16)이 액정층(14)을 통과하는 동안에 편광 상태에 변화를 초래하고, 액정층 통과 후에는 타원 편광(17b)으로 되어, 전면측 편광판(30)의 투과축(35)을 통과할 수 있는 성분이 생기고, 이렇게 해서 명상태를 표시하게 된다.

또한, 도 2에는, 배면측 편광판(20)의 투과축(25)이 액정 분자(15)의 장축과 거의 평행으로 되도록 배치하고, 배면측 편광판(20)과 전면측 편광판(30)의 투과축이 직교하도록 배치한 예를 도시했는데, 전면측 편광판(30)의 투과축(35)이 액정 분자(15)의 장축과 거의 평행으로 되도록 배치하고, 액정 셀을 끼우는 편광판(20, 30)의 투과축이 직교하도록 배치해도, 마찬가지의 결과가 얻어진다. 요점은, 액정 분자(15)의 장축이, 어느 쪽이든 한쪽의 편광판의 투과축에 대해 거의 평행으로 되도록 배치하면 된다. 이 때, 액정 분자(15)의 장축 방향과 어느 쪽이든 한쪽의 편광판의 투과축은, 엄밀하게 평행으로 할 필요는 없고, 오히려, 전계(18)를 인가했을 때에 액정 분자(15)가 일정한 방향으로 회전하도록, 어느 정도의 각도, 예를 들면 10° 이내의 각도로 어긋나는 경우가 있다. 또, 한 쌍의 편광판(20, 30)의 투과축이 직교하도록 배치함으로써, 전압 무인가 시에는 흑상태를 표시하고, 전압 인 가 시에는 명상태를 표시하는, 이른바 노멀리 블랙으로 하는 경우가 많은데, 한 쌍의 편광판(20, 30)의 투과축을 평행하게 배치하면, 전압 무인가 시에는 명상태를 표시하고, 전압 인가 시에는 흑상태를 표시하는, 이른바 노멀리 화이트로 된다.

본 발명은, 도 1 및 도 2에 도시한 IPS 모드의 액정 표시 장치에 대해서, 시야각을 개량함과 함께, 방현성이 개량을 꾀한 것으로서, 그 층 구성의 예를 도 3에 단면 모식도로 도시했다. 이 예에서는, 액정 셀(10)의 시인측에 전면측 편광판(30)이 배치되고, 그의 반대측에는 배면측 편광판(20)이 배치되어 있다. 액정 셀(10)은, 앞서 도 1을 참조해서 설명한 것과 마찬가지로, 서로 평행한 한 쌍의 셀 기판(11, 13)의 사이에 액정이 봉입되어, 액정층(14)을 형성하고 있다. 액정층(14)에 있어서는, 전압 무인가 상태로 액정이 기판(11, 13)에 거의 평행하게, 또한 거의 동일한 방향으로 배향하고 있다. 그리고, 액정 셀에 인가되는 전압의 변화에 의해 액정의 분자 장축의 방향이 기판에 평행한 면 내에서 변화하여, 표시를 행하도록 되어 있다. 배면측 편광판(20)은, 편광자(21)를 끼워 투명 보호층(22, 23)이 배치된 구성으로 되어 있다. 또, 전면측 편광판(30)에 대해서, 도 3의 (A)에는, 편광자(31)의 시인측 한쪽 면에 투명 보호층(33)이 설치된 예를 나타내고 있고, 동 (B)에는, 편광자(31)의 셀측 표면에 투명 보호층(32)이 설치되고, 시인측 표면에도 투명 보호층(33)이 설치된 예를 나타내고 있다. 도 3의 (A)와 (B)에서는, 그 전면측 편광판(30)의 구성이 상이할 뿐이다.

배면측 편광판(20)과 액정 셀(10) 사이에는 위상차 판(40)을 1매 이상 배치하고, 배면측 편광판(20)을 구성하는 편광자(21)의 액정 셀측 표면으로부터 액정 셀(10)의 배면측 기판(11)의 표면까지의 사이에 존재하는, 그의 위상차 판(40)을 포함하는 복굴절층의 두께 방향 위상차(R_th)의 합이 -40㎚ 내지 +40㎚의 범위로 되고, 또한 그것들의 평면 위상차(R₀)의 합이 100㎚ 내지 300㎚의 범위가 되도록 한다.

또 전면측 편광판(30)은, 편광자(31)와, 적어도 그의 액정 셀(10)에 마주보는 면과 반대측에 설치된 시인측 투명 보호층(33)을 구비하고 있다. 편광자(31)의 액정 셀(10)에 마주보는 면에는, 도 3(A)와 같이 투명 보호층을 설치하지 않고, 편광자(31)가 직접 셀 기판(13)에 접합되도록 해도 되고, 도 3(B)와 같이 투명 보호층(32)을 설치해도 된다. 편광자(31)가 직접 셀 기판(13)에 접합되는 경우에는, 편광자(31)와 액정 셀의 전면측 기판(13) 사이의 위상차는 0으로 되지만, 도 3(B)와 같이 편광자(31)와 전면측 기판(13) 사이에 투명 보호층(32)이 존재하는 경우, 또는 다른 층이 존재하는 경우에도, 편광자(31)의 액정 셀(10)측 표면으로부터 액정 셀의 전면측 기판(13)의 표면까지의 사이의 두께 방향 위상차(R_th)가, -10㎚ 내지 +40㎚의 범위가 되도록 한다.

또한, 시인측 투명 보호층(33)은, 표면에 미세한 요철이 형성된 방현층(50)을 가지고 있고, 이 방현층(50)은, 수직 입사광에 대한 헤이즈가 5％ 이하이며, 암부와 명부의 폭이 0.5㎜, 1.0㎜ 및 2.0㎜인 3종류의 광학 빗을 이용해서 광의 입사각 45°에서 측정되는 반사 선명도의 합계가 50％ 이하이며, 또 입사각 30°로 입사한 광에 대해, 반사각 30°의 반사율 R(30)이 2％ 이하, 반사각 40°의 반사율 R(40)이 0.003％ 이하이고, 반사각 60° 이상의 임의의 방향에 있어서의 반사율을 R(60 이상)으로 하고, R(60 이상)/R(30)의 값이 0.001 이하이며, 또한 표면 요철의 볼록부의 정점을 모점으로 해서 그의 표면을 보로노이 분할했을 때에 형성되는 다각형의 평균면적이 50㎛² 이상 1,500㎛² 이하인 것으로 구성되어 있다. 도 3에서는, 방현층(50)이, 전면측 편광판(30)을 구성하는 시인측 투명 보호층(33)과 일체로 된 구성으로 도시되어 있고, 이러한 구성이 바람직하기는 하지만, 편광자(31) 위에 투명 보호층을 설치하고, 그 위에 방현층을 설치하는 구성이어도 물론 상관없다. 방현층(50)에 대해서는, 다음에 자세하게 설명한다.

배면측 편광판(20)과 위상차 판(40)의 사이, 위상차 판(40)과 액정 셀(10)의 사이, 또 전면측 편광판(30)과 액정 셀(10)의 사이는, 통상 각각, 점착제(48)로 접착된다. 점착제(48)로서는, 아크릴계 등의 투명성이 뛰어난 것이 일반적으로 이용된다. 배면측 편광판(20)의 추가의 배면에는, 통상 액정 셀(10)에 광을 공급하기 위한 백 라이트(80)가 설치된다.

한 쌍의 편광자(21, 31)는, 필름 면 내에서 직교하는 한쪽 방향으로 진동하는 직선 편광을 투과하고, 다른 쪽 방향으로 진동하는 직선 편광을 흡수하는 타입의, 일반적으로 편광 필름으로서 알려진 것으로 충분하다. 구체적으로는, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 1축 연신과 고 2색성 색소에 의한 염색을 실시하고, 또한 붕산 가교를 실시한 것을 이용할 수 있다. 고 2색성 색소로서 요오드를 이용한 요오드계 편광자나, 고 2색성 색소로서 2색성 유기 염료를 이용한 염료계 편광자가 있는데, 모두 이용할 수 있다. 이러한 연신과 염색을 실시한 폴리비닐알코올계 편광자에 있어서는, 연신 방향이 흡수축으로 되어, 면 내에서 그것과 직교하는 방향이 투과축으로 된다.

배면측 편광판(20)에 대해서 나타낸 바와 같이, 편광자(21)의 양면에 투명 보호층(22, 23)을 설치하는 경우나, 전면측 편광판(30)에 대해서 나타낸 바와 같이, 편광자(31)의 한쪽 면 또는 양면에 투명 보호층(32, 33)을 설치하는 경우, 이들 투명 보호층은, 일반적으로 투명한 수지 필름으로 구성되고, 예를 들면 트리아세틸셀룰로오스를 비롯한 셀룰로오스아세테이트계 수지, 노르보르넨이나 디메타노옥타히드로나프탈렌과 같은 다환식의 환상 올레핀을 주요한 모노머로 하는 환상 올레핀계 수지, 폴리카르보네이트계 수지 등이 이용된다. 이것들 중에서도, 셀룰로오스아세테이트계 수지(특히 트리아세틸셀룰로오스)나 환상 올레핀계 수지가 바람직하게 이용된다. 환상 올레핀계 수지의 시판품에는, 제이에스알 가부시끼가이샤로부터 판매되고 있는 "아톤", 일본 제온 주식회사로부터 판매되고 있는 "제오노아"나 "제오넥스"(모두 상품명) 등이 있다.

액정 셀(10)의 배면측에서는, 배면측 편광판(20)과 액정 셀(10) 사이에 1매 이상의 위상차 판(40)을 배치하고, 배면측 편광자(21)의 액정 셀측 표면으로부터 액정 셀(10)의 배면측 기판(11) 표면까지의 사이에 존재하는 그의 위상차 판(40)을 포함하는 복굴절층의 두께 방향 위상차(R_th)의 합이 -40㎚ 내지 +40㎚의 범위로 되고, 또한 그것들의 평면 위상차(R₀)의 합이 100㎚ 내지 300㎚의 범위가 되도록 한 다. R_th의 합이 ±40㎚를 넘으면, 시야각에 의한 색 시프트가 커지므로 바람직하지 않고, 또 R₀의 합이 이 범위를 벗어나면, 시야각에 의한 휘도 및 색 시프트 모두 악화되므로 바람직하지 않다.

배면측 편광판(20)이 편광자(21)의 액정 셀(10)측 표면에 투명 보호층(22)을 가지는 경우, 이 투명 보호층은 일반적으로, 면 내의 주 굴절률 n_x 및 n_y가 거의 동일하여 평면 위상차가 거의 없고, 두께 방향의 굴절률 n_z가 면 내의 주 굴절률 n_x 및 n_y보다 약간 작은, 마이너스의 일축성을 가지고, 그 광학축이 거의 법선 방향으로 나타나는, 이른바 네거티브 C-플레이트로 된다.

네거티브 C-플레이트에서는, 두께 방향 위상차(R_th)가 플러스의 값을 취한다. 이러한 경우는, 배면측 편광판(20)과 액정 셀(10) 사이에 배치하는 위상차 판(40)으로서, n_x≥n_z>n_y 또는 n_z>n_x>n_y로 되는 굴절률 구조를 가지고, 두께 방향 위상차(R_th)를, 편광판의 투명 보호층의 두께 방향 위상차와의 조합으로 상기 조건을 만족시키도록, 거의 0 또는 마이너스의 값으로 한 것을 이용하면 된다. 구체적으로는, 상기 특허 문헌 4에 개시되는 것 같은, 열가소성 수지 필름이 1축 연신됨과 함께 두께 방향으로도 배향된 것이나, 폴리스티렌 등, 마이너스의 굴절률 이방성을 가지는 열가소성 수지 필름을 1축 또는 2축으로 연신해서 얻어지는 이른바 네거티브 A-플레이트(이축성이어도 된다), 플러스의 일축성을 가지고, 광학축이 필름 법선 방향에 있는 이른바 포지티브 C-플레이트에, 마이너스의 일축성을 가지고, 광학 축이 필름면에 평행한 방향에 있는 이른바 네거티브 A-플레이트를 적층한 것 등을 들 수 있다.

위의 설명으로부터 분명한 것처럼, 위상차 판(40)은 1매 이상 배치하는 것이 필요하지만, 원하는 위상차 값으로 되도록, 2매 또는 그 이상을 조합해서 이용해도 된다.

또, 배면측 편광판(20)에 있어서의 셀측 투명 보호층(22)을 생략하고, 위상차 판(40)에 배면측 편광자(21)의 보호층으로서의 기능을 겸하게 할 수도 있다. 이 경우는, 위상차 판(40) 자체의 두께 방향 위상차(R_th)가 -40㎚ 내지 +40㎚의 범위이고, 또한 평면 위상차(R₀)가 100㎚ 내지 300㎚의 범위가 되도록 하면 된다. 이 경우도, 위에 나타낸 것 같은, 열가소성 수지 필름이 1축 연신됨과 함께 두께 방향으로도 배향된 것이나, 이축성이어도 되는 네거티브 A-플레이트, 포지티브 C-플레이트에 네거티브 A-플레이트를 적층한 것 등을 이용할 수 있다.

위상차 판(40)의 재질에 대해서 설명하면, 열가소성 수지 필름이 1축 연신됨과 함께 두께 방향으로도 배향된 필름으로서는, 폴리카르보네이트계 수지가 매우 적합하게 이용된다. 네거티브 A-플레이트로서는, 스티렌계의 수지나 N-페닐말레이미드/α-올레핀 공중합 수지 등이 매우 적합하게 이용된다. 또, 포지티브 C-플레이트는, 수직 배향막 상에 막대 모양 액정 화합물의 층을 형성함으로써 얻어진다.

또, 배면측 편광판(20)과 액정 셀(10) 사이에 배치되는 위상차 판(40)은, n_x, n_y, 및 n_z를 상기 수학식 1 및 2를 유도할 때 정의했던 대로의 3방향 굴절률로 서, 하기 수학식 3으로 정의되는 Nz계수가 -0.5 내지 +0.5의 범위에 있는 것이 바람직하다.

Nz=(n_x-n_z)/(n_x-n_y)

Nz계수는, 면 내 굴절률차에 대한 면 내 최대 굴절률(지상축 방향 굴절률)과 두께 방향 굴절률의 차의 비이며, 두께 방향에의 배향의 정도를 나타내는 지표이다. 예를 들면, 플러스의 일축성으로 광학축이 면 내에 있는 이른바 포지티브 A-플레이트(n_x>n_y≒n_z)에서는, Nz≒1로 되고, 마이너스의 일축성으로 광학축이 면 내에 있는 이른바 네거티브 A-플레이트(n_x≒n_z>n_y)에서는, Nz≒0으로 된다. 또한, 위상차 판(40)으로서 복수매를 포함하는 적층물을 이용하는 경우는, 그 적층물 전체로서의 Nz계수가 상기 범위에 있는 것이 바람직하다.

위상차 판(40)으로서 복수매 포함하는 적층물을 이용하는 경우로서, 그 중의 2매 이상이 평면 위상차를 나타내는 경우는, 그들 평면 위상차를 나타내는 위상차 판 각각의 지상축이 동일한 방향으로 되도록 적층함으로써, 적층물 전체로서의 평면 위상차가 각각의 평면 위상차 값의 합으로 되도록 되는 것이 통례이다. 배면측 편광판(20)이 셀측 투명 보호층(22)을 가지는 경우도 마찬가지로, 배면측 편광판(20)의 셀측 투명 보호층(22)이 평면 위상차를 나타내는 경우는, 그의 지상축과 위상차 판(40)의 지상축이 동일한 방향으로 되도록 적층하는 것이 통례이다. 단, 투명 보호층(22)의 평면 위상차가 예를 들면 5㎚정도 이하이면, 그 값은 사실상 무 시할 수 있으므로, 그 지상축 방향을 특별히 신경 쓰지 않아도 된다. 또한, 적층물 전체로서의 두께 방향 위상차는, 적층된 각각의 위상차 판이 나타내는 두께 방향 위상차의 합으로 된다.

또, 액정 셀(10)의 전면측에 있어서는, 원하는 전면측 편광판(30)과 액정 셀(10)의 사이에 위상차 판을 설치해도 되는데, 그러한 경우에도, 전면측 편광판(30)을 구성하는 편광자(31)의 액정 셀측 표면으로부터 액정 셀(10)의 전면측 기판(13)까지의 사이의 두께 방향 위상차(R_th)가 -10㎚ 내지 +40㎚의 범위가 되도록 한다. 전면측 편광자(31)의 액정 셀측 표면으로부터 액정 셀(10)의 전면측 기판(13)까지의 사이의 두께 방향 위상차 값이 이 범위 밖일 때에는, 배면측에 배치하는 위상차 판(40)에 의한 색 보상이 적당하지 않게 되기 때문에, 화면을 경사로부터 보았을 때의 색상에 푸른 기가 늘어나게 되는 경향이 강해진다.

액정 셀(10)의 전면측에는 위상차 판을 배치하지 않고, 전면측 편광판(30)으로서 도 3의 (B)에 도시하는 바와 같이 셀측에도 투명 보호층(32)을 가지는 것을 이용하는 경우에는, 전면측 편광자(31)의 액정 셀측 표면으로부터 액정 셀(10)의 전면측 기판(13)까지의 사이에 존재하는 복굴절층은, 전면측 편광판(30)의 셀측 투명 보호층(32)만으로 된다. 이 경우는, 셀측 투명 보호층(32)의 두께 방향 위상차(R_th)를 -10㎚ 내지 +40㎚의 범위로 하면 되는데, 특히 -10㎚ 내지 +10㎚의 범위, 나아가서는 -5㎚ 내지 +5㎚의 범위로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 환상 올레핀계 수지 필름이면, 실질적으로 무배향으로 두께 방향 위상차(R_th)가 10㎚ 이하, 나아가서는 5㎚ 이하인 필름을 시장으로부터 입수할 수 있다. 또, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스아세테이트계 수지 필름에 대해서도, 실질적으로 무배향으로 두께 방향 위상차(R_th)가 10㎚ 이하, 나아가서는 5㎚ 이하인 필름을 시장으로부터 입수할 수 있다. 또한, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스아세테이트계 수지 필름의 용제 캐스트 필름이어도, 얇은 것은 두께 방향 위상차(R_th)가 40㎚ 이하로 된다.

또, 전면측 편광판(30)의 셀측에는 투명 보호층을 설치하지 않고, 편광자(31)가 직접, 점착제(48) 등을 개재시켜 액정 셀(10)의 전면측 기판(13)에 접착할 수도 있다. 이 경우는, 전면측 편광자(31)의 액정 셀측 표면으로부터 액정 셀(10)의 전면측 기판(13)까지의 두께 방향 위상차(R_th)는 거의 0으로 된다.

필름의 위상차 값은, 예를 들면 점착제를 개재시켜 측정 대상의 필름을 유리판에 접합한 상태로, 시판의 위상차 측정 장치, 예를 들면 왕자 계측 기기(주)제의 "KOBRA-21ADH" 등을 이용해서, 직접 측정할 수 있다. 상기와 같은 위상차 측정 장치에서는, 예를 들면 파장 559㎚의 단색광으로 회전 검광자법에 의해, 그 필름의 평면 위상차(R₀)를 측정하고, 한편으로 그 필름의 면 내 지상축을 경사축으로 해서 40도 경사지게 했을 때의 위상차 값 R₄₀을 측정하고, 필름의 두께(d) 및 필름의 평균 굴절률(n₀)을 이용해서, 하기의 수학식 1, 4 및 5로부터 수치계산에 의해 n_x, n_y 및 n_z를 구하고, 이것들을 상기 수학식 2에 대입해서, 두께 방향 위상차(R_th)를 산 출하게 되어 있다. 또한, 수학식 1은 먼저 나타낸 것과 동일하다.

<수학식 1>

R₀=(n_x-n_y)×d

R₄₀=(n_x-n_y')×d/cos(φ)

(n_x+n_y+n_z)/3=n₀

여기서,

φ:sin^-1[sin(40°)/n₀]

n_y'=n_y×n_z/[n_y ²×Sin²(φ)+n_z ²×cos²(φ)]^1/2

본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 배면측 편광판(20)과 전면측 편광판(30)은 통상, 각각의 흡수축이 직교하도록 배치되어, 노멀리 블랙으로 된다. 또, 배면측 편광판(20)과 액정 셀(10) 사이에 배치되는 위상차 판(40)은, 그 지상축이 배면측 편광판(20)의 흡수축과 거의 평행 또는 거의 직교하도록 배치하면 되는데, 특히 거의 직교하도록 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 이 위상차 판(40)은, 액정 셀(10)내에 있는 액정층(14)의 전압 무인가 상태에 있어서의 지상축, 즉 액정 분자의 장축 방향에 대해, 거의 평행으로 되도록 배치하는 것이 바람직하다. 이러한 바람직한 축 관계를 도 4에 개략 사시도로 도시했다. 이 예에서는, 액정 셀(10)에 있어서의 전압 무인가 시의 액정층의 지상축(액정 분자의 장축)(19)에 대해, 배면측 편광판(20)의 흡수축(26)이 거의 직교하고, 배면측 편광판(20)과 액정 셀(10) 사이에 배치된 위상차 판(40)의 지상축이 거의 평행하고 있고, 전면측 편광판(30)의 흡수축(36)은 거의 평행하고 있다. 필연적으로, 배면측 편광판(20)의 흡수축(26)과 전면측 편광판(30)의 흡수축(36)은, 직교 관계로 되어 있다. 여기서, 편광판(20, 30)의 흡수축(26, 36)은, 도 2에 도시한 투과축(25, 26)과 각각 면 내에서 직교하는 관계에 있다.

또한, 본 명세서에 있어서 「거의 평행」이라든지 「거의 직교」라든지 할 때의 「거의」는, 이에 기재의 배치(평행 또는 직교)를 중심으로, ±10°정도까지는 허용되는 것을 의미한다.

본 발명에서는 또한, 전면측 편광판(30)을 구성하는 편광자(31)의 액정 셀(10)에 접하는 측과 반대측의 면, 즉 표시면(시인)측의 표면에, 소정의 광학 특성을 부여하여, 소정의 표면 형상을 가지는 방현층(50)이 배치된다. 이 방현층(50)은, 표면에 다수의 미세한 요철이 형성된 방현면을 가지고, 수직 입사광에 대한 헤이즈가 5％ 이하이며, 암부와 명부의 폭이 0.5㎜, 1.0㎜ 및 2.0㎜인 3종류의 광학 빗을 이용해서 광의 입사각 45°에서 측정되는 반사 선명도의 합계가 50％ 이하이며, 입사각 30°로 입사한 광에 대해, 반사각 30°의 반사율 R(30)이 2％ 이하, 반사각 40°의 반사율 R(40)이 0.003％ 이하이고, 또한 반사각 60° 이상의 임의의 방향에 있어서의 반사율을 R(60 이상)으로 하고, R(60 이상)/R(30)의 값이 0.001 이하이며, 그리고 표면 요철의 볼록부의 정점을 모점으로 해서 그의 표면을 보로노이 분할했을 때에 형성되는 다각형의 평균 면적이 50㎛² 이상 1,500㎛² 이하이다. 이 보로노이 분할했을 때에 형성되는 다각형의 평균 면적은, 바람직하게는 300㎛² 이상, 보다 바람직하게는 1,000㎛² 이하이다.

이 방현층(50)에 대해서, 자세하게 설명한다. 방현층(50)은, 표면에 미세한 요철이 형성된 방현면을 가지는 것이며, 그 수직 방향으로부터 입사한 광에 대한 헤이즈가 5％ 이하로 된 것이다. 이와 같이 방현층(50)은, 그의 표면에 요철이 형성되어 방현 성능을 가짐에도 불구하고, 헤이즈를 낮게 억제함으로써, 액정 표시 장치에 적용했을 때의 콘트라스트의 저하를 억제할 수 있다.

또 방현층(50)은, 45°입사광에 대한 반사 선명도가 50％ 이하로 되도록 한다.

반사 선명도는, JIS K 7105에 규정되는 방법으로 측정된다. 이 JIS에서는, 상선명도의 측정에 이용하는 광학 빗으로서, 암부와 명부의 폭의 비가 1:1이고, 그 폭이 0.125㎜, 0.5㎜, 1.0㎜ 및 2.0㎜인 4종류가 규정되어 있다. 이 중, 폭 0.125㎜의 광학 빗을 이용한 경우, 본 발명에서 규정하는 방현층에 있어서는, 반사 선명도가 작고, 그 측정값의 오차가 커지는 것으로부터, 폭 0.125㎜의 광학 빗을 이용한 경우의 측정값은 합에 더하지 않는 것으로 하고, 폭이 0.5㎜, 1.0㎜ 및 2.0㎜인 3종류의 광학 빗을 이용해서 측정된 상선명도의 합을 가지고 반사 선명도라고 부르기로 한다. 이 정의에 의한 경우의 반사 선명도의 최대값은 300％이다. 이 정의에 의한 반사 선명도가 50％를 초과하면, 광원 등의 상이 비치게 되어, 방현성이 저하된다.

단, 반사 선명도가 50％ 이하로 되면, 반사 선명도만으로부터는 방현성의 우열을 결정하는 것이 어려워진다. 왜냐하면, 상기의 정의에 의한 반사 선명도가 50％ 이하의 경우, 폭 0.5㎜, 1.0㎜ 및 2.0㎜의 광학 빗을 이용한 각각의 반사 선명도가, 고작 10％ 내지 20％ 정도로 되어, 측정 오차 등에 의한 반사 선명도의 편차를 무시할 수 없게 되기 때문이다.

그래서, 방현 성능을 정하기 위한 또 하나의 지표로서 채용한 반사율의 각도 의존성에 대해서, 도 5 및 도 6을 참조하면서 설명한다. 도 5는, 방현층(방현 필름)에 대한 광의 입사 방향과 반사 방향을 모식적으로 도시한 사시도이다. 본 발명에서는, 방현층(10)의 법선(55)으로부터 30°의 각도로 입사한 입사광(56)에 대해서, 반사각 30°의 방향, 즉 정반사 방향(57)에의 반사광의 반사율(즉, 정반사율)을 R(30)로 했을 때에, R(30)이 2％ 이하로 되도록 한다. 이 정반사율 R(30)은, 1.5％ 이하, 특히 1％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 정반사율 R(30)이 2％를 초과하면, 충분한 방현 기능을 얻지 못하고, 시인성이 저하된다. 도 5에서는, 임의의 반사각(θ)에서의 반사광의 방향을 부호(58)로 나타내고 있고, 반사율을 측정할 때의 반사광의 방향(57, 58)은, 입사광의 방향(56)과 필름 법선(55)을 포함하는 면(59)내로 한다.

도 6은, 도 5에 있어서 방현층(50)의 법선(55)으로부터 각도 30°로 입사한 입사광(56)에 대한 반사광(58)의, 반사각과 반사율(반사율은 대수눈금)을 플롯 한 그래프의 일례이다. 이러한 반사각과 반사율의 관계를 나타내는 그래프, 또는 그 것으로부터 판독되는 반사각마다의 반사율을, 반사 프로파일이라고 부르는 경우가 있다. 이 그래프에 나타낸 바와 같이, 정반사율 R(30)은 30°로 입사한 입사광(56)에 대한 반사율의 피크이며, 정반사 방향으로부터 멀어질수록 반사율은 저하하는 경향이 있다.

또 본 발명에서는, 도 5에 있어서 방현층(50)의 법선(55)으로부터 각도 30°로 입사한 입사광(56)에 대해, 반사각 40°의 반사율을 R(40)로 했을 때, R(40)은0.003％ 이하로 되도록 한다. R(40)이 0.003％를 상회하면 백탁 현상이 일어나기 쉬워지므로, R(40)은 그다지 커지지 않게 하는 것이 바람직하다. 한편, R(40)이 지나치게 작아도 충분한 방현성을 나타내지 않게 되는 것으로부터, 일반적으로는 0.00005％ 이상인 것이 바람직하다. 단, R(40)의 바람직한 범위를 엄밀하게 정의하는 것은 어렵다. 왜냐하면, 비침이나 백탁 현상은, 육안에 의한 주관적 평가이며, 최종적으로는 소비자의 취향을 반영한 특성이기 때문이다.

또한, 본 발명에서는, 도 5에 있어서 방현층(50)의 법선(55)으로부터 각도 30°로 입사한 입사광(56)에 대해, 반사각 60° 이상의 임의의 방향에 있어서의 반사율을 R(60 이상)으로 했을 때에, R(60 이상)/R(30)의 값이 0.001 이하로 되도록 한다. R(60 이상)/R(30)은, 바람직하게는 0.0005 이하이며, 보다 바람직하게는 0.0002 이하이다. 여기서 반사각 60°이상의 임의의 방향이란, 구체적으로는 반사각 60°내지 90°의 사이이며, 후술하는 바와 같은 방법으로 제조한 방현 필름은, 그 대표적인 반사 프로파일을 도 6에 도시하는 바와 같이, 정반사 방향의 반사율을 피크로 하고, 반사각이 커짐에 따라 반사율은 감소시키는 경우가 많기 때문에, 그 경우는, 반사각 60°의 반사율을 R(60)로서, R(60)/R(30)로, R(60 이상)/R(30)의 값을 대표시킬 수 있다.

R(60 이상)/R(30)의 값이 0.001을 초과하면, 방현층에 백탁 현상이 발생해 버려, 시인성이 저하한다. 즉, 예를 들면 표시 장치의 최전면에 방현층을 배치한 상태로 표시면에 흑을 표시한 경우에도, 주위로부터의 광을 얻어 표시면이 전체적으로 희어지는 백탁 현상이 발생해 버린다.

도 6에 도시하는 반사 프로파일의 예에서는, 정반사율 R(30)이 약 0.4％, R(40)이 약 0.0006％, 그리고 R(60)가 약 0.00003％로 되어 있다.

또, 이 방현층은, 상기한 반사 프로파일에 부가해서, 형상 인자로서, 표면 요철의 볼록부의 정점을 모점으로 해서 그의 표면을 보로노이 분할했을 때에 형성되는 다각형의 평균 면적이 50㎛² 이상 1,500㎛² 이하, 바람직하게는 300㎛² 이상 1,000㎛² 이하인 것을 만족시키도록 한다.

우선, 방현층의 요철 표면에 있어서의 볼록부의 정점을 구하는 알고리즘에 대해서 설명한다.

방현층의 표면에 있어서의 임의의 점에 주목했을 때에, 그 점의 주위에 있어서, 주목한 점보다도 표고가 높은 점이 존재하지 않고, 또한 그 점의 요철면에 있어서의 표고가 요철면의 최고점의 표고와 최저점의 표고의 중간보다 높은 경우에, 그 점이 볼록부의 정점인 것으로 한다. 도 7은, 방현 필름의 볼록부 판정의 알고리즘을 모식적으로 도시한 사시도이다. 이 도에 근거해서 보다 구체적으로 설명하 면, 방현층 표면의 임의의 점(61)에 주목하고, 그 점(61)을 중심으로 해서, 방현층 기준면(63)에 평행한 반경 2㎛ 내지 5㎛의 원을 그렸을 때, 그 원의 투영면(64)내에 포함되는 방현층 표면(62)상의 점 중에, 주목한 점(61)보다도 표고가 높은 점이 존재하지 않고, 또한 그 점의 요철면에 있어서의 표고가 요철면의 최고점의 표고와 최저점의 표고의 중간보다 높은 경우에, 그 점(61)이 볼록부의 정점이라고 판정한다. 그 때, 상기 원(64)의 반경은, 샘플 표면의 세세한 요철을 카운트하지 않고, 또 복수의 볼록부를 포함하지 않는 정도의 크기인 것이 요구되고, 3㎛정도가 바람직하다. 이 수법에 의하면, 요철 표면 단위면적 근처의 볼록부의 수를 결정할 수도 있다.

여기서 요구되는 볼록부의 정점의 수는, 비침이나 백탁 현상을 발생시키지 않고 양호한 시인성을 발현하기 위해서는, 200㎛×200㎛의 영역 내에 50개 이상 150개 이하인 것이 바람직하다. 요철 표면에 있어서의 볼록부의 수가 적으면 고정밀한 화상 표시 장치와 조합해서 사용한 경우에, 화소와의 간섭에 따른 번쩍임 등이 발생하여, 화상이 보이기 어려워지므로, 바람직하지 않다. 또, 볼록부의 수가 적으면 질감도 저하한다. 한편, 볼록부의 수가 너무 많아지면, 결과적으로 표면 요철 형상의 경사 각도가 급준한 것으로 되어, 백탁 현상이 발생하기 쉬워진다. 200㎛×200㎛의 영역 내에 있어서의 볼록부의 수는, 바람직하게는 120개 이하이며, 보다 바람직하게는 70개 이상이다.

다음에, 보로노이 분할에 대해서 설명하면, 평면상에 몇 개의 점(모점이라고 한다)이 배치되어 있을 때, 그 평면 내의 임의의 점이 어느 모점에 가장 가까운지 에 따라 그 평면을 분할해서 만드는 도를 보로노이도라고 하고, 그 분할을 보로노이 분할이라고 한다. 도 8은, 방현층 표면 요철의 볼록부의 정점을 모점으로 해서 그의 표면을 보로노이 분할한 예이다. 도 8에 있어서, 사각의 점(65, 65)이 모점이며, 하나의 모점을 포함하는 개개의 다각형(66, 66)이, 보로노이 분할에 의해 형성되는 영역으로서, 보로노이 영역이라든지 보로노이 다각형이라든지 불리는 것인데, 이하에서는 보로노이 다각형이라고 부른다. 이 도에 있어서, 주위의 얇게 빈틈없이 칠해져 있는 부분(67, 67)에 대해서는, 다음에 설명한다. 보로노이도에 있어서는, 모점의 수와 보로노이 다각형의 수는 일치한다. 또한, 도 8에 있어서는, 일부의 모점 및 보로노이 다각형에 대해서만 인출선과 부호를 붙이고 있는데, 모점과 보로노이 다각형이 다수 존재하는 것은, 이상의 설명과 이 도로부터 용이하게 이해될 것이다.

볼록부의 정점을 모점으로 한 보로노이 분할을 행함으로써 얻어지는 보로노이 다각형의 평균 면적을 구함에 있어서는, 공초점 현미경, 간섭 현미경, 원자간력 현미경(AFM) 등의 장치에 의해 표면 형상을 측정하고, 방현층 표면의 각 점의 삼차원적인 좌표값을 구하고 나서, 이하에 나타내는 알고리즘에 의해 보로노이 분할을 행하여, 보로노이 다각형의 평균 면적을 구한다.

즉, 전술의 알고리즘에 따라, 우선 방현층의 요철 표면에 있어서의 볼록부의 정점을 구하고, 다음에 방현층 기준면에 그 볼록부의 정점을 투영한다. 그 후, 표면 형상의 측정에 의해 얻어진 삼차원 좌표 모두를 그 기준면에 투영하고, 그 투영된 모든 점들을 최근접의 모점에 귀속시킴으로써 보로노이 분할을 행하여, 분할되 어 얻어지는 각 다각형의 면적을 구하고, 평균함으로써, 보로노이 다각형의 평균 면적으로 한다. 측정에 있어서는, 오차를 줄이기 위해서, 측정 시야의 경계에 접하는 보로노이 다각형은 산입하지 않는다. 즉 도 8에 있어서, 시야의 경계에 접해서, 얇게 빈틈없이 칠해져 있는 보로노이 다각형(67, 67)은, 평균 면적의 산출에 카운트하지 않는다. 또, 측정 오차를 줄이기 위해서, 200㎛×200㎛ 이상의 영역을 3점 이상 측정하고, 그 평균값으로써 측정값으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 앞서 기술한 바와 같이, 요철 표면에 있어서의 볼록부의 정점을 모점으로 해서 그의 표면을 보로노이 분할했을 때에 형성되는 다각형의 평균 면적이, 50㎛² 이상 1,500㎛² 이하로 되도록 한다. 바람직하게는, 이 보로노이 다각형의 평균 면적이, 300㎛² 이상 1,000㎛² 이하로 되도록 한다. 이 보로노이 다각형의 평균 면적이 50㎛²를 하회하는 경우에는, 방현층 표면의 경사 각도가 급준한 것으로 되어, 결과적으로 백탁 현상이 발생하기 쉬워지므로, 바람직하지 않다. 한편, 보로노이 다각형의 평균 면적이 1,500㎛²보다 큰 경우에는, 요철 표면 형상이 거칠어져, 최근의 고정밀도의 화상 표시 장치에 적용했을 때에 번쩍거림이 발생하기 쉽고, 또 질감도 저하하므로, 바람직하지 않다.

여기서 측정한 삼차원적인 좌표를 이용함으로써, JIS B 0601(=ISO4287)에 규정되는 단면 곡선의 산술 평균 높이(Pa), 최대 단면 높이(Pt)를 계산할 수 있다. 또, 방현층 요철면에 있어서의 각 점의 표고를 히스토그램으로 나타내는 것도 가능 하다. 여기서, 비침이나 백탁 현상을 발생시키지 않고 양호한 시인성을 발현하기 위해서는, 단면 곡선의 산술 평균 높이(Pa)는 0.08㎛ 이상 0.15㎛ 이하인 것이 바람직하고, 최대 단면 높이(Pt)는 0.4㎛ 이상 0.9㎛ 이하인 것이 바람직하다. 요철 표면의 단면 곡선에 있어서의 산술 평균 높이(Pa)가 0.08㎛ 미만인 경우에는, 방현층 표면이 거의 평탄해져, 충분한 방현 성능을 나타내지 않게 되는 경향이 있다. 단면 곡선에 있어서의 산술 평균 높이(Pa)가 0.15㎛보다 큰 경우에는, 표면 형상이 거칠어져, 백탁 현상이나 번쩍거림 등의 문제가 발생하기 쉬워진다. 한편, 요철 표면의 단면 곡선에 있어서의 최대 단면 높이(Pt)가 0.4㎛ 미만인 경우에는, 역시 방현층 표면이 거의 평탄해져, 충분한 방현 성능을 나타내지 않게 되는 경향이 있다. 단면 곡선에 있어서의 최대 단면 높이(Pt)가 0.9㎛보다 큰 경우에는, 역시 표면 형상이 거칠어져, 백탁 현상이나 번쩍거림 등의 문제가 발생하기 쉬워진다.

또, 방현층 요철면에 있어서의 각 점의 표고를 히스토그램으로 나타냈을 때에는, 히스토그램의 피크가, 최고점(높이 100％)과 최저점(높이 0％)의 중간점(높이 50％)을 중심으로 ±20％ 이내의 범위에 존재하는 것이 바람직하다. 이것은, 히스토그램의 피크가 최고점의 표고와 최저점의 표고의 차(최대 표고)에 대해서 30％ 내지70％의 범위에 있는 것이 바람직한 것을 의미한다. 중간점으로부터 ±20％ 이내에 피크가 존재하지 않는 경우, 환언하면, 피크가 최대 표고에 대해서 70％보다 큰 위치 또는 30％보다 작은 위치에 나타나는 경우에는, 결과적으로 표면 형상이 거칠어져, 번쩍거림이 발생하기 쉬워지는 경향이 있고, 또 외관의 질감도 저하하는 경향이 있다.

표고의 히스토그램을 구함에 있어서는, 우선, 방현층(방현 필름) 표면의 표고의 최고점과 최저점을 구하고, 다음에 측정점의 표고와 최저점의 표고의 차(그 점의 높이)를, 최고점과 최저점의 차(최대 표고)로 나눔으로써, 각 점의 상대적인 높이를 구한다. 얻어지는 상대적인 높이를, 최고점을 100％, 최저점을 0％로 한 히스토그램으로 나타냄으로써, 히스토그램의 피크 위치를 구한다. 히스토그램은, 피크 위치가 데이터의 오차의 영향을 받지 않을 정도로 분할할 필요가 있고, 일반적으로는 10 내지 30 정도로 분할하는 것이 적당하다. 예를 들면, 최저점(높이 0％)으로부터 최고점(높이 100％)까지를 5％ 잘게 분할하여, 피크로 되는 위치를 구하면 된다.

상기와 같은 특성을 나타내는 방현층을 구성하는 방현면은, 사실상 평탄한 면이 없는 요철로 다 덮은 형상이다. 이러한 표면 형상을 가지는 방현면은, 예를 들면 연마된 금속의 표면에 미립자를 부딪쳐 요철을 형성하고, 그 금속의 요철면에 무전해 니켈 도금을 실시하여 금형으로 하고, 그 금형의 요철면을 투명 수지 필름에 전사하고, 이어서 요철면이 전사된 투명 수지 필름을 금형으로부터 벗기는 방법에 의해, 유리하게 제조할 수 있다.

이와 같이 해서 방현층(방현 필름)을 제조하는데 매우 적합한 방법을, 도 9에 근거해서 설명한다. 도 9는, 금속판을 이용한 경우를 예로 해서, 표면에 요철을 가지는 금형을 제조하고, 다시 그 요철을 필름에 전사해서 방현 필름을 얻을 때까지의 공정을 모식적으로 도시한 단면도이다.

도 9의 (A)는, 경면 연마 후의 금속 기판(71)의 단면을 나타내는 것이며, 그 의 표면에 연마면(72)이 형성되어 있다. 이러한 경면 연마 후의 금속 표면에 미립자를 부딪침으로써, 표면에 요철을 형성한다. 도 9의 (B)는, 미립자를 부딪친 후의 금속 기판(71)의 단면 모식도이며, 미립자를 부딪쳐짐으로써 부분 구면 상의 미세한 오목면(73)이 형성되어 있다.

또한, 이렇게 해서 미립자에 의한 요철이 형성된 면에, 무전해 니켈 도금을 실시함으로써, 금속 표면의 요철 형상을 무디어지게 한다. 도 9의 (C)는, 무전해 니켈 도금을 실시한 후의 단면 모식도이며, 금속 기판(71)에 형성된 미세한 오목면 상에, 니켈 도금층(74)이 형성되고, 그의 표면(76)은, 무전해 니켈 도금에 의해, (B)의 오목면(73)에 비해 무디어진 상태, 환언하면 요철 형상이 완화된 상태로 되어 있다. 이와 같이, 금속의 표면에 미립자를 부딪쳐 형성되는 부분 구면 상의 미세 오목면(73)에, 무전해 니켈 도금을 실시함으로써, 실질적으로 평탄부가 없고, 바람직한 광학 특성을 나타내는 방현 필름을 얻는데 매우 적합한 요철이 형성된 금속 금형을 얻을 수 있다.

도 9의 (D)는, (C)의 무전해 니켈 도금에 의해 형성된 금형의 요철을 필름에 전사하는 상태를 도시하는 단면 모식도이며, 금속 기판(71)상에 형성된 니켈 도금층(74)의 요철면에, 수지층을 형성하고, 그 요철 형상이 전사된 필름(50)이 얻어진다. 필름(50)은, 열가소성의 투명 수지 1매로 구성할 수 있고, 이 경우는, 열가소성 수지 필름을 가열 상태로 금형의 요철면(76)에 눌러 대어, 열 프레스에 의해 부형하면 된다. 또 필름(50)은, 도 9(D)에 예시하는 바와 같이, 투명한 기재 필름(51)의 표면에 전리 방사선 경화형 수지층(52)을 형성한 것으로 구성할 수도 있 고, 이 경우는, 전리 방사선 경화형 수지층(52)을 금형의 요철면(76)과 접촉시켜, 전리 방사선을 조사해서 그의 전리 방사선 경화형 수지층(52)을 경화시킴으로써, 금형의 요철 형상이 전리 방사선 경화형 수지층(52)에 전사된다. 이러한 필름에 대해서는 다음에 자세하게 설명한다. 도 9의 (E)는, (D)에 있어서 금형 상에 형성된 필름(50)을 금형으로부터 박리한 상태를 도시하는 단면 모식도이다.

도 9에 도시하는 방법에 있어서, 금형의 제조에 매우 적합하게 이용할 수 있는 금속으로서는, 알루미늄, 철, 동, 스테인레스 스틸 등을 들 수 있다. 이것들 중에서도, 미립자가 부딪침으로써 금속 표면의 변형이 일어나기 쉬운 것, 구체적으로는, 경도가 그다지 높지 않은 것이 바람직하고, 알루미늄, 철, 동 등을 이용하는 것이 바람직하다. 비용의 관점으로부터는, 알루미늄이나 연철이 더욱 바람직하다. 금속 금형의 형상은, 평평한 금속판이어도 되고, 원통형의 금속 롤이어도 된다. 금속 롤을 이용해서 금형을 제조하면, 방현 필름을 연속적인 롤형상으로 제조할 수 있다.

이들 금속은, 표면이 연마된 상태로, 미립자가 부딪쳐지는 것인데, 특히, 경면에 가까운 상태로 연마되어 있는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 금속판이나 금속 롤은, 원하는 정밀도로 하기 위해서, 절삭이나 연삭 등의 기계 가공이 실시되어 있는 경우가 많고, 그것에 의해 금속 표면에 가공 눈이 남아 있는 경우가 많기 때문이다. 깊은 가공 눈이 있는 상태에서는, 미립자를 부딪쳐 금속 표면을 변형시켜도, 미립자에 의해 형성되는 요철보다 가공 눈 쪽이 깊은 경우가 있어, 가공 눈의 영향이 남아, 광학 특성에 예기할 수 없는 영향을 주는 경우가 있다.

금속 표면의 연마 방법에 특별한 제한은 없고, 기계 연마법, 전해 연마법, 화학 연마법 모두 사용할 수 있다. 기계 연마법으로서는, 초마무리법, 래핑, 유체 연마법, 버프 연마법 등이 예시된다. 연마 후의 표면 조도는, 중심선 평균 조도(Ra)로 나타내고, Ra가 1㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 Ra가 0.5㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 Ra가 0.1㎛ 이하이다. 중심선 평균 조도(Ra)가 너무 커지면, 미립자를 부딪쳐 금속 표면을 변형시켜도, 변형 전의 표면 조도의 영향이 남을 가능성이 있으므로 바람직하지 않다.

Ra의 하한에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 가공 시간이나 가공 비용의 관점으로부터, 자연히 한계가 있으므로, 특별히 지정할 필요성은 없다.

금속의 표면에 미립자를 부딪치는 방법으로서는, 분사 가공법이 매우 적합하게 이용된다. 분사 가공법에는, 샌드 블래스트법, 숏 블래스트법, 액체 호닝법 등이 있다. 이들 가공에 이용되는 입자로서는, 날카로운 각이 있는 것 같은 형상보다는, 구형에 가까운 형상인 쪽이 바람직하고, 또 가공중에 파쇄되어 날카로운 각이 나오지 않는, 딱딱한 재질의 입자가 바람직하다. 이들 조건을 만족시키는 입자로서, 세라믹스계 입자에서는, 구형의 지르코니아 비즈나 알루미나 비즈가 바람직하게 이용된다. 또 금속계의 입자에서는, 스틸이나 스테인레스 스틸제의 비즈가 바람직하다. 나아가서는, 수지 바인더에 세라믹스나 금속의 입자를 담지시킨 입자를 이용해도 된다.

여기서, 금속 표면에 부딪치는 미립자로서, 평균 입경이 10 내지 75㎛의 것, 바람직하게는 10 내지 35㎛의 것, 특히 구형의 미립자를 이용함으로써, 본 발명에 서 규정하는 곳의, 요철 표면에 있어서의 볼록부의 정점을 모점으로 해서 그의 표면을 보로노이 분할했을 때에 형성되는 다각형의 평균 면적이, 50㎛² 이상 1,500㎛² 이하, 바람직하게는 300㎛² 이상 1,000㎛² 이하라고 하는 요건을 포함하는 형상 인자를 만족시키는 방현 필름을 제조할 수 있다. 이 미립자는, 입경이 거의 고르게 되어 있는 것, 즉 단분산의 것이 특히 바람직하다. 미립자의 평균 입경이 너무 작으면, 금속표면에 충분한 요철을 형성하는 것이 곤란한데다가, 그의 표면의 경사 각도가 급준한 것으로 되어, 백탁 현상이 발생하기 쉬워진다.

한편, 미립자의 평균 입경이 너무 크면, 표면 요철이 거칠어져, 번쩍거림이 발생하거나, 질감이 저하하거나 한다.

이와 같이 해서 요철이 형성된 금속 표면에 무전해 니켈 도금을 실시함으로써, 요철의 표면을 무디어지게 해서 금속판을 만든다. 요철의 무딤 상태는, 기초 금속의 종류, 블래스트 등의 수법에 의해 얻어진 요철의 사이즈와 깊이, 또 도금의 종류와 두께 등에 따라 다르기 때문에, 한마디로 말할 수는 없지만, 무딤 상태를 제어하는데 있어서 가장 큰 인자는 도금 두께이다. 무전해 니켈 도금의 두께가 얇으면, 블래스트 등의 수법에 의해 얻어진 요철의 표면 형상을 무디어지게 하는 효과를 충분히 얻지 못하고, 그 요철 형상을 투명 필름에 전사해서 얻어지는 방현 필름의 광학 특성이 그다지 좋아지지 않는다. 한편, 도금 두께가 너무 두꺼우면, 생산성이 나빠져 버린다. 그래서, 무전해 니켈 도금의 두께는 3 내지 70㎛정도인 것이 바람직하고, 또 5㎛ 이상, 나아가서는 50㎛ 이하가 보다 바람직하다.

금속판이나 금속 롤 등의 표면에, 매크로적으로 봐서 균일한 두께로 도금하는 것이 가능한 무전해 도금, 특히 도금층의 경도가 높은 무전해 니켈 도금이, 바람직하게 채용된다. 더욱 바람직한 무전해 니켈 도금으로서는, 유황 등의 광택제를 포함한 도금 욕을 이용하는 이른바 광택 니켈 도금, 니켈-인 합금 도금(저인 타입, 중인 타입 또는 고인 타입), 니켈-붕소 합금 도금 등이 예시된다.

배경 기술의 항에 게재한 특허 문헌 5에서 채용되어 있는 하드 크롬 도금, 특히 전해 크롬 도금에서는, 금속판이나 금속 롤의 단부에의 전계 집중이 일어나서, 도금 두께가 중앙부와 단부에서 다르게 된다. 그 때문에, 상기 블래스트 등의 수법에 의해 요철이 판 전면에 걸쳐 균일한 깊이로 형성되어 있었다고 해도, 도금 후의 요철의 무딤 상태가 판의 장소에 의해 달라, 결과적으로 얻어지는 요철의 깊이가 달라지기 때문에, 전해 도금을 이용하는 것은 바람직하지 않다.

하드 크롬 도금은, 도금 표면에 거친 표면이 나오는 경우가 있는 점에서도, 방현층용의 금속 금형 제조에 적합하지 않다. 즉, 거친 표면을 없애기 위해서는 하드 크롬 도금 후에 도금 표면을 연마하는 것이 일반적으로 행해지고 있는데, 후술하는 바와 같이, 본 발명에서는 도금 후의 표면의 연마가 바람직하지 않기 때문이다.

단, 요철을 만든 금속 표면에 무전해 니켈 도금을 실시한 후에, 표면 경도를 높이기 위해서, 최표면에 매우 얇게 크롬 도금을 실시하는, 이른바 플래시 크롬 도금까지는 부정하지 않는다. 플래시 크롬 도금을 실시하는 경우의 상기 플래시 크롬 도금 두께는, 기초의 무전해 니켈 도금의 형상을 해치지 않을 정도로 얇게 할 필요가 있고, 바람직하게는 3㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1㎛ 이하로 해야만 한다.

또, 상기 특허 문헌 6에 개시되어 있는, 도금 후에 금속판 또는 롤을 연마하는 것도, 역시 바람직하지 않다. 연마함으로써, 최표면에 평탄한 부분이 생기기 때문에, 광학 특성의 악화를 초래할 가능성이 있는 것, 형상의 제어 인자가 증가하기 때문에, 재현성이 좋은 형상 제어가 곤란하게 되는 것 등의 이유 때문이다. 도 10은, 미립자를 부딪쳐 얻어진 요철면에 무전해 니켈 도금을 실시하여 무디어진 면을 연마한 경우에, 평탄면이 생긴 금속판의 단면 모식도이며, 구체적으로는, 도 9(C)의 상태로부터, 그 니켈 도금층(74)의 표면을 연마한 상태에 상당한다. 연마에 의해, 금속(71)의 표면에 형성된 니켈 도금층(74)의 표면 요철(76) 중, 일부의 철이 깎여, 평탄면(79)이 생겨 있다.

도 9(C)와 같이 해서 표면에 요철이 형성된 금속 금형을 이용하고, 도 9의 (D)에 도시하는 바와 같이, 그 요철 형상을 필름(50)의 표면에 전사하여, 방현면을 형성한다. 이 때, 임의의 방법으로 필름 표면에 금형의 형상을 전사할 수 있다. 예를 들면, 열가소성 수지 필름을, 금형의 요철면(76)에 열 프레스 하고, 열가소성 수지 필름의 표면에 금형의 요철 형상을 전사하는 방법이나, 전리 방사선 경화형 수지를 투명 수지 필름의 표면에 도포하고, 미경화 상태에서 그의 전리 방사선 경화형 수지 도포층을 금형의 요철면(76)에 밀착시켜, 필름 너머로 전리 방사선을 조사해서 경화시켜, 금형의 요철 형상(76)을 전사하는 방법 등을 채용할 수 있다. 전사 후에는, 도 9의 (E)에 도시하는 바와 같이, 금형으로부터 필름을 박리하여, 방현 필름(50)을 얻을 수 있다. 표면의 상처 방지 등, 기계적 강도의 관점으로부 터는, 전리 방사선 경화형 수지를 이용하는 방법이 바람직하게 채용된다.

이 때에 이용되는 투명 수지는, 실질적으로 광학적인 투명성을 가지는 필름이면 된다. 구체적으로는, 트리아세틸셀룰로오스나 디아세틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트와 같은 셀룰로오스계 수지, 시클로올레핀계 수지, 폴리카르보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리염화비닐 등이 예시된다. 시클로올레핀계 수지는, 노르보르넨이나 디메타노옥타히드로나프탈렌과 같은 환상 올레핀을 주요한 모노머로 하는 수지이며, 시판품으로서는, 제이에스알 가부시끼가이샤로부터 판매되고 있는 "아톤", 일본 제온 주식회사으로부터 판매되고 있는 "제오노아"나 "제오네트크스"(모두 상품명) 등이 있다.

이들 중에서, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카르보네이트, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 시클로올레핀계 수지 등을 포함하는 열가소성의 투명 수지 필름은, 요철 형상을 가지는 금형에 적당한 온도로 프레스 또는 압착한 후, 박리함으로써, 금형 표면의 요철 형상을 필름 표면에 전사하는데 이용할 수 있다.

한편, 전리 방사선 경화형 수지를 사용해서 형상을 전사하는 경우의 전리 방사선 경화형 수지로서는, 분자 내에 1개 이상의 아크릴로일옥시기를 가지는 화합물이 바람직하게 이용되지만, 방현면의 기계적 강도를 향상시키기 위해서는, 3관능 이상의 아크릴레이트, 즉 분자 내에 3개 이상의 아크릴로일옥시기를 가지는 화합물이, 보다 바람직하게 이용된다.

구체적으로는, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리아크릴레이트, 글리세린트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리 트리톨테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 등이 예시된다. 또, 방현면에 가요성을 부여해서 깨지기 어렵게 하기 위해서, 분자 내에 우레탄 결합을 가지는 아크릴레이트 화합물도 바람직하게 이용된다. 구체적으로는, 트리메틸올프로판디아크릴레이트나 펜타에리트리톨트리아크릴레이트와 같은, 분자 내에 아크릴로일옥시기와 함께 1개 이상의 수산기를 가지는 화합물 2분자가, 헥사메틸렌디이소시아네이트나 톨릴렌디이소시아네이트와 같은 디이소시아네이트 화합물에 부가한 구조의 우레탄 아크릴레이트가 예시된다. 이 외, 에테르아크릴레이트계, 에스테르 아크릴레이트계 등, 전리 방사선에 의해 라디칼 중합을 개시하여, 경화하는 그 밖의 아크릴계 수지도 이용할 수 있다.

또, 에폭시계나 옥세탄계 등, 양이온 중합성의 전리 방사선 경화형 수지도, 경화 후에 요철이 부형되는 수지로서 이용할 수 있다. 이 경우는 예를 들면, 1,4-비스[(3-에틸-3-옥세타닐메톡시)메틸]벤젠이나 비스(3-에틸-3-옥세타닐메틸) 에테르와 같은 양이온 중합성 다관능 옥세탄 화합물과, (4-메틸페닐)[4-(2-메틸 프로필)페닐]요오도늄헥사플루오로포스페이트와 같은 광 양이온 개시제의 혼합물이 이용된다.

아크릴계의 전리 방사선 경화형 수지를 자외선의 조사에 의해 경화시키는 경우는, 자외선의 조사를 받았을 때에 라디칼을 발생시켜, 중합·경화 반응을 개시시키기 위해서, 자외선 라디칼 개시제가 첨가되어 이용된다. 자외선의 조사는, 유리 주형면측으로부터, 또는 투명 수지 필름면측으로부터 이루어지는데, 투명 수지 필름면측으로부터 자외선 조사를 행하는 경우에는, 필름을 투과하는 것이 가능한 자 외선 파장 영역에서 라디칼 반응을 개시하기 위해서, 가시역으로부터 자외선역으로 라디칼 반응을 개시하는 개시제가 이용된다.

자외선 조사에 의해 라디칼 반응을 개시하는 자외선 라디칼 개시제로서는, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르포리노프로판-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온 등의 외에, 특히 자외선 흡수제를 함유하는 투명 수지 필름 너머로 자외선을 조사해서 자외선 경화형 수지를 경화시키는 경우에는, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥사이드, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 등, 가시영역에 흡수를 가지는 인계의 광 라디칼 개시제가 매우 적합하게 이용된다.

표면에 미세한 요철을 가지는 도금면이 형성된 금형이 평판 모양인 경우에는, 금형 요철면과, 미경화의 전리 방사선 경화형 수지가 도포된 투명 수지 필름을, 금형 요철면이 도포면과 접하도록 밀착시킨 상태로, 투명 수지 필름면측으로부터 전리 방사선을 조사하여, 전리 방사선 경화형 수지를 경화시킨 후, 금형으로부터 기재 필름마다 박리되어, 금형의 형상이 투명 필름 표면에 전사된다.

표면에 미세한 요철을 가지는 도금면이 형성된 금형이 롤형상이며, 또한 전리 방사선 경화형 수지를 이용해서 금형의 요철 형상을 전사하는 경우, 투명 수지 필름은, 미경화의 전리 방사선 경화형 수지가 도공된 면을 금형 롤에 밀착시킨 상태로 전리 방사선이 조사되어, 경화 후에 롤 금형으로부터 기재 필름마다 박리함으로써, 연속적으로 그 형상을 투명 필름 표면에 전사할 수 있다.

전리 방사선은, 자외선이나 전자선일 수 있는데, 취급의 용이함이나 안전성의 관점으로부터, 자외선이 바람직하게 이용된다. 자외선의 광원으로서는, 고압 수은 램프, 메탈할라이드 램프 등이 바람직하게 이용되는데, 자외선 흡수제를 포함하는 투명기재 너머로 조사되는 경우는 특히, 가시광선 성분을 많이 포함하는 메탈할라이드 램프 등이 매우 적합하게 이용된다. 또, 후젼사제의 "V-밸브"나 "D-밸브"(모두 상품명) 등도, 바람직하게 이용된다. 조사선량은, 자외선 경화형 수지가 금형으로부터 이형할 수 있을 때까지 고체화하기 위해서 충분한 선량이면 되는데, 표면 경도를 더욱 향상시키기 위해서, 이형 후, 도공면측으로부터 재차 조사를 행해도 된다.

이상과 같은 방법에 의하면, 얻어지는 방현층(방현 필름)은, 그 헤이즈 값을5％ 이하로 할 수 있다. 헤이즈 값은, JIS K 7136에 규정되어 있어(확산 투과율/전광선 투과율)×100(％)로 나타내어지는 값이다.

이렇게 해서, 표면에 사실상 평탄면이 없는 미세한 요철이 형성된 금속 금형을 이용하여, 그 형상을 투명 수지 필름상에 전사한 경우에는, 얻어지는 투명 수지 필름의 방현면도, 사실상 평탄면이 없고, 미세한 요철이 형성된 것으로 된다.

이렇게 해서 얻어지는 방현층(50)은, 그의 부형처리가 실시된 면(방현면)을 외측, 즉 편광자(30)에 접하지 않는 측으로서, 앞서 설명한 편광자의 한쪽 면에 적층하고, 편광자(30)의 다른 한쪽 면에는, 필요에 따라, 예를 들면 셀룰로오스아세테이트계 수지를 포함하는 투명 보호층을 적층하여, 도 3에 예를 도시한 것 같은 구성의 방현성 편광판(30)으로 된다. 적층에는, 수계의 접착제나, 아크릴계 점착 제 등, 투명성이 뛰어난 접착제가 유리하게 이용된다.

또 본 발명에서는, 도 3에 전면측 편광판(30)으로서 도시한, 편광자(31)와 그 적어도 한쪽 면에 설치된 투명 보호층(33)을 구비하고, 편광자의 한쪽 면에 설치된 투명 보호층(33)은, 표면에 미세한 요철이 형성된 방현층(50)을 가지고, 편광자(31)의 방현층(50)이 설치되지 않은 측의 편광자(31) 표면으로부터 그의 외측 최표면까지의 두께 방향 위상차(R_th)가 -10㎚ 내지 +40㎚의 범위에 있고, 방현층(50)은, 수직 입사광에 대한 헤이즈가 5％ 이하이며, 암부와 명부의 폭이 0.5㎜, 1.0㎜ 및 2.0㎜인 3종류의 광학 빗을 이용해서 광의 입사각 45°에서 측정되는 반사 선명도의 합계가 50％ 이하이며, 입사각 30°로 입사한 광에 대해서, 반사각 30°의 반사율 R(30)이 2％ 이하, 반사각 40°의 반사율 R(40)이 0.003％ 이하이고, 반사각 60° 이상의 임의의 방향에 있어서의 반사율을 R(60 이상)으로 하고, R(60 이상)/R(30)의 값이 0.001 이하이며, 또한 표면 요철의 볼록부의 정점을 모점으로 해서 그의 표면을 보로노이 분할했을 때에 형성되는 다각형의 평균 면적이 50㎛² 이상 1,500㎛² 이하인 것을 제1 편광판으로 하고, 동일하게 배면측 편광판(20)으로서 나타낸, 편광자(21)와 위상차 판(40)을 구비하고, 편광자(21)의 위상차 판(40)측 표면으로부터 그의 위상차 판(40)의 반대측 표면까지의 사이에 존재하는 상기 위상차 판(40)을 포함하는 복굴절층의 두께 방향 위상차(R_th)의 합이 -40㎚ 내지 +40㎚의 범위에 있고, 또한 그것들의 평면 위상차(R₀)의 합이 100㎚ 내지 300㎚의 범위에 있 는 것을 제2 편광판으로 하는 편광판 세트도 제공된다. 그들의 구체적 구성 및 변경은, 도 3을 참조해서 앞서 설명한 대로이므로, 중복되는 설명은 생략한다.

이 편광판 세트는, 액정 셀의 표리 양면에 접합해서 사용할 수 있다. 그리고, 제1 편광판(30)의 방현층(50)이 설치되지 않은 측의 최표면, 및 제2 편광판(20)의 위상차 판(40)측 최표면에는, 각각 점착제 층(48)을 설치하여, 액정 셀(10)의 표리 양면에 접합되도록 할 수 있다.

이하, 실시예로써 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

(a)금형의 제조

직경 300㎜의 알루미늄 롤(JIS에 의한 A5056)의 표면을 경면 연마했다. 얻어진 경면 연마 알루미늄 롤의 외측 표면에, 블래스트 장치[(주)불이 제작소로부터 입수]를 이용해서, 토소(주)제의 지르코니아 비즈 "TZ-SX-17"(상품명, 평균 입경 20㎛)를 블래스트 압력 0.1MPa(게이지 압, 이하 동일)로 블래스트하고, 표면에 요철을 붙였다. 얻어진 요철을 붙인 알루미늄 롤에 무전해 광택 니켈 도금 가공을 행하여, 금속 금형을 제조했다. 도금 두께는 12㎛로 설정하고, 도금 후에 도금 두께를 β선막 두께 측정기[상품명 "피셔 스코프 MMS", (주)피셔·인스톨멘츠로부터 입수]를 이용해서 실측한 바, 12.3㎛였다.

(b)방현 필름의 제조

대일본 잉크 화학공업(주)제의 광 경화성 수지 조성물 "GRANDIC 806T"(상품 명)를 아세트산에틸에 용해시켜, 50중량％ 농도의 용액으로 하고, 또한 광 중합 개시제인 "루시린 TPO"(BASF사제, 화학명:2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드)를, 경화성 수지 성분 100중량부당 5중량부 첨가하여, 도포액을 조제했다. 두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름상에, 이 도포액을 건조 후의 도포 두께가 5㎛로 되도록 도포하고, 60℃로 설정한 건조기 중에서 3분간 건조시켰다. 건조 후의 필름을, 위에서 제조한 금속 금형의 요철면에, 광 경화성 수지 조성물 층이 니켈 도금층측으로 되도록 고무 롤로 눌러 붙여, 밀착시켰다. 이 상태로, TAC 필름측으로부터, 강도 20mW/㎝²의 고압 수은등으로부터의 광을 h선 환산 광량으로 200mJ/㎝²로 되도록 조사하여, 광 경화성 수지 조성물 층을 경화시켰다. 이 후, TAC 필름을 경화 수지마다 금형으로부터 박리하여, 표면에 요철을 가지는 경화 수지와 TAC 필름의 적층체를 포함하는 투명한 방현 필름을 제조했다.

JIS K 7136에 준거한 (주)무라카미 색채 기술 연구소제의 헤이즈미터 "HM-150"형을 이용해서, 방현 필름의 헤이즈를 측정한 바, 0.9％였다. 샘플은, 휘어짐을 방지하기 위해, 광학적으로 투명한 점착제를 이용해서, 요철면이 표면으로 되도록 유리 기판에 접합하고 나서 측정에 제공했다.

투과 선명도는, JIS K 7105에 준거한 스가 시험기(주)제의 사상성 측정기 "ICM-lDP"를 이용해서 측정했다. 측정에 있어서는, 샘플의 휘어짐을 방지하기 위해, 광학적으로 투명한 점착제를 이용해서 요철면이 표면으로 되도록 유리 기판에 접합하고 나서, 측정에 제공했다. 이 상태로 샘플(방현 필름)의 이면측으로부터 광을 입사하고, 측정을 행했다. 결과는 이하와 같았다.

투과 선명도

폭 0.125㎜의 광학 빗:31.2％

폭 0.5㎜의 광학 빗 :27.9％

폭 1.0㎜의 광학 빗 :32.1％

폭 2.0㎜의 광학 빗 :57.0％

합계 :148.2％

반사 선명도는, 위와 같은 사상성 측정기 "ICM-1DP"를 이용해서 측정했다. 측정에 있어서는, 샘플의 휘어짐을 방지하기 위해, 광학적으로 투명한 점착제를 이용해서 요철면이 표면으로 되도록, 유리 기판에 접합하고 나서 측정에 제공했다. 또, 이면 유리면으로부터의 반사를 방지하기 위해서, 방현 필름을 붙인 유리판의 유리면에 2㎜ 두께의 흑색 아크릴 수지판을 물로 밀착시켜 부착하고, 이 상태로 샘플(방현 필름)측으로부터 광을 입사하고, 측정을 행했다. 결과는 이하와 같았다.

반사 선명도

폭 0.125㎜의 광학 빗:3.2％(합계 값에는 들어가지 않는다)

폭 0.5㎜의 광학 빗 :1.5％

폭 1.0㎜의 광학 빗 :5.4％

폭 2.0㎜의 광학 빗 :14.8％

0.5㎜ 이상의 광학 빗 값의 합계:21.7％

또 반사율은, 방현 필름의 요철면에, 필름 법선에 대해서 30° 경사진 방향 으로부터 He-Ne레이저로부터의 평행광을 조사하여, 필름 법선과 조사 방향을 포함하는 평면 내에 있어서의 반사율의 각도 변화의 측정을 행했다. 반사율의 측정에는, 모두 요코가와 전기(주)제의 "3292 03 옵티컬 파워 센서"와 "3292 옵티컬 파워 미터"를 이용했다. 그 결과,

R(30)=0.374％,

R(40)=0.00064％,

R(60)/R(30)=0.00010였다.

Sensofar사제의 공초점 현미경 "PLμ2300"을 이용해서, 방현 필름의 표면 형상을 측정했다. 측정에 있어서는, 샘플의 휘어짐을 방지하기 위해, 광학적으로 투명한 점착제를 이용해서, 요철면이 표면으로 되도록 유리 기판에 접합하고 나서, 측정에 제공했다. 대물렌즈의 배율은 50배로 했다. 측정 데이터를 기초로, 전술의 알고리즘에 근거해서 계산하여, 표면 요철의 볼록부 정점을 모점으로 하는 보로노이 다각형의 평균 면적을 구한 바, 582㎛²였다. 또 삼차원 좌표 정보로부터, 전면이 미세한 요철로 되어 있어, 평탄부는 존재하지 않는 것이 확인되었다.

이상의 금형 제조 조건, 광학 특성 및 표면 형상(보로노이 다각형의 평균 면적)을 하기 표 2에 정리했다.

또, 위의 표면 형상 측정으로 얻어진 삼차원적인 좌표를 기초로, 200㎛×200㎛의 영역에 있어서의 볼록부의 정점의 수, 단면 곡선의 산술 평균 높이(Pa) 및 최대 단면 높이(Pt), 및 표고의 히스토그램의 피크 위치를 계산하여, 그 결과를 표 3 에 나타냈다.

(c)방현성 편광판의 제조

폴리비닐알코올-요오드계 직선 편광자의 한쪽 면에 트리아세틸셀룰로오스를 포함하는 보호 필름이 접착되어 있는 편광판의 보호 필름측에, (b)에서 얻은 방현 필름을 그의 요철면이 외측으로 되도록 접합하여, 방현성 편광판을 제조했다.

(d)편광 필름 접착제의 제조

폴리카르보네이트 필름을 상기 특허 문헌 4 기재의 방법에 준해서 두께 배향시켜, R₀=178㎚, R_th=-34.2㎚의 삼차원에 배향하고 있는 위상차 판을 제조했다. 이 위상차 판을, 폴리비닐알코올-요오드계 직선 편광자의 양면에 트리아세틸셀룰로오스를 포함하는 보호 필름이 접착되어 있는 편광판[상품명 "스미카란 SRW842A", 스미토모 화학(주)제, 편측 보호 필름의 R_th=55㎚, R₀=1㎚]에, 점착제를 개재시켜 접합하여, 편광 필름 적층체를 제조했다. 이 때, 위상차 판의 지상축과 편광판의 흡수축이 직교하도록 배치했다.

(e)액정 표시 장치의 제조와 평가

IPS 모드의 액정 표시 소자가 탑재되어 있는 시판의 텔레비전[(주)히타치 제작소제의 "W32L-H9000"로부터 표리 양면의 편광판을 박리했다. 그 오리지널 편광판들 대신에, 전면측에는, 상기 (c)에서 제조한 방현성 편광판을, 편광판의 흡수축이 오리지널 편광판의 흡수축 방향과 일치하도록, 그 방현층과 반대측에서 점착제를 개재시켜 접합하고, 또 배면측에는, 상기 (d)에서 제조한 편광 필름 적층체를, 그 흡수축이 오리지널 편광판의 흡수축 방향과 일치하도록, 위상차 판측에서 점착제를 개재시켜 접합했다. 이렇게 해서, 방현층을 붙인 액정 표시 장치를 제조했다.

이 액정 표시 장치에 있어서의 전면측 편광판과 배면측 편광 필름 적층체의 위상차 값을 하기 표 1에 정리했다.

전면측 편광판과 배면측 편광 필름 적층체의 위상차 값

전면측 편광판 셀측 보호층 없음(R_th=0, R₀=0)

배면측 편광 필름 적층체 위상차 판의 R_th -34㎚ 위상차 판의 R_O 178㎚ 편광판 셀측 보호층의 R_th 55㎚ 편광판 셀측 보호층의 R_O 1㎚ 위상차 판과 셀측 보호층의 R_th의 합 21㎚ 위상차 판과 셀측 보호층의 R_O의 합 179㎚

이 액정 표시 장치의 백라이트를 점등하고, 시야각에 의한 콘트라스트 변화를, ELDIM사제의 액정 시야각·색도 특성 측정 장치 "EZ Contrast"로 측정하고, 그 등 콘트라스트 곡선을 도 11에 도시했다. 이 등 콘트라스트 곡선에 있어서는, 화면의 우방향을 O도로 하고, 반 시계 회전을 플러스로 해서 방위각을 표시하고 있고(0도로부터 315도까지 45도 간격으로 숫자를 표시), 또 횡축에 「10」, 「20」……, 「80」이라는 것은, 각각의 방위각에 있어서의 법선으로부터의 경사 각도를 의미한다. 예를 들면, 원의 우단은, 방위각이 O도(화면의 우측)로 법선으로부터 90도 가깝게 경사진 방향의 콘트라스트를 의미하고, 원의 중심은, 화면의 법선 방향의 콘트라스트를 의미한다. 콘트라스트가 100인 곡선에 「CR=100」의 표시를, 또 콘트라스트가 200인 곡선에 「CR=200」의 표시를 각각 붙이고 있고, CR=200의 곡선보다 내측으로 감에 따라 순차, 콘트라스트 300, 400과, 콘트라스트가 100씩 증가하는 등 콘트라스트 곡선으로 되어 있다. 정면 방향의 콘트라스트는 약 700이다. 또한, 여기서 말하는 콘트라스트는, 흑표시(액정 셀에의 전압 무인가) 시의 휘도에 대한 백표시(액정 셀에의 전압 인가) 시의 휘도의 비이다.

육안 관찰 및 도 11의 등 콘트라스트 곡선으로부터, 이 액정 표시 장치는, 시야각에 의한 휘도 변화가 작고, 시야각 의존성이 작은 것을 알 수 있었다.

암실 내에서 이 액정 표시 장치의 백라이트를 점등하고, (주)탑콘제의 휘도계"BM5A"형을 사용해서, 흑표시 상태 및 백표시 상태에 있어서의 액정 표시 장치의 휘도를 측정하고, 콘트라스트를 산출했다. 여기서 콘트라스트는, 흑표시 상태의 휘도에 대한 백표시 상태의 휘도의 비로 나타내어진다. 그 결과, 암실 내에서의 콘트라스트는 697이었다. 다음에, 이 평가계를 명실 내로 옮겨, 흑표시 상태로서, 비침 상태를 육안으로 관찰했다. 그 결과, 비침이 거의 관찰되지 않고, 이 액정 표시 장치는 양호한 방현성을 가지고 있는 것이 확인되었다. 또, 명실 내에서의 표면 질감과 백탁 현상을 아울러 육안으로 관찰했다. 이 평가 결과를 하기 표 4에 정리했다.

[실시예 2]

상기 실시예 1에 있어서, 전면측 편광판으로서, 폴리비닐알코올-요오드계 직선 편광자의 시인측의 면에 실시예 1의 (b)와 마찬가지의 방법으로 제조한 방현 필름을 직접, 보호 필름으로서 그 요철면이 외측으로 되도록 접합한 편광판을 이용해서, 마찬가지의 액정 표시 장치를 제조해도, 실시예 1과 마찬가지의 결과가 얻어진다.

[실시예 3 및 4]

도금 두께를 표 2와 같이 변경하고, 그 외는 실시예 1의 (a)와 마찬가지로 해서, 표면에 요철을 가지는 금속 금형을 제조했다. 각각의 금형을 이용해 실시예 1의 (b)와 마찬가지로 해서, 표면에 요철을 가지는 경화 수지와 TAC 필름의 적층체를 포함하는 투명한 방현 필름을 제조했다. 얻어진 방현 필름의 광학 특성과 표면 형상(보로노이 다각형의 평균 면적)을 표 2에 나타냈다. 또 각각의 필름에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 해서 볼록부 정점의 수, 단면 곡선의 산술 평균 높이(Pa) 및 최대 단면 높이(Pt), 및 표고의 히스토그램의 피크 위치를 구하고, 결과를 표 3에 나타냈다. 또한, 이러한 필름을 이용해서 실시예 1의 (c) 내지 (e)와 마찬가지로 방현층을 붙인 액정 표시 장치를 제조하여, 그 콘트라스트와 방현성을 평가하고, 결과를 표 4에 나타냈다.

[비교예 1 내지 5]

스미토모 화학(주)이 판매하는 편광판 "스미카란"의 방현 필름에 사용되어 있고, 자외선 경화 수지 중에 필러가 분산되는 방현 필름 "AG1", "AG3", "AG5", "AG6" 및 "AG8"(각각 비교예 1 내지 비교예 5로 한다)에 대해서, 각각의 광학 특성과 표면 요철의 볼록부 정점을 모점으로 하는 보로노이 다각형의 평균 면적을, 실시예 1, 3 및 4의 결과와 아울러 표 2에 나타냈다. 또 이들 필름에 대해서, 보로노이 다각형의 평균 면적을 구할 때에 얻어진 삼차원적인 좌표를 기초로, 볼록부의 정점의 수, 단면 곡선의 산술 평균 높이(Pa) 및 최대 단면 높이(Pt), 및 표고의 히스토그램의 피크 위치를 실시예 1과 마찬가지로 계산하여, 그 결과를, 실시예 1, 3 및 4의 결과와 아울러 표 3에 나타냈다. 또한, 이러한 방현 필름을 이용해서 실시예 1과 마찬가지로 방현층을 붙인 액정 표시 장치를 제조하여, 그 콘트라스트와 방현성을 평가하고, 결과를 실시예 1, 3 및 4의 결과와 아울러 표 4에 나타냈다.

금형 제조 조건(또는 비교 품명)과 방현 필름의 광학 특성 및 표면 형상

	금형 제조 조건		광학 특성						표면 형상
	블래스트 압력	도금 두께	헤이즈	투과 선명도	반사 선명도	반사 프로파일			보로노이 다각형의 평균 면적
						R(30)	R(40)	R(60)/R(30)
실시예 1 실시예 3 실시예 4	0.1MPa 0.1MPa 0.1MPa	12.3㎛ 11.6㎛ 19.3㎛	0.9％ 2.3％ 0.4％	148.2％ 126.3％ 191.6％	21.7％ 17.9％ 38.2％	0.374％ 0.125％ 0.726％	0.00064％ 0.00221％ 0.00013％	0.00010 0.00018 0.00004	582㎛² 372㎛² 533㎛²
	제품명		헤이즈	투과 선명도	반사 선명도	반사 프로파일			보로노이 다각형의 평균 면적
						R(30)	R(40)	R(60)/R(30)
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5	AG1 AG3 AG5 AG6 AG8		3.6％ 3.4％ 10.7％ 20.1％ 10.9％	52.1％ 97.1％ 65.9％ 40.9％ 199.8％	15.7％ 20.1％ 23.2％ 21.7％ 30.3％	0.368％ 0.568％ 0.100％ 0.042％ 0.099％	0.00259％ 0.00113％ 0.00409％ 0.00582％ 0.00452％	0.00018 0.00008 0.00145 0.00639 0.00148	2,084㎛² 1,762㎛² 546㎛² 384㎛² 345㎛²

방현 필름의 표면 형상(그의 2)

	200㎛×200㎛ 영역 내의 볼록부의 수	산술 평균 높이(Pa)	최대 단면 높이(Pt)	표고 히스토그램의 피크 위치
실시예 1 실시예 3 실시예 4	76 119 79	0.089㎛ 0.127㎛ 0.117㎛	0.493㎛ 0.688㎛ 0.615㎛	45 내지 50％ 45 내지 50％ 50 내지 55％
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5	18 22 78 114 139	0.184㎛ 0.220㎛ 0.190㎛ 0.284㎛ 0.157㎛	0.933㎛ 1.088㎛ 1.107㎛ 1.615㎛ 0.865㎛	25 내지 30％ 20 내지 25％ 20 내지 25％ 20 내지 25％ 20 내지 25％

액정 표시 장치의 평가 결과

	암실 내에서의 콘트라스트	방현성^*1	표면 질감^*2	백탁 현상^*3
실시예 1 실시예 3 실시예 4	667 695 697	○ ○ ○	○ ○ ○	○ ○ ○
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5	682 666 688 669 672	△ △ ○ ○ ○	× × △ ○ ○	○ ○ △ × △

*1 방현성 ○:충분한 방현성을 가진다.

△:방현성이 불충분(비침이 조금 관찰된다).

×:방현성이 거의 없다(비침이 명료하게 관찰된다).

*2 표면 질감 ○:눈이 촘촘하고, 질감이 좋다.

△:눈이 약간 성기고, 질감이 조금 나쁘다.

×:눈이 명백히 성기고, 질감이 나쁘다.

*3 백탁 현상

○:백탁 현상 관찰되지 않는다.

△:백탁 현상 약간 관찰된다.

×:백탁 현상 명료하게 관찰된다.

표 2 및 표 4에 도시하는 바와 같이, 헤이즈, 반사 프로파일 및 표면 형상이 본 발명의 규정을 만족시키는 실시예 1, 3 및 4의 샘플은, 뛰어난 방현성(비침 없음)을 나타냄과 함께, 콘트라스트도 높고, 시인성이 뛰어났다. 또, 표면 질감 및 백탁 현상 방지에 있어도 양호한 결과를 나타냈다.

한편, 비교예 1 및 2에서는, R(30)이 2％ 이하이며, R(40)이 0.003％ 이하이며, 또 R(60)/R(30)이 0.001 이하이기 때문에, 백탁 현상은 보이지 않았다. 그러나, 보로노이 다각형의 평균 면적이 1,500㎛²를 상회하고 있기 때문에, 질감이 나쁘고, 또 방현성도 불충분했다. 비교예 3 내지 5는, R(60)/R(30)이 0.001을 상회하고 있기 때문에, 백탁 현상이 보였다. 또, 비교예 1 내지 5는 모두, 그의 헤이즈에 관계없이 본 발명의 방현 필름보다 콘트라스트가 낮았다.

도 1은 IPS 모드의 액정 표시 장치의 구성예를 도시하는 단면 모식도이다.

도 2는 IPS 모드의 원리를 설명하기 위해서 노멀리 블랙의 예에 대해서 도시하는 개략 사시도이며, (A)는 전압 무인가 상태, (B)는 전압 인가 상태를 나타낸다.

도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 예를 도시하는 단면 모식도이다.

도 4는 도 3에 도시한 장치의 바람직한 축 관계를 도시하는 개략 사시도이다.

도 5는 방현층에 대한 광의 입사 방향과 반사 방향을 도시하는 개략 사시도이다.

도 6은 방현층의 법선으로부터 30°의 각도로 입사한 광에 대한 반사광의 반사각과 반사율(반사율은 대수눈금)을 플롯한 그래프의 일례이다.

도 7은 방현층의 볼록부 판정의 알고리즘을 모식적으로 도시한 사시도이다.

도 8은 방현층의 볼록부 정점을 모점으로서 보로노이 분할했을 때의 예를 도시하는 보로노이도이다.

도 9는 방현층을 제조하는데 바람직한 방법을 공정마다 도시하는 단면 모식도이다.

도 10은 무전해 니켈 도금 후에 표면을 연마한 상태를 도시하는 단면 모식도이다.

도 11은 실시예 1에서 제조한 액정 표시 장치의 등 콘트라스트 곡선을 도시 하는 도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 액정 셀,

11, 13: 셀 기판,

12: 기판상의 전극,

14: 액정층,

15: 액정 분자,

16: 액정 셀로 입사하는 직선 편광,

17a: 전압 무인가 시에 액정 셀로부터 출사하는 직선 편광,

17b: 전압 인가 시에 액정 셀로부터 출사하는 타원 편광,

18: 전계,

19: 전압 무인가 시의 액정층의 지상축(분자 장축),

20: 배면측 편광판,

21: 배면측 편광자,

22, 23: 배면측 편광판의 투명 보호층,

25: 배면측 편광판의 투과축,

26: 배면측 편광판의 흡수축,

30: 전면측 편광판,

31: 전면측 편광자,

32, 33: 전면측 편광판의 투명 보호층,

35: 전면측 편광판의 투과축,

36: 전면측 편광판의 흡수축,

40: 위상차 판,

46: 위상차 판의 지상축,

48: 점착제 층,

50: 방현층(방현 필름),

51: 투명 필름 기재,

52: 전리 방사선 경화형 수지 또는 그 경화물,

55: 필름 법선,

56: 입사 광선 방향,

57: 정반사 방향,

58: 임의의 반사 방향,

59: 입사 광선 방향과 필름 법선을 포함하는 면,

θ: 반사각,

61: 방현 필름상의 임의의 점,

62: 방현 필름 표면,

63: 필름 기준면,

64: 방현 필름상의 임의의 점을 중심으로 하는 원의 필름 기준면에의 투영원,

65: 볼록부 정점의 투영점(보로노이 분할의 모점),

66: 보로노이 다각형,

67: 평균값에 카운트하지 않는 측정 시야 경계에 접하는 보로노이 다각형,

71: 금속 기판,

72: 연마면,

73: 미립자를 부딪쳐 형성되는 오목면,

74: 니켈 도금층,

76: 도금 후에 남는 요철면,

79: 도금 후의 표면을 연마했을 때에 발생하는 평탄면,

80: 백 라이트.

Claims

서로 평행한 한 쌍의 셀 기판의 사이에 액정이 봉입되고, 상기 액정이 기판에 평행하게, 또한 거의 동일한 방향으로 배향하고 있는 액정 셀과, 상기 액정 셀의 시인측에 배치된 전면측 편광판과, 그의 반대측에 배치된 배면측 편광판을 구비하고, 액정 셀에 인가되는 전압의 변화에 의해 액정의 분자 장축의 방향이 기판에 평행한 면 내에서 변화하여, 표시를 행하도록 구성되어 있는 액정 표시 장치로서,

배면측 편광판과 액정 셀 사이에 1매 이상의 위상차 판이 배치되고,

배면측 편광판을 구성하는 편광자의 액정 셀측 표면으로부터 액정 셀의 배면측 기판 표면까지의 사이에 존재하는 상기 위상차 판을 포함하는 복굴절층의 두께 방향 위상차(R_th)의 합이 -40㎚ 내지 +40㎚의 범위에 있고,

또한, 그것들의 평면 위상차(R_O)의 합이 100㎚ 내지 300㎚의 범위에 있고,

전면측 편광판은, 편광자와 적어도 그의 액정 셀에 마주보는 면과 반대측에 설치된 시인측 투명 보호층을 구비하고,

편광자의 액정 셀측 표면으로부터 액정 셀의 전면측 기판 표면까지의 사이의 두께 방향 위상차(R_th)가 -10㎚ 내지 +40㎚의 범위에 있고,

상기 시인측 투명 보호층은, 표면에 미세한 요철이 형성되어 있고, 수직 입사광에 대한 헤이즈가 5％ 이하이며, 암부와 명부의 폭이 0.5㎜, 1.0㎜ 및 2.0㎜인 3종류의 광학 빗을 이용해서 광의 입사각 45°에서 측정되는 반사 선명도의 합계가 50％ 이하이며,

입사각 30°로 입사한 광에 대해서, 반사각 30°의 반사율 R(30)이 2％ 이하, 반사각 40°의 반사율 R(40)이 0.003％ 이하이고, 반사각 60° 이상의 임의의 방향에 있어서의 반사율을 R(60 이상)으로 하고, R(60 이상)/R(30)의 값이 0.001 이하이며,

또한, 표면 요철의 볼록부의 정점을 모점으로 해서 그의 표면을 보로노이 분할했을 때에 형성되는 다각형의 평균 면적이 50㎛² 이상 1,500㎛² 이하인 방현층을 갖는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 전면측 편광판이 편광자의 액정 셀측 표면에 투명 보호층을 갖는 액정 표시 장치.
제2항에 있어서, 셀측 투명 보호층이 셀룰로오스아세테이트계 수지 또는 노르보르넨계 수지를 포함하고, 그의 두께 방향 위상차(R_th)가 -10㎚ 내지 +10㎚의 범위에 있는 액정 표시 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 방현층이 표면 요철의 볼록부의 정점을 모점으로 해서 그의 표면을 보로노이 분할했을 때에 형성되는 다각형의 평균 면적이 300㎛² 이상 1,000㎛² 이하인 액정 표시 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 방현층이, 연마된 금속의 표면에 미립자를 부딪쳐 요철을 형성하고, 그 금속의 요철면에 무전해 니켈 도금을 실시하여 금형으로 하고, 그 금형의 요철면을 투명 수지 필름에 전사하고, 이어서 요철면이 전사된 투명 수지 필름을 금형으로부터 박리함으로써 얻어지는 미세한 요철을 가지는 수지 필름으로 구성되는 액정 표시 장치.
제5항에 있어서, 투명 수지 필름이 투명한 필름 기재의 표면에 자외선 경화형 수지를 도포한 것이며, 상기 자외선 경화형 수지의 표면에 금형의 요철이 전사되어, 경화되어 있는 액정 표시 장치.
제5항에 있어서, 투명 수지 필름이 투명한 열가소성 수지를 포함하고, 그의 표면에 금형의 요철이 전사되어 있는 액정 표시 장치.
편광자와, 그의 적어도 한쪽 면에 설치된 투명 보호층을 구비하고, 편광자의 한쪽 면에 설치된 투명 보호층은, 표면에 미세한 요철이 형성된 방현층을 가지고, 편광자의 방현층이 설치되지 않은 측의 상기 편광자 표면으로부터 그의 외측 최표면까지의 두께 방향 위상차(R_th)가 -10㎚ 내지 +40㎚의 범위에 있고, 상기 방현층은, 수직 입사광에 대한 헤이즈가 5％ 이하이며, 암부와 명부의 폭이 0.5㎜, 1.0㎜ 및 2.0㎜인 3종류의 광학 빗을 이용해서 광의 입사각 45°에서 측정되는 반사 선명도의 합계가 50％ 이하이며, 입사각 30°로 입사한 광에 대해서, 반사각 30°의 반사율 R(30)이 2％ 이하, 반사각 40°의 반사율 R(40)이 0.003％ 이하이고, 반사각 60° 이상의 임의의 방향에 있어서의 반사율을 R(60 이상)으로 하고, R(60 이상)/R(30)의 값이 0.001 이하이며, 또한 표면 요철의 볼록부의 정점을 모점으로 해서 그의 표면을 보로노이 분할했을 때에 형성되는 다각형의 평균 면적이 50㎛² 이상 1,500㎛² 이하인 제1 편광판, 및

편광자와 위상차 판을 구비하고, 편광자의 위상차 판측 표면으로부터 그의 위상차 판의 반대측 표면까지의 사이에 존재하는 상기 위상차 판을 포함하는 복굴절층의 두께 방향 위상차(R_th)의 합이 -40㎚ 내지 +40㎚의 범위에 있고, 또한 그것들의 평면 위상차(R₀)의 합이 100㎚ 내지 300㎚의 범위에 있는 제2 편광판을 포함하는 편광판 세트.
제8항에 있어서, 제1 편광판이, 방현층이 설치되지 않은 측의 면에 투명 보호층을 가지는 편광판 세트.
제8항 또는 제9항에 있어서, 제1 편광판의 방현층이 설치되지 않은 측의 최표면 및 제2 편광판의 위상차 판측 최표면에 각각 점착제 층을 가지는 편광판 세 트.