KR20130101994A - 표시 장치 - Google Patents

Abstract

시트 형상의 이방성 산란 부재를 포함하는 반사형의 화상 표시부를 구비하는 표시 장치가 개시된다. 이방성 산란 부재의 면내 방향의 영역은, 저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역이 혼재하는 영역으로 형성되어 있다. 이방성 산란 부재는 저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 큰 면 측에서 외광이 입사해서, 저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 작은 면 측에서 외광이 출사할 때 광이 산란하도록 배치되어 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}

본 개시 내용은 표시 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 개시 내용은 시트 형상의 이방성 산란 부재를 사용하는 화상 표시부를 구비한 표시 장치에 관한 것이다.

외광의 반사율을 제어함으로써 화상을 표시하는 반사형의 화상 표시부가 알려져 있다. 예를 들어, 반사형의 액정 표시 패널은 외광을 반사하는 반사 전극을 구비하고 있다. 따라서, 반사형의 액정 표시 패널은 액정 재료층에 의해 외광의 반사율을 제어함으로써 화상을 표시한다. 반사형의 화상 표시부를 구비한 표시 장치는 외광을 이용하여 화상을 표시하므로, 저소비 전력화, 박형화, 및 경량화를 달성할 수 있다. 그러므로, 반사형의 화상 표시부를 구비한 표시 장치는, 예를 들어 휴대 단말용으로서 이용되고 있다.

반사형의 화상 표시부를 구비한 표시 장치에서는, 화상 표시부의 표시 영역에서의 광의 산란 특성에 각도 의존성을 갖게 함으로써, 소정의 관찰 위치에 대한 반사율을 높여서, 컬러 표시화에 수반하는 반사율 저하로 인한 시인성 저하를 보상할 수 있다. 또한, 소정의 관찰 위치로부터 벗어난 장소로부터 화상이 관찰되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 일본 특개 제2000-297110호 공보와 특개 제2008-239757호 공보에는, 표시 장치의 시야각 제어 등에 이용되는 굴절률이 서로 다른 영역이 혼재해서 생긴 이방성 산란 부재가 기재되어 있다.

그러나, 전술한 바와 같은 구성의 이방성 산란 부재를 이용한 표시 장치에서는, 이방성 산란 부재의 미세 구조에 의한 광의 간섭에 기인하여, 무지개색의 착색 등이 발생해서 표시 품위를 손상시키는 경우가 있다.

본 개시 내용은 전술한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 이방성 산란 부재의 구조에 기인하는 무지개 색의 착색을 경감할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

본 개시 내용의 실시 형태에 따르면, 시트 형상의 이방성 산란 부재를 포함하는 반사형의 화상 표시부를 구비한 표시 장치가 제공된다. 이방성 산란 부재의 면내 방향의 영역은, 저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역이 혼재하는 영역으로 형성되어 있다. 이방성 산란 부재는 저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 큰 면 측에서 외광이 입사해서, 저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 작은 면 측에서 외광이 출사할 때 광이 산란하도록 배치되어 있다.

본 개시 내용의 실시 형태들에 따르면, 이방성 산란 부재는 저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 큰 면 측에서 광이 입사해서, 저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 작은 면 측에서 광이 출사할 때 광이 산란하도록 배치되어 있다. 결과적으로, 이방성 산란 부재의 미세 구조에 의한 광의 간섭에 기인하는 무지개 색의 착색이 경감될 수 있다.

도 1은 본 개시 내용의 제1 실시 형태에 따른 표시 장치의 모식적인 사시도.
도 2의 (a), (b), (c), 및 (d)는 각각 제1 실시 형태에 따른 반사형의 화상 표시부의 구조를 설명하기 위한 모식적인 사시도, 제1 실시 형태에 따른 이방성 산란 부재의 구조를 설명하기 위한 모식적인 단면도, 및 이방성 산란 부재에서의 저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역의 배치를 각각 설명하기 위한 모식적인 사시도.
도 3의 (a)와 (b)는 제1 실시 형태에 따른 이방성 산란 부재의 제조 방법을 각각 설명하기 위한 모식도.
도 4의 (a)와 (b)는 이방성 산란 부재에서의 입사광과 산란광의 관계를 각각 설명하기 위한 모식도.
도 5는 대략 서로 평행한 외광이 입사할 경우의 표시 장치와 화상 관찰자 간의 위치 관계를 설명하기 위한 모식도.
도 6의 (a)와 (b)는 각각 제1 실시 형태에 따른 반사형의 화상 표시부의 모식적인 단면도, 및 참고 예에 따른 반사형의 화상 표시부의 모식적인 단면도.
도 7의 (a)와 (b)는 각각 제2 실시 형태에 따른 반사형의 화상 표시부의 모식적인 단면도, 및 참고 예에 따른 반사형의 화상 표시부의 모식적인 단면도.
도 8은 본 개시 내용의 제3 실시 형태에 따른 반사형의 화상 표시부의 모식적인 분해 사시도.
도 9는 본 개시 내용의 제4 실시 형태에 따른 반사형의 화상 표시부의 모식적인 분해 사시도.
도 10은 본 개시 내용의 제4 실시 형태에 따른 반사형의 화상 표시부의 모식적인 단면도.

이하, 도면을 참조하여, 실시 형태를 기초로 하여 본 개시 내용을 상세히 설명한다. 본 개시 내용은 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 실시 형태에서의 다양한 수치나 재료는 예시이다. 이하의 설명에서, 동일 요소 또는 동일 기능을 갖는 요소에는 동일 부호를 이용하고, 중복하는 설명은 생략한다. 또한, 설명은 이하의 순서로 행한다.

1. 본 개시 내용의 표시 장치 전반에 관한 설명

2. 제1 실시 형태

3. 제2 실시 형태

4. 제3 실시 형태

5. 제4 실시 형태

[본 개시 내용의 표시 장치 전반에 관한 설명]

본 개시 내용에 실시 형태에 따른 표시 장치에서, 이방성 산란 부재는, 화상 표시부 내에서 반사된 외광이 이방성 산란 부재를 투과할 때 광이 산란하도록 배치되어 있는 구성으로 할 수 있다. 또는, 이방성 산란 부재는, 외부로부터 입사한 외광이 이방성 산란 부재를 투과할 때 광이 산란하도록 배치되어 있는 구성으로 할 수도 있다.

이방성 산란 부재는, 광 반응성의 화합물을 포함하는 조성물 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광중합의 전후에 어느 정도의 굴절률 변화를 나타내는 조성물을 갖는 기초 재료에, 소정의 방향으로부터 자외선 등의 광을 조사함으로써, 이방성 산란 부재를 얻을 수 있다. 이 조성물을 구성하는 재료는, 래디컬 중합성이나 양이온 중합성의 관능기를 갖는 폴리머(polymer) 등의 공지의 광 반응성의 재료로부터, 광 반응을 하는 부분과 광 반응을 하지 않는 부분 사이에 어느 정도의 굴절률 변화를 발생하는 재료를 적절히 선택해서 이용하면 된다.

또는, 예를 들어, 광 반응성의 화합물과 광 반응성이 없는 고분자 화합물을 혼합한 조성물을 갖는 기초 재료에, 소정의 방향으로부터 자외선 등의 광을 조사함으로써, 이방성 산란 부재를 얻을 수도 있다. 광 반응성이 없는 고분자 화합물은, 예를 들어, 아크릴 수지나 스티렌 수지 등의 공지의 재료로부터 적절히 선택해서 이용하면 된다.

상기의 조성물을 갖는 기초 재료는, 예를 들어, 고분자 재료를 갖는 필름 형상의 기초 재료 상에, 조성물을 공지의 도포 방법 등에 의해 도포하는 것으로 얻을 수 있다.

상기의 조성물 등을 갖는 이방성 산란 부재의 면내 방향의 영역은, 저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역이 혼재하는 영역으로 형성된다. 이방성 산란 부재의 두께 방향에 대하여 저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역 간의 경계는 소정의 각도를 이룬다. 경우에 따라서는, 이 소정의 각도가 면내 방향으로 연속적으로 변화할 수 있다.

정성적으로는, 조성물을 갖는 기초 재료에 광이 조사될 경우, 광의 조사 측에 가까워지는 기초 재료의 부분에서 조성물의 광 반응이 진행한다. 따라서, 광이 조사되는 면에서는, 저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 커진다. 반대 측의 면에서는, 저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 작아진다.

저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역 간의 굴절률의 차는, 저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 큰 면 부근에서, 통상, 0.01 이상인 것이 바람직하고, 0.05 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.10 이상인 것이 보다 더 바람직하다.

이방성 산란 부재를 구성하는 재료나 이방성 산란 부재의 제조 방법에 따라, 광 반응을 하는 부분과 광 반응을 하지 않는 부분은, 예를 들어, 후술하는 도 2의 (c)에 도시하는 것과 같이 각각 루버(louver) 형상의 영역을 형성하는 구성으로 할 수 있다. 또는, 후술하는 도 2의 (d)에 도시하는 것과 같이, 기둥 형상 영역과 이 기둥 형상 영역을 둘러싸는 주변 영역을 형성할 수 있다.

본 개시 내용의 실시 형태에 따른 표시 장치를 구성하는 반사형의 화상 표시부는, 예를 들어, 반사형의 액정 표시 패널을 포함할 수 있다. 화상 표시부는 모노크롬 표시 또는 컬러 표시에 적응될 수 있다. 반사형의 액정 표시 패널은, 외광을 반사하는 반사 전극을 구비하고, 액정 재료 층에 의해 외광의 반사율을 제어함으로써 그 위에 화상을 표시한다.

반사형의 액정 표시 패널은, 예를 들어, 투명 공통 전극을 구비한 전면 기판, 화소 전극을 구비한 배면 기판, 및 전면 기판과 배면 기판 사이에 배치된 액정 재료층 등을 포함한다. 화소 전극 자체가 반사 전극으로서 구성되어 있어 광을 반사할 수 있다. 또는, 투명 화소 전극과 반사 막의 조합에 따라 반사 막이 광을 반사할 수 있다. 액정 표시 패널의 동작 모드는 반사형의 표시 동작에 지장이 없는 한 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 소위 VA(Vertical Alignment) 모드나 ECB(Electronic CodeBook) 모드에서 구동되는 액정 표시 패널을 이용할 수 있다.

상술한 각종의 바람직한 구성을 포함하는 본 개시 내용의 실시 형태의 표시 장치에서, 화상 표시부는 전면 기판, 배면 기판, 및 전면 기판과 배면 기판 사이에 배치되어 있는 액정 재료 층을 포함하는 반사형의 액정 표시 패널을 구비할 수 있다. 이방성 산란 부재는 전면 기판 측에 배치되어 있는 구성으로 할 수 있다.

상술한 각종의 바람직한 구성을 포함하는 본 개시 내용의 실시 형태의 표시 장치에서, 이방성 산란 부재는 산란 특성이 상이한 복수의 산란 부재가 복수 적층되어 있는 구성으로 할 수 있다.

반사형과 투과형의 양쪽의 특성을 갖는 반투과형의 화상 표시부로서, 예를 들어, 화소 내에 반사형의 표시 영역과 투과형의 표시 영역의 양쪽을 갖는 반투과형의 액정 표시 패널이 주지되어 있다. 경우에 따라서는, 이러한 반투과형의 화상 표시부가 또한 채택될 수 있다. 즉, "반사형의 화상 표시부"에는 "반투과형의 화상 표시부"가 또한 포함된다.

화상 표시부의 형상은 특별히 한정하는 것은 아니며, 가로로 긴 직사각 형상일 수 있고 세로로 긴 직사각 형상일 수 있다. 화상 표시부의 화소(픽셀)의 수 (M × N)을 (M, N)으로 표기할 때, 예를 들어 가로로 긴 직사각 형상의 경우에는 (M, N)의 값으로서, (640, 480), (800, 600), 및 (1024, 768) 등의 화상 표시용의 몇가지의 해상도를 예시할 수 있다. 세로로 긴 직사각 형상의 경우에는 M과 N의 값을 서로 교체한 해상도를 예시할 수 있다. 그러나, 본 개시 내용은 이들의 값으로 한정하는 것은 아니다.

화상 표시부를 구동하는 구동 회로는 각종의 회로를 구비할 수 있다. 이들 각종 회로는 주지의 회로 소자 등을 이용해서 구성할 수 있다.

본 명세서에 도시하는 각종 조건은, 엄밀하게 성립하는 경우 외에, 실질적으로 성립하는 경우에도 만족된다. 설계상 혹은 제조상 발생하는 다양한 변동의 존재는 허용된다.

2. 제1 실시 형태

제1 실시 형태는 본 개시 내용에 따른 표시 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 개시 내용의 제1 실시 형태에 따른 표시 장치의 모식적인 사시도이다.

도 1에 도시하는 것과 같이, 표시 장치(100)는 화소(12)가 배열된 표시 영역(11)을 갖는 반사형의 화상 표시부(1)를 구비하고 있다. 화상 표시부(1)는 반사형의 액정 표시 패널을 구비하고 섀시(40) 내에 내장되어 있다. 화상 표시부(1)는 (도시하지 않은) 구동 회로 등에 의해 구동된다. 또한, 도 1에서는, 섀시(40)의 일부를 절결해서 표시 장치(100)를 도시한다는 점에 유의한다. 표시 영역(11)에는, 태양광 등의 외광이 입사한다. 설명의 편의상, 표시 영역(11)은 X-Y 평면과 평행하고, 화상을 관찰하는 쪽이 +Z 방향인 것으로 가정한다.

도 2의 (a)는 반사형의 화상 표시부의 구조를 설명하기 위한 모식적인 사시도이다. 도 2의 (b)는 제1 실시 형태에 따른 이방성 산란 부재의 구조를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다. 도 2의 (c)와 (d)는 이방성 산란 부재에서의 저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역의 배치를 각각 설명하기 위한 모식적인 사시도이다.

도 2의 (a)에 도시하는 화상 표시부(1)는 시트 형상의 이방성 산란 부재(20)를 포함하는 반사형의 화상 표시부이다. 보다 구체적으로는, 화상 표시부(1)는 전면 기판, 배면 기판, 및 전면 기판과 배면 기판 사이에 배치되어 있는 액정 재료층을 포함하는 반사형의 액정 표시 패널을 구비한다. 도 2의 (a)에 도시하는 참조 부호(10)는, 후술하는 도 6의 (a)에 모두 도시하는 전면 기판(18), 배면 기판(14), 및 전면 기판(18)과 배면 기판(14) 사이에 배치되어 있는 액정 재료층(17)을 포함하는 액정 표시 패널의 부분을 표시한다. 이방성 산란 부재(20)는 전면 기판(18) 측에 배치되어 있다. 도 2의 (a)에 도시하는 참조 부호(30)는, 도 6의 (a)에 모두 도시하는 1/4 파장판(31), 1/2 파장판(32), 및 편광판(33)을 포함하는 액정 표시 패널의 부분을 표시한다.

도 2의 (a)에 도시하는 것과 같이, 화상 표시부(1)는 직사각 형상이며, 그 4개의 변을 각각 참조 번호(13A, 13B, 13C, 및 13D)로 나타낸다. 변(13C)은 근방의 변이며, 변(13A)은 변(13C)에 대향하는 변이다. 예를 들어, 변(13A 및 13C)의 각 길이는 약 12cm이고, 변(13B, 13D)의 각 길이는 약 16cm이다. 이 값들은 예시에 불과하다.

이방성 산란 부재(20)는, 예를 들어 그 두께가 0.02 내지 0.5mm 정도의 시트 형상(필름 형상)을 갖는다. 이방성 산란 부재(20)의 면내 방향의 영역에서는, 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22)이, 예를 들어, 마이크론 정도로 혼재하는 영역으로 배치되어 있다. 또한, 도시의 편의상, 도 2의 (a) 내지 (d) 등에서는, 이방성 산란 부재(20)의 기초가 되는 투명한 필름 등의 표시를 생략했다.

후술하는 도 6의 (a) 등을 참조하여 나중에 상세하게 설명하지만, 이방성 산란 부재(20)는, 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 큰 면 측에서 외광이 입사해서, 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 작은 면 측에서 외광이 출사할 때 광이 산란하도록 배치되어 있다. 본 개시 내용의 제1 실시 형태에서는, 이방성 산란 부재(20)는, 화상 표시부(1) 내에서 반사된 외광이 이방성 산란 부재(20)를 투과할 때 광이 산란하도록 배치되어 있다.

이방성 산란 부재(20)는 광 반응성의 화합물을 포함하는 조성물을 포함한다. 이방성 산란 부재(20)는, 예를 들어, 도 2의 (c)에 도시하는 것과 같이, 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22)이 루버 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 도 2의 (d)에 도시하는 바와 같이, 이방성 산란 부재(20)는 기둥 형상 영역과 이 기둥 형상 영역을 둘러싸는 주변 영역을 형성하는 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22)을 가질 수 있다. 도 2의 (d)에서는, 예를 들어, 광 반응을 하는 조성물의 부분이 기둥 형상 영역 형상에서 고 굴절률을 나타내는 경우의 예를 나타냈다.

도 2의 (c)에서는, 각 저 굴절률 영역(21)의 두께 방향의 폭이나, 각 고 굴절률 영역(22)의 두께 방향의 폭이 일정한 것으로 나타냈지만, 이것은 예시에 불과하다. 마찬가지로, 도 2의 (d)에서도, 각 기둥 형상 영역의 형상이 서로 동일하도록 나타냈지만, 이것도 예시에 불과하다.

도 2의 (b) 내지 (d)에 도시하는 것과 같이, 이방성 산란 부재(20)의 내부에서, 저 굴절률 영역(21) 및 고 굴절률 영역(22)은, 이방성 산란 부재(20)의 두께 방향(Z 방향)에 대하여 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계가 각도 θ를 이루도록, 비스듬히 형성되어 있다. 각도 θ는, 이방성 산란 부재(20)의 사양 등에 따라 적합한 값으로 적절히 설정된다. 각도 θ는 경우에 따라 0도로 할 수 있다.

후술하는 도 4의 (a)와 (b)에 도시하는 것과 같이, 이방성 산란 부재(20)의 산란 중심축 S(산란 중심축 S는 입사하는 광의 이방성 산란 특성이 대략 대칭성이 되는 축을 말한다. 바꾸어 말하면, 가장 많이 산란하는 광의 입사 방향으로 연장되는 축임)는 표시 장치(100)의 관찰 면의 법선 방향(Z축 방향)에 대해서 비스듬히 경사져 있다. 그러나, 정성적으로는, 중심축 S의 방향은 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22)의 연장 방향에 대략 따르는 방향과 나란한 것으로 여겨진다. 또한, 이 경우, 산란 중심축 S를 X-Y 평면 상에 투영한 방위는, 도 2의 (c)에 도시한 경우에는, 루버 형상의 영역이 연장되는 방향과 직교하는 방향과 나란한 것으로 여겨진다. 도 2의 (d)에 도시한 경우에는, 산란 중심축 S를 X-Y 평면 상에 투영함으로써 얻어지는 방위는, 기둥 형상 영역을 X-Y 평면 상에 투영할 때 그 그림자가 연장되는 방향과 나란한 것으로 여겨진다.

설명의 편의상, 여기에서는, 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22)은 도 2의 (c)에 도시하는 것과 같이, 루버 형상으로 형성되어 있고, 이들 루버 형상의 영역이 연장되는 방향은 X축 방향과 평행한 것으로 가정한다. 고 굴절률 영역(22)은 기초 재료가 광 반응을 발생한 영역으로 설명되었지만, 이것은 예시에 불과하다. 또는, 기초 재료에 의해 광 반응이 발생한 영역이 저 굴절률 영역(21)이 되는 구성일 수 있다.

도 3의 (a)와 (b)를 참조하여, 이방성 산란 부재(20)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 3의 (a)에 도시하는 것과 같이, 이방성 산란 부재(20)는, 예를 들어, PET 필름 등의 기체(base) 상에 광 반응성의 조성물을 도포한 기초 재료(20')에 대하여, 개구(61)를 내부에 갖는 마스크(60)를 통하여, 광 조사 장치(50)로부터 비스듬히 광을 조사함으로써 제조할 수 있다. 또한, 경우에 따라서는, 마스크(60)를 생략해서 광을 조사할 수 있다. 기초 재료(20')의 표면 중, 광 조사 장치(50)로부터의 광이 조사되는 측의 면을 A면으로 나타내고, A면의 반대 측의 면을 B면으로 나타낸다.

광의 회절이나 조성물에 의한 광 흡수 등의 영향에 의해, 정성적으로는, 광의 조사 측에 가까워지는 영역에서 조성물의 광 반응이 진행한다. 따라서, 도 3의 (b)에 도시하는 것과 같이, 광이 조사되는 A면은 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 큰 면이 된다. 반대 측의 B면은 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 작은 면이 된다.

여기서, 외광이 이방성 산란 부재(20)의 A면 측으로부터 입사할 경우와 B면 측으로부터 입사하는 경우 간의 차이점에 대해서 도 4의 (a)와 (b)를 참조하여 설명한다.

도 4의 (a)와 (b)에 도시하는 것과 같이, 이방성 산란 부재(20)에서, 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계가 연장되는 방향에 대략 따르는 방향으로부터 광이 입사했을 경우, 광은 산란해서 출사한다. 한편, 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계가 연장되는 방향과 대략 직교하는 방향으로부터 광이 입사했을 경우, 광은 그대로 투과한다.

도 4의 (a)에 도시하는 것과 같이, B면 측에서 광이 입사해서 A면 측에서 출사하는 때 광이 산란하는 경우에, 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 큰 면으로부터 산란광이 출사하게 된다. 결과적으로, 이방성 산란 부재(20)의 미세 구조에 의한 광의 간섭에 기인하는 무지개색의 착색이 눈에 띄게 된다.

도 4의 (b)에 도시하는 것과 같이, A면 측에서 광이 입사해서 B면 측에서 출사하는 때 광이 산란하는 경우에, 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 작은 면으로부터 산란광이 출사하게 된다. 결과적으로, 이방성 산란 부재(20)의 미세 구조에 의한 광의 간섭에 기인하는 무지개색의 착색이 경감된다.

도 5는 대략 서로 평행한 외광이 입사할 경우의 표시 장치와 화상 관찰자 간의 위치 관계를 설명하는 모식도이다. 구체적으로는, 도 5는 외광의 입사 방향과 화상 표시부(1)의 법선 방향이 서로 각도 α를 이루도록 한 상태에서, 표시 영역(11)으로부터 거리 LZ만큼 떨어진 장소에서 화상 관찰자가 화상을 관찰하는 경우의 상태를 도시하고 있다.

이때의 화상 표시부(1)에서의 광의 거동에 대해서 도 6의 (a)를 참조하여 설명한다.

예를 들어 글래스 재료로 이루어진 배면 기판(14) 위에는, 아크릴 수지 등의 고분자 재료로 이루어진 평탄화 막(15)이 형성되어 있다. 평탄화 막(15) 위에, 알루미늄 등의 금속 재료로 이루어진 반사 전극(화소 전극)(16)이 형성되어 있다. 반사 전극(16)은 그 표면이 경면 형상으로 형성되고, 각 화소(12)에 대응해서 설치되어 있다. 신호선과 반사 전극(16) 간의 전기적인 접속을 제어하기 위해, 각 화소(12)에 대응해서 TFT 등의 소자가 접속되어 있다. 또한, 도 3의 (a)와 (b)에서는 TFT나 신호선 등의 각종 배선의 도시를 간략화를 위해 생략했다.

예를 들어 글래스 재료로 이루어진 전면 기판(18) 위에는, 인듐 주석 산화물(ITO) 등의 투명 도전성 재료로 이루어진 (도시하지 않는) 공통 전극이 설치되어 있다. 컬러 표시의 경우에는, 화소(12)는 한 쌍의 부 화소를 포함한다. 부 화소에 대응해서 컬러 필터(color filter) 등이 각각 설치된다. 또한, 도시의 편의상, 도 6의 (a)와 (b)에, 공통 전극 등의 표시를 생략했다.

전면 기판(18)과 배면 기판(14) 사이에는, 액정 재료층(17)이 배치되어 있다. 참조 부호(17A)는 액정 재료층(17)을 구성하는 액정 분자를 모식적으로 표시한다. 액정 재료층(17)은 (도시하지 않은) 스페이서 등에 의해, 소정의 조건에서, 광이 액정 재료층(17)을 통해 왕복할 때 액정 재료층(17)이 1/2 파장판으로서 작용하도록 하는 두께로 설치되어 있다.

전면 기판(18)의 액정 재료층(17) 측과는 반대 측의 면에는, 이방성 산란 부재(20)가 배치되어 있다. 이방성 산란 부재(20) 위에, 1/4 파장판(31), 1/2 파장판(32), 및 편광판(33)이 이 순서대로 배치되어 있다.

외부로부터 입사하는 외광은 편광판(33)에 의해 소정의 방향의 직선 편광이 된 후에, 외광은 1/2 파장판(32)과 1/4 파장판(31)을 투과해서 원 편광이 된다. 1/2 파장판(32)과 1/4 파장판(31)의 조합은, 광 대역의 1/4 파장판으로서 작용한다. 원 편광이 된 외광은, 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계가 연장되는 방향에 대략 직교하는 방향으로부터 입사한다. 그러므로, 외광이 그대로 이방성 산란 부재(20)를 투과한 후, 외광은 액정 재료층(17)을 투과해서 반사 전극(16)에 의해 반사된다. 반사된 외광은 액정 재료층(17)을 투과하고, 다음에 이방성 산란 부재(20)의 A면 측으로부터 입사해 B면 측에서 출사한다. 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계가 연장되는 방향에 대략 따르는 방향으로부터 광이 입사하므로, 광이 산란한다. 그러나, 광은 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 작은 면에서 출사하므로, 이방성 산란 부재(20)의 미세 구조에 의한 광의 간섭에 기인하는 무지개색의 착색이 경감된다. 그 후, 산란광은, 1/4 파장판(31) 및 1/2 파장판(32)을 투과해서 편광판(33)에 도달한 다음, 외부를 향하여 출사한다. 반사 전극(16) 등에 인가하는 전압을 제어하고, 액정 재료층(17)에서의 액정 분자(17A)의 배향 상태를 제어함으로써, 반사 전극(16)에 의해 반사된 외광이 편광판(33)을 투과하는 양을 제어할 수 있다.

이방성 산란 부재(20)의 A면 측과 B면 측을 서로 교체했을 경우의 광의 거동에 대해서 설명한다. 이방성 산란 부재(20)의 A면 측과 B면 측을 서로 교체한 참고 예의 화상 표시부(1')에서의 광의 거동을 도 6의 (b)를 참조하여 설명한다.

이 경우, 반사 전극(16)에 의해 반사된 외광이 액정 재료층(17)을 투과할 때 까지의 거동은 상술한 거동과 동일하다. 반사된 외광은 액정 재료층(17)을 투과한 다음 이방성 산란 부재(20)의 B면 측으로 입사해 A면 측에서 출사한다. 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계가 연장되는 방향에 대략 따르는 방향으로부터 광이 입사하므로, 광이 산란한다. 광은 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 큰 면으로부터 출사하므로, 이방성 산란 부재(20)의 미세 구조에 의한 광의 간섭에 기인하는 무지개색의 착색이 눈에 띄게 된다.

이와 같이, 본 개시 내용의 제1 실시 형태에서, 이방성 산란 부재는, 저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 큰 면 측에서 외광이 입사해서, 저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 작은 면 측으로부터 광이 출사할 때 광이 산란하도록 배치되어 있다. 보다 구체적으로, 이방성 산란 부재는, 화상 표시부 내에서 반사된 외광이 이방성 산란 부재를 투과해서 외부를 향할 때 광을 산란시키도록 배치되어 있다. 광이 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 작은 면으로부터 출사할 때 광은 산란한다. 결과적으로, 이방성 산란 부재의 미세 구조에 의한 광의 간섭에 기인하는 무지개색의 착색이 경감된다.

3. 제2 실시 형태

제2 실시 형태도 본 개시 내용에 따른 표시 장치에 관한 것이다.

제2 실시 형태는, 이방성 산란 부재가 외부로부터 입사하는 외광이 이방성 산란 부재를 투과할 때 광을 산란시키도록 배치되어 있는 점이 제1 실시 형태와 상이하다.

제2 실시 형태의 표시 장치(200)는 제1 실시 형태에서의 이방성 산란 부재의 배치가 상이한 것을 제외하고 제1 실시 형태의 표시 장치(100)와 동일한 구성이다. 제2 실시 형태의 표시 장치(200)의 모식적인 사시도는, 도 1에 도시하는 화상 표시부(1)를 화상 표시부(2)로 교체하고 표시 장치(100)를 표시 장치(200)로 교체하면 되므로 생략한다. 제2 실시 형태에 이용되는 화상 표시부(2)의 구조를 설명하기 위한 모식적인 사시도는, 도 2의 (a)에서의 이방성 산란 부재(20)의 배치를 적절히 변경해서 교체하고 화상 표시부(1)를 화상 표시부(2)로 교체하면 되므로 생략한다.

제2 실시 형태에서도, 이방성 산란 부재(20)는, 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 큰 면 측에서 외광이 입사해서, 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 작은 면 측에서 외광이 출사할 때 광이 산란하도록 배치되어 있다. 본 개시 내용의 제2 실시 형태에서, 이방성 산란 부재(20)는 외부로부터 입사하는 외광이 이방성 산란 부재를 투과할 때 광이 산란하도록 배치되어 있다.

제1 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지로, 외광의 입사 방향이 화상 표시부(2)의 법선 방향과 서로 각도 α를 이루도록 한 상태에서의 화상 표시부(2)에서의 광의 거동에 대해서, 도 7의 (a)를 참조하여 설명한다.

도 7의 (a)에 도시하는 것과 같이, 외부로부터 입사하는 외광이 편광판(33), 1/2파장판(32), 및 1/4 파장판(31)을 투과한 후, 외광은 이방성 산란 부재(20)에 입사한다. 제1 실시 형태와는 다르게, 이방성 산란 부재(20)는 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계가 연장되는 방향이 입사광에 대략 따르도록 배치되어 있다. 외광은, A면 측으로부터 입사해 B면 측으로부터 출사할 때 산란한다. 광이 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 작은 면으로부터 출사할 때 광은 산란한다. 결과적으로, 이방성 산란 부재(20)의 미세 구조에 의한 광의 간섭에 기인하는 무지개색의 착색이 경감된다. 산란광은 액정 재료층(17)을 투과해서 반사 전극(16)에 의해 반사되어, 액정 재료층(17)을 투과한다. 그 다음, 광은 이방성 산란 부재(20)의 B면 측으로부터 입사해 이방성 산란 부재(20)의 A면 측으로부터 출사한다. 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계가 연장되는 방향에 대략 직교하는 방향으로부터 광이 입사한다. 그러므로, 광은 그대로 이방성 산란 부재(20)를 투과한 다음, 1/4 파장판(31) 및 1/2 파장판(32)을 투과해서 편광판(33)에 도달한 후, 외부를 향하여 출사한다.

이방성 산란 부재(20)의 A면 측과 B면 측을 서로 교체했을 경우의 광의 거동에 대해서 설명한다. 이방성 산란 부재(20)의 A면 측과 B면 측을 서로 교체한 참고 예의 화상 표시부(2')에서의 광의 거동을 도 7의 (b)를 참조하여 설명한다.

이 경우, 외부로부터 입사하는 외광은 저 굴절률 영역(21)과 고 굴절률 영역(22) 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 큰 면으로부터 출사할 때 산란한다. 그러므로, 이방성 산란 부재(20)의 미세 구조에 의한 광의 간섭에 기인하는 무지개색의 착색이 눈에 띄게 된다. 산란한 광이 반사 전극(16)에서 반사해서 외부를 향할 때까지의 거동은 상술한 것과 마찬가지이다.

이와 같이, 제2 실시 형태에서는, 이방성 산란 부재가 외부로부터 입사하는 외광이 이방성 산란 부재를 투과할 때 광이 산란하도록 배치되어 있다. 광이 저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 작은 면으로부터 출사할 때, 광이 산란한다. 결과적으로, 이방성 산란 부재의 미세 구조에 의한 광의 간섭에 기인하는 무지개색의 착색이 경감된다.

4. 제3 실시 형태

제3 실시 형태도 본 개시 내용에 따른 표시 장치에 관한 것이다.

제3 실시 형태는, 산란 특성이 상이한 복수의 산란 부재가 복수 적층되어 이방성 산란 부재가 구성된 점에서 제1 실시 형태와상이하다.

본 개시 내용의 제3 실시 형태에 따른 표시 장치(300)는 제1 실시 형태와는 이방성 산란 부재의 구조가 상이한 것을 제외하고 본 개시 내용의 제1 실시 형태의 표시 장치(100)와 동일한 구성이다. 제3 실시 형태의 표시 장치(300)의 모식적인 사시도는, 도 1에 도시하는 화상 표시부(1)를 화상 표시부(3)로 교체하고 표시 장치(100)를 표시 장치(300)로 교체하면 되므로 생략한다. 제3 실시 형태에 이용되는 화상 표시부(3)의 구조를 설명하기 위한 모식적인 사시도는, 도 2의 (a)에서의 이방성 산란 부재(20)를 적절히 변경해서 교체하고 화상 표시부(1)를 화상 표시부(3)로 교체하면 되므로 생략한다.

도 8은 제3 실시 형태에 따른 반사형의 화상 표시부의 모식적인 분해 사시도이다.

도 8에 도시하는 것과 같이, 화상 표시부(3)에서는, 산란 부재(20A)와 산란 부재(20B)가 적층되어 있다. 산란 부재(20A)의 구성이나 배치는, 제1 실시 형태에서 이전에 설명한 이방성 산란 부재(20)의 구성이나 배치와 마찬가지이다.

산란 부재(20B)의 구성도 제1 실시 형태에서 이전에 설명한 이방성 산란 부재(20)와 같다. 단, 화상 표시부(3)에서는, 루버 형상 구조가 경사지는 방향이 산란 부재(20A)에서 루버 형상 구조가 경사지는 방향과 직교하도록 산란 부재(20B)가 배치되어 있다.

산란 부재(20A)와 산란 부재(20B)는, 각각 확산 중심축 S의 방향이 상이하다. 또한, 산란 부재(20A)와 산란 부재(20B)는 광이 확산하는 영역의 형상도 상이하다. 따라서, 산란 특성이 상이한 복수의 산란 부재가 복수 적층되어, 이방성 산란 부재(320)가 구성되어 있다.

이와 같이, 산란 특성이 상이한 복수의 산란 부재를 적층함으로써, 광의 확산 범위를 조정할 수 있다.

예를 들어, 산란 부재(20A)에서 광이 확산하는 영역이 Y축을 장축으로 하는 타원 형상이면, 산란 부재(20B)에서 광이 확산하는 영역은 X축을 장축으로 하는 타원 모양으로 된다. 따라서, 산란 부재(20A 및 20B)를 겹쳤을 경우에는, 광이 확산하는 영역은 대략 네모와 원 모양으로 된다. 그러므로, 시선이 상하 좌우 방향에 어느 정도의 폭에서 움직이는 경우에도, 양호한 화상을 관찰할 수 있다.

5. 제4 실시 형태

제4 실시 형태도 본 개시 내용에 따른 표시 장치에 관한 것이다.

제4 실시 형태도, 산란 특성이 상이한 복수의 산란 부재가 복수 적층되어 이방성 산란 부재가 구성된 점에서 제1 실시 형태와상이하다.

본 개시 내용의 제4 실시 형태에 따른 표시 장치(400)는 제1 실시 형태와는 이방성 산란 부재의 구조가 상이한 것을 제외하고 본 개시 내용의 제1 실시 형태에 따른 표시 장치(100)와 동일한 구성이다. 제4 실시 형태의 표시 장치(400)의 모식적인 사시도는, 도 1에 도시하는 화상 표시부(1)를 화상 표시부(4)로 교체하고 표시 장치(100)를 표시 장치(400)로 교체하면 되므로 생략한다. 제4 실시 형태에 이용되는 화상 표시부(4)의 구조를 설명하기 위한 모식적인 사시도는, 도 2의 (a)에서의 이방성 산란 부재(20)를 적절히 변경해서 교체하고 화상 표시부(1)를 화상 표시부(4)로 교체하면 되므로 생략한다.

도 9는 제4 실시 형태에 따른 반사형의 화상 표시부의 모식적인 분해 사시도이다.

도 9에 도시하는 것과 같이, 화상 표시부(4)에서는, 산란 부재(20A)와 산란 부재(20C)가 적층되어 있다. 산란 부재(20A)의 구성이나 배치는, 제1 실시 형태에서 이전에 설명한 이방성 산란 부재(20)의 구성이나 배치와 마찬가지이다.

산란 부재(20C)의 구성은, 도 2의 (b)에 도시하는 각도 θ의 값이 상이한 것을 제외하고, 제1 실시 형태에서 이전에 설명한 이방성 산란 부재(20)와 마찬가지이다. 화상 표시부(4)에서는, 산란 부재(20C)에서 루버 형상 구조가 경사지는 방향이, 산란 부재(20A)에서 루버 형상 구조가 경사지는 방향에 따르도록 배치되어 있다.

도 10은 본 개시 내용의 제4 실시 형태에 따른 반사형의 화상 표시부의 모식적인 단면도이다.

산란 부재(20A)와 산란 부재(20C)는, 각각 확산 중심축 S의 방향이 상이하다. 또한, 산란 부재(20A)와 산란 부재(20C)는 광이 확산하는 영역의 형상도 상이하다. 따라서, 산란 특성이 상이한 복수의 산란 부재가 복수 적층되어, 이방성 산란 부재(420)가 구성되어 있다. 이와 같이, 산란 특성이 상이한 복수의 산란 부재를 적층함으로써, 광의 확산 범위를 조정할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태들에 대해서 구체적으로 설명했으나, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 기초로 하는 각종 변형이 가능하다.

예를 들어, 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 이방성 산란 부재를, 전면 기판(18)과 1/4 파장판(31) 사이에 배치했지만, 이것은 예시에 불과하다. 이방성 산란 부재를 배치하는 장소는 표시 장치의 설계나 사양에 따라 적절히 결정하면 된다.

또한, 본 개시 내용의 기술은 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.

(1) 표시 장치로서, 시트 형상의 이방성 산란 부재를 포함하는 반사형의 화상 표시부를 포함하고, 상기 이방성 산란 부재의 면내 방향의 영역에는, 저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역이 혼재하여 배치되어 있고, 상기 이방성 산란 부재는, 상기 저 굴절률 영역과 상기 고 굴절률 영역 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 큰 면 측에서 외광이 입사해서, 상기 저 굴절률 영역과 상기 고 굴절률 영역 간의 상기 경계 부근에서의 상기 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 작은 면 측에서 상기 외광이 출사할 때 광이 산란하도록 배치되어 있는, 표시 장치.

(2) 상기 이방성 산란 부재는 상기 화상 표시부 내에서 반사된 외광이 상기 이방성 산란 부재를 투과할 때 광이 산란하도록 배치되어 있는 (1)에 기재된 표시 장치.

(3) 상기 이방성 산란 부재는 외부로부터 입사하는 외광이 상기 이방성 산란 부재를 투과할 때 광이 산란하도록 배치되어 있는 (1)에 기재된 표시 장치.

(4) 상기 화상 표시부는 전면 기판, 배면 기판, 및 상기 전면 기판과 상기 배면 기판 사이에 배치되어 있는 액정 재료층을 포함하는 반사형의 액정 표시 패널을 구비하고, 상기 이방성 산란 부재는 상기 전면 기판 측에 배치되어 있는 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 표시 장치.

(5) 상기 이방성 산란 부재는, 산란 특성이 상이하며 적층된 복수의 산란 부재를 포함하는 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 표시 장치.

본 개시 내용은, 그 전체 내용이 본 명세서에 참고로 원용되는, 2012년 3월 6일자 일본 특허청에 출원된 일본 우선권 특허 출원 제2012-049152호에 개시된 것과 관련된 요지를 포함한다.

Claims (5)

1. 표시 장치로서,
   시트 형상의 이방성 산란 부재를 포함하는 반사형의 화상 표시부를 포함하고,
   상기 이방성 산란 부재의 면내 방향의 영역에는, 저 굴절률 영역과 고 굴절률 영역이 혼재하여 배치되어 있고,
   상기 이방성 산란 부재는, 상기 저 굴절률 영역과 상기 고 굴절률 영역 간의 경계 부근에서의 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 큰 면 측에서 외광이 입사해서, 상기 저 굴절률 영역과 상기 고 굴절률 영역 간의 상기 경계 부근에서의 상기 굴절률의 변화의 정도가 상대적으로 작은 면 측에서 상기 외광이 출사할 때 광이 산란하도록 배치되어 있는, 표시 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 이방성 산란 부재는 상기 화상 표시부 내에서 반사된 외광이 상기 이방성 산란 부재를 투과할 때 광이 산란하도록 배치되어 있는, 표시 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 이방성 산란 부재는 외부로부터 입사하는 외광이 상기 이방성 산란 부재를 투과할 때 광이 산란하도록 배치되어 있는, 표시 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 화상 표시부는 전면 기판, 배면 기판, 및 상기 전면 기판과 상기 배면 기판 사이에 배치되어 있는 액정 재료층을 포함하는 반사형의 액정 표시 패널을 구비하고,
   상기 이방성 산란 부재는 상기 전면 기판 측에 배치되어 있는, 표시 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 이방성 산란 부재는, 산란 특성이 상이하며 적층된 복수의 산란 부재를 포함하는, 표시 장치.

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