KR19990006781A - 액정 디스플레이 - Google Patents

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KR19990006781A
KR19990006781A KR1019980021212A KR19980021212A KR19990006781A KR 19990006781 A KR19990006781 A KR 19990006781A KR 1019980021212 A KR1019980021212 A KR 1019980021212A KR 19980021212 A KR19980021212 A KR 19980021212A KR 19990006781 A KR19990006781 A KR 19990006781A
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코오타로 오오시마
토시미치 사노
미쯔오 노다
야스타카 모모이
아쯔시 노가미
토오루 카와카미
타카아키 오오타
요시오 아배
미치에이 나카무라
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타카하시 오사무
닛토 데코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 헤이즈(haze) 값이 1.5 내지 15%이고 60°광택값이 35 내지 85%인 비평탄 산란층(uneven scattering layer)을 거쳐 편광자를 갖고, 필요한 경우, 편광 분리판 및 1/4 파장판을 갖는 투과형 액정 셀(transmission-type liquid crystal cell)을 포함하는 액정 디스플레이(liquid crystal display)에 관한 것이다.
액정 디스플레이는 소비 전력의 증가 및 평면내 휘도(luminance)의 저하를 동반하지 않고 평면내 방향의 백색 디스플레이에서 색 온도(color temperature)를 쉽게 개선시킬 수 있거나, 소비 전력의 증가 및 평면내 방향의 백색 디스플레이에서 색 온도의 변화를 동반하지 않고 평면내 휘도를 쉽게 개선시킬 수 있다.

Description

액정 디스플레이
본 발명은 투과형 액정 디스플레이에 관한 것이다.
지금까지, 편광자 및 광 파이프형 광원을 액정 셀의 한 면에 연속적으로 위치시킴으로써 구성되고, 필요한 경우, 색 필터, 확산판, 프리즘 시트 등과 결합되는 액정 디스플레이에서는 백색 디스플레이의 색 온도를 조절함에 있어서 소비되는 전력이 광원의 색 온도를 조절함으로써 필요한 값으로 증가함을 동반하는 문제가 존재했다.
소비 전력을 일정하게 유지하면서 광원의 색 온도를 증가시키는 경우, 액정 디스플레이의 전방에서 휘도가 저하되는 문제가 존재하고, 색 온도와 휘도를 동시에 개선시키는 것이 어렵다. 색 온도는 또한 편광자 및 광 파이프, 색 필터 및 확산판, 또는 프리즘 시트의 투과성 등의 설계를 변경시킴으로써 개선시킬 수 있으나, 설계의 변경은 다수의 시도 및 오류를 요구하므로, 위에서 기술한 광원의 색 온도를 향상시키는 시스템이 가장 단순하게 변경시킬 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 목적은 소비 전력의 증가 및 전방 휘도의 저하를 동반하지 않고 전방에서의 백색 디스플레이의 색 온도를 쉽게 개선시킬 수 있는 액정 디스플레이, 또는 소비 전력의 증가 및 전방에서의 백색 디스플레이의 색 온도의 변화 없이 전방 휘도를 쉽게 개선시킬 수 있는 액정 디스플레이를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 헤이즈 값이 1.5 내지 15%이고 60°광택값이 35 내지 85%인 비평탄 산란층을 거쳐 광원이 배치된 면에 편광자를 갖고, 추가로 필요한 경우, 편광 분리판 및 1/4 파장판을 갖는 투과형 액정 셀을 포함하는 액정 디스플레이를 제공한다.
도 1은 본 발명의 액정 디스플레이의 하나의 양태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 액정 디스플레이의 또다른 양태를 나타내는 단면도이다.
본 발명을 하기에 상세히 기술한다.
본 발명의 액정 디스플레이에서는, 비평탄 산란층을 액정 셀과 편광자 사이에 배치하여, 반사광은 액정 셀의 금속 전극을 거쳐 산란하여 반사되고, 이의 일부는 다시 결정 셀의 내부로 다시 들어갈 수 있고, 전방에서 백라이트(backlight) 등과 같은 광원으로부터의 입사광의 투과도를 저하시키지 않고, 따라서 전방 휘도를 저하시키지 않고 투과된다.
즉, 금속 전극은 액정 셀에 배선되고 배선의 일부는 셀의 내부에 들어가는 광을 반사하여 광의 투과를 방해한다. 따라서, 예를 들면, 금속 전극 부분 이외의 셀 입사광을 투과할 수 있는 개구율(aperture ratio)이 70%인 경우, 광원으로부터 편광자를 통하여 투과된 광은 액정 셀로 들어가고, 입사광의 70%는 셀을 투과하고, 광의 나머지 30%는 금속 전극 등에 의하여 반사되어, 백라이트 면으로 복귀한다. 그러나, 복귀된 광은 비평탄 산란층에 이르면, 레일리 산란되고(Rayleigh-scattered), 광의 일부는 셀의 내부로 다시 들어가 셀을 투과한다.
그 결과, 금속 전극 등에 의해 반사된 광의 일부는 효과적으로 사용될 수 있고, 따라서 전방에서의 백색 디스플레이의 색 온도는 소비 전력의 증가 및 전방 휘도의 감소 없이 액정 디스플레이의 광원의 색 온도를 쉽게 개선시키는 방법에 의해 개선시킬 수 있다.
추가로, 편광 분리판을 통한 광원으로부터의 입사광을 편광으로서 편광자에 공급하는 경우, 편광자에 의해 흡수된 광의 양이 감소하여 투과광의 양을 증가시킬 수 있고, 이로써, 광원으로부터의 입사광의 이용 효율은 추가로 개선된다. 게다가, 비평탄 산란층의 존재는 액정 셀 및 편광자의 접착 현상의 발생을 방지할 수 있다. 이러한 접착은 얼룩의 형성 및 색상 불균일성에 의해 디스플레이 질을 저하시키는 원인이 되기 쉽다.
위에서 기술한 바와 같이, 본 발명의 액정 디스플레이는 헤이즈 값이 1.5 내지 15%이고, 60°광택값이 35 내지 85%인 비평탄 산란층을 거쳐 광원이 배치된 면에 편광자를 갖고, 필요한 경우, 편광 분리판 및 1/4 파장판을 갖는 투과성 액정 셀을 포함한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 액정 디스플레이의 양태를 각각 나타낸다. 이들 도에서, (2)는 투과형 액정 셀이고, (3)은 액정 셀의 광원이 배치된 면에서의 편광자이고, (31)은 비평탄 산란층이고, (1)은 조망 면(viewing side)에서의 편광자이고, (4)는 광 파이프이고, (5)는 1/4 파장판이고, (6)은 편광 분리판이다.
도 1에 나타낸 본 발명의 액정 디스플레이에서, 이의 측면 표면에 배치된 광원(41)으로부터의 입사광은 광 파이프(4)를 통하여 통과하고, 이의 상부 표면으로부터 하부 표면 등을 거쳐 투사된다. 투사광은 편광자를 거쳐 선형으로 편광되고, 조망면에서의 액정 셀(2) 및 편광자(1)를 통하여 (초기에) 연속적으로 투과된다. 동시에, 액정 셀에서 금속 전극 등에 의하여 반사된 복귀광이 비평탄 산란층(31)에 도달하면, 광은 레일리 산란하고, 산란된 광의 일부는 다시 액정 셀에 들어가고, 그 광은 위에서 기술한 초기에 투과된 광에 첨가되어 목적하는 디스플레이를 수득한다. 레일리 산란은 단파장 광이 장파장 광보다 더욱 효과적으로 사용되는 경향을 나타낸다.
광원으로부터 광의 전방 투과를 저하시키지 않고 액정 셀의 내부에서 금속 전극에 의해 반사된 광을 산란시키는 면에서, 본 발명의 비평탄 산란층은 헤이즈 값이 1.5 내지 15%, 바람직하게는 2 내지 10%이고, 60°광택값, 즉 60°의 양각 반사를 나타내는 광택값이 35 내지 85%, 바람직하게는 45 내지 75%이다.
위에서 기술한 전방 투과 및 반사광 등의 효율적 이용면에서, 더욱 바람직한 비평탄 층에서는, 표면의 중심선 평균 조도(roughness)는 0.1 내지 0.5㎛, 바람직하게는 0.2 내지 0.4㎛이고, 10개 지점의 평균 조도는 1.2 내지 4.5㎛, 바람직하게는 2 내지 3.5㎛, 평균 피크-밸리(peak-valley) 간격은 50 내지 200㎛, 바람직하게는 80 내지 150㎛이다.
비평탄 산란층은 광원 면에서 액정 셀(2)과 편광자(3) 사이에 배치한다. 비평탄 산란층은 편광자로 구성된 구성체에서 편광자에 부착된 투명 보호층 등과 같은 층(3)으로서 형성될 수 있거나, 편광자와는 상이한 표면이 거친 필름에서 형성될 수 있거나, 적합한 층의 형태로 형성될 수 있다.
위에서 기술한 편광자에 부착된 층은 미립자를 편광자에 산란시키고 고정시킴으로써, 또는 미립자를 함유한 수지액을 편광자에 도포시킴으로써 투명 보호층을 부착시키는 시스템에 의해서 형성될 수 있다. 추가로, 조면 필름(surface roughened film)은, 예를 들면, 미립자를 필름에 산란시키거나 고정시키는, 또는 미립자를 함유하는 수지액을 필름에 도포시키는 시스템에 의해 형성되고, 필름을 형성시키는 이 시스템은 미립자를 함유하는 수지액으로 필름을 성형함으로써 이의 표면의 한면 또는 양면에서 미세한 불균일 구조를 갖는다. 따라서, 조면 필름은 조망 면에서의 글레어(glare)를 방지하기 위해서 적용된 글레어방지 처리와 유사한 방법에 의해 형성될 수 있다.
평균 입자 크기가 0.01 내지 50㎛, 바람직하게는 0.1 내지 20㎛, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 10㎛인 전기 전도성인 무기 미립자(예: 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴 또는 산화안티몬), 또는 유기 미립자(예: 가교결합된 중합체 또는 가교결합되지 않은 중합체)가 미립자로서 적합하게 사용될 수 있다.
편광자를 거친 선형 편광의 편광 상태의 변화를 가능한 한 작게 방지하는 면에서, 불균일 산란광은, 바람직하게는 예를 들면, 배향되는 경우에도 작은 복굴절을 갖는 피복층, 배향되지 않은 필름 또는 트리아세테이트 필름에서 이의 지연(retardation)이 가능한 한 작은 것이다. 특히, 지연은 바람직하게는 50nm 이하, 더욱 바람직하게는 30nm 이하이다. 비평탄 산란층의 두께는 적합하게 결정될 수 있고, 일반적으로는 300㎛ 이하, 바람직하게는 1 내지 100㎛, 더욱 바람직하게는 3 내지 50㎛이다.
편광자에 대한 특별한 제한은 없으며 적합한 편광자가 사용될 수 있다. 그러나, 편광 필름으로 구성된 편광자가 일반적으로 사용된다. 이의 예는 친수성 고분자량 필름[예: 폴리비닐 알콜 필름, 부분 제형된 폴리비닐 알콜 필름 또는 요오드 및/또는 이색성(dichroic) 염료로 흡수된 후 연신(streching)시킨 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 부분 감화된 필름], 폴리엔 배향된 필름(예: 폴리비닐 알콜의 탈수된 필름, 또는 폴리비닐 클로라이드 필름의 디하이드로클로르산 처리된 필름) 등을 포함한다.
특히, 요오드 및/또는 이색성 염료로 흡수된 친수성 고분자량 필름은 바람직하게는 예를 들면, 편광도의 면에서 사용될 수 있다. 필름을 편광시키는 두께는 두께가 이러한 범위로 한정되지는 않지만 통상적으로 5 내지 80㎛이다. 사용되는 편광자는 한면 또는 양면이 투명 보호층 등으로 피복된 편광 필름을 포함할 수 있다.
본 발명의 액정 디스플레이는, 필요한 경우, 편광자(3)을 거쳐 도 2에 나타낸 액정 셀의 광원이 배치된 면의 편광 분리판(6)을 갖는다. 액정 디스플레이는 추가로 편광자(3)와 편광 분리판(6) 사이에 1/4 파장판(5)을 가질 수 있다.
도에 나타낸 본 발명의 액정 디스플레이에 따라, 편광 분리판은 콜레스테릭(cholesteric) 액정층을 포함하고, 광 파이프(4)의 상부 표면에서 투사된 광에서의 한정된 순환적 편광은 편광 분리판(6)을 통하여 투과되고, 한정된 순환적 편광 이외의 기타 순환적 편광은 편광 분리판(6)에 의해 반사된다. 반사광은 광 파이프(4)로 다시 들어가고, 반사층(42)을 거쳐 하부 표면에서 반사되고, 다시 복귀광으로서 편광 분리판(6)으로 들어간다.
편광 분리판(6)에서 반사된 광의 편광된 상태는 광 파이프의 하부 표면에서 반사되는 경우 변화하며, 반사광의 일부 또는 전체는 편광 분리판을 투과할 수 있는 한정된 순환적 편광이 된다. 따라서, 편광 분리판에 의해 반사된 광은 편광 분리판과 광 파이프 사이에서 반사된 광이 편광 분리판을 투과할 수 있는 한정된 순환적 편광이 될 때가지 제한되고, 광은 그 사이에서 반사를 반복한다. 편광 분리판로부터 투과되고 투사된 순환적 편광은 도 1에 나타낸 액정 디스플레이에서와 같이 디스플레이의 목적을 달성한다.
편광 분리판과 광 파이프의 반사층 사이에서 제한된 반사광은 이들 사이에서 반사를 반복하여 편광 분리판을 투과할 수 있는 상태가 되는 동안 한정된 순환적 편광으로 전환되고, 이렇게 전환된 한정된 순환적 편광은 입사광에서 순환적 편광과 함께 투사되고, 이는 처음부터 한정된 상태에 있고, 이로써 반사 손실에 의한 광의 사용되지 않은 성분은 감소하고 광의 이용 효율은 개선될 수 있다.
다른 한편으로, 1/4 파장판(5)이 도 2에 나타낸 바와 같이 편광 분리판(6)에 위치하는 경우, 편광 분리판로부터 투사된 순환적 편광은 1/4 파장판으로 들어가서 상 변화를 접수하고, 지연이 1/4 파장에 상응하는 광은 선형 편광으로 전환되며, 기타 파장의 광은 타원 편광으로 전환된다. 타원 편광은 이의 파장이 선형 편광으로 전환되는 광의 파장에 근접함에 따라 평평한 타원 편광이 된다. 그 결과, 편광자(3)를 통하여 1/4 파장판을 거쳐 투과할 수 있는 많은 선형 편광 성분을 함유한 상태의 광이 형성되고, 비평탄 산란층(31)으로부터 편광자를 거쳐 투사되고, 이로써 도 1에 나타낸 액정 디스플레이에서와 같이 디스플레이의 목적을 달성한다.
따라서, 편광 분리판로부터 순환 편광을 투사하는 경우, 순환 편광은 1/4 파장판을 거쳐 다수의 선형 편광 성분을 함유하는 상태로 전환된다. 편광자를 배치시킴으로써, 투과하는 축은 선형 편광 방향과 일치하여, 편광자에 의한 흡수가 방지되고, 흡수에 의한 광의 사용되자 않은 성분 손실이 감소된다. 그 결과, 광의 사용 효율이 개선될 수 있다.
본 발명은, 편광 분리판으로서, 편광을 한정된 상태의 편광과 기타 상태의 편광 상태로 투과 및 반사를 거쳐 분리시킬 수 있는 적합한 판을 사용할 수 있다. 분리되는 편광은 임의의 편광된 상태의 광(예: 순환적 편광, 선형 편광 등)일 수 있다. 본래의 광 등이 좌 및 우 순환적 편광으로 분리되는 경우, 관찰 각(viewing angle)의 변화에 대하여 광학 특성이 덜 변하는 특성을 갖는 콜레스테릭 액정층은 넓은 관찰 각에서 탁월한 투과형 액정 디스플레이를 수득하는 점에서 일반적으로 바람직하게 사용된다.
콜레스테릭 액정에 대한 특별한 제한은 없고, 적합한 액정이 사용될 수 있다. 그러나, 액정층의 다층 효율, 감소된 두께 등의 면에서는, 액정 중합체의 사용이 유용하다. 또한, 복굴절이 더 넓은 콜레스테릭 액정 분자는 이러한 경우, 선택적 반사의 파장 범위가 더 넓어지기 때문에 바람직하다. 본 발명에서 바람직하게 사용할 수 있는 콜레스테릭 액정층으로 구성된 편광 분리판은, 콜레스테릭 상을 나타내는 액정 중합체의 필름, 콜레스테릭 액정 중합체 층이 형성된 투명 필름과 같은 투명 지지체 등을 포함한다.
액정 중합체의 예는 주쇄형 액정 중합체(예: 폴리에스테르), 아크릴 주쇄 또는 메타크릴 주쇄로 이루어진 측쇄형 액정 중합체, 사일옥산 주쇄, 저분자량 키랄제를 함유한 네마틱 액정 중합체, 키랄 성분이 도입된 액정 중합체 및 네마틱계 액정과 콜레스테릭계 액정의 혼합 액정 중합체를 포함한다. 용이한 취급 특성 면에서, 유리 전이 온도가 30 내지 150℃인 액정 중합체가 바람직하게 사용될 수 있다.
콜레스테릭 액정층은 통상적인 배향 처리방법에 따른 방법에 의해 성형할 수 있다. 예를 들면, 폴리이미드, 폴리비닐 알콜 등의 막을 지지체 위에 성형시켜 그 위에 레이온 포로 마찰 처리하는 방법 및 액정 중합체를 SiO2등의 경사증착된 층을 포함하는 적합하게 배향된 막에 도포하고, 도포막을 유리 전이 온도 내지 등방성 전이 온도로 가열하고, 액정 중합체가 유리 전이 온도보다 낮은 온도로 그랜드진(grandjean) 배향되어 유리 상태를 형성하는 상태에서 막을 냉각시키고, 이로써 배향이 고정되는 고체층이 형성되는 방법이 있다.
적합한 지지체, 예를 들면, 플라스틱(예: 트리아세틸 셀룰로스, 폴리비닐 알콜, 폴리이미드, 폴리아릴레이트, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리설폰, 폴리에테르 폴리설폰 또는 에폭시 수지), 또는 유리판을 포함하는 필름이 지지체로서 사용될 수 있다. 지지체가 필름을 포함하는 경우, 지지체 위에 형성된 액정 중합체의 응고층은 지지체와 함께 구성체로서 편광 분리판로서 사용할 수 있거나, 지지체로부터 박리되어 액정 중합체의 응고층을 포함하는 편광 분리판로서 사용할 수 있다. 액정 중합체의 응고층의 구성체를 필름을 포함하는 지지체로 형성하는 경우, 편광의 상태의 변화 방지 특성면에서 지연이 가능한 한 작은 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
열 용융 시스템에 의해 또는 용매 중의 액정 중합체의 용액을 도포함으로써 액상 중합체를 도포시킬 수 있다. 적합한 유기 용매(예: 메틸렌 클로라이드, 사이클로헥사논, 테트라클로로에탄, N-메틸피롤리돈 또는 테트라하이드로푸란)가 용매로서 사용될 수 있다. 도포는 적합한 도포 수단, 예를 들면, 바 코터(bar coater), 스피너(spinner), 롤 코터(roll coater) 또는 그라비어 인쇄법(gravure printing method)에 의해 수행할 수 있다. 도포시, 필요한 경우, 배향된 층을 거쳐 콜레스테릭 액정층의 다층 성형 시스템을 사용할 수 있다.
콜레스테릭 액정층의 두께는 배향의 장애 발생을 방지하고 투과도, 선택적 반사 특성(파장 범위는 순환 편광 이색성을 나타냄) 등을 저하시키는 면에서, 0.5 내지 100㎛, 바람직하게는 1 내지 70㎛, 더욱 바람직하게는 1 내지 50㎛이다. 편광 분리판이 경사 입사광을 포함하는 균일한 분리 성능의 제조면에서 평평한 층으로서 형성된다. 또한 콜레스테릭 액정층이 둘 이상의 다층으로서 형성되는 경우, 각 층은 평평한 것이 바람직하다. 또한, 콜레스테릭 액정층 또는 편광 분리판을 형성하는 경우, 필요하다면, 다양한 첨가제(예: 안정화제, 가소제, 금속 등)가 이와 함께 배합될 수 있다.
콜레스테릭 층을 포함하는 편광 분리판은 도 2에 나타낸 둘 이상의 콜레스테릭 액정층(61 및 62)를 갖는 다층으로서 형성할 수 있다. 다층의 형성은 분리 성능의 파장 범위를 넓히고, 경사진 입사광의 파장을 이동시켜 처리하는 면에서, 유용하다. 이러한 경우, 한정된 편광 이외의 편광으로서 반사광의 상이한 중심 파장의 조합으로서 다층을 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 단일층의 콜레스테릭 액정층에서, 통상적으로 선택적 반사 특성(순환 편광 이색성)을 나타내는 파장 영역으로 제한되고, 이러한 제한은 약 100nm의 파장 영역을 연장시키는 넓은 범위인 경우가 있다. 그러나, 콜레스테릭 액정층이 액상 결정 디스플레이 등에 적용되는 경우, 넓은 파장 범위라도 필요한 전체 가시광 범위로 확장되지 않는다. 이러한 경우, 각각 상이한 선택적 반사 특성을 갖는 콜레스테릭 액정층의 다층을 형성함으로써, 순환적으로 편광된 이색성을 나타내는 파장 부분은 확장될 수 있다.
예를 들면, 콜레스테릭 액정층의 경우, 액정층을 기준으로 하여 300 내지 900nm의 선택적 반사의 중심 파장을 갖는 동일한 편광 방향의 편광을 반사시키는 조합 및 선택적 반사의 상이한, 특히 50nm 이상 상이한 중심 파장의 조합을 사용하는 2 내지 6종의 다층을 형성함으로써, 넓은 파장 부분을 도포할 수 있는 편광 분리판을 형성할 수 있다. 콜레스테릭 액정층의 다층을 형성하기 위하여, 액정 중합체의 사용은 제조 효율성 및 층을 얇게 하는 면에서 특히 유용하다.
따라서, 콜레스테릭 액정층을 포함하는 편광 분리판으로서, 한정된 순환적 편광 이외의 순환적 편광으로서 이로부터 반사될 수 있는 광의 파장 범위가 가능한 한 완전히 광 파이프를 기본으로 하여 입사각과 같은 광원의 파장 범위와 일치하는 편광 분리판을 바람직하게 사용할 수 있다. 광원으로부터의 광이 밝은 선 스펙트럼과 같은 주 파장을 함유하는 경우, 콜레스테릭 액정 상 등을 기본으로 하는 반사광의 파장을 이들중 1종 또는 2종 이상의 주요 파장과 일치시키는 것이 편광 분리 효율성으로부터 그다음 바람직한 양태가 된다. 또한 다층의 필요한 수를 감소시킴으로써 편광 분리판을 얇게 하는데 유용하다. 이러한 경우, 반사광의 파장의 일치 범위는 각각 광원의 주 파장의 1종 또는 2종 이상에 대해 20nm의 범위에 있다.
상기 양태에서, 다층형 편광 분리판으로서 콜레스테릭 액정층을 사용하는 경우, 동일한 편광 방향의 편광을 각각 반사시키는 콜레스테릭 액정층의 조합을 사용한다고 지시한다. 이는 층에서 반사된 편광의 균일한 상 상태를 제조함으로써 사용할 수 있는 상태의 편광을 증가시켜 편광이 각각의 파장 범위에서의 상이한 편광 상태가 되는 것을 방지함을 목적으로 한다. 또한, 위에서 기술한 바와 같이, 적합한 것은 콜레스테릭 액정으로서 사용할 수 있으나, 지연이 더 큰 콜레스테릭 액정 분자는 선택적 반사의 더 넓은 파장 범위를 갖고, 바람직하게는 더 넓은 관찰 각에서 층 수 및 파장 이동을 위한 공간을 감소시키는 면에서 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 콜레스테릭 액정층을 포함하는 편광 분리판은 투명 필름과 같은 투명 지지체와 함께 저분자량 물질을 포함하는 콜레스테릭 액정층을 보유하는 셀 형태, 투명 지지체에 의해 콜레스테릭 액정층을 지지하는 형태, 또는 이들 형태를 적합하게 조합함에 의한 다층 형태와 같은 적합한 형태일 수 있다. 이러한 경우, 콜레스테릭 액정층은 이의 강도, 작동 특성 등에 따라 1층 또는 2층 이상의 층의 지지체에 의해 지지될 수 있다. 2 이상의 층의 지지체를 사용하는 경우, 예를 들면, 배향되지 않은 필름 또는 지연이 작은 필름, 예를 들면, 배향되는 경우에도 작은 복굴절을 나타내는 트리아세테이트 필름이 바람직하게 사용될 수 있다.
다른 한편으로는, 선형 편광을 분리시키는 편광 분리판 등은 위에서 기술한 바와 같이 본 발명에서 사용할 수 있다. 이의 실제적인 예로서, JP-A 제4-268505호(본원에서 사용된 용어 JP-A는 미심사된 일본 공개특허공보을 의미한다) 및 PCT 제95/17691호에 기술되어 있는 편광 분리판이 있다. 선형 편광을 분리하는 편광 분리판의 사용법은 콜레스테릭 액정층을 포함하는 편광 분리판을 사용하는 경우에 따라 수행할 수 있다.
필요한 경우, 순환적 편광을 분리하는 편광 분리판의 상부에 배치된 1/4 파장판은 편광 분리판로부터 투사된 순환적 편광의 상을 변화시켜 다수의 선형 편광 성분을 갖는 상태를 변화시키고, 편광자를 투과하기 쉬운 광을 수득하는 것을 목적으로 한다. 따라서, 바람직하게 사용되는 1/4 파장판은 편광 분리판으로부터 투사된 순환적 편광으로부터 1/4 파장의 지연에 상응하는 다수의 선형 파장을 형성할 수 있는 판이고, 위에서 기술한 선형 편광의 방향과 평행인 방향으로 긴 직경의 기타 파장의 광을 갖고, 가능한 한 근접한 선형 편광에 근접하여 평평한 타원형 편광을 전환시킬 수 있다.
위에서 기술한 1/4 파장판을 사용함으로써, 판을 이의 투사광의 선형 편광 방향 및 타원형 편광의 긴 직경 방향이 투사축과 가능한 한 평행하게 되도록 배치하고, 이로써 편광자를 투과할 수 있는 다수의 선형 편광 성분을 갖는 상태의 광을 수득할 수 있다.
1/4 파장판은 적합한 물질에 의해 형성될 수 있고, 투과성이고 균일한 지연을 제공하는 물질이 바람직하게 사용된다. 1/4 파장판의 지연은 편광 분리판으로부터 투사된 순환적 편광의 파장 부분에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 예를 들면, 가시광 영역에서는, 파장이 550nm인 광에 대한 1/4 파장판이 바람직하다.
또한, 지연층은 관찰 각에 따라 착색할 수 있고, 착색을 방지하는 면에서, Nz≤1.1을 만족시키는 굴절률 타원체(여기서, Nz는 화학식 Nz=(nx-nz)/(nx-ny)에 의해 정의된다)를 포함하는 1/4 파장판이 바람직하게 사용된다. 또한, 위에서 기술한 화학식에서, nx는 지연 층의 면에서의 최대 굴절률이고, ny는 nx방향을 수직으로 교차하는 방향의 굴절률이고, nz는 두께 방향의 굴절률이다.
1/4 파장판은 단일층의 지연층을 포함하는 1/4 파장판 또는 도 2에 나타낸 바와 같이 1/4 파장판로서 작용할 수 있는 파장 범위를 확장하기 위한 각각 지연이 상이한 2 이상의 지연층(51, 52)인 다층의 1/4 파장판으로서 수득할 수 있다. 예를 들면, 가시광 영역의 범위에서 1/4 파장판으로서 작용할 수 있는 다층형 1/4 파장판은, 예를 들면, 이들 광학 축을 교차시키는 상태에서 550nm의 파장광에 대해 1/2 파장의 지연을 제공하는 지연층과 1/4 파장의 지연을 제공하는 지연층의 조합에 의한 복수의 지연층인 다층이다.
위에서 기술한 경우에서, 관찰 각에 의한 착색을 방지하는 다층형 1/4 파장판을 수득하는 면에서, 위에서 기술한 Nz≤1.1을 만족시키는 1/4 파장의 지연을 제공하는 지연층 및 1/2 파장의 지연을 제공하는 지연층 1층 또는 2 이상의 층을 사용하여 다층판을 형성하는 것이 바람직하다.
위에서 기술한 바와 같이, 1/4 파장판은 지연층(들)의 단층판 또는 다층판으로서 수득하고, 지연층의 형성을 위하여, 예를 들면, 지연 필름 등이 사용된다. 지연 필름은 연신 처리를 고분자량 필름에 일축, 이축 등에 의해 적합하게 적용함으로써 수득된 필름으로서, 또는 액정 중합체 필름으로서 수득할 수 있다. 적합한 필름은 고분자량 필름 및 액정 중합체 필름으로서 사용할 수 있다.
고분자량 중합체의 예는 적합한 투명 플라스틱, 예를 들면, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리설폰, 폴리에테르 설폰, 폴리비닐 알콜, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리올레핀(예: 폴리프로필렌 등), 셀룰로스 아세테이트 중합체, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아릴레이트 및 폴리아미드의 필름을 포함한다.
본 발명의 투과형 액정 디스플레이에서의 백라이트 시스템은 통상적인 방법에 따라 형성할 수 있다. 특히, 편광 분리판이 배치된 액정 디스플레이의 경우, 도 2에 나타낸 바와 같이 광원(41)이 광 파이프(4)의 측면 표면에 배치된 사이드 라이트(side light)형 백라이트가 바람직하게 사용된다. 즉, 편광 분리판은 편광 분리판에 의한 반사광을 편광으로 전환시켜 투사광으로서 재사용함으로써 반사 손실을 방지하고, 편광자 투과성을 필요한 경우, 1/4 파장판을 거쳐 상 조절함으로써 갖는 선형 편광 성분을 충분히 함유한 상태로 투사광을 전환시킴으로써 재사용 효율성을 개선시키고, 이로써 편광자에 의한 흡수 손실이 위에서 기술한 바와 같이 방지되는 것을 목적으로 한다. 그러나, 상기 기술한 목적은 편광 분리판의 영역이 넓은 경우에도 용이하기 때문에, 편광 분리판은 사이드라이트형 백라이트와 같은 적합한 평면 광원과 조합함으로써 바람직하게 사용할 수 있다.
광 파이프로서, 도 2에 나타낸 바와 같이 광이 상부 표면 측면에 투사되도록 하부 표면에 반사층(42)을 갖는 적합한 광 파이프가 사용될 수 있다. 광을 흡수하지 않고 광을 효과적으로 투사하는 광 파이프가 바람직하게 사용될 수 있다. 이의 예는 (차가운 또는 뜨거운) 음극선관(cathode-ray tube) 등과 같은 선형 광원 또는 광 방출 이극관 등과 같은 광원이 광 파이프의 측면 표면에 배치되어 광 파이프의 내부를 통하여 작동시키는 광이 확산, 반사, 회절, 간섭 등에 의한 판의 하나의 표면 측면으로 투사되는 액정 디스플레이에 공지된 광 파이프이다.
한 표면 측면에 이의 측면에서 작동시키는 광을 투사하는 광 파이프는 예를 들면, 광 투사 표면에서 또는 점 형태 또는 줄무늬 형태의 이의 하부 표면 확산 물질에서 형성된 투명 또는 반투명 수지판을 포함하는 광 파이프, 또는 하부 표면이 불균일한 구조로 또는 특히 미세한 프리즘 형태 배열 구조로 적용된 수지판을 포함하는 광 파이프로서 수득할 수 있다.
한 표면 측면에 광을 투사하는 광 파이프는 편광 분리판에 의해 반사된 광을 편광 자체로 전환시키는 작용을 할 수 있지만, 광 파이프의 하부 표면에서 반사판(42)을 형성시킴으로써, 반사 손실을 거의 완전히 방지할 수 있다. 확산된 반사층과 같은 반사층 또는 거울 평면 반사층은 편광, 분리판에 의해 반사된 광을 편광으로 전환시키는 기능이 탁월하고, 바람직하게는 본 발명에 사용될 수 있다.
예를 들면, 비평탄 표면에 의해 유형화된 분산 반사층은 임의로 확산을 기본으로한 편광 상태를 혼합함으로써 편광의 소멸 상태를 형성한다. 또한, 편광이 알루미늄 또는 은의 증착층과 같은 거울 평면 반사층에 의해 반사되는 경우, 수지판은 증착층 또는 금속 포일과 같은 금속 표면을 형성시키고, 편광 상태는 전화(inverting)된다.
광 파이프를 형성하는 경우, 필요하다면, 광의 투사 방향을 조절하기 위한 프리즘 시트, 균일하게 방출된 광을 수득하기 위한 분산판, 누출광을 회복하기 위한 반사 수단, 투사광을 선형 광원으로부터 광 파이프의 측면 표면으로 도입하기 위한 광원 보유기 등과 같은 보조 수단의 1층 또는 2층 이상을 지정된 위치에 배치시킴으로써, 적합하게 합한 물질을 형성시킨다. 프리즘 시트에 적용된 점 등의 외에, 광 파이프의 상부 표면 측면(광 보호 면)에 배치된 확산판 또는 광 파이프는 확산 효과 등에 의한 반사광의 상을 변화시키기 위한 편광 전환 수단으로서 작용할 수 있다.
투과형 액정 디스플레이는 일반적으로 편광자, 액정 셀, 백라이트 및 필요한 경우, 편광 분리판, 1/4 파장판, 프리즘 시트, 확산판, 보상을 위한 지연판 등과 같은 기타 성분 부품을 적합하게 조합하고 그 안에 구동 회로를 결합시킴으로써 형성한다. 본 발명에서, 비평탄 확산층이 액정 셀과 편광자 사이에 형성된다는 것을 제외하고, 특별한 제한은 없으므로, 액정 디스플레이는 통상적인 방법에 따라 형성할 수 있다.
본 발명의 액정 디스플레이는 일정 배치 상태에서 성분 부품을 구성함으로써 형성할 수 있다. 구성 순서 등에 특별한 제한은 없으며, 예를 들면, 성분 부품 단위로써 구성하는 시스템 또는 단위로서 이전에 적층된 복수의 구성 성분을 구성하는 시스템과 같은 적합한 시스템을 적용할 수 있다.
또한, 본 발명의 액정 디스플레이를 형성하는 구성 부품은 용이하게 분리되는 상태에 단순히 축적할 수 있거나 접착 층을 거쳐 본체에 접착할 수 있다. 편광 축과 같은 광학 축의 배치각은 문제시되며, 부품은 불일치 등의 발생을 방지하기 위해 본체에 접착한다. 성분 부품(예: 편광 분리판, 1/4 파장판, 광 파이프 등)이 복수의 분리 소자에 의해 형성되는 경우, 소자는 이전에 접착된 구성 물질에서 형성할 수 있다. 또한, 접착층을 거쳐 접착된 구성 부품의 형성은 각각의 경계면에서 반사 손실을 방지하고, 경계면에서 외부 물질의 침입을 방지함으로써 디스플레이 질의 저하를 방지한다는 점에서 효과적이다.
적합한 접착제 층은 접착층으로서 사용할 수 있다. 그러나, 접착 처리의 단순성 면에서, 감압성 접착층이 바람직하다. 감압성 접착층을 형성하기 위해서, 적합한 중합체(예: 아크릴 중합체, 실리콘계 중합체, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에테르 또는 합성 고무)를 사용한 감압성 접착제가 사용될 수 있다. 이러한 중합체 중에서, 광학 투명성, 감압성 접착 특성, 내후성 등의 면에서, 아크릴 감압성 접착제가 바람직하게 사용될 수 있다.
또한, 감압성 접착층으로서, 응력 이완 특성이 탁월한 감압성 접착층 및 특히, 이완 모듈러스가 2×105내지 1×107dyn/㎠이고, 바람직하게는 2×106내지 8×106dyn/㎠인 감압성 접착층이 바람직하게 사용된다. 응력 이완 특성이 탁월한 감압성 접착층을 거쳐 접착된 구성 부품을 형성시킴으로써, 광원으로부터의 열에 의하여 편광자, 편광 분리판, 1/4 파장판에서 초래되는 내부 응력은 이완될 수 있고, 편광탄성 변형으로 인한 굴절률의 변화의 발생이 방지될 수 있다. 그 결과, 접착된 구성 부품의 형성은 밝고 조망 특성 및 디스플레이 질의 신뢰도가 탁월한 액정 디스플레이의 형성에 유용하다.
아크릴 감압성 접착제를 형성하는 아크릴 중합체의 예는 알킬 그룹(예: 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, 펜틸, 이소아밀, 헥실, 헵틸, 사이클로헥실, 2-에틸헥실, 옥틸, 이소-옥틸, 노닐, 이소노닐, 라우릴, 도데실, 데카닐, 이소데카닐 등), 특히 탄소수 2 내지 14의 알킬 그룹을 갖는 1종 이상의 아크릴산 에스테르와 메타크릴산 에스테르를, 필요하다면 1종 이상의 개질 단량체와 함께 중합함으로써 제조되는 중합체를 포함한다.
개질성 단량체의 예는 하이드록시 그룹 함유 단량체[예: 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 6-하이드록시헥실 (메트)아크릴레이트, 8-하이드록시옥틸 (메트)아크릴레이트, 10-하이드록시데실 (메트)아크릴레이트, 12-하이드록시라우릴 (메트)아크릴레이트, (4-하이드록시메틸사이클로헥실)-메틸아크릴레이트 등]; 카복실 그룹 함유 단량체(예: 아크릴산, 메타크릴산, 카복시에틸 아크릴레이트, 카복시펜틸 아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 크로톤산 등); 산 무수물 단량체(예: 말레산 무수물, 이타콘산 무수물 등); 인산 함유 단량체(예: 2-하이드록시에틸아크릴로일 포스페이트 등)를 포함한다.
추가로, 아미드계 단량체[예: (메트)아크릴아미드, N 치환된 (메트)아크릴아미드 등]; 말레이미드계 단량체(예: N-사이클로헥실말레이미드, N-이소프로필말레이미드, N-라우릴말레이미드, N-페닐말레이미드 등] 등; 이타콘이미드계 단량체(예: N-메틸이타콘이미드, N-에틸이타콘이미드, N-부틸이타콘이미드, N-옥틸이타콘이미드, N-2-에틸헥실이타콘이미드, N-사이클로헥실이타콘이미드, N-라우릴이타콘이미드 등); 숙신이미드계 단량체[예: N-(메트)아크릴로일옥시메틸렌숙신이미드, N-(메트)아크릴로일-6-옥시헥사메틸렌숙신이미드, N-(메트)아크릴로일-8-옥시옥타메틸렌숙신이미드 등; 비닐계 단량체(예: 비닐 아세테이트, N-비닐피롤리돈, N-비닐카복실산 아미드, 스티렌 등); 디비닐계 단량체(예: 디비닐벤젠 등); 디아크릴레이트계 단량체(예: 1,4-부틸 디아크릴레이트, 1,6-헥실디카크릴레이트 등); 아크릴산계 단량체[예: 글리시딜 (메트)아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 (메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜 (메트)아크릴레이트, 플루오린 (메트)아크릴레이트, 실리콘 (메트)아크릴레이트 등]; 및 주요 성분으로서 위에서 기술한 단량체의 그룹으로부터의 상이한 에스테르 그룹을 갖는 (메트)아크릴산 에스테르[예: 메틸 (메트)아크릴레이트 및 옥타데실 (메트)아크릴레이트] 또한 개질성 단량체로서 사용될 수 있다.
위의 개질성 단량체 중에서, 분자간 가교결합제와 반응할 수 있는 관능 그룹을 갖고, 위에서 기술한 아크릴 공중합체[예: 카복실 그룹 함유 단량체, 산 무수물 단량체, 글리시딜 (메트)아크릴레이트, 하이드록시 그룹 함유 단량체 등]의 분자간 가교결합에 기여할 수 있는 단량체가 바람직하게 사용된다. 특히, 가교결합 반응성이 큰 단량체[예: 카복시에틸 아크릴레이트 또는 6-하이드록시헥실 (메트)아크릴레이트]는 필요한 가교결합 특성을 공중합된 소량으로 제공할 수 있기 때문에, 수득된 아크릴 공중합체의 이완 모듈러스는 증가하기 어렵다. 그러므로, 이러한 단량체가 특히 바람직하게 사용될 수 있다.
아크릴 공중합체의 제조방법은 임의적이며, 적합한 방법(예: 용액 중합법, 에멀션 중합법, 벌크 중합법 또는 현탁액 중합법)을 사용할 수 있다. 중합에서는, 다관능가 단량체[예: 헥산디올 디(메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 (메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트 또는 우레탄 아크릴레이트]가 사용될 수 있다.
중합에서는, 필요한 경우, 중합 개지제를 사용할 수 있다. 이의 양은 통상적인 방법에 따라 사용할 수 있으며 일반적으로 단량체 성분의 0.001 내지 5중량%이다. 중합 개시제의 예는 유기 퍼옥사이드[예: 벤조일 퍼옥사이드, 3급 부틸 퍼벤조에이트, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드, 디이소프로필 퍼옥시디카보네이트, 디-n-프로필 퍼옥시디카보네이트, 디(2-에톡시에틸) 퍼옥시디카보네이트, 3급 부틸 퍼옥시네오데카리에이트, 3급 부틸 퍼옥시피발레이트, (3,5,5-트리메틸헥사노일)퍼옥사이드, 디프로피오닐 퍼옥사이드 및 디아세틸 퍼옥사이드]를 포함한다.
또한, 아조 화합물[예: 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴), 1,1'-아조비스(사이클로헥산-1-카보니트릴), 2,2-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸-4-메톡시발레로니트릴), 디메틸 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트), 4,4'-아조비스(4-시아노발레르산), 2,2'-아조비스(2-하이드로메틸프로피오네이트), 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판] 등]; 칼륨 퍼설페이트, 암모늄 퍼설페이트, 과산화수소 등; 또는 이러한 퍼옥사이드를 포함하는 산화환원계 개시제 및 환원제를 본 발명의 중합 개시제로서 사용할 수 있다.
내습성 및 내열성 면에서 본 발명에서 바람직하게 사용될 수 있는 아크릴 중합체는 분자량이 100,000 이상, 바람직하게는 200,000 이상, 더욱 바람직하게는 400,000이상이다. 필요한 경우, 이러한 아크릴 중합체는 분자간 결합제 등과 가교결합 처리시켜 분자량 등을 증가시킴으로써 감압성 접착제 특성을 개선시킨다. 본 발명에서 사용되는 분자간 가교결합제는 다관능가 이소시아네이트계 가교결합제(예: 톨릴렌 디이소시아네이트, 트리메틸올프로판톨릴렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 트리이소시아네이트 등); 에폭시계 가교결합제(예: 폴리에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 디글리시딜 에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르 등); 멜라민 수지계 가교결합제, 금속염계 가교결합제, 및 아미노 수지계 가교결합제를 포함한다.
감압성 접착층의 두께는 적합하게 결정할 수 있다. 일반적으로, 접착력 및 감압성 접착층의 감소하는 두께 면에서, 이의 두께는 1 내지 500㎛, 바람직하게는 2 내지 200㎛, 더욱 바람직하게는 5 내지 100㎛이다. 또한, 필요한 경우, 감압성 접착층은 적합한 접착제, 예를 들면 점착부여제(예: 석유계 수지, 로진계 수지, 테르펜계 수지, 코우마론인덴계 수지, 페놀계 수지, 크실렌계 수지, 알킬계 수지 등); 연화제(예: 프탈산 에스테르, 인산 에스테르, 염소화 파라핀, 폴리부텐, 폴리이소부틸렌 등; 또는 다양한 종류의 충전제 및 산화방지제와 배합될 수 있다.
본 발명의 투과형 액정 디스플레이에서의 액정 셀은 적합한 액정[예: 트위스트 네마틱 액정(twist nemaic liquid crystal), 수퍼 트위스트 네마틱 액정(super twist nematic liquid crystal), 비트위스트계 액정, 이색성 물질을 액정에 분산시킴으로써 형성된 게스트-호스트(guest-host)계 액정 및 강유전성 액정]을 사용하여 형성할 수 있으며, 액정의 구동 시스템이 적합한 시스템일 수 있다.
액정 디스플레이를 형성하는 경우, 프리즘 시트 등을 포함하는 프리즘 배열층과 같은 적합한 광학 소자의 1층 또는 2층 이상의 층, 확산판 및 관찰 면에서 편광자에 형성된 글레어방지층, 반사 방지박, 보호층, 보호판 또는 조망 면 및/또는 백라이트 면 등에서 액정 셀과 편광자 사이에 형성된 보상을 위한 지연층을 적합한 위치에 배치할 수 있다.
프리즘 배열층은 광의 투사 방향을 조절하려는 목적이 있다. 따라서, 프리즘 배열층(들)은 광 파이프 등의 평면 광원의 상부 표면, 평면 광원에 배치된 편광 분리판, 1/4 파장판 또는 편광자, 1층 이상의 층으로서 층들 등의 사이의 액정 셀의 조망 후면 측면 또는 조망 면 상부 표면에 배치할 수 있다. 또한, 2 이상의 층을 배치시키는 경우, 투사 방향을 균일하게 한다는 점에서, 배열층의 배치는 상부 및 하부층에 의하여 수직으로 교차함과 같은 교차 상태가 되는 것이 바람직하다.
또한, 확산판은 휘도의 균일화 및 확산 광에 의한 광 방출 방향의 확장을 목적으로 하고, 편광자의 상부 표면, 편광 분리판의 상부 표면 및 평면 광원과 같은 액정 디스플레이의 표면 및 도 2에 나타낸 이의 내부의 적합한 위치에 배치시킬 수 있다. 확산판(7)으로서, 광 파이프에서 설명한 미세 불균일 구조와 같은 적합한 시스템에 의한 확산 구조를 갖는 투명 필름과 같은 적합한 판을 사용하거나, 어떠한 통상적인 확산판을 사용할 수도 있다. 또한, 보상을 위한 지연판은 액정 셀 등에 의한 복굴절 특성을 보상함으로써 디스플레이의 착색을 방지하는 것을 목적으로 하고, 1/4 파장판에 따라 연신된 필름 등으로서 수득할 수 있다.
또한, 편광 분리판에 1/4 파장판을 배치시키는 경우, 1/4 파장판의 빠른 축 또는 느린축에 대한 편광자의 편광축의 배치된 각은 1/4 파장판의 지연 특성 및 들어가는 순환 편광의 특성에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 그러나, 광 이용 효율을 개선시키는 면에서, 편광자의 투과축이 1/4 파장판을 거쳐 선형 편광의 편광 방향으로 가능한 한 평행하도록 1/4 파장판을 배치시키는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서, 편광자, 비평탄 산란층, 편광 분리판, 1/4 파장판 또는 기타 부품(예: 광 파이프, 지연판, 확산판, 감압성 접착층 등)과 같은 본 발명의 액정 디스플레이를 형성시키는 성분 부품을 자외선 흡수제(예: 살리실산 에스테르계 화합물, 벤조페놀계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물 및 니켈 착체염계 화합물)로 처리함으로써, 자외선 흡수력을 제공한다.
본 발명은 다음 실시예를 참조로 하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이로 제한된다고 해석하지 않아야 한다는 것을 이해해야 한다.
실시예 1
직경이 4mm인 차가운 음극선관을 반사층이 발포된 폴리에스테르로 이루어진, 후면에 형성된 폴리메틸 메타크릴레이트로 이루어진 두께가 5mm인 광 파이프의 측면 표면으로서 배치시킨다. 광 파이프의 측면 표면 및 차가운 음극선관을 알루미늄 부착된 필름으로 인벨롭핑(enveloping)한 후, 이층 프리즘 시트를 배향의 위치가 수직으로 교차하도록 확산판을 거쳐 광 파이프의 상부 표면에 위치시키고, TFT 액정 셀 및 편광자(상표명: EC1425DU, 제조원: NITTO DENKO CORPORATION)를 비평탄 산란층에 형성시킨 편광자를 거쳐 위치시켜 액정 디스플레이를 수득한다.
비평탄 산란층을 갖는 편광자는 양면에 투명 보호층이 형성된 폴리비닐 알콜계 편광 필름으로 이루어진, 실리카 미립자를 부착시킴으로써 하나의 투명 보호층의 표면에 형성된 비평탄 산란층을 갖는 편광자(상표명: EG1425AG30, 제조원: NITTO DENKO CORPORATION)이다. 비평탄 산란층 면은 액정 셀 면으로서 배치시킨다. 비평탄 산란층은 헤이즈 값이 4%, 60°광택값이 60%, 표면 불균일의 중심선 평균 조도가 0.3㎛, 10개 지점의 평균 조도가 2.8㎛, 평균 피크-밸리 간격이 120㎛이다.
실시예 2
400 내지 700nm의 파장 범위 및 1/4 파장판에서 선택적 반사 특성을 나타내는 편광 분리판을 비평탄 산란층을 갖는 편광자와 프리즘 시트 사이에 연속적으로 배치시키고, 두께가 20㎛인 아크릴 감압성 접착층을 층사이에 위치시키고, 이들을 가압 접착시킴으로써 본체에 접착시킨다는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 디스플레이를 수득한다.
첨가한 메타크릴계 주쇄의 측쇄형 네마틱 액정 중합체의 테트라클로로에탄 용액을 키랄제(상표명: CN-32, 제조원: CHISSO CORPORATION)로 두께가 50㎛인 트리아세틸 셀룰로스 필름의 폴리이미드 마찰 처리된 표면에 스핀 코팅법에 의해 피복시킨 후 150℃에서 10분 동안 건식 경화시켜 콜레스테릭 액정층을 형성시킨 다음, 가압하에서 이들 필름을 두께가 20㎛인 아크릴 감압성 접착제 층을 거쳐 적층시켜 이들을 본체에 통합하는 방법에 의해 거울 평면 형성된 선택적 반사 상태를 나타내는 450nm, 550nm 및 650nm의 선택적 반사 중심 파장을 갖는 3종의 콜레스테릭 액정층 부착된 필름을 수득함으로써 편광 분리판을 수득한다. 선택적 반사의 중심 파장은 키랄제의 첨가량을 변화시킴으로써 조절한다.
1/4 파장판은 가압하에서 두께가 100㎛인 폴리카보네이트 필름을 160℃에서 1.05배로 1축 연신함으로써 수득된, 파장이 550nm인 광에 1/4 파장의 지연을 제공하고, 연신된 축이 17.5°가 되도록 절단된 지연 필름 및 두께가 100㎛인 폴리카보네이트 필름을 160℃에서 1.09배로 1축 연신함으로써 수득된, 파장이 550nm인 광에 1/2 파장의 지연을 제공하고, 연신된 축이 80°가 되도록 절단된 지연 필름을 두께가 두께가 20㎛인 아크릴 감압성 접착제 층을 거쳐 적층시켜 본체에 통합시킴으로써 수득한다
아크릴계 감압성 접착제 층은 부틸 아크릴레이트 99.9중량부, 6-하이드록시헥실 아크릴레이트 0.1중량부 및 2,2-아조비스이소부티로니트릴 0.3중량부를 에틸 아세테이트 120중량부와 함께 냉각기, 질소 취입구, 온도계 및 교반기를 갖춘 반응 용기에 넣은 후, 60℃에서 4시간 동안, 그다음 70℃에서 2시간 동안 질소 기체 스트림하에서 가열하고, 에틸 아세테이트 114중량부를 첨가함으로써 용액의 성분 고형분을 30중량%로 조절하고, 여기에 트리메틸올프로판톨릴렌 디이소시아네이트를 고체 성분의 100중량부당 0.3중량부의 양으로 첨가함으로써 수득된 아크릴계 감압성 접착제를, 실리콘계 이형제로 처리된 폴리에스테르 필름으로 제조된 분리기 표면에 피복시키고, 120℃에서 3분 동안 건조시킴으로써 형성한다. 이렇게 수득한 아크릴계 감압성 접착제층의 이완 탄성도는 6×106dyn/㎠이다.
비교 실시예 1
비평탄 산란층을 갖는 편광자 대신 비평탄 산란층이 없는 평평한 표면을 갖는 편광자(상표명: EG1425DU, 제조원: NITTO DENKO CORPORATION)를 사용한다는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 디스플레이를 수득한다.
비교 실시예 2
헤이즈 값이 28%, 60°광택값이 19%, 표면 불균일의 중심선 평균 조도가 0.3㎛, 10개 지점의 평균 조도가 4.6㎛, 평균 피크-밸리 간격이 40㎛인 비평탄 산란층을 갖는 판(상표명: EG1425AS1, 제조원: NITTO DENKO CORPORATION)을 비평탄 산란층을 갖는 편광자로서 사용한다는 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 액정 디스플레이를 수득한다.
비교 실시예 3
비평탄 산란층을 갖지 않는 평평한 표면을 갖는 편광자(EG1425DU)를 비평탄 산란층을 갖는 편광자 대신 사용한다는 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 액정 디스플레이를 수득한다.
평가 시험
상기 실시예 및 비교 실시예에서 수득한 액정 디스플레이 각각의 조망 면의 백라이트의 조명에서 전방(스크린에 대해 수직 방향)에서의 휘도 및 색 온도(백색도; whiteness)를 측정한다. 또한, 디스플레이 불균일이 되는 접착의 존재 여부를 측정한다. 수득된 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
실시예 1 실시예2 비교실시예 1 비교실시예 2 비교실시예 3
전방 휘도(nt) 98 152 98 145 147
색 온도(K) 6,900 7,100 6,750 7,150 6,900
점착성 없음 없음 없음 없음 관찰됨
본 발명은 상세히 그리고 이의 특정 양태를 참조하여 기술하였지만, 당해 기술분야의 숙련가들에게는 본 발명의 기술사상과 영역으로부터 벗어나지 않고 다양하게 변화시키고 개질시킬 수 있다는 것이 명백할 것이다.
본 발명의 액정 디스플레이는 소비 전력의 증가 및 평면내 휘도의 저하를 동반하지 않고 평면내 방향의 백색 디스플레이에서의 색 온도를 쉽게 개선시킬 수 있거나, 소비 전력의 증가 및 평면내 방향의 백색 디스플레이에서의 색 온도의 변화를 동반하지 않고 평면내 휘도를 쉽게 개선시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 헤이즈(haze) 값이 1.5 내지 15%이고 60°광택값이 35 내지 85%인 비평탄 산란층(uneven scattering layer)을 거쳐 광원이 배치된 면에 편광자를 갖는 투과형 액정 셀(transmission-type liquid crystal cell)을 포함하는 액정 디스플레이(liquid crystal display).
  2. 제1항에 있어서, 비평탄 산란층의 표면의 중심선 평균 조도가 0.1 내지 0.5㎛이고 10개 지점의 평균 조도가 1.2 내지 4.5㎛이며 평균 피크-밸리(peak-valley) 간격이 50 내지 200㎛인 액정 디스플레이.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 1층 또는 2층 이상의 프리즘 배열층(prism array layer)을 추가로 포함하는 액정 디스플레이.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 편광자를 거쳐 액정 셀의 광원 배치된 면에 편광 분리판(polarized separated plate)을 추가로 포함하는 액정 디스플레이.
  5. 제4항에 있어서, 편광 분리판의 편광자 면에 1/4 파장판을 추가로 포함하는 액정 디스플레이.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 편광 분리판이 선택적 반사의 중심 파장이 각각 상이한 하나의 콜레스테릭(cholesteric) 액정층 또는 2개 이상의 콜레스테릭 액정 층을 포함하는 액정 디스플레이.
  7. 제4항에 있어서, 편광 분리판이 한정된 편광 축의 선형 편광을 투과시키고 기타의 광을 반사하는 액정 디스플레이.
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