KR20130036205A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20130036205A
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아키요시 가네미츠
도모노리 미야모토
모토히로 야마하라
야스히로 하바
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수미토모 케미칼 컴퍼니 리미티드
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Abstract

액정 표시 장치에 있어서, 넓은 시야각에서 색 재현성이 높은 표시를 실현함과 함께, 우수한 콘트라스트를 얻는다. 또한, 위상차 판을 사용하지 않고 시야각의 확대를 도모한다.
액정 표시 장치는, 액정셀(1)과, 백라이트 장치(2)와, 제 1 광 확산층(3)과, 제 1 편광판(4)과, 제 2 광 확산층(5)을 갖춘다. 제 1 광 확산층(3)은, 액정셀의 광 입사면의 법선에 대하여 70° 방향의 휘도 값이 법선 방향의 휘도 값에 대하여 20% 이하인 배향 특성을 갖는다. 상기 제 2 광 확산층(5)은, 제 2 편광판(51)과, 광 확산막(52)으로 구성된다. 그리고, 백라이트 장치(2)는 복수의 영역으로 분할되고, 각 영역마다 휘도의 제어가 가능하다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 시야각 특성이 우수한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 액정 표시 장치는, 휴대전화기나 PDA(Personal Digital Assistant) 등의 휴대용 소형 전자 기기로부터, 개인용 컴퓨터나 텔레비젼 등의 대형 전기 기기에 이르기까지 널리 사용되고 있고, 그 용도는 점점 확대되고 있다.
액정 표시 장치는, CRT이나 PDP(플라즈마 디스플레이 패널) 등의 자발광형의 표시 장치와는 달리, 표시 소자 자체는 발광하지 않는다. 이 때문에, 투과형 액정 표시 장치에서는, 액정 표시 소자의 배면측에 백라이트 장치가 설치되어 있고, 이 백라이트 장치로부터의 조명광의 투과 광량을 액정 표시 소자가 화소마다 제어함으로써 화상의 표시가 행하여진다.
액정 표시 장치에는, TN(Twisted Nematic) 방식, STN(Super Twisted Nematic) 방식, VA(Vertical Alignment) 방식, IPS(In-plane Switching) 방식 등의 여러가지 방식이 있다. 그러나, 이들 방식에는, 액정 분자가 위상차 값을 갖는 것에 의한 광 누출이나, 편광판에서의 사시 때의 축 각도의 차이 등에 기인하여, 각각 시야각이 좁은 방향(방위각)이 존재한다.
그래서, 시야각을 확대하는 방법으로서, 위상차 판에 의한, 액정셀이나 편광판에 대한 광학 보상이라는 방법이 널리 채용되고 있다(예컨대, 특허문헌 1 및 특허문헌 2를 참조).
일본 특허공개 평4-229828호 공보 일본 특허공개 평4-258923호 공보
본 발명의 하나의 목적은, 넓은 시야각을 실현할 수 있음과 함께, 우수한 콘트라스트가 얻어지는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 위상차 판을 이용하지 않고, 즉 부품 수를 늘리지 않고 시야각의 확대를 도모할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 한 쌍의 기판 사이에 액정층이 설치되어 이루어지는 액정셀과, 액정셀의 배면측에 설치된 백라이트 장치와, 백라이트 장치와 액정셀 사이에 배치된 제 1 광 확산층과, 제 1 광 확산층과 액정셀 사이에 배치된 제 1 편광판과, 액정셀의 전면(前面)측에 배치된 제 2 광 확산층을 구비한다. 상기 제 1 광 확산층은, 광 확산 기능과 광 편향 기능의 양 기능 또는 어느 하나의 기능을 갖는다. 상기 제 1 광 확산층으로부터의 출사광은, 액정셀의 광 입사면의 법선에 대하여 70° 방향의 휘도 값이 상기 법선 방향의 휘도 값에 대하여 20% 이하인 배광(配光) 특성을 갖는다. 상기 제 2 광 확산층은, 제 2 편광판과, 제 2 편광판의 전면측에 설치된 광 확산막으로 구성된다. 상기 백라이트 장치는 복수의 영역으로 분할되고, 각 영역마다 휘도의 제어가 가능하다. 본 명세서에서, 액정 표시 장치의 표시 화면이 되는 측은 「전면측」으로 불리우고, 그것과 반대측은 「배면측」으로 불리운다.
여기서, 상기 백라이트 장치는, 상기 복수의 영역에 대응하여 각각 설치되는 LED를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 제 1 광 확산층으로부터의 출사광이 비평행 광을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제 1 광 확산층은, 광 확산 기능과 광 편향 기능의 양 기능을 갖고 있어도 좋다.
또한, 상기 제 1 광 확산층은, 상기 광 확산 기능을 나타내는 광 확산판과, 상기 광 편향 기능을 나타내는 광 편향 구조판을 갖고, 상기 광 확산판의 전면측에 상기 광 편향 구조판이 설치된 구성이어도 좋다.
상기 액정셀로서는, TN 방식 액정셀, IPS 방식 액정셀, VA 방식 액정셀의 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 시야각 특성 및 색 재현성의 추가적인 향상의 관점에서는, 상기 액정셀의 배면측 및/또는 전면측에 위상차 판을 추가로 배치하는 것이 바람직하다.
한편, 부품 수를 적게 하여, 장치의 조립성을 향상시켜 생산성을 올린다는 관점에서, 위상차 판을 구비하지 않도록 하여도 좋다.
그리고, 또한 상기 액정셀로서 TN 방식 액정셀로 하고, 또한, 위상차 판을 구비하지 않도록 하여도 좋다.
상기 광 확산막은, 상기 광 확산막의 배면의 법선 방향으로부터 입사하는 파장 543.5nm의 레이저 광의 강도에 대한, 상기 광 확산막의 배면의 법선 방향에 대하여 40° 기울어진 방향으로 출사되는 레이저 광의 상기 광 확산막의 전면으로부터 280nm의 위치에서의 상대 강도가 0.0002% 이상인 광 확산 특성을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 표시 장치에서는, 넓은 시야각, 높은 표시 품위 및 우수한 콘트라스트가 얻어진다. 추가로는, 위상차 판을 이용하지 않아도 실제 사용상 지장이 없는 시야각 특성이 얻어진다.
도 1은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 개설도이다.
도 2는 백라이트 장치의 일례를 나타내는 정면도이다.
도 3은 백라이트 장치의 다른 예를 나타내는 정면도이다.
도 4는 백라이트 장치의 또 다른 예를 나타내는 정면도이다.
도 5는 제 1 광 확산층의 일례를 나타내는 개설도이다.
도 6은 제 1 광 확산층의 다른 예를 나타내는 개설도이다.
도 7은 제 1 광 확산층에 관하여, 액정셀의 광 입사면의 법선에 대하여 70° 방향의 휘도 값을 측정하는 방법의 일례이다.
도 8은 비평행 광의 정의를 설명하는 도면이다.
도 9는 제 2 광 확산층의 구성예를 나타내는 개설도이다.
도 10은 제 2 광 확산층에서의 레이저 광의 입사 방향과 출사 방향을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 제 2 광 확산층으로부터 출사되는 레이저 광의 상대 강도를, 출사각에 대하여 플롯팅한 그래프의 일례이다.
도 12는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 다른 예를 나타내는 개설도이다.
도 13은 실시예에서의 백라이트 장치의 배광 특성의 측정 방법을 설명하는 도면이다.
도 14는 시각 0°에서의 각 블록의 휘도를 나타내는 그래프이다.
도 15는 시각 30°, 방위각 45°에서의 각 블록의 휘도를 나타내는 그래프이다.
도 16은 시각 30°, 방위각 135°에서의 각 블록의 휘도를 나타내는 그래프이다.
도 17은 시각 70°, 방위각 45°에서의 각 블록의 휘도를 나타내는 그래프이다.
도 18은 시각 70°, 방위각 135°에서의 각 블록의 휘도를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도면에 기초하여 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시 형태에 조금도 한정되는 것은 아니다.
도 1은, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 1 실시 형태를 나타내는 개설도를 나타낸다. 도 1의 액정 표시 장치는 표준 백색 모드의 TN 방식의 액정 표시 장치이다. 도 1의 액정 표시 장치는, 한 쌍의 투명 기판(11a, 11b) 사이에 액정층(12)이 설치되어 이루어지는 액정셀(1)과, 액정셀(1)의 배면측에 설치된, 복수개의 LED(21)가 매트릭스 형상으로 설치되어 이루어지는 직하형의 백라이트 장치(2)를 구비한다. 백라이트 장치(2)와 액정셀(1) 사이에는, 백라이트 장치 측에서 순차로 제 1 광 확산층(3), 제 1 편광판(4)이 배치되고, 액정셀(1)의 전측면(前側面)에는 제 2 광 확산층(5)이 배치되어 있다. 제 1 광 확산층(3)은, 광 확산 기능을 나타내는 광 확산판(31)과, 광 확산판(31)의 전측면에 설치된, 광 편향 기능을 나타내는 프리즘 시트(광 편향 구조판)(32)로 구성된다. 제 2 광 확산층(5)은, 제 2 편광판(51)과, 제 2 편광판(51)의 전측면에 설치된 광 확산막(52)으로 구성된다.
이러한 구성의 액정 표시 장치에서, 백라이트 장치(2)로부터 방사된 빛은, 제 1 광 확산층(3)의 광 확산판(31)에 의해서 확산된 후, 프리즘 시트(32)에 의해서 액정셀(1)의 광 입사면의 법선 방향에 대한 소정의 지향성이 부여된다. 그리고, 소정의 지향성이 부여된 빛은, 제 1 편광판(4)에 의해서 직선 편광으로 되어 액정셀(1)에 입사한다. 액정셀(1)에 입사한 빛은, 전기장에 의해서 제어된 액정층(12)의 배향에 의해서 화소마다 편광면이 제어되어 액정셀(1)로부터 출사된다. 그리고, 액정셀(1)로부터 출사된 빛은, 제 2 광 확산층(5)에 의해서 영상화됨과 함께 확산된다.
이와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치에서는, 제 1 광 확산층(3)에 의해서, 액정셀(1)에 입사하는 빛의 법선 방향으로의 지향성은 종래보다도 높아짐, 즉 액정셀(1)로의 입사광이 종래보다도 확산되지 않고 있다는 것이 됨과 함께, 액정셀(1)로부터의 출사광은 제 2 광 확산층(5)에 의해서 충분한 시야각이 확보되는 정도까지 확산된다. 이에 의해서, 종래의 장치에 비하여 우수한 넓은 시야각 특성이 얻어진다. 또한, 본 발명의 액정 표시 장치에서는, 제 1 광 확산층(3)을 설치하는 것으로 액정셀(1)에 입사하는 빛의 법선 방향의 지향성이 종래보다 높아지고 있기 때문에, 광 누출이 억제된다. 그 때문에, 종래의 액정 표시 장치에 비하여 높은 색 재현성이 얻어지고, 특히, 색 디밍(dimming) 제어 기술을 이용하면, 더욱 우수한 색 재현성이 얻어진다.
이하, 본 발명의 액정 표시 장치의 각 부재에 대하여 설명한다. 우선, 본 발명에서 사용하는 액정셀(1)은, 도시하지 않은 스페이서에 의해 소정 거리를 이격하여 대향 배치된 한 쌍의 투명 기판(11a, 11b)과, 이 한 쌍의 투명 기판(11a, 11b) 사이에 액정이 봉입되어 이루어지는 액정층(12)을 구비한다. 도 1에서는 도시되어 있지 않지만, 한 쌍의 투명 기판(11a, 11b)에는, 각각 투명 전극이나 배향막이 적층 형성되어 있고, 투명 전극 사이에 표시 데이타에 기인한 전압이 인가됨으로써 액정이 배향된다. 액정셀(1)의 표시 방식으로서는, TN 방식, IPS 방식, VA 방식 등의 표시 방식이 채용되어도 좋다.
도 2에, 백라이트 장치(2)의 평면도를 나타낸다. 도 2에 나타내는 백라이트 장치(2)의 구성에서는, 복수개의 LED(Light Emitting Diode)(21)가 매트릭스 형상으로 설치되어 있다. 그리고, 이들의 LED(21)는 소정 개수마다 복수의 블록(B)으로 나누어져 있다. 블록마다 LED(21)에 통전하는 전류 값이 조정됨으로써, 블록마다 휘도가 제어된다(로컬 디밍 제어). LED(21)의 휘도는, 통전하는 전류 값에 대략 비례한다.
이러한 로컬 디밍 제어에 의하면, 예컨대, 액정셀(1)의 계조(階調)가 낮은 화소가 많은 부분에 빛을 조사하는 블록의 휘도를 낮게 하는 한편, 계조가 높은 화소가 많은 부분에 빛을 조사하는 블록의 휘도를 높게 함으로써, 표시 영역에 표시된 영상 또는 화상의 국소적인 콘트라스트감이 높아진다.
본 발명에서 사용하는 LED(21)의 일례는, 적색·청색·녹색의 각각의 색을 발광하는 3개 LED 칩을 구비한 하나의 백색 발광의 LED를 포함한다. 본 발명에서 사용하는 LED(21)의 다른 예는, 적색·청색·녹색의 각각의 색을 발광하는 3개 LED를 접속하여 일체화한 LED를 포함한다. 본 발명에서 사용하는 LED(21)의 추가적인 다른 예는, 청색 발광 LED 칩 또는 근자외 발광 LED 칩과 형광체의 조합에 의해 백색 발광하는 LED를 포함한다.
본 발명에서 사용하는 백라이트 장치(2)는, 도 2에 나타내는 직하형의 것으로 한정되지 않는다. 본 발명에서 사용하는 백라이트 장치(2)는, 도광판의 측면에 광원을 배치한 이른바 사이드 라이트(side light)형이어도 상관없다. 도 3은 사이드 라이트형의 백라이트 장치의 일례를 나타낸다. 도 3에 나타내는 사이드 라이트형의 백라이트 장치(2a)의 구성에서는, 도광판(22)의 마주 보는 양 측면에 복수개의 LED(21)가 배치되어 있다. 도광판(22)은 복수의 블록(22a~22j)으로 분할되어 있다. 도광판(22)의 각각의 블록(22a~22j)에 대응하여 LED(21)도 각각 나누어지고, 블록(22a~22j)마다 LED(21)에 대한 통전 제어가 가능하게 되어 있다. 이에 의해 로컬 디밍 제어가 행하여진다. 특히, 상기 로컬 디밍 제어에서, 적색·청색·녹색의 각각의 색을 발광하는 3개의 LED를 접속하여 일체화한 LED를 이용하여, 각각의 색을 단독으로 영상 신호의 색에 맞춰 발광시키는 통전 제어는, 색 디밍 제어 기술로 불리운다.
도광판(22)은 투광성 부재로 구성된다. 투광성 부재의 예는, 메타크릴 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스터 수지, 환상 폴리올레핀 수지 등을 포함한다. 도광판(22)의 저면(底面)에는, 복수의 도시하지 않은 볼록조(凸條)가 서로 접하여 광 입사면에 평행하게 배열되어 있다. 이 볼록조의 크기를 점차 조정함으로써 출사면으로부터 출사되는 빛의 광량 분포가 조정된다. 이 볼록조의 단면 형상의 예는, 삼각형, 쐐기 형상, 그 밖의 다각형, 물결 형상, 반타원 형상 등을 포함한다. 여기서, 볼록조는, 광 입사면에서 떨어짐에 따라서 형성 간격을 좁히 도록 배열되는 것이 바람직하다. 또는, 광 입사면에서 떨어짐에 따라서 볼록조의 높이가 높아지는 것이 바람직하다. 또한, 광 입사면에서 떨어짐에 따라서 볼록조의 형상이 다르도록 볼록조가 형성되어 있어도 상관없다. 도광판(22)의 저면의 하방에, 도시하지 않은 반사 시트를 배치함으로써, 도광판(22)의 저면측으로부터 출사된 빛을, 도광판(22)의 출사면측에 반사시키도록 하여도 좋다.
LED(21)로부터의 빛은, 각 LED(21)에 대응하는 도광판(22)의 각 블록(22a~22j)의 측면으로부터 도광판 내로 입사하여, 도광판 내를 전반사를 반복하면서 진행하고, 상기 볼록조 구조에 의해, 순차적으로 출사면(상면)으로부터 출사된다. 각 블록(22a~22j)의 접촉 측면에서 빛은 전반사되기 때문에, 다른 블록으로 빛이 새어나가지 않는다.
또한, 본 발명에서 사용하는 백라이트 장치는, 도광판과 광원의 조합을 직렬로 배치한 이른바 탠덤형이어도 상관없다. 도 4는, 탠덤형의 백라이트 장치의 일례를 나타낸다. 도 4에 나타내는 탠덤형의 백라이트 장치(2b)는, 광원으로서의 LED(21)와, LED(21)에 대향하는 광 입사면을 갖는 도광판(23, 24)으로서, 광 입사면에서 떨어짐에 따라 두께가 얇아지는 쐐기 형상의 도광판(23, 24)과의 조합이, 직렬로 배치되어 이루어진다. 도 3에 나타낸 사이드 라이트형의 백라이트 장치의 경우와 같이, 도광판(23, 24)은 복수의 블록(23a~23c, 24a~24c)으로 분할되어 있다. 각각 블록(23a~23c, 24a~24c)에 대응하여 LED(21)도 각각 나누어지고, 블록(23a~23c, 24a~24c)마다 LED(21)에 대한 통전 제어가 가능하게 되어 있다. 이에 의해, 로컬 디밍 제어가 행하여진다.
이러한 탠덤형의 백라이트 장치(2b)에 의하면, 발광 면적을 크게 할 수 있음과 함께, LED(21)를 배치하기 위한 공간을 무리없이 확보할 수 있다. 도광판(23, 24)의 재질 및 구성 등의 예는 사이드 라이트형의 도광판과 마찬가지다.
이상, 설명한 각 백라이트 장치는, 광원으로서 LED를 이용하고 있었지만, 이에 한정되는 것이 아니다. 각 백라이트 장치는, 냉음극관 등 종래 공지된 광원도 이용할 수 있다. 단, 에너지 절감이나 장치의 박형화 등의 관점에서는 LED가 바람직하다. 각 백라이트 장치의 광원으로서는, 유기 EL(Electro-luminescence)로서의 저분자계 유기 발광 다이오드 또는 고분자계 유기 발광 다이오드가 사용되어도 좋다.
제 1 광 확산층(3)은, 보통 광 확산판(31)과 프리즘 시트(32)를 갖는다. 구체적으로는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 제 1 광 확산층(3)은 광 확산판(31)의 전면측에 프리즘 시트(32)가 설치된 구성이다. 광 확산판(31)의 기재(311)로서는, 폴리카보네이트, 메타크릴 수지, 메타크릴산 메틸-스타이렌 공중합체 수지, 아크릴로나이트릴-스타이렌 공중합체 수지, 메타크릴산-스타이렌 공중합체 수지, 폴리스타이렌, 폴리염화바이닐, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀, 환상 폴리올레핀, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스터계 수지, 폴리아마이드계 수지, 폴리알릴레이트, 폴리이미드 등이 사용될 수 있다. 또한, 기재(311)에 혼합 분산시키는 확산제(312)는, 기재(311)가 되는 재료와 굴절률이 다른 물질로 이루어지는 미립자이다. 확산제(312)의 구체예는, 기재의 재료와는 다른 종류의 아크릴 수지, 멜라민 수지, 폴리에틸렌, 폴리스타이렌, 유기 실리콘 수지, 아크릴-스타이렌 공중합체 등의 유기 미립자, 및 탄산칼슘, 실리카, 산화알루미늄, 탄산바륨, 황산바륨, 산화타이타늄, 유리 등의 무기 미립자 등을 포함하며, 이들 중의 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용한다. 또한, 유기 중합체의 벌룬이나 유리 중공(中空) 비드도 확산제(312)로서 사용할 수 있다. 확산제(312)의 평균 입경은 0.5㎛ 내지 30㎛의 범위가 적합하다. 또한, 확산제(312)의 형상은, 구 형상뿐만 아니라 편평한 형상, 판 형상, 바늘 형상이어도 좋다.
한편, 프리즘 시트(32)의 광 입사면은 평탄면이며, 프리즘 시트(32)의 광 출사면은, V자 형상의 직선 홈이 평행하게 배열 형성하여 이루어지는 프리즘 면으로 되어 있다. 프리즘 시트(32)의 재료의 예는, 폴리카보네이트 수지나 ABS 수지, 메타크릴 수지, 메타크릴산 메틸-스타이렌 공중합체 수지, 폴리스타이렌 수지, 아크릴로나이트릴-스타이렌 공중합체 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지 등을 포함한다. 프리즘 시트(32)의 제작 방법으로서는, 보통의 열가소성 수지의 성형법이 사용될 수 있다. 열가소성 수지의 성형법의 일례는, 금형을 이용한 열프레스 성형이다. 또는, 프리즘 시트(32)의 제작에는, 투명 기재 필름의 편면에, 자외선 경화성 수지와 금형을 이용하여 프리즘 층을 형성하는 포토폴리머법이 사용되어도 좋다. 프리즘 시트(32)에는 광 확산제가 분산되어도 좋다. 프리즘 시트(32)의 두께는, 보통 0.1 내지 15mm이며, 바람직하게는 0.5 내지 10mm이다.
광 확산판(31)과 프리즘 시트(32)는 일체로 성형되어도 좋고, 광 확산판(31)과 프리즘 시트(32)를 별도로 제작한 후 양자가 일체화되어도 좋다. 또한, 광 확산판(31)과 프리즘 시트(32)를 별도로 제작한 후 양자가 일체화되는 경우, 광 확산판(31)과 프리즘 시트(32)는, 그 사이에 공기층이나 접착제층 등의 다른 층을 개재시켜 일체화되어도 좋고, 다른 층을 개재시키지 않고서 양자가 일체화되어도 좋다.
제 1 광 확산층(3)의 다른 실시 태양으로서는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 광 편향 기능을 나타내는 프리즘 시트(32)에 확산제(312)를 분산 혼합시켜, 광 확산 기능도 나타내도록 한 것이어도 좋다.
제 1 광 확산층(3)을 통과한 빛의 배광 특성에 있어서, 액정셀(1)의 광 입사면의 법선에 대하여 70° 방향의 휘도 값이, 정면 휘도 값, 즉, 액정셀(1)의 광 입사면의 법선 방향의 휘도 값에 대하여 20% 이하인 것이 중요하다. 보다 바람직한 배광 특성은, 액정셀(1)의 광 입사면의 법선에 대하여 60°를 초과하는 빛이 없는 것 같은 배향 특성이다. 또한, 상기 제 1 광 확산층으로부터의 출사광은 비평행 광을 포함하는 것이 바람직하다.
보통, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제 1 광 확산층(3)의 배면과, 액정셀(1)의 광 입사면은 평행하게 배치되기 때문에, 액정셀(1)의 광 입사면의 법선에 대하여 70° 방향의 휘도 값이란, 예컨대, 도 7에 나타낸 바와 같이, 제 1 광 확산층(3)의 길이 방향을 x 방향으로 하고, 제 1 광 확산층(3)의 배면에 평행한 면을 xy 면으로 했을 때에, 이 xy 면에 대한 법선인 z 축에 대하여 70° 방향의 휘도 값이며, 바람직하게는, xz 면상에서 z 축과 이루어지는 각이 70°가 되는 방향의 휘도 값이다.
이와 같은 배광 특성은, 예컨대, 프리즘 시트(32)의 단면 삼각형의 프리즘 부분의 형상을 조정함으로써 실현될 수 있다. 단면 삼각형의 프리즘 부분의 꼭지각 θ(도 5에 도시)는, 60 내지 120°의 범위가 바람직하다. 프리즘 부의 단면 형상인 삼각형의 형상은, 등변, 부등변은 임의이다. 그러나, 액정셀(1)의 법선 방향으로 집광하고자 하면 이등변 삼각형이 바람직하고, 프리즘 시트(32)의 출사면측의 구조는, 꼭지각을 마주 보는 저변에 인접하여 이웃한 이등변 삼각형을 순차적으로 배치하여, 꼭지각의 열이 장축이 되어 서로 거의 평행하게 되도록 배열한 구조로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 집광 능력이 현저히 감퇴하지 않는 한, 꼭지각 및 저각이 곡율을 가져도 좋다. 꼭지각 사이의 거리 d(도 5에 도시)는, 보통 10㎛ 내지 500㎛의 범위이며, 바람직하게는 30㎛ 내지 200㎛의 범위이다.
여기서, 비평행 광이란, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제 1 광 확산층(3)의 입사면에서의 직경 1cm(0.01m)의 원 내에서 출사된 빛을, 상기 출사면의 법선 방향으로 1m 떨어진, 상기 출사면에 평행한 관찰면에서의 투영상으로서 관찰했을 때, 그 투영상의 면내 휘도 분포의 최소 반값 폭이 30cm(0.3m) 이상인 것 같은 사출 특성을 갖는 빛이다.
본 발명에서 사용하는 제 1 편광판(4)으로서는, 보통은, 편광자의 양면에 지지 필름을 접합한 것이 사용된다.
편광자의 예는, 폴리바이닐알코올계 수지, 폴리아세트산바이닐 수지, 에틸렌/아세트산바이닐(EVA) 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리에스터 수지 등의 편광자 기판에, 2색성 염료 또는 요오드를 흡착 배향시킨 것, 분자적으로 배향된 폴리바이닐알코올 필름 중에, 폴리바이닐알코올의 2색성 탈수 생성물(폴리바이닐렌)의 배향된 분자쇄를 함유하는 폴리바이닐알코올/폴리바이닐렌코폴리머 등을 포함한다. 특히, 폴리바이닐알코올계 수지의 편광자 기판에 2색성 염료 또는 요오드를 흡착 배향시킨 것이 편광자로서 적합하게 사용된다.
편광자의 두께에 특별히 한정은 없지만, 일반적으로는 편광판의 박형화 등을 목적으로, 100㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 내지 50㎛의 범위, 더욱 바람직하게는 25 내지 35㎛의 범위이다.
편광자를 지지·보호하는 지지 필름으로서는, 저복굴절성이고, 투명성이나 기계적 강도, 열 안정성이나 수분 차폐성 등이 우수한 폴리머로 이루어지는 필름이 바람직하다.
이러한 필름의 예는, 예컨대, TAC(트라이아세틸셀룰로스) 등의 셀룰로스아세테이트계 수지나 아크릴계 수지, 4불화 에틸렌/6불화 프로필렌계 공중합체와 같은 불소계 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스터계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리설폰계 수지, 폴리에터설폰계 수지, 폴리스타이렌계 수지, 폴리바이닐알코올계 수지, 폴리염화바이닐계 수지, 폴리올레핀 수지 또는 폴리아마이드계 수지 등의 수지를 필름 형상으로 성형 가공한 것을 포함한다.
이들 중에서도, 편광 특성이나 내구성 등의 점에서, 표면을 알칼리 등으로 비누화 처리한 트라이아세틸셀룰로스 필름이나 노보넨계 열가소성 수지 필름이 바람직하게 사용될 수 있다. 노보넨계 열가소성 수지 필름은, 필름이 열이나 습열로부터의 양호한 배리어가 되기 때문에 편광판(4)의 내구성이 대폭 향상됨과 함께, 흡습율이 적기 때문에 치수 안정성이 대폭 향상되고, 특히 적합하게 사용될 수 있다.
필름 형상으로의 성형 가공은, 캐스팅법, 캘린더법, 압출법이라고 한 종래 공지된 방법에 의해서 행할 수 있다. 지지 필름의 두께에 한정은 없지만, 편광판(4)의 박형화 등의 관점에서, 보통은 500㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 내지 300㎛의 범위, 더욱 바람직하게는 5 내지 150㎛의 범위이다.
제 2 광 확산층(5)은, 보통 제 2 편광판(51)과, 제 2 편광판(51)의 전측면에 설치된 광 확산막(52)으로 구성된다. 여기서 사용되는 제 2 편광판(51)은, 액정셀(1)의 배면측에 배치된 제 1 편광판(4)에 대응되는 것으로서, 제 1 편광판(4)에서 예시한 것이 여기서도 적합하게 사용될 수 있다. 단, 제 2 편광판(51)은, 그 편광면이 제 1 편광판(4)의 편광면과 직교하도록 배치되어 있다. 액정 표시 장치를 표준 흑색으로 하는 경우에는, 제 1 편광판과 제 2 편광판의 편광면이 평행하게 되도록 제 2 편광판(51)이 설치된다.
도 9에, 제 2 광 확산층(5)의 개설도를 나타낸다. 도 9(a)의 제 2 광 확산층(5)은, 도 1의 액정 표시 장치에 배치되어 있는 것으로서, 보통 미소한 충전재(522)를 분산시킨 수지 용액(521)을, 제 2 편광판(51) 상에 도포하여, 도포막 두께를 조정하여 충전재(522)가 도포막 표면에 나타나도록 하여, 미세한 요철을 기재 표면에 형성한 것이다.
광 확산막(52)의 표면에는, 보통 미세한 요철이 있다. 그러나, 미세한 요철은 없어도 좋다. 광 확산막(52)의 표면에 미세한 요철이 있는 경우는, 충전재(522)를 이용하지 않아도 좋다. 즉, 광 확산막(52)은, 내부 확산(내부 헤이즈)에만 의하여 광 확산을 실현하여도 좋고, 내부 확산(내부 헤이즈)과 표면 확산(외부 헤이즈·요철)의 양쪽에 의해서 광 확산을 실현하여도 좋고, 표면 확산(외부 헤이즈·요철)에만 의하여 광 확산을 실현하여도 좋다.
도 9(b)는, 충전재(522)가 기재 필름(523)의 표면에 노출되지 않도록 한 제 2 광 확산층(5)의 예를 나타낸다. 광 확산막(52)으로서의 기재 필름(523)이 제작되는 경우에는, 기재 필름(523)과 제 2 편광판(51)을 접합하는 것에 의해 제 2 광 확산층(5)을 구성한다. 기재 필름(523)과 제 2 편광판(51)의 접합에서, 기재 필름(523)과 제 2 편광판(51)은, 접착제층을 개재시키지 않고서 직접 접촉하는 것이 바람직하다.
또한, 광 확산막(52)의 구조는, 예컨대 도 9(c), (d), (e)에 나타낸 바와 같이, 충전재(522)를 기재 필름(523) 중에 분산 혼합시킴과 함께, 기재 필름(523)의 표면에 미세한 요철을 형성한 구조로 하여도 좋다. 도 9(c)의 광 확산막(52)은, 충전재(522)를 분산 혼합한 기재 필름(523)의 표면에, 샌드 블라스트 등에 의해서 미세한 요철을 형성한 것이다. 도 9(d)의 광 확산막(52)은, 충전재(522)를 분산 혼합한 기재 필름(523a)에, 미세한 요철이 표면에 형성된 기재 필름(523b)을 접합한 것이다. 도 9(e)의 광 확산막(52)은, 충전재(522)를 분산 혼합하고, 또한 그 표면에 미세한 요철이 형성된 기재 필름(523b)을, 기재 필름(523a)에 접합한 것이다. 도 9(f)에 나타낸 바와 같이, 광 확산막(52)은, 충전재를 이용하지 않고, 기재 필름(523)의 표면에 미세한 요철을 형성한 구조여도 좋다. 제 2 편광판(51)으로서는, 보통은 편광자의 양면에 지지 필름을 접합한 것이 사용되기 때문에, 도 9(e) 및 도 9(f)의 기재 필름(523a)으로서, 편광자의 지지 필름이 사용되어도 상관없다.
이러한 구성의 광 확산막(52)의 광 확산 특성은, 광 확산막(52)의 배면의 법선 방향으로부터 입사되는 파장 543.5nm의 레이저 광의 강도 L1에 대한, 광 확산막(52)의 배면의 법선 방향에 대하여 40° 기울어진 방향으로 출사되는 레이저 광의 광 확산막(52)의 전면으로부터 280nm의 위치에서의 강도 L2의 비 L2/L1(상대 강도)가 0.0002% 이상(바람직하게는, 0.001% 이하)이다.
즉, 도 10을 참조하면, 제 2 광 확산층의 광 확산막(52)의 배면에서, 광 확산막(52)의 법선(93) 방향에 파장이 543.5nm이며 강도가 L1인 레이저 광(He-Ne 레이저의 평행 광)이 입사되어, 광 확산막(52)측의 법선(92) 방향으로부터 θ(출사 각도)=40° 기울어진 방향으로 출사되는 레이저 광의 광 확산막(52)의 전면으로부터 280nm의 위치에서의 강도 L2를 측정함으로써 얻어지는 상대 강도 L2/L1이 0.0002% 이상(바람직하게는 0.001% 이하)로 되는 광 확산 특성을 광 확산막(52)은 갖는다. 출사하는 레이저 광의 강도의 측정 방향인 광 확산막(52)측의 법선(92) 방향으로부터 40° 기울어진 방향은, 광 확산막(52)의 법선(법선(92 및 93)) 방향을 포함하는 평면 내에서의 1방향이다.
이에 의해, 액정셀(1)로부터 전면측으로 투과하는 빛이 전방 산란되고, 정면 방향의 투과광의 화상의 선명성이 높게 유지된 채로, 경사 방향에서 보았을 때의 화상의 착색이 억제되고 시야각이 넓게 된다.
광 확산막(52)의 광 확산 특성을 상기한 바와 같이 제어하기 위해서는, 예컨대, 충전재(522)가 분산 혼합된 경우에는, 충전재(522)의 형상·입경·첨가량, 그리고 충전재(522)와 광 확산막의 기재 필름(523)의 굴절률차 등이 조정되면 좋다. 충전재(522)가 사용되고 있지 않은 경우는, 광 확산막(52)의 재질이나 표면의 요철의 형상 등을 조정하면 좋다. 보통, 액정셀(1)의 광 출사면과, 광 확산막의 배면은 평행하게 배치된다.
광 확산막(52)의 기재 필름(523)의 예는, TAC(트라이아세틸셀룰로스) 등의 셀룰로스아세테이트계 수지나 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스터계 수지 등을 포함한다.
충전재(522)의 예는, 기재 필름(523)과 굴절률이 다른 재질로 이루어지는 미립자로서, 예컨대, 아크릴 수지, 멜라민 수지, 폴리에틸렌, 폴리스타이렌, 유기 실리콘 수지, 아크릴-스타이렌 공중합체 등의 유기 미립자, 및 탄산칼슘, 실리카, 산화알루미늄, 탄산바륨, 황산바륨, 산화타이타늄, 유리 등의 무기 미립자 등을 포함하며, 이들 중의 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용한다.
또한, 유기 중합체의 벌룬이나 유리 중공 비드도 사용할 수 있다. 충전재(522)의 평균 입경은 1㎛ 내지 25㎛의 범위가 적합하다. 충전재(522)의 형상은, 구 형상, 편평한 형상, 판 형상, 바늘 형상 등 어느 것이어도 좋지만, 특히 구 형상이 바람직하다.
이하, 광 확산막(52)의 배면의 법선 방향에서 레이저 광이 입사되었을 때, 광 확산막(52)으로부터 출사되는 레이저 광(파장 543.5nm)의 상대 강도의 측정 방법이 설명된다. 「광 확산막(52)의 배면의 법선 방향」이란, 광 확산막(52)의 평탄한 배면에 대한 법선 방향을 말하며, 광 확산막(52)이 도 9의 (b) 내지 (f)와 같이 기재 필름(523, 523a, 523b)을 갖는 경우에는, 기재 필름(523)의 법선과 겹치는 방향을 말한다.
도 10은, 광 확산막(52)의 배면의 법선 방향으로부터 레이저 광이 입사되고, 광 확산막으로부터 출사되는 레이저 광의 상대 강도가 측정될 때, 레이저 광의 입사 방향과 출사 방향를 모식적으로 나타낸 사시도이다. 도 10에서, 광 확산막(91)의 배면측(광 확산막(91)의 하방측)으로부터 그의 법선 방향(92)으로 입사된 레이저 광(93)에 대하여, 이의 법선 방향(92)으로부터 각도 θ의 방향으로 출사되는 레이저 광(94)의 강도가 측정된다. 각각의 각도에서의 측정 강도를 입사된 레이저 광의 강도로 나눈 것이 상대 강도이다. 출사광(94)과, 법선 방향(92)과, 광 확산막(52)의 배면측으로부터 입사된 빛(93)은, 모두 동일 평면(도 10에서의 평면(95)) 상이 되도록 측정된다.
다음으로, 이렇게 하여 측정되는 상대 강도를 각도에 대하여 플롯팅함으로써, 광 확산막(52)의 배면의 법선 방향에 대하여 40° 기울어진 방향으로 출사되는 레이저 광의 상대 강도가 구해진다. 도 11은, 광 확산막(52)으로부터 출사되는 레이저 광의 상대 강도가 광 출사 각도에 대하여 플롯팅된 그래프의 일례이다. 이 그래프에 나타낸 것과 같이 상대 강도는 광 출사 각도가 0°, 즉 광 확산막(52)의 배면의 법선 방향(92)이 피크이며, 이 법선 방향(92)으로부터 각도가 어긋날수록 상대 강도는 저하되는 경향이 있다. 도 11에 나타내는 예에서는, 광 확산막(52)의 배면의 법선 방향에 대하여 40° 기울어진 방향으로 출사되는 레이저 광의 상대 강도는 0.00047%인 것을 알 수 있다.
도 12에, 본 발명의 액정 표시 장치의 다른 실시 형태를 나타낸다. 도 12의 액정 표시 장치가 도 1의 액정 표시 장치와 다른 점은, 제 1 편광판(4)과 액정셀(1) 사이에 위상차 판(6)이 배치되었다는 점이다. 이 위상차 판(6)은, 액정셀(1)의 표면에 대하여 수직 방향으로 위상차가 거의 0인 것이며, 바로 정면으로부터는 아무런 광학적인 작용을 끼치지 않고, 경사로부터 보았을 때에 위상차가 발현하여, 액정셀(1)에서 생기는 위상차를 보상하려고 하는 것이다. 이에 의해서, 보다 넓은 시야각이 얻어지고, 보다 우수한 표시 품위 및 색 재현성이 얻어지게 된다. 위상차 판(6)은, 제 1 편광판(4)과 액정셀(1) 사이 및 제 2 광 확산층(5)과 액정셀(1) 사이의 한쪽 또는 양쪽에 배치할 수 있다.
위상차 판(6)의 예는, 폴리카보네이트 수지나 환상 올레핀계 중합체 수지를 필름으로 하고, 이 필름을 추가로 2축 연신한 것이나, 액정성 모노머를 광 중합 반응에서 분자 배열을 고정화한 것 등을 포함한다. 위상차 판(6)은, 액정의 배열을 광학적으로 보상하는 것이다. 그 때문에, 위상차 판(6)으로서는, 액정 배열과 역의 굴절률 특성을 갖는 것이 사용된다. 구체적으로는 TN 모드의 액정 표시 셀에는, 예컨대 「WV 필름」(후지필름사제), STN 모드의 액정 표시 셀에는, 예컨대 「LC 필름」(신니폰석유사제), IPS 모드의 액정셀에는, 예컨대 2축성 위상차 필름, VA 모드의 액정셀에는, 예컨대 A 플레이트 및 C 플레이트를 조합시킨 위상차 판, 2축성 위상차 필름, π셀 모드의 액정셀에는 예컨대 「OCB용 WV필름」(후지필름사제) 등이 적합하게 사용된다.
실시예
[제 1 광 확산층의 제조예]
(1) 광 확산판의 제작
스타이렌-메타크릴산 메틸 공중합체 수지(굴절률 1.57) 74.5질량부, 가교 폴리메타크릴산 메틸 수지 입자(굴절률 1.49, 중량 평균 입자 직경 30㎛)를 25질량부, 벤조트라이아졸계 자외선 흡수제(스미토모화학주식회사제의 「스미소브200」) 0.5질량부, 힌더드 페놀계 산화 방지제(열 안정제)(치바스페셜티케미컬주식회사제의 「IRGANOX1010」) 0.2질량부가 헨셀 믹서로 혼합된 후, 제 2 압출기로 용융 혼련되어, 피드 블록에 공급되었다.
한편, 스타이렌 수지(굴절률 1.59) 99.5질량부, 벤조트라이아졸계 자외선 흡수제(스미토모화학주식회사제의 「스미소브200」) 0.07질량부, 광 안정제(치바스페셜티케미컬주식회사제의 「티누빈770」) 0.13질량부가 헨셀 믹서로 혼합된 후, 가교 실록산계 수지 입자(도레다우코닝실리콘주식회사제의 「트레필 DY33-719」, 굴절률 1.42, 중량 평균 입자 직경 2㎛)와 함께, 제 1 압출기로 용융 혼련되어, 피드 블록에 공급되었다. 가교 실록산계 수지 입자의 첨가량을 조절하는 것으로, 확산판의 전광선 투과율 Tt가 조절됨으로써, 전광선 투과율 Tt가 65%인 광 확산판이 제작되었다.
상기 광 확산판의 제작에서는, 상기 제 1 압출기로부터 피드 블록에 공급되는 수지가 중간층(기층)이 되고, 상기 제 2 압출기로부터 피드 블록에 공급되는 수지가 표층(양면)이 되도록 공압출 성형이 행해짐으로써, 두께 2mm(중간층 1.90mm, 표층 0.05mm×2)의 3층으로 이루어지는 적층판으로서의 광 확산판이 제작되었다. 또한, 전광선 투과율 Tt는 JIS K 7361에 준거하여, 헤이즈 투과율계(무라카미색채기술연구소제 HR-100)를 이용하여 측정되었다.
(2) 프리즘 시트(광 편향 구조판)의 제작
스타이렌 수지(굴절률 1.59)를 프레스 성형하는 것으로 두께 1mm의 평판이 제작되었다. 또한, 꼭지각 θ(도 5에 도시)가 95°, 꼭지각 사이의 거리 d(도 5에 도시)가 50㎛인 이등변 삼각형의 단면을 갖는 V자 형상의 직선 홈이 평행하게 배열 형성되어 있는 금속제 금형을 이용하여, 상기 스타이렌 수지판을 재(再)프레스 성형함으로써 프리즘 시트가 제작되었다.
[제 2 광 확산층용 광 확산막의 제조예]
(1) 경면 금속제 롤의 제작
직경 200mm의 철 롤(JIS에 의한 STKM13A)의 표면에 공업용 크로뮴 도금 가공을 행하고, 이어서 표면을 경면 연마하여 경면 금속제 롤이 제작되었다. 수득된 경면 금속제 롤의 크로뮴 도금 면의 비커스(Vickers) 경도는 1000이었다. 비커스 경도는, 초음파 경도계 MIC10(Krautkramer사제)을 이용하여, JIS Z 2244에 준거하여 측정되었다(이하의 예에서도 비커스 경도의 측정법과 동일).
(2) 광 확산 필름의 제작
펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트 60중량부, 및 다작용 우레탄화 아크릴레이트(헥사메틸렌 다이아이소사이아네이트와 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트의 반응 생성물) 40중량부를 프로필렌글라이콜 모노메틸에터 용액에 혼합하여, 고형분 농도가 60중량%가 되도록 조정하여 자외선 경화성 수지 조성물이 얻어졌다. 상기 조성물로부터 프로필렌글라이콜 모노메틸에터를 제거하고 자외선 경화한 후의 경화물의 굴절률은 1.53이었다.
다음으로, 상기 자외선 경화성 수지 조성물의 고형분 100중량부에 대하여, 제 1 투광성 미립자로서 중량 평균 입경이 3.0㎛이며 표준 편차가 0.39㎛인 폴리스타이렌계 입자를 17.2중량부, 제 2 투광성 미립자로서 중량 평균 입경이 7.2㎛이며 표준 편차가 0.73㎛인 폴리스타이렌계 입자를 25.8중량부, 및 광중합 개시제인 「루시린 TPO」(BASF사제, 화학명: 2,4,6-트라이메틸벤조일다이페닐포스핀옥사이드)를 5중량부 첨가하고, 고형분율이 60중량%가 되도록 프로필렌글라이콜 모노메틸에터로 희석함으로써 도포액이 조제되었다.
상기 도포액은, 두께 80㎛의 트라이아세틸셀룰로스(TAC) 필름(기재 필름) 상에 도포되고, 도포액이 도포된 기재 필름은 80℃로 설정된 건조기 중에서 1분간 건조되었다. 건조 후의 기재 필름은, 상기 (1)에서 제작한 경면 금속제 롤의 경면에, 자외선 경화성 수지 조성물층이 롤측이 되도록 고무 롤로 밀어붙여 밀착시켰다. 이 상태로 기재 필름측으로부터, 강도 20mW/cm2의 고압 수은등으로부터의 빛을 h선 환산 광량으로 300mJ/cm2이 되도록 조사하여, 자외선 경화성 수지 조성물층을 경화시켜, 평탄한 표면을 갖는 광 확산층과 기재 필름으로 이루어지는, 도 9(b)에 나타내는 구조의 광 확산 필름이 얻어졌다.
(3) 광 확산막의 광 확산 특성의 측정
광학적으로 투명한 점착제에 의해, (2)에서 수득된 광 확산 필름의 기재 필름측에, 유리 기판을 접합함으로써 제작된 측정용 샘플을 이용하여, 광 확산 특성의 측정이 행하여졌다. 측정용 샘플의 유리 기판면측으로부터, 광 확산 필름의 법선 방향으로 He-Ne 레이저의 평행 광(파장 543.5nm)이 입사되고, 광 확산막측의 법선 방향에서 40° 기울어진 방향으로 출사하는 레이저 광의 강도 L2가 측정되어, 출사된 레이저 광의 강도 L2를 광원의 광 강도 L1로 나눈 값(상대 강도 L2/L1)이 산출되었다. 측정에는, 요코가와전기주식회사제의 「3292 03 옵티컬 파워 센서」 및 동일 회사제의 「3292 옵티컬 파워 미터」가 사용되었다.
이 측정을 행한 후, He-Ne 레이저를 조사하는 광원은, 유리 기판으로부터 430nm의 위치에 배치되었다. 수광기(受光器)인 파워 미터는 레이저 광의 출사점으로부터 280nm의 위치에 배치되고, 이 파워 미터를 상기 소정 각도가 되도록 움직여, 출사되는 레이저 광의 강도가 측정되었다.
또한, 광 확산 필름에 조사된 레이저 광의 강도, 즉, 상기 광원으로부터 조사된 레이저 광의 강도는, 광 확산막을 접합한 유리 기판을 설치하지 않고서, 상기 광원으로부터 직접 상기 파워 미터에 입사된 빛의 강도를 측정함으로써 구해졌다. 상기 강도의 측정은, 상기 광원으로부터 710nm(=430nm+280nm)의 위치에 상기 파워 미터를 배치함으로써 행해졌다.
도 11은, 광 확산막의 광 확산 특성의 측정 결과를 나타낸다. 도 11에 나타낸 결과로부터, 광 확산막(52)의 배면의 법선 방향에 대하여 40° 기울어진 방향으로 출사되는 레이저 광의 상대 강도는 0.0047%였다.
(실시예 1)
광원에 직하형의 백색 LED 백라이트가 사용된 VA 모드의 TOSHIBA사제 46형 액정 텔레비젼 46ZX8000의 백라이트 시스템으로서, 상기 제작한 광 확산판의 전면에, 상기 제작한 꼭지각 95°인 프리즘 시트 2장을 각각 백라이트의 단변과 장변에 평행하게, 또한 프리즘 시트의 홈끼리 직각이 되도록 배치하여 백라이트 시스템이 제작되고, 블록마다 하기의 배광 특성이 측정되었다.
(배광 특성)
도 13(a)에 나타낸 바와 같이, 블록에 번호가 할당되어 있다고 하면, 중심의 블록(B0)만이 백색 표시로 되고, 남은 블록(B1 내지 B12)이 전부 흑색 표시로 설정되었다. 그리고, 블록(B1 내지 B12)의 각각에 대하여, 동일 도면 (b)에 나타내는 법선 방향으로부터의 시각이 0°, 30°, 70°인 경우, 블록의 중심의 바로 위를 기준 방향으로 하여, 동일 도면 (c)에 나타내는 방위각 45° 및 방위각 135°의 휘도가 각각 측정되었다. 휘도 측정은, TOPCON사제 「BM-5」를 이용하여 행해졌다. 도 14 내지 도 18은 측정 결과를 나타내고 있다.
(비교예 1)
시판되고 있는 VA 모드의 TOSHIBA사제 46형 액정 텔레비젼 46ZX8000(램프측에서, 확산판, 확산 필름 2장, D-BEF의 구성)의 것을 이용하여, 실시예 1과 같은 측정이 행하여졌다. 도 14 내지 도 18은 그 결과도 나타내고 있다.
도 14 내지 도 18로부터 분명한 것과 같이, 실시예 1 및 비교예 1의 백라이트 시스템의 어느 것에서도, 블록 0의 백색 표시에 가까운 블록일수록 광 누출이 생기고, 또한 시각이 클수록, 광 누출이 많아지고 있었다. 그러나, 비교예 1과 비교하여, 실시예 1의 광 누출이 현저히 개선되어 있었다.
본 발명의 액정 표시 장치에서는, 넓은 시야각, 높은 표시 품위 및 우수한 콘트라스트가 얻어진다. 또한, 위상차 판을 이용하지 않아도 시야각의 확대가 도모되어, 부품 수를 감소시킬 수 있다.
1: 액정셀
2, 2a, 2b: 백라이트 장치
3: 제 1 광 확산층
4: 제 1 편광판
5: 제 2 광 확산층
6: 위상차 판
21: LED
31: 광 확산판
32: 프리즘 시트(광 편향 구조판)
51: 제 2 편광판
52: 광 확산막
522: 충전재

Claims (10)

  1. 한 쌍의 기판 사이에 액정층이 설치되어 이루어지는 액정셀과,
    액정셀의 배면측에 설치된 백라이트 장치와,
    백라이트 장치와 액정셀 사이에 배치된 제 1 광 확산층과,
    제 1 광 확산층과 액정셀 사이에 배치된 제 1 편광판과,
    액정셀의 전면측에 배치된 제 2 광 확산층
    을 구비하고,
    상기 제 1 광 확산층은, 광 확산 기능과 광 편향 기능의 양 기능 또는 어느 하나의 기능을 갖고, 상기 제 1 광 확산층으로부터의 출사광은, 액정셀의 광 입사면의 법선에 대하여 70° 방향의 휘도 값이 상기 법선 방향의 휘도 값에 대하여 20% 이하인 배광 특성을 갖고,
    상기 제 2 광 확산층은, 제 2 편광판과, 제 2 편광판의 전면(前面)측에 설치된 광 확산막으로 구성되며,
    상기 백라이트 장치는 복수의 영역으로 분할되고 각 영역마다 휘도의 제어가 가능한, 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트 장치가 상기 복수의 영역에 대응하여 각각 설치되는 LED를 구비하는, 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 광 확산층으로부터의 출사광이 비평행 광을 포함하는, 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 광 확산층이 광 확산 기능과 광 편향 기능의 양 기능을 갖는, 액정 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 광 확산층은, 상기 광 확산 기능을 나타내는 광 확산판과, 상기 광 편향 기능을 나타내는 광 편향 구조판을 갖고, 상기 광 확산판의 전면측에 상기 광 편향 구조판이 설치된 구성인, 액정 표시 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정셀이 TN 방식 액정셀, IPS 방식 액정셀, 및 VA 방식 액정셀 중 어느 하나인, 액정 표시 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정셀의 배면측 및/또는 전면측에 위상차 판이 추가로 배치된, 액정 표시 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    위상차 판을 구비하지 않는, 액정 표시 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정셀이 TN 방식 액정셀이며, 또한 위상차 판을 구비하지 않는 액정 표시 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 확산막은, 상기 광 확산막의 배면의 법선 방향으로부터 입사하는 파장 543.5nm의 레이저 광의 강도에 대한, 상기 광 확산막의 배면의 법선 방향에 대하여 40° 기울어진 방향으로 출사하는 레이저 광의 상기 광 확산막의 전면으로부터 280nm의 위치에서의 상대 강도가 0.0002% 이상인 광 확산 특성을 갖는, 액정 표시 장치.
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