(57)【要約】【課題】光拡散基層の各凹部または凸部を、所望の傾斜角度を有する形状に容易に形成する。【解決手段】基板２の一面に隔壁により構成された液滴境界枠６を複数配設し、液滴境界枠６のうち隣接する各液滴境界枠６の内部における基板２の表面に異なる界面活性剤を塗布してそれぞれ高疎水性界面活性層９または高親水性界面活性層１０を形成し、各高疎水性界面活性層９および高親水性界面活性層１０の表面に固化されたインク液滴によって凹部１７または凸部１４を形成する。【選択図】            図１
2004302227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一面における所定の部分が界面活性剤によって改質され、前記基板における改質された部分に所定量の固化されたインク液滴によって構成される複数の凹部または凸部が形成されていることを特徴とする光拡散基層。
【請求項２】
前記基板の一面に隔壁により構成された液滴境界枠が複数配設されており、前記液滴境界枠の内部における前記基板の表面が界面活性剤によって改質されている請求項１に記載の光拡散基層。
【請求項３】
前記各液滴境界枠のうち隣接する前記各液滴境界枠の内部の表面が、異なる界面活性剤によって改質されている請求項２に記載の光拡散基層。
【請求項４】
前記異なる界面活性剤が、親水性を有する界面活性剤および疎水性を有する界面活性剤とされている請求項３に記載の光拡散基層。
【請求項５】
前記各液滴境界枠の各隔壁の側面が、前記各液滴境界枠の内部における前記基板の一面を改質するために用いられた前記界面活性剤とは異なる界面活性剤によって改質されている請求項２乃至４のいずれか１項に記載の光拡散基層。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照射された光の反射光を任意の方向に拡散させる光拡散層を構成する光拡散基層に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特定の図形や文字等の画像を表示するための液晶表示装置がコンピュータや携帯電話等の表示装置として多く用いられている。また、このような液晶表示装置のうち、光源を必要とせず太陽光や室内灯等の外光を反射させこの反射光を用いて表示を行う反射型または半透過型の液晶表示装置が知られている。
【０００３】
この反射型または半透過型の液晶表示装置は、例えば中間に液晶を充填した一対の基板に相互に対向するように複数の電極が配設された液晶表示パネルを有し、この液晶表示パネルにおける前記一対の基板のうち反視認側の基板における視認側の面には、表面に凹凸形状が形成された光拡散基層が配設されている。また、この光拡散基層の視認側の面には、前記外光を液晶表示装置における視認側に反射する反射膜が配設され、これにより光拡散層が構成されている。
【０００４】
ここで、一般に前述の液晶表示装置においては、外光の大部分が前記光拡散層の視認側の面において外光の入射角に対して正規反射角をもって反射されるので、正規反射角において最大の輝度を得ることができる。しかしながら、前記外光の一部が前記液晶表示装置の視認側の面において正規反射角をもって表面反射されてしまう。このため、前記液晶表示装置によれば、光拡散層による反射光によって最大の輝度が得られることにより明るく良好な表示を行うことができる正規反射角において、表面反射により生じる反射光の写り込み等の弊害によって良好な表示を行うことができなかった。このような理由等から、近年液晶表示装置において、正規反射角とは異なる角度において明るく良好な表示を行いたいという要望が高まっている。
【０００５】
そして、液晶表示装置において正規反射角とは異なる角度において明るく良好な表示を行うためには、光拡散基層における各凹部または凸部の傾斜角度を所望の角度に設定し、外光を前記各凹部および各凸部によって様々な角度に拡散させることによって、前記正規反射角とは異なる角度において明るく良好な表示を行うことが考えられている。
【０００６】
このような光拡散基層の凹凸形状を所望の傾斜角度となるように形成するには、従来より例えばフォトマスクを用いて感光性樹脂膜を露光した後、現像して、前記感光性樹脂材料の表面に複数の凹凸形状を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００３−０４３２１７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の光拡散基層の製造方法によって前記光拡散基層の各凹部および凸部の形状を所望の形状となるように形成するには、前記感光性樹脂膜とフォトマスクとのプロキシミティギャップや、紫外線等の露光量、フォトリソ法を行う温度、時間、その他プリベークの温度、時間等種々の条件を調整しながら各凸部を形成する必要がある。このため、前記光拡散基層の製造において前述した種々の条件を全て管理するのは手間がかかり、この結果各凹凸形状の傾斜角度を外光の大部分が正規反射角とは異なる角度に誘導されるような所定の角度に設定することは困難であった。
【０００９】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、各凹部または凸部を、所望の傾斜角度を有する形状に容易に形成することができる光拡散基層を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る光拡散基層は、基板の一面における所定の部分が界面活性剤によって改質され、前記基板における改質された部分に所定量の固化されたインク液滴によって構成される複数の凹部または凸部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
ここで、本発明においてインク液滴は記録媒体に記録を行うために使用されるインクに限定されず、種々の液体を用いることができる。
【００１２】
この請求項１に記載の発明によれば、基板の一面における所定の部分を界面活性剤を用いて改質し、この改質された基板の一面に所定量のインク液を滴下し、滴下されたインク液により構成されるインク液滴を固化させることによって、容易に基板の一面に複数の凹部または凸部を形成することができる。そして、滴下されるインク液の量を調整することにより、前記凹部または凸部の傾斜角度等を容易に変更することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明に係る光拡散基層は、前記基板の一面に隔壁により構成された液滴境界枠が複数配設されており、前記液滴境界枠の内部における前記基板の表面が界面活性剤によって改質されていることを特徴とする。
【００１４】
この請求項２に記載の発明によれば、前記光拡散基層の製造工程において、前記隔壁によって滴下されたインク液滴が隣接する各インク液滴と合体してしまうことを防止することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明に係る光拡散基層は、前記各液滴境界枠のうち隣接する液滴境界枠の内部における表面が、異なる界面活性剤によって改質されていることを特徴とする。
【００１６】
この請求項３に記載の発明によれば、異なる界面活性剤によって基板の一面を改質することによって、隣接する各液滴境界枠において容易に異なる形状の凹部または凸部を形成することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明に係る光拡散基層は、前記異なる界面活性剤が、親水性を有する界面活性剤および疎水性を有する界面活性剤とされていることを特徴とする。
【００１８】
この請求項４に記載の発明によれば、親水性を有する界面活性剤によって改質された各液滴境界枠の一面に滴下されたインク液滴は、前記親水性を有する界面活性剤の性質によって前記各液滴境界枠の内部における基板の表面において弾かれるとともに前記各インク液の表面張力によって断面形状が略凸形状の凸部を構成することができる。一方、疎水性を有する界面活性剤によって改質された各液滴境界枠の一面に滴下された各インク液滴は、前記疎水性を有する界面活性剤の性質によって前記各液滴境界枠の内部における基板の表面において濡れ広がるとともに断面形状が略凹形状の凹部を構成することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明に係る光拡散基層は、前記各液滴境界枠の各隔壁の側面が、前記各液滴境界枠の内部における前記基板の表面を改質するために用いられた界面活性剤とは異なる界面活性剤によって改質されていることを特徴とする。
【００２０】
この請求項５に記載の発明によれば、前記隔壁における前記各側面を改質するために用いられた界面活性剤の性質によって、前記各インク液滴によってより所望の凹部または凸部に形成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光拡散基層の実施形態を図１から図３を参照して説明する。ここで、本実施形態においては、前記光拡散基層を液晶表示装置に用いる場合について説明し、液晶表示装置における視認側を表側とする。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る光拡散基層を示す模式的断面図であり、図１に示すように、前記光拡散基層１は、基板２を備えている。この基板２は、樹脂材料により構成してもよいし、または図２に示す液晶表示パネル３を構成する一対の透明基板４ａ，４ｂのうち裏側の透明基板４ｂを用いてもよい。
【００２３】
この基板２における表面には、図１および図３に示すように、複数の液滴境界枠６を構成する例えば平面形状が格子状に形成された感光性樹脂材料等からなる隔壁７が配設されている。
【００２４】
また、前記基板２の表面における前記各液滴境界枠６のうち隣接しない１つおきの各液滴境界枠６の内部には、例えばＨＬＢ（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌ  Ｌｙｏｐｈｉｌｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）の値が高い親水性を有するノニオン系、アニオン系の親水基を有する化合物等の界面活性剤を塗布することにより高親水性界面活性層１０が形成されている。これにより、前記基板２の表面は親水性を有するように改質されている。さらに、前記基板２の表面における前記各液滴境界枠６のうち前記高親水性界面活性層１０が形成された各液滴境界枠６に隣接する各液滴境界枠６の内部には、ＨＬＢの値が低く疎水性を有するシリコーン化合物や含フッ素化合物等の界面活性剤を塗布することにより高疎水性界面活性層９が形成されている。これにより、前記基板２の表面は疎水性を有するように改質されている。さらにまた、前記高親水性界面活性層１０が形成された各液滴境界枠６における隔壁７の各側面には、疎水性を有する界面活性剤を塗布することにより高疎水性界面活性層１１が形成されている。これにより、隔壁７の各側面は疎水性を有するように改質されている。また、前記高疎水性界面活性層９が形成された各液滴境界枠６における隔壁７の各側面には、親水性を有する界面活性剤を塗布することにより高親水性界面活性層を形成してもよい。これにより、隔壁７の各側面は親水性を有するように改質されている。
【００２５】
なお、本実施形態においては隣接する各液滴境界枠６の内部における基板２の表面の性質を異ならせるため、それぞれ高親水性界面活性層１０および高疎水性界面活性層９を形成しているが、これに限定されるものではない。例えば、前記高親水性界面活性層１０を形成する代わりに前記基板２の表面に低波長の紫外線を照射することにより、前記基板２の表面を親水性を有するように改質してもよい。
【００２６】
また、前記各高親水性界面活性層１０および前記各高疎水性界面活性層９の表面には、それぞれ所定量のインク液が滴下されてインク液滴が形成されており、これらインク液滴は、加熱したり光を照射することにより固化されている。これら各インク液滴のうち前記各高疎水性界面活性層９の表面に配置されたインク液滴は、前記各高疎水性界面活性層９が有する高い疎水性によりそれぞれ各液滴境界枠６の内部において濡れ広がるとともに前記インク液の表面張力によって断面形状が略凸形状となる凸部１４を形成する。一方、前記各高親水性界面活性層１０の表面に配置されたインク液滴は、前記各親水性界面活性層１０が有する高い親水性により前記各高親水性界面活性層１０の表面においてはじかれるとともに、前記各隔壁７の各側面の高疎水性界面活性層１１の性質により前記インク液滴の周辺部分が前記各側面に沿って表側方向に上昇し、断面形状が略凹形状の凹部１７を形成する。これにより、隣接する各液滴境界枠６において形状の異なる凸部１４または凹部１７が形成されている。また、滴下されるインク液の量を調整することにより、前記各凹部１７および前記各凸部１４の傾斜角度等の形状を設定することができるようになっている。なお、前記インク液に界面活性剤を混入させて表面張力を低下させることにより、前記各凹部１７および前記各凸部１４の傾斜角度等を調整するようにしてもよい。
【００２７】
次に、前記光拡散基層１が液晶表示装置１９における液晶表示パネル３の内部に配設される場合の一例について説明する。
【００２８】
この光拡散基層１は、前記裏側の透明基板４ｂを基板２として構成されている。また、これら各凹部１７および前記各凸部１４の表面には、金属薄膜等によって反射膜２０が配設されており、この光拡散基層１および前記反射膜２０によって光拡散層２５が構成されている。また、この光拡散層２５の表面には、カラーフィルタ層２１が配設されており、前記各カラーフィルタ層の表面には、平滑化層２２が配設されている。さらに、この平滑化層２２の表面には、図示しない複数の透明電極および配向膜が順次配設されている。さらに、一対の透明基板４ａ、４ｂのうち表側の透明基板４ａにおける前記裏側の透明基板４ｂに対向する面には、図示しない複数の透明電極および配向膜が順次配設されている。そして、これら各透明基板４ａ、４ｂの相互に対する面の周辺部分にはシール材２３が配設されていおり、このシール材２３の内部には、液晶２４および複数のスペーサ（図示せず）が封入されて、液晶表示パネル３を構成するようになっている。
【００２９】
そして、このような液晶表示装置１９においては、外光が液晶表示パネル３の透明基板４ａの側より入射されると、この外光を前記光拡散基層１における各凹部１７の上に配設されている前記反射膜２０によって液晶表示装置１９の表側に反射するようになっている。
【００３０】
次に、前記光拡散基層１の製造方法について説明する。
【００３１】
まず、基板２の表面に感光性樹脂材料を塗布し、フォトリソ法等を用いて平面形状が格子状の隔壁７を形成し、複数の液滴境界枠６を構成する。
【００３２】
続いて、前記基板２の表面における隣接しない１つおきの液滴境界枠６内に高い疎水性を有する界面活性剤を塗布し、前記基板２の表面に高疎水性界面活性層９を形成する。また、前記高疎水性界面活性層９が形成された各液滴境界枠６に隣接する各液滴境界枠６内における前記基板２表面に高い親水性を有する界面活性剤を塗布して、前記基板２の表面に高親水性界面活性層１０を形成する。さらに、前記高親水性界面活性層１０が形成された各液滴境界枠６における隔壁７の各側面に、高い疎水性を有する界面活性剤を塗布して高疎水性界面活性層１１を形成する。
【００３３】
続いて、前記各液滴境界枠６の内部に、所定量のインク液を滴下してインク液滴を構成する。このインク液を滴下する方法としては、公知のインクジェット方式を用いることができる。例えば、インク液を溜めるインク室の外面にピエゾ素子を配設し、前記ピエゾ素子に電圧を印加して前記ピエゾ素子の形状を変形させて前記インク液を前記インク室内のノズルから噴射することによりインク液を滴下させる方式を利用することができる。また、インク室の近傍にヒータを配設し、前記ヒータの熱により前記インク室内に気泡を発生させ、この気泡によって前記インク室のノズルから前記インク液を噴射する方式を利用することもできる。
【００３４】
このとき、前記高疎水性界面活性層９の表面に滴下されたインク液滴は、前記高疎水性界面活性層９の表面全体に濡れ広がるとともに前記インク液の表面張力によって断面形状が略凸形状なインク液滴となり、これら各インク液滴を露光することにより固化して凸部１４を形成する。一方、前記高親水性界面活性層９の表面に滴下された各インク液滴は、前記高親水性界面活性層１０の表面によって弾かれるとともに、周辺部分が前記隔壁７の各側面における高疎水性界面活性層１１に沿って表側に上昇し断面形状が略凹形状なインク液滴となり、これら各インク液滴を露光することにより固化して凹部１７を形成する。これにより、基板２の表面に複数の凹部１７および凸部１４を有する光拡散基層１を製造する。
【００３５】
本実施形態によれば、基板２の表面における所定の部分に高親水性および高疎水性の２種類の界面活性剤を塗布して前記基板２の表面を高親水性および高疎水性を有するように改質し、この改質された基板２の表面に所定量のインク液を滴下して固化することによって、基板２の表面に容易に凹部１７および凸部１４を形成することができる。
【００３６】
そして、滴下されるインク液滴の量を調整することにより、凹部１７および凸部１４の傾斜角度等を容易に設定することができる。
【００３７】
また、隔壁７を設けることによって隣接する各インク液滴が合体してしまうことを防止することができる。
【００３８】
したがって、前記各凸部１４および各凹部１７の形状を所望の傾斜角度を有する形状に容易に形成することができ、この所望の傾斜角度を有する各凹部１７および各凸部１４に反射膜を配設することによって外光を拡散させることができる。これにより、前記光拡散基層１を用いた液晶表示装置１９は、外光の反射光を正規反射角とは異なる角度において明るく良好な表示を行うことができる。
【００３９】
また、インク液滴が隣接する各インク液滴と合体してしまうのを防止することにより、各凸部１４および各凹部１７を確実に所望の傾斜角度を有する形状に形成することができる。
【００４０】
例えば、本実施形態によれば、前記基板２の表面における各液滴境界枠６の内部および隔壁７の各側面に界面活性剤を塗布することにより、前記基板２の表面および前記隔壁７の各側面が親水性または疎水性を有するように改質しているが、これに限定されず、例えば、前記基板２や前記隔壁７の構成材料に界面活性剤を混入させることにより、前記基板２の表面や前記隔壁７の側面を親水性または疎水性を有するように改質するものであってもよい。
【００４１】
また、本発明における光拡散基層１は反射型の液晶表示装置１９のみではなく、基板２およびインク液および隔壁７を透過性を有する材料によって構成すること等により半透過反射型の液晶表示装置に用いることもできる。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の発明に係る光拡散基層によれば、基板の一面に所望の傾斜角度を有する凹部または凸部を容易に形成することができ、この所望の傾斜角度を有する凹部または凸部の上に反射膜を設けることによって反射光を拡散させることができる。そして、前記光拡散基層を液晶表示装置に用いた場合には、入射した外光の反射光を所望の角度に拡散させることができるので、正規反射角とは異なる角度において明るく良好な表示を行うことができる。
【００４３】
請求項２に記載の発明に係る光拡散基層によれば、隔壁によってインク液滴が隣接するインク液滴と合体してしまうことを防止できるので、凹部または凸部を所定量のインク液滴によって構成することができ、より確実に所望の傾斜角度を有する凹部または凸部を形成することができる。
【００４４】
請求項３に記載の発明に係る光拡散基層によれば、隣接する各液滴境界枠において容易に異なる形状の凹部凸部を形成することができる。
【００４５】
請求項４に記載の発明に係る光拡散基層によれば、親水性を有する界面活性剤と疎水性を有する界面活性剤を用いることによって各液滴境界枠の内部に凹部または凸部を形成することができる。
【００４６】
請求項５に記載の発明に係る光拡散基層によれば、前記隔壁おける前記各側面を改質するために用いられた界面活性剤の性質によって、前記各インク液滴をより所望の形状に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光拡散基層の一実施形態を示す模式的断面図
【図２】図１の光拡散基層を配設した液晶表示パネルを示す模式的断面図
【図３】図１の光拡散基層を示す平面概念図
【符号の説明】
１  光拡散基層
２  基板
３  液晶表示パネル
４ａ，４ｂ  透明基板
６  液滴境界枠
７  隔壁
９  高疎水性界面活性層
１０  高親水性界面活性層
１１  高疎水性界面活性層
１４  凸部
１７  凹部
【図１】
2004302227.tif 000003
【図２】
2004302227.tif 000004
【図３】
2004302227.tif 000005