(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の屈折率を有する透明樹脂と前記透明樹脂中に分散され第２の屈折率を有する複数の透明粒子とを具備する光散乱膜であって、前記第１及び第２の屈折率の一方に対する他方の比は１より大きくかつ１．０９以下であり、前記透明粒子が球状粒子であって、粒径の相異する少なくとも二つ以上の単分散粒子群を混合し、各単分散粒子群の平均粒径が１．５μｍ以上３．０μｍ未満であって、かつ各単分散粒子群を混合したときの全粒子の平均粒径の１／２以上３／２以下の粒子が全粒子の７０重量％以上であることを特徴とする光散乱膜。
【請求項２】
混合した単分散粒子のうち、粒子の最小粒径に対する粒子の最大粒径の値が少なくとも１．３倍である請求項１に記載の光散乱膜。
【請求項３】
混合した単分散粒子群のうち、最大の混合比を占める単分散粒子群が、混合率で７０重量％未満であることを特徴とする請求項１または２に記載の光散乱膜。
【請求項４】
透明基板と前記透明基板の一方の主面上に設けられた光散乱膜と前記光散乱膜上に設けられた透明電極とを具備する反射型液晶表示装置用電極基板であって、前記光散乱膜は、第１の屈折率を有する透明樹脂と前記透明樹脂中に分散され第２の屈折率を有する複数の透明粒子とを備え、前記第１及び第２の屈折率の一方に対する他方の比は１より大きくかつ１．０９以下であり、前記透明粒子が球状粒子であって、粒径の相異する少なくとも二つ以上の単分散粒子群を混合し、各単分散粒子群の平均粒径が１．５μｍ以上３．０μｍ未満であって、かつ各単分散粒子群を混合したときの全粒子の平均粒径の１／２以上３／２以下の粒子が全粒子の７０重量％以上であることを特徴とする反射型液晶表示装置用電極基板。
【請求項５】
透明基板と前記透明基板の一方の主面上に設けられた光散乱膜と前記光散乱膜上に設けられた透明電極とを具備する半透過型反射型液晶表示装置用電極基板であって、前記光散乱膜は、第１の屈折率を有する透明樹脂と前記透明樹脂中に分散され第２の屈折率を有する複数の透明粒子とを備え、前記第１及び第２の屈折率の一方に対する他方の比は１より大きくかつ１．０９以下であり、前記透明粒子が球状粒子であって、粒径の相異する少なくとも二つ以上の単分散粒子群を混合し、各単分散粒子群の平均粒径が１．５μｍ以上３．０μｍ未満であって、かつ各単分散粒子群を混合したときの全粒子の平均粒径の１／２以上３／２以下の粒子が全粒子の７０重量％以上であることを特徴とする半透過型液晶表示装置用電極基板。
【請求項６】
一方の主面に金属反射層が設けられた背面側電極基板と、前記背面側電極基板と対向して配置され且つ前記背面側電極基板と対向する面に透明電極層が設けられた観察者側電極基板と、前記背面側電極基板と前記観察者側電極基板との間に挟持された液晶層とを具備する反射型液晶表示装置であって、前記背面側電極基板及び前記観察者側電極基板の少なくとも一方は、第１の屈折率を有する透明樹脂と前記透明樹脂中に分散され第２の屈折率を有する複数の透明粒子とを備えた光散乱膜を具備し、前記第１及び第２の屈折率の一方に対する他方の比は１より大きく且つ１．０９以下であり、前記透明粒子が球状粒子であって、粒径の相異する少なくとも二つ以上の単分散粒子群を混合し、各単分散粒子群の平均粒径が１．５μｍ以上３．０μｍ未満であって、かつ各単分散粒子群を混合したときの全粒子の平均粒径の１／２以上３／２以下の粒子が全粒子の７０重量％以上であることを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項７】
一方の主面に半透過金属鏡が設けられた背面側電極基板もしくは画素内を反射電極と透明電極で任意の比率に分割した背面側電極基板と、前記背面側電極基板と対向して配置され且つ前記背面側電極基板と対向する面に透明電極層が設けられた観察者側電極基板と、前記背面側電極基板と前記観察者側電極基板との間に挟持された液晶層とを具備する半透過型液晶表示装置であって、前記背面側電極基板及び前記観察者側電極基板の少なくとも一方は、第１の屈折率を有する透明樹脂と前記透明樹脂中に分散され第２の屈折率を有する複数の透明粒子とを備えた光散乱膜を具備し、前記第１及び第２の屈折率の一方に対する他方の比は１より大きく且つ１．０９以下であり、前記透明粒子が球状粒子であって、粒径の相異する少なくとも二つ以上の単分散粒子群を混合し、各単分散粒子群の平均粒径が１．５μｍ以上３．０μｍ未満であって、かつ各単分散粒子群を混合したときの全粒子の平均粒径の１／２以上３／２以下の粒子が全粒子の７０重量％以上であることを特徴とする半透過型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型もしくは半透過型液晶表示装置で使用される光散乱膜、およびそのような光散乱膜を用いた反射型もしくは半透過型液晶表示装置用電極基板並びに反射型もしくは半透過型液晶表示装置に係わり、特に後方散乱が少なく、虹色の着色を抑えた光散乱膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、一般的に、それぞれに偏光膜及び液晶駆動用の透明電極が設けられ且つ対向して配置された一対の電極基板と、これら電極基板間に封入された液晶物質とで主に構成されている。また、カラー画像を表示するカラー液晶表示装置では、上記一対の電極基板のいずれか一方に赤、緑、青などのカラーフィルタ層が微細パターン状に設けられている。
【０００３】
このような偏光膜を用いた液晶表示装置によると、光源からの光を透過と不透過との間で切り替えることにより表示が行われる。すなわち、対向する透明電極間に電圧を印加することにより液晶物質の配向状態を変化させて、液晶物質からなる液晶層を透過する光の偏光面を制御する。上述のように、これら電極基板にはそれぞれ偏光膜が配設されているので、上記偏光面の制御により、光源からの光を透過と不透過との間で切り替えることができる。
【０００４】
ところで、液晶表示装置は、低消費電力であり且つ軽量化が可能であるという特徴を潜在的に有しており、携帯機器等の表示装置としての利用が期待されている。
【０００５】
しかしながら、現在、広く普及している液晶表示装置は、背面側の電極基板（以下、上記一対の基板のうち、観察者側の電極基板を観察者側電極基板と記し、液晶物質からなる液晶層を挟んで観察者側の反対に位置する電極基板を背面側電極基板と記す）の裏面若しくは側面に光源（ランプ）が配置され、光源から照射された光を利用して表示を行うバックライト型若しくはライトガイド型のランプ内蔵式透過型液晶表示装置である。ランプ内蔵式透過型液晶表示装置では、内蔵した光源の消費電力が極めて大きい。例えば、ランプ内蔵式透過型液晶表示装置で消費される電力は、ＣＲＴやプラズマディスプレイ等の表示装置の消費電力よりも少ないものの、ほぼ同程度に達することがある。そのため、大容量の電池を搭載しなければならず、その結果、表示装置並びに携帯機器等の重量及びサイズが増加する。
【０００６】
すなわち、ランプ内蔵式透過型液晶表示装置では、液晶表示装置が潜在的に有している優れた特徴を充分に発揮することができない。このため、光源を内蔵しない反射型液晶表示装置が注目されている。
【０００７】
反射型液晶表示装置は、背面側電極基板に、光反射機能を有する反射板若しくは液晶駆動用電極の機能と光反射板の機能とを兼ね備えた反射電極を配設した構造を有している。この反射型液晶表示装置によると、観察者側電極基板側から室内光や自然光等の外光を液晶層内に入射させ、この入射光を上記光反射板若しくは反射電極で反射させ、この反射光を観察者側電極基板から出射させることにより表示が行われる。このように、反射型液晶表示装置は光源を内蔵していないので、低消費電力を実現することができる。また、反射型液晶表示装置によると、光源のための電源を搭載する必要がないのに加え、光源を搭載することによるサイズや重量の増加が排除されるため、装置の小型化及び薄型化が可能となる。すなわち、反射型液晶表示装置は、携帯機器等の表示装置として適していると言える。
【０００８】
この反射型液晶表示装置では、ランプ内蔵式透過型液晶表示装置とは異なり、上述のように室内光や自然光等の外光を利用して表示が行われるため、室内光や自然光等の外光が、全ての方向から反射型液晶表示装置に入射する場合及び特定の方向のみから反射型液晶表示装置に入射する場合の双方を想定しなければならない。それゆえ、明るく鮮明で適度な視野角を有する表示を実現するためには、装置に入射した光を効率よく液晶層へと入射させること及び背面側電極基板で反射した光を効率よく観察者の位置に導くことが必要となる。したがって、そのような目的を達成するために、反射型液晶表示装置に入射光を散乱させる機能を与えることが提案されている。
【０００９】
透過型液晶表示装置は屋外等の強い外光のもとでは表示効果が著しく低下するのに対し反射型液晶表示装置では逆に表示効果が良好になる。また、外光の乏しい場所では反射型液晶表示装置が全く機能しないのに対し、透過型液晶表示装置は周辺が暗い分、更に視認性が増す。即ち、透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置は相補完の関係にあり、従って透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置の機能を合わせもつ半透過型液晶表示装置は外光が著しく異なる場所で使用せざるを得ない携帯端末等に対し極めて有用であり、半透過型液晶表示装置にたいしても、同様、入射光を散乱させる機能を付与させる必要がある。
【００１０】
図１〜図３は、それぞれ、光散乱機能を有する従来の反射型液晶表示装置を概略的に示す断面図である。
図１に示す反射型液晶表示装置１００ａは、背面側電極基板１０１ａと観察者側電極基板１０２ａとで液晶層１０３を挟持し、背面側電極基板１０１ａの背面側に光散乱膜１０４及び反射板１０５を順次設けた構造を有している。なお、背面側電極基板１０１ａは、透明基板１０６及びその一方の主面に形成された透明電極１０７ａで構成されており、観察者側電極基板１０２ａは、透明基板１０８とその一方の主面に順次形成されたカラーフィルタ層１０９及び透明電極１１０とで構成されている。
【００１１】
この反射型液晶表示装置１００ａは、製造が容易である。しかしながら、この反射型液晶表示装置１００ａでは、観察者側電極基板１０２ａ側から液晶層１０３に入射した入射光１１１は、背面側電極基板１０１ａ及び光散乱膜１０４を順次透過し、反射板１０５で反射され、光散乱膜１０４及び背面側電極基板１０１ａを順次透過して、散乱光１１２として液晶層１０３に再度入射する。すなわち、光散乱機能を担う光散乱膜１０４と光の透過及び不透過を制御する液晶層１０３との間には、数十μｍ程度である画素サイズに比べて遥かに大きな数百μｍ程度の厚さを有する透明基板１０６が介在する。そのため、図１に示す反射型液晶表示装置１００ａは、解像性に劣っている。
【００１２】
図２に示す反射型液晶表示装置１００ｂは、背面側電極基板１０１ｂと観察者側電極基板１０２ｂとで液晶層１０３を挟持した構造を有している。この反射型液晶表示装置１００ｂにおいて、背面側電極基板１０１ｂは、透明基板１０６及びその一方の主面に形成された反射電極１０７ｂで構成されている。また、観察者側電極基板１０２ｂは、透明基板１０８と、透明基板１０８の背面側に順次形成されたカラーフィルタ層１０９及び透明電極１１０と、透明基板１０８の観察者側に設けられた光散乱膜１０４とで構成されている。なお、背面側電極基板１０１ｂの反射電極１０７ｂは、平坦な表面を有しており、液晶層１０３に入射した光を正反射させる。すなわち、反射電極１０７は、液晶駆動用の電極としての機能と反射板の機能とを兼ね備えたものである。
【００１３】
図２に示す反射型液晶表示装置１００ｂでは、光源からの光１１１は、まず、光散乱膜１０４に入射して光散乱を生ずる。この散乱光には、入射光１１１の進行方向前方に出射する散乱光である前方散乱光１１３と、入射光１１１の進行方向後方に出射する散乱光である後方散乱光１１４とがあり、反射型液晶表示装置１００ｂにおいては、前方散乱光１１３の一部のみが表示に寄与する。すなわち、前方散乱光１１３は、透明基板１０８、カラーフィルタ層１０９、及び液晶層１０３を順次透過し、反射電極１０７ｂで正反射され、液晶層１０３、カラーフィルタ層１０９、及び透明基板１０８を順次透過して、光散乱膜１０４に再度入射する。この光散乱膜１０４に入射した反射電極１０７ｂからの反射光１１３のうち、前方散乱した光１１５のみが観察者側へ出射されて表示に寄与するのである。一方、後方散乱光１１４は液晶層１０３に入射することなく観察者側に戻る光であり、表示に寄与しないばかりでなく、表示コントラストを低下させる原因になる。このように、図２に示す反射型液晶表示装置１００ｂでは、外光を有効利用することができず、高い表示コントラストを実現することができない。また、図２に示す反射型液晶表示装置１００ｂは、図１に示す反射型液晶表示装置１００ａと同様に、光散乱膜１０４と液晶層１０３との間に比較的厚い透明基板１０８が介在する構造を有しているため、解像性に劣っている。
【００１４】
図３に示す反射型液晶表示装置１００ｃは、背面側電極基板１０１ｃと観察者側電極基板１０２ａとで液晶層１０３を挟持した構造を有している。この反射型液晶表示装置１００ｃにおいて、背面側電極基板１０１ｃは、透明基板１０６及びその一方の主面に形成された反射電極１０７ｃで構成されている。なお、この背面側電極基板１０１ｃの反射電極１０７ｃは、表面に微細な凹凸パターンを有しており、液晶駆動用の電極としての機能と反射板の機能と光散乱膜の機能とを兼ね備えたものである。
【００１５】
この反射型液晶表示装置１００ｃでは、観察者側電極基板１０２ａ側から液晶層１０３に入射した入射光１１１は、反射電極１０７ｃで反射され、散乱光１１６として液晶層１０３を再度透過する。この光散乱方式では、入射光１１１の一部が反射電極１０７ｃで吸収されること以外は光の損失を生ずることがないため、反射型液晶表示装置１００ｃによると、高い光利用効率及びコントラストを実現することができる。また、この反射型液晶表示装置１００ｃでは、光散乱膜の機能を有する反射電極１０７ｃと液晶層１０３との間に比較的厚い透明基板１０６或いは透明基板１０８は介在していないため、優れた解像性を実現することができる。
【００１６】
しかしながら、表面に凹凸パターンを有する反射電極１０７ｃを得るためには、感光性樹脂の塗布、露光、現像、及び焼成を行って表面に凹凸パターンを有する下地層を形成し、この下地層上に真空蒸着法やスパッタリング法等を用いて金属薄膜を形成しなければならない。そのため、図３に示す構造を採用した場合、製造工程数の増加や製造歩留まりの低下等は避けられず、その結果、製造コストが上昇することとなる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、後方散乱が抑制されて光の利用率が高く、しかも虹色の着色のない光散乱膜、並びにそのような光散乱膜を用いた反射型液晶表示装置用電極基板及び反射型液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、表示性能に優れた反射型液晶表示装置を実現し得る光散乱膜及び反射型液晶表示装置用電極基板、並びに表示性能に優れた反射型液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１９】
さらに、本発明は、表示性能に優れ且つ比較的低いコストで製造可能な反射型液晶表示装置並びに半透過型液晶表示装置を実現し得る光散乱膜及び反射型並びに半透過型液晶表示装置用電極基板、並びに表示性能に優れ且つ比較的低いコストで製造可能な反射型液晶表示装置並びに半透過型液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行い、本発明に至ったものである。すなわち、本発明の請求項１においては、第１の屈折率を有する透明樹脂と前記透明樹脂中に分散され第２の屈折率を有する複数の透明粒子とを具備する光散乱膜であって、前記第１及び第２の屈折率の一方に対する他方の比は１より大きく且つ１．０９以下であり、前記透明粒子が球状粒子であって、粒径の相異する少なくとも二つ以上の単分散粒子群を混合し、各単分散粒子群の平均粒径が１．５μｍ以上３．０μｍ未満であって、かつ各単分散粒子群を混合したときの全粒子の平均粒径の１／２以上３／２以下の粒子が全粒子の７０重量％以上であることを特徴とする光散乱膜としたものである。
【００２１】
次いで、請求項２においては、混合した単分散粒子のうち、粒子の最小粒径に対する粒子の最大粒径の値が少なくも１．３倍とし、なるべく粒径の分布に拡がりをもたせた請求項１に記載の光散乱膜としたものである。
【００２２】
次いで、請求項３においては、混合した単分散粒子群のうち、最大の混合比を占める各単分散粒子群が、混合率で７０重量％未満となるよう、なるべく粒径の分布に拡がりをもたせたことを特徴とする請求項１または２に記載の光散乱膜としたものである。
【００２３】
次いで、請求項４においては、透明基板と前記透明基板の一方の主面上に設けられた光散乱膜と前記光散乱膜上に設けられた透明電極とを具備する反射型液晶表示装置用電極基板であって、前記光散乱膜は、第１の屈折率を有する透明樹脂と前記透明樹脂中に分散され第２の屈折率を有する複数の透明粒子とを備え、前記第１及び第２の屈折率の一方に対する他方の比は１より大きく且つ１．０９以下であり、前記透明粒子が球状粒子であって、粒径の相異する少なくとも二つ以上の単分散粒子群を混合し、各単分散粒子群の平均粒径が１．５μｍ以上３．０μｍ未満であって、かつ各単分散粒子群を混合したときの全粒子の平均粒径の１／２以上３／２以下の粒子が全粒子の７０重量％以上であることを特徴とする反射型液晶表示装置用電極基板としたものである。
【００２４】
次いで、請求項５においては、透明基板と前記透明基板の一方の主面上に設けられた光散乱膜と前記光散乱膜上に設けられた透明電極とを具備する半透過型液晶表示装置用電極基板であって、前記光散乱膜は、第１の屈折率を有する透明樹脂と前記透明樹脂中に分散され第２の屈折率を有する複数の透明粒子とを備え、前記第１及び第２の屈折率の一方に対する他方の比は１より大きく且つ１．０９以下であり、前記透明粒子が球状粒子であって、粒径の相異する少なくとも二つ以上の単分散粒子群を混合し、各単分散粒子群の平均粒径が１．５μｍ以上３．０μｍ以下であって、かつ各単分散粒子群を混合したときの全粒子の平均粒径の１／２以上３／２以下の粒子が全粒子の７０重量％以上であることを特徴とする半透過型液晶表示装置用電極基板としたものである。
【００２５】
次いで、請求項６においては、一方の主面に金属反射層が設けられた背面側電極基板と、前記背面側電極基板と対向して配置され且つ前記背面側電極基板と対向する面に透明電極層が設けられた観察者側電極基板と、前記背面側電極基板と前記観察者側電極基板との間に挟持された液晶層とを具備する反射型液晶表示装置であって、前記背面側電極基板及び前記観察者側電極基板の少なくとも一方は、第１の屈折率を有する透明樹脂と前記透明樹脂中に分散され第２の屈折率を有する複数の透明粒子とを備えた光散乱膜を具備し、前記第１及び第２の屈折率の一方に対する他方の比は１より大きく且つ１．０９以下であり、前記透明粒子が球状粒子であって、粒径の相異する少なくとも二つ以上の単分散粒子群を混合し、各単分散粒子群の平均粒径が１．５μｍ以上３．０μｍ未満であって、かつ各単分散粒子群を混合したときの全粒子の平均粒径の１／２以上３／２以下の粒子が全粒子の７０重量％以上であることを特徴とする反射型液晶表示装置としたものである。
【００２６】
次いで、請求項７においては、一方の主面に半透過金属鏡が設けられた背面側電極基板もしくは画素内を反射電極と透明電極で任意の比率に分割した背面側電極基板と、前記背面側電極基板と対向して配置され且つ前記背面側電極基板と対向する面に透明電極層が設けられた観察者側電極基板と、前記背面側電極基板と前記観察者側電極基板との間に挟持された液晶層とを具備する半透過型液晶表示装置であって、前記背面側電極基板及び前記観察者側電極基板の少なくとも一方は、第１の屈折率を有する透明樹脂と前記透明樹脂中に分散され第２の屈折率を有する複数の透明粒子とを備えた光散乱膜を具備し、前記第１及び第２の屈折率の一方に対する他方の比は１より大きく且つ１．０９以下であり、前記透明粒子が球状粒子であって、粒径の相異する少なくとも二つ以上の単分散粒子群を混合し、各単分散粒子群の平均粒径が１．５μｍ以上３．０μｍ未満であって、かつ各単分散粒子群を混合したときの全粒子の平均粒径の１／２以上３／２以下の粒子が全粒子の７０重量％以上であることを特徴とする半透過型液晶表示装置としたものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照しながらより詳細に説明する。なお、各図において、同様の構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２８】
まずは、本発明の原理並びに本発明の光散乱膜について順次説明する。  図４は、従来の光散乱膜を概略的に示す断面図である。図４に示す光散乱膜１０４は、透明樹脂１２１と、この透明樹脂１２１中に分散された透明粒子１２２とで構成されている。これら透明粒子１２２の形状は、一定ではなく不定形である。すなわち、これら粒子は、表面形状が不規則で滑らかではなく、凹部と凸部とを有している。また、優れた光散乱性を得るために、一般的に、透明樹脂１２１と透明粒子１２２とには、互いに屈折率が異なる材料が用いられる。
【００２９】
上述したように、光散乱膜１０４に光１１１を照射すると、光１１１の進行方向前方に出射する散乱光である前方散乱光１１３と、光１１１の進行方向後方に出射する散乱光である後方散乱光１１４とが生ずる。なお、参照番号１１７は直進光を示している。また、後方散乱光１１４は、透明樹脂１２１と透明粒子１２２との界面で生じる反射により入射側に戻る反射光と、透明粒子１２２の内部に入射した光が透明粒子１２２の内部で全反射を繰り返した後に入射側に戻る光との和で構成されている。
【００３０】
光散乱膜１０４に入射する光１１１の一部が後方散乱を生ずることは避けられない。しかしながら、本発明者は、後方散乱光を減少させることは可能であると考えて鋭意検討を行った結果、透明粒子１２２の形状が後方散乱光の発生に大きな影響を与えていることを見出した。すなわち、透明樹脂１２１中に分散させた透明粒子１２２の形状が不定形であると、入射光１１１が透明粒子１２２の界面に衝突する回数が増加し、それら衝突のつど反射光成分が発生するため、後方散乱が多くなるのである。
【００３１】
また、透明粒子１２２が不定形であり且つ透明粒子１２２の屈折率が透明樹脂１２１の屈折率よりも大きい場合は、透明粒子１２２内に入射した光は透明粒子１２２の内部で全反射を繰り返して後方へと戻る機会が増加する。この場合、光散乱性を高めるために透明樹脂１２１の屈折率に対する透明粒子１２２の屈折率の比を大きくすると、透明粒子１２２の界面での反射率が高くなり且つ透明粒子１２２の内部での全反射に起因して後方に戻る光が増加するため、後方散乱はさらに増加することとなる。
【００３２】
一方、透明粒子１２２が不定形であり且つ透明樹脂１２１の屈折率が透明粒子１２２の屈折率よりも大きい場合は、透明粒子１２２の内部での全反射は生じない。しかしながら、光が透明樹脂１２１から透明粒子１２２に入射する際に透明粒子１２２への光の入射角が臨界角以上であった場合、その光は透明粒子１２２の表面で全反射される。透明樹脂１２１の屈折率が透明粒子１２２の屈折率よりも大きい場合は、このような全反射が他の透明粒子１２２でさらに２回以上繰り返されることにより後方散乱が生ずるのである。
【００３３】
以上の知見から、本発明者らは、光散乱膜に光を入射させた際に後方散乱が発生するのを抑制するには、（１）透明粒子の形状及び（２）透明樹脂の屈折率と透明粒子の屈折率との比を制御することが特に重要であり、また（３）透明粒子の粒径の分布にある拡がりをもたせることも重要であることに想達した。
【００３４】
そこで、本発明者らは、まず、後方散乱の発生を抑制し得る透明粒子の形状について検討を行った。その結果、透明粒子の形状が基本的に球形であれば、後方散乱が著しく減少することを見出した。
【００３５】
透明粒子がそのような形状であり且つ透明粒子の屈折率が透明樹脂の屈折率よりも高い場合、透明粒子は凸レンズとして機能して、透明粒子の後方から入射した光を透明粒子の前方に集光させる。一方、透明粒子が上述した形状であり且つ透明粒子の屈折率が透明樹脂の屈折率よりも低い場合、透明粒子は凹レンズとして機能して、透明粒子の後方に焦点があるかのように光を透明粒子の前方に向けて散乱させる。すなわち、いずれの場合においても、不定形な透明粒子を用いた場合に比べて、後方散乱を著しく減少させることができる。
【００３６】
ところで、図２に示したように光散乱膜を観察者側電極基板に配設した場合、外光は光散乱膜に入射して１回目の散乱を生ずる。光散乱膜を透過した光は、次に、背面側電極基板に配設された反射板若しくは反射電極で反射される。その後、この反射光は、光散乱膜に入射して２回目の散乱を生じ、装置外に出射する。
【００３７】
このように、外光が上記反射型液晶表示装置に入射して表示光として出射するまでの間に２回の光散乱が生じるが、それら２回の光散乱の双方において光の散乱角が４５°以上である場合、装置から出射する光の装置に入射する光に対する散乱角は９０°以上となる。そのような散乱光は、表示には殆ど寄与しないので、反射型液晶表示装置で使用する光散乱膜に関しては、２回の光散乱のそれぞれにおいて散乱角を４５°以下とすることが重要である。
【００３８】
光の散乱角は、透明粒子の屈折率と透明樹脂の屈折率との比に応じて変化する。本発明では、散乱角を４５°以下とするために、透明粒子の屈折率及び透明樹脂の屈折率のより高い屈折率のより低い屈折率に対する比を１．０９以下とする。以下に、これについて詳細に説明
する。
【００３９】
図５は、本発明の第１の態様に係る光散乱膜の断面構造を概略的に示す図である。図５に示す光散乱膜１４は、透明樹脂２１と、この透明樹脂２１中に分散された真球状の透明粒子２２とで構成されている。また、図５に示す光散乱膜１４では、透明粒子２２の屈折率をｎ1、透明樹脂２１の屈折率をｎ2とすると、不等式ｎ1＞ｎ2に示す関係が満たされている。なお、図５では、透明粒子２２は１個のみ描かれているが、実際には、光散乱膜１４は多数個の透明粒子２２を含んでいる。また、図５において、各破線は、以下の説明のために描かれた線であって、例えば、破線２５は透明粒子２２の中心２３を通り且つ入射光３１ａ〜３１ｃと直交する直線である。
【００４０】
図５に示すように、透明樹脂２１に入射した入射光３１ａ〜３１ｃのうち、透明粒子２２の中心線上を進行する入射光３１ａは、散乱されることなく透明粒子２２を透過し、直進光３２として出射される。
【００４１】
一方、透明粒子２２の中心線から離れて及び平行に進行する入射光、例えば入射光３１ｂの一部は透明粒子２２に入射して前方散乱光３３ｂとして出射され、残りは透明粒子２２の界面で反射されて前方或いは後方散乱光３４として進行する。このとき、前方散乱光３３ｂの散乱角（出射角）をθ、透明粒子２２に対する入射光３１ｂの入射角をｘ、及び透明粒子２２に入射した入射光３１ｂの屈折角をｙとすると、下記等式（１）に示す関係が成り立つ。
θ＝２×（ｘ−ｙ）  …（１）
【００４２】
ここで、散乱角θが最大となるのは、入射角ｘ＝（９０−０）°＝９０°の場合である。すなわち、図５において参照符号３１ｃで示すように、入射光が透明粒子２２に対し、その表面に接するように入射した場合に散乱角θが最大となる。換言すれば、破線２５と透明粒子２２の表面との交点から入射光３１ｃが入射した場合に散乱角θが最大となる。
【００４３】
上述のように、散乱光を表示に有効利用するためには、散乱角θを４５°以下とすることが重要である。したがって、下記等式（２）に示すように、散乱角θとして境界値である４５°を及び入射角ｘとして散乱角θが最大となる９０°を上記等式（１）に代入することにより、屈折角ｙの境界値を得ることができる。
４５＝２×（９０−ｙ）  …（２）
【００４４】
この等式（２）から得られる屈折角ｙの境界値である６７．５°と散乱角θの境界値である４５°とを用いて下記等式（３）に示す計算を行うことにより、屈折率ｎ1と屈折率ｎ2との比の境界値を得ることができる。
ｎ1／ｎ2＝１／ｓｉｎ６７．５°＝１．０８２４  …（３）
【００４５】
以上から、透明粒子２２が真球状であり且つ屈折率ｎ1及びｎ2が不等式ｎ1＞ｎ2に示す関係を満たしている場合は、比ｎ1／ｎ2を１．０８２４以下とすればよいことが分かる。実際的には、誤差を含んで、請求項１に規程したように、屈折率は１．０９以下とすれば良いことになる。
【００４６】
次に、透明粒子２２が真球状であり且つ屈折率ｎ1及びｎ2が不等式ｎ2＞ｎ1に示す関係を満たしている場合について説明する。
【００４７】
図６は、本発明の第２の態様に係る光散乱膜の断面構造を概略的に示す図である。図６に示す光散乱膜１４は、図５に示す光散乱膜１４とは、透明粒子２２の屈折率ｎ1と透明樹脂２１の屈折率ｎ2とが不等式ｎ2＞ｎ1に示す関係を満たしている点でのみ異なっている。なお、図６において、破線２６は、破線２５と直交する直線である。
【００４８】
屈折率ｎ1と屈折率ｎ2とが不等式ｎ2＞ｎ1に示す関係を満たしている場合、散乱角θは下記等式（４）から算出され得る。
θ＝２×（ｙ−ｘ）  …（４）
【００４９】
また、屈折率ｎ1と屈折率ｎ2とが不等式ｎ2＞ｎ1に示す関係を満たしている場合、入射光３１ｄ及び散乱光３３ｄに示すように、入射光の一部は透明粒子２２の界面で全反射する。したがって、屈折率ｎ1と屈折率ｎ2との比の境界値を求めるためには、入射光３１ｂの入射角ｘが臨界角であり且つ散乱角θが４５°である場合を考慮すればよい。この場合、上記等式（４）から得られる入射角ｘの臨界角は６７．５°であるので、下記等式（５）に示す計算を行うことにより、屈折率ｎ1と屈折率ｎ2との比の境界値を得ることができる。
ｎ2／ｎ1＝１／ｓｉｎ６７．５°＝１．０８２４  …（５）
【００５０】
以上から、透明粒子２２が真球状であり且つ屈折率ｎ1及びｎ2が不等式ｎ2＞ｎ1に示す関係を満たしている場合は、比ｎ2／ｎ1を１．０８２４以下とすればよいことが分かる。この場合も、実際的には、請求項１に規程したように、屈折率は１．０９以下とすれば良いことになる。
【００５１】
また、入射角方向から見た透明粒子２２の径が均一で且つ粒子相互間の距離が等間隔であると、回折現象の結果として散乱光が着色する。これを防ぐためには透明粒子の粒径分布を広くすることと共に粒子相互の間隔をランダマイズすることが好ましい。
透明粒子が球状粒子であって、粒径の相違する少なくとも二つ以上の単分散粒子群を混合するとき、粒径の分布として、最小粒径と最大粒径の比が１．３倍以上であり、平均粒径の１／２〜３／２倍の範囲に存在する粒子量が全粒子量の少なくも７０重量％であれば着色は実用上支障がない。即ち残り３０重量％の粒子は前記範囲外にあってもよい。
【００５２】
この場合でも小粒径と大粒径の比が少なくも１．３倍であり、、さらに好ましくは、最大の混合比を占める単分散粒子が、混合比で７０重量％を超えなければよい。粒度分布は可能な限り連続に存在することが好ましいが、粒径分布が不連続であってもよい。
【００５３】
なお、ここで言う単分散粒子というのは、字句上の意味では、粒径の値が唯ひとつの値に揃っている、という意味になるが、現実的にはそうではない。
粒径が1〜3μｍという微小な粒子にあっては、単分散と言っても、ある程度拡がり（バラツキ）をもった粒径分布の粒子が該当する、というのが現実的な姿である。発明者らは、単分散粒子に見られる現実的な粒径のバラツキを、粒径の標準偏差σで定義したいと思う。粒径の標準偏差σの値が、０．２５（μｍ）以下であれば、その粒子は、単分散粒子であると言うことにする。この値の範囲であれば、比較的粒径が揃っている粒子、すなわち単分散粒子と言える。
【００５４】
光散乱膜１４で効率よく光を散乱させるためには、光散乱膜１４中に透明粒子２２を高密度に充填する必要がある。また、上述のように、光散乱膜１４は厚さが充分に薄いことが望まれる。したがって、光散乱膜１４内で透明粒子２２が単層構造、二層構造、または三層構造を形成するように光散乱膜１４を形成することが好ましい。
【００５５】
上記光散乱膜１４の透明樹脂２１には、例えば、アクリル系透明樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、及びフルオレン樹脂等を使用することができる。
【００５６】
上記光散乱膜は必要に応じパタニングする必要がある。即ち、画素以外、特に外周にあるシール部分で散乱膜を除去したい場合、また図９で図示する半透過型液晶表示装置のように画素内の一部にのみ散乱膜を形成したい場合等である。このとき透明樹脂２１の材料として末端にガルボン酸をもつアルカリ可溶な樹脂、例えばメタクリル酸或いはアクリル酸と各種アクリル樹脂からなるアクリル重合体、ポイミド前駆体、末端基にカルボン酸をもつフローレン樹脂等をアルカリ溶液に浸漬して散乱膜を除去することができる。またフォトリソグラフィ法で光散乱膜１４を所定のパターンに形成することが出来きる。即ち上記のアニオン系樹脂に、各種モノマーと、光重合開始剤とを混合物し感光性を付与し、露光、アルカリ現像のプロセスを経てパタニングすることができる。
【００５７】
上記光散乱膜１４の透明粒子２２は、光学的に等方性の材料で構成することが好ましい。透明粒子２２が光学的に異方性の材料で構成されている場合、すなわち、透明粒子２２が屈折率異方性を有している場合、この粒子２２中を進行する光線のそれぞれの偏光面に対応して、透明粒子２２は互いに異なる屈折率を有することとなる。そのため、透明粒子２２に入射した光は、偏光面が互いに直交する２以上の光成分に分離され、それぞれの光成分は互いに異なる速度で透明粒子２２中を進行する。すなわち、透明粒子２２を出射した光成分は互いに位相が異なる。そのため、それら光成分を合成してなる光の偏光面が回転する。したがって、この光散乱膜を反射型液晶表示装置に用いた場合には、偏光膜による光透過と遮光との間の制御が困難となり、表示コントラストが低下することがある。また、上記光成分の位相差は波長に応じて異なるため、偏光膜を透過した後の光強度が波長に応じて異なることなり、その結果、表示画像に不所望な着色を生じることがある。
【００５８】
これに対し、透明粒子２２を、等軸晶系の結晶や非晶質のように光学的に等方性の材料で構成した場合、そのような材料は屈折率異方性を有していないため、上述した表示コントラストの低下や表示画像への不所望な着色を確実に防止することが可能となる。
【００５９】
また、上記光散乱膜１４の透明粒子２２の材料としては、屈折率、入手しやすさ、及び形状の制御しやすさ等を考慮すると、無機化合物や樹脂を用いることが好ましい。特に、無機化合物として無機酸化物を用いた場合或いは樹脂を用いた場合には、透明粒子２２を非晶質とすることが容易である。一般に、結晶化し易い材料を用いた場合、得られる粒子はその結晶構造に影響されて不定形となり易い。そのため、結晶化し易い材料を用いて、表面が滑らかであり、その滑らかな表面が凸面及び凸面と平面との組み合わせのいずれか一方から構成された透明粒子２２を得ることは困難である。それに対し、無機酸化物や樹脂のように非晶質になり易い材料を用いた場合、粒子の形状は表面張力等によって決定されるため、表面が滑らかであり、その滑らかな表面が凸面及び凸面と平面との組み合わせのいずれか一方から構成された透明粒子２２を容易に得ることができる。なお、透明粒子２２の結晶性は、Ｘ線回折分析法を用い、結晶面での回折に起因するピークの有無を調べることにより判別することができる。また、透明粒子２２として、非晶質の透明粒子と結晶質の透明粒子との混合物を用いる場合は、全透明粒子に対する結晶質の透明粒子の割合を３０質量％以下とすることが好ましい。
【００６０】
無機酸化物からなる透明粒子２２としては、例えば、シリカやアルミナ等からなる粒子を挙げることができる。また、樹脂からなる透明粒子２２としては、アクリル粒子やスチレンアクリル粒子及びその架橋体；メラミン−ホルマリン縮合物の粒子；ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフルオロビニリ
デン）、及びＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）等の含フッ素ポリマー粒子；シリコーン樹脂粒子等を挙げることができる。そのような樹脂の中でも、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、及びフッ素系アクリレート樹脂等を用いることが好ましい。また、透明樹脂２１の多くは比較的屈折率が低いので、これらの中でも、シリカ粒子やシリコーン樹脂粒子は、屈折率が１．４０〜１．４５（ハロゲンランプＤ線５８９ｎｍ）と小さいため特に好適である。
【００６１】
上述した透明粒子２２には、溶剤に対する分散性を向上させる目的や透明樹脂２１に対する分散性を向上させる目的で、適当な表面処理を施すことができる。そのような表面処理としては、例えば、透明粒子２２の表面にＳｉＯ2、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ、透明樹脂、シランカップリング剤やチタネートカップリング剤やアルミネートカップリング剤のようなカップリング剤、または界面活性剤等を塗布被覆する処理を挙げることができる。また、アルコール、アミン、または有機酸等を用いて透明粒子２２の表面で反応を生じさせる処理も挙げることができる。
【００６２】
なお、これら塗布液は、有機溶剤や、分散助剤、レベリング剤、及びカップリング剤のような添加剤を含有することができる。
【００６３】
また、光散乱膜１４は、色材のような微量の添加剤を含有することができる。この場合、透明樹脂２１及び透明粒子２２のいずれが添加剤を含有していてもよく、或いは透明樹脂２１及び透明粒子２２の双方が添加剤を含有していてもよい。
【００６４】
以上説明した光散乱膜１４は、どのような用途で用いられてもよいが、好ましくは反射型液晶表示装置で使用される。以下、上記光散乱膜を用いた反射型液晶表示装置用電極基板及び反射型液晶表示装置について説明する。
【００６５】
図7は、本発明の第１〜第４の態様に係る光散乱膜１４を用いた反射型液晶表示装置を概略的に示す断面図である。図7に示す反射型液晶表示装置１０は、背面側電極基板１１と観察者側電極基板１２とでネマチック液晶のような液晶物質を含有する液晶層１３を挟持した構造を有している。
【００６６】
背面側電極基板１１は、基板１６及びその一方の主面に形成された反射電極１７で主に構成されている。一般に、基板１６としてはガラス基板等が用いられ、反射電極１７としては鏡面反射性のアルミニウム電極等が用いられる。背面側電極基板１１には、通常、基板１６の一方の主面上には反射電極１７を覆うようにして配向膜（図示せず）が形成され、基板１６の他方の主面には偏光膜（図示せず）が配設される。また、反射型液晶表示装置１０がアクティブマトリクス方式で駆動される場合、通常、基板１６と反射電極１７との間には、基板１６側から、各種配線、第１の絶縁層、ＴＦＴのようなスイッチング素子、及び第２の絶縁層（いずれも図示せず）が順次設けられる。なお、図９に示す背面側電極基板１１では反射電極１７が用いられているが、基板１６として透明基板を及び反射電極１７の代わりに透明電極を用い、基板１６の背面側に反射板を配設してもよい。
【００６７】
観察者側電極基板１２は、透明基板１８と、その一方の主面に順次形成されたカラーフィルタ層１９と、例えば厚さが２μｍの光散乱膜１４と、透明電極２０とで主に構成されている。一般に、透明基板１８としてはガラス基板等が用いられ、透明電極２０としてはＩＴＯ（酸化インジウムと酸化スズとの混合酸化物）膜等が用いられる。また、カラーフィルタ層１９は、公知の顔料分散法または染色法等により透過光を着色するものであり、通常、赤、緑、青の色領域を並置した構造を有している。図7に示す反射型液晶表示装置１０では、カラーフィルタ層１９は観察者側電極基板１２に設けられているが、背面側電極基板１１に設けることも可能である。また、場合によっては、反射型液晶表示装置１０にカラーフィルタ層１９を設けなくともよい。この観察者側電極基板１２も背面側電極基板１１と同様に、透明基板１８の一方の主面上には透明電極２０を覆うようにして配向膜（図示せず）が形成され、透明基板１８の他方の主面には偏光膜（図示せず）が配設される。
【００６８】
図7に示す反射型液晶表示装置１０は光散乱膜１４を用いているため、反射電極１７の表面に凹凸パターンを形成する必要がない。したがって、この反射型液晶表示装置１０は、比較的低いコストで製造可能である。
また、図7に示す反射型液晶表示装置１０は、観察者側電極基板１２の液晶層１３と対向する面に上述した光散乱膜１４が設けられているため表示性能に優れている。
【００６９】
図８に示す半透過型液晶表示装置１０ａは、背面側透明電極１０５の一部が、金属製の反射電極１７となっているものであり、反射電極１７が存在する部分が反射型液晶表示となっている。この液晶表示装置１０ａでは、反射電極１７に対応する部位に光散乱膜１４が設けられている。光散乱膜１４が存在する部位では、カラーフィルタ１９が光散乱膜１４の厚さの分だけ薄くなっている。これは、カラーフィルタとして透過率の高いものが望まれる光反射型液晶表示としては、都合が良い。
図９は、別の半透過型液晶表示装置の例を示す。この例は、半透過金属鏡
１２５を用い、バックライトの光をある程度透過させるが、外界からの入射光もある程度反射するものである。この場合、散乱膜１４は、表示面全面に設けられるのが一般的である。
【００７０】
通常、上記の関係を満足する反射光強度プロファイルを得るには、透明粒子２２の粒径を０．７μｍ以上であり且つ３．５μｍ未満とすることが好ましく、１．０μｍ以上であり且つ３．０μｍ未満とすることがより好ましく、１．５μｍ以上であり且つ３．０μｍ未満とすることが最も好ましい。ここで透明粒子２２の粒径分布を広げる事により回折に起因する着色を防ぐことが出来る。最小粒子径と最大粒子径の比を１．５倍乃至３倍として連続的に粒径が分布することが好ましい。同様に屈折率n1が異なる数種の透明樹脂２２を混合することにより、さらに効果を高めることが出来る。
【００７１】
また、上記の関係を満足する反射光強度プロファイルを得るには、透明樹脂２１の容積に対する透明粒子２２の容積の比は、０．２以上であり且つ１．２未満とすることが実用的であり、０．６以上であり且つ１．２未満とすることが好ましい。
【００７２】
なお、図7に示す反射型液晶表示装置１０では、光散乱膜１４は、カラーフィルタ層１９に対して充分な接着性を有していることが必要である。また、光散乱膜１４には、通常、耐湿性、耐溶剤性、及び耐薬品性のように信頼性を得る特性に優れていることも要求される。一般に、これら特性に優れた光散乱膜１４を得るためには、光散乱膜１４中の明粒子２２の割合を低減すればよい。このような観点から、透明樹脂２１の容積に対する透明粒子２２の容積の比は、１．０未満とすることが好ましく、０．８未満とすることがより好ましい。
【００７３】
また、透明樹脂２１の容積に対する透明粒子２２の容積の比は、光散乱膜１４の成膜性にも影響を与える。透明樹脂２１の材料である透明樹脂溶液の比重と透明粒子２２との比重とは、ほぼ一致することもある。しかしながら、透明粒子２２の粒径は粉体としては比較的大きいため、透明粒子２２の比重が１．５を超える場合には、透明樹脂溶液中で透明粒子２２の沈降を生じ易い。また、透明樹脂溶液中で透明粒子２２の割合を高めると、光散乱膜１４の平坦性が低下する。したがって、光散乱膜１４の成膜性の観点からは、透明樹脂２１の容積（透明樹脂溶液の固形分の容積）に対する透明粒子２２の容積の比は、１．２以下とすることが好ましい。
以上を纏めると、透明樹脂２１の容積に対する透明粒子２２の容積の比は、０．２以上であり且つ０．８未満とすることが望ましく、０．５以上であり且つ０．８未満とすることがより望ましい。
【００７４】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００７５】
（実施例１）
すなわち、熱硬化型散乱膜用として、以下に示す塗布液を調製した。
Ａ微粒子  ６重量％
・平均粒径1.5μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ150；綜研化学(株)製）1.２重量％
・平均粒径1.8μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ180；綜研化学(株)製）２.4重量％
・平均粒径2.2μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ220；綜研化学(株)製）２.4重量％
Ｂバインダー樹脂  47重量％
・グリシジル基をもつフルオレン樹脂、固形分40重量％溶液  40重量％
・エポキシアクリレート、固形分25重量％溶液  ７重量％
Ｃ熱硬化剤  22重量％
12重量％多価カルボン酸溶液
Ｄ有機溶媒  25重量％
上記Ａ，Ｂを加えて混合しメディアレス分散機で３時間混合攪拌し、さらにＣを加えて塗布液を調整した。
【００７６】
続いて、上記の塗布液を、散乱膜形成用のガラス基板上に８００回転の回転速度で５秒間回転させるスピンコート方式により塗布した。その後、塗布液を200℃で3分感想させた。次に230℃・60分でベーキングして、散乱膜層を得た。このとき、散乱膜の膜厚は約３μｍであった。
【００７７】
このような方法により形成した光散乱膜１４の表面はきわめて平坦であり、その平坦性は０．１μｍ以下であった。また、この光散乱膜１４は、硬化時の屈折率が１．５５の透明樹脂２１中に、透明粒子２２屈折率が１．４５の混合分布した構造を有していた。
【００７８】
（実施例２）
すなわち、熱硬化型散乱膜用として、以下に示す塗布液を調製した。
Ａ微粒子  ６重量％
・平均粒径1.5μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ150；綜研化学(株)製）２重量％
・平均粒径1.8μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ180；綜研化学(株)製）２重量％
・平均粒径2.2μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ220；綜研化学(株)製）２重量％
Ｂバインダー樹脂  47重量％
・グリシジル基をもつフルオレン樹脂、固形分40重量％溶液  40重量％
エポキシアクリレート、固形分25重量％溶液  ７重量％
Ｃ熱硬化剤  22重量％
・12重量％多価カルボン酸溶液
Ｄ有機溶媒  25重量％
【００７９】
上記Ａ，Ｂを加えて混合しメディアレス分散機で３時間混合攪拌し、さらにＣを加えて塗布液を調整した。
【００８０】
続いて、上記の塗布液を、散乱膜形成用のガラス基板上に８００回転の回転速度で５秒間回転させるスピンコート方式により塗布した。その後、塗布液を200℃で3分感想させた。次に230℃・60分でベーキングして、散乱膜層を得た。このとき、散乱膜の膜厚は約３μｍであった。
【００８１】
このような方法により形成した光散乱膜１４の表面はきわめて平坦であり、その平坦性は０．１μｍ以下であった。また、この光散乱膜１４は、硬化時の屈折率が１．５５の透明樹脂２１中に、透明粒子２２屈折率が１．４５の混合分布した構造を有していた。
【００８２】
（比較例１）
すなわち、熱硬化型散乱膜用として、以下に示す塗布液を調製した。
Ａ微粒子  ６重量％
・平均粒径1.8μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ180；綜研化学(株)製）６重量％
Ｂバインダー樹脂  47重量％
・グリシジル基をもつフルオレン樹脂、固形分40重量％溶液  40重量％
エポキシアクリレート、固形分25重量％溶液  ７重量％
Ｃ熱硬化剤  22重量％
・12重量％多価カルボン酸溶液
Ｄ有機溶媒  25重量％
【００８３】
上記Ａ，Ｂを加えて混合しメディアレス分散機で３時間混合攪拌し、さらにＣを加えて塗布液を調整した。
【００８４】
続いて、上記の塗布液を、散乱膜形成用のガラス基板上に８００回転の回転速度で５秒間回転させるスピンコート方式により塗布した。その後、塗布液を200℃で3分感想させた。次に230℃・60分でベーキングして、散乱膜層を得た。このとき、散乱膜の膜厚は約３μｍであった。
【００８５】
（比較例２,3,4,5）
すなわち、熱硬化型散乱膜用として、以下に示す塗布液を調製して、比較例2〜5とした。
【００８６】
比較例2として、
Ａ微粒子  ６重量％
・平均粒径1.5μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ150；綜研化学(株)製）0.9重量％
・平均粒径1.8μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ180；綜研化学(株)製）4.2重量％
・平均粒径2.2μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ220；綜研化学(株)製）0.9重量％
【００８７】
比較例3として、
Ａ微粒子  ６重量％
・平均粒径1.5μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ150；綜研化学(株)製）0.3重量％
・平均粒径1.8μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ180；綜研化学(株)製）5.4重量％
・平均粒径2.2μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ220；綜研化学(株)製）0.3重量％
【００８８】
比較例4として、
Ａ微粒子  ６重量％
・平均粒径1.5μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ150；綜研化学(株)製）3重量％
・平均粒径1.8μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ180；綜研化学(株)製）3重量％
【００８９】
比較例5として、
Ａ微粒子  ６重量％
・平均粒径1.5μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ150；綜研化学(株)製）3重量％
・平均粒径3.0μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ300；綜研化学(株)製）3重量％
【００９０】
Ｂバインダー樹脂  47重量％
・グリシジル基をもつフルオレン樹脂、固形分40重量％溶液  40重量％
エポキシアクリレート、固形分25重量％溶液  ７重量％
Ｃ熱硬化剤  22重量％
・12重量％多価カルボン酸溶液
Ｄ有機溶媒  25重量％
【００９１】
上記Ａ，Ｂを加えて混合しメディアレス分散機で３時間混合攪拌し、さらにＣを加えて塗布液を調整した。
【００９２】
続いて、上記の塗布液を、散乱膜形成用のガラス基板上に８００回転の回転速度で５秒間回転させるスピンコート方式により塗布した。その後、塗布液を200℃で3分感想させた。次に230℃・60分でベーキングして、散乱膜層を得た。このとき、散乱膜の膜厚は約３μｍであった。
【００９３】
以上のようにして作製した実施例１，２および比較例１，２，３，４，５について、干渉現象による虹色の有無と、黄味の着色を調べた。判定方法は、任意に選んだ5名の目視観察により判定した。その結果を以下の表１に示す。
【００９４】
【表１】
0004178760.tif 000002
【００９５】
表１の結果から、単分散粒子を１００％とした比較例１では、散乱膜に干渉による虹色の着色が見られることがわかる。黄味の着色も顕著である。
実施例１と実施例２は、本発明の請求項1〜3を満足するもので、散乱膜に干渉による虹色も黄味の着色も見られない最良品である。
比較例２は、請求項３に対して境界領域である。すなわち、最大の混合比を占める粒子の混合比が７０重量％に達している。この比較例では、若干の虹色の着色が観測された。また、黄味の着色も見られた。この比較例２は、本発明の実施例ということもできる。
比較例３は、請求項３から外れるものである。すなわち、最大の混合比を占める粒子の混合比が９０％に達している。この比較例では、かなりの虹色の着色が観測され、黄味の着色もあった。
比較例４は、請求項２から外れる例である。この比較例４では、粒子の最小粒径(1.5μｍ)に対する粒子の最大粒径(1.8μｍ)が、１．３倍に達しない例であり、単分散粒子に近似するので、この比較例では、かなりの虹色の着色が観測された。
比較例５は、請求項１を満足しない例である。すなわち、混合される粒子の最大粒径が３μｍに達している。混合される粒子が大きく、この比較例では、散乱効果が不十分なうえに、かなりの虹色が観測された。ただし、黄味の着色は検知されなかった。
【００９６】
（実施例３）
図９に示す反射型液晶表示装置１０を以下の方法により作製した。
【００９７】
まず、ガラス基板１８の一方の主面上に、公知の顔料分散法により、赤、緑、青の色領域を並置してなるカラーフィルタ層１９を形成した
次に、カラーフィルタ層１９上に、透明樹脂２１中の透明微粒子２２が分散された構造の光散乱膜１４を形成した。
【００９８】
すなわち、熱硬化型散乱膜用として、実施例１と同じ塗布液を調製した。
Ａ微粒子  ６重量％
・平均粒径1.5μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ150；綜研化学(株)製）1.2重量％
・平均粒径1.8μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ180；綜研化学(株)製）2.4重量％
・平均粒径2.2μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ220；綜研化学(株)製）2.4重量％
Ｂバインダー樹脂  47重量％
・グリシジル基をもつフルオレン樹脂、固形分40重量％溶液  40重量％
・エポキシアクリレート、固形分25重量％溶液  ７重量％
Ｃ熱硬化剤  22重量％
12重量％多価カルボン酸溶液
Ｄ有機溶媒  25重量％
上記Ａ，Ｂを加えて混合しメディアレス分散機で３時間混合攪拌し、さらにＣを加えて塗布液を調整した。
【００９９】
次に、上記塗布液をカラーフィルタ層１９上に滴下し、ガラス基板１８を毎分８００回転の回転速度で５秒間回転させて塗膜を形成した。さらに、この塗膜を乾燥させ、２３０℃で６０分間焼成することにより、厚さ３．０μｍの光散乱膜１４を形成した。
【０１００】
このような方法により形成した光散乱膜１４の表面はきわめて平坦であり、その平坦性は０．１μｍ以下であった。また、この光散乱膜１４は、硬化時の屈折率が１．５５の透明樹脂２１中に、透明粒子２２屈折率が１．４５の混合分布した構造を有していた。
さらに、上述した方法により得られた光散乱膜１４上に、スパッタリング法によりＩＴＯからなる透明電極２０を形成した。以上のようにして、観察者側電極基板１２を得た。
【０１０１】
この観察者側電極基板１２を用いることにより、観察者側電極基板１２と別途形成した背面側電極基板１１とで液晶層１３を挟持した構造の図９に示す反射型液晶表示装置１０を作製した。なお、背面側電極基板１１及び観察者側電極基板１２のそれぞれの対向面には配向膜を設けた。また、反射型液晶表示装置１０には、その両面に偏光膜を設けた。
得られた液晶表示装置は、散乱膜による画面の着色が認められず、視野角も実用に耐える広さがあった。
【０１０２】
（実施例４）
図９に示す反射型液晶表示装置１０を以下の方法により作製した。
【０１０３】
まず、ガラス基板１８の一方の主面上に、公知の顔料分散法により、赤、緑、青の色領域を並置してなるカラーフィルタ層１９を形成した。
次に、カラーフィルタ層１９上に、透明樹脂２１中の透明微粒子２２が分散された構造の光散乱膜１４を形成した。
すなわち、熱硬化型散乱膜用として、実施例２と同じ塗布液を調製した。
Ａ微粒子  ６重量％
・平均粒径1.5μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品 名ＭＸ150；綜研化学(株)製）２重量％
・平均粒径1.8μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ180；綜研化学(株)製）２重量％
・平均粒径2.2μｍのポリメタクリル酸エステル系架橋体単分散微粒子（商  品名ＭＸ220；綜研化学(株)製）２重量％
Ｂバインダー樹脂  47重量％
・グリシジル基をもつフルオレン樹脂、固形分40重量％溶液  40重量％
エポキシアクリレート、固形分25重量％溶液  ７重量％
Ｃ熱硬化剤  22重量％
・12重量％多価カルボン酸溶液
Ｄ有機溶媒  25重量％
【０１０４】
次に、上記塗布液をカラーフィルタ層１９上に滴下し、ガラス基板１８を毎分８００回転の回転速度で５秒間回転させて塗膜を形成した。さらに、この塗膜を乾燥させ、２３０℃で６０分間焼成することにより、厚さ３μｍの光散乱膜１４を形成した。このような方法により形成した光散乱膜１４は、硬化時の屈折率が１．５５の透明樹脂２１中に、透明粒子２２屈折率が１．４５の混合分布した構造を有していた。
【０１０５】
さらに、上述した方法により得られた光散乱膜１４上に、スパッタリング法によりＩＴＯからなる透明電極２０を形成した。以上のようにして、観察者側電極基板１２を得た。
【０１０６】
この観察者側電極基板１２を用いることにより、観察者側電極基板１２と別途形成した背面側電極基板１１とで液晶層１３を挟持した構造の図９に示す反射型液晶表示装置１０を作製した。なお、背面側電極基板１１及び観察者側電極基板１２のそれぞれの対向面には配向膜を設けた。また、反射型液晶表示装置１０には、その両面に偏光膜を設けた。
得られた液晶表示装置は、散乱膜による画面の着色が認められず、視野角も実用に耐える広さがあった。
【図面の簡単な説明】
【図１】光散乱機能を有する従来の反射型液晶表示装置の一例を概略的に示す断面図である。
【図２】光散乱機能を有する従来の反射型液晶表示装置の他の例を概略的に示す断面図である。
【図３】光散乱機能を有する従来の反射型液晶表示装置のさらに他の例を概略的に示す断面図である。
【図４】従来の光散乱膜を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明の透明粒子を用いた光散乱膜の光路を概略的に示す説明図である。
【図６】本発明の透明粒子を用いた光散乱膜の別の光路を概略的に示す説明図である。
【図７】本発明の光散乱膜を用いた反射型液晶表示装置の一実施例を示す断面図である。
【図８】本発明の光散乱膜を用いた半透過型液晶表示装置の一実施例を示す断面図である。
【図９】本発明の光散乱膜を用いた半透過型液晶表示装置の他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１００ａ，１００ｂ，１００ｃ            反射型液晶表示装置
１０a，１０b                            半透過型液晶表示装置
１１，１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ      背面側電極基板
１２，１０２ａ，１０２ｂ                観察者側電極基板
１３，１０３                            液晶
１４，１０４                            光散乱膜
１０５                                  反射板
１６，１０６                            透明基板
１７，１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ      反射電極
１８，１０８                            透明基板
１９，１０９                            カラーフィルタ層
２０，１１０                            透明電極
２１，１２１                            透明樹脂
２２，１２２                            透明粒子
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ                  入射光
３２                                    直進光
３３，３３ｂ，３３ｃ，１１３            前方散乱光
３３ｄ，１１２                          散乱光
３４，１１４                            後方散乱光
３５                                    正反射光
３６                                    表示光
１１１                                  光
１１６                                  散乱光直進光
１２５                                  半透過金属鏡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004178760.tif 000009
【図８】
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【図９】
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