CN102472912A - 液晶显示装置及光扩散膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液晶显示装置，其具备在一对透明基板之间设置有液晶层而成的液晶单元、在液晶单元的背面侧设置的背光源装置、配置在上述背光源装置与上述液晶单元之间的具有光扩散功能和/或光偏转功能的第1光扩散层、配置在上述第1光扩散层与上述液晶单元之间的第1偏振片、配置在上述液晶单元的前面侧的第2光扩散层、及配置在上述液晶单元与上述第2光扩散层之间的第2偏振片；上述第2光扩散层具有光扩散特性，即，在将波长为549nm的激光从背面侧的法线方向射入时，相对于沿第2光扩散层的法线方向射入的激光的强度，沿自法线方向倾斜40°的方向射出的激光的相对强度为0.0002％～0.001％；上述第2光扩散层的外部雾度小于1.0％。本发明的液晶显示装置即使在来自环境的外光存在的情况下，也能实现视角宽且色彩重现性高的显示。

Description

液晶显示装置及光扩散膜
技术领域
本发明涉及液晶显示装置，更详细而言，涉及视角特性优异的液晶显示装置。
背景技术
近年来，液晶显示装置被广泛使用在便携式电话、PDA(个人数码助理，Personal Digital Assistant)等便携用小型电子设备至个人电脑、电视等大型电器中，其用途日益扩大。
液晶显示装置与CRT、PDP(等离子体显示面板)等自发光型显示装置不同，显示元件本身不发光。因此，在透射型液晶显示装置中，背光源装置设置在液晶显示元件的背面侧，液晶显示元件在各像素中控制来自该背光源装置的照明光的透射光量，从而进行图像的显示。
在液晶显示装置中有TN(扭转向列，Twisted Nematic)方式、STN(超扭转向列，Super Twisted Nematic)方式、VA(垂直取向，VerticalAlignment)方式、IPS(共面转换，In-Plane Switching)方式等各种方式，但在这些方式中，起因于由液晶分子具有相位差值所致的漏光、偏振片中斜视时轴角度的偏差等，均存在视角狭窄的方向(方位角)。
因此，作为扩大视角的方法，广泛采用利用相位差板对液晶单元、偏振片进行光学补偿这样的方法(例如，JPH04-229828-A及JPH04-258923-A)。
另一方面，在液晶显示装置中，作为不用相位差板而得到宽视角的方法，已知用平行或大致平行的光源光对液晶单元进行照明，将液晶单元的透射光利用具有高雾度的光扩散层进行扩散的方法(例如JPS58-169132-A、JPS60-202425-A及JUS62-110977-A)。
作为在这些技术中所用的光扩散层，具体而言，记载有凹透镜、在表面具有凹凸的透明基材。
但是，例如，使用在表面具有凹凸的透明基材而形成具有高雾度的光扩散层时，液晶显示装置的最表面变得具有大的凹凸，将显示装置所在环境的外光进行反射而使画面变得发白，显示品质不充分。
发明内容
本发明的目的为提供一种液晶显示装置，其即使在来自环境的外光存在的情况下也能够以宽视角实现色彩重现性高的显示。
此外，本发明的目的在于提供一种液晶显示装置，其不使用相位差板，即不增加构件件数就可实现视角的扩大。
本发明包括以下内容。
[1]一种液晶显示装置，具备：
在一对透明基板之间设置有液晶层而成的液晶单元，
设置在液晶单元的背面侧的背光源装置，
配置在上述背光源装置与上述液晶单元之间的具有光扩散功能和/或光偏转功能的第1光扩散层，
配置在上述第1光扩散层与上述液晶单元之间的第1偏振片，
配置在上述液晶单元的前面侧的第2光扩散层，及
配置在上述液晶单元与上述第2光扩散层之间的第2偏振片；
上述第2光扩散层具有如下的光扩散特性，即，在将波长为543.5nm的激光从背面侧的法线方向射入时，相对于沿第2光扩散层的法线方向射入的激光的强度，沿自法线方向倾斜40°的方向射出的激光的相对强度为0.0002％～0.001％；
上述第2光扩散层的外部雾度小于1.0％。
应予说明，在本说明书中，将液晶显示装置的成为显示画面的一侧(光射出侧)称作“前面侧”，将与其相反的一侧(光射入侧)称作“背面侧”。
[2]根据[1]所述的液晶显示装置，其中，上述第2光扩散层的内部雾度为20％以上且小于70％。
[3]根据[1]或[2]所述的液晶显示装置，其中，来自上述第1光扩散层的射出光具有自法线方向倾斜70°的方向的亮度相对于法线方向的亮度为20％以下的配光特性，而且包含非平行光。
[4]根据[1]～[3]中任一项所述的液晶显示装置，其中，上述第1光扩散层具备发挥上述光扩散功能的光扩散板、及发挥上述光偏转功能的光偏转结构板，上述光偏转结构板设置在上述光扩散板的前面侧。
[5]根据[1]～[4]中任一项所述的液晶显示装置，其中，上述液晶单元为TN方式液晶单元、IPS方式液晶单元及VA方式液晶单元中的任一种。
[6]根据[1]～[5]中任一项所述的液晶显示装置，其中，上述第2偏振片具有起偏器、配置在该起偏器与液晶单元之间的第1支撑膜、及配置在该起偏器与上述第2光扩散层之间的第2支撑膜。
[7]根据[6]所述的液晶显示装置，其中，上述第2光扩散层直接层叠在上述第2支撑膜上。
[8]根据[6]所述的液晶显示装置，其中，上述第2光扩散层的背面侧的面直接贴合在透明基材膜上，而且该透明基材膜的与第2光扩散层相反的面直接或者介由粘接层贴合在上述第2支撑膜上。
[9]根据[7]所述的液晶显示装置，其中，上述第2光扩散层与上述第2支撑膜的组合由光扩散层直接或者介由粘接层形成在透明基材膜的一面的光扩散膜构成。
此外，从进一步提高视角特性及色彩重现性的观点出发，优选在上述液晶单元与第1偏振片之间(液晶单元的背面侧)和/或上述液晶单元与第2偏振片之间(液晶单元的前面侧)进一步配置相位差板。另一方面，从减少构件件数、使装置的组装性提高而提高生产率的观点出发，可不具备相位差板。此外，作为上述液晶单元，可制成TN方式液晶，而且不具备相位差板。
[10]一种光扩散膜，在透明基材膜的一面直接或者介由粘接层而形成有光扩散层；该光扩散层具有如下的光扩散特性，即在将波长为543.5nm的激光从背面侧的法线方向射入时，相对于沿该光扩散层的法线方向射入的激光的强度，沿自法线方向倾斜40°的方向射出的激光的相对强度为0.0002％～0.001％；该光扩散层的外部雾度小于1.0％。
[11]根据[10]所述的光扩散膜，其用于[6]所述的液晶显示装置，上述光扩散层及上述透明基材膜分别被用作上述液晶显示装置的第2光扩散层及第2支撑膜。
[12]根据[10]所述的光扩散膜，其用于[6]所述的液晶显示装置，上述透明基材膜直接或者介由粘接层贴合在上述液晶显示装置的第2偏振片的第2支撑膜侧。
在本发明的液晶显示装置中，可获得宽视角、高显示品质及优异的色彩重现性。此外，即使不使用相位差板也可获得在实际使用上无障碍的视角特性。
附图说明
[图1]为示出本发明的液晶显示装置的一例的示意图。
[图2]为示出第1光扩散层的一例的示意图。
[图3]为示出第1光扩散层的其它例的示意图。
[图4]为说明非平行光的定义的图。
[图5](a)、(b)为示出第2光扩散层及第2偏振片的构成的示例的示意图。
[图6](a)、(b)为用于说明使用光扩散膜来形成第2光扩散层的方法的示意图。
[图7]为示意地表示第2光扩散层中激光的射入方向与射出方向的图。
[图8]为将从第2光扩散层射出的激光的相对强度相对于射出角进行绘制而得的曲线图的一例。
[图9]为示出本发明的液晶显示装置的其它例的示意图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的液晶显示装置进行说明，但本发明并不受到这些实施方式任何限定。
在图1中示出表示本发明的液晶显示装置的一个实施方式的示意图。图1的液晶显示装置为正常白的TN方式的液晶显示装置，具备在一对透明基板11a、11b之间设置有液晶层12而成的液晶单元1、及设置在液晶单元1的背面侧的以规定间隔平行设置有多根冷阴极管21而成的直下型背光源装置2。在背光源装置2与液晶单元1之间，从背光源装置侧依次配置有第1光扩散层3、第1偏振片4，在液晶单元1的前侧面，从液晶单元1侧依次配置有第2偏振片6、第2光扩散层5。第1光扩散层3由具有光扩散功能的光扩散板31、及设置在光扩散板31前侧面的发挥光偏转功能的棱镜片(光偏转结构板)32a、32b构成。
在这种构成的液晶显示装置中，从背光源装置2放射的光被第1光扩散层3的光扩散板31扩散之后，被棱镜片32赋予相对于液晶单元1的光射入面的法线方向的规定指向性。相对于该法线方向的指向性设定为比以往的装置高。然后，赋予规定指向性的光被第1偏振片4所偏振而射入液晶单元1。射入液晶单元1的光利用被电场控制的液晶层12的取向，在各像素中控制偏振面而从液晶单元1射出。然后，从液晶单元1射出的光通过第2偏振片6、第2光扩散层5图像化且扩散。
如上所述，在本发明的液晶显示装置中，使第1光扩散层3中射入液晶单元1的光相对于法线方向的指向性比以往高，即，使向液晶单元1射入的光比以往更聚光，并且使液晶单元1的射出光被第2光扩散层5扩散。由此，与以往的装置相比会得到宽视角及优异的色彩重现性。
以下，对本发明的液晶显示装置的各构件进行说明。首先，在本发明中使用的液晶单元1具备用未图示的间隔件以规定距离隔开而相对配置的一对透明基板11a、11b，及在该一对透明基板11a、11b之间封入液晶而成的液晶层12。虽然在图1中未示出，但在一对透明基板11a、11b中，分别层叠形成有透明电极、取向膜，在透明电极间施加基于显示数据的电压，从而使液晶进行取向。液晶单元1的显示方式在此为TN方式，但是也可采用IPS方式，VA方式等显示方式。
在本发明中使用的背光源装置2不限定于图1所示的直下型背光源装置，可使用在导光板的侧面配置线状光源或者点状光源的侧光源型、或者光源本身为平面状的平面光源型等以往公知的背光源装置。
第1光扩散层3具有光扩散板31与棱镜片32a、32b。具体而言，如图2所例示，第1光扩散层3可举出在光扩散板31的前面侧设置有棱镜片32的构成。在此，光扩散板31成为在基材311中分散有扩散剂312的构成。
作为构成基材311的树脂，可使用聚碳酸酯、甲基丙烯酸树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂、甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物树脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯等聚烯烃、环状聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等的聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚芳酯、聚亚酰胺等。
此外，分散在基材311中的扩散剂312为由与成为基材311的材料折射率不同的物质所构成的微粒，作为具体例，可举出与基材311的材料不同种类的丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂、聚乙烯、聚苯乙烯、有机硅树脂、丙烯酸-苯乙烯共聚物等有机微粒，及碳酸钙、二氧化硅、氧化铝、碳酸钡、硫酸钡、氧化钛、玻璃等无机微粒等，可使用其中的1种，或者将2种以上混合使用。此外，有机聚合物微球、玻璃中空微珠也可被用作扩散剂312。扩散剂312的平均粒径优选为0.5μm～30μm的范围。此外，作为扩散剂312的形状，不仅可为球状，还可为扁平状、板状、针状等。
另一方面，棱镜片32的背面侧(光射入面侧)为平坦面，前面侧(光射出面侧)为平行排列V字状的直线沟槽321而成的棱镜面。作为棱镜片32的材料，例如可举出聚碳酸酯树脂、ABS树脂、甲基丙烯酸树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂、聚乙烯·聚丙烯等聚烯烃树脂，或者紫外线固化型树脂、电子束固化型树脂等电离放射线固化型树脂的固化物等。棱镜片32可用异型挤出法、压制成型法、注射成型法、辊转印法、激光标定法、机械切削法、机械研磨法、光聚合物加工法等公知的方法进行制造。这些方法可分别单独使用，或者也可将2种以上方法进行组合。此外，可将光扩散剂分散于棱镜片32中。棱镜片32的厚度通常为0.1～15mm，优选为0.5～10mm。
光扩散板31与棱镜片32可一体成型，也可在分体制作后进行接合。此外，在以分体制作而接合时，可介由空气层使光扩散板31与棱镜片32之间接触。
作为第1光扩散层3的不同的实施方式，如图3所示，使扩散剂312分散于具有光偏转功能的棱镜片32中，对棱镜片32进一步赋予光扩散功能，从而可省略光扩散板31。
透过第1光扩散层3的光的配光特性优选沿自法线方向倾斜70°的方向的亮度相对于法线方向的亮度为20％以下，而且来自第1光扩散层的射出光包含非平行光。更优选的配光特性为没有沿自法线方向倾斜角度大于60°的方向的光这样的取向特性。
在此，如图4所示，所谓非平行光为具有以下射出特性的光，即，在使从发光面71中直径为1cm的圆72内射出的光形成沿发光面71的法线方相距1m的、与发光面71平行的观察面73中的投影像74而进行观察时，其投影像74的面内亮度分布的最小半值宽度75为30cm以上。应予说明，在此所述的最小半值宽度为面内亮度分布的整个方向中的半值宽度的最小值。
为了形成这种配光特性，例如可将在棱镜片32的V字状直线沟槽321之间形成的具有三角形截面的棱镜部分322的形状进行调整。棱镜部分322的截面三角形的顶角θ(图2、3中图示)优选为60～120°的范围。此外，该三角形的各边可为等边、不等边中的任一种，在要聚光于液晶单元1的正面方向(法线方向)时，优选前面侧(光射出侧)的两边相等的等腰三角形。
上述棱镜片32优选具有以下结构：该具有三角形截面的多个棱镜部分322以与三角形的顶角θ相对的底边相互邻接的方式进行配置，以多个棱镜部分322的棱线(或者多个V字状直线沟槽321)相互大致平行的方式进行排列。在这种情形下，只要聚光能力不显著减退，棱镜部分322的截面形状的三角形的各顶点可成为曲线形状等。
各顶点间的距离d(图2、3中图示)通常为10μm～500μm的范围，优选为30μm～200μm的范围。
作为本发明中使用的第1偏振片4，通常使用在起偏器的两面贴合有支撑膜的偏振片。起偏器的示例包括使二色性染料或者碘吸附在聚乙烯醇系树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)树脂、聚酰胺树脂，聚酯树脂等的起偏器基板上进行取向的形成物、及在分子取向的聚乙烯醇膜中含有聚乙烯醇的二色性脱水生成物(聚乙烯基撑)的取向分子链的聚乙烯醇/聚乙烯基撑共聚物。特别是，优选使用使二色性染料或者碘吸附在聚乙烯醇系树脂的起偏器基板上进行取向的形成物作为起偏器。对起偏器的厚度没有特别限定，但通常以偏振片的薄型化等为目的，优选为100μm以下，更优选为10～50μm的范围，进一步优选为25～35μm的范围。
作为支撑、保护起偏器的支撑膜，优选由低双折射性且透明性、机械强度、热稳定性、水分遮蔽性等优异的聚合物所构成的膜。这种膜的示例包括将TAC(三乙酸纤维素)等乙酸纤维素系树脂；丙烯酸系树脂；四氟乙烯/六氟丙烯系共聚物之类的氟系树脂；聚碳酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂；聚亚酰胺系树脂；聚砜系树脂；聚醚砜系树脂；聚苯乙烯系树脂；聚乙烯醇系树脂；聚氯乙烯系树脂；聚烯烃树脂或者聚酰胺系树脂等树脂成型加工成膜状而得的膜。其中，从偏振特性、耐用性等方面出发，可优选使用将表面用碱等进行皂化处理的三乙酸纤维素膜、降冰片烯系热塑性树脂膜。降冰片烯系热塑性树脂膜由于膜成为对热、湿热的良好屏障，因此偏振片4的耐用性大幅提高，并且吸湿率小，从而可大幅提高尺寸稳定性，特别优选使用。形成膜状的成型加工可使用流延法、压延法、挤出法之类以往公知的方法。对支撑膜的厚度没有限定，但从偏振片4的薄型化等观点出发，通常优选为500μm以下，更优选为5～300μm的范围，进一步优选为5～150μm的范围。
第2偏振片6与配置在液晶单元1的背面侧的第1偏振片4成为一对，在第1偏振片4中例示的偏振片也可在此很好地使用。但是，通常，第2偏振片6以其偏转面与第1偏振片4的偏转面正交的方式进行配置，或者以与第1偏振片4的偏转面平行的方式进行配置。在使液晶显示装置为正常白时，第1偏振片与第2偏振片的偏转面设置成正交即可，在使其为正常黑时，第1偏振片与第2偏振片的偏转面设置成平行即可。
(第2光扩散层的形成)
在图5中示出配置在图1的液晶显示装置中的第2光扩散层5及第2偏振片6的示意图。图5(a)、(b)例示有第2光扩散层5的各种方式。
在图5(a)中，第2偏振片6由起偏器60、配置在该起偏器60的液晶单元侧的第1支撑膜61、及配置在该起偏器的第2光扩散层5侧的第2支撑膜62构成。起偏器60与用于上述第2偏振片的起偏器同样。第1支撑膜61及第2支撑膜62与用于上述第2偏振片的支撑膜同样。
第2光扩散层5为如下形成：将分散有微小的透光性微粒52的树脂组合物涂布在第2偏振片6的第2支撑膜62上，将表面处理平坦，使其固化，从而将分散有透光性微粒52的透光性树脂层51作为第2光扩散层5形成在第2偏振片6上。在该情形下，树脂组合物中的透光性微粒52的分散优选为各向同性分散。
在图5(b)的第2光扩散层5中，将分散有微小的透光性微粒52的树脂组合物涂布于第2偏振片6的第2支撑膜62上，使其固化，从而在第2偏振片6上形成分散有透光性微粒52且在表面具有凹凸的透光性树脂层51。进而，在其上涂布未含有透光性微粒的与透光性树脂层51同样的树脂组合物，然后，将表面处理平坦，使其固化，从而形成具有平坦表面的硬涂层53。第2偏振片6与图5(A)同样。
这种构成的第2光扩散层5具有以下光扩散特性，即在将波长543.5nm的激光从背面侧的法线方向射入时，相对于沿第2光扩散层的法线方向射入的激光的强度，沿自法线方向倾斜40°的方向射出的激光的相对强度为0.0002％～0.001％。进而，若激光的相对强度为0.0008％以下，则相对于法线方向的角度(射出角)优选为40°以上。由此，从液晶单元1透射至前面侧的光在前方被散射，正面方向透射光的图像的鲜明性得以高度维持，从斜向看时的图像着色得到抑制，视角变宽。
为了这样控制第2光扩散层5的光扩散特性，例如将分散有透光性微粒52的透光性树脂层51用作第2光扩散层5时，可调整透光性微粒52的形状、粒径、添加量，然后调整透光性微粒52与透光性树脂层51的折射率差等即可。
作为用于形成透光性树脂层51的树脂，只要是可用任何方法使之固化的透明树脂就可任意使用，但是从制造、处理的简便性考虑，优选使用紫外线固化性树脂组合物。然后，优选将该紫外线固化性树脂组合物进行固化而得到透光性树脂层51的方法。作为紫外线固化性树脂组合物，可使用公知的组合物，但是若考虑到第2光扩散层配置在液晶显示装置的最外侧，则该光扩散层优选具有充分的机械强度，因此，紫外线固化性树脂组合物优选兼具作为硬涂用树脂组合物的特征。作为这样的紫外线固化性树脂组合物，优选使用丙烯酸系、环氧系等硬涂层用树脂组合物，例如，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯等多官能丙烯酸酯的单独或者2种以上，可特别优选使用与“IRGACURE 907”、“IRGACURE 184”(以上，Ciba Specialty Chemicals公司制)、“LUCIRIN TPO”(BASF公司制)等光聚合引发剂的混合物等。
透光性微粒52为由与透光性树脂层51折射率不同的材质构成的微粒，其示例包括丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂、聚乙烯、聚苯乙烯、有机硅树脂、丙烯酸-苯乙烯共聚物等有机微粒，及碳酸钙、二氧化硅、氧化铝、碳酸钡、硫酸钡、氧化钛、玻璃等无机微粒，可使用其中的1种，或者将两种以上混合使用。此外，也可使用有机聚合物的微球、玻璃中空微珠。透光性微粒52的平均粒径优选为1μm～25μm的范围。透光性微粒52的形状可为球状、扁平状、板状、针状等中的任一种，特别优选球状。
(使用光扩散膜的第2光扩散层的形成)
用于在第2偏振片6上形成第2光扩散层5的另外的有利方式，可举出使用光扩散膜的方法。图6为用于说明使用光扩散膜54而将第2光扩散层5形成在第2偏振片6上的方法的示意图。光扩散膜54由光扩散层54A及透明基材膜54B构成。
光扩散层54A与上述第2光扩散层同样。此外，透明基材膜54B只要是具有透明性的膜就没有特别限定，但作为用于形成透明基材膜54B的树脂，例如可举出TAC(三乙酸纤维素)等乙酸纤维素系树脂；丙烯酸系树脂、聚碳酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂等。
(1)使用光扩散膜的方法1
如图6(a)所示，光扩散膜54的透明基材膜54B侧直接或者介由粘接层层叠在(与第1支撑膜61相反侧的)起偏器60上。由此，光扩散膜54的光扩散层54A及透明基材膜54B分别被用作液晶显示装置的第2光扩散层5及第2支撑膜62，得到依次层叠有第1支撑膜61、起偏器60及第2支撑膜62的第2偏振片6，以及直接层叠在该第2支撑膜62上的第2光扩散层5。
(2)使用光扩散膜的方法2
如图6(b)所示，光扩散膜54的透明基材膜54B侧直接或者介由粘接层层叠在第2偏振片6的第2支撑膜上。应予说明，在此所述的粘接层由粘合剂或者粘接剂构成。由此，得到依次层叠有第1支撑膜61、起偏器60及第2支撑膜62的第2偏振片6，以及在该第2支撑膜62上直接或者介由粘接层层叠有透明基材膜54B且在该透明基材膜54B上直接层叠的第2光扩散层5。
(激光的相对强度的测定方法)
以下，对激光从第2偏振片背面侧的法线方向射入时从第2光扩散层射出的激光的相对强度的测定方法进行说明。应予说明，“第2偏振片的背面侧的法线方向”是指相对于第2偏振片6的平坦表面的光射入侧的法线方向。
图7为示意性地表示对从第2偏振片的背面侧的法线方向射入并向第2光扩散层侧射出的激光的相对强度进行测定时激光的射入方向与射出方向的立体图。在图7中，对相对于从第2光扩散层的表面91的背面侧(图的下方侧)沿法线方向射入的激光93，沿自第2光扩散层侧的法线方向92呈角度Φ的方向射出的激光94的强度进行测定。激光94的测定强度除以射入激光93的强度而得的值成为相对强度。应予说明，以激光94、法线方向92及射入激光93全部成为相同平面(图7中的平面95)上的方式进行测定。
接着，将由此测定的相对强度相对于角度(射出角Φ)进行绘制，从而求得相对强度成为0.0008％以下的角度(射出角Φ)。图8为将从第2光扩散层侧射出的激光的相对强度相对于射出角Φ绘制的图表的一例。如该图表所示，相对强度存在以下倾向：射出角为0°即图7的法线方向92为峰，射出角Φ相对于法线方向92越变大，相对强度越下降。在图8所示例中可知相对强度成为0.0008％以下时射出角Φ为41°以上的情形。
(液晶显示装置的其它实施方式)
图9中示出本发明液晶显示装置的其它实施方式。图9的液晶显示装置与图1的液晶显示装置的不同点为在第1偏振片4与液晶单元1之间配置相位差板8。该相位差板8在液晶单元1表面的法线方向的相位差大致为零，对液晶单元1表面的法线方向(正面方向)不产生任何光学性作用，在相对于正面方向倾斜的方向上表现出相位差，使得从斜向观看液晶显示装置时补偿在液晶单元1中产生的相位差。由此，会得到更宽的视角，会得到更优异的显示品质及色彩重现性。相位差板8可配置在第1偏振片4与液晶单元1之间及第2偏振片6与液晶单元1之间的一方或者两方。
相位差板8的示例包括将聚碳酸酯树脂、环烯烃系聚合物树脂制成膜并将该膜进一步进行双轴拉伸的相位差板，及将液晶性单体用光聚合反应固定分子排列的相位差板。相位差板8对液晶排列进行光学补偿，因此优选使用与液晶排列相反的折射率特性的相位差板。具体而言，在TN模式的液晶显示单元中，可优选使用例如“WV膜”(Fujifilm株式会社制)，在STN模式的液晶显示单元中，可优选使用例如“LC膜”(新日本石油株式会社制)，在IPS模式的液晶单元中，可优选使用例如双轴性相位差膜，在VA模式的液晶单元中，可优选使用例如将A-板及C-板进行组合的相位差板、双轴性相位差膜，在π单元模式的液晶单元中，可优选使用例如“OCB用WV膜”(Fujifilm株式会社制)等。
实施例
以下，举出实施例详细说明本发明，但本发明并不限定于此。
[第1光扩散层的制造]
(1)光扩散板的制作
将苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物树脂(折射率为1.57)74.5质量份、交联聚甲基丙烯酸甲酯树脂粒子(折射率为1.49，重均粒径为30μm)25质量份、苯并三唑系紫外线吸收剂(住友化学株式会社制的“Sumisorb200”)0.5质量份，受阻酚系抗氧化剂(热稳定剂)(Ciba SpecialtyChemicals株式会社制的“IRGANOX1010”)0.2质量份用亨舍尔混合机进行混合，然后用第2挤出机进行熔融混炼，供给供料块。
另一方面，将苯乙烯树脂(折射率1.59)99.5质量份、苯并三唑系紫外线吸收剂(住友化学株式会社制的“Sumisorb200”)0.07质量份、光稳定剂(Ciba Specialty Chemicals株式会社制的“TINUVIN 770”)0.13质量份用亨舍尔混合机进行混合，然后与交联硅氧烷系树脂粒子(Dow CorningSilicone株式会社制的“TrefilDY33-719”，折射率1.42，重均粒径2μm)一起，用第1挤出机进行熔融混炼，供给供料块。通过调节交联硅氧烷系树脂粒子的添加量，调节扩散板的总透光率Tt，制作总透光率Tt为65％的光扩散板。
应予说明，上述光扩散板以从上述第1挤出机供给供料块的树脂成为中间层(基层)而从上述第2挤出机供给供料块的树脂成为表层(两面)的方式进行共挤出成型，成为由厚度为2mm(中间层1.90mm，表层0.05mm×2)的3层构成的层叠板。此外，根据JIS K 7361，使用雾度·透射率计(株式会社村上色彩技术研究所制，HR-100)测定总透光率Tt。
(2)棱镜片(光偏转结构板)的制作
通过将苯乙烯树脂(折射率1.59)进行压制成型，制作厚度为1mm的平板。进而，使用形状与如图2所示的平行地排列形成有具有顶角为θ、顶点间的距离d为50μm的等腰三角形截面的棱镜部分322及V字状直线沟槽321的棱镜片32对应的金属制模具，将上述苯乙烯树脂板进行再压制成型，从而制作棱镜片。应予说明，在该棱镜片作为下述实施例的液晶显示装置的第1光扩散层的构件被组装时，顶角θ以相对于法线方向倾斜70°的方向的亮度成为法线方向的亮度的0％、10％、20％的方式进行调整。
(3)具有第1光扩散层的液晶显示装置的制作
在用于下述实施例的液晶显示装置的背光源装置2中，将上述光扩散板31与棱镜片32a、32b按照图1的配置进行层叠。此时，以一棱镜片的V字状直线沟槽的方向相对于背光源装置2的冷阴极管21大致平行的方式进行配置，以另一棱镜膜的V字状直线沟槽的方向与前者的棱镜片的V字状直线沟槽的方向正交的方式，将棱镜片32a、32b进行层叠。
[第2光扩散层的制造]
<制造例1>
(1)转印用金属辊的制作
在直径为200mm的铁辊(基于JIS的STKM13A)的表面进行工业用镀铬加工，然后对表面进行镜面研磨，制作镜面模具。
(2)第2光扩散层的调制
将季戊四醇三丙烯酸酯(60质量份)及多官能聚氨酯丙烯酸酯(六亚甲基二异氰酸酯与季戊四醇三丙烯酸酯的反应生成物，40质量份)混合入丙二醇单甲醚溶液中，以固体成分浓度成为60质量％的方式进行调整，得到紫外线固化性树脂组合物。应予说明，从该组合物中除去丙二醇单甲醚而进行紫外线固化后的固化物的折射率为1.53。
然后，向上述紫外线固化性树脂组合物的固体成分100质量份中，添加作为透光性微粒的重均粒径为12.0μm的聚苯乙烯系粒子(积水化成品工业株式会社制，SBX-12)30质量份、光聚合引发剂“LUCIRIN TPO”(BASF公司制，化学名：2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦)5质量份，以固体成分比率成为60质量％的方式用丙二醇单甲醚稀释，调制涂布液。
将该涂布液涂布于厚度为80μm的平坦的三乙酸纤维素(TAC)膜(第2偏振片中的起偏器的第2支撑膜62)上，使之在设定为80℃的干燥机中干燥1分钟。将使涂布液干燥而形成有紫外线固化性树脂组合物层的TAC膜以紫外线固化性树脂组合物层成为模具侧的方式用橡胶辊挤压在上述(1)中制作的模具的镜面上，使之密合。在该状态下，将来自强度为20mW/cm2的高压汞灯的光以h射线换算光量成为300mJ/cm2的方式从TAC膜侧进行照射，使紫外线固化性树脂组合物层进行固化，得到由分散有透光性微粒52的透光性树脂层51构成的、如图5(A)所示结构的具有平坦表面的第2光扩散层5(具有TAC膜)。此时，分散有透光性微粒52的透光性树脂层51的厚度为25.1μm。
<制造例2>
作为透光性微粒，使用重均粒径为6.0μm的聚苯乙烯系粒子(积水化成品工业株式会社制，SBX-6)40质量份，除此以外与制造例1同样，得到第2光扩散层。此时，分散有透光性微粒52的透光性树脂层51的厚度为15.5μm。
<制造例3>
作为透光性微粒，使用重均粒径为6.0μm的聚苯乙烯系粒子(积水化成品工业株式会社制，SBX-6)10质量份，除此以外与制造例1同样，得到第2光扩散层。此时，分散有透光性微粒52的透光性树脂层51的厚度为13.4μm。
<制造例4>
作为透光性微粒，使用重均粒径为6.0μm的聚苯乙烯系粒子(积水化成品工业株式会社制，SBX-6)70质量份，除此以外与制造例1同样，得到第2光扩散层。此时，分散有透光性微粒52的透光性树脂层51的厚度为13.7μm。
<制造例5>
未挤压在模具的镜面上，将来自强度20mW/cm2的高压汞灯的光以h射线换算光量计成为300mJ/cm2的方式从紫外线固化树脂侧进行照射，使紫外线固化性树脂组合物层固化，除此以外与制造例1同样，得到第2光扩散层。此时，分散有透光性微粒52的透光性树脂层51的厚度为27.2μm。
<制造例6>
作为透光性微粒，使用重均粒径为6.0μm的聚苯乙烯系粒子(积水化成品工业株式会社制，SBX-6)40质量份，除此以外与制造例5同样，得到第2光扩散层。此时，分散有透光性微粒52的透光性树脂层51的厚度为16.1μm。
[第2光扩散层的光扩散特性的测定]
<雾度值的测定>
对于在制造例1～6中得到的第2光扩散层，测定雾度值。将测定结果示于表1中。应予说明，由表示将光照射在膜上而透射的光线的总量的总透光率(Tt)与利用膜扩散而透射的扩散透光率(TD)的比，通过下述式(1)而求得雾度值：
雾度(％)＝(Td/Tt)×100       (1)
在此，总透光率(Tt)为与射入光保持同轴地透射的平行透光率(Tp)和扩散透光率(Td)之和。根据JIS K 7361，使用雾度透射率计(株式会社村上色彩技术研究所制HM-150)测定总透光率(Tt)及扩散透光率(Td)。
为了防止样品的弯曲，使用光学上透明的粘合剂，将层叠在第2光扩散层上的TAC膜侧贴合在玻璃基板上，使第2光扩散层成为表面，在该状态下从玻璃基板侧照射光，测定总雾度。应予说明，玻璃基板及TAC膜不影响各雾度值的测定，在此的测定值与第2光扩散层的雾度值等价。
内部雾度的测定通过将在膜表面雾度大致为0的三乙酸纤维素膜用甘油进行贴附，消除膜外侧的影响，从而与总雾度的测定同样进行。
由上述总雾度及内部雾度的测定值，利用下式求得外部雾度。
外部雾度(％)＝总雾度(％)-内部雾度(％)
<各射出角下的激光强度的测定>
此外，将在制造例1～6中得到的第2光扩散层贴合在玻璃基板上，从该玻璃基板侧沿第2光扩散层的法线方向照射来自波长为543.5nm的He-Ne激光的平行光，对从在构成第2光扩散层的层中分散有透光性微粒的透光性树脂层、与玻璃基板表面的法线方向成0°～90°的规定角度(射出角)射出的激光的强度进行测定。应予说明，在测定中，使用横河电机株式会社制的“3292 03光学功率传感器”及“3292光学功率计”。在表1中示出相对于照射到第2光扩散层的激光的强度，以规定的射出角射出的激光的强度的比率(相对强度)成为0.0008％以下的射出角(°)及沿自法线方向倾斜40°的方向射出的相对强度(％)。
在进行该测定时，照射He-Ne激光的光源配置在与上述玻璃基板相距430mm的位置。作为受光器的上述功率传感器配置在与激光的射出点相距280mm的位置，将该功率传感器以成为上述规定角度的方式进行操作，分别测定射出的激光的强度。
此外，通过对在不设置贴合有第2光扩散层的玻璃基板的情况下从上述光源直接射入上述功率传感器的光的强度进行测定，从而求得照射到第2光扩散层的激光的强度，即从上述光源照射的激光的强度。应予说明，通过将上述功率传感器配置在与上述光源相距710mm(＝430mm+280mm)的位置而进行该强度的测定。
[表1]
Figure BDA0000127988330000171
*1：相对于紫外线固化性树脂组合物的固体成分100质量份的使用量(质量份)
(实施例1)
作为液晶显示装置，使用在VA模式的夏普株式会社制32寸液晶电视(LC-32D10-B)的背光源装置的前面侧，设置自法线方向倾斜70°的方向的亮度为法线方向的亮度的10％的上述第1光扩散层的液晶显示装置。然后，剥去位于上述液晶显示装置的液晶单元的两面的偏振片及相位差板，将住友化学株式会社制碘系常规偏振片(TRW842AP7)以在前后成为正交尼科耳棱镜的方式进行贴合，偏振片的吸收轴以平行于液晶单元的短边和长边的方式进行贴合。最后，作为第2光扩散层，将在制造例1中得到的带TAC膜(第2偏振片中的起偏器的支撑膜)的第2光扩散层，贴合在前面侧贴合的上述碘系常规偏振片(第2偏振片的起偏器)的表面，而制成自前面侧具有第2光扩散层、第2偏振片、液晶单元、第1偏振片、第1光扩散层(棱镜片、光扩散板)、背光源装置(图1的构成)的液晶显示装置。
(实施例2及3)
作为第1光扩散层，使用自法线方向倾斜70°的方向的亮度为法线方向的亮度的0％的第1光扩散层(实施例2)、及为20％的第1扩散层(实施例3)，除此以外与实施例1同样，制作液晶显示装置。
(实施例4)
作为第2光扩散层，使用在制造例2中得到的第2光扩散层，除此以外与实施例1同样，制作液晶显示装置。
(比较例1)
作为第2光扩散层，使用在制造例3中得到的第2光扩散层，除此以外与实施例1同样，制作液晶显示装置。
(比较例2)
作为第2光扩散层，使用在制造例4中得到的第2光扩散层，除此以外与实施例1同样，制作液晶显示装置。
(比较例3及4)
作为第2光扩散层，使用在制造例5及6中得到的第2光扩散层，除此以外与实施例1同样，制作液晶显示装置。
(评价)
在暗室中对在实施例1～4、比较例1～4中制作的液晶显示装置进行目视评价。此外，还进行200lux的明室中的目视评价。结果示于表2中。
[表2]
Figure BDA0000127988330000191
◎：完全未辨认出异常
○：大致未辨认出异常
×：辨认出异常
如表2所示，在暗室的评价中，实施例1～4的液晶显示装置在相对于液晶画面的正面方向(法线方向)的视角为0°(正面)至60°之间，在层次的反转、层次的破坏、色调、黑显示的泛白及亮度变化上，完全未辨认出异常，均良好。此外，在明室的评价中也与暗室中的评价同样，显示出良好的显示品质。
与此相对，比较例1的液晶显示装置从斜向看时亮度低，视角不充分。此外，比较例2的液晶显示装置从正面看时亮度低，显示品质不充分。此外，比较例3及4的液晶显示装置虽然暗室的显示品质充分，但在明室时画面变得发白，显示品质不充分。
(实施例5)
作为液晶显示装置，使用TN模式的TECO公司制26寸液晶电视(TL2686TW)，除此以外与实施例1同样制作液晶显示装置，在暗室及明室中进行目视评价。在暗室及明室的任一个中，在视角为0°(正面)至60°之间，在层次的反转、层次的破坏、色调、黑显示的泛白及亮度变化上，完全未辨认出异常，显示出良好的显示品质。
(实施例6)
作为液晶显示装置，使用IPS模式的松下株式会社制32寸液晶电视(VIERA TH-32LZ85)，除此以外与实施例1同样制作液晶显示装置，在暗室及明室中进行目视评价。在暗室及明室的任一个中，在视角为0°(正面)至60°之间，在层次的反转、层次的破坏、色调、黑显示的泛白及亮度变化上，完全未辨认出异常，显示出良好的显示品质。
符号的说明
1：液晶单元
11a、11b：透明基板
12：液晶层
2：背光源装置
21：冷阴极管
3：第1光扩散层
31：光扩散板
311：基材
312：扩散剂
32、32a，32b：棱镜片(光偏转结构板)
4：第1偏振片
5：第2光扩散层
51：透光性树脂层
52：透光性微粒
53：硬涂层
54：光扩散膜
54A：光扩散层
54B：透明基材膜
6：第2偏振片
60：起偏器
61：第1支撑膜
62：第2支撑膜
71：发光面
72：圆
73：观察面
74：投影像
75：最小半值宽度
8：相位差板
91：第2光扩散层的表面
92：法线方向
93、94：激光
95：平面。

Claims (12)

1.一种液晶显示装置，具备：
在一对透明基板之间设置有液晶层而成的液晶单元，
设置在液晶单元的背面侧的背光源装置，
配置在所述背光源装置与所述液晶单元之间的具有光扩散功能和/或光偏转功能的第1光扩散层，
配置在所述第1光扩散层与所述液晶单元之间的第1偏振片，
配置在所述液晶单元的前面侧的第2光扩散层，及
配置在所述液晶单元与所述第2光扩散层之间的第2偏振片；
所述第2光扩散层具有如下的光扩散特性，即，在将波长为543.5nm的激光从背面侧的法线方向射入时，相对于沿第2光扩散层的法线方向射入的激光的强度，沿自法线方向倾斜40°的方向射出的激光的相对强度为0.0002％～0.001％；
所述第2光扩散层的外部雾度小于1.0％。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述第2光扩散层的内部雾度为20％以上且小于70％。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其中，来自所述第1光扩散层的射出光具有沿自法线方向倾斜70°的方向的亮度相对于法线方向的亮度为20％以下的配光特性，而且包含非平行光。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的液晶显示装置，其中，所述第1光扩散层具备具有所述光扩散功能的光扩散板和具有所述光偏转功能的光偏转结构板，所述光偏转结构板设置在所述光扩散板的前面侧。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的液晶显示装置，其中，所述液晶单元为TN方式液晶单元、IPS方式液晶单元及VA方式液晶单元中的任一种。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的液晶显示装置，其中，所述第2偏振片具有起偏器、配置在该起偏器与液晶单元之间的第1支撑膜、及配置在该起偏器与所述第2光扩散层之间的第2支撑膜。
7.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其中，所述第2光扩散层直接层叠在所述第2支撑膜上。
8.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其中，所述第2光扩散层的背面侧的面直接层叠在透明基材膜上，而且该透明基材膜的与第2光扩散层相反的面直接或者介由粘接层层叠在所述第2支撑膜上。
9.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其中，所述第2光扩散层与所述第2支撑膜的组合由在透明基材膜的一面直接形成有光扩散层的光扩散膜构成。
10.一种光扩散膜，其特征在于，在透明基材膜的一面直接或者介由粘接层形成有光扩散层；该光扩散层具有如下的光扩散特性，即，在将波长为543.5nm的激光从背面侧的法线方向射入时，相对于沿该光扩散层的法线方向射入的激光的强度，沿自法线方向倾斜40°的方向射出的激光的相对强度为0.0002％～0.001％；该光扩散层的外部雾度小于1.0％。
11.根据权利要求10所述的光扩散膜，其用于权利要求6所述的液晶显示装置，所述光扩散层及所述透明基材膜分别被用作所述液晶显示装置的第2光扩散层及第2支撑膜。
12.根据权利要求10所述的光扩散膜，其用于权利要求6所述的液晶显示装置，所述透明基材膜直接或者介由粘接层贴合在所述液晶显示装置的第2偏振片的第2支撑膜侧。
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