JP2008250269A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コントラスト、及び透過率が高く、表示品質の高い液晶表示装置の提供。
【解決手段】ＶＡモードの液晶セルと、該液晶セルの一方に設置されたバックライトとを有し、前記液晶セルと前記バックライトとの間に少なくとも異方性散乱フィルムが配置されたことを特徴とする液晶表示装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＶＡモードの液晶セルを備えた液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、液晶の光学異方性により画像の視野角依存性が大きいことが大きな欠点であったが、液晶の配向方向に複数の領域を形成する、いわゆるマルチドメイン方式が提案されるなど、問題点も解消されてきて、消費電力が小さく、省スペースの画像表示装置として年々用途が広がっている（特許文献１〜２参照）。
特に、近年では、その消費電力の小ささと、省スペース性から、車載用インストルメントパネルなどにも用いられるようになってきている。
しかしながら、車載用インストルパネルとして液晶表示装置を用いる場合、確実な視認性の観点から、表示画像のコントラストが高く、透過率が高いことが求められ、この両方の特性を効率的に実現する車載用の液晶表示装置は提案されていなかった。

特開平１１−２５８６０５公報 特開平１１−１０９３９１公報

本発明の目的は、コントラスト、及び透過率が高く、表示品質の高い液晶表示装置を提供することである。

本発明者らは、鋭意検討の結果、コントラスト特性の高いＶＡモードの液晶表示装置の透過率を高くすることにより、前記課題が解決されることを知見した。

本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段は以下の通りである。即ち、
＜１＞ ＶＡモードの液晶セルと、該液晶セルの一方に設置されたバックライトとを有し、前記液晶セルと前記バックライトとの間に、入射光の入射角により散乱性が異なり、散乱性が最小となる入射角が法線から±１０°以内である異方性散乱フィルムが配置されたことを特徴とする液晶表示装置である。
＜２＞ 液晶セルが配向分割され、液晶セルの両側に設けられた偏光板が、円偏光板である前記＜１＞に記載の液晶表示装置である。
＜３＞ 配向分割のダイレクタ方位数が、２以下である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の液晶表示装置である。
＜４＞ ダイレクタ方位が、上下方向である前記＜３＞に記載の液晶表示装置である。
＜５＞ 液晶セルを介してバックライトから出射された光の方向を制限するルーバー層が設けられた前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の液晶表示装置である。
＜６＞ 配向分割用の突起、及び電極スリットの少なくともいずれかの一部が、補助容量ライン上に配置された前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の液晶表示装置である。
＜７＞ 車載用インストルメントパネルとして使用される前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の液晶表示装置である。

本発明によれば、コントラスト、及び透過率が高く、表示品質の高い液晶表示装置を提供することができる。

以下、本発明の液晶表示装置について詳細に説明する。

（液晶表示装置）
＜構成＞
図１は、本発明の液晶表示装置の構成を示す斜視図である。
図１に示すように、本発明の液晶表示装置１は、液晶セル１０と、液晶セル１０を挟持するように配置された第１の偏光板２０、及び第２の偏光板３０と、液晶セル１０と共に第１の偏光板２０を挟むように配置されるバックライト５０とを有する。

＜液晶セル＞
図１に示すように、液晶セル１０は、第１の基板１０ａ、及び第２の基板１０ｂと、これらに挟持される液晶分子から形成される液晶層１１を有してなる。
本発明に用いられる液晶セルは、高いコントラスト特性を示すＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ）モードが好ましい。

第１の基板１０ａ、及び第２の基板１０ｂにおいて液晶分子１１ａに接触する表面（以下、「内面」という場合がある）には、配向膜（図示せず）が形成されており、電界無印加状態もしくは低印加状態における液晶分子１１ａの配向が制御されている。
なお、図１に示す液晶セル１０は、ＶＡモードの液晶セルを示しているためラビング処理等はしないが、他のモードでは方位角方向の配向方向を制御するためにラビング等による配向処理が施される。
また、第１の基板１０ａの内面、及び第２の基板１０ｂの内面には、液晶層１１に電界を印加可能な透明電極（図示せず）が形成されている。

また、前記液晶セルは、ＴＦＴ駆動型垂直配向モードの液晶セルであることが好ましく、第１の基板１０ａ、及び第２の基板１０ｂの内面には、液晶セルに電圧が印加されたときの液晶分子１１ａの傾倒方向を制御する突起（リブ）が形成されることにより、配向分割されたマルチドメイン配向とされていることが好ましい。マルチドメイン配向については、特許２９４７３５０号公報に記載があり、これを適用してもよい。
また、前記配向分割は、配向方位２分割のマルチドメイン配向とされていることがより好ましく、前記配向分割のダイレクタが上下方向であることが特に好ましい。
また、図２Ａ〜Ｂに示すように、前記突起及び電極スリットの少なくともいずれかの一部は、ＴＦＴのマトリクスアレイ上に形成されたＣｓ（補助容量）ライン上に形成されることが、配向乱れ領域をもともと必要な遮光領域に適用することができるので、透過率向上の点で好ましい。
ここで、前述のマルチドメイン方式のように配向分割がされている液晶セルにおいては、突起の膜厚方向延長上で、液晶の配向がつながらないことによる配向欠陥が発生しやすく、透過率を下げる要因になりうる。
前記配向欠陥を補償するために、特開２００４−７８２４８号公報に記載のように、円偏光板を用いることもある程度は効果があるが、透過率を向上させるまでには至っていない。
本発明は、異方性散乱フィルムを液晶セルとバックライトとの間に設置することで液晶表示装置の表示画面の透過率を上げる効果に加え、配向分割された液晶セルのダイレクタ数を少なくして配向欠陥を更に低減することができる。

ここで、液晶層１１の厚さｄと、屈折率異方性Δｎとの積Δｎｄの大きさは、白表示時の明るさを変化させる。このため最大の明るさを得るために表示モード毎にその範囲を設定する。
第２の偏光板３０の吸収軸３０ａと、第１の偏光板２０の吸収軸２０ａとの交差角は、一般に概略直交に積層することで高コントラストが得られる。
本発明の液晶表示装置は、図１の構成に限定されず、他の部材を含んでいてもよい。例えば、液晶セルと偏光子との間にカラーフィルターを配置してもよい。
また、図１では、液晶セル１０と、第１の偏光板２０との間に光学補償フィルム４０を配置した構成が示されているが、液晶セル１０と、第２の偏光板３０との間にも、第１の偏光板２０と同様に光学補償フィルムを配置してもよい。
光学補償フィルム４０は、粘着剤で貼合した積層形態で配置されてもよいし、第１の偏光板、及び第２の偏光板において液晶セル１０側に配置される保護フィルム（後述）の一方を視野角拡大に使用した、いわゆる一体型楕円偏光板として配置されてもよい。

また、バックライト５０は、本発明の液晶表示装置を透過型として使用する場合に、冷陰極、あるいは熱陰極蛍光管、あるいは発光ダイオード、フィールドエミッション素子、エレクトロルミネッセント素子を光源とするバックライトが採用される。

＜偏光板＞
本発明の液晶表示装置に用いられる偏光板は、偏光子と、該偏光子を挟持するように設置された２つ以上の保護フィルムとを有してなる。
前記偏光板は、λ／４板が設置された円偏光板であることが好ましい。該λ／４板は、例えば、一軸延伸した高分子フィルムなど、複屈折異方性を有する素材から形成され、常光線と異常光線との光路差が入射光の４分の１波長になるように厚み（基板法線方向の長さ）が設定されているフィルムである。これにより、遅相軸に対して４５度の偏光方向を有する直線偏光を円偏光に変換できる。また、円偏光が入射された場合、λ／４板の遅相軸に対して、４５度の偏光方向を有する直線偏光に変換できる。
ここで、前記バックライトと、該バックライト側の保護フィルムとの間には、異方性散乱フィルムが設置されている。また、必要に応じて、バックライト側の保護フィルムとバックライトとの間に、輝度向上フィルムなどが設けられる。

以下に、本発明の液晶表示装置に用いられる偏光板と複合して使用される機能性光学フィルムについて説明する。

（１）異方性散乱フィルム
本発明の液晶表示装置には、バックライト側の偏光板に異方性散乱フィルムが設置されることが好ましい。
前記異方性散乱層（フィルム）は、本発明の液晶表示装置において、上下左右方向の視野角特性（色相と輝度分布）を改良するために使用され、特に、透過率を向上させるために用いられる。
前記異方性散乱フィルムは、そのフィルム自体に入射する入射光の入射角により散乱性が異なるフィルムであり、法線から±１０°における入射光に対して、散乱性が最小となる光学特性を有することが好ましい。
ここで、異方性散乱フィルムへの入射光の前記散乱性は、以下のようにして測定することができる。
散乱性は具体的には、自動変角光度計ＧＰ−５（村上色彩技術研究所製）により、入射角度を変えた時の散乱プロファイル（出射角度に対する透過率）を測定することにより評価できる。本明細書において散乱性が最小となる方向とは、Ｔ（０）／Ｔ（３０）＝（入射方向の直進方向の透過率）／（入射方向に対して３０°傾いた方向の透過率）の値が最大となる方向を指す。また、入射方向が法線方向から±６０°の範囲において、Ｔ（０）／Ｔ（３０）の値の最大値と最小値の比が１００倍以上の場合を異方性散乱性があると評価する。

前記異方性散乱フィルムは、屈折率の異なる微粒子をバインダー分散した構成が好ましく、例えば、異方性散乱係数を特定化した特開１１−３８２０８号公報、透明樹脂と微粒子の相対屈折率を特定範囲とした特開２０００−１９９８０９号公報、ヘイズ値を４０％以上と規定した特開２００２−１０７５１２号公報等の構成を使用することができる。
また、本発明の液晶表示装置に用いられる偏光板をヘイズの視野角特性を制御するため、住友化学の技術レポート「光機能性フィルム」３１頁〜３９頁に記載された「ルミスティ」と組み合わせて使用することも好ましい。

（２）輝度向上フィルム
輝度向上フィルムは、円偏光もしくは直線偏光の分離機能を有しており、偏光板とバックライトの間に配置され、一方の円偏光もしくは直線偏光をバックライト側に後方反射もしくは後方散乱する。
具体的には、輝度向上フィルムによって、バックライト側偏光板で吸収される方向の振動成分を、偏光板の透過軸方向の偏光に変換することにより偏光板への透過率を向上させることができる。偏光変換方法は、バックライト側へ反射して偏光解消して戻す方法、フィルム透過の際に偏光を変換する方法等がある。
バックライトからの再反射光は、部分的に偏光状態を変化させ、輝度向上フィルム、及び偏光板に再入射する際、部分的に透過するため、この過程を繰り返すことにより光利用率が向上し、正面輝度が１．４倍程度に向上する。
輝度向上フィルムとしては、異方性反射方式、及び異方性散乱方式が知られており、いずれも前記偏光板と組み合わせることができる。

異方性反射方式では、一軸延伸フィルムと未延伸フィルムを多重に積層して、延伸方向の屈折率差を大きくすることにより反射率ならびに透過率の異方性を有する輝度向上フィルムが知られており、誘電体ミラーの原理を用いた多層膜方式（ＷＯ９５／１７６９１号、ＷＯ９５／１７６９２号、ＷＯ９５／１７６９９号の各明細書記載）やコレステリック液晶方式（欧州特許６０６９４０Ａ２号明細書、特開平８−２７１７３１号公報記載）が知られている。誘電体ミラーの原理を用いた多層方式の輝度向上フィルムとしてはＤＢＥＦ−Ｅ、ＤＢＥＦ−Ｄ、ＤＢＥＦ−Ｍ（いずれも３Ｍ社製）、コレステリック液晶方式の輝度向上フィルムとしてはＮＩＰＯＣＳ（日東電工（株）製）が本発明で好ましく使用される。ＮＩＰＯＣＳについては、日東技報，ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．１，ｍａｙ，２０００，１９頁〜２１頁などを参考にすることができる。

また、本発明では、ＷＯ９７／３２２２３号、ＷＯ９７／３２２２４号、ＷＯ９７／３２２２５号、ＷＯ９７／３２２２６号の各明細書、及び特開平９−２７４１０８号、同１１−１７４２３１号の各公報に記載された正の固有複屈折性ポリマーと負の固有複屈折性ポリマーをブレンドし、一軸延伸した異方性散乱方式の輝度向上フィルムと組み合わせて使用することも好ましい。異方性散乱方式輝度向上フィルムとしては、ＤＲＰＦ−Ｈ（３Ｍ社製）が好ましい。
本発明の液晶表示装置に用いられる偏光板と輝度向上フィルムは、粘着剤を介して貼合された形態、もしくは偏光板の保護フィルムの一方を輝度向上フィルムとした一体型として使用することが好ましい。
偏光板と粘着剤を介して貼り合わせる場合、輝度向上フィルムで偏光変換した偏光状態が偏光子に入射するまでにできるだけ変化しないことが好ましい。そのためには、バックライト側の偏光板のバックライト側保護フィルムのレターデーションが前述したように小さいことが好ましい。あるいは、輝度向上フィルムが偏光板の保護フィルムを兼ねるように偏光子に直接貼り合わされることが好ましい。

（３）集光板（プリズムシート）
本発明の液晶表示装置におけるバックライトには、集光板（以下、プリズムシートということがある。）が設置されてもよい。
プリズムシートは、複数のプリズムを平行に配列させることにより形成された透明なシートであり、面状光源をなすバックライトの光射出面から出射する光の集光性を高めて輝度を改善する部材である。一方のプリズムシートのプリズム列が延在する方向と、他方のプリズムシートのプリズム列が延在する方向とが直交するように配置されている。
また、プリズムシートは、プリズムの頂角がバックライトの光射出面と対向するように配置される。
即ち、集光板（プリズムシート）は、散乱光を入射させた時に、光線の屈折等を制御し、フィルム法線方向への光度を増加させる機能を有するフィルム（層）である。
なお、バックライトの液晶セル側には、プリズムシートの代わりに、プリズムに類する光学素子が規則的に配置されたシートを用いてもよい。また、レンズ効果を有する素子、例えば、レンチキュラーレンズ、凹レンズ、凸レンズ、ピラミッド型などの光学素子を規則的に備えるシートをプリズムシートの代わりに用いてもよい。

（４）ルーバー層
本発明の液晶表示装置における視認側の偏光板には、ルーバー層（以下、ルーバーフィルムということがある。）が設置されてもよい。
ルーバー層は、透過光の方向と可視角度をコントロールするフィルムである。具体的な構造としては、光透過性の高い一対の樹脂カバー材によって、該樹脂カバー材に対して所定の角度で平行に傾斜した複数のルーバー材が挟持されてなる。そして、前記樹脂カバー材の一方から入射した光は、前記ルーバー材の設置角度によって他方の樹脂カバー材から出射するときに出射角度に制限を受けることになる。ルーバーフィルムの例としては、上視野角６０°以上の光を制限したルーバーフィルム「ビキュイティ」（住友スリーエム社製）が挙げられる。

（５）反射防止フィルム
本発明の液晶表示装置は、視認側の偏光板に、反射防止フィルムを設けてもよい。
反射防止フィルムは、フッ素系ポリマー等の低屈折率素材を単層付与しただけの反射率１．５％程度のフィルム、もしくは薄膜の多層干渉を利用した反射率１％以下のフィルムのいずれも使用できる。
本発明では、透明支持体上に低屈折率層、及び低屈折率層より高い屈折率を有する少なくとも一層の層（即ち、高屈折率層、中屈折率層）を積層した構成が好ましく使用される。
また、日東技報，ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．１，ｍａｙ，２０００，２６頁〜２８頁や特開２００２−３０１７８３号公報などに記載された反射防止フィルムも好ましく使用できる。各層の屈折率は以下の関係を満足する。
高屈折率層の屈折率＞中屈折率層の屈折率＞透明支持体の屈折率＞低屈折率層の屈折率反射防止フィルムに用いる透明支持体は、前述の偏光板の保護フィルムに使用する透明ポリマーフィルムを好ましく使用することができる。

低屈折率層の屈折率は、１．２０〜１．５５であることが好ましく、１．３０〜１．５０であることがより好ましい。
低屈折率層は、耐擦傷性、防汚性を有する最外層として使用することが好ましい。耐擦傷性向上のため、シリコーン基や、フッ素の含有する素材を用い表面への滑り性付与することも好ましく行われる。
含フッ素化合物としては、例えば、特開平９−２２２５０３号公報の明細書段落番号［００１８］〜［００２６］、同１１−３８２０２号公報の明細書段落番号［００１９］〜［００３０］、特開２００１−４０２８４号公報の明細書段落番号［００２７］〜［００２８］、特開２０００−２８４１０２号公報等に記載の化合物を好ましく使用することができる。
含シリコーン化合物は、ポリシロキサン構造を有する化合物が好ましいが、反応性シリコーン（例、サイラプレーン（チッソ（株）製）や両末端にシラノール基含有のポリシロキサン（特開平１１−２５８４０３号公報）等を使用することもできる。シランカップリング剤等の有機金属化合物と特定のフッ素含有炭化水素基含有のシランカップリング剤とを触媒共存下に縮合反応で硬化させてもよい（特開昭５８−１４２９５８号公報、同５８−１４７４８３号公報、同５８−１４７４８４号公報、特開平９−１５７５８２号公報、同１１−１０６７０４号公報、特開２０００−１１７９０２号公報、同２００１−４８５９０号公報、同２００２−５３８０４号公報記載の化合物等）。
低屈折率層には、上記以外の添加剤として充填剤（例えば、二酸化珪素（シリカ）、含フッ素粒子（フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム）等の一次粒子平均径が１〜１５０ｎｍの低屈折率無機化合物、特開平１１−３８２０公報の段落番号［００２０］〜［００３８］に記載の有機微粒子等）、シランカップリング剤、滑り剤、界面活性剤等を含有させることも好ましく行うことができる。

低屈折率層は、気相法（真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマＣＶＤ法等）により形成されてもよいが、安価に製造できる点で、塗布法で形成することが好ましい。塗布法としては、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート、マイクログラビア法を好ましく使用することができる。
低屈折率層の厚さは、３０〜２００ｎｍであることが好ましく、５０〜１５０ｎｍであることが更に好ましく、６０〜１２０ｎｍであることが最も好ましい。中屈折率層、及び高屈折率層は、平均粒径１００ｎｍ以下の高屈折率の無機化合物超微粒子をマトリックス用材料に分散した構成とすることが好ましい。高屈折率の無機化合物微粒子としては、屈折率１．６５以上の無機化合物、例えば、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｔａ、Ｌａ、Ｉｎ等の酸化物、これらの金属原子を含む複合酸化物等を好ましく使用できる。
このような超微粒子は、粒子表面を表面処理剤で処理したり（シランカップリング剤等：特開平１１−２９５５０３号公報、同１１−１５３７０３号公報、特開２０００−９９０８、アニオン性化合物或は有機金属カップリング剤：特開２００１−３１０４３２号公報等）、高屈折率粒子をコアとしたコアシェル構造としたり（特開２００１−１６６１０４等）、特定の分散剤併用する（例、特開平１１−１５３７０３号公報、米国特許６２１０８５８号、特開２００２−２７７６０６９号公報等）等の態様で使用することができる。
マトリックス用材料としては、従来公知の熱可塑性樹脂、硬化性樹脂皮膜等を使用できるが、特開２０００−４７００４号公報、同２００１−３１５２４２号公報、同２００１−３１８７１号公報、同２００１−２９６４０１号公報等に記載の多官能性材料や、特開２００１−２９３８１８号公報等に記載の金属アルコキシド組成物から得られる硬化性膜を使用することもできる。

高屈折率層の屈折率は、１．７０〜２．２０であることが好ましい。高屈折率層の厚さは、５ｎｍ〜１０μｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜１μｍであることがより好ましい。
中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との間の値となるように調整する。中屈折率層の屈折率は、１．５０〜１．７０であることが好ましい。
反射防止フィルムのヘイズは、５％以下あることが好ましく、３％以下が更に好ましい。
また、反射防止フィルムの強度は、ＪＩＳ Ｋ５４００に従う鉛筆硬度試験でＨ以上であることが好ましく、２Ｈ以上であることが更に好ましく、３Ｈ以上であることが特に好ましい。

（６）他の機能性光学フィルム
本発明の液晶表示装置には、更に、ハードコート層、アンチグレア（防眩）層、ガスバリア層、滑り層、帯電防止層、下塗り層や保護層等を設けた機能性光学フィルムが設けられることも好ましい。また、これらの機能層は相互に、また前述の反射防止層や光学異方性層等と同一層内で複合して使用することも好ましい。

（６−１）ハードコート層
本発明の液晶表示装置に用いられる偏光板は、耐擦傷性等の力学的強度を付与するため、ハードコート層を、透明支持体の表面に設けた機能性光学フィルムと組み合わせることが好ましい。ハードコート層を、前述の反射防止フィルムに適用して用いる場合は、特に、透明支持体と高屈折率層の間に設けることが好ましい。
ハードコート層は、光及び／又は熱による硬化性化合物の架橋反応、又は、重合反応により形成されることが好ましい。硬化性官能基としては、光重合性官能基が好ましく、又加水分解性官能基含有の有機金属化合物は有機アルコキシシリル化合物が好ましい。ハードコート層の具体的な構成組成物としては、例えば、特開２００２−１４４９１３号公報、同２０００−９９０８号公報、ＷＯ００／４６６１７号公報等記載のものを好ましく使用することができる。
ハードコート層の厚さは、０．２〜１００μｍであることが好ましい。
ハードコート層の強度は、ＪＩＳ Ｋ５４００に従う鉛筆硬度試験で、Ｈ以上であることが好ましく、２Ｈ以上であることが更に好ましく、３Ｈ以上であることが最も好ましい。又、ＪＩＳＫ５４００に従うテーバー試験で、試験前後の試験片の摩耗量が少ないほど好ましい。

ハードコート層を形成する材料は、エチレン性不飽和基を含む化合物、開環重合性基を含む化合物を用いることができ、これらの化合物は単独あるいは組み合わせて用いることができる。エチレン性不飽和基を含む化合物の好ましい例としては、エチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のポリオールのポリアクリレート類；ビスフェノールＡジグリシジルエーテルのジアクリレート、ヘキサンジオールジグリシジルエーテルのジアクリレート等のエポキシアクリレート類；ポリイソシナネートとヒドロキシエチルアクリレート等の水酸基含有アクリレートの反応によって得られるウレタンアクリレート等を好ましい化合物として挙げることができる。また、市販化合物としては、ＥＢ−６００、ＥＢ−４０、ＥＢ−１４０、ＥＢ−１１５０、ＥＢ−１２９０Ｋ、ＩＲＲ２１４、ＥＢ−２２２０、ＴＭＰＴＡ、ＴＭＰＴＭＡ（以上、ダイセル・ユーシービー（株）製）、ＵＶ−６３００、ＵＶ−１７００Ｂ（以上、日本合成化学工業（株）製）等が挙げられる。

また、開環重合性基を含む化合物の好ましい例としては、グリシジルエーテル類としてエチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、トリグリシジルトリスヒドロキシエチルイソシアヌレート、ソルビトールテトラグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシルエーテル、クレゾールノボラック樹脂のポリグリシジルエーテル、フェノールノボラック樹脂のポリグリシジルエーテルなど、脂環式エポキシ類としてセロキサイド２０２１Ｐ、セロキサイド２０８１、エポリードＧＴ−３０１、エポリードＧＴ−４０１、ＥＨＰＥ３１５０ＣＥ（以上、ダイセル化学工業（株）製）、フェノールノボラック樹脂のポリシクロヘキシルエポキシメチルエーテルなど、オキセタン類としてＯＸＴ−１２１、ＯＸＴ−２２１、ＯＸ−ＳＱ、ＰＮＯＸ−１００９（以上、東亞合成（株）製）などが挙げられる。その他にグリシジル（メタ）アクリレートの重合体、或いはグリシジル（メタ）アクリレートと共重合できるモノマーとの共重合体をハードコート層に使用することもできる。

ハードコート層には、ハードコート層の硬化収縮の低減、基材との密着性の向上、本発明のハードコート処理物品のカールを低減するため、ケイ素、チタン、ジルコニウム、アルミニウム等の酸化物微粒子やポリエチレン、ポリスチレン、ポリ（メタ）アクリル酸エステル類、ポリジメチルシロキサン等の架橋粒子、ＳＢＲ、ＮＢＲなどの架橋ゴム微粒子等の有機微粒子等の架橋微粒子を添加することも好ましく行われる。これらの架橋微粒子の平均粒径は、１ｎｍ乃至２０，０００ｎｍであることが好ましい。また、架橋微粒子の形状は、球状、棒状、針状、板状など特に制限無く使用できる。微粒子の添加量は硬化後のハードコート層の６０体積％以下であることが好ましく、４０体積％以下がより好ましい。
上記で記載した無機微粒子を添加する場合、一般にバインダーポリマーとの親和性が悪いため、ケイ素、アルミニウム、チタニウム等の金属を含有し、かつアルコキシド基、カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基等の官能基を有する表面処理剤を用いて表面処理を行うことも好ましく行われる。
ハードコート層は、熱または活性エネルギー線を用いて硬化することが好ましく、その中でも放射線、ガンマー線、アルファー線、電子線、紫外線等の活性エネルギー線を用いることがより好ましく、安全性、生産性を考えると電子線、紫外線を用いることが特に好ましい。熱で硬化させる場合は、プラスチック自身の耐熱性を考えて、加熱温度は１４０℃以下が好ましく、より好ましくは１００℃以下である。

（６−２）ＶＡモード液晶セル用光学補償フィルム
本発明の液晶表示装置は、ＶＡモードの液晶セルを用いることにより、光漏れなどの問題を軽減し、表示品質の高い画像表示を提供することができる。
ＶＡモードの液晶セル用光学補償フィルムは、電界無印加状態で液晶分子が基板面に対して垂直配向した状態の黒表示の視野角特性を改善する。このような光学補償フィルムとしては、面内の位相差が０に近く，かつ厚さ方向に位相差を有するシートが適する（特許第２８６６３７２号公報参照）。
液晶分子は棒状で垂直配向しており，光学的に補償するには円盤状の化合物が基板に平行に配列していることが好ましい。同じ面内レターデーション値を有する延伸フィルムを遅相軸が直交になるように積層配置したり，円盤状の液晶性化合物を塗布形成したりする例がある。更に、偏光板の斜め方向の直交透過率悪化防止のために液晶分子のような棒状化合物からなるシートを積層する例もある。
そして、偏光板は、上記偏光板保護フィルムを偏光子の少なくとも片面側に積層したものとして構成される。このようにして得られた偏光板が、ＶＡ型液晶セルの一面側、又は両面側に設けられることによりＶＡ型液晶表示装置が得られる。

本発明の液晶表示装置に用いられる偏光板の液晶セル側保護フィルムは、それ自体を光学異方性膜として使用してもよく、その際、正面レターデーション値Ｒｅは、２０ｎｍ〜１００ｎｍが好ましく、３０ｎｍ〜７０ｎｍがより好ましい。また、厚み方向レターデーション値Ｒｔｈは、５０〜２５０ｎｍであることが好ましく、８０〜１７０ｎｍであることがより好ましい。
厚み方向レターデーション値Ｒｔｈが上記の範囲である光学用フィルムを偏光板保護フィルムとして用いた偏光板を使用することでＶＡ型液晶表示装置での良好な視角特性を得ることができる。
また、上記の光学異方性を有する液晶セル側保護フィルムの他に、上記偏光板と液晶セルの間に、任意の位相差フィルムを用いることができる。該位相差フィルムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択されるが、延伸されたノルボルネン系樹脂フィルムやポリカーボネート系樹脂フィルム、又は、ポリアミド、ポリエステル、等の樹脂フィルムから形成された位相差フィルムが用いられることが好ましい。上記の組み合わせは特に限定されるものではないが、液晶セル側保護フィルムのみで光学異方性を実現する際の、良好な視野角特性を得るための代表的な組み合わせとしては、液晶セル側保護フィルムとして、厚みが４０〜１００μｍで、アシル置換度ＳＡ＋ＳＢが２．３≦ＳＡ＋ＳＢ＜２．８、０≦ＳＢ≦１．０のセルロースアシレートフィルムを上述の方法により、１０〜３５％延伸し、所望の光学特性をもったセルロースアシレートからなる位相差板を有する偏光板を作製し、ＶＡモードの液晶セルの少なくとも一方の側に粘着剤を介して貼り合わせる方法が挙げられる。中でも、アシル置換度ＳＡ＋ＳＢが２．３≦ＳＡ＋ＳＢ＜２．６、０．５＜ＳＢ＜０．８のセルロースアシレートフィルムを延伸した液晶セル側保護フィルムを有する偏光板を、セルの両面に張り合わせる方法、アシル置換度ＳＡ＋ＳＢが２．３≦ＳＡ＋ＳＢ＜３．０、ＳＢ＝０のセルロースアシレートフィルムを延伸した液晶セル側保護フィルムを有する偏光板をセルのバックライト側に用いて補償する方法などがある。

また、液晶セル側保護フィルム以外に位相差板を用いる方法としては、ＶＡモード液晶セルと偏光板の間に、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリ（エーテルケトン）、ポリ（アミドイミド）及びポリ（エステルイミド）からなる群から選ばれる少なくとも一種のポリマーからなり、かつ面内の２方向の屈折率をｎｘ及びｎｙ、厚み方向の屈折率をｎｚとした場合、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係を満たす位相差薄膜とを設けることによって補償する方法等も知られている。

（６−３）アンチグレア層
アンチグレア（防眩）層は、反射光を散乱させ映り込みを防止するために使用される。アンチグレア機能は、液晶表示装置の最表面（表示側）に凹凸を形成することにより得られる。アンチグレア機能を有する光学フィルムのヘイズは、３〜３０％であることが好ましく、５〜２０％であることが更に好ましく、７〜２０％であることが最も好ましい。フィルム表面に凹凸を形成する方法は、例えば、微粒子を添加して膜表面に凹凸を形成する方法（例えば、特開２０００−２７１８７８号公報等）、比較的大きな粒子（粒径０．０５〜２μｍ）を少量（０．１〜５０質量％）添加して表面凹凸膜を形成する方法（例えば、特開２０００−２８１４１０号公報、同２０００−９５８９３号公報、同２００１−１００００４号公報、同２００１−２８１４０７号公報等）、フィルム表面に物理的に凹凸形状を転写する方法（例えば、エンボス加工方法として、特開昭６３−２７８８３９号公報、特開平１１−１８３７１０号公報、特開２０００−２７５４０１号公報等記載）等を好ましく使用することができる。

これらの機能層は、偏光子側、及び偏光子と反対面のどちらか片面、もしくは両面に設けて使用できる。

（液晶表示装置の光学特性）
＜輝度＞
本発明の液晶表示装置の輝度は、例えば、ＢＭ−５（トプコン（株）製）を用いて白表示をさせた時のディスプレイ法線方向から測定できる。本発明の輝度としては、２５０ｃｄ／ｍ２以上であることが好ましく、４００ｃｄ／ｍ２以上であることがさらに好ましい。

＜透過率＞
本発明の液晶表示装置の透過率は、例えば、ＢＭ−５（トプコン（株）製）を用いて、白表示をさせた時のディスプレイ法線方向からの輝度と液晶セルや散乱フィルムを取り除いてバックライトのみにした時の輝度を測定し、その比として算出される。本発明の透過率としては、３．４％以上が好ましく、４．０％以上であることがさらに好ましい。

＜コントラスト比＞
本発明の液晶表示装置のコントラスト比は、例えば、ＢＭ−５（トプコン（株）製）を用いてディスプレイの黒表示と白表示の輝度を測定し、その比（白輝度／黒輝度）として算出される。本発明のコントラスト比としては、１，０００：１以上であることが好ましく、１５００：１以上であることがさらに好ましい。

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。

（実施例１）
＜液晶表示装置の作製＞
＜＜垂直配向液晶セルの作製＞＞
液晶セルは、ＴＦＴ基板間のセルギャップを３．６μｍとし、負の誘電率異方性を有する液晶材料（「ＭＬＣ６６０８」、メルク社製）を基板間に滴下注入して封入し、基板間に液晶層を形成して作製した。液晶層のレターデーション（即ち、前記液晶層の厚さｄ（μｍ）と屈折率異方性Δｎとの積Δｎ・ｄ）を３００ｎｍとした。なお、液晶材料は垂直配向するように配向させた。
このとき、上下方向に液晶分子が倒れるように突起（リブ）を形成し、配向方位２分割のマルチドメイン配向となるようにした。

作製した液晶セルの両側に、それぞれ、１／４波長板、偏光フィルムを順に積層した。この時、偏光フィルムは透過軸が互いに直交するように貼り合せた。また、１／４波長板は、それらの光軸が、偏光フィルムの透過軸に対して４５°の角度をなすとともに、それらの光軸同士が直交になるように貼り合せた。
上記の液晶セルの背面にＬＥＤエッジライト型バックライトを配置し、バックライトと液晶セルの間に、バックライト側から、２枚のプリズム列を直交させたプリズムシート、異方性散乱フィルムとしてのルミスティー（住友化学社製）、輝度向上フィルムとしてのＤＢＥＦフィルム（住友スリーエム製）を順に積層した。使用したルミスティーフィルムは、フィルム法線方向からの入射光に対して散乱性が最小となった。

＜液晶表示装置の評価＞
作製した液晶表示装置の評価として、輝度計（ＢＭ−５Ａ、トプコン社製）により正面からの白表示、黒表示時の輝度を測定し、コントラスト比を算出した。
また、バックライトと集光板での正面輝度に対するセル等を含めた液晶表示装置の輝度を透過率として求めた。
また、白表示時の上方向６０°での輝度を測定した。それぞれの結果を表１に示す。

（実施例２）
ＶＡ液晶セルの配向方位分割数を４ドメインとし、１／４波長板を外した以外は実施例１と同様にして液晶表示装置を作製し、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。

（実施例３）
液晶表示装置の表面に上視野角６０°以上の光を制限したルーバーフィルム「ビキュイティ」（住友スリーエム社製）を積層した以外は実施例１と同様にして液晶表示装置を作製し、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
ルーバーフィルムを積層した液晶表示装置では、上視野角６０°以上の光が制限されており、車載用として用いた場合に、窓ガラスへの映りこみを防止できることが確認された。

（実施例４）
＜液晶表示装置の作製＞
上記液晶セル作製プロセスと同様にしてＴＦＴ駆動型垂直配向モードの液晶セルを作製した。ここで、上下方向に液晶分子が倒れるように突起を形成し、配向方位２分割のマルチドメイン配向となるようにした。
作製した液晶セルの両側に、それぞれ、１／４波長板、偏光フィルムを順に積層した。この時、偏光フィルムは透過軸が互いに直交するように貼り合せた。
また、１／４波長板は、それらの光軸が、偏光フィルムの透過軸に対して４５°の角度をなすとともに、それらの光軸同士が直交になるように貼り合せた。上記液晶セルの背面にＬＥＤエッジライト型バックライトを配置して液晶表示装置を作製した。

＜液晶表示装置の評価＞
作製した液晶表示装置を、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。

（実施例５）
輝度向上フィルムを外した以外は実施例１と同様にして液晶表示装置を作製し、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。

（比較例１）
実施例２において、異方性散乱フィルム（ルミスティー）、及び輝度向上フィルム（ＤＢＥＦ）を外した以外は実施例２と同様に液晶表示装置を作製し、実施例１と同様に評価し結果を表１に示す。

（比較例２）
実施例２において、ルミスティー（住友化学製）を除いたこと以外は実施例１と同様にして液晶表示装置を作製し、実施例１と同様に評価し結果を表１に示す。

（比較例３）
実施例２において異方性散乱フィルムの散乱性が最小となる入射角度が法線方向から３０°となるようなフィルムを用いた以外は実施例２と同様にして液晶表示装置を作製し、実施例１と同様に評価し結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１〜４の構成では透過率が高く、それにより正面輝度、コントラスト比の良好な液晶表示装置が得られることが確認できた。
また、異方性散乱フィルムを組み合わせた実施例３の構成では、上方向６０°での輝度を抑えることができ、車載インストルメント用表示装置として用いたときにフロントガラスへの映りこみを防止することができることが確認された。

図１は、本発明の一実施形態における液晶表示装置の構成を示す断面図である。 図２Ａは、上下に配向分割したＴＦＴマトリクスアレイの構造を示す平面図である。 図２Ｂは、図２ＡのＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ 保護フィルム
２ 偏光子
３ 機能性光学フィルム
４ 粘着層
１０ 液晶セル
１０ａ 第１の基板
１０ｂ 第２の基板
１１ 液晶層
１１ａ 液晶分子
２０ 第１の偏光板
２０ａ 第１の偏光板の吸収軸
３０ 第２の偏光板
３０ａ 第２の偏光板の吸収軸
４０ 光学補償フィルム
４０ａ 光学補償フィルムの遅相軸
５０ バックライト
１００ 異方性散乱フィルム

Claims (7)

1. ＶＡモードの液晶セルと、該液晶セルの一方に設置されたバックライトとを有し、前記液晶セルと前記バックライトとの間に、入射光の入射角により散乱性が異なり、散乱性が最小となる入射角が法線から±１０°以内である異方性散乱フィルムが配置されたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 液晶セルが配向分割され、液晶セルの両側に設けられた偏光板が、円偏光板である請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 配向分割のダイレクタ方位数が、２以下である請求項１から２のいずれかに記載の液晶表示装置。
4. ダイレクタ方位が、上下方向である請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 液晶セルを介してバックライトから出射された光の方向を制限するルーバー層が設けられた請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 配向分割用の突起、及び電極スリットの少なくともいずれかの一部が、補助容量ライン上に配置された請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 車載用インストルメントパネルとして使用される請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。