JP2010170121A - 光学フィルム及びそれを含む液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広い視野角においてシンチレーション等の表示品位の不具合を起こしにくく、かつ正面コントラストや透過画像鮮明度を高くすることのできる光学フィルムを含む液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】基材フィルム７１に、透光性樹脂７２１中に透光性微粒子７２２を分散混合させた防眩層７２を積層する。透光性微粒子７２２の平均粒径を５μｍ以上２０μｍ未満とし、透光性微粒子７２２の含有量を透光性樹脂１００重量部に対して２５重量部以上で５０重量部以下とする。そして、防眩層７２の層厚を、透光性微粒子７２２の平均粒径に対して１倍以上で３倍以下とする。ここで、透光性微粒子７２２の屈折率を、透光性樹脂７２１の屈折率よりも大きくするのが好ましく、透光性微粒子７２２の屈折率と透光性樹脂７２１の屈折率との差は０．０４以上で０．１以下であるのが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は光学フィルム及びそれを含む液晶表示装置等に関するものである。

液晶表示装置などの表示装置（ディスプレイ）では、近年、表示画面の大型化に伴い表示画面に外部から光が入射し、この光が反射して表示画像を見難くすることがあった。このため、ディスプレイの表示面側に防眩性フィルムを設けて光を拡散させることによって、表面反射による映りこみを抑制していた。

このような防眩性フィルムとして、従来、樹脂ビーズを混合分散させた樹脂を透明基材フィルム上にコーティングし、表面に凹凸を形成したものが提案されている（特許文献１）。この防眩性フィルムをディスプレイの表示面側に設けると、樹脂ビーズにより形成された表面の凸凹や樹脂と樹脂ビーズとの屈折率差によって外部入射光が散乱され、ディスプレイ表面の映り込みが低減される。

特開平6-18706号公報

このような防眩フィルムにおいては、シンチレーションを抑制すべくヘイズ値をある程度大きくする必要がある。しかしながら、防眩性フィルムのヘイズ値が大きくなると、正面コントラスト（黒表示状態における正面輝度に対する白表示状態における正面輝度の比）や透過画像線明度が低下するという問題が生じる場合がある。このような状況下、液晶表示装置には、広い視野角においてシンチレーション等の表示品位の不具合を起こしにくく、かつ正面コントラストや透過画像鮮明度を高くすることのできる光学フィルムが求められている。

本発明の光学フィルムは、基材フィルムと、透光性樹脂中に透光性微粒子を分散混合させた防眩層とを有する光学フィルムであって、前記透光性微粒子の平均粒径が５μｍ以上２０μｍ未満であり、前記透光性微粒子の含有量が前記透光性樹脂１００重量部に対して２５重量部以上で５０重量部以下であり、前記防眩層の層厚が、前記透光性微粒子の平均粒径に対して１倍以上で３倍以下であることを特徴とする。

なお、本発明において、透光性微粒子の平均粒径は、コールター原理（細孔電気抵抗法）を用いた粒径分布の５０重量％における径であり、コールターマルチサイザー（ベックマンコールター社製）でもとめることができる。

ここで、前記透光性微粒子の屈折率は、前記透光性樹脂の屈折率よりも大きいのが好ましく、前記透光性微粒子の屈折率と前記透光性樹脂の屈折率との差は０．０４以上で０．１以下であるのが好ましい。

また本発明の液晶表示装置は、バックライト装置と、光偏向手段と、第１偏光板と、一対の基板の間に液晶層が設けられてなる液晶セルと、第２偏光板と、光学フィルムとがこの順で配置され、第１偏光板と第２偏光板とは、それらの透過軸が直交ニコルの関係となるように配置された液晶表示装置であって、前記光学フィルムとして、前記のいずれかに記載のものを用いることを特徴とする。

優れた正面方向の輝度を得る観点からは、前記光偏向手段として、断面多角形状の先細形状で、その最先端の頂角が９０〜１１０°である線状プリズムが光出射面側に所定間隔で複数形成された２枚のプリズムフィルムを用い、一方のプリズムフィルムを、その線状プリズムの稜線の方向が第１偏光板の透過軸に略平行となるように配置し、他方のプリズムフィルムを、その線状プリズムの稜線の方向が第２偏光板の透過軸に略平行となるように配置するのが好ましい。なお、本明細書において略平行とは、完全に平行の場合、及び、±５°程度の角度範囲で平行からずれる場合も含む意味である。

ここで、前記バックライト装置と前記光偏向手段との間に光拡散手段をさらに配置するのが好ましい。

本発明の光学フィルムを含む液晶表示装置では、広い視野角においてシンチレーション等の表示品位の不具合を起こしにくく、高い正面コントラストや高い透過画像鮮明度が得られる。

本発明に係る光学フィルムの一例を示す概説図である。 本発明に係る光学フィルムの他の例を示す概説図である。 本発明の光学フィルムを用いた偏光板の一例を示す概説図である。 本発明に係る液晶表示装置の一例を示す概説図である。 プリズムフィルムと偏光板との配置例を示す概説図である。 本発明に係る液晶表示装置の他の例を示す概説図である。 （ａ）は、本発明に係る液晶表示装置の正面図、（ｂ）は、図７（ａ）の平面１４ｂをその垂線方向から見た図である。

以下、本発明に係る光学フィルム及び液晶表示装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１に、本発明に係る光学フィルムの一実施形態を示す概説図を示す。図１の光学フィルム７は、基材フィルム７１の一方面側に、透光性樹脂７２１中に透光性微粒子７２２を分散混合した防眩層７２が積層されてなる。

ここで使用する透光性微粒子７２２は、平均粒径が５μｍ以上２０μｍ未満であり、透光性樹脂７２１への配合量が透光性樹脂１００重量部に対して２５重量部以上で５０重量部以下であることが重要である。透光性樹脂７２２の平均粒径及び配合量を上記範囲とすることによって、正面コントラストの低下を招くことなく、広い視野角においてシンチレーション等の表示品位の劣化が抑制される。また高い透過画像鮮明度も得られるようになる。透光性微粒子７２２のより好ましい平均粒径は７〜１５μｍであり、より好ましい配合量は３０〜４０重量部である。

本発明で使用する透光性微粒子７２２としては、前記の平均粒径と透光性を有するものであれば特に限定はなく従来公知のものが使用できる。例えば、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、有機シリコーン樹脂、アクリル−スチレン共重合体等の有機微粒子、及び炭酸カルシウム、シリカ、酸化アルミニウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、酸化チタン、ガラス等の無機微粒子等が挙げられ、これらの中の１種又は２種類以上を混合して使用する。また、有機重合体のバルーンやガラス中空ビーズも使用できる。透光性微粒子の形状は、球状、偏平状、板状、針状等いずれであってもよいが、特に球状が望ましい。

また、透光性微粒子７２２の屈折率は、透光性樹脂７２１の屈折率よりも大きくするのが好ましく、その差は０．０４〜０．１の範囲が好ましい。透光性微粒子７２２と透光性樹脂７２１との屈折率の差を上記範囲とすることによって、防眩層７２に入射した光に対して、防眩層表面の凹凸による表面散乱だけでなく、透光性微粒子７２２と透光性樹脂７２１との屈折率差による内部散乱を発現させることができ、シンチレーションの発生を抑制できる。前記の屈折率差が０．１以下であると、光学フィルム７の白化を抑制する傾向があることから好ましい。

本発明で使用する透光性樹脂７２１としては、透光性を有するものであれば特に限定はなく、例えば、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂などの電離放射線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、金属アルコキシドなどが使用できる。この中でも、高い硬度を有し、ディスプレイ表面に設ける光学フィルムに十分な耐傷性を付与する観点からは、電離放射線硬化型樹脂が好適である。

電離放射線硬化性樹脂としては、多価アルコールのアクリル酸またはメタクリル酸エステルのような多官能性のアクリレート、ジイソシアネートと多価アルコール及びアクリル酸またはメタクリル酸のヒドロキシエステル等から合成されるような多官能のウレタンアクリレート等が挙げられる。またこれらの他にも、アクリレート系の官能基を有するポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂等も使用することができる。

電離放射線硬化型樹脂のうち、紫外線硬化型樹脂を用いる場合、光重合開始剤を加える。光重合開始剤は、どのようなものを用いても良いが、用いる樹脂にあったものを用いることが好ましい。光重合開始剤（ラジカル重合開始剤）としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルメチルケタールなどのベンゾインとそのアルキルエーテル類等が用いられる。光増感剤の使用量は、樹脂に対して０．５〜２０ｗｔ％である。好ましくは１〜５ｗｔ％である。

また、熱硬化型樹脂としては、アクリルポリオールとイソシアネートプレポリマーとからなる熱硬化型ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等があげられる。

熱可塑性樹脂としては、アセチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルブチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体、酢酸ビニル及びその共重合体、塩化ビニル及びその共重合体、塩化ビニリデン及びその共重合体等のビニル系樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、アクリル樹脂及びその共重合体、メタクリル樹脂及びその共重合体等のアクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、線状ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が使用できる。

金属アルコキシドとしては、珪素アルコキシド系の材料を原料とする酸化珪素系マトリックス等を使用することができる。具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランを例示することができ、加水分解、脱水縮合により無機系または有機無機複合系マトリックスとすることができる。

透光性樹脂７２１として電離放射線硬化型樹脂を用いる場合は、基材フィルム７１に塗布、乾燥した後に紫外線や電子線等の電離放射線を照射する必要がある。また、透光性樹脂７２１として熱硬化型樹脂、金属アルコキシドを用いる場合は、塗布、乾燥した後に加熱を要することがある。

本明細書において、「防眩層の層厚」とは、防眩層の基材フィルムに接する面から反対側の面までの最大厚みのことを指す。したがって、本発明の光学フィルムにおいて防眩層が凹凸を有する場合、図１に示すＡに相当する最も厚い部分が防眩層の層厚となる。防眩層７２の層厚Ａは、透光性微粒子７２２の平均粒径に対して１倍以上で３倍以下であることが重要である。防眩層７２の層厚Ａが、透光性微粒子７２２の平均粒径の１倍未満である場合、得られる光学フィルム７の質感が粗くなると共に、シンチレーションが生じやすくなり表示面の視認性が低下する。一方、防眩層７２の層厚Ａが、透光性微粒子７２２の平均粒径に対して３倍を超える場合、防眩層７２の表面に凹凸を形成することが困難となる。防眩層７２の層厚Ａとしては、通常、５〜２５μｍの範囲が好ましい。防眩層７２の層厚Ａが５μｍに満たないと、ディスプレイ表面に設けられるだけの十分な耐擦傷性が得られないことがある一方、防眩層７２の層厚Ａが２５μｍを超えると、作製された光学フィルム７のカールの度合いが大きくなってしまい、取り扱い性が悪くなることがある。防眩層の基材フィルムに接する面から反対側の面までの厚みが最大でない部分（例えば、凹凸を有するフィルムの凹部分）においては、防眩層の厚みは透光性微粒子７２２の平均粒径に対して１倍以上でなくてもよい。

本発明で使用する基材フィルム７１としては透光性のものであればよく、例えばガラスやプラスチックフィルムなどを用いることができる。プラスチックフィルムとしては適度の透明性、機械強度を有していればよい。例えば、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）などのセルロースアセテート系樹脂やアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂等が挙げられる。

本発明の光学フィルム７は例えば次のようにして作製できる。透光性微粒子７２２を分散させた樹脂溶液を、基材フィルム７１上に塗布し、塗布膜厚を調整して透光性微粒子７２２が塗布膜表面に現れるようにして、微細な凹凸を基材表面に形成する。この場合、透光性微粒子７２２の分散は等方分散が好ましい。

基材フィルム７１については、塗工性の改良や防眩層との接着性の改良などのために、樹脂溶液の塗布前に表面処理を施してもよい。表面処理の具体的方法としては、コロナ放電処理やグロー放電処理、酸処理、アルカリ処理、紫外線照射処理などが挙げられる。

また、本発明の光学フィルム７を、後述する偏光板の支持フィルムとして使用する場合には（図３に図示）、基材フィルム７１と偏光子６１（図３に図示）とを効果的に接着させる観点から、基材フィルム７１を酸処理又はアルカリ処理によって親水化処理しておくのが好ましい。

基材フィルム７１上に樹脂溶液を塗布する方法に限定はなく、例えば、グラビアコート法、マイクログラビアコート法、ロールコート法、ロッドコート法、ナイフコート法、エアーナイフコート法、キスコート法、ダイコート法などを用いることができる。

基材フィルム７１上に直接又は他の層を介して樹脂溶液を塗布した後、必要により加熱して溶媒を乾燥する。次いで、電離放射線及び／又は熱により塗膜を硬化させる。本発明における電離放射線種は特に制限されるものではなく、透光性樹脂７２１の種類に応じて、紫外線、電子線、近紫外線、可視光、近赤外線、赤外線、Ｘ線などから適宜選択することができるが、紫外線、電子線が好ましく、特に取り扱いが簡便で高エネルギーが容易に得られるという点で紫外線が好ましい。

紫外線硬化性化合物を光重合させる紫外線の光源としては、紫外線を発生する光源であれば何れも使用できる。例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることができる。また、ＡｒＦエキシマレーザ、ＫｒＦエキシマレーザ、エキシマランプ又はシンクロトロン放射光等も用いることができる。このうち、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプを好ましく利用できる。

また、電子線も塗膜を硬化させる電離放射線として同様に使用できる。電子線としては、コックロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器から放出される５０〜１０００ｋｅＶ、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを有する電子線を挙げることができる。

なお、本発明の光学フィルム７を連続的に製造するためには、ロール状に巻付けられた基材フィルム７１上を連続的に送り出す工程、樹脂溶液を塗布・乾燥する工程、塗膜を硬化する工程、硬化した防眩層７２が形成された光学フィルム７を巻き取る工程が必要となる。

本発明の光学フィルムの他の実施形態を図２に示す。同図（ａ）に示す光学フィルム７ａは、基材フィルム７１の一方面側に、透光性樹脂７２１中に透光性微粒子７２２を分散混合した防眩層７２が積層されてなり、防眩層７２の表面には、サンドブラスト等によって微細な凹凸が形成されている。防眩層７２の表面に微細な凹凸を形成するには、サンドブラスト，エンボス賦形加工等によって防眩層７２を表面加工する方法や、凹凸を反転させた金型面を有する鋳型やエンボスロールを用いて、防眩層７２の作製工程において微細な凹凸を形成する方法等を用いればよい。同図（ｂ）に示す光学フィルム７ｂは、透光性樹脂７２１中に透光性微粒子７２２を分散混合した防眩層７２に、表面に微細な凹凸が形成された透光性樹脂層７３を積層したものである。同図（ａ）の場合、防眩層の層厚Ａは、防眩層の基材フィルムに接する面から反対側の凹凸が形成される面までの最大厚みである。また、同図（ｂ）の場合、防眩層の層厚Ａは、防眩層の基材フィルムに接する面から反対側の透光性樹脂層７３に接する面までの最大厚みである。

続いて、図３を参照して上述の光学フィルム７を用いた積層フィルム７０について説明する。偏光板は、通常、偏光子６１の両面に支持フィルム６２が貼り合わされた構造をしている。図３に示す積層フィルム７０は、偏光板の偏光子６１の一方の支持フィルムとして光学フィルム７を用いたものであって、偏光機能と防眩機能とを有する多機能フィルムである。すなわち、偏光子６１の一方面に支持フィルム６２が貼着され、もう一方面に、表面に微細な凹凸が形成された防眩層７２を基材フィルム７１上に形成した光学フィルム７が貼着されている。このような構成の、偏光板として機能する積層フィルム７０を液晶表示装置に取り付ける場合、光学フィルム７が光出射側となるように液晶表示パネルのガラス基板等に貼着する。なお、支持フィルム７１と偏光子６１との接合は、接着剤層を介して貼り合わせてもよいが、接着剤層を介さずに直接接合するのが好ましい。

次に、本発明に係る液晶表示装置について説明する。図４に、本発明に係る液晶表示装置１００の一例を示す概説図を示す。図４の液晶表示装置はノーマリホワイトモードのＴＮ方式の液晶表示装置であって、バックライト装置２と、光拡散板３と、光偏向手段としての２枚のプリズムフィルム４ａ，４ｂと、第１偏光板５と、一対の透明基板１１ａ，１１ｂの間に液晶層１２が設けられてなる液晶セル１と、第２偏光板６と、光学フィルム７とがこの順で配置されてなる。光拡散板３の光出射面の垂線は、Ｚ軸と略平行とされている。なお、光拡散板３を設けない場合には、バックライト２の光出射面（開口部）の垂線が、Ｚ軸と略平行とされている。また、プリズムフィルム４ａ、４ｂの光入射面の垂線は、Ｚ軸と略平行とされている。

図５に示すように、第１偏光板５と第２偏光板６とは、それらの透過軸（Ｙ方向、Ｘ方向）が直交ニコルの関係となるように配置されている。また、２枚のプリズムフィルム４ａ，４ｂはそれぞれ、光入射面側が平坦面で、光出射面側に、断面三角形状の線状プリズムが平行に複数形成されている。そして、プリズムフィルム４ａは、線状プリズムの稜線が第１偏光板５の透過軸方向と略平行となるように配置され、プリズムフィルム４ｂは、線状プリズムの稜線が第２偏光板６の透過軸方向と略平行となるように配置されている。断面三角形状の線状プリズムの頂角θは、９０°〜１１０°の範囲である。断面三角形状は、等辺、不等辺は任意であるが、正面方向に集光しようとすると二等辺三角形が好ましく、頂角に相対した底辺に隣接して隣の二等辺三角形を順次配置し、頂角の列である稜線が長軸となり互いにほぼ平行になるように配列した構造とするのが好ましい。この場合、集光能力が著しく減退しない限り、頂角及び底角が曲率を持ってもよい。稜線間の距離は、通常、１０μｍ〜５００μｍの範囲であり、好ましくは、３０μｍ〜２００μｍの範囲である。ここで、光出射面側から見て、前記洗浄プリズムの稜線は直線状であっても波曲線状であってもよい。なお、本明細書において、光出射面側から見て、稜線が波曲線状の場合の、稜線の方向は、最小二乗法によって求めた回帰直線の方向をいうものとする。

なお、液晶表示装置をノーマリーブラックモードとする場合には、第１偏光板５の透過軸方向と第２偏光板６の透過軸方向とが平行になるように設置すればよい。

このような構成の液晶表示装置１００において、図４に示すように、バックライト装置２から放射された光は、光拡散板３によって拡散された後、プリズムフィルム４ａへ入射する。第１偏光板５の透過軸方向に直交する垂直断面（ＺＸ面）において、プリズムフィルム４ａの下面に対して斜めに入射した光は、正面方向に進路が変えられて出射する。次に、プリズムフィルム４ｂにおいて、第２偏光板６の透過軸方向に直交する垂直断面（ＺＹ面）において、プリズムフィルム４ｂの下面に対して斜めに入射した光は、前記と同様に、正面方向に進路が変えられて出射する。したがって、２枚のプリズムフィルム４ａ，４ｂを通過した光は、いずれの垂直断面においても正面方向（Ｚ方向）に集光されたものとなり、正面方向の輝度が向上する。

そして、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、第１偏光板５の透過軸５ａ及び第２偏光板６の透過軸６ａに対して略４５°の角度をなす方向と平行でかつ正面方向（Ｚ方向）と平行な平面１４ｂ内において、正面方向（Ｚ方向）に対して大きく傾斜する方向、例えば、正面方向（Ｚ方向）となす角度βが＋３５〜＋６０°、−３５〜−６０°となる範囲の方向における輝度が低下する。これにより、得られる液晶表示装置１００は、偏光板の透過軸から略４５°方向における「黒浮き」が低減される。ここで「黒浮き」とは、黒表示のときに白っぽくなる現象を意味する。

図４に戻って、正面方向に指向性が付与された光は、第１偏光板５によって円偏光から直線偏光とされて液晶セル１に入射する。液晶セル１に入射した光は、電場によって制御された液晶層１２の配向によって画素ごとに偏光面が制御されて液晶セル１から出射する。そして、液晶セル１から出射した光は第２偏光板６によって画像化され、光学フィルム７を通って表示面側に出射する。

このように、本発明の液晶表示装置１００では、２枚のプリズムフィルム４ａ，４ｂによって、液晶セル１に入射する光の正面方向への指向性が従来よりも高くなる。これによって、従来の装置に比べて正面方向の輝度が向上するとともに、液晶表示装置１００は、偏光板の透過軸から４５°方向における「黒浮き」が低減される。また、前述の光学フィルム７を使用しているので、正面コントラストの低下を招くことなく、広い視野角においてシンチレーション等の表示品位の不具合を起こしにくくなり、さらに、高い透過画像鮮明度が得られる。

以下、本発明の液晶表示装置の各部材について説明する。まず、本発明で使用する液晶セル１は、不図示のスペーサにより所定距離を隔てて対向配置された一対の透明基板１１ａ，１１ｂと、この一対の透明基板１１ａ，１１ｂの間に液晶を封入されてなる液晶層１２とを備える。この図では図示していないが、一対の透明基板１１ａ，１１ｂには、それぞれ透明電極や配向膜が積層形成されており、透明電極間に表示データに基づいた電圧が印加されることによって液晶が配向する。液晶セル１の表示方式はここではＴＮ方式であるが、ＩＰＳ方式、ＶＡ方式などの表示方式を採用しても構わない。

バックライト装置２は、上面開口の直方体形状のケース２１と、ケース２１内に複数本並列配置された、線状光源としての冷陰極管２２とを備える。ケース２１は、樹脂材料や金属材料から成形されてなり、冷陰極管２２から放射された光をケース内周面で反射させる観点から、少なくともケース内周面は白色又は銀色であるのが望ましい。光源としては、冷陰極管の他、熱陰極管、線状に配置されたＬＥＤなども使用できる。線状光源を用いる場合、配置する線状光源の本数に特に限定はないが、発光面の輝度ムラの抑制等の観点から、隣接する線状光源の中心間距離が１５〜１５０ｍｍの範囲となるようにするのが好ましい。なお、本発明で使用するバックライト装置２は、図４に示す直下型のものに限定されるものではなく、導光板の側面に線状光源又は点状光源を配置したサイドライド型、あるいは光源自体が平面状の平面光源型など従来公知のものを使用できる。

光拡散板３は、基材に拡散剤が分散混合されてなり、その基材としては、ポリカーボネート、メタクリル樹脂、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、メタクリル酸−スチレン共重合体樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアリレート、ポリイミド等が使用できる。また、基材に混合分散させる拡散剤としては、基材となる材料と屈折率が異なる物質からなる微粒子であって、具体例には、基材の材料とは異なる種類のアクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、有機シリコーン樹脂、アクリル−スチレン共重合体等の有機微粒子、及び炭酸カルシウム、シリカ、酸化アルミニウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、酸化チタン、ガラス等の無機微粒子等が挙げられ、これらの中の１種又は２種類以上を混合して使用する。また、有機重合体のバルーンやガラス中空ビーズも拡散剤として使用できる。拡散剤の平均粒径は０．５μｍ〜３０μｍの範囲が好適である。また、拡散剤の形状としては、球状のみならず偏平状、板状、針状であってもよい。なお、本発明の液晶表示装置は光拡散板３等の光拡散手段を備えていなくてもよいが、光拡散手段、好ましくは光拡散板３を備えることが好ましい。

プリズムフィルム４ａ，４ｂは、光入射面側が平坦面で、光出射面側に、断面三角形状の線状プリズムが平行に複数形成されている。プリズムフィルム４ａ，４ｂの材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂やＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエチレン・ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂などが挙げられる。プリズムフィルムの作製方法としては、通常の熱可塑性樹脂の成型法を用いることができ、例えば、金型を用いた熱プレス成形によって作製すればよい。プリズムフィルム４ａ，４ｂに拡散剤を分散してもよい。プリズムフィルム４ａ，４ｂの厚みとしては、通常は０．１〜１５ｍｍであり、好ましくは０．５〜１０ｍｍである。

光拡散板３とプリズムフィルム４ａ，４ｂとは一体に成形してもよいし、それぞれを独立して作製した後、接合してもよい。また、光拡散板３とプリズムフィルム４ａ，４ｂとの間に空気層が設けられていてもよい。

本発明で使用する第１偏光板５及び第２偏光板６としては、通常は、偏光子の両面に支持フィルムを貼り合わせたものが使用される。偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール系の樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、エチレン／酢酸ビニル（ＥＶＡ）樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等の偏光子基板に、二色性染料又はヨウ素を吸着配向させたもの、分子的に配向したポリビニルアルコールフィルム中に、ポリビニルアルコールの二色性脱水生成物（ポリビニレン）の配向した分子鎖を含有するポリビニルアルコール／ポリビニレンコポリマーなどが挙げられる。特に、ポリビニルアルコール系樹脂の偏光子基板に二色性染料又はヨウ素を吸着配向させたものが偏光子として好適に使用される。偏光子の厚さに特に限定はないが、一般には偏光板の薄型化等を目的に、１００μｍ以下が好ましく、より好ましくは１０〜５０μｍの範囲、さらに好ましくは２５〜３５μｍの範囲である。

偏光子を支持・保護する支持フィルムとしては、低複屈折性で、透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性などに優れるポリマーからなるフィルムが好ましい。このようなフィルムとしては、例えば、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）などのセルロースアセテート系樹脂やアクリル系樹脂、四フッ化エチレン／六フッ化プロピレン系共重合体のようなフッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン樹脂もしくはポリアミド系樹脂等の樹脂をフィルム状に成形加工したものが挙げられる。これらの中でも、偏光特性や耐久性などの点から、表面をアルカリなどでケン化処理したトリアセチルセルロースフィルムやノルボルネン系熱可塑性樹脂フィルムが好ましく使用できる。ノルボルネン系熱可塑性樹脂フィルムは、フィルムが熱や湿熱からの良好なバリアーとなるので偏光板の耐久性が大幅に向上するとともに、吸湿率が少ないため寸法安定性が大幅に向上し、特に好適に使用できる。フィルム状への成形加工は、キャスティング法、カレンダー法、押出し法の従来公知の方法を用いることができる。支持フィルムの厚さに限定はないが、偏光板の薄型化等の観点から、通常は、５００μｍ以下が好ましく、より好ましくは５〜３００μｍの範囲、さらに好ましくは５〜１５０μｍの範囲である。

図６に、本発明の液晶表示装置１００の他の実施形態を示す。図６の液晶表示装置１００が、図４の液晶表示装置１００と異なる点は、第１偏光板５と液晶セル１との間に位相差板８を配置した点である。この位相差板８は、液晶セル１の表面に対して垂直な方向に位相差がほぼゼロのものであり、真正面からは何ら光学的な作用を及ぼさず、斜めから見たときに位相差が発現し、液晶セル１で生じる位相差を補償しようというものである。これによって、より広い視野角において、より優れた表示品位及び色再現性が得られるようになる。位相差板８は、第１偏光板５と液晶セル１との間及び第２光拡散層６と液晶セル１との間の一方又は両方に配置することができる。

位相差板８としては、例えば、ポリカーボネート樹脂や環状オレフィン系重合体樹脂をフィルムにし、このフィルムを更に二軸延伸したものや、液晶性モノマーを光重合反応で分子配列を固定化したもの等が挙げられる。位相差板８は、液晶の配列を光学的に補償するものであるから、液晶配列と逆の屈折率特性のものを用いる。具体的にはＴＮモードの液晶表示セルには、例えば「ＷＶフィルム」（富士フィルム社製）、ＳＴＮモードの液晶表示セルには、例えば「ＬＣフィルム」（新日本石油社製）、ＩＰＳモードの液晶セルには、例えば二軸性位相差フィルム、ＶＡモードの液晶セルには、例えばＡプレートおよびＣ−プレートを組み合わせた位相差板、二軸性位相差フィルム、πセルモードの液晶セルには例えば「ＯＣＢ用ＷＶフィルム」（富士フィルム社製）などが好適に使用できる。

以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。

［光学フィルムの製造例１］
（１）エンボス用金型の作製
直径２００ｍｍの鉄ロール（ＪＩＳによるＳＴＫＭ１３Ａ）の表面に銅バラードめっきが施されたものを用意した。銅バラードめっきは、銅めっき層／薄い銀めっき層／表面銅めっき層からなるものであり、めっき層全体の厚みは、約２００μｍであった。その銅めっき表面を鏡面研磨し、さらにその研磨面に、ブラスト装置（（株）不二製作所製）を用いて、第一の微粒子としてジルコニアビーズＴＺ−Ｂ１２５（東ソー（株）製、平均粒径：１２５μｍ）を、ブラスト圧力０．０５ＭＰａ（ゲージ圧、以下同じ）、微粒子使用量１６ｇ／ｃｍ2（ロールの表面積１ｃｍ2あたりの使用量、以下同じ）でブラストし、表面に凹凸を形成した。その凹凸面に、ブラスト装置（（株）不二製作所製）を用いて、第二の微粒子としてジルコニアビーズＴＺ−ＳＸ−１７（東ソー（株）製、平均粒径：２０μｍ）を、ブラスト圧力０．１ＭＰａ、微粒子使用量４ｇ／ｃｍ2でブラストし、表面凹凸を微調整した。得られた凹凸つき銅めっき鉄ロールに対し、塩化第二銅液でエッチング処理を行った。その際のエッチング量は３μｍとなるように設定した。その後、クロムめっき加工を行い、金型を作製した。このとき、クロムめっき厚みが４μｍとなるように設定した。得られた金型のクロムめっき面のビッカース硬度は１０００であった。なお、ビッカース硬度は、超音波硬度計ＭＩＣ１０（Ｋｒａｕｔｋｒａｍｅｒ社製）を用い、ＪＩＳ Ｚ ２２４４に準拠して測定した（以下の例においてもビッカース硬度の測定法は同じ）。

（２）微細凹凸を有する防眩層と基材フィルムとからなる光学フィルムの製造例１
ペンタエリスリトールトリアクリレート（６０質量部）及び多官能ウレタン化アクリレート（ヘキサメチレンジイソシアネートとペンタエリスリトールトリアクリレートの反応生成物、４０質量部）を酢酸エチル溶液に混合し、固形分濃度６０％となるように調整して紫外線硬化性樹脂組成物を得た。尚、該組成物から酢酸エチルを除去して紫外線硬化した後の硬化物の屈折率は１.５３であった。
次に、前記紫外線硬化性樹脂組成物の固形分１００質量部に対して、透光性微粒子として平均粒径が８．０μｍのポリスチレン系粒子（積水化成品工業株式会社製）を３５質量部、光重合開始剤である「ルシリン ＴＰＯ」（ＢＡＳＦ社製、化学名：２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド）を５質量部添加し、固形分率が５０％になるように酢酸エチルで希釈して塗布液を調製した。
この塗布液を、厚さ８０μｍのトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム（基材フィルム）上に塗布し、８０℃に設定した乾燥機中で１分間乾燥させた。乾燥後の基材フィルムを、前記（１）で作製した金型の凹凸面に、紫外線硬化性樹脂組成物層が金型側となるようにゴムロールで押し付けて密着させた。この状態で基材フィルム側より、強度２０ｍＷ／ｃｍ2の高圧水銀灯からの光をｈ線換算光量で３００ｍＪ／ｃｍ2となるように照射して、紫外線硬化性樹脂組成物層を硬化させ、表面に凹凸を有する防眩層と基材フィルムとからなる、図２（ａ）に示す構造の光学フィルムを得た。そして、JIS-K-7105に準拠し、ヘイズコンピュータ（スガ試験機社製HGM-2DP）を用いてヘイズ値を測定した。結果を表１に示す。

[光学フィルム製造例２〜９]
透光性微粒子として平均粒径が表１記載のポリスチレン系粒子（積水化成品工業株式会社製）を表１記載の配合量使用した以外は前記製造例１と同様にして光学フィルムを作製すると共に、そのヘイズ値を測定した。結果を製造例１とともに表１に示す。

＊１：紫外線硬化性樹脂組成物の固形分１００質量部に対する使用量（質量部）

［製造例１〜９の光学フィルムの透過画像鮮明度の評価］
製造例１〜９の光学フィルムについて、以下のようにして透過画像鮮明度の評価を行った。光学的に透明な粘着剤を用いて、光学フィルムの基材フィルムをガラス基板に貼合し、測定用サンプルを調製した。貼合により、測定時におけるフィルムの反りを防止し、測定再現性を高めることができる。測定装置としては、ＪＩＳ Ｋ ７１０５に準拠した写像性測定器（スガ試験機株式会社製）「ＩＣＭ−１ＤＰ」を用いた。ＪＩＳ Ｋ ７１０５に準拠し、各光学フィルムについて、暗部と明部との幅の比が１：１で、その幅が０．１２５ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ及び２．０ｍｍの光学櫛を通して得られる透過画像鮮明度の和を算出した。透過画像鮮明度の最大値は４００％となる。透過画像鮮明度が７０％以上であれば透過画像鮮明度が良好であり、「○」とした。７０％未満であれば透過画像鮮明度が不良であり、「×」とした。結果を表２に示す。

透過画像鮮明度は、映像のぼけ具合を評価するものであり、一般的な光学フィルムではヘイズ値が上がれば透過画像鮮明度が下がるのに対し、本発明の光学フィルム（製造例１〜７）はヘイズ値が６０〜７０％と大きくても透過画像鮮明度が良好であった。ヘイズ値が７５％と大きい製造例９の光学フィルムでは、透過画像鮮明度が低かった。

［光拡散板の製造例］
スチレン−メタクリル酸メチル共重合体樹脂（屈折率１．５７）７４．５質量部、架橋ポリメタクリル酸メチル樹脂粒子（屈折率１．４９、重量平均粒子径３０μｍ）を２５質量部、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤（住友化学株式会社製の「スミソーブ２００」）０．５質量部、ヒンダードフェノール系酸化防止剤（熱安定剤）（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製の「ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０」）０．２質量部をヘンシェルミキサーで混合した後、第２押出機で溶融混練して、フィードブロックに供給した。
一方、スチレン樹脂（屈折率１．５９）９９．５質量部、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤（住友化学株式会社製の「スミソーブ２００」）０．０７質量部、光安定剤（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製の「チヌビン７７０」）０．１３質量部をヘンシェルミキサーで混合した後、架橋シロキサン系樹脂粒子（東レダウコーニングシリコーン株式会社製の「トレフィルＤＹ３３−７１９」、屈折率１．４２、重量平均粒子径２μｍ）と共に、第１押出機で溶融混練して、フィードブロックに供給した。架橋シロキサン系樹脂粒子の添加量を調節することで、拡散板の全光線透過率Ｔｔを調節し、全光線透過率Ｔｔが６５％の光拡散板を作製した。
なお、前記光拡散板は、前記第１押出機からフィードブロックに供給される樹脂が中間層（基層）となり、前記第２押出機からフィードブロックに供給される樹脂が表層（両面）となるように共押出成形を行い、厚さ２ｍｍ（中間層１．９０ｍｍ、表層０．０５ｍｍ×２）の３層からなる積層板となっている。また、全光線透過率ＴｔはＪＩＳ Ｋ ７３６１に準拠して、ヘイズ透過率計（村上色彩技術研究所製ＨＲ−１００）を用いて測定した。

［プリズムフィルム（光偏向手段）の製造例］
表面が鏡面仕上げされた金型に、スチレン樹脂（屈折率１．５９）をプレス成形することで厚さ１ｍｍの平板を作製した。得られた平板をJIS B0601-1994に従って測定したところ、Ｒａ（中心線平均粗さ）は０．０１μｍ、Ｒｚ（十点平均粗さ）は０．０８μｍであった。さらに断面が頂角θ、稜線間の距離が５０μｍの二等辺三角形であるＶ字状の直線溝が平行に配列形成されている金属製金型を用いて、前記スチレン樹脂板を再プレス成形することにより、プリズムフィルムを作製した。ここでは、頂角θ＝９０°、９５°、１１０°の３つのプリズムフィルムをそれぞれ作製し、上記作製した光拡散板とともに後述する実施例及び参考例に用いた。

［実施例１〜７及び参考例１，２：液晶表示装置の作製］
ＩＰＳモードのHITACHI製３２型液晶テレビ「Wooo UT32-HV700B」のバックライト装置に、頂角θが９５°のプリズムフィルムと光拡散板とをそれぞれ設置した。図５に示すように、液晶表示装置に配置する２枚のプリズムフィルムは、その線状プリズムの稜線の方向が直交するように配置した。そして、液晶セルの光出射面側の偏光板を剥がして、住友化学社製沃素系通常偏光板「TRW842AP7」を直交ニコルとなるように貼合し、偏光板の透過軸が液晶セルの短辺と長辺とのそれぞれがに平行となるように貼合した。プリズムフィルム及び偏光板の配置は、図５と同様とした。その上に、上記製造例で作製した光学フィルムを貼合し、液晶表示装置を作製した。

［実施例１〜７及び参考例１，２：液晶表示装置の正面コントラストの評価］
作製した液晶表示装置を以下のようにして測定した。暗室内で、輝度計ＢＭ−５Ａ（トプコン社製）を用いて、液晶表示装置の黒表示状態及び白表示状態における正面輝度を測定し、正面コントラストを算出した。結果を表３に示す。

表３から実施例１〜７及び参考例１の液晶表示装置は正面コントラストに優れるが、参考例２の液晶表示装置の正面コントラストが劣ることがわかる。

［液晶表示装置の実施例１〜７及び参考例１：液晶表示装置の視野角の評価］
作製した液晶表示装置のうち、正面コントラストが優れた実施例１〜７及び参考例１の液晶表示装置について、所定の視野角における表示品位の目視評価を行った。表示品位としては、階調潰れの有無及び反転の有無を調べた。結果を表４に示す。

◎：表示品位に異常が全く認められない。
○：軽度な階調潰れは認められるが、
それ以外の表示品位の異常は、ほとんど認められない。
△：階調潰れは認められるが、視認することは可能である。
×：階調潰れや反転が認められる。

表４から実施例１〜７及び参考例１の液晶表示装置は視野角６０°以下で階調潰れ、反転が認められず、表示品位に異常が全く認められないが、参考例１及び２は視野角６０°において、階調潰れ及び反転が認められ、表面品位に劣ることがわかる。ここで、視野角とは、図７（ｂ）の平面１４ｂ上の出射角βに相当する角度のことである。
また、実施例１〜７の液晶表示装置では、シンチレーションが生じていなかったが、参考例１の液晶表示装置ではシンチレーションが生じていた。

［実施例８〜１４及び参考例３：液晶表示装置の視野角の評価］
実施例１〜７及び参考例１において、頂角θが９５°のプリズムフィルムと光拡散板とに代えて、頂角θが１１０°のプリズムフィルムと光拡散板とをそれぞれ設置した以外は実施例１〜７及び参考例１と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角における表示品位の目視評価を行った。表示品位としては、階調潰れの有無及び反転の有無を調べた。結果を表５に示す。

◎：表示品位に異常が全く認められない。
○：軽度な階調潰れは認められるが、
それ以外の表示品位の異常は、ほとんど認められない。
△：階調潰れは認められるが、視認することは可能である。
×：階調潰れや反転が認められる。

表５から、実施例８〜１４はいずれも表示品位の異常はほとんど認められないが、参考例３の液晶表示装置は視野角６０°において、階調潰れ及び反転が認められ、表面品位に劣ることがわかる。また、実施例８〜１４の液晶表示装置では、シンチレーションが生じていなかったが、参考例３の液晶表示装置ではシンチレーションが生じていた。

［実施例１５〜２１及び参考例４：液晶表示装置の視野角の評価］
実施例１〜７及び参考例１において、頂角θが９５°のプリズムフィルムと光拡散板とに代えて、頂角θが９０°のプリズムフィルムと光拡散板とをそれぞれ設置した以外は実施例１〜７及び参考例１と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角における表示品位の目視評価を行った。表示品位としては、階調潰れの有無及び反転の有無を調べた。結果を表６に示す。

◎：表示品位に異常が全く認められない。
○：軽度な階調潰れは認められるが、
それ以外の表示品位の異常は、ほとんど認められない。
△：階調潰れは認められるが、視認することは可能である。
×：階調潰れや反転が認められる。

表６から、実施例１５〜２１はいずれも表示品位の異常はほとんど認められないが、参考例４の液晶表示装置は視野角６０°において、階調潰れ及び反転が認められ、表面品位に劣ることがわかる。また、実施例１５〜２１の液晶表示装置では、シンチレーションが生じていなかったが、参考例４の液晶表示装置ではシンチレーションが生じていた。

本発明の光学フィルムを含む液晶表示装置は、広い視野角においてシンチレーション等の表示品位の不具合を起こしにくく、かつ正面コントラストや透過画像鮮明度が高い。

１ 液晶セル
２ バックライト装置
３ 光拡散板（光拡散手段）
４ａ，４ｂ プリズムフィルム（光偏向手段）
５ 第１偏光板
６ 第２偏光板
７ 光学フィルム
８ 位相差板
７１ 基材フィルム
７２ 防眩層
７２１ 透光性樹脂
７２２ 透光性微粒子

Claims (6)

1. 基材フィルムと、透光性樹脂中に透光性微粒子を分散混合させた防眩層とを有する光学フィルムであって、
   前記透光性微粒子の平均粒径が５μｍ以上２０μｍ未満であり、
   前記透光性微粒子の含有量が前記透光性樹脂１００重量部に対して２５重量部以上で５０重量部以下であり、
   前記防眩層の層厚が、前記透光性微粒子の平均粒径に対して１倍以上で３倍以下であることを特徴とする光学フィルム。
2. 前記透光性微粒子の屈折率が、前記透光性樹脂の屈折率よりも大きい請求項１記載の光学フィルム。
3. 前記透光性微粒子の屈折率と前記透光性樹脂の屈折率との差が０．０４以上で０．１以下である請求項２記載の光学フィルム。
4. バックライト装置と、光偏向手段と、第１偏光板と、一対の基板の間に液晶層が設けられてなる液晶セルと、第２偏光板と、光学フィルムとがこの順で配置され、第１偏光板と第２偏光板とは、それらの透過軸が直交ニコルの関係となるように配置された液晶表示装置であり、
   前記光学フィルムが、請求項１〜３のいずれか記載の光学フィルムであることを特徴とする液晶表示装置。
5. 前記光偏向手段は、断面多角形状の先細形状で、その最先端の頂角が９０〜１１０°である線状プリズムが光出射面側に所定間隔で複数形成されたプリズムフィルムを２枚有し、
   一方のプリズムフィルムは、その線状プリズムの稜線の方向が第１偏光板の透過軸に略平行となるように配置され、他方のプリズムフィルムは、その線状プリズムの稜線の方向が第２偏光板の透過軸に略平行となるように配置されていることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
6. 前記バックライト装置と前記光偏向手段との間に、光拡散手段がさらに配置された請求項５記載の液晶表示装置。