JP2010256890A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】バックライト装置を備えた液晶表示装置において、バックライト装置からの出射光の利用効率を低下させることなくランプイメージを緩和する。
【解決手段】バックライト装置2と、第1光拡散板3と、プリズムシート4a,4bと、第1偏光板5と、液晶セル1と、第2偏光板6と、第2光拡散板7とをこの順に備え、第1偏光板5と第2偏光板6とは、それらの吸収軸が直交ニコルの関係となるように配置される。第1光拡散板3は、背面から、前記背面の垂線方向に、平行な光を入射したとき、前記垂線方向に対して角度20°をなす方向に出射する透過光の強度(I20)と法線前記垂線方向に対して角度0°のをなす方向に出射する透過光の強度(I0)との比率(I20/I0)が75%以上となる特性を有する。第2光拡散板7は、透光性樹脂721及び透光性樹脂721中に分散する透光性微粒子722を含む光拡散層72を有する。
【選択図】図1
【解決手段】バックライト装置2と、第1光拡散板3と、プリズムシート4a,4bと、第1偏光板5と、液晶セル1と、第2偏光板6と、第2光拡散板7とをこの順に備え、第1偏光板5と第2偏光板6とは、それらの吸収軸が直交ニコルの関係となるように配置される。第1光拡散板3は、背面から、前記背面の垂線方向に、平行な光を入射したとき、前記垂線方向に対して角度20°をなす方向に出射する透過光の強度(I20)と法線前記垂線方向に対して角度0°のをなす方向に出射する透過光の強度(I0)との比率(I20/I0)が75%以上となる特性を有する。第2光拡散板7は、透光性樹脂721及び透光性樹脂721中に分散する透光性微粒子722を含む光拡散層72を有する。
【選択図】図1
Description
本発明は液晶表示装置に関し、より詳細には直下型バックライト装置を備えた液晶表示装置に関するものである。
いわゆる直下型バックライト装置を備えた液晶表示装置では、複数本の冷陰極管ランプが平行に配置されたバックライト装置と液晶セルとの間に乳白色の光拡散板を設けて、冷陰極管ランプの直上が他の部分よりも輝度が高くなることにより起こるランプイメージの発現を抑えていた。
ところが、光拡散板を設けると、バックライト装置から出射した光が光拡散板で吸収・反射されるため、光拡散板を透過した光の輝度が低くなり、バックライト装置から出射した光の利用効率が低下する。
そこで、例えば、バックライト装置からの出射光を適度に散乱させる拡散フィルムでランプイメージをぼかすと共に、ぼかされたランプイメージの数をレンズフィルムで増加させることによって、ランプイメージを緩和して発光面の均一化を図る技術が提案されている(例えば特許文献1を参照)。
近年、バックライト装置からの出射光の利用効率を低下させることなく、ランプイメージを緩和できる新たな液晶表示装置が求められている。
本発明に係る液晶表示装置は、バックライト装置と、第1光拡散手段と、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た液晶セルと、第2偏光板と、第2光拡散手段とをこの順に備え、前記第1偏光板と前記第2偏光板とは、それらの吸収軸が直交ニコルの関係となるように配置され、前記第1光拡散手段は、背面から、前記背面の垂線方向に、平行な光を入射したとき、前記垂線方向に対して角度20°をなす方向に出射する透過光の強度(I20)と前記垂線方向に対して角度0°をなす方向に出射する透過光の強度(I0)との比率(I20/I0)が75%以上となる特性を有し、前記第2光拡散手段は、透光性樹脂及び前記透光性樹脂中に分散する透光性微粒子を含む光拡散層を有する。
前記比率(I20/I0)は95%以下であるのが好ましい。
前記第1光拡散手段は、背面から、前記背面の垂線方向に、平行な光を入射したとき、前記垂線方向に対して角度70°をなす方向に出射する透過光の強度(I70)と前記垂線方向に対して角度0°をなす方向に出射する透過光の強度(I0)との比率(I70/I0)は10%以上となる特性を有するのが好ましい。
前記第1光拡散手段は、透光性樹脂及び前記透光性樹脂中に分散する光拡散剤を有する光拡散層と、前記光拡散層の少なくとも一方の面に設けられた表面層とを有する光拡散板であって、前記各表面層の十点平均粗さ(Rz)が15〜25μmの範囲であるのが好ましい。なお、十点平均粗さ(Rz)はJIS B0601に準拠して測定された値である。
表面層が、光拡散層の両面に設けられているのが好ましい。
表面層が、光拡散層の液晶セル側の面に設けられているのが好ましい。
表面層が、光拡散層の両面に設けられているのが好ましい。
表面層が、光拡散層の液晶セル側の面に設けられているのが好ましい。
前記光偏向手段は、断面が多角形状かつ先細形状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複数枚のプリズムフィルムを有し、前記複数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互いに異なるように配置されているのが好ましい。
前記第2光拡散手段の光拡散層は、基材フィルム表面に形成されているのが好ましく、前記透光性微粒子の平均粒径が5μmを超え、前記透光性微粒子の含有量が前記透光性樹脂100質量部に対して25〜50質量部の範囲であるのが好ましい。あるいは前記透光性微粒子の平均粒径が2μm〜5μmであって、前記透光性微粒子の含有量が前記透光性樹脂100質量部に対して35〜60質量部の範囲であるのが好ましい。
本発明の液晶表示装置では、バックライト装置からの出射光の利用効率を低下させることなくランプイメージを緩和できるようになる。
以下、本発明に係る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、本発明に係る液晶表示装置の一実施形態を示す概説図を示す。図1の液晶表示装置100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、第1光拡散板(第1光拡散手段)3と、2枚のプリズムフィルム(光偏向手段)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、第2光拡散板(第2光拡散手段)7とがこの順で配置されてなる。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。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。
図2に示すように、第1偏光板5と第2偏光板6とは、それらの吸収軸(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、断面が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の吸収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の吸収軸方向と略平行となるように配置されている。断面が三角形状の線状プリズムの頂角θは、90°〜110°の範囲である。断面の三角形状は、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、前記線状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。また、線状プリズムの断面形状は三角形状に限られず、断面が多角形状かつ先細形状であればよい。
このような構成の液晶表示装置100において、図2に示すように、バックライト装置2から放射された光は、後述するように、第1光拡散板3によってランプイメージが残る程度に拡散された後、プリズムフィルム4aへ入射する。第1偏光板5の吸収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の吸収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(Z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1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た後、第2光拡散板7によってさらに拡散され、ランプイメージが完全に緩和された状態で表示面側に出射する。
後述するように、本発明の液晶表示装置100では、第1光拡散板3の光拡散性を従来よりも低くしてバックライト装置からの出射光の利用効率を高めるとともに、第2光拡散板7を設けて、表示特性を損なうことなくランプイメージを緩和するようにした。また、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は従来よりも高くなり、従来の装置に比べて正面方向の輝度が向上するようになる。また、第2光拡散板7によって優れた防眩性も得られる。
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1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ト型、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。
第1光拡散板3は、背面から、前記背面の垂線方向に、平行な光を入射したとき、前記垂線方向に対して角度20°をなす方向に出射する透過光の強度(I20)と前記垂線方向に対して角度0°をなす方向に出射する透過光の強度(I0)との比率(I20/I0)が75%以上である光特性を有する。ここで、背面とは、第1光拡散板3のバックライト装置に対向する面である。この背面にバックライト装置から光が入射する。第1光拡散板3のこのような光特性によって、バックライト装置からの光はランプイメージが残る程度に拡散される。透過光の強度の比率(I20/I0)の上限値としては95%であることが好ましい。また、第1光拡散板3は、前記垂線方向に対して角度70°をなす方向に出射する透過光の強度(I70)と前記垂線方向に対して角度0°をなす方向に出射する透過光の強度(I0)との比率(I70/I0)が10%以上である光特性を有するのが好ましい。
上記光特性を有する第1光拡散板3としては、例えば、図3に示すような、光拡散層31と、光拡散層31の両面に形成された表面層32a,32bとを備えたものが挙げられる。光拡散層31は、透光性樹脂311に光拡散剤312が分散したものであり、例えば、透光性樹脂311と光拡散剤312とを混合することにより得ることができる。透光性樹脂311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、光拡散剤312としては、前記透光性樹脂311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、前記透光性樹脂311と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使用できる。光拡散剤312の平均粒径は0.5μm〜30μmの範囲が好適である。また、光拡散剤312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。光拡散剤312の配合量は、透光性樹脂100質量部に対して0.1質量部〜10質量部の範囲が好ましい。
表面層32a,32bは、透光性樹脂321に粗粒子322が分散したものであり、例えば、透光性樹脂321と粗粒子322とを混合することにより得ることができる。透光性樹脂321としては、光拡散層31の透光性樹脂311と同様のものを使用することができる。粗粒子322としては粒径が20μm〜200μmの無機粒子及び有機粒子を使用することができる。粗粒子322の配合量は透光性樹脂100質量部に対して15質量部〜60質量部の範囲が好ましい。
このような3層構造の第1光拡散板3は、例えば、透光性樹脂311中に光拡散剤312が分散された光拡散性樹脂組成物と、透光性樹脂321中に粗粒子322が分散された粗粒子含有樹脂組成物とを共押出しする方法により製造することができる。光拡散性樹脂組成物と粗粒子含有樹脂組成物との共押出しは、通常と同様に行われ、光拡散性樹脂組成物から形成される光拡散層31の両面に、粗粒子含有樹脂組成物から形成される表面層32a,32bが形成されるように、光拡散性樹脂組成物および粗粒子含有樹脂組成物をダイから共押出しすればよい。表面層32a,32bの層厚は通常30μm〜80μmが好ましい。ここで、表面層の層厚とは、表面層32a,32bの光拡散層3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、表面層32a,32bが凹凸を有する場合、図3に示すα,βに相当する最も厚い部分がそれぞれ表面層32a,32bの層厚となる。また、第1光拡散板3の背面の垂線とは、バックライト装置2に対向し、光拡散層31の表面と平行な面への垂線のことを指す。
ダイから押出されたのち、冷却され、固化する過程で、粗粒子含有樹脂組成物から形成される表面層32a,32bの表面に粗粒子322が浮き上がって、所望の表面粗度が形成される。第1光拡散板3の表面粗度、すなわち表面層32a,32bの表面粗度を、十点平均粗さ(Rz)が15〜25μmの範囲となるように調整することが好ましい。第1光拡散板3の十点平均粗さ(Rz)は、粗粒子322の粒子径、配合量、ダイから共押出しされた後に冷却固化される際の冷却速度などにより調整できる。また、ダイから共押出し後ポリッシングロールなどにより圧延する場合には、その圧延圧力などによっても調整することができる。例えば、十点平均粗さ(Rz)を大きくするには、使用する粗粒子322の粒径の大きく、配合量を多く、冷却速度を遅くすればよい。また圧延する場合には圧延圧力を小さくすればよい。
次に、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、断面が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の熱可塑性樹脂が挙げられる。プリズムフィルムの作製方法としては、例えば、金型に熱可塑性樹脂を置き、熱プレス成形によって作製する方法、例えば、金型に未硬化の電離放射線硬化型樹脂を充填し、電離放射線を照射する方法などを挙げることができる。ここで、電離放射線としては、例えば、紫外線などが挙げられ、電離放射線硬化型樹脂は、後述する透光性樹脂として例示された電離放射線硬化型樹脂と同様の樹脂が例示される。プリズムフィルム4a、4bに光拡散剤が分散してもよい。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。プリズムフィルム4a及び4bは一体で成形されていてもよい。さらに、一体で成形されたプリズムフィルム4a及び4bと第1光拡散板3とが貼合されていてもよい。
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。
第2光拡散板7としては、例えば、第1光拡散板の如く、透光性樹脂中に光拡散剤が分散したもの、例えば、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が分散した光拡散層72を積層したものなどを挙げることができる。以下、第2光拡散板として、図4(a)を用いて第2光拡散板7、すなわち、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が分散した光拡散層72を積層したものについて説明する。なお、透光性樹脂中に光拡散剤又は透光性微粒子を分散させるには、透光性樹脂と光拡散剤又は透光性微粒子とを混合すればよい。
ここで、使用する透光性微粒子722の平均粒径が5μmより大きい場合には、透光性微粒子722の透光性樹脂721への配合量は透光性樹脂100質量部に対して25〜50質量部とするのがよく、また透光性微粒子722の平均粒径が2μm〜5μmの範囲である場合には、35〜60質量部とするのがよい。透光性微粒子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、所望の光拡散性が得られランプイメージを効果的に解消できるようになる。また同時に、優れた防眩性も得られるようになる。
本発明で使用する透光性微粒子722としては、前記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722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、光拡散層72に入射した光に対して、光拡散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、第2光拡散板7が白化するの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第2光拡散板7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、「光拡散層の層厚」とは、光拡散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、第2光拡散板7において光拡散層が凹凸を有する場合、図4(a)に示すγに相当する最も厚い部分が光拡散層の層厚となる。光拡散層72の層厚γは、透光性微粒子722の平均粒径に対して1倍以上で3倍以下であるのが好ましい。光拡散層72の層厚γが、透光性微粒子722の平均粒径の1倍未満である場合、得られる第2光拡散板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、光拡散層72の層厚γ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、光拡散層72の表面に凹凸を形成することが困難となる。光拡散層72の層厚γとしては、通常、5〜25μmの範囲が好ましい。光拡散層72の層厚γ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、光拡散層72の層厚γが25μmを超えると、作製された第2光拡散板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。
第2光拡散板7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。
第2光拡散板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、塗工性の改良や光拡散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。
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。
第2光拡散板7の他の実施形態を図4(b)(c)に示す。同図(b)に示す第2光拡散板7b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が分散した光拡散層72を積層したものであり、光拡散層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。光拡散層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光拡散層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、光拡散層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(c)に示す第2光拡散板7cは、透光性樹脂721中に透光性微粒子722が分散した光拡散層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(b)の場合、光拡散層の層厚γは、光拡散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た面までの最大厚みである。また、同図(c)の場合、光拡散層の層厚γは、光拡散層72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。
また、図5に示すように、第2光拡散板7を、第2偏光板6の支持フィルムとして使用してもよい。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5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第2光拡散板7を用いたものであって、偏光機能と光拡散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光拡散層72を基材フィルム71上に形成した第2光拡散板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、第2光拡散板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。また、基材フィルム71と偏光子61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。
図6に、本発明の液晶表示装置の他の実施形態を示す。図6の液晶表示装置100が、図1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偏光板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。
(第1光拡散板Aの製造)
図3に示した、光拡散層31の両面に表面層32a,32bを積層させた3層構造の第1光拡散板を次のようにして作製した。
図3に示した、光拡散層31の両面に表面層32a,32bを積層させた3層構造の第1光拡散板を次のようにして作製した。
(光拡散層マスターバッチの作製)
ポリスチレン樹脂ペレット(東洋スチレン社製「HRM40」、屈折率1.59)54質量部、アクリル系重合体粒子(架橋重合体粒子、住友化学社製「スミペックスXC1A」、屈折率1.49、体積平均粒子径25μm)40質量部、シロキサン系重合体粒子(架橋重合体粒子、東レダウコーニング社製「トレフィルDY33−719」、屈折率1.42、体積平均粒子径2μm)4質量部、紫外線吸収剤(住友化学社製「スミソーブ200」)2質量部および加工安定剤(住友化学社製「スミライザーGP」)2質量部をドライブレンドした後、二軸押出機にホッパーから投入し、加熱溶融しながら混練して250℃でストランド状に押出し、ペレット状に切断して、光拡散層マスターバッチ(ペレット状)を得た。
ポリスチレン樹脂ペレット(東洋スチレン社製「HRM40」、屈折率1.59)54質量部、アクリル系重合体粒子(架橋重合体粒子、住友化学社製「スミペックスXC1A」、屈折率1.49、体積平均粒子径25μm)40質量部、シロキサン系重合体粒子(架橋重合体粒子、東レダウコーニング社製「トレフィルDY33−719」、屈折率1.42、体積平均粒子径2μm)4質量部、紫外線吸収剤(住友化学社製「スミソーブ200」)2質量部および加工安定剤(住友化学社製「スミライザーGP」)2質量部をドライブレンドした後、二軸押出機にホッパーから投入し、加熱溶融しながら混練して250℃でストランド状に押出し、ペレット状に切断して、光拡散層マスターバッチ(ペレット状)を得た。
(表面層用組成物の作製)
スチレン−メタクリル酸メチル共重合体樹脂(新日鐵化学社製「MS200NT」、スチレン単位80質量%、メタクリル酸メチル単位20質量%、屈折率1.57)75.8質量部、アクリル系重合体粒子(架橋重合体粒子、住友化学社製「スミペックスXC1A」、屈折率1.49、体積平均粒子径25μm)23質量部、熱安定剤(住友化学社製「スミソーブ200」)2質量部および加工安定剤(住友化学社製「スミライザーGP」)0.2質量部、紫外線吸収剤(旭電化社製「アデカスタブLA−31」)1.0質量部をドライブレンドして、表面層用組成物を得た。
スチレン−メタクリル酸メチル共重合体樹脂(新日鐵化学社製「MS200NT」、スチレン単位80質量%、メタクリル酸メチル単位20質量%、屈折率1.57)75.8質量部、アクリル系重合体粒子(架橋重合体粒子、住友化学社製「スミペックスXC1A」、屈折率1.49、体積平均粒子径25μm)23質量部、熱安定剤(住友化学社製「スミソーブ200」)2質量部および加工安定剤(住友化学社製「スミライザーGP」)0.2質量部、紫外線吸収剤(旭電化社製「アデカスタブLA−31」)1.0質量部をドライブレンドして、表面層用組成物を得た。
(第1光拡散板Aの作製)
ポリスチレン樹脂ペレット(東洋スチレン社製「HRM40」、屈折率1.59)95質量部と、前記作製した光拡散層マスターバッチ5質量部とをドライブレンドした後、スクリュー径40mmの押出機に供給し、加熱溶融状態の光拡散層用樹脂組成物を得た。一方、前記作製した表面層用組成物をスクリュー径20mmの押出機に供給し、加熱溶融状態の表面層用樹脂組成物を得た。そして、光拡散層用樹脂組成物及び表面層用樹脂組成物をフィードブロック(2種3層構成)に送り、更にTダイから245℃〜250℃、幅220mmで共押出しして、光拡散層(厚さ1.9mm)の両面にそれぞれ表面層(厚さ0.05mm)が積層された3層構成で、両面が粗面である厚さ2mmの第1光拡散板Aを作製した。
ポリスチレン樹脂ペレット(東洋スチレン社製「HRM40」、屈折率1.59)95質量部と、前記作製した光拡散層マスターバッチ5質量部とをドライブレンドした後、スクリュー径40mmの押出機に供給し、加熱溶融状態の光拡散層用樹脂組成物を得た。一方、前記作製した表面層用組成物をスクリュー径20mmの押出機に供給し、加熱溶融状態の表面層用樹脂組成物を得た。そして、光拡散層用樹脂組成物及び表面層用樹脂組成物をフィードブロック(2種3層構成)に送り、更にTダイから245℃〜250℃、幅220mmで共押出しして、光拡散層(厚さ1.9mm)の両面にそれぞれ表面層(厚さ0.05mm)が積層された3層構成で、両面が粗面である厚さ2mmの第1光拡散板Aを作製した。
(透過光の強度測定)
作製した第1光拡散板Aを透過する光の強度を、自動変角光度計((株)村上色彩技術研究所製、「GP230」)を用いて測定した。具体的には、図7に示すように、光源としてのハロゲンランプ81から出射した光を、コンデンサーレンズ82、ピンホール83、シャッター84、コリメーターレンズ85を介し、光束絞り86にて直径約3.5mmの平行光として、作製した第1拡散板の背面に対して垂直に照射し、第1拡散板を透過した拡散光を、受光レンズ91の後ろに置いた直径2.8mmの受光絞り92を通して、光電子倍増管93で受光し、0.1°刻みで光強度を測定した。なお、第1拡散板から受光レンズ91までの距離は170mmである。図8は、第1光拡散板の背面に対してその背面の垂線方向に、平行光(Li)を入射させたときの透過光(L)の散乱の様子を示した図である。透過光(L)のうち、垂線方向に対して角度0°をなす方向に出射する透過光(L0)の強度(I0)に対する、垂線方向に対して角度20°をなす方向に出射する透過光(L20)の強度(I20)の比率(I20/I0)及び垂線方向に対して角度70°をなす方向に出射する透過光(L70)の強度(I70)の比率(I70/I0)は、第1光拡散板Aでは79.9%及び14.2%であった。結果を表1に示す。
作製した第1光拡散板Aを透過する光の強度を、自動変角光度計((株)村上色彩技術研究所製、「GP230」)を用いて測定した。具体的には、図7に示すように、光源としてのハロゲンランプ81から出射した光を、コンデンサーレンズ82、ピンホール83、シャッター84、コリメーターレンズ85を介し、光束絞り86にて直径約3.5mmの平行光として、作製した第1拡散板の背面に対して垂直に照射し、第1拡散板を透過した拡散光を、受光レンズ91の後ろに置いた直径2.8mmの受光絞り92を通して、光電子倍増管93で受光し、0.1°刻みで光強度を測定した。なお、第1拡散板から受光レンズ91までの距離は170mmである。図8は、第1光拡散板の背面に対してその背面の垂線方向に、平行光(Li)を入射させたときの透過光(L)の散乱の様子を示した図である。透過光(L)のうち、垂線方向に対して角度0°をなす方向に出射する透過光(L0)の強度(I0)に対する、垂線方向に対して角度20°をなす方向に出射する透過光(L20)の強度(I20)の比率(I20/I0)及び垂線方向に対して角度70°をなす方向に出射する透過光(L70)の強度(I70)の比率(I70/I0)は、第1光拡散板Aでは79.9%及び14.2%であった。結果を表1に示す。
(全光線透過率Ttの測定)
作製した第1光拡散板の全光線透過率Ttを、JIS K 7361に準拠して、ヘイズ透過率計(村上色彩技術研究所HR−100)を用いて測定した。結果を表1に示す。
作製した第1光拡散板の全光線透過率Ttを、JIS K 7361に準拠して、ヘイズ透過率計(村上色彩技術研究所HR−100)を用いて測定した。結果を表1に示す。
(十点平均粗さRzの測定)
また、作製した第1光拡散板の片面の十点平均粗さRzを、JIS B0601−1994に準拠して、ミツトヨ社製の測定器「サーフテストSJ−201P」を用いて測定した。結果を表1に示す。
また、作製した第1光拡散板の片面の十点平均粗さRzを、JIS B0601−1994に準拠して、ミツトヨ社製の測定器「サーフテストSJ−201P」を用いて測定した。結果を表1に示す。
(第1光拡散板Bの作製)
表面層用組成物の作製に用いるスチレン−メタクリル酸メチル共重合体樹脂(新日鐵化学社製「MS200NT」)の使用量を68.8質量部とし、アクリル系重合体粒子として、架橋重合体粒子、積水化成品工業社製「MBX20」(屈折率1.49、体積平均粒子径20μm)を30質量部用いたこと以外は、第1光拡散板Aと同様にして第1光拡散板Bを作製した。そして、前記と同様にして第1光拡散板Bを透過する光の強度、全光線透過率Tt、十点平均粗さRzを測定した。結果を表1に合わせて示す。
表面層用組成物の作製に用いるスチレン−メタクリル酸メチル共重合体樹脂(新日鐵化学社製「MS200NT」)の使用量を68.8質量部とし、アクリル系重合体粒子として、架橋重合体粒子、積水化成品工業社製「MBX20」(屈折率1.49、体積平均粒子径20μm)を30質量部用いたこと以外は、第1光拡散板Aと同様にして第1光拡散板Bを作製した。そして、前記と同様にして第1光拡散板Bを透過する光の強度、全光線透過率Tt、十点平均粗さRzを測定した。結果を表1に合わせて示す。
(第1光拡散板Cの作製)
表面層用組成物の作製に用いるスチレン−メタクリル酸メチル共重合体樹脂(新日鐵化学社製「MS200NT」)の使用量を63.8質量部とし、アクリル系重合体粒子として、架橋重合体粒子、積水化成品工業社製「MBX20」(屈折率1.49、体積平均粒子径20μm)を35質量部用いたこと以外は、第1光拡散板Aと同様にして第1光拡散板Cを作製した。そして、前記と同様にして第1光拡散板Cを透過する光の強度、全光線透過率Tt、十点平均粗さRzを測定した。結果を表1に合わせて示す。
表面層用組成物の作製に用いるスチレン−メタクリル酸メチル共重合体樹脂(新日鐵化学社製「MS200NT」)の使用量を63.8質量部とし、アクリル系重合体粒子として、架橋重合体粒子、積水化成品工業社製「MBX20」(屈折率1.49、体積平均粒子径20μm)を35質量部用いたこと以外は、第1光拡散板Aと同様にして第1光拡散板Cを作製した。そして、前記と同様にして第1光拡散板Cを透過する光の強度、全光線透過率Tt、十点平均粗さRzを測定した。結果を表1に合わせて示す。
(プリズムシートの作製)
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。さらに、頂角θが90°で、稜線間の距離が50μmので、断面が二等辺三角形のV字状直線溝が、複数本平行に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してプリズムシートを作製した。また同様にして、頂角θが95°及び100°のプリズムシートをそれぞれ作製した。
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。さらに、頂角θが90°で、稜線間の距離が50μmので、断面が二等辺三角形のV字状直線溝が、複数本平行に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してプリズムシートを作製した。また同様にして、頂角θが95°及び100°のプリズムシートをそれぞれ作製した。
(第2光拡散板アの作製)
(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)。
(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)光拡散層と基材フィルムとを有する第2光拡散板アの作製
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2.0μmのポリスチレン系粒子(積水化成品工業株式会社製、屈折率1.59)を40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層(光拡散層)と基材フィルムとからなる、図4(b)に示す構造の第2光拡散板アを作製した。光拡散層の層厚は13.0μmであった。この第2光拡散板アのヘイズ値を、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)を用いて測定した。結果を
表2に示す。
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2.0μmのポリスチレン系粒子(積水化成品工業株式会社製、屈折率1.59)を40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層(光拡散層)と基材フィルムとからなる、図4(b)に示す構造の第2光拡散板アを作製した。光拡散層の層厚は13.0μmであった。この第2光拡散板アのヘイズ値を、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)を用いて測定した。結果を
表2に示す。
(第2光拡散板イの作製)
透光性微粒子として平均粒径が4.0μmのポリスチレン系粒子(積水化成品工業株式会社製、屈折率1.59)を40質量部使用した以外は、第2光拡散板アと同様にして第2光拡散板イを作製した。そして、前記と同様にして第2光拡散板イのヘイズ値を測定した。結果を表2に示す。
透光性微粒子として平均粒径が4.0μmのポリスチレン系粒子(積水化成品工業株式会社製、屈折率1.59)を40質量部使用した以外は、第2光拡散板アと同様にして第2光拡散板イを作製した。そして、前記と同様にして第2光拡散板イのヘイズ値を測定した。結果を表2に示す。
(第2光拡散板ウの作製)
透光性微粒子として平均粒径が4.0μmのポリスチレン系粒子(積水化成品工業株式会社製、屈折率1.59)を60質量部使用した以外は、第2光拡散板アと同様にして第2光拡散板ウを作製した。そして、前記と同様にして第2光拡散板ウのヘイズ値を測定した。結果を表2に示す。
透光性微粒子として平均粒径が4.0μmのポリスチレン系粒子(積水化成品工業株式会社製、屈折率1.59)を60質量部使用した以外は、第2光拡散板アと同様にして第2光拡散板ウを作製した。そして、前記と同様にして第2光拡散板ウのヘイズ値を測定した。結果を表2に示す。
(第2光拡散板エの作製)
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、屈折率1.59)を35質量部使用した以外は、第2光拡散板アと同様にして第2光拡散板エを作製した。そして、前記と同様にして第2光拡散板エのヘイズ値を測定した。結果を表2に示す。
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、屈折率1.59)を35質量部使用した以外は、第2光拡散板アと同様にして第2光拡散板エを作製した。そして、前記と同様にして第2光拡散板エのヘイズ値を測定した。結果を表2に示す。
(第2光拡散板オの作製)
透光性微粒子として平均粒径が12.0μmのポリスチレン系粒子(積水化成品工業株式会社製、屈折率1.59)を30質量部使用した以外は、第2光拡散板アと同様にして第2光拡散板オを作製した。そして、前記と同様にして第2光拡散板オのヘイズ値を測定した。結果を表2に示す。
透光性微粒子として平均粒径が12.0μmのポリスチレン系粒子(積水化成品工業株式会社製、屈折率1.59)を30質量部使用した以外は、第2光拡散板アと同様にして第2光拡散板オを作製した。そして、前記と同様にして第2光拡散板オのヘイズ値を測定した。結果を表2に示す。
(実施例1〜5)
IPS(In−Plane Switching)方式の旧松下電器産業(パナソニック)社製32型液晶テレビ「VIERA TH−32LZ85」のバックライトに、第1光拡散手段として第1光拡散板Aを用い、光偏向手段として頂角が90°のプリズムシートを2枚用いた。なお、第1光拡散板Aは、十点平均粗さを測定した表面層が液晶セル側に配置されるよう配置した。そして、液晶セルの両面に貼着されている偏光板を剥がして、住友化学社製沃素系通常偏光板「TRW842AP7」を第1偏光板及び第2偏光板として吸収軸が直交ニコルの関係となるように液晶セルの両面に貼着し、偏光板の吸収軸が液晶セルの短辺と長辺にそれぞれ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2と同様とした。第2偏光板の光出射面側に、前記作製した第2光拡散板ア〜オ(実施例1〜5)をさらに貼着し、正面側から、第2光拡散板、第2偏光板、液晶セル、第1偏光板、2枚のプリズムシート、第1光拡散板、バックライト装置を有する(図1の構成)液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表3に示す。ここで、視野角とは、図9(a)、(b)に示すように、第1偏光板の透過軸5a及び第2偏光板の透過軸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)とのなす角度δのことである。
IPS(In−Plane Switching)方式の旧松下電器産業(パナソニック)社製32型液晶テレビ「VIERA TH−32LZ85」のバックライトに、第1光拡散手段として第1光拡散板Aを用い、光偏向手段として頂角が90°のプリズムシートを2枚用いた。なお、第1光拡散板Aは、十点平均粗さを測定した表面層が液晶セル側に配置されるよう配置した。そして、液晶セルの両面に貼着されている偏光板を剥がして、住友化学社製沃素系通常偏光板「TRW842AP7」を第1偏光板及び第2偏光板として吸収軸が直交ニコルの関係となるように液晶セルの両面に貼着し、偏光板の吸収軸が液晶セルの短辺と長辺にそれぞれ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2と同様とした。第2偏光板の光出射面側に、前記作製した第2光拡散板ア〜オ(実施例1〜5)をさらに貼着し、正面側から、第2光拡散板、第2偏光板、液晶セル、第1偏光板、2枚のプリズムシート、第1光拡散板、バックライト装置を有する(図1の構成)液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表3に示す。ここで、視野角とは、図9(a)、(b)に示すように、第1偏光板の透過軸5a及び第2偏光板の透過軸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)とのなす角度δのことである。
(参考例1)
第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例1と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表3に合わせて示す。
第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例1と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表3に合わせて示す。
○:ランプイメージが目を凝らしてよく見ると見える。
△:ランプイメージがボケているが薄く見える。
×:ランプイメージがボケているが残って見える。
(実施例6〜10)
第1拡散手段としての第1光拡散板Bを用いた以外は、実施例1〜5と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表4に示す。
第1拡散手段としての第1光拡散板Bを用いた以外は、実施例1〜5と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表4に示す。
(参考例2)
第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例6と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表4に合わせて示す。
第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例6と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表4に合わせて示す。
○:ランプイメージが目を凝らしてよく見ると見える。
△:ランプイメージがボケているが薄く見える。
×:ランプイメージがボケているが残って見える。
(実施例11〜15)
第1拡散手段としての第1光拡散板Cを用いた以外は、実施例1〜5と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表5に示す。
第1拡散手段としての第1光拡散板Cを用いた以外は、実施例1〜5と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表5に示す。
(参考例3)
第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例11と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表5に合わせて示す。
第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例11と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表5に合わせて示す。
○:ランプイメージが目を凝らしてよく見ると見える。
△:ランプイメージがボケているが薄く見える。
×:ランプイメージがボケているが残って見える。
(実施例16〜20)
光偏向手段として頂角が95°のプリズムシートを2枚用いた以外は、実施例1〜5と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表6に示す。
光偏向手段として頂角が95°のプリズムシートを2枚用いた以外は、実施例1〜5と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表6に示す。
(参考例4)
第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例16と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表6に合わせて示す。
第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例16と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表6に合わせて示す。
○:ランプイメージが目を凝らしてよく見ると見える。
△:ランプイメージがボケているが薄く見える。
×:ランプイメージがボケているが残って見える。
(実施例21〜25)
光偏向手段として頂角が95°のプリズムシートを2枚用いた以外は、実施例6〜10と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表7に示す。
光偏向手段として頂角が95°のプリズムシートを2枚用いた以外は、実施例6〜10と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表7に示す。
(参考例5)
第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例21と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表7に合わせて示す。
第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例21と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表7に合わせて示す。
○:ランプイメージが目を凝らしてよく見ると見える。
△:ランプイメージがボケているが薄く見える。
×:ランプイメージがボケているが残って見える。
(実施例26〜30)
光偏向手段として頂角が95°のプリズムシートを2枚用いた以外は、実施例11〜15と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表8に示す。
光偏向手段として頂角が95°のプリズムシートを2枚用いた以外は、実施例11〜15と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表8に示す。
(参考例6)
第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例26と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表8に合わせて示す。
第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例26と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表8に合わせて示す。
○:ランプイメージが目を凝らしてよく見ると見える。
△:ランプイメージがボケているが薄く見える。
×:ランプイメージがボケているが残って見える。
(実施例31〜35)
光偏向手段として頂角が100°のプリズムシートを2枚用いた以外は、実施例1〜5と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表9に示す。
光偏向手段として頂角が100°のプリズムシートを2枚用いた以外は、実施例1〜5と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表9に示す。
(参考例7)
第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例31と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表9に合わせて示す。
第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例31と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表9に合わせて示す。
○:ランプイメージが目を凝らしてよく見ると見える。
△:ランプイメージがボケているが薄く見える。
×:ランプイメージがボケているが残って見える。
(実施例36〜40)
光偏向手段として頂角が100°のプリズムシートを2枚用いた以外は、実施例6〜10と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表10に示す。
光偏向手段として頂角が100°のプリズムシートを2枚用いた以外は、実施例6〜10と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表10に示す。
(参考例8)
第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例36と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表10に合わせて示す。
第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例36と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表10に合わせて示す。
○:ランプイメージが目を凝らしてよく見ると見える。
△:ランプイメージがボケているが薄く見える。
×:ランプイメージがボケているが残って見える。
(実施例41〜45)
光偏向手段として頂角が100°のプリズムシートを2枚用いた以外は、実施例11〜15と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表11に示す。
光偏向手段として頂角が100°のプリズムシートを2枚用いた以外は、実施例11〜15と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表11に示す。
(参考例9)
第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例41と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表11に合わせて示す。
第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例41と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表11に合わせて示す。
○:ランプイメージが目を凝らしてよく見ると見える。
△:ランプイメージがボケているが薄く見える。
×:ランプイメージがボケているが残って見える。
本発明の液晶表示装置では、バックライト装置からの出射光の利用効率を低下させることなくランプイメージを緩和できる。
1 液晶セル
2 バックライト装置
3 第1光拡散板(第1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 第2光拡散板(第2光拡散手段)
72 光拡散層
721 透光性樹脂
722 透光性微粒子
2 バックライト装置
3 第1光拡散板(第1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 第2光拡散板(第2光拡散手段)
72 光拡散層
721 透光性樹脂
722 透光性微粒子
Claims (9)
- バックライト装置と、第1光拡散手段と、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た液晶セルと、第2偏光板と、第2光拡散手段とをこの順に備え、
前記第1偏光板と前記第2偏光板とは、それらの吸収軸が直交ニコルの関係となるように配置され、
前記第1光拡散手段は、背面から、前記背面の垂線方向に、平行な光を入射したとき、前記垂線方向に対して角度20°をなす方向に出射する透過光の強度(I20)と前記垂線方向に対して角度0°をなす方向に出射する透過光の強度(I0)との比率(I20/I0)が75%以上となる特性を有し、
前記第2光拡散手段は、透光性樹脂及び前記透光性樹脂中に分散する透光性微粒子を含む光拡散層を有する液晶表示装置。 - 前記比率(I20/I0)が95%以下である請求項1記載の液晶表示装置。
- 前記第1光拡散手段は、背面から、前記背面の垂線方向に、平行な光を入射したとき、前記垂線方向に対して角度70°をなす方向に出射する透過光の強度(I70)と前記垂線方向に対して角度0°をなす方向に出射する透過光の強度(I0)との比率(I70/I0)が10%以上となる特性を有する請求項1又は2記載の液晶表示装置。
- 前記第1光拡散手段は、透光性樹脂及び前記透光性樹脂中に分散する光拡散剤を有する光拡散層と、前記光拡散層の少なくとも一方の面に設けられた表面層とを有する光拡散板であり、前記各表面層の十点平均粗さが15〜25μmの範囲である請求項1〜3のいずれか記載の液晶表示装置。
- 表面層が、光拡散層の両面に設けられている請求項4に記載の液晶表示装置。
- 表面層が、光拡散層の液晶セル側の面に設けられている請求項4に記載の液晶表示装置。
- 前記光偏向手段は、断面が多角形状かつ先細形状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複数枚のプリズムフィルムを有し、前記複数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互いに異なるように配置されている請求項1〜6のいずれか記載の液晶表示装置。
- 前記第2光拡散手段の光拡散層は、基材フィルム表面に形成されており、前記透光性微粒子の平均粒径が5μmを超え、前記透光性微粒子の含有量が前記透光性樹脂100質量部に対して25〜50質量部の範囲である請求項1〜7のいずれか記載の液晶表示装置。
- 前記第2光拡散手段の光拡散層は、基材フィルム表面に形成されており、前記透光性微粒子の平均粒径が2μm〜5μmであって、前記透光性微粒子の含有量が前記透光性樹脂100質量部に対して35〜60質量部の範囲である請求項1〜7のいずれか記載の液晶表示装置。
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