JP5251192B2 - 光学フィルム、偏光板および液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学フィルム、偏光板および液晶表示装置に関するものである。特に、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶表示装置に関するものであって、比較的広い範囲から観察され、階調反転の抑制が求められる分野に属するものである。

透過型の液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、代表的なフラットパネルディスプレイであり、軽く、薄く、低消費電力であるという特性を有することから、液晶テレビ、カーナビゲーション、デスクトップ型またはノート型のパソコン用モニター、携帯電話、アミューズメント・工業・医療用のモニターなどに、幅広く使用されている。

近年では、テレビ用途としての需要が高まってきており、様々な角度から、中間階調を多く有する映像を鑑賞する場合が多くなっているので、視野角が広く、どの方向から見ても階調性が崩れず、色変化の少ない液晶表示装置が求められている。

一般に、液晶表示装置は、液晶パネルとバックライトとから構成されている。前記バックライトは、液晶パネルに対向配置されており、液晶パネルに光を照射する。前記液晶パネルは、液晶セルとカラーフィルターと一対の偏光板とから構成されている。前記液晶セルは、たとえば、棒状の液晶分子からなる液晶層と、前記液晶層に電圧を印加するための電極を備えた１対の基板とからなる。前記カラーフィルターは、前記基板の液晶表示装置の画像を表示する正面（前面）側に配置される。また、前記偏光板は、前記液晶セルを挟むように配置され、それぞれ一方向の振動の光のみを透過させる。

液晶表示装置に用いられる液晶パネルには、液晶の分子配向の違いにより、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）型などがある。

ＴＮ型液晶パネルでは、液晶分子が基板に対して垂直な方向を軸に９０度にねじれて配列されており、電圧を印加すると電界に沿う垂直方向に液晶分子が配列され、光を透過させたり、遮断したりして画像を表示する。このＴＮ型液晶パネルは、耐熱性、耐冷性などの耐環境性に優れており、さらに、動作温度範囲が広い、開口率が高い、生産が安定しており安価で入手できるなどの優れた特性を有するので、車載用の液晶表示装置に適しており、最も一般的に使われている。しかし、表示画面を見る角度（以下、観察角度）の違いにより、表示画像の色が変化したり、表示階調が悪化するという問題があった。

このような液晶表示装置の表示性能を向上させるために、視域を拡大し、輝度の低下、コントラストの低下、画像のボケを抑制しつつ、階調の反転現象を抑制する拡散フィルムおよび前記拡散フィルムを用いた液晶表示装置の開発が数多くなされている。

たとえば、特許文献１には、バックライト（面光源）と、液晶パネルと、偏光板と、位相差フィルムと、光拡散層とからなる液晶表示装置が開示されている。この光拡散層を設けることにより、コントラストが高く、広視野な表示を可能にしている。視域を拡大するために、液晶パネルの表示面側（液晶表示装置の正面側）に光拡散層（拡散フィルム）が設けられている。

通常、拡散フィルムは、形成用材料（バインダー）に内面散乱体（散乱粒子）が分散配置されている。拡散フィルムのバインダーとしては、アクリル樹脂が多く用いられている。一定の硬度を有するので、一層のみで最表面に用いることができ、コストを抑えることができるとともに、紫外線などで容易に硬化させることができるので、生産性を向上させるためである。また、拡散フィルムの散乱粒子は、階調反転を抑制するために高い散乱性が必要となるため、バインダーとなるアクリル樹脂との間で、比較的大きな屈折率差のある粒子が用いられる。

しかし、屈折率が高く、アクリル樹脂と大きな屈折率差を得ることができるメラミンやアルミナなどの無機散乱粒子は密度が高いため、拡散フィルムを形成するための塗液において、沈降しやすい。また、屈折率が低く、アクリル樹脂と大きな屈折率差を得ることができるフッ素が添加されているような散乱粒子は、拡散フィルムを形成するための塗液において、凝集が起きやすい。そのため、これらの散乱粒子を用いた場合には、拡散フィルムの製造工程において、量産性（生産性）が悪いという問題点があった。

さらにまた、これらの散乱粒子を分散させた拡散フィルムは、ハードコート性が十分ではなく、液晶表示装置の最表面に配置することができず、コスト抑制効果に欠けるという問題もあった。
特開平１０−１０５１３号公報

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、塗液における散乱粒子の沈降や凝集を抑制し量産性が向上され、階調改善効果およびハードコート性を有する光学フィルム、前記光学フィルムを用いた偏光板、前記偏光板を用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、
本発明の光学フィルムは、アクリレート系官能基を有する樹脂材料からなる形成用材料に、モード径が３〜１１μｍであるシリコーン系ポリマーからなる保護拡散用粒子を、前記形成用材料に対して５〜２０質量部となるように分散させ、かつ、前記保護拡散用粒子を前記形成用材料の観察側の表面から露出させ、膜厚が５〜１５μｍとなるように形成した保護拡散層を有し、ヘイズ率が６６％以上７０％以下であることを特徴とする。
また、前記保護拡散用粒子の密度は１．３２（ｇ／ｃｍ^３）であることが好ましい。
さらに、前記光学フィルムの反転角度は９０°であることが好ましい。

本発明の偏光板は、先に記載の光学フィルムと、偏光層とを有することを特徴とする。

本発明の液晶表示装置は、先に記載の偏光板と、液晶パネルと、バックライトユニットとを有し、前記偏光板が、液晶パネルの観察者側に配置されていることを特徴とする。

上記の構成によれば、塗液における散乱粒子の沈降や凝集を抑制し量産性が向上され、階調改善効果およびハードコート性を有する光学フィルムおよび前記光学フィルムを用いた偏光板および液晶表示装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための形態を説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態である液晶表示装置、偏光板および光学フィルムの一例を示す断面模式図である。
＜液晶表示装置＞
図１に示すように、本発明の実施形態である液晶表示装置１００は、本発明の実施形態である偏光板６１と、液晶パネル１０と、別の偏光板６２と、バックライトユニット１１とから概略構成されている。

バックライトユニット１１から出射された光は、別の偏光板６２を介して、観察者と反対側の面１０ａから液晶パネル１０へ入射され、観察者側の面１０ｂから出射される。この光は、偏光板６１に入射された後、偏光板６１の観察者側の面１ｂから正面方向（観察者側）ｆに出射される。観察者は、正面方向（観察者側）ｆに位置し、液晶パネル１０の表示画像を観察する。

＜液晶パネル＞
液晶パネル１０は、ガラス基板８１とガラス基板８２の間にＴＮ型液晶層９を挟みこんで形成されている。また、別の偏光板６２は、透明基材フィルム５１、５２の間に偏光層７を挟みこんで形成されている。

なお、液晶パネル１０の観察者側の面１０ｂおよび／または観察者と反対側の面１０ａに、傾斜配向されたディスコティック液晶等からなる位相差フィルムを配置して、光学補償を行ってもよい。

＜バックライトユニット＞
バックライトユニット１１は、液晶パネル１０の観察者と反対側の面１０ａに垂直な方向に平行光線を入射させることができるものであればよく、例えば、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）と、このＣＣＦＬからの光を液晶パネル１０へと導く導光板の組み合わせを挙げることができる。

＜偏光板＞
本発明の実施形態である偏光板６１は、本発明の実施形態である光学フィルム４と、偏光層７と、透明基材フィルム５２とから構成されている。偏光板６１は、液晶パネル１０の観察者側（正面方向ｆ）に配置されている。

＜光学フィルム＞
以下、光学フィルム４の構成について詳しく説明する。
本発明の実施形態である光学フィルム４は、透明基材フィルム５１の上に保護拡散層１が形成されて構成されている。保護拡散層１は、形成用材料２に保護拡散用粒子３が分散されて構成されている。

＜透明基材フィルム＞
透明基材フィルム５１、５２は、特に制限されないが、フィルム状で、透明のプラスチック基材が好ましい。たとえば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、シクロオレフィン系フィルムなどを用いることができる。なお、フィルム状のプラスチック基材は、通常、４Ｂ〜２Ｈの範囲の鉛筆強度を有するが、本発明の実施形態である光学フィルム４に用いる透明基材フィルム５１、５２の鉛筆強度は前記範囲に限定されず、どのような鉛筆強度のものであっても用いることができる。なお、透明基材フィルム５１、５２は、互いに同じ材料でも異なる材料でもよい。

＜保護拡散層１＞
保護拡散層１は、正面方向（観察者側）ｆに配置され、光の出射面とされた観察者側の面１ｂと、光の入射面とされた観察者と反対側の面１ａとを備えている。観察者側の面１ｂでは、保護拡散用粒子３がその表面から露出するように形成され、観察者側の面１ｂを非平坦な面としている。そのため、観察者側の面１ｂで反射される光が広く散乱され防眩性機能を発現させることができる構成とされている。

また、保護拡散用粒子３の大きさと形状に起因して観察者側の面１ｂに凹凸形状が形成されている場合には、光学フィルム４をロール体として保存するとき、光学フィルム４の重なり合う面４ａ、１ｂが互いに密着することはないので、光学フィルム４の観察者側の面１ｂの面状態が保たれ、保存安定性の面から好ましい。さらにまた、このような保護拡散層１は、表示画像のボケを防止することができるとともに、外光の写り込みを無くすことができる。

＜形成用材料＞
形成用材料２の材料としては、種々の樹脂材料（バインダー）を用いることができるが、放射線硬化型材料が好ましく、アクリレート系官能基を有する樹脂材料が好ましい。
アクリレート系官能基を有する樹脂材料は、紫外線（ＵＶ）硬化型材料、電子線硬化型材料などの放射線硬化型材料であり、硬化することにより高い表面硬度を実現することができる。そのため、ハードコート性を有し、液晶表示装置の最も観察者側に配置することができる。

アクリレート系官能基を持つ樹脂材料としては、たとえば、ポリエステルアクリレートやウレタンアクリレートなどを挙げることができる。
このうち、ポリエステルアクリレートについては、ポリエステル系ポリオールのオリゴマーのアクリレート又はメタアクリレート（以下、アクリレート及び／又はメタアクリレートを（メタ）アクリレートと記載する）、若しくはその混合物を挙げることができる。
また、ウレタンアクリレートついては、ポリオール化合物をジイソシアネート化合物からなるオリゴマーをアクリレート化したものを挙げることができる。

アクリレートを構成する単量体としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート等を挙げることができる。

また、形成用材料２は多官能モノマーを併用してもよく、多官能モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等を挙げることができる。

ポリエステル系オリゴマーとしては、たとえば、アジピン酸とグリコール（エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ポリブチレングリコール等）やトリオール（グリセリン、トリメチロールプロパン等）、セバシン酸とグリコールやトリオールとの縮合生成物であるポリアジペートポリオールや、ポリセバシエートポリオールなどを挙げることができる。

硬化の際に放射線硬化型材料の重合を効率良く進行させるために、形成用材料２に重合開始剤を配合してもよい。この重合開始剤としては、特に制限はないものの、活性エネルギーを照射した際にラジカルを発生する化合物を用いることが好ましい。このような重合開始剤としては、例えば、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパンー１−オン、２−メチル［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２，２−ジメトキシー１，２−ジフェニルエタン−１−オン、ベンゾフェノン、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル１−プロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタン−１−オン、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド等を挙げることができる。また、重合開始剤の配合量については、形成用材料１００質量部に対して、０．１〜１０質量部であることが好ましく、より好ましくは１〜７質量部であり、更に好ましくは１〜５質量部である。

形成用材料２と保護拡散用粒子３とを混合した保護拡散層溶液（塗液）には、必要に応じて、溶媒を加えることができる。
溶媒については、特に制限されないものの、たとえば、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、トルエン、キシレン等の芳香族化合物、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類などを挙げることができる。

＜保護拡散用粒子＞
保護拡散用粒子３としては、シリコーン系ポリマーからなる粒子（以下、シリコーン粒子）が好ましい。
シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）とは、連続したシロキサン結合（−Ｓｉ−Ｏ−）を骨格とした有機化合物であって、分子量の大きなオリゴマーまたはポリマー（高分子）である。比較的分子量の小さいものはポリシロキサン（ｐｏｌｙｓｉｌｏｘａｎｅ）と呼ばれることもある。

シリコーン系ポリマーとしては、シリコーンオイル、シリコーンゴムやシリコーンレジン（シリコーン樹脂）などがある。シリコーンオイルやシリコーンゴムなどが主として２官能性単位で構成されているのに対して、シリコーンレジンは３官能性あるいは４官能性の単位を分子中に多く取り入れている。そのため、シリコーンレジンは三次元の網目構造を作り、硬化後は硬い皮膜となる。
シリコーンレジンは、純シリコーンレジン、シリコーンワニスやシリコーンコーティング剤などの形で各種用途に使用されている。シリコーン変性ワニスとしては、シリコーンアルキドワニス、シリコーンエポキシワニス、シリコーンポリエステルワニス、その他にアクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂などと反応させて、変性したワニスがある。

シリコーン粒子は密度が低く（１．３２（ｇ／ｃｍ^３））、無機系微粒子よりも比重が小さいので（たとえば、アルミナの密度は４（ｇ／ｃｍ^３））、保護拡散層溶液（塗液）において沈降が生じにくく、形成用材料２に保護拡散用粒子３を均一に分散した状態を保持することができ、保護拡散層溶液（塗液）の保存安定性を優れたものとする。なお、沈降とは、粒子を分散した溶液中で該粒子が沈下し、粒子が疎となる液体層と、粒子が密となる液体層へと分離する現象である。
また、シリコーン粒子は容易に帯電して互いに反発するので、保護拡散層溶液（塗液）において凝集が生じにくく、形成用材料２に保護拡散用粒子３を均一に分散した状態を保持することができ、保護拡散層溶液（塗液）の保存安定性を優れたものとする。なお、凝集とは、粒子が分散された溶液中で該粒子が分子間力、静電気力などによって凝集体となる現象である。このような凝集体は、さらに沈降現象を引き起こしやすい。

沈降や凝集が生じた保護拡散層溶液（塗液）を用いて保護拡散層１を形成した場合には、保護拡散層１中で粒子の凝集等による欠陥が生じ、保護拡散層１の光学特性を劣化させる場合が発生する。沈降や凝集をなくし、均一に分散した保護拡散層溶液（塗液）を用いて保護拡散層１を形成した場合には、保護拡散層１中で上記のような欠陥を生じさせることは無く、保護拡散層１の光学特性を一定に保持して、光学フィルム４を安定量産することができる。
さらに、シリコーン粒子は、材料として比較的入手しやすいので、製造コストの点で有利となる。

＜屈折率＞
シリコーン粒子の屈折率は１．４４であり、アクリレート系官能基を有する樹脂材料の屈折率は１．５２〜１．５３であるので、これらを保護拡散用粒子３と形成用材料２とした保護拡散層１には、保護拡散用粒子３からなる屈折率の異なる複数の微細領域が均一に形成されることになる。
これにより、可視光の中でも特に短波長の青色の光をより多く散乱させることができ、液晶パネルの色変化および黒浮きを低減し、キラツキを抑制することができる。
また、保護拡散層１の観察者と反対側の面１ａから観察者側の面１ｂへ透過する光を広く内部散乱をさせて、透過する光の広がり角を広くして透過する光を広く散乱させて、階調の反転角度を高め、視域を拡大して、階調を改善させることができる。

階調反転とは、正面で認識する本来の階調の順番が、ある斜め方向から見たときに逆になる現象のことであり、反転角度とは、ある色調が逆の色調となる角度のことである。
一般に、液晶パネルで白表示をした場合、正面方向ｆでは白表示が観察できるが、液晶分子の配向特性のため、観察角度を変えるに従い色調が変化し、ある角度で黒表示として観察される。このときの角度が反転角度である。この反転角度で、液晶パネルで黒表示とした場合には、白表示が観察される。
たとえば、液晶パネルの反転角度が１５°のときの場合には、１５°で黒表示が白表示となるが、この液晶パネルに光学フィルムを配置することにより、反転角度が３０°とされた場合には、３０°で黒表示が白表示となる。このように、色調が変化しない角度範囲が１５°から３０°へと広くされることが、階調の反転角度が高められ、階調が改善させられた現象ということになる。

＜モード径＞
保護拡散用粒子３のモード径は、３〜１１μｍとすることが好ましく、３〜７μｍとすることがより好ましい。
モード径が３〜１１μｍの場合には、材料が凝集することなく、粒子として容易に取り扱うことができる。また、保護拡散層１の観察者側の面１ｂの均一性をだすことができる。さらにまた、保護拡散層１の観察者側の面１ｂを凹凸形状の非平坦な面にして、防眩性機能を発現させることができる。モード径が７μｍ以下の場合には、保護拡散層１の観察者側の面１ｂの均一性をだしやすくより好ましい。なお、均一性とは、出射光に対する均一性であって、表面が凹凸形状であっても、出射光に与える影響が面全体として変わらない場合には均一性がある。
モード径が３μｍ未満の場合には、材料の凝集性が高まり、散乱の波長依存性による色付きも出てくるので好ましくなく、特に、モード径が１μｍ未満の場合には、材料の凝集性が非常に高まるのでより好ましくない。
逆に、モード径が１１μｍ超の場合には、粒子径が大きすぎるので粒状態が強くなり、保護拡散層１の観察者側の面１ｂが荒れて、面の均一性を保てないので好ましくない。

保護拡散用粒子３のモード径を３〜７μｍとした場合には、１種類の保護拡散用粒子３だけで、防眩性と階調改善の両方の効果を発現させることができるので材料コストを低下させることができるとともに、容易に保護拡散層１を形成することができるので、特性が安定した保護拡散層１を量産して製造コストを低減することができる。

なお、モード径とは、一般に、出現確率が最も大きい粒子径あるいは粒度分布の極大値となる粒子径のことである。モード径は、レーザー光を粒子に照射して得られる光散乱プロファイル（光散乱分布）により求めることが出来る。また、光学あるいは電子顕微鏡観察により粒子径を直接測定して、フィッティング処理を行うことにより求めることも出来る。
また、粒子径は、粒子が球状の場合には、粒子の直径の平均値であり、粒子が回転楕円体の場合には、短径の平均値を用いる。この粒子径は、たとえば、粒度分布計ＳＤ−２０００（シスメックス株式会社製）で測定することができる。

＜膜厚＞
保護拡散層１の膜厚は、５〜１５μｍとすることが好ましく、７〜１２μｍとすることがより好ましい。
保護拡散層１の膜厚を５〜１５μｍとすることにより、ＪＩＳ Ｋ５４００に記載されている５００ｇ荷重での鉛筆硬度として実用上必要とされる２Ｂを十分に超える値を得ることができ、十分なハードコート性を得ることができる。ハードコート性を有することにより、外部からの衝撃に対する光学フィルム４の耐久性を上げ、光学フィルム４を液晶パネル１０の観察者側の面１０ｂに配置することにより、液晶パネル１０自体を外部の衝撃から保護することができる。また、保護拡散層１の膜厚を５〜１５μｍとすることにより、保護拡散層１の硬化収縮によるカールなどの現象も生じない。
保護拡散層１の膜厚が５μｍ未満の場合には、実用上必要とされる２Ｂを十分に超えるものを得難くなり、十分な硬度を得ることができないので好ましくない。なお、鉛筆硬度とは６Ｂから９Ｈまでの１７段階で、どの段階の硬度の鉛筆で引っかいたときにキズがつくかを表すＪＩＳ規格である。
逆に、保護拡散層１の膜厚が１５μｍ超の場合には、硬化収縮によるカールがきつくなりすぎて保護拡散層１の安定性を保てなくなり、光学フィルム４の安定量産性を低下させるので好ましくない。

＜添加量＞
保護拡散用粒子３の添加量は、形成用材料２に対して５〜２０質量部とすることが好ましく、８〜２０質量部とすることが好ましい。
保護拡散用粒子３の添加量が形成用材料２に対して５質量部未満の場合には、保護拡散用粒子３による階調改善効果が小さくなり、前記階調改善効果を向上させるためには膜厚を増加させる必要が生じるため、好ましくない。保護拡散用粒子３の添加量を形成用材料２に対して８質量部以上とした場合には、十分な階調改善効果を得ることができるので、より好ましい。
逆に、保護拡散用粒子３の添加量が形成用材料２に対して２０質量部超の場合には、塗液を基材上に塗りにくくなり、生産性を低下させるので好ましくない。

なお、シリコーン粒子の形状は、特に限定されないが、球形であることが好ましい。シリコーン粒子での光の散乱を全方向に均一にして、光学フィルム４の光散乱特性を安定化することができる。また、単分散のシリコーン粒子が好ましい。単分散の場合には、製造工程を簡略化するとともに、光学フィルム４の光散乱特性を容易に制御することができる。

＜拡散体の製造方法＞
本発明の実施形態である光学フィルム４の製造方法の一例について説明する。
まず、未硬化の形成用材料２に保護拡散用粒子３を溶媒中で混合し、保護拡散層溶液（塗液）を調製する。
次に、保護拡散層溶液（塗液）を、所定の膜厚でプラスチック基材フィルム上に塗布する。塗布の方法としては、スピンコーティング法、ロールコート法、スプレー法、バーコート法、ダイコート法、フローコート法、デッピング法あるいはスクリーン印刷法などを用いることができる。
プラスチック基材フィルムとしては、光透過性の高い材料であればよく、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、シクロオレフィン系フィルムなどを用いることができる。

次に、保護拡散層溶液（塗液）を乾燥させ、たとえば、電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ）等の放射線を照射して、形成用材料２を硬化させることにより、形成用材料２に保護拡散用粒子３が分散された保護拡散層１を形成した光学フィルム４を作製することができる。
なお、硬化の方法としては、上記電子線照射工程の他に、紫外線照射工程、加熱工程などを用いることができ、形成用材料２の種類に応じて硬化方法を設定する。

また、塗工特性を良くするため、保護拡散層溶液（塗液）の粘度は、１〜２００ｃｐ（ｍＰａ・ｓ）とすることが好ましく、塗液中の溶媒を除いた固形成分の割合は、４０〜６０質量％とすることが好ましい。これにより、塗液を基材上に塗りやすくして、生産性を上げることができる。

本発明の実施形態である光学フィルム４は、アクリレート系官能基を有する樹脂材料からなる形成用材料２に、モード径が３〜１１μｍであるシリコーン系ポリマーからなる保護拡散用粒子３を、前記形成用材料２に対して５〜２０質量部となるように分散させ、膜厚が５〜１５μｍとなるように形成した保護拡散層１を有する構成なので、階調の反転角度を高めて、階調を改善することができる。

本発明の実施形態である光学フィルム４は、密度が低いシリコーン粒子からなる保護拡散用粒子３を用いる構成なので、保護拡散層溶液（塗液）中の保護拡散用粒子３の沈降を生じにくくして、保護拡散層溶液（塗液）の保存安定性を優れたものとすることにより、保護拡散層１の特性を一定に保持して、光学フィルム４を量産することができる。

本発明の実施形態である光学フィルム４は、容易に帯電して互いに反発するシリコーン粒子からなる保護拡散用粒子３を用いる構成なので、保護拡散層溶液（塗液）中の保護拡散用粒子３の凝集を生じにくくして、保護拡散層溶液（塗液）の保存安定性を優れたものとすることにより、保護拡散層１の特性を一定に保持して、光学フィルムを安定量産することができる。

本発明の実施形態である光学フィルム４は、膜厚が５〜１５μｍとなるようにして、５００ｇ荷重での鉛筆硬度として実用上必要とされる２Ｂを十分に超える値を得られるようにした保護拡散層１を有する構成なので、液晶表示装置の正面方向（観察者側）ｆに配置して、ハードコート機能を有するようにすることができる。

本発明の実施形態である偏光板６１は、光学フィルム４を有する構成なので、階調の反転角度を高めて階調を改善できるとともに、偏光を利用して表示画像の性能を向上させることができる。また、液晶パネル１０の観察側の面１０ｂに容易に取り付けられるので、液晶表示装置１００の製造工程を簡略化することができる。

本発明の実施形態である液晶表示装置１００は、偏光板６１を、液晶パネル１０の観察者側１０ｂに配置してなる構成なので、階調の反転角度を高めて階調を改善できるとともに、偏光を利用して表示画像の性能を向上させ、観察角度によらず良好な画像が観察することができる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。

（実施例１）
アクリル系ＵＶ硬化樹脂からなるバインダー１００質量部に対して５質量部のシリコーン粒子（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製、３μｍ品、トスパール１３０）を添加したものを、溶剤で固形分比が５０％となるように希釈して、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）からなるプラスチック基材フィルム上に、塗工後の膜厚として５μｍとなるように塗工を行って光学フィルムを作成した。
この光学フィルムは、５００ｇ加重での鉛筆硬度が２Ｈ程度であり、ハードコート性を有していた。カールに関しては、機械搬送等において特に問題は見られなかった。

（実施例２）
アクリル系ＵＶ硬化樹脂からなるバインダー１００質量部に対して２０質量部のシリコーン粒子（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製、６μｍ品、トスパール２０００Ｂ）を添加したものを、溶剤で固形分比が５０％となるように希釈して、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）からなるプラスチック基材フィルム上に、塗工後の膜厚として１５μｍとなるように塗工を行って光学フィルムを作成した。
この光学フィルムは、５００ｇ加重での鉛筆硬度が３Ｈ以上であり、ハードコート性を有していた。カールに関しては、機械搬送等がなんとかできる程度ではあったが、これ以上の膜厚での塗工は困難であった。

（実施例３）
アクリル系ＵＶ硬化樹脂からなるバインダー１００質量部に対して１０質量部のシリコーン粒子（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製、６μｍ品、トスパール２０００Ｂ）を添加したものを、溶剤で固形分比が５０％となるように希釈して、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）からなるプラスチック基材フィルム上に、塗工後の膜厚として１２μｍとなるように塗工を行って光学フィルムを作成した。
この光学フィルムは、５００ｇ加重での鉛筆硬度が３Ｈ以上であり、ハードコート性を有していた。カールに関しては、機械搬送等がなんとかできる程度ではあった。
この光学フィルムのヘイズ率（ＪＩＳ Ｋ７１０５）は６７％であり、反転角度は９０°であった。

（参考例１〜６および比較例１）
シリコーン粒子の添加量を変化させたほかは実施例３と同様にして、参考例１〜６の光学フィルムを作成し、公知の方法によりヘイズ率と反転角度を測定した。合わせて、比較例１として、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）からなるプラスチック基材フィルムのみのヘイズ率と反転角度も測定した。

表１に、実施例３、参考例１〜６および比較例１の光学フィルムのヘイズ率と反転角度の値を示す。また、図２に、これらの光学フィルムのヘイズ率と反転角度との関係とヘイズ率とコントラストとの関係を示すグラフを示す。
図２に示すように、ヘイズ率を上げるに従い、反転角度も増加した。実施例３の光学フィルムは、反転開始の角度がほぼ９０度であり、実質上十分なものであった。これ以上ヘイズ率の高いものを用いても、あまり効果が望めず、逆に、正面のコントラストを下げる要因になるので、ヘイズ率としては、７０％以下に抑えるのがのぞましいことが分かった。

（試験例１）
粒子の違いによる保護拡散層溶液（塗液）の状態の変化を観察した。粒子としては、分散性に関しては優れているアルミナ粒子とシリコーン粒子（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製、６μｍ品、トスパール２０００Ｂ）を用い、アクリル樹脂に分散して保護拡散層溶液（塗液）を調整した。
図３は、調整後１０分の保護拡散層溶液（塗液）の状態を示す写真である。図３に示すように、アルミナ粒子を分散した系では、沈降が見られ、上澄み層が形成された。逆に、シリコーン粒子を分散した系では、沈降は見られなかった。アルミナの密度が４（ｇ／ｃｍ^３）に対してシリコーンの密度が１．３２（ｇ／ｃｍ^３）であることと、シリコーンが帯電性を帯びていることが、沈降を阻害しているものと推察した。

（実施例１１および比較例２）
アクリル系ＵＶ硬化樹脂からなるバインダー１００に対して１０ｗｔ％のシリコーン粒子（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製、６μｍ品、トスパール２０００Ｂ）を添加したものを、溶剤で固形分比が５０ｗｔ％となるように希釈して、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）からなるプラスチック基材フィルム上に、塗工後の膜厚として約１０μｍとなるように塗工を行って光学フィルムを作成した。この光学フィルムを用いてＴＮ型液晶パネルの光出射面側に配置して、拡散体を備えたＴＮ型液晶表示装置（実施例１１：光学フィルム実装型）を作製し、観察角度を変えて輝度を測定し、反転角度を測定した。なお、合わせて、光学フィルムを実装しないＴＮ型液晶表示装置（比較例２：未実装型）についても、観察角度を変えて輝度を測定し、反転角度を測定した。

図４は、実施例１１のＴＮ型液晶表示装置（光学フィルム実装型）の輝度の観察角度依存性を示すグラフであり、図５は、比較例２のＴＮ型液晶表示装置（未実装型）の輝度の観察角度依存性を示すグラフである。観察角度は、正面方向を０°として、真下（−９０°）〜真上（９０°）までの角度とした。また、ＬＥＶＥＬは、ＴＮ型液晶表示装置への入力信号（色差信号）の振幅レベルを示し、ＬＥＶＥＬ８（最大レベルの２５５ステップ）からＬＥＶＥＬ０（最小レベルの０ステップ）までステップ状に設定した。
どちらのグラフも、ＴＮ型液晶層の配向に依存して、輝度の観察角度依存性のグラフは非対称形状となったが、比較例２のＴＮ型液晶表示装置の反転角度は約１５°であったのに対し、実施例１１のＴＮ型液晶表示装置の反転角度は約３０°となり、階調反転の抑制効果が見られた。

（試験例２）
粒子の違いによる光学フィルムの欠陥数の違いを観察した。
まず、メラミン粒子を分散させた保護拡散層溶液（塗液）を塗布して光学フィルム（試験例２−１）を形成した。同時に、シリコーン粒子を分散させた保護拡散層溶液（塗液）を塗布して形成した光学フィルム（試験例２−２）を形成した。
次に、これらの表面を光学顕微鏡により観察して欠陥数を数えた。メラミン粒子を分散させた光学フィルム（試験例２−１）では、メラミン粒子の凝集によるものと見られる欠陥数が、２１〜２３個／ｃｍ^２あった。これに対して、シリコーン粒子を分散させた光学フィルム（試験例２−２）では、同様の欠陥が０〜１個／ｃｍ^２であり、著しい改善が見られた。帯電したシリコーン粒子が互いに反発して、シリコーン粒子の凝集が抑制されたと推測した。

本発明の実施形態である光学フィルム、偏光板および液晶表示装置の一例を示す概略図である。 本発明の実施形態である光学フィルムのヘイズ率と反転角度との関係とヘイズ率とコントラストとの関係を示すグラフである。 粒子の違いによる保護拡散層溶液（塗液）の状態の変化の一例を示す写真である。 本発明の実施形態である光学フィルムを備えた液晶表示装置（光学フィルム実装型）での観察角度と輝度との関係を示すグラフである。 光学フィルムを実装しない液晶表示装置（未実装型）での観察角度と輝度との関係を示すグラフである。

符号の説明

１…保護拡散層、１ａ…観察者と反対側の面、１ｂ…観察者側の面、２…形成用材料、３…保護拡散用粒子、４…光学フィルム、７…偏光層、９…液晶層、１０…液晶パネル、１０ａ…観察者と反対側の面、１０ｂ…観察者側の面、１１…バックライトユニット、５１、５２…透明基材フィルム、６１、６２…偏光板、８１、８２…ガラス基板、１００…液晶表示装置。

Claims (5)

1. アクリレート系官能基を有する樹脂材料からなる形成用材料に、モード径が３〜１１μｍであるシリコーン系ポリマーからなる保護拡散用粒子を、前記形成用材料に対して５〜２０質量部となるように分散させ、かつ、前記保護拡散用粒子を前記形成用材料の観察側の表面から露出させ、膜厚が５〜１５μｍとなるように形成した保護拡散層を有し、
   ヘイズ率が６６％以上７０％以下であることを特徴とする光学フィルム。
2. 前記保護拡散用粒子の密度が１．３２（ｇ／ｃｍ^３）であることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルム。
3. 反転角度が９０°であることを特徴とする請求項２に記載の光学フィルム。
4. 請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の光学フィルムと、偏光層とを有することを特徴とする偏光板。
5. 請求項４に記載の偏光板と、液晶パネルと、バックライトユニットとを有し、
   前記偏光板が、液晶パネルの観察者側に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。

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