JPWO2010143552A1 - 透過型液晶表示装置および光拡散板 - Google Patents

Abstract

少なくとも、バックライト光源と、前記バックライト光源から発せられた光の指向性を制御する光制御手段と、前記光制御手段から近い側から順に、透過型の液晶セルと、透光性ポリマーと散乱子と着色剤とを含有する光拡散層と、を有する透過型液晶表示装置。

Description

本発明は、透過型液晶表示装置に関するものである。

透過型の液晶表示装置は、薄型・軽量・低消費電力といった優れた特長から、代表的なフラットパネルディスプレイとして広く用いられている。特にテレビ、パソコンのモニター、車載用ディスプレイ、携帯電話としての普及は著しい。液晶そのものは非発光なデバイスであるため、光源からの光の照射方式により、透過型、半透過反射型、反射型の３種に大別できる。比較的外光が弱い状況下などでは、安定的にバックライトから適切な強度の光を照射できる透過型の方式によって高い画質が実現される。したがって、テレビ、パソコンのモニターなどのように高い画質が要求される用途においては、主に透過型の液晶表示装置が用いられている。

液晶はその分子配列に関連してＴＮモード、ＶＡモード、ＩＰＳモード、ＯＣＢモードなどがある。これらはそれぞれの光学的特性に起因する視野角依存性を有している。したがって、液晶パネルの法線方向（正面方向）においてコントラスト・色等の画質が良好となるように設計しても、斜め方向で画質が低下する。この問題を解決するために、図１０に示すような視野角補償フィルムを用いる方法と、図１１に示すような光拡散層を用いる方法が提案されている。

視野角補償フィルムを用いる方法では、例えば図１０に示すように、バックライト光源１から発せられた広角に光が広がったバックライトが、拡散板２を透過したのち、視野角補償フィルム３を備える液晶パネル４を通過する。

このように、視野角補償フィルムを用いる方法では、光が広角に広がったバックライトを使用するので、光の一部は液晶パネル中の液晶層を斜めに通過する。それゆえ、液晶層を法線方向に通過する光と斜めに通過する光との位相差を補償するため、視野角補償フィルム３が使用される。現在市販されている液晶表示装置は、視野角補償フィルムを使用したものが多い。

なお、図１０では視野角補償フィルムを２枚使用した場合を示しているが、１枚のみ、あるいは３枚以上使用する場合もある。また、透明保護膜が視野角補償フィルムの機能を兼ねる場合もある。

この視野角補償フィルムは、高度な複屈折制御が必要とされるため、一般に他の光学フィルムに比べて高価である。また上述の液晶層を法線方向に通過する光と斜めに通過する光との位相差は、一般に波長に依存する。したがって、視野角補償フィルムは、使用する液晶層に適した複屈折の波長分散性を有するように調整する必要があるが、複屈折の波長分散性が物質固有の性質であるため、理想的な特性を有するものが容易に得られるわけではない。

一方、光拡散層を用いる方法では、例えば図１１に示すように、バックライト光源１から発せられ導光板６を通った光が、液晶パネル４、光拡散層５の順に、液晶表示パネルを凡そ法線方向に沿って通過する。

このように、光拡散層を用いる方法では、指向性の高いバックライトと組み合わせて、殆どの光を凡そ法線方向に沿って液晶パネル中の液晶層を通過させるので、光の位相差を補償する視野角補償フィルムを設けなくともよく、また、液晶層を通過した後の光は光拡散層５によって広角に拡散するため、広い視野角を実現できる。

更に、光拡散層については、例えば、偏光板とガラス基板の間に透明な微粒子を敷き詰め、微粒子の隙間を透明な充填材によって埋めた光拡散層が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、透明性樹脂中に散乱子が分散している光拡散フィルムを偏光板の保護フィルムとして用いる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この特許文献２では、透明性樹脂中に分散した散乱子として、扁平状のものが記載されている。

しかしながら、光拡散層を用いる方法は、外光によるコントラストの低下が問題となり、殆ど用いられていない。

また視野角補償フィルムと光拡散層とを併用する方法も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。この特許文献３では、主に液晶性化合物からなる視野角補償シートと光拡散層を併用し、ＯＣＢモードの視野角を改善する方法と、光学異方性を有するセルロースアセテートフィルムと光拡散層とを併用し、ＶＡモードの視野角を改善する方法が記載されている。
しかしながら、光拡散層における前述の問題については依然として解決されていない。

特許第３５１７９７５号明細書 特許第３８２２１０２号明細書 特許第第４０５４６７０号明細書

本発明は上記従来の事情に鑑みてなされたものであり、広い視野角を実現しつつ、外光によるコントラストの低下を抑制した透過型液晶表示装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、
少なくとも、
バックライト光源と、
前記バックライト光源から発せられた光の指向性を制御する光制御手段と、
前記光制御手段から近い側から順に、透過型の液晶セルと、透光性ポリマーと散乱子と着色剤とを含有する光拡散層と、
を有する透過型液晶表示装置である。

請求項２に係る発明は、
前記光拡散層は、前記バックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が０．０１４以上である請求項１に記載の透過型液晶表示装置である。

請求項３に係る発明は、
前記光拡散層は、前記バックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が０．０２０以上である請求項１又は請求項２に記載の透過型液晶表示装置である。

請求項４に係る発明は、
前記光拡散層は、前記バックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が０．０２８以上０．０６２以下である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の透過型液晶表示装置である。

請求項５に係る発明は、
前記光拡散層中の前記散乱子の含有濃度が、前記光拡散層の膜厚方向において前記液晶セル側で高い請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の透過型液晶表示装置である。

請求項６に係る発明は、
前記光拡散層が、前記透光性ポリマー中に前記光散乱子が分散された散乱層と、前記透光性ポリマー及び前記着色剤を含有する着色層と、の積層体である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の透過型液晶表示装置である。

本発明によれば、広い視野角を実現しつつ、外光によるコントラストの低下を抑制した透過型液晶表示装置を提供することができる。

第一の実施形態の光拡散層の断面概略図である。 本発明に係る光拡散層の作用・機能を説明する図である。 第二の実施形態の光拡散層の断面概略図である。 第三の実施形態の光拡散層の断面概略図である。 第四の実施形態の光拡散層の断面概略図である。 他の実施形態の光拡散層の断面概略図である。 本発明の透過型液晶表示装置における一例の構成を示す断面概略図である。 実施例１における試料１１〜１４の内部吸光度スペクトルである。 実施例１における試料１１〜１４の内部透過率スペクトルである。 従来の視野角補償フィルムを用いた液晶ディスプレイでの光の通過経路を説明する図である。 一般的な光拡散層を用いた液晶ディスプレイでの光の通過経路を説明する図である。 従来の光拡散層による外光の影響を示す写真であり、（Ａ）は外光なし、（Ｂ）は外光ありの状態で撮影した写真である。

本発明の透過型液晶表示装置は、少なくとも、バックライト光源と、前記バックライト光源から発せられた光の指向性を制御する光制御手段と、前記光制御手段から近い側から順に、透過型の液晶セルと、透光性ポリマーと散乱子と着色剤とを含有する光拡散層と、を有する。

一般的には、液晶ディスプレイの視野角による色シフトを低減するために、図１０に示したような視野角補償フィルムが用いられている。この視野角補償フィルムには適切な複屈折の波長分散を付与する必要がある。しかしながら、複屈折の波長分散は材料に固有の特性であり、理想的な波長分散性を有するポリマーを得ることは容易ではない。

そこで、本発明では、図１１に示す光拡散層を用いる方法、つまり比較的指向性が高いバックライトと光拡散層とを併用する方法を採用する。この方法を採用することで、液晶パネルの法線方向（０°）に対して大きな角度で光が通過するために生じる視野角の色シフトの低減など、視野角補償フィルムを用いる方法での問題が解消された上、広視野角を実現できる。

本発明に係る光拡散層は散乱子を含有するため、比較的指向性を有するバックライトを拡散させ、広い視野角を実現する。また、本発明に係る光拡散層は色素等の着色剤を含有するため、入射した外光を吸収する機能を有しており、この光拡散層を前記液晶セルよりも前記バックライトから遠い側、具体的には例えば観察者側に付設された（透明）保護層として或いは該透明保護層の外側、に付与することにより、コントラストの低下が抑制される。

ここで、本発明の機能・作用を説明するため、まず始めに、従来の光拡散層を用いた液晶ディスプレイの実状を説明する。

図１２は、アルミナ微粒子を添加したＰＭＭＡポリマーフィルム（光拡散層）を最前面に設置した液晶ディスプレイ（右半分側）と、該フィルムを配置していない液晶ディスプレイ（左半分側）とを撮影した写真である。
ここで、図１２（Ａ）は、部屋を暗くし外光が液晶ディスプレイに当たらない状態で撮影しており、一方、図１２（Ｂ）は、部屋の天井部分にある蛍光灯を点灯させ、その光が液晶ディスプレイへ当たっている状態で撮影している。

図１２（Ａ）と（Ｂ）とを比べると明らかなように、液晶ディスプレイに光拡散層を配置して外光を当てると、白化してコントラストが低下する（図１２（Ｂ）の右側）。外光を当てない図１２（Ａ）の場合に比べて、外光を当てた図１２（Ｂ）において白化しコントラストが低下する理由は、外光が光拡散層に入り込み散乱した後に、再度その光が光拡散層の外側（観察者側）へ戻ることによる。

このように従来の光拡散層を用いた液晶ディスプレイでは、外光の入り込みによるコントラストの低下の問題が存在していた。

上記状況において、本発明者らは、透光性ポリマー中に、光を拡散させるための散乱子と光を吸収するための色素等の着色剤とを添加した光拡散層により、画像の精細さをほぼ維持し、外光による白化を抑制しつつ、バックライトからの光を広角に広げることができることを明らかにした。このような光拡散層の第一の実施態様として図１を示す。
図１では、光拡散層１０において、散乱子１２は透光性ポリマー１４中に分散されており、より望ましくは散乱子１２が透光性ポリマー１４中に均一に分布している場合である。更に透光性ポリマー１４は、色素等の着色剤（図示せず）を含有する。

ここで、光拡散層１０に着色剤を含有させることで、白化の原因となる外光による戻り光を減衰させることができる理由を以下のように推測する。但し、このような推測によって本発明は限定されない。

図２の実線矢印に示すように、バックライトからの光のうち観測者の目に到達するものは、おおよそ１回〜数回程度散乱されて光拡散層１０を通過した光である。これに対し、外光のうち観測者の目に到達するものは、光拡散層１０に進入した後、散乱子１２によってより多くの回数の散乱を繰り返し観測者側に戻った光である。よって、外光は、バックライトからの光に比べて光拡散層１０中で長い距離を進む（図２の破線矢印参照）。

ここで、光拡散層１０に着色剤を含有させると、長い距離を進行する外光は着色剤によって次第に吸収され、白化の原因となる外光による戻り光を減衰させることができる。

上述のような基本原理を鑑みれば、光拡散層の構成は図１に示すようなものに限らない。光拡散層の第二の実施態様として図３を示す。
図３では、散乱子１２が光拡散層１０中、厚さ方向において液晶層側に偏って分布している。散乱子１２同士は適当な間隔で並んでいても良いし、接していてもよく、不規則に配列していてもよい。

また、光拡散層の第三の実施態様として図４を示す。
図４では、散乱子１２は光拡散層の厚さ方向に複数層をなすように配列している。散乱子１２は必ずしも規則的な層状を形成していなくてもよい。

更に、光拡散層の第四の実施態様として図５を示す。
図５では、透光性ポリマー１４と散乱子１２とを含む散乱層１６の外側（観察者側）に、透光性ポリマー１４と着色剤とを含む着色層１８を設けている。散乱層１６は着色剤を含有しなくてもよいが、含有させても構わない。

図２に示した、バックライトと外光のそれぞれの進行経路から明らかなように、図３、図４及び図５の構成の光拡散層にすることによって、戻り光として観察される外光は、光拡散層内でより長い距離を進行することになるため、外光を優先的に減衰させることができる。特に、図５の構成の光拡散層は、外光を効果的に減衰させることができる。
更に、図５に示す散乱層１６は、図３及び図４のように散乱子１２が膜厚方向に偏った分布をしていてもよい。

光拡散層１０の外側には、公知の技術を用いて反射防止やアンチグレア処理を施してもよい。また図６のように光拡散層１０にアンチグレア用粒子２０を導入することも可能である。

以下、光拡散層を構成する成分について説明する。
着色剤は、各種有機色素が好適であるが、画像の解像度を著しく劣化させない程度に微細化されて、かつ分散状態が良好であれば、有機顔料、無機顔料も使用できる。具体的には、カーボンブラック、アントラキノン系化合物、ペリレン系化合物、ジスアゾ系化合物、フタロシアニン系化合物、イソインドリン系化合物、ジオキサジン系化合物など公知の有機顔料、無機顔料を使用できる。有機色素の種類は特に限定されない。

着色剤は、一種類のものを単独で使用しても、複数の種類のものを組み合わせて使用してもよい。光吸収剤を一種類あるいは複数組み合わせて得られる内部吸光度のスペクトルは、理想的には、可視光の波長域（約３８０ｎｍ〜約７５０ｎｍ）の全域に渡って略同じ値であることが望ましい。

液晶ディスプレイのバックライト光源としては、冷陰極管またはＬＥＤが用いられることが多く、通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に相当する主要３波長に光強度のピークを有する。したがって、本発明において添加する色素の光吸収は、上述のように可視光波長域全域において必ずしも同じ吸光度（透過率）でなくともよく、バックライトの主要３波長において適切な吸光度バランスを調整したものであってもよい。

良好な白色を表示させる観点からは、バックライト光源から発せられた光の主要波長における光拡散層の各内部吸光度の差がなるべく小さくなるよう調整することが望ましい。例えば、光源として主要波長が３波長型の冷陰極管を用いた場合、約４３５ｎｍ、約５４５ｎｍ及び約６１５ｎｍの波長における光拡散層の各内部吸光度の間で、差がなるべく小さくなるよう調整することが好ましい。
具体的には、バックライト光源から発せられた光の主要波長における光拡散層の各内部吸光度の差は、０．０５以下であることが好ましく、０．０２以下であることがより好ましく、０．０１以下であることが更に好ましい。

ここで、バックライト光源から発せられた光の主要波長とは、例えば、一般的な冷陰極管では約４３５ｎｍ、約５４５ｎｍ、約６１５ｎｍの３波長をいう。また、主要波長が３波長以外の光源がバックライトとして用いられる場合もある。例えば、青・緑・赤の３波長に深紅を加えた４波長バックライトなども存在するので、この場合には当該４波長を主要波長とする。更に、ＬＥＤの場合には上記一般的な冷陰極管とは異なる主要波長を有する場合がある。

なお、バックライト光源から発せられた光の主要波長は、その指向性を制御するための光制御手段を通過した後においても大きくずれることはないが、光制御手段の通過後の光の主要波長に合わせて光拡散層の内部吸光度を調整してもよい。
また、液晶セルに設けられたカラーフィルターや各層中の樹脂によって、特定波長の光が減衰したり、ピーク波長がずれたりする場合がある。この場合には、光拡散層に入射する直前の光のスペクトルを勘案し、光拡散層に入射する直前の光の主要波長に合わせて光拡散層の内部吸光度を調整してもよい。

表１に、一般的な冷陰極管の主要波長に合わせて内部吸光度を調整した、本発明の光散乱層の一例における内部吸光度及び透過率を示す。

表１に示すように、光源として用いたバックライト光源から発せられた光の主要波長を考慮して、この主要波長での光拡散層の各内部吸光度の差が小さくなるよう調整することが望ましい。

一方、バックライトからの光は、なるべく光拡散層１０中の着色剤に吸収されることなく透過して観察者に届くことが輝度を高める観点から望ましい。よって、光拡散層１０中の着色剤の含有量は、外光による戻り光を減衰させつつバックライトからの光の損失を抑えるような吸光度の範囲となるように調整することが望ましい。

そこで、外光を減衰させ且つバックライトからの光の減衰を抑えるという本発明の目的からは、バックライト光源から発せられた光の主要波長における光拡散層の内部吸光度を０．０１４以上に調整することが好適であり、０．０２０以上であることがより好ましく、０．０２８以上であることがより好ましい。更に正面輝度を考慮すれば、バックライト光源から発せられた光の主要波長における光拡散層の内部吸光度を０．０１４以上０．０９５以下の範囲の範囲に調整することが好適であり、０．０１４以上０．０８８以下の範囲であることがより好ましく、０．０２０以上０．０８８以下の範囲であることが更に好ましく、０．０２８以上０．０８８以下の範囲であることが更に好ましく、０．０２８以上０．０６２以下の範囲であることが更に好ましい。

光拡散層中の透光性ポリマー１４及び散乱子１２は、それぞれの屈折率の組み合わせや、散乱子１２の大きさが適切な値になるよう適宜選択することが望ましい。これらの調整により散乱子１２によってバックライトからの光が散乱されて広角な視野角を実現し、且つ効率良く光拡散層を通過して高い輝度を呈する。更には、これらの調整により、光拡散層を付設したことによる画像の呆けを抑制することができる。

具体的に、光拡散層に用いる透光性ポリマー１４としては、トリアセチルセルロースに代表されるセルロース誘導体、ポリメチルメタクリレートに代表されるアクリルポリマー、ポリカーボネートに代表されるシクロオレフィンポリマー、ノルボルネン系ポリマーなど種々の透光性ポリマーを用いることが可能であるが、これらに限定されない。また光拡散層に用いる透光性ポリマー１４はホモポリマーあるいは共重合ポリマーであってもよいし、ポリマーをブレンドしたものを用いてもよい。さらにこれらのポリマーは、他の添加物をほとんど含まない純度の高いポリマーであってもよいし、可塑剤等の各種添加物を含んでもよい。更にこの透光性ポリマー１４は粘着性を有するポリマーであってもよい。

透光性ポリマー１４の屈折率は、添加する散乱子１２等との組み合わせにより適宜選択するので一概には特定されないが、一般的には１．３３〜１．６５であることが好ましく、１．４５〜１．６０であることがより好ましい。例えば、トリアセチルセルロースの屈折率は、１．４８であり、ポリメチルメタクリレートの屈折率は、１．４９である。

散乱子１２としては、透光性の粒子が好適である。具体的には、アルミナ粒子、シリコーンポリマー粒子、メラミン・ホルムアルデヒド縮合物粒子、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物粒子、ベンゾグアナミン・メラミン・ホルムアルデヒド縮合物粒子、酸化チタン粒子、シリカ粒子などが使用可能であるが、これらに限定されない。

散乱子１２の平均粒径は、上述の透光性ポリマー１４等との組み合わせにより適宜選択するので一概には特定されないが、一般的には０．０５μｍ以上２５μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましく、０．８μｍ以上１８μｍ以下であることが更に好ましい。

散乱子の屈折率についても、上述の透光性ポリマー等との組み合わせにより適宜選択するので一概には特定されないが、一般的には１．４０〜２．７５であることが好ましく、１．４３〜１．９であることがより好ましい。また、散乱子１２の屈折率は、透光性ポリマー１４の屈折率との差が、０．０２〜１．２５であることが好ましく、０．０３〜０．３０であることがより好ましい。上記範囲の屈折率差は、光拡散の効果の観点から好適である。

透光性ポリマー１４に対する散乱子１２の含有率は、透光性ポリマー１４の種類や、散乱子１２の種類や大きさによって適宜調整するので一概には特定されないが、一般的には０．１質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上１５質量％以下であることがより好ましい。

以上のように、本発明に係る光拡散層は、光を拡散する機能と光を吸収する機能とを有する。
光拡散機能については、後述する透過型液晶表示装置の構成において（図７参照）、液晶パネルに入射する前（図７の透明保護層２６に入射する前に相当する）のバックライトの輝度の角度分布と、このバックライトからの光が液晶パネルを通過し、光拡散層で拡散された後の輝度の角度分布を比較することにより評価可能である。
より簡便には、透光性ポリマーに散乱子を添加したフィルム状試料のヘーズ（Haze、曇価）を測定することで評価できる。

エッジライト式バックライトからの比較的指向性の高い光を、充分な視野角が得られるように光拡散層で広げるためには、一般的には４０％以上のヘーズが必要である。しかし、必要なヘーズは、バックライトからの光の広がり度合いと光拡散層透過後に得ようとする光の広がり度合いに依存する。

例えば、非常に指向性が高く、輝度角度分布の半値全幅が３０°程度以下のバックライトの光から、一般的な液晶テレビ程度の輝度角度分布の広がりを得ようとすれば、ヘーズは７０％以上が望ましく、８０％以上がさらに望ましい。
また、輝度角度分布の半値全幅が３０°程度以下の指向性の高いバックライトを用いる場合には、バックライト光源から発せられた光の主要波長における光拡散層の内部吸光度は、０．０２８以上に調整することが好適であり、０．０２８以上０．０８８以下の範囲であることがより好ましく、０．０２８以上０．０６２以下の範囲であることが更に好ましく、０．０５５以上０．０６２以下の範囲であることが、良好な黒色を表示させつつ高い正面輝度を維持する観点からは望ましい。

他方、より指向性が低いバックライトを用いれば、よりヘーズが低いものでも充分に拡散できる。例えば、輝度角度分布の半値全幅が３０°より大きく５０°以下程度の、中程度の指向性を有するバックライトの場合、ヘーズは６０％以上が望ましく、７０％以上がさらに望ましい。
また、輝度角度分布の半値全幅が３０°より大きく５０°以下程度の中程度の指向性を有するバックライトを用いる場合には、バックライト光源から発せられた光の主要波長における光拡散層の内部吸光度は、０．０２０以上に調整することが好適であり、０．０２０以上０．０９５以下の範囲であることがより好ましく、０．０２０以上０．０６８以下の範囲であることが更に好ましく、０．０２９以上０．０６８以下の範囲であることが、良好な黒色を表示させつつ高い正面輝度を維持する観点からは望ましい。

上記のように、使用するバックライトからの光の指向性によって、より好適なヘーズ値や内部吸光度の範囲は若干異なるものの、画面の白色化を抑制する観点からすれば、いずれの指向性の光であっても、光拡散層の内部吸光度を０．０１４以上に調整すれば効果が奏されることが後述の実施例でも示されている。

光を吸収する機能については、吸光度（あるいは透過率）を市販の測定機で測定することにより、評価可能である。測定には透光性ポリマーに光吸収剤を添加したフィルム状試料を用いる。そのときに光吸収剤を添加していない比較用フィルム状試料を用いてベースラインを測定することで、試料表面での反射の影響を取り除くことができる。このようにして得られたフィルム内部での吸光度を、内部吸光度と定義する。内部吸光度から減衰率および透過率が求められる。これをそれぞれ内部減衰率（％）および内部透過率（％）と定義する。内部減衰率と内部透過率を足し合わせると１００％となる。

最終的には、上記評価結果に基づいて好適に設計した光拡散層を、図７に示すような構成の透過型液晶表示装置に設置して、その効果を評価する。

光拡散層１０の作製方法としては、例えば、透光性ポリマー１４と散乱子１２と着色剤とを含み、更に必要に応じて溶媒などを含む塗布液を調製し、この塗布液を公知の方法で透明保護層２６などの液晶セルにおける最外層上に塗布する方法が挙げられる。

次に、透過型液晶表示装置について説明する。
本発明の透過型液晶表示装置は、少なくとも、バックライト光源と、前記バックライト光源から発せられた光の指向性を制御する光制御手段と、前記光制御手段から近い側から順に、透過型の液晶セルと、透光性ポリマーと散乱子と着色剤とを含有する光拡散層と、を有する。
本発明の透過型液晶表示装置の具体的な構成の一例を、図７を用いて説明する。

図７では、バックライト光源２２から発せられた光が導光板２４を通過して指向性を有する光となり、この光が、透明保護層２６、偏光フィルム２８、透明保護層２６、ガラス基板３０、液晶層３２、カラーフィルター３４、ガラス基板３０、透明保護層２６、偏光フィルム２８、透明保護層２６を通過し、光拡散層１０で拡散される。

図７の透過型液晶表示装置では、本発明に係る液晶セルとして、透明保護層２６、偏光フィルム２８、透明保護層２６、ガラス基板３０、液晶層３２、カラーフィルター３４、ガラス基板３０、透明保護層２６、偏光フィルム２８、及び透明保護層２６の順に積層したものを示している。しかしこのような構成に限定されず、少なくとも液晶層３２を有していればよく、各部材の使用枚数などは適宜選択でき、また、これら以外の部材を付設してもよい。

例えば、図７に記載の光拡散層１０と隣り合う透明保護層２６と光拡散層１０を統合し、光拡散層を保護層として用いてもよい。透明保護層２６と光拡散層１０を統合し、光拡散層を保護層と兼ねて設ける場合には、該光拡散層を溶液流延製膜法、溶融押出法などの公知の製膜方法によってフィルムとして作製し、公知の方法によって偏光フィルム２８に貼り合せることにより作製できる。

また、偏光フィルム２８と外側の透明保護層２６とを貼り合せるための粘着剤層（図示せず）に、散乱子１２および着色剤を添加し、この粘着剤層を光拡散層としてもよい。この粘着剤層には粘着性のポリマーが含まれ、該粘着性のポリマーが透光性ポリマーとして含有される。

本発明の透過型液晶表示装置に備える光拡散層１０は、透光性ポリマーと散乱子と着色剤とを含有するものであればよく、図１に示す第一の態様の光拡散層、図３に示す第二の態様の光拡散層、図４に示す第三の態様の光拡散層、図５に示す第四の態様の光拡散層、更には図６に示すアンチグレア用粒子２０を導入した光拡散層のいずれであってもよい。

バックライト光源２２としては、冷陰極管が好適であるが、それに限定されず、熱陰極管、ＬＥＤなども使用可能である。ＬＥＤについては、白色ＬＥＤを使用してもよいし、赤、緑、青のＬＥＤを混用し、白色を作り出してもよい。
また、レーザーダイオードなどのレーザーをバックライト光源として用いることができる。特に偏光した光を発するレーザーは、高い効率を得ることができるため本発明の透過型液晶表示装置に好適である。レーザーダイオードはＬＥＤと同様に、いくつかの色の光を混ぜ、白色を作り出すことが可能である。

導光板２４としては公知のものを適用することができる。
また、図７の透過型液晶表示装置では、光源部としてバックライト光源２２と導光板２４を備えているが、更に他の部材を付設してもよい。例えば、バックライト用の部材として一般的に用いられる、輝度を向上させるためのプリズムシート、プリズム構造を有する拡散板、光リサイクル機能を有する反射型偏光フィルム（例えば３Ｍ社のＤＢＥＦなど）等を導光板と液晶パネルの間に配置してもよい。図７では記載を省略しているが、当然のことながら、反射シート、ランプリフレクターなどの部材を導光板の周囲に配置してもよい。

また、図７の透過型液晶表示装置では、導光板２４によって指向性を有する光としているが、導光板以外の手段によって光の指向性を制御してもよい。例えば、図１０に示すように、導光板の代わりに、冷陰極管を適当な間隔で配置した上に拡散板２を置き、この拡散板２の上に光を集光する機能を有するフィルムを配置したり、拡散板そのものに微細加工を施し、集光機能を持たせた拡散板を利用することも可能である。さらに、冷陰極管に代えて、ＬＥＤ、ＬＤなどのより指向性の高い光を発する素子を利用した場合は、拡散シートあるいは拡散板を用いてこれらの素子から発する光の指向性を多少低めて使用することもできる。また、これらの素子に既に照明用途で用いられているような導光部品、集光部品、光反射部品を適宜組み合わせて、適度な輝度の角度分布となるように調整することも可能である。

透過型の液晶セル（液晶層）３２としては、公知の透過型の液晶セルを適用することができる。また、本発明の透過型液晶表示装置に用いる透明保護層２６、偏光フィルム２８、ガラス基板３０、カラーフィルター３４についても公知のものを適宜適用することができる。なお、本発明の透過型液晶表示装置は、本発明に係る光拡散層とともに視野角補償フィルムを用いてもよい。

本発明に係る光拡散層を用いた透過型液晶表示装置は、視野角補償フィルムを用いなくとも、広い視野角を実現できる。更に、本発明に係る光拡散層を用いた透過型液晶表示装置では、コントラストの低下が抑制される。

比較的指向性の高い光を充分な視野角が得られるよう光拡散層で広げるためには、一般的には光拡散層に散乱子を多めに含有させてヘーズを高める必要がある。光拡散層が散乱子を多く含む結果、図１２に示すような外光の白化が顕著に現れ、従来の光拡散層では、指向性の高いバックライトを使いこなすことが困難であった。
しかしながら、本発明に係る光拡散層を用いれば、比較的指向性の高いバックライトを使用したときであっても、白化が抑えられつつ、充分に広い視野角が実現される。

以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

[実施例１]
＜光拡散層の作製＞
以下に示すような方法で、図１に示すような単層の光拡散層を作製した。
塩化メチレン中にトリアセチルセルロースを添加し、溶解させ、均一に攪拌してポリマー溶液を調製した。この溶液を表面が平滑なステンレス基板上に塗布し、溶媒を揮発させることで、厚さ約５０μｍの透明保護層を作製した。

他方で、塩化メチレン中に、ポリメチルメタクリレート、赤色、青色及び黄色の有機色素を添加し、更にアルミナ微粒子（平均粒径１．１μｍ）を添加し、均一に攪拌して、分散液を調製した。
なお、赤色、青色及び黄色の有機色素は、ポリメチルメタクリレートに対して下記表２の濃度（質量％）となるよう添加した。また、アルミナ微粒子は、ポリメチルメタクリレート１００質量部に対し、１０質量部添加した。
前記分散液は、目的の厚さの光拡散層が得られ且つ塗布し易いよう、塩化メチレン濃度を適宜調整した。この分散液を前記透明保護層に塗布して、厚さ約３０μｍの光拡散層１１〜１４を得た。

＜内部吸光度、内部減衰率、及び内部透過率の測定＞
内部吸光度・内部減衰率・内部透過率測定用に、上記の組成の光拡散層からアルミナ微粒子のみを取り除いた組成のフィルム（測定用試料）を作製した。
測定用試料の作製は、まず塩化メチレン中にポリメチルメタクリレート、赤色、青色及び黄色の有機色素を添加し、均一に攪拌して溶液を調製した。この溶液を表面が平滑なステンレス基板上に塗布し、溶媒をおおよそ揮発させることで、厚さ約３０μｍの測定用試料１１〜１４を作製した。なお、測定用試料１１〜１４は、上記光拡散層１１〜１４にそれぞれ相当する。
測定用試料１１〜１４のフィルムを市販の分光光度計を用いて、内部吸光度・内部減衰率・内部透過率を測定した。

ここで内部吸光度とは、透光性ポリマーにアルミナ粒子などの散乱子を添加せずに、光吸収物質を添加したフィルムの吸光度である。フィルム表面での反射を含めずに、フィルム内部での光吸収による吸光度を意味する。

内部減衰率は、内部吸光度から換算された減衰率（％）である。
また、内部透過率は、下記式から算出された値である。
［内部透過率］＝100(%)−［内部減衰率］

更に、上記組成からアルミナ微粒子および有機色素を除いた組成のポリマーフィルムを作製した。これを用いて測定した値を基準（ベースライン）とし、前述のフィルムの測定を行うことで、表面反射による損失を除いた、内部吸光度・内部減衰率・内部透過率を求めた。結果を表２に示す。

また、図８に、上記測定用試料１１〜１４の内部吸光度スペクトルを示し、図９に、上記測定用試料１１〜１４の内部透過率スペクトルを示す。

＜ヘーズの評価＞
光拡散層のヘーズ（曇価）を評価するために、有機色素を添加せずに、同一濃度のアルミナ微粒子（平均粒径１．１μｍ）のみを添加したポリマーフィルム（ヘーズ測定用試料）を作製した。
ヘーズ測定用試料の作製は、まず塩化メチレン中にポリメチルメタクリレート、アルミナ微粒子を添加し、均一に攪拌して分散液を調製した。アルミナ微粒子は、ポリメチルメタクリレート１００質量部に対し、１０質量部添加した。この分散液を表面が平滑なステンレス基板上に塗布し、溶媒をおおよそ揮発させることで、厚さ約３０μｍのヘーズ測定用試料を得た。
このヘーズ測定用試料をヘーズメーター（日本電色工業株式会社、ＮＤＨ２０００）で測定したところ、ヘーズは約９１％であった。

＜画面の白色化の評価＞
図７の構成の透過型液晶表示素子に前記光拡散層１１〜１４を付与して、評価を行った。液晶パネルはＶＡ型のものを用い、バックライト光源としては主要波長が約４３５ｎｍ、約５４５ｎｍ及び約６１５ｎｍの冷陰極管を用いた。また一般のリビング程度の照度である約１００ｌｘとなるように、画面の前方斜め約４５度から蛍光灯で照らし、画面の白色化を評価した。評価時は画面を黒表示とした。
その結果、内部吸光度が高い試料ほど、白色化が低減された。内部吸光度が０．０１４であれば実用可能であり、０．０２８以上であれば白色化はほとんど観られず、特に０．０５５以上の試料１３と試料１４では良好な黒が表示された。

＜輝度角度分布の測定＞
上記画面の白色化の評価に用いた透過型液晶表示素子において、輝度計（株式会社トプコン、ＢＭ−７ＦＡＳＴ）を用いて、正面輝度及び輝度角度分布を測定した。測定は画面を白表示として行った。
液晶パネルに入射する前（図７の透明保護層２６に入射前に相当する）のバックライトの輝度の角度分布は、半値全幅が約３０度であった。このバックライトからの光が、液晶パネルを通過し、最前面の光拡散層で拡散された結果、光拡散層１１〜１４のいずれにおいても半値全幅が約７０度となった。

比較のため、視野角補償フィルムを備える従来の液晶パネルについても正面輝度及び輝度角度分布を測定した。この視野角補償フィルムを備える従来の液晶パネルは、市販の液晶ディスプレイであり、光拡散層を有しておらず、本発明のような着色剤を添加した層も備えていない。
視野角補償フィルムを備える従来の液晶パネルの画面は、輝度角度分布の半値全幅が約７０度であることから、上記結果により、指向性の高いバックライトを使用しながらも充分な視野角を得るために必要な輝度角度分布幅を有していることが確認された。

なお、垂直方向の輝度角度分布についても、ほぼ同様な特性が得られた。更に、正面輝度については、表３に示すように、有機色素の添加濃度が高くなるほど低くなった。バックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が０．０６２以下であれば、視野角補償フィルムを備える従来の液晶パネルの画面と同程度以上の正面輝度、輝度角度分布幅が得られている。

以上より、バックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が約０．０６２以下の範囲の光拡散層を形成することで、図１０に示すような視野角補償フィルムを備える従来の液晶パネルの画面と同程度以上の正面輝度および輝度角度分布幅を有する液晶ディスプレイが得られた。特に、バックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が０．０２８〜０．０６２の範囲の光拡散層において良好な特性が得られた。
これらの液晶ディスプレイにおいては、光拡散層による画像の呆けはほとんど生じなかった。さらに視野角補償フィルムを用いていない構成にも関わらず、図１０に示すような視野角補償フィルムを備える従来の液晶パネルの画面とほぼ同等の視野角が得られた。

［実施例２］
＜光拡散層の作製＞
以下に示すような方法で、図４に示すような単層の光拡散層２１〜２４を作製した。
まず、実施例１と同様にして、透明保護層を準備した。
一方で、塩化メチレン中に、実施例１と同様のポリメチルメタクリレート、赤色、青色及び黄色の有機色素を添加し、更にメラミン・ホルムアルデヒド縮合物微粒子（平均粒径１．３μｍ）を添加し、均一に攪拌して、分散液を調製した。
なお、赤色、青色及び黄色の有機色素は、ポリメチルメタクリレートに対して下記表４の濃度（質量％）となるよう添加した。また、メラミン・ホルムアルデヒド縮合物微粒子は、ポリメチルメタクリレート１００質量部に対し、５質量部添加した。
前記分散液は、目的の厚さの光拡散層が得られ且つ塗布し易いよう、塩化メチレン濃度を適宜調整した。この分散液を前記透明保護層に塗布して、厚さ約３０μｍの光拡散層を得た。

得られた光拡散層の断面を透過型電子顕微鏡で観察することで、添加した透光性微粒子（メラミン・ホルムアルデヒド縮合物微粒子）が、図４のように、光拡散層のなかで一方の表面側に偏って存在していることを確認した。

＜内部吸光度、内部減衰率、及び内部透過率の測定＞
内部吸光度・内部減衰率・内部透過率測定用に、上記の組成の光拡散層からメラミン・ホルムアルデヒド縮合物微粒子のみを取り除いた組成のフィルム（測定用試料２１〜２４）を作製した。測定用試料２１〜２４の作製方法は、実施例１における測定用試料１１〜１４の作製方法に準ずる。これらのフィルムを市販の分光光度計を用いて、内部吸光度・内部減衰率・内部透過率を測定した。

また、上記組成からメラミン・ホルムアルデヒド縮合物微粒子および有機色素を除いた組成のポリマーフィルムを作製した。これを用いて測定した値を基準（ベースライン）とし、前述のフィルムの測定を行うことで、表面反射による損失を除いた、内部吸光度・内部減衰率・内部透過率を求めた。結果を表４に示す。

＜ヘーズの評価＞
光拡散層のヘーズを評価するために、有機色素を添加せずに、同一濃度のメラミン・ホルムアルデヒド縮合物微粒子（平均粒径１．３μｍ）のみを添加した、膜厚が約３０μｍのポリマーフィルム（ヘーズ測定用試料）を作製した。このヘーズ測定用試料の作製方法は、実施例１におけるヘーズ測定用試料の作製方法に準ずる。
作製したヘーズ測定用試料をヘーズメーター（日本電色工業株式会社、ＮＤＨ２０００）で測定したところ、ヘーズは約９４％であった。

＜画面の白色化の評価＞
図７の構成の透過型液晶表示素子に前記光拡散層２１〜２４を付与して、光拡散層の評価を行った。液晶パネルはＶＡ型のものを用い、バックライトとしては主要波長が約４３５ｎｍ、約５４５ｎｍ及び約６１５ｎｍの冷陰極管を用いた。また一般のリビング程度の照度である約１００ｌｘとなるように、画面の前方斜め約４５度から蛍光灯で照らし、画面の白色化を評価した。評価時は、画面を黒表示とした。
その結果、内部吸光度が高い試料ほど、白色化が低減された。バックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が０．０１４であれば実用可能であり、０．０２８以上であれば白色化はほとんど観られず、特に、バックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が０．０５５以上の試料２３と試料２４では良好な黒が表示された。

＜輝度角度分布の測定＞
上記画面の白色化の評価に用いた透過型液晶表示素子において、輝度計（株式会社トプコン、ＢＭ−７ＦＡＳＴ）を用いて、正面輝度及び輝度角度分布を測定した。測定は画面を白表示として行った。
液晶パネルに入射する前（図７の透明保護層２６に入射前に相当する）のバックライトの輝度の角度分布は、半値全幅が約３０度であった。このバックライトからの光が、液晶パネルを通過し、最前面の光拡散層で拡散された結果、光散乱層２１〜２４のいずれにおいても半値全幅が約７０度となった。

視野角補償フィルムを備える従来の液晶パネルの画面は、輝度角度分布の半値全幅が約７０度であることから、上記結果により、指向性の高いバックライトを使用しながらも充分な視野角を得るために必要な輝度角度分布幅を有していることが確認された。

なお、垂直方向の輝度角度分布についても、ほぼ同様な特性が得られた。更に、正面輝度については、表５に示すように、有機色素の添加濃度が高くなるほど低くなった。バックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が０．０６２以下であれば、視野角補償フィルムを備える従来の液晶パネルの画面と同程度以上の正面輝度、輝度角度分布幅が得られている。

［実施例３］
以下に示すような方法で、図５に示すような積層の光拡散層、つまり透光性ポリマーに散乱子を添加した散乱層１６の外側（観察者側）に、透光性ポリマーに着色剤を添加した着色層１８を積層したものを作製した。透光性ポリマーとして、トリアセチルセルロースを選択した。

＜光拡散層の作製＞
まず、トリアセチルセルロースを塩化メチレンに溶解し、さらにアルミナ微粒子（平均粒径１．１μｍ）を添加し、均一に攪拌し、分散液−１を調製した。アルミナ微粒子は、トリアセチルセルロース１００質量部に対し、１０質量部添加した。分散液−１は、目的の膜厚が得られ且つ塗布し易いよう、塩化メチレン濃度を適宜調整した。
他方、トリアセチルセルロースと赤色、青色、黄色の有機色素を塩化メチレンに溶解し、均一に攪拌し、溶液−１を調製した。赤色、青色及び黄色の有機色素は、トリアセチルセルロースに対して下記表６の濃度（質量％）となるよう添加した。溶液−１は、目的の膜厚が得られ且つ塗布し易いよう、塩化メチレン濃度を適宜調整した。

実施例１と同様の方法で準備した透明保護層に、前記分散液−１を塗布し、厚さ約３０μｍの散乱層１６を得た。さらに散乱層１６の上に前記溶液−１を塗布し、厚さ約３０μｍの着色層１８を形成し、光拡散層３１〜３４を得た。

＜内部吸光度・内部減衰率及び内部透過率の測定＞
内部吸光度・内部減衰率・内部透過率の測定用に、着色層１８と同等の組成のフィルム（測定用試料３１〜３４）を作製した。この測定用試料３１〜３４の作製方法は、実施例１における測定用試料１１〜１４の作製方法に準ずる。フィルム厚さは約３０μｍとした。これらのフィルムを市販の分光光度計を用いて、内部吸光度・内部減衰率・内部透過率を測定した。

また色素を添加せずにポリマーのみのフィルムを作製した。これを用いて測定した値を基準（ベースライン）とし、前述のフィルムの測定を行うことで、表面反射による損失を除いた、内部吸光度・内部透過率を求めた。結果を表６に示す。

＜ヘーズの評価＞
光拡散層のヘーズを評価するために、上記実施例３の散乱層１６と同等の組成のフィルム（ヘーズ測定用試料）を作製した。このヘーズ測定用試料の作製方法は、実施例１におけるヘーズ測定用試料の作製方法に準ずる。
作製したヘーズ測定用試料をヘーズメーター（日本電色工業株式会社、ＮＤＨ２０００）で測定したところ、ヘーズは約９２％であった。

＜画面の白色化の評価＞
図７の構成の透過型液晶表示素子に前記光散乱層３１〜３４を付与して、光拡散層の評価を行った。液晶パネルはＶＡ型のものを用い、バックライトとしては主要波長が約４３５ｎｍ、約５４５ｎｍ及び約６１５ｎｍの冷陰極管を用いた。また一般のリビング程度の照度である約１００ｌｘとなるように、画面の前方斜め約４５度から蛍光灯で照らし、画面の白色化を評価した。評価時は、画面を黒表示とした。
その結果、内部吸光度が高い試料ほど、白色化が低減された。バックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が０．０１４であれば実用可能であり、０．０２９以上であれば白色化はほとんど観られず、特にバックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が０．０５６以上の試料３３と試料３４では良好な黒が表示された。

＜輝度角度分布の測定＞
上記画面の白色化の評価に用いた透過型液晶表示素子において、輝度計（株式会社トプコン、BM-7FAST）を用いて、正面輝度および輝度の水平方向の角度分布を測定した。測定は画面を白表示として行った。使用したバックライトの液晶パネルに入射する前（図７の透明保護層２６に入射前に相当）の輝度の角度分布は、半値全幅が約３０度であった。このバックライトからの光が、液晶パネルを通過し、最前面の光拡散層で拡散された結果、いずれの光拡散層においても半値全幅が約７０度となった。

視野角補償フィルムを備える従来の液晶パネルの画面は、輝度角度分布の半値全幅が約７０度であったことから、指向性の高いバックライトを使用しながらも、充分な視野角を得るために必要な輝度の角度分布幅を有していることが確認された。

正面輝度については、表７に示すように、有機色素の添加濃度が高くなるほど低くなった。バックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が０．０６２以下であれば、視野角補償フィルムを備える従来の液晶パネルの画面と同程度以上の正面輝度、輝度角度分布幅が得られている。

以上、実施例１〜３により、視野角補償フィルムを用いていない構成にも関わらず、図１０に示すような視野角補償フィルムを備える従来の液晶パネルの画面とほぼ同等の視野角が得られた。
また、実施例１〜３により、バックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が約０．０６２以下の範囲に相当する光拡散層を形成することで、白色化が良好に低減され、図１０に示すような視野角補償フィルムを備える従来の液晶パネルの画面と同程度以上の正面輝度および輝度角度分布幅を有する液晶ディスプレイを得ることができた。特に、バックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が０．０２８〜０．０６２の範囲においては良好な特性が得られた。
更に、実施例１〜３の光拡散層を備える液晶ディスプレイにおいては、光拡散層による画像の呆けはほとんど生じなかった。

なお、従来、透過型液晶表示装置の光拡散層に着色剤を添加することは行なわれていなかった。これは、そもそも外光によるコントラスト低下の防止に着色剤を利用するということが想定されていなかったことにもよるが、バックライトからの光を着色剤が吸収して著しい輝度の低下を招くとの懸念が存在していた可能性があり、敢えて積極的に着色剤を添加する理由がなかったものと推測される。しかしながら、実施例１〜３の結果に示されるように、着色剤を添加しても従来の液晶表示装置と同程度以上の輝度が呈される上、外光によるコントラストの低下が抑えられる。

［実施例４］
＜光拡散層の作製＞
以下に示すような方法で、光拡散層４１〜４５を作製した。
まず、実施例１と同様にして、透明保護層を準備した。
一方で、酢酸エチル中にポリメチルメタクリレート、赤色、青色及び黄色の有機顔料として、それぞれC.I.Pigment Red 48:3（山陽色素株式会社）、C.I.Pigment Blue 15:1（銅化合物）（山陽色素株式会社）、C.I.Pigment Yellow 14（山陽色素株式会社）を添加し、更にアルミナ微粒子（平均粒径１．１μｍ）を添加し、均一に撹拌して、分散液を調製した。
なお、赤色、青色及び黄色の有機顔料は、ポリメチルメタクリレートに対して下記表８の濃度（質量％）となるように添加した。また、アルミナ微粒子は、ポリメチルメタクリレート１００質量部に対して５質量部となるよう添加した。
前記分散液は、目的の厚さの光拡散層が得られ且つ塗布し易いよう、酢酸エチル濃度を適宜調製した。この分散液を前記透明保護層に塗布して、厚さ約３０μｍの光拡散層４１〜４５を得た。

＜内部吸光度・内部減衰率及び内部透過率の測定＞
内部吸光度・内部減衰率・内部透過率測定用に、上記の組成の光拡散層からアルミナ微粒子のみを取り除いた組成のフィルム（測定用試料４１〜４５）を作製した。測定用試料４１〜４５の作製方法は、実施例１における測定用試料１１〜１４の作製方法に準ずる。これらのフィルムを市販の分光光度計を用いて、内部吸光度・内部減衰率・内部透過率を測定した。

また、上記組成からアルミナ微粒子および有機色素を除いた組成のポリマーフィルムを作製した。これを用いて測定した値を基準（ベースライン）とし、前述のフィルムの測定を行うことで、表面反射による損失を除いた、内部吸光度・内部減衰率・内部透過率を求めた。結果を表８に示す。

＜ヘーズの評価＞
光拡散層のヘーズを評価するために、有機色素を添加せずに、同一濃度のアルミナ微粒子（平均粒径１．１μｍ）のみを添加した、膜厚が約３０μｍのポリマーフィルム（ヘーズ測定用試料）を作製した。このヘーズ測定用試料の作製方法は、実施例１におけるヘーズ測定用試料の作製方法に準ずる。
作製したヘーズ測定用試料をヘーズメーター（日本電色工業株式会社、ＮＤＨ２０００）で測定したところ、ヘーズは約７７％であった。

＜画面の白色化の評価＞
図７の構成の透過型液晶表示素子に前記光散乱層４１〜４５を付与して、光拡散層の評価を行った。液晶パネルはＩＰＳ型のものを用い、バックライトとしては主要波長が約４３５ｎｍ、約５４５ｎｍ及び約６１５ｎｍの冷陰極管を用いた。また一般リビング程度の照度である約１００ｌｘとなるように、画面前方斜め４５度から蛍光灯で照らし、画面の白色化を評価した。評価時は、画面を黒表示した。
その結果、内部吸光度が高い試料ほど、白色化が低減された。バックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が０．０１４であれば実用可能であり、０．０２０以上であれば、白色化はほとんど観られず、特に、バックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が０．０２９以上の試料４３〜試料４５では良好な黒が表示された。

＜輝度角度分布の測定＞
上記画面の白色化の評価に用いた透過型液晶表示素子において、実施例１と同様にして、輝度角度分布を測定した。なお、輝度角分布の測定に使用した光拡散層としての輝度角分布測定用試料４１及び４２は、上記表８の試料４３に示す量の有機顔料を添加し、アルミナ微粒子をポリメチルメタクリレート１００質量部に対して５質量部または１０質量部となるよう添加したものである。
使用したバックライトの液晶パネルに入射する前（図７の透明保護層２６に入射前に相当する）の輝度角度分布は、半値全幅が約４７度であった。このバックライトからの光が、液晶パネルを通過し、最前面の光拡散層で拡散された結果、表９に示すように、いずれの光拡散層においても半値全幅が約７０度以上となった。

視野角補償フィルムを備える従来の液晶パネルの画面は、輝度角度分布の半値全幅が約７０度であったことから、輝度角度分布の半値全幅が４７度のバックライトを使用した場合には、輝度角分布測定用試料４１において、十分な視野角を得るために必要な輝度の角度分布幅を有していることが確認された。

実施例４により、輝度角度分布における半値全幅が約４７度のバックライトを使用した場合には、バックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が約０．０２０以上の範囲に相当する光拡散層を形成することで、白色化が良好に低減され、且つ充分に視野角が広がり輝度の半値全幅が約７０度以上となった。特に、バックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が０．０２９以上の範囲においては良好な特性が得られた。
更に、実施例４の光拡散層を備える液晶ディスプレイにおいては、光拡散層による画像の呆けはほとんど生じなかった。

［実施例５］
＜保護層を兼ねた光拡散層の作製＞
以下に示すような方法で、保護層を兼ねた光拡散層５１を作製した。
酢酸エチル中に、実施例４と同様のポリメチルメタクリレートおよび赤色、青色、黄色の有機顔料を添加し、更におよびアルミナ微粒子（平均粒径１．１μｍ）を添加し、均一に撹拌して、分散液を調製した。
なお、アルミナ微粒子は、ポリメチルメタクリレート１００質量部に対して２０質量部となるよう添加した。また、赤色、青色及び黄色の有機顔料としては、それぞれC.I.Pigment Red 48:3（山陽色素株式会社）、C.I.Pigment Blue 15:1（銅化合物）（山陽色素株式会社）、C.I.Pigment Yellow 14（山陽色素株式会社）を使用した。赤色、青色及び黄色の有機顔料は、ポリメチルメタクリレート１００質量部に対して、それぞれ０．３９２質量部、０．０７２質量部、０．１２０質量部となるように添加した。

この分散液を表面が平滑なステンレス基板上に塗布し、溶媒をおおよそ乾燥させることによりフィルム状試料を作製し、得られたフィルム状試料を粉砕し、さらに減圧下で乾燥させた。得られた試料を、３倍量のポリメチルメタクリレートのペレットと混ぜ、２３０℃で２軸押出機を用いて混練後、２７０℃で単軸押出機を用いてフィルム状に押出成形を行い、ロールで巻き取った。以上のようにして、保護層を兼ねた光拡散層５１を作製した。

実施例５の保護層を兼ねた光拡散層５１は、実施例４の光拡散層４２と有機色素濃度及びアルミナ微粒子の添加量がそれぞれ同一であることから、実施例４の光拡散層４２と同様の効果が奏されるものと考えられる。

［実施例６］
＜粘着剤層を兼ねた光拡散層の作製＞
以下に示すような方法で、粘着剤層を兼ねた光拡散層６１を作製した。
ブチルアクリレート：アクリル酸：２−ヒドロキシエチルアクリレート＝１００：５：０．１（重量比）の共重合体からなる重量平均分子量１０万程度のアクリル系ポリマーを酢酸エチルに溶解させ、共重合体の濃度が約３０質量％の溶液を調整した。上記アクリル系ポリマー溶液にイソシアネート系多官能性化合物である日本ポリウレタン社製コロネートＬをポリマー固形分１００質量部に対して４質量部、および添加剤（ＫＢＭ４０３、信越化学工業株式会社製）を０．５質量部、アルミナ微粒子（平均粒径１．１μｍ）を５質量部および赤色、青色、黄色の有機顔料を添加し、粘着剤溶液を調製した。
赤色、青色及び黄色の有機顔料としては、それぞれC.I.Pigment Red 48:3（山陽色素株式会社）、C.I.Pigment Blue 15:1（銅化合物）（山陽色素株式会社）、C.I.Pigment Yellow 14（山陽色素株式会社）を使用した。なお、赤色、青色及び黄色の有機顔料は、上記共重合体１００質量部に対してそれぞれ０．０９８質量部、０．０１８質量部、０．０３０質量部となるように添加した。

粘度調整のための溶剤（酢酸エチル）を加え、当該粘着剤溶液を、乾燥後の厚みが２５μｍとなるように、離型フィルム（ポリエチレンテレフタレート基材：ダイヤホイルＭＲＦ３８、三菱化学ポリエステル製）上に塗布した後、熱風循環式オーブンで乾燥して、散乱子および着色剤を含んだ粘着剤層を形成した。この粘着剤層を用いて偏光フィルム２８と外側の透明保護層２６とを貼り合せた。

実施例６の粘着層を兼ねた光拡散層６１は、実施例４の光拡散層４２と有機色素濃度及びアルミナ微粒子の添加量がそれぞれ同一であることから、実施例４の光拡散層４２と同様の効果が奏されるものと考えられる。

２００９年６月９日に出願された日本国特許出願２００９−１３８４４２の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

【０００３】
が問題となり、殆ど用いられてしない。
［００１２］
また視野角補償フィルムと光拡散層とを併用する方法も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。この特許文献３では、主に液晶性化合物からなる視野角補償シートと光拡散層を併用し、ＯＣＢモードの視野角を改善する方法と、光学異方性を有するセルロースアセテートフィルムと光拡散層とを併用し、ＶＡモードの視野角を改善する方法が記載されている。
しかしながら、光拡散層における前述の問題については依然として解決されていない。
先行技術文献
特許文献
［００１３］
特許文献１：特許第３５１７９７５号明細書
特許文献２：特許第３８２２１０２号明細書
特許文献３：特許第第４０５４６７０号明細書
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［００１４］
本発明は上記従来の事情に鑑みてなされたものであり、広い視野角を実現しつつ、外光によるコントラストの低下を抑制した透過型液晶表示装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
［００１５］
請求項１に係る発明は、
少なくとも、
バックライト光源と、
前記バックライト光源から発せられた光の指向性を制御する光制御手段と、
前記光制御手段から近い側から順に、透過型の液晶セルと、透光性ポリマーと散乱子と着色剤とを含有する光拡散層と、を有し、
前記光拡散層は、前記バックライト光源から発せられた光の主要波長における各内部吸光度が調整されるように、前記着色剤が添加されてなり、
前記光拡散層は偏光板ではなく、
前記光拡散層が、透光性ポリマーと散乱子と着色剤とを含有する単一層、又は前記光制御手段から近い側から順に、前記透光性ポリマー中に前記散乱子が分散された散乱層と、前記透光性ポリマー及び前記着色剤を含有する着色層とを隣接して設けた積層体であり、
前記光拡散層の視認側表面と前記散乱子との間に、前記透光性ポリマーおよび着色剤が存在する透過型液晶表示装置である。

【０００５】
［図４］第三の実施形態の光拡散層の断面概略図である。
［図５］第四の実施形態の光拡散層の断面概略図である。
［図６］他の実施形態の光拡散層の断面概略図である。
［図７］本発明の透過型液晶表示装置における一例の構成を示す断面概略図である。
［図８］実施例１における試料１１〜１４の内部吸光度スペクトルである。
［図９］実施例１における試料１１〜１４の内部透過率スペクトルである。
［図１０］従来の視野角補償フィルムを用いた液晶ディスプレイでの光の通過経路を説明する図である。
［図１１］一般的な光拡散層を用いた液晶ディスプレイでの光の通過経路を説明する図である。
［図１２］従来の光拡散層による外光の影響を示す写真であり、（Ａ）は外光なし、（Ｂ）は外光ありの状態で撮影した写真である。
発明を実施するための形態
［００２３］
本発明の透過型液晶表示装置は、少なくとも、バックライト光源と、前記バックライト光源から発せられた光の指向性を制御する光制御手段と、前記光制御手段から近い側から順に、透過型の液晶セルと、透光性ポリマーと散乱子と着色剤とを含有する光拡散層と、を有する。なお、前記光拡散層は偏光板ではない。また、前記光拡散層は、透光性ポリマーと散乱子と着色剤とを含有する単一層、又は前記光制御手段から近い側から順に、前記透光性ポリマー中に前記散乱子が分散された散乱層と、前記透光性ポリマー及び前記着色剤を含有する着色層とを隣接して設けた積層体である。そして、前記光拡散層の視認側表面と前記散乱子との間に、前記透光性ポリマーおよび着色剤が存在する。
［００２４］
一般的には、液晶ディスプレイの視野角による色シフトを低減するために、図１０に示したような視野角補償フィルムが用いられている。この視野角補償フィルムには適切な複屈折の波長分散を付与する必要がある。しかしながら、複屈折の波長分散は材料に固有の特性であり、理想的な波長分散性を有するポリマーを得ることは容易ではない。
［００２５］
そこで、本発明では、図１１に示す光拡散層を用いる方法、つまり比較的指向性が高いバックライトと光拡散層とを併用する方法を採用する。この方法を採用することで、液晶パネルの法線方向（０°）に対して大きな角度で光が通過するために生じる視野角の色シフトの低減など、視野角補償フィルムを用いる方法での問題が解消された上、広視野角を実現できる。

【０００７】
図１では、光拡散層１０において、散乱子１２は透光性ポリマー１４中に分散されており、より望ましくは散乱子１２が透光性ポリマー１４中に均一に分布している場合である。更に透光性ポリマー１４は、色素等の着色剤（図示せず）を含有する。つまり、前記光拡散層の視認側表面と前記散乱子との間に、前記透光性ポリマーおよび着色剤が存在する。
［００３２］
ここで、光拡散層１０に着色剤を含有させることで、白化の原因となる外光による戻り光を減衰させることができる理由を以下のように推測する。但し、このような推測によって本発明は限定されない。
［００３３］
図２の実線矢印に示すように、バックライトからの光のうち観測者の目に到達するものは、おおよそ１回〜数回程度散乱されて光拡散層１０を通過した光である。これに対し、外光のうち観測者の目に到達するものは、光拡散層１０に進入した後、散乱子１２によってより多くの回数の散乱を繰り返し観測者側に戻った光である。よって、外光は、バックライトからの光に比べて光拡散層１０中で長い距離を進む（図２の破線矢印参照）。
［００３４］
ここで、光拡散層１０に着色剤を含有させると、長い距離を進行する外光は着色剤によって次第に吸収され、白化の原因となる外光による戻り光を減衰させることができる。
［００３５］
上述のような基本原理を鑑みれば、光拡散層の構成は図１に示すようなものに限らない。光拡散層の第二の実施態様として図３を示す。
図３では、散乱子１２が光拡散層１０中、厚さ方向において液晶層側に偏って分布している。散乱子１２同士は適当な間隔で並んでいても良いし、接していてもよく、不規則に配列していてもよい。
［００３６］
また、光拡散層の第三の実施態様として図４を示す。
図４では、散乱子１２は光拡散層の厚さ方向に複数層をなすように配列している。散乱子１２は必ずしも規則的な層状を形成していなくてもよい。
図１〜４では、光拡散層は、透光性ポリマーと散乱子と着色剤とを含有する単一層となっている。
［００３７］
更に、光拡散層の第四の実施態様として図５を示す。
図５では、透光性ポリマー１４と散乱子１２とを含む散乱層１６の外側（観察者側）に、透光性ポリマー１４と着色剤とを含む着色層１８を設けている。散乱層１６は着色剤を含有しなくてもよいが、含有させても構わない。図５では、光拡散層は、光制御手段から近い側から順に、前記透光性ポリマー中に前記散乱子が分散された散乱層１６と、前記透光性ポリマー及び前記着色剤を含有する着色層１８とを隣接して設けた積層体となっている。

【０００８】
［００３８］
図２に示した、バックライトと外光のそれぞれの進行経路から明らかなように、図３、図４及び図５の構成の光拡散層にすることによって、戻り光として観察される外光は、光拡散層内でより長い距離を進行することになるため、外光を優先的に減衰させることができる。特に、図５の構成の光拡散層は、外光を効果的に減衰させることができる。
更に、図５に示す散乱層１６は、図３及び図４のように散乱子１２が膜厚方向に偏った分布をしていてもよい。
［００３９］
光拡散層１０の外側には、公知の技術を用いて反射防止やアンチグレア処理を施してもよい。また図６のように光拡散層１０にアンチグレア用粒子２０を導入することも可能である。
［００４０］
以下、光拡散層を構成する成分について説明する。
着色剤は、各種有機色素が好適であるが、画像の解像度を著しく劣化させない程度に微細化されて、かつ分散状態が良好であれば、有機顔料、無機顏料も使用できる。具体的には、カーボンブラック、アントラキノン系化合物、ペリレン系化合物、ジスアゾ系化合物、フタロシアニン系化合物、イソインドリン系化合物、ジオキサジン系化合物など公知の有機顔料、無機顔料を使用できる。有機色素の種類は特に限定されない。
［００４１］
着色剤は、一種類のものを単独で使用しても、複数の種類のものを組み合わせて使用してもよい。光吸収剤を一種類あるいは複数組み合わせて得られる内部吸光度のスペクトルは、理想的には、可視光の波長域（約３８０ｎｍ〜約７５０ｎｍ）の全域に渡って略同じ値であることが望ましい。
［００４２］
液晶ディスプレイのバックライト光源としては、冷陰極管またはＬＥＤが用いられることが多く、通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に相当する主要３波長に光強度のピークを有する。したがって、本発明において添加する色素の光吸収は、上述のように可視光波長域全域において必ずしも同じ吸光度（透過率）でなくともよく、バックライトの主要３波長において適切な吸光度バランスを調整したものである。
［００４３］
良好な白色を表示させる観点からは、バックライト光源から発せられた光

本発明は、透過型液晶表示装置および光拡散板に関するものである。

本発明は上記従来の事情に鑑みてなされたものであり、広い視野角を実現しつつ、外光によるコントラストの低下を抑制した透過型液晶表示装置および光拡散板を提供することを目的とする。

請求項６に係る発明は、
前記光拡散層が、前記透光性ポリマー中に前記光散乱子が分散された散乱層と、前記透光性ポリマー及び前記着色剤を含有する着色層と、の積層体である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の透過型液晶表示装置である。
請求項７に係る発明は、
透過型液晶表示装置における、バックライト光源から発せられた光の指向性を制御する光制御手段から最も遠い側に設けられる光拡散板であり、
透光性ポリマーと散乱子と着色剤とを含有し、
前記バックライト光源から発せられた光の主要波長における各内部吸光度が調整されるように、前記着色剤が添加されてなり、
前記光拡散板は偏光板ではなく、
前記光拡散板が、透光性ポリマーと散乱子と着色剤とを含有する単一層、又は前記光制御手段から近い側から順に、前記透光性ポリマー中に前記散乱子が分散された散乱層と、前記透光性ポリマー及び前記着色剤を含有する着色層とを隣接して設けた積層体であり、
前記光拡散板の視認側表面と前記散乱子との間に、前記透光性ポリマーおよび着色剤が存在する光拡散板である。

【００２１】
本発明によれば、広い視野角を実現しつつ、外光によるコントラストの低下を抑制した透過型液晶表示装置および光拡散板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】

Claims (6)

1. 少なくとも、
   バックライト光源と、
   前記バックライト光源から発せられた光の指向性を制御する光制御手段と、
   前記光制御手段から近い側から順に、透過型の液晶セルと、透光性ポリマーと散乱子と着色剤とを含有する光拡散層と、
   を有する透過型液晶表示装置。
2. 前記光拡散層は、前記バックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が０．０１４以上である請求項１に記載の透過型液晶表示装置。
3. 前記光拡散層は、前記バックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が０．０２０以上である請求項１又は請求項２に記載の透過型液晶表示装置。
4. 前記光拡散層は、前記バックライト光源から発せられた光の主要波長における内部吸光度が０．０２８以上０．０６２以下である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の透過型液晶表示装置。
5. 前記光拡散層中の前記散乱子の含有濃度が、前記光拡散層の膜厚方向において前記液晶セル側で高い請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の透過型液晶表示装置。
6. 前記光拡散層が、前記透光性ポリマー中に前記散乱子が分散された散乱層と、前記透光性ポリマー及び前記着色剤を含有する着色層と、の積層体である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の透過型液晶表示装置。