TWI507740B - A light diffusion film and a liquid crystal display device including the same - Google Patents

A light diffusion film and a liquid crystal display device including the same Download PDF

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Description

光擴散膜及包含其之液晶顯示裝置
本發明係關於一種光擴散膜及包含其之液晶顯示裝置。
近年來，液晶顯示裝置之用途正迅速展開，應用於行動電話、個人電腦用螢幕、電視、液晶投影機等。
一般而言，液晶顯示裝置係以TN(Twisted Nematic，扭轉向列)模式、VA(Vertical Alignment，垂直配向)模式、IPS(In-Plane Switching，共平面切換)模式等顯示模式使液晶運作，對通過該液晶之光進行電性控制而於畫面上顯示出明暗差異，藉此表現字符或圖像者。
於自傾斜方向觀察顯示畫面之情形時，液晶顯示裝置存在因對比度之降低或灰階顯示中亮度發生反轉之灰階反轉現象等而產生顯示特性惡化的視角依賴性問題。
為了解決上述問題，自先前以來，提出有光擴散機構，例如設置光擴散層而改善視角依賴性問題之方法。
為了擴大視角，係使用具有將含有微粒子之樹脂塗佈於透明基材並使之硬化而成的高霧度之光擴散層的光擴散膜(例如JP 2007-94369-A及JP 2000-352607-A)。但是，由於此種光擴散膜之光擴散性過強，故而顯示圖像之對比度會降低。
亦已知有，樹脂覆膜層含有微粒子且樹脂覆膜層之表面具有微細凹凸之光擴散膜(例如JP 2008-152268-A及JP 2000-121809-A)。但是，此種光擴散膜之光擴散性較弱，無法充分地擴大視角。
本發明之目的在於提供一種不發生閃爍而正面對比度較高且視角較廣之光擴散膜，及安裝有該光擴散膜之顯示裝置。
本發明包含以下內容。
[1]一種光擴散膜，其係具有基材膜、與包含透光性樹脂及分散於透光性樹脂中之透光性微粒子且表面平坦之光擴散層者，上述透光性微粒子之平均粒徑為0.5 μm以上、未達20 μm，上述透光性微粒子之含量相對於上述透光性樹脂100重量份而為25重量份以上、60重量份以下，上述透光性微粒子之折射率大於上述透光性樹脂之折射率，上述透光性微粒子之折射率與上述透光性樹脂之折射率之差為0.04以上、0.2以下，上述光擴散層之厚度為上述透光性微粒子之平均粒徑之1倍以上、3倍以下。
[2]如[1]之光擴散膜，其中總霧度為40%以上、70%以下，內部霧度為40%以上、70%以下，外部霧度未達1%。
[3]如[1]或[2]之光擴散膜，其中上述光擴散層之與基材膜之相反側進而具有抗反射層。
[4]一種液晶顯示裝置，其係按照以下順序配置背光裝置、光偏向機構、第1偏光板、於一對基板之間設置液晶層而成之液晶單元、第2偏光板、及光擴散膜，且將第1偏光板與第2偏光板配置為使該等透射軸成為正交偏光關係者，上述光擴散膜係如[1]至[3]中任一項之光擴散膜。
[5]如[4]之液晶顯示裝置，其中上述光擴散膜之光擴散層係配置在比基材膜更靠光射出側。
[6]如[4]或[5]之液晶顯示裝置，其中上述光偏向機構具有兩片於光射出側以特定間距設置有複數個於光射出側具有稜線之線狀稜鏡部的稜鏡膜，其中一片稜鏡膜係配置為使其線狀稜鏡部之稜線之方向實質上與第1偏光板之透射軸平行，另一片稜鏡膜係配置為使其線狀稜鏡之稜線之方向實質上與第2偏光板之透射軸平行。
[7]如[4]至[6]中任一項之液晶顯示裝置，其中於與上述線狀稜鏡部之稜線正交之垂直剖面上，相當於稜線的頂點之頂角為90~110°。
[8]如[4]至[7]中任一項之液晶顯示裝置，其中於上述背光裝置與上述光偏向機構之間，進而具有光擴散機構。
再者，於本發明中，透光性微粒子之平均粒徑係可基於庫爾特原理(Coulter Principle)(微孔電阻法)並利用庫爾特粒子計數器(Beckman Coulter公司製造)而求出之重量平均粒徑。又，所謂「光射出側」，係指將光擴散膜等設置於液晶顯示裝置上之時，使自背光源等光源入射之光射出之側(光源之相反側)，即靠近目測者之側。相反，有時將來自背光源等光源之光入射之側稱為「光入射側」。
又，所謂「實質上與第1偏光板之透射軸平行」，係指包括與第1偏光板之透射軸平行之情形及於無損本發明之效果之範圍內相對於該透射軸具有角度(例如15°以下)之情形，最佳為平行之情形。同樣地，所謂「相對於第2偏光板之透射軸實質地平行」，係指包含平行於第2偏光板之透射軸之情形及於無損本發明之效果之範圍內相對於該透射軸具有角度(例如15°以下)之情形，最佳為平行之情形。
以下，基於圖對本發明之光擴散膜及液晶顯示裝置進行說明，但本發明並不受該等實施形態之任何限定。
使用圖1對本發明之光擴散膜之一實施形態進行說明。圖1之光擴散膜7係於基材膜71之一面側積層包含透光性樹脂721及分散於透光性樹脂中之透光性微粒子722且表面平坦之光擴散層72而成。
此處使用之透光性微粒子722之平均粒徑為0.5μm以上、未達20μm，向透光性樹脂721之添加量相對於透光性樹脂100重量份而為25重量份以上、60重量份以下。藉由將透光性樹脂721之平均粒徑及添加量設為上述範圍，不會導致正面對比度之降低，可獲得優異之光擴散性。又，可獲得較高之透射圖像清晰度。透光性微粒子722之平均粒徑較佳為4~8μm，添加量較佳為30~40重量份。
作為本發明中使用之透光性微粒子722，只要為具有上述平均粒徑與透光性者，則可無特別限定地使用先前公知者。其例包括：丙烯酸系樹脂、三聚氰胺樹脂、聚乙烯、聚苯乙烯、有機聚矽氧樹脂、丙烯酸-苯乙烯共聚物等之有機微粒子，及碳酸鈣、二氧化矽、氧化鋁、碳酸鋇、硫酸鋇、氧化鈦、玻璃等之無機微粒子等。可將該等之1種分別單獨使用，亦可與其他之1種類以上混合使用。又，亦可使用有機聚合物之球形瓶或中空玻璃珠。透光性微粒子之形狀可為球狀、扁平狀、板狀、針狀等中之任一者，特別理想的是球狀。
又，透光性微粒子722之折射率係設定為大於透光性樹脂721之折射率，其差為0.04以上、0.2以下，較佳為0.04~0.15之範圍。藉由將透光性微粒子722與透光性樹脂721之折射率之差設為上述範圍，可對入射至光擴散層72之光，表現出由透光性微粒子722與透光性樹脂721之折射率差而引起之內部散射，而可抑制閃爍之發生。
作為本發明中使用之透光性樹脂721，只要為具有透光性者則無特別限定，例如可使用紫外線硬化型樹脂、電子束硬化型樹脂等電離放射線硬化型樹脂或熱硬化型樹脂、熱塑性樹脂、金屬烷氧化物等。其中，可塑性樹脂係直接使用；紫外線硬化型樹脂、電子束硬化型樹脂等電離放射線硬化型樹脂或熱硬化型樹脂等硬化型樹脂係藉由電離放射線、熱等使硬化型樹脂成為硬化物後使用；金屬烷氧化物係藉由水解、脫水縮合等使金屬烷氧化物成為硬化物後使用。其中，就具有較高之硬度且對設置於顯示器表面之光擴散膜賦予充分之耐損傷性的觀點而言，適宜的是使用電離放射線硬化型樹脂。
電離放射線硬化型樹脂之例包括：多元醇之丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯等多官能性丙烯酸酯、及由二異氰酸酯與多元醇及丙烯酸或甲基丙烯酸之羥基酯等合成之多官能之丙烯酸胺基甲酸酯。又，除該等以外，亦可使用具有丙烯酸酯系官能基之聚醚樹脂、聚酯樹脂、環氧樹脂、醇酸樹脂、螺縮醛樹脂、聚丁二烯樹脂、聚硫醇多烯樹脂等。
電離放射線硬化型樹脂中，於使用紫外線硬化型樹脂之情形時，可添加光聚合起始劑。光聚合起始劑較佳為使用與所使用之樹脂一致者。作為光聚合起始劑(自由基聚合起始劑)，可使用安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、苯偶醯縮二甲醇等安息香與其烷基醚類等。光聚合起始劑之使用量相對於樹脂100重量份，通常為0.5~20重量份。較佳為1~5重量份。
又，熱硬化型樹脂之例包括：包含丙烯酸多元醇與異氰酸酯預聚物之熱硬化型胺基甲酸酯樹脂、苯酚樹脂、脲-三聚氰胺樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂及聚矽氧樹脂。
作為熱塑性樹脂，可使用：乙醯纖維素、硝化纖維素、乙醯丁基纖維素、乙基纖維素、甲基纖維素等纖維素衍生物，乙酸乙烯酯及其共聚物、氯乙烯及其共聚物、偏氯乙烯及其共聚物等乙烯系樹脂，聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮丁醛等縮醛樹脂，丙烯酸系樹脂及其共聚物、甲基丙烯酸樹脂及其共聚物等丙烯酸系樹脂，聚苯乙烯樹脂，聚醯胺樹脂，線狀聚酯樹脂，聚碳酸酯樹脂等。
作為金屬烷氧化物，可使用將矽烷氧化物系之材料作為原料之氧化矽系基質等。具體可列舉：四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷，可藉由水解、脫水縮合而製成形成有無機系或有機無機複合系基質之硬化物。
於使用電離放射線硬化型樹脂作為透光性樹脂721之情形時，例如必需於塗佈、乾燥後對基材膜71照射紫外線或電子束等電離放射線。又，於使用熱硬化型樹脂、金屬烷氧化物等作為透光性樹脂721之情形時，例如有時需要於塗佈、乾燥後對基材膜71進行加熱。
又，光擴散層72之層厚相對於透光性微粒子722之平均粒徑而為1倍以上、3倍以下。於光擴散層72之層厚小於透光性微粒子722之平均粒徑之1倍之情形時，所獲得之光擴散膜7之質感會變粗糙，並且變得易發生閃爍而使顯示面之視覺辨識性降低。又，於光擴散層72之層厚大於透光性微粒子722之平均粒徑之3倍之情形時，由於光擴散變得過強，對比度降低，因此顯示品質會降低。
作為光擴散層72之層厚，通常較佳為5~25 μm。若光擴散層72之層厚小於5 μm，則存在無法獲得僅設置於顯示器表面之充分耐擦傷性之情形；另一方面，若光擴散層72之層厚大於25 μm，則存在所製作之光擴散膜7之捲曲之程度變大，操作性變差之情形。
作為本發明中使用之基材膜71只要為透光性者即可，例如可使用玻璃或塑料膜等。作為塑料膜只要具有適度之透明性、機械強度即可。其例包括：TAC(三乙醯纖維素)等纖維素乙酸酯系樹脂或丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯樹脂及聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯系樹脂。
本發明之光擴散膜7例如可藉由如下方式製作。
將分散有透光性微粒子722之電離放射線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、熱塑性樹脂、金屬烷氧化物等之溶劑液(以下有時記作樹脂液)塗佈至基材膜71上，以透光性微粒子722不顯露於塗佈膜表面之方式調整塗佈膜厚，而於基材膜71之表面形成具有平坦表面之光擴散層72。於該情形時，樹脂液中之透光性微粒子722之分散較佳為等向分散。再者，於電離放射線硬化型樹脂或熱硬化型樹脂為具有流動性之液狀，而可將透光性微粒子722等向分散之情形時，可不添加溶劑，而將樹脂直接使用。又，為了形成具有平坦表面之光擴散層72，可於光擴散層72之製作步驟中，採用使用具有鏡面模具面之輥對光擴散層72進行表面處理之方法等。光擴散層72之平坦程度可由外部霧度表示，較佳為1%以下，更佳為0.5%以下。
上述樹脂液中所使用之溶劑之例包括：乙醇等醇類，丙二醇單甲基醚等二醇醚類，乙酸乙酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯等酯類，甲基乙基酮等酮類，甲苯等烴類，及二氯甲烷等鹵化烷類。
為了實現塗佈性之改良或與光擴散層之接著性之改良等，亦可於塗佈樹脂液前對基材膜71實施表面處理。作為表面處理之具體方法，可列舉：電暈放電處理或輝光放電處理、酸處理、鹼處理、紫外線照射處理等。
又，於將本發明之光擴散膜7用作下述偏光板之支持膜之情形時(示於圖3)，就使基材膜71與偏光元件61(圖示於圖3)有效地接著之觀點而言，較佳為藉由酸處理或鹼處理對基材膜71進行親水化處理。
於基材膜71上塗佈樹脂液之方法並無限定，例如可採用：凹版印刷塗佈法、微凹版印刷塗佈法、輥塗法、桿式塗佈法、刮塗法、氣刀塗佈法、吻合塗佈法、模塗法等。
於基材膜71上直接或經由其他層塗佈樹脂液後，視需要進行加熱而將溶劑乾燥。於使用電離放射線硬化型樹脂或熱硬化型樹脂、金屬烷氧化物等情形時，進而藉由電離放射線及/或熱使塗膜硬化。
電離放射線之種類，可根據透光性樹脂721之種類，自紫外線、電子束、近紫外線、可見光、近紅外線、紅外線、X射線等中適宜選擇，較佳為紫外線、電子束，特別是就操作簡便且容易獲得高能量之方面而言，較佳為紫外線。
作為使紫外線硬化型樹脂光聚合之紫外線之光源，只要為產生紫外線之光源則可使用任意者。例如可使用低壓水銀燈、中壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、碳弧燈、金屬鹵素燈、氙氣燈等。又，亦可使用KrF準分子雷射、KrF準分子雷射、準分子燈或同步輻射等。其中，可較佳地利用超高壓水銀燈、高壓水銀燈、低壓水銀燈、碳弧燈、氙弧燈、金屬鹵素燈。
又，亦可同樣地使用電子束。作為電子束，可列舉：自Cockroft-Gault型、範德格拉夫(Van de Graaff)型、共振變壓型、絕緣芯變壓器型、直線型、並激式高頻高壓型、高頻型等之各種電子束加速器放出之通常具有50~1000 keV、較佳為100~300 keV之能量的電子束。
再者，於本發明中，為了使用電離放射線硬化型樹脂或電子束硬化型樹脂等硬化型樹脂而連續地製造光擴散膜7，較佳為使用具有如下步驟之製造方法：將捲繞為輥狀之基材膜71連續地送出之步驟；將分散有透光性微粒子722之樹脂溶液進行塗佈、乾燥的步驟；將塗膜硬化之步驟；及捲取形成有經硬化之光擴散層72之光擴散膜7的步驟。
將本發明之光擴散膜之另一實施形態示於圖2。圖2中所示之光擴散膜7係於向透光性樹脂721中分散混合有透光性微粒子722之光擴散層72中進而積層有透光性樹脂層73而成者。
本發明之光擴散膜較佳為於光擴散層之與基材膜之相反側面進而具有抗反射層。所謂抗反射層，係藉由使硬塗層高折射率化並於其上設置低折射率薄膜等對各層之折射率及層厚之控制而賦予功能之層，藉由無限降低反射率，可防止外部物映入顯示畫面。
其次，將使用本發明之光擴散膜之偏光板之一例示於圖3。一般之偏光板係採用於偏光元件61之兩面貼合有支持膜62的結構，但圖3所示之偏光板係使用本發明之光擴散膜7作為一面之支持膜者，且係具有偏光功能與防眩(光擴散)功能之多功能膜。即，於偏光元件61之一面貼附支持膜62，於另一面貼附於基材膜71上形成有光擴散層72之光擴散膜7。於將此種構成之偏光板安裝至液晶顯示裝置之情形時，以光擴散膜7成為光射出側之方式將其貼附於液晶顯示面板之玻璃基板等上。再者，基材膜71與偏光元件61之接合，可經由接著劑層進行貼合，但較佳為不經由接著劑層而直接接合。
其次，對本發明之液晶顯示裝置進行說明。圖4係表示本發明之液晶顯示裝置之一例的概略圖。圖4之液晶顯示裝置係正常顯白模式之TN方式之液晶顯示裝置，其係按照以下順序配置背光裝置2、光擴散板3、作為光偏向機構之2片稜鏡膜4a及4b、第1偏光板5、於一對透明基板11a及11b之間設置液晶層12而成之液晶單元1、第2偏光板6、及光擴散膜7而成。
如圖5所示，第1偏光板5與第2偏光板6係配置為使該等透射軸成為正交偏光之關係。又，2片稜鏡膜4a、4b各自之光入射側之面為平坦面，於光射出側之面平行地形成有複數個線狀稜鏡部41a、41b，線狀稜鏡部41a、41b於光射出側具有稜線42a、42b。繼而，稜鏡膜4a係配置為使其線狀稜鏡部41a之稜線實質上與第1偏光板5之透射軸方向平行，稜鏡膜4b係配置為使其線狀稜鏡部41b之稜線實質上與第2偏光板6之透射軸方向平行。
於圖5中，與線狀稜鏡部41a、41b之稜線正交之垂直剖面的剖面形狀為三角形，此三角形之頂點中相當於稜線之 頂點的頂角θ較佳為90°~110°之範圍。又，該三角形可為各邊等邊、不等邊之任一者，於欲向正面方向(液晶顯示裝置之顯示面之法線方向)聚光之情形時，較佳為光射出側之兩邊相等之等邊三角形。
上述稜鏡膜4a、4b較佳為具有如下結構：將具有上述等邊三角形之剖面的複數個線狀稜鏡部41a、41b以與三角形之頂角θ相對之底邊互相鄰接之方式按順序配置，且以複數個線狀稜鏡部41a、41b之稜線42a、42b大致相互平行之方式進行排列。於該情形時，只要聚光能力不顯著減退，關於線狀稜鏡部41a、41b之剖面形狀之三角形，其各頂點亦可成為曲線形狀等。各頂點間之距離通常為10μm~500μm之範圍，較佳為30μm~200μm之範圍。
於此種構成之液晶顯示裝置中，如圖4所示，自背光裝置2射出之光被光擴散板3擴散後，入射至稜鏡膜4a。
於與第1偏光板5之透射軸方向正交之垂直剖面上，對稜鏡膜4a之下表面傾斜入射之光係沿著正面方向改變前進方向而射出。其次，於稜鏡膜4b中，於與第2偏光板6之透射軸方向正交之垂直剖面上，對稜鏡膜4b之下表面傾斜入射之光，係與上述同樣地沿著正面方向改變前進方向而射出。因此，通過2片稜鏡膜4a、4b之光，於任一垂直剖面上均成為向正面方向聚光而成者，而使正面方向之亮度提高。
接著，於正面方向被賦予指向性之光藉由第1偏光板5，由圓偏光轉變為直線偏光而入射至液晶單元1。藉由被電 場控制之液晶層12之配向而對每個像素控制偏光面，使入射至液晶單元1之光自液晶單元1射出。繼而，自液晶單元1射出之光藉由第2偏光板6圖像化，通過光擴散膜7而射出至顯示面側。光擴散膜係配置為使光擴散層比基材膜更靠光射出側。
如此，本發明之液晶顯示裝置，藉由2片稜鏡膜4a、4b，使入射至液晶單元1之光向正面方向之指向性較先前有所提高。藉此，與先前之裝置相比正面方向之亮度提高。又，由於使用上述光擴散膜7，故而不會導致正面對比度降低，可獲得優異之光擴散性與較高之透射圖像清晰度。
以下，對本發明之液晶顯示裝置之各構件進行說明。首先，本發明中使用之液晶單元1具備：利用未圖示之分隔件隔開特定距離而進行對向配置之一對透明基板11a、11b，以及於該一對透明基板11a、11b間封入液晶而成之液晶層12。於該圖中未圖示，於一對透明基板11a、11b上分別積層形成透明電極或配向膜，對透明電極間施加基於顯示資料之電壓而對液晶進行配向。在此，液晶單元1之顯示方式為TN方式，亦可採用IPS方式、VA方式等顯示方式。
背光裝置2具備：上表面開口之長方體形狀之盒體21、以及並列配置於盒體21內之複數根作為線狀光源之冷陰極管22。盒體21係由樹脂材料或金屬材料所形成，就使自冷陰極管22射出之光於盒體內周面反射之觀點而言，較理想 的是至少盒體內周面為白色或銀色。作為光源，除冷陰極管以外，亦可使用熱陰極管、配置為線狀之LED(Light EmiTting Diode，發光二極管)等。於使用線狀光源之情形時，所配置之線狀光源之根數並無特別限定，但就抑制發光面之亮度不均等觀點而言，較佳為使鄰接之線狀光源之中心距離達到15~150mm之範圍。再者，本發明中使用之背光裝置2並不限定於圖4所示之直下型者，可使用於導光板之側面配置有線狀光源或點狀光源之側光型，或光源自身為平面狀之平面光源型等先前公知者。
光擴散板3係於基材中分散混合擴散劑而成，作為此基材，可使用：聚碳酸酯、甲基丙烯酸樹脂，甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物樹脂，丙烯腈-苯乙烯共聚物樹脂，甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物樹脂，聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯等聚烯烴、環狀聚烯烴，聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系樹脂，聚醯胺系樹脂，聚芳酯，聚醯亞胺等。又，作為混合分散於基材之擴散劑，係包含與成為基材之材料之折射率不同之物質的微粒子，具體例可列舉：與基材之材料不同種類之丙烯酸系樹脂、三聚氰胺樹脂、聚乙烯、聚苯乙烯、有機聚矽氧樹脂、丙烯酸-苯乙烯共聚物等有機微粒子，及碳酸鈣、二氧化矽、氧化鋁、碳酸鋇、硫酸鋇、氧化鈦、玻璃等之無機微粒子等，將該等中之1種分別單獨使用，或與其他之1種以上混合使用。又，有機聚合物之球形瓶或中空玻璃珠亦可用作擴散劑。擴散劑之平均粒徑宜為0.5~30 μm之範圍。又，作為擴散劑之形狀，不僅可為球狀，亦可為扁平狀、板狀、針狀等。
稜鏡膜4a、4b，其光入射面側為平坦面，於光出射面側平行地形成有複數個剖面三角形狀之線狀稜鏡。作為稜鏡膜4a、4b之材料，例如可列舉：聚碳酸酯樹脂或ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)樹脂、甲基丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物樹脂、聚苯乙烯樹脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物樹脂、聚乙烯-聚丙烯等聚烯烴樹脂，或紫外線硬化型樹脂、電子束硬化型樹脂等電離放射線硬化型樹脂等。作為稜鏡膜之製作方法，可採用異型押出法、擠壓成形法、射出成形法、輥轉印法、雷射剝離法、機械切割法、機械磨削法、感光聚合物處理法等公知之方法來製造。該等方法可分別單獨使用，或可將2種以上之方法組合使用。又，亦可於該等稜鏡片中分散光擴散劑。作為稜鏡膜4a、4b之厚度，通常為0.1~15 mm，較佳為0.5~10 mm。
作為本發明中使用之第1偏光板5及第2偏光板6，通常使用偏光元件之兩面貼合有支持膜者。偏光元件之例包括：使二色性染料或碘吸附配向於聚乙烯醇系樹脂、聚乙酸乙烯酯樹脂、乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)樹脂、聚醯胺樹脂、聚酯樹脂等之偏光元件基板上而成者，及於經分子配向之聚乙烯醇膜中含有聚乙烯醇之二色性脫水產物(聚乙烯)之經配向之分子鏈的聚乙烯醇/聚乙烯共聚物。特別是，適宜的是使用使二色性染料或碘吸附配向於聚乙烯醇系樹脂之偏光元件基板上而成者作為偏光元件。
偏光元件之厚度並無特別限定，但一般而言，為了實現偏光板之薄型化等，較佳為100 μm以下，更佳為10~50 μm，更佳為25~35 μm。
作為支持、保護偏光元件之支持膜，較佳為包含具有低雙折射性且透明性或機械強度、熱穩定性或防水性等優異之聚合物的膜。此種膜之例包括：將TAC(三乙醯纖維素)等纖維素乙酸酯系樹脂或丙烯酸系樹脂、四氟乙烯/六氟丙烯系共聚物等氟系樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚碸系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、聚烯烴樹脂、聚醯胺系樹脂等樹脂成形加工為膜狀者。該等中，就偏光特性或耐久性等方面而言，可較佳地使用利用鹼金屬等對表面進行皂化處理之三乙醯纖維素膜或降冰片烯系熱塑性樹脂膜。降冰片烯系熱塑性樹脂膜由於成為對熱或濕熱之良好的屏障，因此使偏光板之耐久性大幅提高，並且由於吸濕率較低而使尺寸穩定性大幅提高，故而可特別適宜地使用。成形為膜狀之加工可採用：鑄造法、壓光法、擠壓法之先前公知方法。支持膜之厚度並無限定，但就偏光板之薄型化等觀點而言，通常較佳為500 μm以下，更佳為5~300 μm，更佳為5~150 μm。
圖6係表示本發明之液晶顯示裝置之另一實施形態。圖6之液晶顯示裝置與圖4之液晶顯示裝置的不同之處在於：於第1偏光板5與液晶單元1之間配置有相位差板8。該相位差板8係於與液晶單元1之表面垂直之方向上相位差大致為零者，且係自正對面不受任何光學作用影響，自傾斜方向觀察時表現出相位差，可補償液晶單元1中產生之相位差者。藉此，可獲得更廣之視角，更優異之顯示品質及色再現性。相位差板8可配置於第1偏光板5與液晶單元1之間及/或第2偏光板6與液晶單元1之間。
相位差板8之例包括：將聚碳酸酯樹脂或環烯烴系聚合物樹脂製成膜，對該膜進而進行雙軸延伸而獲得者；或將液晶性單體藉由光聚合反應使分子排列固定化而獲得者。由於相位差板8係對液晶之排列進行光學補償者，故而使用與液晶排列相反之折射率特性者。具體而言，TN模式之液晶顯示單元例如可適宜使用「WV膜」(Fuji Film股份有限公司製造)；STN模式之液晶顯示單元例如可適宜使用「LC膜」(新日本石油股份有限公司製造)；IPS模式之液晶單元例如可適宜使用雙軸性相位差膜；VA模式之液晶單元例如可適宜使用將A板及C-板組合而成之相位差板、雙軸性相位差膜；π單元模式之液晶單元例如可適宜使用「OCB用WV膜」(Fuji Film股份有限公司製造)等。
實施例
以下，列舉實施例對本發明進行更詳細之說明，但本發明並不限定於該等。
實施例1
(1)鏡面模具之製作
對直徑200mm之鐵輥(依據JIS之STKM13A)之表面進行 工業用鍍鉻加工，繼而使用該鐵輥對模具之表面進行鏡面研磨而製作鏡面模具。所獲得之模具之鍍鉻面之維克氏硬度為1000。再者，維克氏硬度係使用超音波硬度計MIC10(Krautkramer公司製造)，依據JIS Z 2244而測定(於以下例中維克氏硬度之測定法相同)。
(2)包含光擴散層與基材膜之光擴散膜之製備
將季戊四醇三丙烯酸酯(60重量份)及多官能胺基甲酸酯化丙烯酸酯(二異氰酸己二酯與季戊四醇三丙烯酸酯之反應產物，40重量份)混合至丙二醇單甲基醚溶液中，以固體成分濃度達到60重量%之方式進行調整，而獲得紫外線硬化性樹脂組合物。再者，自該組合物中去除丙二醇單甲基醚並進行紫外線硬化後之硬化物的折射率為1.53。
其次，相對於上述紫外線硬化性樹脂組合物之固體成分100重量份，添加30重量份之重量平均粒徑為12.0μm之聚苯乙烯系粒子(積水化成品工業股份有限公司製造SBX-12)作為透光性微粒子、5重量份之作為光聚合起始劑之「Lucirin TPO」(BASF公司製造，化學名：2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦)，以固體成分率達到60重量%之方式利用丙二醇單甲基醚進行稀釋，而製備塗佈液。
將該塗佈液塗佈於厚度80μm之三乙醯纖維素(TAC)膜(基材膜)上，於設定為80℃之乾燥機中乾燥1分鐘。以紫外線硬化性樹脂組合物層成為模具側之方式，對乾燥後之基材膜藉由橡膠輥進行擠壓而使其密著於上述(1)中製作之模具之鏡面。於該狀態下，自基材膜側照射以h線光量換算而達到300 mJ/cm2 的由強度20 mW/cm2 之高壓水銀燈發出之光，使紫外線硬化性樹脂組合物層硬化，而製作包含具有平坦之表面之光擴散層與基材膜的圖1所示結構之光擴散膜。
實施例2
除了使用35重量份之重量 平均粒徑為6.0 μm之聚苯乙烯系粒子(積水化成品工業股份有限公司製造，SBX-6)作為透光性微粒子以外，與上述實施例1同樣地製作光擴散膜。
比較例1
除了使用10重量份之重量 平均粒徑為6.0 μm之聚苯乙烯系粒子(積水化成品工業股份有限公司製造，SBX-6)作為透光性微粒子以外，與上述實施例1同樣地製作光擴散膜。
比較例2
除了使用80重量份之重量平均粒徑為6.0 μm之聚苯乙烯系粒子(積水化成品工業股份有限公司製造，SBX-6)作為透光性微粒子以外，與上述實施例1同樣地製作光擴散膜。
比較例3
除了使用40重量份之重量平均粒徑為6.0μm之苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚合系粒子(積水化成品工業股份有限公司製造)作為透光性微粒子以外，與上述實施例1同樣地製作光擴散膜。
[透光性微粒子之重量平均粒徑]
實施例1、2及比較例1~3中使用之透光性微粒子之重量平均粒徑係基於庫爾特原理(微孔電阻法)，並使用庫爾特粒子計數器(Beckman Coulter公司製造)進行測定。
[光擴散層之膜厚]
使用NIKON公司製造之DIGIMICRO MH-15(主機)及ZC-101(計數器)測定實施例1、2及比較例1~3中所獲得之光擴散膜之層厚，自該層厚減去基材厚度80 μm，藉此求出光擴散層之膜厚。
[霧度值之測定]
測定實施例1、2及比較例1~3中所獲得之光擴散膜之霧度值。將測定結果示於表1。再者，由表示對膜照射光而透射之光線之總量的總光線透射率(Tt)與藉由膜擴散而透射之擴散光線透射率(Td)之比，根據下述式(1)求出霧度值：
霧度(%)=(Td/Tt)×100　(1)。
此處，總光線透射率(Tt)係於與入射光同軸之狀態下透射之平行光線透射率(Tp)與擴散光線透射率(Td)之和。總光線透射率(Tt)及擴散光線透射率(Td)係依據JIS K 7361並使用霧度透射率計(村上色彩技術研究所股份有限公司製造，HM-150)而測定。
為了防止試樣之翹曲，使用光學透明之接著劑以第2光擴散層成為表面之方式將其貼合至玻璃基板上，並於此狀態下測定總霧度。
內部霧度之測定，係藉由利用甘油將霧度大致為0之三乙醯纖維素膜貼附於膜表面，消除膜外側之影響，而與總霧度之測定同樣地進行。
外部霧度係由上述總霧度及內部霧度之測定值並根據下式而求出。
外部霧度(%)=總霧度(%)-內部霧度(%)
[液晶顯示裝置之評價]
於IPS模式之32吋液晶電視「VIERA TH-32LZ85」(Panasonic股份有限公司製造)之背光裝置中使用2片具有相對於正面方向(顯示面之法線方向)為70°之方向上之亮度值為10%的光擴散板、及與稜線正交之垂直剖面上之相當於稜線的頂點之頂角為95°之線狀稜鏡部的稜鏡膜，其中一片稜鏡膜係配置為使此線狀稜鏡之稜線之方向大致與第1偏光板之透射軸平行，另一片稜鏡膜係配置為使此線狀稜鏡之稜線之方向大致與第2偏光板之透射軸平行。繼而，將液晶單元之光出射面側之偏光板剝離，以成為正交偏光之方式貼合碘系普通偏光板「TRW842AP7」(住友化學股份有限公司製造)，於其上貼合實施例1、2及比較例1~3中製作之光擴散膜，而製作液晶顯示裝置。
針對所製作之液晶顯示裝置，使用TOPCON股份有限公司製造之亮度計「BM5A」型來測定正面對比度。又，進行自視角(與液晶顯示裝置之正面方向形成之角度)為40°、50°及60°之方向觀察之顯示品質之評價。將分別使用實施例1、2及比較例1~3之光擴散膜的液晶顯示裝置之正面對比度之測定結果示於表2，將視角之評價結果示於表3。
如表2、3所示，使用實施例1及實施例2之光擴散膜的液晶顯示裝置之正面對比度，與比較例1及比較例3相比降低較小，維持大致同等之水平，並且均具有60°以上之較廣之視角。
相對於此，於比較例1中，由於光擴散層中之透光性粒子之添加量較少，因此光擴散性較弱，雖然正面對比度較高，但視角較窄。又，於比較例2中，由於光擴散層中之透光性粒子之添加量過多，因此光擴散性過強，雖然視角較廣，但正面對比度大幅降低。於比較例3中，由於光擴散層中所使用之透光性樹脂與透光性粒子之折射率差較小，因此光擴散性較弱，雖然正面對比度較高，但視角變窄。
含有本發明之光擴散膜之液晶顯示裝置，幾乎不發生閃爍，正面對比度較高且視角較廣。
1．．．液晶單元
2．．．背光裝置
3．．．光擴散板(光擴散機構)
4a、4b．．．稜鏡膜(光偏向機構)
5．．．第1偏光板
6．．．第2偏光板
7．．．光擴散膜
8．．．相位差板
11a、11b．．．透明基板
12．．．液晶層
21．．．盒體
22．．．冷陰極管
41a、41b．．．線狀稜鏡部
42a、42b．．．稜線
61．．．偏光元件
62．．．支持膜
71．．．基材膜
72．．．光擴散層
73．．．透光性樹脂層
721．．．透光性樹脂
722．．．透光性微粒子
θ．．．頂角
圖1係表示本發明之光擴散膜之一例的概略圖。
圖2係表示本發明之光擴散膜之另一例的概略圖。
圖3係表示使用本發明之光擴散膜之偏光板之一例的概略圖。
圖4係表示本發明之液晶顯示裝置之一例的概略圖。
圖5係表示稜鏡膜與偏光板之配置例的概略圖。
圖6係表示本發明之液晶顯示裝置之另一例的概略圖。
7．．．光擴散膜
71．．．基材膜
72．．．光擴散層
721．．．透光性樹脂
722．．．透光性微粒子

Claims (10)

  1. 一種光擴散膜，其係具有基材膜、與包含透光性樹脂及分散於透光性樹脂中之透光性微粒子且表面平坦之光擴散層者，上述透光性微粒子之平均粒徑為6μm以上、未達20μm，上述透光性微粒子之含量相對於上述透光性樹脂100重量份而為25重量份以上、60重量份以下，上述透光性微粒子之折射率大於上述透光性樹脂之折射率，上述透光性微粒子之折射率與上述透光性樹脂之折射率之差為0.04以上、0.2以下，上述光擴散層之厚度為上述透光性微粒子之平均粒徑之1倍以上、3倍以下。
  2. 如請求項1之光擴散膜，其中總霧度為40%以上、70%以下，內部霧度為40%以上、70%以下，外部霧度未達1%。
  3. 如請求項1或2之光擴散膜，其中上述光擴散層之與基材膜之相反側進而具有抗反射層。
  4. 一種液晶顯示裝置，其係依序配置背光裝置、光偏向機構、第1偏光板、於一對基板之間設置液晶層而成之液晶單元、第2偏光板、及光擴散膜，且將第1偏光板與第2偏光板配置為使該等透射軸成為正交偏光關係者，上述光擴散膜係如請求項1至3中任一項之光擴散膜。
  5. 如請求項4之液晶顯示裝置，其中上述光擴散膜之光擴散層係配置在比基材膜更靠光射出側。
  6. 如請求項4之液晶顯示裝置，其中上述光偏向機構具有兩片於光射出側以特定間距設置有複數個於光射出側具有稜線之線狀稜鏡部的稜鏡膜，其中一片稜鏡膜係配置為使其線狀稜鏡部之稜線之方向實質上與上述第1偏光板之透射軸平行，另一片稜鏡膜係配置為使其線狀稜鏡之稜線之方向實質上與第2偏光板之透射軸平行。
  7. 如請求項5之液晶顯示裝置，其中上述光偏向機構具有兩片於光射出側以特定間距設置有複數個於光射出側具有稜線之線狀稜鏡部的稜鏡膜，其中一片稜鏡膜係配置為使其線狀稜鏡部之稜線之方向實質上與上述第1偏光板之透射軸平行，另一片稜鏡膜係配置為使其線狀稜鏡之稜線之方向實質上與第2偏光板之透射軸平行。
  8. 如請求項6或7之液晶顯示裝置，其中於與上述線狀稜鏡部之稜線正交之垂直剖面上，相當於稜線的頂點之頂角為90~110°。
  9. 如請求項4至7中任一項之液晶顯示裝置，其中於上述背光裝置與上述光偏向機構之間，進而具有光擴散機構。
  10. 如請求項8之液晶顯示裝置，其中於上述背光裝置與上述光偏向機構之間，進而具有光擴散機構。
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