TWI519827B - A light diffusion film and a method for producing the same, a coating liquid for use, and a polarizing plate using the same, and a liquid crystal display device - Google Patents

Description

光擴散膜及其製造方法、其使用之塗布液、及使用其之偏光板、液晶顯示裝置

本發明係關於一種於基材膜上包含光擴散層之光擴散膜及其製造方法、及其使用之塗布液。又，本發明係關於一種使用該光擴散膜之偏光板及液晶顯示裝置。

近年來，液晶顯示裝置於行動電話、電腦用顯示器、電視、液晶投影器等中之用途迅速展開。一般而言，液晶顯示裝置係藉由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動作，並電性控制通過該液晶之光，將明暗之差異顯示於畫面上而顯示文字或圖像。

先前指出，於液晶顯示裝置中存在自斜向觀察顯示畫面之情形時，無法獲得高對比度，進而由於圖像之明暗逆轉之色調顛倒現象等而無法獲得良好之顯示特性等問題，即視角狹小之問題。

作為解決上述問題之方法，先前已知有於液晶顯示裝置之視認側表面設置光擴散膜之技術。例如，悉知有藉由將含有微粒子之塗布液塗布於基材上而形成的包含高霧度之光擴散層之光擴散膜(光擴散片材)。藉由將此種光擴散膜配置於液晶顯示裝置之視認側表面，於自斜向觀察液晶顯示裝置之顯示畫面之情形時，可藉由圖像之對比度降低或色調顛倒現象之改善而擴大視角。

然而，於先前之光擴散膜中，若為獲得廣視角而賦予充分之光擴散性，則有顯示圖像之穿透清晰度降低，伴隨此顯示圖像之正面對比度降低，並且藉由光擴散層之表面漫反射而產生畫面整體感覺發白即褪色泛白之問題。又，若反之欲賦予充分之穿透清晰度，則光擴散性變得不充分而無法獲得廣視角。

另一方面，作為先前之光擴散膜之製造方法，已知有將含有紫外線硬化樹脂、溶劑及透光性微粒子之塗布液塗布於基材膜上，使其乾燥並硬化之方法。然而，若於上述塗布液中含有相對較多之水分，則於所獲得之光擴散膜之表面產生收縮、顏色不均等不良情形。

例如於日本專利特開2010-286581號公報(專利文獻1)中，揭示有一種抗反射膜之製造方法，該抗反射膜係於透明基材之至少單面積層有低折射率層者，其特徵在於：於上述低折射率層製作時之低折射率層形成用塗液中使用分子篩作為脫水劑。然而，即便使用分子篩，於抑制所獲得之光擴散膜上之收縮、顏色不均等不良情形之方面而言仍未必充分。又，若使用分子篩，則於應用模塗方式將塗布液塗敷於基材膜上而製造光擴散膜之情形時，另外需要用以去除分子篩之過濾等步驟。

本發明係為解決上述課題而成者，其目的在於提供一種表面不產生收縮、顏色不均等之光擴散膜及其製造方法、及其使用之塗布液。

本發明之塗布液係含有紫外線硬化樹脂、溶劑、及重量平均粒徑為1 μm以上之透光性微粒子者，且上述透光性微粒子之含水率為0.1~0.8質量%。

根據本發明，可提供一種高正面對比度與廣視角並存，能有效防止褪色泛白，且表面不產生收縮、顏色不均等之光擴散膜及其製造方法，及其使用之塗布液。應用此種具備優異光學特性之光擴散膜或偏光板之液晶顯示裝置顯示高正面對比度及廣視角特性，並且可有效防止由表面漫反射引起之褪色泛白，視認性優異。

本發明之塗布液中的上述透光性微粒子之重量平均粒徑較佳為3~20 μm。

本發明之塗布液中的上述透光性微粒子之含量相對於上述紫外線硬化樹脂100重量份，較佳為10~60重量份。

於本發明之塗布液中，構成上述透光性微粒子之樹脂材料之吸水率較佳為0.01~0.5%/24 hr。

又，本發明亦提供一種藉由將上述本發明之塗布液塗布於基材膜上，照射紫外線使塗布液硬化，形成光擴散層而獲得之光擴散膜。

本發明之光擴散膜中的光擴散層之厚度較佳為5~20 μm。

本發明之光擴散膜之內部霧度較佳為40~70%。

又，本發明亦提供一種將上述本發明之光擴散膜與偏光膜貼合而成之偏光板。

本發明亦提供一種藉由模塗方式將塗布液塗布於基材膜 上的上述本發明之光擴散膜之製造方法。

本發明進而提供一種包含上述本發明之光擴散膜之液晶顯示裝置。

<塗布液>

本發明之塗布液含有紫外線硬化樹脂、溶劑、及重量平均粒徑為1 μm以上之透光性微粒子。

作為本發明之塗布液中之紫外線硬化樹脂，可列舉如多元醇之丙烯酸或甲基丙烯酸酯之多官能性丙烯酸酯；以及由二異氰酸酯、與多元醇及丙烯酸或甲基丙烯酸之羥基酯等合成的多官能之丙烯酸胺基甲酸酯等。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、多硫醇多烯樹脂等。

作為本發明之塗布液中之溶劑，可考慮黏度等而自以下者中選擇使用：己烷、環己烷、辛烷等脂肪族烴；甲苯、二甲苯等芳香族烴；乙醇、1-丙醇、異丙醇、1-丁醇、環己醇等醇類；甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮類；乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯等酯類；乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、二乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚等二醇醚類；乙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等酯化二醇醚類；2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇等賽路蘇類；2-(2-甲氧基乙氧基)乙醇、2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇、2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇等 卡必醇類等。該等溶劑可單獨使用，亦可視需要混合數種使用。

該等溶劑通常使用不含水分者。

此處，本發明之透光性微粒子之重量平均粒徑為1 μm以上。若透光性微粒子之重量平均粒徑未達1 μm，則有由於表面積增加而容易吸水，含水率之管理變困難之虞。又，就可見光區域之散射性之方面而言，本發明之透光性微粒子之重量平均粒徑較佳為3~20 μm，更佳為5~10 μm。

於本發明之透光性微粒子中，其粒徑之標準偏差與重量平均粒徑之比(標準偏差/重量平均粒徑)較佳為0.5以下，更佳為0.4以下。於該比超過0.5之情形時，則有含有作為透光性微粒子其粒徑過大者，於光擴散層之表面常產生突起狀缺陷，光擴散膜之表面霧度及/或中心線平均粗糙度Ra偏離上述特定範圍之情形。再者，透光性微粒子之重量平均粒徑及粒徑之標準偏差係使用利用庫爾特原理(孔隙電阻法)之庫爾特粒子計數器(Coulter Multisizer)(Beckman Coulter公司製)而測定。

本發明之塗布液的透光性微粒子之含水率為0.1~0.8質量%。即，本發明之一大特徵在於，並非將塗布液中之水分量而是將塗布液中之透光性微粒子之含水率設於特定範圍內。藉此，與如使用分子篩之先前之情形不同，可防止塗布液中之透光微粒子之凝聚，從而可獲得表面不產生收縮、顏色不均等之光擴散膜。

若透光性微粒子之含水率未達0.1質量%，則塗布液製備 時之發塵等操作特性明顯惡化，又，若透光性微粒子之含水率超過0.8質量%，則由於與溶劑或紫外線硬化樹脂之融合變差的粒子彼此之凝聚，而導致於所獲得之光擴散膜之表面產生收縮、顏色不均等。另一方面，透光性微粒子之含水率較佳為0.4~0.7質量%，特佳為0.6~0.7質量%。

透光性微粒子之含水率例如可使用加熱減量法而測定。具體而言，將透光性微粒子5 g設置於MS-70(A&D股份有限公司製)上，於105℃、3小時之條件下測定。讀取測定結束後所顯示之數值(將乾燥前之質量設為100%而計算乾燥前後之質量減少分所得者)，並將其作為含水率。

藉由在使用前於30~50℃乾燥環境下乾燥24小時，可獲得具有如上所述之含水率之透光性微粒子。又，為保持含水率，透光性微粒子之保管條件亦變得重要。對於保管條件，較理想為保管環境濕度為40%以下，進而理想為乾燥環境下。又，較理想為使用透濕性較低之物質捆包保管透光性微粒子。作為透濕性較低之物質，具體而言可列舉以聚乙烯或鋁所形成之容器。

於本發明中，構成透光性微粒子之樹脂材料之吸收率較佳為0.01~0.5%/24 hr，更佳為0.01~0.3%/24 hr。於構成透光性微粒子之樹脂材料之吸收率未達0.01%/24 hr之情形時，有塗布液製備時之發塵等操作特性惡化之虞。又，於構成透光性微粒子之樹脂材料之吸收率超過0.5%/24 hr之情形時，有透光性微粒子之含水率之管理變困難之虞。又，作為本發明之塗布液中之透光性微粒子，較佳為聚苯 乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、及聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯)共聚物。藉由改變上述共聚物中苯乙烯成分與甲基丙烯酸甲酯成分之聚合比例，可抑制吸水率。透光性微粒子可包含1種微粒子，亦可包含2種以上之微粒子。再者，用於塗敷液之溶劑通常為不含水分者，於塗敷液中透光性微粒子之含水率亦幾乎無變化，因此可用透光性微粒子單體之含水率代替塗敷液中之透光性微粒子之含水率。透光性微粒子之形狀可為球狀、扁平狀、板狀、針狀、不定形狀等之任一種，較佳為球狀或略球狀。

構成透光性微粒子之樹脂材料之吸收率例如可藉由JIS(Japanese Industrial Standards，日本工業標準)K 7209所規定之方法而測定。具體而言，製作直徑50±1 mm之圓形板、或一邊為50±1 mm之正方形板，使用厚度為3±0.2 mm者作為試片，將該試片於保持在50±2℃之恆溫槽中乾燥24±1小時，再於乾燥器中放冷並調節狀態後，藉由以下步驟而測定。

(1)稱量至多0.1 mg之調節好狀態之試片之質量，將此作為M1。

(2)將試片放入至加入有保持於23±2℃之水之容器中，24±1小時後，將試片自水中取出，稱量至多為0.1 mg，將此作為M2。

(3)吸水率之計算：(M2-M1)/M1×100%

於本發明之塗布液中，透光性微粒子之含量可根據作為目標之光擴散性而適當決定，通常相對於紫外線硬化樹脂 100重量份，較佳為10~60重量份，更佳為20~45重量份。於透光性微粒子之含量相對於紫外線硬化樹脂100重量份未達10重量份之情形時，存在所得之光擴散膜之光擴散性變得不充分，未達到視角改善效果之虞。又，於透光性微粒子之含量相對於紫外線硬化樹脂100重量份超過60重量份之情形時，存在由於光擴散性過強而導致正面對比度降低之虞。

透光性微粒子之折射率較佳為大於紫外線硬化樹脂之折射率，其差較佳為0.04~0.15之範圍。藉由將透光性微粒子與紫外線硬化樹脂之折射率差設為上述範圍內，容易藉由透光性微粒子與紫外線硬化樹脂之折射率差產生適度之內部散射而將所獲得之光擴散膜之總霧度及內部霧度控制於上述特定之範圍內，並且容易適度抑制穿透清晰度將其控制於上述特定之範圍內。

於本發明之塗布液中，為使所獲得之光擴散膜之光學特性及表面形狀為均質者，塗布液中之透光性微粒子之分散較佳為各向同性分散。

本發明之塗布液較佳為進而包含光聚合起始劑(自由基聚合起始劑)。作為光聚合起始劑，例如可使用苯乙酮系光聚合起始劑、安息香系光聚合起始劑、二苯甲酮系光聚合起始劑、9-氧硫系光聚合起始劑、三系光聚合起始劑、二唑系光聚合起始劑等。又，作為光聚合起始劑，亦可使用例如2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦、2,2'-雙(鄰氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-聯咪唑、10-丁 基-2-氯吖啶酮、2-乙基蒽醌、苯偶醯、9,10-菲醌、樟腦醌、苯基乙醛酸甲酯、二茂鈦化合物等。

光聚合起始劑之使用量相對於塗布液中所含之紫外線硬化樹脂100重量份，通常為0.5~20重量份，較佳為1~5重量份。

塗敷液可藉由將紫外線硬化樹脂及透光性微粒子，並根據需要進而將光聚合起始劑與溶劑混合而製備。

並且，如上所述本發明之塗敷液中的透光性微粒子之含水率可用透光性微粒子單體之含水率代替，因此例如可藉由預先將含水率為0.1~0.8%之透光性微粒子10~60重量份、紫外線硬化樹脂100重量份、及根據需要之光聚合起始劑0.5~20重量份與上述溶劑以固形物成分率達到20~80質量%之方式混合而製造本發明之塗敷液。

<光擴散膜>

本發明亦提供一種藉由將上述本發明之塗布液塗布於基材膜上，照射紫外線使塗布液硬化，形成光擴散層而獲得之光擴散膜。

作為使用於本發明之光擴散膜中之基材膜，只要為透光性者即可，例如可使用玻璃或塑膠膜等。作為塑膠膜，只要具有適度之透明性、機械強度即可。具體而言，例如可列舉TAC(Tri acetyl cellulose，三乙醯纖維素)等乙酸纖維素系樹脂，丙烯酸系樹脂，聚碳酸酯樹脂，聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯系樹脂，聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴系樹脂等。基材膜101之層厚例如為10~500 μm，較佳為20~300 μm。

本發明之光擴散膜之光擴散層係以上述紫外線硬化樹脂作為基材之層，且係於紫外線硬化樹脂中分散透光性微粒子而成。光擴散層較佳為其表面(與基材膜相反側之表面)之依照JIS B 0601之中心線平均粗糙度Ra為0.2 μm以下，更佳為0.1 μm以下。再者，亦可於基材膜及光擴散層之間包含其他層(包括接著劑層)。

光擴散層之層厚較佳為5~20 μm之範圍。於光擴散層之層厚未達5 μm之情形時，有時無法賦予配置於液晶顯示裝置之視認側表面之光擴散膜所要求的充分之耐擦傷性。又，於層厚超過20 μm之情形時，所製作之光擴散膜中產生之捲曲量增大，向其他膜或基板之貼合等中之操作性變差。

本發明之光擴散膜較佳為內部霧度為40~70%。又，本發明之光擴散膜更佳為內部霧度為40~70%，且總霧度為40~70%。此處，所謂「總霧度」，係藉由下式(1)，由表示對光擴散膜照射光而穿透之光線總量之總光線穿透率(Tt)與藉由光擴散膜而擴散並穿透之擴散光線穿透率(Td)之比而求得。

總霧度(%)=(Td/Tt)×100 (1)

此處，總光線穿透率(Tt)為與入射光同軸穿透之平行光線穿透率(Tp)、與擴散光線穿透率(Td)之和。總光線穿透率(Tt)及擴散光線穿透率(Td)為依據JIS K 7361進行測定而 得之值。

又，所謂光擴散膜之「內部霧度」，係指總霧度中，除起因於光擴散層之表面形狀之霧度(表面霧度)以外之霧度。於光擴散膜中，起因於光擴散層之表面形狀之表面霧度通常未達2%。

於總霧度及/或內部霧度未達40%之情形時，光擴散性不充分，視角變狹小。又，於總霧度及/或內部霧度超過70%之情形時，光散射過強，因此將該光擴散膜應用於液晶顯示裝置時，例如於黑色顯示中，由於相對於液晶顯示裝置之正面方向自斜向漏出之光藉由光擴散層向正面方向散射等原因，而使正面對比度降低，顯示品質變差。又，於總霧度及/或內部霧度超過70%之情形時，有光擴散膜之透明性受損之傾向。總霧度及內部霧度分別較佳為50~65%。

於本發明之光擴散膜中，光擴散層之表面(與基材膜相反側之表面)較佳為僅藉由紫外線硬化樹脂而形成。即，透光性微粒子較佳為不自光擴散層表面突出而完全地埋沒於光擴散層內。為此，光擴散層之層厚較佳為相對於透光性微粒子之重量平均粒徑為1~3倍。於光擴散層之層厚未達透光性微粒子之重量平均粒徑之1倍時，存在難以控制光擴散膜之表面霧度，由此產生褪色泛白之情形。又，於光擴散層之層厚超過透光性微粒子之重量平均粒徑之3倍時，存在光擴散層之膜厚變得過厚，伴隨此光擴散膜之光擴散性過強，因此正面對比度下降之情形。

又，本發明之光擴散膜亦可進而包含積層於光擴散層上 (與基材膜相反側之面)之抗反射層。抗反射層可直接形成於光擴散膜上，亦可另外準備於透明膜上形成抗反射層而成之抗反射膜，使用黏著劑或接著劑將其積層於光擴散膜上。抗反射層係為無限降低反射率而設置者，藉由抗反射層之形成可防止向顯示畫面之映入。作為抗反射層，可列舉包含折射率低於光擴散層之材料之低折射率層；包含折射率高於光擴散層之材料之高折射率層、與包含折射率低於該高折射率層之材料之低折射率層的積層構造等。於使用黏著劑或接著劑將抗反射膜積層於光擴散膜之情形時，可使用市售之抗反射膜。

又，本發明之光擴散膜只要光擴散層表面之中心線平均粗糙度Ra為0.2 μm以下，則亦可進而包含積層於光擴散層上(與基材膜相反側之面)之具有表面凹凸之層。具有表面凹凸之層可直接形成於擴散膜上，亦可另外準備於透明膜上形成具有表面凹凸之層而成的具有表面凹凸之膜，使用黏著劑或接著劑將其積層於擴散膜上。

作為具有表面凹凸之層，例如可列舉防眩層。防眩層係為利用表面之漫反射減少向顯示畫面之映入而設置。於光擴散層上設置防眩層之情形時，可使用公知之方法，例如可藉由在光擴散層上，將含有透光性微粒子之紫外線硬化型樹脂組合物塗敷於薄膜上並使其硬化而獲得。於使用黏著劑或接著劑將防眩膜積層於擴散膜上之情形時，可使用市售之防眩膜，亦可依據上述方法製作於透明膜上形成防眩層者而使用。

<光擴散膜之製造方法>

本發明亦提供一種製造上述光擴散膜之方法。於本發明之光擴散膜之製造方法中，上述本發明之塗布液之對基材膜之塗布係以模塗方式進行。模塗方式係自狹縫(slot)將塗布液直接塗敷於支持體上之方式，且塗敷量僅由塗布液之流出量及支持體速度而決定，不受塗布液之黏度或表面張力等物理特性之影響。例如，於使用分子篩之專利文獻1中，採用凹版印刷塗布作為塗敷方式。凹版印刷塗布係以使用實施有雕刻之凹版進行計量之方式，藉由刮刀將浸漬於浴槽中之凹版輥凸部所附著之塗布液刮落，於凹版輥之凹部計量塗布液並使其轉移至支持體。凹版印刷塗布之特徵在於，無需運轉操作技術，即便範圍廣泛塗膜厚度亦均勻，可進行薄膜塗布。由於本發明未如先前般使用分子篩而考慮透光性微粒子之含水率，故可不進行用以去除分子篩之過濾等步驟而應用模塗方式。

本發明之光擴散膜之製造方法較佳為包括：(A)以模塗方式將塗布液塗布於基材膜上之步驟；(B)將模具之鏡面或凹凸面轉印於包含塗布液之層之表面上的步驟；以及(C)照射紫外線使包含塗布液之層硬化而形成光擴散層之步驟。

於將塗布液塗布於基材膜上時，如上所述，較佳為以光擴散層之膜厚達到透光性微粒子之重量平均粒徑之1~3倍的方式調整塗布膜厚。

再者，為改良塗布液之塗布性或與光擴散層之接著性， 亦可於基材膜之表面(光擴散層側表面)實施各種表面處理。作為表面處理，可列舉：電暈放電處理、輝光放電處理、表面酸處理、表面鹼處理、紫外線照射處理等。又，亦可於基材膜上形成例如底塗層等其他層，再於該其他層上塗布塗布液。

又，於使用本發明之光擴散膜作為下述偏光膜之保護膜之情形時，為提高基材膜與偏光膜之接著性，較佳為預先藉由各種表面處理將基材膜之表面(與光擴散層相反側之表面)親水化。

於上述步驟(B)中，將模具之鏡面或凹凸面轉印於上述包含塗布液之層之表面。具體而言，為獲得具有平坦表面之光擴散層，而使具有鏡面之模具(鏡面模具)之該鏡面密接於包含塗布液之層之表面而轉印鏡面。又，為獲得具有凹凸表面形狀之光擴散層，而使具有凹凸面之模具(壓紋加工用模具)之該凹凸面密接於包含塗布液之層之表面而轉印凹凸面。鏡面模具可為鏡面金屬製輥，又，壓紋加工用模具可為壓紋加工用金屬製輥。藉由如此般將模具之鏡面或凹凸面轉印於光擴散層之表面，可有效防止透光性微粒子突出於光擴散層表面，而可形成具有所需之表面形狀之光擴散層。

於上述步驟(C)中，對包含塗布液之層照射紫外線而使該層硬化。作為紫外線之光源，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、金屬鹵化物燈、氙氣燈等。又，亦可使用ArF(Argon fluoride， 氟化氬)準分子雷射、KrF(Krypton fluoride，氟化氪)準分子雷射、準分子燈或同步加速器放射光等。於該等之中，較佳為使用超高壓水銀燈、高壓水銀燈、低壓水銀燈、氙氣燈、金屬鹵化物燈。

於本發明之光擴散膜之製造方法中，具體而言，為連續地製造本發明之光擴散膜而包括將捲繞為輥狀之基材膜連續地送出之步驟、塗布本發明之塗布液並視需要使其乾燥之步驟、使包含塗布液之層硬化之步驟、及捲取所得之光擴散膜之步驟。

首先，藉由捲出裝置使基材膜連續地捲出。其次，使用模塗裝置及與此相對向之支承輥將塗布液塗敷於捲出之基材膜上。接著，藉由通過乾燥機而使其乾燥。繼而，使設置有包含塗布液之層之基材膜以該包含塗布液之層與鏡面金屬製輥或壓紋加工用金屬製輥密接之方式捲掛於鏡面金屬製輥或壓紋加工用金屬製輥與夾輥之間。藉此，鏡面金屬製輥之鏡面或壓紋加工用金屬製輥之凹凸面得以轉印於包含塗布液之層之表面。接著，於基材膜捲掛於鏡面金屬製輥或壓紋加工用金屬製輥之狀態下，通過基材膜而自紫外線照射裝置照射紫外線，藉此使包含塗布液之層硬化。就藉由紫外線照射會使照射面變為高溫之方面而言，鏡面金屬製輥或壓紋加工用金屬製輥較佳為於其內部包含用以將其表面溫度調整至室溫~80℃左右之冷卻裝置。又，紫外線照射裝置可使用一台或複數台。形成有光擴散層之基材膜(光擴散膜)藉由剝離輥而自鏡面金屬製輥或壓紋加工 用金屬製輥剝離。以如上方式製作之光擴散膜被捲取至捲取裝置上。此時，出於保護光擴散層之目的，亦可一面經由具有再剝離性之黏著劑層將包含聚對苯二甲酸乙二酯或聚乙烯等之保護膜貼合於光擴散層表面上一面進行捲取。

再者，藉由剝離輥自鏡面金屬製輥或壓紋加工用金屬製輥剝離後，亦可進行追加之紫外線照射。又，亦可將形成有未硬化之包含樹脂液之層的基材膜自鏡面金屬製輥或壓紋加工用金屬製輥剝離後，照射紫外線使其硬化，而代替於捲掛於鏡面金屬製輥或壓紋加工用金屬製輥之狀態下進行紫外線照射。

<偏光板>

本發明亦提供一種將上述本發明之光擴散膜與偏光膜貼合而成之偏光板。

作為偏光膜，例如可列舉使二色性染料或碘吸附定向於包含聚乙烯醇系樹脂、聚乙酸乙烯酯樹脂、乙烯/乙酸乙烯酯(EVA，ethylene-vinyl acetate)樹脂、聚醯胺樹脂、聚酯系樹脂等之膜而成者；於分子定向之聚乙烯醇膜中含有聚乙烯醇之二色性脫水產物(聚乙炔)之定向之分子鏈的聚乙烯醇/聚乙炔共聚物等。尤其適宜使用使二色性染料或碘吸附定向於聚乙烯醇系樹脂膜而成者作為偏光膜。偏光膜之厚度並無特別限定，一般就偏光膜之薄型化等觀點而言，較佳為100 μm以下，更佳為10~50 μm之範圍，進而較佳為25~35 μm之範圍。

本發明之偏光板亦可於偏光膜之與貼合有光擴散膜之側 相反側貼合保護膜。作為保護膜，較佳為包含低雙折射性，且透明性或機械強度、熱穩定性或防水性等優異之聚合物之膜。作為此種膜，例如可列舉將TAC(三乙醯纖維素)等乙酸纖維素系樹脂；丙烯酸系樹脂；如四氟乙烯/六氟丙烯系共聚物之氟系樹脂；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；聚烯烴系樹脂或聚醯胺系樹脂等樹脂成形加工為膜狀而成者。於該等之中，就偏光特性或耐久性等方面而言，可較佳地使用藉由鹼等對表面進行皂化處理之三乙醯纖維素膜、或降烯系熱塑性樹脂膜。降烯系熱塑性樹脂膜由於耐濕熱性高，故可大幅提高偏光板之耐久性，並且由於吸濕性少，故尺寸穩定性高而尤其適宜。對膜之成形加工可使用澆鑄法、軋光法、擠出法之先前公知之方法，保護膜之厚度並無限定，就偏光板之薄膜化等觀點而言，較佳為500 μm以下，更佳為5~300 μm之範圍，進而較佳為5~150 μm之範圍。

<液晶顯示裝置>

本發明亦提供一種包含上述本發明之光擴散膜之液晶顯示裝置。典型而言，上述本發明之偏光板於安裝於液晶顯示裝置中之情形時，以光擴散膜成為光出射側(視認側)之方式經由黏著劑層等貼合於液晶面板之玻璃基板上而組入液晶顯示裝置中。

本發明之液晶顯示裝置適宜以依序包含背光裝置、光偏 向機構、背光側偏光板、液晶單元、及本發明之偏光板之方式而構成。具體而言，於正常顯白模式之TN方式之液晶顯示裝置之情形時，依序配置背光裝置、光擴散板、作為光偏向機構之2片稜鏡膜、背光側偏光板、於一對透明基板之間設置液晶層而成之液晶單元、及本發明之偏光板(視認側偏光板)。

背光側偏光板與視認側偏光板係以該等之穿透軸成為正交偏光關係之方式而配置。又，2片稜鏡膜分別於光出射側(視認側)之面(與背光側偏光板相對向之表面)平行地形成複數個線狀稜鏡，且光入射側(背光裝置側)之面為平坦面。並且，稜鏡膜係以其線狀稜鏡之稜線方向與背光側偏光板之穿透軸方向實質上達到平行之方式而配置，稜鏡膜係以其線狀稜鏡之稜線方向與構成光擴散性偏光板之視認側偏光板之穿透軸方向實質上達到平行之方式而配置。其中，亦可將稜鏡膜以線狀稜鏡之稜線方向與背光側偏光板之穿透軸方向實質上達到平行之方式而配置，將稜鏡膜以線狀稜鏡之稜線方向與構成光擴散性偏光膜之視認側偏光板之穿透軸方向實質上達到平行之方式而配置。以下，對構成本發明之液晶顯示裝置之構成構件進行更詳細之說明。

(液晶單元)

液晶單元包含藉由間隔件間隔特定距離而對向配置之一對透明基板、及於該一對透明基板之間封入液晶而成之液晶層。於一對透明基板上分別積層形成有透明電極、定向 膜，並於透明電極間施加基於顯示資料之電壓，藉此定向液晶。液晶單元之顯示方式於上述例中為TN方式，亦可使用IPS方式、VA方式等顯示方式。

(背光裝置)

背光裝置包含上表面開口之長方體形狀之盒體、及複數根並列配置於盒體內之作為線狀光源之冷陰極管。盒體係由樹脂材料或金屬材料成形而成，就使自冷陰極管放射之光於盒體內周面反射之觀點而言，較理想為至少盒體內周面為白色或銀色。作為光源，除冷陰極管之外，亦可使用線狀等各種形狀之LED(Light Emitting Diode，發光二極體)等。於使用線狀光源之情形時，配置之線狀光源之根數並無特別限定，就抑制發光面之亮斑等觀點而言，鄰接之線狀光源之中心距離較佳為15~150 mm之範圍。再者，本發明中使用之背光裝置並非限定於直下型者，亦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、或平面狀光源型等各種背光裝置。

(光擴散機構)

本發明之液晶顯示裝置可包含配置於背光裝置與光偏向機構間之作為光擴散機構之光擴散板。光擴散板係使擴散劑分散混合於基材中而成之膜或片材。作為該基材，可使用聚碳酸酯樹脂、甲基丙烯酸系樹脂、甲基丙烯酸甲酯與苯乙烯之共聚物樹脂、丙烯腈與苯乙烯之共聚物樹脂、甲基丙烯酸與苯乙烯之共聚物樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚丙烯或聚甲基戊烯等聚烯烴樹脂、環狀聚烯烴 樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯等聚酯樹脂、聚醯胺系樹脂、聚芳酯樹脂、聚醯亞胺系樹脂等。再者，光擴散機構亦可為併用光擴散板與光擴散膜而成者。

又，作為混合分散於基材中之擴散劑，可列舉與基材之材料不同種類的包含丙烯酸系樹脂、三聚氰胺樹脂、聚乙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、有機聚矽氧樹脂、丙烯酸與苯乙烯之共聚物等之有機微粒子，及包含碳酸鈣、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。所使用之擴散劑之種類可為1種或2種以上。又，亦可使用有機聚合物之氣球或玻璃中空珠粒作為擴散劑。擴散劑之重量平均粒徑較佳為0.5~30 μm之範圍。又，擴散劑之形狀可為球形、扁平、板狀、針狀，較佳為球形。

(稜鏡膜(光偏向機構))

於稜鏡膜中，光入射面側(背光裝置側)為平坦面，且於光出射側之面(與背光側偏光板相對向之表面)平行地形成有複數個剖面為頂端尖細之多角形狀、較佳為三角形狀之線狀稜鏡。作為稜鏡膜之材料，例如可列舉：聚碳酸酯樹脂、ABS(acrylonitrile-butadiene-styrene，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)樹脂、甲基丙烯酸系樹脂、甲基丙烯酸甲酯與苯乙烯之共聚物樹脂、聚苯乙烯樹脂、丙烯腈與苯乙烯之共聚物樹脂、聚乙烯或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。稜鏡膜可藉由異性擠出法、壓製成形法、射出成形法、輥轉印法、雷射剝離法、機械切削法、機械研削法、感光聚 合物製程法等公知之方法而製造。該等方法可分別單獨使用，或者亦可組合2種以上之方法。稜鏡膜之厚度通常為0.1~15 mm，較佳為0.5~10 mm。

線狀稜鏡之與稜線正交之垂直剖面之剖面形狀例如為三角形。於此情形時，該三角形之頂點中形成稜線之頂點之頂角θ較佳為90~110°之範圍。又，該三角形可各邊為等邊或不等邊，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，較佳為光出射側之兩邊相等之等腰三角形。線狀稜鏡之剖面形狀亦可根據來自面光源之出射光之特性而設定，可使其具有曲線等而形成為三角形以外之形狀。

上述稜鏡膜較佳為例如具有以下構造：具有三角形狀之剖面之複數個線狀稜鏡以與三角形之頂點相對之底邊互相鄰接之方式依序配置，且以複數個線狀稜鏡之稜線大致相互平行之方式排列。於此情形時，只要聚光能力未明顯減退，則對於線狀稜鏡之剖面形狀之三角形，其各頂點亦可形成曲線形狀。各稜線間之距離通常為10~500 μm之範圍，較佳為30~200 μm之範圍。

<實施例>

以下，列舉實施例對本發明進行更詳細之說明，但本發明並非受該等實施例限定者。

<實施例1> (1)鏡面金屬製輥之製作

於直徑200 mm之鐵輥(基於JIS之STKM13A)之表面進行 工業用鍍鉻加工，接著對表面進行鏡面研磨而製作鏡面金屬製輥。所獲得之鏡面金屬製輥之鍍鉻面之維氏硬度為1000。再者，維氏硬度係使用超音波硬度計MIC10(Kraut Kramers公司製)，依據JIS Z 2244而測定(於以下之例中維氏硬度之測定法亦相同)。

(2)光擴散膜之製作

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(六亞甲基二異氰酸酯與季戊四醇三丙烯酸酯之反應產物)40重量份混合於丙二醇單甲醚溶液中，以固形物成分濃度達到60重量%之方式進行調整而獲得紫外線硬化樹脂組合物。再者，自該組合物去除丙二醇單甲醚並進行紫外線硬化後的硬化物之折射率為1.53。

接著，相對於上述紫外線硬化樹脂組合物之固形物成分100重量份，添加重量平均粒徑為6.75 μm、標準偏差為0.57、且收納於聚乙烯製容器中並以篩網蓋好後於40℃乾燥之環境下保存1週之聚苯乙烯系樹脂粒子25重量份作為透光性微粒子，並添加作為光聚合起始劑之「Lucirin TPO」(BASF公司製，化學名：2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦)5重量份，以固形物成分率達到60重量%之方式藉由丙二醇單甲醚進行稀釋而製備塗布液。

再者，將透光性微粒子5 g設置於MS-70(A&D股份有限公司製)，以105℃×3小時而測定的於實施例1中使用之透光性微粒子之含水率為0.675重量%。又，藉由JIS K 7209所規定之方法而測定的構成於實施例1中使用之透光性微 粒子的樹脂材料(聚苯乙烯系樹脂)之吸水率為0.02%/24 hr。

將該塗布液塗布於厚度80 μm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。藉由橡膠輥將乾燥後之基材膜以紫外線硬化性樹脂組合物之層成為輥側之方式擠壓密接於上述(1)中所製作之鏡面金屬製輥之鏡面。於此狀態下，自基材膜側，以用h射線換算光量計達到300 mJ/cm²之方式照射來自強度20 Mw/cm²之高壓水銀燈之光，使紫外線硬化樹脂組合物之層硬化，從而獲得包含具有平坦表面之光擴散層及基材膜之光擴散膜。

<實施例2>

使用於15℃、40% RH之環境下保存1週之聚苯乙烯系樹脂粒子作為透光性微粒子，除此以外，與實施例1同樣地獲得光擴散膜。與實施例1同樣地分別測定之透光性微粒子之含水率為0.727重量%，構成透光性微粒子之樹脂材料之吸水率為0.02%/24 hr。

<比較例1>

使用於40℃、90% RH之環境下保存1週之聚苯乙烯系樹脂粒子作為透光性微粒子，除此以外，與實施例1同樣地獲得光擴散膜。與實施例1同樣地分別測定之透光性微粒子之含水率為0.91重量%，構成透光性微粒子之樹脂材料之吸水率為0.02%/24 hr。

<比較例2>

使用於-40℃乾燥之環境下保存1週之聚苯乙烯系樹脂粒 子作為透光性微粒子，除此以外，與實施例1同樣地獲得光擴散膜。與實施例1同樣地分別測定之透光性微粒子之含水率為0.928重量%，構成透光性微粒子之樹脂材料之吸水率為0.02%/24 hr。

<比較例3>

於塗布液中使用分子篩(Molecular Sieve 4A，和光純藥工業股份有限公司製)作為脫水劑，除此以外，與實施例1同樣地獲得光擴散膜。與實施例1同樣地分別測定之透光性微粒子之含水率為0.928重量%，構成透光性微粒子之樹脂材料之吸水率為0.02%/24 hr。

對實施例1、2及比較例1~3所獲得之光擴散膜進行以下評價。

(a)塗敷面

藉由目視，以如下方式進行評價。

○：無收縮、不均而表面良好之狀態，×：產生收縮、不均之狀態。

(b)模塗敷適應性

評價塗布液是否適合模塗方式之塗敷。

○：塗敷時無問題之狀態，×：由於無儲液而必需去除脫水劑。

(c)光擴散層之厚度

使用NIKON公司製DIGIMICRO MH-15(本體)及ZC-101(計數器)測定光擴散膜之層厚，自測定層厚減去基材膜之厚度80 μm，藉此測定光擴散膜之厚度。

(d)霧度

使用利用光學透明之黏著劑將光擴散膜以其基材膜側貼合於玻璃基板上而成之測定用樣品進行測定。於依據上述測定方法之總霧度值及內部霧度之測定中，使用依據JIS K 7136之霧度穿透率計(村上色彩技術研究所股份有限公司製之霧度計「HM-150」)。根據其結果，藉由上述式(3)而算出表面霧度。

(e)穿透清晰度

使用利用光學透明之黏著劑將光擴散膜以其基材膜側貼合於玻璃基板上而成之測定用樣品進行測定。於測定中，使用依據JIS K 7105之寫像性測定儀(SUGA TEST INSTRUMENTS股份有限公司製之「ICM-1DP」)。如上述定義所述，此處所謂穿透清晰度係依據JIS K 7105，使用暗部與明部之寬度比為1：1、且該寬度有0.125 mm、0.5 mm、1.0 mm及2.0 mm之4種之光梳而測定的穿透清晰度(影像清晰度)之和。

將結果示於表1。

Claims (10)

1. 一種塗布液，其係含有紫外線硬化樹脂、溶劑、及重量平均粒徑1μm以上之透光性微粒子者，上述透光性微粒子之含水率為0.1~0.8質量%，且構成上述透光性微粒子之樹脂材料之吸水率為0.01~0.5%/24hr。
2. 如請求項1之塗布液，其中上述透光性微粒子之重量平均粒徑為3~20μm。
3. 如請求項1之塗布液，其中上述透光性微粒子之含量相對於上述紫外線硬化樹脂100重量份，為10~60重量份。
4. 如請求項1之塗布液，其中上述透光性微粒子之粒徑之標準偏差與重量平均粒徑之比(標準偏差/重量平均粒徑)為0.5以下。
5. 一種光擴散膜，其係藉由將如請求項1之塗布液塗布於基材膜上，照射紫外線使塗布液硬化，形成光擴散層而獲得。
6. 如請求項5之光擴散膜，其中上述光擴散層之厚度為5~20μm。
7. 如請求項5之光擴散膜，其中內部霧度為40~70%。
8. 一種偏光板，其係將如請求項5之光擴散膜與偏光膜貼合而成。
9. 一種如請求項5之光擴散膜之製造方法，其係藉由模塗方式將塗布液塗布於基材膜上。
10. 一種液晶顯示裝置，其包含如請求項5之光擴散膜。