JPH09230345A

JPH09230345A - 拡散板、積層偏光板及び液晶表示装置

Info

Publication number: JPH09230345A
Application number: JP8067264A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yoshimi; 裕之吉見; Tatsuki Nagatsuka; 辰樹長塚
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1996-02-27
Filing date: 1996-02-27
Publication date: 1997-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】カラーフィルター等との干渉によるモアレ縞
を発生せず、かつ開口率の制約が少なくて透過光効率に
優れると共に、表面での白濁や表示呆けや正面輝度の低
下を伴わずに液晶表示装置の視野角を拡大できて、製造
も容易な拡散板を得ること。【解決手段】プラスチックフィルム（１１）の１枚又
は２枚以上の重畳体からなり、そのフィルムの少なくと
も１枚が片面又は両面に微細な凹凸からなる拡散面（１
２）を有すると共に、板面内における位相差が零又はほ
ぼ零で、板面に対する傾斜方向において位相差を示す拡
散板（１）。【効果】板面内における位相差が零又はほぼ零である
特性に基づいて優れた正面輝度を示すと共に、板面に対
する傾斜方向において位相差を示す特性による複屈折に
基づいて光の拡散効果を示し、かつ微細な凹凸からなる
拡散面に基づいて全方位への光の拡散性に優れる拡散板
が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、液晶セルの視野角拡大に
好適な拡散板、並びにそれを用いた積層偏光板及び液晶
表示装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】ＴＮ型やＳＴＮ型やＴＦＴ型などの種々
のタイプの液晶表示装置が、その軽量薄型性や低消費電
力性等に着目されてパソコンやワープロなどの種々のデ
ィスプレイ装置に多用されているが、視野角の狭いこと
が指摘され、ルミスティによる屈折方式（第５回ファイ
ンプロセステクノロジー・ジャパン'９５、セミナー要
録Ｐ２）からなる視野角拡大技術が提案されている。
しかしながら、この方式では、カラーフィルター等との
干渉でモアレ縞が発生して視認性を低下させる問題点が
あった。

【０００３】一方、ブラックマトリクススクリーンによ
る拡散方式（ＳＩＤ'９５ＤＩＧＥＳＴＰ７９３）
からなる視野角拡大技術も提案されている。しかしなが
ら、この方式では、その形成に高度な微細加工技術を要
して製造効率に乏しく、また開口率の制約で透過光効率
に乏しい問題点があった。

【０００４】前記の拡散方式では、バックライト等の上
に配置するマット処理などによる拡散板の使用が考えら
れるが、かかる拡散板を液晶表示装置の表面に適用する
と視野角は拡大するものの、表面での反射光が散乱光と
なって磨ガラスの如く表面が白濁し、表示の文字や像が
呆けて、正面輝度の低下も著しい問題を惹起する。

【０００５】

【発明の技術的課題】本発明は、カラーフィルター等と
の干渉によるモアレ縞を発生せず、かつ開口率の制約が
少なくて透過光効率に優れると共に、表面での白濁や表
示呆けや正面輝度の低下を伴わずに液晶表示装置の視野
角を拡大することができて、製造も容易な拡散板を得る
ことを課題とする。

【０００６】

【課題の解決手段】本発明は、プラスチックフィルムの
１枚又は２枚以上の重畳体からなり、そのフィルムの少
なくとも１枚が片面又は両面に微細な凹凸からなる拡散
面を有すると共に、板面内における位相差が零又はほぼ
零で、板面に対する傾斜方向において位相差を示すこと
を特徴とする拡散板を提供するものである。

【０００７】

【発明の効果】上記の構成により、板面内における位相
差が零又はほぼ零である特性に基づいて優れた正面輝度
(板面に対する垂直方向)を示すと共に、板面に対する傾
斜方向において位相差を示す特性による複屈折に基づい
て光の拡散効果を示し、かつ微細な凹凸からなる拡散面
に基づいて全方位への光の拡散性に優れる拡散板を得る
ことができる。またかかる拡散板は、カラーフィルター
等との干渉によるモアレ縞を発生せず、かつ開口率の制
約が少なくて透過光効率に優れると共に、拡散面上に偏
光板等を配置した被覆構造にて表面での白濁や表示呆け
や正面輝度の低下を抑制しつつ液晶表示装置の視野角を
拡大でき、その製造も容易である。

【０００８】

【発明の実施形態】本発明の拡散板は、プラスチックフ
ィルムの１枚又は２枚以上の重畳体からなり、そのフィ
ルムの少なくとも１枚が片面又は両面に微細な凹凸から
なる拡散面を有すると共に、板面内における位相差が零
又はほぼ零で、板面に対する傾斜方向において位相差を
示すものである。その例を図１、図２、図３に示した。
１が拡散板で、１１、１４、１５がプラスチックフィル
ム、１２、１６が拡散面、１３が接着層である。

【０００９】本発明の拡散板は、１枚又は２枚以上のプ
ラスチックフィルムを用いて、板面内における位相差が
零又はほぼ零で、板面に対する傾斜方向においては位相
差を示す板を形成したものである。すなわち板面内にお
ける最大屈折率をｎ_x、その最大屈折率方向に直交する
方向の屈折率をｎ_y、フィルム厚方向の屈折率をｎ_zとし
たとき、ｎ_x＝ｎ_y≠ｎ_z又はｎ_x≒ｎ_y≠ｎ_zの特性を示す
ものであり、ｎ_zはｎ_xよりも小さくても（ｎ_x＝ｎ_y＜ｎ
_z、ｎ_x≒ｎ_y＜ｎ_z）、大きくても（ｎ_x＝ｎ_y＞ｎ_z、ｎ_x
≒ｎ_y＞ｎ_z）よい。

【００１０】従って、ｎ⁰ _x＝ｎ⁰ _y≠ｎ⁰ _z又はｎ⁰ _x≒ｎ⁰ _y
≠ｎ⁰ _zのプラスチックフィルムを用いた場合には、１枚
のフィルムにて本発明の拡散板を形成することができ
る。本発明にては、結果的にｎ_x＝ｎ_y≠ｎ_z又はｎ_x≒ｎ
_y≠ｎ_zの式が成立すればよいことから、例えばｎ⁰ _x＞ｎ
⁰ _y≧ｎ⁰ _zやｎ⁰ _x≧ｎ⁰ _z＞ｎ⁰ _yやｎ⁰ _z＞ｎ⁰ _x＞ｎ⁰ _y等の種
々の屈折率特性を示すプラスチックフィルムの２枚又は
３枚以上を適宜に組合せて、ｎ_x＝ｎ_y≠ｎ_z又はｎ_x≒ｎ
_y≠ｎ_zの屈折率特性を示すものとすることもできる。

【００１１】前記において、２枚以上のプラスチックフ
ィルムを重畳させて拡散板を形成する場合、そのプラス
チックフィルムの組合せについては、屈折率の加重平均
則に基づいて決定することができる。すなわち、拡散板
におけるｎ_x＝ｎ_y≠ｎ_z又はｎ_x≒ｎ_y≠ｎ_zの関係の成否
は、用いるプラスチックフィルムの屈折率を加重平均す
ることで判定することができる。

【００１２】ちなみに、ｎ⁰ _x＞ｎ⁰ _y＝ｎ⁰ _zのプラスチッ
クフィルムの２枚を用いて、そのｎ⁰ _x方向を直交させて
配置することで重畳型の拡散板におけるｎ_x＝ｎ_y≠ｎ_z
の関係を成立させることができる。従って２枚以上のプ
ラスチックフィルムの重畳方式においては、種々の屈折
率特性を有するプラスチックフィルムを用いうる。なお
上記のｎ⁰ _x＝ｎ⁰ _y≠ｎ⁰ _z又はｎ⁰ _x≒ｎ⁰ _y≠ｎ⁰ _zの特性を
示すプラスチックフィルムの場合にも、ｎ_zの調節等を
目的に重畳することもできる。

【００１３】上記のｎ_x＝ｎ_y≠ｎ_z又はｎ_x≒ｎ_y≠ｎ_zの
屈折率条件は、複屈折による拡散効果において板面に対
する垂直方向（正面方向）の光の拡散を抑制し、斜め方
向の光は拡散させるものであり、従って正面方向の光を
優位に透過させて拡散による正面方向の明るさ（輝度）
の低下を防止する。

【００１４】前記においてｎ_x≒ｎ_yの条件は、ｎ_xとｎ_y
の若干の相違の許容を意味すると共に、例えばＴＮ型液
晶セルにおいて電圧印加により液晶分子が起立した状態
で液晶分子の配向にチルトが現れる場合などには、その
チルトに応じたｎ_x≒ｎ_yの値に設定するための条件でも
ある。ちなみにチルトに応じたｎ_x≒ｎ_yの値は、フィル
ム厚を１００μmとしたとき通例（ｎ_x−ｎ_y）＝△ｎ＜
０．００１である。

【００１５】本発明において用いうるプラスチックフィ
ルムは、例えば樹脂フィルムの一軸や二軸等による延伸
フィルムなどとして得ることができる。樹脂フィルムと
しては、適宜な透明フィルムを用いることができ、特に
限定はない。光透過率が８０％以上の透明性に優れる樹
脂フィルムが好ましく用いうる。

【００１６】就中、ポリカーボネート、ポリアリレー
ト、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレ
ンやポリプロピレンの如きポリオレフィン、ポリスチレ
ン、酢酸セルロース、ポリメチルメタクリレート、ポリ
塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコー
ル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミドなどから
なる樹脂フィルムが好ましい。

【００１７】延伸処理に用いる樹脂フィルムは、例えば
キャスティング法や、押出法等の適宜な方式で形成した
ものであってよい。キャスティング法等の溶液製膜法が
厚さムラや配向歪ムラ等の少ない樹脂フィルムを得る点
より好ましい。樹脂フィルムの厚さは、目的とする位相
差などにより適宜に決定しうるが、一般には１０〜５０
０μm、就中２０〜２００μmとされる。延伸処理は、適
宜な方式で行いうる。

【００１８】本発明においては、片面又は両面に微細な
凹凸からなる拡散面を有するプラスチックフィルムが少
なくとも１枚用いられる。従って重畳体型の場合には、
その一部又は全部がかかる拡散面を有するものであって
もよい。微細な凹凸からなる拡散面は、全方位への拡散
を目的とし、これによりプラスチックフィルムが指向性
を示す場合にもその指向性を緩和して拡散方向を拡大す
ることができる。従って、複屈折による拡散に指向性を
もたせて正面輝度を向上させつつ、拡散面による正面輝
度の低下を抑制し、かつ前記の指向性により全方位への
拡散性に乏しい点を拡散面にて補償でき、視野角を拡大
することができる。

【００１９】なお上記した反射面による表面の白濁や画
像呆けは、図２に例示の如く反射面１２を拡散板１の内
部に設ける方式、図１や図３に例示の如く反射面１２，
１６が拡散板１の表面に位置する場合には、図４に例示
の如くその上に偏光板３等の他の光学素子を接着するな
どして反射面が光学系の最表面に位置することを回避す
る方式などにより防止することができる。また反射面に
よる正面輝度の低下は、プラスチックフィルムによる正
面方向への優位な透過により抑制することができる。

【００２０】プラスチックフィルムにおける微細凹凸の
拡散面の形成は、例えば微粒子含有の樹脂コートを設け
る方式、エンボスロール等によるマット処理方式、ガラ
ス転移温度以下で過剰応力により延伸処理する方式、ナ
イフエッジや櫛等を撫付処理する方式などの適宜な方式
で行うことができる。その場合、凹凸を回折格子状に一
方向のみに有する拡散面とする方式などにより透過光に
指向性を持たせてもよい。

【００２１】形成する拡散面の凹凸の程度は、拡散によ
る視角拡大効果や輝度低下抑制のバランスなどの点よ
り、曇り度（ヘイズ）に基づいて１０〜９０％、就中１
５〜７０％が好ましい。なお前記した拡散面を形成する
樹脂コート層に含有させる微粒子には、例えば平均粒径
が０．５〜５μmのシリカやアルミナ、チタニアやジル
コニア、酸化錫や酸化インジウム、酸化カドミウムや酸
化アンチモン等の無機系微粒子、架橋又は未架橋ポリマ
ー等の有機系微粒子などの透明樹脂層中で透明性を示す
適宜なものを用いうる。

【００２２】またコート用の樹脂としては、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ものが好
ましく用いられ、その例としてはポリエステル系樹脂や
ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂
やポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂やポリオレフィ
ン系樹脂、アクリル系樹脂やアセテート系樹脂、あるい
はアクリル系やウレタン系、アクリルウレタン系やエポ
キシ系、シリコーン系等の熱硬化型ないし紫外線硬化型
樹脂などがあげられる。

【００２３】本発明の拡散板は、上記したように液晶表
示装置等に好ましく用いうるが、その際、液晶表示装置
が偏光板を伴う場合には偏光板との積層体として用いる
こともできる。その積層偏光板の例を図４に示した。１
が拡散板、２が接着層、３が偏光板である。図例では、
拡散板１の外側に液晶セル等に接着するための接着層２
１も有している。

【００２４】前記の偏光板としては、偏光機能を有する
適宜なものを用いうるが一般には偏光フィルムからなる
ものが用いられる。その偏光フィルムについては特に限
定はなく、具体例としては、ポリビニルアルコール系フ
ィルムや部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィ
ルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィ
ルムやセルロース系フィルムの如き親水性高分子フィル
ムにヨウ素及び／又は二色性染料を吸着させて延伸した
もの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビ
ニルの脱塩酸処理物の如きポリエン配向フィルムなどが
あげられる。偏光フィルムの厚さは通例５〜８０μmで
あるが、これに限定されない。

【００２５】なお偏光板は、偏光フィルムそのものであ
ってもよいし、偏光フィルムの片側又は両側に透明保護
層を設けたものであってもよい。透明保護層の形成に
は、例えば上記の拡散面形成用の樹脂コート層で例示し
た樹脂などの適宜なものを用いうる。

【００２６】本発明の拡散板は、例えばＳＴＮ型液晶表
示装置におけるが如き位相差フィルムからなる光学補償
板との積層体として液晶表示装置の形成に用いることも
できる。その場合にも視角を拡大することができる。か
かる積層体は、拡散板と光学補償板とを積層したもので
あってもよいし、図５に例示の如く上記した積層偏光板
と光学補償板とを積層した楕円偏光板であってもよい。
４がその位相差フィルムからなる光学補償板である。

【００２７】光学補償板用の位相差フィルムとしては、
上記した拡散板形成用のプラスチックからなるフィルム
の一軸や二軸等による延伸処理物などがあげられる。光
学補償板は、位相差フィルムの単層物や重畳物などとし
て形成することができる。

【００２８】上記において、プラスチックフィルムの重
畳や拡散板と偏光板又は光学補償板の積層、液晶セルと
拡散板等の接着など、本発明の構成部品の接着には適宜
な接着剤を用いうるが、就中、光学特性の維持性などの
点より応力緩和性に優れる、就中、緩和弾性率が２×１
０⁵〜１×１０⁷dyne／cm²の粘着層を介した接着方式が
好ましい。かかる緩和弾性率の粘着層によれば、加熱や
加湿条件下での剥離を防止しつつ、各構成部品の線膨張
係数の相違により発生する応力を緩和して、光弾性変形
等による光学特性の変化を抑制することができる。

【００２９】前記の粘着層の形成には、例えばアクリル
系やシリコーン系、ポリエステル系やポリウレタン系、
ポリエーテル系やゴム系などの適宜な粘着剤を用いるこ
とができる。就中、光学的透明性や粘着特性、耐候性な
どの点よりアクリル系粘着剤が好ましい。前記の緩和弾
性率は、粘弾性スペクトロメータ（１０Ｈｚ）による２
３℃での測定値に基づく。

【００３０】なお上記した拡散板や偏光板、光学補償板
や接着層などには、必要に応じて例えばサリチル酸エス
テル系化合物やベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリ
アゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッ
ケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式など
により紫外線吸収能をもたせることもできる。

【００３１】本発明の拡散板を用いての液晶表示装置の
形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置
は一般に、液晶セルや偏光板、光学補償板や照明システ
ム等の必要な構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込
むことなどにより形成されるが、その場合に本発明にお
いては、当該拡散板を液晶セルの少なくとも片側に設け
る点を除いて特に限定はなく、従来に準じうる。

【００３２】従って、液晶セルの片側又は両側に偏光板
を配置した液晶表示装置や、照明システムにバックライ
トあるいは反射板を用いたものなどの適宜な液晶表示装
置を形成することができる。偏光板を用いた液晶表示装
置の場合、本発明の拡散板は液晶セルと偏光板、特に視
認側の偏光板との間に配置することが視角拡大効果や視
認性などの点より好ましい。その配置に際しては、上記
の積層偏光板などとしたものを用いることもできる。図
６に液晶表示装置の構成例を示した。５が液晶セル、６
がバックライトシステムである。

【００３３】前記において液晶表示装置の形成部品は、
接着層を介し積層一体化されていてもよいし、接着層な
しに重置き状態にあってもよい。また液晶表示装置の形
成に際しては、例えばアンチグレア層や反射防止膜や保
護層等の適宜な光学層を適宜な位置に配置することがで
きる。なお光学補償用の位相差フィルムの配置は、液晶
セルの少なくとも片側、特に視認側の偏光板よりも液晶
セル側が好ましく、拡散板と位相差フィルムのいずれが
偏光板側にあってもよい。

【００３４】

【実施例】

実施例１厚さ１００μmのポリカーボネートフィルムを１６０℃
で周速の異なる２本のロール間に導入して１．３倍に縦
一軸延伸した後、それをテンター式延伸機にて１５５℃
で１．２５倍に横一軸延伸して、ｎ_x：１．５８６８、
ｎ_y：１．５８６７、ｎ_z：１．５８３７、△ｎｄ：５nm
（ｄ：フィルム厚）の延伸フィルムを得、その表面にア
クリル樹脂１００重量部と平均粒径５μmのシリカ１５
重量部を含有する溶液を塗工して拡散面を形成し、拡散
板を得た。

【００３５】前記の拡散板にアクリル系粘着層を介して
偏光フィルム（日東電工社製、ＮＰＦ−ＥＧ１４２５Ｄ
ＵＡＧＳ２）を積層し、それをアクリル系粘着層を介し
て拡散板がパネル側となるようにＴＮ型液晶パネルの視
認側に接着し、パネルの背面にアクリル系粘着層を介し
て偏光フィルム（日東電工社製、ＮＰＦ−ＥＧ１４２５
ＤＵ）を接着して液晶表示装置を得た。

【００３６】実施例２両面に熱収縮性フィルムを接着した厚さ１００μmのポ
リカーボネートフィルムを１５５℃で周速の異なる２本
のロール間に導入して１．１倍に一軸延伸したのち熱収
縮性フィルムを剥離してｎ_x：１．５８７０、ｎ_y：１．
５８３７、ｎ_z：１．５８４５の延伸フィルムを得、そ
の表面にアクリル樹脂１００重量部と平均粒径５μmの
シリカ１５重量部を含有する溶液を塗工して拡散面を形
成し、その２枚を延伸軸が直交するようにアクリル系粘
着層を介し重畳一体化して△ｎｄ：７nmの拡散板を得
た。

【００３７】前記の拡散板にアクリル系粘着層を介して
偏光フィルム（日東電工社製、ＮＰＦ−ＥＧ１４２５Ｄ
ＵＡＧＳ２ＡＲ）を積層し、それをアクリル系粘着層を
介して拡散板がパネル側となるようにＴＮ型液晶パネル
の視認側に接着し、パネルの背面にアクリル系粘着層を
介して偏光フィルム（日東電工社製、ＮＰＦ−ＥＧ１４
２５ＤＵ）を接着して液晶表示装置を得た。

【００３８】比較例１ｎ_x：１．６７２３、ｎ_y：１．６４７２、ｎ_z：１．４
９９０の二軸延伸ポリプロピレンフィルム（厚さ１００
μm、Ｎ_z：６．９）に実施例１に準じ拡散面を設けて拡
散板を得、それを用いて液晶表示装置を得た。

【００３９】比較例２ｎ_x：１．５２２４、ｎ_y：１．５２２３、ｎ_z：１．５
２２０、△ｎｄ：２nm、厚さ８０μmの無配向ポリメチ
ルメタクリレートフィルムをエンボスロールで加工し
て、表面に拡散面を有する拡散板を得、それを用いて実
施例１に準じ液晶表示装置を得た。

【００４０】評価試験実施例、比較例で得た液晶表示装置について、視角の拡
大効果と表示品位を調べた。なお視角については、比較
例２の場合を基準（３）として５を最高に５段階評価し
た。

【００４１】前記の結果を次表に示した。

【図面の簡単な説明】

【図１】拡散板例の断面図

【図２】他の拡散板例の断面図

【図３】さらに他の拡散板例の断面図

【図４】積層偏光板例の断面図

【図５】楕円偏光板例の断面図

【図６】液晶表示装置例の断面図

【符号の説明】１：拡散板１１、１４、１５：プラスチックフィルム１２、１６：拡散面２，１３，２１：接着層３：偏光板４：光学補償板（位相差フィルム）５：液晶セル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチックフィルムの１枚又は２枚以
上の重畳体からなり、そのフィルムの少なくとも１枚が
片面又は両面に微細な凹凸からなる拡散面を有すると共
に、板面内における位相差が零又はほぼ零で、板面に対
する傾斜方向において位相差を示すことを特徴とする拡
散板。
【請求項２】請求項１において拡散面に基づく曇り度
が１５〜７０％である拡散板。
【請求項３】請求項１又は２に記載の拡散板と偏光板
との粘着層を介した積層体からなることを特徴とする積
層偏光板。
【請求項４】請求項３において粘着層が２×１０⁵〜
１×１０⁷dyne／cm²の緩和弾性率を有するものである積
層偏光板。
【請求項５】請求項３又は４に記載の積層偏光板と位
相差フィルムとの粘着層を介した積層体からなることを
特徴とする楕円偏光板。
【請求項６】液晶セルの少なくとも片側に、請求項１
又は２に記載の拡散板を有することを特徴とする液晶表
示装置。
【請求項７】液晶セルの少なくとも片側に、請求項１
又は２に記載の拡散板を介して偏光板を有することを特
徴とする液晶表示装置。
【請求項８】液晶セルの少なくとも片側に、請求項１
又は２に記載の拡散板と偏光板と位相差フィルムを有す
ることを特徴とする液晶表示装置。