(57)【要約】【課題】指向性ディフューザーを粘着材などで貼り合わせなくてすむため、工程が減るとともに、粘着材層や保護フィルム層などが減るため、コストを削減できると共に、各層による反射を減少させることができる偏光板を提供する。【解決手段】偏光子が支持層に挟まれている偏光板において、特定の屈折率領域と特定の屈折率領域とは屈折率が異なる細長い柱状の柱状屈折率領域とからなる指向性ディフューザーが偏光子と一方の支持層との間に設けられていることを特徴とする偏光板を提供するものである。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光子が支持層に挟まれている偏光板において、特定の屈折率領域と特定の屈折率領域とは屈折率が異なる細長い柱状の柱状屈折率領域とからなる指向性ディフューザーが偏光子と一方の支持層との間に設けられていることを特徴とする偏光板。
【請求項２】
柱状屈折率領域が指向性ディフューザーの面に対して垂直な方向に細長いことを特徴とする請求項１記載の偏光板。
【請求項３】
指向性ディフューザーの材料として、酢酸ビニル樹脂を含んでいることを特徴とする請求項１または２記載の偏光板。
【請求項４】
指向性ディフューザーの偏光子に接する面が鹸化処理面であることを特徴とする請求項１から３何れか記載の偏光板。
【請求項５】
請求項１の偏光板が用いられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
支持層と露光によって屈折率が変化するような特性を持つ感光材料が積層している状態で感光材料上に拡散フィルムを密着積層し、拡散フィルム側からレーザー照射し、拡散フィルムを剥離し、偏光子と他方の支持層を積層することを特徴とする偏光板の製造方法。
【請求項７】
レーザー照射が指向性ディフューザーの面に対して垂直であることを特徴とする請求項６記載の偏光板の製造方法。
【請求項８】
感光材料が酢酸ビニル樹脂を含んでいることを特徴とする請求項６または７記載の偏光板の製造方法。
【請求項９】
拡散フィルムを剥離してから偏光子と他方の支持層を積層する間に、指向性ディフューザーの偏光子に接する面を鹸化処理することを特徴とする請求項６から８何れか記載の偏光板の製造方法。
【請求項１０】
レーザー照射を、支持層と露光によって屈折率が変化するような特性を持つ感光材料が積層している状態で感光材料上に拡散フィルムを密着積層して搬送されている状態に対して行うことを特徴とする請求項６から９何れか記載の偏光板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の入射方向に応じて散乱性が異なる（あるいは、入射角度選択性を持つ）ような、光散乱特性に角度依存性を持つ偏光板とその製造方法及び液晶表示装置に関するものであり、
特に、液晶表示装置の前面に設置して視野角を広げるために用いられる拡散フィルムに関して、液晶表示装置への設置時の層構成を簡素化できるようにすることによって、
全体のコストダウンをはかると伴に、各層境界面の反射によるノイズ光を軽減させることで表示装置の画質向上をはかるのに役立つ偏光板とその製造方法及び液晶表示装置に関する技術についてのものである、
【背景技術】
【０００２】
透過型液晶表示装置は、フラットパネルディスプレイに代表される表示素子であり、軽く、薄く、低消費電力であるという利点を持っている。ことため液晶テレビ、カーナビゲーション、パソコン用モニター等、幅広く使用されてきている。
【０００３】
しかし、透過型液晶表示装置は視野角依存が大きいという特性があり、ある角度以上の斜め方向から見ると本来黒で表示されるべきものが白っぽく見えたり、階調性が反転することで、観察者が正確に読み取れない表示内容となるという問題点がある。
【０００４】
例えば、一般的なＴＮ配向の液晶表示装置では、下方向５°を越えると階調反転が起こり、また、上３０°、下５０°を越えるとコントラスト比が１０以下に低下する。ここで、階調反転とは、正面で認識する本来の階調の順番が、ある斜め方向からみた場合に逆になることであり、コントラスト比とは、白表示輝度／黒表示輝度である。
【０００５】
普通、液晶テレビ、カーナビゲーション等では、斜め方向からも人が観察することも多いので、どの方向からみても黒表示が白っぽくならず、階調性が崩れていない透過型液晶表示装置が要求されている。
【０００６】
このため、この種の液晶表示装置の視野角依存性を改善するべく、例えば、負の屈折率異方性を有する位相差補償フィルムを用いた視野角改善液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）（図３）。この方法では、画質を落とさずに８方向に分けたときに７つの方向で視野角改善を行うことができる。
【０００７】
しかし、このようなフィルムを用いた方法では、原理的に補正が行えない方向が一つできてしまい（普通は下方向）、その方向で色変化や、階調反転が生じてしまうという問題点があった。
【０００８】
そこで出願人等は、このような位相補正フィルムを用いた液晶ディスプレイの前面に図４に示すような屈折率の異なる細長い柱状の領域が組み合わさってカラシレンコン状の構造となっている指向性ディフューザーを設置して用いる方法（図５）を提案している。
【０００９】
図４のような特定の屈折率領域と特定の屈折率領域とは屈折率が異なる細長い柱状の柱状屈折率領域とからなるいわゆるカラシレンコン状の構造を持つ指向性ディフューザーでは、正面方向から入射する光に対しては散乱が少なく、図６に模式的に示すようにある角度で円錐状に沿った方向に強く拡散する特性を持たせることができる。
【００１０】
それで、このような方法をとると、正面方向に対して影響を与えず、反転の生じる方向
（下方向）に対しては、同心円上の別方向（横方向）の光を持ってきて画質が平均化されるので画質劣化を低減できるため、正面方向の画質を維持しながら、視域の拡大を行うことができる。
【００１１】
なお、このようなカラシレンコン状の構造を持つ指向性拡散フィルムは、例えば下記のような方法により作製される。
【００１２】
まず、露光量の違いが屈折率の違いとして記録されるような、粘着性を持った感光材料をベースフィルム上に塗工する。その上から複屈折がない拡散フィルムをラミネートして、例えば図７に示すように、感光材料１が、ベースフィルム２と拡散フィルム３とでサンドイッチされたようなフィルムを作製する。この際に用いる感光材料としては例えばデュポン社のＯＭＮＩＤＥＸ３５２などが考えられ、また複屈折がない拡散フィルム３としては例えば、無延伸で作製されたポリカーボネートの表面レリーフ拡散フィルムなどが考えられる。
【００１３】
このサンドイッチ状のフィルムを用いて、例えば図８に示すような系により、フィルム４を送りながら、レーザー平行光５を拡散フィルム３側から照射するようにする。
【００１４】
この時、拡散フィルム３を通過したレーザー光は、干渉により図９に示すような進行方向に対して細長い形状のスペックルパターンを形成する。スペックルパターンとは、コヒーレント性の良い光が粗面で散乱反射または透過した時に生ずる明暗の斑点模様であり、粗面の微小な凹凸で散乱した光が不規則な位相関係で干渉するために生ずるものである。
【００１５】
このため、感光材料７には、図１０に示すようにスペックルパターンが感光材料１の厚みによって区切られたパターンが記録されるので、結果的にカラシレンコン状のパターンが記録されることになる。
【００１６】
この感光材料フィルムから原版である拡散フィルムを剥して、現像処理を行うことにより、屈折率の異なるカラシレンコン状の構成を持つ指向性ディフューザーが得られる。
【００１７】
しかし、実際にこの方法を用いる場合に、偏光板の上に指向性ディフューザーを設けた時に指向性ディフューザーが最表面にきてしまうため、非常に高い耐性が要求されることになってしまう。実際の指向性ディフューザーは普通フォトポリマー感光材料に記録して作られるため耐性が弱いので、現実には、図１１に示すように指向性ディフューザー６の上に保護層７を設けており、さらにこれらを密着させるときに貼り合わせのための粘着層８を用いている。
【００１８】
このため、層構成が多くなり、指向性ディフューザーの他に、保護層、粘着層などに対する材料代がかかるので、材料代が高くなる。また、工程的にも粘着層を貼り合わせる工程や、保護層を貼り合わせる工程などが必要であり、工程が多くなる。このためかなりのコストアップになっていた。
【００１９】
また、各層の屈折率が完全には一致してないので、層の数が増えると境界面での反射光が多くなる。このため反射光によるノイズが増加し、液晶表示装置の画質劣化にもつながっていた。
【００２０】
特許文献は以下の通り。
【特許文献１】特開平７−１５９６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
上述したように、カラシレンコン状の構造を持つ指向性ディフューザーを、液晶パネルの前偏光板の前に設置することで、液晶パネルの反転を無くし視域拡大を行う方法において、層構造が複雑で、工程や使用する材料が増えるためにコストが高くなるという問題点と、層構成が多くなるので各層による反射によってノイズが大きくなるという問題点があった。
【００２２】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、層構成を少なくして、工程や材料にかかるコストを減少させるとともに、反射光によるノイズを減少させることを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記のような課題を解決するために、請求項１の発明では、
偏光子が支持層に挟まれている偏光板において、特定の屈折率領域と特定の屈折率領域とは屈折率が異なる細長い柱状の柱状屈折率領域とからなる指向性ディフューザーが偏光子と一方の支持層との間に設けられていることを特徴とする偏光板を提案している。
【００２４】
このような構成で指向性ディフューザーを用いると、指向性ディフューザーを粘着材などで貼り合わせなくてすむため、工程が減るとともに、粘着材層や保護フィルム層などが減るため、コストを削減できると共に、各層による反射を減少させることができる。
【００２５】
請求項２や７の発明では、
柱状屈折率領域が指向性ディフューザーの面に対して垂直な方向に細長いことを特徴とする請求項１や６記載の偏光板やその製造方法を提案している。
【００２６】
偏光板の構造をこのようにすると、外光に対する後方散乱が少なくなる。
【００２７】
請求項３や８の発明では、
指向性ディフューザーの材料として、酢酸ビニル樹脂を含んでいることを特徴とする請求項１または２や６または７記載の偏光板やその製造方法を提案している。
【００２８】
このようにすると支持層と指向性ディフューザーとの密着性が良好になる。
【００２９】
請求項４や９の発明では、
指向性ディフューザーの偏光子に接する面が鹸化処理面であることを特徴とする請求項１から３何れかや６から８何れか記載の偏光板やその製造方法を提案している。
【００３０】
このようにすると、支持層との密着性が良好になる。
【００３１】
請求項５の発明では、
請求項１の指向性ディフューザーが用いられている液晶表示装置を提案している。
【００３２】
請求項６の発明では
支持層と露光によって屈折率が変化するような特性を持つ感光材料が積層している状態で感光材料上に拡散フィルムを密着積層し、拡散フィルム側からレーザー照射し、拡散フィルムを剥離し、偏光子と他方の支持層を積層することを特徴とする偏光板の製造方法により、感光材料の中に、拡散フィルムで生じたレーザー光のスペックルパターンを、屈折率分布として記録し、その後、感材を鹸化処理することによって支持層との密着性を持たせることを特徴とする偏光板の作製方法を提案している。
【００３３】
請求項１０の発明では
レーザー照射を、支持層と露光によって屈折率が変化するような特性を持つ感光材料が積層している状態で感光材料上に拡散フィルムを密着積層して搬送されている状態に対して行うことを特徴とする請求項６から９何れか記載の偏光板の製造方法を提案している。
これにより、効率の良い偏光板の作製方法を提案している。
【発明の効果】
【００３４】
本発明では、支持層および偏光子との密着性を良くすることが可能な材料を用いた指向性ディフューザーを、液晶表示装置に用いられるときに液晶表示装置前面側の支持層と、偏光子との間に設置して用いるため、指向性ディフューザーの設置に伴う層構成を少なくして、工程や材料にかかるコストを減少させるとともに、反射によるノイズを減少させて液晶表示装置の画質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の方法について、図面を用いて詳細に説明を行う。
【００３６】
普通、液晶表示装置などに用いられている偏光板は図１２に示すように、ＰＶＡからなる偏光子９を支持層である２枚のＴＡＣフィルムで挟みこんだような構成になっているので、この様な例で説明する。以下、図１に示すように、液晶表示装置の前面に使われている、このような偏光板の中のＰＶＡからなる偏光子９と支持層であるＴＡＣフィルム１０との間に、指向性ディフューザー１１を設置する場合で以下説明する。
【００３７】
図２は、本発明の請求項１の偏光板を液晶表示装置に用いた場合の構成の一例を示す概要断面図である。この図で、指向性ディフューザー１１は、液晶表示装置の前面の偏光板を形成している前面側のＴＡＣフィルム１０と、ＰＶＡからなる偏光子９との間に配置されている。
【００３８】
この構成では、指向性ディフューザー１１の前にＴＡＣフィルム１０があるため、指向性ディフューザー用の保護層が不用となる。このため、従来の図１１の構成の保護層７と粘着層８に対応した層が少なくなるので、これらに対する材料費が削減できる。また、保護層７と粘着層８の分だけ層の数が少なくなるので、外光が境界面で反射することによるノイズが減少する。
【００３９】
このような指向性ディフューザーを持つ偏光板を製造する方法の一例について、工程を追って説明する。
【００４０】
まず、ＴＡＣフィルムと密着性が良く、露光量の違いが屈折率の違いとして記録されるような感光材料をＴＡＣフィルム上に塗工する。このような感光材料としては、例えば、酢酸ビニル樹脂をバインダーポリマーとして含むようなフォトポリマーが考えられる。
【００４１】
このような感光材料の上から複屈折がない拡散フィルムをラミネートして、従来と同じく例えば図７に示すように、感光材料１が、ＴＡＣフィルム２と拡散フィルム３とでサンドイッチされたようなウェブを作製する。この際に用いる拡散フィルムとしては例えば、無延伸で作製されたポリカーボネートの表面をレリーフ処理した拡散フィルムなどが考えられる。
【００４２】
このウェブを用いて、従来と同じく、例えば図８に示すような系により、ウエブ４を送りながら、平行なレーザー光５を拡散フィルム３側から照射する。
【００４３】
このようにして、干渉により進行方向に対して細長い形状のスペックルパターンを感光材料に記録することにより、感光材料に特定の屈折率領域と特定の屈折率領域とは屈折率が異なる細長い柱状の柱状屈折率領域とからなるいわゆるカラシレンコン状のパターンが記録され、指向性ディフューザー１１となる。
【００４４】
このウェブから原版である拡散フィルムを剥して、現像処理を行うと、ＴＡＣフィルム上に屈折率の異なるカラシレンコン状の構成を持つ指向性ディフューザーが密着したものが得られる。
【００４５】
次に、このようにして得られたものに鹸化処理を行う。酢酸ビニル樹脂は偏光子、例えばＰＶＡと強い密着性を持っていない。しかし、指向性ディフューザーに鹸化処理を行うと指向性ディフューザー表面に含まれる酢酸ビニル樹脂の酢酸基が水酸基に置換されるので、この部分はＰＶＡと同じ構造になる。このため、ＰＶＡからなる偏光子との間に強い密着性が得られるようになる。
【００４６】
このようにして、製造した指向性ディフューザーが密着したＴＡＣフィルムを、通常の偏光板製造工程に用いてやると、支持層を形成するＴＡＣフィルムと、ＰＶＡからなる偏光子との間にカラシレンコン状の指向性ディフューザーが設置された偏光板を製造することができる。
【００４７】
この方法での偏光板の指向性ディフューザー部分の製造は、鹸化処理の工程を除いて、従来の偏光板の製造工程とほぼ同じ工程で行える。
【００４８】
一方、偏光板の製造工程においては、普通はＴＡＣフィルムを鹸化してから用いるので、偏光板製造工程全体で考えると、鹸化処理工程が含まれることは工程を増やすことにならない。
【００４９】
このため、従来の方法で、指向性ディフューザー製造後の工程として必要であった粘着層を貼り合わせる工程や、保護層を貼り合わせる工程が不用になるので、製造工程を少なくでき、製造コストを削減することができる。
【実施例】
【００５０】
以下、本発明の方法について、図面を用いて詳細に説明を行う。
【００５１】
まず、厚さ８０μｍのＴＡＣフィルム（富士写真フィルム株式会社製）と密着性が良く、露光量の違いが屈折率の違いとして記録されるような酢酸ビニル樹脂をバインダーポリマーとして含むようなフォトポリマーからなる感光材料をＴＡＣフィルム上に厚さ２０μｍだけ塗工する。
【００５２】
このような感光材料の上から厚さ１００μｍの複屈折がない、無延伸で作製されたポリカーボネートからなり、表面をレリーフパターンで押出方法によりレリーフ処理した拡散フィルムをラミネートして、図７に示すように、感光材料１が、ＴＡＣフィルム２と拡散フィルム３とでサンドイッチされたようなウェブを製造する。
【００５３】
このウェブを用いて、図８に示すような系により、ウエブ４を送りながら、平行で波長３５５ｎｍのレーザー光５を拡散フィルム側３１から照射する。
【００５４】
このようにして、干渉により進行方向に対して細長い形状のスペックルパターンを感光材料に記録することにより、感光材料に特定の屈折率領域と特定の屈折率領域とは屈折率が異なる細長い柱状の柱状屈折率領域とからなるいわゆるカラシレンコン状のパターンが
記録され、指向性ディフューザー１１となる。
【００５５】
このウェブから原版である拡散フィルムを剥して、現像処理を行うと、ＴＡＣフィルム上に屈折率の異なるカラシレンコン状の構成を持つ指向性ディフューザーが密着したものが得られる。
【００５６】
次に、このようにして得られたものに強アルカリにより鹸化処理を行う。
【００５７】
このようにして、製造した指向性ディフューザーが密着したＴＡＣフィルムを、通常の偏光板製造工程に用いてやると、厚さ８０μｍの支持層を形成するＴＡＣフィルムと、ＰＶＡからなる偏光子との間にカラシレンコン状の指向性ディフューザーが設置された偏光板を製造することができる。
【００５８】
この方法での偏光板の指向性ディフューザー部分の製造は、鹸化処理の工程を除いて、従来の偏光板の製造工程とほぼ同じ工程で行える。
【００５９】
一方、偏光板の製造工程においては、普通はＴＡＣフィルムを鹸化してから用いるので、偏光板製造工程全体で考えると、鹸化処理工程が含まれることは工程を増やすことにならない。
【００６０】
このため、従来の方法で、指向性ディフューザー製造後の工程として必要であった粘着層を貼り合わせる工程や、保護層を貼り合わせる工程が不用になるので、製造工程を少なくでき、製造コストを削減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、液晶表示装置の前面に設置して視野角を広げるために用いられる指向性ディフューザーと偏光板に関するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の指向性ディフューザーが偏光板に設置されたときの構成の一例を示す概要断面図である。
【図２】本発明の偏光板を液晶表示装置に設置する場合の構成の一例を示す概要断面図である。
【図３】従来の位相差補償フィルムを用いた液晶表示装置の一例を示す概念断面図である。
【図４】指向性ディフューザーの構成の一例を示す概要斜視図である。
【図５】指向性ディフューザーと位相差補償フィルムを用いた液晶表示装置を示す概念断面図である。
【図６】指向性ディフューザーの拡散光の様子を示す概要斜視図である。
【図７】偏光板の製造方法での感材と原版フィルムなどの関係の一例を示す概要断面図である。
【図８】偏光板の製造方法での露光系の一例を示す概要工程図である。
【図９】指向性ディフューザーの製造工程の原理説明のための概要断面図である。
【図１０】指向性ディフューザーの製造工程での原理説明のための概要断面図である。
【図１１】現実に指向性ディフューザーを液晶表示装置に設置する場合の構成例を示す概要断面図である。
【図１２】従来の構成を示す概要断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  感光材料
２  ＴＡＣフィルム
３  拡散フィルム
４  ウエブ
５  レーザー光
６  指向性ディフューザー
７  粘着層
８  保護層
９  偏光子
１０  ＴＡＣフィルム
１１  指向性ディフューザー
１２  スペックルパターン
１３  拡散フィルム側
１４  現像装置
１５  巻き出しロール
１６  巻き取りロール
２１  高屈折率領域
２２  低屈折率領域
３１  偏光板
３２  位相差補償フィルム
３３  ディフューザー付き偏光板
３４  ＴＮ液晶セル
３５  バックライト
３６  指向性拡散フィルム
【図１】
2006337463.tif 000003
【図２】
2006337463.tif 000004
【図３】
2006337463.tif 000005
【図４】
2006337463.tif 000006
【図５】
2006337463.tif 000007
【図６】
2006337463.tif 000008
【図７】
2006337463.tif 000009
【図８】
2006337463.tif 000010
【図９】
2006337463.tif 000011
【図１０】
2006337463.tif 000012
【図１１】
2006337463.tif 000013
【図１２】
2006337463.tif 000014