(57)【要約】【課題】見る角度によって色変化や階調変化が生じることを抑制できる光学素子及びこれを備える偏光板並びに液晶表示装置を提供する。【解決手段】プラスチック基材フィルム８と拡散層９からなる光学素子１０であって、拡散層９は、短波長を選択的に散乱するような内面散乱体１２を備えて形成されるとともに、５００ｇ荷重での鉛筆硬度が２Ｈ以上とされており、液晶表示装置の正面Ａ１側に配置して用いた際に、試験色としてＣＩＥ１９７４で規定されている８試験色近傍の色を表示させて、液晶表示装置の正面Ａ１に正対した状態で観察されるＣＩＥ１９７６ＵＣＳの色度座標（ｕ０’，ｖ０’）と、水平方向または垂直方向に観察角度θを±６０度変化させた状態で観察される色度座標（ｕ’，ｖ’）とから求まる色差Δｕ’ｖ’が０．０５以内とされている。【選択図】図３
2008058386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック基材フィルムの少なくとも一方の面に、透過する光を散乱させるための拡散層が形成されてなり、液晶表示装置の画像を表示する正面側に配置して用いられる光学素子であって、
前記拡散層は、媒体内に、可視光の波長範囲のうち短波長を選択的に散乱（Ｍｉｅ散乱）するような前記媒体の屈折率と異なる屈折率を有する内面散乱体を備えて形成されるとともに、５００ｇ荷重（４．９Ｎ）での鉛筆硬度が２Ｈ以上とされており、
前記液晶表示装置の画像を表示する正面側に配置して用いた際に、試験色としてＣＩＥ１９７４で規定されている８試験色近傍の色を前記液晶表示装置で表示させて、前記液晶表示装置の正面に正対した状態で観察されるＣＩＥ１９７６ＵＣＳの色度座標（ｕ０’，ｖ０’）と、水平方向または垂直方向に観察角度を±６０度変化させた状態で観察されるＣＩＥ１９７６ＵＣＳの色度座標（ｕ’，ｖ’）とから下式で求まる色差Δｕ’ｖ’が０．０５以内となるように形成されていることを特徴とする光学素子。
Δｕ’ｖ’＝｛（ｕ’−ｕ０’）２＋（ｖ’−ｖ０’）２｝０．５
【請求項２】
請求項１記載の光学素子において、
前記拡散層の厚さが２〜３０μｍであることを特徴とする光学素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光学素子において、
前記拡散層が、前記媒体の放射線硬化型樹脂内に前記内面散乱体が分散配置されて構成されていることを特徴とする光学素子。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学素子において、
前記内面散乱体の大きさ（平均径）が０．２〜３μｍであることを特徴とする光学素子。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学素子において、
前記媒体と前記内面散乱体の屈折率差が０．０５〜０．６であることを特徴とする光学素子。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の光学素子において、
前記内面散乱体が粒子であることを特徴とする光学素子。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の光学素子において、
前記拡散層の表面が凹凸状に形成されていることを特徴とする光学素子。
【請求項８】
請求項７記載の光学素子において、
前記内面散乱体及び／又は前記拡散層の媒体に混在させた凹凸形成用粒子の一部が外側に突出して前記表面が凹凸状に形成されていることを特徴とする光学素子。
【請求項９】
請求項７記載の光学素子において、
前記拡散層の表面が、エンボス加工により凹凸状に形成されていることを特徴とする光学素子。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の光学素子において、
前記液晶表示装置が垂直配向型の液晶セルを備えたものであることを特徴とする光学素子。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の光学素子が偏光層上に配置されてなることを特徴とする偏光板。
【請求項１２】
請求項１１に記載の偏光板を前記液晶表示装置の画像を表示する正面側に配置してなることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を散乱（拡散）することにより、液晶表示装置の輝度の低下を抑制し、見る角度の違いによって色変化が少ない液晶表示装置を形成しうる光学素子及びこれを備えた偏光板並びに液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば液晶テレビ、カーナビゲーション、パソコン用モニタなどに具備される液晶表示装置は、液晶パネルと、液晶パネルに対向配置されてこの液晶パネルに光を照射するバックライトとを備えて構成されている。また、液晶パネルは、例えば、棒状の液晶分子からなる液晶及び挟んだ液晶に電圧を印加するための電極を備えた一対の基板からなる液晶セルと、液晶表示装置の画像を表示する正面（前面）側に配置された一方の液晶セル基板の間に介装したＲＧＢのカラーフィルターと、液晶セルを挟むように配置されそれぞれ一方向の振動の光のみを透過させる一対の偏光板と、を備えて構成されている。
【０００３】
また、この種の液晶表示装置は、電圧の印加状態に応じた液晶分子の配列方向（配向）の違いにより、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）型などに分類される。このうち、ＴＮ型の液晶表示装置は、電圧が印加されていない状態で、液晶分子が基板に対して垂直な方向を軸に９０度にねじれて配列（ねじれ配向）され、この状態でバックライトから照射して他方の偏光板を透過した光が、液晶分子のねじれ配列に沿って進むことによりその振動の方向が一方の偏光板の透過軸と同方向に変化してこの一方の偏光板を透過する。一方、電圧を印加すると、液晶分子の配列が電界に沿う垂直方向に変化し、この垂直方向に配列した液晶分子に沿って進んだ光が一方の偏光板で遮断される。そして、このように電圧の印加状態に応じて変化する液晶分子の配列及び光の透過状態により、画像の表示／非表示が制御される。
【０００４】
しかしながら、このＴＮ型の液晶表示装置では、電圧の印加時に液晶分子の配列が垂直方向の一方向に揃うため、垂直方向の光は完全に遮断されるが、斜め方向の光が遮断されずに漏れてしまう。このため、液晶表示装置を正面と正対する方向及び斜め方向のそれぞれの方向から見た場合に、各方向で光の透過量が異なって、見え方が大きく変わってしまう（すなわち視野角が小さい）という問題があった。また、液晶分子をねじれ配向しているため、リタデーションフィルム（二軸性の屈折率異方性を有するフィルム）を用いて偏光を補正するようにしても、一方向だけコントラストの反転が生じてしまうという欠点があった。
【０００５】
また、ＶＡ型の液晶表示装置は、電圧を印加していない状態で液晶分子が垂直方向に配列（垂直配向）され、電圧を印加すると液晶分子の配列方向が基板に平行な水平方向に変化して光を透過させる。このように電圧を印加していない状態で液晶分子を垂直配向することにより、ＴＮ型と比較して、コントラストが高く、黒の部分の階調も再現し易くなる。しかしながら、このＶＡ型の液晶表示装置においても、斜め方向から見たときに画面が白っぽく見えるなど、見る角度によってガンマ（階調特性）が変化して、見る角度によって色変化が生じるという問題があった。また、このＶＡ型の液晶表示装置にリタデーションフィルムを適用した場合においても、液晶が垂直配向している状態のときにのみその効果が得られ、途中の階調に対しては偏光を補正することができないため、見る角度によって階調が変化することに対して効果が得られず、特に中間階調で短波長（４００ｎｍ〜５００ｎｍ）の青色に対する色変化を解消することができない。
【０００６】
これに対し、例えば特許文献１に開示された液晶表示装置は、バックライト（面光源）と、液晶パネルと、偏光板と、位相差フィルムと、光拡散層とで構成されている。この液晶表示装置においては、光拡散層を付加することで、位相差フィルムにより斜め方向の黒浮きを抑え、光拡散層で階調反転を無くして、コントラストが高く、特に下方向での階調反転のない広視野な表示を可能にしている。
【０００７】
また、例えば特許文献２に開示されるような、偏光の選択反射の波長帯域が互いに重なっている少なくとも２層の反射偏光子（ａ）の間に、位相差層（ｂ）が配置されている偏光素子（Ａ）を用いて、拡散光源の平行光化を行なったバックライトシステムと、平行光化された光線が透過する液晶セルと、液晶セルの両側に配置された偏光板と、液晶セルの視認側に配置された、透過した光線を拡散する視野角拡大層とを備えて構成した液晶表示装置がある。この液晶表示装置においては、上記のバックライトシステムによって、コントラストが最も高く色再現性が良好な視野角領域にのみ出射光線を集束する、すなわち、斜め方向に抜ける光線を正面方向に集束させてこの光線を平均化することで、階調反転や色調変化の耐性が高い、視野角特性良好な液晶表示装置を得るようにしている。
【特許文献１】特開平１０−１０５１３号公報
【特許文献２】特開２００４−４７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献１に開示された液晶表示装置においては、視野角を拡大することができ、且つ階調反転を防止することができる反面、異なる方向から見た際の色変化を十分に抑制することができない。また、特許文献２に開示された液晶表示装置においても、光を正面方向に集束させるためのバックライトシステムの構造が複雑であるために高価になってしまう。さらに、この液晶表示装置を開示した特許文献２は、特に、拡散フィルムの構成を特定するものではなく、色補正効果への言及がないため、異なる方向から見た際の色変化を十分に抑制できるとは判断できない。
【０００９】
一方、防眩機能を有する拡散フィルム（防眩性フィルム）が実用化されているが、この種の拡散フィルムは、色補正機能を有していないため、やはり色変化を十分に抑制することはできない。また、液晶表示装置、特にテレビ用途としての利用を考えた場合、画像を表示する前面（正面）側を保護するためのハードコート層や、例えば外光の反射を防止するための防眩層などを別途設けることが必要とされる。一方で、近年、液晶表示装置はコスト削減が強く求められているため、これらのハードコート層や防眩層、また、色補正効果のみを有する光学素子などをそれぞれ個別に設けることは、パネル構成部材の製造工程数の増加につながり、製造収率悪化によるコスト高を招くことになる。このため、ハードコート性や防眩性を備えつつ色補正効果を備えた光学素子の開発が強く求められている。
【００１０】
したがって、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、第一に、液晶表示装置、特にＶＡ型の液晶テレビなどの液晶表示装置に対し、見る角度によって色変化や階調変化が生じることを抑制できる光学素子及びこれを備える偏光板並びに液晶表示装置を提供することを目的とし、第二に、ハードコート性及び／又は防眩性を付与して構成部材の製造工程増加によるコスト増を抑制可能な光学素子及びこれを備える偏光板並びに液層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】
【００１１】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１２】
本発明の光学素子は、プラスチック基材フィルムの少なくとも一方の面に、透過する光を散乱させるための拡散層が形成されてなり、液晶表示装置の画像を表示する正面側に配置して用いられる光学素子であって、前記拡散層は、媒体内に、可視光の波長範囲のうち短波長を選択的に散乱（Ｍｉｅ散乱）するような前記媒体の屈折率と異なる屈折率を有する内面散乱体を備えて形成されるとともに、５００ｇ荷重（４．９Ｎ）での鉛筆硬度が２Ｈ以上とされており、前記液晶表示装置の画像を表示する正面側に配置して用いた際に、試験色としてＣＩＥ１９７４で規定されている８試験色近傍の色を前記液晶表示装置で表示させて、前記液晶表示装置の正面に正対した状態で観察されるＣＩＥ１９７６ＵＣＳの色度座標（ｕ０’，ｖ０’）と、水平方向または垂直方向に観察角度を±６０度変化させた状態で観察されるＣＩＥ１９７６ＵＣＳの色度座標（ｕ’，ｖ’）とから下式で求まる色差Δｕ’ｖ’が０．０５以内となるように形成されていることを特徴とする。
Δｕ’ｖ’＝｛（ｕ’−ｕ０’）２＋（ｖ’−ｖ０’）２｝０．５
【００１３】
また、本発明の光学素子においては、前記拡散層の厚さが２〜３０μｍであることが望ましい。
【００１４】
さらに、本発明の光学素子においては、前記拡散層が、前記媒体の放射線硬化型樹脂内に前記内面散乱体が分散配置されて構成されていることがより望ましい。
【００１５】
また、本発明の光学素子においては、前記内面散乱体の大きさ（平均径）が０．２〜３μｍであることがさらに望ましい。
【００１６】
さらに、本発明の光学素子においては、前記媒体と前記内面散乱体の屈折率差が０．０５〜０．６であることが望ましい。
【００１７】
また、本発明の光学素子においては、前記内面散乱体が粒子であることがより望ましい。
【００１８】
さらに、本発明の光学素子においては、前記拡散層の表面が凹凸状に形成されており、防眩層を有していることが望ましい。
【００１９】
また、本発明の光学素子においては、前記内面散乱体及び／又は前記拡散層の媒体に混在させた凹凸形成用粒子の一部が外側に突出して前記表面が凹凸状に形成されていることが望ましい。
【００２０】
さらに、本発明の光学素子においては、前記拡散層の表面が、エンボス加工により凹凸状に形成されていてもよい。
【００２１】
また、本発明の光学素子においては、前記液晶表示装置が垂直配向型の液晶セルを備えたものであることが望ましい。
【００２２】
本発明の偏光板は、上記のいずれかに記載の光学素子が偏光層上に配置されてなることを特徴とする。
【００２３】
本発明の液晶表示装置は、上記の偏光板を前記液晶表示装置の画像を表示する正面側に配置してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の光学素子によれば、光学素子を液晶表示装置の画像を表示する正面側に配置して用いた際に、液晶表示装置の正面に正対した状態と±６０度変化させた状態での色度座標から求まる色差が０．０５以内であることによって、コントラスト低下及び輝度低下を招くことなく、見る角度による色変化や階調変化を抑制することができる。また、拡散層の内面散乱体により可視光の波長範囲のうち短波長が選択的に散乱（Ｍｉｅ散乱）されることで、特に、中間階調で短波長（４００ｎｍ〜５００ｎｍ）の青色に対する色変化を確実に解消することが可能になる。さらに、光学素子が、５００ｇ荷重（４．９Ｎ）での鉛筆硬度が２Ｈ以上となるように形成されていることによって、一つの光学素子に、色変化の抑制効果に加えてハードコート性をも付与することができ、これにより、構成部材の製造工程増加によるコスト増を抑制することが可能になる。
【００２５】
また、本発明の光学素子においては、拡散層の厚さが２〜３０μｍであることによって、確実に鉛筆硬度が２Ｈ以上となるように光学素子を形成することができるとともに、この拡散層をそれぞれ異なる向きで透過する光を十分に混ぜ合わして内面散乱体で散乱（拡散）させることができ、拡散の波長依存性の効果によって確実に色補正を行なうことが可能になる。
【００２６】
さらに、本発明の光学素子においては、拡散層が、媒体の放射線硬化型樹脂内に内面散乱体が分散配置されて構成されていることによって、この拡散層を透過する光を確実に散乱させることができるとともに、拡散層の形成時に、放射線硬化型樹脂と内面散乱体を混合した混合液をプラスチック基材フィルム上に塗布した段階で、例えば紫外線等の放射線を照射するという簡易な方法で硬化させることができ、確実に内面散乱体が分散配置された拡散層を形成することが可能になる。
【００２７】
また、本発明の光学素子においては、内面散乱体の大きさ（平均径）が０．２〜３μｍであることによって、確実に、後方散乱を少なくし、短波長の光を選択的に散乱させ、散乱角度を大きくすることができ、視野角を拡大することができるとともに、コントラストの低下、輝度の低下を抑制しつつ、確実に階調、色補正の効果を得ることができる。
【００２８】
さらに、本発明の光学素子においては、媒体と内面散乱体の屈折率差が０．０５〜０．６であることによって、より確実に、後方散乱を少なくし、短波長の光を選択的に散乱させることができ、光を確実に散乱（拡散）させて視野角の拡大を図ることができるとともに、コントラストの低下、輝度の低下を抑制しつつ、確実に階調、色補正の効果を得ることができる。
【００２９】
また、本発明の光学素子においては、内面散乱体が粒子であることによって、媒体中に確実に分散配置させることができ、確実に光を散乱（拡散）させるように、拡散層ひいては光学素子を形成することが可能になる。
【００３０】
さらに、本発明の光学素子においては、内面散乱体及び／又は拡散層の媒体に混在させた凹凸形成用粒子の一部を外側に突出させたり、エンボス加工を施して、拡散層の表面を凹凸状に形成することにより、防眩性を付与することができ、この光学素子の表面を液晶表示装置の最表面に配置することで、外光の写り込みを防ぐことが可能になる。これにより、一つの光学素子に、色変化の抑制効果に加えて防眩性、ハードコート性をも付与することができるため、構成部材の製造工程増加によるコスト増を確実に抑制することが可能になる。
【００３１】
また、本発明の光学素子においては、垂直配向型の液晶セルを備えた液晶表示装置に適用することにより、ＶＡ型の液晶テレビなどの液晶表示装置の暗部の表現力・低コストなどの特長を維持しつつ、色変化を解消した液晶表示装置を提供することが可能になる。
【００３２】
さらに、本発明の偏光板及び液晶表示装置によれば、上記の光学素子が偏光層上に配置されて一体に形成されていることにより、上記効果を備えた偏光板及び液晶表示装置を形成することができる。
【００３３】
なお、色補正効果を持たせるためには、前記の本発明の範囲以外では、ほとんど効果が得られないか、輝度の低下、コントラストの低下、ボケ等が許容外となってしまうため、本発明の目的を達成するために、これらの要件は必要不可欠である。また、従来の発明において、ＴＮ型液晶等、他の配向の液晶の視域を拡大する目的で液晶パネルの前面に拡散フィルムを配置したものがあるが、本発明では、いわゆる視域の拡大を主目的ではなく、色補正効果を主目的とした発明であり、着想そのものが違うものでありこれら従来技術から容易に相到しうるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図１から図４を参照し、本発明の第１実施形態に係る光学素子及びこれを備えた偏光板並びに液晶表示装置について説明する。本実施形態は、液晶分子を垂直配向したＶＡ型の液晶パネルを備える例えば液晶テレビなどの液晶表示装置に関し、特に見る角度による色変化や階調変化を抑制する光学素子（光学フィルム）及びこれを有する偏光板を備えた液晶表示装置に関するものである。
【００３５】
本実施形態の液晶表示装置Ａには、液晶パネル１及びこの液晶パネル１に光を照射するバックライト２が具備されており、液晶パネル１は、図１に示すように、平板状のＶＡ型液晶セル３の両面にそれぞれこの液晶セル３を挟むように偏光板４、５を積層配置して構成されている。そして、この液晶パネル１は、一方の偏光板４の前面４ａを液晶表示装置Ａの正面（前面）Ａ１側に配し、他方の偏光板５の背面５ａ側に、他方の偏光板５、液晶セル３、一方の偏光板４の順に光を透過させるようにバックライト２を配して設けられている。
【００３６】
偏光板４は、偏光層６が透明のプラスチック基材フィルム７とプラスチック基材フィルム８に挟持されて形成されている。また、偏光板４と対をなす偏光板５は、偏光板４と同様に偏光層が２枚のプラスチック基材に挟持された構造となっている。液晶表示装置Ａの正面Ａ１側に配される一方の偏光板４においては、図１及び図２に示すように、さらにプラスチック基材フィルム８の一方の面８ａに拡散層９を積層して形成した光学フィルム（光学素子）１０が、拡散層９を正面Ａ１側に配し、且つ光学フィルム１０のプラスチック基材フィルム８の他方の面８ｂを偏光層６に接触させるように積層配置されて形成されている。なお、プラスチック基材フィルム８の他方の面８ｂにも拡散層９を積層形成して光学フィルム１０が構成されていてもよく、この場合には、他方の面８ｂ側の拡散層９を偏光層６に接触させて光学フィルム１０が配置される。
【００３７】
光学フィルム１０のプラスチック基材フィルム８は、例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、シクロオレフィン系フィルムなどであり、これは、透明なプラスチック基材フィルムであれば、特にその材質を限定する必要はない。
【００３８】
一方、本実施形態において、拡散層９は、図１から図３に示すように、放射線硬化型樹脂（媒体）１１に内面散乱体（粒子）１２が分散配置されて形成されている。ここで、内面散乱体１２は、放射線硬化型樹脂１１の光の屈折率と異なる屈折率を有しており、このような内面散乱体１２が放射線硬化型樹脂１１に分散配置されることで、拡散層９内には、内面散乱体１２からなる屈折率の異なる複数の微細な領域が形成されている。そして、この内面散乱体１２により、内面散乱体の粒子径（大きさ）に応じて、バックライト２から照射されて拡散層９を透過する可視光の波長範囲のうち短波長の光がより強く（選択的に）散乱（Ｍｉｅ散乱）されるように形成されている。なお、内面散乱体１２は、放射線硬化型樹脂１１中（拡散層９中）に均一に分散配置されていても、偏在していてもよい。
【００３９】
放射線硬化型樹脂１１は、好ましくはアクリレート系官能基を持つもの、さらに好ましくは、ポリエステルアクリレート、或いはウレタンアクリレートである。ここで、ポリエステルアクリレートは、好ましくは、ポリエステル系ポリオールのオリゴマーのアクリレートまたはメタアクリレート（本明細書においては以下アクリレート及び／又はメタアクリレートを単に（メタ）アクリレートと記載する）あるいはその混合物から構成される。また、ウレタンアクリレートは、ポリオール化合物をジイソシアネート化合物からなるオリゴマーをアクリレート化したものから構成される。
【００４０】
アクリレートを構成する単量体としては、好ましくは、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレートなどがある。
【００４１】
また、多官能モノマーを併用してもよく、例えば、多官能モノマーとしては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
【００４２】
ポリエステル系オリゴマーとしては、例えば、アジピン酸とグリコール（エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ポリブチレングリコールなど）やトリオール（グリセリン、トリメチロールプロパンなど）、セバシン酸とグリコールやトリオールとの縮合生成物であるポリアジペートポリオールや、ポリセバシエートポリオールなどが挙げられる。
【００４３】
また、放射線硬化型樹脂１１の重合を効率良く進行させるために、重合開始剤（Ｉ）を配合してもよく、この重合開始剤（Ｉ）は、特に限定を必要とするものではなく、活性エネルギーを照射した際に、ラジカルを発生する化合物であればよい。例えば、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパンー１−オン、２−メチル［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２，２−ジメトキシー１，２−ジフェニルエタン−１−オン、ベンゾフェノン、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル１−プロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタン−１−オン、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド等が使用できる。  重合開始剤（Ｉ）の配合量は、放射線硬化型樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部、好ましくは１〜７重量部、更に好ましくは１〜５重量部である。
【００４４】
溶媒には、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、トルエン、キシレンなどの芳香族化合物、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類などを例示することができる。
【００４５】
一方、本実施形態の内面散乱体１２は、例えば、粉末ガラス、ガラスビーズ、微粉砕ガラス繊維、酸化チタン、炭酸カルシウム、二酸化珪素（シリカ）、酸化アルミニウム、各種粘土等の無機粉末または、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリウレタン、メラミン樹脂等の各種ポリマーからなる架橋または未架橋の有機系微粒子等の樹脂粉末等であり、中空粒子、多孔粒子、複合粒子などでもよい。また、例えば図４に示すように、適宜２種類以上の内面散乱体１２（１２ａ、１２ｂ）を放射線硬化型樹脂（媒体）１１内に分散配置させて、拡散層９が形成されてもよい。なお、この内面散乱体１２の拡散層９における含有量は、質量で、３％〜５０％であることが好ましい。
【００４６】
そして、上記の放射線硬化型樹脂１１と内面散乱体１２からなる拡散層９を備えた光学フィルム１０は、放射線硬化型樹脂１１と内面散乱体１２を混合した混合溶液（塗液）をプラスチック基材フィルム８の一方の面８ａに、例えば、ダイコータ、スピンコータ、ロールコータ、カーテンコータ、スクリーン印刷等の従来の塗布方式により塗布し、乾燥後に、ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂｅａｍ）や紫外線等の放射線を照射することにより硬化させて形成される。
【００４７】
また、本実施形態において、拡散層９は、図３に示すように、その厚さｄ１が２〜３０μｍとなるように形成される。このように形成した光学フィルム１０は、鉛筆硬度試験（ＪＩＳ  Ｋ  ５６００−５−４）に基づく５００ｇ荷重（４．９Ｎ）での鉛筆硬度が２Ｈ以上とされ、確実にハードコート性を備えて形成される。なお、光学フィルム１０は、３Ｈ以上、あるいは４Ｈ以上の鉛筆硬度で形成されることが好ましい。
【００４８】
さらに、本実施形態の光学フィルム１０は、液晶表示装置Ａの観察者側（画像を表示する正面Ａ１側）に配置して用いる。また、試験色としてＣＩＥ（国際照明委員会）１９７４で規定された８試験色近傍の色を液晶表示装置Ａで表示させて、液晶表示装置Ａの正面Ａ１に正対した状態で観察される（図３の矢印Ｔ１方向から観察される）ＣＩＥ１９７６ＵＣＳ（Ｕｎｉｆｏｒｍ  Ｃｏｌｏｒ  Ｓｐａｃｅ）の色度座標（ｕ０’，ｖ０’）と、水平方向または垂直方向に観察角度θを±６０度変化させた状態で観察される（図３の矢印Ｔ２方向から観察される）ＣＩＥ１９７６ＵＣＳの色度座標（ｕ’，ｖ’）とから下式で求まる色差Δｕ’ｖ’が０．０５以内となるように形成されている
Δｕ’ｖ’＝｛（ｕ’−ｕ０’）２＋（ｖ’−ｖ０’）２｝０．５
【００４９】
ついで、上記の構成からなる光学フィルム１０及びこれを備えた偏光板４並びに液晶表示装置Ａの作用及び効果について説明する。
【００５０】
ここで、液晶テレビ（液晶表示装置Ａ）を視聴する際には、明室下で視聴することが一般に推奨されている。このとき、液晶表示装置Ａの明室下でのコントラストを十分に確保するには、暗室下での視聴よりも液晶表示装置Ａで表示した画像の暗部に対する感度が鈍くなるため、コントラストとして１００：１（白輝度：黒輝度）以上とすればよい。
【００５１】
また、従来のＶＡ型の液晶表示装置では、正面から見た場合と、斜めから見た場合では、液晶分子の配向が違って見えるため、斜めから見た場合にガンマが小さくなって色が淡く色差Δｕ’ｖ’が０．１０程度と色が大きく変化して見えてしまう。さらに、正面から見た場合に青く、横から見た場合に黄色く見える傾向があった。一方、この色変化を補正するために、リタデーションフィルム（二軸性の屈折率異方性を有するフィルム）を配置することが行なわれているが、このリタデーションフィルムを用いた場合においても、特定の配向、すなわち黒の状態にのみ効果が得られ、中間階調の補正には十分な効果が得られないという問題があった。
【００５２】
これに対し、本実施形態においては、光学フィルム１０が、一方の偏光板４の偏光層６上に設けられ、すなわち液晶パネル１（液晶表示装置Ａ）の正面（前面）Ａ１側に設けられているため、バックライト２から照射され、他方の偏光板５、液晶セル３、一方の偏光板４を順に透過した光（可視光）が、内面散乱体１２によって散乱（拡散）されて、視野角度のついた方向からの観察でも色変化の少ない画像を有する液晶表示装置となる。
【００５３】
さらに、液晶表示装置Ａにこの光学フィルム１０を用いた際に、前記色差Δｕ’ｖ’が０．０５以内となるように形成されていることにより、斜めの方向から画像を見た場合においても、正面Ａ１から見た場合に対する画像の色差が小さいため、見る方向によって色変化や階調変化を抑制することができる。また、このとき、光学フィルム１０の拡散層９が、この拡散層９を透過する可視光の波長範囲のうち短波長の光をより強く（選択的に）散乱（Ｍｉｅ散乱）させるように形成されているため、すなわち短波長の光がより多く散乱するように形成されているため、特に、中間階調で短波長（４００ｎｍ〜５００ｎｍ）の青色に対する色変化を確実に解消することが可能になり、液晶パネル１の色変化及び黒浮きが確実に低減し、画面のギラツキが抑制される。
【００５４】
さらに、色変化を測定する際にすべての色を測定することは実質的に不可能であるが、このようにＣＩＥ１９７４で規定されている８試験色近傍の色を用い、すなわち代表的な色を用いて、光学フィルム１０及びこれを備えた偏光板４並びに液晶表示装置Ａの評価を行なうことにより、効率的で信憑性の高い評価を行なうことが可能になり、確実に色変化のない高品質の光学フィルム１０及びこれを備えた偏光板４並びに液晶表示装置Ａを得ることができる。
【００５５】
また、この光学フィルム１０は、拡散層９の厚さｄ１が２〜３０μｍとなるように形成されることにより、この拡散層９をそれぞれ異なる向きで透過する光を十分に混ぜ合わして拡散させることができ、拡散の波長依存性の効果によって確実に色補正を行なうことが可能になる。また、拡散層９の厚さｄ１が２〜３０μｍであることによって、確実に鉛筆硬度で２Ｈ以上の硬度を備えることができ、十分なハードコート性が付与され、液晶表示装置Ａの前面（最表面）Ａ１に配置されても傷つきにくく、液晶表示装置Ａの品質を確実に確保することができる。これにより、一つの光学フィルム１０に、色変化の抑制効果に加えてハードコート性をも付与することができるため、色補正のための光学素子やハードコート層を個別に設ける必要がなく、構成部材の製造工程増加によるコスト増を抑制することが可能になる。また、最表面Ａ１の偏光板４の保護フィルムを兼ねる形で光学フィルム１０を用いることができる。
【００５６】
さらに、拡散層９が、放射線硬化型樹脂１１内に内面散乱体１２が分散配置されて構成されていることによって、この拡散層９を透過する光を確実に散乱させることができるとともに、拡散層９の形成時に、放射線硬化型樹脂１１と内面散乱体１２を混合した混合液をプラスチック基材フィルム８上に塗布した段階で、放射線を照射するという簡易な方法で硬化させることができ、確実に内面散乱体１２が分散配置された拡散層９を形成することが可能になる。
【００５７】
したがって、垂直配向型の液晶セル３を備えた液晶表示装置Ａに、本発明に係る光学フィルム１０を適用することにより、ＶＡ型の液晶テレビなどの液晶表示装置Ａの暗部の表現力・低コストなどの特長を維持した状態で、コントラストや輝度の低下を抑制しつつ、広い拡散角度による階調特性の良化及び好適な色補正を行うことが可能になる。
【００５８】
なお、本発明は、上記の第１実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態の光学フィルム１０及び偏光板４を用いることで、色差Δｕ’ｖ’が０．０５以内となるように形成することで色変化のない液晶表示装置Ａを得ることができるものとしたが、さらに厳しい品質を求める場合には、色差Δｕ’ｖ’を０．０４以下とすることが望ましい。また、本実施形態の光学フィルム１０を付加した場合には、正面Ａ１の輝度の低下が起こるおそれもあり、これをバックライト２で補正することも可能であるが、極度に低下するとバックライト２では補正しきれなくなるため、光学フィルム１０を付加する前と比較して元の輝度の３０％以内に抑えるのが望ましく、さらに２０％以内に抑えるのより望ましい。また、ＪＩＳＺ８７２１で規定される白はＶが８．５または９．０以上であり、これは輝度低下でいうところの約３０％以下である。すなわち元の輝度の３０％以下であれば同色の白と規定することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、光学フィルム１０の拡散層９が放射線硬化型樹脂１１と内面散乱体（粒子）１２とで構成されているものとしたが、内面散乱体は粒子状物質である必要はなく、例えば液状の内面散乱体１２が分散されるように放射線硬化型樹脂１１と混ぜ合わせ、この混合液をプラスチック基材フィルム８上に塗布して硬化させた状態で、拡散層９内に内面散乱体１２からなる屈折率が異なる微細な領域を形成するようにしてもよい。この場合には、内面散乱体１２が粒子状すなわち球状に形成される必要がなく、その大きさ（平均径）に応じて可視光の波長範囲のうち短波長がより強く散乱（Ｍｉｅ散乱）することになる。これに加えて、内面散乱体１２が分散配置される媒体１１は、放射線硬化型樹脂に限定する必要はなく、透明性を備えていれば他の物質でもよい。
【００６０】
さらに、本実施形態では、光学フィルム１０が偏光板４の一部を構成するものとしたが、この光学フィルム１０は、偏光板と分離して用いられてもよい。また、本実施形態では、光学フィルム１０（偏光板４）が、ＶＡ型の液晶表示装置Ａに設けられるものとしたが、本発明に係る光学フィルム１０及び偏光板４は、例えばＴＮ型の液晶表示装置に適用されてもよいものである。
【００６１】
さらに、光学フィルム１０及び偏光板４は、防汚層、帯電防止層を備えて形成されてもよい。また、拡散層９を形成する段階の塗液中に添加剤を加えて防汚性を付与してもよい。このような添加剤としては、例えば、シリコーン系、フッ素系の界面活性剤が例示できる。
【００６２】
また、本実施形態では、内面散乱体１２が、放射線硬化型樹脂１１の光の屈折率と異なる屈折率を有することで、内面散乱体１２の粒子径（大きさ）に応じて可視光の波長範囲のうち短波長をより強く散乱（Ｍｉｅ散乱）し、後方散乱も少なく、広い範囲に散乱（Ｍｉｅ散乱）するものとしたが、可視光の波長範囲のうち、どの程度の波長の光が散乱し、どの程度の波長の光が散乱されないかは、散乱断面積によって規定されるものであり、これは、内面散乱体１２の粒子径と散乱因子に比例して規定されるものである。
【００６３】
ここで、図５は、屈折率が１．５の放射線硬化型樹脂（媒体）１１と屈折率が１．６の内面散乱体１２とからなる拡散層９に、波長５５０ｎｍの光を照射した際の内面散乱体１２の粒子径と散乱効率・比率の関係を示している。この図から、粒子径が０．１μｍ〜０．２μｍでは、急激に後方散乱が増大することが確認され、急激に後方散乱を増大させるこのような小さい粒子径の内面散乱体を多く含有した場合には、画像のコントラストが低下することになる。
【００６４】
また、図６は、異なる波長の光を照射した際の内面散乱体１２の粒子径と散乱効率の関係を示しており、この図から、粒子径を３μｍよりも大きくした場合には、短波長の光だけでなく全体の範囲の波長が散乱することが確認され、このような３μｍよりも大きな粒子径の内面散乱体１２を多く含むと、輝度や鮮明度の低下を招くことになる。
【００６５】
さらに、図７は、粒子径の異なる内面散乱体１２に対する散乱角度と相対散乱強度の関係を示したものであり、この図から、粒子径が大きくなるほどに散乱角度が小さくなることが確認され、粒子径が小さな内面散乱体１２を多く含むことにより、階調、色補正の効果が高まることが確認される。
【００６６】
よって、内面散乱体１２は、その粒子径（大きさ）を０．５〜３．０μｍとすることで、より確実に、短波長領域の光を強く散乱させ、且つ散乱角度を大きくして階調、色補正の効果を高めることが可能になる。
【００６７】
また、図８は、粒子径が０．５μｍの内面散乱体１２と媒体１１との屈折率差と散乱効率の関係を示しており、この図から、屈折率差が０．０５以下であると、極端に全散乱因子が小さくなることが確認され、屈折率差が０．６〜０．８以上になると、後方散乱が急激に増大することが確認される。このため、屈折率差が０．０５以下の場合には、拡散層９による光の拡散効果が得られなくなり、屈折率差が０．６〜０．８以上の場合には、画像のコントラストが低下することになる。よって、内面散乱体１２と媒体１１との屈折率差を０．０５〜０．６とすることにより、より確実に、視野角を拡大することができるとともに、画像のコントラストの低下を抑制することが可能になる。
【００６８】
また、本実施形態の光学フィルム２０は、図９に示すように、拡散層９の表面９ａ（偏光板及び液晶表示装置の正面、前面）に、内面散乱体１２がその一部を外側に突出させて形成されていてもよい。これにより、拡散層９は、その表面９ａが凹凸状に形成されている。
【００６９】
このように構成した光学フィルム２０においては、拡散層９の表面９ａの凹凸によって、この表面９ａに例えば外光が照射された場合においても、外光が反射して偏光板４及び光学フィルム２０を透過した光の視認性が低下することが防止できる。すなわち、拡散層９の表面９ａを凹凸状に形成することによって、防眩性を大幅に向上させることが可能になる。
【００７０】
内面散乱体１２の一部を拡散層９の表面９ａから外側に突出させることによって、拡散層９の表面９ａを凹凸状に形成する以外にも、例えば、図１０に示すように、拡散層９に、内面散乱体１２とともに、拡散層９の表面９ａから外側に突出するように混在されこの表面９ａを凹凸状に形成する凹凸形成用粒子２１を別途具備して光学フィルム２０が形成されていてもよい。この凹凸形成用粒子２１は、例えば、粉末ガラス、ガラスビーズ、微粉砕ガラス繊維、酸化チタン、炭酸カルシウム、二酸化珪素（シリカ）、酸化アルミニウム、各種粘土等の無機粉末または、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリウレタン、メラミン樹脂等の各種ポリマーからなる架橋または未架橋の有機系微粒子等の樹脂粉末等であり、中空粒子、多孔粒子、複合粒子などでもよく、また、適宜２種以上の凹凸形成用粒子２１を用いてもよい。さらに、このような凹凸形成用粒子２１を用いる場合には、透明樹脂（媒体１１）１００質量部に対して２〜５０質量部程度の凹凸形成用粒子２１を混入することが好ましく、５〜２５質量部とすることがより好ましい。そして、このような凹凸形成用粒子２１を具備した場合においても、本実施形態と同様に、防眩性を向上させることができる。また、この凹凸形成用粒子２１とともに内面散乱体１２を表面９ａから突出させて、これら粒子１２、２１を併用した形で表面９ａを凹凸状に形成してもよい。
【００７１】
また、内面散乱体１２や凹凸形成用粒子２１を表面９ａから外側に突出させて防眩性を向上させる以外に、図１１に示すように、光学フィルム２０の表面（拡散層９の表面９ａ）を、エンボス加工することによって、凹凸状に形成してもよい。すなわち、アンチグレア処理を施して凹凸状の表面９ａを形成することによっても、防眩性を向上させることが可能である。
【実施例】
【００７２】
以下に、本発明の実施例を具体的に説明する。但し、本発明は、本実施例に限定されるものではない。
【００７３】
本実施例は、本発明に係る光学フィルム（光学素子）１０を、液晶表示装置Ａに具備した状態と、具備せぬ状態とで、それぞれ、試験色としてＣＩＥ（国際照明委員会）１９７４で規定された８試験色近傍の色を用いてＣＩＥ１９７６ＵＣＳに示された色度座標を、液晶表示装置Ａの正面（前面）Ａ１に正対した状態と、正面Ａ１に対し水平方向または垂直方向に観察角度θを±６０度変化させた状態とで測定して、これら色度座標から求まる色差Δｕ’ｖ’を求めることにより、本発明に係る光学フィルム１０及びこれを備えた偏光板４並びに液晶表示装置Ａの優位性を明らかにしたものである。
【００７４】
本実施例では、メチルエチルケトンに、３０ｗｔ％となるように屈折率１．４２のシーホスターＰ１００（株式会社日本触媒製）（内面散乱体１２）を添加した混合液に対し、屈折率１．５２〜１．５３の紫外線硬化型樹脂１１のクリア樹脂液（大日精化工業株式会社製、セイカビームＥＸＦ３７Ｔ）に質量比で２：０．０７となるようにＢＹＫ−Ｐ１０５（ビックケミー・ジャパン株式会社製）を添加した混合液を、質量比１：２で混合して、塗液を調液した。そして、Ｇａｐ７５μｍのアプリケータを用いて、この塗液を富士写真フィルム株式会社製のＴＡＣフィルム（８０μｍ厚）に塗工し、加熱により溶剤を揮発させ、紫外線を約５００ｍＪ／ｃｍ２で照射することにより硬化させて、拡散層９及び光学フィルム１０を形成した。また、このとき、拡散層９における内面散乱体１２の含有量は、質量比で約２３％である。さらに、このように形成した光学フィルム１０は、鉛筆硬度が３Ｈであった。さらに、防眩性が確認できた。
【００７５】
そして、この光学フィルム１０をＶＡ型液晶テレビ（シャープ株式会社製、ＬＣ−２０ＳＡ−Ｓ）Ａの正面（前面、表面）Ａ１に貼り合わせた状態で、散乱性及び色差Δｕ’ｖ’を確認すると、十分な散乱性を得られることが確認され、且つ色差Δｕ’ｖ’が０．０５となり色変化を抑制できることが確認された。一方、この光学フィルム１０を貼り合わせていない状態での色差Δｕ’ｖ’は、０．１０であった。また、光学フィルムを貼り合わせたことによる輝度低下は１３％であった。
【００７６】
したがって、本発明に係る光学フィルム１０を液晶表示装置Ａに貼りあわせることで、正面輝度低下を抑えつつ、見る方向によって色変化が生じない液晶表示装置を得られることが実証された。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る偏光板を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る光学素子を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る光学素子の変形例を示す図である。
【図５】内面散乱体の粒子径と散乱効率・比率の関係を示す図である。
【図６】異なる光の波長に対する内面散乱体の粒子径と散乱効率の関係を示す図である。
【図７】異なる粒子径の内面散乱体に対する散乱角度と相対散乱強度の関係を示す図である。
【図８】内面散乱体と媒体の屈折率差と散乱効率の関係を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る光学素子を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る光学素子の変形例を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る光学素子の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１      液晶パネル
２      バックライト
３      液晶セル
４      偏光板（一方の偏光板）
４ａ    前面
５      偏光板（他方の偏光板）
５ａ    背面
６      偏光層
７      プラスチック基材フィルム
８      プラスチック基材フィルム
８ａ    一方の面
８ｂ    他方の面
９      拡散層
１０    光学素子（光学フィルム）
１１    放射線硬化型樹脂（媒体）
１２    内面散乱体
２０    光学素子（光学フィルム）
２１    凹凸形成用粒子
Ａ      液晶表示装置
Ａ１    正面（前面）
θ      観察角度
ｄ１    拡散層の厚さ
【図１】
2008058386.tif 000003
【図２】
2008058386.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008058386.tif 000008
【図７】
2008058386.tif 000009
【図８】
2008058386.tif 000010
【図９】
2008058386.tif 000011
【図１０】
2008058386.tif 000012
【図１１】
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