(57)【要約】【課題】透過型や反射型の液晶表示装置等に適用しても正面方向のコントラストや輝度の低下による視認性の低下や、表示光の干渉による画像のにじみやボケを生じにくい光拡散板であって、生産性に優れたものを提供する。また、前記光拡散板の製造方法を提供する。また、前記光拡散板を用いた光学素子、さらには前記光拡散板、光学素子を用いた、視野角や視認性等の表示性能に優れる画像表示装置を提供する。【解決手段】マトリクス中に、当該マトリクスとは厚さ方向の屈折特性が相違する微小領域が分散分布した複屈折性フィルムからなる光拡散板であって、当該マトリクスが、光架橋を経て固定化されたホメオトロピック配向液晶層を含んでなる光拡散板とする。【選択図】　図１
2004029272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス中に、当該マトリクスとは厚さ方向の屈折特性が相違する微小領域が分散分布した複屈折性フィルムからなる光拡散板であって、当該マトリクスが、光架橋を経て固定化されたホメオトロピック配向液晶層を含んでなることを特徴とする光拡散板。
【請求項２】
前記複屈折性フィルムにおける微小領域とマトリクス部分とのフィルムの厚さ方向における屈折率差（△ｎ１）が０．０１以上であり、かつフィルムの平面方向の屈折率差（△ｎ２）が前記△ｎ１の８０％以下である請求項１に記載の光拡散板。
【請求項３】
前記微小領域の体積が０．１〜１００μｍ３である請求項１または２に記載の光拡散板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の光拡散板が複数枚積層されてなる光拡散板。
【請求項５】
ホメオトロピック配向液晶材料と、当該材料とは異なる材料からなる微小領域形成材料と、溶媒とを含有する混合物溶液を、基板上に塗布した後、該溶媒を乾燥するとともにホメオトロピック配向処理を行い、その後に光架橋することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光拡散板の製造方法。
【請求項６】
偏光板及び位相差板のいずれか少なくとも１種と、請求項１〜４のいずれかに記載の光拡散板との積層体からなることを特徴とする光学素子。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかに記載の光拡散板又は請求項６に記載の光学素子を用いたことを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、ＰＤＰなどの表示装置に用いられる光拡散板、およびその製造方法に関する。また本発明は、当該光拡散板を用いた光学素子に関する。さらには光拡散板、光学素子が用いられている画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、液晶表示装置等の画像表示装置において、表示光を散乱させて視野角を拡大する目的などで光拡散板が用いられている。光拡散板としては、マトリクスポリマー中に当該ポリマーと屈折率が相違する透明粒子を分散含有するプラスチックフィルムや、表面を粗面化処理したプラスチックフィルムが知られている。しかし、前記光拡散板を透過型の液晶表示装置に適用すると、正面（垂直）方向のコントラストや輝度の低下により視認性が低下する問題があり、反射型の液晶表示装置では表示光が入射時の反射光等と干渉して画像ににじみやボケが顕著に現れる問題点があった。
【０００３】
前記問題を解決するために、特開平１１−２３１１１３号公報、特開平０９−２７４１０８号公報等では、複屈折物質界面での散乱異方性を利用した光拡散板が提案されている。かかる光拡散板は、一般的に、ポリマーフィルムを１軸または２軸延伸処理する方法で作製されているため、延び性に優れるポリマーを選択しなければならないとする制約や、延伸工程が必要なために生産性に劣るという問題がある。さらに、特開平１１−０２９７７２号公報等では、光学的異方性媒質が２枚の透明基板間に封入された液晶材料であり、媒質中に透明微粒子の少なくとも一部が、２枚の透明基板の間隙を保つスペーサ材として機能するような光拡散板という形態が挙げられているが、この形態での光学的異方性媒質の光軸は当該光拡散板の面内方向にあり、光軸が厚み方向にあるホメオトロピック配向液晶層については言及されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、透過型や反射型の液晶表示装置等に適用しても正面方向のコントラストや輝度の低下による視認性の低下や、表示光の干渉による画像のにじみやボケを生じにくい光拡散板であって、生産性に優れたものを提供することを目的とする。また、本発明は前記光拡散板の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は前記光拡散板を用いた光学素子、さらには前記光拡散板、光学素子を用いた、視野角や視認性等の表示性能に優れる画像表示装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す光拡散板により前記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００６】
すなわち、本発明は、マトリクス中に、当該マトリクスとは厚さ方向の屈折特性が相違する微小領域が分散分布した複屈折性フィルムからなる光拡散板であって、当該マトリクスが、光架橋を経て固定化されたホメオトロピック配向液晶層を含んでなることを特徴とする光拡散板を提供するものである。
【０００７】
上記本発明の光拡散板は、垂直入射光に対しては拡散を抑制し、斜め入射光に対しては大きな拡散性を示し、従って斜め入射光を選択的に優位に拡散することができる。その結果、かかる光拡散板またはこれを用いた光学素子を液晶表示装置等の画像表示装置に適用することにより、透過型では正面方向のコントラストや輝度が低下しにくくて視認性に優れるとともに、斜め入射光の良好な拡散で広い視野角を示して表示性能に優れる液晶表示装置等を得ることができる。また反射型にても、表示光と入射時の反射光とが干渉しにくくて画像にボケやにじみを発生しにくく、斜め入射光が良好に拡散して視認性と視野角に優れて表示性能に優れる液晶表示装置等を得ることができる。しかも本発明の光拡散板は、マトリクス材料として、ホメオトロピック配向液晶層を用いているため延伸処理を行うことなく上記特性を満たす光拡散板を生産性よく製造することができ、さらに、光架橋を経ているために耐久特性の優れた光拡散板を得ることが出来る。
【０００８】
前記光拡散板においては、前記複屈折性フィルムにおける微小領域とマトリクス部分とのフィルムの厚さ方向における屈折率差（△ｎ１）が０．０１以上であり、かつフィルムの平面方向の屈折率差（△ｎ２）が前記△ｎ１の８０％以下であることが好ましい。
【０００９】
また、前記光拡散板においては、複屈折性フィルムの微小領域とマトリクス部分は前記屈折率差△ｎ１、△ｎ２が前記範囲に制御されているのが好ましく、かかる屈折率差とすることにより、垂直入射光の拡散性を抑制しつつ、斜め入射光の拡散性に優れるものとすることができる。斜め入射光に対する選択的拡散性などの点より、前記△ｎ１は適度に大きいことが好ましく、△ｎ１は１以下であるのが好ましい。特に、△ｎ１は０．０１〜０．５が好ましい。一方、△ｎ２は、△ｎｌの８０％以下であれば特に制限されないが、△ｎ２は小さいほど好ましく、０．００５以下、さらには０．００２以下、特に０．００１以下であるのが好ましい。
【００１０】
前記光拡散板においては、微小領域の体積が０．１〜１００μｍ３であることが好ましい。
【００１１】
複屈折性フィルムにおける微小領域は、例えばドメインなどの状態で存在しうるものであるが、前記拡散効果等の均質性などの点より可及的に均等に分散分布していることが好ましく、また微小領域の大きさも可及的に均等であることが好ましい。かかる点より微小領域の体積は、０．１〜１００μｍ３が好ましく、さらには０．５〜９０μｍ３が好ましく、特に１〜１０μｍ３であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の光拡散板は、前記の光拡散板を複数枚積層したものでもよい。
【００１３】
また、本発明の光拡散板の製造方法は、ホメオトロピック配向液晶材料と、当該材料とは異なる材料からなる微小領域形成材料と、溶媒とを含有する混合物溶液を、基板上に塗布した後、該溶媒を乾燥するとともにホメオトロピック配向処理を行い、その後に光架橋することを特徴とする。
【００１４】
上記本発明の複屈折性フィルムからなる光拡散板の製造方法は特に制限されないが、ホメオトロピック配向性液晶化合物と、当該化合物とは異なる材料からなる微小領域の形成材料を含有する混合溶液から容易に製造することができる。
【００１５】
また、本発明は、偏光板及び位相差板のいずれか少なくとも１種と、前記光拡散板との積層体からなることを特徴とする光学素子、さらには前記光拡散板又は当該光学素子を用いたことを特徴とする画像表示装置を提供するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の光拡散板等を図面を参照しながら説明する。本発明の光拡散板１は、ホメオトロピック配向液晶層を含んでなるマトリクス中に、マトリクスとは厚さ方向の屈折特性が相違する微小領域が分散分布した複屈折性フィルムからなる。図１は、前記マトリクスにより形成されるマトリクス部ａに、微小領域ｂが分散分布した複屈折性フィルム１（光拡散板１）の概念図である。
【００１７】
微小領域ｂの大きさは、前述の通り体積が０．１〜１００μｍ３であるのが好ましい。また複屈折性フィルム１に占める微小領域ｂの割合は、前記拡散効果等の均質性、フィルム強度などを考慮しながら適宜に決定しうる。一般には、複屈折性フィルム１に対する微小領域ｂの体積割合は１〜９５％が好ましく、さらには２〜８０％が好ましく、特に５〜３０％が好ましい。
【００１８】
上記複屈折性フィルムのマトリクス部は、光架橋を経て固定化されたホメオトロピック配向液晶層を含有する。ここで、ホメオトロピック配向液晶層とは、光学軸がｚ軸方向にあり、しかも主屈折率ｎｘ及びｎｙがほぼ同一であり、かつｎｚがｎｘ、ｎｙよりも小さい関係を満たすフィルム（ポジティブＣプレートとも呼ばれる）を形成しうるものである。なお、前記ｎｘ、ｎｙおよびｎｚは、それぞれｘ方向、ｙ方向およびｚ方向の３方向の主屈折率を意味し、ｘ方向とｙ方向とは互いに直交するフィルム面内方向、ｚ方向はフィルム膜厚方向とするものである。主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの値は、用いるポリマーの構造やフィルム膜厚およびフィルム製造条件に依存してほぼ決まってくる値である。従って、液晶層を形成する材料や液晶層の膜厚を調整することにより、光学的に主要なパラメータである△ｎ（厚み方向の屈折率と面内方向との屈折率との差）を適宜制御することができる。
【００１９】
本発明のホメオトロピック配向液晶層は、その△ｎ、すなわち、ｎｚ−ｎｘ（またはｎｚ−ｎｙ）が、通常、０．０１以上であることが好ましい。さらに好ましくは０．０２以上、特に好ましくは０．１以上である。前記屈折率差△ｎが小さい場合には、光散乱特性を所望値とするために複屈折性フィルムの膜厚を厚くしなければならなくなり、このような場合には、例えば、複屈折性フィルム（光拡散板）を液晶表示素子等へ付設する際にフィルム厚みが問題になる可能性がある。
【００２０】
ホメオトロピック配向液晶層を形成しうるホメオトロピック配向液晶材料としては、例えば、化学総説４４（表面の改質、日本化学会編，１５６〜１６３頁）に記載されているような、垂直配向剤によりホメオトロピック配向させられる一般的なネマチック液晶化合物が知られている。さらに、特開平１０−３１９４０８号公報に、配向膜基板上にホメオトロピック配向液晶層を形成させる技術が記載されている。液晶の配向技術にかかわる概説は、例えば、Ｊ．ＣｏｇｎａｒｄによるＭｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｃｒｙｓｔａｌｓ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌｓ，７８，Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ　１（１９８１），１〜７７頁、およびＪ．Ａ．ＣａｓｔｅｌｌａｎｏによるＭＣＬＣ，９４（１９８３），３３〜４１頁に記載されている。これらの方法に従えば、ホメオトロピック配向液晶材料を適当な溶媒に溶解し、次いで、プラスチック基板上等に薄膜として塗布し、さらに熱によりネマチックあるいはスメクチック液晶層を発現させることでホメオトロピック配向液晶層を形成させることができる。このようなホメオトロピック配向薄膜は、光学軸がｚ軸方向にあり、しかも主屈折率ｎｘ及びｎｙがほぼ同一であり、かつｎｚがｎｘ、ｎｙよりも小さい関係を満たすフィルムであり、その光学的性質によって確認され使用される。
【００２１】
マトリクス部の材料となるホメオトロピック配向液晶成分には、光架橋する反応部位を有する成分が必要であるが、ホメオトロピック配向液晶分子そのものが１つ以上の光架橋反応部位を有しているような１成分系あるいは光架橋性ホメオトロピック配向液晶の多成分系でもよいし、１種類以上のホメオトロピック配向液晶成分に光架橋成分を添加する方法でもよく、結果的にホメオトロピック配向していれば何ら差し支えない。
【００２２】
光架橋の手段としては、この場合、紫外線照射、電子線照射、γ線照射などが用いられうる。
【００２３】
微小領域の形成材料は、マトリクス部の材料であるホメオトロピック配向液晶材料とは相違する材料が用いられる。また、マトリクス部とは厚さ方向の屈折率が相違する材料を用いるのが好ましい。微小領域の形成材料としては、具体的には、熱可塑性樹脂材料、各種フィラー、常温不揮発性溶媒、光架橋性モノマーなどが好ましく用いられる。
【００２４】
例えば、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルポリマー、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしノルボルネン構造を有するポリオレフィンやエチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系ポリマー、カーボネート系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、二酢酸セルロースや三酢酸セルロース等のセルロース系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、あるいはそれらのブレンド物などがあげられる。
【００２５】
熱可塑性樹脂や光架橋性モノマーの場合、これを溶解する溶媒とホメオトロピック配向液晶溶液とを混合した混合溶液を用いることができ、各種フィラーの場合はそのままホメオトロピック配向液晶溶液に分散して用いることができる。
【００２６】
本発明の複屈折性フィルムは、ホメオトロピック配向液晶材料と、微小領域形成材料の混合物から形成される。前記ホメオトロピック配向液晶材料と、微小領域形成材料は、通常、相溶せず相分離するものを適宜に選択して組み合わせて用いる。相分離する混合物の組合せは、複屈折特性が相違する微小領域の分散分布性などの点より好ましく、組み合わせる材料の相溶性により分散分布性を制御することができる。ホメオトロピック配向液晶材料と微小領域形成材料の配合割合は、複屈折フィルムにおける微小領域の体積割合が、前述の通り、１〜９５％程度になるように調製するのが好ましい。
【００２７】
なお、前記混合物中には、本発明の効果を損なわない範囲において例えば界面活性剤、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、染料、顔料、密着性向上剤、フィラー等の各種添加剤を加えることもできる。
【００２８】
複屈折性フィルムの製造方法は、特に制限されないが、通常、ホメオトロピック配向液晶材料と微小領域形成材料の混合物を基板に塗布し、塗膜を形成することにより行うことができる。その際、必要に応じて、基板上に垂直配向膜を形成させる工程を含んでもよい。前記混合物の調製は、例えばホメオトロピック配向液晶と微小領域の形成材料を溶媒にて溶解して混合物溶液とする方式や、ホメオトロピック配向液晶と微小領域の形成材料を加熱溶融下に混合して溶融混合物とする方式などの適宜な方式で行うことができる。
【００２９】
前記混合物溶液の調製に用いる溶媒としては、前記混合物を溶解できるものであれば特に制限はなく、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、オルソジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、フェノール、パラクロロフェノール等のフェノール類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、１，２−ジメトキシベンゼン等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、ｔ−ブチルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール等のアルコール系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒、アセトニトリル、ブチロニトリル等のニトリル系溶媒、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒、二硫化炭素、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ等があげられる。これら溶媒は１種を単独でまたは２種以上を混合して使用することが可能である。混合物溶夜中の前記混合物の濃度は、通常０．５〜５０重量％、好ましくは１〜４０重量％、さらに好ましくは２〜３５重量％である。
【００３０】
前記混合物が塗布される基板は、最終的に得られる複屈折性フィルムが光学的にポジティブＣプレートとなる基板であれば特に限定されない。たとえば、ガラス基板、プラスチックフィルム等のプラスチック基板、ステンレスベルトやステンレスドラム、銅箔等の金属基板等を用いることができる。なかでも後に述べる偏光板との貼り合わせを考えると、プラスチック基板またはステンレスベルトやステンレスドラムを用いることが望ましい。可能であれば、基板として偏光板あるいは偏光板の保護フィルムを用い、これに前記混合物溶液を直接塗布しても良い。
【００３１】
前記のプラスチックフィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（４−メチルペンテン−１）などのポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアリレート、アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、セルロース系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等から形成されるフィルムをあげることができる。
【００３２】
これらプラスチックフィルムは、光学的に等方性であっても、異方性であっても差し支えない。基板に使用されるプラスチックフィルムの中でも、耐溶剤性や耐熱性の観点からポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートの各フィルムが望ましい。基板となるプラスチックフィルムの厚みは、通常１０μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上である。１０μｍより薄い場合は基板の強度が弱いために製造時に切れてしまう等の問題が発生するおそれがある。
【００３３】
基板上に前記混合物溶液を塗布する方法としては、当該分野で公知の手法を適宜採用することができ、例えば、スピンコート法、ロールコート法、プリント法、浸漬引き上げ法、カーテンコート法、マイヤーバーコート法、ドクターブレード法、ナイフコート法、ダイコート法、グラビアコート法、マイクログラビアコート法、オフセットグラビアコート法、リップコート法、スプレーコート法等のキャスティング法、押出成形法、射出成形法、ロール成形法、流延成形法などの各種方式があげられる。
【００３４】
なお、微小領域を形成させる材料として光架橋性材料を用いる場合は、そのモノマー状態で展開し、それを加熱処理や紫外線等の放射線処理などにより重合して固定化する方式などを採用することができる。これらの塗布方法により前記混合物を、所望するフィルム膜厚となるように基板上に塗布し、乾燥させることによって本発明の光拡散板を得ることができる。
【００３５】
微小領域の均等分布性に優れる複屈折性フィルムを得る点においては、溶媒を介した材料の混合物溶液をキャスティング法や流延成形法等にて製膜する方式が好ましい。その場合、溶媒の種類や混合物溶液の粘度、混合物溶液の展開層の乾燥速度などにより微小領域の大きさや分布性などを制御することができる。微小領域の小面積化には混合物溶液の低粘度化や混合物溶液の展開層の乾燥速度の急速化などが有利である。前記混合物溶液は、基板上に塗布した後、溶媒を乾燥することにより複屈折性フィルムが製造される。
【００３６】
複屈折性フィルムの厚さは、適宜に決定しうるが、一般には配向処理性などの点より０．１μｍ〜３ｍｍ、とりわけ０．５μｍ〜１ｍｍ、特に１〜１０μｍとされる。
【００３７】
乾燥温度は、前記ホメオトロピック配向液晶材料、微小領域形成材料や溶媒の種類等に応じて適宜選択され、一概に規定することはできないが、通常２０〜４００℃、好ましくは４０〜３００℃、さらに好ましくは６０〜２００℃である。塗膜の乾燥は、一定温度下において行っても良いし、段階的に温度を上昇させながら行っても良い。乾燥時間も適宜選択されるところではあるが、通常１秒間〜３０分間、好ましくは５秒間〜１０分間、さらに好ましくは１０秒〜３分間である。
【００３８】
本発明の複屈折性フィルムのマトリクスは、特に配向処理や延伸処理を行わなくてもホメオトロピック配向するが、複屈折性フィルムには、必要に応じて前記処理を行っても差し支えない。また、これらのプラスチックフィルムには、コロナ処理、ケン化処理等の処理を施したものを用いることもできる。
【００３９】
本発明の光拡散板は、図１に例示の如く複屈折性フィルム１からなるが、図２に示すように被着体に接着するための接着剤層２を有していてもよい。また、接着剤層２を仮着カバーするセパレータ２１を有していてもよい。
【００４０】
また、本発明の光拡散板は、図２に例示の如く複屈折性フィルム１は単層あってもよいし、２層又は３層以上の複数層の複屈折性フィルム１の重畳体であってもよい。図３は２層の複屈折性フィルム１を積層した場合の例である。複数の複屈折性フィルムを使用すると、拡散効果の増幅に有利である。複数の複屈折性フィルムは同種又は異種の適宜な組合せにて用いることができる。なお重畳体とする場合、各複屈折性フィルムは、単に重ね置いた状態にあってもよいが、ズレ防止や各界面への異物等の侵入防止などの点から図３に例示の如く接着剤層２等を介して接着されていることが好ましい。
【００４１】
前記接着剤層２の形成には、例えばホットメルト系や粘着系などの適宜な接着剤を用いうる。反射損を抑制する点よりは、複屈折性フィルムとの屈折率差が可及的に小さい接着剤層が好ましく、複屈折性フィルムやその微小領域を形成するポリマーにて接着することもできる。
【００４２】
本発明による光拡散板は、上記した斜め入射光に対し選択的拡散性を示す特性に基づいて、例えば透過型や反射型の液晶表示装置における視野角の拡大などの従来に準じた各種の目的に用いることができる。従って光拡散板の実用に際しては、例えば偏光板又は／及び位相差板等の適宜な光学部品の片面又は両面に光拡散板を配置した積層体からなる光学素子として用いることもできる。
【００４３】
図４に、偏光板４と光拡散板１を適用した光学素子３の例を示した。図４に示す積層体は、偏光板４と光拡散板１を単に重ね置いたものであってもよいし、図示していない接着剤層等を介して接着したものであってもよい。その接着剤層としては、上記した複屈折性フィルムの重畳の場合に準じうる。また、６は鏡面反射板である。
【００４４】
前記積層対象となる光学部品については特に限定はなく、例えば偏光板や位相差板、導光板等のバックライトや反射板、多層膜等からなる偏光分離板や液晶セルなどの適宜なものであってよい。また偏光板や位相差板等の光学部品は、各種のタイプのものであってよい。
【００４５】
すなわち偏光板では、吸収型タイプや反射型タイプや拡散型タイプ、位相差板では１／４波長板や１／２波長板、一軸や二軸等による延伸フィルムタイプ、さらに厚さ方向にも分子配向させた傾斜配向フィルムタイプ、液晶ポリマータイプ、視野角や複屈折による位相差を補償するタイプ、それらを積層したタイプのものなどの各種のものがあるが、本発明においてはいずれのタイプも用いうる。
【００４６】
前記偏光板の具体例としては、ポリビニルアルコール系フィルム、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等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて延伸した吸収型偏光板、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等のポリエン配向フィルムなどがあげられる。
【００４７】
また、ポリビニルアルコール系フィルム、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等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて延伸した偏光子（偏光フィルム）の片面又は両面に、耐水性等の保護目的で、プラスチックの塗布層やフィルムのラミネート層等からなる透明保護層を設けた偏光板などもあげられる。さらにその透明保護層に、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導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋ポリマー等の有機系微粒子等の透明微粒子を含有させて表面に微細凹凸横造を付与したものなどもあげられる。
【００４８】
一方、位相差板の具体例としては、上記の複屈折性フィルムで例示したポリマー類からなる延伸フィルムや液晶ポリマー、とりわけ、捩れ配向の液晶ポリマーなどからなるものがあげられる。
【００４９】
さらに導光板の具体例としては、透明な樹脂板の側面に（冷、熱）陰極管等の線状光源や発光ダイオード、ＥＬ等の光源を配置し、その樹脂板に板内を伝送される光を拡散や反射、回折や干渉等により板の片面側に出射するようにしたものなどがあげられる。
【００５０】
導光板を含む光学素子の形成に際しては、光の出射方向を制御するためのプリズムシート等からなるプリズムアレイ層、均一な発光を得るための拡散板、線状光源からの出射光を導光板の側面に導くための光源ホルダなどの補助手段を、導光板の上下面や側面などの所定位置に必要に応じ１層又は２層以上を配置して適宜な組合せ体とすることができる。前記の拡散板は、本発明によるものであってもよいし、従来に準じたものなどであってもよい。
【００５１】
本発明の光学素子を形成する積層体は、光拡散板に偏光板または位相差板のいずれか１種を積層したものであってもよいし、偏光板および位相差板を積層したものであってもよい。また例えば位相差板等の同種の光学部品を２層以上積層したものであってもよく、その場合、位相差板等の特性は同じであってもよいし、相違していてもよい。光学素子における光拡散板は、積層体の片外面や両外側、積層体を形成する偏光板や位相差板の片面や両面など、積層体の外部や内部の適宜な位置に１層又は２層以上が配置されていてよい。
【００５２】
なお光学素子を形成するための偏光板としては、輝度やコントラストの向上を図る点などより、上記した二色性物質含有の吸収型偏光板などの如く偏光度の高いものが好ましく、光透過率が４０％以上で、偏光度が９５％以上、特に偏光度が９９％以上のものが好ましく用いられる。
【００５３】
本発明による光拡散板や光学素子は、上記した特長を有することより液晶表示装置の形成に好ましく用いうる。液晶表示装置の構成例を図５、図６に示した。各図例中、４が偏光板、５が液晶セル、６が鏡面反射板、７が導光板、７１は反射層、７２は光源、８は視認光拡散用の光拡散板である。
【００５４】
前記の図５は、反射型の液晶表示装置を例示しており、光拡散板１は、視認側の偏光板４の外側に配置されている。一方、図６は、透過型の液晶表示装置を例示しており、光拡散板１は、バックライトを形成する導光板７と視認背面側の偏光板４の間に配置されている。
【００５５】
液晶表示装置は一般に、偏光板、液晶セル、反射板又はバックライト、及び必要に応じての光学部品等の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。本発明においては、上記した光拡散板ないし光学素子を用いる点を除いて特に限定はなく、従来に準じて形成することができる。従って液晶表示装置の形成に際しては、例えば視認側の偏光板の上に設ける光拡散板やアンチグレア層、反射防止膜、保護層、保護板、または液晶セルと視認側等の偏光板の間に設ける補償用位相差板などの適宜な光学部品を適宜に配置することができる。
【００５６】
前記の補償用位相差板は、上記したように複屈折の波長依存性などを補償して視認性を向上させることなどを目的とするものであり、視認側又は／及びバックライト側の偏光板と液晶セルの間等に配置される。なお補償用位相差板としては、波長域などに応じて上記した位相差板などの適宜なものを用いうる。また補償用位相差板は、２層以上の位相差層からなっていてもよい。
【００５７】
前記において光拡散板ないし光学素子は、それを単位として液晶セルの片側又は両側の適宜な位置に１層又は２層以上を配置することができる。反射型液晶表示装置においては偏光板、特に視認側のそれの光入射側、透過型液晶表示装置においては視認背面側の偏光板とバックライトの間の適宜な位置などの、光を拡散して視野角を拡大したり、発光を平準化したりすることなどが望まれる適宜な位置に１層又は２層以上を配置することができる。
【００５８】
なお前記の光拡散板の配置に際してその光拡散板は、上記したように隣接の光学部品などと積層一体化した光学素子として用いることができる。また液晶表示装置についてもそれを形成する各部品は、上記した本発明による光拡散板等に準じて接着層を介し接着一体化されていることが好ましい。
【００５９】
本発明による光拡散板や光学素子には、液晶セル等の他部材と接着するための接着層を設けることもできる。その接着層は、アクリル系等の従来に準じた適宜な粘着剤にて形成することができる。特に、吸湿による発泡現象や剥がれ現象の防止、熱膨張差等による光学特性の低下や液晶セルの反り防止、ひいては高品質で耐久性に優れる液晶表示装置の形成性などの点より、吸湿率が低くて耐熱性に優れる接着層であることが好ましい。また、微粒子を含有して光拡散性を示す接着層などとすることもできる。接着層は必要に応じて必要な面に設ければよい。
【００６０】
光拡散板や光学素子に設けた接着層が表面に露出する場合には、その接着層を実用に供するまでの間、汚染防止等を目的にセパレータにて仮着カバーすることが好ましい。セパレータは、上記の透明保護フィルム等に準じた適宜な薄葉体に、必要に応じシリコーン系や長鎖アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤による剥離コートを設ける方式などにより形成することができる。
【００６１】
なお、上記の光拡散板、偏光板や位相差板、光学素子等を形成する偏光フィルムや透明保護フィルム接着層などの各層は、例えばサリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノン系化合物、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の適宜な方式により紫外線吸収能を持たせたものなどであってもよい。
【００６２】
本発明の光学素子は、液晶表示装置等の各種装置の形成などに好ましく用いることができ、例えば、偏光板を液晶セルの片側又は両側に配置してなる反射型や半透過型、あるいは透過・反射両用型等の液晶表示装置に用いることができる。液晶表示装置を形成する液晶セルは任意であり、例えば薄膜トランジスタ型に代表されるアクティブマトリクス駆動型のもの、ツイストネマチック型やスーパーツイストネマチック型に代表される単純マトリクス駆動型のものなどの適宜なタイプの液晶セルを用いたものであってよい。
【００６３】
また、液晶セルの両側に偏光板や光学部品を配置する場合、それらは同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。更に、液晶表示装置の形成に際しては、例えばプリズムアレイシートやレンズアレイシート、導光板やバックライトなどの適宜な部品を適宜な位置に１層又は２層以上配置することができる。
【００６４】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。実施例で用いた各分析法は以下の通りである。なお、各例中、部および％は重量基準である。
【００６５】
（屈折率測定）
それぞれ単体フィルムを作製し、Ａｔａｇｏ製アッベ屈折計１Ｔ型を用いて５８９ｎｍにおける屈折率を測定した。
【００６６】
（膜厚測定）
アンリツ製デジタルマイクロメーターＫ−３５１Ｃ型を使用し測定した。
【００６７】
（全光線透過率、ヘイズ測定）
ＡＳＴＭＤ１００３−６１に準拠してポイック積分球式ヘイズメーターにて測定した。
【００６８】
（実施例１）
ホメオトロピック配向液晶として下記（化１）で示す液晶性共重合体（重量平均分子量約６０００）３０重量部と下記（化２）で示す光架橋性液晶６０重量部、微小領域分散物としてポリノルボルネン系樹脂（ＪＳＲ社製アートン）５重量部、光架橋開始剤としてイルガキュア９０７（チバスペシャルティケミカルス社製）２重量部を、トルエン３００重量部に溶解させた。この溶液を支持体であるガラス基板上にスピンコート塗布して成膜し、次いで１６０℃で２分間で乾燥および配向処理を行い、４００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線照射を行い、得られた薄膜をガラス板から剥離した。こうして得られたフィルムの厚みは約３μｍであった。
【００６９】
【化１】
2004029272.tif 000003
【化２】
2004029272.tif 000004
【００７０】
前記複屈折性フィルムは、架橋したホメオトロピック配向性液晶層をマトリクス部として、その中に粒径が約１μｍのポリノルボルネン系樹脂がドメイン状に分散したものである。別途測定した上記ホメオトロピック配向液晶混合物光架橋薄膜の膜厚方向の屈折率（ｎｚ）は１．６７４、平面方向の屈折率（ｎｘ＝ｎｙ）は１．５２４であり、微小分散しているポリノルボルネン系樹脂の屈折率（ｎｘ、ｎｙ、ｎｚ）はいずれも１．５２１であった。
【００７１】
従って、微小領域とマトリクス部分との屈折率差（微小分散界面での屈折率差）は、フィルムの厚さ方向における△ｎ１が０．１５３で、△ｎ２が０．００３であった。このように、架橋したホメオトロピック配向液晶薄膜は、光学軸を法線方向（Ｚ軸方向）に有するポジティブＣプレートとなっていることがわかった。また正面よりの視認（厚さ方向）ではその全光線透過率が８８％で、へイズが２％であり、斜め４５度の視認では全光線透過率が８４％で、ヘイズが８％であった。
【００７２】
次に、前記で得た光拡散板と、全光線透過率が４１％で透過光の偏光度が９９％の市販偏光板を、アクリル系粘着層を介し接着して光学素子を得た。その光学素子の光拡散板側をＴＮ型液晶セルの視認側にアクリル系粘着層を介し接着し、その液晶セルの他面に偏光板を介し鏡面反射板をアクリル系粘着層にて接着して、内部鏡面反射型の液晶表示装置を得た（図５）。この液晶表示装置の表示は、にじみやボケが少ないものであった。
【００７３】
一方、前記で得た光学素子の光拡散板側をＴＦＴ型液晶セルの視認側にアクリル系粘着層を介して接着し、その液晶セルの他面に偏光板と光拡散板を介しバックライトを配置して透過型の液晶表示装置を得た（図６）。この液晶表示装置の表示は、正面方向では光拡散板無配置のものに近く、斜めからも表示内容を確認できて視野角に優れるものであった。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明の光拡散板は、垂直入射光に対しては拡散を抑制し、斜め入射光に対しては大きな拡散性を示し、従って斜め入射光を選択的に優位に拡散することができる。その結果、かかる光拡散板またはこれを用いた光学素子を液晶表示装置等の画像表示装置に適用することにより、透過型では正面方向のコントラストや輝度度が低下しにくくて視認性に優れるとともに、斜め入射光の良好な拡散で広い視野角を示して表示性能に優れる液晶表示装置等を得ることができる。また反射型にても、表示光と入射時の反射光とが干渉しにくくて画像にボケやにじみを発生しにくく、斜め入射光が良好に拡散して視認性と視野角に優れて表示性能に優れる液晶表示装置等を得ることができる。しかも本発明の光拡散板は、マトリクス材料として、ホメオトロピック配向液晶層を用いているため延伸処理を行うことなく上記特性を満たす光拡散板を生産性よく製造することができ、さらに、光架橋を経ているために耐久特性の優れた光拡散板を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光拡散板の平面図の概念図である。
【図２】本発明の光拡散板に接着剤層を設けた場合の断面模式図である。
【図３】本発明の光拡散板を積層した場合の断面模式図である。
【図４】本発明の光拡散板を適用した光学素子の断面模式図である。
【図５】本発明の光拡散板を液晶表示装置に適用した場合の断面模式図である。
【図６】本発明の光拡散板を他の液晶表示装置に適用した場合の断面模式図である。
【符号の説明】
１：光拡散板（複屈折性フィルム）
ａ：マトリクス部
ｂ：微小領域
２：接着剤層
２１：セパレータ
３：光学素子
４：偏光板
５：液晶セル
６：鏡面反射板
７：導光板
７１：反射板
７２：光源
８：視認光拡散用光拡散板
【図１】
2004029272.tif 000005
【図２】
2004029272.tif 000006
【図３】
2004029272.tif 000007
【図４】
2004029272.tif 000008
【図５】
2004029272.tif 000009
【図６】
2004029272.tif 000010