JP2002214410A - 光拡散板、光学素子及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造が容易で熱的、化学的安定性に優れて実
用性に優れ、偏光板による吸収ロスを低減できる直線偏
光を供給できて輝度の向上をはかりうると共に着色問題
を誘発しにくく、反射型の液晶表示装置等にも適用で
き、しかも偏光特性に優れた光拡散板を提供すること。 【解決手段】 複屈折性フィルム中に当該複屈折性フィ
ルムとは複屈折特性が相違する微小領域を分散含有して
なる光拡散板において、その微小領域が、正の液晶性を
有するフラグメント側鎖を含有するモノマーユニット
（ａ）と負の複屈折液晶性を有するフラグメント側鎖を
含有するモノマーユニット（ｂ）を含有する側鎖型液晶
ポリマーからなると共に、前記複屈折性フィルムと微小
領域との、直線偏光の最大透過率を示す軸方向に直交す
る方向における屈折率差（△ｎ1 ）が０．０３以上であ
り、かつ最大透過率の軸方向における屈折率差（△ｎ2
）が前記△ｎ1 の８０％以下であることを特徴とする
光拡散板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直線偏光の散乱異
方性を示してその散乱方向の拡散性に優れ、液晶表示装
置等の視認性や輝度等の向上に好適な光拡散板に関す
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。

【０００２】

【従来の技術】従来より、母材中に屈折率異方性の領域
を分散含有させることにより直線偏光に対し散乱異方性
を示すように設計された光拡散板が知られている。当該
光拡散板としては、熱可塑性樹脂と低分子液晶との組合
せからなるもの、低分子液晶と光架橋性低分子液晶との
組合せからなるもの、ポリビニルアルコールと低分子液
晶との組合せからなるものが知られている（ＵＳＰ２１
２３９０２号明細書、ＷＯ８７／０１８２２号公報、Ｅ
Ｐ０５０６１７号、特開平９−２７４１０８号公報）。

【０００３】前記の光拡散板は、例えば直線偏光を偏光
板に吸収されにくい状態で供給して吸収ロスを低減し、
液晶表示装置の輝度を向上させることなどが期待されて
いるものである。これによれば、それまでのコレステリ
ック液晶層と１／４波長板を用いた吸収ロスの低減シス
テムにおける、コレステリック液晶の大きい波長依存性
による問題、特に斜め透過光の着色問題や反射型の液晶
表示装置等に適用できない問題を解消しうる望みをもち
うる。しかしながら、前記した従来の光拡散板では、そ
の製造が困難なこと、液晶表示装置等に適用した場合
に、その取扱が難しくて機能の安定性にも乏しいことな
どから実用的でない問題点があった。

【０００４】前記問題を解決した光拡散板として、複屈
折特性が相違する微小領域を分散含有してなる複屈折性
フィルムを用いたものが提案されている（特開２０００
−１８７１０５号公報）。かかる光拡散板によれば前記
問題を解決し、しかも優れた偏光特性を示すものの、偏
光特性についてはさらなる向上が望まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、製造が容易
で熱的、化学的安定性に優れて実用性に優れ、偏光板に
よる吸収ロスを低減できる直線偏光を供給できて輝度の
向上をはかりうると共に着色問題を誘発しにくく、反射
型の液晶表示装置等にも適用でき、しかも偏光特性に優
れた光拡散板を提供すること、また、それを用いた光学
素子、さらには液晶表示装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【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、以下に示す側鎖型液
晶コポリマーを、複屈折性フィルム中に分散含有させる
微小領域として用いた光拡散板により、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至った。

【０００７】すなわち、本発明は、複屈折性フィルム中
に当該複屈折性フィルムとは複屈折特性が相違する微小
領域を分散含有してなる光拡散板において、その微小領
域が、正の液晶性を有するフラグメント側鎖を含有する
モノマーユニット（ａ）と負の複屈折液晶性を有するフ
ラグメント側鎖を含有するモノマーユニット（ｂ）を含
有する側鎖型液晶ポリマーからなると共に、前記複屈折
性フィルムと微小領域との、直線偏光の最大透過率を示
す軸方向に直交する方向における屈折率差（△ｎ1 ）が
０．０３以上であり、かつ最大透過率の軸方向における
屈折率差（△ｎ2 ）が前記△ｎ1 の８０％以下であるこ
とを特徴とする光拡散板、に関する。

【０００８】本発明の光拡散板によれば、微小領域やそ
れを分散含有する複屈折性フィルムがポリマー素材より
なるので形成材の取扱性に優れて製造が容易であり、そ
の形成材の熱的、化学的安定性に基づいて光学機能の安
定性に優れ実用性に優れている。また直線偏光の最大透
過率を示す軸方向（△ｎ2 方向）では直線偏光がその偏
光状態を良好に維持して透過し、前記△ｎ2 方向と直交
する方向（△ｎ1 方向）では複屈折性フィルムと微小領
域との屈折率差△ｎ1 に基づいて直線偏光が散乱されそ
の偏光状態が緩和ないし解消する。

【０００９】しかも、側鎖型液晶コポリマーが、モノマ
ーユニット（ｂ）を含有しているため、モノマーユニッ
ト（ａ）の単独からなる側鎖型液晶ポリマーよりも複屈
折特性を小さくすることで側鎖型液晶コポリマーの複屈
折特性を所望の複屈折値に制御することができ、これに
より偏光特性に優れた光拡散板が可能となる。

【００１０】前記光拡散板において、微小領域が相分離
により分散分布しており、微小領域の△ｎ1 方向（前記
軸方向に直交する方向）の長さが０．０５〜５００μｍ
であることが好ましい。

【００１１】前記光拡散板は、１層で用いることができ
るが、偏光特性をあげるために、△ｎ1 方向が上下の層
で平行関係となるように２層以上重畳して用いることも
できる。

【００１２】また、本発明は、偏光板又は位相差板の少
なくとも１種と、前記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、に関する。

【００１３】前記光学素子において、偏光板の透過軸と
光拡散板の△ｎ２方向（前記軸方向）が平行関係にある
ことが好ましい。

【００１４】光拡散板に対して偏光板をその透過軸が上
記△ｎ２方向と平行関係となるように配置することによ
り、△ｎ2 方向透過性の直線偏光は偏光板を効率よく透
過し、かつ上記△ｎ1 方向透過性の直線偏光は散乱され
て偏光方向が変換され△ｎ2方向透過性の直線偏光成分
を含むこととなってその成分が偏光板を透過することと
なる。

【００１５】さらには、本発明は、前記記載の光拡散板
または前記記載の光学素子を、液晶セルの片側又は両側
に有することを特徴とする液晶表示装置、に関する。

【００１６】上記偏光板を用いた場合、透過する直線偏
光が増量し、吸収ロスの低減効果と同等に作用して透過
型液晶表示装置等の輝度を向上させることができる。ま
たコレステリック液晶の如き大きい波長依存性に基づく
着色問題も誘発しにくい。さらに反射型の液晶表示装置
等にも容易に適用でき、輝度や視認性に優れる液晶表示
装置を安定して得ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の光拡散板は、複屈折性フ
ィルム中に当該複屈折性フィルムとは複屈折特性が相違
する微小領域を分散含有してなるものであって、その微
小領域が、正の液晶性を有するフラグメント側鎖を含有
するモノマーユニット（ａ）と負の複屈折液晶性を有す
るフラグメント側鎖を含有するモノマーユニット（ｂ）
を含有する側鎖型液晶ポリマーからなると共に、前記複
屈折性フィルムと微小領域との、直線偏光の最大透過率
を示す軸方向に直交する方向における屈折率差（△ｎ1
）が０．０３以上であり、かつ最大透過率の軸方向に
おける屈折率差（△ｎ2 ）が前記△ｎ1 の８０％以下で
あるものからなる。

【００１８】本発明による光拡散板の例を図１、図２に
示した。１が光拡散板で、１０が光拡散板１を重畳した
重畳光拡散板であり、光拡散板はいずれも複屈折特性が
相違する微小領域ｅを分散含有する複屈折性フィルムで
ある。なお、２ｂは重畳光拡散板間の接着層、２ａは被
着体に接着するための粘着層からなる接着層、２１は粘
着層を仮着カバーするセパレータである。

【００１９】光拡散板の形成は、例えば複屈折性フィル
ムの母材となる母材ポリマーの１種又は２種以上と、微
小領域となる前記側鎖型液晶コポリマーの１種又は２種
以上の混合物からフィルムを形成し、さらに延伸処理等
の適宜な配向処理を施すことにより複屈折性フィルム中
に、複屈折性フィルムとは複屈折特性が相違する微小領
域を前記側鎖型液晶コポリマーにより形成する方式など
の適宜な方式にて行うことができる。

【００２０】前記の母材ポリマーとしては、透明性の適
宜なものを用いることができ、特に限定はない。ちなみ
にその例としては、ポリエチレンテレフタレートやポリ
エチレンナフタレートの如きポリエステル系ポリマー、
ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体
（ＡＳ樹脂）の如きスチレン系ポリマー、ポリエチレン
やポリプロピレン、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
の如き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の如きアクリル系ポリマ
ー、塩化ビニル系ポリマー、二酢酸セルロースや三酢酸
セルロースの如きセルロース系ポリマー、ナイロンや芳
香族ポリアミドの如きアミド系ポリマー、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。

【００２１】一方、側鎖型液晶コポリマーとしては、正
の液晶性を有するフラグメント側鎖を含有するモノマー
ユニット（ａ）と負の複屈折液晶性を有するフラグメン
ト側鎖を含有するモノマーユニット（ｂ）を含有する。

【００２２】前記モノマーユニット（ａ）におけるフラ
グメント側鎖は、たとえば、一般式（Ｉ）：−Ｙ−Ｚ−
Ａ（ただしＹは、主鎖から分岐したポリメチレン鎖又は
ポリオキシメチレン鎖、Ｚはパラ置換環状化合物であ
る。）で表される側鎖部分を有するものがあげられる。

【００２３】前記の一般式（Ｉ）においてＹは、屈曲性
を示すスペーサ基であり、ポリメチレン鎖−（ＣＨ₂ ）
_P −又はポリオキシメチレン鎖−（ＣＨ₂ ＣＨ₂ Ｏ）_q
−からなる。その繰返し数ｐ、ｑは、それに結合するメ
ソゲン基Ｚの化学構造等により適宜に決定でき、一般に
はｐについては０〜２０、特に２〜１２、ｑについては
０〜１０、特に１〜４の整数である。

【００２４】屈折率制御等の複屈折フィルムの形成性な
どの点より好ましいスペーサ基Ｙは、例えばエチレンや
プロピレン、ブチレンやペンチレン、ヘキシレンやオク
チレン、デシレンやウンデシレン、ドデシレンやオクタ
デシレン、エトキシエチレンやメトキシブチレンなどで
ある。

【００２５】また、Ｚは液晶配向性を付与するメソゲン
基となるパラ置換環状化合物であり、その例としては、
アゾメチン型やアゾ型、アゾキシ型やエステル型、トラ
ン型やフェニル型、ビフェニル型やフェニルシクロヘキ
シル型、ビシクロヘキシル型の如きパラ置換芳香族単位
やパラ置換シクロヘキシル環単位などを有するものなど
があげられる。

【００２６】屈折率制御等の複屈折フィルムの形成性な
どの点より好ましいパラ置換環状化合物Ｚとしては、下
記化１の化学式で表されるものなどがあげられる。

【００２７】合物Ｚとしては、下記化１の化学式で表さ
れるものなどがあげられる。

【００２８】

【化１】 （式中、ｍは１または２である）。前記において、スペ
ーサ基Ｙとメソゲン基Ｚはエーテル結合、すなわち−Ｏ
−を介して結合していてもよい。またパラ置換環状化合
物を形成するフェニル基は、その１個又は２個の水素が
ハロゲンで置換されていてもよく、その場合、ハロゲン
としては塩素又はフッ素が好ましい。

【００２９】またパラ置換環状化合物Ｚにおけるパラ位
における末端置換基Ａは、例えばシアノ基やアルキル
基、アルケニル基やアルコキシ基、オキサアルキル基や
ハロゲン基、水素の１個以上がフッ素又は塩素にて置換
されたハロアルキル基やハロアルコキシ基やハロアルケ
ニル基などの適宜なものであってよい。

【００３０】したがって、前記側鎖型液晶コポリマー
は、熱可塑性を示して、室温又は高温でネマチック相や
スメクチック相等の適宜な配向性を示すものであってよ
い。

【００３１】前記モノマーユニット（ａ）におけるフラ
グメント側鎖は、アルコキシ基、シアノ基、フルオロ基
およびアルキル基から選ばれるいずれか少なくとも一つ
の置換基を、当該フラグメント側鎖の分子長軸に対して
平行な方向に（対称に）含むことが好ましい。

【００３２】前記モノマーユニット（ａ）としては、た
とえば、一般式（ａ）：

【化２】 （ただし、Ｒ¹ は水素原子またはメチル基を、ａは１〜
６の正の整数を、Ｘ¹ は−ＣＯ₂ −基または−ＯＣＯ−
基を、Ｒ² はシアノ基、炭素数は１〜６のアルコキシ
基、フルオロ基または炭素数は１〜６のアルキル基を、
ｂおよびｃはそれぞれ１または２の整数を示す。）で表
されるモノマーユニットが好ましい例としてあげられ
る。

【００３３】また前記モノマーユニット（ｂ）における
フラグメント側鎖は、アルコキシ基、シアノ基、フルオ
ロ基、アルキル基およびピリダジン基から選ばれるいず
れか少なくとも一つの置換基を、当該フラグメント側鎖
の分子長軸に対して非対称（反平行な方向）に有するこ
とが好ましい。

【００３４】前記モノマーユニット（ｂ）としては、た
とえば、一般式（ｂ）：

【化３】 （ただし、Ｒ³ は水素原子またはメチル基を、ｄは１〜
６の正の整数を、Ｘ² は−ＣＯ₂ −基または−ＯＣＯ−
基を、ｅは１または２の正の整数を、Ｒ⁴ は一般式
（ｃ）：

【化４】 （式中、Ｒ⁵ 、Ｒ⁶ およびＲ⁷ はそれぞれ独立して水素
原子、シアノ基、フルオロ基、炭素数は１〜６のアルコ
キシ基または炭素数は１〜６のアルキル基を示す。Ｒ
⁵ 、Ｒ⁶ の少なくとも１つはシアノ基、フルオロ基、炭
素数は１〜６のアルコキシ基または炭素数は１〜６のア
ルキル基である。）で表される置換基を示す。）で表さ
れるモノマーユニットが屈折率の制御などの点で好まし
い例としてあげられる。なお、Ｒ⁴ またはＲ⁴ 中のＲ⁵
もしくはＲ⁶ が、フラグメントとしては分子長軸に対し
て非対称（反平行な方向）にある。

【００３５】モノマーユニット（ａ）とモノマーユニッ
ト（ｂ）の割合は、特に制限されるものではなく、モノ
マーユニットの種類にもよって異なるが、モノマーユニ
ット（ｂ）の割合が多くなると側鎖型液晶コポリマーが
複屈折特性を示さなくなるため、（ｂ）／｛（ａ）＋
（ｂ）｝＝０．０１〜０．８（モル比）とするのが好ま
しい。また、側鎖型液晶ポリマーの重量平均分子量が、
２千〜１０万であるのが好ましい。なお、モノマーユニ
ット（ａ）、モノマーユニット（ｂ）として、前記化
２、化３で表されるモノマーユニットを有する側鎖型液
晶コポリマーは、前記例示のモノマーユニットに対応す
るアクリル系モノマーまたはメタクリル系モノマーを共
重合することにより調製できる。

【００３６】前記例示の側鎖型液晶コポリマーは主鎖を
形成する骨格としてポリアクリレートやポリメタクリレ
ートの場合を例示したが、本発明の主鎖は線状や分岐状
や環状等の適宜な連結鎖にて形成されていてよい。ちな
みにその例としては、ポリ−α−ハロアクリレート類や
ポリ−α−シアノアクリレート類、ポリアクリルアミド
類やポリアクリロニトリル類、ポリメタクリロニトリル
類やポリアミド類、ポリエステル類やポリウレタン類、
ポリエーテル類やポリイミド類、ポリシロキサン類など
があげられる。

【００３７】上記において母材ポリマーと側鎖型液晶コ
ポリマーは、得られる光拡散板において形成される微小
領域の分散分布性などの点より、相分離する組合せで用
いることが好ましく、その組合せによる相溶性により分
散分布性を制御することができる。相分離は、例えば非
相溶性の材料を溶媒にて溶液化する方式や、加熱溶融下
に混合する方式などの適宜な方式にて行うことができ
る。

【００３８】なお、上記した延伸配向処理方式で前記微
小領域を分散含有する複屈折性フィルムを形成する場
合、任意な延伸温度、延伸倍率にて目的の複屈折性フィ
ルムを形成することができる。また上記の母材ポリマー
には、延伸方向の屈折率変化の特性に基づいて正負に分
類される異方性ポリマーがあるが、本発明においては正
負いずれの異方性ポリマーも用いることができる。

【００３９】配向処理対象のフィルムは、例えばキャス
ティング法や押出成形法、射出成形法やロール成形法、
流延成形法などの適宜な方式にて得ることができ、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フィルム状に製膜する方式などに
ても得ることができる。

【００４０】複屈折性フィルム中に分散含有している微
小領域が均等分布性に優れることなどから、溶媒を介し
た母材ポリマーと側鎖型液晶コポリマーの混合液をキャ
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、溶媒の種類や混合液の粘度、混合液展開
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。ちなみに微小領域の小面積化
には混合液の低粘度化や混合液展開層の乾燥速度の急速
化などが有利である。

【００４１】配向処理対象のフィルムの厚さは、適宜に
決定しうるが、一般には配向処理性などの点より１μｍ
〜３ｍｍ、さらには５μｍ〜１ｍｍ、特に１０〜５００
μｍとされる。なお、当該フィルムの形成に際しては、
例えば分散剤や界面活性剤、紫外線吸収剤や色調調節
剤、難燃剤や離型剤、酸化防止剤などの適宜な添加剤を
配合することができる。

【００４２】配向処理は、例えば一軸や二軸、逐次二軸
やＺ軸等による延伸処理方式や圧延方式、ガラス転移点
又は液晶転移点以上の温度で電場又は磁場を印加して急
冷し配向を固定化する方式や製膜時に流動配向させる方
式、等方性ポリマーの僅かな配向に基づいて側鎖型液晶
コポリマーを自己配向させる方式などの、配向により屈
折率を制御しうる適宜な方式の１種又は２種以上を用い
て行うことができる。従って得られた微小領域を分散含
有している複屈折性フィルムは、延伸フィルムであって
もよいし、非延伸フィルムであってもよい。なお延伸フ
ィルムとする場合には、母材ポリマーとして脆性ポリマ
ーも用いうるが、延び性に優れるポリマーが特に好まし
く用いうる。

【００４３】本発明の光拡散板は前記微小領域を分散含
有している複屈折性フィルムからなり、当該光拡散板の
母材ポリマーを構成要素とする複屈折性フィルム部分と
側鎖型液晶コポリマーを構成要素とする微小領域との直
線偏光の最大透過率を示す軸方向に直交する方向におけ
る屈折率差（△ｎ1 ）が０．０３以上であり、かつ最大
透過率の軸方向における屈折率差（△ｎ2 ）が前記△ｎ
1 の８０％以下に制御したものである。かかる屈折率差
とすることにより、△ｎ1 方向（前記軸方向に直交する
方向）での散乱性に優れ、△ｎ2 方向（前記軸方向）で
の偏光状態の維持性に優れるものとすることができる。

【００４４】散乱性やそれによる偏光状態の変換性ない
し解消性などの点より△ｎ1 方向における屈折率差（△
ｎ1 ）は、適度に大きいことが好ましく、０．０４〜
１、特に０．０４５〜０．５の屈折率差（△ｎ1 ）であ
ることが好ましい。一方、偏光状態の維持性などの点よ
り△ｎ2 方向における屈折率差（△ｎ2 ）は、小さいほ
ど好ましく、０．０３以下、さらには０．０２以下、特
に０．０１以下の屈折率差（△ｎ2 ）であることが好ま
しい。

【００４５】従って上記の配向処理は、前記複屈折性フ
ィルム部分と微小領域との屈折率差を、△ｎ1 方向にお
いて大きくする操作、又は△ｎ2 方向において小さくす
る操作、あるいはそれらの両方を達成する操作として位
置付けることもできる。

【００４６】前記光拡散板における微小領域は、前記散
乱効果等の均質性などの点より可及的に複屈折性フィル
ム中に均等に分散分布していることが好ましい。微小領
域の大きさ、特に散乱方向である△ｎ1 方向の長さは、
後方散乱（反射）や波長依存性に関係し、後方散乱の抑
制の点よりは△ｎ1 方向における微小領域の長さが数μ
ｍオーダ等の可及的に小さいことが好ましい。

【００４７】一方、後方散乱を誘発させて大きくする点
よりは△ｎ1 方向における微小領域の径をレイリー散乱
が生じる大きさとすることが好ましく、そのレイリー散
乱の点より微小領域の径が光の波長に対して充分に小さ
いことが好ましい。他方、散乱光の波長依存性を抑制す
る点よりは、△ｎ1 方向における微小領域の大きさが可
及的に大きいことが好ましく、従って前記した後方散乱
の抑制と拮抗する。

【００４８】前記の後方散乱や波長依存性などを踏まえ
た、従って光利用効率の向上や波長依存性による着色防
止、微小領域の視覚による鮮明な表示の阻害防止、さら
には製膜性やフィルム強度などの点より微小領域の好ま
しい大きさ、特に△ｎ1 方向の好ましい長さは、０．０
５〜５００μｍ、さらには０．１〜２５０μｍ、特に１
〜１００μｍである。なお微小領域は、通例ドメインの
状態で複屈折性フィルム中に存在するが、その△ｎ2 方
向の長さについては特に限定はない。

【００４９】上記の如く本発明の光拡散板は、△ｎ1 方
向と△ｎ2 方向として複屈折特性に異方性をもたせて、
直線偏光をその振動面の相違によりコントロールできる
ようにしたものである。その光拡散板に占める微小領域
の割合は、△ｎ1 方向の散乱性などの点より適宜に決定
しうるが、一般にはフィルム強度なども踏まえて０．１
〜７０重量％、さらには０．５〜５０重量％、特に１〜
３０重量％とされる。

【００５０】本発明の光拡散板は、図１に例示の如く複
屈折特性が相違する微小領域を分散含有する複屈折性フ
ィルムの単層物１からなっていてもよいし、図２に例示
の如く当該光拡散板１の重畳体からなっていてもよい。
かかる重畳化により、厚さ増加以上の相乗的な散乱効果
が発揮され、偏光板と組合せた場合に重畳化による反射
損以上の偏光板透過光が得られて特に有利である。

【００５１】重畳体は、△ｎ1 方向又は△ｎ2 方向の任
意な配置角度で光拡散板を積層したものであってよい
が、散乱効果の拡大などの点よりは△ｎ1 方向が上下の
層で平行関係となるように重畳したものが好ましい。光
拡散板の重畳数は、２層以上の適宜な数とすることがで
きる。

【００５２】また重畳する各光拡散板は、△ｎ1 又は△
ｎ2 が同じものであってもよいし、異なるものであって
もよい。なお△ｎ1 方向等における上下の層での平行関
係は、可及的に平行であることが好ましいが、作業誤差
によるズレなどは許容される。また△ｎ1 方向等にバラ
ツキがある場合には、その平均方向に基づく。

【００５３】重畳体における各光拡散板は、単に重ね置
いた状態にあってもよいが、△ｎ1方向等のズレ防止や
各界面への異物等の侵入防止などの点よりは接着層等を
介して接着されていることが好ましい。その接着には、
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、光拡散板との屈折
率差が可及的に小さい接着層が好ましく、母材ポリマー
や微小領域を形成する側鎖型液晶コポリマーにて接着す
ることもできる。

【００５４】本発明の光拡散板は、その直線偏光の透過
性と散乱性を示す特性に基づいて例えば偏光増幅板やカ
ラー調節板、偏光分離板や表示特性制御板、液晶表示ス
クリーンや偏光補助板などの各種の目的に用いることが
できる。

【００５５】ちなみに前記の偏光増幅板は、偏光板の光
入射側に後方散乱が少なく光散乱性の強い光拡散板を配
置してその散乱性（△ｎ1 方向）により偏光方向を変換
して△ｎ2 方向透過性の直線偏光を増量し偏光度ないし
光利用効率の向上を目的とするものである。またカラー
調節板は、高い波長依存性を示す光拡散板を青透過率の
低い反射型液晶表示装置等の表面に配置してブルー域の
偏光を増幅し、表示の黄色化の防止等のカラーバランス
の調整などを目的とするものである。

【００５６】偏光分離板は、レイリー散乱に近い散乱を
示す光拡散板を導光板と偏光板の間に配置して後方散乱
光を偏光解消後、導光板底面の反射層等を介して偏光板
に再入射させることにより△ｎ2 方向透過性の直線偏光
を増量し、偏光度ないし光利用効率の向上を目的とする
ものである。

【００５７】表示特性制御板は、後方散乱が少なくヘイ
ズ異方性の高い光拡散板を液晶セルと視認側偏光板の間
に配置して白表示を散乱させ、黒表示を透過させてコン
トラストの向上や画像の鮮明化を目的とするものであ
る。液晶表示スクリーンは、光拡散板を入射光のうち一
定の直線偏光を選択的に透過するスクリーンに用いてコ
ントラストの向上化を目的とするものである。偏光補助
板は、ヘイズ異方性の高い光拡散板を表示装置における
偏光板と光源の間に配置して偏光板吸収性の光の入射を
抑制して偏光板の温度上昇を防止することを目的とする
ものである。

【００５８】従って本発明による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。その例を図３に
示した。３が光学部品である。かかる積層体は、単に重
ね置いたものであってもよいし、接着層等を介して接着
したものであってもよい。その接着層としては、上記し
た各光拡散板の重畳の場合に準じうる。

【００５９】前記積層対象の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。

【００６０】すなわち偏光板では吸収型タイプや反射型
タイプや散乱型タイプ、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や
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、本発明においてはそのいずれ
のタイプも用いうる。

【００６１】ちなみに前記した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の如き親水性高分子
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の如きポリ
エン配向フィルムなどがあげられる。

【００６２】また前記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０．５〜２０μm 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構造を付与したもの
などもあげられる。

【００６３】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母材ポリマーからなる延伸
フィルムや液晶ポリマー、就中、捩じれ配向の液晶ポリ
マーなどからなるものがあげられる。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。

【００６４】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。

【００６５】本発明による光学素子を形成する積層体
は、１種の光学部品を用いたものであってもよいし、２
種以上の光学部品を用い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、光学部品の位相差板等の
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面、
積層体を形成する光学部品の片面や両面などの積層体の
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。

【００６６】光学素子が偏光板を含むものである場合、
光拡散板の透過・散乱特性を有効に活用する点などより
光拡散板は、その△ｎ2 方向が偏光板の透過軸と平行関
係となるように配置されていることが好ましい。その平
行関係は、上記した複屈折性フィルムを重畳する場合に
準じうる。かかる配置の光学素子は、偏光板吸収性の直
線偏光が光拡散板の△ｎ1 方向を介して散乱されること
となる。従って上記した偏光増幅板や偏光分離板、液晶
表示スクリーンや偏光補助板などに好ましく用いうる。

【００６７】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
の高いもの就中、光透過率が４０％以上で、偏光度が９
５．０％以上、特に９９％以上のものが好ましく用いら
れる。

【００６８】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。液晶表示装置の例を図４、図５に示した。
４が偏光板、５が液晶セル、６が拡散反射板、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。

【００６９】前記の図４は、反射型の液晶表示装置とし
たものを例示しており、光拡散板１は、視認側の偏光板
４の外側に偏光板の透過軸に対し△ｎ2 方向が平行関係
となるように配置されている。一方、図５は、透過型の
液晶表示装置としたものを例示しており、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の間に偏光板の透過軸に対し△ｎ2 方向が平行関
係となるように配置されている。

【００７０】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、反射防止膜や保護
層や保護板、あるい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。

【００７１】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。

【００７２】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。ちな
みに光拡散板の△ｎ2 方向と偏光板の透過軸が平行関係
となるように配置する液晶表示装置にあって光拡散板
は、例えば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、偏光板吸収性の直線偏光を散乱を介して偏光変
換すること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。

【００７３】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。

【００７４】

【実施例】以下に実施例をあげて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。な
お、各例中、部は重量部である。

【００７５】実施例１ 複屈折性フィルムの母材ポリマーとしてのポリカーボネ
ート樹脂（帝人社製，商品名パンライト）１００部を含
有する２０重量％ジクロロメタン溶液と下式化５（式中
のｎ＝５０であり、モノマーユニットのモル％を示し、
便宜的にブロック体で表示している、重量平均分子量：
９７００）

【化５】 で表される側鎖型液晶ポリマー６部を混合し、キャスト
法にて厚さ１００μｍのフィルムを得たのち、それを１
７５℃で２倍に延伸処理して、前記側鎖型液晶ポリマー
の微小領域を分散含有する複屈折性フィルムからなる光
拡散板を得た。

【００７６】前記の複屈折性フィルムは、ポリカーボネ
ート樹脂をフィルムベースとしてその中に延伸方向に長
軸な形状で側鎖型液晶ポリマーがドメイン状に分散して
微小領域を形成したものであり、そのドメインの平均径
を偏光顕微鏡観察にて、ドメインの液晶ポリマーによる
微小な配向乱れに起因する位相差の違いによる着色に基
づいて測定した結果、△ｎ1 方向の長さが約６μｍであ
った。

【００７７】得られた光拡散板の屈折率差（△ｎ1 ）は
０．０３５で、屈折率差（△ｎ2 ）は０．０１０であっ
た。

【００７８】なお、前記ポリカーボネート樹脂を２倍に
延伸処理て得られたフィルムの△ｎ1 方向の屈折率は
１．５８５、△ｎ２方向の屈折率は１．５８０であっ
た。また、側鎖型液晶ポリマーの△ｎ1 方向の屈折率
（異常光屈折率）は１．６２０、△ｎ２方向の屈折率
（常光屈折率）は１．５７０であった。

【００７９】屈折率の測定は、それぞれ単体フィルムを
Ａｔａｇｏ製のアッベ屈折計１Ｔ型で測定することによ
り行った。ポリカーボネートフィルムはそのまま測定し
た。側鎖型液晶ポリマーは、そのシクロヘキサノン溶液
（濃度２６重量％）を、鉛入りガラス基板上にポリイミ
ド（Ｎ−メチルピロリドン２０％溶液）を２０００ｒｐ
ｍ、１０秒の条件でスピンコートし、３００℃で１時間
加熱した後、ラビングした配向膜上に、スピンコート
し、１６０℃で加熱して側鎖型液晶ポリマーを配向させ
たものを測定した。

【００８０】実施例２ 実施例１に準じて製造した複屈折性フィルムの２枚を、
その△ｎ2 方向が一致するように厚さ２０μｍのアクリ
ル系粘着層を介し重畳接着して光拡散板を製造した。

【００８１】実施例３ 実施例１で得た光拡散板と市販の全光線透過率が４１％
で透過光の偏光度が９９％の偏光板を△ｎ2 方向と透過
軸が一致するようにアクリル系粘着層を介し接着して光
学素子を製造した。

【００８２】実施例４ 拡散反射板の上に、偏光板、ＴＮ液晶セル、実施例３で
得た光学素子を偏光板がセル側となるようにアクリル系
粘着層を介し順次接着して図４に準じた反射型の液晶表
示装置を得た。なお偏光板は、その透過軸方向が液晶セ
ルと対面するそれぞれのラビング方向と一致するように
配置した。

【００８３】比較例１ 実施例１において、下式化６（重量平均分子量：８９０
０）

【化６】 で表される側鎖型液晶ポリマーを用いた以外は実施例１
と同様にして、屈折率差（△ｎ1 ）が０．２６０で、屈
折率差（△ｎ2 ）が０．０３５の複屈折性フィルムから
なる光拡散板を得た。なお、前記側鎖型液晶ポリマーの
△ｎ1 方向の屈折率（異常光屈折率）は１．８４５、△
ｎ２方向の屈折率（常光屈折率）は１．５４５であっ
た。前記の複屈折性フィルムは、ポリカーボネート樹脂
をフィルムベースとしてその中に延伸方向に長軸な形状
で側鎖型液晶ポリマーがドメイン状に分散して微小領域
を形成したものであり、そのドメインの平均径は、△ｎ
1 方向の長さが約６μｍであった。

【００８４】比較例２ 実施例３において、光拡散板として、比較例１で得た光
拡散板を用いた以外は実施例３と同様にして光学素子を
製造した。

【００８５】評価試験１ 実施例および比較例で得た光拡散板、光学素子について
全光線透過率、拡散透過率およびヘイズをＡＳＴＭＤ１
００３−６１に準拠してポイック積分球式ヘイズメータ
にて測定した。また透過全光線の偏光度も調べ、その結
果を表１に示した。なお光学素子では偏光板側と光拡散
板側から光を入射させ、その光拡散板側からの場合の値
を（）内に示した。

【００８６】

【表１】 表１より偏光機能を有する光拡散板の得られていること
がわかり（実施例１，２）、複屈折性フィルムの重畳化
で反射損による全光線透過率の低下があるにも係らず
（実施例１，２）、偏光板と組合せた場合にはその反射
損以上の全光線透過率の増量が得られて、偏光板吸収性
の直線偏光の散乱で偏光板透過性の直線偏光が飛躍的に
向上していることがわかる（実施例３）。また実施例３
における光入射方向を相違させた場合の対比より、光拡
散板側から入射させることで偏光板単板（４１％）より
も全光線透過率が飛躍的に向上することがわかる。

【００８７】さらに、その全光線透過率の上昇は、単一
モノマーユニットからなる側鎖型液晶ポリマーを用いた
場合（比較例１）よりも、側鎖型液晶コポリマーを用い
た場合（実施例１）の方が効果が大きい。このことか
ら、偏光機能を有する光拡散板を構成する液晶ポリマー
として、本発明の側鎖型液晶コポリマーを用いることに
より、その偏光特性が向上することが認められる。

【００８８】評価試験２実施例４で得た液晶表示装置に
ついて表示状態での輝度を輝度計にて調べた結果、偏光
板のみを用いた場合に比べて輝度の大きな向上が確認さ
れた。

【図面の簡単な説明】

【図１】光拡散板例の断面図

【図２】重畳光拡散板例の断面図

【図３】光学素子例の断面図

【図４】液晶表示装置例の断面図

【図５】他の液晶表示装置例の断面図

【符号の説明】

１：光拡散板 ｅ：微小領域 ２：接着層 ３：光学部品 ４：偏光板 ５：液晶セル ６：拡散反射板 ７：導光板 １０：重畳光拡散板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/1335 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５１０ ５１０ 1/13363 1/13363 (72)発明者 中野 秀作 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 望月 周 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 Ｆターム(参考） 2H042 BA02 BA12 BA15 BA20 2H049 BA01 BA02 BA06 BA25 BA42 BB03 BB44 BB63 BC03 BC14 BC22 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA16Z FA23Z FA41Z HA11 LA18 LA30 4J002 AB011 BB031 BB111 BB151 BC021 BC031 BC061 BD031 BD101 BE021 BE061 BG051 BG072 BG082 CA001 CE001 CF061 CF081 CG001 CH021 CH091 CL001 CM041 CN011 CN031 GP00 4J100 AL08P AL08Q BA02P BA02Q BA07P BA10P BA10Q BA15P BA15Q BA40P BC04Q BC43P BC43Q BC73Q CA04 DA66 JA32 JA39

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複屈折性フィルム中に当該複屈折性フィ
   ルムとは複屈折特性が相違する微小領域を分散含有して
   なる光拡散板において、その微小領域が、正の液晶性を
   有するフラグメント側鎖を含有するモノマーユニット
   （ａ）と負の複屈折液晶性を有するフラグメント側鎖を
   含有するモノマーユニット（ｂ）を含有する側鎖型液晶
   ポリマーからなると共に、 前記複屈折性フィルムと微小領域との、直線偏光の最大
   透過率を示す軸方向に直交する方向における屈折率差
   （△ｎ1 ）が０．０３以上であり、 かつ最大透過率の軸方向における屈折率差（△ｎ2 ）が
   前記△ｎ1 の８０％以下であることを特徴とする光拡散
   板。
2. 【請求項２】 微小領域が相分離により分散分布してお
   り、微小領域の△ｎ1 方向（前記軸方向に直交する方
   向）の長さが０．０５〜５００μｍであることを特徴と
   する請求項１記載の光拡散板。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の光拡散板を、△
   ｎ1 方向が上下の層で平行関係となるように２層以上重
   畳してなる光拡散板。
4. 【請求項４】 偏光板又は位相差板の少なくとも１種
   と、請求項１〜３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。
5. 【請求項５】 偏光板の透過軸と光拡散板の△ｎ2 方向
   （前記軸方向）が平行関係にあることを特徴とする光学
   素子。
6. 【請求項６】 請求項１〜３に記載の光拡散板または請
   求項４もしくは５に記載の光学素子を、液晶セルの片側
   又は両側に有することを特徴とする液晶表示装置。