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WO2010113873A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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WO2010113873A1
WO2010113873A1 PCT/JP2010/055564 JP2010055564W WO2010113873A1 WO 2010113873 A1 WO2010113873 A1 WO 2010113873A1 JP 2010055564 W JP2010055564 W JP 2010055564W WO 2010113873 A1 WO2010113873 A1 WO 2010113873A1
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WO
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light
liquid crystal
light diffusing
resin
crystal display
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Application number
PCT/JP2010/055564
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English (en)
French (fr)
Inventor
基裕 山原
昭佳 金光
知典 宮本
Original Assignee
住友化学株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US13/260,883 priority Critical patent/US20120044440A1/en
Priority to CN201080024964XA priority patent/CN102449542A/zh
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    • G02F1/133607Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device including a direct type backlight device.
  • a milky white light diffusion plate is provided between the backlight device in which a plurality of cold cathode tube lamps are arranged in parallel and the liquid crystal cell, and The appearance of the lamp image caused by the fact that the brightness directly above the lamp is higher than the other parts was suppressed.
  • the light emitted from the backlight device is absorbed and reflected by the light diffusing plate, so that the brightness of the light transmitted through the light diffusing plate is lowered, and the light emitted from the backlight device is used. Efficiency is reduced.
  • the lamp image is blurred by a diffusion film that moderately scatters the light emitted from the backlight device, and the number of blurred lamp images is increased by the lens film, thereby relaxing the lamp image and the light emitting surface.
  • a technique for achieving uniformization see, for example, Patent Document 1.
  • a liquid crystal display device includes a backlight device, a first light diffusing unit, a light deflecting unit, a first polarizing plate, a liquid crystal cell in which a liquid crystal layer is provided between a pair of substrates, A polarizing plate and a second light diffusing means are provided in this order, and the first polarizing plate and the second polarizing plate are arranged so that their absorption axes are in a crossed Nicols relationship, and the first light diffusing
  • the means transmits the intensity of transmitted light (I 20 ) emitted in a direction forming an angle of 20 ° with respect to the normal direction and the normal direction.
  • the ratio (I 20 / I 0 ) to the intensity (I 0 ) of transmitted light emitted in a direction that forms an angle of 0 ° is 30% or less, and the second light diffusing means has translucency. It has a light diffusion layer containing resin and translucent fine particles dispersed in the translucent resin.
  • the first light diffusing means includes a light diffusing layer having a light transmissive resin and a light diffusing agent dispersed in the light transmissive resin, and a surface layer provided on one or both surfaces of the light diffusing layer. It is a diffusion plate, and at least one surface of the surface layer preferably has a ten-point average roughness (Rz) in the range of 20 to 60 ⁇ m.
  • the ten-point average roughness (Rz) is a value measured according to JIS B0601.
  • the surface layer is preferably provided on a surface of the light diffusion layer facing the light deflection unit.
  • the light deflecting means has a plurality of prism films in which a plurality of linear prisms having a polygonal cross section and a tapered shape are formed on the light emitting surface side at a predetermined interval, and the plurality of prism films include the line prisms. It is preferable that the ridge lines of the prisms are arranged in different directions.
  • the light diffusing layer of the second light diffusing means is preferably formed on the surface of the base film, the average particle diameter of the translucent fine particles is more than 5 ⁇ m, and the content of the translucent fine particles is the transparent material.
  • the range is preferably 25 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the light-sensitive resin.
  • the translucent fine particles preferably have an average particle diameter of 2 ⁇ m to 5 ⁇ m, and the content of the translucent fine particles is preferably in the range of 35 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the translucent resin. .
  • the lamp image can be relaxed without reducing the utilization efficiency of the light emitted from the backlight device.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention. It is a schematic diagram which shows the example of arrangement
  • liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.
  • the liquid crystal display device 100 of FIG. 1 is a normally white mode TN liquid crystal display device, and includes a backlight device 2, a first light diffusion plate (first light diffusion means) 3, and two prism films ( (Light deflecting means) 4a, 4b, the first polarizing plate 5, the liquid crystal cell 1 in which the liquid crystal layer 12 is provided between the pair of transparent substrates 11a, 11b, the second polarizing plate 6, and the second light diffusion.
  • a plate (second light diffusion means) 7 is arranged in this order.
  • the perpendicular lines of the light incident surfaces of the prism films 4a and 4b are substantially parallel to the Z axis.
  • the term “substantially parallel” includes the case of being completely parallel and the case of being deviated from parallel in an angle range of about ⁇ 5 °.
  • the first polarizing plate 5 and the second polarizing plate 6 are arranged such that their absorption axes (Y direction, X direction) are in a crossed Nicols relationship.
  • Each of the two prism films 4a and 4b has a flat surface on the light incident surface side, and a plurality of linear prisms having a triangular cross section on the light emitting surface side.
  • the prism film 4 a is arranged such that the ridge line of the linear prism is substantially parallel to the absorption axis direction of the first polarizing plate 5, and the prism film 4 b has the ridge line of the linear prism absorbed by the second polarizing plate 6. It arrange
  • the apex angle ⁇ of the linear prism having a triangular cross section is in the range of 90 ° to 110 °.
  • the triangular shape of the cross section is arbitrary and isosceles, but isosceles triangles are preferred when concentrating in the front direction, and adjacent isosceles triangles are sequentially arranged adjacent to the base opposite to the apex angle, It is preferable to have a structure in which the ridgelines that are the apex-angle rows are arranged so that the major axes are substantially parallel to each other. In this case, the apex angle and the base angle may have curvature unless the light collecting ability is significantly reduced.
  • the distance between the ridge lines is usually in the range of 10 ⁇ m to 500 ⁇ m, and preferably in the range of 30 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • the ridgeline of the linear prism may be linear or wave-curved.
  • the direction of the ridge line when the ridge line is a wavy curve as viewed from the light exit surface side refers to the direction of the regression line obtained by the least square method.
  • the cross-sectional shape of the linear prism is not limited to a triangular shape, and the cross-section may be a polygonal shape and a tapered shape.
  • the light emitted from the backlight device 2 is diffused by the first light diffusion plate 3 to the extent that a lamp image remains, as will be described later. Thereafter, the light enters the prism film 4a.
  • a vertical cross section (ZX plane) orthogonal to the absorption axis direction of the first polarizing plate 5 light incident obliquely with respect to the lower surface of the prism film 4a is emitted with its path changed in the front direction.
  • the prism film 4b in the vertical cross section (ZY plane) orthogonal to the absorption axis direction of the second polarizing plate 6, light incident obliquely with respect to the lower surface of the prism film 4b is the front direction as described above.
  • the path is changed in the (Z direction) and emitted. Therefore, the light passing through the two prism films 4a and 4b is condensed in the front direction in any vertical cross section, and the luminance in the front direction is improved.
  • the light imparted with directivity in the front direction is changed from circularly polarized light to linearly polarized light by the first polarizing plate 5 and enters the liquid crystal cell 1.
  • the light incident on the liquid crystal cell 1 is emitted from the liquid crystal cell 1 with its polarization plane controlled for each pixel by the orientation of the liquid crystal layer 12 controlled by the electric field.
  • the light emitted from the liquid crystal cell 1 is imaged by the second polarizing plate 6 and then further diffused by the second light diffusing plate 7 to be emitted to the display surface side in a state where the lamp image is completely relaxed.
  • the light diffusibility of the first light diffusing plate 3 is made lower than the conventional one to increase the utilization efficiency of the emitted light from the backlight device, and the second light diffusing plate. 7 is provided to relax the lamp image without impairing the display characteristics.
  • the two prism films 4a and 4b make the directivity of the light incident on the liquid crystal cell 1 in the front direction higher than in the past, and the brightness in the front direction is improved as compared with the conventional device.
  • the anti-glare property excellent by the 2nd light diffusing plate 7 is also acquired.
  • a liquid crystal is sealed between a pair of transparent substrates 11a and 11b arranged to face each other at a predetermined distance by a spacer (not shown), and the pair of transparent substrates 11a and 11b.
  • the liquid crystal layer 12 is provided.
  • a transparent electrode and an alignment film are laminated on each of the pair of transparent substrates 11a and 11b, and the liquid crystal is formed by applying a voltage based on display data between the transparent electrodes.
  • the display method of the liquid crystal cell 1 is the TN method, but a display method such as an IPS method or a VA method may be adopted.
  • the backlight device 2 includes a rectangular parallelepiped case 21 having an upper surface opening, and a plurality of cold cathode tubes 22 serving as linear light sources arranged in parallel in the case 21.
  • the case 21 is formed from a resin material or a metal material, and it is desirable that at least the case inner peripheral surface is white or silver from the viewpoint of reflecting the light emitted from the cold cathode tube 22 on the case inner peripheral surface.
  • a light source in addition to a cold cathode tube, a hot cathode tube, a linearly arranged LED, and the like can be used.
  • the number of the linear light sources to be arranged is not particularly limited, but the distance between the centers of adjacent linear light sources is in the range of 15 to 150 mm from the viewpoint of suppressing luminance unevenness on the light emitting surface. It is preferable to do so.
  • the backlight device 2 used in the present invention is not limited to the direct type shown in FIG. 1, but is a sidelight type in which a linear light source or a point light source is arranged on the side surface of the light guide plate, or a light source.
  • the first light diffusing plate 3 has an intensity (I 20 ) of transmitted light that is emitted from a back surface in a direction that forms an angle of 20 ° with respect to the normal direction when parallel light is incident in the normal direction of the back surface.
  • the optical characteristic is such that the ratio (I 20 / I 0 ) with respect to the intensity (I 0 ) of transmitted light emitted in a direction forming an angle of 0 ° with respect to the perpendicular direction is 30% or less.
  • the back surface is a surface of the first light diffusing plate 3 facing the backlight device. Light enters the back surface from the backlight device. Due to such light characteristics of the first light diffusion plate 3, light from the backlight device is diffused to such an extent that a lamp image remains.
  • the light diffusion layer 31 is obtained by dispersing the light diffusing agent 312 in the light transmissive resin 311, and can be obtained, for example, by mixing the light transmissive resin 311 and the light diffusing agent 312.
  • polycarbonate methacrylic resin, methyl methacrylate-styrene copolymer resin, acrylonitrile-styrene copolymer resin, methacrylic acid-styrene copolymer resin, polystyrene, polyvinyl chloride, polypropylene, polymethyl Polyolefins such as pentene, cyclic polyolefins, polyester resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polyethylene naphthalate, polyamide resins, polyarylate, polyimide, and the like can be used.
  • the light diffusing agent 312 is fine particles made of a material having a refractive index different from that of the light transmitting resin 311, and specific examples include acrylic resin, melamine resin, and polyethylene of a different type from the light transmitting resin 311.
  • Organic fine particles such as polystyrene, organic silicone resin, acrylic-styrene copolymer, and inorganic fine particles such as calcium carbonate, silica, aluminum oxide, barium carbonate, barium sulfate, titanium oxide, and glass. 1 type or 2 or more types are mixed and used.
  • Organic polymer balloons and glass hollow beads can also be used.
  • the average particle diameter of the light diffusing agent 312 is preferably in the range of 0.5 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the shape of the light diffusing agent 312 may be not only a spherical shape but also a flat shape, a plate shape, and a needle shape.
  • the blending amount of the light diffusing agent 312 is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the translucent resin.
  • the thickness of the light diffusion layer 31 is preferably 100 ⁇ m to 5000 ⁇ m.
  • the surface layers 32a and 32b are obtained by dispersing the coarse particles 322 in the translucent resin 321, and can be obtained, for example, by mixing the translucent resin 321 and the coarse particles 322.
  • the translucent resin 321 the same resin as the translucent resin 311 of the light diffusion layer 31 can be used.
  • the coarse particles 322 inorganic particles and organic particles having a particle diameter of 20 ⁇ m to 200 ⁇ m can be used.
  • the blending amount of the coarse particles 322 is preferably in the range of 15 parts by mass to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the translucent resin.
  • the first light diffusing plate 3 having such a three-layer structure includes, for example, a light diffusing resin composition in which a light diffusing agent 312 is dispersed in a light transmitting resin 311 and coarse particles 322 in the light transmitting resin 321.
  • a light diffusing resin composition in which a light diffusing agent 312 is dispersed in a light transmitting resin 311 and coarse particles 322 in the light transmitting resin 321.
  • the coextrusion of the light diffusing resin composition and the coarse particle-containing resin composition is performed in the same manner as usual, and the coarse particle-containing resin composition is formed on both surfaces of the light diffusion layer 31 formed from the light diffusible resin composition.
  • the light diffusing resin composition and the coarse particle-containing resin composition may be coextruded from the die so that the surface layers 32a and 32b formed from the above are formed.
  • the thickness of the surface layers 32a and 32b is usually preferably 30 ⁇ m to 80 ⁇ m.
  • the layer thickness of the surface layer refers to the maximum thickness from the surface in contact with the light diffusion layer 3 of the surface layers 32a and 32b to the surface on the opposite side. Therefore, when the surface layers 32a and 32b have irregularities, the thickest portions corresponding to ⁇ and ⁇ shown in FIG. 3 are the layer thicknesses of the surface layers 32a and 32b, respectively.
  • the normal line on the back surface of the first light diffusion plate 3 refers to a normal line on the surface of the light diffusion layer 31 facing the backlight device 2.
  • the coarse particles 322 float on the surfaces of the surface layers 32a and 32b formed from the coarse particle-containing resin composition, and a desired surface roughness is formed. It is preferable to adjust the surface roughness of the first light diffusing plate 3, that is, the surface roughness of the surface layers 32a and 32b so that the ten-point average roughness (Rz) is in the range of 20 to 60 ⁇ m.
  • the ten-point average roughness (Rz) of the first light diffusion plate 3 can be adjusted by the particle diameter of the coarse particles 322, the blending amount, the cooling rate at the time of cooling and solidifying after co-extrusion from the die. Moreover, when rolling with a polishing roll etc.
  • the present invention can also be implemented by adjusting the surface roughness of only one of the surface layers 32a and 32b so that the ten-point average roughness (Rz) is in the range of 20 to 60 ⁇ m.
  • the surface layer whose surface roughness is adjusted to the above range is preferably provided on the surface of the light diffusion layer 3 facing the light deflecting means.
  • the surface layer is preferably provided on the surface of the light diffusion layer 3 facing the light deflection means. It is more preferable to provide both surface layers 32a and 32b.
  • each of the prism films 4a and 4b has a flat surface on the light incident surface side, and a plurality of linear prisms having a triangular cross section formed in parallel on the light output surface side.
  • the material of the prism films 4a and 4b include polycarbonate resin, ABS resin, methacrylic resin, methyl methacrylate-styrene copolymer resin, polystyrene resin, acrylonitrile-styrene copolymer resin, and polyolefin resin such as polyethylene / polypropylene. These thermoplastic resins can be mentioned.
  • a method for producing the prism film for example, a method in which a thermoplastic resin is placed in a mold and produced by hot press molding, for example, a method in which an uncured ionizing radiation curable resin is filled in a mold and ionizing radiation is irradiated.
  • examples of the ionizing radiation include ultraviolet rays
  • examples of the ionizing radiation curable resin include the same resins as the ionizing radiation curable resin exemplified as the translucent resin described later.
  • a light diffusing agent may be dispersed in the prism films 4a and 4b.
  • the thickness of the prism films 4a and 4b is usually 0.1 to 15 mm, preferably 0.5 to 10 mm.
  • the prism films 4a and 4b may be integrally formed. Further, the integrally formed prism films 4a and 4b and the first light diffusion plate 3 may be bonded together.
  • a dichroic dye or iodine is adsorbed and oriented on a polarizer substrate such as a polyvinyl alcohol resin, polyvinyl acetate resin, ethylene / vinyl acetate (EVA) resin, polyamide resin, or polyester resin.
  • a polyvinyl alcohol / polyvinylene copolymer containing a molecular chain oriented with a dichroic dehydrated product of polyvinyl alcohol (polyvinylene) in a molecularly oriented polyvinyl alcohol film is a polarizer substrate.
  • a polarizer substrate made of polyvinyl alcohol resin obtained by adsorbing and orienting a dichroic dye or iodine is preferably used as the polarizer.
  • the thickness of the polarizer is not particularly limited, but in general, it is preferably 100 ⁇ m or less, more preferably in the range of 10 to 50 ⁇ m, still more preferably in the range of 25 to 35 ⁇ m for the purpose of reducing the thickness of the polarizing plate.
  • a film made of a polymer having low birefringence and excellent in transparency, mechanical strength, thermal stability, moisture shielding property and the like is preferable.
  • films include cellulose acetate resins such as TAC (triacetyl cellulose), acrylic resins, fluorine resins such as tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymers, polycarbonate resins, and polyethylene.
  • Polyester resin such as terephthalate, polyimide resin, polysulfone resin, polyethersulfone resin, polystyrene resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl chloride resin, polyolefin resin or polyamide resin, etc.
  • a triacetyl cellulose film or a norbornene-based thermoplastic resin film whose surface is saponified with an alkali or the like can be preferably used from the viewpoints of polarization characteristics and durability.
  • the norbornene-based thermoplastic resin film is particularly suitable because the film is a good barrier from heat and wet heat, so the durability of the polarizing plate is greatly improved and the dimensional stability is greatly improved due to its low moisture absorption rate.
  • a conventionally known method such as a casting method, a calendar method, or an extrusion method can be used.
  • the thickness of the support film is not limited, it is usually preferably 500 ⁇ m or less, more preferably in the range of 5 to 300 ⁇ m, still more preferably in the range of 5 to 150 ⁇ m, from the viewpoint of thinning the polarizing plate.
  • the second light diffusing plate 7 for example, a light diffusing agent 721 dispersed on one surface side of a base film 71 such as a first light diffusing plate in which a light diffusing agent is dispersed in a translucent resin.
  • a light diffusing agent 721 dispersed on one surface side of a base film 71 such as a first light diffusing plate in which a light diffusing agent is dispersed in a translucent resin.
  • Examples thereof include a laminate in which a light diffusion layer 72 in which translucent fine particles 722 are dispersed is laminated.
  • the translucent fine particles 722 are dispersed in the translucent resin 721 on the one surface side of the second light diffusing plate 7, that is, the base film 71, using FIG.
  • the laminated light diffusion layer 72 will be described.
  • the light transmitting resin and the light diffusing agent or the light transmitting fine particles may be mixed.
  • the blending amount of the translucent fine particles 722 in the translucent resin 721 is 25 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the translucent resin.
  • the amount is preferably 50 parts by mass, and when the average particle size of the translucent fine particles 722 is in the range of 2 ⁇ m to 5 ⁇ m, it is preferably 35 to 60 parts by mass.
  • the translucent fine particles 722 used in the present invention are not particularly limited as long as they have the above average particle diameter and translucency, and conventionally known ones can be used.
  • organic fine particles such as acrylic resin, melamine resin, polyethylene, polystyrene, organic silicone resin, acrylic-styrene copolymer, and inorganic fine particles such as calcium carbonate, silica, aluminum oxide, barium carbonate, barium sulfate, titanium oxide, and glass These may be used, and one or more of these may be used in combination.
  • Organic polymer balloons and glass hollow beads can also be used.
  • the shape of the translucent fine particles 722 may be any of a spherical shape, a flat shape, a plate shape, a needle shape, and the like, but a spherical shape is particularly desirable.
  • the refractive index of the translucent fine particles 722 is preferably larger than the refractive index of the translucent resin 721, and the difference is preferably in the range of 0.04 to 0.1.
  • the difference in refractive index between the light-transmitting fine particles 722 and the light-transmitting resin 721 in the above range, not only the surface scattering due to the unevenness of the surface of the light diffusion layer with respect to the light incident on the light diffusion layer 72, Internal scattering due to a difference in refractive index between the translucent fine particles 722 and the translucent resin 721 can be expressed, and the occurrence of scintillation can be suppressed.
  • the refractive index difference of 0.1 or less is preferable because the second light diffusion plate 7 tends to suppress whitening.
  • the translucent resin 721 used in the present invention is not particularly limited as long as it has translucency.
  • an ionizing radiation curable resin such as an ultraviolet curable resin or an electron beam curable resin, or a thermosetting resin. Resins, thermoplastic resins, metal alkoxides, and the like can be used. Among these, ionizing radiation curable resins are preferable from the viewpoint of having high hardness and imparting sufficient scratch resistance to the second light diffusion plate 7 provided on the display surface.
  • polyfunctional acrylates such as polyhydric alcohol acrylic acid or methacrylic acid ester, polyfunctional acrylate synthesized from diisocyanate and polyhydric alcohol and acrylic acid or methacrylic acid hydroxy ester, etc. And urethane acrylate.
  • polyether resins having an acrylate functional group polyester resins, epoxy resins, alkyd resins, spiroacetal resins, polybutadiene resins, polythiol polyene resins, and the like can also be used.
  • a photopolymerization initiator when an ultraviolet curable resin is used, a photopolymerization initiator is added. Although what kind of thing may be used for a photoinitiator, it is preferable to use what was suitable for resin to be used.
  • the photopolymerization initiator radiation polymerization initiator
  • benzoin such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzyl methyl ketal, and alkyl ethers thereof are used.
  • the amount of photosensitizer used is 0.5 to 20 wt% with respect to the resin. Preferably, it is 1 to 5 wt%.
  • thermosetting resin examples include thermosetting urethane resin composed of acrylic polyol and isocyanate prepolymer, phenol resin, urea melamine resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, silicone resin and the like.
  • thermoplastic resin examples include cellulose derivatives such as acetylcellulose, nitrocellulose, acetylbutylcellulose, ethylcellulose, and methylcellulose, vinyl acetate and copolymers thereof, vinyl chloride and copolymers thereof, vinylidene chloride and copolymers thereof, and the like.
  • Acetal resin such as acryl resin, polyvinyl formal, polyvinyl butyral, acrylic resin and its copolymer, acrylic resin such as methacryl resin and its copolymer, polystyrene resin, polyamide resin, linear polyester resin, polycarbonate resin, etc. are used it can.
  • a silicon oxide matrix made of a silicon alkoxide material can be used.
  • tetramethoxysilane and tetraethoxysilane can be exemplified, and an inorganic or organic-inorganic composite matrix can be obtained by hydrolysis and dehydration condensation.
  • the translucent resin 721 When an ionizing radiation curable resin is used as the translucent resin 721, it is necessary to irradiate ionizing radiation such as ultraviolet rays and electron beams after being applied to the base film 71 and dried. In the case where a thermosetting resin or a metal alkoxide is used as the translucent resin 721, heating may be required after coating and drying.
  • ionizing radiation curable resin such as ultraviolet rays and electron beams
  • the “layer thickness of the light diffusion layer” refers to the maximum thickness from the surface of the light diffusion layer in contact with the base film to the opposite surface. Therefore, when the light diffusion layer has irregularities in the second light diffusion plate 7, the thickest portion corresponding to ⁇ shown in FIG. 4A is the thickness of the light diffusion layer.
  • the layer thickness ⁇ of the light diffusion layer 72 is preferably 1 to 3 times the average particle diameter of the light transmissive fine particles 722. When the layer thickness ⁇ of the light diffusing layer 72 is less than 1 times the average particle diameter of the light transmitting fine particles 722, the texture of the obtained second light diffusing plate 7 becomes rough and scintillation is likely to occur, and the display surface Visibility is reduced.
  • the layer thickness ⁇ of the light diffusion layer 72 exceeds three times the average particle diameter of the light transmitting fine particles 722, it becomes difficult to form irregularities on the surface of the light diffusion layer 72.
  • the thickness ⁇ of the light diffusion layer 72 is usually preferably in the range of 5 to 25 ⁇ m. If the layer thickness ⁇ of the light diffusion layer 72 is less than 5 ⁇ m, sufficient scratch resistance sufficient to be provided on the display surface may not be obtained. On the other hand, if the layer thickness ⁇ of the light diffusion layer 72 exceeds 25 ⁇ m, The degree of curling of the produced second light diffusing plate 7 may be increased, and the handleability may be deteriorated.
  • the base film 71 used in the second light diffusing plate 7 is not particularly limited as long as it is translucent.
  • glass or plastic film can be used.
  • the plastic film only needs to have appropriate transparency and mechanical strength. Examples thereof include cellulose acetate resins such as TAC (triacetyl cellulose), acrylic resins, polycarbonate resins, polyester resins such as polyethylene terephthalate, and the like.
  • the second light diffusing plate 7 can be manufactured as follows, for example.
  • the resin solution in which the light-transmitting fine particles 722 are dispersed is applied onto the base film 71, and the coating film thickness is adjusted so that the light-transmitting fine particles 722 appear on the surface of the coating film. Form on the surface.
  • the dispersion of the light-transmitting fine particles 722 is preferably isotropic dispersion.
  • the base film 71 may be subjected to a surface treatment before application of the resin solution in order to improve coatability and adhesion with the light diffusion layer.
  • a surface treatment include corona discharge treatment, glow discharge treatment, acid treatment, alkali treatment, and ultraviolet irradiation treatment.
  • the method for applying the resin solution on the base film 71 there is no limitation on the method for applying the resin solution on the base film 71.
  • the gravure coating method, the micro gravure coating method, the roll coating method, the rod coating method, the knife coating method, the air knife coating method, the kiss coating method, and the die coating method. Etc. can be used.
  • the ionizing radiation species in the present invention is not particularly limited, and may be appropriately selected from ultraviolet rays, electron beams, near ultraviolet rays, visible light, near infrared rays, infrared rays, X-rays, and the like according to the type of translucent resin 721.
  • ultraviolet rays and electron beams are preferred, and ultraviolet rays are particularly preferred because they are easy to handle and high energy can be easily obtained.
  • any light source that generates ultraviolet light can be used.
  • a low pressure mercury lamp, a medium pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a carbon arc lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, or the like can be used.
  • An ArF excimer laser, a KrF excimer laser, an excimer lamp, synchrotron radiation, or the like can also be used.
  • an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a carbon arc, a xenon arc, and a metal halide lamp can be preferably used.
  • an electron beam can be used similarly as ionizing radiation for curing the coating film.
  • the electron beam 50 to 1000 keV, preferably 100 to 100, emitted from various electron beam accelerators such as cockroft Walton type, bandegraph type, resonant transformer type, insulated core transformer type, linear type, dynamitron type, high frequency type, etc.
  • An electron beam having an energy of 300 keV can be given.
  • the second light diffusing plate 7b shown in FIG. 6B is obtained by laminating a light diffusing layer 72 in which translucent fine particles 722 are dispersed in a translucent resin 721 on one surface side of a base film 71.
  • fine irregularities are formed by sandblasting or the like.
  • the second light diffusing plate 7c shown in FIG. 5C is a light transmissive resin layer in which fine irregularities are formed on the surface of a light diffusing layer 72 in which light transmissive fine particles 722 are dispersed in a light transmissive resin 721. 73 is laminated.
  • the layer thickness ⁇ of the light diffusion layer is the maximum thickness from the surface of the light diffusion layer in contact with the base film to the surface on which the opposite unevenness is formed.
  • the layer thickness ⁇ of the light diffusion layer is the maximum thickness from the surface of the light diffusion layer 72 that contacts the base film to the surface that contacts the opposite translucent resin layer 73.
  • the second light diffusing plate 7 may be used as a support film for the second polarizing plate.
  • the polarizing plate usually has a structure in which support films 62 are bonded to both surfaces of the polarizer 61.
  • a laminated film 70 shown in FIG. 5 uses the second light diffusing plate 7 as one supporting film of a polarizer 61 of a polarizing plate, and is a multifunctional film having a polarizing function and a light diffusing function. That is, the second light diffusing plate 7 in which the support film 62 is attached to one surface of the polarizer 61 and the light diffusing layer 72 having fine irregularities formed on the surface is formed on the base film 71 on the other surface. Is attached.
  • the laminated film 70 functioning as a polarizing plate having such a configuration is attached to a liquid crystal display device, it is attached to a glass substrate or the like of the liquid crystal display panel so that the second light diffusion plate 7 is on the light emitting side.
  • the support film 71 and the polarizer 61 may be bonded together via an adhesive layer, but it is preferable to directly bond them without using an adhesive layer.
  • FIG. 6 shows another embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
  • the liquid crystal display device 100 in FIG. 6 is different from the liquid crystal display device 100 in FIG. 1 in that a phase difference plate 8 is disposed between the first polarizing plate 5 and the liquid crystal cell 1.
  • This phase difference plate 8 has a substantially zero phase difference in a direction perpendicular to the surface of the liquid crystal cell 1, has no optical effect from the front, and has a phase difference when viewed from an oblique direction. It is intended to compensate for the phase difference that occurs and occurs in the liquid crystal cell 1. This makes it possible to obtain better display quality and color reproducibility over a wider viewing angle.
  • the retardation plate 8 can be disposed between the first polarizing plate 5 and the liquid crystal cell 1 and at one or both between the second polarizing plate 6 and the liquid crystal cell 1.
  • phase difference plate 8 for example, a polycarbonate resin or a cyclic olefin polymer resin is used as a film and the film is further biaxially stretched, or a liquid crystal monomer is fixed in a molecular arrangement by a photopolymerization reaction. Can be mentioned. Since the phase difference plate 8 optically compensates the alignment of the liquid crystal, the retardation plate 8 having a refractive index characteristic opposite to that of the liquid crystal alignment is used.
  • a TN mode liquid crystal display cell for example, “WV film” (manufactured by Fuji Film)
  • STN mode liquid crystal display cell for example, “LC film” (manufactured by Nippon Oil Corporation)
  • IPS mode for example, for a liquid crystal cell, a biaxial retardation film is used.
  • VA mode liquid crystal cell for example, a retardation plate combining a A plate and a C-plate, a biaxial retardation film, a ⁇ cell mode liquid crystal cell
  • OCB WV film manufactured by Fuji Film Co., Ltd.
  • a first light diffusion plate having a three-layer structure in which the surface layers 32a and 32b are laminated on both surfaces of the light diffusion layer 31 shown in FIG. 3 was produced as follows.
  • Styrene-methyl methacrylate copolymer resin (“MS200NT” manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., styrene unit 80% by mass, methyl methacrylate unit 20% by mass, refractive index 1.57) 68.8 parts by mass, acrylic polymer 30 parts by mass of particles (cross-linked polymer particles, “MBX80” manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd., refractive index 1.49, volume average particle size 80 ⁇ m), 2 parts by mass of a thermal stabilizer (“Sumisorb 200” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
  • a surface layer composition obtained by dry blending 0.2 parts by weight of a processing stabilizer (Sumitomo Chemical Co., Ltd., “Sumilyzer GP”) and 1.0 part by weight of an ultraviolet absorber (Asahi Denka Co., Ltd. “Adeka Stub LA-31”) Got.
  • the resin composition for the light diffusion layer and the resin composition for the surface layer are sent to a feed block (two types and three layers) and further coextruded from a T die at 245 ° C. to 250 ° C. and a width of 220 mm to obtain a light diffusion layer
  • a first light diffusing plate A having a thickness of 2 mm having a three-layer structure in which a surface layer (thickness 0.05 mm) was laminated on both sides (thickness 1.9 mm) and both surfaces were rough surfaces was produced.
  • the intensity of light transmitted through the produced first light diffusion plate A was measured using an automatic variable angle photometer ("GP230" manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.). Specifically, as shown in FIG. 7, light emitted from a halogen lamp 81 as a light source is passed through a condenser lens 82, a pinhole 83, a shutter 84, and a collimator lens 85, and a diameter of about 3 by a light beam stop 86. .5 mm parallel light is irradiated perpendicularly to the back surface of the manufactured first light diffusion plate, and the diffused light transmitted through the first light diffusion plate is received behind the light receiving lens 91 and has a diameter of 2.8 mm.
  • GP230 automatic variable angle photometer
  • FIG. 8 is a diagram illustrating how the transmitted light (L) is scattered when parallel light (Li) is incident on the back surface of the first light diffusing plate in the direction perpendicular to the back surface.
  • the transmitted light (L) in a direction forming an angle of 20 ° with respect to the perpendicular direction with respect to the intensity (I 0 ) of the transmitted light (L 0 ) emitted in a direction forming an angle of 0 ° with the perpendicular direction.
  • the ratio (I 20 / I 0 ) of the intensity (I 20 ) of the transmitted light (L 20 ) emitted was 24.0% in the first light diffusion plate A.
  • Table 1 The results are shown in Table 1.
  • the total light transmittance Tt of the manufactured first light diffusion plate was measured using a haze transmittance meter (Murakami Color Research Laboratory HR-100) in accordance with JIS K 7361. The results are shown in Table 1.
  • the first light diffusing plate B is the same as the first light diffusing plate A except that 40 parts by mass of “MBX80” (refractive index 1.49, volume average particle diameter 80 ⁇ m) manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd. is used. Was made.
  • transmits the 1st light diffusing plate B, total light transmittance Tt, and 10-point average roughness Rz were measured like the above. The results are shown in Table 1.
  • the first light diffusing plate C is the same as the first light diffusing plate A except that 40 parts by mass of particles, “SUMIPEX XC1A” (refractive index 1.49, volume average particle diameter 25 ⁇ m) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. is used. Produced. And the intensity
  • a styrene resin (refractive index: 1.59) was press-molded into a mold having a mirror-finished surface to produce a flat plate having a thickness of 1 mm. Furthermore, using the metal mold in which the apex angle ⁇ is 90 °, the distance between the ridges is 50 ⁇ m, and the cross section of the isosceles triangle has a plurality of V-shaped linear grooves, the styrene resin is used. The plate was re-press-molded to produce a prism sheet. Similarly, prism sheets with apex angles ⁇ of 95 ° and 100 ° were respectively produced.
  • 125 ⁇ m was blasted at a blast pressure of 0.05 MPa (gauge pressure, the same applies hereinafter) and a fine particle usage of 16 g / cm 2 (a used amount per 1 cm 2 of surface area of the roll, the same applies hereinafter) to form irregularities on the surface.
  • a blasting device manufactured by Fuji Seisakusho
  • zirconia beads TZ-SX-17 manufactured by Tosoh Corp., average particle size: 20 ⁇ m
  • the surface unevenness was finely adjusted by blasting at 1 MPa and a fine particle usage amount of 4 g / cm 2 .
  • the resulting copper-plated iron roll with unevenness was etched with a cupric chloride solution.
  • the etching amount at that time was set to 3 ⁇ m.
  • chromium plating was performed to produce a mold.
  • the chromium plating thickness was set to 4 ⁇ m.
  • the Vickers hardness of the chromium plating surface of the obtained mold was 1000.
  • the Vickers hardness was measured according to JIS Z 2244 using an ultrasonic hardness tester MIC10 (manufactured by Krautkramer) (the measurement method for Vickers hardness is the same in the following examples).
  • Pentaerythritol triacrylate 60 parts by mass
  • polyfunctional urethanized acrylate reaction product of hexamethylene diisocyanate and pentaerythritol triacrylate, 40 parts by mass
  • ethyl acetate solution was adjusted to a solid content concentration of 60% to obtain an ultraviolet curable resin composition.
  • the refractive index of the cured product after removing ethyl acetate from the composition and curing with ultraviolet rays was 1.53.
  • polystyrene particles having an average particle diameter of 2.0 ⁇ m as a light-transmitting fine particle 40 parts by weight, 5 parts by weight of photopolymerization initiator “Lucirin TPO” (manufactured by BASF, chemical name: 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide), and the solid content is 50%.
  • a coating solution was prepared by diluting with ethyl acetate.
  • This coating solution was coated on a 80 ⁇ m thick triacetyl cellulose (TAC) film (base film) and dried for 1 minute in a dryer set at 80 ° C.
  • TAC triacetyl cellulose
  • the base film after drying was brought into close contact with the concavo-convex surface of the produced mold by a rubber roll so that the ultraviolet curable resin composition layer was on the mold side.
  • the ultraviolet ray curable resin composition layer is cured by irradiating light from a high-pressure mercury lamp with an intensity of 20 mW / cm 2 so as to be 300 mJ / cm 2 in terms of the amount of h-ray converted from the base film side,
  • a second light diffusing plate having a structure shown in FIG.
  • the haze value of the second light diffusing plate was measured using a haze computer (HGM-2DP manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) in accordance with JIS-K-7105. The results are shown in Table 2.
  • Second light diffuser i Except for using 40 parts by mass of polystyrene-based particles having an average particle size of 4.0 ⁇ m as a light-transmitting fine particle (manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd., refractive index 1.59), the same as in the second light diffusion plate A second light diffusing plate i was produced. And the haze value of the 2nd light diffusing plate a was measured like the above. The results are shown in Table 2.
  • Second light diffusion plate C Except for using 60 parts by mass of polystyrene-based particles having an average particle size of 4.0 ⁇ m as a light-transmitting fine particle (manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd., refractive index: 1.59), the same as the second light diffusion plate A second light diffusing plate C was produced. And the haze value of the 2nd light diffusing plate C was measured like the above. The results are shown in Table 2.
  • Second light diffuser Except for using 35 parts by mass of polystyrene-based particles having an average particle size of 8.0 ⁇ m (made by Sekisui Plastics Co., Ltd., refractive index: 1.59) as the light-transmitting fine particles, the same as in the second light diffusing plate. A second light diffuser plate was produced. Then, the haze value of the second light diffusing plate was measured in the same manner as described above. The results are shown in Table 2.
  • Second light diffusion plate O Except for using 30 parts by mass of translucent fine particles of polystyrene particles having an average particle diameter of 12.0 ⁇ m (manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd., refractive index: 1.59), the same procedure as in the second light diffusing plate was used. A second light diffusing plate O was produced. And the haze value of the 2nd light diffusing plate O was measured like the above. The results are shown in Table 2.
  • the first light diffusing plate A is used as the first light diffusing means for the backlight of the 32-inch liquid crystal television “VIERA TH-32LZ85” manufactured by the former Matsushita Electric Industrial (Panasonic) company of the IPS (In-Plane Switching) method, and the light is deflected.
  • two prism sheets having a vertex angle of 90 ° were used.
  • the 1st light diffusing plate A was arrange
  • the polarizing plates attached to both surfaces of the liquid crystal cell are peeled off, and the iodine-based normal polarizing plate “TRW842AP7” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. is used as the first polarizing plate and the second polarizing plate, and the absorption axis is in a crossed Nicols relationship.
  • the liquid crystal cell was bonded to both surfaces, and bonded so that the absorption axis of the polarizing plate was parallel to the short side and the long side of the liquid crystal cell.
  • the arrangement of the prism film and the polarizing plate was the same as in FIG.
  • the prepared second light diffusing plates a to o are further adhered to the light exit surface side of the second polarizing plate, and from the front side, the second light diffusing plate, the second polarizing plate,
  • a liquid crystal display device having a liquid crystal cell, a first polarizing plate, two prism sheets, a first light diffusion plate, and a backlight device (configuration shown in FIG. 1) is manufactured, and the presence or absence of a lamp image is visually observed at a predetermined viewing angle. did.
  • the results are shown in Table 3.
  • the viewing angle is a direction that forms an angle of about 45 ° with respect to the transmission axis 5a of the first polarizing plate and the transmission axis 6a of the second polarizing plate. Is an angle ⁇ between the front direction (Z direction) and the plane 14b parallel to the front direction (Z direction).
  • A The lamp image is not visible.
  • The lamp image is visible when you look closely.
  • X The lamp image is blurred but appears to remain.
  • Example 6 A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Examples 1 to 5 except that the first light diffusing plate B as the first diffusing means was used, and the presence or absence of a lamp image was visually observed at a predetermined viewing angle. The results are shown in Table 4.
  • A The lamp image is not visible.
  • The lamp image is visible when you look closely.
  • X The lamp image is blurred but appears to remain.
  • Example 11 to 15 A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Examples 1 to 5 except that the first light diffusing plate C as the first diffusing means was used, and the presence or absence of a lamp image was visually observed at a predetermined viewing angle. The results are shown in Table 5.
  • A The lamp image is not visible.
  • The lamp image is visible when you look closely.
  • X The lamp image is blurred but appears to remain.
  • Example 16 to 20 A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Examples 1 to 5 except that two prism sheets having an apex angle of 95 ° were used as the light deflection means, and the presence or absence of a lamp image was visually observed at a predetermined viewing angle. The results are shown in Table 6.
  • A The lamp image is not visible.
  • The lamp image is visible when you look closely.
  • X The lamp image is blurred but appears to remain.
  • Example 21 to 25 A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Examples 6 to 10 except that two prism sheets having an apex angle of 95 ° were used as the light deflection means, and the presence or absence of a lamp image was visually observed at a predetermined viewing angle. The results are shown in Table 7.
  • A The lamp image is not visible.
  • The lamp image is visible when you look closely.
  • X The lamp image is blurred but appears to remain.
  • Example 26 to 30 A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Examples 11 to 15 except that two prism sheets having an apex angle of 95 ° were used as the light deflection means, and the presence or absence of a lamp image was visually observed at a predetermined viewing angle. The results are shown in Table 8.
  • A The lamp image is not visible.
  • The lamp image is visible when you look closely.
  • X The lamp image is blurred but appears to remain.
  • Examples 31 to 35 A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Examples 1 to 5 except that two prism sheets having an apex angle of 100 ° were used as the light deflection means, and the presence or absence of a lamp image was visually observed at a predetermined viewing angle. The results are shown in Table 9.
  • A The lamp image is not visible.
  • The lamp image is visible when you look closely.
  • X The lamp image is blurred but appears to remain.
  • Examples 36 to 40 A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Examples 6 to 10 except that two prism sheets having a vertex angle of 100 ° were used as the light deflection means, and the presence or absence of a lamp image was visually observed at a predetermined viewing angle. The results are shown in Table 10.
  • A The lamp image is not visible.
  • The lamp image is visible when you look closely.
  • X The lamp image is blurred but appears to remain.
  • Example 41 to 45 A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Examples 11 to 15 except that two prism sheets having an apex angle of 100 ° were used as the light deflection means, and the presence or absence of a lamp image was visually observed at a predetermined viewing angle. The results are shown in Table 11.
  • A The lamp image is not visible.
  • The lamp image is visible when you look closely.
  • X The lamp image is blurred but appears to remain.
  • the lamp image can be relaxed without reducing the utilization efficiency of the light emitted from the backlight device.

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Abstract

 バックライト装置を備えた液晶表示装置において、バックライト装置からの出射光の利用効率を低下させることなくランプイメージを緩和する。 バックライト装置2と、第1光拡散板3と、プリズムシート4a,4bと、第1偏光板5と、液晶セル1と、第2偏光板6と、第2光拡散板7とをこの順に備え、第1偏光板5と第2偏光板6とは、それらの吸収軸が直交ニコルの関係となるように配置され、第1光拡散板3は、背面から、前記背面の垂線方向に、平行な光を入射したとき、前記垂線方向に対して角度20°をなす方向に出射する透過光の強度(I20)と前記垂線方向に対して角度0°をなす方向に出射する透過光の強度(I)との比率(I20/I)が30%以下となる特性を有し、第2光拡散板7は、透光性樹脂721及び透光性樹脂721中に分散する透光性微粒子722を含む光拡散層72を有する液晶表示装置100。

Description

液晶表示装置
 本発明は液晶表示装置に関し、より詳細には直下型バックライト装置を備えた液晶表示装置に関するものである。
 いわゆる直下型バックライト装置を備えた液晶表示装置では、複数本の冷陰極管ランプが平行に配置されたバックライト装置と液晶セルとの間に乳白色の光拡散板を設けて、冷陰極管ランプの直上が他の部分よりも輝度が高くなることにより起こるランプイメージの発現を抑えていた。
 ところが、光拡散板を設けると、バックライト装置から出射した光が光拡散板で吸収・反射されるため、光拡散板を透過した光の輝度が低くなり、バックライト装置から出射した光の利用効率が低下する。
 そこで、例えば、バックライト装置からの出射光を適度に散乱させる拡散フィルムでランプイメージをぼかすと共に、ぼかされたランプイメージの数をレンズフィルムで増加させることによって、ランプイメージを緩和して発光面の均一化を図る技術が提案されている(例えば特許文献1を参照)。
特開2004-319122
 近年、バックライト装置からの出射光の利用効率を低下させることなく、ランプイメージを緩和できる新たな液晶表示装置が求められている。
 本発明に係る液晶表示装置は、バックライト装置と、第1光拡散手段と、光偏向手段と、第1偏光板と、一対の基板の間に液晶層が設けられた液晶セルと、第2偏光板と、第2光拡散手段とをこの順に備え、前記第1偏光板と前記第2偏光板とは、それらの吸収軸が直交ニコルの関係となるように配置され、前記第1光拡散手段は、背面から、前記背面の垂線方向に、平行な光を入射したとき、前記垂線方向に対して角度20°をなす方向に出射する透過光の強度(I20)と前記垂線方向に対して角度0°をなす方向に出射する透過光の強度(I)との比率(I20/I)が30%以下となる特性を有し、前記第2光拡散手段は、透光性樹脂及び前記透光性樹脂中に分散する透光性微粒子を含む光拡散層を有する。
 前記第1光拡散手段は、透光性樹脂及び前記透光性樹脂中に分散する光拡散剤を有する光拡散層と、前記光拡散層の片面又は両面に設けられた表面層とを有する光拡散板であり、少なくとも片面の前記表面層の十点平均粗さ(Rz)が20~60μmの範囲であるのが好ましい。なお、十点平均粗さ(Rz)はJIS B0601に準拠して測定された値である。前記表面層は、前記光拡散層の、前記光偏向手段に対向する面に設けられていることが好ましい。
 前記光偏向手段は、断面が多角形状かつ先細形状である線状プリズムが光出射面側に所定間隔で複数形成された複数枚のプリズムフィルムを有し、前記複数枚のプリズムフィルムは、その線状プリズムの稜線の方向が互いに異なるように配置されているのが好ましい。
 前記第2光拡散手段の光拡散層は、基材フィルム表面に形成されているのが好ましく、前記透光性微粒子の平均粒径が5μmを超え、前記透光性微粒子の含有量が前記透光性樹脂100質量部に対して25~50質量部の範囲であるのが好ましい。あるいは前記透光性微粒子の平均粒径が2μm~5μmであって、前記透光性微粒子の含有量が前記透光性樹脂100質量部に対して35~60質量部の範囲であるのが好ましい。
 本発明の液晶表示装置では、バックライト装置からの出射光の利用効率を低下させることなくランプイメージを緩和できるようになる。
本発明に係る液晶表示装置の一実施形態を示す概説図である。 プリズムフィルムと偏光板との配置例を示す概説図である。 第1光拡散板の一例を示す概説図である。 第2光拡散板の例を示す概説図である。 第2偏光板と第2光拡散板とを一体化した実施形態を示す概説図である。 本発明に係る液晶表示装置の他の実施形態を示す概説図である。 第1光拡散板を透過した光の強度を測定する装置の概説図である。 第1光拡散板の背面に対してその背面の垂線方向に、平行光(Li)を入射したときの透過光(L)の散乱の様子を示した図である。 (a)は本発明に係る液晶表示装置の正面図であり、(b)は図9(a)の平面14bをその垂線方向から見た図である。
 以下、本発明に係る液晶表示装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
 図1に、本発明に係る液晶表示装置の一実施形態を示す概説図を示す。図1の液晶表示装置100はノーマリホワイトモードのTN方式の液晶表示装置であって、バックライト装置2と、第1光拡散板(第1光拡散手段)3と、2枚のプリズムフィルム(光偏向手段)4a,4bと、第1偏光板5と、一対の透明基板11a,11bの間に液晶層12が設けられてなる液晶セル1と、第2偏光板6と、第2光拡散板(第2光拡散手段)7とがこの順で配置されてなる。プリズムフィルム4a,4bの光入射面の垂線は、Z軸と略平行とされている。なお、本明細書において略平行とは、完全に平行の場合、及び、±5°程度の角度範囲で平行からずれる場合も含む意味である。
 図2に示すように、第1偏光板5と第2偏光板6とは、それらの吸収軸(Y方向、X方向)が直交ニコルの関係となるように配置されている。また、2枚のプリズムフィルム4a,4bはそれぞれ、光入射面側が平坦面で、光出射面側に、断面が三角形状の線状プリズムが平行に複数形成されている。そして、プリズムフィルム4aは、線状プリズムの稜線が第1偏光板5の吸収軸方向と略平行となるように配置され、プリズムフィルム4bは、線状プリズムの稜線が第2偏光板6の吸収軸方向と略平行となるように配置されている。断面が三角形状の線状プリズムの頂角θは、90°~110°の範囲である。断面の三角形状は、等辺、不等辺は任意であるが、正面方向に集光しようとすると二等辺三角形が好ましく、頂角に相対した底辺に隣接して隣の二等辺三角形を順次配置し、頂角の列である稜線が長軸となり互いにほぼ平行になるように配列した構造とするのが好ましい。この場合、集光能力が著しく減退しない限り、頂角及び底角が曲率を持ってもよい。稜線間の距離は、通常、10μm~500μmの範囲であり、好ましくは、30μm~200μmの範囲である。ここで、光出射面側から見て、前記線状プリズムの稜線は直線状であっても波曲線状であってもよい。なお、本明細書において、光出射面側から見て、稜線が波曲線状の場合の、稜線の方向は、最小二乗法によって求めた回帰直線の方向をいうものとする。また、線状プリズムの断面形状は三角形状に限られず、断面が多角形状かつ先細形状であればよい。
 このような構成の液晶表示装置100において、図2に示すように、バックライト装置2から放射された光は、後述するように、第1光拡散板3によってランプイメージが残る程度に拡散された後、プリズムフィルム4aへ入射する。第1偏光板5の吸収軸方向に直交する垂直断面(ZX面)において、プリズムフィルム4aの下面に対して斜めに入射した光は、正面方向に進路が変えられて出射する。次に、プリズムフィルム4bにおいて、第2偏光板6の吸収軸方向に直交する垂直断面(ZY面)において、プリズムフィルム4bの下面に対して斜めに入射した光は、前記と同様に、正面方向(Z方向)に進路が変えられて出射する。したがって、2枚のプリズムフィルム4a,4bを通過した光は、いずれの垂直断面においても正面方向に集光されたものとなり、正面方向の輝度が向上する。
 そして、図1に戻って、正面方向に指向性が付与された光は、第1偏光板5によって円偏光から直線偏光とされて液晶セル1に入射する。液晶セル1に入射した光は、電場によって制御された液晶層12の配向によって画素ごとに偏光面が制御されて液晶セル1から出射する。そして、液晶セル1から出射した光は第2偏光板6によって画像化された後、第2光拡散板7によってさらに拡散され、ランプイメージが完全に緩和された状態で表示面側に出射する。
 後述するように、本発明の液晶表示装置100では、第1光拡散板3の光拡散性を従来よりも低くしてバックライト装置からの出射光の利用効率を高めるとともに、第2光拡散板7を設けて、表示特性を損なうことなくランプイメージを緩和するようにした。また、2枚のプリズムフィルム4a,4bによって、液晶セル1に入射する光の正面方向への指向性は従来よりも高くなり、従来の装置に比べて正面方向の輝度が向上するようになる。また、第2光拡散板7によって優れた防眩性も得られる。
 以下、本発明の液晶表示装置の各部材について説明する。まず、本発明で使用する液晶セル1は、不図示のスペーサにより所定距離を隔てて対向配置された一対の透明基板11a,11bと、この一対の透明基板11a,11bの間に液晶を封入されてなる液晶層12とを備える。この図では図示していないが、一対の透明基板11a,11bには、それぞれ透明電極や配向膜が積層形成されており、透明電極間に表示データに基づいた電圧が印加されることによって液晶が配向する。液晶セル1の表示方式はここではTN方式であるが、IPS方式、VA方式などの表示方式を採用しても構わない。
 バックライト装置2は、上面開口の直方体形状のケース21と、ケース21内に複数本並列配置された、線状光源としての冷陰極管22とを備える。ケース21は、樹脂材料や金属材料から成形されてなり、冷陰極管22から放射された光をケース内周面で反射させる観点から、少なくともケース内周面は白色又は銀色であるのが望ましい。光源としては、冷陰極管の他、熱陰極管、線状に配置されたLEDなども使用できる。線状光源を用いる場合、配置する線状光源の本数に特に限定はないが、発光面の輝度ムラの抑制等の観点から、隣接する線状光源の中心間距離が15~150mmの範囲となるようにするのが好ましい。なお、本発明で使用するバックライト装置2は、図1に示す直下型のものに限定されるものではなく、導光板の側面に線状光源又は点状光源を配置したサイドライト型、あるいは光源自体が平面状の平面光源型など従来公知のものを使用できる。
 第1光拡散板3は、背面から、前記背面の垂線方向に、平行な光を入射したとき、前記垂線方向に対して角度20°をなす方向に出射する透過光の強度(I20)と前記垂線方向に対して角度0°をなす方向に出射する透過光の強度(I)との比率(I20/I)が30%以下である光特性を有する。ここで、背面とは、第1光拡散板3のバックライト装置に対向する面である。この背面にバックライト装置から光が入射する。第1光拡散板3のこのような光特性によって、バックライト装置からの光はランプイメージが残る程度に拡散される。
 上記光特性を有する第1光拡散板3としては、例えば、図3に示すような、光拡散層31と、光拡散層31の両面に形成された表面層32a,32bとを備えたものが挙げられる。光拡散層31は、透光性樹脂311に光拡散剤312が分散したものであり、例えば、透光性樹脂311と光拡散剤312とを混合することにより得ることができる。透光性樹脂311としては、ポリカーボネート、メタクリル樹脂、メタクリル酸メチル-スチレン共重合体樹脂、アクリロニトリル-スチレン共重合体樹脂、メタクリル酸-スチレン共重合体樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、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等のポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアリレート、ポリイミド等が使用できる。また、光拡散剤312としては、前記透光性樹脂311と屈折率が異なる物質からなる微粒子であって、具体例には、前記透光性樹脂311と異なる種類のアクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、有機シリコーン樹脂、アクリル-スチレン共重合体等の有機微粒子、及び炭酸カルシウム、シリカ、酸化アルミニウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、酸化チタン、ガラス等の無機微粒子等が挙げられ、これらの中の1種又は2種類以上を混合して使用する。また、有機重合体のバルーンやガラス中空ビーズも使用できる。光拡散剤312の平均粒径は0.5μm~30μmの範囲が好適である。また、光拡散剤312の形状としては、球状のみならず偏平状、板状、針状であってもよい。光拡散剤312の配合量は、透光性樹脂100質量部に対して0.1質量部~10質量部の範囲が好ましい。光拡散層31の層厚は100μm~5000μmが好ましい。
 表面層32a,32bは、透光性樹脂321に粗粒子322が分散したものであり、例えば、透光性樹脂321と粗粒子322とを混合することにより得ることができる。透光性樹脂321としては、光拡散層31の透光性樹脂311と同様のものを使用することができる。粗粒子322としては粒径が20μm~200μmの無機粒子及び有機粒子を使用することができる。粗粒子322の配合量は透光性樹脂100質量部に対して15質量部~70質量部の範囲が好ましい。
 このような3層構造の第1光拡散板3は、例えば、透光性樹脂311中に光拡散剤312が分散された光拡散性樹脂組成物と、透光性樹脂321中に粗粒子322が分散された粗粒子含有樹脂組成物とを共押出しする方法により製造することができる。光拡散性樹脂組成物と粗粒子含有樹脂組成物との共押出しは、通常と同様に行われ、光拡散性樹脂組成物から形成される光拡散層31の両面に、粗粒子含有樹脂組成物から形成される表面層32a,32bが形成されるように、光拡散性樹脂組成物および粗粒子含有樹脂組成物をダイから共押出しすればよい。表面層32a,32bの層厚は通常30μm~80μmが好ましい。ここで、表面層の層厚とは、表面層32a,32bの光拡散層3に接する面から反対側の面までの最大厚みのことを指す。したがって、表面層32a,32bが凹凸を有する場合、図3に示すα,βに相当する最も厚い部分がそれぞれ表面層32a,32bの層厚となる。また、第1光拡散板3の背面の垂線とは、光拡散層31の、バックライト装置2に対向する面の垂線のことを指す。
 ダイから押出されたのち、冷却され、固化する過程で、粗粒子含有樹脂組成物から形成される表面層32a,32bの表面に粗粒子322が浮き上がって、所望の表面粗度が形成される。第1光拡散板3の表面粗度、すなわち表面層32a,32bの表面粗度を、十点平均粗さ(Rz)が20~60μmの範囲となるように調整することが好ましい。第1光拡散板3の十点平均粗さ(Rz)は、粗粒子322の粒子径、配合量、ダイから共押出しされた後に冷却固化される際の冷却速度などにより調整できる。また、ダイから共押出し後ポリッシングロールなどにより圧延する場合には、その圧延圧力などによっても調整することができる。例えば、十点平均粗さ(Rz)を大きくするには、使用する粗粒子322の粒径の大きく、配合量を多く、冷却速度を遅くすればよい。また圧延する場合には圧延圧力を小さくすればよい。なお、表面層32a,32bのうち一方のみの表面粗度を、十点平均粗さ(Rz)が20~60μmの範囲となるように調整しても、実施は可能である。その場合、表面粗度を上記範囲に調整した表面層の方を、光拡散層3の、光偏向手段に対向する面に設けることが好ましい。また、表面層32a,32bのうちどちらか一方のみを光拡散層3の片面に設けても実施は可能であり、その場合、その表面層の表面粗度を上記範囲に調整することが好ましく、その表面層を光拡散層3の、光偏向手段に対向する面に設けることが好ましい。表面層32a,32bの両方を設けることがより好ましい。
 次に、プリズムフィルム4a,4bは、光入射面側が平坦面で、光出射面側に、断面が三角形状の線状プリズムが平行に複数形成されている。プリズムフィルム4a,4bの材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂やABS樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸メチル-スチレン共重合体樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル-スチレン共重合体樹脂、ポリエチレン・ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。プリズムフィルムの作製方法としては、例えば、金型に熱可塑性樹脂を置き、熱プレス成形によって作製する方法、例えば、金型に未硬化の電離放射線硬化性樹脂を充填し、電離放射線を照射する方法などを挙げることができる。ここで、電離放射線としては、例えば、紫外線などが挙げられ、電離放射線硬化性樹脂は、後述する透光性樹脂として例示された電離放射線硬化性樹脂と同様の樹脂が例示される。プリズムフィルム4a、4bに光拡散剤が分散してもよい。プリズムフィルム4a,4bの厚みとしては、通常は0.1~15mmであり、好ましくは0.5~10mmである。プリズムフィルム4a及び4bは一体で成形されていてもよい。さらに、一体で成形されたプリズムフィルム4a及び4bと第1光拡散板3とが貼合されていてもよい。
 本発明で使用する第1偏光板5及び第2偏光板6としては、通常は、偏光子の両面に支持フィルムを貼り合わせたものが使用される。偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール系の樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、エチレン/酢酸ビニル(EVA)樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等の偏光子基板に、二色性染料又はヨウ素を吸着配向させたもの、分子的に配向したポリビニルアルコールフィルム中に、ポリビニルアルコールの二色性脱水生成物(ポリビニレン)の配向した分子鎖を含有するポリビニルアルコール/ポリビニレンコポリマーなどが挙げられる。特に、ポリビニルアルコール系樹脂の偏光子基板に二色性染料又はヨウ素を吸着配向させたものが偏光子として好適に使用される。偏光子の厚さに特に限定はないが、一般には偏光板の薄型化等を目的に、100μm以下が好ましく、より好ましくは10~50μmの範囲、さらに好ましくは25~35μmの範囲である。
 偏光子を支持・保護する支持フィルムとしては、低複屈折性で、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ポリマーからなるフィルムが好ましい。このようなフィルムとしては、例えば、TAC(トリアセチルセルロース)などのセルロースアセテート系樹脂やアクリル系樹脂、四フッ化エチレン/六フッ化プロピレン系共重合体のようなフッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン樹脂もしくはポリアミド系樹脂等の樹脂をフィルム状に成形加工したものが挙げられる。これらの中でも、偏光特性や耐久性などの点から、表面をアルカリなどでケン化処理したトリアセチルセルロースフィルムやノルボルネン系熱可塑性樹脂フィルムが好ましく使用できる。ノルボルネン系熱可塑性樹脂フィルムは、フィルムが熱や湿熱からの良好なバリアーとなるので偏光板の耐久性が大幅に向上するとともに、吸湿率が少ないため寸法安定性が大幅に向上し、特に好適に使用できる。フィルム状への成形加工は、キャスティング法、カレンダー法、押出し法の従来公知の方法を用いることができる。支持フィルムの厚さに限定はないが、偏光板の薄型化等の観点から、通常は、500μm以下が好ましく、より好ましくは5~300μmの範囲、さらに好ましくは5~150μmの範囲である。
 第2光拡散板7としては、例えば、第1光拡散板の如く、透光性樹脂中に光拡散剤が分散したもの、例えば、基材フィルム71の一方面側に、透光性樹脂721中に透光性微粒子722が分散した光拡散層72を積層したものなどを挙げることができる。以下、第2光拡散板として、図4(a)を用いて第2光拡散板7、すなわち、基材フィルム71の一方面側に、透光性樹脂721中に透光性微粒子722が分散した光拡散層72を積層したものについて説明する。なお、透光性樹脂中に光拡散剤又は透光性微粒子を分散させるには、透光性樹脂と光拡散剤又は透光性微粒子とを混合すればよい。
 ここで、使用する透光性微粒子722の平均粒径が5μmより大きい場合には、透光性微粒子722の透光性樹脂721への配合量は透光性樹脂100質量部に対して25~50質量部とするのがよく、また透光性微粒子722の平均粒径が2μm~5μmの範囲である場合には、35~60質量部とするのがよい。透光性微粒子722の平均粒径及び配合量を上記範囲とすることによって、所望の光拡散性が得られランプイメージを効果的に解消できるようになる。また同時に、優れた防眩性も得られるようになる。
 本発明で使用する透光性微粒子722としては、前記平均粒径と透光性を有するものであれば特に限定はなく従来公知のものが使用できる。例えば、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、有機シリコーン樹脂、アクリル-スチレン共重合体等の有機微粒子、及び炭酸カルシウム、シリカ、酸化アルミニウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、酸化チタン、ガラス等の無機微粒子等が挙げられ、これらの中の1種又は2種類以上を混合して使用する。また、有機重合体のバルーンやガラス中空ビーズも使用できる。透光性微粒子722の形状は、球状、偏平状、板状、針状等いずれであってもよいが、特に球状が望ましい。
 また、透光性微粒子722の屈折率は、透光性樹脂721の屈折率よりも大きくするのが好ましく、その差は0.04~0.1の範囲が好ましい。透光性微粒子722と透光性樹脂721との屈折率の差を上記範囲とすることによって、光拡散層72に入射した光に対して、光拡散層表面の凹凸による表面散乱だけでなく、透光性微粒子722と透光性樹脂721との屈折率差による内部散乱を発現させることができ、シンチレーションの発生を抑制できる。前記の屈折率差が0.1以下であると、第2光拡散板7が白化するのを抑制する傾向があることから好ましい。
 本発明で使用する透光性樹脂721としては、透光性を有するものであれば特に限定はなく、例えば、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などの電離放射線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、金属アルコキシドなどが使用できる。この中でも、高い硬度を有し、ディスプレイ表面に設ける第2光拡散板7に十分な耐傷性を付与する観点からは、電離放射線硬化性樹脂が好適である。
 電離放射線硬化性樹脂としては、多価アルコールのアクリル酸またはメタクリル酸エステルのような多官能性のアクリレート、ジイソシアネートと多価アルコール及びアクリル酸またはメタクリル酸のヒドロキシエステル等から合成されるような多官能のウレタンアクリレート等が挙げられる。またこれらの他にも、アクリレート系の官能基を有するポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂等も使用することができる。
 電離放射線硬化性樹脂のうち、紫外線硬化性樹脂を用いる場合、光重合開始剤を加える。光重合開始剤は、どのようなものを用いても良いが、用いる樹脂にあったものを用いることが好ましい。光重合開始剤(ラジカル重合開始剤)としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルメチルケタールなどのベンゾインとそのアルキルエーテル類等が用いられる。光増感剤の使用量は、樹脂に対して0.5~20wt%である。好ましくは1~5wt%である。
 また、熱硬化性樹脂としては、アクリルポリオールとイソシアネートプレポリマーとからなる熱硬化型ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等があげられる。
 熱可塑性樹脂としては、アセチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルブチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体、酢酸ビニル及びその共重合体、塩化ビニル及びその共重合体、塩化ビニリデン及びその共重合体等のビニル系樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、アクリル樹脂及びその共重合体、メタクリル樹脂及びその共重合体等のアクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、線状ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が使用できる。
 金属アルコキシドとしては、珪素アルコキシド系の材料を原料とする酸化珪素系マトリックス等を使用することができる。具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランを例示することができ、加水分解、脱水縮合により無機系または有機無機複合系マトリックスとすることができる。
 透光性樹脂721として電離放射線硬化性樹脂を用いる場合は、基材フィルム71に塗布、乾燥した後に紫外線や電子線等の電離放射線を照射する必要がある。また、透光性樹脂721として熱硬化性樹脂、金属アルコキシドを用いる場合は、塗布、乾燥した後に加熱を要することがある。
 本明細書において、「光拡散層の層厚」とは、光拡散層の基材フィルムに接する面から反対側の面までの最大厚みのことを指す。したがって、第2光拡散板7において光拡散層が凹凸を有する場合、図4(a)に示すγに相当する最も厚い部分が光拡散層の層厚となる。光拡散層72の層厚γは、透光性微粒子722の平均粒径に対して1倍以上で3倍以下であるのが好ましい。光拡散層72の層厚γが、透光性微粒子722の平均粒径の1倍未満である場合、得られる第2光拡散板7の質感が粗くなると共に、シンチレーションが生じやすくなり表示面の視認性が低下する。一方、光拡散層72の層厚γが、透光性微粒子722の平均粒径に対して3倍を超える場合、光拡散層72の表面に凹凸を形成することが困難となる。光拡散層72の層厚γとしては、通常、5~25μmの範囲が好ましい。光拡散層72の層厚γが5μmに満たないと、ディスプレイ表面に設けられるだけの十分な耐擦傷性が得られないことがある一方、光拡散層72の層厚γが25μmを超えると、作製された第2光拡散板7のカールの度合いが大きくなってしまい、取り扱い性が悪くなることがある。
 第2光拡散板7で使用する基材フィルム71としては透光性のものであればよく、例えばガラスやプラスチックフィルムなどを用いることができる。プラスチックフィルムとしては適度の透明性、機械強度を有していればよい。例えば、TAC(トリアセチルセルロース)などのセルロースアセテート系樹脂やアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂等が挙げられる。
 第2光拡散板7は例えば次のようにして作製できる。透光性微粒子722を分散させた樹脂溶液を、基材フィルム71上に塗布し、塗布膜厚を調整して透光性微粒子722が塗布膜表面に現れるようにして、微細な凹凸を基材表面に形成する。この場合、透光性微粒子722の分散は等方分散が好ましい。
 基材フィルム71については、塗工性の改良や光拡散層との接着性の改良などのために、樹脂溶液の塗布前に表面処理を施してもよい。表面処理の具体的方法としては、コロナ放電処理やグロー放電処理、酸処理、アルカリ処理、紫外線照射処理などが挙げられる。
 基材フィルム71上に樹脂溶液を塗布する方法に限定はなく、例えば、グラビアコート法、マイクログラビアコート法、ロールコート法、ロッドコート法、ナイフコート法、エアーナイフコート法、キスコート法、ダイコート法などを用いることができる。
 基材フィルム71上に直接又は他の層を介して樹脂溶液を塗布した後、必要により加熱して溶媒を乾燥する。次いで、電離放射線及び/又は熱により塗膜を硬化させる。本発明における電離放射線種は特に制限されるものではなく、透光性樹脂721の種類に応じて、紫外線、電子線、近紫外線、可視光、近赤外線、赤外線、X線などから適宜選択することができるが、紫外線、電子線が好ましく、特に取り扱いが簡便で高エネルギーが容易に得られるという点で紫外線が好ましい。
 紫外線硬化性化合物を光重合させる紫外線の光源としては、紫外線を発生する光源であれば何れも使用できる。例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることができる。また、ArFエキシマレーザ、KrFエキシマレーザ、エキシマランプ又はシンクロトロン放射光等も用いることができる。このうち、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプを好ましく利用できる。
 また、電子線も塗膜を硬化させる電離放射線として同様に使用できる。電子線としては、コックロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器から放出される50~1000keV、好ましくは100~300keVのエネルギーを有する電子線を挙げることができる。
 第2光拡散板7の他の実施形態を図4(b)(c)に示す。同図(b)に示す第2光拡散板7bは、基材フィルム71の一方面側に、透光性樹脂721中に透光性微粒子722が分散した光拡散層72を積層したものであり、光拡散層72の表面には、サンドブラスト等によって微細な凹凸が形成されている。光拡散層72の表面に微細な凹凸を形成するには、サンドブラスト,エンボス賦形加工等によって光拡散層72を表面加工する方法や、凹凸を反転させた金型面を有する鋳型やエンボスロールを用いて、光拡散層72の作製工程において微細な凹凸を形成する方法等を用いればよい。同図(c)に示す第2光拡散板7cは、透光性樹脂721中に透光性微粒子722が分散した光拡散層72に、表面に微細な凹凸が形成された透光性樹脂層73を積層したものである。同図(b)の場合、光拡散層の層厚γは、光拡散層の基材フィルムに接する面から反対側の凹凸が形成された面までの最大厚みである。また、同図(c)の場合、光拡散層の層厚γは、光拡散層72の基材フィルムに接する面から反対側の透光性樹脂層73に接する面までの最大厚みである。
 また、図5に示すように、第2光拡散板7を、第2偏光板の支持フィルムとして使用してもよい。偏光板は、通常、偏光子61の両面に支持フィルム62が貼り合わされた構造をしている。図5に示す積層フィルム70は、偏光板の偏光子61の一方の支持フィルムとして第2光拡散板7を用いたものであって、偏光機能と光拡散機能とを有する多機能フィルムである。すなわち、偏光子61の一方面に支持フィルム62が貼着され、もう一方面に、表面に微細な凹凸が形成された光拡散層72を基材フィルム71上に形成した第2光拡散板7が貼着されている。このような構成の偏光板として機能する積層フィルム70を液晶表示装置に取り付ける場合、第2光拡散板7が光出射側となるように液晶表示パネルのガラス基板等に貼着する。なお、支持フィルム71と偏光子61との接合は、接着剤層を介して貼り合わせてもよいが、接着剤層を介さずに直接接合するのが好ましい。また、基材フィルム71と偏光子61とを効果的に接着させる観点から、基材フィルム71を酸処理又はアルカリ処理によって親水化処理しておくのが好ましい。
 図6に、本発明の液晶表示装置の他の実施形態を示す。図6の液晶表示装置100が、図1の液晶表示装置100と異なる点は、第1偏光板5と液晶セル1との間に位相差板8を配置した点である。この位相差板8は、液晶セル1の表面に対して垂直な方向に位相差がほぼゼロのものであり、真正面からは何ら光学的な作用を及ぼさず、斜めから見たときに位相差が発現し、液晶セル1で生じる位相差を補償しようというものである。これによって、より広い視野角において、より優れた表示品位及び色再現性が得られるようになる。位相差板8は、第1偏光板5と液晶セル1との間及び第2偏光板6と液晶セル1との間の一方又は両方に配置することができる。
 位相差板8としては、例えば、ポリカーボネート樹脂や環状オレフィン系重合体樹脂をフィルムにし、このフィルムを更に二軸延伸したものや、液晶性モノマーを光重合反応で分子配列を固定化したもの等が挙げられる。位相差板8は、液晶の配列を光学的に補償するものであるから、液晶配列と逆の屈折率特性のものを用いる。具体的にはTNモードの液晶表示セルには、例えば「WVフィルム」(富士フィルム社製)、STNモードの液晶表示セルには、例えば「LCフィルム」(新日本石油社製)、IPSモードの液晶セルには、例えば二軸性位相差フィルム、VAモードの液晶セルには、例えばAプレートおよびC-プレートを組み合わせた位相差板、二軸性位相差フィルム、πセルモードの液晶セルには例えば「OCB用WVフィルム」(富士フィルム社製)などが好適に使用できる。
 以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。
(第1光拡散板Aの製造)
 図3に示した、光拡散層31の両面に表面層32a,32bを積層させた3層構造の第1光拡散板を次のようにして作製した。
(光拡散層マスターバッチの作製)
 ポリスチレン樹脂ペレット(東洋スチレン社製「HRM40」、屈折率1.59)54質量部、アクリル系重合体粒子(架橋重合体粒子、住友化学社製「スミペックスXC1A」、屈折率1.49、体積平均粒子径25μm)40質量部、シロキサン系重合体粒子(架橋重合体粒子、東レダウコーニング社製「トレフィルDY33-719」、屈折率1.42、体積平均粒子径2μm)4質量部、紫外線吸収剤(住友化学社製「スミソーブ200」)2質量部および加工安定剤(住友化学社製「スミライザーGP」)2質量部をドライブレンドした後、二軸押出機にホッパーから投入し、加熱溶融しながら混練して250℃でストランド状に押出し、ペレット状に切断して、光拡散層マスターバッチ(ペレット状)を得た。
(表面層用組成物の作製)
 スチレン-メタクリル酸メチル共重合体樹脂(新日鐵化学社製「MS200NT」、スチレン単位80質量%、メタクリル酸メチル単位20質量%、屈折率1.57)68.8質量部、アクリル系重合体粒子(架橋重合体粒子、積水化成品工業社製「MBX80」、屈折率1.49、体積平均粒子径80μm)30質量部、熱安定剤(住友化学社製「スミソーブ200」)2質量部および加工安定剤(住友化学社製「スミライザーGP」)0.2質量部、紫外線吸収剤(旭電化社製「アデカスタブLA-31」)1.0質量部をドライブレンドして、表面層用組成物を得た。
(第1光拡散板Aの作製)
 ポリスチレン樹脂ペレット(東洋スチレン社製「HRM40」、屈折率1.59)95質量部と、前記作製した光拡散層マスターバッチ5質量部とをドライブレンドした後、スクリュー径40mmの押出機に供給し、加熱溶融状態の光拡散層用樹脂組成物を得た。一方、前記作製した表面層用組成物をスクリュー径20mmの押出機に供給し、加熱溶融状態の表面層用樹脂組成物を得た。そして、光拡散層用樹脂組成物及び表面層用樹脂組成物をフィードブロック(2種3層構成)に送り、更にTダイから245℃~250℃、幅220mmで共押出しして、光拡散層(厚さ1.9mm)の両面にそれぞれ表面層(厚さ0.05mm)が積層された3層構成で、両面が粗面である厚さ2mmの第1光拡散板Aを作製した。
(透過光の強度測定)
 作製した第1光拡散板Aを透過する光の強度を、自動変角光度計((株)村上色彩技術研究所製、「GP230」)を用いて測定した。具体的には、図7に示すように、光源としてのハロゲンランプ81から出射した光を、コンデンサーレンズ82、ピンホール83、シャッター84、コリメーターレンズ85を介し、光束絞り86にて直径約3.5mmの平行光として、作製した第1光拡散板の背面に対して垂直に照射し、第1光拡散板を透過した拡散光を、受光レンズ91の後ろに置いた直径2.8mmの受光絞り92を通して、光電子倍増管93で受光し、0.1°刻みで光強度を測定した。第1光拡散板と受光レンズ91との距離を170mmとした。図8は、第1光拡散板の背面に対してその背面の垂線方向に、平行光(Li)を入射させたときの透過光(L)の散乱の様子を示した図である。透過光(L)のうち、垂線方向に対して0°の角度をなす方向に出射する透過光(L)の強度(I)に対する、垂線方向に対して20°の角度をなす方向に出射する透過光(L20)の強度(I20)の比率(I20/I)は、第1光拡散板Aでは24.0%であった。結果を表1に示す。
(全光線透過率Ttの測定)
 作製した第1光拡散板の全光線透過率Ttを、JIS K 7361に準拠して、ヘイズ透過率計(村上色彩技術研究所HR-100)を用いて測定した。結果を表1に示す。
(十点平均粗さRzの測定)
 また、作製した第1光拡散板の片面の十点平均粗さRzを、JIS B0601-1994に準拠して、ミツトヨ社製の測定器「サーフテストSJ-201P」を用いて測定した。結果を表1に示す。
(第1光拡散板Bの作製)
 表面層用組成物の作製において、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体樹脂(新日鐵化学社製「MS200NT」)の使用量を58.8質量部とし、アクリル系重合体粒子として、架橋重合体粒子、積水化成品工業社製「MBX80」(屈折率1.49、体積平均粒子径80μm)を40質量部用いたこと以外は、第1光拡散板Aと同様にして第1光拡散板Bを作製した。そして、前記と同様にして第1光拡散板Bを透過する光の強度、全光線透過率Tt、十点平均粗さRzを測定した。結果を表1に合わせて示す。
(第1光拡散板Cの作製)
 表面層用組成物の作製において、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体樹脂(新日鐵化学社製「MS200NT」)の使用量を58.8質量部とし、アクリル系重合体粒子として、架橋重合体粒子、住友化学社製「スミペックスXC1A」(屈折率1.49、体積平均粒子径25μm)を40質量部用いたこと以外は、第1光拡散板Aと同様にして第1光拡散板Cを作製した。そして、前記と同様にして第1光拡散板Cを透過する光の強度、全光線透過率Tt、十点平均粗さRzを測定した。結果を表1に合わせて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
(プリズムシートの作製)
 表面が鏡面仕上げされた金型に、スチレン樹脂(屈折率1.59)をプレス成形することで厚さ1mmの平板を作製した。さらに、頂角θが90°で、稜線間の距離が50μmで、断面が二等辺三角形のV字状直線溝が、複数本平行に形成されている金属製金型を用いて、前記スチレン樹脂板を再プレス成形してプリズムシートを作製した。また同様にして、頂角θが95°及び100°のプリズムシートをそれぞれ作製した。
(第2光拡散板アの作製)
(1)エンボス用金型の作製
 直径200mmの鉄ロール(JISによるSTKM13A)の表面に銅バラードめっきが施されたものを用意した。銅バラードめっきは、銅めっき層/薄い銀めっき層/表面銅めっき層からなるものであり、めっき層全体の厚みは、約200μmであった。その銅めっき表面を鏡面研磨し、さらにその研磨面に、ブラスト装置((株)不二製作所製)を用いて、第一の微粒子としてジルコニアビーズTZ-B125(東ソー(株)製、平均粒径:125μm)を、ブラスト圧力0.05MPa(ゲージ圧、以下同じ)、微粒子使用量16g/cm(ロールの表面積1cmあたりの使用量、以下同じ)でブラストし、表面に凹凸を形成した。その凹凸面に、ブラスト装置((株)不二製作所製)を用いて、第二の微粒子としてジルコニアビーズTZ-SX-17(東ソー(株)製、平均粒径:20μm)を、ブラスト圧力0.1MPa、微粒子使用量4g/cmでブラストし、表面凹凸を微調整した。得られた凹凸つき銅めっき鉄ロールに対し、塩化第二銅液でエッチング処理を行った。その際のエッチング量は3μmとなるように設定した。その後、クロムめっき加工を行い、金型を作製した。このとき、クロムめっき厚みが4μmとなるように設定した。得られた金型のクロムめっき面のビッカース硬度は1000であった。なお、ビッカース硬度は、超音波硬度計MIC10(Krautkramer社製)を用い、JIS Z 2244に準拠して測定した(以下の例においてもビッカース硬度の測定法は同じ)。
(2)光拡散層と基材フィルムとを有する第2光拡散板アの作製
 ペンタエリスリトールトリアクリレート(60質量部)及び多官能ウレタン化アクリレート(ヘキサメチレンジイソシアネートとペンタエリスリトールトリアクリレートの反応生成物、40質量部)を酢酸エチル溶液に混合し、固形分濃度60%となるように調整して紫外線硬化性樹脂組成物を得た。尚、該組成物から酢酸エチルを除去して紫外線硬化した後の硬化物の屈折率は1.53であった。
 次に、前記紫外線硬化性樹脂組成物の固形分100質量部に対して、透光性微粒子として平均粒径が2.0μmのポリスチレン系粒子(積水化成品工業株式会社製、屈折率1.59)を40質量部、光重合開始剤である「ルシリン TPO」(BASF社製、化学名:2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド)を5質量部添加し、固形分率が50%になるように酢酸エチルで希釈して塗布液を調製した。
 この塗布液を、厚さ80μmのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(基材フィルム)上に塗布し、80℃に設定した乾燥機中で1分間乾燥させた。乾燥後の基材フィルムを、前記作製した金型の凹凸面に、紫外線硬化性樹脂組成物層が金型側となるようにゴムロールで押し付けて密着させた。この状態で基材フィルム側より、強度20mW/cmの高圧水銀灯からの光をh線換算光量で300mJ/cmとなるように照射して、紫外線硬化性樹脂組成物層を硬化させ、表面に凹凸を有する層(光拡散層)と基材フィルムとからなる、図4(b)に示す構造の第2光拡散板アを作製した。光拡散層の層厚は13.0μmであった。この第2光拡散板アのヘイズ値を、JIS-K-7105に準拠し、ヘイズコンピュータ(スガ試験機社製HGM-2DP)を用いて測定した。結果を表2に示す。
(第2光拡散板イの作製)
 透光性微粒子として平均粒径が4.0μmのポリスチレン系粒子(積水化成品工業株式会社製、屈折率1.59)を40質量部使用した以外は、第2光拡散板アと同様にして第2光拡散板イを作製した。そして、前記と同様にして第2光拡散板イのヘイズ値を測定した。結果を表2に示す。
(第2光拡散板ウの作製)
 透光性微粒子として平均粒径が4.0μmのポリスチレン系粒子(積水化成品工業株式会社製、屈折率1.59)を60質量部使用した以外は、第2光拡散板アと同様にして第2光拡散板ウを作製した。そして、前記と同様にして第2光拡散板ウのヘイズ値を測定した。結果を表2に示す。
(第2光拡散板エの作製)
 透光性微粒子として平均粒径が8.0μmのポリスチレン系粒子(積水化成品工業株式会社製、屈折率1.59)を35質量部使用した以外は、第2光拡散板アと同様にして第2光拡散板エを作製した。そして、前記と同様にして第2光拡散板エのヘイズ値を測定した。結果を表2に示す。
(第2光拡散板オの作製)
 透光性微粒子として平均粒径が12.0μmのポリスチレン系粒子(積水化成品工業株式会社製、屈折率1.59)を30質量部使用した以外は、第2光拡散板アと同様にして第2光拡散板オを作製した。そして、前記と同様にして第2光拡散板オのヘイズ値を測定した。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
(実施例1~5)
 IPS(In-Plane Switching)方式の旧松下電器産業(パナソニック)社製32型液晶テレビ「VIERA TH-32LZ85」のバックライトに、第1光拡散手段として第1光拡散板Aを用い、光偏向手段として頂角が90°のプリズムシートを2枚用いた。なお、第1光拡散板Aは、十点平均粗さを測定した面がプリズムシートに対向するように配置した。そして、液晶セルの両面に貼着されている偏光板を剥がして、住友化学社製沃素系通常偏光板「TRW842AP7」を第1偏光板及び第2偏光板として吸収軸が直交ニコルの関係となるように液晶セルの両面に貼着し、偏光板の吸収軸が液晶セルの短辺と長辺にそれぞれ平行となるように貼合した。プリズムフィルム及び偏光板の配置は、図2と同様とした。第2偏光板の光出射面側に、前記作製した第2光拡散板ア~オ(実施例1~5)をさらに貼着し、正面側から、第2光拡散板、第2偏光板、液晶セル、第1偏光板、2枚のプリズムシート、第1光拡散板、バックライト装置を有する(図1の構成)液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表3に示す。ここで、視野角とは、図9(a)、(b)に示すように、第1偏光板の透過軸5a及び第2偏光板の透過軸6aに対して略45°の角度をなす方向と平行でかつ正面方向(Z方向)と平行な平面14b内において、正面方向(Z方向)とのなす角度δのことである。
(参考例1)
 第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例1と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表3に合わせて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 ◎:ランプイメージが見えない。
 ○:ランプイメージが目を凝らしてよく見ると見える。
 ×:ランプイメージがボケているが残って見える。
(実施例6~10)
 第1拡散手段としての第1光拡散板Bを用いた以外は、実施例1~5と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表4に示す。
(参考例2)
 第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例6と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表4に合わせて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 ◎:ランプイメージが見えない。
 ○:ランプイメージが目を凝らしてよく見ると見える。
 ×:ランプイメージがボケているが残って見える。
(実施例11~15)
 第1拡散手段としての第1光拡散板Cを用いた以外は、実施例1~5と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表5に示す。
(参考例3)
 第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例11と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表5に合わせて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 ◎:ランプイメージが見えない。
 ○:ランプイメージが目を凝らしてよく見ると見える。
 ×:ランプイメージがボケているが残って見える。
(実施例16~20)
 光偏向手段として頂角が95°のプリズムシートを2枚用いた以外は、実施例1~5と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表6に示す。
(参考例4)
 第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例16と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表6に合わせて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 ◎:ランプイメージが見えない。
 ○:ランプイメージが目を凝らしてよく見ると見える。
 ×:ランプイメージがボケているが残って見える。
(実施例21~25)
 光偏向手段として頂角が95°のプリズムシートを2枚用いた以外は、実施例6~10と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表7に示す。
(参考例5)
 第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例21と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表7に合わせて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 ◎:ランプイメージが見えない。
 ○:ランプイメージが目を凝らしてよく見ると見える。
 ×:ランプイメージがボケているが残って見える。
(実施例26~30)
 光偏向手段として頂角が95°のプリズムシートを2枚用いた以外は、実施例11~15と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表8に示す。
(参考例6)
 第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例26と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表8に合わせて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 ◎:ランプイメージが見えない。
 ○:ランプイメージが目を凝らしてよく見ると見える。
 ×:ランプイメージがボケているが残って見える。
(実施例31~35)
 光偏向手段として頂角が100°のプリズムシートを2枚用いた以外は、実施例1~5と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表9に示す。
(参考例7)
 第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例31と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表9に合わせて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 ◎:ランプイメージが見えない。
 ○:ランプイメージが目を凝らしてよく見ると見える。
 ×:ランプイメージがボケているが残って見える。
(実施例36~40)
 光偏向手段として頂角が100°のプリズムシートを2枚用いた以外は、実施例6~10と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表10に示す。
(参考例8)
 第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例36と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表10に合わせて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 ◎:ランプイメージが見えない。
 ○:ランプイメージが目を凝らしてよく見ると見える。
 ×:ランプイメージがボケているが残って見える。
(実施例41~45)
 光偏向手段として頂角が100°のプリズムシートを2枚用いた以外は、実施例11~15と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表11に示す。
(参考例9)
 第2偏光板の光出射面側に第2光拡散板を貼着しなかった以外は、実施例41と同様にして液晶表示装置を作製し、所定の視野角においてランプイメージの有無を目視観察した。結果を表11に合わせて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
 ◎:ランプイメージが見えない。
 ○:ランプイメージが目を凝らしてよく見ると見える。
 ×:ランプイメージがボケているが残って見える。
 本発明の液晶表示装置では、バックライト装置からの出射光の利用効率を低下させることなくランプイメージを緩和できる。
   1  液晶セル
   2  バックライト装置
   3  第1光拡散板(第1光拡散手段)
   4a,4b  プリズムフィルム(光偏向手段)
   5  第1偏光板
   6  第2偏光板
   7  第2光拡散板(第2光拡散手段)
  72  光拡散層
 721  透光性樹脂
 722  透光性微粒子

Claims (6)

  1.  バックライト装置と、第1光拡散手段と、光偏向手段と、第1偏光板と、一対の基板の間に液晶層が設けられた液晶セルと、第2偏光板と、第2光拡散手段とをこの順に備え、
     前記第1偏光板と前記第2偏光板とは、それらの吸収軸が直交ニコルの関係となるように配置され、
     前記第1光拡散手段は、背面から、前記背面の垂線方向に、平行な光を入射したとき、前記垂線方向に対して角度20°をなす方向に出射する透過光の強度(I20)と前記垂線方向に対して角度0°をなす方向に出射する透過光の強度(I)との比率(I20/I)が30%以下となる特性を有し、
     前記第2光拡散手段は、透光性樹脂及び前記透光性樹脂中に分散する透光性微粒子を含む光拡散層を有する、液晶表示装置。
  2.  前記第1光拡散手段は、透光性樹脂及び前記透光性樹脂中に分散する光拡散剤を有する光拡散層と、前記光拡散層の片面又は両面に設けられた表面層とを有する光拡散板であり、少なくとも片面の前記表面層の十点平均粗さが20~60μmの範囲である請求項1記載の液晶表示装置。
  3.  前記表面層は、前記光拡散層の、前記光偏向手段に対向する面に設けられている、請求項2記載の液晶表示装置。
  4.  前記光偏向手段は、断面が多角形状かつ先細形状である線状プリズムが光出射面側に所定間隔で複数形成された複数枚のプリズムフィルムを有し、前記複数枚のプリズムフィルムは、その線状プリズムの稜線の方向が互いに異なるように配置されている請求項1~3のいずれか記載の液晶表示装置。
  5.  前記第2光拡散手段の光拡散層は、基材フィルム表面に形成されており、前記透光性微粒子の平均粒径が5μmを超え、前記透光性微粒子の含有量が前記透光性樹脂100質量部に対して25~50質量部の範囲である請求項1~4のいずれか記載の液晶表示装置。
  6.  前記第2光拡散手段の光拡散層は、基材フィルム表面に形成されており、前記透光性微粒子の平均粒径が2μm~5μmであって、前記透光性微粒子の含有量が前記透光性樹脂100質量部に対して35~60質量部の範囲である請求項1~4のいずれか記載の液晶表示装置。
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