JP2006003506A - Diffusion film, polarizing element, and liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光の入射方向に応じて散乱性が異なる、すなわち入射角度選択性を持つような、光散乱特性に角度依存性を持つ拡散フィルムに関し、特に液晶表示素子のコントラストの低下を抑制し、視野角に優れる液晶表示素子を形成しうる拡散フィルムに関する。 The present invention relates to a diffusion film having an angle dependency in light scattering characteristics, such as having a scattering property that varies depending on the incident direction of light, that is, having an incident angle selectivity, and particularly suppresses a decrease in contrast of a liquid crystal display element. The present invention also relates to a diffusion film capable of forming a liquid crystal display element having an excellent viewing angle.
またその拡散フィルムを用いた偏光素子並びに視野角に優れる液晶表示素子に関する。 The present invention also relates to a polarizing element using the diffusing film and a liquid crystal display element excellent in viewing angle.
透過型液晶表示素子は、フラットパネルディスプレイの代表的な表示素子の一つであり、軽く、薄く、低消費電力であることから液晶テレビ、カーナビゲーション、パソコン用モニター、ノートＰＣ、ＦＡ等に、幅広く使用されてきている。これらの中で車載用テレビ、カーナビゲーション等は、運転手の視点との位置関係から、斜め方向からも良好に見えることが重要である。また、ペン入力デバイスを用いたパソコンでは、様々な方向から覗き込むため、斜め方向からも良好な画像が見える必要がある。しかし、液晶表示素子の大きな問題として視野角依存が大きいことが挙げられる。視野角依存とは、例えば、ある角度以上の斜め方向から見ると本来黒で表示されるべきものが白っぽく見えたり、階調性が反転することで、観察者が正確に読み取れない表示内容となることである。従って、どの方向からみても黒表示が白っぽくならず、階調性が崩れていない透過型液晶表示素子が要求されている。 The transmissive liquid crystal display element is one of the typical display elements of flat panel displays. It is light, thin, and has low power consumption, so it can be used in LCD TVs, car navigation systems, personal computer monitors, notebook PCs, FAs, etc. Widely used. Among these, it is important that the in-vehicle TV, the car navigation, and the like look good from an oblique direction because of the positional relationship with the driver's viewpoint. In addition, since a personal computer using a pen input device looks in from various directions, it is necessary to see a good image from an oblique direction. However, a major problem with liquid crystal display elements is that the viewing angle dependence is large. Viewing angle dependence means, for example, what is supposed to be displayed in black when viewed from an oblique direction above a certain angle appears whitish, or the gradation is reversed, resulting in display contents that cannot be read accurately by an observer. That is. Therefore, there is a demand for a transmissive liquid crystal display element in which black display does not become whitish when viewed from any direction and gradation is not deteriorated.
液晶表示素子に使われる液晶の性質には屈折率異方性があるため、視角が大きくなると、階調の反転やコントラスト比の低下が起こり、表示品質が著しく低下する。例えば、一般的なＴＮ配向の液晶表示素子では、下方向５度を越えると階調反転が起こり、また、上３０度、下５０度を越えるとコントラスト比が１０以下に低下する。ここで、階調反転とは、正面で認識する本来の階調の順番が、ある斜め方向からみた場合に逆になることであり、コントラスト比とは、白表示輝度／黒表示輝度である。 Since the liquid crystal used in the liquid crystal display element has refractive index anisotropy, when the viewing angle is increased, the gradation is inverted and the contrast ratio is lowered, so that the display quality is remarkably lowered. For example, in a general TN-oriented liquid crystal display element, gradation inversion occurs when the angle exceeds 5 degrees in the downward direction, and the contrast ratio decreases to 10 or less when the angle exceeds 30 degrees and the angle below 50 degrees. Here, the gradation inversion means that the order of the original gradation recognized in the front is reversed when viewed from a certain oblique direction, and the contrast ratio is white display brightness / black display brightness.
そこで、この種の液晶表示素子の視野角依存性を改善するべく各種の提案がなされている。光学異方素子を用いた視野角改善液晶表示素子では（特許文献１参照）、光学異方素子フィルムを２枚用いた構成となっている（以下、第１の視野角拡大技術という）。液晶セルを光学異方素子で挟み、更にその上から偏光板で挟んでいる。この屈折率楕円体は、主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚはｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係があり、ｎｘはフィルム面内に、ｎｙ、ｎｚはｎｘの方向を回転軸として傾いている。これらの構成により、液晶自体が持つ複屈折によるコントラスト低下を抑えている。しかし、コントラスト低下は抑えても、階調反転が抑えきれない場合があり、また、ＴＮ液晶表示素子に用いた場合、斜め方向での色付きが起きる。 Accordingly, various proposals have been made to improve the viewing angle dependency of this type of liquid crystal display element. A viewing angle improving liquid crystal display element using an optical anisotropic element (see Patent Document 1) has a configuration using two optical anisotropic element films (hereinafter referred to as a first viewing angle expansion technique). The liquid crystal cell is sandwiched between optical anisotropic elements and further sandwiched between them by polarizing plates. In this refractive index ellipsoid, the main refractive indexes nx, ny, and nz have a relationship of nx> ny> nz, where nx is inclined in the film plane, and ny and nz are inclined with the direction of nx as the rotation axis. With these configurations, a reduction in contrast due to birefringence of the liquid crystal itself is suppressed. However, even if the reduction in contrast is suppressed, the gradation inversion may not be suppressed, and when used in a TN liquid crystal display element, coloring occurs in an oblique direction.
また、負の屈折率異方性を有する位相差補償フィルムを用いた視野角改善液晶表示素子が提案されている（特許文献２参照）（以下、これを第２の視野角拡大技術という）。ここで使われる光学異方素子は、光学的に負の一軸性を有しており、３軸方向屈折率をその値が小さい順にｎα、ｎβ、ｎγとしたとき、ｎα＜ｎβ＝ｎγの関係がある。従って光軸方向の屈折率が最も小さいという特性を有し、また光軸がフィルム面内にも法線方向にもないという特性を有したフィルムである。この第２の視野角拡大技術も第１の視野角拡大技術と同様に、階調反転を抑えられない場合があり、また色付きが起きる。 In addition, a viewing angle improving liquid crystal display element using a retardation compensation film having negative refractive index anisotropy has been proposed (refer to Patent Document 2) (hereinafter referred to as a second viewing angle expansion technique). The optically anisotropic element used here has an optically negative uniaxial property. When the triaxial refractive index is set to nα, nβ, nγ in ascending order, nα <nβ = nγ. There is. Therefore, the film has the characteristic that the refractive index in the optical axis direction is the smallest, and has the characteristic that the optical axis is neither in the film plane nor in the normal direction. Similar to the first viewing angle expansion technique, the second viewing angle expansion technique may not be able to suppress gradation inversion, and coloration may occur.
また、拡散フィルムを用いた視野角改善液晶表示素子が提案されている（以下、これを第３の視野角拡大技術という）（特許文献３参照）。液晶セル及び偏光板を透過した光は拡散板によって拡散され、コントラストが平均化され、大きな視角に対するコントラスト比が改善される。ここで使われる拡散板は、拡散材を包含した層を有したものや、表面が粗面化されているものである。 Further, a viewing angle improving liquid crystal display element using a diffusion film has been proposed (hereinafter referred to as a third viewing angle expanding technique) (see Patent Document 3). The light transmitted through the liquid crystal cell and the polarizing plate is diffused by the diffusion plate, the contrast is averaged, and the contrast ratio for a large viewing angle is improved. The diffusion plate used here has a layer including a diffusion material or a surface roughened.
このような拡散フィルムにおいては、表面をマット状に加工した樹脂シートや内部に拡散材を包含した樹脂シートなどが用いられている。マット面（凹凸の形状など）の制御により、拡散光の出射範囲／方向（以後拡散指向性と称する）を制御することは可能であるが、光の入射角度によって拡散性が変化するようなフィルムは原理的に困難である。拡散特性の例を図３に示す。 In such a diffusion film, a resin sheet whose surface is processed into a mat shape, a resin sheet including a diffusion material inside, or the like is used. Although it is possible to control the emission range / direction of diffused light (hereinafter referred to as “diffusion directivity”) by controlling the mat surface (such as uneven shape), a film whose diffusivity changes depending on the incident angle of light Is difficult in principle. An example of the diffusion characteristic is shown in FIG.
拡散材を包含した拡散フィルムでは、どのような方向から入射した光でも同様の拡散性を有するため、特定方向の光のみを散乱させるような用途には適さない。また、拡散性を制御するために拡散材の屈折率，大きさ，形状などを制御する試みも為されているが、技術的に難易度が高く、実用上十分であるとは言えないのが現状である。 A diffusing film including a diffusing material is not suitable for applications in which only light in a specific direction is scattered because light incident from any direction has similar diffusibility. In addition, attempts have been made to control the refractive index, size, shape, etc. of the diffusing material in order to control the diffusivity, but it is technically difficult and cannot be said to be practically sufficient. Currently.
特に上記の拡散材を包含した拡散フィルムでは、拡散異方性や軸外しの光拡散特性がなく、光拡散の指向性が小さいため、正面のコントラストが低下したり、偏光板の上面に拡散板があることで乱反射により白っぽく見えてしまう。正面のコントラストが低下するのは、黒表示の斜め方向で漏れた光を、正面方向に拡散してしまうからである。そのため、表示素子に適用しても、正面方向での表示の明るさやコントラストの低下等の問題がある。 In particular, a diffusion film including the above diffusing material has no diffusion anisotropy or off-axis light diffusion characteristics, and the directivity of light diffusion is small, so that the front contrast is lowered or the diffusion plate is formed on the upper surface of the polarizing plate. It appears whitish due to diffuse reflection. The reason why the front contrast is lowered is that light leaked in the diagonal direction of black display is diffused in the front direction. Therefore, even when applied to a display element, there are problems such as a decrease in display brightness and contrast in the front direction.
このような用途に対応するものとしては、入射方向により拡散性の異なる拡散フィルム（特許文献６参照）、また、このような拡散フィルムを用いた視域拡大技術が公知である（特許文献７参照）（以下、これを第４の視野角拡大技術という）。しかしながらこのようなフィルムでは、下方向の広い範囲の光を拡散してしまい、拡散の広がり方も十分に得られず、反転防止効果として十分なものが得られない。このような場合の拡散特性を図４に示す。 As a thing corresponding to such a use, the diffusion film (refer patent document 6) from which a diffusivity changes with incident directions (refer patent document 6), and the visual field expansion technique using such a diffused film are known (refer patent document 7). (This is hereinafter referred to as a fourth viewing angle expansion technique). However, such a film diffuses a wide range of light in the downward direction, and the diffusion spread cannot be sufficiently obtained, and a sufficient anti-inversion effect cannot be obtained. The diffusion characteristics in such a case are shown in FIG.
また二光束を干渉させ、それを感光材料に照射する事によって、２つ以上の異なる角度から入射した光に対して拡散性が極大となるものが公知である。 It is also known that the diffusivity is maximized with respect to light incident from two or more different angles by causing two light beams to interfere with each other and irradiating the photosensitive material with the two light beams.
このようなフィルムは、拡散異方性や拡散指向性を制御することが可能であるが、分光（波長分散）を伴ってしまうため、観察する視点を移動するに応じて表示光の色が変化して視覚されるという問題点がある。 Although such a film can control diffusion anisotropy and diffusion directivity, it is accompanied by spectroscopy (wavelength dispersion), so the color of the display light changes as the viewpoint to be observed changes. There is a problem that it is visible.
また、可視光線等を拡散板に照射して、感光材料に拡散パターンを記録する方法として、インラインホログラムの方法を用いたものが公知である。これは、拡散板を拡散せずに透過する光と、散乱した光の干渉によってホログラムを記録する方法である。しかしこの方法では、ホログラムを記録する際に入射した方向でのみ光を拡散するため、２つ以上の拡散が極大になる方向を有した拡散板は得られない。
ＴＮ配向液晶表示素子で広視野角化技術が施されていない従来の液晶表示素子は、視野角が狭く、液晶パネルの法線方向からずれるほどリタデーション（異常光の屈折率ｎｅと常光の屈折率ｎｏの差Δｎ（＝ｎｅ−ｎｏ）と液晶セルギャップｄの積）の違いにより階調性が崩れてしまい、コントラスト比の低下が生じ、広視野角の表示が得られない欠点があった。 A conventional liquid crystal display element that has not been subjected to a wide viewing angle technology with a TN alignment liquid crystal display element has a narrow viewing angle, and the retardation (the refractive index ne of the extraordinary light and the refractive index of the ordinary light are shifted from the normal direction of the liquid crystal panel). The difference in no difference Δn (= product of ne−no) and the liquid crystal cell gap d) causes the gradation to be lost, resulting in a decrease in contrast ratio, and a wide viewing angle display cannot be obtained.
光学異方素子を用いた視野角依存性改善案である前記第１、第２の視野角拡大技術では、コントラストは抑えられても、階調反転を抑えられない場合があった。またＴＮ配光液晶表示素子に使用すると色付きが起きる欠点があった。 In the first and second viewing angle widening techniques, which are the viewing angle dependency improvement plans using an optical anisotropic element, there are cases where gradation inversion cannot be suppressed even if the contrast is suppressed. Further, when used in a TN light distribution liquid crystal display element, there is a drawback that coloring occurs.
拡散板を用いた視野角依存性改善案である前記第３の視野角拡大技術では、コントラストを平均化することで正面のコントラストを低下させてしまったり、偏光板の上面に拡散板があることで乱反射により白っぽく見え、さらに外光の反射が大きいため、視認性の低下を招いていた。 In the third viewing angle expansion technique, which is a view angle dependency improvement plan using a diffusion plate, the contrast of the front is reduced by averaging the contrast, or there is a diffusion plate on the upper surface of the polarizing plate. Because of the irregular reflection, it looks whitish, and the reflection of outside light is large, leading to a decrease in visibility.
入射角依存性がある拡散フィルムを用いた視野角依存性改善案である前記第4の視野角拡大技術では、反転が起こる角度に反転が起こらない角度の光を効果的に持っていくことができず、反転防止効果が十分に得られないという欠点を有していた。また、通常のホログラムを用いた場合に起こる色分散による色づきが起こってしまうという欠点をもっていた。 In the fourth viewing angle expansion technique, which is a proposal for improving the viewing angle dependency using a diffusion film having an incident angle dependency, it is possible to effectively bring light at an angle at which the inversion does not occur in the angle at which the inversion occurs. In other words, the effect of preventing reversal cannot be obtained sufficiently. Further, there is a disadvantage that coloring due to chromatic dispersion occurs when a normal hologram is used.
本発明は、液晶表示素子、特にＴＮ配向液晶表示素子の視野角の狭さ、前記第１、第２の視野角拡大技術の階調反転、色付き、視野角依存性改善案である前記第３の従来技術の視認性の低下、と言った課題を解決し、かつ前記第４の視野角拡大技術では十分に視域改善効果が得られなかった部分を向上させ、さらに色分散を抑制させるべくなされたものであり、その目的は、透過型液晶表示素子、特にツイスト配向された液晶セルとディスコティック液晶とを用いた液晶表示素子の下方向の視野角を補償し、視域の広い液晶表示素子が得られる拡散フィルム、偏光素子を提供することにあり、また表示品質に優れた液晶表示素子を提供することにある。 The third aspect of the present invention is a liquid crystal display element, particularly a TN alignment liquid crystal display element having a narrow viewing angle, gradation inversion of the first and second viewing angle expansion techniques, coloring, and a third view that is an improvement plan for viewing angle dependency. In order to solve the problem of lowering the visibility of the prior art, and to improve the portion where the effect of improving the viewing zone was not sufficiently obtained by the fourth viewing angle expansion technique, and to further suppress color dispersion The purpose of this is to compensate for the downward viewing angle of a transmissive liquid crystal display element, particularly a liquid crystal display element using a twist-aligned liquid crystal cell and a discotic liquid crystal, and a liquid crystal display with a wide viewing area. It is to provide a diffusion film and a polarizing element from which an element can be obtained, and to provide a liquid crystal display element having excellent display quality.
前記のような課題を解決するため本発明は、光の入射方向によって拡散性が変化する拡散フィルムにおいて、拡散性が極大となる方向での拡散光の分布が入射方向に対して非対称である拡散フィルムを提供するものである。これにより正面コントラストの低下が少なくかつ反転防止効果のある拡散フィルムを実現できる。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a diffusion film whose diffusivity changes depending on the incident direction of light, and in which diffusion of diffused light in a direction where the diffusivity is maximized is asymmetric with respect to the incident direction. A film is provided. As a result, a diffusion film with little reduction in front contrast and an effect of preventing inversion can be realized.
また本発明は、フィルム内部に屈折率の異なる微小な領域が特定方向に傾斜して交互に重なって配置されており、その特定方向と拡散性が極大となる光の入射方向が異なる拡散フィルムを提供するもので、正面のコントラストをあまり落さずに、コントラストの反転が起きている方向にのみ選択的に作用し、正面コントラストと反転防止を両立することができる拡散フィルムを実現できる。 Further, the present invention provides a diffusion film in which minute regions having different refractive indexes are arranged alternately and in an inclined manner in a specific direction, and the incident direction of light having a maximum diffusivity is different from the specific direction. It is possible to provide a diffusion film that selectively acts only in the direction in which contrast reversal occurs without significantly reducing the front contrast, and can achieve both front contrast and reversal prevention.
また、特に拡散性が極大となる光の入射方向のフィルムの法線に対する入射角のうち、少なくともその一つを５度〜４５度の間にあるようにした拡散フィルムを提供するものであり、液晶表示素子の視野角依存性をより効果的に改善することができる。また、フィルム内部の前記屈折率の異なる微小な領域のサイズを０．５〜１５μmとした拡散フィルムであり、可視光線域の光を効果的に拡散することができる。またヘイズが７０以下である拡散フィルムを提供するものであり、正面でのコントラストと視域を拡大する効果とが両立した拡散フィルムを実現できる。 In addition, the present invention provides a diffusion film in which at least one of the incident angles with respect to the normal line of the film in the direction of incidence of light that maximizes diffusivity is between 5 degrees and 45 degrees, The viewing angle dependency of the liquid crystal display element can be improved more effectively. Moreover, it is a diffusion film which made the size of the micro area | region where the said refractive index different inside a film differ from 0.5-15 micrometers, and can diffuse the light of a visible light region effectively. In addition, the present invention provides a diffusion film having a haze of 70 or less, and can realize a diffusion film in which the contrast at the front and the effect of expanding the viewing zone are compatible.
また表面にハードコート層、低反射層、帯電防止層、防汚層の少なくとも一層を設けた拡散フィルムを提供する。これにより実際のディスプレイ装置に組み込んだ際の傷つき、外光の映り込み、ほこり付着、汚染等を防ぐことが出来る。 Also provided is a diffusion film having a hard coat layer, a low reflection layer, an antistatic layer and an antifouling layer on the surface. As a result, it is possible to prevent scratches, reflection of external light, dust adhesion, contamination and the like when incorporated in an actual display device.
また拡散フィルムが長尺状のフィルムであって、前記特定方向がフィルム長辺に対して傾斜した、特に好ましくは略４５度傾斜した拡散フィルムを提供する。これにより偏光フィルム等と一体にした状態で所望の形状、サイズに加工できる。 Further, the present invention provides a diffusion film in which the diffusion film is a long film, and the specific direction is inclined with respect to the long side of the film, particularly preferably approximately 45 degrees. Thereby, it can process to a desired shape and size in the state integrated with a polarizing film etc.
また、負の屈折率異方性を有する層と、偏光層と、前記拡散フィルムが配置されてなる偏光素子を提供する。これにより拡散層を有した偏光素子が容易に得られる。 Moreover, the polarizing element formed by the layer which has negative refractive index anisotropy, a polarizing layer, and the said diffusion film is provided. Thereby, a polarizing element having a diffusion layer can be easily obtained.
また本発明の拡散フィルムを、ＴＮ配向された液晶とディスコティック液晶のような負の屈折率異方性を有する液晶層と位相差補償フィルムを有する液晶ディスプレイに適用することにより、位相差補償フィルムでは補償されない下方向３０度から下の階調が反転してしまう角度へ、位相差補償フィルムで十分に位相差が補償されコントラストが得られている角度の光を選択的にもっていくことができ、コントラスト反転の無い液晶表示素子を得る事ができる。 Further, by applying the diffusion film of the present invention to a liquid crystal display having a liquid crystal layer having a negative refractive index anisotropy such as a TN-oriented liquid crystal and a discotic liquid crystal and a phase difference compensation film, the phase difference compensation film In this case, it is possible to selectively bring the light at an angle at which the phase difference is sufficiently compensated by the phase difference compensation film and the contrast is obtained from the lower direction 30 degrees which is not compensated to the angle at which the lower gradation is inverted. Thus, a liquid crystal display element having no contrast inversion can be obtained.
このように、屈折率の異なる領域がある特定方向に傾斜して交互に重なって配置してなる本発明の拡散フィルムでは、特に拡散性が極大になる方向が２つ以上ある事により、その拡散性が極大となる方向を位相差補償フィルムを用いた液晶に対して用いる事によって、位相差補償フィルムで補償できずコントラストが反転する方向（第一の方向）へ、コントラストの反転が起きていない方向（第二の方向）の光をもってくる事によって、コントラストの反転を効果的に抑制し、かつ正面方向等のコントラストが十分である方向については、光をあまり散乱せずにそのまま透過させることにより、正面のコントラストをあまり落さずに、コントラストの反転が起きている方向にのみ選択的に作用し、正面コントラストと反転防止を両立することができる。 As described above, in the diffusion film of the present invention in which the regions having different refractive indexes are alternately arranged while being inclined in a specific direction, the diffusion is particularly caused by two or more directions in which the diffusibility is maximized. By using the direction that maximizes the polarity for the liquid crystal using the retardation compensation film, the contrast is not reversed by the retardation compensation film and the contrast is not reversed (the first direction). By bringing the light in the direction (second direction), the reversal of the contrast is effectively suppressed, and in the direction where the contrast such as the front direction is sufficient, the light is transmitted without being scattered so much. , It works selectively only in the direction where contrast reversal occurs without reducing the contrast of the front so much that both front contrast and reversal prevention are achieved. It can be.
また本発明の拡散フィルムを低リタデーションフィルムに直接形成し、拡散フィルムと、もう一枚の透明支持体で、ポリビニールアルコールとヨウ素等からなる偏光層を挟持する事により拡散層を有した偏光素子を容易に得ることができる。さらにこれにディスコティック液晶フィルムのように負の屈折率異方性を有する液晶層を重ね合せて偏光素子とすることも可能である。 Further, a polarizing element having a diffusion layer formed by directly forming the diffusion film of the present invention on a low retardation film and sandwiching a polarizing layer made of polyvinyl alcohol and iodine, etc. between the diffusion film and another transparent support. Can be easily obtained. Furthermore, a polarizing element can be formed by superimposing a liquid crystal layer having negative refractive index anisotropy on the disc like a discotic liquid crystal film.
またTN配向された液晶とディスコティック液晶のような負の屈折率異方性を有する液晶層と位相差補償フィルムを有する液晶表示素子に本発明の拡散フィルムを適用することにより、コントラスト反転の無い液晶表示素子を得る事ができる。
Further, by applying the diffusion film of the present invention to a liquid crystal display element having a liquid crystal layer having a negative refractive index anisotropy such as a TN aligned liquid crystal and a discotic liquid crystal and a retardation compensation film, there is no contrast inversion. A liquid crystal display element can be obtained.
本発明の拡散フィルムを作製する方法の一例の模式図を図１に示す。マスターとなる拡散フィルム１１を、感光材料層１２と、それを支持する透明支持体１３に積層する。このような積層体のマスター拡散フィルム側からコヒーレントな平行な光１５を入射すると、その光は、マスター拡散フィルム１１で拡散され、その後方でスペックルパターン１４を形成する。そのスペックルパターン１４が、照射された光の強度によって屈折率が変化するような感光材料にあたることによって、そのスペックルパターンが感光材料層１２に記録される。その後、マスター拡散板１１を剥離し、紫外線硬化などの後処理をすることで本発明の拡散フィルムが得られる。従って本発明の拡散フィルムは透明支持体と感光材料層が積層した構成であり、該感光材料層は例えば塗工層の様に通常の意味でのフィルムでない場合も含むものである。ここで用いる感光材料として、例えば、特開２０００−２９７１１０号公報にあるような感光材料を用いる事ができる。このような感光材料は、光があたったところでは、光ラジカル反応が起こり、その反応の核に、反応性物質が移動する事によって、物質の層分離が起こり屈折率の分布が形成されると考えられている。 The schematic diagram of an example of the method of producing the diffusion film of this invention is shown in FIG. A diffusion film 11 serving as a master is laminated on a photosensitive material layer 12 and a transparent support 13 that supports the photosensitive material layer 12. When coherent parallel light 15 is incident from the master diffusion film side of such a laminate, the light is diffused by the master diffusion film 11 and a speckle pattern 14 is formed behind the light. The speckle pattern 14 is recorded on the photosensitive material layer 12 by hitting the photosensitive material whose refractive index changes depending on the intensity of irradiated light. Thereafter, the master diffusion plate 11 is peeled off and post-treatment such as ultraviolet curing is performed to obtain the diffusion film of the present invention. Therefore, the diffusion film of the present invention has a structure in which a transparent support and a photosensitive material layer are laminated, and the photosensitive material layer includes a case where the film is not a film in a normal sense such as a coating layer. As the photosensitive material used here, for example, a photosensitive material as disclosed in JP-A-2000-297110 can be used. In such a photosensitive material, when a light radical reaction takes place when exposed to light, and the reactive substance moves to the nucleus of the reaction, the substance is separated into layers and a refractive index distribution is formed. It is considered.
なお以下の説明図において、特に必要な場合を除き透明支持体１３を省略して図示する。 In the following explanatory diagrams, the transparent support 13 is omitted from illustration unless particularly required.
本発明の拡散フィルム断面の感光材料層部分では、図１０に示されるように屈折率の異なる微小な領域が、高屈折領域１ａ、低屈折領域１ｂの様に方向を揃えて分布している。この図では屈折率の異なる領域が平行に示されているが、必ずしも、このようである必要はなく、細長い形状で、方向を揃えて配置されていれば良い。また、この構造の角度は、適用する液晶、用途等に合わせて、適時設定されるものである。なお本発明で用いているスペックルパターンとは、コヒーレント性の良い光が粗面で散乱反射または透過した時に生ずる明暗の斑点模様であり、粗面の微小な凹凸で散乱した光が不規則な位相関係で干渉するために生ずるものである。 In the photosensitive material layer portion of the cross section of the diffusion film of the present invention, as shown in FIG. 10, minute regions having different refractive indexes are distributed in the same direction as the high refraction region 1a and the low refraction region 1b. In this figure, regions having different refractive indexes are shown in parallel. However, this is not necessarily the case, and it is sufficient that they are elongated and arranged in the same direction. The angle of this structure is set in a timely manner according to the liquid crystal to be applied, the purpose of use, and the like. The speckle pattern used in the present invention is a bright and dark spot pattern generated when light having good coherency is scattered or reflected or transmitted by a rough surface, and light scattered by minute irregularities on the rough surface is irregular. This occurs because of interference in the phase relationship.
「光測定ハンドブック」（朝倉書店 田幸敏治ほか著1994年11月25日発行）の記述（p266〜p268）によれば、濃度や位相が位置によってランダムな値を示すようなスペックルパターンでは、前記パターンの大きさは、感光材料から拡散板を見込む角度に反比例して、パターンの平均径が決定される。従って、拡散板の大きさを、水平方向よりも垂直方向で大きくした場合、感光材料上に記録されるパターンは、水平方向よりも垂直方向が細かいものとなる。 According to the description (p266-p268) of "Light Measurement Handbook" (Asakura Shoten, Toshiharu Tadashi et al., Published on November 25, 1994), speckle patterns where the concentration and phase show random values depending on the position, The average size of the pattern is determined in inverse proportion to the angle at which the diffusion plate is viewed from the photosensitive material. Therefore, when the size of the diffusion plate is made larger in the vertical direction than in the horizontal direction, the pattern recorded on the photosensitive material is finer in the vertical direction than in the horizontal direction.
光学系での作製方法によるスペックルパターンでは、使用するレーザー光の波長およびスペックルを投影するすりガラスの直径Ｄ、すりガラスと感光材料との距離Ｆ、が記録されるスペックルパターンの平均サイズｄを決定することになり、一般にｄは次式で表される。 In the speckle pattern by the manufacturing method in the optical system, the average size d of the speckle pattern in which the wavelength D of the laser beam used and the diameter D of the ground glass onto which the speckle is projected and the distance F between the ground glass and the photosensitive material are recorded. Generally, d is expressed by the following equation.
ｄ＝１．２λＦ／Ｄ
また、このスペックルパターンの奥行き方向の平均の長さｔは
ｔ＝４．０λ（Ｆ／Ｄ）２
で表される。
d = 1.2λF / D
The average length t of this speckle pattern in the depth direction is
t = 4.0λ (F / D) 2
It is represented by
以上より、λおよびＦ／Ｄの値を最適な拡散性を持つように最適化することで所望の３次元的な屈折率分布を持つ拡散フィルムを得ることが出来る。 As described above, a diffusion film having a desired three-dimensional refractive index distribution can be obtained by optimizing the values of λ and F / D so as to have optimum diffusibility.
一例として、λ＝０．５μｍで、Ｆ／Ｄ＝２とすると、ｄ＝１．２μｍ，ｔ＝８μｍとなり、フィルム表面上の濃淡模様は平均１．２μｍで分布し、フィルムの厚み方向には、前記傾斜角度に従った方向に平均８μｍの大きさで分布することになる。 As an example, when λ = 0.5 μm and F / D = 2, d = 1.2 μm, t = 8 μm, and the shading pattern on the film surface is distributed with an average of 1.2 μm, and in the thickness direction of the film , And distributed in an average size of 8 μm in the direction according to the inclination angle.
ただし、これらの大きさはあくまでも平均の大きさであり、実際にはこれらの大きさを中心に大小様々な大きさで、屈折率の異なる部分が表面上および奥行き方向に傾斜して分布することになり、本発明の拡散フィルムとなる。 However, these sizes are only average sizes. Actually, these sizes are centered on these sizes, and the portions with different refractive indexes are distributed on the surface and inclined in the depth direction. Thus, the diffusion film of the present invention is obtained.
上記説明では拡散フィルムは、すりガラスをある大きさで区切りスペックルパターンを作製したものであるが、特定範囲に光を拡散するフィルムを用いる事によっても、同様のスペックルパターンを作製する事ができる。 In the above description, the diffusing film is a speckle pattern obtained by separating ground glass with a certain size, but a similar speckle pattern can also be produced by using a film that diffuses light in a specific range. .
このときマスター拡散フィルムとしては、拡散せずにそのまま透過する光があまり無いような拡散フィルムを用いるのがよい。特に、感光材料を長尺の透明支持体に塗工したものに、予め拡散パターンが記録された長尺のマスター拡散フィルムをラミネートし、拡散パターンを感光材料層に紫外線等により転写すれば、継ぎ目の無い拡散フィルムを作製する事ができ、このように継ぎ目の無い長尺拡散フィルムとする事によって、後加工でこのフィルムを断裁し、液晶素子に貼り合せる際に様々なサイズのパネルに適用でき、かつ無駄も少なくできる。 At this time, as the master diffusion film, it is preferable to use a diffusion film which does not diffuse and does not transmit much light as it is. In particular, when a photosensitive material is coated on a long transparent support, a long master diffusion film in which a diffusion pattern is recorded in advance is laminated, and the diffusion pattern is transferred to the photosensitive material layer by ultraviolet rays or the like, the seam Diffusion film can be made without any gaps. By making such a seamless long diffusion film, it can be applied to panels of various sizes when it is cut into a post-process and bonded to liquid crystal elements. In addition, waste can be reduced.
本発明の拡散フィルムの構造について更に詳細に説明する。図１４に示すように、本発明の拡散フィルムの内部には屈折率の異なる部分１００が細長い形状で方向を揃えて分布することにより、屈折率の高低からなる濃淡模様が形成されている（同図では、白／黒で表現する）。
また、光の回折による色付きを抑制するため屈折率の異なる部分は微小な領域内（０．１〜１mm程度）では、非周期的であるが、そのサイズは規則的であり、その空間周波数は、どの場所をとっても、略一定となっている。
The structure of the diffusion film of the present invention will be described in more detail. As shown in FIG. 14, in the diffusion film of the present invention,
In addition, in order to suppress coloring due to light diffraction, the portion with different refractive index is aperiodic in a minute region (about 0.1 to 1 mm), but its size is regular, and its spatial frequency is In any place, it is almost constant.
ここで屈折率の差異は、小さすぎると散乱性が悪くなり、逆に大きすぎるとどのような角度で光が入射しても光散乱が生じてしまうことになり、入射角選択性の特性を持たせることが困難となる。そのため、表面上の屈折率差だけでは光散乱が生じず、拡散フィルムに厚みがあることで十分な散乱性を持つような最適な屈折率差である必要がある。 Here, if the difference in refractive index is too small, the scattering property is deteriorated. On the contrary, if the difference is too large, light scattering occurs regardless of the angle at which light is incident. It becomes difficult to have. Therefore, light scattering does not occur only by the refractive index difference on the surface, and it is necessary to have an optimal refractive index difference that has sufficient scattering properties due to the thickness of the diffusion film.
本発明の拡散フィルムでは、上記条件に適合するように、屈折率差は０．００１から０．２の範囲で適宜選択し、フィルム厚みは屈折率差に応じて１０００μｍから１μｍの範囲で適宜選択している。記録できる屈折率差は、フィルムの作製方法や記録材料などにより制限を受けるため、大きな屈折率差を持つ場合はフィルムを薄く、小さな屈折率差を持つ場合はフィルムを厚くすることで、本発明の拡散フィルムを実現することが可能である。 In the diffusion film of the present invention, the refractive index difference is appropriately selected in the range of 0.001 to 0.2 so as to meet the above conditions, and the film thickness is appropriately selected in the range of 1000 μm to 1 μm depending on the refractive index difference. is doing. Since the refractive index difference that can be recorded is limited by the film production method and the recording material, the present invention can be achieved by thinning the film if it has a large refractive index difference and increasing the film if it has a small refractive index difference. It is possible to realize a diffusion film.
一例を挙げると、平均屈折率が１．５２で厚みが２０μｍのフィルム中に、屈折率が１．５６（屈折率差０．０４）の部分を分布させて、濃淡模様を形成することで、十分な散乱性と入射角度選択性を持つ拡散フィルムを得ることができた。 For example, in a film having an average refractive index of 1.52 and a thickness of 20 μm, a portion having a refractive index of 1.56 (refractive index difference of 0.04) is distributed to form a shading pattern. A diffusion film with sufficient scattering and incident angle selectivity could be obtained.
このようにして得られた本発明の拡散フィルムの拡散性が極大となる方向は、フィルム内部に形成される特定方向に傾斜して交互に重なるように形成される屈折率の異なる領域の方向とは異なった方向のものとなる。これは、入射光に対する作用はフィルムに内部に形成された構造のピッチと光の波長から、図１０に示すようなブラックの反射条件になったときに最大となるからである。本発明の拡散フィルムの入射光の入射角に対する拡散特性の例を図５、図６に示す。屈折率の異なる領域の方向と同じ方向５ｂの拡散性に比べ、それよりも浅い角度５ａ、及び深い角度５ｃのほうが拡散性が大きな極大値を示す。材料特性等により極大値が明確でない場合もあるが、屈折率の異なる領域の方向と同じ方向５ｂの値よりも大きくなっていることは変わりがない。屈折率の異なる領域の方向と同じ方向に入射した場合の図を図１２、出射光の分布の様子を図８に示す。拡散性が極大になる場合の図を図１１、図１３に示す。またそれぞれの場合の出射光の分布の様子を図７、図９に示す。図７、図９に示すように、拡散が極大になる場合の拡散光の分布７ａ、７ｃは入射光方向６ａ、６ｃに対して非対称の分布を示す。
The direction in which the diffusivity of the diffusion film of the present invention thus obtained is maximized is the direction of the regions of different refractive indexes formed so as to be alternately inclined and inclined in a specific direction formed inside the film. Are in different directions. This is because the effect on the incident light is maximized when the reflection condition of black as shown in FIG. 10 is obtained from the pitch of the structure formed inside the film and the wavelength of the light. The example of the diffusion characteristic with respect to the incident angle of the incident light of the diffusion film of this invention is shown in FIG. 5, FIG. Compared to the diffusivity in the
拡散光の分布についてさらに詳しく説明する。 The distribution of diffused light will be described in more detail.
屈折率の異なる微小な領域の傾斜方向に沿った方向の光は、屈折率の異なる部分のフィルム表面上の形状が横長（あるいは、縦長）である場合、入射する光が散乱出射する場合には、散乱されずにそのまま透過した光を中心として縦長（あるいは、横長）となるような拡散特性を持つ。例えば、形状が横長であると、拡散フィルムからの散乱出射光は、縦長の楕円形となるような分布となる。
さらに、屈折率の異なる部分のフィルム表面上の形状が等方的例えば、円形であると、その部分に入射する光が散乱出射する場合には、それぞれの部分からの出射光の光散乱特性が、等方性となるよう散乱分布となる。縦横方向での散乱特性を制御するべく、縦横の長さ比は、３０：１〜１：３０程度の間で選ばれ、大きさは、０．５μｍから１００μｍの範囲内で、特に望ましくは０．５μｍから１５μｍの範囲で、所望の散乱性や散乱角度となるよう選ばれる。このような屈折率の異なる部分の表面での形状はマスターとなる拡散フィルムの光の広がり方により制御する事ができる。このため、拡散フィルムでの散乱性をある範囲で制御する事ができる。
また、屈折率の異なる微小な領域の傾斜方向からずれた方向から入射した光に対しては、屈折率の異なる部分のフィルム表面上の形状に応じて、縦長または、横長あるいは、円形のような広がり方となるが、その広がり方は、散乱されずに透過した光を中心として対称ではなく、一般的には、屈折率の異なる領域の傾斜方向の向きに散乱が強くでるような非対称な広がりかたとなる。
また、この縦長、横長な散乱の広がり方をフィルムの長辺について、傾斜した方向にする事もでき、最終的なディスプレイでの使用の際に適したものに設計する事が可能である。
The light in the direction along the tilt direction of a minute region having a different refractive index, when the shape on the film surface of the portion having a different refractive index is horizontally long (or vertically long), or when incident light is scattered and emitted It has a diffusion characteristic that becomes vertically long (or horizontally long) centered on light that is transmitted without being scattered. For example, if the shape is horizontally long, the scattered outgoing light from the diffusion film has a distribution that becomes a vertically long ellipse.
Furthermore, when the shape on the film surface of the part having a different refractive index is isotropic, for example, when the light incident on the part is scattered and emitted, the light scattering characteristics of the emitted light from each part are The scattering distribution is so as to be isotropic. In order to control the scattering characteristics in the vertical and horizontal directions, the vertical / horizontal length ratio is selected between about 30: 1 to 1:30, and the size is preferably in the range of 0.5 μm to 100 μm, particularly preferably 0. In the range of 5 μm to 15 μm, the desired scattering property and scattering angle are selected. The shape on the surface of such a portion having a different refractive index can be controlled by the light spreading method of the diffusion film serving as a master. For this reason, the scattering property in the diffusion film can be controlled within a certain range.
In addition, for light incident from a direction deviating from the tilt direction of a minute region having a different refractive index, depending on the shape on the film surface of a portion having a different refractive index, the shape is vertically long, horizontally long, or circular. The spread method is not symmetric about the light that is transmitted without being scattered, and in general, it is an asymmetric spread in which the scattering is strong in the direction of the tilt direction of the regions having different refractive indexes. It becomes a person.
Further, the spread of the vertically and horizontally scattered light can be inclined with respect to the long side of the film, and can be designed to be suitable for use in a final display.
このような、屈折率の異なる領域がある特定方向に傾斜して交互に重なるように配置してなるフィルムにおいては、特に拡散性が極大になる方向が２つ以上ある事により、その拡散性が極大となる方向を位相差補償フィルムを用いた液晶に対して用いる事によって、位相差補償フィルムで補償できずにコントラストが反転してしまう方向（第一の方向）へコントラストの反転が起きていない方向（第二の方向）の光をもってくる事により、効果的にコントラスト反転を抑制することができる。 In such a film in which regions having different refractive indexes are arranged so as to be alternately tilted in a specific direction, there are two or more directions in which the diffusivity is maximized. By using the maximum direction for the liquid crystal using the retardation compensation film, the contrast is not reversed in the direction in which the contrast is reversed without being compensated by the retardation compensation film (first direction). By bringing light in the direction (second direction), contrast inversion can be effectively suppressed.
この拡散性が極大となる方向としては、少なくともそのうちの一つは入射角がフィルム法線に対して５〜４５度であり、中でも特に１０〜３０度付近の光は十分なコントラストが得られているため、この方向の光を拡散し、これを下方向の３０〜７０度付近にもってくる事によって、下方向のコントラストを改善することができる。また、３０〜７０度付近の光を拡散する事によって、コントラストの反転しているところの光を散らし、前記効果との相乗効果によってコントラストの反転を飛躍的に改善する事ができる。 As a direction in which the diffusivity is maximized, at least one of them has an incident angle of 5 to 45 degrees with respect to the film normal, and in particular, light in the vicinity of 10 to 30 degrees has sufficient contrast. Therefore, the contrast in the downward direction can be improved by diffusing the light in this direction and bringing it in the vicinity of 30 to 70 degrees in the downward direction. Further, by diffusing light in the vicinity of 30 to 70 degrees, it is possible to disperse the light where the contrast is inverted, and to dramatically improve the contrast inversion by a synergistic effect with the above effect.
このような２つの異なる角度で拡散性が得られるためには、光の波長程度の構造を有する事が必要である。例えばＴＮ配向の液晶やディスコティック液晶で補償されない４０〜５０度付近の角度に１０〜２０度付近の光をより効果的にもっていくためには５μｍ以下の構造、好ましくは０．５〜１μmの構造を有し、傾斜した微小な領域の傾斜した角度を１３〜２５度とする事によって、１０〜２０度と４０〜５０度付近に散乱が極大となる特性を有することにより、このような液晶パネルの反転領域を特によく抑制する事ができる。 In order to obtain diffusibility at such two different angles, it is necessary to have a structure of about the wavelength of light. For example, in order to bring light of about 10 to 20 degrees to an angle of about 40 to 50 degrees that is not compensated for by TN alignment liquid crystal or discotic liquid crystal, a structure of 5 μm or less, preferably 0.5 to 1 μm is used. Such a liquid crystal has a structure in which scattering is maximized in the vicinity of 10 to 20 degrees and 40 to 50 degrees by setting the inclined angle of the inclined minute region to 13 to 25 degrees. The inversion area of the panel can be suppressed particularly well.
但しこの範囲の構造のみでは、従来の体積位相型の透過型ホログラムと同様の構造であり、これだけでは波長分散による色づきが起こってしまうが、本発明の拡散フィルムでは特定方向に傾斜した０．５〜１５μm、より好ましくは０．５〜５μｍ程度の構造も有し、その特定構造に沿った方向の光近辺の光を散乱する事によって、波長分散による色付きを実質的に問題無いレベルにする事ができ、広い視域の液晶表示素子を実現することができる。 However, the structure in this range alone is the same structure as a conventional volume phase transmission hologram, and this alone causes coloration due to wavelength dispersion, but the diffusion film of the present invention has a 0.5.degree. It also has a structure of about 15 μm, more preferably about 0.5 to 5 μm, and by scattering light in the vicinity of the light in the direction along the specific structure, coloring due to wavelength dispersion is made to a level with no problem. And a liquid crystal display element with a wide viewing area can be realized.
また拡散フィルムのヘイズ（散乱性）については、これを高くすればより効果の高いものが得られる。しかしヘイズを上げると正面でのコントラストが落ちてきてしまう。種々実験の結果、ヘイズが７０以上の拡散フィルムでは正面でのコントラストの高い液晶を用いても実用上十分なコントラストが得られない上、正面から像を観察した際のボケも許容外であるため、満足な画質が得られなかった。そのため、ヘイズをあげ、より視域を拡大する効果を上げることが望ましいが、正面での画質を鑑みると、ヘイズは７０以下にするのが妥当であるとの結果を実験的に得られた。またヘイズを１０以下にすると散乱効果が不十分である。ただし、あまり下方向での観察されることが想定されないもの、例えばパーソナルな液晶ディスプレイなどでは、正面での画質を最優先し下方向から観察した画質を重視しないような用途であれば、さらに、ヘイズが低い光拡散フィルムを用いることもできる。このような光拡散フィルムを用いた場合には、下方向からは良い画質ではないが、正面の画質はより良いものが得られた。このような用途を想定したものに関しては、ヘイズが６０以下のものでも良いものが得られた。 Further, the haze (scattering property) of the diffusion film can be increased by increasing the haze. However, increasing the haze reduces the contrast on the front. As a result of various experiments, a diffusion film having a haze of 70 or more cannot obtain a practically sufficient contrast even when using a liquid crystal with a high contrast at the front, and blurring when an image is observed from the front is also unacceptable. Satisfactory image quality was not obtained. Therefore, it is desirable to increase the haze and increase the effect of expanding the viewing area. However, in view of the image quality in the front, it was experimentally obtained that the haze should be 70 or less. If the haze is 10 or less, the scattering effect is insufficient. However, for applications that are not expected to be observed in a downward direction, such as a personal liquid crystal display, if the application does not place importance on the image quality observed from the bottom with the highest priority on the image quality on the front, A light diffusion film having a low haze can also be used. When such a light diffusion film was used, the image quality from the lower direction was not good, but the front image quality was better. With respect to what was supposed to be used in this way, a product having a haze of 60 or less was obtained.
一例として、ヘイズ７５のマスター拡散フィルムを用いレーザーを用いて露光を行なったところ、フィルムの法線方向に対して３０度傾けた角度から照射する事によって、散乱性が最大となる方向が、第一の方向が１０〜２０度、第二の方向が４５〜５５度の拡散フィルムを得る事ができた。なおこの際に感光材料としては、光を照射するとラジカル重合反応により、モノマーの移動が起こり、後工程において、カチオン重合により、バインダーが固まる感光材料を用いた。 As an example, when a master diffusion film having a haze of 75 is used and exposure is performed using a laser, the direction in which the scattering property is maximized by irradiation from an angle inclined by 30 degrees with respect to the normal direction of the film is the first. A diffusion film having one direction of 10 to 20 degrees and the second direction of 45 to 55 degrees could be obtained. In this case, as the photosensitive material, a photosensitive material was used in which monomer transfer occurs due to radical polymerization reaction when irradiated with light, and the binder is hardened by cationic polymerization in a later step.
また本発明の拡散フィルムをＴＡＣフィルム、ゼオノアフィルム、ARTONフィルム、ポリカーボネイトフィルム、等の低リタデーションフィルムに直接形成し、この拡散フォルムともう一枚の透明支持体で、ポリビニールアルコールとヨウ素等からなる偏光層を挟持する事により、拡散層を有した偏光素子を容易に作製する事ができる。この際に、拡散フィルムの拡散性の有る軸を位相差補償フィルムで補償されずコントラストの反転が起こる方向を偏光板の吸収軸に対して斜めにする。斜めの方向としては偏光板を通常斜め略４５度に貼り合せることが多いので、略４５度とするのが好ましいが、他の角度とすることも可であり必ずしもこれに限定されるものではない。 Further, the diffusion film of the present invention is directly formed on a low retardation film such as a TAC film, a ZEONOR film, an ARTON film, a polycarbonate film, etc., and this diffusion form and another transparent support are made of polyvinyl alcohol and iodine. By sandwiching the polarizing layer, a polarizing element having a diffusing layer can be easily produced. At this time, the diffusive axis of the diffusion film is not compensated for by the retardation compensation film, and the direction in which the contrast is inverted is inclined with respect to the absorption axis of the polarizing plate. As the oblique direction, the polarizing plate is usually bonded at an oblique angle of approximately 45 degrees, and therefore it is preferably approximately 45 degrees, but other angles are also possible and are not necessarily limited thereto. .
上記の様にＴＮ型の液晶表示素子では偏光板を通常斜め略４５度に貼り合せることが多い。一方、本発明の拡散フィルムは下方向に対して作用する。そのため、図１５に示す様に、本発明の拡散フィルムを長尺なフィルム１１０状に作成し、フィルムの長さ方向に対して拡散方向１１２を略４５度にしておけば、偏光板と一体化する際には、そのまま偏光フィルムと一体化した長尺のフィルムとする事が可能である。これにより偏光板と一体化する工程が簡略化される。その後、所望の形状に断裁する際、長方形状など所望のパネル形状１１１をフィルムの長さ方向に対して略４５度傾斜するようにして断裁すれば拡散フィルムと偏光板を同時に断裁する事が可能である。 As described above, in a TN liquid crystal display element, a polarizing plate is usually bonded at an angle of approximately 45 degrees. On the other hand, the diffusion film of the present invention acts in the downward direction. Therefore, as shown in FIG. 15, if the diffusion film of the present invention is formed into a long film 110 and the diffusion direction 112 is set to about 45 degrees with respect to the length direction of the film, it is integrated with the polarizing plate. In this case, it is possible to make a long film integrated with the polarizing film as it is. Thereby, the process of integrating with a polarizing plate is simplified. After that, when cutting into a desired shape, it is possible to cut the diffusion film and the polarizing plate at the same time by cutting the desired panel shape 111 such as a rectangular shape so as to be inclined at about 45 degrees with respect to the film length direction. It is.
本発明の液晶表示素子の具体的な構成としては、図２に示す様に、一対の電極を有する基板とその基板間に挟持した液晶層とを備えている液晶セル４と、位相差補償フィルムとして２枚のディスコティック液晶フィルム３ｂを液晶セル４の両側に配置し、さらにその外側に偏光板２ａ、２ｂが配置され、射出側偏光板の観察者側に、光の入射方向によって散乱特性が変わる本発明の拡散フィルム１を有するようにすることで実現できる。通常このような構成にバックライト等の照明装置１０が付加される。また、この最表面に表面硬度をあげるために、ハードコート層を用いて、５００ｇ荷重での鉛筆硬度を２Ｈ以上４Ｈ以下程度とすることも可能である。また、その上に反射率が１〜３％程度の低反射層を設けても良い。またこの層と別に、またはこれらの層に帯電防止層や防汚層等を付加することも可能である。
As a specific configuration of the liquid crystal display element of the present invention, as shown in FIG. 2, a
液晶表示素子において、位相差補償フィルムは、分子形状が円盤状をなしている高分子液晶からなる特殊なディスコティック液晶フィルムであって、円盤状の分子がフィルムの一方の面から他方の面に向かってほぼ水平に倒伏した状態からほぼ垂直にたち上がるように順次配向している。これらの円盤状分子の配向変化の中心軸線（円盤状分子の直径方向のうちフィルム面に平行な方向）に沿った方向が遅相軸、それと直行する方向が進相軸である。 In a liquid crystal display element, a retardation compensation film is a special discotic liquid crystal film made of a polymer liquid crystal whose molecular shape is a disk shape, and the disk-shaped molecules are transferred from one surface of the film to the other surface. It is oriented sequentially so that it rises almost vertically from the state lying down almost horizontally. The direction along the central axis of the change in orientation of these discotic molecules (the direction parallel to the film surface in the diameter direction of the discotic molecules) is the slow axis, and the direction perpendicular thereto is the fast axis.
例えば、液晶セルの液晶分子ツイスト角がほぼ９０度であるツイスト型液晶では、一方のディスコティック液晶フィルムをその遅相軸を液晶表示素子の一方の基板の近傍における液晶分子の配向方向とほぼ平行に設け、他方のディスコティック液晶の配向方向を他方の液晶の近傍の液晶分子の配向方向と略平行に設けるのが好ましい。 For example, in a twist type liquid crystal in which the liquid crystal cell has a twist angle of about 90 degrees, one discotic liquid crystal film has a slow axis substantially parallel to the alignment direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of one substrate of the liquid crystal display element. It is preferable that the orientation direction of the other discotic liquid crystal is provided substantially parallel to the orientation direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the other liquid crystal.
したがってツイスト型の液晶表示素子では、これら２枚のディスコティック液晶フィルムを円盤状の分子の配向状態が同じである面同士、をむかえあわせるとともに、それぞれの遅相軸をお互いに略直行させて、液晶表示素子の両側に配置するのが望ましい。 Therefore, in the twist type liquid crystal display element, the two discotic liquid crystal films are turned over so that the planes in which the alignment states of the disk-like molecules are the same are aligned, and the respective slow axes are substantially perpendicular to each other. It is desirable to arrange on both sides of the liquid crystal display element.
前記２枚のディスコティック液晶フィルムは、それぞれの液晶の屈折率異方性Δｎ´とフィルム厚ｄ´との積がΔｎ´・ｄ´がトータル値が前記液晶セルの液晶の屈折率異方性Δｎとフィルム厚ｄとの積Δｎ・ｄの値とほぼ同じであるものが望ましく、このようにすれば、ディスコティック液晶フィルムの複屈折作用が表示に悪影響を及ぼすことがない。 In the two discotic liquid crystal films, the product of the refractive index anisotropy Δn ′ of each liquid crystal and the film thickness d ′ is Δn ′ · d ′, and the total value is the refractive index anisotropy of the liquid crystal of the liquid crystal cell. It is desirable that the value is substantially the same as the product Δn · d of Δn and the film thickness d. In this case, the birefringence of the discotic liquid crystal film does not adversely affect the display.
このような液晶表示素子に使用する入射角度により散乱性が異なるフィルムとして、本発明の拡散フィルムを用いることができ、それにより本発明の液晶表示素子を実現できる。このようなフィルムの屈折率の異なる領域の境界面と平行な方向に光が入射すると、その境界により光が散乱される。一方屈折率の異なる層状の領域の境界面と垂直に近い角度で入射した光に対しては、境界での散乱がないため、そのまま透過する。 The diffusion film of the present invention can be used as a film having different scattering properties depending on the incident angle used for such a liquid crystal display element, whereby the liquid crystal display element of the present invention can be realized. When light is incident in a direction parallel to the boundary surface of such a film having different refractive indexes, the light is scattered by the boundary. On the other hand, light incident at an angle close to the perpendicular to the boundary surface of the layered regions having different refractive indexes is transmitted as it is because there is no scattering at the boundary.
さらに、屈折率の異なる部分はフィルム表面では周期性がないため、光の回折現象によって引き起こされる色分散や、レンズアレイのようなモアレが生じない。従って、本発明の拡散フィルムによれば観察位置による出射光の色変化は生じず、理想的な白色を呈し、液晶等と組み合わせた際に不要なパターンを生じない。またこのようなフィルムは、小さな範囲（例えば０．５〜１００μｍ）では不均一であるが、マクロで見た場合（例えば１００μｍ〜）では均一となるため、ディスプレイ等に適用する際に肉眼で観察した場合には一様と見て取れる。 Furthermore, since portions having different refractive indexes have no periodicity on the film surface, chromatic dispersion caused by light diffraction phenomenon and moire like a lens array do not occur. Therefore, according to the diffusion film of the present invention, the color of the emitted light does not change depending on the observation position, exhibits an ideal white color, and does not generate an unnecessary pattern when combined with liquid crystal or the like. In addition, such a film is not uniform in a small range (for example, 0.5 to 100 μm), but is uniform when viewed in a macro (for example, 100 μm to), so that it is observed with the naked eye when applied to a display or the like. If it does, it can be seen as uniform.
このような構成による液晶表示素子において、ツイスト型の液晶表示素子とディスコティック液晶のみの構成では、従来４５度程度でコントラストが低下し、画像が非常に見難いものとなっていたが、本発明の液晶表示素子によれば、このようなフィルムを付加する構成により、６０度以上でもコントラストの低下を抑制でき、広い視域の液晶表示素子を実現することができる。 In the liquid crystal display element having such a configuration, with the configuration of only the twist type liquid crystal display element and the discotic liquid crystal, the contrast is lowered at about 45 degrees and the image is very difficult to see. According to the liquid crystal display element, a configuration in which such a film is added can suppress a decrease in contrast even at 60 degrees or more, and a liquid crystal display element with a wide viewing area can be realized.
なお本明細書において散乱という用語を用いているが、拡散と同じく光の射出方向を入射方向と異なった方向に曲げる意味あいで用いており、特に慣例的に散乱という用語を用いる場合が多い場合については散乱と表記しているもので、技術的な意味において拡散という用語と同一である。 In this specification, the term “scattering” is used to mean that the direction of light emission is bent in a direction different from the incident direction, similar to diffusion. In particular, the term “scattering” is often used conventionally. Is described as scattering and is technically identical to the term diffusion.
また、本発明の拡散フィルムは、本明細書中ではフィルムという用語で統一して述べたが、例えばガラス板や樹脂板のような硬質基板上に形成されたシートであっても良い。 In addition, the diffusion film of the present invention has been described in the present specification with the term film, but it may be a sheet formed on a hard substrate such as a glass plate or a resin plate.
なお本発明の拡散フィルムは通常のフィラー、粒子等を混ぜる、または表面に凹凸を付けることにより光を拡散させるものとは全く異なるもので、通常の拡散フィルムの分類されるべきものではない。また本発明の拡散フィルムは縦横両方向に光の広がりを有し、その広がり方をある範囲で制御可能であり、主に一方向に拡散する光制御フィルムとも大きく異なっておりこれに分類されるべきものでもない。 Note that the diffusion film of the present invention is completely different from those in which light is diffused by mixing ordinary fillers, particles, or the like, or by providing irregularities on the surface, and should not be classified as normal diffusion films. In addition, the diffusion film of the present invention has light spread in both the vertical and horizontal directions, and the spreading method can be controlled within a certain range, and is greatly different from the light control film mainly diffusing in one direction. Not a thing.
１ ・・ 本発明の拡散フィルム
１ａ ・・ 拡散フィルム中の高屈折率領域
１ｂ ・・ 拡散フィルム中の低屈折率領域
２ａ、２ｂ・・偏光板
３ｂ ・・ 位相差補償フィルム
４ ・・ 液晶セル
５、５ａ、５ｂ、５ｃ・・拡散フィルムに入射する光の入射角度
６、６ａ、６ｂ、６ｃ・・拡散フィルムに入射する光
７、７ａ、７ｂ、７ｃ・・拡散フィルムから射出する拡散光
８、８ａ、８ｂ、８ｃ・・拡散フィルムから射出する拡散されずに透過した光
１０ ・・ 照明装置
１１ ・・ マスター拡散板
１２ ・・ 感光材料層
１３ ・・ 透明支持体
１４ ・・ スペックルパターン
１５ ・・ コヒーレント光
１００ ・・ 屈折率の異なる部分
１１０ ・・ 長尺状にした本発明の拡散フィルム
１１１ ・・ 断裁形状
１１２ ・・ 拡散方向
1 ··· Diffusion film 1a of the present invention · · High refractive index region 1b in the diffusion film · · Low
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007249182A (en) * | 2006-02-17 | 2007-09-27 | Sharp Corp | Display |
| JP2007249181A (en) * | 2006-02-17 | 2007-09-27 | Sharp Corp | Display |
| JP2009069793A (en) * | 2006-11-21 | 2009-04-02 | Fujifilm Corp | Process of producing patterned birefringent product |
| JP2009237418A (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Nitto Denko Corp | Directional diffusion film, polarizing plate, liquid crystal display device, and method of manufacturing directional diffusion film |
| JP2009265406A (en) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Sony Corp | Display device and electronic appliance |
| US7800719B2 (en) | 2006-02-17 | 2010-09-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display |
| JP2010276682A (en) * | 2009-05-26 | 2010-12-09 | Optrex Corp | Liquid crystal display device |
| KR20130101994A (en) * | 2012-03-06 | 2013-09-16 | 재팬 디스프레이 웨스트 인코포레이트 | Display device |
| KR20130111268A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | 린텍 가부시키가이샤 | Anisotropic light diffusion film and producing method for the same |
| JP2014002186A (en) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Lintec Corp | Method of manufacturing light diffusion film |
| JP2014002187A (en) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Lintec Corp | Light diffusion film |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09127331A (en) * | 1995-08-31 | 1997-05-16 | Sumitomo Chem Co Ltd | Optical filter and liquid crystal display device with that filter attached |
| JP2000171619A (en) * | 1998-12-07 | 2000-06-23 | Toppan Printing Co Ltd | Anisotropic light scattering film and liquid crystal display device using the same |
| JP2000297110A (en) * | 1999-04-15 | 2000-10-24 | Toppan Printing Co Ltd | Composition for anisotropic light scattering film |
| JP2003043213A (en) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Toppan Printing Co Ltd | Scattering anisotropic film, laminated film and method for manufacturing the same |
| JP2003295167A (en) * | 2002-04-01 | 2003-10-15 | Toppan Printing Co Ltd | Liquid crystal display device |
-
2004
- 2004-06-16 JP JP2004178025A patent/JP2006003506A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09127331A (en) * | 1995-08-31 | 1997-05-16 | Sumitomo Chem Co Ltd | Optical filter and liquid crystal display device with that filter attached |
| JP2000171619A (en) * | 1998-12-07 | 2000-06-23 | Toppan Printing Co Ltd | Anisotropic light scattering film and liquid crystal display device using the same |
| JP2000297110A (en) * | 1999-04-15 | 2000-10-24 | Toppan Printing Co Ltd | Composition for anisotropic light scattering film |
| JP2003043213A (en) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Toppan Printing Co Ltd | Scattering anisotropic film, laminated film and method for manufacturing the same |
| JP2003295167A (en) * | 2002-04-01 | 2003-10-15 | Toppan Printing Co Ltd | Liquid crystal display device |
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7800719B2 (en) | 2006-02-17 | 2010-09-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display |
| JP2007249181A (en) * | 2006-02-17 | 2007-09-27 | Sharp Corp | Display |
| JP2007249182A (en) * | 2006-02-17 | 2007-09-27 | Sharp Corp | Display |
| JP4564504B2 (en) * | 2006-02-17 | 2010-10-20 | シャープ株式会社 | Display device |
| JP4564503B2 (en) * | 2006-02-17 | 2010-10-20 | シャープ株式会社 | Display device |
| US8236387B2 (en) | 2006-11-21 | 2012-08-07 | Fujifilm Corporation | Process of producing patterned birefringent product |
| JP2009069793A (en) * | 2006-11-21 | 2009-04-02 | Fujifilm Corp | Process of producing patterned birefringent product |
| JP2009237418A (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Nitto Denko Corp | Directional diffusion film, polarizing plate, liquid crystal display device, and method of manufacturing directional diffusion film |
| US8031302B2 (en) | 2008-03-28 | 2011-10-04 | Nitto Denko Corporation | Directional diffusion film, polarizing plate, liquid crystal display, and method of manufacturing directional diffusion film |
| JP2009265406A (en) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Sony Corp | Display device and electronic appliance |
| JP2010276682A (en) * | 2009-05-26 | 2010-12-09 | Optrex Corp | Liquid crystal display device |
| KR101942584B1 (en) * | 2012-03-06 | 2019-01-25 | 가부시키가이샤 재팬 디스프레이 | Display device |
| KR20130101994A (en) * | 2012-03-06 | 2013-09-16 | 재팬 디스프레이 웨스트 인코포레이트 | Display device |
| JP2013186170A (en) * | 2012-03-06 | 2013-09-19 | Japan Display West Co Ltd | Display device |
| US10401672B2 (en) | 2012-03-06 | 2019-09-03 | Japan Display Inc. | Display device |
| JP2013210409A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Lintec Corp | Anisotropic light diffusion film |
| CN103364854A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-23 | 琳得科株式会社 | Anisotropic light diffusion film and producing method for the same |
| KR101964130B1 (en) * | 2012-03-30 | 2019-04-02 | 린텍 가부시키가이샤 | Anisotropic light diffusion film and producing method for the same |
| KR20130111268A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | 린텍 가부시키가이샤 | Anisotropic light diffusion film and producing method for the same |
| JP2014002186A (en) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Lintec Corp | Method of manufacturing light diffusion film |
| JP2014002187A (en) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Lintec Corp | Light diffusion film |
| CN103513302A (en) * | 2012-06-15 | 2014-01-15 | 琳得科株式会社 | Producing method for light diffusion film |
| TWI613465B (en) * | 2012-06-15 | 2018-02-01 | 琳得科股份有限公司 | Producing method for light diffusion film |
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