JP2004219668A

JP2004219668A - 液晶表示装置用光学フィルター、それを用いた面光源装置および液晶表示装置

Info

Publication number: JP2004219668A
Application number: JP2003006357A
Authority: JP
Inventors: Shin Fukuda; 福田　　伸; Katsuhiko Koike; 小池勝彦; Tomoyuki Okamura; 岡村友之; Koichi Shimada; 島田幸一; Hiromi Minami; 裕巳南
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2003-01-14
Filing date: 2003-01-14
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】液晶テレビジョンに特に重要な性能とされる「液晶表示素子の色再現性範囲の拡大」、「輝度の均一性向上」、「不要電磁波の低減」を同時に行なうこと。
【解決手段】少なくとも、波長５６０ｎｍ〜６０５ｎｍの間に吸収極大を持つ色素層と、シート抵抗が１〜１０００Ω／□である透明導電層と、ヘイズが８０〜９９．９９％の範囲の光拡散層とを有する光学フィルターを、面光源装置に用い、さらに、その面光源装置を液晶表示素子に用いる。色再現範囲を５％以上向上させることが出来る。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置用光学フィルターに関し、さらに詳しくは、電磁波シールドとディスプレイの色純度を向上させる光学フィルターに関し、さらに、当該光学フィルターを用いた面光源装置、ならびに、当該面光源装置を用いた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、社会が高度化するに従って、光エレクトロニクス関連部品、機器は著しく進歩している。その中でも、画像を表示するディスプレイは、マルチメディアにおける最も重要なマンマシンインターフェイスとしても、従来のテレビジョン受像器に加えて、コンピューターモニター装置用等としてめざましく普及しつつある。その中でも、ディスプレイの大型化及び薄型化に対する市場要求は高まる一方である。最近、薄型化かつ省エネルギー化を指向するディスプレイとして例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）が注目されている。とりわけ、液晶表示装置を用いたテレビジョン（液晶テレビ）は、省スペース、省電力の観点から注目されている。
【０００３】
液晶ディスプレイでは多くの光学フィルムもしくは光学シートが使われている。以下はフィルムとシートを敢えて区別することなくフィルムと呼ぶ。実際にＬＣＤに使用されている機能性のフィルムとしては、拡散フィルム、偏光フィルム、プリズムフィルム、反射フィルム、位相差フィルム、等々さまざまなフィルムが使用されている。これらのフィルムの機能は、光の透過や反射、偏光、位相差の制御であって、その制御にはフィルムに含まれている機能性の材料、例えば色素が重要な役割を果たす場合もあるし、あるいは、プリズムフィルムのように表面の形状が光の性質の制御に重要な役割を果たす場合もある。
【０００４】
テレビとして液晶表示装置を用いるには、フルカラーに表示する必要があるのは当然であり、フルカラーの表示をするためには、液晶表示装置ではカラーフィルターを用いるの通例である。これまで液晶表示素子の用途としては、コンピューター装置の端末として主に用いられてきた。しかしながら、液晶表示装置をテレビとして用いる場合には、ＣＲＴと競争する必要があり、その場合にはどうしても液晶テレビの方が赤の発色が見劣りしてしまうという、コンピューター装置の端末ではそれほど問題視されなかったことが、問題と認識されるようになった。色相を改善する試みとして、これまで、特開昭５８−１５３９０４号公報（特許文献１）、特開昭５９−２２１９４３号公報（特許文献２）、特開昭６０−２２１０２号公報（特許文献３）、特開昭６０−６５０５０号公報（特許文献４）、特開平５−３１６３２９号公報（特許文献５）等に報告があるが、その効果は十分とは言えない。また、ＣＲＴとの競争においては、明るさが必要となり、多数の冷陰極管を平面状に並べた面光源の装置を使用するため、冷陰極管のインバーター等からの電磁波が多く放出されてしまうという問題があった。さらに、多数の冷陰極管を並べて、液晶表示パネルの背面に設置する場合、そのままでは、冷陰極管と冷陰極管の間に比べると、冷陰極管の直上は明るく見えるという問題、すなわち、明るさの面内分布にばらつきが発生するという問題があった。
【特許文献１】特開昭５８−１５３９０４号公報
【特許文献２】特開昭５９−２２１９４３号公報
【特許文献３】特開昭６０−２２１０２号公報
【特許文献４】特開昭６０−６５０５０号公報
【特許文献５】特開平５−３１６３２９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、液晶表示装置において、色相、特に赤の発色の改善、輝度の均一性向上、不要電磁波の低減を同時に実現し、テレビとして鮮明かつ美しい画像を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成させるに至った。要するに、色再現性の問題と電磁波シールドの問題と明るさの面内分布を、特定の光学フィルターを用いることによって同時に解決する方法を見出し、本発明に至ったのである。すなわち本発明は、
（１）少なくとも、波長５６０ｎｍ〜６０５ｎｍの間に吸収極大を持つ色素層と、透明導電層と、光拡散層とを有し、面光源装置と液晶表示素子の間に設置されることを特徴とする、液晶表示装置用の光学フィルターであり、
（２）上記透明導電層のシート抵抗が１〜１０００Ω／□であり、光拡散層のヘイズが５０〜９９．９９％である光学フィルターであり、
（３）厚さ１０〜１０００ｎｍの厚さの透明導電層を形成した透明高分子基材とヘイズが５０〜９９．９９％の範囲の高分子基材を、色素を含有した粘着材で貼り合せた光学フィルターであり、
（４）上記の光学フィルターを用いた面光源装置であり、
（５）上記の光学フィルターを用いた液晶表示装置であり、
（６）上記の面光源装置を用いた液晶表示装置
である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる色素層に用いる色素としては、５６０ｎｍ〜６０５ｎｍの間に吸収極大を持つ色素であり、染料でも顔料でも使用しうる。具体的に色素を例示すると、キサンテン系、スクアリリウム系、シアニン系、オキソノール系、アゾ系、ピロメテン系、ポルフィリン系の化合物等がある。とりわけ、一般式（１）で表されるテトラアザポルフィリン系化合物が好ましく用いられる。
【０００８】
【化１】

［式（１）中、Ａ^１〜Ａ^８は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシル基、スルホン酸基、炭素数１〜２０のアルキル基、ハロゲノアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アラルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルチオ基、または、アリールチオ基、をあらわし、Ａ^１とＡ^２、Ａ^３とＡ^４、Ａ^５とＡ^６、Ａ^７とＡ^８は各々独立に連結基を介して、芳香族環を除く環を形成しても良く、Ｍは２個の水素原子、２価の金属原子、３価１置換金属原子、４価２置換金属原子、またはオキシ金属原子を表す。］
式（１）で示されるテトラアザポルフィリン化合物をさらに具体例を述べる。
【０００９】
式中（１）、Ａ^１〜Ａ^８の具体例としては、各々独立に水素原子：フッ素、塩素、臭素、ヨウ素のハロゲン原子：ニトロ基：シアノ基：ヒドロキシ基：アミノ基：カルボキシル基：スルホン酸基：メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、２−メチルブチル基、１−メチルブチル基、ｎｅｏ−ペンチル基、１，２−ジメチルプロピル基、１，１−ジメチルプロピル基、ｃｙｃｌｏ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、４−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、１−メチルペンチル基、３，３−ジメチルブチル基、２，３−ジメチルブチル基、１，３−ジメチルブチル基、２，２−ジメチルブチル基、１，２−ジメチルブチル基、１，１−ジメチルブチル基、３−エチルブチル基、２−エチルブチル基、１−エチルブチル基、１，２，２−トリメチルブチル基、１，１，２−トリメチルブチル基、１−エチル−２−メチルプロピル基、ｃｙｃｌｏ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、２−メチルヘキシル基、３−メチルヘキシル基、４−メチルヘキシル基、５−メチルヘキシル基、２，４−ジメチルペンチル基、ｎ−オクチル基、２−エチルヘキル基、２，５−ジメチルヘキシル基、２，５，５−トリメチルペンチル基、２，４−ジメチルヘキシル基、２，２，４−トリメチルペンチル基、ｎ−ノニル基、３，５，５−トリメチルヘキシル基、ｎ−デシル基、４−エチルオクチル基、４−エチル−４，５−ジメチルヘキシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、１，３，５，７−テトラメチルオクチル基、４−ブチルオクチル基、６，６ジエチルオクチル基、ｎ−トリデシル基、６−メチル−４−ブチルオクチル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、２，６−ジメチルプチル基、２，４−ジメチルヘプチル基、２，２，５，５−テトラメチルヘキシル基、１−ｃｙｃｌｏ−ペンチル−２，２−ジメチルプロピル基、１−ｃｙｃｌｏ−ヘキシル−２，２−ジメチルプロピル基等の炭素数１〜２０の直鎖、分岐又は環状のアルキル：クロロメチル基、ジクロロメチル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロメチル基、ノナフルオロブチル基等の炭素数１〜２０のハロゲノアルキル基：メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｉｓｏ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｉｓｏ−ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基、ｎ−ペントキシ基、ｉｓｏ−ペントキシ基、ｎｅｏ−ペントキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基、ｎ−ドデシルオキシ基等の炭素数１〜２０のアルコキシ基：メトキシエトキシ基、エトキシエトキシ基、３−メトキシプロピルオキシ基、３−（ｉｓｏ−プロピルオキシ）プロピルオキシ基等の炭素数２〜２０のアルコキシアルコキシ基：フェノキシ基、２−メチルフェノキシ基、４−メチルフェノキシ基、４−ｔ−ブチルフェノキシ基、２−メトキシフェノキシ基、４−ｉｓｏ−プロピルフェノキシ基等の炭素数６〜２０のアリールオキシ基：メチルアミノ基、エチルアミノ基、ｎ−プロピルアミノ基、ｎ−ブチルアミノ基、ｎ−ヘキシルアミノ基等の炭素数１〜２０のモノアルキルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジ−ｎ−プロピルアミノ基、ジ−ｎ−ブチルアミノ基、ｎ−メチル−ｎ−シクロヘキシルアミノ基等の炭素２〜２０のジアルキル基：ベンジル基、ニトロベンジル基、シアノベンジル基、ヒドロキシベンジル基、メチルベンジル基、ジメチルベンジル基、トリメチルベンジル基、ジクロロベンジル基、エトキシベンジル基、トリフルオロメチルベンジル基、ナフチルメチル基、ニトロナフチルメチル基、シアノナフチルメチル基、ヒドロキシナフチルメチル基、メチルンフチルメチル基、トリフルオロメチルナフチルメチル基等の炭素数７〜２０のアラルキル基：フェニル基、ニトロフェニル基、シアノフェニル基、ヒドロキシフェニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、トリフルオロメチルフェニル基、ｎ，ｎ−ジメチルアミノフェニル基、ナフチル基、ニトロナフチル基、シアノナフチル基、ヒドロキシナフチル基、メチルナフチル基、トリフルオロメチルナフチル基等の炭素数６から２０のアリール基：ピロリル基、チエニル基、フラニル基、オキサゾイル基、オキサジアゾイル基、イミダゾイル基、ベンゾオキサゾイル基、ベンゾチアゾイル基、ベンゾイミダゾイル基、ベンゾフラニル基、インドイル基等のヘテロアリール基：メチルチオ基、エチルチオ基、ｎ−プロピルチオ基、ｉｓｏ−プロピルチオ基、ｎ−ブチルチオ基、ｉｓｏ−ブチルチオ基、ｓｅｃ−ブチルチオ基、ｔ−ブチルチオ基、ｎ−ペンチルチオ基、ｉｓｏ−ペンチルチオ基、２−メチルブチルチオ基、１−メチルブチルチオ基、ｎｅｏ−ペンチルチオ基、１，２−ジメチルプロピルチオ基、１，１−ジメチルプロピルチオ基等の炭素数１〜２０のアルキルチオ基フェニルチオ基、４−メチルフェニルチオ基、２−メトキシフェニルチオ基、４−ｔ−ブチルフェニルチオ基等の炭素数６〜２０のアリールチオ基を挙げることができる。
【００１０】
Ａ^１とＡ^２、Ａ^３とＡ^４、Ａ^５とＡ^６、又は、Ａ^７とＡ^８が連結基を介して環を形成した例としては、−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ（ＮＯ_２）ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ（Ｃｌ）ＣＨ_２ＣＨ_２−等を連結基とした化合物を挙げることができる。Ｍで示される２価の金属の例としては、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｈｇ、Ｃｄ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｂｅ、Ｃａ等が挙げられ、１置換の３価金属の例としては、Ａｌ−Ｆ、Ａｌ−Ｃｌ、Ａｌ−Ｂｒ、Ａｌ−Ｉ、Ｇａ−Ｆ、Ｇａ−Ｃｌ、Ｇａ−Ｂｒ、Ｉｎ−Ｉ、Ｔｌ−Ｆ、Ｔｌ−Ｃｌ、Ｔｌ−Ｂｒ、Ｔｌ−Ｉ、Ａｌ−Ｃ_６Ｈ_５、Ａｌ−Ｃ_６Ｈ_４（ＣＨ_３）、Ｉｎ−Ｃ_６Ｈ_５、ＩｎＣ_６Ｈ_４（ＣＨ_３）、Ｍｎ（ＯＨ）、Ｍｎ（ＯＣ_６Ｈ_５）、Ｍｎ［ＯＳｉ（ＣＨ_３）_３）］、Ｆｅ−Ｃｌ、Ｒｕ−Ｃｌ等が挙げられ、２置換の４価金属の例としては、ＣｒＣｌ_２、ＳｉＦ_２、ＳｉＣｌ_２、ＳｉＢｒ_２、ＳｉＩ_２、ＳｎＦ_２、ＳｎＣｌ_２、ＳｎＢｒ_２、ＳｎＩ_２、ＳｎＦ_２、ＳｎＣｌ_２、ＳｎＢｒ_２、ＺｎＣｌ_２、ＧｅＦ_２、ＧｅＣｌ_２、ＧｅＢｒ_２、ＧｅＩ_２、ＴｉＦ_２、ＴｉＣｌ_２、ＴｉＢｒ_２、Ｓｉ（ＯＨ）_２、Ｓｎ（ＯＨ）_２、Ｇｅ（ＯＨ）_２、Ｚｒ（ＯＨ）_２、Ｍｎ（ＯＨ）_２、ＴｉＡ_２、ＣｒＡ_２、ＳｉＡ_２、ＳｎＡ_２、ＧｅＡ_２、［Ａはアルキル基、フェニル基、ナフチル基、トリアルキルシリル基、ジアルキルアルコキシ基及びその誘導体を表す。］、Ｓｉ（ＯＡ’）_２、Ｃｒ（ＯＡ’）_２、Ｇｅ（ＯＡ’）_２、Ｔｉ（ＯＡ’）_２、Ｃｒ（ＯＡ’）_２［Ａ’はアルキル基、フェニル基、ナフチル基、トリアルキルシリル基、ジアルキルアルコキシシリル基及びその誘導体を表す。］、Ｓｉ（ＳＡ”）_２、Ｓｎ（ＳＡ”）_２、Ｇｅ（ＳＡ”）_２［Ａ”はアルキル基、フェニル基、ナフチル基及びその誘導体を表す。］等が挙げられ、オキシ金属としては、ＶＯ、ＭｎＯ、ＴｉＯ等が挙げられる。好ましくは、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｚｎ、ＶＯ、ＴｉＯ、Ｓｉ（Ｙ）_２、Ｇｅ（Ｙ）_２［Ｙはハロゲン原子、アルコキシ基、アリール基、アシルオキシ基、ヒドロキシ基、アルキル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、トリアルキルシリルオキシ基、トリアルキルスズオキシ基又はトリアルキルゲルマニウムオキシ基を表す。］である。さらに、このましくは、Ｃｕ、ＶＯ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｏである。
【００１１】
本発明者等はさらに、式（１）のアザポルフィリン化合物が、例えば、テトラ−ｔ−ブチル−テトラアザポルフィリン錯体やテトラ−ｎｅｏ−ペンチル−テトラアザポルフィリン錯体であると、製造が比較的容易であること、溶媒への溶解性が向上すること、錯体が安定であること、吸収特性が優れることを見出した。すなわち、ターシャリーブチル基やテトラ−ｎｅｏ−ペンチル基を付与した結果、錯体が立体性を持つことによって溶媒への溶解性が高くなり、様々な材料に色素を含有させやすくなることを見出し、優れたディスプレイ用フィルターを得ることが出きるようになったのである。
【００１２】
色素の商品名としては、ＰＳＲｅｄＧ（三井化学製）、ＰＳＶｉｏｌｅｔＲＣ（三井化学製）、ＰＳＲｅｄＨＧＧ（三井化学製）、ＰＳＢｌｕｅＲＲ（三井化学製）、ＰＳＧｒｅｅｎＢ（三井化学製）等を挙げることができる。
本発明で言う色素層とは、色素が２次元方向に均一に分布している層であり、色素を含有した高分子フィルムや高分子シート、色素を含有した粘着層、色素を含有した接着層、色素を含有したコーティング層、いずれの方法でもとることができる。
【００１３】
色素を含有した高分子フィルムや高分子シートについて具体的に説明すれば、まず、樹脂と色素とを混合し、加熱成形するものである。樹脂材料としては、透明性の高いものが好ましく、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン６等のポリアミド、ポリイミド、トリアセチルセルロース等のセルロース系の樹脂、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリ塩化ビニル等のビニル化合物、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリルニトリル、ビニル化合物の付加重合体、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニリデン等のビニリデン化合物、フッ化ビニリデン／トリフルオロエチレン共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体等のビニル化合物又はフッ素系化合物の共重合体、ポリエチレンオキシド等のポリエーテル、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ポリブチルブチラール等を挙げることができるが、これらに必ずしも限定されるものではない。
【００１４】
製造方法としては、色素とベースの樹脂によって、加工温度、フィルム化およびシート化条件が異なるが、通常は、色素をベース樹脂の紛体やペレットに添加し、樹脂の溶融温度を考慮しながら１５０℃〜３５０℃に加熱、溶融させ、好ましくは混練した後、成形してプラスチックシートを作製する方法、押出機を用いたＴダイ成型法などによりフィルム化する方法、上記のＴダイ成型法やカレンダー成形法などにより得られる原反シートやフィルムをさらに延伸することでシートやフィルムを得る方法等が挙げられる。また、成形を容易にするなどの目的で、可塑剤等の通常の樹脂成形に用いる添加剤を加えても良い。色素の添加量は、色素の吸収係数、高分子シートもしくはフィルム厚み、目的とする透過特性による異なるが、通常ベース樹脂の数質量ｐｐｍ〜数質量％である。
【００１５】
シートやフィルムを得る他の方法としては、キャスティングによる方法がある。キャスティングによる方法では、樹脂または樹脂モノマーを有機系溶媒に溶解させた樹脂液に色素を添加・溶解させ、必要に応じて可塑剤や重合開始剤、酸化防止剤等を加え、必要とする面状態を有する金型上に流し込み、溶剤揮発・乾燥または重合・溶剤揮発・乾燥させることにより、プラスチック板、高分子フィルムを得る。通常上記の樹脂や樹脂モノマーとしては、脂肪族ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、芳香族エステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリオレフィン樹脂、芳香族ポリオレフィン樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニル系変性樹脂（ＰＶＢ、ＥＶＡ）或いはそれらの共重合樹脂のモノマーを用いる。溶媒としては、ハロゲン系化合物、アルコール類、ケトン類、エステル類、脂肪族炭化水素系化合物、芳香族炭化水素系化合物、エーテル類、あるいはそれらの混合物を用いる。色素の濃度は、色素の吸収係数、シートもしくはフィルムの厚み、目的とする透過特性によって異なるが、樹脂モノマーの質量に対して通常数ｐｐｍ〜数％である。
【００１６】
コーティングする方法としては、色素をバインダー樹脂及び有機系溶媒に溶解させて塗料化する方法、未着色のアクリルエマルジョン塗料に色素を微粉砕（粒径５０〜５００ｎｍ）したものを分散させてアクリルエマルジョン系水性塗料とする方法等がある。
【００１７】
前者の方法では、通常、脂肪族エステル系樹脂、芳香族エステル系樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリオレフィン樹脂、芳香族ポリオレフィン樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニル系変成樹脂（ＰＶＢ、ＥＶＡ等）或いはそれらの共重合樹脂をバインダー樹脂として用いる。溶媒としては、ハロゲン系化合物、アルコール類、ケトン類、エステル類、脂肪族炭化水素化合物、芳香族炭化水素化合物、エーテル類、あるいは、それらの混合物を用いる。色素の濃度としては、色素の吸収係数、コーティングの厚み、目的の光学特性により異なるが、０．１質量％〜３０質量％である。また、バインダー樹脂濃度は塗料全体に対して、通常、数質量％〜８０質量％程度である。アクリルエマルジョン系水系塗料の場合も同様に、未着色のアクリルエマルジョン塗料に色素を微粉砕したものを分散させて得られる。塗料中には、酸化防止剤やＵＶ吸収剤等を加えても差し支えない。
【００１８】
上記の方法で製作した塗料は、透明高分子フィルム、透明樹脂、透明ガラス等の上にバーコーター、ブレードコーター、スピンコーター、リバースコータ−、ダイコータ−、或いはスプレー等の従来公知のコーティングをして色素層とする。
【００１９】
色素を含有する粘着材や接着材としては、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、飽和無定形ポリエステル、メラミン樹脂等のシート状または液状の粘着材または接着材に色素を数ｐｐｍ〜数十質量％添加したものを例示できる。色素を含有する粘着材は、液晶表示装置に用いられる各種フィルムの貼り合わせにも用いることができ、色素層としては好ましい形態の１つである。
【００２０】
本発明で言うところの透明導電層は、無機物、有機物を問うものではない。無機物の場合、導電性のフィラーを樹脂中に分散させてものでも良いし、あるいは、無機物の透明導電性の薄膜を透明な樹脂のシートやフィルムに形成したものでもよい。有機物の透明導電層としては、導電性ポリマーのシートやフィルムが挙げられる。無機物の透明導電層としては、スズを添加した酸化インジウム、いわゆる、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）や酸化スズ、アルミニウムやガリウムを添加した酸化亜鉛等、あるいは、硫化スズがある。さらに、導電性の金属を誘電体層で挟みこんだ多層膜も同様の効果を奏する。すなわち、誘電体層／金属層／誘電体層の構成である。この構成を繰り返して、誘電体層／金属層／誘電体層／金属層／誘電体層の５層でも良いし、さらに、誘電体層／金属層／誘電体層／金属層／誘電体層／金属層／誘電体層の７層でも良いし、さらに、誘電体層／金属層／誘電体層／金属層／誘電体層／金属層／誘電体層／金属層／誘電体層の９層構成でも構わない。もちろん、同様に、１１層、１３層、もしくは、それ以上の奇数層でも良い。導電性の金属としては、金、銀、銅、パラジウム、白金、アルミニウム、およびこれらの合金を好適に用いることができる。誘電体層としては、可視光領域における屈折率がなるべく高いものが好ましく用いられる。屈折率を具体的に示せば、１．６以上、であり、このましくは、１．８、以上であり、さらに好ましくは、１．９以上であり、さらにさらに好ましくは２．０以上である。材料を具体的に例示すれば、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化ストロンチウム等の酸化物の単体もしくは混合物か複合酸化物が良い。これらに適当な不純物がドープされていてももちろん構わない。
【００２１】
これら無機物の透明導電層は、物理蒸着法、化学蒸着法、やゾルゲル法で成膜することができる。物理蒸着法としては、詳しく例示すると、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、性抵抗加熱蒸着法、スパッタ法、等がある。真空蒸着法では、原材料として膜となる原料の酸化物などを加熱して蒸着する方法や、酸化物になる前の金属を酸化雰囲気で蒸着することで酸化物膜を得る反応性蒸着法がある。前者では例えば、スズを添加した酸化インジウムのペレットを、電子ビームなどで加熱し、蒸着する。後者では、スズを添加した金属状態のインジウム、酸素を真空容器内に導入した条件で加熱し、蒸着する。スパッタ法では、金属をターゲットにし、アルゴンに加えて酸素を導入する反応性スパッタ法や、化合物ターゲットからスパッタする方法などを採用することができる。スパッタガスはアルゴンが一般的であるが、ネオンやクリプトン等の希ガスを用いてもかまわない。さらに、適宜、希ガスの中に、酸素、水素、水蒸気、窒素、等の反応性のあるガスを添加することが、しばしば膜の特性の改良、すなわち導電率や透明性、耐久性向上に有効である。このようにして形成された導電層の膜厚は、好ましくは５〜５００ｎｍであり、さらに、好ましくは１０〜２００ｎｍであり、さらに、好ましくは２０〜１００ｎｍの範囲である。膜厚の測定方法は、水晶振動子法、段差膜厚計で測定する方法、トランスキー法等がある。
【００２２】
有機物の導電性材料としては、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン等を挙げることができる。これら材料を別の基板にコーティングして導電層とすることもできるし、これらの材料でシートやフィルムを作製することで導電層とすることもできる。導電性を向上させるために、これら有機材料にハロゲンやハロゲン化物を添加することが好ましいことは当業者にとっては自明のことであろう。コーティングの方法は、既に述べたように、バーコーター、ブレードコーター、スピンコーター、リバースコータ−、ダイコータ−、或いはスプレー等の従来公知のコーティングを使用しうる。
【００２３】
上記導電層のシート抵抗は、１〜１０００Ω／□が好ましく、さらに、好ましくは２〜５００Ω／□であり、さらに、好ましくは、５〜３００Ω／□である。表面抵抗の測定には４端子法が好ましく用いられる。市販の測定器としては、三菱化学株式会社製のロレスタ（商品名）が挙げられる。
【００２４】
光拡散層は、文字通り透過する光を拡散させるもので、ヘイズが５０〜９９．９％の層である。光拡散の原理は基本的に屈折率が異なる界面よる光の反射を利用する。具体的な製造方法を列挙する。
１）透明な樹脂にその樹脂と屈折率が異なる材料（フィラー）を混ぜることにより所望のヘイズを得ることができる。この場合は樹脂とフィラーの界面で散乱が起こる。一般的に、フィラーの材料の約０．１質量％から数十質量％程度添加する。添加量を多くすれば、ヘイズは高くなり、少なくすれば、低くなるので、所望のヘイズに調整することが可能である。また、フィラーの大きさは、０．１μｍ程度から数十μｍ程度が好ましく用いられる。フィラーの形状には特に制限がなく、球状、棒状、無定形等のいずれでもかまわない。
２）透明な基板に幾何学的な凹凸を設けることで所望のヘイズを得ることができる。この場合は、空気層と凹凸を持つ材料との屈折率に差があることを利用してヘイズを制御するのである。凹凸を設ける方法は、物理的に表面に形状を与える方法でも良いし、あるいは、凹凸ができるように表面にコーティングをすればよい。すなわち、物理的に凹凸をつける方法では、凹凸を持った金型を準備しておき、その形状を転写せしめる。コーティングでは、凹凸を生じせしめるものを塗布すればよい。塗布するものは、ガラスや樹脂が好ましく、その形状は、球状、棒状、不定形等の他、これらの混合物でも良い。もちろん、１）と２）を組み合わせた方法でも所望のヘイズを得ることができることは言うまでもない。
【００２５】
上記光拡散層のヘイズは、５０〜９９．９％が好ましく、さらに、好ましくは、６０〜９９．５％であり、さらに、好ましくは、８０〜９９．８％である。あまりヘイズが低すぎると面内の輝度バラツキが顕著となる。高い場合は特に問題にはならないが、無意味に高くすることはコスト上昇の原因にもなるので工業的に好ましくない場合もある。ヘイズの測定には、日本電色工業株式会社のヘイズメーターが使用できる。また、分光光度計を用いる場合には、積分球ユニットが装備され全光線透過率が測定可能なものであれば、ヘイズは、（拡散透過光）／（全光線透過光）から計算することができる。
【００２６】
本発明の液晶表示装置用光学フィルターは色素層と透明導電層と光拡散層とを有している。当該光学フィルターを具体的に得る方法について次に説明する。
【００２７】
好ましい方法の一例としては、色素層として色素を含む粘着材を用いる方法があり、ＩＴＯのような無機系の透明導電層を形成したフィルムと、ヘイズの高いフィルムを、当該色素粘着で貼り合わせることで上記光学フィルターを得ることができる。すなわち、この光学フィルターは、光拡散フィルム／色素含有粘着材層／透明フィルム／透明導電層、もしくは、光拡散フィルム／色素含有粘着材層／透明導電層／透明フィルムという構成を有する。フィルムには熱環境で反りが発生するという問題がしばしば生じるが、上記のような構成の場合には、一方のフィルムに反り防止能を持たせるだけでフィルターとしての熱環境下での反りを防止する効果も期待できる。ここで光拡散フィルムの表面に凹凸があり、その凹凸が光拡散機能を有する場合には、凹凸が形成されている面と反対を色素含有粘着材により透明フィルムと貼り合わせる。光拡散フィルム内部のフィラーによる光拡散効果を出しているものであれば、貼り合わせる向きに特段制限はない。
【００２８】
あるいは、色素を樹脂に練り込む等して得られた色素含有樹脂基板を形成した場合には、当該基板に透明導電層と、その反対側の面に光拡散能を有するコーティング層を設けることで、所望の光学フィルターを得ることができる。すなわち、光拡散層／色素含有樹脂基板／透明導電層、或いは、光拡散層／透明導電層／色素含有樹脂基板、或いは、透明導電層／光拡散層／色素含有樹脂基板、という構成である。
【００２９】
あるいは、色素層をコーティングで形成した場合には、フィラーを入れてヘイズを所望の値にした基板、すなわち、光拡散基板に、当該色素層をコーティングして、さらに、透明導電層を設ける方法がある。この場合は、色素層／光拡散基板／透明導電層、でも良いし、色素層／透明導電層／光拡散基板、でもよい。
【００３０】
透明導電層に導電性樹脂のフィルムあるいはシートを用いる場合には、当該フィルムを基板として、同様に、色素層と光拡散層を適宜設ければ良い事は自明であろう。すなわち、色素層／光拡散層／透明導電性樹脂からなるフィルム、或いは、光拡散層／色素層／透明導電性樹脂からなるフィルム、あるいは、光拡散層／透明導電性樹脂からなるフィルム／色素層、等の構成がある。
【００３１】
導電性は電磁波の遮断のために必要であり、その目的のために導電層を接地することがより好ましい場合がある。接地のためには導電層の電気的な接触をより確実にするために電極を設けてもよい。電極を設ける方法は、導電性材料が入ったペーストによる方法、金属箔を導電性の粘着材を介して貼りつける方法がある。導電性材料としては、金、銀、銅、カーボン等が好ましく用いられ、更にフィラー状の形状を有することが好ましい。金属箔としては、銅、アルミ、ステンレス等が好ましく用いられる。
【００３２】
本発明の光学フィルターは、２種以上のフィルターを組み合わせて用いてもよい。また同種のフィルターを複数枚用いることも出来る。
【００３３】
上記のごとく得られた光学フィルターは、面光源装置に好適に用いることができる。さらに好ましくは液晶表示装置用の面光源装置に好適に用いることができる。本発明の面光源装置は少なくとも冷陰極管などの光源と上記光学フィルターとからなり、より好ましくは少なくとも冷陰極管と、反射板と、光学フィルターとからなる。
【００３４】
本発明の液晶表示装置は、少なくとも液晶パネルと、上記光学フィルターと、面光源装置とからなる。より具体的には図１に示すように、当該フィルター１０１と、冷陰極管１０４と反射面１０５とからなるバックライトユニット１０６と、液晶パネル１０２とからなり、液晶表示装置のバックライトユニット１０６と液晶パネル１０２の間に当該フィルター１０１を設置したものである。
【００３５】
また、本発明の液晶表示装置として、少なくとも液晶パネルと上記の光学フィルターを有する面光源装置とからなるものを用いることも出来る。
【００３６】
本発明の液晶表示装置は、驚くべきことに面輝度の均一性を向上出来、さらに、光源の電源回路に起因する電磁波を遮断することでできるだけでなく、冷陰極管（蛍光灯）から放出される不要な発光を除去することにより、液晶表示装置に用いることで色純度、特に赤色の色純度を向上させることができるのである。特に、本発明になる光学フィルターは直下型面光源装置をもつ液晶表示装置に好適に、さらに、具体的には液晶テレビジョンに好適に用いることができる。
【００３７】
【実施例】
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例によって限定を受けるものではない。
実施例１
図２の断面構成を示す光学フィルターを形成した。すなわち、アクリル系の粘着材中にテトラアザポルフィリンの銅錯体を５００ｐｐｍ分散させて、色素層をなす厚さ２５μｍの色素含有粘着材シート２０２をバーコータ−を用いて作製した。この色素含有粘着材シート２０２を介して、透明樹脂フィルム２０１に透明なプラスチック粒子（粒子径１〜３μｍ）を塗布して形成される凹凸層（光拡散層）２０４を有するヘイズが９７％の光拡散フィルムと、透明樹脂フィルム２０１に透明導電層２０５として表面抵抗が１００Ω／□のＩＴＯ層を形成した透明導電フィルムを貼り合せることで光学フィルターを形成した。
実施例２
図３の断面構成を示す光学フィルターを形成した。すなわち、アクリル系の粘着材中にテトラアザポルフィリンのバナジル錯体を６００ｐｐｍ分散させて、色素層をなす厚さ２５μｍの色素含有粘着シート２０２をバーコータ−を用いて作製した。色素含有粘着材シート２０２を介して、フィラーを入れることでヘイズを８５％にしたポリエステルの光拡散フィルム３０１と透明樹脂フィルム２０１に透明導電層２０５として表面抵抗が２００Ω／□のＩＴＯ層を形成した透明導電フィルムを貼り合せることで、光学フィルターを形成した。
実施例３
図４に示される断面構成の光学フィルターを形成した。すなわち、フィラーを添加してヘイズを８０％に調整したポリエステルのフィルム３０１に、溶媒を含んだアクリル系コーティング材にテトラアザポルフィリンのバナジル錯体を２５００ｐｐｍ添加した色素入りコーティング材をコーティングして、厚さ５μｍの色素層となるコーティング層４０１を形成した。その上にスパッタ法により表面抵抗が１２０Ω／□となるＩＴＯの透明導電層２０５を形成し、光学フィルターを形成した。
実施例４
図５に示される断面構成の光学フィルターを形成した。すなわち、フィラーを添加してヘイズを８０％に調整したポリエステルのフィルム３０１に、溶媒を含んだアクリル系コーティング材にテトラアザポルフィリンのパラジウム錯体を２５００ｐｐｍ添加したコーティング材をコーティングして、厚さ５μｍの色素層となるコーティング層４０１を形成した。そのコーティング面とは逆の面にスパッタ法により表面抵抗が６０Ω／□となるＩＴＯの透明導電層２０５を形成し、光学フィルターを形成した。
実施例５
図６に示される断面構成の光学フィルターを形成した。すなわち、フィラーを添加してヘイズを８０％に調整したポリエステルのフィルム３０１にスパッタ法により表面抵抗が６０Ω／□となるＩＴＯの透明導電層２０５を形成した。次に、溶媒を含んだアクリル系コーティング材にテトラアザポルフィリンのパラジウム錯体を２５００ｐｐｍ添加したコーティング材を、透明導電層２０５の上にコーティングして、厚さ５μｍの色素層となるコーティング層４０１を形成し、光学フィルターを形成した
上記実施例１〜５になるシートを、液晶ＴＶ（シャープ製アクオス（ＬＣ−２０Ｂ１−Ｓ）（ＶＧＡ））の光源と液晶パネルの間に設置して、赤、緑、青の発光からＲＧＢの色再現範囲を表す色度図を得た。ＲＧＢの３点からなる３角形を比較した結果を以下の表１に示す。表ではフィルター用いなかった時の色再現範囲の面積を１００として、フィルターを設置した時の色再現範囲を示した。
【００３８】
【表１】

いずれの場合も５％以上の色再現範囲の向上が得られた。
【００３９】
また、いずれの実施例においても、均一な面輝度（目視評価による）を示し、電磁波評価はクラスＢであった。対して光学フィルターを用いなかった場合は、面輝度にバラツキが確認された。
【００４０】
【発明の効果】
直下型バックライトを持つ液晶表示装置に好適に用いることができる、電磁波シールドと輝度ムラ解消とディスプレイの色純度とを同時に改良できる光学フィルターを提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例１に記載の光学フィルターの断面図（概略図）である。
【図３】本発明の実施例２に記載の光学フィルターの断面図（概略図）である。
【図４】本発明の実施例３に記載の光学フィルターの断面図（概略図）である。
【図５】本発明の実施例４に記載の光学フィルターの断面図（概略図）である。
【図６】本発明の実施例５に記載の光学フィルターの断面図（概略図）である。
【符号の説明】
１０１本発明のフィルター
１０２液晶パネル
１０４冷陰極管
１０５反射面
１０６バックライトユニット
２０１透明樹脂フィルム
２０２色素含有粘着材
２０４凹凸層（光拡散層）
２０５透明導電層
３０１フィラー入り透明樹脂フィルム
４０１色素入り樹脂のコーティング層

Claims

少なくとも、波長５６０ｎｍ〜６０５ｎｍの間に吸収極大を持つ色素層と、透明導電層と、光拡散層とを有し、面光源装置と液晶表示素子の間に設置されることを特徴とする液晶表示装置用の光学フィルター。
上記透明導電層のシート抵抗が１〜１０００Ω／□であり、光拡散層のヘイズが５０〜９９．９９％である請求項１に記載の光学フィルター。
透明導電層が、厚さ１０〜１０００ｎｍの厚さの透明導電層を形成した透明高分子基材であり、光拡散層が５０〜９９．９９％の範囲のヘイズ値を有する高分子基材であり、、色素層が色素を含有した粘着材であり、上記透明導電層を形成した高分子基材と上記光拡散高分子基材とを上記色素を含有した粘着剤を介して貼り合せた請求項１または２に記載の光学フィルター。
請求項１〜３に記載の光学フィルターを用いた面光源装置。
請求項１〜３に記載の光学フィルターを用いた液晶表示装置。
請求項４に記載の面光源装置を用いた液晶表示装置。