JP2000035508A - 光拡散層、光学素子及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴーストの防止機能を維持しつつ、ギラツキ
の防止性や防眩性にも優れる光拡散層、光学素子及び液
晶表示装置の開発。 【解決手段】 表面微細凹凸構造（１１）の紫外線硬化
樹脂皮膜（１）からなり、その皮膜が平均粒径０．１〜
２μmの粒子を含有して皮膜内部においてヘイズに基づ
き５〜４０％の光拡散性を示すと共に、前記の表面微細
凹凸構造が中心線平均粗さ０．０８〜０．５μm、平均
山谷間隔２０〜８０μmの表面粗さを有するものである
光拡散層（１）、及びその光拡散層を光学層の片面又は
両面に有する光学素子、並びに液晶表示素子の視認側に
前記の光拡散層を有する液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、ゴーストやギラツキの防
止性、ノングレア性に優れて視認性の良好な液晶表示装
置などを形成しうる光拡散層と光学素子に関する。

【０００２】

【背景技術】液晶表示装置等の表示装置では、その表面
に光拡散層を設けることが一般的である。かかる光拡散
層は、表面反射光を拡散するノングレア（防眩）層とし
て機能させて、蛍光灯や太陽光等の照明光やキーボーダ
ーなどの外部環境が画面上に映り込むゴースト現象で視
認性が阻害されることの防止などを目的とする。従来、
その光拡散層としては、サンドブラストや透明粒子の混
入などによる粗面化方式にて表面に微細凹凸構造を付与
したものが知られていた。

【０００３】しかしながら、表示装置、特にドットマト
リクス表示形式の液晶表示装置の高精細化やカラー化な
どによる画素の小型化に伴って、表示光にランダムな強
弱が発生するギラツキが顕著となり、視認性が著しく低
下する問題点があった。

【０００４】

【発明の技術的課題】本発明は、ゴーストの防止機能を
維持しつつ、ギラツキの防止性や防眩性にも優れる光拡
散層、光学素子、及び液晶表示装置の開発を課題とす
る。

【０００５】

【課題の解決手段】本発明は、表面微細凹凸構造の紫外
線硬化樹脂皮膜からなり、その皮膜が平均粒径０．１〜
２μmの粒子を含有して皮膜内部においてヘイズに基づ
き５〜４０％の光拡散性を示すと共に、前記の表面微細
凹凸構造が中心線平均粗さ０．０８〜０．５μm、平均
山谷間隔２０〜８０μmの表面粗さを有するものである
ことを特徴とする光拡散層、及びその光拡散層を光学層
の片面又は両面に有することを特徴とする光学素子、並
びに液晶表示素子の視認側に前記の光拡散層を有するこ
とを特徴とする液晶表示装置を提供するものである。

【０００６】

【発明の効果】本発明によれば、液晶表示装置等におけ
るゴーストの防止と共に、ギラツキも防止でき、防眩性
に優れる光拡散層や光学素子を得ることができ、視認性
に優れる表示装置を形成することができる。その理由の
詳細は、不明であるが、本発者らは上記の表面微細凹凸
構造と皮膜内拡散性などにより表示光の歪が抑制される
ことによるものと考えている。

【０００７】すなわち上記した従来の光拡散層によるギ
ラツキ問題等は、画素の小型化でそのピッチが光拡散層
の表面凹凸構造との対応性が高まり、画素を通過した表
示光が光拡散層の表面凹凸構造にて屈折や拡散等の歪を
受けやすくなり、その歪によりブラックマトリクスで区
画されて平行光化した画素からの表示光にランダムな強
弱差を発生させて、ギラツキ現象が生じるものと考えら
れる。

【０００８】前記に対し本発明による光拡散層にては、
表面微細凹凸構造と皮膜内拡散性等に基づいてブラック
マトリクスによる区画にて平行光化された画素からの表
示光が散乱され、かつ表面の微細な凹凸構造が各画素か
らの表示光の画面上での面積を均一化して表示光の強弱
差によるギラツキ現象が抑制され、良好な視認性が達成
されるものと思われる。

【０００９】

【発明の実施形態】本発明による光拡散層は、表面微細
凹凸構造の紫外線硬化樹脂皮膜からなり、その皮膜が平
均粒径０．１〜２μmの粒子を含有して皮膜内部におい
てヘイズに基づき５〜４０％の光拡散性を示すと共に、
前記の表面微細凹凸構造が中心線平均粗さ０．０８〜
０．５μm、平均山谷間隔２０〜８０μmの表面粗さを有
するものである。その例を図１、図２に示した。１が紫
外線硬化樹脂皮膜からなる光拡散層、１１，１２が微細
凹凸構造面、２が透明基材であり、３は必要に応じての
接着層である。

【００１０】図例の如く光拡散層１は、紫外線硬化樹脂
皮膜そのものからなるシート等の独立層として形成され
ていてもよいし、透明基材２を介しその片面又は両面上
に紫外線硬化樹脂皮膜１を支持した形態の光拡散シート
からなっていてもよい。また後者に準じて、支持母体に
付設された従属層などとして形成されていてもよい。

【００１１】樹脂皮膜を形成する紫外線硬化型樹脂とし
ては、例えばポリエステル系やアクリル系、ウレタン系
やアミド系、シリコーン系やエポキシ系等の樹脂を形成
しうるモノマーやオリゴマーやポリマーに紫外線重合開
始剤を配合して、紫外線照射による硬化処理で樹脂皮膜
を形成しうるようにしたものなどの適宜なものを用いう
る。

【００１２】好ましく用いうる紫外線硬化型樹脂は、例
えば紫外線重合性の官能基を３〜６個有するアクリル系
のモノマーやオリゴマーを成分とするものの如く、付設
対象に対する密着性や透明性、ハードコート性や配合粒
子の分散性などに優れるものである。

【００１３】表面微細凹凸構造の紫外線硬化樹脂皮膜の
形成は、例えば紫外線硬化型樹脂中に屈折率相違の透明
粒子を分散含有させてそれをドクターブレード法やグラ
ビアロールコータ法等の適宜な方式で所定面に塗工し、
その塗工層を紫外線照射を介し硬化処理して透明粒子に
よる凹凸が表面に反映した微細凹凸構造を形成する方
式、あるいは透明基材の表面をサンドブラストやエンボ
スロール、エッチング等の適宜な方式で粗面化し、その
粗面化表面に紫外線硬化樹脂皮膜を塗工形成して皮膜表
面に前記粗面化表面の凹凸を反映させて微細凹凸構造を
形成する方式などの適宜な方式にて行うことができる。

【００１４】紫外線硬化樹脂層に含有させる粒子として
は、例えばシリカやアルミナ、チタニアやジルコニア、
酸化カルシウムや酸化錫、酸化インジウムや酸化カドミ
ウム、酸化アンチモン等の導電性のこともある無機系粒
子、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリウレ
タン等の各種ポリマーからなる架橋又は未架橋の有機系
粒子などの適宜なものを１種又は２種以上用いうる。好
ましく用いうる粒子は、透明性に優れて、紫外線硬化型
樹脂中で硬化皮膜形成前には溶解しないものである。

【００１５】用いる粒子の粒径は、平均粒径に基づいて
０．１〜２μmのものである。これにより上記した皮膜
内部での光拡散性や、紫外線硬化樹脂皮膜の表面におけ
る微細凹凸構造の表面粗さなどを達成することができ
る。かかる光拡散性や表面粗さ特性の達成などの点より
は、平均粒径が０．２μm以上、就中０．４μm以上、特
に０．６μm以上相違する組合せにて２種又は３種以上
の粒子を含有させることが好ましい。

【００１６】本発明による光拡散層は、紫外線硬化樹脂
皮膜がその皮膜内部においてヘイズに基づき５〜４０％
の光拡散性を示し、中心線平均粗さが０．０８〜０．５
μmで、平均山谷間隔が２０〜８０μmの表面粗さの表面
微細凹凸構造を有するものである。これにより、ギラツ
キ等を防止して画像の鮮明性等に優れる表示装置を形成
することができる。

【００１７】ギラツキ防止や鮮明画像の形成性などの点
より一層好ましい光拡散層は、皮膜内部での光拡散性が
ヘイズに基づいて１０〜３５％、就中１２〜３３％であ
り、中心線平均粗さが０．０９〜０．４μm、就中０．
１〜０．３５μmで、平均山谷間隔が２３〜７０μm、就
中２５〜６０μmのものである。なお山谷間隔は、可及
的に一定であることが好ましい。

【００１８】粒子の使用量は、前記の光拡散性や表面粗
さなどに基づいて適宜に決定しうるが、一般には紫外線
硬化型樹脂１００重量部あたり、５〜１５０重量部、就
中７〜１００重量部、特に１０〜５０重量部とされる。

【００１９】また光拡散層の厚さも適宜に決定しうる
が、一般には上記した特性の光拡散層の形成性などの点
より、紫外線硬化樹脂皮膜の厚さに基づいて５０μm以
下、就中１〜３０μm、特に３〜１０μmとされる。

【００２０】一方、上記した紫外線硬化樹脂皮膜からな
る光拡散層を支持する透明基材としては、例えばポリエ
チレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートの如
きポリエステル系ポリマー、二酢酸セルロースや三酢酸
セルロースの如きセルロース系ポリマー、ポリカーボネ
ート系ポリマーやＰＭＭＡの如きアクリル系ポリマー等
の透明ポリマーからなるフィルムがあげられる。

【００２１】またポリスチレンやアクリロニトリル・ス
チレン共重合体（ＡＳ樹脂）の如きスチレン系ポリマ
ー、ポリエチレンやポリプロピレン、シクロ系ないしノ
ルボルネン構造を有するポリオレフィンやエチレン・プ
ロピレン共重合体の如きオレフィン系ポリマー、塩化ビ
ニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミドの如きア
ミド系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムもあ
げられる。

【００２２】さらにイミド系ポリマーやスルホン系ポリ
マー、ポリエーテルスルホン系ポリマーやポリエーテル
エーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド
系ポリマーやビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリ
デン系ポリマーやビニルブチラール系ポリマー、アリレ
ート系ポリマーやポリオキシメチレン系ポリマー、エポ
キシ系ポリマーや前記ポリマーのブレンド物等の透明ポ
リマーからなるフィルムなどもあげられる。

【００２３】就中、透明性に優れるポリマーからなり、
複屈折による位相差の可及的に小さいフィルムなどが好
ましく用いられる。透明基材の厚さは、適宜に決定しう
るが、一般には強度や取扱性等の作業性、薄層性などの
点より１０〜５００μm、就中３０〜３００μm、特に５
０〜２００μmの厚さとされる。

【００２４】なお図２に例示の如く、必要に応じて設け
る接着層３は、光学層等の他部材に接着することを目的
とし、例えばアクリル系やゴム系、シリコーン系等の粘
着剤やホットメルト系接着剤などの適宜な接着剤にて形
成することができ、透明性や耐候性などに優れるものが
好ましい。

【００２５】本発明による光拡散層は、従来に準じた各
種の目的に用いうる。特にドットマトリクス表示形式の
液晶表示装置の如く所定の間隔で画素を配列してなる表
示装置などに好ましく用いうる。その適用に際しては、
光学層の片面又は両面に光拡散層を設けた光学素子とし
て用いることもできる。

【００２６】本発明による光学素子の例を図３、図４に
示した。４は偏光板、５は位相差板、６はそれら偏光板
４と位相差板５との積層体からなる楕円偏光板である。
従って光学層としては、偏光板や位相差板、それらの積
層体からなる楕円偏光板などの適宜なものであってよ
い。

【００２７】前記の偏光板には適宜なものを用いうる。
ちなみにその例としては、ポリビニルアルコール系フィ
ルムや部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィル
ム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィル
ムの如き親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料
等の二色性物質を吸着させて延伸したもの、ポリビニル
アルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理
物の如き偏光フィルムがあげられる。偏光フィルムの厚
さは、５〜８０μmが一般的であるが、これに限定され
ない。

【００２８】また前記した偏光フィルムの片面又は両面
に耐水性等の保護目的で、ポリマーの塗布層やフィルム
のラミネート層等からなる透明保護層を設けたものなど
もあげられる。透明保護層の形成には、上記した透明基
材で例示のポリマーなどの適宜なものを用いうるが、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
ものが好ましく用いうる。

【００２９】一方、位相差板としても、適宜なものを用
いうる。ちなみにその例としては、上記の透明基材で例
示したポリマーフィルムの一軸や二軸等の適宜な方式に
よる延伸フィルムや液晶ポリマーフィルムなどがあげら
れる。位相差板は、２層以上の延伸フィルムの重畳体な
どとして形成されていてもよい。

【００３０】楕円偏光板は、偏光板と位相差板を積層す
ることにより形成しうる。その場合、光拡散層は少なく
とも偏光板側に設けることが実用性などの点より好まし
い。なお楕円偏光板における偏光板と位相差板は、上記
の接着層などを介して接着積層されていることがズレ防
止等による光学特性の安定性などの点より好ましい。

【００３１】また光学素子における光拡散層は、図３に
例示の如く光学層４に直接付設されていてもよいし、図
４に例示の如く透明基材２と一体化した光拡散シートと
して付設されていてもよい。光拡散シートの場合にも上
記の接着層などを介して光学層と接着積層されているこ
とがズレ防止等による光学特性の安定性などの点より好
ましい。

【００３２】上記のように本発明による光拡散層や光学
素子は、画素を介した表示光の歪が問題となる表示装
置、就中、ノート型やディスクトップ型等のパーソナル
コンピュータにおける液晶表示装置などに好ましく用い
うる。特にＴＦＴ式やＳＴＮ式の液晶表示素子の如く、
表示単位としての画素が遮光部（ブラックマトリクス）
にて等間隔に区切られて所定のピッチで形成され、その
画素ピッチが例えば５０〜５００μmであるドットマト
リクス表示形式の液晶表示装置などに好ましく用いう
る。

【００３３】前記において光拡散層や光学素子は、液晶
表示装置の視認側に設けられるが、その場合、ギラツキ
防止やノングレア作用などの点より光拡散層は、装置の
最表面等の可及的に外表面に位置させることが好まし
い。なお液晶表示装置は、本発明による光拡散層又は光
学素子を少なくとも１層配置する点を除いて特に限定は
なく、従来に準じたものとして形成することができる。

【００３４】

【実施例】実施例１ 紫外線硬化型のウレタンアクリレートモノマー１００部
（重量部、以下同じ）とベンゾフェノン系光重合開始剤
３部からなる紫外線硬化型樹脂に、平均粒径０．５μm
のシリカ粒子１５部と平均粒径１．４μmのシリカ粒子
１０部を加え、粘度調整用溶剤の添加により固形分濃度
を５０重量％としたのち高速撹拌機にて混合し、その混
合液を厚さ５０μmのトリアセチルセルロースフィルム
の片面にバーコータにて塗工して溶剤揮発後、紫外線を
照射して硬化処理し、表面微細凹凸構造で厚さ７μmの
紫外線硬化樹脂皮膜からなる光拡散層を有する光拡散シ
ートを得た。

【００３５】前記の光拡散層は、皮膜内部にてヘイズに
基づき２５％の光拡散性を示し、表面の微細凹凸構造に
おける触針式表面粗さ測定器に基づく中心線平均粗さ
（以下同じ）が０．１２μm、表面粗さ曲線による平均
山谷間隔（以下同じ）が４５μmのものであった。

【００３６】比較例 シリカ粒子として平均粒径２．５μmのものを３部用い
たほかは実施例１に準じて光拡散層を有する光拡散シー
トを得た。その光拡散層はヘイズに基づく内部光拡散性
２％、表面微細凹凸構造における中心線平均粗さ０．４
２μm、平均山谷間隔１２０μmであった。

【００３７】評価試験 実施例１、比較例で得た光拡散シートをノート型パソコ
ン用の液晶表示素子（サイズ１２．１インチ、解像度Ｘ
ＧＡ）の上に設置して表示像を視認した。その場合、実
施例１の光拡散シートを用いた液晶表示装置では、ギラ
ツキが少なく非常に鮮明な表示像が得られたが、比較例
では、ギラツキの度合いが大きくて表示像の鮮明さに劣
るものであった。

【図面の簡単な説明】

【図１】光拡散層例の断面図

【図２】他の光拡散層例の断面図

【図３】光学素子例の断面図

【図４】他の光学素子例の断面図

【符号の説明】

１：紫外線硬化樹脂皮膜からなる光拡散層 １１，１２：微細凹凸構造面 ２：透明基材 ４：偏光板 ５：位相差板 ６：楕円偏光板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 正田 位守 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 Ｆターム(参考） 2H042 BA02 BA04 BA20 2H049 BA04 BA06 BA26 BA27 BB22 BB43 BB63 BC03 BC22 2H091 FA08X FA11X FA31X FA35Y FB04 FB13 FC23 FC25 FC26 FD01 FD06 FD14 GA01 GA13 HA10 LA03 LA16

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面微細凹凸構造の紫外線硬化樹脂皮膜
   からなり、その皮膜が平均粒径０．１〜２μmの粒子を
   含有して皮膜内部においてヘイズに基づき５〜４０％の
   光拡散性を示すと共に、前記の表面微細凹凸構造が中心
   線平均粗さ０．０８〜０．５μm、平均山谷間隔２０〜
   ８０μmの表面粗さを有するものであることを特徴とす
   る光拡散層。
2. 【請求項２】 請求項１において、透明基材の片面又は
   両面に支持されてなる光拡散層。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の光拡散層を光学
   層の片面又は両面に有することを特徴とする光学素子。
4. 【請求項４】 請求項３において、光学層が偏光板、位
   相差板、又はそれらの積層体からなる楕円偏光板である
   光学素子。
5. 【請求項５】 液晶表示素子の視認側に請求項１又は２
   に記載の光拡散層を有することを特徴とする液晶表示装
   置。