JP2000284107A - 光拡散部材及び転写フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光を拡散反射しうる光拡散面を提供する。 【解決手段】 ビーズ含有薄膜樹脂表面の凹凸形状を転
写した面の光拡散面を備える光拡散部材。これにより、
良好な反射特性を有する反射型ＬＣＤ用拡散反射板等に
使用される拡散反射板の微細形状を効率良く製造するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バックライトを必
要としない反射型液晶表示装置や表示装置前面に配置し
移り込みを防止するアンチグレアフィルムや高効率を必
要とされる太陽電池などに使用される光拡散部材、光拡
散部材の製造法及び光拡散部材の製造に使用される転写
フィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイ（以下ＬＣＤと略す）
は、薄型、小型、低消費電力などの特長を生かし、現
在、時計、電卓、ＴＶ、パソコン等の表示部に用いられ
ている。更に近年、カラーＬＣＤが開発されＯＡ・ＡＶ
機器を中心にナビゲーションシステム、ビュウファイン
ダー、パソコンのモニター用など数多くの用途に使われ
始めており、その市場は今後、急激に拡大するものと予
想されている。特に、外部から入射した光を反射させて
表示を行う反射型ＬＣＤは、バックライトが不要である
ために消費電力が少なく、薄型、軽量化が可能である点
で携帯用端末機器用途として注目されている。

【０００３】従来から反射型ＬＣＤにはツイステッドネ
マティック方式並びにスーパーツイステッドネマティッ
ク方式が採用されているが、これらの方式では直線偏光
子により入射光の１／２が表示に利用されないことにな
り表示が暗くなってしまう。そこで、偏光子を１枚に減
らし、位相差板と組み合わせた方式や相転移型ゲスト・
ホスト方式の表示モードが提案されている。図２は、反
射型ＬＣＤの断面図を示すもので、１はガラス基板、２
は薄膜層、３は反射膜、１１はカラーフィルタ、１２は
ブラックマトリクス、１３は透明電極、１４は平坦化
膜、１５は配向膜、１６は液晶層、１７はスペーサ、１
８は位相差フィルム、１９は偏光板である。

【０００４】反射型ＬＣＤにおいて外光を効率良く利用
して明るい表示を得るためには、更にあらゆる角度から
の入射光に対して、表示画面に垂直な方向に散乱する光
の強度を増加させる必要がある。そのために、反射板上
の反射膜を適切な反射特性が得られるように制御するこ
とが必要である。基板に感光性樹脂を塗布しフォトマス
クを用いてパターン化して凹凸を形成し、金属薄膜を形
成して拡散反射板を形成する方法（特開平４−２４３２
２６号公報）が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記の方法では凹凸を
形成するために、各基板ごとにフォトマスクで露光し、
現像する工程があるため、工程が複雑であり、低コス
ト、高生産性とは言えなかった。またフォトマスクでは
現像、ポストベーク等の工程によって凹凸形状が変化し
やすく一定の反射特性を持つ拡散反射板を安定に生産す
ることが難しい。さらに反射特性を向上させる目的で、
凹凸の高さを複数もつ拡散反射板を得たい場合、前記の
方法では複数回の感光性樹脂の塗布、露光、現像が必要
であるため工程がより煩雑となる。本発明は、製造効率
が高く、反射型ＬＣＤ用拡散反射板等の光拡散特性を良
好にする光拡散面を持つ光拡散部材、その製造に使用さ
れる転写フィルムを提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の光拡散部材は、
ビーズ含有薄膜樹脂表面の凹凸形状を転写した面の光拡
散面を備える。また本発明の光拡散部材は、ビーズ含有
薄膜樹脂表面の凹凸形状を転写した面を転写した面の光
拡散面を備える。光拡散面には反射膜を形成することが
できる。本発明の光拡散部材は、反射膜を形成した時の
光拡散面の反射光強度（Ｒ）と、完全拡散面の反射光強
度（Ｒ０）との比（Ｒ／Ｒ０）が、拡散方向６０度以上
の領域で１未満となり、拡散方向１５度で１以上とな
る。ビーズ含有薄膜樹脂表面の凹凸形状は、平均ピッチ
０．７〜１５０μｍであることが好ましい。前記の光拡
散面が形成された仮支持体に、薄膜層を積層し、薄膜層
の仮支持体に積層されていない面が被転写基板への接着
面を構成する転写フィルムとすることができる。本発明
により、前記の光拡散面が形成された反射型液晶ディス
プレイ用拡散反射板、アンチグレアフィルム、太陽電池
用光拡散板が提供される。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の反射型ＬＣＤ用拡散反射
板等の光拡散面の形成方法によれば、基板の凹凸形成予
定面に薄膜層を形成しておき、その薄膜層に対してビー
ズ含有薄膜樹脂表面を押しあてることによって、フォト
マスクでパターニングする方法よりも工程が単純かつ低
コストで表面に多数の微細な凹凸を有する光拡散面を形
成できる。これに更に金属薄膜等の反射膜を形成すれば
所望の拡散反射板が得られる。また、反射膜の代わりに
光拡散面を形成する媒質間に屈折率差を備えさせられれ
ば、所望の光拡散板が得られる。

【０００８】また、ビーズ含有薄膜樹脂に薄膜層を積層
する工程、前記基板の凹凸形成予定面に前記薄膜層を転
写する工程は、フォトマスクでパターニングする方法よ
りも単純で、低コストに表面に多数の微細な凹凸を有す
る薄膜層を形成できる。これに更に金属薄膜等の反射膜
を形成すれば所望の拡散反射板が得られる。また、反射
膜の代わりに光拡散面を形成する媒質間に屈折率差を備
えさせられれば、所望の光拡散板が得られる。

【０００９】また、ビーズ含有薄膜樹脂を押し当てるこ
とによって表面に多数の微細な凹凸を有する状態に加工
処理されたベースフィルム、薄膜層、カバーフィルムが
順次積層された転写フィルムを用いて、カバーフィルム
を剥がしながら基板に薄膜層が接するようにラミネート
して基板上に薄膜層とベースフィルムを積層し、前記ベ
ースフィルムを剥離することで基板上に表面に多数の微
細な凹凸を有する薄膜層を形成できる。これに更に金属
薄膜等の反射膜を形成すれば所望の拡散反射板が得られ
る。また、反射膜の代わりに光拡散面を形成する媒質間
に屈折率差を備えさせられれば、所望の光拡散板が得ら
れる。また、あらかじめ薄膜層とベースフィルムの間に
反射膜を積層した転写フィルムを用いて、カバーフィル
ムを剥がしながら基板に薄膜層が接するようにラミネー
トし、基板上に薄膜層、反射膜、ベースフィルムを積層
し、前記ベースフィルムのみを剥離すると所望の拡散反
射板が得られる。

【００１０】また、ベースフィルムに、変形可能な下塗
り層を設け、この層にビーズ含有薄膜樹脂を押し当てる
工程、下塗り層を硬化する工程により形成したものをベ
ースフィルムの代わりに用いてもよい。ビーズ含有薄膜
樹脂は、その表面の凹凸形状を使うために用いるので転
写によって複数回の使用が可能となる。これにより、ビ
ーズ含有薄膜樹脂そのものを用いる場合より安価に光拡
散面を製造できる。また、転写により金属メッキを施し
にくい、例えばガラス表面等の基材表面に光拡散面を効
率よく製造できる。

【００１１】ビーズ含有薄膜樹脂は、シート状、ベルト
状またはロール状または巻物状または曲面の一部等の基
材の表面に全面または必要な部分に多数の微細な凹凸が
形成されたものを用いることができ、加圧装置に貼り付
けたり、凹凸を形成する面と加圧装置との間に挟み込ん
で用いてもよい。押し当てる工程で熱、光等を与えても
よい。また、ベルト状、ロール状、巻物状金属メッキ膜
をシームレスに形成することで、光拡散面も容易にシー
ムレス化が可能である。ビーズ含有薄膜樹脂表面の凹凸
の程度は、通常、薄膜層を硬化することで変形すること
を考慮し設計する必要がある。薄膜層の硬化による変形
率をａとすると、薄膜層の硬化後の形状として、凹部と
凸部の高さの差が０．１μｍ〜１５μｍ、さらには、
０．１μｍ〜５μｍ、凸部のピッチが０．７μｍ以上１
５０μｍあるいは画素ピッチのいずれか小さい方以下、
さらには２μｍ以上１５０μｍあるいは画素ピッチのい
ずれか小さい方以下であることが好ましい。

【００１２】図１は本発明の光拡散面を備えた拡散反射
板の断面図、図３は本発明の光拡散面の形成に使用され
るビーズ含有薄膜樹脂の断面図、図４は本発明の光拡散
面の形成に使用されるビーズ含有薄膜樹脂の断面図、図
５は本発明の光拡散面の形成に使用されるビーズ含有薄
膜樹脂の断面図であり、１はガラス基板、２はビーズ含
有薄膜樹脂、３は反射膜、４は薄膜層、５は化学的に安
定な薄膜、６は芯材である。

【００１３】図７に本発明の拡散反射板の反射特性の測
定装置を示す。反射光線２１と入射光線２２のなす角度
をθとすると、必要とされるθの範囲で拡散反射板の法
線方向で観測される輝度すなわち反射強度を大きくすれ
ば反射特性に優れる拡散反射板が得られる。必要とされ
るθの範囲が−６０°〜６０°である場合、図８に示す
ような凹曲面で凹凸が形成されている拡散反射板は、図
９に示したように凹部と凸部の高さＨと、凸部のピッチ
Ｐの関係がＰ＝７×Ｈの関係式で示される直線付近であ
れば、反射特性に優れる拡散反射板が得られる。また、
θが−１５°〜１５°の場合は、Ｐ＝３０×Ｈの関係式
で示される直線付近であれば反射特性に優れる拡散反射
板が得られる。このことは、法線に対し拡散反射を６０
度の範囲の光源で得ようとし、さらに１５度の範囲でよ
り強く得ようとする場合、Ｐ＝７×Ｈの関係式とＰ＝３
０×Ｈの関係式で示される２つの直線付近の領域を複合
した形状にできればよいことを示す。むろん、前述の２
つの直線付近の範囲にすべての凹凸が含まれるとは限定
しない。なぜなら凹凸形状作製プロセス上複数の形状が
形成されることは当然であるからである。また、液晶層
のギャップ均一性や光の干渉の影響を考慮しなければな
らない。

【００１４】したがって、ビーズ含有薄膜樹脂表面の凹
凸の程度は、凸曲面で凹部と凸部の高さの差が０．１×
ａμｍ〜１５×ａμｍ、さらには、０．１×ａμｍ〜５
×ａμｍ、凸部のピッチが０．７μｍ以上１５０μｍあ
るいは画素ピッチのいずれか小さい方以下、さらには２
μｍ以上１５０μｍあるいは画素ピッチのいずれか小さ
い方以下であることが好ましい。ａの値は、薄膜層の材
質により異なり、例えば、２であったり、１あるいは
０．７であることもある。以上は図８に示すような凹曲
面で拡散反射板の凹凸を形成した場合の例であるが、図
１０に示すような凹凸複合の曲面で拡散反射板の凹凸を
形成した場合、法線に対し６０度以内の光源からの拡散
反射は、図１１に示すような凹部と凸部の高さＨと、凸
部のピッチＰの関係がＰ＝３．５×Ｈの関係式で示され
る直線付近であれば反射特性に優れる。凹凸形状は、面
内に周期的に並んでいる必要はなく、不規則であっても
よい。またＬＣＤの場合、画素ピッチと異なる周期性が
凹凸形状にあるとモアレが発生するので、凹凸の周期性
は、画素ピッチと同じかまたは整数で割れる周期、ある
いは不規則な配列で凹凸が並んでいることが好ましい。
なお、ビーズ含有薄膜樹脂表面の凹凸形状は不規則な配
列で並んでいるので、故意に周期性をつけない限りＬＣ
Ｄに用いてモアレが発生することはない。

【００１５】また、凹凸の面形状は特に限定されない
が、複合平面だけでなく凹曲面あるいは凸曲面、凹凸複
合の曲面、さらには球面や放物面に近似した凹曲面ある
いは凸曲面、凹凸複合の曲面であることが好ましい。な
ぜなら、曲面とすることで、より広範囲の光源位置から
の拡散光を期待できるからである。

【００１６】特に反射型ＬＣＤ用拡散反射板の場合、Ｌ
ＣＤセル内に光拡散面を形成する必要から、平均高低差
Ｈは、セルギャップやΔｎｄを考慮し、小さいほど好ま
しい。しかし、凸部のピッチＰを、光の干渉が生じるほ
ど小さくはできないので、前述のＰとＨの関係式から、
平均高低差Ｈの下限が求まる。以下では、理解しやすい
ようにθを絶対値で論じる。ＬＣＤセルの屈折率ｎは、
その構造により異なり、例えばｎ＝１．３の場合必要と
される拡散方向θは、５０．３度未満の領域である。５
０．３度以上の拡散方向は、ＬＣＤセルと大気の界面で
全反射を起こす。したがって、５０．３度以上の拡散方
向の反射強度Ｒを低く抑え、５０．３度未満の反射強度
Ｒを高める必要がある。例えばｎ＝１．５の場合必要と
される拡散方向θは、４１．８度未満の領域である。４
１．８度以上の拡散方向は、ＬＣＤセルと大気の界面で
全反射を起こす。したがって、４１．８度以上の拡散方
向の反射強度Ｒを低く抑え、４１．８度未満の反射強度
Ｒを高める必要がある。一般に人がＬＣＤをみる場合、
ＬＣＤの正面から見る。この場合、人の目のある方向か
らＬＣＤへ入射する光は少なく、人の目のある方向から
１０度以上の角度をなす方向からの入射光が多い。例え
ば、ｎ＝１．５の場合、２２．８度の大気からの入射光
がＬＣＤセルと大気の界面通過で１５度となる。したが
って、ＬＣＤセル内に形成する拡散反射板のθ＝１５度
方向付近の反射強度Ｒを特に高める必要がある。例え
ば、ｎ＝１．３の場合、１９．７度の大気からの入射光
がＬＣＤセルと大気の界面通過で１５度となる。したが
って、ＬＣＤセル内に形成する拡散反射板のθ＝１５度
方向付近の反射強度Ｒを特に高める必要がある。反射型
ＬＣＤ用拡散反射板に用いる光拡散面を製造するには、
以上のような反射強度特性を鑑み、関係式をたて、平均
高低差Ｈと、ピッチＰを設計する必要がある。

【００１７】本発明のビーズ含有薄膜樹脂面は、ＰＥＴ
等のプラスチック、金属、金属酸化膜等に形成される。
ビーズ含有薄膜樹脂表面の凹凸の制御は、通常、ビーズ
粒径、樹脂膜厚、ビーズ濃度で制御する。

【００１８】ビーズ含有薄膜樹脂面の表面を保護する目
的で、化学的に安定な薄膜をビーズ含有薄膜樹脂表面に
積層することも可能である。この場合、耐摩耗性の向上
をはかる目的であってもよい。また、十分な硬さを備え
る目的であってもよい。ビーズ含有薄膜樹脂面が、摩耗
しやすい材質で形成されている場合、化学的に安定な薄
膜は、ビーズ含有薄膜樹脂面の寿命を延ばすために、必
要となる。化学的に安定な薄膜は、ニッケル膜、クロム
膜等の金属膜あるいは、酸化金属膜等がある。化学的に
安定な薄膜の形成方法は、メッキ、真空蒸着、スパッ
タ、ＣＶＤ、陽極酸化等がある。

【００１９】以上反射型ＬＣＤ表示装置で説明したが、
本発明の光拡散面は外部光線を拡散させることが必要な
デバイスに用いることが出来る。例えば太陽電池の効率
向上を目的とした拡散反射板の光拡散面がある。例えば
ディスプレイ表面の写り込みを防止することを目的とし
たアンチグレア処理表面がある。さらに、これらの製造
に使用される転写フィルムの光拡散面がある。図１３
は、太陽電池の断面図であり、３０は半導体層、３１は
透明電極である。

【００２０】

【実施例】実施例１ 図６により説明する。鋼管表面に５μｍシリカを５０％
含有させた２０μｍのアクリル樹脂膜を形成し、微細形
状のロール原盤とした。次に、ベースフィルムに厚さ１
００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを用
い、このベースフィルム上に下記組成の感光性樹脂組成
物を溶剤（プロピレングリコールモノエチルエーテルア
セテート）で溶解し、コンマコーターで２０μｍの膜厚
になるよう塗布乾燥した。次にロール原盤を押しあて紫
外線を照射し光硬化性樹脂を硬化しロール原盤を分離
し、不規則な凹凸形状を光硬化性樹脂層（下塗り層）の
表面に形成した。次に光硬化性樹脂層（下塗り層）上に
下記薄膜層形成用溶液をコンマコーターで２μｍの膜厚
になるよう塗布乾燥し、カバーフィルムとしてポリエチ
レンフィルムを被覆して転写フィルムを得た。

【００２１】次に、この転写フィルムのカバーフィルム
を剥がしながら、薄膜層がガラス基板に接する様にラミ
ネータ（ロールラミネータＨＬＭ１５００、日立化成テ
クノプラント社製）を用いて基板温度９０℃、ロール温
度８０℃、ロール圧力７ｋｇ／平方ｃｍ、速度０．５ｍ
／分でラミネートし、ガラス基板上に薄膜層、光硬化性
樹脂層（下塗り層）、ベースフィルムが積層された基板
を得た。次に、光硬化性樹脂層（下塗り層）、ベースフ
ィルムを剥離し、ガラス基板上に不規則な凹凸形状の表
面の薄膜層を得た。次に、オーブンで２３０℃、３０ｍ
ｉｎの熱硬化をし、真空蒸着法で、アルミニウム薄膜を
０．２μｍの膜厚になるよう積層し反射層を形成した。
図１２には方位角（φ）を一定とした場合の反射強度
（標準白色板に対する相対強度）の入射角度依存性を示
す。入射角度−６０°〜６０°の範囲で十分な反射強度
が得られ、反射特性にすぐれた拡散反射板を得ることが
できることが分かった。 感光性樹脂溶液（％は重量％）： アクリル酸ーブチルアクリレートービニルアセテート共重合樹脂 ３３％ ブチルアクリレート（モノマー） ５３％ ビニルアセテート（モノマー） ８％ アクリル酸（モノマー） ２％ ヘキチンジオールアクレレート（モノマー） １％ ベンゾインイソブチルエーテル（光開始剤） ３％ 薄膜層形成用溶液：ポリマーとしてスチレン、メチルメ
タクリレート、エチルアクリレート、アクリル酸、グリ
シジルメタクリレート共重合樹脂を用いた（ポリマー
Ａ）。分子量は約３５０００、酸価は１１０である。部
は重量部（以下同じ）。 （ポリマー） ポリマーＡ ７０部 （モノマー） ペンタエリスリトールテトラアクリレート ３０部 （光開始剤） イルガキュアー３６９（チバスペシャルティーケミカルズ） ２．２部 Ｎ，Ｎ−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン ２．２部 （溶剤） プロピレングリコールモノメチルエーテル ４９２部 （重合禁止剤） ｐ−メトキシフェノール ０．１部 （界面活性剤） パーフルオロアルキルアルコキシレート ０．０１部

【００２２】

【発明の効果】本発明の反射型液晶表示装置等の光拡散
部材では、良好な反射特性を有する拡散反射板等の光拡
散部材を効率良く製造することができ、かつ微細形状の
凹凸をあらかじめ任意に適切に設定しておくことによっ
て、反射特性を自由に制御でき、かつ再現性のよい反射
特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光拡散面を用いた拡散反射板の断面
図。

【図２】 反射型ＬＣＤの断面図。

【図３】 本発明の光拡散面の形成に使用されるビーズ
含有薄膜樹脂の断面図。

【図４】 本発明の光拡散面の形成に使用されるビーズ
含有薄膜樹脂の断面図。

【図５】 本発明の光拡散面の形成に使用されるビーズ
含有薄膜樹脂の断面図。

【図６】 本発明の光拡散面を形成した転写フィルム、
転写フィルムで形成した拡散反射板の製造工程を示す断
面図。

【図７】 本発明の光拡散面の反射光特性を測定する装
置の斜視図。

【図８】 本発明による拡散反射板の断面図。

【図９】 本発明の図８に示す拡散反射板の正面と光源
がなす角度と凹凸部の高さの差と凸部のピッチとの関係
を示す図。

【図１０】 本発明による拡散反射板の断面図。

【図１１】 本発明の図１０に示す拡散反射板の正面と
光源がなす角度と凹凸部の高さの差と凸部のピッチとの
関係を示す図。

【図１２】 本発明の実施例１の拡散反射板の反射特性
の入射角依存性を示すグラフ。

【図１３】 太陽電池の断面図。

【符号の説明】

１．ガラス基板 ２．ビーズ含有薄膜樹脂 ３．反射膜 ４．薄膜層 ５．化学的に安定な薄膜 ６．芯材 ７．ベースフィルム ８．カバーフィルム ９．下塗り層 １２．アンチグレアフィルム １３．画素電極 １４．薄膜トランジスタ １５．配向膜 １６．液晶層 １７．スペーサ １８．位相差フィルム １９．偏光板 ２０．試料 ２１．反射光線 ２２．入射光線 ２３．輝度計 ３０．半導体層 ３１．透明電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高根 信明 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社筑波開発研究所内 (72)発明者 木沢 桂子 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社筑波開発研究所内 Ｆターム(参考） 2H042 BA05 BA15 BA16 BA20 DA02 DA11 DC02 DC12 DD01 DE00 DE03 2H091 FA11X FA14Y FA31Y FA37X FB02 FC01 FD06 GA12 LA12 LA16

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビーズ含有薄膜樹脂表面の凹凸形状を転
   写した面の光拡散面を備える光拡散部材。
2. 【請求項２】 ビーズ含有薄膜樹脂表面の凹凸形状を転
   写した面を転写した面の光拡散面を備える光拡散部材。
3. 【請求項３】 光拡散面に反射膜を形成した請求項１又
   は２記載の光拡散部材。
4. 【請求項４】 反射膜を形成した時の光拡散面の反射光
   強度（Ｒ）と、完全拡散面の反射光強度（Ｒ０）との比
   （Ｒ／Ｒ０）が、拡散方向６０度以上の領域で１未満と
   なり、拡散方向１５度で１以上となる請求項１〜３各項
   記載の光拡散部材。
5. 【請求項５】 ビーズ含有薄膜樹脂表面の凹凸形状が、
   平均ピッチ０．７〜１５０μｍである請求項１〜４各項
   記載の光拡散部材。
6. 【請求項６】 請求項１〜５記載の光拡散面が形成され
   た仮支持体に、薄膜層が積層されており、前記薄膜層の
   前記仮支持体に積層されていない面が被転写基板への接
   着面を構成する転写フィルム。
7. 【請求項７】 請求項１〜５各項記載の光拡散面が形成
   された反射型液晶ディスプレイ用拡散反射板。
8. 【請求項８】 請求項１〜５各項記載の光拡散面が形成
   されたアンチグレアフィルム。
9. 【請求項９】 請求項１〜５各項記載の光拡散面が形成
   された太陽電池用光拡散板。