JP2001159703A

JP2001159703A - 光拡散フィルム、面光源装置及び液晶表示装置

Info

Publication number: JP2001159703A
Application number: JP34444399A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Mazaki; 忠宏真崎
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1999-12-03
Filing date: 1999-12-03
Publication date: 2001-06-12

Abstract

(57)【要約】【課題】帯電を防止して粉塵等の付着を防ぎ、光を拡
散する光拡散フィルムと、それを使用した面光源装置及
び液晶表示装置を提供する。【解決手段】基材層１１と、導電性微粒子１２ｂを含
む帯電防止層１２と、表面に不規則な凹凸形状を有する
拡散層１３からなる光拡散フィルム１０により、静電気
の帯電を防止し、粉塵等の付着を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、防塵性に優れた光
学フィルムに関し、特に、光拡散フイルムとそれを用い
た面光源装置及び液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の光学フイルムは、面光源
装置として組み立てるとき等に、光学フィルムを必要な
寸法に裁断する工程（チップ抜き工程）や光学フィルム
自体の取り扱い時に発生した静電気が光学フィルムに帯
電し、粉塵等による汚れ，異物付着が生じていた。この
対策として、従来は、界面活性剤タイプの帯電防止剤を
光学フィルムの内部に添加したり、光学フィルムの表面
に塗布して、帯電防止を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、光学フィルム
の内部に帯電防止剤を添加する方法では、帯電防止剤を
添加した層と基材フィルムとの密着性，接着性が低下す
るという問題があった。また、光学フィルムの表面に帯
電防止剤を塗布する方法では、光学的に必要な凹凸形状
を有するため、その表面に帯電防止剤を均一に薄く塗布
することが困難であり、外観ムラの原因になるという問
題があった。更に、界面活性剤タイプの帯電防止剤は、
空気中の水分と吸着して帯電防止効果を発生するので、
冬場等の低湿度雰囲気では、充分な効果を得ることがで
きないという問題もあった。

【０００４】これらの問題を解決するために、特開平１
１−１４８０７号公報は、レンズフィルムに導電性微粒
子を分散した帯電防止層を設けて、静電気の帯電を防止
する手法を開示している。しかし、特開平１１−１４８
０７号公報のレンズフィルムは、面光源として使用する
ときには、光拡散フィルムが必要であり、この光拡散フ
ィルムに静電気が帯電して、上述した問題が再発すると
いう問題があった。

【０００５】本発明の課題は、帯電を防止して粉塵等の
付着を防ぎ、光を拡散する光拡散フィルムと、それを使
用した面光源装置及び液晶表示装置を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下のような
解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容
易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付
して説明するが、これに限定されるものではない。すな
わち、請求項１の発明は、透明な基材フィルム（１１）
と、前記基材フィルム上に設けられ、表面に不規則な凹
凸形状を有する拡散層（１３）と、静電気の帯電を防止
する帯電防止層（１２）とを備える光拡散フィルム（１
０）である。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１に記載の光拡
散フィルムにおいて、前記帯電防止層（１２）は、導電
性微粒子（１２ｂ）を含むことを特徴とする光拡散フィ
ルム（１０）である。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
に記載の光拡散フィルムにおいて、前記帯電防止層（１
２）は、樹脂組成物からなるバインダ（１２ａ）に前記
導電性微粒子（１２ｂ）を分散した層であることを特徴
とする光拡散フィルム（１０）である。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１から請求項３
までのいずれか１項に記載の光拡散フィルムにおいて、
前記帯電防止層（１２）は、前記基材フィルムの少なく
とも一方の面上にあることを特徴とする光拡散フィルム
（１０）である。

【００１０】請求項５の発明は、請求項１から請求項４
までのいずれか１項に記載の光拡散フィルムにおいて、
前記帯電防止層（４４）は、前記拡散層（４４）と一体
であることを特徴とする光拡散フィルムである。

【００１１】請求項６の発明は、光源（２１）と、前記
光源の光を投光面から所定の方向に面投光する面投光手
段（２２，２３，２４）と、前記投光面側に配置された
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光拡
散フィルム（１０）とを備える面光源装置（２０）であ
る。

【００１２】請求項７の発明は、光源（２１）と、前記
光源の光を投光面から所定の方向に面投光する面投光手
段（２２，２３，２４）と、前記投光面側に配置された
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光拡
散フィルム（１０）と、前記光拡散フィルムの出光面側
に配置された、透過型の液晶表示素子（３０，３１，３
２）とを備える液晶表示装置（３５）である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面等を参照して、本発明
の実施の形態について、さらに詳しく説明する。（第１実施形態）図１は、本発明による光拡散フィルム
の第１実施形態を示す図である。光拡散フィルム１０
は、基材フィルム１１と、帯電防止層１２と、拡散層１
３とからなる。

【００１４】基材フィルム１１は、透明なフィルムであ
り、セルローストリアセテート、ポリエステル、ポリア
ミド、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリメチルペンテ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリメタ
アクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリウレタン等
の熱可塑性樹脂の延伸又は未延伸フィルムを使用するこ
とができる。基材フィルム１１の厚みは、フイルムがも
つ剛性にもよるが、５０〜２００μｍのものが、加工性
等の取扱い面からいって好ましい。また、帯電防止層１
２を設ける面は、コロナ放電処理等の易接着処理を施す
ことが、積層する他の層との接着を強固に安定化するた
めに好ましい。

【００１５】帯電防止層１２は、熱可塑性樹脂や反応硬
化性樹脂組成物を主成分とするバインダ１２ａと、導電
性微粒子１２ｂとからなる透明導電性樹脂を塗布するこ
とにより形成した。

【００１６】帯電防止層１２のバインダ１２ａは、基材
フィルム１１との接着性がよく、樹脂組成物としての耐
光性があり、耐湿性があり、また、帯電防止層１２の上
に設ける拡散層１３との接着性がよいものから選択する
とよい。熱可塑性樹脂を主成分とするバインダ１２ａを
選択する場合は、線状ポリエステル、ポリウレタン、ア
クリル系樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアミド、塩
化ビニル・酢酸ビニル系共重合体等に、必要に応じて可
塑剤や光安定剤を加えたものから選択するとよい。反応
硬化性樹脂を主成分とするバインダ１２ａを選択する場
合は、ポリエステルポリオール・ポリイソシアネート、
ポリエーテルポリオール・ポリイソシアネート、ポリア
クリルポリール系ポリオール・ポリイソシアネート、エ
ポキシ・ポリイソシアネートの他、電離放射線硬化型樹
脂を使用することもできる。これらの内、ポリイソシア
ネートには、芳香族及び／又は脂肪族のジイソシアネー
トやトリイソシアネートがよい。

【００１７】帯電防止層１２の導電性微粒子１２ｂは、
アンチモン含有酸化スズ（以下、ＡＴＯ）や、スズ含有
酸化インジウム（ＩＴＯ）等の超微粒子を使用する。こ
れらの導電性微粒子１２ｂを、バインダ１２ａ：１００
ｇに対して、導電性微粒子１２ｂ：０．１〜１０ｇの割
合で混合して、透明導電性樹脂として使用する。導電性
微粒子１２ｂの割合が上記値よりも低くなると、透明導
電性樹脂の帯電防止性能が低下し、逆に上記値よりも高
くなると、透明性が低下するため、透明導電性樹脂は、
上記割合を目安に混合される。

【００１８】帯電防止層１２は、層厚０．５〜５μｍの
範囲で塗布する。好ましくは、１〜３μｍがよい。層厚
が０．５μｍより薄くなると、帯電防止性能が低下し、
５μｍより厚くなると、透明性が低下するため、透明導
電性樹脂は、上記範囲の層厚で塗布する。塗布の方法
は、ロールコート、グラビアコート、バーコート、押出
しコート等により塗料の特性、塗布量に応じて従来より
公知の方法で形成することができる。

【００１９】また、帯電防止層１２が、基材フィルム１
１と強固に接着しなかったり、寒熱、吸脱湿等の外的影
響で接着力が低下するときは、基材フィルム１１と、帯
電防止層１２との間に、両材料に対して接着性の高いプ
ライマ層を設けてもよいし、バインダ１２ａを適宜選択
して、帯電防止層１２にプライマ層の作用を付加しても
よい。

【００２０】拡散層１３は、多価アルコール等の多官能
化合物の（メタ）アクリレート（以下、本明細書では、
アクリレートとメタアクリレートとを（メタ）アクリレ
ートと記載する。）等のオリゴマー又はプレポリマー及
び反応性の希釈剤を比較的多量に含むものから構成す
る。上記希釈剤としては、エチル（メタ）アクリレー
ト、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、
ビニルトルエン、Ｎ−ビニルピロリドン等の単官能モノ
マー、並びに多官能モノマー、例えばトリメチロールプ
ロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール
（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ
（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）
アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）
アクリレート、１，６ヘキサンジオールジ（メタ）アク
リレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレ
ート等がある。

【００２１】更に、上記の電離放射線硬化型樹脂を紫外
線硬化型樹脂として使用するときは、これらの中に光重
合開始剤として、アセトフェノン類、ベンゾフェノン
類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、αーアミロキシ
ムエステル、チオキサントン類や、光増感剤としてｎ−
ブチルアミン、トリエチルアミン、トリｎ−ブチルホス
フィン等を混合して使用する。

【００２２】上記の電離放射線硬化型樹脂には、次の反
応性有機ケイ素化合物を含ませることもできる。Ｒ_mＳ
ｉ（０Ｒ′）_nで表せる化合物であり、ここでＲ、Ｒ′
は、炭素数１〜１０のアルキル基を表し、ｍ＋ｎ＝４で
あり、そしてｍ及びｎは、それぞれ整数である。更に具
体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラ
ン、テトラ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−
プロポキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシシラン、テト
ラ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラ−ｔｅｒｔ−ブト
キシシラン、テトラペンタエトキシシラン、テトラペン
タ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、テトラペンタ−ｎ−プ
ロポキシシラン、テトラペンタ−ｎ−ブトキシシラン、
テトラペンタ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラペンタ
−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシ
シラン、メチルトリブトキシシラン、ジメチルジメトキ
シシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルエトキ
シシラン、ジメチルメトキシシラン、ジメチルプロポキ
シシラン、ジメチルブトキシシラン、メチルジメトキシ
シラン、メチルジエトキシシラン、ヘキシルトリメトキ
シシラン等があげられる。

【００２３】拡散層１３は、上記の反応硬化型樹脂ばか
りでなく、熱可塑性樹脂を用いて形成することもでき
る。例えば、メチルメタアクリレート、エチルメタアク
リレート等のアクリル樹脂、、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポ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、ポリカーボネートや、ポリス
チレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリ
ハイドロカーボン、６，６ナイロン、６ナイロン等のポ
リアミド、エチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポ
リイミド、ポリスルホン、ポリ塩化ビニル、アセチルセ
ルロース等の熱可塑性樹脂から選択できる。

【００２４】拡散層１３は、凹部の厚みｈが０．５〜３
μｍの塗膜が全面を覆うように設けることが好ましい。
この場合、導電性微粒子１２ｂの内、帯電防止層１２の
上に突出したものは、拡散層１３が帯電防止層１２の上
に形成されるために、光を拡散するような光学特性の変
化は、認められない。しかしながら、レンズ層の凹部の
厚みｈは、４μｍ以下であることが好ましく、５μｍを
超えると帯電防止の効果が認められなくなる。

【００２５】本実施形態では、各層に対して、上記素材
の中から、以下のものを選択して使用した。基材フィル
ム１１は、ＰＥＴフィルム：Ａ４３００（東洋紡績社
製）の１２５μｍ厚を使用した。帯電防止層１２は、導
電性微粒子１２ｂにＡＴＯ微粒子を使用した透明導電性
樹脂：導電性コート剤（ザ・インクテック社製）を、１
μｍ厚で形成した。拡散層１３は、電離放射線硬化型樹
脂：ＸＤ−８０８（大日精化工業社製）を使用した。

【００２６】光拡散フィルム１０は、基材フィルム１１
に、帯電防止層１２を上記の所定厚に塗布し、充分乾燥
した後、拡散層１３を形成することにより製造した。図
２は、拡散層１３を形成する工程の概略を説明する図で
ある。最初に、拡散面となる不規則な凹凸形状を形成し
てある版胴８８に、ポンプ８７で電離放射線硬化型樹脂
８２をダイヘッド８６に送り、版胴８８に電離放射線硬
化型樹脂８２を均一に押し込む。そして、基材フイルム
１１の面に設けた帯電防止層１２の面と版胴８８とを入
口ニップ８３で密着したものに、電離放射線照射装置８
５〔Ｄバルブ紫外線ランプ（フュージョン社製）〕によ
り電離線を照射し、硬化した電離放射線硬化型樹脂８１
とするとともに帯電防止層１２との接着を行う。そし
て、出口ニップ８４で版胴８８から基材フイルム１１に
形成した拡散層１３を剥離し、光拡散フイルム１０を形
成した。

【００２７】版胴８８は、サンドブラスト法により、光
拡散面となる不規則な凹凸形状を形成された成形型であ
る。具体的には、銅メッキを施したシリンダに、＃６０
のサンドブラスト材を４．９０３×１０⁵Ｐａの圧力で
吹き付け、シリンダ表面に不規則な凹凸形状を形成した
後、表面保護のため、クロムメッキ処理を行い、版胴８
８とした。

【００２８】尚、帯電防止層１２、拡散層１３の形成方
法は、本実施形態において行わなかった方法によっても
よい。帯電防止層１２は、金属酸化物等を蒸着やスパッ
タリング等の方法で形成してもよい。この場合、ＩＴ
Ｏ、ＡＴＯ、金、ニッケル、酸化亜鉛／酸化アルミニウ
ム等から適宜選択して透明基材フィルムに設けて形成す
る。拡散層１３は、熱可塑性樹脂を素材として形成して
もよい。熱可塑性樹脂は、前述した樹脂に、適宜、熱安
定剤、光安定剤等の添加物を加えて使用する。すなわ
ち、基材フイルム１１に設けた帯電防止層１２に必要に
応じて接着を強固にするプライマ層を設けて、加熱溶融
状態で押出しコートして、冷却ロールでレンズ状に賦型
したり、該熱可塑性樹脂層を押出しコート・冷却後、再
加熱・溶融して賦型したりすることによりレンズフイル
ムを形成する。なお、光拡散フイルム１０は、形成後に
保護フィルムをその表面に設けて、積層状態で保存し
た。

【００２９】図３は、本発明の光拡散フィルムを用いた
一例としてエッジ型平面光源である面光源装置２０を設
けた液晶表示装置３５の断面図である。面光源装置２０
は、光源２１、導光板２２、反射フィルム２４、光拡散
フィルム１０等からなっている。導光板２２は、拡散パ
ターン２３を出光面２２ａと対向する面に設け、その側
面に光源２１を備えている。反射フイルム２４は、導光
板２２を囲むように設けられ、不要な方向へ出光する光
線を遮ると共に、所定の方向に光線を反射して戻す役割
を果たしている。導光板２２の出光面２２ａには、光拡
散フィルム１０が、拡散層を出光面１７とし、受光面１
６を出光面２２ａに向けて配置されている。面光源装置
２０の出光側には、下基板３２と上基板３１に挟まれた
液晶層３０からなる透過型の液晶表示素子が設けられて
おり、面光源装置２０は、液晶表示素子を裏面から照明
する。

【００３０】（評価試験）以上のようにして作製した光
拡散フィルム１０の評価を、初期帯電量，正面輝度，外
観の３点について、２つの比較例との対比を行った。比
較例１は、帯電防止層１２を含まない他は、光拡散フィ
ルム１０と全く同一なフィルムである。比較例２は、比
較例１の拡散層上に、界面活性剤タイプの帯電防止剤と
して、エレクトロストリッパーＱＮ（花王株式会社製）
をイソプロピルアルコールで２００倍に希釈して１ｍ²
当たり０．１ｇの割合で塗布したフィルムである。

【００３１】（１）初期帯電量の比較スタティックオネストメータ（ＳＨＩＮＤＯＥＬＥ
ＣＴＲＯＳＴＡＴＩＣ，ＬＴＤ製）を使用して、電極
板距離２０ｍｍ，加圧電圧１０ｋＶで帯電させた後の帯
電量を測定した。（２）正面輝度の比較面光源装置２０の光拡散フィルム１０を、各々のフィル
ムに交換して、正面法線方向より、表面の輝度を輝度計
ＢＭ−７（トプコン社製）により測定し、比較例１の輝
度を１００としたときの輝度を求めた。（３）外観の比較正面輝度測定時に、フィルムを透過した光のムラを目視
して確認した。以上の結果をまとめて、表１に示す。こ
の表より、本実施形態の光拡散フィルム１０は、初期帯
電量が低い値に抑えられていることがわかる。また、光
学特性に及ぼす帯電防止層１２の影響は、無視できるレ
ベルにあるといえる。更に、外観上は、全く影響がな
い。また、冬場の低湿度雰囲気相当の湿度中において
も、光拡散フィルム１０の帯電防止効果は、大きく変化
しなかった。

【００３２】

【表１】

【００３３】本実施形態によれば、導電性微粒子を含む
帯電防止層を設けて静電気の帯電を防止したので、静電
気による粉塵等の付着を防ぐ光拡散フィルムを得られ
る。

【００３４】（変形形態）以上説明した実施形態に限定
されることなく、種々の変形や変更が可能であって、そ
れらも本発明の均等の範囲内である。

【００３５】（１）本実施形態において示した、基材フ
ィルム１１，帯電防止層１２，拡散層１３の配置は、一
例を示したにすぎず、これに限らず、例えば、図４
（Ａ）に示すように、基材フィルム４１Ａの両側に帯電
防止層４１Ａ−１，４１Ａ−２を配置して、その一方の
面に拡散層４３Ａを配置してもよい。また、図４（Ｂ）
に示すように、基材フィルム４１Ｂの両側に帯電防止層
４１Ｂ−１，４１Ｂ−２を配置して、その更に外側の両
面に拡散層４３Ｂ−１，４３Ｂ−２を配置してもよい。
更に、図４（Ｃ）に示すように、拡散層と帯電防止層と
を一体にした導電性を有する拡散層４４を、基材フィル
ム４１Ｃ上に配置してもよい。

【００３６】（２）本実施形態において、拡散層の表面
形状は、サンドブラストによる不規則な凹凸を反映した
形状である例を示したが、これに限らず、例えば、図５
に示すように、小さな単位形状５３を不規則に配置して
もよい。また、図示しないが、複数の異なる形状をした
単位形状を不規則に配置してもよい。

【００３７】（３）本実施形態において、面光源装置２
０は、レンズフィルムを使用せず、光拡散フィルム１０
のみにより、光の制御を行う例を示したが、これに限ら
ず、必要な場合には、別途レンズフィルムを配置しても
よい。この場合、レンズフィルムにも帯電防止層を設け
れば、更に帯電防止効果を高くすることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、帯電を防止して、静電気による粉塵等の付着を防
ぐ光拡散フィルムが得られる。また、レンズフィルムを
使用しないで、光の拡散を行う場合には、低コストで面
光源装置及び液晶表示装置を作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を説明する図である。

【図２】拡散層１３を形成する工程の概略を説明する図
である。

【図３】本発明の光拡散フィルムを用いた液晶表示装置
３５の断面図である。

【図４】各層の配置の変形形態を説明する図である。

【図５】拡散層の変形形態を説明する図である。

【符号の説明】

１０光拡散フィルム１１基材フィルム１２帯電防止層１２ａバインダ１２ｂ導電性微粒子１３拡散層

フロントページの続きＦターム(参考） 2H042 BA02 BA03 BA12 BA20 2H091 FA31Z FB02 FD06 FD14 GA02 LA07 LA16 4F100 AK01C AL05C AR00A AR00C BA03 BA07 BA10A BA10B DD02B DE01C DE01H GB41 JG01C JG01H JG03C JN01A JN06B 5G435 AA00 AA11 BB12 BB15 DD09 EE27 FF03 FF06 FF08 GG24 GG32 HH02 KK07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明な基材フィルムと、前記基材フィルム上に設けられ、表面に不規則な凹凸形
状を有する拡散層と、静電気の帯電を防止する帯電防止層と、を備える光拡散フィルム。
【請求項２】請求項１に記載の光拡散フィルムにおい
て、前記帯電防止層は、導電性微粒子を含むこと、を特徴とする光拡散フィルム。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の光拡散フ
ィルムにおいて、前記帯電防止層は、樹脂組成物からなるバインダに前記
導電性微粒子を分散した層であること、を特徴とする光拡散フィルム。
【請求項４】請求項１から請求項３までのいずれか１
項に記載の光拡散フィルムにおいて、前記帯電防止層は、前記基材フィルムの少なくとも一方
の面上にあること、を特徴とする光拡散フィルム。
【請求項５】請求項１から請求項４までのいずれか１
項に記載の光拡散フィルムにおいて、前記帯電防止層は、前記拡散層と一体であること、を特徴とする光拡散フィルム。
【請求項６】光源と、前記光源の光を投光面から所定の方向に面投光する面投
光手段と、前記投光面側に配置された請求項１から請求項５までの
いずれか１項に記載の光拡散フィルムと、を備える面光源装置。
【請求項７】光源と、前記光源の光を投光面から所定の方向に面投光する面投
光手段と、前記投光面側に配置された請求項１から請求項５までの
いずれか１項に記載の光拡散フィルムと、前記光拡散フィルムの出光面側に配置された、透過型の
液晶表示素子と、を備える液晶表示装置。