JP2002196110A - 光拡散層、光拡散性シート及び光学素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 防眩性を維持しつつ、かつ白ぼけを抑えるこ
とができる光拡散層を提供すること、さらには当該光拡
散層を有する光拡散性シート、当該光拡散性シートが設
けられている光学素子を提供すること。 【解決手段】 表面に微細凹凸形状が形成されている樹
脂皮膜層からなる光拡散層において、前記微細凹凸形状
表面の６０°鏡面光沢度が７０％以下であり、かつ入射
角６０°に対する受光角を３５°〜８５°の範囲で１°
ずつ変化させたときの光沢度分布における、光沢度１％
の受光角広がり（ａ）と光沢度２０％の受光角広がり
（ｂ）の比（ｂ）／（ａ）が０. ０５以上０. ３５以下
であることを特徴とする光拡散層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
（ＬＣＤ）、ＥＬ、ＰＤＰなどにおいて、画面の視認性
の低下を抑えるために用いられている光拡散層、さらに
は当該光拡散層を有する光拡散性シート、当該光拡散性
シートが設けられている光学素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＬＣＤなどの画像表示装置は、表
示装置表面に蛍光燈などの室内照明、窓からの太陽光の
入射、操作者の影などの写り込みにより、画像の視認性
が妨げられる。そのため、ＬＣＤ表面には、画像の視認
性を向上するために、表面反射光を拡散し、外光の正反
射を抑え、外部環境の写り込みを防ぐことができる（防
眩性を有する）微細凹凸構造を形成させた光拡散層が設
けられている。光拡散層の形成方法としては、構造の微
細化が容易なこと、また生産性がよいことから微粒子を
分散した樹脂をコーティングして樹脂皮膜層を形成する
方法が主流となっている。

【０００３】しかし、高精細（１２０ｐｐｉ以上）なＬ
ＣＤ等に装着される高ヘイズな光拡散層では、表面散乱
が起こり、黒色表示時に表示画面が白っぽくなる、いわ
ゆる白ぼけにより、画面表示のコントラストが低下する
という問題が生じる。

【０００４】たとえば、特開平ｌ０−２０１０３号公報
には、防眩性等を改善した光拡散層として、光拡散層表
面の６０°光沢度に着目し、これを９０％以下としたも
のが開示されているが、当該公報では、平均粒子径の小
さな粒子を大量に使用しているため、白ぼけが生じる。
国際公開ＷＯ９５／３１７３７号公報においても、光拡
散層表面の６０°光沢度を９０％以下とすることが開示
されているが、当該公報に記載の光拡散層も白ぼけが十
分に改善されているとはいえない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高精細なＬ
ＣＤに適用した場合にも防眩性を維持しつつ、かつ白ぼ
けを抑えることができる光拡散層を提供することを目的
とする。さらには当該光拡散層を有する光拡散性シー
ト、当該光拡散性シートが設けられている光学素子を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す特性を有
する光拡散層により前記目的を達成できることを見出
し、本発明を完成するに到った。

【０００７】すなわち、本発明は、表面に微細凹凸形状
が形成されている樹脂皮膜層からなる光拡散層におい
て、前記微細凹凸形状表面の６０°鏡面光沢度が７０％
以下であり、かつ入射角６０°に対する受光角を３５°
〜８５°の範囲で１°ずつ変化させたときの光沢度分布
における、光沢度１％の受光角広がり（ａ）と光沢度２
０％の受光角広がり（ｂ）の比（ｂ）／（ａ）が０. ０
５以上０. ３５以下であることを特徴とする光拡散層、
に関する。

【０００８】本発明では、前記微細凹凸形状表面の６０
°鏡面光沢度を７０％以下とすることにより、写り込み
を防止しており防眩性が良い。前記６０°鏡面光沢度は
防眩性の点からは５０％以下とするのが好ましい。な
お、前記６０°鏡面光沢度は２０％以上である。

【０００９】また、光沢度分布における前記受光角広が
りの比（ｂ）／（ａ）を前記範囲とすることにより微細
凹凸形状表面の反射光拡散性を制御でき、白ぼけのない
表示画面を実現できる。前記比（ｂ）／（ａ）は、０.
１以上０. ３５以下とするのが好ましい。

【００１０】また前記光拡散層において、前記微細凹凸
形状表面は、入射角６０°に対する受光角４５°におけ
る光沢度（ｘ）と受光角６０°における光沢度（ｙ）と
の比（ｘ）／（ｙ）が０. ００３以上０. ０５以下であ
ることが好ましい。

【００１１】前記光沢度の比（ｘ）／（ｙ）を前記範囲
とすることにより微細凹凸形状表面の反射光拡散性を制
御でき、より白ぼけのない表示画面を実現できる。前記
比（ｘ）／（ｙ）は、０. ００６以上０. ０５以下とす
るのがより好ましい。

【００１２】図２は、前記光沢度分布の一例を示すもの
であり、入射角６０°における受光角に対する光沢度は
略正規分布に従う。図２の（ａ）は光沢度１％の受光角
広がり、（ｂ）は光沢度２０％の受光角広がりを示す。
また、（ｘ）は受光角４５°における光沢度、（ｙ）は
受光角６０°における光沢度を示す。なお、（ｙ）光沢
度は、６０°鏡面光沢度と同じである。

【００１３】前記光拡散層において、樹脂皮膜層が微粒
子を含有しており、かつ樹脂皮膜層の表面凹凸形状が微
粒子によって形成されていることが好ましい。また、樹
脂皮膜層に含有される微粒子は有機系微粒子であること
が好ましい。さらには、樹脂皮膜層が紫外線硬化型樹脂
により形成されていることが好ましい。

【００１４】微粒子を用いることにより、前記光沢特性
のもの容易に調整できる。また、微粒子として有機系微
粒子を用いた場合には、前記光沢特性の表面凹凸形状を
形成して白ぼけを抑えるうえで、さらにはギラツキを抑
えるうえで有効である。また、紫外線硬化型樹脂は紫外
線照射による硬化処理にて、簡単な加工操作にて効率よ
く樹脂皮膜層（光拡散層）を形成することができる。

【００１５】また、本発明は、前記光拡散層の樹脂皮膜
層の凹凸形状表面に、樹脂皮膜層の屈折率よりも低い屈
折率の低屈性率層が設けられていることを特徴とする光
拡散層、に関する。低屈折率層により反射防止機能を付
与でき、ディスプレイ等の画像表面の乱反射による画面
の白ぼけを有効に抑えることができる。

【００１６】また、本発明は、前記光拡散層が、透明基
板の少なくとも一方の面に設けられていることを特徴と
する光拡散性シート、に関する。

【００１７】さらに、本発明は、前記光拡散層または光
拡散性シートが、光学素子の片面又は両面に設けられて
いることを特徴とする光学素子、に関する。

【００１８】本発明の光拡散層は、透明基板上に設けた
光拡散性シートとして各種の用途に用いることができ、
たとえば、光学素子に用いられる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施形態
を、図面を参照しながら説明する。図１は、微粒子３が
分散されている樹脂皮膜層２からなる光拡散層４が、透
明基板１上に形成されている光拡散性シートであり、樹
脂皮膜層２中に分散されている微粒子３は、光拡散層４
の表面において凹凸形状を形成している。なお、図１で
は、樹脂皮膜層２が１層の場合を示しているが、樹脂皮
膜層２と透明基板１との間には、別途、微粒子を含有す
る樹脂皮膜層を形成することにより、光拡散層を複数の
樹脂皮膜層によって形成することもできる。

【００２０】透明基板１としては、例えばポリエチレン
テレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエ
ステル系ポリマー、ジアセチルセルロース、トリアセチ
ルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリカーボネ
ート系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリ
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。またポリスチレン、アクリロニトリル・スチレ
ン共重合体等のスチレン系ポリマー、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、環状ないしノルボルネン構造を有するポ
リオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体等のオレ
フィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや
芳香族ポリアミド等の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。さらにイミド系ポリ
マー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポ
リマー、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、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、ビニルブチラー
ル系ポリマー、アリレート系ポリマー、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。特に光学的に複屈折の少ないものが好適に用
いられる。

【００２１】透明基板１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程度である。特に２０〜３００μ
ｍが好ましく、３０〜２００μｍがより好ましい。

【００２２】微細凹凸構造表面を有する樹脂皮膜層２
は、透明基板１上に形成されていれば、その形成方法は
特に制限されず、適宜な方式を採用することができる。
たとえば、前記樹脂皮膜層２の形成に用いたフィルムの
表面を、予め、サンドブラストやエンボスロール、化学
エッチング等の適宜な方式で粗面化処理してフィルム表
面に微細凹凸構造を付与する方法等により、樹脂皮膜層
２を形成する材料そのものの表面を微細凹凸構造に形成
する方法があげられる。また、樹脂皮膜層２上に別途樹
脂皮膜層を塗工付加し、当該樹脂皮膜層表面に、金型に
よる転写方式等により微細凹凸構造を付与する方法があ
げられる。また、図１のように樹脂皮膜層２に微粒子３
を分散含有させて微細凹凸構造を付与する方法などがあ
げられる。これら微細凹凸構造の形成方法は、二種以上
の方法を組み合わせ、異なる状態の微細凹凸構造表面を
複合させた層として形成してもよい。前記樹脂皮膜層２
の形成方法のなかでも、微細凹凸構造表面の形成性等の
観点より、微粒子３を分散含有する樹脂皮膜層２を設け
る方法が好ましい。

【００２３】以下、微粒子３を分散含有させて樹脂皮膜
層２を設ける方法について説明する。当該樹脂皮膜層２
を形成する樹脂としては微粒子３の分散が可能で、樹脂
皮膜層形成後の皮膜として十分な強度を持ち、透明性の
あるものを特に制限なく使用できる。前記樹脂としては
熱硬化型樹脂、熱可塑型樹脂、紫外線硬化型樹脂、電子
線硬化型樹脂、二液混合型樹脂などがあげられるが、こ
れらのなかでも紫外線照射による硬化処理にて、簡単な
加工操作にて効率よく光拡散層を形成することができる
紫外線硬化型樹脂が好適である。

【００２４】紫外線硬化型樹脂としては、ポリエステル
系、アクリル系、ウレタン系、アミド系、シリコーン
系、エポキシ系等の各種のものがあげられ、紫外線硬化
型のモノマー、オリゴマー、ポリマー等が含まれる。好
ましく用いられる紫外線硬化型樹脂は、例えば紫外線重
合性の官能基を有するもの、なかでも当該官能基を２個
以上、特に３〜６個有するアクリル系のモノマーやオリ
ゴマーを成分を含むものがあげられる。また、紫外線硬
化型樹脂には、紫外線重合開始剤が配合されている。

【００２５】なお、樹脂皮膜層２の形成には、レベリン
グ剤、チクソトロピー剤、帯電防止剤等の添加剤を含有
させることができる。樹脂皮膜層の形成に当たり、チク
ソトロピー剤（０．１μｍ以下のシリカ、マイカ等）を
含有させることにより、樹脂皮膜層（光拡散層）の表面
において、突出粒子により微細凹凸構造を容易に形成す
ることができる。

【００２６】微粒子３としては、各種金属酸化物、ガラ
ス、プラスティックなどの透明性を有するものを特に制
限なく使用することができる。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微粒子、ポリメチルメタクリ
レート、ポリスチレン、ポリウレタン、アクリル−スチ
レン共重合体、ベンゾグアナミン、メラミン、ポリカー
ボネート等の各種ポリマーからなる架橋又は未架橋の有
機系微粒子やシリコーン系微粒子などがあげられる。こ
れら微粒子３は、１種または２種以上を適宜に選択して
用いることができるが、有機系微粒子が好ましい。微粒
子の平均粒子径は１〜１０μｍ、好ましくは２〜５μｍ
である。

【００２７】前記光拡散性シートの製造方法は特に制限
されず、適宜な方式を採用することができる。たとえ
ば、前記透明基板１上に、微粒子３を含有する樹脂（た
とえば、紫外線硬化型樹脂：塗工液）を塗工し、乾燥
後、硬化処理して表面に凹凸形状を呈するような樹脂皮
膜層２により光拡散層４を形成することにより行う。な
お、塗工液は、ファンテン、ダイコーター、キャスティ
ング、スピンコート、ファンテンメタリング、グラビア
等の適宜な方式で塗工される。

【００２８】形成した光拡散層４の表面の光沢特性を前
記範囲にするには、前記塗工液に含まれる微粒子３の平
均粒子径、その割合や樹脂皮膜層２の厚さを適宜に調整
する。

【００２９】前記塗工液に含まれる微粒子３の割合は特
に制限されないが、樹脂１００重量部に対して、６〜２
０重量部とするのが、防眩性および防白ぼけ性のうえで
好ましい。また、樹脂皮膜層２の厚さは特に制限されな
いが、３〜６μｍ程度、特に４〜５μｍとするのが好ま
しい。

【００３０】前記光拡散層４を形成する樹脂皮膜層２の
凹凸形状表面には、反射防止機能を有する低屈折率層を
設けることができる。低屈折率層の材料は樹脂皮膜層２
よりも屈折率の低いものであれば特に制限されないが、
たとえば、フッ素含有ポリシロキサンなどの低屈折率材
料を用いることができる。低屈折率層の厚さは特に制限
されないが、０．０５〜０．３μｍ程度、特に０．１〜
０．３μｍとするのが好ましい。

【００３１】また、前記図１の光拡散性シートの透明基
板１には、光学素子を接着することができる（図示せ
ず）。光学素子としては、偏光板、位相差板、楕円偏光
板、光学補償付き偏光板等があげられ、これらは積層体
として用いることができる。光学素子の接着は、必要に
応じて、アクリル系、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透明性や耐候性などに優
れる適宜な接着層を介することができる。

【００３２】偏光板としては、ポリビニルアルコール系
フィルム、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
ィルム等の親水性高分子フィルムにヨウ素や染料等を吸
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。位相差板としては、前記透明基板で例
示したポリマーフィルムの一軸または二軸延伸フィルム
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。楕円偏光板、光学補償付き偏光板は、
偏光板と位相差板を積層することにより形成しうる。楕
円偏光板、光学補償付き偏光板は、偏光板側の面に、光
拡散層を形成している。

【００３３】

【実施例】以下に、実施例によって本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれら実施例によって何等限定され
るものではない。

【００３４】実施例１ 微粒子として、平均粒子径３μｍのアクリル（ポリメチ
ルメタクリレート：ＰＭＭＡ）ビーズ２０重量部、紫外
線硬化型樹脂（ウレタンアクリレート系モノマー）１０
０重量部、ベンゾフェノン系光重合開始剤５重量部及び
その固形分が４０重量％となるように計量された溶剤
（トルエン）とを混合した溶液を、トリアセチルセルロ
ース上に塗布し、１２０℃で５分間乾燥した後、紫外線
照射により硬化処理して、厚さ約４μｍの微細凹凸構造
表面の樹脂皮膜層を有する光拡散性シートを作製した。

【００３５】実施例２ 実施例１において、微粒子として、平均粒子径３．５μ
ｍのポリスチレン（ＰＳ）ビーズ１２重量部を用いた以
外は、実施例１と同様にして光拡散性シートを作製し
た。

【００３６】実施例３ 実施例１において、微粒子として、平均粒子径２．５μ
ｍのシリカビーズ１４重量部を用いた以外は、実施例１
と同様にして光拡散性シートを作製した。

【００３７】実施例４ 実施例２において、樹脂皮膜層の凹凸形状表面に、さら
に樹脂皮膜層の屈折率（１．５１）よりも低い低屈折率
層（材料：フッ素変性ポリシロキサン，屈折率：１．３
９）０．１μｍを設けたこと以外は実施例１と同様にし
て光拡散性シートを作製した。

【００３８】比較例１ 実施例１において、微粒子として、平均粒子径２．５μ
ｍのシリカビーズ１４重量部を用いた以外は、実施例１
と同様にして光拡散性シートを作製した。

【００３９】上記実施例、比較例で得られた光拡散性シ
ートの光拡散層について、６０°鏡面光沢度を、ＪＩＳ
Ｋ７１０５−１９８１に準じて、スガ試験機（株）製
（デジタル変角光沢計ＵＧＶ−５ＤＰ）を用いて測定し
た。また、入射角６０°に対する受光角を３５°〜８５
°の範囲で１°ずつ変化させたときの光沢度分布におい
て、光沢度１％の受光角広がり（ａ）と光沢度２０％の
受光角広がり（ｂ）を、上記のデジタル変角光沢計を用
いて測定し、得られたチャートから比（ｂ）／（ａ）を
算出した。また、上記のデジタル変角光沢計を用いて、
（ｘ）入射光６０°に対する受光角４５°における光沢
度を測定し、得られた結果から、比（ｘ）／（ｙ）を算
出した。測定結果を表１に示す。なお、表１中、実施例
４の光沢度に係わる値は実施例２と同様（実施例４で低
屈折率層を設けていないもの）である。図３は、実施例
１の光拡散性シートに係わる光沢度分布である。

【００４０】実施例および比較例で得られた光拡散性シ
ートに偏光板（１８５μｍ）を接着したものをガラス基
板に接着し、ガラス基板の偏光板接着面と反対側の面に
黒テープを貼りつけて、白ぼけ（防白ぼけ）を目視によ
り以下の基準で評価した。また、前記白ぼけの評価に供
した光拡散性シートを接着した偏光板の蛍光灯下におけ
る写り込みもを以下の基準で評価した。測定結果を表１
に示す。

【００４１】（防白ぼけ） ◎…白ぼけが全くない。 ○…白ぼけがほとんどない。 ×…白ぼけがある。 （写り込み） ◎…写り込みがない。 ○…写り込みがほとんどない。 ×…写り込みがない。

【００４２】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光拡散性シートの断面図の一例であ
る。

【図２】光拡散性シート表面の入射角６０°における受
光角に対する光沢度分布を示すチャートである。

【図３】実施例１の光拡散性シートの光拡散層表面の光
沢度分布である。

【符号の説明】

１：透明基板 ２：樹脂皮膜層 ３：微粒子 ４：光拡散層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芝田 浩 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 BA12 BA14 BA20 2H091 FA32Z FB02 KA01 KA10 LA16

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に微細凹凸形状が形成されている樹
   脂皮膜層からなる光拡散層において、前記微細凹凸形状
   表面の６０°鏡面光沢度が７０％以下であり、かつ入射
   角６０°に対する受光角を３５°〜８５°の範囲で１°
   ずつ変化させたときの光沢度分布における、光沢度１％
   の受光角広がり（ａ）と光沢度２０％の受光角広がり
   （ｂ）の比（ｂ）／（ａ）が０. ０５以上０. ３５以下
   であることを特徴とする光拡散層。
2. 【請求項２】 前記微細凹凸形状表面の入射角６０°に
   対する受光角４５°における光沢度（ｘ）と受光角６０
   °における光沢度（ｙ）の比（ｘ）／（ｙ）が０. ００
   ３以上０. ０５以下であることを特徴とする請求項１記
   載の光拡散層。
3. 【請求項３】 樹脂皮膜層が微粒子を含有し、かつ樹脂
   皮膜層の表面凹凸形状が微粒子によって形成されている
   ことを特徴とする請求項１または２記載の光拡散層。
4. 【請求項４】 微粒子が有機系微粒子であることを特徴
   とする請求項３記載の光拡散層。
5. 【請求項５】 樹脂皮膜層が紫外線硬化型樹脂により形
   成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   に記載の光拡散層。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の光拡散
   層の樹脂皮膜層の凹凸形状表面に、樹脂皮膜層の屈折率
   よりも低い屈折率の低屈性率層が設けられていることを
   特徴とする光拡散層。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の光拡散
   層が、透明基板の少なくとも一方の面に設けられている
   ことを特徴とする光拡散性シート。
8. 【請求項８】 請求項１〜６のいずれかに記載の光拡散
   層または請求項６記載の光拡散性シートが、光学素子の
   片面又は両面に設けられていることを特徴とする光学素
   子。