JP2002196111A - 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、画面のギラツキ現象を
抑えることができる光拡散性シートを提供すること、さ
らには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】 透明基板の少なくとも一方の面に、微粒
子が分散された樹脂皮膜層からなり、かつその樹脂皮膜
層の表面に微粒子による凹凸形状が形成されている光拡
散層が設けられている光拡散性シートにおいて、前記微
粒子の屈折率が樹脂皮膜層を形成する樹脂の屈折率より
も高く、かつ当該光拡散性シートが設けられた光学素子
を発光面上に１２０μｍ×４０μｍの長方形で区画化し
た格子パターンを介して配置したときの光拡散性シート
上における輝度分布の標準偏差が１４以下であることを
特徴とする光拡散性シート。

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性シート、
さらには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（たとえば、１２０ｐｐｉ
以上）なＬＣＤの場合に、これに上記光拡散層を装着す
ると、光拡散層の表面で突出した粒子により形成される
微細凹凸構造の凸形状のレンズ効果により、ＬＣＤ表面
にギラツキと輝度の強弱の部分が発生し視認性を低下さ
せる問題がある。

【０００４】

【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、画面のギ
ラツキ現象を抑えることができる光拡散性シートを提供
することを目的とする。さらには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。

【０００５】

【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、以下に示す特性うを
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。

【０００６】すなわち、本発明は、透明基板の少なくと
も一方の面に、微粒子が分散された樹脂皮膜層からな
り、かつその樹脂皮膜層の表面に微粒子による凹凸形状
が形成されている光拡散層が設けられている光拡散性シ
ートにおいて、前記微粒子の屈折率が樹脂皮膜層を形成
する樹脂の屈折率よりも高く、かつ当該光拡散性シート
が設けられた光学素子を発光面上に１２０μｍ×４０μ
ｍの長方形で区画化した格子パターンを介して配置した
ときの光拡散性シート上における輝度分布の標準偏差が
１４以下であることを特徴とする光拡散性シート、に関
する。

【０００７】微細凹凸構造表面のギラツキ現象は、主に
表面凹凸構造のランダムな強弱光により生じるレンズ効
果によって引き起こされると考えられていることから、
上記本発明では、樹脂皮膜層を形成する樹脂の屈折率よ
りも屈折率の高い微粒子を分散させることにより、屈折
率の低い微粒子を用いた場合に比してギラツキを抑え、
しかも前記条件下での光拡散性シート上における輝度分
布の標準偏差を１４以下となるようにして、輝度分布の
バラツキが小さくなるようにしてギラツキを減少させて
いる。前記輝度分布の標準偏差が１４を超えると、ギラ
ツキが多くなる。前記輝度分布の標準偏差は、１０以下
になる場合が好ましい。

【０００８】前記光拡散性シートにおいて、樹脂皮膜層
を形成する樹脂１００重量部に対して、微粒子６〜２０
重量部が分散されていることが好ましい。より好ましく
は、微粒子１０〜１４重量部である。微粒子の使用割合
を前記範囲とすることにより、前記輝度分布の標準偏差
を１４に調整し易く、ギラツキを減少させることができ
る。

【０００９】前記光拡散性シートにおいて、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。

【００１０】従来、光拡散性シートの樹脂皮膜層（光拡
散層）に分散されている微粒子としては、一般に、ガラ
スビーズなどのシリカをベースにした材質のものが用い
られ、その屈折率は、通常１．４〜１. ５の範囲内にあ
る。これを、たとえば、屈折率が１. ５１の樹脂皮膜層
中に分散させた場合にはギラツキが多い。一方、スチレ
ンビーズ（屈折率１. ５９）等の有機系微粒子は、ガラ
スビーズ等に比べて屈折率が高く、前記同様の屈折率の
樹脂皮膜層中に分散させた場合にもギラツキを有効に抑
えうる。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。

【００１１】また、本発明は、前記光拡散性シートの樹
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
する光拡散性シート、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
射により、画面の黒表示の視認性を低下させる、いわゆ
る白ぼけがを有効に抑えることができる。

【００１２】また、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。

【００１３】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。

【００１４】

【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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】前記樹脂皮膜層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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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し、樹脂皮膜層２
を形成する樹脂よりも屈折率の高い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。

【００２１】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。

【００２２】得られる光拡散性シートの前記輝度分布の
標準偏差を１４以下とするには、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。

【００２３】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４〜５
μｍとするのが好ましい。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】

【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。

【００２８】実施例１ 微粒子として、平均粒子径３．５μｍの屈折率１．５９
のポリスチレンビーズ１４重量部、屈折率１．５１の紫
外線硬化型樹脂（ウレタンアクリレート系モノマー）１
００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。

【００２９】実施例２ 実施例１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）を０．１μｍ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。

【００３０】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の屈折率１. ４６のシリカビーズを用いたこと以外は
実施例１と同様にして光拡散性シートを作製した。

【００３１】比較例２ 実施例１において、ポリスチレンビーズの使用量を５重
量部に変えた以外は実施例１と同様にして光拡散性シー
トを作製した。

【００３２】上記実施例、比較例で得られた光拡散性シ
ートを偏光板（１８５μｍ）に接着したものを、ガラス
基板に接着し、均一に発光する発光面（ＲＧＢカラーフ
ィルタを用いたＴＦＴ液晶表示装置）上に、その発光面
と光拡散性シートとの間にカラーフィルタのピクセルサ
イズを模倣した１２０μｍ×４０μｍの長方形で区画化
した格子パターンを介して配置したときの輝度分布の標
準偏差を求めた。発光面上に配置する格子パターンと光
拡散性シートの位置は、発光面上約２．０ｍｍの位置に
格子パターンに配置し、その格子パターン上約１．５ｍ
ｍの位置に光拡散性シートを配置した。輝度分布の標準
偏差は、ＯＰＴＩＭＡＳ社製の解析ソフトウエアＯＰＴ
ＩＭＡＳ６．５１を用いて、上記の配置関係において発
光面を均一に発光させて光拡散性シート面上における輝
度の分布を測定し、その測定値を統計処理して求めた。
なお輝度を測定する際の解像度は、格子パターンの短ピ
ッチに基づいてその１±０．２５倍とするのが精度向上
の点より好ましい。測定結果を表１に示す。

【００３３】また、前記輝度分布の測定にあたって、光
拡散性シート面上のギラツキ度合い（ギラツキ）を目視
により以下の基準で評価した。結果を表１に示す。な
お、蛍光灯下における写り込み（防眩性）はいずれも良
好であった。

【００３４】（ギラツキ） ◎…ギラツキが全くない。 ○…ギラツキがほとんどない。 △…ギラツキが小さく実用上問題はない。 ×…ギラツキがある。

【００３５】

【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。

【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 重松 崇之 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 (72)発明者 佐竹 正之 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 (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 BA03 BA12 BA13 BA15 BA20 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA26X FA32X FA32Z GA01 GA13 LA30

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板の少なくとも一方の面に、微粒
   子が分散された樹脂皮膜層からなり、かつその樹脂皮膜
   層の表面に微粒子による凹凸形状が形成されている光拡
   散層が設けられている光拡散性シートにおいて、前記微
   粒子の屈折率が樹脂皮膜層を形成する樹脂の屈折率より
   も高く、かつ当該光拡散性シートが設けられた光学素子
   を発光面上に１２０μｍ×４０μｍの長方形で区画化し
   た格子パターンを介して配置したときの光拡散性シート
   上における輝度分布の標準偏差が１４以下であることを
   特徴とする光拡散性シート。
2. 【請求項２】 樹脂皮膜層を形成する樹脂１００重量部
   に対して、微粒子６〜２０重量部が分散されている請求
   項１記載の光拡散性シート。
3. 【請求項３】 微粒子が有機系微粒子であることを特徴
   とする請求項１または２記載の光拡散性シート。
4. 【請求項４】 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１〜３のいずれか
   に記載の光拡散性シート。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の光拡散
   性シート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性シート。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の光拡散
   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。