JP2002196112A - 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、画面のギラツキ現象を
抑え、かつ表面散乱による白ぼけが殆ど認められない光
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】 微細凹凸形状が形成されている樹脂皮膜
層の表面に、当該樹脂皮膜層の屈折率よりも低い屈折率
の低屈折率層が設けられている光拡散層において、前記
低屈折率層がポリシロキサン構造を有する材料により形
成されており、かつ樹脂皮膜層の表面に設けられている
低屈折率層表面の６０°光沢度が２層が形成された状態
で１５％以上５０％以下の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、光拡散層の形成条件によってはＬ
ＣＤに光拡散層を装着すると、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】白ぼけを改善する方法としては、微細凹凸
構造の樹脂皮膜層の表面に樹脂皮膜層の屈折率よりも低
い屈折率の低屈性層を設けことにより、反射防止機能を
付与して画面表示のコントラストの低下を防止する方法
がある。しかし、反射防止機能を発現させるには、通
常、波長の１／４の膜厚にて均一に低屈折率層を設ける
必要があり、微細凹凸形状構造上にウエット処理にて反
射防止処理を行うと低屈折率層のレベリングにより微細
構造の凸部と凹部において厚みが異なってしまい、反射
防止機能を十分に発現できない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、防眩性を維
持しつつ、かつ表面散乱による白ぼけが殆ど認められな
い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。

【０００７】

【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、以下に示す構造の光
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。

【０００８】すなわち、本発明は、微細凹凸形状が形成
されている樹脂皮膜層の表面に、当該樹脂皮膜層の屈折
率よりも低い屈折率の低屈折率層が設けられている光拡
散層において、前記低屈折率層がポリシロキサン構造を
有する材料により形成されており、かつ樹脂皮膜層の表
面に設けられている低屈折率層表面の６０°光沢度が２
層が形成された状態で１５％以上５０％以下であること
を特徴とする光拡散層、に関する。

【０００９】上記本発明の光拡散層は、樹脂皮膜層の微
細凹凸形状の表面に、低屈折率層が設けられており、当
該低屈折率層により反射防止機能を付与でき、画面表示
コントラストの低下を防止して白ぼけを改善している。
当該低屈折率層は、ポリシロキサン構造を有する材料に
より形成されており、微細構造の凸部と凹部における厚
み差が少なく、反射防止機能を十分に発現できる。

【００１０】低屈折率層の反射防止機能の発現レベル
は、樹脂皮膜層の微細凹凸構造の度合いによりが異なる
が、樹脂皮膜層に設けられた低屈折率層表面の６０°光
沢度を２層が設けられた状態で１５％以上とすることに
より白ぼけを有効に抑えることができる。前記低屈折率
層表面の６０°光沢度は２層が設けられた状態で２０％
以上とするのがより好ましい。前記低屈折率層表面の６
０°光沢度が２層が設けられた状態で１５％未満の場合
は画像表面の散乱による白ぼけにより画面表示コントラ
ストが低下する。一方、前記低屈折率層表面の６０°光
沢度が２層が設けられた状態で５０％を超える場合は防
眩性が著しく低下し、光拡散層として機能してない。前
記低屈折率層表面の６０°光沢度は２層が設けられた状
態で５０％以下とするのがより好ましい。以上から、防
眩性及び白ぼけの両者の特性を満足させるには前記低屈
折率層表面の６０°光沢度は２層が設けられた状態で１
５〜５０％、好ましくは２０〜５０％、さらに好ましく
は３０〜５０％である。

【００１１】前記光拡散層は、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。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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】

【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、微細凹凸構
造を有する樹脂皮膜層２の表面に低屈折率層４を有する
光拡散層５が、透明基板１上に形成されている光拡散性
シートである。樹脂皮膜層２の微細凹凸構造は微粒子３
により形成されている。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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。微粒子の平均粒子径は１〜１０μ
ｍ、好ましくは２〜５μｍである。

【００２３】微粒子３を含有する樹脂皮膜層２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。

【００２４】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、１〜２
０重量部が好ましい。また、樹脂皮膜層２の厚さは特に
制限されないが、１〜１０μｍ程度、特に２〜５μｍと
するのが好ましい。

【００２５】前記樹脂皮膜層２の微細凹凸形状の表面に
は、低屈折率層４を設ける。低屈折率層４の材料には樹
脂皮膜層２よりも屈折率の低いポリシロキサン構造を有
するものが用いられる。好ましくはフッ素含有ポリシロ
キサン構造を有するものである。このような低屈折率層
４は、たとえば、フッ素含有アルコキシシランにより形
成することができる。低屈折率層の厚さは、０．０５〜
０．１５μｍとするのが好ましい。低屈折率層４は、適
宜な方式にて樹脂皮膜層２の表面上に形成することがで
きる。形成方法としては、樹脂皮膜層２の形成と同様の
方法を採用できる。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】

【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。

【００２９】実施例１ 微粒子として平均粒子径４．５μｍのシリカ粒子４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）１００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３〜５μｍの微細
凹凸構造表面の樹脂皮膜層（屈折率：１．５２）を形成
した。続いて、樹脂皮膜層の微細凹凸構造表面上に屈折
率１．３９のフッ素変性アルコキシシラン溶液をワイヤ
ーバーにて１層塗工し、乾燥−硬化処理を行い低屈折率
層（０．１μｍ）を形成した光拡散性シートを作製し
た。

【００３０】実施例２ 実施例１において、微粒子として平均粒子径３．５μｍ
のポリスチレンビーズｌ５重量部を用いたこと、また混
合溶液にレベリング剤（ディフェンサＭＣＦ−３２３，
大日本インキ化学社製）０．５重量部を添加したこと以
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】実施例３ 実施例１において、微粒子として平均粒子径１．３μｍ
のシリカ粒子６．５重量部と、平均粒子径２．５μｍの
シリカ粒子６．５重量部を用いたこと、また混合溶液に
レベリング剤（ディフェンサＭＣＦ−３２３，大日本イ
ンキ化学社製）０．５重量部を添加したこと以外は実施
例１と同様にして光拡散性シートを作製した。

【００３２】比較例１ 実施例１において、微粒子として平均粒子径１．３μｍ
のシリカ粒子６．５重量部と、平均粒子径２．５μｍの
シリカ粒子７．５重量部を用いたこと、また混合溶液に
レベリング剤（ディフェンサＭＣＦ−３２３，大日本イ
ンキ化学社製）０．５重量部を添加したこと以外は実施
例１と同様にして光拡散性シートを作製した。

【００３３】比較例２ 実施例１において、低屈折率層を設けなかったこと以外
は実施例１と同様にして光拡散性シートを作製した。

【００３４】比較例３ 実施例１において、シリカ粒子の使用量を０．５重量部
に変更し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。

【００３５】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（樹脂皮膜層表面に設けられた低屈折率
層）について、６０°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。測定結果を
表１に示す。

【００３６】また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。測定結果を表１に示す。
なお、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（防眩性）を
以下の基準で評価した。実施例では写り込みもな防眩性
も良好であった。

【００３７】（防白ぼけ） ◎…白ぼけが全くない。 ○…白ぼけがほとんどない。 △…白ぼけある。 ×…白ぼけが非常に多い。 （写り込み） ○…写り込みがない。 △…写り込みが殆どない。 ×…写り込みがある。

【００３８】

【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：低屈折率層 ５：光拡散層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松永 卓也 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 BA15 BA20 2H091 FA08X FA08Z FA31X FA37X GA01 LA30

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微細凹凸形状が形成されている樹脂皮膜
   層の表面に、当該樹脂皮膜層の屈折率よりも低い屈折率
   の低屈折率層が設けられている光拡散層において、前記
   低屈折率層がポリシロキサン構造を有する材料により形
   成されており、かつ樹脂皮膜層の表面に設けられている
   低屈折率層表面の６０°光沢度が２層が形成された状態
   で１５％以上５０％以下であることを特徴とする光拡散
   層。
2. 【請求項２】 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記載の光拡散
   層。
3. 【請求項３】 請求項１または２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。
4. 【請求項４】 請求項１もしくは２記載の光拡散層また
   は請求項３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。