JP2003202416A - 防眩性フィルム及びその製造方法及び偏光素子及び表示装置並びに内部散乱フィルム - Google Patents
防眩性フィルム及びその製造方法及び偏光素子及び表示装置並びに内部散乱フィルムInfo
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Abstract
ることなく、シンチレーションの発生を抑えることがで
きるようにした防眩性フィルム及びその製造方法、さら
にはこの防眩性フィルムを用いた偏光素子及び表示装置
を提供する。 【解決手段】透明マトリックスと透明な分散物質とから
成る内部散乱層と、表面凹凸とを有する防眩性フィルム
において、前記分散物質は、前記透明マトリックスとは
異なる屈折率と、異方的形状による散乱異方性とを有
し、且つフィルムの法線方向に互いに略平行な位置関係
で前記透明マトリックス中に分散している構成とする。
Description
ワードプロセッサ,テレビジョン等の画像表示に用い
る、CRT,LCD等の高精細画像表示装置の表示面側
に設ける防眩性フィルム及びその製造方法、さらにはこ
の防眩性フィルムを用いた偏光素子及び表示装置に関す
るものである。
ンピューター,ワードプロセッサ,テレビジョン等の画
像表示に用いられてきている。さらに、近年において
は、コンピューターのモニタ用途等の高精細化に伴い、
画素の高精細化が進んでいる。特に、LCDではp−S
iの技術開発が進んだこともあって、その変化は急速で
ある。このような表示装置においては、一般に、窓や室
内照明機器等からの外光の写り込みによる眩しさや、ま
た、表示装置内部から射出する光による眩しさを低減す
るため、各種の防眩処理を施した防眩性フィルムを表示
装置表面に設けている。
えば特開平6−18706号公報に記載されている如
く、透明基板上に、屈折率1.40〜1.60の樹脂ビ
ーズと電離放射線硬化型樹脂組成物から本質的に構成さ
れる防眩層が形成されているものが開示されている。ま
た、特開平10−20103号公報に記載されている如
く、少なくとも基材フィルムと、平均粒径が0.5〜
1.5μm透明粒子を、硬化型樹脂100重量部に対し
20〜30重量部含む防眩層との積層フィルムであるも
のが開示されている。
ルムの表面に、二酸化ケイ素(シリカ)等のフィラーを
含む樹脂を塗工して形成したものである。そして、これ
らの種類としては、凝集性シリカ等の粒子の凝集によっ
て防眩層の表面に凹凸形状を形成するタイプや、塗膜の
膜厚以上の粒径を有する有機フィラーを樹脂中に添加し
て層表面に凹凸形状を形成するタイプ、或いは層表面に
凹凸を持ったフィルムをラミネートして凹凸形状を転写
するタイプ等がある。
に記載されている如く、透明支持体上に防眩層を有する
光学フィルムにおいて、該防眩層のヘイズが4.0乃至
50.0%であって、そのヘイズが1.0%以上の内部
散乱と3.0%以上の表面散乱の合計であるものが開示
されている。これは、微粒子を層内部に分散して散乱効
果を得るようにした内部散乱層を用いた防眩性フィルム
である。
開平6−18706号公報或いは特開平10−2010
3号公報に記載されているような構成では、いずれのタ
イプでも、防眩層の表面凹凸のみの作用により防眩効果
を得られるようにしており、防眩性を高めるためには前
記凹凸形状を大きくする必要がある。ところが、凹凸が
大きくなると、塗膜のヘイズ値(拡散透過率/全光線透
過率)が上昇し、これに伴い透過画像鮮明度が低下する
という問題点がある。
性フィルムを、高精細画像用表示装置の表示面側に用い
た場合、シンチレーションと呼ばれる、ランダムにキラ
キラ光る輝きが発生し、表示面の視認性が低下するとい
う問題点がある。このシンチレーションは、表面凹凸の
曲率によりレンズが形成され、丁度そのレンズの焦点と
画素の位置とが一致するときに、画素が拡大されること
により発生する。従来タイプの防眩性フィルムの凹凸は
ランダムであるので、この焦点をコントロールすること
はできず、結果として表面凹凸のレンズ効果によるシン
チレーションが発生してしまう。
報に記載されているような構成では、層内で光の直進性
を妨げるため、シンチレーションの発生は抑えられるも
のの、表示性能に視覚依存性が存することとなる。つま
り、黒表示状態で斜め方向から光漏れする表示装置に用
いた場合、斜め方向から漏れてきた光が正面にその方向
を変えられるため、正面コントラストが低下するという
問題点がある。
過画像鮮明度と正面コントラストを低下させることな
く、シンチレーションの発生を抑えることができるよう
にした防眩性フィルム及びその製造方法、さらにはこの
防眩性フィルムを用いた偏光素子及び表示装置を提供す
ることを目的とする。
に、本発明では、透明マトリックスと透明な分散物質と
から成る内部散乱層と、表面凹凸とを有する防眩性フィ
ルムにおいて、前記分散物質は、前記透明マトリックス
とは異なる屈折率と、異方的形状による散乱異方性とを
有し、且つフィルムの法線方向に互いに略平行な位置関
係で前記透明マトリックス中に分散していることを特徴
とする。また、前記分散物質はマイクロカプセルである
ことを特徴とする。
けたことを特徴とする偏光素子とする。さらに、前記防
眩性フィルムを表示パネル上に設けたことを特徴とする
表示装置とする。或いは、前記偏光素子を表示パネル上
に設けたことを特徴とする表示装置とする。
により、その分散物質に前記異方的形状を持たせること
を特徴とする前記防眩性フィルムの製造方法とする。
質とから成る内部散乱層を有する内部散乱フィルムにお
いて、前記分散物質は、前記透明マトリックスとは異な
る屈折率と、異方的形状による散乱異方性とを有し、且
つ層の法線方向に互いに略平行な位置関係で前記透明マ
トリックス中に分散していることを特徴とする。
て説明する。上述したレンズ効果による、シンチレーシ
ョンの発生を防止するためには、焦点の位置を手前に設
計する方法や、焦点の位置を揃える方法、或いはレンズ
に入射する光の直進性を妨げる方法等が考えられる。と
りわけ、抜本的な解決策としては、光の直進性を妨げる
方法が最も効果的である。
と、つまり屈折率分布型の不均一構造により光を曲げる
方法や、屈折率の異なる粒子即ち散乱性粒子を添加する
方法が挙げられる。中でも、散乱性粒子を添加した内部
散乱層を用いることが簡便性に優れており、これにより
シンチレーションを改良した、高精細画像表示装置用の
防眩性フィルムを提供する事ができる。
面凹凸の両方によってその防眩性を得ている防眩性フィ
ルムでは、内部散乱層に起因するヘイズと表面凹凸に起
因するヘイズとを、独立で正確にコントロールすること
が可能であり、透過画像鮮明度を低下させることなく防
眩性を持たせるように設計することが可能となる。
る、正面コントラストの低下を防止するには、斜め方向
から入射した光が、内部散乱層の内部散乱効果により正
面方向に漏れてくることのないようにすれば良い。この
ためには、入射方向により異なる散乱特性即ち散乱異方
性を内部散乱層に持たせ、斜め方向から入射した光に対
する散乱性を低くし、散乱させずにそのまま斜めに透過
させれば良い。
乱層のように、透明マトリックス中に分散物質を分散さ
せたフィルムの散乱特性を決める要素としては、分散物
質のサイズ,粒子密度,フィルム厚,及びマトリックス
と分散物質の屈折率差等が挙げられる。一般に、分散物
質のサイズが十分小さい場合には、光は前方と後方に同
じ割合で散乱されるが、粒子サイズが大きくなるにつれ
て散乱特性は狭くなり、散乱光は前方に集中して行く。
る光が多くなり、散乱特性は広がる。同様に、フィルム
厚が大きいほど多重散乱される光が多くなり、散乱特性
は広がる。さらに、マトリックスと分散物質の屈折率差
が大きいほど散乱特性は広がり、後方散乱も強くなる。
上記内部散乱層に散乱異方性を持たせるには、上記要因
のいずれかに異方性を持たせれば良いが、本発明では分
散物質に異方的形状を持たせ、入射方向により分散物質
の実効的なサイズが変わるようにして、目的を達成して
いる。
フィルムの層構成を示す断面図である。同図に示すよう
に、本実施形態の防眩性フィルム10は、透明基材1上
に内部散乱層2と表面凹凸3を積層して成る。そして、
内部散乱層2と表面凹凸3の両方により防眩層6が構成
される。内部散乱層2は、透明マトリックス4中にそれ
とは屈折率の異なる異方的形状を有する分散物質5を、
秩序良く互いに平行移動した位置関係で均質に分散させ
た構造となっている。
面凹凸3の両方により構成することで、内部散乱層に起
因するヘイズと表面凹凸に起因するヘイズとを、独立で
正確にコントロールすることが可能となり、透過画像鮮
明度を低下させることなく防眩性を持たせるように設計
することが可能となる。
を示す断面図であり、散乱異方性を持った内部散乱層を
示している。同図に示すように、ここでの内部散乱層2
においては、回転楕円体の形状を有する分散物質5が、
矢印101で示すその長軸方向を、矢印102で示す防
眩層6ひいては防眩性フィルムの法線方向に対して、概
ね平行になるように、透明マトリックス4中に分散され
ている。
発現を説明する断面図である。同図により、本発明の防
眩性フィルムの散乱性について説明する。同図に示すよ
うに、内部散乱層2へ矢印103で示す斜め方向から入
射する光に対する、分散物質5の実効的サイズは5aの
ように示される。一方、内部散乱層2へ矢印104で示
す正面方向から入射する光に対する、分散物質5の実効
的サイズは5bのように示される。但し、矢印104で
示す正面方向とは、防眩性フィルムの法線方向に平行な
方向である。このとき、実効的サイズ5aは実効的サイ
ズ5bよりも大きくなる。従って、斜め方向から入射し
た光に対する散乱特性は、正面方向から入射した光に対
する散乱特性よりも狭くなる。
説明する斜視図である。同図により、本発明の防眩性フ
ィルムの散乱性について改めて説明する。同図に示すよ
うに、内部散乱層2へ矢印104で示す正面方向から光
が入射すると、内部散乱層2で光散乱を生じて、矢印1
06で示す散乱光として射出することになる。一方、内
部散乱層2へ矢印103で示す斜め方向から光が入射す
ると、内部散乱層2で光散乱を殆ど生じず、矢印105
で示す単なる平行透過光として射出することになる。
乱異方性を示すグラフである。同図において、横軸に入
射角(deg.)を取っており、縦軸に散乱強度(a.u.)を取っ
ている。同図に示すように、正面方向の入射光に対して
は散乱性が強く、逆に、斜め方向の入射光に対しては散
乱性が弱くなっている。これは、斜め方向の入射光は殆
ど散乱せずに、ほぼ平行透過光として射出されることを
意味する。
法の一例を示す図である。同図に示すように、透明マト
リックス4中に、それとは屈折率の異なる透明な分散物
質5を混合,分散させ、これを2枚の電極7により挟み
込み、交流電源8を接続する。そして、電極7間に交流
電場を生じさせることによって、分散物質5の形状を異
方的形状に変形させることができる。
1のように定義する。
3のように表される。
回転楕円体の形状に変形させるには、分散物質の変形率
Dが正となるようにすれば良く、それはφ>0となるよ
うな材料と、交流電場の周波数ωとを選択することによ
って実現される。具体的には、以下の数4の条件を満た
す場合、φ≧0となり、分散物質は電場方向に長軸を持
つ回転楕円体の形状に変形する。但し、R=q=1の場
合はφ=0となり、分散物質は変形しない。
らに、交流電場の周波数ωが以下の数6の条件を満たす
場合には、φ>0となり、分散物質は電場方向に長軸を
持つ回転楕円体の形状に変形する。数6の条件を満たさ
ない場合にはφ≦0となり、分散物質は電場と垂直な方
向に長軸を持つ回転楕円体の形状に変形する。
置に適用する場合について説明する。図7は、本発明の
防眩性フィルムを用いた表示装置の一例を示す断面図で
ある。同図に示すように、表示パネル11上の画素12
を覆うように、偏光板13が設けられている。偏光板1
3上には、上述したような防眩性フィルム10が設けら
れていて、これにより偏光素子を形成している。そし
て、全体として表示装置20が構成されている。
ネル11に入射した、矢印107で示す入射光は、画素
12から偏光板13及び透明基材1を経て、内部散乱層
2に入射する。内部散乱層2ではこの入射光が散乱し、
矢印108で示す散乱光として、表面凹凸3に入射す
る。このような場合、表面凹凸3で形成されるレンズに
入射する光は散乱光であるため、表面凹凸のレンズ効果
によるシンチレーションの発生を抑えることができる。
パネル11に入射した、矢印109で示す入射光は、同
様にして画素12から偏光板13及び透明基材1を経
て、内部散乱層2に入射する。内部散乱層2ではこの入
射光が散乱せずに、矢印110で示す平行透過光とし
て、表面凹凸3に入射する。
と、見かけの偏光軸がずれるため、表示装置が暗表示の
状態であっても、いくらかの漏光が存在する。従来のよ
うに、散乱異方性のない内部散乱層を用いた防眩性フィ
ルムを、表示面側に偏光素子を有した表示装置のその表
示面側に用いた場合、正面コントラストが低下してしま
う。これは、上述したような斜め方向からの漏光が、内
部散乱層で散乱し、その散乱光の一部が最終的に矢印1
11で示した観察者方向に対して射出するためである。
乱層を用いた防眩性フィルムを、表示面側に偏光素子を
有した表示装置のその表示面側に用いた場合、上述した
ような斜め方向からの漏光は、平行透過光のまま射出す
るため、正面コントラストは低下しない。
形状による効果の違いを評価するため、実験を行った。
その結果、回転楕円体の長軸と短軸の比が2以上のもの
で効果が得られることが分かった。また、長軸と短軸の
比が大きくなるほど効果は高くなるが、比が20を超え
ると効果が飽和し始めることも分かった。
方性を持たせるために、これを回転楕円体に変形させる
例を開示しているが、このような例に限定されるもので
はない。即ち、分散物質が散乱異方性を有するのであれ
ば、例えば直方体や円柱等、どのような形状であっても
良い。また、分散物質を変形させる手段として、本実施
形態では電場を利用しているが、これに限定される訳で
はなく、例えば磁場や外圧等を利用することも可能であ
る。
散乱フィルムの層構成を示す断面図である。同図に示す
ように、本実施形態の内部散乱フィルム9は、透明基材
1上に内部散乱層2を積層し、さらにその上に透明基材
1を積層して成る。内部散乱層2は、透明マトリックス
4中にそれとは屈折率の異なる異方的形状を有する分散
物質5を、秩序良く互いに平行移動した位置関係で均質
に分散させた構造となっている。
説明する。但し本発明の構成は、このような実施例に何
ら制限されるものではない。 〈実施例1〉本例では、内部散乱層材料(UV硬化型樹
脂とスチレンビーズとをトルエンにより調整したもの)
を金属電極上にコーティングし、塗膜の金属電極と対向
する側に透明電極を取り付けた。そして、内部散乱層材
料に30Hz,5Vの交流電圧を印加して、マイクロカ
プセルとなっている分散物質であるスチレンビーズの形
状を変形させた後、塗膜をUV硬化し、散乱異方性を持
つ内部散乱層を形成した。
アセチルセルロースフィルム)上に転写し、更に内部散
乱層上に、表面凹凸材料(UV硬化型樹脂とポリカーボ
ネートビーズとをトルエンにより調整したもの)をコー
ティングし、塗膜をUV硬化して、散乱異方性を持つ防
眩性フィルムを得た。この防眩性フィルムを正面から観
測すると、強い散乱により不透明となり、斜め方向から
観測すると、中程度の散乱により半透明となった。この
ようにして、目視により散乱異方性が十分確認された。
眩性フィルム及び、比較のために、従来技術による比較
例1〜2の防眩性フィルムを表示装置に適用した場合
の、特性評価の結果を示す。比較例1の防眩性フィルム
は、内部散乱層を有しないこと以外は、実施例1の防眩
性フィルムと同じ構成になっている。また、比較例2の
防眩性フィルムは、内部散乱層を有するが、実施例1の
ように散乱異方性を有していない。その他の構成は、実
施例1の防眩性フィルムと同じになっている。
05に準じて測定した。また、正面コントラストについ
ては、実施例1及び比較例1〜2の防眩性フィルムを用
いて形成した偏光板を、15インチサイズのUXGA液
晶パネル(TNモード)に貼り合わせて、パネル正面の
白輝度,黒輝度を測定し、その比を正面コントラストと
した。
7105に準じて測定し、光学櫛の幅が0.5mmの時
の測定値とした。そして、シンチレーションは、実施例
1及び比較例1〜2の防眩性フィルムを用いて形成した
偏光板を、15インチサイズのUXGA液晶パネル(T
Nモード)に貼り合わせて、液晶パネル全体を緑ベタ表
示し、10人の評価人にて目視評価を行った。ここでは
8人以上がシンチレーションがないと評価したものをシ
ンチレーションなしと表し、それ以外のものをシンチレ
ーションありと表した。
においては、正面コントラストと透過画像鮮明度を高く
維持したまま、シンチレーションの発生を抑えることが
できる。これに対して、内部散乱層を用いない従来技術
による比較例1では、シンチレーションの発生を抑える
ことができず、透過画像鮮明度も低い。また、等方性の
散乱を示す内部散乱層を用いた従来技術による比較例2
では、シンチレーションの発生を抑えることができ、透
過画像鮮明度も高いが、正面コントラストが大幅に低下
してしまう。
(UV硬化型樹脂とスチレンビーズとをトルエンにより
調整したもの)を金属電極上にコーティングし、塗膜の
金属電極と対向する側に透明電極を取り付けた。そし
て、内部散乱層材料に30Hz,5Vの交流電圧を印加
して、分散物質であるスチレンビーズの形状を変形させ
た後、塗膜をUV硬化し、散乱異方性を持つ内部散乱層
を形成した。
として2枚の透明基材(トリアセチルセルロースフィル
ム)を貼り合わせ、散乱異方性を持つ内部散乱フィルム
を得た。この内部散乱フィルムを正面から観測すると、
強く散乱して不透明となり、斜め方向から観測すると、
中程度に散乱して半透明となった。このようにして、目
視により散乱異方性が十分確認された。
部散乱フィルム及び、比較のために、従来技術による比
較例3の内部散乱フィルムを表示装置に適用した場合
の、特性評価の結果を示す。比較例3の内部散乱フィル
ムは、分散物質が異方的形状をしておらず、散乱異方性
を有しないこと以外は、実施例2の内部散乱フィルムと
同じ構成になっている。
05に準じて測定した。また、正面コントラストについ
ては、実施例2及び比較例3の内部散乱フィルムを用い
て形成した偏光板を、15インチサイズのUXGA液晶
パネル(TNモード)に貼り合わせて、パネル正面の白
輝度,黒輝度を測定し、その比を正面コントラストとし
た。
び比較例3の内部散乱フィルムを用いて形成した偏光板
を、15インチサイズのUXGA液晶パネル(TNモー
ド)に貼り合わせて、液晶パネル全体を緑ベタ表示し、
10人の評価人にて目視評価を行った。ここでは8人以
上がシンチレーションがないと評価したものをシンチレ
ーションなしと表し、それ以外のものをシンチレーショ
ンありと表した。
においては、正面コントラストを高く維持したまま、シ
ンチレーションの発生を抑えることができる。これに対
して、等方性の散乱を示す内部散乱層を用いた従来技術
による比較例3では、シンチレーションの発生を抑える
ことができるが、正面コントラストが大幅に低下してし
まう。
透過画像鮮明度と正面コントラストを低下させることな
く、シンチレーションの発生を抑えることができるよう
にした防眩性フィルム及びその製造方法、さらにはこの
防眩性フィルムを用いた偏光素子及び表示装置を提供す
ることができる。また、正面コントラストを低下させる
ことなく、シンチレーションの発生を抑えることができ
るようにした内部散乱フィルムを提供することができ
る。
構成を示す断面図。
図。
る断面図。
図。
すグラフ。
す図。
例を示す断面図。
の層構成を示す断面図。
Claims (7)
- 【請求項1】 透明マトリックスと透明な分散物質とか
ら成る内部散乱層と、表面凹凸とを有する防眩性フィル
ムにおいて、 前記分散物質は、前記透明マトリックスとは異なる屈折
率と、異方的形状による散乱異方性とを有し、且つフィ
ルムの法線方向に互いに略平行な位置関係で前記透明マ
トリックス中に分散していることを特徴とする防眩性フ
ィルム。 - 【請求項2】 前記分散物質はマイクロカプセルである
ことを特徴とする請求項1に記載の防眩性フィルム。 - 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の防眩性フ
ィルムを偏光板上に設けたことを特徴とする偏光素子。 - 【請求項4】 請求項1又は請求項2に記載の防眩性フ
ィルムを表示パネル上に設けたことを特徴とする表示装
置。 - 【請求項5】 請求項3に記載の偏光素子を表示パネル
上に設けたことを特徴とする表示装置。 - 【請求項6】 前記分散物質に電場を加えることによ
り、該分散物質に前記異方的形状を持たせることを特徴
とする請求項1に記載の防眩性フィルムの製造方法。 - 【請求項7】 透明マトリックスと透明な分散物質とか
ら成る内部散乱層を有する内部散乱フィルムにおいて、 前記分散物質は、前記透明マトリックスとは異なる屈折
率と、異方的形状による散乱異方性とを有し、且つ層の
法線方向に互いに略平行な位置関係で前記透明マトリッ
クス中に分散していることを特徴とする内部散乱フィル
ム。
Priority Applications (5)
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KR1020020064404A KR100542174B1 (ko) | 2001-10-23 | 2002-10-22 | 방현성 필름 및 그 제조 방법, 그를 채용한 편광 소자 및디스플레이 장치와, 내부 산란 필름 |
US10/277,405 US6992827B2 (en) | 2001-10-23 | 2002-10-22 | Antiglare film, method for fabricating the same, polarizer element and display device employing the same, and internal diffusion film |
CNB021480494A CN1262851C (zh) | 2001-10-23 | 2002-10-23 | 防眩光膜及其制造方法,偏振部件及应用该偏振部件的显示设备,和内部漫射膜 |
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