JP2005292398A - Light diffuser, manufacturing method thereof, light-diffusing material and pixel display element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光拡散体、その製造方法、光拡散材料及び画像表示素子に関し、詳しくは、光散乱なく、透過光を前方拡散させる光拡散体、該光拡散体を簡便に製造することができる光拡散体の製造方法、特に反射型LCDにおいて効果的に光をロスせず、視野角も広げる光拡散フィルム、偏光膜の内側に入れても消偏性(偏光解消)のない光拡散フイルム等の光拡散材料、液晶セルの内面に入れても消偏性なく光拡散効果が高く、かつ液晶の配向乱れを生じさせない薄膜光拡散体を用いた液晶表示素子等に好適な画像表示素子に関する。 The present invention relates to a light diffuser, a method for producing the same, a light diffusing material, and an image display element, and more particularly, a light diffuser that diffuses transmitted light forward without light scattering, and light that can easily produce the light diffuser. Manufacturing methods of diffusers, especially light diffusion films that do not effectively lose light and increase the viewing angle in reflective LCDs, light diffusion films that do not depolarize (depolarize) even when placed inside a polarizing film, etc. The present invention relates to a light diffusing material, an image display element suitable for a liquid crystal display element using a thin film light diffuser which has a high light diffusing effect without being deviated even when placed in the inner surface of a liquid crystal cell and does not cause liquid crystal alignment disorder.
光拡散材料は調光材料、光学素子、表示素子などの各種分野で利用されている。また近年では液晶ディスプレイ等の表示材料の表示品位の向上、視野角特性の改良等への利用が進んでいる。光拡散材料の構成としては、例えばすりガラスの様に表面に微細な凹凸を形成する方法、あるいは樹脂膜中に数μmから致十μ血の粒子を分散させる方法などが一般的に用いられてきた。しかしながら、これらの方法では確かに光の散乱は可能であるが、光の後方への散乱も大きくなるので透過光量が低くなってしまったり、表示画面のコントラストを落としてしまう。また、前記の従来の光拡散材料は、偏光解消も起きてしまう為に近年要望が強い液晶デイスプレイ等への利用は困難であり、また、表示材料用にも透過光量が少ないために光源への負荷が大きくなってしまう。そこで後方散乱が少なく、かつ高い光拡散性を有し、偏光解消の起こらない光拡散材料が求められている。 Light diffusing materials are used in various fields such as light control materials, optical elements, and display elements. In recent years, the use of display materials such as liquid crystal displays for improving display quality and viewing angle characteristics has been advanced. As the structure of the light diffusing material, for example, a method of forming fine irregularities on the surface like frosted glass, or a method of dispersing particles from several μm to 10 μm blood in a resin film has been generally used. . However, although these methods can surely scatter light, the amount of transmitted light is reduced and the contrast of the display screen is lowered because the scattering of the light is increased. In addition, the conventional light diffusing material described above is difficult to be applied to a liquid crystal display or the like which has recently been strongly demanded due to depolarization, and since the amount of transmitted light is also small for display materials, The load will increase. Therefore, there is a demand for a light diffusing material that has little backscattering, has high light diffusibility, and does not cause depolarization.
このような問題を解決するための手段として、例えば、凹凸形状をレンズ状に設計し光の屈折を利用する方法が知られている。しかしながら、この方法では微細な凹凸形状の形成が煩雑で生産性に劣る、また拡散材料が汚染や衝撃に弱い、凹凸を有するために液晶ディスプレイのセル内に用いようとすると、配向乱れを起こし、表示品位を著しく落としてしまうために使えないなどの問題を有している。 As a means for solving such a problem, for example, a method is known in which a concavo-convex shape is designed in a lens shape and light refraction is used. However, in this method, the formation of fine irregularities is complicated and inferior in productivity, and the diffusion material is vulnerable to contamination and impact, so that it has irregularities, causing an alignment disorder, There is a problem that it cannot be used because the display quality is remarkably deteriorated.
また、光拡散材料に微粒子を用いる方法も知られている。特に粒子による光の散乱ではなく屈折を利用する目的で粒子は内部の分布が均一ではなく、粒子中の屈折率を内部と表面部の間で変化させた微粒子を用いた光拡散材料が知られている。これらの方法では光の後方散乱を有る程度は少なく抑えながら光拡散性を確保している。 A method using fine particles as a light diffusing material is also known. In particular, for the purpose of utilizing refraction rather than light scattering by particles, the internal distribution of particles is not uniform, and light diffusing materials using fine particles in which the refractive index in the particles is changed between the inside and the surface are known. ing. In these methods, light diffusibility is ensured while suppressing the degree of backscattering of light to a small extent.
たとえば、単分散微粒子をバインダー中に分散したものを反射型液晶セル内のカラーフィルターの上に設け、光拡散性の確保と偏光解消防止の両立を狙ったものが提案されている。(非特許文献1) For example, it has been proposed to disperse monodispersed fine particles in a binder on a color filter in a reflective liquid crystal cell and to aim at both ensuring light diffusibility and preventing depolarization. (Non-Patent Document 1)
しかしながら、粒子の中で屈折率の勾配を安定して作ることは製造技術上難しかったり、重合性と粒子形成性の両立の観点から選べるモノマーの範囲が狭く、屈折率の大きな勾配を作ることが出来ないなどの欠点があり、より簡便に製造でき、かつ光拡散性が高く偏光解消のない光拡散体が望まれていた。 However, it is difficult to make a gradient of refractive index in particles stably in terms of manufacturing technology, and the range of monomers that can be selected from the viewpoint of compatibility between polymerizability and particle formability is narrow, and a gradient with a large refractive index can be created. There has been a demand for a light diffuser that has disadvantages such as inability to be produced, can be more easily manufactured, and has high light diffusibility and no depolarization.
本発明の第1の目的は光の後方散乱を少なく抑えながら光拡散性を確保することができ、かつ薄膜化を図ることができる光拡散体とその製造方法及び光拡散材料を提供することにある。
本発明の第2の目的は、光をロスすることなく、視野角を広げることができ、偏光解消がなくコントラストの高い液晶表示素子等の画像表示素子を提供することにある。
A first object of the present invention is to provide a light diffusing body capable of ensuring light diffusibility while suppressing backscattering of light to a small amount, and to achieve a thin film, a manufacturing method thereof, and a light diffusing material. is there.
A second object of the present invention is to provide an image display element such as a liquid crystal display element that can widen the viewing angle without losing light, has no depolarization, and has high contrast.
上記した課題は、下記の発明によって達成される。
(1) 透明基材の表面に形成された凹凸を有し、この凹凸の面上に屈折率が前記凹凸面から外に向かって順次変化した少なくとも3層以上の透明バインダー層が積層されていることを特徴とする光拡散体。
(2) 透明基材の表面に形成された凹凸の面に接する透明バインダー層の屈折率と前記透明基材の屈折率との差が0.10以下であることを特徴とする(1)に記載の光拡散体。
(3) 隣接する透明バインダー層の屈折率差が0.10以下であることを特徴とする(1)または(2)に記載の光拡散体。
(4) 透明基材の表面に形成された凹凸の面に接する透明バインダー層から3層目の透明バインダー層の厚みの合計がJIS B0601で定義された凹凸の十点平均粗さ(Rz)よりも少ないことを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の光拡散体。
(5) 凹凸の凸部間の平均間隔(JIS B0601で定義された平均間隔S値)が、JIS B0601で定義された凹凸の十点平均粗さ(Rz)の1/3倍〜5倍であることを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載の光拡散体。(6) 透明基材の表面に形成された凹凸が、エンボス法、フォトリソグラフィー法、サンドブラスト法、またはホログラフィー法のいずれかの方法で形成されていることを特徴とする(1)乃至(5)のいずれかに記載の光拡散体。
(7) (1)乃至(6)のいずれかに記載の光拡散体が、 3層以上の透明バインダー層のうちの少なくとも2層以上が同時重層塗布されることを特徴とする光拡散体の製造方法。
(8) (1)乃至(6)のいずれかに記載の光拡散体が支持体上に設けられていることを特徴とする光拡散材料。
(9) (1)乃至(6)のいずれかに記載の光拡散体を用いたことを特徴とする画像表示素子。
(10) (1)乃至(6)のいずれかに記載の光拡散体を用いた液晶表示素子であることを特徴とする(9)に記載の画像表示素子。
(11) 上記光拡散体を液晶セルの内面に用いた(10)に記載の画像表示素子。
The above-described problems are achieved by the following invention.
(1) At least three or more transparent binder layers having a concavo-convex formed on the surface of the transparent substrate and having a refractive index sequentially changing from the concavo-convex surface to the outside are laminated on the concavo-convex surface. A light diffuser characterized by that.
(2) In (1), the difference between the refractive index of the transparent binder layer in contact with the uneven surface formed on the surface of the transparent substrate and the refractive index of the transparent substrate is 0.10 or less. The light diffuser described.
(3) The light diffuser according to (1) or (2), wherein the difference in refractive index between adjacent transparent binder layers is 0.10 or less.
(4) The total thickness of the third transparent binder layer from the transparent binder layer in contact with the uneven surface formed on the surface of the transparent substrate is based on the ten-point average roughness (Rz) of the unevenness defined in JIS B0601. The light diffuser according to any one of (1) to (3), wherein
(5) The average interval between the convex and concave portions (average interval S value defined in JIS B0601) is 1/3 to 5 times the ten-point average roughness (Rz) of the irregularities defined in JIS B0601. The light diffusing body according to any one of (1) to (4), wherein: (6) The unevenness formed on the surface of the transparent substrate is formed by any one of an embossing method, a photolithography method, a sand blasting method, and a holographic method (1) to (5) The light diffuser according to any one of the above.
(7) A light diffuser according to any one of (1) to (6), wherein at least two of the three or more transparent binder layers are simultaneously applied in multiple layers. Production method.
(8) A light diffusing material, wherein the light diffusing material according to any one of (1) to (6) is provided on a support.
(9) An image display element using the light diffuser according to any one of (1) to (6).
(10) The image display element according to (9), which is a liquid crystal display element using the light diffuser according to any one of (1) to (6).
(11) The image display device according to (10), wherein the light diffuser is used for an inner surface of a liquid crystal cell.
本発明の光拡散体によれば、光の後方散乱を少なく抑えながら光拡散性を確保することが出来、かつ薄膜化を図ることができる。
また、本発明の光拡散体の製造方法及び光拡散材料によれば、光拡散体を簡便に製造することができる。
さらに、本発明の画像表示素子によれば、光をロスすることなく、視野角を広げることが出来、偏光解消がなくコントラストの高い液晶表示層等の画像表示素子を提供することができる。
According to the light diffuser of the present invention, light diffusibility can be ensured while reducing backscattering of light, and a thin film can be achieved.
Moreover, according to the manufacturing method and light-diffusion material of the light-diffusion body of this invention, a light-diffusion body can be manufactured simply.
Furthermore, according to the image display element of the present invention, it is possible to provide an image display element such as a liquid crystal display layer that can widen the viewing angle without losing light, has no depolarization, and has high contrast.
以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
−表面凹凸−
本発明において、表面に凹凸を形成させる基材の材質は、透明体であれば、何でもよい。本拡散体を偏光膜の内側に配置する場合には、この透明体は、光学異方性や消偏性のないものが好ましい。また、表面に凹凸を形成させる基材の材質は、透明基材そのものでもよいし、透明な支持体の上に積層された透明な層であってもよく、仮支持体上に積層され、後に剥離されるような透明な層であってもよい。
-Surface irregularities-
In the present invention, any material may be used as the base material for forming irregularities on the surface as long as it is transparent. When this diffuser is disposed inside the polarizing film, the transparent body preferably has no optical anisotropy or depolarization. Moreover, the material of the base material for forming the irregularities on the surface may be the transparent base material itself, or may be a transparent layer laminated on the transparent support, and is laminated on the temporary support. It may be a transparent layer that is peeled off.
透明な基材上に凹凸を形成させる方法としては、基材の材質等に応じてエンボス法、フォトリソグラフィー法、サンドブラスト法、ホログラフィー法等を任意に採用することができる。凹凸の形状には、特に制約はないが、凹凸面に積層された透明バインダー層の積層のし易さの点から、凹凸の凹部の形状は、所謂、内に広がった蛸壷状の形状によりも外方向に向かって開放的な広がりを持つような形状が好ましい。 As a method for forming irregularities on a transparent substrate, an embossing method, a photolithography method, a sand blast method, a holography method, or the like can be arbitrarily employed depending on the material of the substrate. The shape of the concave / convex shape is not particularly limited, but from the viewpoint of easy lamination of the transparent binder layer laminated on the concave / convex surface, the concave / convex shape of the concave / convex shape is also based on the so-called ridge-like shape spreading inside. A shape having an open expanse toward the outside is preferable.
凹凸の平均粗さは、JIS B0601で定義された十点平均粗さRz値で0.5μm〜20μmが好ましく、より好ましくは1.0μm〜10μm、さらに好ましくは1.0μm〜5.0μmである。凹凸の凸部間の平均間隔は、JISB0601で定義された平均間隔S値でJIS B0601で定義された十点平均粗さRz値の1/3倍〜5倍が好ましく、より好ましくは1/2倍〜2倍である。 The average roughness of the irregularities is preferably 10 μm to 10 μm, more preferably 1.0 μm to 10 μm, and even more preferably 1.0 μm to 5.0 μm as a ten-point average roughness Rz value defined by JIS B0601. . The average interval between the convex and concave portions is preferably 1/3 times to 5 times the 10-point average roughness Rz value defined in JIS B0601 with the average interval S value defined in JIS B0601, and more preferably 1/2. Double to 2 times.
−透明バインダー層−
バインダーとしては透明ならば何を用いてもかまわない。水溶性高分子、有機溶剤溶解性高分子、水性ラテックス、水性アイオノマー等の中から任意に選択すればよい。また、重合性モノマーやオリゴマーあるいはそれらの混合物を塗布した後、光や熱や電子線などで重合して透明バインダー層を形成しても良い。更に、真空蒸着、スパッタリング、CVDなどにより透明バインダー層を形成しても良い。
-Transparent binder layer-
Any transparent binder can be used. What is necessary is just to select arbitrarily from water-soluble polymer, organic-solvent soluble polymer, aqueous latex, aqueous ionomer, etc. Moreover, after apply | coating a polymerizable monomer, an oligomer, or those mixtures, you may superpose | polymerize with light, a heat | fever, an electron beam, etc., and may form a transparent binder layer. Furthermore, the transparent binder layer may be formed by vacuum deposition, sputtering, CVD, or the like.
この場合には透明バインダー層は、有機物のみならず無機の薄膜材料でも形成することができる。これらのうち、透明バインダー層として高分子バインダーを用いる場合、高分子バインダーとなるものの例としては、Polymer Handbook VI/453−VI/461に列挙されているものを好適に用いることができる。ここにはそれぞれのポリマーの屈折率も詳しく記載されているので、それらの値から好ましいポリマーを適宜選択すればよい。 In this case, the transparent binder layer can be formed of not only an organic material but also an inorganic thin film material. Among these, when a polymer binder is used as the transparent binder layer, those listed in Polymer Handbook VI / 453-VI / 461 can be suitably used as examples of the polymer binder. Here, since the refractive index of each polymer is also described in detail, a preferred polymer may be appropriately selected from these values.
更に高分子バインダーには、前記高分子ポリマーを構成するモノマーと他のモノマーとの共重合体、前記高分子ポリマー中、種類の異なるポリマーの混合物であってもよい。さらに透明バインダー層の屈折率はそのバインダー中に光の波長以下の粒径の超微粒子を混合することによって調節してもかまわない。最近はナノ粒子と称して数十ナノメーターの粒径の超微粒子が多種開発されており、これらを好適に用いることができる。これらの粒子としては、例えば、Si,Ti,Ba,Ca,Na,K,Al,Mg,Zn,Zr,Y,Nb,Fe,Ce,Co,Er,In,Nd,Ni,Pb,Sb,Yb,Sn等から選ばれる無機酸化物、あるいはこれら元素の混合酸化物が好ましく用いられるがそれらに限定されるものではない。 Furthermore, the polymer binder may be a copolymer of a monomer constituting the polymer and another monomer, or a mixture of different types of polymers in the polymer. Further, the refractive index of the transparent binder layer may be adjusted by mixing ultrafine particles having a particle diameter equal to or smaller than the wavelength of light in the binder. Recently, various kinds of ultrafine particles having a particle diameter of several tens of nanometers have been developed as nanoparticles, and these can be suitably used. Examples of these particles include Si, Ti, Ba, Ca, Na, K, Al, Mg, Zn, Zr, Y, Nb, Fe, Ce, Co, Er, In, Nd, Ni, Pb, Sb, Inorganic oxides selected from Yb, Sn, etc., or mixed oxides of these elements are preferably used, but are not limited thereto.
この場合、屈折率の調節の方法としては、超微粒子の種類を選択したりバインダーに対する超微粒子の添加量の調節で行うことができる。 In this case, the refractive index can be adjusted by selecting the type of ultrafine particles or adjusting the amount of ultrafine particles added to the binder.
本発明において、屈折率が透明基材に形成された凹凸面から外方向に向かって順次変化するとは、透明基材に形成された凹凸面に接する透明バインダー層の届折率から外側の透明バインダー層の屈折率が順次大きくなる場合、あるいは順次小さくなる場合を意味している。 In the present invention, the refractive index changes sequentially from the concave and convex surface formed on the transparent base material in the outward direction. From the arrival rate of the transparent binder layer in contact with the concave and convex surface formed on the transparent base material, the outer transparent binder It means a case where the refractive index of the layer is sequentially increased or sequentially decreased.
更に各透明バインダー層のバインダーの全部あるいは一部に架橋剤やネットワーク形成剤を添加しても良い。バインダーによってはこれにより、耐熱性、耐傷性、ガス透過性、耐水性、耐溶剤性の向上などを向上させることができる。 Furthermore, you may add a crosslinking agent and a network formation agent to all or one part of the binder of each transparent binder layer. Depending on the binder, this can improve heat resistance, scratch resistance, gas permeability, water resistance, solvent resistance, and the like.
−透明バインダー層の積層方法−
透明基材に形成された凹凸の表面に第1層透明バインダー以降の設け方については種々の方法を採用することができる。例えば、前の層の透明バインダー層を塗布乾燥して形成させた後、次の層の透明バインダー層を順次塗布、乾燥しながら積層していく方法がある。この場合には次の透明バインダー層の塗布時の濡れ性を良化させるために前の透明バインダー層にコロナ放電処理、プラズマ放電処理などの表面処理をしておくことも可能である。また、透明バインダー層用塗布液には濡れ性を良化させる界面活性剤、静電気を防止するための帯電防止剤などを添加しても良い。
-Lamination method of transparent binder layer-
Various methods can be employed for providing the first and second transparent binders on the uneven surface formed on the transparent substrate. For example, there is a method in which the transparent binder layer of the previous layer is formed by applying and drying, and then the transparent binder layer of the next layer is sequentially applied and dried while being laminated. In this case, surface treatment such as corona discharge treatment or plasma discharge treatment may be applied to the previous transparent binder layer in order to improve the wettability during the application of the next transparent binder layer. Further, a surfactant for improving wettability, an antistatic agent for preventing static electricity, and the like may be added to the coating solution for the transparent binder layer.
このように逐次に積み重ね塗布していく際には、先の透明バインダー層の次に塗布する透明バインダー層を塗布するときに先の透明バインダー層を過度に溶解して面状を損ねないように透明バインダー層塗布液に含有される溶剤を選択したり、先の透明バインダー層を熱処理などで硬化した後、次の透明バインダー層を塗布することも有効な方法である。 In this way, when sequentially applying in a stacked manner, when applying a transparent binder layer to be applied next to the previous transparent binder layer, so as not to overdissolve the previous transparent binder layer and damage the surface state. It is also an effective method to select the solvent contained in the transparent binder layer coating solution or to apply the next transparent binder layer after curing the previous transparent binder layer by heat treatment or the like.
更に、先の透明バインダー層が水性バインダーの場合には次の透明バインダー層には水に不溶の有機溶剤溶解性ポリマーを使うなどの選択も可能である。また、その逆の方法もある。これらの透明バインダー層用塗布液の塗布には通常使われているいずれの塗布方法を用いても良い。たとえば、バーコーター、スピンコーター、スリットコーター、エクストルージョンコーター、グラビアコーター、ブレードコーターなどが挙げられる。 Furthermore, when the previous transparent binder layer is an aqueous binder, it is also possible to select, for example, an organic solvent-soluble polymer insoluble in water for the next transparent binder layer. There is also a reverse method. Any of the commonly used coating methods may be used for coating the coating solution for the transparent binder layer. Examples thereof include a bar coater, a spin coater, a slit coater, an extrusion coater, a gravure coater, and a blade coater.
また、透明バインダー層の別の積層法として2層以上の透明バインダー層を同時に重層して塗布して形成することも可能であり、このためには公知の多層エクストルージョンコーターを好適に用いることができる。この場合には層流状態での塗液を塗りつけた直後に低温ゾーンなどで塗布液を一旦ゲル化させて層構造を固定し、その後、乾燥することにより、確実に多層構造を形成させることができる。この方法はカラー写真フイルムの製造などで広く行われている方法を応用することができる。 Further, as another method of laminating the transparent binder layer, it is possible to form two or more transparent binder layers simultaneously by coating, and for this purpose, a known multilayer extrusion coater is preferably used. it can. In this case, immediately after applying the coating liquid in a laminar flow state, the coating liquid is once gelled in a low temperature zone or the like to fix the layer structure, and then dried to reliably form a multilayer structure. it can. For this method, a method widely used in the production of a color photographic film can be applied.
一方、透明バインダー層用塗布液を重層で塗りつけた後、意識的に乾燥を遅らせてある程度層間の混合をさせた後、乾燥するという方法も好ましい。この場合には層間の界面が曖昧となり、結果として屈折率の異なる層の界面がなくなり、連続的な屈折率傾斜体が得られ、表示素子として使うときに界面反射による偏光解消がなくなり、きわめてコントラストの高い表示を得ることができる。 On the other hand, it is also preferable to apply a transparent binder layer coating solution with multiple layers, and then, after intentionally delaying drying and mixing the layers to a certain extent, drying. In this case, the interface between layers becomes ambiguous, and as a result, there is no interface between layers with different refractive indexes, and a continuous refractive index gradient body can be obtained. High display can be obtained.
本発現の効果の特徴である高い光拡散性と小さな消偏性は、この透明バインダー層の多層層構造の屈折率が順次変化する形態と各透明バインダー層のゆがみ、更に凸部から凹部にかけての透明バインダー層の連続的な厚み変化の複合によってかもし出されているものと思われる。 The high light diffusibility and small depolarization characteristic of the manifestation of the effect are the form in which the refractive index of the multilayer structure of the transparent binder layer sequentially changes, the distortion of each transparent binder layer, and further from the convex part to the concave part. It seems to be caused by the composite of continuous thickness change of the transparent binder layer.
次に本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の光拡散体の一実施の形態を模式的に示した断面図である。10は支持体又は仮支持体、12は表面に凹凸が形成された透現基材、14、16、18、20はそれぞれ第1〜第4の透明バインダー層を示す。本図から解るように多層の透明バインダー層はそれぞれ凹凸の曲面の影響を受けてバインダー層自身が屈曲した面として固定化されている。このような透明バインダー層の屈曲した曲面によって、光拡散体に入射した光は屈曲した曲面で拡散するため、光拡散体は前方拡散体(光の進む方向のみに拡散)として作用するものと思われる。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view schematically showing an embodiment of a light diffuser of the present invention.
さらに、本発明では各透明バインダー層の屈折率は透明基材12の凹凸面から順次変化し、しかも隣接する透明バインダー層の屈折率差を0.10以内、好ましくは0.05以内に抑えていると、後方散乱もほとんどなく効率的に光を透過させることができる。また、この光拡散体は、界面散乱が少ないので、消偏がほとんど起こらず、偏光を利用する表示素子において偏光膜の内側に配置しても偏光保持が可能であり、きわめてコントラストの高い表示素子を得ることができる。透明バインダー層の数は3層以上あれば本発明の効果が得られるが、透明バインダー層は多層に分割されるほどその効果は高い。
Further, in the present invention, the refractive index of each transparent binder layer changes sequentially from the concave and convex surface of the
また、第1層から第3層までの厚みのトータル(すなわち、凹凸間の中心部の層厚みを意味し、図1中、T1で示す)がJIS B0601で定義された凹凸の十点平均粗さ(Rz)を越えないことが好ましい。この場合、各透明バインダー層の曲面が光を屈曲させるのに効果的な曲率を持つからであろう。また、凹凸の凸部と凸部の平均的な間隙(JIS B0601で定義された平均間隔S値)は、製造適性と拡散効果の点から凸部の平均高さの1/3〜5倍までが好ましく、より好ましくは1/3〜2倍、更に好ましくは1/2〜1倍以内である。 Further, the total of the thicknesses from the first layer to the third layer (that is, the thickness of the central portion between the concaves and convexes, indicated by T 1 in FIG. 1) is the ten-point average of the concaves and convexes defined by JIS B0601. It is preferable not to exceed the roughness (Rz). In this case, it is because the curved surface of each transparent binder layer has a curvature effective for bending light. In addition, the average gap between the convex and concave portions of the concave and convex portions (average interval S value defined in JIS B0601) is 1/3 to 5 times the average height of the convex portion from the viewpoint of manufacturing suitability and diffusion effect. Is preferable, more preferably 1/3 to 2 times, still more preferably 1/2 to 1 times or less.
図2は本発明の光拡散体の別の態様を示したものである。ここでは図1の構成物の最上層に第5層として平坦化層22Aまたは接着層22Bを設けている。平坦化層22Aは本光拡散体を実際に用いる場合に時として重要である。例えば本発明の光拡散体を液晶セルの内面に用いた場合、その上に配置される液晶層の厚みを均一にするのに有効である。
FIG. 2 shows another embodiment of the light diffuser of the present invention. Here, the
また、本光拡散体を通して図で言えば下方からの光を図の上方から視認したい場合、上方からの外光が拡散体の最上部(例えば、第4透明バインダー層20)の凹凸により後方散乱してコントラストを落としてしまうような場合、平坦化層22Aによって後方散乱によるコントラストの低下を防止することができる。勿論、凹凸の形状がある程度大きい場合にはむしろ平坦化層22Aがない方が最上層の透明バインダー層の表面の凹凸がいわゆるアンチグレア効果を出して好ましい場合もあるので、用途に応じて使い分ければよい。
In addition, when the light diffuser is viewed through the light diffuser as viewed from above, external light from above is scattered back and forth by the unevenness of the uppermost part of the diffuser (for example, the fourth transparent binder layer 20). When the contrast is lowered, the
図2において、第5層が接着層22Bや粘着層である場合には、この光拡散体を別の基材に張り合わせて使うことができる。ここでいう別の基材とは例えば、液晶セルのガラス板、偏光板、1/4λ板、位相差板、視野角拡大板、液晶表示装置のバックライト導光板、プリズム板などが挙げられる。また別の基材に張り合わせた後、支持体を剥離するいわゆる転写ラミネートにより、光拡散体のみを別の基材上に転写することも可能である。このために支持体上にはあらかじめ剥離層や基材とのなじみを良くするためのクッション層、あるいは剥離後の表面硬化用の硬化層が塗布されていても良い。
In FIG. 2, when the fifth layer is an
これらの技術はすでにプリント基板用のドライラミネートフィルムや転写型カラーフィルターにおいて広く使われており、それらを応用することにより容易に実現できる。このように凹凸のある平面上に平坦化層22Aを設ける場合には平坦化層22Aは塗布後のレベリレグ(表面張力による流動で塗布液面が平坦になること)によって平坦化した後、溶媒を蒸発させることなく固化する方法が好ましい。このような目的のためには平坦化層は無溶媒の紫外線硬化樹脂あるいは電子線硬化樹脂が好ましい。
These technologies are already widely used in dry laminate films and transfer color filters for printed circuit boards, and can be easily realized by applying them. In the case where the
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
(実施例1)
屈折率1.70のガラス板(Ba、Ti、Siを主成分とする酸化物)をサンドブラスト法でその表面を粗化した。ガラス板表面のJIS B0601で定義された凹凸の十点平均粗さ(Rz)は3.7μm、JIS B0601で定義された平均間隔S値は6.2μmであった。
次に平均粒径30nmのTiO2超微粒子とアクリル樹脂(BR−87:三菱レイヨン社製)とMEKの量比を変えて混合し、以下のA−Dの4種の塗液を調整した。
A:乾燥後の被膜の屈折率が1.65
B:乾燥後の被膜の屈折率が1.57
Ci乾燥後の被膜の屈折率が1.53
D:乾燥後の被膜の屈折率が1.49
次いでこの塗布層の上に順次A液、B液、C液をそれぞれ、乾燥膜厚が1.0μmとなるように塗布し、それぞれ、120℃で乾燥した。最後にその塗布層上にD液を乾燥膜厚が5μmとなるように120℃で乾燥して光拡散体を得た。
(Example 1)
The surface of a glass plate having a refractive index of 1.70 (an oxide mainly composed of Ba, Ti, and Si) was roughened by sandblasting. The ten-point average roughness (Rz) of the irregularities defined by JIS B0601 on the surface of the glass plate was 3.7 μm, and the average interval S value defined by JIS B0601 was 6.2 μm.
Next, TiO 2 ultrafine particles with an average particle size of 30 nm, acrylic resin (BR-87: manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), and MEK were mixed at different ratios to prepare the following four types of coating solutions A to D.
A: The refractive index of the film after drying is 1.65.
B: The refractive index of the coating after drying is 1.57
The refractive index of the coating after Ci drying is 1.53
D: Refractive index of the coating after drying is 1.49
Subsequently, A liquid, B liquid, and C liquid were sequentially applied onto the coating layer so that the dry film thickness was 1.0 μm, and each was dried at 120 ° C. Finally, the liquid D was dried on the coating layer at 120 ° C. so as to have a dry film thickness of 5 μm to obtain a light diffuser.
(実施例2)
ガラス板をセルローストリアセテートフィルムに変え、エンボス法によってフィルムの表面に凹凸を形成した。この凹凸面のJIS B0601で定義された凹凸の十点平均粗さ(Rz)は4.9μm、JIS B0601で定義された平均間隔S値は7.3μmであった。
以下、実施例1と全く同様にしてA液、B液、C液、D液を塗布乾燥した。最後にこの塗布層上に、コロナ放電処理を行なった後、市販のアクリル系粘着剤を厚さ20μmとなるように塗布乾燥した。このフィルムの粘着面をガラスに貼り合わせた材料(ポリエチレンテレフタレートフィルム)を剥離し、ガラス板上に形成された光拡散体を得た。
(Example 2)
The glass plate was changed to a cellulose triacetate film, and irregularities were formed on the surface of the film by an embossing method. The ten-point average roughness (Rz) of the unevenness defined by JIS B0601 of this uneven surface was 4.9 μm, and the average interval S value defined by JIS B0601 was 7.3 μm.
Thereafter, liquid A, liquid B, liquid C and liquid D were applied and dried in the same manner as in Example 1. Finally, after this corona discharge treatment was performed on this coating layer, a commercially available acrylic pressure-sensitive adhesive was applied and dried to a thickness of 20 μm. The material (polyethylene terephthalate film) obtained by bonding the adhesive surface of this film to glass was peeled off to obtain a light diffuser formed on a glass plate.
(実施例3)
実施例1と全く同様にしてサンドブラスト法によって表面に凹凸を有するガラス板に対し、同時重層用エクストルージョンコーターにてA液、B液、C液、D液をそれぞれ乾燥膜厚が1.2μm、1,2μm、1.2μm、5μmとなるような流量で同時に重層塗布した後、70℃の予備乾燥を1分間行ない、次いで120℃で10分間乾燥して光拡散体を得た。
(Example 3)
In the same manner as in Example 1, with respect to a glass plate having irregularities on the surface by the sandblasting method, the dry film thicknesses of the liquid A, the liquid B, the liquid C, and the liquid D are 1.2 μm, respectively, using an extrusion coater for simultaneous multilayers After simultaneous multilayer coating at a flow rate of 1, 2 μm, 1.2 μm, and 5 μm, preliminary drying at 70 ° C. was performed for 1 minute, followed by drying at 120 ° C. for 10 minutes to obtain a light diffuser.
得られた光拡散体の後方散乱性、光拡散性、消偏性を下記の方法で評価した。各5段階の点数で目視評価し、数字が大きいほど各特性が良好であることを示す。後方拡散性と消偏性は表示装置の黒色表示状態の黒色度を予測するための項目であり、コントラストに大きく寄与する重要な項目である。それに対して、光拡散性は、白色度と視野角の広さに寄与する項目で、評点3以上であれば実用に供する事が可能と考えられる。 The backscattering property, light diffusing property, and depolarization property of the obtained light diffuser were evaluated by the following methods. Visual evaluation is made with a score of 5 stages, and the larger the number, the better the characteristics. Back diffusivity and depolarization are items for predicting the blackness of the black display state of the display device, and are important items that greatly contribute to contrast. On the other hand, light diffusivity is an item that contributes to whiteness and a wide viewing angle. If the rating is 3 or more, it can be practically used.
<後方散乱性>
光拡散体の支持体面側を粘着剤で黒の鏡面板に貼り付け、上方より目視確認。黒いほど良好。試検に用いた黒色鏡面板の黒色を評点5とし、試料間で相対比較して評点を決定した。
<Backscattering property>
The support surface side of the light diffuser is attached to a black mirror plate with an adhesive and visually confirmed from above. The better the black. The black color of the black mirror plate used for the test was scored 5, and the score was determined by relative comparison between samples.
<消偏性>
光拡散性の支持体面側を粘着剤でアルミ蒸着フィルムに貼り付け、その上に鏡面反射光を完全にカットする向きに1/4波長板と直線偏光板を組み合わせてこの順に始り付け、上方より目視確認。反射光の偏光解消が起こらず、黒く見えるほど良好。このように組立てた試検体から光拡散体を除いた状態での黒色を評点5とし、試料間の成績を比較して評点を決定した。
<Unbiased>
Attach the light diffusive support surface to the aluminum vapor-deposited film with an adhesive, and start with this combination of a quarter-wave plate and a linear polarizing plate in the direction to completely cut the specular reflection light. More visually confirmed. The reflected light is not depolarized and the better it looks black. The black color in the state where the light diffuser was removed from the assembled test sample was assigned a score of 5, and the score was determined by comparing the results between the samples.
<光拡散体>
光拡散性の支持体面側を粘着剤でアルミ蒸着フィルムに張り付け、上方により目視確認。アルミの金属光沢が消え、白色に見えるるほど良好。上質紙の白色度を評点5とし、試料間で相対比較して評点を決定した。
<Light diffuser>
The light diffusive support surface is attached to an aluminum vapor-deposited film with an adhesive and visually confirmed from above. It is so good that the metallic luster of aluminum disappears and it looks white. The whiteness of the fine paper was assigned a score of 5, and the score was determined by making a relative comparison between the samples.
評価結果を表1に示す。表中の比較例は、実施例1に記載した表面粗化したガラス板にA〜Dの塗液を塗布しない試料を用いて、試検した結果を記載した。 The evaluation results are shown in Table 1. The comparative example in the table described the results of the test using a sample in which the coating liquids A to D were not applied to the surface roughened glass plate described in Example 1.
上記の結果より、本発明の光拡散体は良好な前方拡散性を示し、かつ、消偏性をほとんど示さないことがわかる。 From the above results, it can be seen that the light diffuser of the present invention exhibits good forward diffusibility and hardly exhibits depolarization.
(実施例4)
実施例2の光拡散体が転写されたガラス板を液晶セルの片側に基板として用いて図3に示すような反射型液晶表示装置に組み込んだ。図3において、30はガラス基板、32はAl反射電極、34は配向膜、36は液晶、38は配向膜、40はITO電極、42はカラーフィルター、44はガラス基板、46は光拡散体、48はλ/4板、50は偏光板であり、図中、矢印は、光の進行方向を示している。
その結果、良好なコントラストと視野角の広い、見やすい表示素子となった。
Example 4
The glass plate onto which the light diffuser of Example 2 was transferred was used as a substrate on one side of the liquid crystal cell and incorporated into a reflective liquid crystal display device as shown in FIG. In FIG. 3, 30 is a glass substrate, 32 is an Al reflective electrode, 34 is an alignment film, 36 is a liquid crystal, 38 is an alignment film, 40 is an ITO electrode, 42 is a color filter, 44 is a glass substrate, 46 is a light diffuser,
As a result, an easy-to-see display element with good contrast and wide viewing angle was obtained.
(実施例5)
実施例2の光拡散体が転写されたガラス板を液晶セルの片側に基板として用いて図4に示すような反射型液晶表示装置に組み込んだ。図4において、図3の装置と異なる点は、光拡散体46がカラーフィルター42とガラス基板44との間に設けられている点であり、他の構成は実質的に同じであるので、同一符号は図3と同じであり、図中、矢印は光の進行方向を示している。
その結果、良好なコントラストと視野角の広い、かつ、解像度と色純度に優れた表示装置を得ることができた。
(Example 5)
The glass plate onto which the light diffuser of Example 2 was transferred was used as a substrate on one side of the liquid crystal cell and incorporated into a reflective liquid crystal display device as shown in FIG. 4 is different from the apparatus of FIG. 3 in that the
As a result, it was possible to obtain a display device having good contrast and a wide viewing angle, and excellent resolution and color purity.
10 支持体
12 透明基材
14 第1透明バインダー層
16 第2透明バインダー層
18 第3透明バインダー層
20 第4透明バインダー層
22A 平坦化層
22B 接着層
30 ガラス基板
32 Al反射電極、
34 配向膜
36 液晶
38 配向膜
40 ITO電極
42 カラーフィルター
44 ガラス基板
46 光拡散体
48 λ/4板
50 偏光板
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34
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