JP2008185767A

JP2008185767A - 光学フィルムおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2008185767A
Application number: JP2007019034A
Authority: JP
Inventors: Masataka Sakurada; 正孝桜田
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-08-14

Abstract

【課題】本発明は、明るくかつコントラストが高く、着色層や、蒸着層での回折・干渉による着色の影響がなく表示画面の色調が変化による画質劣化のない厚さの薄い、液晶ディスプレイに用いられる携帯電話等の情報表示体に使用され、本人以外の第三者が情報を視認するのを不可能、あるいは困難にする情報表示体用の覗き見防止用の光学フィルムおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】表裏面に対して、垂直にかつ互いに平行となるように所定の間隔で交互に連続して低屈折率層と高屈折率層をフィルム内部に有する透光性の光学フィルムであって、前記光学フィルムに入射する光に対して、フィルム中の前記低屈折率層と前記高屈折率層との界面で全反射させることによってその光の方向を変化させて透過させ、一方、前記全反射する光以外の光に対しては、前記低屈折率層に吸収・拡散させるようにしたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話、携帯情報端末、カード等の暗号番号入力端末等からなる情報表示体に使用され、本人以外の第三者が情報を視認するのを不可能、あるいは困難にする情報表示体用の覗き見防止用光学フィルムに関するものである。

携帯電話、携帯情報端末(例えば、ＰＤＡ等)、カード等の暗号番号入力端末等からなる情報表示体は、本人の操作に基づき、その情報表示部である液晶ディスプレイに各種の情報を表示する。この情報表示体は、情報が本人に伝達されるのを主目的とするが、本人の傍らに第三者が存在する場合等には、本人のみならず、第三者にも情報が視認・把握されることとなる。

情報表示体は、以上のように、液晶ディスプレイに各種の情報が単に表示されるだけなので、本人の傍らに第三者が存在する場合、その第三者にも情報が簡単に伝わることとなり、結果として情報の漏洩を有効に防止することができないという問題がある。

これらの問題を解消する手段として、情報表示体の液晶ディスプレイにシートやフィルムからなる覗き見防止体を貼着する方法が提案されている。しかしながら、単なる覗き見防止体では、上記課題をある程度解決することができるものの、覗き見防止体の可視角を広範囲で変化させることができず、結果として情報の漏洩のおそれが少なくない。

情報表示体の液晶ディスプレイに貼着するシートやフィルムからなる覗き見防止体として、例えば、図１１で示すように、透明シリコーンゴムシート（１１）に、カーボンブラック等を添加した着色シリコーンゴムシート（１２）をシーティングし、これらを交互に積層してブロック体を作製し、このブロック体を加熱加硫硬化させ、これを透明シリコーンゴムシート（１１）と着色シリコーンゴムシート（１２）の積層方向と垂直な面でスライスして透明シリコーンゴムシート（１１）と着色シリコーンゴムシート（１２）が相互に平行で、かつ交互に積層された構成を基本とする情報表示用の覗き見防止体が特許文献１で提案されている。

しかしながら、上記の特許文献１で提案されている覗き見防止体は、着色層はどうしても厚くせざるを得ず、光が吸収されて表示画面が暗くなったり、着色層により表示画面の色調が変化して画質が劣化してしまうといった問題やシーティングして積層したものをスライスする製造法であることから覗き見防止体の厚さを薄くすることが困難である等の問題があった。

また、特許文献２では、図１２で示すように、フィルム本体表面に透光性粘着剤層（４０）を介してハーフミラーフィルム（５０）が一体に積層されてなる覗き見防止フィルムが提案されている。フィルム本体（３０）は透光性保護用フィルム（３１）と、透光性樹脂フィルム（３２）と、透光性ベースフィルム（３３）が順次上方から透光性のアクリル系接着剤層（３５、３６）を介して積層固定され、さらに、透光性ベースフィルム（３３）の下面に透光性粘着剤層（３７）を介して離形シート（３４）が貼り付けられて構成されている。ハーフミラーフィルムとしては高透光性の反射フィルムを用い、このハーフミラーフイルム（５０）は高透光性のベースフィルム（５１）の上面に透光性保護コーティング層（５２）が下面にスパッタリング形成による極薄の反射層（５３）がそれぞれ積層付設されて構成されている。

しかしながら、上記の覗き見防止フィルムにおいても、スパッタリング形成による蒸着極薄の蒸着反射層により明るい部屋などでは表示画像のコントラスト低下や表示画像が蒸着反射層での光の回折や干渉により色調が変化し画質が劣化するという問題があった。
特開２００３−１３１２０２号公報特開２００６−１９２８７２号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、明るくかつコントラストが高く、着色層や、蒸着層での回折・干渉による着色の影響がなく表示画面の色調が変化による画質劣化のない厚さの薄い、液晶ディスプレイに用いられる携帯電話等の情報表示体に使用され、本人以外の第三者が情報を視認するのを不可能、あるいは困難にする情報表示体用の覗き見防止用の光学フィルムおよびその製造方法を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、すなわち、
請求項１に係る発明は、
表裏面に対して、垂直にかつ互いに平行となるように所定の間隔で交互に連続して低屈折率層と高屈折率層をフィルム内部に有する透光性の光学フィルムであって、
前記光学フィルムに入射する光に対して、フィルム中の前記低屈折率層と前記高屈折率層との界面で全反射させることによってその光の方向を変化させて透過させ、一方、前記全反射する光以外の光に対しては、前記低屈折率層に吸収・拡散させるようにしたことを特徴とする光学フィルムである。

請求項２に係る発明は、
請求項１記載の光学フィルムを携帯電話等の液晶表示装置の液晶パネルの観察側に配置して覗き見防止に用いることを特徴とする光学フィルムである。

請求項３に係る発明は、
前記低屈折率層の屈折率をｎａ、厚さをｘａ、前記高屈折率層の屈折率をｎｂ、厚さをｘｂ、前記光学フィルムの厚さをｔで表したとき、高屈折率層から低屈折率層に入射する全反射条件として、下記式（１）および式（２）を満たすことを特徴とする請求項１または２記載の光学フィルムである。

請求項４に係る発明は、
前記低屈折率層の厚さｘａが０．００１〜０．０２ｍｍ、前記高屈折率層の厚さｘｂが０．０２〜０．２ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学フィルムである。

請求項５に係る発明は、
垂直かつ互いに平行となる所定の間隔の櫛状の母型より高屈折率樹脂で櫛状の層を作成し、型から剥離してできたその複製樹脂層表面に、所定の厚さの低屈折率樹脂を被覆硬化させて低屈折率層を形成した後の凹状の間隙内に、さらに、高屈折率樹脂を注入硬化させ、垂直にかつ互いに平行となるように所定の間隔で交互に連続的に低屈折率層と高屈折率層をフィルム内部に形成することを特徴とする光学フィルムの製造方法である。

請求項１に係るの発明により、光学フィルムに入射する光に対して、フィルム中の前記低屈折率層と前記高屈折率層との界面で全反射させることによってその光の方向を変化させて透過させ、一方、前記全反射する光以外の光に対しては、前記低屈折率層に吸収・拡散させるようにしたことで、明るくかつコントラストの高く、着色層や蒸着層の回折・干渉による着色の影響がなく、表示画像の色調の変化による画質劣化のない画像が観察できる携帯電話等の液晶ディスプレイ情報表示体に使用され、本人以外の第三者が情報を視認するのを不可能、あるいは困難にする情報表示体用の覗き見防止用の光学フィルムが得られる。

請求項２に係るの発明により、光学フィルムを携帯電話等の液晶表示装置の液晶パネルの観察側に直接貼着して配置して装置内部に組み込むことで液晶表示体を薄くすることができる。

請求項３、４に係るの発明により、光学フィルムに入射する光に対して、フィルム中の前記低屈折率層と前記高屈折率層との界面で全反射させることによってその光の方向を変化させて透過させ、一方、前記全反射する光以外の光に対しては、前記低屈折率層に吸収・拡散させるように光学フィルムを設計することができる。

請求項５に係るの発明により、垂直かつ互いに平行となる所定の間隔の櫛状の主要形状をナノプリント技術を採用して作製できることから、厚さの薄い光学フィルムを容易に製造できる。

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図１は、本発明の光学フィルムの構成の一例を示す断面図である。図２は、本発明の光学フィルムを用いた液晶表示装置の一例を示す断面図である。図３は、本発明の光学フィルムの全反射条件を説明する断面図である。図４は、本発明の光学フィルムに入射した光線の出射状態を示す断面図である。

本発明の一実施例としての光学フィルムは、図１で示すように、表裏面に対して、垂直にかつ互いに平行となるように所定の間隔で交互に連続して低屈折率層（ａ）と高屈折率層（ｂ）をフィルム内部に有する透光性の光学フィルムであって、前記光学フィルムに入射する光に対して、フィルム中の前記低屈折率層（ａ）と前記高屈折率層（ｂ）との界面で全反射させることによってその光の方向を変化させて透過させ、一方、前記全反射する光以外の光に対しては、前記低屈折率層に吸収・拡散させるようにしたことを特徴とする光学フィルム（１）である。

この光学フィルムは、明るくかつコントラストの高く、着色層や、蒸着層の回折・干渉による着色の影響がなく、表示画像の色調の変化による画質劣化のない画像が観察できる携帯電話等の液晶ディスプレイ情報表示体に使用され、本人以外の第三者が情報を視認するのを不可能、あるいは困難にする情報表示体用の覗き見防止用の光学フィルムとして使用されるが、図２で示すように、保護板（３）を設ける液晶表示装置の液晶パネル（２）側にこの光学フィルム（１）を直接貼着して液晶表示装置内部に組み込んで用いるのが望ましい。このように、光学フィルム（１）を装置内部に組み込むことで液晶表示体を薄くすることができる。

本発明で用いられる低屈折率層（ａ）を構成する低屈折率樹脂としては、例えば、フッ含フッ素アクリル系またはエポキシ系低屈折率樹脂やシロキサン系低屈折率樹脂が挙げられる。

また、本発明で用いられる高屈折率層（ｂ）を構成する高屈折率樹脂としては、例えば、屈折率を向上させる成分の分子および原子として、芳香族環、フッ素以外のハロゲン原子、Ｓ、Ｎ、Ｐ等の原子を含むアクリル系またはエポキシ系高屈折率樹脂や、透明性を損なわない範囲で屈折率の高い超微粒子の金属や金属酸化物含有アクリル系またはエポキシ系低屈折率樹脂が用いられる。屈折率の高い超微粒子としては、ＺｎＯ（屈折率１．９５）、ＴｉＯ₂（屈折率２．３〜２．７）等が挙げられる。

表裏面に対して、垂直にかつ互いに平行となるように所定の間隔で交互に連続して低屈折率層（ａ）と高屈折率層（ｂ）をフィルム内部に有する透明フィルムからなる光学フィルム（１）に入射する光に対して、フィルム中の低屈折率層（ａ）と高屈折率層（ｂ）との界面で全反射させることによってその光の方向を変化させて透過させる全反射条件として、図３で示すように、低屈折率層（ａ）の屈折率をｎａ、厚さをｘａ、高屈折率層（ｂ）の屈折率をｎｂ、厚さをｘｂ、光学フィルム（１）の厚さをｔ、高屈折率層（ｂ）から低屈折率層（ａ）に入射する臨界角をθｍで表したとき、
まず、スネルの法則により、ｓｉｎθｍ＝ｎａ／ｎｂであるから、このθｍより大きい入射角θで全反射が起こる下記式（１）および式（２）を満たすことを特徴とするものである。

上記の条件を満たすことにより、臨界角θｍより大きい入射角θで透明フィルムに入射する光に対して、光学フィルムに入射する光に対して、フィルム中の前記低屈折率層と前記高屈折率層との界面で全反射させることによってその光の方向を変化させて透過させ、一方、前記全反射する光以外の光に対しては、前記低屈折率層に吸収・拡散させるよう光学フィルムを設計することができる。

そして、本発明においては、それぞれ、低屈折率層（ａ）の厚さは、薄いのが好ましく、例えば、ｘａが０．００１〜０．０２ｍｍ、高屈折率層（ｂ）の厚さｘｂが０．０２〜０．２ｍｍ、光学フィルムは薄いのが好ましく、例えば、厚さｔが０．１〜０．５ｍｍの範囲が望ましい。

次に、本発明の光学フィルムの製造方法について図５〜図１０を参照して説明する。図５は、光学フィルムを製造する際の垂直かつ互いに平行となる所定の間隔の櫛状の母型の一部を示す拡大模式断面図である。所定の間隔の櫛状の母型（４）は、ナノプリント技術を採用して０．１ｍｍ以下の間隔パターンを作製することができる。母型（４）の材質としては、例えば、石英ガラス等を使用することができる。

上記の母型（４）に、例えば、芳香族環、フッ素以外のハロゲン原子、Ｓ、Ｎ、Ｐ等の原子を含むアクリル系またはエポキシ系高屈折率樹脂や、透明性を損なわない範囲で屈折率の高い超微粒子の金属や金属酸化物含有アクリル系またはエポキシ系高屈折率樹脂を使用した電離放射線硬化型樹脂組成物からなる塗工液（５）を充填し（図６（ａ）参照）、樹脂（５）を硬化させて母型（４）から剥離する（図６（ｂ）参照）。

高屈折率樹脂層をエポキシ系樹脂等による場合は、母型を１度シリコーンン樹脂で反転させ、図７で示す複製樹脂型（４′）を作製し、使用してもよい。

次に、予め含フッ素アクリル系またはエポキシ系低屈折率樹脂やシロキサン系低屈折率樹脂を使用した電離放射線硬化型樹脂組成物からなる塗工液を調整して、図８で示すように、この高屈折率樹脂品（５）の表面に低屈折率樹脂塗工液を塗布して塗膜を乾燥させた後、紫外線等を照射して硬化させて所定の厚さの低屈折率樹脂層（ａ）を形成する。塗工
液の濃度や粘度は特に制限されず、状況に応じて適宜選定することができる。また、塗工液を塗布する方法は特に限定されず、例えば、スプレーコート法等で塗布することができる。

引き続き、低屈折率樹脂層（ａ）を形成した後の凹状間隙に高屈折率樹脂塗工液を充填して、乾燥させた後、紫外線等を照射して硬化させて所定の厚さの高屈折率樹脂層（ｂ）を形成する（図９参照）。塗工液の濃度や粘度は特に制限されず、状況に応じて適宜選定することができる。また、高屈折率樹脂塗工液を充填する方法は特に限定されず、例えば、スピンコート法、ブレードコート法、ダイコート法等で塗布・充填することができる。そして、所定の厚さの高屈折率樹脂層（ｂ）を形成する。

最後に、図１０で示すように、上記で得られた成形体（７）をＬ１とＬ２に沿ってスリットして、図１で示す本発明の表裏面に対して、垂直にかつ互いに平行となるように所定の間隔で交互に連続して低屈折率層と高屈折率層をフィルム内部に有する透光性の光学フィルムが製造できる。低屈折率層が非常に薄く光透過性が著しく阻害しなければ、表裏をスリットしないで、図９の状態で使用しても良い。

上記の本発明の光学フィルムの製造方法において、低屈折率樹脂層および高屈折率樹脂層をそれぞれ形成する際、電離放射線硬化型樹脂組成物からなる塗工液を使用して低屈折率樹脂層および高屈折率樹脂層をそれぞれ形成する方法を例示したが、特に電離放射線硬化型に限定されものではない。しかし、本発明の光学フィルムの製造方法においは、電離放射線硬化型塗工液を使用するのが望ましい。

上記で得られる本発明の光学フィルムは、明るくかつコントラストの高く、着色層や、蒸着層の回折・干渉による着色の影響がなく、表示画像の色調の変化による画質劣化のない画像が観察できる携帯電話等の液晶ディスプレイ情報表示体に使用され、本人以外の第三者が情報を視認するのを不可能、あるいは困難にする情報表示体用の覗き見防止用の光学フィルムとして使用されるが、液晶表示装置の液晶パネルの観察側にこの光学フィルムを直接貼着して液晶表示装置内部に組み込んで用いるのが望ましい。

さらに、本発明の光学フィルムは、携帯電話等の液晶ディスプレイ情報表示体以外に、勿論、携帯情報端末、パーソナルコンピューター、銀行のＡＴＭ、カード等の暗号番号入力端末等からなる情報表示体にも使用されるものである。

本発明の光学フィルムの構成の一例を示す断面図である。本発明の光学フィルムを用いた液晶表示装置の一例を示す断面図である。本発明の光学フィルムの全反射条件を説明する断面図である。本発明の光学フィルムに入射した光線の出射状態を示す断面図である。本発明の光学フィルムの製造方法の一例を説明する断面図である。本発明の光学フィルムの製造方法の一例を説明する断面図である。本発明の光学フィルムの製造方法の一例を説明する断面図である。本発明の光学フィルムの製造方法の一例を説明する断面図である。本発明の光学フィルムの製造方法の一例を説明する断面図である。本発明の光学フィルムの製造方法の一例を説明する断面図である。従来の情報表示体用の覗き見防止体の一例を示す断面図である。従来の覗き見防止フィルムの一例を示す断面図である。

符号の説明

１・・・光学フィルム
２・・・液晶パネル
３・・・保護板
４・・・母型
４′・・・シリコーン複製樹脂型
５・・・高屈折率樹脂
６・・・凹状間隙
７・・・表裏面に対して、垂直にかつ互いに平行となるように所定の間隔で交互に連続して低屈折率層と高屈折率層をフィルム内部に有する成形体
１０・・・情報表示体用の覗き見防止体
１１・・・透明シリコーンゴムシート
１２・・・着色シリコーンゴムシート
１３・・・粘着層
１４・・・透光性粘着面
１５・・・シリコーン接着層
１６・・・透光層
２０・・・覗き見防止フィルム
３０・・・フィルム本体
３１・・・透光性保護用フィルム
３２・・・透光性樹脂フィルム
３３・・・透光性ベースフィルム
３４・・・離形シート
３５、３６・・・透光性のアクリル系接着剤層
３７・・・透光性粘着剤層
４０・・・透光性粘着剤層
５０・・・ハーフミラーフィルム
５１・・・透光性のベースフィルム
５２・・・透光性保護コーティング層
５３・・・反射層
ａ・・・低屈折率層
ｂ・・・高屈折率層
２ａ・・・出射側偏光板
２ｂ・・・液晶セル
２ｃ・・・入射側偏光板
ｔ・・・光学フィルムの厚さ
ｎａ・・・低屈折率層の屈折率
ｎｂ・・・高屈折率層の屈折率
ｘａ・・・低屈折率層の厚さ
ｘｂ・・・高屈折率層の厚さ

Claims

表裏面に対して、垂直にかつ互いに平行となるように所定の間隔で交互に連続して低屈折率層と高屈折率層をフィルム内部に有する透光性の光学フィルムであって、
前記光学フィルムに入射する光に対して、フィルム中の前記低屈折率層と前記高屈折率層との界面で全反射させることによってその光の方向を変化させて透過させ、一方、前記全反射する光以外の光に対しては、前記低屈折率層に吸収・拡散させるようにしたことを特徴とする光学フィルム。
請求項１記載の光学フィルムを携帯電話等の液晶表示装置の液晶パネルの観察側に配置して覗き見防止に用いることを特徴とする光学フィルム。
前記低屈折率層の屈折率をｎａ、厚さをｘａ、前記高屈折率層の屈折率をｎｂ、厚さをｘｂ、前記光学フィルムの厚さをｔで表したとき、高屈折率層から低屈折率層に入射する全反射条件として、下記式（１）および式（２）を満たすことを特徴とする請求項１または２記載の光学フィルム。
前記低屈折率層の厚さｘａが０．００１〜０．０２ｍｍ、前記高屈折率層の厚さｘｂが０．０２〜０．２ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学フィルム。
垂直かつ互いに平行となる所定の間隔の櫛状の母型より高屈折率樹脂で櫛状の層を作成し、型から剥離してできたその複製樹脂層表面に、所定の厚さの低屈折率樹脂を被覆硬化させて低屈折率層を形成した後の凹状の間隙内に、さらに、高屈折率樹脂を注入硬化させ、垂直にかつ互いに平行となるように所定の間隔で交互に連続的に低屈折率層と高屈折率層をフィルム内部に形成することを特徴とする光学フィルムの製造方法。