JPH11316306A - 光拡散層、光学素子及び液晶表示装置 - Google Patents

光拡散層、光学素子及び液晶表示装置

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JPH11316306A
JPH11316306A JP10137661A JP13766198A JPH11316306A JP H11316306 A JPH11316306 A JP H11316306A JP 10137661 A JP10137661 A JP 10137661A JP 13766198 A JP13766198 A JP 13766198A JP H11316306 A JPH11316306 A JP H11316306A
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JP
Japan
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light diffusion
diffusion layer
liquid crystal
crystal display
optical element
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JP10137661A
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Shigeo Kobayashi
茂生 小林
Seiji Kondo
誠司 近藤
Yasushi Takahashi
寧 高橋
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴーストの防止機能を維持しつつ、モアレの
発生も防止しうる光拡散層、光学素子、及び液晶表示装
置の開発。 【解決手段】 表面粗さにおける平均山谷間隔が50〜
500μmで、かつ任意方向の中心線平均粗さの最大値
と最小値の差が0.35μm以下である微細凹凸構造
(11)を片面に有する紫外線硬化樹脂皮膜(1)から
なる光拡散層(1)、及び光学層の片面又は両面に前記
の光拡散層を有する光学素子、並びに画素ピッチが50
〜500μmの液晶表示素子の視認側に前記の光拡散層
を有する液晶表示装置。 【効果】 表面形状の等方性に優れて異方性の小さい光
拡散層が得られ、ゴーストとモアレの発生を防止しう
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は、モアレやゴーストの防止
性に優れて視認性の良好な液晶表示装置などを形成しう
る光拡散層と光学素子に関する。
【0002】
【背景技術】液晶表示装置等の表示装置では、その表面
に光拡散層を設けることが一般的である。かかる光拡散
層は、表面反射光を拡散するノングレア層として機能さ
せて、蛍光灯や太陽光等の照明光やキーボーダーなどの
外部環境が画面上に映り込むゴースト現象で視認性が阻
害されることの防止などを目的とする。従来、その光拡
散層としては、サンドブラストや透明粒子の混入などに
よる粗面化方式にて表面に微細凹凸構造を付与したもの
が知られていた。
【0003】しかしながら、表示装置、特に液晶表示装
置の高精細化やカラー化などによる画素の小型化に伴っ
て干渉によるモアレ縞を生じ、視認性が著しく低下する
問題を発生するようになってきている。
【0004】
【発明の技術的課題】本発明は、ゴーストの防止機能を
維持しつつ、モアレの発生も防止しうる光拡散層、光学
素子、及び液晶表示装置の開発を課題とする。
【0005】
【課題の解決手段】本発明は、表面粗さにおける平均山
谷間隔が50〜500μmで、かつ任意方向の中心線平
均粗さの最大値と最小値の差が0.35μm以下である
微細凹凸構造を片面に有する紫外線硬化樹脂皮膜からな
ることを特徴とする光拡散層、及び光学層の片面又は両
面に前記の光拡散層を有することを特徴とする光学素
子、並びに画素ピッチが50〜500μmの液晶表示素
子の視認側に前記の光拡散層を有することを特徴とする
液晶表示装置を提供するものである。
【0006】
【発明の効果】本発明によれば、表面形状の等方性に優
れる光拡散層を得ることができて、液晶表示装置等にお
けるゴーストの防止と共に、画素等との干渉によるモア
レの発生も防止することができる。この作用効果は、上
記粗さ特性による等方的な表面形状に基づく。
【0007】すなわち本発明者らは、モアレ問題を克服
するために鋭意研究を重ねる中で、従来の光拡散層によ
るモアレの発生は、微細凹凸構造の凹凸間隔と画素サイ
ズの近似に加えて、微細凹凸や厚さの分布における異方
性が原因であることを究明した。
【0008】従って、上記の如く平均山谷間隔が略一定
で、任意方向の中心線平均粗さの差が小さく、微細凹凸
の分布や厚さの均等性に優れてその異方性の小さい微細
凹凸構造とすることによりゴーストとモアレの防止性に
優れる光拡散層とすることができる。なお前記におい
て、微細凹凸や厚さの分布がモアレに関与する機構は不
明である。
【0009】
【発明の実施形態】本発明による光拡散層は、表面粗さ
における平均山谷間隔が50〜500μmで、かつ任意
方向の中心線平均粗さの最大値と最小値の差が0.35
μm以下である微細凹凸構造を片面に有する紫外線硬化
樹脂皮膜からなる。なお平均山谷間隔は、表面の凹凸曲
線における山谷間隔の平均値として求めることができ
る。また表面粗さにおける中心線平均粗さの最大値と最
小値の差は、表面における任意な方向の中心線平均粗さ
の差として求めることができる。
【0010】光拡散層の例を図1、図2に示した。1が
紫外線硬化樹脂皮膜からなる光拡散層、11,12が微
細凹凸構造面、2が透明基材であり、3は必要に応じて
の接着層である。図例の如く光拡散層1は、紫外線硬化
樹脂皮膜の単独層からなっていてもよいし、紫外線硬化
樹脂皮膜を透明基材2の上に支持した光拡散シートから
なっていてもよい。
【0011】樹脂皮膜を形成する紫外線硬化型樹脂とし
ては、例えばポリエステル系やアクリル系、ウレタン系
やアミド系、シリコーン系やエポキシ系等の樹脂を形成
しうるモノマーやオリゴマーやポリマーに紫外線重合開
始剤を配合して、紫外線照射による硬化処理で樹脂皮膜
を形成しうるようにしたものなどの適宜なものを用いう
る。
【0012】好ましく用いうる紫外線硬化型樹脂は、例
えば紫外線重合性の官能基を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とするものの如く、付設
対象に対する密着性や透明性、ハードコート性や透明粒
子を含有させる場合にはその分散性などに優れるもので
ある。
【0013】本発明による光拡散層は、図例の如く紫外
線硬化樹脂からなる皮膜の片面に、表面粗さにおける平
均山谷間隔が50〜500μmで、かつ任意方向の中心
線平均粗さの最大値と最小値の差が0.35μm以下で
ある微細凹凸構造を設けたものである。
【0014】片面に前記の微細凹凸構造を有する紫外線
硬化樹脂皮膜の形成は、例えば紫外線硬化型樹脂中に屈
折率相違の透明粒子を分散含有させてそれをドクターブ
レード法やグラビアロールコータ法等の適宜な方式で所
定面に塗工し、その塗工層を紫外線照射を介し硬化処理
して透明粒子による凹凸が反映した微細凹凸構造を形成
する方式、あるいは透明基材の表面をサンドブラストや
エンボスロール、エッチング等の適宜な方式で粗面化
し、その粗面化表面に紫外線硬化樹脂皮膜を塗工形成し
て皮膜表面に前記粗面化表面の凹凸を反映させて微細凹
凸構造を形成する方式などの適宜な方式にて行うことが
できる。
【0015】なお前記の透明粒子としては、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粒子、ポリメチル
メタクリレート(PMMA)やポリウレタン等の各種ポ
リマーからなる架橋又は未架橋の有機系粒子などの適宜
なものを用いうる。
【0016】好ましく用いうる透明粒子は、透明性に優
れて、紫外線硬化型樹脂中で硬化皮膜形成前には溶解し
ないものである。また上記した表面粗さ特性の形成など
の点より好ましく用いうる透明粒子は、平均粒径が30
μm以下、就中15μm以下、特に1〜8μmのものであ
る。
【0017】一方、上記した紫外線硬化樹脂皮膜からな
る光拡散層を支持する透明基材としては、例えばポリエ
チレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートの如
きポリエステル系ポリマー、二酢酸セルロースや三酢酸
セルロースの如きセルロース系ポリマー、ポリカーボネ
ート系ポリマーやPMMAの如き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。
【0018】またポリスチレンやアクリロニトリル・ス
チレン共重合体(AS樹脂)の如きスチレン系ポリマ
ー、ポリエチレンやポリプロピレン、シクロ系ないしノ
ルボルネン構造を有するポリオレフィンやエチレン・プ
ロピレン共重合体の如き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の如きア
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。
【0019】さらにイミド系ポリマーやスルホン系ポリ
マー、ポリエーテルスルホン系ポリマーやポリエーテル
エーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド
系ポリマーやビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリ
デン系ポリマーやビニルブチラール系ポリマー、アリレ
ート系ポリマーや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。
【0020】就中、透明性に優れるポリマーからなり、
複屈折による位相差の可及的に小さいフィルムなどが好
ましく用いられる。透明基材の厚さは、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、就中30〜300μm、特に5
0〜200μmの厚さとされる。
【0021】モアレの防止性等の点より本発明による好
ましい光拡散層は、表面粗さにおける平均山谷間隔が4
00μm以下、就中300μm以下、特に60〜200μ
mで、かつ任意方向の中心線平均粗さの最大値Ramax
最小値Raminの差(Ramax−Ramin)が0.30μm
以下、就中0.25μm以下、特に0.2μm以下の微細
凹凸構造を有するものである。前記のRamax−Ramin
が0.35μmを超える光拡散層では、モアレの防止効
果に乏しくなる。なお平均山谷間隔は、適用対象の液晶
表示素子の画素ピッチ等と可及的に相違していることが
好ましい。また山谷間隔は、可及的に一定であることが
好ましい。
【0022】なお図2に例示の如く、必要に応じて設け
る接着層3は、光学層等の他部材に接着することを目的
とする。その接着層は、例えばアクリル系やゴム系、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適
宜な接着剤にて形成することができ、透明性や耐候性な
どに優れるものが好ましい。
【0023】本発明による光拡散層は、従来に準じた各
種の目的に用いうる。特に液晶表示装置の如く所定の間
隔で画素を配列したものの如く、表示ピッチとの干渉に
よりモアレを生じやすい表示装置などに好ましく用いう
る。その適用に際しては、光学層の片面又は両面に光拡
散層を設けた光学素子として用いることもできる。
【0024】本発明による光学素子の例を図3、図4に
示した。4は偏光板、5は位相差板、6はそれら偏光板
4と位相差板5との積層体からなる楕円偏光板である。
従って光学層としては、偏光板や位相差板、それらの積
層体からなる楕円偏光板などの適宜なものであってよ
い。
【0025】前記の偏光板には適宜なものを用いうる。
ちなみにその例としては、ポリビニルアルコール系フィ
ルムや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
ムの如き親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料
等の二色性物質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。偏光フィルムの厚
さは、5〜80μmが一般的であるが、これに限定され
ない。
【0026】また前記した偏光フィルムの片面又は両面
に耐水性等の保護目的で、ポリマーの塗布層やフィルム
のラミネート層等からなる透明保護層を設けたものなど
もあげられる。透明保護層の形成には、上記した透明基
材で例示のポリマーなどの適宜なものを用いうるが、透
明性や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性などに優れる
ものが好ましく用いうる。
【0027】一方、位相差板としても、適宜なものを用
いうる。ちなみにその例としては、上記の透明基材で例
示したポリマーフィルムの一軸や二軸等の適宜な方式に
よる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。
【0028】楕円偏光板は、偏光板と位相差板を積層す
ることにより形成しうる。その場合、光拡散層は少なく
とも偏光板側に設けることが実用性などの点より好まし
い。なお楕円偏光板における偏光板と位相差板は、上記
の接着層などを介して接着積層されていることがズレ防
止等による光学特性の安定性などの点より好ましい。
【0029】また光学素子における光拡散層は、図3に
例示の如く光学層4に直接付設されていてもよいし、図
4に例示の如く透明基材2と一体化した光拡散シートと
して付設されていてもよい。光拡散シートの場合にも上
記の接着層などを介して光学層と接着積層されているこ
とがズレ防止等による光学特性の安定性などの点より好
ましい。
【0030】上記のように本発明による光拡散層や光学
素子は、モアレの発生が問題となる表示装置、就中、ノ
ート型やディスクトップ型等のパーソナルコンピュータ
における液晶表示装置などに好ましく用いうる。特にT
FT式やSTN式の液晶表示素子の如く、表示単位とし
ての画素が遮光部(ブラックマトリクス)にて等間隔に
区切られて所定のピッチで形成され、その画素ピッチが
50〜500μmでモアレを発生しやすい液晶表示装置
などに好ましく用いうる。
【0031】前記において光拡散層や光学素子は、液晶
表示装置の視認側に設けられるが、その場合、モアレ防
止やノングレア作用などの点より光拡散層は、装置の最
表面等の可及的に外表面に位置させることが好ましい。
なお液晶表示装置は、本発明による光拡散層又は光学素
子を少なくとも1層配置する点を除いて特に限定はな
く、従来に準じたものとして形成することができる。
【0032】
【実施例】実施例1 紫外線硬化型のウレタンアクリレートモノマー100部
(重量部、以下同じ)とベンゾフェノン系光重合開始剤
3部からなる紫外線硬化型樹脂に、粒径1〜8μmの不
定形シリカ粒子8部を加え、粘度調整用溶剤の添加によ
り固形分濃度を50重量%としたのち高速撹拌機にて混
合し、その混合液を厚さ50μmのポリカーボネートフ
ィルムの片面にバーコータにて塗工して溶剤揮発後、紫
外線を照射して硬化処理し、厚さ8μmの光拡散層を有
する光拡散シートを得た。
【0033】前記の光拡散層は、12%の光拡散性を示
し、その微細凹凸構造における表面粗さ曲線による平均
山谷間隔(以下同じ)が86μmであり、触針式表面粗
さ測定器に基づく前記混合液の塗工方向とそれに直交方
向の中心線平均粗さがそれぞれ2.2μmと2.3μm
(差=0.1μm:任意方向の中心線平均粗さの最大値
と最小値の差、以下同じ)であった。
【0034】比較例1 実施例1に準じて、厚さが5μmで12%の光拡散性を
示す光拡散層を有する光拡散シートを得た。その光拡散
層の微細凹凸構造における平均山谷間隔は79μmであ
り、混合液の塗工方向とそれに直交方向の中心線平均粗
さがそれぞれ2.0μmと2.8μm(差=0.8μm)
であった。
【0035】比較例2 実施例1に準じて、厚さが5μmで12%の光拡散性を
示す光拡散層を有する光拡散シートを得た。その光拡散
層の微細凹凸構造における平均山谷間隔は73μmであ
り、混合液の塗工方向とそれに直交方向の中心線平均粗
さがそれぞれ2.2μmと2.6μm(差=0.4μm)
であった。
【0036】評価試験 実施例、比較例で得た光拡散シートをノート型パソコン
用の液晶表示素子(サイズ12.1インチ、解像度XG
A)の上に設置して表示像を視認した。その場合、実施
例1の光拡散シートを用いた液晶表示装置では、干渉に
よるモアレ縞を発生せず、非常に精細な表示像が得られ
た。しかし比較例1,2の光拡散シートを用いた液晶表
示装置では、干渉によるモアレ縞を発生して、表示像の
視認が困難であった。
【図面の簡単な説明】
【図1】光拡散層例の断面図
【図2】他の光拡散層例の断面図
【図3】光学素子例の断面図
【図4】他の光学素子例の断面図
【符号の説明】
1:紫外線硬化樹脂皮膜からなる光拡散層 11,12:微細凹凸構造 2:透明基材 4:偏光板 5:位相差板 6:楕円偏光板

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面粗さにおける平均山谷間隔が50〜
    500μmで、かつ任意方向の中心線平均粗さの最大値
    と最小値の差が0.35μm以下である微細凹凸構造を
    片面に有する紫外線硬化樹脂皮膜からなることを特徴と
    する光拡散層。
  2. 【請求項2】 請求項1において、透明基材上に支持さ
    れてなる光拡散層。
  3. 【請求項3】 光学層の片面又は両面に請求項1又は2
    に記載の光拡散層を有することを特徴とする光学素子。
  4. 【請求項4】 請求項3において、光学層が偏光板、位
    相差板、又はそれらの積層体からなる楕円偏光板である
    光学素子。
  5. 【請求項5】 画素ピッチが50〜500μmの液晶表
    示素子の視認側に請求項1又は2に記載の光拡散層を有
    することを特徴とする液晶表示装置。
JP10137661A 1998-05-01 1998-05-01 光拡散層、光学素子及び液晶表示装置 Pending JPH11316306A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002055209A (ja) * 2000-06-02 2002-02-20 Dainippon Printing Co Ltd 保護拡散フィルム及びその製造方法、面光源装置及び液晶表示装置
WO2009041279A1 (ja) * 2007-09-27 2009-04-02 Kimoto Co., Ltd. 表面凹凸フィルム及び光拡散性シート

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