JPH1138208A - 光散乱フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高ヘイズであっても後方散乱を抑えた、光散乱
フィルムを提供する。 【解決手段】透明なフィルム上に、微粒子を分散させた
樹脂層からなる光散乱層を有し、該フィルムのヘイズ値
が２０％以上でかつ下記式（１）によって得られる前方
散乱係数（Ｆ）が２．５以上である光散乱フィルム。 【数１】Ｆ＝Ｌｂ／Ｌｄ 式（１） （式中Ｌｂは鏡面反射体上に光散乱フィルムを設置した
ときの色度計のＬ^* （ＣＩＥ−１９７６ Ｌ^* ａ^* ｂ^*
表色系）値でありＬｄは光吸収体上に光散乱フィルムを
設置したときの色度計のＬ^* （ＣＩＥ−１９７６ Ｌ^*
ａ^* ｂ^* 表色系）値である）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示装置に有
用な光散乱フィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置に代表される画像表示装置
は、年々高画質、高精細化が進められている。しかしな
がら、いかに高精細な画像にしたとしても、画像表示表
面で蛍光灯のような外光が反射し、表示画面に写り込ん
でしまうために画像が見にくくなってしまうという問題
があった。このような問題を解決するために表面に微細
な凸凹を有する光散乱フィルムが広く用いられている。
この光散乱フィルムは従来、透明合成樹脂シートの表面
に微粉末固体を吹き付けて凸凹をつけるサンドブラスト
方式や、凸凹状に加工したガラスや金型、ロールなどを
用いて樹脂シートに凸凹状模様を転写するエンボス加工
方式や、シリカなどの微粒子を紫外線硬化型樹脂組成物
に含有させてフィルム上に塗布した後、紫外線を照射し
て凸凹を有する硬化皮膜を形成する方法等によって形成
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光散乱フィルムは後方散乱が大きいために、外光の写り
込みを抑えるべくヘイズ値を高くしても表示画面が白っ
ぽくなるために表示画像の視認性を低下させてしまうと
いう問題があった。また、反射型液晶表示装置等に用い
る場合は、外光を取り込むことで画像を表示するため、
後方散乱が大きくなると、表示画面が白っぽくなるばか
りか、反射板へ到達する光量が少なくなり、結果として
コントラストを低下させてしまうという問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の課題
を解決すべく鋭意検討した結果、後方散乱に対する前方
散乱の割合を高くすることで、高ヘイズ値であっても表
示画像が白っぽくなるのを低減し、視認性に優れた表示
画面が得られることを新規に見いだし本発明に至った。
即ち本発明は、 （１）透明なフィルム上に、微粒子を分散させた樹脂層
からなる光散乱層を有し、該フィルムのヘイズ値が２０
％以上でかつ下記式（１）によって得られる前方散乱係
数（Ｆ）が２．５以上である光散乱フィルム、

【０００５】

【数２】Ｆ＝Ｌｂ／Ｌｄ 式（１）

【０００６】（式中Ｌｂ：鏡面反射体上に光散乱フィル
ムを設置したときの色度計のＬ^* （ＣＩＥ−１９７６
Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系）値でありＬｄは光吸収体上に光散
乱フィルムを設置したときの色度計のＬ^* （ＣＩＥ−１
９７６ Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系）値である） （２）微粒子部分以外の樹脂層の屈折率が微粒子の屈折
率よりも低いことを特徴とする（１）に記載の光散乱フ
ィルム、 （３）微粒子の平均粒径が１〜５０μｍである（１）ま
たは（２）のいずれか１項に記載の光散乱フィルム、 （４）光散乱層の上に反射防止膜を有する（１）ないし
（３）のいずれか１項に記載の光散乱フィルム、 （５）（１）ないし（４）に記載の光散乱フィルムを有
する偏光板または楕円偏光板または位相差板、 （６）（１）ないし（５）の前方散乱フィルムを用いた
画像表示装置、 （７）画像表示装置が液晶表示装置である（６）に記載
の画像表示装置、 （８）液晶表示装置が反射型液晶表示装置である（７）
に記載の画像表示装置、に関する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の光散乱フィルムは、微粒
子を分散させた樹脂層からなる光散乱層と透明なフィル
ムとからなる。光散乱層を構成する微粒子の屈折率は該
微粒子部分以外の樹脂層の屈折率より高く、該微粒子と
該微粒子部分以外の樹脂層との屈折率比が後者が１に対
して前者が１．００１〜１．２、より好ましくは１．０
０５〜１．１５、さらに好ましくは１．０１〜１．１程
度がよい。

【０００８】本発明の光散乱フィルムは、光散乱性を高
めるため該フィルムのヘイズ値が好ましくは２０％以
上、より好ましくは３０％以上、さらに好ましくは４０
％以上にするのがよい。さらに、前方散乱と後方散乱の
程度を示す下記式（１）によって得られる前方散乱係数
（Ｆ）が好ましくは２．５以上、より好ましくは２．７
以上、さらに好ましくは３．０以上にするのがよい。

【０００９】

【数３】Ｆ＝Ｌｂ／Ｌｄ 式（１）

【００１０】式中Ｌｂは鏡面反射体上に光散乱フィルム
を設置したときの色度計のＬ^* （ＣＩＥ−１９７６ Ｌ
^* ａ^* ｂ^* 表色系）値で、前方散乱の程度を示してお
り、この値が高いほど前方散乱が大きい。ここで用いる
鏡面反射体とは、表面が平滑で光を反射するものであ
り、そのようなものとしては例えば鏡やアルミ板等が挙
げられる。また、Ｌｄは光吸収体上に光散乱フィルムを
設置したときの色度計のＬ^*（ＣＩＥ−１９７６ Ｌ^*
ａ^* ｂ^* 表色系）値で、後方散乱の程度を示しており、
この値が大きいほど後方散乱が大きい。ここで用いる光
吸収体としては光を反射しないものであり、そのような
ものとしては例えば黒いフェルト布、ライトトラップ等
が挙げられる。

【００１１】本発明に用いられる微粒子は、光散乱層の
構成成分である微粒子以外の樹脂層との屈折率比が上記
の条件を満たし、透明で、樹脂層への分散性に優れてい
れば特に制限はない。また、形状は球状、特に真球状で
あることが好ましく、そのような微粒子としてはアクリ
ル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂など
からなる有機高分子化合物の微粒子や、シリカなどの無
機化合物の微粒子が挙げられる。また、その粒径は平均
粒径で１〜１００μｍ、より好ましくは１〜５０μｍ程
度がよい。また、その添加量は光散乱層の厚さと用いる
微粒子の平均粒径によっても異なるがヘイズ値を２０％
以上にし、かつ前方散乱係数を２．５以上にするため
に、該樹脂化合物１００重量部に対して好ましくは５〜
８０重量部、より好ましくは７〜５０重量部程度がよ
い。

【００１２】本発明における微粒子以外の樹脂層は、後
方散乱を抑えるために屈折率が低いことが好ましく、
１．３〜１．５５、より好ましくは１．３〜１．５０、
さらに好ましくは１．３〜１．４８程度がよい。また、
光散乱層の構成成分である微粒子との屈折率比が上記の
条件を満たし、透明で、微粒子の分散性に優れているこ
とが好ましい。この樹脂層の材質としては、上記の条件
を満たすものであれば特に制限はないが、屈折率を低く
するために、例えばフッ素原子含有高分子化合物からな
るものが好ましく、例えばフッ素原子含有溶剤可溶型ポ
リマーや熱又はエネルギー線により硬化処理されて得ら
れるフッ素原子含有溶剤不溶型ポリマーがあげられる。

【００１３】フッ素原子含有溶剤可溶型ポリマーとして
は、例えばフルオロオレフィンビニールエーテル交互共
重合体（ＦＥＶＥ）、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビ
ニリデンとテトラフルオロエチレンとの共重合体、フッ
化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとヘキサフルオ
ロプロピレンとの共重合体等があげられる。又、熱又は
エネルギー線により硬化処理されて得られるフッ素原子
含有溶剤不溶型ポリマーとしては、例えば末端にイソシ
アナート基を有するパーフルオロアルキルエーテルと末
端にヒドロキシル基を有するパーフルオロアルキルエー
テルとの反応によって得られる熱硬化型フッ素樹脂を熱
硬化して得られるポリマー、パーフルオロアルキル基を
有するアクリル酸エステルを含有するエネルギー線硬化
型フッ素樹脂にエネルギー線（例えば紫外線）を照射し
て得られるポリマー等があげられる。

【００１４】本発明における樹脂層の厚さは、表示画像
の視認性の向上と、光散乱層内部での散乱を効率的に行
わせるため、該微粒子の最大粒子径よりも厚くすること
が好ましい。また、その厚さは用いる微粒子の平均粒
径、所望とするヘイズ値等によって異なるが２〜１５０
μｍ、好ましくは２〜１００μｍ程度がよい。

【００１５】本発明の光散乱フィルムを画像表示装置の
最前面に配置する場合、光散乱層の上にさらに反射防止
膜を形成することにより、外光の反射をさらに抑えるこ
とができ、より視認性を向上させることができるため好
ましい。反射防止膜としては通常行われている、多層蒸
着膜を形成する方法や光散乱層よりも屈折率の低いフッ
素樹脂等の薄膜を形成する方法等種々の反射防止膜を用
いることができる。

【００１６】透明なフィルムとしては、例えばプラスチ
ック等があげられるが、特に制限はない。プラスチック
としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線等のエ
ネルギー線硬化型樹脂等が使用でき、例えばポリエチレ
ン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチ
レンテレフタレート等のポリエステル樹脂、トリアセチ
ルセルロース、ブチルセルロース等のセルロース樹脂、
ポリスチレン、ポリウレタン、塩化ビニル、アクリル樹
脂、ポリカーボネート樹脂、アクリレート樹脂などがあ
げられる。画像表示装置に使用する場合は、光学的に均
質で等方性である透明なプラスチックが好ましく、また
その屈折率は好ましくは１．３５〜１．７５、より好ま
しくは１．４５〜１．６５程度のものがよい。このよう
なプラスチックとしては、例えばポリエステル樹脂、セ
ルロース系樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート等の
プラスチックが挙げられる。該フィルムの厚みは軽量化
の面から好ましくは３０〜２００μｍ、より好ましくは
５０〜１００μｍ程度が良い。また、光散乱層と該フィ
ルムとの密着性を高めるため、該フィルムの表面に様々
な処理を施すことも可能である。処理の方法としては例
えば、コロナ処理、鹸化処理、アンカー処理、シランカ
ップリング剤による処理等が挙げられる。

【００１７】本発明における光散乱層を透明なフィルム
上に形成する場合、例えば上記フッ素原子含有溶剤可溶
型ポリマー、または熱硬化型フッ素樹脂、またはエネル
ギー線硬化型フッ素樹脂、および微粒子を、又必要に応
じて反応性化合物、硬化剤（熱硬化型フッ素樹脂の場
合）、又反応開始剤（紫外線硬化型フッ素樹脂の場合）
を溶媒中に添加して、均一に溶解もしくは分散させ、所
望の濃度となるように調節した混合分散液を、該フィル
ム上に均一な膜厚になるように塗布し、溶媒を好ましく
は加熱により除去し、熱硬化型の場合にはさらに硬化す
るまで加熱し、エネルギー線硬化型樹脂組成物の場合に
はエネルギー線を照射して硬化させることにより得られ
る。溶媒としては、該フッ素原子含有の化合物、または
該化合物を含有する樹脂組成物を溶解するような溶媒が
好ましく、例えばトルエン、キシレン等の芳香族類、メ
タノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のア
ルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン
類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類等があげら
れる。フッ素系化合物を使用する場合、フッ素系溶媒を
使用することができる。これらの溶媒は単独で用いても
良く、また任意の割合で混合して用いても良い。また、
必要に応じて用いられる反応性化合物としては、例えば
アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキ
シ系、シリコーン系等の反応性化合物が挙げられる。

【００１８】また、微粒子の分散性に乏しいときは、硫
酸エステル系、モノカルボン酸系、ポリカルボン酸系等
のアニオン系界面活性剤、高級脂肪族アミンの４級塩等
のカチオン系界面活性剤、高級脂肪酸ポリエチレングリ
コールエステル系等のノニオン界面活性剤、シリコン系
界面活性剤、フッ素系界面活性剤、アマイドエステル結
合を有する高分子活性剤等の種々の分散剤を用いること
が好ましい。

【００１９】また、前記混合分散液を塗布する方法とし
ては特に限定されないが、ノングレア層の特性を一定に
するために均一な膜厚にすることが好ましく、例えばコ
ンマコート方式、ワイヤーバー方式、ディップコート方
式、スピンコート方式、グラビア方式、マイクログラビ
ア方式、ドクターブレード方式等種々の塗工方式を用い
ることができる。熱硬化型の場合には、透明なフィルム
の耐熱温度、加工性を考慮して適切な硬化温度により硬
化させるのがよい。エネルギー線硬化型の場合、エネル
ギー線としては、好ましくは、高圧水銀ランプ、低圧水
銀ランプ、キセノンランプ、殺菌灯、レーザー光などか
ら得られる２０００オングストローム〜７０００オング
ストロームの波長を有する電磁波エネルギー（例えば紫
外線）や電子線、Ｘ線、放射線等の高エネルギー線を使
用する。エネルギー線の照射時間は、エネルギー線の強
度によるが、通常は０．１秒〜１０秒程度で十分であ
る。

【００２０】また、本発明の光散乱フィルムを少なくと
も片方に用い、偏光素子を接着剤または粘着剤を用いて
貼り合わすことによって本発明の偏光板を作製すること
ができる。また、この偏光板の光散乱層とは反対側の面
に位相差板を接着剤または粘着剤を用いて貼り合わせる
ことにより本発明の楕円偏光板を得ることができる。ま
た、ポリカーボネートやポリアリレート等を延伸した位
相差フィルム上に光散乱層を形成するか、本発明の光散
乱フィルムと位相差フィルムを接着剤または粘着剤を用
いて貼り合わせることにより本発明の位相差フィルムを
得ることができる。特に、ポリビニルアルコールフィル
ム内にヨウ素や染料などの二色性物質を含有する偏光子
（素膜）にトリアセチルセルロースなどの保護フィルム
を貼り合わせた構造の偏光板の場合に、透明なフィルム
としてトリアセチルセルロースフィルムを用いた本発明
の光散乱フィルムを用いることは、例えば偏光板の製造
工程において、従来の製造工程に全く手を加えることな
く本発明の偏光板を製造できる点で好ましい。ここで使
用するトリアセチルセルロースなどの保護フィルムの厚
さは５０〜１００μｍ程度が好ましい。

【００２１】このようにして得られた光散乱フィルムを
例えば反射型液晶表示装置のような画像表示装置に用い
る場合、例えば鏡面反射板を有するＯＣＢ（光学補償ベ
ンドセル）や、ＴＮ（ツイストネマチック）セル表面に
接着剤または粘着剤を用いて、白黒表示が可能となるよ
うに位相差と貼合角度を設計した位相差板を貼合し、次
いで本発明の光散乱フィルムを有する偏光板を同様に接
着剤または粘着剤を用いて貼合することにより、本発明
の画像表示装置が得られる。また、相転移型ゲスト−ホ
ストセルを用いる場合には、偏光板を使用せず、液晶セ
ルに直接本発明の光散乱フィルムを接着剤または粘着剤
を用いて貼合すればよい。また、透過型液晶表示装置に
用いる場合には、反射板の代わりに、端部に冷陰極管を
有するアクリル板からなるバックライトを液晶セルの背
面に設置すればよい。また、これらの液晶セルにカラー
フィルターを組み込むことによりカラー画像表示装置が
得られる。これらに用いられる接着剤としては、ポリビ
ニルアルコール水溶液、ポリビニルアルコール水溶液に
架橋剤としてメラミンなどを添加したものや、アクリル
系、イソシアナート系等の化合物に架橋剤や重合開始剤
を添加したもの等が挙げられる。また、粘着剤としては
アミノ基やヒドロキシル基やカルボキシル基を有するア
クリル系樹脂等をイソシアナート等の架橋剤を用いて所
望の粘着性を持たせたものなどが挙げられる。

【００２２】

【実施例】以下実施例と比較例を挙げて本発明をさらに
具体的に説明する。 実施例１ ルミフロンＬ−６００（旭硝子社製、熱硬化型樹脂、硬
化後の屈折率１．４６、固形分５０％キシレン溶液）１
００重量部、硬化剤としてコロネートＬ（固形分４５
％、酢酸エチル：トルエン＝１：１溶液）２．９重量
部、ジラウリン酸−ジ−ｎ−ブチル錫（固形分０．０１
５％トルエン溶液）０．３６重量部、平均粒径６μｍ、
屈折率１．４９のアクリル系樹脂からなる微粒子５重量
部を混合して高速撹拌し、混合分散液を調製し、それを
厚さ５０μｍの鹸化処理したトリアセチルセルロースフ
ィルム上にコンマコータを用いて塗布し、溶剤を除去し
た後、さらに１００℃で２０分間熱処理して硬化させ、
光散乱層の厚さが３０μｍの本発明の光散乱フィルムを
得た。得られた光散乱フィルムの評価結果を表１に示し
た。

【００２３】実施例２ 実施例１で用いた微粒子を１５重量部を用いる以外は実
施例１と同様の操作により光散乱層の厚さが３３μｍの
本発明の光散乱フィルムを得た。得られた光散乱フィル
ムの評価結果を表１に示した。

【００２４】実施例３ 平均粒径１５μｍ、屈折率１．４９のアクリル系樹脂か
らなる微粒子１０重量部を用いる以外は実施例１と同様
の操作により光散乱層の厚さが４０μｍの本発明の光散
乱フィルムを得た。得られた光散乱フィルムの評価結果
を表１に示した。

【００２５】比較例 ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート９０重量
部、２−ヒドロキシエチルアクリレート１０重量部から
なる紫外線硬化型樹脂組成物１００重量部に光重合開始
剤（イルガキュアー１８４：チバガイギー社製）５重量
部、平均粒径１．５μｍ、屈折率１．５０のシリカ系微
粒子２０重量部をトルエンとイソプロピルアルコール混
合溶媒中で高速撹拌後、固形分５０重量％になるように
混合分散液を調製した。それを実施例で用いたトリアセ
チルセルロースフィルムの片面に、マイクログラビアコ
ート法にて塗布し、溶剤を蒸発さた後、８０Ｗ／ｃｍの
高圧水銀ランプにて光を照射して硬化させ、光散乱層の
厚さが５μｍの光散乱フィルムを得た。得られた光散乱
フィルムの評価結果を表１に示した。

【００２６】

【表１】 表１ 実施例 ヘイズ値（％） Ｌｂ Ｌｄ 前方散乱係数（Ｆ） 視認性 １ ５３．８ ９１．０ ２８．４ ３．２ Ａ ２ ６０．２ ９２．１ ３０．７ ３．０ Ａ ３ ９３．１ ９５．９ ３３．１ ２．９ Ａ 比較例 ８８．２ ９１．０ ５３．５ １．７ Ｂ

【００２７】（１）ヘイズ値：ヘイズメータ（東京電色
社製）を用いて測定。 （２）前方散乱係数（Ｆ）：色彩色差計（ミノルタ製）
を用い、鏡面反射板（鏡）の上に光散乱フィルムを設置
したときのＬ^* （ＣＩＥ−１９７６ Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色
系、ＪＩＳＺ８７２９による）値（Ｌｂ）と、光吸収体
（黒のフェルト布）上に光散乱フィルムを設置したとき
のＬ^* （ＣＩＥ−１９７６ Ｌ^* ａ^* ｂ^*表色系、ＪＩ
ＳＺ８７２９による）値（Ｌｄ）を測定し、下記式
（１）にて算出した。

【００２８】

【数４】Ｆ＝Ｌｂ／Ｌｄ 式（１）

【００２９】（３）視認性：ＴＦＴ液晶セルの下側のガ
ラスにアクリル系粘着剤を用いて鏡面反射板を張り付
け、上側のガラスに表示した文字が黒になるように最適
化した楕円偏光板をアクリル系粘着剤を用いて貼り付け
た後、作製した光散乱フィルムをアクリル系粘着剤を用
いて偏光板に貼り付けて、表示文字の見やすさ、視野角
の程度を評価した。 Ａ：文字が見やすい。傾斜してみても文字が鮮明に見え
る。 Ｂ：白っぽくなって文字が見にくい。傾斜してみると文
字が見にくくなる。

【００３０】表１の結果から、本発明の光散乱フィルム
は比較例に比べて前方散乱が大きく、後方散乱が低いた
め、外光の反射によって表示画像が白っぽくなるのを抑
え、フィルムを透過する光量の低下を抑えていることが
判る。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、透明なフィルム上に、微粒子
を分散させた樹脂層からなる光散乱層を有し、該フィル
ムのヘイズ値が２０％以上でかつ上記式（１）によって
得られる前方散乱係数（Ｆ）が２．５以上である光散乱
フィルムであって、このフィルムを反射型液晶表示装置
等の画像表示装置に用いることにより、表示画像の視認
性を向上させることができる。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明なフィルム上に、微粒子を分散させた
   樹脂層からなる光散乱層を有し、該フィルムのヘイズ値
   が２０％以上でかつ下記式（１）によって得られる前方
   散乱係数（Ｆ）が２．５以上である光散乱フィルム。 【数１】Ｆ＝Ｌｂ／Ｌｄ 式（１） （式中Ｌｂ：鏡面反射体上に光散乱フィルムを設置した
   ときの色度計のＬ^* （ＣＩＥ−１９７６ Ｌ^* ａ^* ｂ^*
   表色系）値でありＬｄは光吸収体上に光散乱フィルムを
   設置したときの色度計のＬ^* （ＣＩＥ−１９７６ Ｌ^*
   ａ^* ｂ^* 表色系）値である）
2. 【請求項２】微粒子部分以外の樹脂層の屈折率が微粒子
   の屈折率よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の
   光散乱フィルム。
3. 【請求項３】微粒子の平均粒径が１〜５０μｍである請
   求項１または２のいずれか１項に記載の光散乱フィル
   ム。
4. 【請求項４】光散乱層の上に反射防止膜を有する請求項
   １ないし３のいずれか１項に記載の光散乱フィルム。
5. 【請求項５】請求項１ないし４のいずれか１項に記載の
   光散乱フィルムを有する偏光板または楕円偏光板または
   位相差板。
6. 【請求項６】請求項１ないし５の光散乱フィルムを用い
   た画像表示装置。
7. 【請求項７】画像表示装置が液晶表示装置である請求項
   ６に記載の画像表示装置。
8. 【請求項８】液晶表示装置が反射型液晶表示装置である
   請求項７に記載の画像表示装置。