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JP2002196117A - 光拡散層、光拡散性シート及び光学素子 - Google Patents

光拡散層、光拡散性シート及び光学素子

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JP2002196117A
JP2002196117A JP2000392255A JP2000392255A JP2002196117A JP 2002196117 A JP2002196117 A JP 2002196117A JP 2000392255 A JP2000392255 A JP 2000392255A JP 2000392255 A JP2000392255 A JP 2000392255A JP 2002196117 A JP2002196117 A JP 2002196117A
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layer
resin film
diffusion layer
film layer
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Takuya Matsunaga
卓也 松永
Hiroshi Shibata
浩 芝田
Takayuki Shigematsu
崇之 重松
Masayuki Satake
正之 佐竹
Takamori Shoda
位守 正田
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Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 防眩性を維持しつつ、画面のギラツキ現象を
抑えることができる光拡散層を提供すること、さらには
当該光拡散層を有する光拡散性シート、当該光拡散性シ
ートが設けられている光学素子を提供すること。 【解決手段】 表面に微細凹凸形状が形成されている樹
脂皮膜層からなる光拡散層において、前記微細凹凸形状
表面が、以下に示す平均山間隔（Ｓｍ）、中心線平均表
面粗さ（Ｒａ）および十点平均表面粗さ（Ｒｚ）を満足
することを特徴とする光拡散層。 Ｓｍ≦８０μｍ、 Ｒａ≦０．２５μｍ、 Ｒｚ≦９Ｒａ

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
（ＬＣＤ）、ＥＬ、ＰＤＰなどにおいて、画面の視認性
の低下を抑えるために用いられている光拡散層、さらに
は当該光拡散層を有する光拡散性シート、当該光拡散性
シートが設けられている光学素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＬＣＤなどの画像表示装置は、表
示装置表面に蛍光燈などの室内照明、窓からの太陽光の
入射、操作者の影などの写り込みにより、画像の視認性
が妨げられる。そのため、ＬＣＤ表面には、画像の視認
性を向上するために、表面反射光を拡散し、外光の正反
射を抑え、外部環境の写り込みを防ぐことができる（防
眩性を有する）微細凹凸構造を形成させた光拡散層が設
けられている。光拡散層の形成方法としては、構造の微
細化が容易なこと、また生産性がよいことから微粒子を
分散した樹脂をコーティングして樹脂皮膜層を形成する
方法が主流となっている。
【０００３】しかし、高精細（たとえば、１２０ｐｐｉ
以上）なＬＣＤの場合に、これに上記光拡散層を装着す
ると、光拡散層の表面で突出した粒子により形成される
微細凹凸構造の凸形状のレンズ効果により、ＬＣＤ表面
にギラツキと輝度の強弱の部分が発生し視認性を低下さ
せる問題がある。
【０００４】このような問題を解決するため、たとえ
ば、特開平９−１９３３３２号公報、特開平９−１９３
３３３号公報には、微細凹凸形状表面の平均山間隔（Ｓ
ｍ）、中心線平均表面粗さ（Ｒａ）等を特定範囲に調整
することが開示されているが、当該特定範囲になるよう
に微細凹凸形状表面を調整しても必ずしも十分にギラツ
キを抑えることはできてない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高精細なＬ
ＣＤに適用した場合にも防眩性を維持しつつ、画面のギ
ラツキ現象を抑えることができる光拡散層を提供するこ
とを目的とする。さらには当該光拡散層を有する光拡散
性シート、当該光拡散性シートが設けられている光学素
子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す構造表面
を有する光拡散層により前記目的を達成できることを見
出し、本発明を完成するに到った。
【０００７】すなわち、本発明は、表面に微細凹凸形状
が形成されている樹脂皮膜層からなる光拡散層におい
て、前記微細凹凸形状表面が、以下に示す平均山間隔
（Ｓｍ）、中心線平均表面粗さ（Ｒａ）および十点平均
表面粗さ（Ｒｚ）を満足することを特徴とする光拡散
層。
【０００８】Ｓｍ≦８０μｍ、 Ｒａ≦０．２５μｍ、 Ｒｚ／Ｒａ≦９、に関する。
【０００９】微細凹凸構造表面のギラツキ現象が、主に
表面凹凸構造のランダムな強弱光により生じるレンズ効
果によって引き起こされると考えられることから、上記
本発明は、平均山間隔（Ｓｍ）を８０μｍ以下、中心線
平均表面粗さ（Ｒａ）を０．２５μｍ以下となるように
小さくしてギラツキを抑え、しかもＲｚ／Ｒａを９以下
となるように十点平均表面粗さ（Ｒｚ）をできる限り小
さくすることによりギラツキをさらに減少したものであ
る。中心線平均表面粗さ（Ｒａ）が大きくなると十点平
均表面粗さ（Ｒｚ）も通常大きくなるが、本発明では中
心線平均表面粗さ（Ｒａ）に比して十点平均表面粗さ
（Ｒｚ）を小さく抑えており、凸形状が同一形状を呈す
るように揃えられギラツキが減少している。前記値が前
記所定範囲を外れる場合には、ギラツキが多くなる。
【００１０】平均山間隔（Ｓｍ）は、７０μｍ以下、さ
らには４０〜６０μｍとするのが好ましい。また、中心
線平均表面粗さ（Ｒａ）は、０．２μｍ以下、さらには
０．１〜０．１７μｍとするのが好ましい。また、十点
平均表面粗さ（Ｒｚ）は、１〜１．５μｍ程度とするの
が好ましい。さらには、Ｒｚ／Ｒａは７．５以下とする
のが好ましい。
【００１１】前記光拡散層において、微細凹凸形状表面
の６０°光沢度が７０％以下であることが好ましい。前
記６０°光沢度を７０％以下とすることにより、写り込
みの防止が良好であり防眩性が良い。前記６０°光沢度
は６０％以下、さらには４０〜５０％とするのが好まし
い。
【００１２】前記光拡散層において、樹脂皮膜層が微粒
子を含有しており、かつ樹脂皮膜層の表面凹凸形状が微
粒子によって形成されていることが好ましい。また、樹
脂皮膜層に含有される微粒子は有機系微粒子であること
が好ましい。さらには、樹脂皮膜層が紫外線硬化型樹脂
により形成されていることが好ましい。
【００１３】微粒子を用いることにより、表面凹凸形状
を有する樹脂皮膜層を簡易かつ確実に実現でき、また上
記中心線平均表面粗さ（Ｒａ）、平均山間隔（Ｓｍ）お
よび十点平均表面粗さ（Ｒｚ）の調整も容易である。特
に、微粒子として有機系微粒子を用いた場合には、ギラ
ツキを抑えるうえで有効である。また、紫外線硬化型樹
脂は紫外線照射による硬化処理にて、簡単な加工操作に
て効率よく樹脂皮膜層（光拡散層）を形成することがで
きる。
【００１４】また、本発明は、前記光拡散層の樹脂皮膜
層の凹凸形状表面に、樹脂皮膜層の屈折率よりも低い屈
折率の低屈性率層が設けられていることを特徴とする光
拡散層、に関する。低屈折率層により反射防止機能を付
与でき、ディスプレイ等の画像表面の乱反射により、画
面の黒表示の視認性を低下させる、いわゆる白ぼけがを
有効に抑えることができる。
【００１５】また、本発明は、前記光拡散層が、透明基
板の少なくとも一方の面に設けられていることを特徴と
する光拡散性シート、に関する。
【００１６】さらに、本発明は、前記光拡散層または光
拡散性シートが、光学素子の片面又は両面に設けられて
いることを特徴とする光学素子、に関する。
【００１７】本発明の光拡散層は、透明基板上に設けた
光拡散性シートとして各種の用途に用いることができ、
たとえば、光学素子に用いられる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施形態
を、図面を参照しながら説明する。図１は、微粒子３が
分散されている樹脂皮膜層２からなる光拡散層４が、透
明基板１上に形成されている光拡散性シートであり、樹
脂皮膜層２中に分散されている微粒子３は、光拡散層４
の表面において凹凸形状を形成している。なお、図１で
は、樹脂皮膜層２が１層の場合を示しているが、樹脂皮
膜層２と透明基板１との間には、別途、微粒子を含有す
る樹脂皮膜層を形成することにより、光拡散層を複数の
樹脂皮膜層によって形成することもできる。
【００１９】透明基板１としては、例えばポリエチレン
テレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエ
ステル系ポリマー、ジアセチルセルロース、トリアセチ
ルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリカーボネ
ート系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリ
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。またポリスチレン、アクリロニトリル・スチレ
ン共重合体等のスチレン系ポリマー、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、環状ないしノルボルネン構造を有するポ
リオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体等のオレ
フィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや
芳香族ポリアミド等の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。さらにイミド系ポリ
マー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポ
リマー、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、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、ビニルブチラー
ル系ポリマー、アリレート系ポリマー、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。特に光学的に複屈折の少ないものが好適に用
いられる。
【００２０】透明基板１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程度である。特に２０〜３００μ
ｍが好ましく、３０〜２００μｍがより好ましい。
【００２１】微細凹凸構造表面を有する樹脂皮膜層２
は、透明基板１上に形成されていれば、その形成方法は
特に制限されず、適宜な方式を採用することができる。
たとえば、前記樹脂皮膜層２の形成に用いたフィルムの
表面を、予め、サンドブラストやエンボスロール、化学
エッチング等の適宜な方式で粗面化処理してフィルム表
面に微細凹凸構造を付与する方法等により、樹脂皮膜層
２を形成する材料そのものの表面を微細凹凸構造に形成
する方法があげられる。また、樹脂皮膜層２上に別途樹
脂皮膜層を塗工付加し、当該樹脂皮膜層表面に、金型に
よる転写方式等により微細凹凸構造を付与する方法があ
げられる。また、図１のように樹脂皮膜層２に微粒子３
を分散含有させて微細凹凸構造を付与する方法などがあ
げられる。これら微細凹凸構造の形成方法は、二種以上
の方法を組み合わせ、異なる状態の微細凹凸構造表面を
複合させた層として形成してもよい。前記樹脂皮膜層２
の形成方法のなかでも、微細凹凸構造表面の形成性等の
観点より、微粒子３を分散含有する樹脂皮膜層２を設け
る方法が好ましい。
【００２２】以下、微粒子３を分散含有させて樹脂皮膜
層２を設ける方法について説明する。当該樹脂皮膜層２
を形成する樹脂としては微粒子３の分散が可能で、樹脂
皮膜層形成後の皮膜として十分な強度を持ち、透明性の
あるものを特に制限なく使用できる。前記樹脂としては
熱硬化型樹脂、熱可塑型樹脂、紫外線硬化型樹脂、電子
線硬化型樹脂、二液混合型樹脂などがあげられるが、こ
れらのなかでも紫外線照射による硬化処理にて、簡単な
加工操作にて効率よく光拡散層を形成することができる
紫外線硬化型樹脂が好適である。
【００２３】紫外線硬化型樹脂としては、ポリエステル
系、アクリル系、ウレタン系、アミド系、シリコーン
系、エポキシ系等の各種のものがあげられ、紫外線硬化
型のモノマー、オリゴマー、ポリマー等が含まれる。好
ましく用いられる紫外線硬化型樹脂は、例えば紫外線重
合性の官能基を有するもの、なかでも当該官能基を２個
以上、特に３〜６個有するアクリル系のモノマーやオリ
ゴマーを成分を含むものがあげられる。また、紫外線硬
化型樹脂には、紫外線重合開始剤が配合されている。
【００２４】なお、樹脂皮膜層２の形成には、レベリン
グ剤、チクソトロピー剤、帯電防止剤等の添加剤を含有
させることができる。樹脂皮膜層の形成に当たり、チク
ソトロピー剤（０．１μｍ以下のシリカ、マイカ等）を
含有させることにより、樹脂皮膜層（光拡散層）の表面
において、突出粒子により微細凹凸構造を容易に形成す
ることができる。
【００２５】微粒子３としては、各種金属酸化物、ガラ
ス、プラスティックなどの透明性を有するものを特に制
限なく使用することができる。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微粒子、ポリメチルメタクリ
レート、ポリスチレン、ポリウレタン、アクリル−スチ
レン共重合体、ベンゾグアナミン、メラミン、ポリカー
ボネート等の各種ポリマーからなる架橋又は未架橋の有
機系微粒子やシリコーン系微粒子などがあげられる。こ
れら微粒子３は、１種または２種以上を適宜に選択して
用いることができるが、有機系微粒子が好ましい。微粒
子の平均粒子径は１〜１０μｍ、好ましくは２〜５μｍ
である。
【００２６】前記光拡散性シートの製造方法は特に制限
されず、適宜な方式を採用することができる。たとえ
ば、前記透明基板１上に、微粒子３を含有する樹脂（た
とえば、紫外線硬化型樹脂：塗工液）を塗工し、乾燥
後、硬化処理して表面に凹凸形状を呈するような樹脂皮
膜層２により光拡散層４を形成することにより行う。な
お、塗工液は、ファンテン、ダイコーター、キャスティ
ング、スピンコート、ファンテンメタリング、グラビア
等の適宜な方式で塗工される。
【００２７】形成した光拡散層４の表面で平均山間隔
（Ｓｍ）、中心線平均表面粗さ（Ｒａ）および十点平均
表面粗さ（Ｒｚ）を満足させるには、前記塗工液に含ま
れる微粒子３の平均粒子径、その割合や樹脂皮膜層２の
厚さを適宜に調整する。
【００２８】前記塗工液に含まれる微粒子３の割合は特
に制限されないが、樹脂１００重量部に対して、６〜２
０重量部とするのがギラツキを抑えるうえで好ましい。
また、樹脂皮膜層２の厚さは特に制限されないが、３〜
６μｍ程度、特に４〜５μｍとするのが好ましい。
【００２９】前記光拡散層４を形成する樹脂皮膜層２の
凹凸形状表面には、反射防止機能を有する低屈折率層を
設けることができる。低屈折率層の材料は樹脂皮膜層２
よりも屈折率の低いものであれば特に制限されないが、
たとえば、フッ素含有ポリシロキサンなどの低屈折率材
料を用いることができる。低屈折率層の厚さは特に制限
されないが、０．０５〜０．３μｍ程度、特に０．１〜
０．３μｍとするのが好ましい。
【００３０】また、前記図１の光拡散性シートの透明基
板１には、光学素子を接着することができる（図示せ
ず）。光学素子としては、偏光板、位相差板、楕円偏光
板、光学補償付き偏光板等があげられ、これらは積層体
として用いることができる。光学素子の接着は、必要に
応じて、アクリル系、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透明性や耐候性などに優
れる適宜な接着層を介することができる。
【００３１】偏光板としては、ポリビニルアルコール系
フィルム、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
ィルム等の親水性高分子フィルムにヨウ素や染料等を吸
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。位相差板としては、前記透明基板で例
示したポリマーフィルムの一軸または二軸延伸フィルム
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。楕円偏光板、光学補償付き偏光板は、
偏光板と位相差板を積層することにより形成しうる。楕
円偏光板、光学補償付き偏光板は、偏光板側の面に、光
拡散層を形成している。
【００３２】
【実施例】以下に、実施例によって本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれら実施例によって何等限定され
るものではない。
【００３３】実施例１ 微粒子として、平均粒子径３．５μｍのポリスチレンビ
ーズ１２重量部、紫外線硬化型樹脂（ウレタンアクリレ
ート系モノマー）１００重量部、ベンゾフェノン系光重
合開始剤５重量部及びその固形分が４０重量％となるよ
うに計量された溶剤（トルエン）とを混合した溶液を、
トリアセチルセルロース上に塗布し、１２０℃で５分間
乾燥した後、紫外線照射により硬化処理して、厚さ約４
μｍの微細凹凸構造表面の樹脂皮膜層を有する光拡散性
シートを作製した。
【００３４】実施例２ 実施例１において、ポリスチレンビーズの使用量を１４
重量部に変更した以外は、実施例１と同様にして光拡散
性シートを作製した。
【００３５】実施例３ 実施例１において、樹脂皮膜層の厚さを約３μｍに変更
した以外は、実施例１と同様にして光拡散性シートを作
製した。
【００３６】実施例４ 実施例２において、樹脂皮膜層の凹凸形状表面に、さら
に樹脂皮膜層の屈折率（１．５１）よりも低い低屈折率
層（材料：フッ素変性ポリシロキサン，屈折率：１．３
９）を０．１μｍ設けたこと以外は実施例１と同様にし
て光拡散性シートを作製した。
【００３７】比較例１ 実施例１において、平均粒子径３．５μｍのポリスチレ
ンビーズ１４重量部を平均粒子径２〜３μｍのシリカビ
ーズ１４重量部に変えた以外は実施例１と同様にして光
拡散性シートを作製した。
【００３８】比較例２ 実施例１において、樹脂皮膜層の厚さを約２．５μｍに
変更した以外は、実施例１と同様にして光拡散性シート
を作製した。
【００３９】比較例３ 実施例１において、ポリスチレンビーズの使用量を１０
重量部に変え、樹脂皮膜層の厚さを約２．５μｍに変更
した以外は、実施例１と同様にして光拡散性シートを作
製した。
【００４０】上記実施例、比較例で得られた光拡散性シ
ートの表面凹凸構造の形状を、ＪＩＳ Ｂ０６０１に準
じ、触針式表面粗さ測定機として株式会社東京精密製の
サーフコム４７０Ａを用いて測定した。なお、測定はダ
イヤモンドからなる先端部を頂角５５度の円錐形とした
直径１ｍｍの測定針を介して凹凸面上を一定方向に３ｍ
ｍの長さで走査し、その場合の測定針の上下方向の移動
変化を測定することにより行い、それを記録した表面粗
さ曲線から、平均山間隔（Ｓｍ）、中心線平均表面粗さ
（Ｒａ）および十点平均表面粗さ（Ｒｚ）を算出した。
また、６０°光沢度を、ＪＩＳ Ｋ７１０５−１９８１
に準じて、スガ試験機（株）製（デジタル変角光沢計Ｕ
ＧＶ−５ＤＰ）を用いて測定した。結果を表１に示す。
前記実施例および比較例で得られた光拡散性シートに
偏光板（１８５μｍ）を接着したものを、ガラス基板に
接着し、ライトテーブル上に固定されたマスクパターン
（開口率２５％）上でギラツキ度合い（ギラツキ）を目
視により以下の基準で評価した。結果を表１に示す。な
お、蛍光灯下における写り込み（防眩性）はいずれも良
好であった。
【００４１】（ギラツキ） ◎…ギラツキが全くない。 ○…ギラツキがほとんどない。 △…ギラツキが小さく実用上問題はない。 ×…ギラツキがある。
【表１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光拡散性シートの断面図の一例であ
る。
【符号の説明】 １：透明基板 ２：樹脂皮膜層 ３：微粒子 ４：光拡散層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 重松 崇之 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 佐竹 正之 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 正田 位守 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 Ｆターム(参考） 2H042 BA02 BA04 BA12 BA14 BA20 2H091 FA31X FB12 FC23 FC25 LA03 4F100 AJ06 AK01A AK12 AK25 AK25J AK51 AK51J AL01 AR00C AT00B BA02 BA03 BA07 BA10A BA10C DD07A DE01A DE04 GB41 JB14A JN01B JN18C JN21A JN30 JN30A

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表面に微細凹凸形状が形成されている樹
    脂皮膜層からなる光拡散層において、前記微細凹凸形状
    表面が、以下に示す平均山間隔（Ｓｍ）、中心線平均表
    面粗さ（Ｒａ）および十点平均表面粗さ（Ｒｚ）を満足
    することを特徴とする光拡散層。 Ｓｍ≦８０μｍ、 Ｒａ≦０．２５μｍ、 Ｒｚ≦９Ｒａ
  2. 【請求項２】 微細凹凸形状表面の６０°光沢度が７０
    ％以下であることを特徴とする請求項１記載の光拡散
    層。
  3. 【請求項３】 樹脂皮膜層が微粒子を含有し、かつ樹脂
    皮膜層の表面凹凸形状が微粒子によって形成されている
    ことを特徴とする請求項１または２記載の光拡散層。
  4. 【請求項４】 微粒子が有機系微粒子であることを特徴
    とする請求項３記載の光拡散層。
  5. 【請求項５】 樹脂皮膜層が紫外線硬化型樹脂により形
    成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
    に記載の光拡散層。
  6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の光拡散
    層の樹脂皮膜層の凹凸形状表面に、樹脂皮膜層の屈折率
    よりも低い屈折率の低屈性率層が設けられていることを
    特徴とする光拡散層。
  7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の光拡散
    層が、透明基板の少なくとも一方の面に設けられている
    ことを特徴とする光拡散性シート。
  8. 【請求項８】 請求項１〜６のいずれかに記載の光拡散
    層または請求項６記載の光拡散性シートが、光学素子の
    片面又は両面に設けられていることを特徴とする光学素
    子。
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