(57)【要約】【課題】従来の防眩フィルムではトレードオフの関係にあった写り込みと白ボケを改善し、写り込みと白ボケが共に生じないとともに、ディスプレイのギラツキ現象を低減し、解像度低下が無い防眩フィルム、及びそれを用いた表示装置を提供する。【解決手段】透明基材上に凹凸面を有する防眩層が形成された防眩フィルムにおいて、前記防眩フィルムへ極角２０°以上でコリメート光を入射させた時に、前記防眩フィルムの法線方向への光散乱光が標準拡散板で規格化した反射率の１／１０００以下である散乱特性を有し、前記防眩フィルムの法線から約５°でコリメート光を入射したときの前記コリメート光の正反射率Ｂ０と前記正反射から０．２°ずれた角度からの前記正反射方向への反射率Ｂ１の反射率比Ｂ０／Ｂ１が５以下である防眩フィルムとする。また、凹凸面の傾斜角度分布を１０°以内とし、かつ凹凸面の配置をランダム配置とする。【選択図】　図１
2004061853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基材上に凹凸面を有する防眩層が形成された防眩フィルムにおいて、前記防眩フィルムへ所望の極角以上でコリメート光を入射させた時に、前記防眩フィルムの法線方向への光散乱光が殆ど存在しない散乱特性を有し、前記防眩フィルムの法線から約５°でコリメート光を入射させたときの正反射率Ｂ０と前記正反射から０．２°ずれた角度からの前記正反射方向への反射率Ｂ１とが略等しいことを特徴とする防眩フィルム。
【請求項２】
透明基材上に凹凸面を有する防眩層が形成された防眩フィルムにおいて、前記防眩フィルムへ極角２０°以上でコリメート光を入射させた時に、前記防眩フィルムの法線方向への光散乱光が標準拡散板で規格化した反射率の１／１０００以下である散乱特性を有し、前記防眩フィルムの法線から約５°でコリメート光を入射させたときの前記コリメート光の正反射率Ｂ０と前記正反射から０．２°ずれた角度からの前記正反射方向への反射率Ｂ１の反射率比Ｂ０／Ｂ１が５以下であることを特徴とする防眩フィルム。
【請求項３】
透明基材上に凹凸面を有する防眩層が形成された防眩フィルムにおいて、前記防眩フィルムへ極角１０°以上でコリメート光を入射させた時に、前記防眩フィルムの法線方向への光散乱光が標準拡散板で規格化した反射率の１／１０００以下である散乱特性を有し、前記防眩フィルムの法線から約５°でコリメート光を入射させたときの前記コリメート光の正反射率Ｂ０と前記正反射から０．２°ずれた角度からの前記正反射方向への反射率Ｂｌの反射率比Ｂ０／Ｂ１が２．５以下であることを特徴とする防眩フィルム。
【請求項４】
透明基材上に凹凸面を有する防眩層が形成された防眩フィルムにおいて、前記防眩フィルムの表面に凹凸面が形成され、前記凹凸面の傾斜角が１０°以下であることを特徴とする防眩フィルム。
【請求項５】
前記凹凸面の傾斜角が５°以下であることを特徴とする請求項４に記載の防眩フィルム。
【請求項６】
透明基材上に凹凸面を有する防眩層が形成された防眩フィルムにおいて、前記防眩フィルムの表面に凹凸面が形成され、前記凹凸面の傾斜角が１０°以下であり、前記凹凸面がランダム配置されていることを特徴とする防眩フィルム。
【請求項７】
前記凹凸面の傾斜角が５°以下であることを特徴とする請求項６に記載の防眩フィルム。
【請求項８】
透明基材上に凹凸面を有する防眩層が形成された防眩フィルムにおいて、前記防眩フィルムの表面に凹凸面が形成され、前記凹凸面の傾斜角が１０°以下であり、前記凹凸面がランダム配置され、前記防眩フィルムの表面に反射防止層を有することを特徴とする防眩フィルム。
【請求項９】
前記凹凸面の傾斜角が５°以下であることを特徴とする請求項８に記載の防眩フィルム。
【請求項１０】
請求項１〜９に記載の防眩フィルムを、表面に貼付してなることを特徴とする偏光フィルム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の偏光フィルムを、少なくとも表示面側に貼付したことを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
請求項１〜９に記載の防眩フィルムを、少なくとも表示面側に貼付したことを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２において、平均凹凸間隔ＤとピクセルピッチＰの比Ｐ／Ｄが２以上であることを特徴とする表示装置。
【請求項１４】
請求項１１又は１２において、平均凹凸間隔ＤとピクセルピッチＰの比Ｐ／Ｄが４以上であることを特徴とする表示装置。
【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、プラズマディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ等の各種ディスプレイの表面、特に高精細のディスプレイの表面に用いられる防眩フィルム及びそれを用いたディスプレイに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、外部からの光（外光）をディスプレイの表面で拡散反射させて、蛍光灯が写り込んで眩しくないように、更に、背景（使用者）等が表面に写り込んで見難くならないように、ディスプレイの表面に防眩処理を施している。このような防眩処理には、例えば、サンドブラストや透明微粒子を含んだ樹脂をディスプレイ表面に塗工したり、或いは透明フィルムに微粒子を含んだ樹脂を塗工してなる透明フィルムをディスプレイの表面に貼付していた。
【０００３】
しかしながら、この従来の防眩フィルムは、像の写り込みを防止するために散乱性を高めると、外光により黒表示の輝度が上昇しコントラスト比の低下を招く。つまり、従来の防眩フィルムは、コントラスト比の低下（いわゆる白ぼけ）と像の写り込みはトレードオフの関係にあり、逆に、コントラスト比が低下（白ぼけが増大）しないようにしようとすると、像の写り込みが増大し視認性を悪くする問題があった。
【０００４】
また、近年、特に液晶ディスプレイの高精細化が進んでおり、防眩フィルムを表示面側に配置すると、表面にランダムな光の強弱が現れるギラツキ現象が生じる。このギラツキを抑えるために、塗布する樹脂層を２層以上とすることが提案されているが、根本対策ではなく、ギラツキを十分に抑えることができない。また、散乱性を大きくすることでギラツキを抑える試みもなされているが、散乱性を増大させると、白ボケが大きくなったり、解像度が低下する問題がある。更には、ディスプレイの高精細化が進むにつれ、防眩フィルムにより精細度が低下する問題がある。
【０００５】
上記課題の白ボケと解像度低下をなくすために、特開２００１−２８１４０２号公報に凹凸の頂角を制御する方法が、特開２００１−２８１４０３号公報に防眩層に混入する粒子のサイズを規定する方法が開示されている。また、写り込みと解像度低下を低減するために、特開２００１−２６４５１６号公報、特開平１１−３２６６０８号公報に防眩層を作製する時の微粒子のサイズ、量を規定する方法が開示されている。また、特開２００１−３０５３１４号公報には、写り込み、白ボケ、ギラツキをなくすために、１層以上の樹脂皮膜層を用い、内部層の微粒子を表面層の微粒子より小さくする方法が開示されている。特開２０００−２０６３１７号公報には凹凸の周期、表面平均粗さを規定する方法が開示されている。更に白ボケ、解像度、写り込みを低減するために、凹凸の平均間隔、平均粗さを規定する方法が特開平９−１９３３３３号公報に開示されている。
【０００６】
防眩フィルムの解決策が様々観点から提案されているが、上記従来技術では、白ボケ、写り込み、解像度低下、ギラツキの根本要因が明確になっていないため、十分な改善効果は得られていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記従来技術の改善が不十分であるのは、各特性を決める要因が明確になっていないことに鑑み、本発明は、各特性を決定する根本原因を追求し、その要因を排除することにより、各特性の改善に有用な手法を提供することにある。
【０００８】
本発明の第１の目的は、従来の防眩フィルムでは、トレードオフの関係にあった写り込みと白ボケを改善し、写り込みと白ボケが共に生じない防眩フィルム、及びそれを用いた表示装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の第２の目的は、ディスプレイの高精細化に伴い、従来課題となっているギラツキ現象を低減する防眩フィルム、及びそれを用いた表示装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第３の目的は、防眩層で問題となる解像度低下が無い防眩フィルム、及びそれを用いた表示装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決すべく特性低下の要因分析を行った結果、以下に示す手段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。
【００１２】
すなわち、本発明の防眩フィルムは、透明基材上に凹凸面を有する防眩層が形成された防眩フィルムにおいて、前記防眩フィルムへ所望の極角以上でコリメート光を入射させた時に、前記防眩フィルムの法線方向への光散乱光が殆ど存在しない散乱特性を有し、前記防眩フィルムの法線から約５°でコリメート光を入射させたときの正反射率Ｂ０と前記正反射から０．２°ずれた角度からの前記正反射方向への反射率Ｂ１とが略等しいことを特徴とする。
【００１３】
具体的には、透明基材上に凹凸面を有する防眩層が形成された防眩フィルムにおいて、前記防眩フィルムへ極角２０°以上でコリメート光を入射させた時に、前記防眩フィルムの法線方向への光散乱光が標準拡散板で規格化した反射率の１／１０００以下である散乱特性を有し、前記防眩フィルムの法線から約５°でコリメート光を入射させたときの前記コリメート光の正反射率Ｂ０と前記正反射から０．２°ずれた角度からの前記正反射方向への反射率Ｂ１の反射率比Ｂ０／Ｂ１が５以下である防眩フィルムとする。詳細は実施例で述べるが、極角２０°以上の入射光において、フィルム法線方向への散乱反射光を無くして、外光による白ボケを殆ど無くし、正反射率Ｂ０と正反射から０．２°ずれた角度からの前記正反射方向への反射率Ｂ１の反射率比Ｂ０／Ｂ１を５以下とすることで、像の写り込みが略無いことが視認評価により判明した。更に、本構成とすることで、透過光の散乱性も低減できるために高精細表示装置に適用したときに解像度が低下することが無い。
【００１４】
更に好ましくは、透明基材上に凹凸面を有する防眩層が形成された防眩フィルムにおいて、前記防眩フィルムへ極角１０°以上でコリメート光を入射させた時に、前記防眩フィルムの法線方向への光散乱光が標準拡散板で規格化した反射率の１／１０００以下である散乱特性を有し、前記防眩フィルムの法線から約５°でコリメート光を入射させたときの前記コリメート光の正反射率Ｂ０と前記正反射から０．２°ずれた角度からの前記正反射方向への反射率Ｂｌの反射率比Ｂ０／Ｂ１が２．５以下である防眩フィルムとする。これにより、極角１０°以上の入射光において、フィルム法線方向への散乱反射光を無くして、外光による白ボケを全く無くし、正反射率Ｂ０と正反射から０．２°ずれた角度からの前記正反射方向への反射率Ｂ１の反射率比Ｂ０／Ｂ１を２．５以下とすることで、像の写り込みが全く無いことが視認評価により判明した。更に、本構成とすることで、透過光の散乱性も低減できるために高精細表示装置に適用したときに解像度が低下することが無い。
【００１５】
また、この散乱反射範囲を決定する要因は、凹凸面の傾斜角度分布であることを見出し、極角２０°以上で法線方向へ散乱反射しないためには、凹凸面の傾斜角分布が１０°以内である必要があることが分かった。更に、極角１０°以上で法線方向へ散乱反射しないためには、凹凸面の傾斜角分布が５°以内である必要があることがわかった。つまり、この反射散乱特性は、散乱反射分布が幾何光学的な反射で決まることが明確となった。従って、凹凸面による干渉効果が存在すると、干渉効果により写り込みが発生するため、凹凸面の配置をランダムにする必要があることも明確となった。更に、本構成とすることで、透過光の散乱性も低減できるために高精細表示装置に適用したときに解像度が低下することが無い。
【００１６】
更に好ましくは、上記防眩フィルム上に低屈折率の媒体等を形成した反射防止層を配置することで、凹凸面による反射率そのものも低減できるために、更に写り込み、白ボケを低減することができる。
【００１７】
上記防眩フィルムを液晶ディスプレイ用の偏光板に適用すると、外光の明るい環境でディスプレイを使用したときに蛍光灯、使用者、及び背景等の写り込みが無く、更には白ボケによるコントラスト比低下が無いため、高画質な表示を実現できる。
【００１８】
また、本発明の偏光フィルムは、前記の防眩フィルムを表面に貼付してなることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の表示装置は、前記の偏光フィルム又は防眩フィルムを、少なくとも表示面側に貼付したことを特徴とする。前記の表示装置において、高精細時に問題となっているギラツキの要因について、ディスプレイのピクセルサイズ依存性について検討した結果、以下のような構成にすることでギラツキをなくすことができることがわかった。一般に液晶ディスプレイは、１ピクセルは、ＲＧＢの３サブピクセルで構成され、アスペクト比が縦横３：１である。この短辺のピッチをＰとし、上記凹凸面の平均の間隔（隣接する凸−凸（または凹−凹）の距離）をＤとすると、Ｐ／Ｄが２以上の時、略ギラツキがなくなることが視認評価の結果から判明した。更に好ましくは、Ｐ／Ｄが４以上の時には全くギラツキが感知できないことが視認評価の結果から判明した。
【００２０】
更に、本発明は、前記防眩フィルムを、透明基板の少なくとも表示面側（片面）に形成することを特徴としているが、反対面側に形成すると他の光学部材と密着を防ぐ効果もある。
【００２１】
本発明による防眩フィルムは、透明基材上に形成した防眩フィルムとして各種用途に用いることができ、様々なディスプレイに適用できることは言うまでも無い。
【００２２】
【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詳細に説明する。
【００２３】
まず、本発明の第１の目的である写り込みと白ボケのトレードオフを改善するための基本概念を、従来特性と対比しながら詳細に説明する。基本観念を示す散乱特性モデルを図３に示す。図３の横軸は、防眩フィルムへコリメート光を入射する入射角度（極角：法線に対する角度）を、縦軸は、コリメート光を入射させた時の、防眩フィルムの法線方向への光散乱反射率を示し、硫酸バリウムからなる標準拡散板で規格化した値を示す。従来の防眩層である微粒子を分散した防眩フィルムは、３０１Ａ、３０１Ｂのような散乱反射特性を示した。ここで、従来の防眩フィルムの測定にあたっては、フィルム反対面の反射光の影響を除くために、測定方法の詳細は後述するが、図１５に示すように防眩フィルム１０の裏面に黒色フィルム７４を密着配置した。なお、本測定においては、液晶ディスプレイの構造を模擬するために、日東電工製の偏光板Ｇ１２２０ＤＵ：２枚を裏面に直交貼付した。測定の結果、３０１Ａの特性においては、像の写り込みが生じることがわかった。そこで、写り込みを低減するために、微粒子の分散量を多くして散乱性を上げると３０１Ｂの特性となり、写り込みを低減することができたが、液晶ディスプレイに適用すると白ボケを生じ、表示のコントラスト比が低下することが分かった。つまり、従来の防眩フィルムでは、白ボケと写り込みはトレードオフの関係にあり両特性を満足することが出来なかった。
【００２４】
この原因は、コリメート光により散乱特性を評価した結果、以下の理由によることが判明した。図３で示す高い入射角度からの法線方向への反射率が高いとき、外光を正面方向に反射するため白ボケが増大することが分かった。つまり、一般的なオフィス環境では、天井に蛍光灯が配列されており、あらゆる角度からディスプレイに入射する光を想定する必要があり、視認方向へ周辺から入射する外光を反射させたいようにすることで白ボケを改善できることが判明した。つまり、表面反射を低減することはできても無くすことはできないため、正反射近傍以外の散乱反射光が存在しない特性にすることで白ボケを低減できることが分かる。実際、表示面をフラット面にすると写り込みは当然発生するが、正反射以外の反射光が存在しないため、全く白ボケを生じないことからも理解できる。
【００２５】
また、写り込みに関しては、正反射率が高いことが写り込みとして感じられると想定し、正反射率の大小で、写り込みの度合いを視認評価した結果、視認評価と正反射率の相関はあまりなかった。そこで、正反射率が高くてもその近傍での散乱が大きければ、像はボケるために写り込みとしては感じないのではないかとの観点から、正反射率と正反射近傍の反射率との反射率比と、視認評価による写り込み評価を比較した結果、正反射率とその近傍の反射率との反射率比に、写り込みの視認評価の結果が良く一致することが判明した。つまり、図３の正反射角度４００と正反射近傍の角度４０１の反射率比をとることで定量的に写り込みを評価できる。
【００２６】
上述のように従来防眩フィルムは、白ボケと写り込みがトレードオフの関係にある。このトレードオフを解決するには、白ボケ及び写り込みの要因を検討した結果より、図３に示す３００Ａ、３００Ｂのようなボックス型の散乱特性にすることにより、白ボケも写り込みも無い良好な防眩フィルムが実現できることが分かる。つまり、高い入射角度からの散乱光が法線方向（０°）に反射されないために白ボケを無くすことができ、ボックス型の散乱特性であるために、正反射角度４００と正反射近傍（角度０．２°）４０１の反射率比が１となり、像がぼけるために写り込みが全く生じないようにすることができる。後述する実施例で明らかになるが、入射角度２０°以上のコリメート光入射において、法線方向への反射光が無ければ略白ボケが無く、入射角度１０°以上のコリメート光入射において、法線方向への反射光が無ければ全く白ボケが無くなることが視認評価により判明した。更に、後述する実施例で明らかになるが、正反射の反射率Ｂ０と正反射近傍の角度０．２°の反射率Ｂ１の反射率比Ｂ０／Ｂ１が５以下であれば写り込みが略無く、反射率比Ｂ０／Ｂ１が２．５以下であれば全く写り込みが無いことが判明した。
【００２７】
しかしながら、正反射近傍４０１は測定系に依存し、発明者らの精密測定系においては、正反射近傍とは正反射角度を０°としたとき、正反射から０．２°ずれた角度の反射率を測定することにより実現できることが分かった。ここで、本発明を実証するために必須である測定方法について、図１５を用いて詳細に説明する。
【００２８】
まず、防眩フィルム１０は、その裏面からの反射の影響を排除するために、液晶ディスプレイの構造を模擬して、日東電工製の偏光板Ｇ１２２０ＤＵをその裏面に２枚直交して貼付した。コリメート光源７０としては、シグマ光機製のメタルハライド光源であるＩＭＨ−１６０を使用し、そのコリメート性は、±０．１５°であった。また、輝度計７１として、ホトリサーチ社のスペクトラプリチャード輝度計１９８０−Ａを使用した。標準レンズでその取り込み角度は約±２．６°であり、厳密な正反射率を測定できないため、そのレンズ前面にアパーチャー７２を挿入し、取り込み角度を±０．１°とした。例えば、取り込み角度が±２．６°で測定すると、測定した角度の両側±２．６°の平均反射率となり、写り込みとして感じる鏡面反射のような急峻な反射は平均化されて正確な反射率分布が測定できないため、写り込みの評価ができない。本測定装置により、正確な正反射率が測定可能となる。反射率の測定は、コリメート光源７０を回転ステージ上に配置し、防眩フィルムの法線に対して５°から入射したときの正反射光を正反射率になるように設定し、入射角度を変化させそのときの防眩フィルムの法線方向への反射率を測定した。このとき、同一の測定を、硫酸バリウムからなる標準拡散板で判定し、この値で規格化することで反射率とした。この測定系において、鏡面ミラーを測定すると、入射角約０．２°以内で急激に反射率が低下することより、写り込みの評価は、正反射率と正反射から０．２°ずれた角度の反射率との比で評価することができる。このように、光源のコリメート性を±０．１５°、輝度計の取り込み角度を±０．１°とすることで、正確に写り込みを評価することが出来る。また、本測定においては、コリメート光を防眩フィルムの法線方向から入射すると、コリメート光源が影になり、正反射率を測定できないために、コリメート光を防眩フィルムの法線方向に対して約５°から入射して、その正反射光の角度を０°とした。つまり、法線方向から入射したコリメート光に関しても略同等の特性であるため、この測定方法で本発明を実証できる。なお、本測定では、上述のように法線方向から約５°で入射したが、これに限定されるものではなく、法線方向に近いことが望ましい。
【００２９】
防眩フィルムの凹凸面の形状については、後述する実施例で明らかになるが、図４に示すように傾斜角分布が３１０Ｂで示す１０°以内の範囲にあれば、図３の３００Ｂで示す２０°以内の散乱特性となり、傾斜角分布が３１０Ａで示す５°以内の範囲にあれば、図３の３００Ａで示す散乱特性を実現できる。この散乱角度範囲を決める要因について、図１７を用いて説明する。
【００３０】
凹凸面である防眩層１０が図１７に示すように、曲面形状を有すると、ある角度からの入射光７５は、入射された凹凸面の傾き角６０により、反射光は、傾き角６０の法線６５に対して入射角６６と反射角６７が等しい角度に反射光７６として反射される。このとき、防眩フィルムの水平面６２Ａと凹凸面の接線６３の成す角度である傾き角６０が、ある一定角度θ内であれば、反射角度は２θ内になる。従って、法線方向からコリメート光を入射したときには、最大傾斜角をθとすれば、±２θの範囲に反射されることになり、逆に±２θの範囲から入射した光はその一部が法線方向に反射されることになる。今後、傾斜角は図１３に示すように、凹凸面の接線と平坦面６２Ａの成す角度６０で表すが、図１４に示すように全体的に傾斜させて作製した場合は、凹凸の平均面６２Ｂと凹凸面の接線が成す角度６１で表す。ここで、凹凸面の大きさが、波長より大きく数μｍ以上で、かつ、ランダム配置であれば、このように凹凸面の傾斜角分布のみで決まる幾何光学で説明できるが、凹凸に規則性が生じると、同じ傾斜角分布でも干渉により、反射率比Ｂ０／Ｂ１が増大し、写り込みが増大する事がわかった。従って、凹凸の配置を不規則にする必要がある。そこで、本発明では、凹凸の配置、凹凸の大きさは、ランダム関数を用いて配置することにより、傾斜角分布と反射角特性を一致させることができた。凹凸の配置や大きさは、後述するギラツキを抑えるためには、最終的な出来上がりの平均的な凹凸サイズと使用するディスプレイの画素サイズに依存するが、白ボケと写り込みの低減のためには、数μｍ程度以上であれば限定されない。
【００３１】
次に、このような凹凸面の形状の測定方法について説明する。微細な凹凸形状を測定するには原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いるのが良い。本発明では、セイコーインスツルメント社のＡＦＭ：ＳＰＩ３８００を用いて測定した。側定領域は約１００μｍ角の正方領域を、縦横５１２×５１２の３次元データとして測定したが、領域はこれに限定されるものではなく、凹凸の高さ、大きさ、作製されたパターンの平均化される領域を考慮して決定される。傾斜角分布の測定は、ＡＦＭで測定した領域内の３次元座標の３点を用いて、全領域、全方位の傾斜角分布を算出した。
【００３２】
次に、本発明の第２の目的であるディスプレイの高精細化につれて、従来問題となっているギラツキ現象を低減するための基本概念を示す。従来防眩フィルム単体をバックライト等の上に配置しても全くギラツキ現象は無く、更には、９９．６ｐｐｉ（ｐｉｘｅｌ　ｐｅｒ　ｉｎｃｈ）の液晶ディスプレイの表面に防眩フィルムを貼付しても全くギラツキは無いことが分かった。評価した構成は、図１２に示すように（ギラツキに影響しない部材は省略している）、画素の構成３０と防眩フィルム１０がギラツキを発生させることが分かり、拡大図で示すように、ピクセルとは、ＲＧＢの３サブピクセルから構成され、１サブピクセルは縦横のアスペクト比が３：１である。ここで、サブピクセルのピッチＰ（４０）とし、防眩フィルムの凹凸面の平均間隔（隣接する凸−凸（または凹−凹）の距離）をＤとする。画素が９９．６ｐｐｉでは、１サブピクセルは縦２５５μｍ、横８５μｍである。
【００３３】
次に、従来防眩フィルムを２０１．６ｐｐｉ（１サブピクセルの縦１２６μｍ、横４２μｍである。）の液晶ディスプレイ上に防眩フィルムを配置すると、すべてギラツキが生じた。今回、評価した従来防眩フィルムは凹凸の大きさは様々であるが、数μｍの微粒子による凹凸以外に大きな凹凸として、間隔Ｄが約３０〜１００μｍ程度あることが分かった。後述の実施例で明らかになるが、サブピクセルのピッチＰと凹凸面の平均間隔Ｄで比であるＰ／Ｄの値に依存して、ギラツキが発生することが分かった。Ｐ／Ｄが２以上の時、略ギラツキがなくなることが視認評価の結果から判明した。更に好ましくは、Ｐ／Ｄが４以上の時には全くギラツキが感知できないことが視認評価の結果から判明した。また、サブピクセルの開口率が低いほど、ギラツキが顕著に見えることが分かった。高精細になるほど開口率は低くなること、低下開口率で考えておけば、それより高い開口率ではギラツキが問題にならないことを考慮し、開口率２５％において評価した。
【００３４】
また、本発明の第３の目的である防眩層で問題となる解像度低下の改善について説明する。一般に液晶ディスプレイは、２枚のガラス基板間に液晶層を挟持し、そのガラス基板の両側に偏光板を貼付する。このため、ガラス基板の厚みにより偏光板表面に防眩層を貼付するとその散乱により解像度が低下する。表示装置の一部を示す図１８を用いて解像度低下要因について説明する。防眩層１０の下に、透明基材１１Ａ、偏光層１２Ａ、透明基材１１Ｂ、透明基板１３Ａ、画素の透過部１４Ａ、非開口部１４Ｂがある。ある画素からの法線方向への透過光９０Ａと、隣の画素からの斜め方向への透過光９０Ｂがあり、視認者９５が正面から見ると仮定すると、防眩層で屈折、散乱を受けない光成分はそれぞれ、９１Ａ、９１Ｂとなり出射され、視認者９５には、９１Ａのみの光で画像がぼやけることが無い。しかしながら、隣の画素からの光９０Ｂが屈折または散乱により９１Ｃとして出射されると視認者９５は、９１Ａと９１Ｃの両方を見ることになり画像がぼやける。
【００３５】
一方、本発明では、散乱反射範囲をある所望の角度以内に設定することにより、白ボケと写り込みがない構成としており、透過光に関しても散乱する光の角度範囲を限定できる。例えば、透過光９０Ｂが、最大でも９１Ｄまでの散乱であれば、視認者９５には、９０Ｂの光が入ることは無く、画像がボケることが無い。
つまり、本発明の散乱反射角度範囲を２０°以内（傾斜角１０°以内）、更には１０°以内（傾斜角５°）に限定しており、これにより、防眩フィルムの屈折率を１．５と仮定し、垂直出射光の広がりは、スネルの法則より、それぞれ約１５°、７．５°となり散乱範囲を狭くできる。従って、散乱角度範囲を従来防眩フィルムより狭くすることができ、解像度の低下を低減できる。図３は、反射光における散乱特性のモデルであるが、散乱角度範囲が多少広がるが類似の特性が透過光についても実現できる。本発明の入射角度２０°以下、１０°以下の散乱角度範囲の防眩フィルムを、２００ｐｐｉの液晶ディスプレイに適用した結果、解像度の低下は全く気にならなかった。
【００３６】
本発明の防眩フィルムは、図９に示すように透明基材１１Ａ上に凹凸面でなる防眩層１０を形成した構造である。この凹凸層でなる防眩層１０は、ハードコート層を兼ねても良いが、防眩層の下にハードコート層を設けても良い。
【００３７】
透明基材１１Ａ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挙げられる。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、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、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挙げられる。更に、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も挙げられる。
【００３８】
また、透明基材１１Ａの厚さは、特に限定されるものではないが、一般には強度や取扱性等の作業性、薄層性などの観点から１０〜５００μｍ程度である。特に３０〜３００μｍが好ましく、５０〜２００μｍがより好ましい。
【００３９】
また、防眩層１０としては、例えば、紫外線硬化樹脂が挙げられる。紫外線硬化樹脂としては、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、エポキシ系等各種のものが挙げられ、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。また、透明基材１１Ａに適用したフィルムそのものを、転写や切削等で凹凸面に加工してもよく、使用波長で透明性が高いものであれば限定されるものではない。
【００４０】
防眩フィルムの形成方法の一例を図１６に示す。まず、透明ガラス基板８０上にＪＳＲ製のオプトマーＰＣ８１を所望の厚さスピンコートでコーティングする。この膜厚は、数μｍ程度であるが、２層目のオプトマーＰＣの厚さや濃度、またメルト温度等に依存するものである。次に、ランダム配置したマスクを用いて、オプトマーＰＣのパターン８２を形成する。次に、２００℃２分恒温槽でベーキングすることで、メルトフローしたオプトマーＰＣ８３を得、その後ポストべークを２３０℃３０分行い硬化させる。ここまでは、マスクの精細度の限界があるため平坦部が存在するため、更にオプトマーＰＣ８４をスピンコートでコーティングし、平坦部がなくなるようにして、ポストべークして硬化させる。次に、ニッケル８５をメッキし、ニッケルメッキを剥がす。このニッケルメッキ８５をスタンパとして、透明基材８６としてトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）を用いて、１６０℃でプレス機８７で圧力をかけて形状を転写する。この転写工程でオプトマーＰＣと同一の形状が転写できるが、凹凸の反転したものを作製しても良い。また、本作製方法は、一例では、材料条件等限定されるものではなく、適宜に決定しうるものである。
【００４１】
また、作製した防眩フィルムの最表面に図１０に示すように反射防止層１５を設けることができる。１層で反射防止層を形成するときには、反射防止層１５は防眩層１０よりも屈折率が低いものが用いられ、例えば、フッ素系含有ポリシロキサンなども用いることができる。反射防止層１５の厚さは特に制限されるものではないが、０．０５〜０．３μｍ程度、特に０．１〜０．２μｍ程度とすることが好ましい。また、反射防止層の塗工方法としては、ドクターブレード法、グラビアロールコータ法、スピンコート法、等が適用できる。更に、積層で反射防止層を形成するときには、反射防止層１５は、例えば、大小の屈折率を有する２種類以上の媒体を積層する構造が用いられ、蒸着、スパッタ等の方法で形成される。
【００４２】
また、図９、１０に示す防眩層１０を有する防眩フィルムに、光学素子を接着することができる。接着層は図示していないが、透明基材に接着することもできるし、直接熱プレス等で透明基材に形成することもできる。光学素子としては、偏光板、位相差板が挙げられ、これらは積層体として用いることができる。光学素子の接着には、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侯性などに優れる適宜な接着剤を介することができる。
【００４３】
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挙げられる。位相差板としては、二軸延伸フィルムや液晶ポリマーフィルムなどが挙げられる。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良い。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することができる。
【００４４】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００４５】
（実施例１〜４、比較例１〜２）
本発明の実施例について、実施例と比較例を対比しながら図１、図２を用いて説明する。図１、図２は、上記実施の形態で述べた図１６の作製方法を用いて、凹凸面の配置及びサイズをランダム化して作製した防眩フィルムを図１５の測定系で測定した結果であり、（１００＋英字）と（１０２＋英字）は同一サンプルを示す。ここで、図１の横軸は、防眩フィルムの法線方向から約５°傾けて入射したときの角度を入射角０°とし、縦軸は、入射角０°からの正反射光の角度で評価した標準拡散板比の反射率である。図２は、図１の正反射近傍をそれぞれのピーク反射率で規格化した反射率を示す。ここで、正反射近傍の角度は０．２°とした。
【００４６】
作製したサンプル６枚の視認評価結果を表１に示す。その結果、白ボケに関しては、比較例２である１００Ｄは白ボケがあるが、実施例２の１００Ｂは、白ボケがあるが問題なく、実施例１の１００Ａ、実施例４の１００Ｆは殆どなく、比較例１の１００Ｃ、実施例３の１００Ｅは全く白ボケを感じられなかった。一方、写り込みに関しては、比較例１の１０２Ｃは写り込みが大きいが、実施例３の１０２Ｅはあるが問題なく、実施例４の１０２Ｆは殆ど無く、実施例１の１０２Ａ、実施例２の１０２Ｂ、比較例２の１０２Ｄは全く無かった。以上より、実施例１〜４において白ボケと写り込みが共に無い良好な特性が得られた。従って、白ボケにおいては、コリメート光の入射角度２０°（２００Ａ）での反射率が１／１０００以下であれば殆ど白ボケが無く、入射角度１０°（２００Ｂ）での反射率が１／１０００以下であれば全く白ボケを無くすことができる。一方、移りこみに関しては、反射率輝度比が５以下（２０１Ａ）であれば殆ど写り込みが無く、２．５以下（２０１Ｂ）であれば全く写り込みを無くすることができる。
【００４７】
【表１】
2004061853.tif 000003
【００４８】
（実施例５〜６、比較例３〜４）
本発明の実施例について、実施例と比較例を対比しながら図５、図６を用いて説明する。図５、図６は、上記実施の形態で述べた図１６の作製方法を用いて、凹凸面の配置及びサイズをランダム化して作製した防眩フィルムを図１５の測定系、及びＡＦＭで傾斜角度分布を測定した結果であり、（１１０＋英字）と（１１１＋英字）は同一サンプルを示す。ここで、図５の横軸は、防眩フィルムの法線方向から約５°傾けて入射したときの角度を入射角０°とし、縦軸は、入射角０°からの正反射光の角度で評価した標準拡散板比の反射率である。図６は、前述のＡＦＭで測定したもので、全方位を測定したものである。また、今回は、凹凸のパターンとして、実施例５、実施例６、比較例４は、図７を用い、比較例３は図８を用いた。ここで、１２０Ａ、１２１Ａは凸部で、１２０Ｂ、１２１Ｂは凹部であり、図面では表環できないが出来上がりの傾斜角分布はＡＦＭで測定の結果、図６に示す割合であった。
【００４９】
図６の傾斜角分布から、図１７に示す幾何光学的な反射を考えて反射分布を計算するとその入射角度範囲と反射率の関係は略一致した。しかしながら、比較例３の図５の１１０Ｂに示す入射角度１０°以下で見られる反射率のうねりは計算できなかった。傾斜角分布からすれば略１１０Ｃと同等の特性になると予想されるが、図８に示すようにパターンが規則的であるために干渉効果により反射率のうねりが生じたと考えられる。その結果、比較例３は白ボケはあるが感じられない程度であるのに対して、写り込みが大きい結果になった。
【００５０】
以上作製したサンプル４枚の視認評価結果を表２に示す。その結果、白ボケに関しては、比較例４である１１０Ｄは白ボケがあり、比較例３の１１０Ｂは白ボケがあるが問題なく、実施例５の１１０Ａ、実施例６の１１０Ｃは殆どなかった。一方、写り込みに関しては、比較例３は写り込みが大きいが、実施例５、６、比較例４は全く無かった。以上より、白ボケと写り込みに関しては、比較例３を除くと傾斜角分布を１０°以内に、更に好ましくは５°以内にすることで共に低減することができる。但し、比較例３で明らかなように、図８に示すようなある程度規則性が残るパターンでは傾斜角度が所望の角度範囲になっても写り込みを低減できないことが分かる。
【００５１】
【表２】
2004061853.tif 000004
【００５２】
（実施例７〜１２）
本発明の実施例について、図１１を用いて説明する。本実施例は、凹凸の大きさ、配置のランダム性を変えて作製した防眩フィルムであり、今回作製した防眩フィルムのパターンは、図１１の（１）〜（６）に示したパターンであり、すべてランダム性はあるが、大きな違いは、その平均的な凹凸の間隔Ｄが異なる点である。それぞれの平均凹凸間隔Ｄを（５０＋英字）で示し、凸部を１２２Ａ、凹部を１２２Ｂとして示してある。これらのサンプルをサブピクセルピッチＰが４２μｍ（約２００ｐｐｉ）、５６μｍ（約１５０）、８２μｍ（約１００ｐｐｉ）の液晶表示装置上に貼付して評価した結果を表３に示す。表３に示すように、サブピクセルのピッチＰと平均凹凸間隔Ｄの比であるＰ／Ｄに相関が強いことが分かり、低開口率ほどギラツキが目立たないが、Ｐ／Ｄで略見積もることができ、Ｐ／Ｄが２以上であれば略ギラツキが無く、Ｐ／Ｄが４以上であれば全くギラツキが無いことが分かる。
【００５３】
【表３】
2004061853.tif 000005
【００５４】
（実施例１３）
本発明の防眩フィルムを使用した表示装置の実施例について、図９を用いて説明する。本実施例は液晶表示装置を例にとり実施しているが、表示デバイスは限定されない。本実施例は、透明基板１３Ａと１３Ｂで液晶層１４を挟持し、その両側に偏光層１２Ａ、１２Ｂを挟持した透明基材１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄが貼付され、最表面に上記実施例で示した防眩層１０を形成した。また、その背面には、導光体２１上に拡散板２０、裏面に反射板２２、側面に光源２３、ランプカラー２４を配置した構成で、導光体２１の裏面には導光体からの出射光が面内均一になるように白色ドットを配置している。画素構造、駆動方式等は省略してあるが、本実施例では対角１５インチのＵＸＧＡのＴＮ−ＴＦＴを使用した。
【００５５】
（実施例１４）
本発明の防眩フィルムを使用した表示装置の実施例について、図１０を用いて説明する。本実施例は液晶表示装置を例にとり実施しているが、表示デバイスは限定されない。本実施例は、透明基板１３Ａと１３Ｂで液晶層１４を挟持し、その両側に偏光層１２Ａ、１２Ｂを挟持した透明基材１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄが貼付され、最表面に上記実施例で示した防眩層１０を形成した。また、その背面には、導光体２１上に拡散板２０、裏面に反射板２２、側面に光源２３、ランプカラー２４を配置した構成で、導光体２１の裏面には導光体からの出射光が面内均一になるように白色ドットを配置している。画素構造、駆動方式等は省略してあるが、本実施例では対角１５インチのＵＸＧＡのＴＮ−ＴＦＴを使用した。以上の構成は実施例１３と同様であるが、異なる点は、防眩層１０の最上面に反射防止層１５を形成した点である。反射防止層１５としてフッ素系含有ポリシロキサンをスピンコートで約１００ｎｍ形成し用いた。
【００５６】
上記実施例１〜６を適用した結果は、白ボケ写り込みのない良好な画像が得られ、また、上記実施例７においてはギラツキが発生したが、実施例８〜１１においては全くギラツキが発生しなかった。なお、実施例７でギラツキが発生したのは表示装置の解像度のためのあることが実施例７〜１２からも分かる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、従来の防眩フィルムでは、トレードオフの関係にあった写り込みと白ボケを改善し、写り込みと白ボケが共に生じない防眩フィルム、及び、それを用いた表示装置を実現することができる。更には、ディスプレイの高精細化に伴い、従来課題となっているギラツキ現象を低減する防眩フィルム、及びそれを用いた表示装置を実現することができる。また、防眩層で問題となる解像度低下が無い防眩フィルム、及びそれを用いた表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の防眩フィルムの一実施例を示す図である。
【図２】本発明の防眩フィルムの一実施例を示す図である。
【図３】本発明の防眩フィルムの基本概念を示す図である。
【図４】本発明の防眩フィルムの基本概念を示す図である。
【図５】本発明の防眩フィルムの一実施例を示す図である。
【図６】本発明の防眩フィルムの一実施例を示す図である。
【図７】本発明の防眩フィルムの一実施例を示す図である。
【図８】本発明の防眩フィルムの比較例を示す図である。
【図９】本発明の表示装置の一実施例を示す図である。
【図１０】本発明の表示装置の一実施例を示す図である。
【図１１】本発明の防眩フィルムの一実施例を示す図である。
【図１２】本発明の表示装置の一実施例を示す図である。
【図１３】本発明の防眩フィルムの一実施例を示す図である。
【図１４】本発明の防眩フィルムの一実施例を示す図である。
【図１５】本発明の防眩フィルムの測定系を示す図である。
【図１６】本発明の防眩フィルムの作製方法を示す図である。
【図１７】本発明の防眩フィルムの効果を示す図である。
【図１８】本発明の表示装置の一実施例を示す図である。
【符号の説明】
１０・・・防眩層
１１Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ・・・透明基材
１２Ａ，Ｂ・・・偏光層
１３Ａ，Ｂ・・・透明基板
１４・・・液晶層
１５・・・反射防止層
２０・・・拡散板
２１・・・導光体
２２・・・反射板
２３・・・光源
２４・・・ランプホルダ
３０・・・画素のブラックマトリクス
４０・・・画素ピッチ
５０・・・防眩層の平均凹凸ピッチ
６０・・・傾斜角
６１・・・傾斜角
６２・・・傾き面
６３・・・凹凸面の接線
６５・・・６３に対する法線
６６・・・入射角度
６７・・・出射角度
７０・・・コリメート光源
７１・・・輝度計
７２・・・アパーチャー
７３・・・入射角度
７４・・・光吸収体
７５・・・入射光
７６・・・出射光
８０・・・透明基板
８１，８２，８３，８４・・・レジスト
８５・・・ニッケルメッキ
８６・・・透明基材
８７・・・プレス機
９０Ａ・・・垂直透過光
９０Ｂ・・・斜め透過光
９１Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ・・・出射光
９５・・・視認者
１００Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｆ・・・本発明の散乱特性
１００Ｃ，Ｄ・・・比較例の散乱特性
１０２Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｆ・・・本発明の散乱特性
１０２Ｃ，Ｄ・・・比較例の散乱特性
１１０Ａ，Ｂ・・・本発明の散乱特性
１１０Ｃ，Ｄ・・・比較例の散乱特性
１１１Ａ，Ｂ・・・本発明の傾斜角分布
１１１Ｃ，Ｄ・・・比較例の傾斜角分布
１２０Ａ，１２１Ａ，１２２Ａ・・・凸部
１２０Ｂ，１２１Ｂ，１２２Ｂ・・・凹部
２００Ａ，Ｂ・・・所望の入射角範囲
２０１Ａ，Ｂ・・・所望の反射率
３００Ａ，Ｂ・・・本発明の散乱特性
３０１Ａ，Ｂ・・・比較例の散乱特性
４００・・・正反射角度
４０１・・・正反射近傍の角度
３１０Ａ、Ｂ・・・本発明の候斜角分布
【図１】
2004061853.tif 000006
【図２】
2004061853.tif 000007
【図３】
2004061853.tif 000008
【図４】
2004061853.tif 000009
【図５】
2004061853.tif 000010
【図６】
2004061853.tif 000011
【図７】
2004061853.tif 000012
【図８】
2004061853.tif 000013
【図９】
2004061853.tif 000014
【図１０】
2004061853.tif 000015
【図１１】
2004061853.tif 000016
【図１２】
2004061853.tif 000017
【図１３】
2004061853.tif 000018
【図１４】
2004061853.tif 000019
【図１５】
2004061853.tif 000020
【図１６】
2004061853.tif 000021
【図１７】
2004061853.tif 000022
【図１８】
2004061853.tif 000023