JP2010085993A - 複合光学フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】光学現象を除去することができかつより経済的な光学フィルムを提供する。
【解決手段】本発明は、拡散微細構造を有する基板と基板の片面上の構造化面とを含む複合光学フィルムに関し、上記複合光学フィルムは、ＪＩＳ Ｋ７１３６規格の方法に従って測定されると５％以上の内部拡散ヘーズを有する。本発明の複合光学フィルムは、光拡散特性と集光特性の両方を有する。本発明の複合光学フィルムは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に利用されたとき、ＬＣＤパネルの輝度を効果的に高めることができるだけでなく、上記複合光学フィルムが他の材料のフィルムと共に積層されたときに起こりうる光分散現象およびモアレ現象を回避することもできる。
【選択図】 図４

Description

[0001]本発明は、複合光学フィルム、特に液晶ディスプレイ用の複合光学フィルムに関する。本発明の複合光学フィルムは、光拡散特性と集光特性の両方を有し、上記複合光学フィルムが他の材料のフィルムと共に積層されたときに起こりうる光分散現象およびモアレ現象を低減することができる。

[0002]一般に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、主にパネルとバックライトモジュールとで構成される。パネルは、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）導電ガラス、液晶、配向膜、カラーフィルタ、偏光子および駆動集積回路を備える。バックライトモジュールは、例えば、ランプ、導光板、および種々の光学フィルムを備える。液晶パネル自体は光を放出しないので、バックライトモジュールは、輝度光源としてＬＣＤの表示機能にとって重要な要素であるとともに、ＬＣＤの輝度を高めるために非常に重要である。現在、種々の光学フィルムがバックライトモジュールに使用されており、そうした種々の光学フィルムの使用は、要素設計を変更せずにまたは追加のエネルギーを消費せずに、ＬＣＤパネルの輝度を高めて光源の運転効率を最適化するために、最も経済的で好都合な解決法になっている。

[0003]図１は、バックライトモジュールに含まれる種々の光学フィルムの概略図である。図１に示されているように、一般的なバックライトモジュールに含まれる光学フィルムとしては、導光板（２）の下方に配置された反射フィルム（１）と、導光板（２）の上方に配置された他の光学フィルム、すなわち下から上へ順に、拡散フィルム（３）と、集光フィルム（４）および（５）と、保護拡散フィルム（６）とがある。

[0004]当業界では輝度上昇フィルムもしくはプリズムフィルムとも呼ばれている集光フィルムの主な機能は、散乱光線を屈折および内部全反射によって集めるとともに、その光線を約±３５度の軸線上方向に集中させてＬＣＤの輝度を高めることである。通常、集光フィルムは、規則的に配列された線形プリズム構造によって光を集中させる。

[0005]図２は、基板２１と基板２１上の複数のプリズム構造２２とを含む従来の集光フィルムの概略図である。プリズム構造は互いに平行であり、各プリズム構造は２つの傾斜面からなる。２つの傾斜面は、プリズムの最上部で交わって山頂２３を形成し、各傾斜面は、隣接するプリズムの別の傾斜面と交わって谷２４を形成する。集光フィルムは、規則的に配列された一定幅を有する柱状構造を備えているので、集光フィルムからの光線は、ディスプレイの他のフィルムからの反射光線もしくは屈折光線、あるいは集光フィルム自体によって屈折または反射された他の光線と光学的に干渉し、それによってＬＣＤ内にレインボー効果、明暗の縞、モアレまたはニュートンリングを引き起こしやすい。現在、保護拡散フィルム（「最上拡散器」とも呼ばれる）が、上記の光学現象を除去するために集光フィルム上に配置されることが知られている。しかし、最上拡散器は高価であり、余分な光学フィルムがバックライトモジュールの厚みおよび複雑さを増大させ、したがって、バックライトモジュールは、軽くて薄い装置に対する現在の要件を満たすことができない。

[0006]したがって、当業界において、上記の光学現象を除去することができかつより経済的な光学フィルムを提供することが望ましい。

[0007]広範囲にわたる研究により、本発明の発明者らは、光の効率を効果的に高めるように光拡散特性と集光特性の両方を持ち、かつバックライトモジュールの組立てをより容易にするようにさらに薄くした複合光学フィルムを見出した。

[0008]本発明の第一の目的は、レインボー効果を除去するのに有効な複合光学フィルムを提供することであり、上記複合光学フィルムは、拡散微細構造を有する基板と基板の片面上の構造化面とを含み、ＪＩＳ Ｋ７１３６規格の方法に従って測定されると５％以上の内部拡散ヘーズを有する。

バックライトモジュールに含まれる種々の光学フィルムの概略図である。 従来の集光フィルムの概略図である。 本発明による複合光学フィルムの好ましい一実施形態の概略図である。 本発明による複合光学フィルムの好ましい一実施形態の概略図である。 本発明による複合光学フィルムの好ましい一実施形態の概略図である。 本発明による複合光学フィルムの好ましい一実施形態の概略図である。

[0012]説明に使用されている用語は、実施形態についてのみ説明するためのものであり、本発明の保護範囲を限定するものではないことに留意されたい。例えば、本明細書に使用されているように、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」という用語は、文脈上特に明確に示していない限り、単数形および複数形の意味を含む。

[0013]本明細書内に使用されている「柱状構造」という用語は、マルチピーク柱状構造またはシングルピーク柱状構造を意味する。

[0014]本明細書に使用されている「マルチピーク柱状構造」という用語は、重なり合う少なくとも２つの柱状構造から形成された結合構造を意味し、任意の隣接する２つの柱状構造間の谷線の高さは、その隣接する柱状構造の低い方の高さの３０％〜９５％である。

[0015]本明細書に使用されている「シングルピーク柱状構造」という用語は、単一の柱状構造から形成されかつただ１つの山頂を有する構造を意味する。

[0016]本明細書に使用されている「プリズム柱状構造」という用語は、２つの傾斜面からなるプリズム柱状構造を意味する。傾斜面は、曲面でも平面でもよい。２つの傾斜面は、プリズムの最上部で交わって山頂を形成し、２つの傾斜面のそれぞれは、隣接する柱状構造の別の傾斜面と交わって谷を形成する。

[0017]本明細書に使用されている「円弧柱状構造」という用語は、２つの傾斜面からなる円弧柱状構造を意味する。２つの傾斜面は、その２つの傾斜面が丸くなっている最上部で交わって曲面を形成し、２つの傾斜面のそれぞれは、隣接する柱状構造の別の傾斜面と交わって谷を形成する。

[0018]本明細書に使用されている「線形柱状構造」という用語は、柱状構造の尾根が直線として延びている柱状構造を意味する。

[0019]本明細書に使用されている「蛇行柱状構造」という用語は、蛇行した尾根を有する柱状構造を意味する。蛇行柱状構造は少なくとも１つの蛇行面を有し、蛇行面の曲率は適切に変化し、曲率の変化量は、蛇行柱状構造の高さを基準に０．２％〜１００％、好ましくは１％〜２０％である。

[0020]本明細書に使用されている「内部拡散ヘーズ」という用語は、１．５５の屈折率（ｎ）を有する樹脂で光学フィルムの構造化面が充填され硬化させられた後、ＪＩＳ Ｋ７１３６規格の方法に従って測定される光学フィルムのヘーズ値（Ｈｚ）を意味する。

[0021]本発明による複合光学フィルムは、拡散微細構造を有する基板を含む。上記基板は、単一層または複数層で構成することができ、ガラス基板やプラスチック基板などの当業者に知られている任意の基板とすることができる。プラスチック基板を形成するために使用される樹脂の種類は、特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのポリアクリレート樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、トリアセテートセルロース（ＴＡＣ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、またはそれらの混合物とすることができるが、それらに限定されるものではない。ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、またはそれらの混合物が好ましく、ポリエチレンテレフタレートがより好ましい。本発明の基板の厚みは、通常は光学製品の所望の目的に応じて１５μｍ〜３００μｍの範囲内であることが好ましい。

[0022]本発明による複合光学フィルムの基板は、拡散微細構造を有し、ＪＩＳ Ｋ７１３６規格の方法に従って測定されると３０％〜７０％、好ましくは４５％〜６０％の範囲内のヘーズを有する。拡散微細構造および基板は、例えばパッド印刷、エンボス加工、転写、射出延伸または２軸延伸によって一体形成されうる。あるいは、拡散微細構造は、基板を任意の従来の方法で処理することによって、例えばコーティング、スプレーコーティングまたは粗面化によって形成されうる。例えば、拡散微細構造は、基板上にコーティングを塗布し、次いでそのコーティングに彫刻を施して所望の凹凸微細構造を形成することによって、または発泡剤を含むコーティングを基板上に塗布し、次いでそのコーティングを発泡させることによって、またはビーズを含むコーティングを基板上に塗布することによって形成されうる。拡散微細構造層の厚みは特に限定されない。拡散微細構造層の厚みは、拡散微細構造のサイズに依存し、一般に約１μｍ〜約１００μｍの範囲内であり、好ましくは約２μｍ〜約５０μｍの範囲内であり、より好ましくは約３μｍ〜約１５μｍの範囲内である。

[0023]本発明の好ましい一実施形態によれば、拡散微細構造は、連続的なロールツーロール技法を利用することにより、ビーズと結合剤と必要に応じて硬化剤とを含むコーティング組成物を基板の片面上に塗布することによって形成される。

[0024]本発明に適したビーズの種類は、特に限定されるものではなく、例えば、ガラスビーズ、ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２、ＺｎＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２またはそれらの混合物などの金属酸化物ビーズ、あるいは、例えば限定されるものではないが、アクリレート樹脂、スチレン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂またはそれらの混合物などのプラスチックビーズとすることができ、それらのうちアクリレート樹脂もしくはシリコーン樹脂またはそれらの組合せが好ましい。本発明に適したビーズの形状は、特に限定されるものではないが、例えば球形状、ダイヤモンド状、楕円形状、米粒状、または両凸面レンズ形状とすることができ、それらのうち球形状が好ましい。ビーズの平均粒径は、約１μｍ〜約５０μｍ、好ましくは約２μｍ〜約３０μｍ、より好ましくは約３μｍ〜１０μｍの範囲である。ビーズは、１．３〜２．５、好ましくは１．４〜１．６の屈折率を有する。ビーズは、結合剤の固形分１００重量部に対して０．１〜３０重量部の量で存在する。さらに、拡散微細構造におけるビーズの分布は特に限定されるものではないが、ビーズは拡散微細構造内で単一層内に一様に分布していることが好ましい。単一層の一様分布により、原材料コストを低減できるだけでなく、光源の無駄遣いも低減し、それによって複合光学フィルムの輝度を高めることができる。

[0025]本発明に適した結合剤は、光線を透過させることができるように無色透明であることが好ましい。本発明の結合剤は、熱硬化樹脂、エネルギー線硬化性樹脂またはそれらの組合せとすることができる。エネルギー線は、一定の波長範囲内にある光源を意味し、例えば紫外線（ＵＶ）光、赤外線放射（ＩＲ）、可視光、または熱線（放射熱または放射性発熱）とすることができる。照射強度は、１〜５００ｍＪ／ｃｍ^２、好ましくは５０〜３００ｍＪ／ｃｍ^２とすることができる。結合剤の種類は、特に限定されるものではないが、当業者によく知られている任意の結合剤とすることができ、例えばアクリレート樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、またはそれらの混合物とすることができ、それらのうちアクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、またはそれらの混合物が好ましいが、それらに限定されるものではない。

[0026]本発明に適した硬化剤は、当業者によく知られておりかつ分子を互いに化学結合させて架橋結合を形成することができる任意の硬化剤とすることができ、例えばジイソシアネートまたはポリイソシアネートとすることができるが、それらに限定されるものではない。市販の硬化剤としては、例えば、Ｂａｙｅｒ社によって製造されたＤｅｓｍｏｄｕｒ ３３９０がある。

[0027]本発明による複合光学フィルムは、拡散微細構造を有する基板と基板の片面上の構造化面とを含み、上記複合光学フィルムは、５％以上、好ましくは５％〜４０％の範囲内の内部拡散ヘーズを有する。内部拡散ヘーズを測定するために利用される方法は前述の通りである。内部拡散ヘーズが５％未満であるとレインボー効果を効果的に除去することはできず、内部拡散ヘーズが４０％を上回ると複合光学フィルムの光透過は十分ではなく、それによって輝度を低下させる。内部拡散ヘーズに影響を及ぼすファクタとしては、ビーズと結合剤の種類および割合、構造化面を形成するための樹脂の種類などがある。例えば、所望の内部拡散ヘーズを有する複合光学フィルムは、ビーズおよび結合剤のための適切な種類を選択しかつそれらの割合をすることによって得られ、それによって拡散効果を高めかつレインボー効果を効果的に除去している。さらに、拡散微細構造内のビーズの屈折率と構造化面の屈折率との差の絶対値が大きくなるほど、内部拡散効果が高まることになる。屈折率間の差の絶対値は、約０．０３〜約１．２の範囲内であることが好ましい。

[0028]本発明による構造化面は、集光効果を持つ複数の微細構造を含む。本発明による構造化面は、当業者によく知られている任意の方法によって形成されうる。例えば、構造化面は、本発明の拡散微細構造を有する基板上に市販の集光フィルムを直接積層するといったように、本発明の拡散微細構造を有する基板上に１つまたは複数の微細構造層を直接積層することによって形成されうる。本発明に適した市販の集光フィルムとしては、住友３Ｍ社によって製造された商品名ＢＥＦ９０ＨＰもしくはＢＥＦ ＩＩ ９０／５０の集光フィルム、および三菱レイヨン社によって製造された商品名ＤＩＡ ＡＲＴ Ｈ１５０１００（登録商標）もしくはＰ２１０の集光フィルムがある。あるいは、集光効果を持つ複数の微細構造を含む構造化面は、コーティング法によって基板上に形成されうる。

[0029]本発明の好ましい一実施形態によれば、集光効果を持つ複数の微細構造を含む構造化面は、ロールツーロール連続プロセスでかつスリットダイコーティング法、マイクログラビアコーティング法、またはローラコーティング法により、構造化面を形成するように基板の片面上に樹脂コーティングを塗布することによって形成されうる。

[0030]本発明の好ましい一実施形態によれば、構造化面は、基板における拡散微細構造を含む側の面上に形成される。

[0031]本発明の構造化面は、硬化後に空気よりも高い屈折率を有する樹脂コーティングから形成されたコーティング層からなる。一般に、屈折率が高いほど輝度は高くなる。本発明の構造化面は、少なくとも１．５０、好ましくは１．５３〜１．６５の屈折率を有する。樹脂コーティングとしては、熱硬化樹脂、エネルギー線硬化性樹脂またはそれらの組合せがあり、それらのうちエネルギー線硬化性樹脂が好ましい。エネルギー線硬化性樹脂は前述の通りである。樹脂コーティングは、必要に応じて光開始剤、架橋剤および他の添加剤を含むことができる。

[0032]本発明の好ましい一実施形態によれば、樹脂コーティングは、ＵＶ硬化性樹脂、光開始剤、および架橋剤を含む。本発明に有用なＵＶ硬化性樹脂は、例えば（メタ）アクリレート樹脂とすることができるが、それに限定されるものではない。（メタ）アクリレート樹脂の種類としては、例えば（メタ）アクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ポリエステルアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、およびそれらの混合物があり、それらのうち（メタ）アクリレート樹脂が好ましいが、それらに限定されるものではない。

[0033]本発明のＵＶ硬化性樹脂を形成するために使用されるモノマーは、エポキシジアクリレート、ハロゲン化エポキシジアクリレート、メチルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、２−フェノキシエチルアクリレート、アクリルアミド、スチレン、ハロゲン化スチレン、アクリル酸、（メタ）アクリロニトリル、フルオレン誘導体ジアクリレート、ビフェニルエポキシエチルアクリレート、ハロゲン化ビフェニルエポキシエチルアクリレート、アルコキシル化エポキシジアクリレート、ハロゲン化アルコキシル化エポキシジアクリレート、脂肪族ウレタンジアクリレート、脂肪族ウレタンヘキサアクリレート、芳香族ウレタンヘキサアクリレート、ビスフェノールＡエポキシジアクリレート、ノボラックエポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエステルジアクリレート、アクリレートキャップ化ウレタン、およびそれらの混合物からなる群から選択されうる。モノマーは、ハロゲン化エポキシジアクリレート、メチルメタクリレート、２−フェノキシエチルアクリレート、脂肪族ウレタンジアクリレート、脂肪族ウレタンヘキサアクリレート、芳香族ウレタンヘキサアクリレート、およびそれらの混合物からなる群から選択されることが好ましい。

[0034]本発明に適した光開始剤は、特に限定されるものではないが、例えば、ベンゾフェノン、ベンゾイン、ベンジル、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド（ＴＰＯ）、およびそれらの混合物からなる群から選択することができ、そのうちでベンゾフェノンが好ましい。

[0035]本発明に適した架橋剤は、１つまたは複数の官能基を有するモノマーまたはオリゴマーとすることができ、そのうちでより多くの官能基を有するモノマーまたはオリゴマーが好ましい。というのは、この架橋剤は、樹脂コーティングのガラス転移温度を効果的に高めることができるからである。架橋剤の種類は、当業者にはよく知られており、例えば（メタ）アクリレート、脂肪族ウレタンアクリレート、脂肪族ウレタンヘキサアクリレート、芳香族ウレタンヘキサアクリレートなどのウレタンアクリレート、ポリエステルジアクリレートなどのポリエステルアクリレート、ビスフェノールＡエポキシジアクリレートなどのエポキシアクリレート、ノボラックエポキシアクリレート、またはそれらの混合物とすることができるが、それらに限定されるものではない。上述の（メタ）アクリレートは、複数の官能基を有することができ、そのうちより多くの官能基を有する（メタ）アクリレートが好ましい。本発明に適した（メタ）アクリレートの例としては、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、アリル化シクロヘキシルジ（メタ）アクリレート、イソシアヌレートジ（メタ）アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロポキシル化グリセロールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、またはそれらの混合物があるが、それらに限定されるものではない。本発明に適した市販の（メタ）アクリレート架橋剤としては、Ｓａｒｔｏｍｅｒ社によって製造された商品名ＳＲ４５４（登録商標）、ＳＲ４９４（登録商標）、ＳＲ９０２０（登録商標）、ＳＲ９０２１（登録商標）もしくはＳＲ９０４１（登録商標）を有するもの、Ｅｔｅｒｎａｌ社によって製造された商品名６２４−１００（登録商標）を有するもの、およびＵＣＢ社によって製造された商品名Ｅｂｅｃｒｙｌ ６００（登録商標）、Ｅｂｅｃｒｙｌ ８３０（登録商標）、Ｅｂｅｃｒｙｌ ３６０５（登録商標）もしくはＥｂｅｃｒｙｌ ６７００（登録商標）を有するものがある。

[0036]硬化後に形成されたコーティングの硬度を高めるためには、無機充填剤が、構造化面上の微細構造の崩壊による光学特性の変化を回避するために、必要に応じて本発明の樹脂コーティングに追加されうる。硬化後に形成されたコーティングの硬度を高めるのに加えて、無機充填剤はＬＣＤパネルの輝度を高めることもできる。本発明に適した無機充填剤は、当業者に知られている任意の無機充填剤とすることができ、例えば酸化亜鉛、二酸化ケイ素、チタン酸ストロンチウム、ジルコニア、アルミナ、炭酸カルシウム、二酸化チタン、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、またはそれらの混合物とすることができ、そのうち二酸化チタン、ジルコニア、二酸化ケイ素、酸化亜鉛、またはそれらの混合物が好ましいが、それらに限定されるものではない。無機充填剤の粒径は、約１０ｎｍ〜約３５０ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜１５０ｎｍである。

[0037]本発明によれば、他の従来の添加剤が、必要に応じて物理的または化学的性質を調節するために、任意に樹脂コーティングに追加されうる。上記添加剤は、例えば帯電防止剤、スリップ剤、レベリング剤、消泡剤、またはそれらの混合物とすることができるが、それらに限定されるものではない。

[0038]本発明の構造化面の厚みは、５μｍ〜１００μｍの範囲内である。構造化面上の微細構造のタイプは、当業者によく知られており、例えば、規則的にまたは不規則に配列された柱状構造、円錐構造、立体角構造、オレンジセグメント状構造、レンズ状構造、またはカプセル状構造、あるいはそれらの組合せとすることができ、それらのうち規則的にまたは不規則に配列された柱状構造が好ましいが、それらに限定されるものではない。柱状構造は線形、蛇行またはジグザグとすることができ、２つの隣接する柱状構造は互いに平行でも非平行でもよい。柱状構造の山頂の高さは、柱状構造の延長方向に沿って変化してもしなくてもよい。柱状構造の山頂の高さが柱状構造の延長方向に沿って変化することは、柱状構造の少なくとも一部の高さが構造の主軸線に沿って不規則にまたは規則的に変化することを意味する。高さの変化の大きさは、構造の公称高さ（または平均高さ）の少なくとも３％、好ましくは構造の公称高さの５％〜５０％である。

[0039]本発明に使用される柱状構造は、高さと幅が同じでも異なっていてもよい。構造の高さは、光学製品の所望の目的に依存し、一般に５μｍ〜１００μｍの範囲内、好ましくは１０μｍ〜５０μｍの範囲内、より好ましくは１０μｍ〜４０μｍの範囲内である。柱状構造は、シングルピーク柱状構造、マルチピーク柱状構造またはそれらの組合せとすることができる。柱状構造は、集光効果の処理手順および制御をより容易に簡略化するように対称柱状構造であることが好ましい。

[0040]本発明に使用される柱状構造は、プリズム柱状構造、円弧柱状構造、またはそれらの組合せとすることができ、それらのうちプリズム柱状構造が好ましい。柱状構造が円弧柱状構造である場合、各円弧柱状構造の最上部の曲面の最高点の曲率半径は、２μｍ〜５０μｍの範囲内、好ましくは２μｍ〜３５μｍの範囲内、より好ましくは２μｍ〜１０μｍの範囲内である。本発明に使用されるプリズム柱状構造または円弧柱状構造の頂角は、同じでも異なっていてもよく、４０°〜１２０°の範囲内、好ましくは６０°〜１２０°の範囲内である。耐スクラッチ性と高輝度の両方を持つためには、プリズム柱状構造の頂角は８０°〜１２０°の範囲内であることが好ましく、円弧柱状構造の頂角は６０°〜１１０°の範囲内であることが好ましい。

[0041]移動または輸送の間、複合光学フィルムの表面は、不適切な作業のために傷つけられたり損耗したりし、それによってそれの光学効果に影響を及ぼす可能性がある。上記の欠点を回避するために、本発明によれば、耐スクラッチ層が、基板の構造化面とは反対の面上に、その面に熱硬化樹脂および／またはＵＶ硬化性樹脂を含むハードコート溶液を塗布し、続いてそのコーティング溶液を熱および／またはＵＶ照射で硬化させることによって任意に形成されうる。本発明の耐スクラッチ層は、ＪＩＳ Ｋ５４００規格の方法に従って測定されると３Ｈ以上の鉛筆硬度を有する。本発明の耐スクラッチ層の厚みは、約０．５μｍ〜３０μｍの範囲内、好ましくは１μｍ〜１０μｍの範囲内である。耐スクラッチ層が明暗の縞を除去するためのある程度の光均一化効果を持つように、必要に応じてビーズをハードコート溶液に追加することができる。本発明の耐スクラッチ層に適したビーズの種類および形状は前述の通りである。本発明の耐スクラッチ層に適したビーズの粒径は、１μｍ〜３０μｍの範囲内であることが好ましい。耐スクラッチ層において、ビーズは、樹脂の固形分１００重量部に対して約０．１〜約１０重量部の量で存在する。さらに、本発明の耐スクラッチ層は、滑らかでも滑らかでなくてもよい。ハードコート溶液をコーティングすることによって形成されるのに加えて、耐スクラッチ層は、他の従来の方法によって形成されてもよく、この従来の方法は、例えばスクリーン印刷、スプレーコーティング、またはエンボス加工とすることができるが、それらに限定されるものではない。構造が基板の別の面上に存在しない場合、耐スクラッチ層は、ＪＩＳ Ｋ７１３６規格の方法に従って測定されると３％以上のヘーズを有する。

[0042]本発明の好ましい一実施形態によれば、ビーズを含む耐スクラッチ層が複合光学フィルムの光入射面上に付着される。耐スクラッチ層は、優れた帯電防止性および高い硬度特性を有しており、光学フィルムが輸送中または加工中に傷つけられたり損傷を受けたりしないようにするとともに、塵埃が付着しないようにすることができる。さらに、耐スクラッチ層は高い透明度を有し、したがって光学特性に悪影響を及ぼすことはない。

[0043]図３は、本発明による複合光学フィルムの好ましい一実施形態の概略図であり、複合光学フィルムは拡散微細構造１０３を有する基板１０１を含み、拡散微細構造１０３はビーズ１０４とその上の構造化面１０２とを含み、構造化面は複数のプリズム柱状微細構造を有する。さらに、図３に示されている複合光学フィルムは、基板の構造化面とは反対の面上に耐スクラッチ層１０５を有する。耐スクラッチ層はビーズ１０６を含む。

[0044]図４〜６は、本発明による複合光学フィルムの好ましい一実施形態の概略図であり、複合光学フィルムのそれぞれは、拡散微細構造１０３を有する基板１０１を備え、拡散微細構造１０３は、ビーズ１０４を含みかつその上に構造化面１０２、２０２または３０２を有する。図４〜６に示されている複合光学フィルムの構造化面１０２、２０２および３０２は、それぞれ複数のプリズム柱状微細構造、レンズ状微細構造および立体角微細構造を有する。

[0045]本発明の複合光学フィルムは、ＪＩＳ Ｋ７１３６規格の方法に従って測定されると６０％以上の全透過率を有し、前述のように、この複合光学フィルムは、ＪＩＳ Ｋ７１３６規格の方法に従って測定されると５％以上、好ましくは５％〜４０％の範囲内の内部拡散ヘーズを有する。本発明の複合光学フィルムの微細構造層と耐スクラッチ層の表面抵抗率はどちらも、１０^１３Ω／□（Ω／□はオーム／平方を表す）未満、好ましくは１０^８〜１０^１２Ω／□の範囲内である。

[0046]本発明の複合光学フィルムは、例えば広告ライトボックスまたはフラットパネルディスプレイなどの光源装置に使用されうる。本発明による複合光学フィルムは、基板上の拡散微細構造を考慮すると、レインボー効果を効果的に除去することができる。複合光学フィルムが耐スクラッチ層を有する場合、複合光学フィルムは、耐スクラッチ層によってもたらされる光均一化効果により、光学フィルムの規則的配列から生じるモアレ現象をさらに改善し、明暗の縞を除去し、かつ光の均一性を高めることができる。さらに、ビーズを含む耐スクラッチ層を有する複合光学フィルムの実施形態では、耐スクラッチ層が十分な静抵抗と高い硬度とを有するので、耐スクラッチ層は、追加の保護フィルムを付着させる必要性なしに複合光学フィルムを保護することができ、したがって、保護フィルムを付着させ引きはがすステップがなくなり、それによってバックライトモジュールを組み込む容易さを高めかつコストを低減することができる。

[0047]以下の実施例は、本発明をさらに説明するために使用されるが、本発明の範囲を限定するものではない。当業者によって容易に達成されうる修正または変更は、本明細書の開示の範囲および添付の特許請求の範囲内にある。

拡散微細構造を有する基板の準備
[0048]コーティングが、表１に与えられた量の成分Ａ、Ｂ、ＣおよびＤを使用して調製され、１８８μｍの厚みを有する透明ＰＥＴフィルム［Ｕ３４（登録商標）、Ｔｏｒａｙ社］の片面上にバーコータによってそれぞれ塗布された。乾燥後、拡散微細構造および約１９８μｍの厚みを有する基板が得られ、得られた基板のヘーズはそれぞれ２５％、５０％および９０％である。

成分Ａ：Ｅｔｅｒｎａｌ社によって製造された、Ｅｔｅｒａｃ ７３６３−ｔｓ−５０という商品名の結合剤。
成分Ｂ：Ｂａｙｅｒ社によって製造された、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ ３３９０という商品名の硬化剤。
成分Ｃ：Ｓｅｋｉｓｕｉ社によって製造された、ＳＳＸ−１０５という商品名の平均粒径約５μｍのビーズ。
成分Ｄ：メチルエチルケトン：トルエン＝１：１の溶液。

比較例１（従来の輝度上昇フィルム）
[0049]光学フィルムが、透明ＰＥＴフィルム上に厚み約１５μｍのアクリレート樹脂コーティング層を塗布し、コーティング層上にローラエンボス加工でプリズム構造を形成し、次いでその構造を高エネルギーＵＶ光で硬化させることによって調製された。

比較例２（従来の輝度上昇フィルム）
[0050]市販の輝度上昇フィルム、ＢＥＦ ＩＩＩ（３Ｍ社）。

比較例３（基板の裏面上にコーティングを有する従来の輝度上昇フィルム）
[0051]市販の輝度上昇フィルム、ＢＥＦ ＩＩＩ Ｍ（３Ｍ社）。

比較例４
[0052]光学フィルムが、表１に記録されている２５％のヘーズを有する基板の拡散微細構造上に厚み約１５μｍのアクリレート樹脂コーティング層を塗布し、そのコーティング層上にローラエンボス加工でプリズム構造を形成し、次いでその構造を高エネルギーＵＶ光で硬化させることによって調製された。

実施例１
[0053]本発明による複合光学フィルムが、表１に記録されている５０％のヘーズを有する基板の拡散微細構造上に厚み約１５μｍのアクリレート樹脂コーティング層を塗布し、そのコーティング層上にローラエンボス加工でプリズム構造を形成し、次いでその構造を高エネルギーＵＶ光で硬化させることによって調製された。

実施例２
[0054]本発明による複合光学フィルムが、表１に記録されている９０％のヘーズを有する基板の拡散微細構造上に厚み約１５μｍのアクリレート樹脂コーティング層を塗布し、そのコーティング層上にローラエンボス加工でプリズム構造を形成し、次いでその構造を高エネルギーＵＶ光で硬化させることによって調製された。

実施例３〜５
[0055]明暗の縞に関連する問題に対処するとともに、光学フィルムの耐スクラッチ性を高めるために、ハードコート溶液が、耐スクラッチ層の調製に使用する表２に与えられた量の成分Ｅ、Ｆ、ＧおよびＨで調製された。厚み約５μｍの耐スクラッチ層が、実施例１に従って作られたフィルムの構造化面とは反対の面上に、表２に従って作られたハードコート溶液をそれぞれ塗布することによって調製された。乾燥後、本発明による耐スクラッチ層を有する複合光学フィルムが得られた。

[0056]表２に従って作られたハードコート溶液は、厚み１８８μｍの透明ＰＥＴフィルム［Ｕ３４（登録商標）、Ｔｏｒａｙ社］上にそれぞれ塗布されて耐スクラッチ層を調製し、次いで、基板の別の面上に構造がない場合、耐スクラッチ層のヘーズ値は、ＪＩＳ Ｋ７１３６規格の方法に従って測定された。

成分Ｅ：Ｅｔｅｒｎａｌ社によって製造された、Ｅｔｅｒａｃ ７３６３−ｔｓ−５０という商品名の結合剤。
成分Ｆ：Ｂａｙｅｒ社によって製造された、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ ３３９０という商品名の硬化剤。
成分Ｇ：Ｓｅｋｉｓｕｉ社によって製造された、ＳＳＸ−１０５という商品名の平均粒径約２μｍのビーズ。
成分Ｈ：メチルエチルケトン：トルエン＝１：１の溶液。

試験結果
[0057]比較例１〜４および実施例１〜５のフィルムを、レインボー効果および明暗の縞を観察する目視検査、輝度測定、ならびに内部拡散ヘーズ測定にかけた。輝度測定は、フィルム上でＴｏｐｃｏｎ社のＢＭ−７（登録商標）装置により行われた。１．５５の屈折率を有し、かつ６２４Ｍ−７０（Ｅｔｅｒｎａｌ社）５０％、ＥＭ２１０８（Ｅｔｅｒｎａｌ社）１．５％、ＥＭ２３１（Ｅｔｅｒｎａｌ社）８％、ＥＭ２３８０（Ｅｔｅｒｎａｌ社）１．５％、ＥＭ５２（Ｅｔｅｒｎａｌ社）５％、Ａ−ＬＥＮ１０（Ｓｈｉｎ−Ｎａｋａｍｕｒａ社）３０％、Ｉ１８４（Ｃｉｂａ社）３．５％およびＲａｄ ２３００（Ｔｅｇｏ社）０．５％を含有する樹脂が、フィルムのプリズム構造を充填するようにフィルム全体にわたって広げられ、フィルムの内部拡散ヘーズは、硬化後にＪＩＳ Ｋ７１３６規格の方法に従って測定された。結果は表３に挙げられている。

考察
[0058]比較例１は、従来の輝度上昇フィルムを対象とする。比較例１のフィルムは高輝度を有しているが、レインボー効果および明暗の縞に関連する問題がある。実施例１の複合光学フィルムは、明らかにレインボー効果を解決し、耐スクラッチ層と共に使用される場合にはさらに、輝度に重要な影響を及ぼすことなく明暗の縞に関連する問題も解決することができる。

[0059]比較例４ならびに実施例１および２の結果から、レインボー効果は、光学フィルムの内部拡散ヘーズが５％未満であるときに起こり、レインボー効果の発生は、より高い内部拡散ヘーズを有する光学フィルムを使用することによって回避されうることが分かる。しかし、内部拡散ヘーズの増大は輝度を低下させることに留意されたい。構造化面の樹脂材料と拡散微細構造の成分の種類とが選択されると、内部拡散ヘーズは基板のヘーズと関連付けられる。基板のヘーズが増大するほど、光学フィルムの内部拡散も増大することになる。必要とされる基板のヘーズは拡散微細構造内のビーズ含有量を調節することによって得ることができ、したがって、所望の複合光学フィルムを得ることができる。

[0060]実施例１〜５の結果から、レインボー効果がフィルムの内部拡散ヘーズの値に依存して起こるのかどうかが分かる。比較例４のフィルムは、２．９７％の内部拡散ヘーズを有し、目視検査で明らかなレインボー効果を有する。内部拡散ヘーズが７．３４％に増大すると（実施例３）、レインボー効果は回避されうる。

[0061]実施例３〜５の結果から、裏面上に耐スクラッチ層を有する複合光学フィルムは明暗の縞の現象を除去できることが分かる。

[0062]表３に挙げた実施例３〜５の結果から、基板の裏面上の耐スクラッチ層のヘーズの程度は明暗の縞の発生に影響を及ぼすことが分かる。表２に示されているように、実施例３の耐スクラッチ層は約３％のヘーズを有し、実施例３のフィルムは目視検査でわずかな明暗の縞を有する。実施例４および５の耐スクラッチ層はそれぞれ１５％および２５％のヘーズを有し、実施例４および５のフィルムは明暗の縞を完全に除去することができる。

[0063]表３に示されているように、実施例４および５ならびに比較例３の光学フィルムはすべて、レインボー効果も明暗の縞も有していない。しかし、実施例４および５の光学フィルムの輝度値は、比較例３の市販の輝度上昇フィルムの輝度値よりも高い。

２１…基板、２２…プリズム構造、２３…山頂、２４…谷、１０１…基板、１０２…構造化面、１０３…拡散微細構造、１０４…ビーズ、１０５…耐スクラッチ層、１０６…ビーズ、２０２…構造化面、３０２…構造化面。

Claims (20)

1. 拡散微細構造を有する基板と、
   前記基板の片面上の構造化面と
   を備える複合光学フィルムであって、
   ＪＩＳ Ｋ７１３６規格の方法に従って測定されると５％以上の内部拡散ヘーズを有する、複合光学フィルム。
2. ＪＩＳ Ｋ７１３６規格の方法に従って測定されると５％〜４０％の範囲内の内部拡散ヘーズを有する、請求項１に記載の複合光学フィルム。
3. 前記拡散微細構造が、前記基板上にコーティング層を塗布し、次いで前記コーティングに彫刻を施して所望の拡散微細構造を形成することによって形成される、請求項１に記載の複合光学フィルム。
4. 前記拡散微細構造が、発泡剤を備えるコーティングを前記基板上に塗布し、次いで前記コーティングを発泡させることによって形成される、請求項１に記載の複合光学フィルム。
5. 前記拡散微細構造が、ビーズを備えるコーティングを前記基板上に塗布してビーズを含むコーティング層を生成することによって形成される、請求項１に記載の複合光学フィルム。
6. 前記ビーズが、１μｍ〜５０μｍの範囲内の平均粒径を有する、請求項５に記載の複合光学フィルム。
7. 前記ビーズが、３μｍ〜１０μｍの範囲内の平均粒径を有する、請求項５に記載の複合光学フィルム。
8. 前記ビーズが、ガラスビーズ、金属酸化物ビーズ、プラスチックビーズ、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項５に記載の複合光学フィルム。
9. 前記ビーズが、アクリレート樹脂、スチレン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、およびそれらの混合物からなる群から選択されたプラスチックビーズである、請求項８に記載の複合光学フィルム。
10. 前記ビーズが、１．３〜２．５の屈折率を有する、請求項５に記載の複合光学フィルム。
11. 前記ビーズが、１．４〜１．６の屈折率を有する、請求項１０に記載の複合光学フィルム。
12. 前記構造化面が、前記基板の片面上に１つまたは複数の微細構造層を積層することによって形成される、請求項１に記載の複合光学フィルム。
13. 前記構造化面が、集光効果を持つ複数の微細構造を含む構造化面を形成するように前記基板の片面上に樹脂コーティングを塗布することによって形成される、請求項１に記載の複合光学フィルム。
14. 前記樹脂コーティングが、ＵＶ硬化性樹脂を備える、請求項１３に記載の複合光学フィルム。
15. 前記ＵＶ硬化性樹脂が、（メタ）アクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ポリエステルアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１４に記載の複合光学フィルム。
16. 前記構造化面が、規則的にまたは不規則に配列された柱状構造、円錐構造、立体角構造、オレンジセグメント状構造、レンズ状構造、およびカプセル状構造、ならびにそれらの組合せからなる群から選択された微細構造を有する、請求項１に記載の複合光学フィルム。
17. 前記柱状構造が、プリズム柱状構造、円弧柱状構造、またはそれらの組合せである、請求項１６に記載の複合光学フィルム。
18. 前記柱状構造が、４０°〜１２０°の範囲内の頂角を有するプリズム柱状構造である、請求項１７に記載の複合光学フィルム。
19. 耐スクラッチ層をさらに備える、請求項１に記載の複合光学フィルム。
20. 前記耐スクラッチ層がビーズを備える、請求項１９に記載の複合光学フィルム。

Images