JP2010156893A - 光学素子およびその製造方法、ならびに表示装置 - Google Patents

光学素子およびその製造方法、ならびに表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】微粒子を用いずに、高防眩性および高コントラストが得られる光学素子を提供する。
【解決手段】基材は、不規則な凹凸形状を表面に有する基材と、基材上に形成されたハードコート層とを備える。基材表面の最大頻度の突起高さが、１．５μｍ以上１０μｍ以下の範囲内である。基材表面の最大頻度の突起高さよりも大きな突起は、最大頻度の突起高さの中心値から＋３μｍ以内の高さである。基材表面の凹凸の横方向長さＲＳｍが５５μｍ以上５００μｍ以下である光学素子である。
【選択図】図３

Description

この発明は、光学素子およびその製造方法、ならびに表示装置に関する。詳しくは、ハードコート層を備える光学素子に関する。
近年、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）やプラズマディスプレイ（Plasma Display Panel：ＰＤＰ）などの各種表示装置が広く普及している。これらの表示装置の画面は、太陽光や室内照明などの外光が映り込むことによって、特に明所での視認性が著しく阻害されるので、画面表面で外光を拡散反射させる防眩性フィルムなどの光学フィルムが多用されている。
従来、この光学フィルムでは、画面表面で外光を拡散反射させるために、表面に微細な凹凸構造を構成する手法を用いている。具体的には、透明プラスチック基材上に擦傷性を考慮してハードコート塗料に透明微粒子を分散した拡散層を塗布する方法が、現在の液晶表示装置の主流となっている。
しかしながら、最近の薄型テレビに代表される前述の各種表示装置では、画質の向上、高精細化が急速に進み、画素が小型化している。このため、光学フィルムを透過する光が防眩層中の微粒子や表面凹凸構造による屈折や拡散によって歪を受け、画像が不鮮明になったり輝度のバラツキ現象としてギラツキが発生したり、表面が白茶けた画質となり品位が著しく劣化するという問題がある。したがって、微粒子を用いて表面凹凸構造を形成する現行の光学フィルムは、上述したような画質の向上や高精細化に十分に追従できず、微粒子を用いないで表面凹凸構造を形成する光学フィルムの実現が望まれている。
ところで、従来、画面表面で外光を拡散反射させるために、表面に微細な凹凸構造を形成する手法として、下記の特許文献１〜４に示すように、微細な凹凸構造をエンボス（形状転写）によって形成する手法が検討されている。
特許文献１では、セルロース系プラスチックの偏光板保護フィルム表面にエンボス加工による微細凹凸粗面を形成し、さらに微細凹凸粗面の表層を有機溶剤で一部溶解することによって高鮮明度無反射偏光板を製造する方法が提案されている。
特許文献２では、透明プラスチックフィルム上に、電離放射線硬化型樹脂の粗い凹凸層と、その表面に沿って細かい凹凸とを形成する防眩性フィルムの製造方法が提案されている。この製造方法では、その粗い凹凸を、エンボス法、サンドブラスト法、および乾燥時の樹脂対流法のいずれかによって形成し、細かい凹凸を、薄膜状コート層、またはリフティング効果により形成する。
特許文献３では、エンボス加工によりフィルム表面に凹凸を付与する反射防止フィルムの製造方法が提案されている。この製造方法では、エンボス加工に使用する版の凹凸の算術平均粗さを０．０５以上２．００μｍ以下とし、凹凸の平均周期を５０μｍ以下とする。
特許文献４では、熱可塑性樹脂フィルムの製膜工程で、フィルム面に鋳型を押し当てて表面に凹凸を形成する前もしくは後にテンターにより延伸し、得られた凹凸面上にハードコート層を形成する防眩フィルムの製造方法が提案されている。
特公平４−５９６０５号公報 特許第３３７４２９９号公報 特開２００４−２９２４０号公報 特開２００５−１５６６１５号公報
上述したように、特許文献１では、偏光板保護フィルムとして、セルロース系プラスチック表面にエンボス加工で形成した微細凹凸粗面を有機溶剤で部分的に溶かして滑らかな凹凸面を作り、高鮮明度無反射偏光板としている。しかし、ハードコート層が表面に形成されていないため擦傷性に劣り、液晶テレビなど耐久性を必要とする液晶表示製品に使用することは困難である。また、特許文献１には、防眩性を発現させる表面形状については記載されていない。
特許文献２および３では、表面粗さで表面形状を規定しているが、算術平均粗さには大小の複雑な凹凸が統計的に含まれている。このため、拡散反射特性は全く制御されず、白茶けた防眩フィルムとなってしまい、画質が著しく悪化するという問題がある。
特許文献４では、熱可塑性樹脂フィルムの製膜工程で鋳型を押し当てて凹凸形状をフィルム表面に転写し、ハードコート層をフィルム表面に塗布形成する防眩フィルムが提案されている。しなしながら、表面形状に関しては、熱可塑性樹脂の凹凸面の中心線平均粗さＲａが０．０５〜１０μｍの範囲に限定されているだけであり（例えば請求項１１参照）、防眩性を発現する表面形状については何ら記載されていない。したがって、拡散反射特性が全く制御されない、白茶けた防眩フィルムとなってしまい、画質が著しく悪化するという問題がある。
上述したように、微粒子を用いずに、表面形状によって防眩性を発現させる従来の光学フィルムでは、表面性を単なる凹凸形状としている、面粗度（算術平均粗さ）によって表面形状を規定している、あるいは、拡散反射特性（光学特性）で表面形状を規定しているにすぎず、明確な表面形状については規定されていない。
したがって、この発明の目的は、微粒子を用いずに、高防眩性および高コントラストが得られる光学素子およびその製造方法、ならびに表示装置を提供することにある。
この発明は、従来技術が有する上述の問題を解決すべく、鋭意検討した結果として案出されたものである。以下にその概要を説明する。
本発明者らは、鋭意検討の結果、ブラスト加工により原盤を作製し、この原盤を用いて光学素子を作製することで、優れた光学素子が得られることを見出すに至った。
この光学素子は以下のようにして作製される。まず、ブラスト加工により原盤を作製する。次に、この原盤の凹凸形状を基材に転写する。これにより、図１Ａに示すように、不規則な凹凸形状が形成された基材１０１が得られる。この基材表面の突起は高さ方向にも不規則性を有している。次に、図１Ｂに示すように、基材１０１上にハードコート塗料１０２を塗布する。次に、図１Ｃに示すように、ハードコート塗料１０２を乾燥させることにより、ハードコート層を形成する。
細かな加工粒子を対象物に衝突させて加工するブラスト加工では、原盤表面に不規則な凹凸を形成することができる。このため、この原盤を用いて作製した光学素子はモアレの発生を防ぐことができる。しかし、３次元的な不規則性、すなわち高さ方向にも不規則性を有するため、従来、防眩性フィルムなどにおいて表面凹凸形状を規定するために用いられている算術平均粗さ（Ｒａ）では、ブラスト加工により形成された表面形状を規定することは困難である。本発明者らの知見によれば、ブラスト加工により形成された表面形状を算術平均粗さ（Ｒａ）により規定した場合には、所望の防眩性を得ることが困難となる。また、算術平均粗さ（Ｒa）用いて規定した場合、光学フィルムのざらつき感や粒々感を招いてしまうこともある。
そこで、本発明者らは、この光学フィルムの防眩性の向上およびざらつき感や粒々感の抑制を図るべく、基材表面の凹凸形状について鋭意検討を行った。図１Ｂに示すように、ハードコート塗料１０２を塗布した直後には、ハードコート塗料１０２の表面は平坦であるが、図１Ｃに示すように、ハードコート塗料１０２を乾燥させると、基材表面の凹凸に倣って凹凸形状となる。しかし、小さい凹凸はハードコート塗料の下に隠れ表面形状としては表れない。
このような表面状態を考慮して、本発明者らは光学素子の特性について鋭意検討を重ねた。その結果、以下の指標により基材の表面形状を規定することにより、光学素子の防眩性の向上およびざらつき感や粒々感の抑制が可能であることを見出すに至った。
（１）基材表面の最大頻度の突起高さ
（２）基材表面の最大頻度の突起高さよりも大きな突起の範囲
（３）基材表面の凹凸の横方向長さＲＳｍ
この発明は以上の検討に基づいて案出されたものである。
第１の発明は、
３次元的に不規則な凹凸形状を表面に有する基材と、
基材上に形成されたハードコート層と
を備え、
基材表面の最大頻度の突起高さが、１．５μｍ以上１０μｍ以下の範囲内であり、
基材表面の最大頻度の突起高さよりも大きな突起は、最大頻度の突起高さの中心値から＋３μｍ以内の高さであり、
基材表面の凹凸の横方向長さＲＳｍが、５５μｍ以上５００μｍ以下である光学素子である。
第２の発明は、
３次元的に不規則な凹凸形状を表面に有する基材と、
上記基材上に形成されたハードコート層と
を備え、
上記ハードコート層表面の最大頻度の突起高さが、０．１μｍ以上５μｍ以下の範囲内であり、
上記ハードコート層表面の最大頻度の突起高さよりも大きな突起が、最大頻度の突起高さの中心値から＋１μｍ以内の高さであり、
上記ハードコート層表面の凹凸の横方向長さＲＳｍが５５μｍ以上５００μｍ以下である光学素子。
第３の発明は、
ブラスト加工により、３次元的に不規則な凹凸形状を表面に有する原盤を作製する工程と、
原盤の凹凸形状を基材に転写する工程と、
基材の凹凸形状が形成された面にハードコート塗料を塗布し、硬化させることにより、基材上にハードコート層を形成する工程と
を備え、
基材表面の最大頻度の突起高さが、１．５μｍ以上１０μｍ以下の範囲内であり、
基材表面の最大頻度の突起高さよりも大きな突起は、最大頻度の突起高さの中心値から＋３μｍ以内の高さであり、
基材表面の凹凸の横方向長さＲＳｍが、５５μｍ以上５００μｍ以下である光学素子の製造方法である。
第１〜第３の発明では、基材表面またはハードコート層表面の最大頻度の突起高さ、基材表面またはハードコート層表面の最大頻度高さよりも大きな突起の幅、基材表面またはハードコート層表面の凹凸の横方向長さＲＳｍにより表面の凹凸形状を規定しているので、３次元的な不規則性がある表面凹凸形状を適切に規定することができる。すなわち、上記３つの指標により表面凹凸形状を規定することで、ハードコート層表面に滑らかなうねりを形成し、このうねりにより光を拡散することができる。また、ハードコート層は微粒子を含んでいないので、微粒子を表面から突出させることにより防眩性を発現させる従来の光学素子に比して光の透過性を向上し、高いコントラストを得ることができる。また、表面の凹凸は不規則に形成されているので、モアレの発生を抑制することができる。
以上説明したように、この発明によれば、ハードコート層表面の滑らかなうねりにより光を拡散することができるとともに、ハードコート層の光透過性が高いので、高防眩性および高コントラストを有する光学フィルムを実現できる。
本発明の実施形態について図面を参照しながら、以下の順序で説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
（１）第１の実施形態（防眩性フィルムの例）
（２）第２の実施形態（表面に反射防止層をさらに形成した例）
（３）第３の実施形態（ＡＮＲフィルムの第１の例）
（４）第４の実施形態（ＡＮＲフィルムの第２の例）
（５）第５の実施形態（ロール方式により基材表面に凹凸を連続転写する例）
＜１．第１の実施形態＞
［液晶表示装置の構成］
図２は、この発明の第１の実施形態による液晶表示装置の構成の一例を示す。この液晶表示装置は、図２に示すように、光を出射するバックライト３と、バックライト３から出射された光を時間的空間的に変調して画像を表示する液晶パネル２とを備える。液晶パネル２の両面にはそれぞれ、偏光子２ａ、２ｂが設けられている。液晶パネル２の表示面側に設けられた偏光子２ｂには、光学フィルム（光学素子）１が設けられている。ここでは、フィルムには、従来、フィルムと称されるもののみならず、シートと称されるものも含むものと定義する。また、光学フィルム１またはハードコート層１２が一主面に形成された偏光子２ｂを防眩性偏光子４と称する。
バックライト３としては、例えば直下型バックライト、エッジ型バックライト、平面光源型バックライトを用いることができる。バックライト３は、例えば、光源、反射板、光学フィルムなどを備える。光源としては、例えば、冷陰極蛍光管（Cold Cathode Fluorescent Lamp：ＣＣＦＬ）、熱陰極蛍光管（Hot Cathode Fluorescent Lamp：ＨＣＦＬ）、有機エレクトロルミネッセンス（Organic ElectroLuminescence：ＯＥＬ）、無機エレクトロルミネッセンス（Inorganic ElectroLuminescence：ＩＥＬ）および発光ダイオード(Light Emitting Diode：ＬＥＤ)などが用いられる。
液晶パネル２としては、例えば、ツイステッドネマチック（Twisted Nematic：ＴＮ）モード、スーパーツイステッドネマチック（Super Twisted Nematic：ＳＴＮ）モード、垂直配向（Vertically Aligned：ＶＡ）モード、水平配列（In-Plane Switching：ＩＰＳ）モード、光学補償ベンド配向（Optically Compensated Birefringence：ＯＣＢ）モード、強誘電性（Ferroelectric Liquid Crystal：ＦＬＣ）モード、高分子分散型液晶（Polymer Dispersed Liquid Crystal：ＰＤＬＣ）モード、相転移型ゲスト・ホスト（Phase Change Guest Host：ＰＣＧＨ）モードなどの表示モードのものを用いることができる。
液晶パネル２の両面には、例えば偏光子２ａ、２ｂがその透過軸が互いに直交するようにして設けられる。偏光子２ａ、２ｂは、入射する光のうち直交する偏光成分の一方のみを通過させ、他方を吸収により遮へいするものである。偏光子２ａ、２ｂとしては、例えば、高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料などの二色性物質を吸着させて一軸延伸させたものを用いることができる。
［光学フィルムの構成］
図３は、この発明の第１の実施形態による光学フィルム１の構成の一例を示す断面図である。この光学フィルム１は、図３に示すように、基材１１と、この基材１１上に形成されたハードコート層１２とを備える。この光学フィルムは、表面に凹凸を有し、この凹凸により反射光を散乱させる防眩性フィルムである。この表面の凹凸形状は、３次元的に不規則（ランダム）な凹凸形状であるため、モアレの発生を抑制することができる。ここで、３次元的に不規則とは、光学フィルム１の面内方向に凹凸が不規則に形成されているとともに、光学フィルム１の厚さ方向（凹凸の逆さ方向）にも凹凸が不規則に形成されていることをいう。
光学フィルム表面の最大頻度の突起高さが、０．１μｍ以上５μｍ以下の範囲内であることが好ましい。０．１μｍよりも小さい場合、防眩性が不十分となる。一方、５μｍよりも大きい場合、フィルムにざらつき感、粒々感がでてしまう、或いは防眩性が強くなりすぎてしまい、白茶けた防眩フィルムとなってしまう。光学フィルム表面の最大頻度の突起高さよりも大きな突起は、最大頻度の突起高さの中心値から＋１μｍ以内であることが好ましい。この範囲外の場合、フィルムにざらつき感、粒々感がでてしまう、或いは防眩性が強くなりすぎてしまい、白茶けた防眩フィルムとなってしまう。光学フィルム表面の凹凸の横方向長さＲＳｍが５５μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。この範囲外の場合、所望の防眩性が得られない。
（基材）
基材１１は、透明性を有するプラスチック基材である。基材１１の形状としては、例えば、透明性を有するフィルム、基板などを用いることができる。基材１１は、不規則（ランダム）な凹凸を表面に有する。この表面の凹凸は、ブラスト加工により作製された原盤を形状転写することにより成形されるものである。
基材表面の最大頻度の突起高さが、１．５μｍ以上１０μｍ以下の範囲内である。１．５μｍ未満であると、ハードコート層の硬度を確保しつつ、防眩性を得ることが困難となる。１０μｍを超えると、フィルムにざらつき感、粒々感がでてしまう、或いは防眩性が強くなりすぎてしまい、白茶けた防眩フィルムとなってしまう。基材表面の最大頻度の突起高さよりも大きな突起は、最大頻度の突起高さの中心値から＋３μｍ以内、好ましくは＋２μｍ以内である。中心値＋３μｍ以内であると、フィルムのざらつき感、粒々感が抑制されるとともに、優れた防眩性を得ることができる。基材表面の凹凸の横方向長さＲＳｍが、５５μｍ以上５００μｍ以下である。この範囲外の場合、所望の防眩性が得られない。
基材１１の材料としては、例えば、公知の高分子材料を用いることができる。公知の高分子材料としては、具体的には例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエステル（ＴＰＥＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、アラミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、シクロオレフィン系樹脂（例えばゼオノア）、スチレン・ブタジエン共重合体（ＳＢＣ）などが挙げられる。基材１１の厚さは、生産性の観点から、３８〜１００μｍであることが好ましいが、この範囲に特に限定されるものではない。
（ハードコート層）
ハードコート層１２は、基材１１の表面、すなわち光学フィルムや表示装置などの表面に耐擦傷性と防眩性とを併せて付与するためのものであり、基材１１より硬い高分子樹脂層である。ハードコート層表面には、基材１１の凹凸に倣って連続的な波面が形成されている。例えば、ハードコート層１２の凹部および凸部の位置はそれぞれ、基材１１の凹部および凸部の位置と対応している。ハードコート層表面には、基材表面の凹凸形状に倣って連続的な波面が形成されていることが好ましい。このようなハードコート層表面により光を拡散することにより、適度な防眩性を発現することができるからである。ハードコート層１２の鉛筆硬度は、３Ｈ以上であることが好ましく、例えば３Ｈに選ばれる。
（１−４）光学フィルムの製造方法
次に、図４および図５を参照して、上述の構成を有する光学フィルムの製造方法の一例について説明する。
（原盤作製工程）
まず、図４Ａに示すように、被加工物となる基材１３を準備する。この基材の形状としては、例えば、基板状、シート状、フィルム状、ブロック状などが挙げられる。また、基材の材料としては、例えば、金属などが挙げられる。次に、ブラスト加工により、基材表面に凹凸形状を形成する。これにより、図４Ｂに示すように、基材１１とは反対の凹凸形状を有する原盤１４が得られる。
（転写工程）
次に、図４Ｃに示すように、原盤１４を基材１１に押し当てるとともに、基材１１を加熱することにより、原盤１４の凹凸形状を基材１１に転写する。
（塗料調製工程）
次に、例えば、二官能以上のモノマーおよび／またはオリゴマーなどの樹脂原料、光重合開始剤、無機酸化物フィラー、粘度調整剤および溶剤を混合してハードコート塗料（樹脂）を調製する。ここでは、溶剤と粘度調製剤以外は、すべて固形分と定義する。また、防汚添加剤をさらに添加することが好ましい。これにより、防汚性ハードコートを形成することができるからである。また、必要に応じて、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤および酸化防止剤などを添加するようにしてもよい。
ハードコート塗料としては、製造の容易性の観点からすると、光または電子線などにより硬化する電離放射線硬化型樹脂、および熱により硬化する熱硬化型樹脂の少なくとも１種を主成分とするものが好ましく、紫外線により硬化する感光性樹脂が最も好ましい。このような感光性樹脂としては、例えば、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリオールアクリレート、ポリエーテルアクリレート、メラミンアクリレートなどのアクリレート系樹脂を用いることができる。例えば、ウレタンアクリレート樹脂は、ポリエステルポリオールにイソシアネートモノマー、あるいはプレポリマーを反応させ、得られた生成物に、水酸基を有するアクリレートまたはメタクリレート系のモノマーを反応させることによって得られる。硬化後の特性は適宜選択することが可能であり、例えば、画像透過性の観点からすると透光性に優れるものが好ましく、耐傷性の観点からすると高硬度を有するものが好ましい。なお、感光性樹脂は、上述の例に特に限定されるものではなく、透光性を有するものであれば用いることができるが、着色やヘイズにより透過光の色相や透過光量が顕著に変化しないものが好ましい。特に使用する基材１１との屈折率差が小さい樹脂を使用することが好ましい。屈折率差が大きい樹脂を使用すると基材界面で反射が発生し白濁してしまうからである。
感光性樹脂に、乾燥によって固体となるウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、スチレン樹脂、メラミン樹脂、セルロース系樹脂、更には電離放射線硬化型オリゴマー、熱硬化型オリゴマーを適宜混合して使用することが好ましい。上記樹脂を適宜混合することによって、ハードコート層１２の硬さやカールを調整することが可能である。樹脂は上述の例に限定されるものではなく、例えばポリマーとしては、（メタ）アクリル基のようなラジカル重合性基、アクリル二重結合のような電離放射線官能基、−ＯＨ基などの熱硬化性基を持つものを使用することが可能である。
感光性樹脂に含まれる光重合開始剤としては、公知の材料を適宜選択できる。例えば、ベンゾフェノン誘導体、アセトフェノン誘導体、アントラキノン誘導体などを単独で、あるいは併用して用いることができる。この感光性樹脂には、皮膜形成をより良くさせる成分、例えばアクリル系樹脂などをさらに適宜選択配合してもよい。重合開始剤は、固形分中０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％混合して使用することが好ましい。０．１ｗｔ％未満であると、光硬化性が低下し、実質的に工業生産に適さない。一方、１０ｗｔ％を超えると、照射光量が小さい場合に、塗膜に臭気が残る傾向にある。
無機酸化物フィラーとしては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、五酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム錫（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ）、酸化インジウム、アンチモンドープ酸化錫（Antimony-doped tin oxide：ＡＴＯ）、酸化アルミニウム亜鉛（Alminum Zinc Oxide：ＡＺＯ）などが好ましい。無機酸化物フィラー表面は、末端に（メタ）アクリル基、ビニル基、またはエポキシ基をもつ有機系分散剤で表面処理されていることが好ましい。これにより、塗膜の硬化工程でフィラーは周囲の（メタ）アクリルモノマー／オリゴマーと一体化し、塗膜硬度や可撓性が向上する。無機酸化物フィラーの粒径は、例えば１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内である。固形分中の無機酸化物フィラー配合量は、１０ｗｔ％〜７０ｗｔ％の範囲内であることが好ましい。１０ｗｔ％未満であると、溶媒蒸発過程で系はゲル化しない、すなわち、ゲル化に必要な粘度調整剤量が多くなりすぎ、塗料に濁りが生じる傾向にある。一方、７０ｗｔ％を超えると、硬化膜の可撓性が悪くなる傾向がある。ここで、全固形分を１００ｗｔ％としている。また、溶剤および粘度調整剤以外をすべて固形分としている。
粘度調整剤としては、例えば、ヒドロキシ基（ＯＨ基）、カルボキシル基（ＣＯＯＨ基）、ウレア基（−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−）、アミド基（−ＮＨ−ＣＯ−）、アミノ基（ＮＨ2基）を２個以上含有する分子が好ましい。公知のタレ止め剤および沈降防止剤を適用することも可能である。配合量は材料種により適宜選択することが好ましい。
防汚添加剤としては、１つ以上の（メタ）アクリル基、ビニル基、或いはエポキシ基を含有するシリコーンオリゴマーおよび／またはフッ素含有オリゴマーが好ましい。光学フィルムとして耐アルカリ性を必要とする場合には、フッ素含有オリゴマーが好ましい。この際、前記シリコーンオリゴマーおよび／またはフッ素オリゴマーの配合量は、固形分の０．０１質量％〜５質量％の範囲内であることが好ましい。
ハードコートに内部ヘイズを付与する有機または無機フィラーをさらに添加してもよい。マトリクスとの屈折率差が０．０１以上あることが好ましい。このフィラーの粒径は、例えば０．１μｍ〜１μｍの範囲から選択される。
溶剤としては、使用する樹脂原料を溶解すると共に、基材１１との濡れ性が良好で、かつ、基材１１を白化させないものが好ましく、例えば、アセトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸イソプロピル、ギ酸ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸第二ブチル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸第二アミル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチル、乳酸メチルなどのケトン類またはカルボン酸エステル類よりなる溶剤、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、sec-ブタノール、tert-ブタノールなどのアルコール類、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキソランなどのエーテル類を挙げることができる。これらの溶剤は単一でも２成分以上の混合物でもよく、さらに、上記に例示したもの以外の溶剤を樹脂組成物の性能が損なわれない範囲で加えることもできる。
（塗工工程）
次に、図５Ａに示すように、調製したハードコート塗料１５を基材１１上に塗工する。ハードコート塗料の塗布厚は、最大頻度の突起高さにより、３μｍ以上２５μｍ以下の範囲で適宜選択することが好ましい。塗工されたハードコート塗料１５の液面はレベリングされているが、基材表面の凹凸形状との間の厚みが分布することから、乾燥時の体積変化によって滑らかな凹凸状の気液界面が形成される。これにより、ハードコート層１２の表面凹凸量が基材１１の表面凹凸量より小さい光学フィルム１を得ることができる。また、基材１１の表面凹凸量は、塗工するハードコート塗料１５の厚みによって、拡散反射特性を制御できることができる。さらに、塗布から硬化に亘る全てのプロセスにおいて、非接触で表面形成できることから、欠陥のない品質の高い光学フィルム１を提供することができる。
塗工方法は、特に限定されるものではなく公知の塗工方法を用いることができる。公知の塗工方法としては、例えば、マイクログラビアコート法、ワイヤーバーコート法、ダイレクトグラビアコート法、ダイコート法、ディップ法、スプレーコート法、リバースロールコート法、カーテンコート法、コンマコート法、ナイフコート法、スピンコート法などが挙げられる。
（乾燥工程）
次に、図５Ｂに示すように、基材１１上に塗工されたハードコート塗料１５を乾燥させることにより、溶剤を揮発させる。乾燥条件は特に限定されるものではなく、自然乾燥であっても、乾燥温度や乾燥時間などの調整による人工的乾燥であってもよい。但し、乾燥時に塗料表面に風を当てる場合、塗膜表面に風紋が生じないようすることが好ましい。風紋が生じると防眩層表面に所望のなだらかなウネリの微細凹凸形状が形成されにくくなる傾向があり、防眩性とコントラストとを両立することが困難になるからである。また、乾燥温度および乾燥時間は塗料中に含まれる溶剤の沸点によって適宜決定することが可能である。その場合、乾燥温度および乾燥時間は、基材１１の耐熱性を配慮し、熱収縮により基材１１の変形が起きない範囲で選定することが好ましい。
（硬化工程）
次に、例えば電離放射線照射または加熱により、基材１１上にて乾燥された樹脂を硬化させる。これにより、図５Ｃに示すように、滑らかな波面をハードコート層１２の表面に形成することができる。電離放射線としては、例えば、電子線、紫外線、可視光線、ガンマ線、電子線などを用いることができ、生産設備の観点から、紫外線が好ましい。積算照射量は、樹脂の硬化特性、樹脂や基材１１の黄変抑制などを考慮して適宜選択することが好ましい。また、照射の雰囲気としては、樹脂硬化の具合に応じて適宜選択することができ、例えば、空気、窒素、アルゴンなどの不活性ガスの雰囲気が挙げられる。
以上により、目的とする光学フィルムが得られる。
この発明の第１の実施形態によれば、サンドブラスト法などにより、不規則な凹凸形状を有する原盤１４を作製し、この原盤１４の凹凸形状を基材１１に転写している。この基材１１の凹凸形状は、最大頻度の突起高さが、１．５μｍ以上１０μｍ以下の範囲内であり、基材表面の最大頻度の突起高さよりも大きな突起が、最大頻度の突起高さの中心値から＋３μｍ以内であり、凹凸の横方向長さＲＳｍが５５μｍ以上５００μｍ以下である。したがって、微粒子を使わず、高防眩かつ高コントラストの光学フィルムを実現できる。
紫外線硬化性樹脂組成物などのハードコート塗料を、凹凸形状が付与された基材１１上に塗布・乾燥・紫外線硬化後、凹凸形状に倣ったハードコート層１２が形成される。このような表面形状が形成されるのは、溶媒蒸発過程で、組成物中に含まれる無機酸化物フィラーと粘度調整剤との作用により、固形分がゲル化することによる。
ハードコート塗料は、二官能以上の（メタ）アクリルモノマーおよび／またはオリゴマーなどの樹脂原料、光重合開始剤、無機酸化物フィラー、粘度調整剤および溶剤を少なくとも含有する。溶媒が蒸発する過程で、系の固形分濃度が上昇し、高粘度化する。ハードコート塗料が基材１１の凹凸形状に倣うためには、溶媒蒸発過程で系はゲル化することが好ましい。系がゲル化しない場合、基材１１の凹凸形状がつぶれてしまい、防眩性を得ることが困難となる。系がゲル化することにより、基材１１の凹凸形状が残される。このように凹凸形状が残されると、適度な滑らかさがハードコート塗料の表面に形成され、防眩性が発現する。無機酸化物フィラーと粘度調整剤とが系内で水素結合または配位結合を介したネットワークを形成し、ゲル化する。
（２）第２の実施形態
図６は、この発明の第２の実施形態による光学フィルムの構成の一例を示す断面図である。図６に示すように、この光学フィルム１は、ハードコート層１２上に反射防止層１６を備えている点において、第１の実施形態のものとは異なっている。基材１１、およびハードコート層１２は、上述の第１の実施形態と同様であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。
反射防止層１６としては、例えば、中空微粒子を含む低屈折率層、またはフッ素系樹脂を含む低屈折率層を用いることができる。中空微粒子としては、シリカ、アルミナなどの無機微粒子、あるいはスチレン、アクリルなどの有機微粒子が挙げられるが、シリカ微粒子が特に好ましい。この中空微粒子は内部に空気を含有しているために、それ自身の屈折率は、通常の粒子と比較して低くなる。例えば、シリカ微粒子では屈折率ｎ＝１．４６であるのに対して中空シリカ微粒子では屈折率ｎ≦１．４５である。
反射防止層１６を形成するための塗料は、無機酸化物フィラーおよび粘度調整剤を含むようにしてもよい。これらの材料を含むことで、反射防止層１６の凹凸形状をハードコート層１２の表面形状にさらに倣ったものにできるからである。無機酸化物フィラーおよび粘度調整剤としては、第１の実施形態と同様のものを用いることができる。中空微粒子を含む低屈折率層を形成するための塗料としては、例えば、中空微粒子、二官能以上のモノマーおよび／またはオリゴマーなどの樹脂原料、光重合開始剤、無機酸化物フィラー、粘度調整剤および溶剤を含む塗料を用いることができる。フッ素系樹脂を含む低屈折率層を形成するための塗料としては、例えば、フッ素含有モノマーおよび／またはオリゴマーなどのフッ素含有樹脂原料、光重合開始剤、無機酸化物フィラー、粘度調整剤および溶剤を含む塗料を用いることができる。
この第２の実施形態では、ハードコート層１２上に反射防止層１６を設けているので、第１の実施形態に比して防眩性を向上することができる。
（３）第３の実施形態
この第３の実施形態は、上述の第１の実施形態において防眩性フィルムとして用いた光学フィルムを、アンチニュートンリング（Anti Newton-Ring：ＡＮＲ）フィルムとして用いるものである。
図７は、この発明の第３の実施形態による表示装置の構成例を示す断面図である。この表示装置は、表示部２１と、この表示部２１の前面側に設けられた前面部材２２とを備える。表示部２１と前面部材２２との間には、例えば空気層が形成されている。表示部２１の前面側、および前面部材２２の裏面側の少なくとも一方に、光学フィルム２３が備えられている。図７では、表示部２１の前面側、および前面部材２２の裏面側の両方に光学フィルム２３を備える表示装置の例が示されている。ニュートンリング発生の抑制の観点からすると、表示部２１の表示面側、および前面部材２２の裏面側の両方に光学フィルム２３を備えることが好ましい。光学フィルム２３と、前面部材２２または表示部２１とは、接着剤などを介して貼り合わされている。なお、本発明において、前面とは表示面となる側の面、すなわち観察者側となる面を示し、裏面とは表示面と反対となる側の面を示す。
表示部２１としては、例えば、液晶ディスプイレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプイレイ、プラズマディスプイレイ（Plasma Display Panel：ＰＤＰ）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプイレイ、無機ＥＬディスプイレイ、表面伝導型電子放出素子ディスプイレイ（Surface-conduction Electron-emitter Display：ＳＥＤ）、電界放出型ディスプイレイ（Field Emission Display：ＦＥＤ）などを用いることができる。
前面部材２２は、表示部２１の前面（観察者側）に機械的、熱的、および耐候的保護や、意匠性を目的として用いるものである。前面部材２２は、例えば、シート状、フィルム状、または板状を有する。前面部材２２の材料としたは、例えば、ガラス、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエステル（ＴＰＥＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、アラミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などを用いることができるが、特にこれらの材料に限定されるものではなく、透明性を有する材料であれば用いることができる。
図８は、光学フィルムの構成の一例を示す断面図である。光学フィルム２３は、表示装置におけるニュートンリングの発生を抑制するためのものである。図８に示すように、光学フィルム２３は、基材２４と、この基材２４上に設けられたハードコート層２５とを有する。光学フィルム２３は、接着層２６を介して前面部材２２などの被着体に対して貼り付けられている。接着層２６は、接着剤を主成分とする。この接着剤としては、例えば、光学フィルムの技術分野において公知のものを用いることがでる。なお、本明細書では、感圧性粘着剤（ＰＳＡ：Pressure Sensitive Adhesive）などの粘着剤も接着剤の一種とみなす。
光学フィルム２３としては、第１の実施形態における光学フィルム１と同様のものを用いることができる。具体的には、基材２４、ハードコート層２５としてはそれぞれ、第１の第１の実施形態における基材１１、ハードコート層１２と同様のものを用いることができる。
また、図８に示すように、反射光の低減の観点から、ＡＲ（Anti-Reflection）層２７をハードコート層２５上にさらに形成することが好ましい。ＡＲ層２７としては、ドライ方式およびウエット方式のいずれのものも用いることができるが、ウエット方式のものが好ましい。ウエット方式のＡＲ層２７としては、例えば、フッ素系樹脂を含むもの、あるいはシリカなどの中空微粒子を含むものを用いることができる。
この発明の第３の実施形態によれば、表示部２１の前面側、および前面部材２２の裏面側の少なくとも一方に、光学フィルム２３を配置することで、ニュートンリングの発生を抑制する、もしくは気にならない程度までニュートンリングの発生を低減することが可能である。
（４）第４の実施形態
図９は、この発明の第４の実施形態による表示装置の構成例を示す断面図である。この第４の実施形態は、表示部２１と、この表示部２１の裏面側に設けられた裏面部材２８とを備え、表示部２１の裏面側、および裏面部材２８の前面側の少なくとも一方に、光学フィルム２３を備える点において、第４の実施形態とは異なっている。
図９では、表示部２１の裏面側、および裏面部材２８の前面側の両方に光学フィルム２３を備える表示装置の例が示されている。なお、上述の第３の実施形態と同様の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
裏面部材２８は、例えば、シート状、フィルム状、または板状を有する。表示部が液晶ディスプイレイである場合、裏面部材２８は、例えば、光源照度を面内で均一化するための拡散板または拡散シート、視野角を制御するためのレンズフィルム、光源からの光を偏光分離し再利用するための偏光分離反射フィルムなどである。
この第４の実施形態によれば、表示部２１の裏面側、および裏面部材２８の前面側の少なくとも一方に、光学フィルム２３を配置することで、ニュートンリングの発生を抑制する、もしくは気にならない程度までニュートンリングの発生を低減することが可能である。
＜５．第５の実施形態＞
第５の実施形態は、ロール方式により基材に凹凸を連続転写する点において、第１の実施形態とは異なっている。なお、上述の第１の実施形態と同様の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
図１０は、ロール方式のエンボス転写装置の構成の一例を示す。図１０に示すように、このエンボス転写装置は、エンボスロール３１と、バックロール３２とを備える。
エンボスロール３１としては、例えば、誘導発熱ジャケットロール、熱媒循環ロール、ヒーター内蔵ロールなどの加熱ロールを用いることができる。ロール表面のエンボス加工の方法としては、ブラスト加工を用いることが好ましい。ブラスト加工を用いると、表面に３次元的に不規則な凹凸形状を形成できる。したがって、光学フィルム１のモアレの発生を抑制することができる。ブラスト加工としては、例えば、サンドブラスト加工、ビーズブラスト加工などを挙げることができる。表面処理としては、長期間使用の磨耗耐久性に優れる点で、硬質クロムメッキやセラミックス溶射が好ましい。
バックロール３２は、基材表面に微細なエンボスを転写するために高い圧力を必要とすることから、例えばＪＩＳ−Ｄ８０度以上のゴム硬度を持ったゴム層、あるいはそれに相当する硬度の樹脂層を鉄ロール表面に施し、表面を研磨仕上げすることが好ましい。
また、バックロール２１の鉄ロール内部で冷媒循環して冷却する、あるいは、冷却ロールまたは冷却ノズルを用いてゴム層、または樹脂層の表面を冷却することが好ましい。バックロール３２のゴム層、または樹脂層が、エンボス処理中にエンボスロール３１から連続的に伝熱されて、温度が上昇し、基材１１が軟化する、あるいは溶けてしまうことを防ぐことができ、連続的なエンボス転写が可能になるからである。
第５の実施形態において、上記以外のことは第１の実施形態と同様である。
この第５の実施形態によれば、エンボスロール３１により、基板やフィルムなどの基材１１に対して凹凸パターンを連続転写するので、大面積の基材１１にも凹凸パターンを容易に形成することができる。また、連続転写によりパターン形成できるので、生産性も向上することができる。
以下、実施例によりこの発明を具体的に説明するが、この発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
この実施例において、ハードコート層の塗布厚、および表面粗さは以下のようにして測定したものである。
（ハードコート層の塗布厚の測定）
凹凸形状を転写したＴＡＣフィルムと同量の樹脂を平坦なＴＡＣフィルムに塗布して、接触式厚み測定器（ＴＥＳＡ株式会社製）を用いて塗布厚を測定し、この塗布厚をハードコート層の塗布厚とした。
（表面粗さの測定）
図１１に、フィルムの表面粗さ測定の概略を示す。
JIS規格にある測定条件JIS B0633でフィルムの表面形状を測定した。測定機は小坂研究所製サーフコーダーET-4000を使用した。測定機から得られる高さデータを元に測定長の中で最も低い谷を基準としてそれぞれの山の頂点の高さ（h1,h2,h3,h4,・・・）を抜き出し、０．３μｍごとにその出現頻度を集計することで突起高さの分布が得られる。また、同時に凹凸の横方向長さＲＳｍも測定される。
以下に測定条件の詳細を示す。
触針：先端Ｒ＝０．５μｍＲ
測定長：４ｍｍ
送り速さ：０．１ｍｍ／ｓ
この発明の実施例について、以下の順序で説明する。
（１）最大頻度の突起高さなどについての検討
（２）ハードコート塗料についての検討
＜１．突起高さなどについての検討＞
ハードコート塗料を基材の凹凸面に塗布すると、小さい凹凸は塗料の下に隠れ表面形状には表れないため、このような小さい凹凸は防眩性には実質的に関与しない。このため、フィルムの突起高さ分布が異なるサンプルを作製し、防眩性を評価した。
（サンプル１−１）
（原盤の形成工程）
まず、図１０に示す構成のエンボス転写装置を準備した。この装置のエンボスロールは、ロールを回転させながら、研磨剤を吹き付けるいわゆるサンドブラストで加工で作製した。以下にブラスト加工条件を示す。
ブラスト加工：サンドブラスト
研磨剤：２００番メッシュ相当
繰り返し加工：１回
（基材の形成工程）
次に、ブラスト加工で作製したエンボスロールの表面形状を形状転写（エンボス）することにより、ＴＡＣフィルム表面に凹凸を形成した。次に、基材表面粗さを測定した。その結果を図１２に示す。
（ＨＣ層の形成工程）
次に、下記の紫外線硬化型樹脂組成物を凹凸付与後のＴＡＣフィルム上にコイルバーで塗工した後、５０℃で２分乾燥させた。次に、窒素雰囲気下で３５０ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射して防汚性を備えた膜厚６μｍの防眩性ハードコートフィルムを得た。
ウレタンアクリルオリゴマー ３６．６重量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート １８．３重量部
粒径２５ｎｍのシリカフィラー（アクリル変性） ４０重量部
Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４ ５重量部
フッ素含有オリゴマー（二官能アクリル） ０．１重量部
ＢＹＫ−４１０（特殊変性ウレア溶液） １．９重量部
ＩＰＡ ９３．７重量部
シクロヘキサノン ５４．４重量部
以上により、目的とする光学フィルムを得た。
（サンプル１−２）
ハードコート層の厚みを５．６μｍとする以外は、サンプル１−１と同様にして光学フィルムを得た。
（サンプル１−３）
ハードコート層の厚みを５．２μｍとする以外は、サンプル１−１と同様にして光学フィルムを得た。
（サンプル１−４）
ハードコート層の厚みを１．３μｍとする以外は、サンプル１−１と同様にして光学フィルムを得た。
（サンプル２−１）
以下のブラスト加工の条件により、エンボスロールを作製する以外は、サンプル１−１と同様にして、表面に凹凸を有するＴＡＣフィルムを得た。
ブラスト加工：ビーズブラスト
研磨剤：４００番メッシュ相当
ビーズ： ガラスビーズ
繰り返し加工：６回
次に、基材表面粗さを測定した。その結果を図１３に示す。次に、サンプル１−１と同様にして、ＴＡＣフィルムの凹凸面上にハードコート層を形成し、光学フィルムを得た。
（サンプル２−２）
ハードコート層の厚みを７．５μｍとする以外は、サンプル２−１と同様にして光学フィルムを得た。
（サンプル２−３）
ハードコート層の厚みを４．３μｍとする以外は、サンプル２−１と同様にして光学フィルムを得た。
（サンプル２−４）
ハードコート層の厚みを３．２μｍとする以外は、サンプル２−１と同様にして光学フィルムを得た。
（サンプル３−１）
以下のブラスト加工の条件により、エンボスロールを作製する以外は、サンプル１−１と同様にして、表面に凹凸を有するＴＡＣフィルムを得た。
ブラスト加工：ビーズブラスト
研磨剤：２００番メッシュ相当
ビーズ： ガラスビーズ
繰り返し加工：８回
次に、基材表面粗さを測定した。その結果を図１４に示す。次に、サンプル１−１と同様にして、ＴＡＣフィルムの凹凸面上にハードコート層を形成し、光学フィルムを得た。
（サンプル３−２）
ハードコート層の厚みを３．７μｍとする以外は、サンプル３−１と同様にして光学フィルムを得た。
（サンプル４）
以下のブラスト加工の条件により、エンボスロールを作製する以外は、サンプル１−１と同様にして、表面に凹凸を有するＴＡＣフィルムを得た。
ブラスト加工：ビーズブラスト
研磨剤：２００番メッシュ相当
ビーズ： ガラスビーズ
繰り返し加工：１２回
次に、基材表面粗さを測定した。その結果を図１５に示す。次に、サンプル１−１と同様にして、ＴＡＣフィルムの凹凸面上にハードコート層を形成し、光学フィルムを得た。
（サンプル５）
以下のブラスト加工の条件により、表面に凹凸を形成する以外はサンプル１−１と同様にしてエンボスロールを得た。次に、エンボスロールの表面粗さを測定した。その結果を図１６に示す。次に、このエンボスロールを用いる以外は、サンプル１−１と同様にして光学フィルムを得た。
ブラスト加工：ビーズブラスト
研磨剤：６０番メッシュ相当
ビーズ： ガラスビーズ
繰り返し加工：１回
（鉛筆硬度の評価）
上述のようにして得られたサンプル１−１〜５の光学フィルムをガラス板の上に貼り付け、JIS K-5400による鉛筆硬度試験方法に従い評価した。その結果を表１に示す。
（防眩性の評価）
上述のようにして得られたサンプル１−１〜５の光学フィルムの防眩性を以下のようにして評価した。光学フィルムにむき出しの蛍光灯を写し、反射像のぼやけ方を下記の基準で評価した。その結果を図１７に示す。
○：蛍光灯の輪郭が分からない
△：蛍光灯がある程度認識できる
×：蛍光灯がそのまま写りこむ
表１は、サンプル１−１〜５の光学フィルムの構成および評価結果を示す。
Figure 2010156893
図１７から以下のことがわかる。
サンプル１−１〜１−４、２−１〜２−４のように、突起高さが小さくともハードコート層を薄くすれば防眩性を得ることはできるが、サンプル１−４のように、ハードコート塗料の塗布厚が３μｍ以下になると、鉛筆硬度を十分確保できない。この点を考慮すると、ハートコート層の硬度を確保しつつ、防眩性を発現させるためには、サンプルの最大頻度の突起高さが１．３μｍ、ＲＳｍが５４μｍを超えることが必要となる。したがって、ハートコート層の硬度を確保しつつ、防眩性を発現させるためには、最大頻度の突起高さを１．５μｍ以上、ＲＳｍを５５μｍ以上とすることが必要である。
また、サンプル３−１〜３−２、４の表面粗さの状態が好ましい。これらのサンプル３−１〜３−２、４において基材表面の最大頻度の突起高さよりも大きな突起は、最大頻度の突起高さの中心値から２μｍの高さである。したがって、基材表面の最大頻度の突起高さよりも大きな突起は、最大頻度の突起高さの中心値から２μｍ以内の高さであることが好ましい。
＜２．ハードコート塗料についての検討＞
基材の凹凸形状に倣ったハードコート層表面を形成できる紫外線硬化樹脂組成物（ハートコート塗料）について検討した。
（サンプル６）
まず、ブラスト加工で作製したエンボスロールの表面形状を形状転写（エンボス）することによりＴＡＣフィルム表面に凹凸を形成した。次に、触針式表面粗さ測定器（（株）小阪研究所製サーフコーダＥＴ４０００）で表面形状を評価した。その評価結果を図１８Ａおよび図１８Ｂに示す。Ｒａ（算術平均粗さ）＝０．５０９μｍ、Ｒｚ（十点平均粗さ）＝２．６３８μｍ、ＲＳｍ（粗さ曲線要素の平均長さ）＝８５μｍであった。また、基材表面の最大頻度の突起高さは１．９μｍ、基材表面の最大頻度の突起高さよりも大きな突起は、最大頻度の突起高さの中心値から２．１μｍの高さであった。
下記の紫外線硬化型樹脂組成物を凹凸付与後のＴＡＣフィルム上にコイルバーで塗工した後、５０℃で２分乾燥させた。次に、窒素雰囲気下で３５０ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射して防汚性を備えた膜厚６μｍの防眩性ハードコートフィルムを得た。
ウレタンアクリルオリゴマー ３６．６重量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート １８．３重量部
粒径２５ｎｍのシリカフィラー（アクリル変性） ４０重量部
Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４ ５重量部
フッ素含有オリゴマー（二官能アクリル） ０．１重量部
ＢＹＫ−４１０ １．９重量部
ＩＰＡ ９３．７重量部
シクロヘキサノン ５４．４重量部
次に、フィルムを黒板に粘着シートを介して貼り付け、蛍光灯の映り込みを確認した。蛍光灯の輪郭はぼやけ、防眩性が発現した。次に、触針式表面粗さ測定器で表面形状を評価した。その評価結果を図１９Ａおよび図１９Ｂに示す。Ｒａ＝０．０９３μｍ、Ｒｚ＝０．４０８μｍ、ＲＳｍ＝１４４μｍであった。また、ハードコート表面の最大頻度の突起高さは０．８２μｍ、ハードコート表面の最大頻度の突起高さよりも大きな突起は、最大頻度の突起高さの中心値から０．４２μｍの高さであった。この評価結果から、基材の凹凸形状に倣い適度な滑らかさが、ハードコート層表面に形成されていることがわかった。これは、上記紫外線硬化型樹脂組成物の溶媒蒸発過程で、系がゲル化して基材の凹凸形状に倣い適度な滑らかさが形成されたためである。
また、上述のようにして得られた光学フィルムをガラス板の上に貼り付け、JIS K-5400による鉛筆硬度試験方法に従い評価した。その結果、ハードコート層の硬度は３Ｈであることがわかった。
（サンプル７）
まず、サンプル６と同様にして、表面に凹凸を有するＴＡＣフィルムを得た。次に、凹凸付与後のＴＡＣフィルム上にサンプル６と同様の紫外線硬化型樹脂組成物を塗工後、８０℃で２分乾燥させた。窒素雰囲気下で３５０ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射して防汚性を備えた膜厚６μｍの防眩性ハードコートフィルムを得た。
次に、フィルムを黒板に粘着シートを介して貼り付け、蛍光灯の映り込みを確認した。蛍光灯の輪郭はぼやけ、防眩性が発現した。触針式表面粗さ測定器で表面形状を評価した結果、Ｒａ＝０．０８３μｍ、Ｒｚ＝０．３３１μｍ、ＲＳｍ＝２４１μｍであった。この評価結果から、基材の凹凸形状に倣い適度な滑らかさが、ハードコート層表面に形成されていることがわかった。これは、上記紫外線硬化型樹脂組成物の溶媒蒸発過程で、系がゲル化して基材の凹凸形状に倣い適度な滑らかさが形成されたためである。
また、上述のようにして得られた光学フィルムをガラス板の上に貼り付け、JIS K-5400による鉛筆硬度試験方法に従い評価した。その結果、ハードコート層の硬度は３Ｈであることがわかった。
（サンプル８）
まず、サンプル６と同様にして、表面に凹凸を有するＴＡＣフィルムを得た。次に、下記の紫外線硬化型樹脂組成物を凹凸付与後のＴＡＣフィルム上にコイルバーで塗工した後、８０℃で２分乾燥させた。次に、窒素雰囲気下で３５０ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射して防汚性を備えた膜厚６μｍの防眩性ハードコートフィルムを得た。
ウレタンアクリルオリゴマー ３６．６重量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート １８．３重量部
粒径２５ｎｍのシリカフィラー（アクリル変性） ４０重量部
Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４ ５重量部
フッ素含有オリゴマー（二官能アクリル） ０．１重量部
ＢＹＫ−４１０ ２．９重量部
ＩＰＡ ９３．７重量部
シクロヘキサノン ５３．４重量部
次に、フィルムを黒板に粘着シートを介して貼り付け、蛍光灯の映り込みを確認した。蛍光灯の輪郭はぼやけ、防眩性が発現した。次に、触針式表面粗さ測定器で表面形状を評価した。その結果、基材の凹凸形状に倣い適度な滑らかさが、ハードコート層表面に形成されていることがわかった。これは、上記紫外線硬化型樹脂組成物の溶媒蒸発過程で、系がゲル化して基材の凹凸形状に倣い適度な滑らかさが形成されたためである。
また、上述のようにして得られた光学フィルムをガラス板の上に貼り付け、JIS K-5400による鉛筆硬度試験方法に従い評価した。その結果、ハードコート層の硬度は３Ｈであることがわかった。
（サンプル９）
まず、サンプル６と同様にして、表面に凹凸を有するＴＡＣフィルムを得た。次に、上記紫外線硬化型樹脂組成物を凹凸付与後のＴＡＣフィルム上にコイルバーで塗工した。塗工後、８０℃で２分乾燥させた。窒素雰囲気下で３５０ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射して防汚性を備えた膜厚６μｍのハードコートフィルムを得た。
ウレタンアクリルオリゴマー ６３．３重量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート ３１．６重量部
Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４ ５重量部
フッ素含有オリゴマー（二官能アクリル） ０．１重量部
ＩＰＡ ９３．７重量部
シクロヘキサノン ５６．３重量部
次に、フィルムを黒板に粘着シートを介して貼り付け、蛍光灯の映り込みを確認した。蛍光灯はくっきり映り込み、防眩性が発現しなかった。次に、触針式表面粗さ測定器で評価した表面形状を評価した。その評価結果を図２０に示す。この評価結果から、ハードコート層表面の凹凸形状がつぶれてしまっていることがわかる。これは、上記紫外線硬化型樹脂組成物の溶媒蒸発過程で、系がゲル化しなかったため、上記紫外線硬化型樹脂組成物が基材の凹凸形状にならわず、ハードコート層表面の凹凸形状がつぶれてしまったためである。
（サンプル１０）
まず、サンプル６と同様にして、表面に凹凸を有するＴＡＣフィルムを得た。次に、下記の紫外線硬化型樹脂組成物を凹凸付与後のＴＡＣフィルム上にコイルバーで塗工した。塗工後、８０℃で２分乾燥させた。窒素雰囲気下で３５０ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射して防汚性を備えた膜厚６μｍのハードコートフィルムを得た。
ウレタンアクリルオリゴマー ３６．６重量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート １８．３重量部
粒径２５ｎｍのシリカフィラー（アクリル変性） ４０重量部
Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４ ５重量部
フッ素含有オリゴマー（二官能アクリル） ０．１重量部
ＩＰＡ ９３．７重量部
シクロヘキサノン ５６．３重量部
次に、フィルムを黒板に粘着シートを介して貼り付け、蛍光灯の映り込みを確認した。蛍光灯はくっきり映り込み、防眩性が発現しなかった。次に、触針式表面粗さ測定器で表面形状を評価した。その結果、上記紫外線硬化型樹脂組成物の溶媒蒸発過程で、系がゲル化しなかったため、ハードコート層表面の凹凸形状がつぶれてしまっていることがわかった。
（サンプル１１）
まず、サンプル６と同様にして、表面に凹凸を有するＴＡＣフィルムを得た。次に、下記の紫外線硬化型樹脂組成物を凹凸付与後のＴＡＣフィルム上にコイルバーで塗工した。塗工後、８０℃で２分乾燥させた。窒素雰囲気下で３５０ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射して防汚性を備えた膜厚６μｍのハードコートフィルムを得た。
ウレタンアクリルオリゴマー ６３．３重量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート ３１．６重量部
Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４ ５重量部
フッ素含有オリゴマー（二官能アクリル） ０．１重量部
ＢＹＫ−４１０ １．９重量部
ＩＰＡ ９３．７重量部
シクロヘキサノン ５４．４重量部
次に、フィルムを黒板に粘着シートを介して貼り付け、蛍光灯の映り込みを確認した。蛍光灯はくっきり映り込み、防眩性が発現しなかった。次に、触針式表面粗さ測定器で表面形状を評価した。その結果、上記紫外線硬化型樹脂組成物の溶媒蒸発過程で、系がゲル化しなかったため、ハードコート層表面の凹凸形状がつぶれてしまっていることがわかった。
（サンプル１２）
ブラスト加工で作製したエンボスロールの表面形状を形状転写（エンボス）することによりＴＡＣフィルム表面に凹凸を形成した。基材表面の最大頻度の突起高さは１．９μｍ、基材表面の最大頻度の突起高さよりも大きな突起は、最大頻度の突起高さの中心値から３．１μｍの高さであった。ＲＳｍは８５μｍであった。次に、凹凸付与後のＴＡＣフィルム上にサンプル６と同様の紫外線硬化型樹脂組成物を塗工後、５０℃で２分乾燥させた。窒素雰囲気下で３５０ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射して防汚性を備えた膜厚６μｍの防眩性ハードコートフィルムを得た。
次に、上述のようにして得られた光学フィルムを黒板に粘着シートを介して貼り付け、蛍光灯の映り込みを確認した。蛍光灯の輪郭はぼやけ、防眩性が発現したが、フィルム外観にざらつき感、粒々感が確認された。
（サンプル１３）
ブラスト加工で作製したエンボスロールの表面形状を形状転写（エンボス）することによりＴＡＣフィルム表面に凹凸を形成した。基材表面の最大頻度の突起高さは１．９μｍ、基材表面の最大頻度の突起高さよりも大きな突起は、最大頻度の突起高さの中心値から２．１μｍの高さであった。ＲＳｍは５１０μｍであった。次に、凹凸付与後のＴＡＣフィルム上にサンプル６と同様の紫外線硬化型樹脂組成物を塗工後、５０℃で２分乾燥させた。窒素雰囲気下で３５０ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射して膜厚６μｍのハードコートフィルムを得た。
次に、上述のようにして得られた光学フィルムを黒板に粘着シートを介して貼り付け、蛍光灯の映り込みを確認した。蛍光灯はくっきり映り込み、防眩性が発現しなかった。
以上により、無機酸化物フィラーおよび粘度調整剤を含有する紫外線硬化型樹脂を用いることで、基材表面の凹凸形状に倣った、適度な滑らかさを得ることができることがわかる。
以上、この発明の実施形態および実施例について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態および実施例に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施形態および実施例において挙げた数値、形状、材料および構成などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値、形状、材料および構成などを用いてもよい。
また、上述の第１〜第５の実施形態の各構成は、この発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
また、上述の実施形態では、液晶ディスプレイの表示面に備えられる光学フィルムおよびその製造方法にこの発明を適用する場合を例として説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、プラズマディスプレイ（Plasma Display Panel：ＰＤＰ）、エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence：ＥＬ）ディスプレイ、表面伝導型電子放出素子ディスプレイ（Surface-conduction Electron-emitter Display：ＳＥＤ）などの各種表示装置の表示面に用いられる光学フィルムおよびその製造方法に適用可能である。また、この発明は表示装置の大きさに特に限定されるものではなく、小型から大型までのすべての表示装置にこの発明は適用可能である。
また、上述の実施形態では、光学素子１が光学フィルムである場合を例として説明したが、光学素子はこの例に限定されるものではない。光学素子は、板状、ブロック状など種々簿の形状とすることが可能である。この場合、基材の形状を、板状、ブロック状などの種々の形状にすればよい。
図１Ａ〜図１Ｃは、光学フィルムの製造方法を説明するための工程図である。 図２は、この発明の第１の実施形態による液晶表示装置の構成の一例を示す。 図３は、この発明の第１の実施形態による光学フィルムの構成の一例を示す断面図である。 図４Ａ〜図４Ｃは、この発明の第１の実施形態によるの製造方法の一例について説明するための断面図である。 図５Ａ〜図５Ｃは、この発明の第１の実施形態によるの製造方法の一例について説明するための断面図である。 図６は、この発明の第２の実施形態による光学フィルムの構成の一例を示す断面図である。 図７は、この発明の第３の実施形態による表示装置の構成例を示す断面図である。 図８は、この発明の第３の実施形態による光学フィルムの構成の一例を示す断面図である。 図９は、この発明の第４の実施形態による表示装置の構成例を示す断面図である。 図１０は、ロール方式のエンボス転写装置の構成の一例を示す模式図である。 図１１は、フィルムの表面粗さ測定の概略を示す模式図である。 図１２は、サンプル１−１の基材表面の突起高さの頻度分布を示すグラフである。 図１３は、サンプル２−１の基材表面の突起高さの頻度分布を示すグラフである。 図１４は、サンプル３−１の基材表面の突起高さの頻度分布を示すグラフである。 図１５は、サンプル４の基材表面の突起高さの頻度分布を示すグラフである。 図１６は、サンプル５の基材表面の突起高さの頻度分布を示すグラフである。 図１７は、サンプル１−１〜５〜２の光学フィルムの防眩性の評価結果を示すグラフである。 図１８Ａは、サンプル６の基材表面の粗さ曲線を示すグラフである。図１８Ｂは、サンプル６の基材表面の突起高さの頻度分布を示すグラフである。 図１９Ａは、サンプル６の光学フィルム表面の粗さ曲線を示すグラフである。図１９Ｂは、サンプル６の光学フィルム表面の突起高さの頻度分布を示すグラフである。 図２０は、サンプル９の基材表面の粗さ曲線を示すグラフである。
符号の説明
１ 光学フィルム
２ 液晶パネル
２ａ、２ｂ 偏光子
３ バックライト
４ 防眩性偏光子
１１、２４ 基材
１２、２５ ハードコート層
１３ 基材
１４ 原盤
１５ ハードコート塗料
１６ 反射防止層
２１ 表示部
２２ 前面部材
２３ 光学フィルム
２４ 基材
２６ 接着層
２７ ＡＲ層
２８ 裏面部材
３１ エンボスロール
３２ バックロール

Claims (12)

  1. ３次元的に不規則な凹凸形状を表面に有する基材と、
    上記基材上に形成されたハードコート層と
    を備え、
    上記基材表面の最大頻度の突起高さが、１．５μｍ以上１０μｍ以下の範囲内であり、
    上記基材表面の最大頻度の突起高さよりも大きな突起が、最大頻度の突起高さの中心値から＋３μｍ以内の高さであり、
    上記基材表面の凹凸の横方向長さＲＳｍが、５５μｍ以上５００μｍ以下である光学素子。
  2. 上記ハードコート層が、無機酸化物フィラーおよび粘度調整剤を含み、
    上記無機酸化物フィラーと上記粘度調整剤とが水素結合または配位結合している請求項１記載の光学素子。
  3. 上記無機酸化物フィラーが、シリカ、アルミナ、ジルコニア、五酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム、アンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ）および酸化アルミニウム亜鉛（ＡＺＯ）の少なくとも１種を主成分とし、
    上記粘度調整剤が、ヒドロキシ基、カルボキシル基、ウレア基、アミド基およびアミノ基の少なくとも１種の置換基を２つ以上含む分子である請求項２記載の光学素子。
  4. 上記ハードコート層は、熱硬化型樹脂および紫外線硬化型樹脂の少なくとも１種を主成分とする請求項２記載の光学素子。
  5. 上記基材表面の最大頻度の突起高さよりも大きな突起が、最大頻度の突起高さの中心値から＋２μｍ以内の高さである請求項１記載の光学素子。
  6. 上記ハードコート層表面には、上記基材表面の凹凸形状に倣って連続的な波面が形成されている請求項１記載の光学素子。
  7. 上記不規則な凹凸形状が、ブラスト加工により作製された原盤を形状転写することにより成形されている請求項１記載の光学素子。
  8. 上記ハードコート層上に形成された反射防止層をさらに備える請求項１記載の光学素子。
  9. ３次元的に不規則な凹凸形状を表面に有する基材と、
    上記基材上に形成されたハードコート層と
    を備え、
    上記ハードコート層表面の最大頻度の突起高さが、０．１μｍ以上５μｍ以下の範囲内であり、
    上記ハードコート層表面の最大頻度の突起高さよりも大きな突起が、最大頻度の突起高さの中心値から＋１μｍ以内の高さであり、
    上記ハードコート層表面の凹凸の横方向長さＲＳｍが５５μｍ以上５００μｍ以下である光学素子。
  10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学素子を備える表示装置。
  11. ブラスト加工により、３次元的に不規則な凹凸形状を表面に有する原盤を作製する工程と、
    上記原盤の凹凸形状を基材に転写する工程と、
    上記基材の凹凸形状が形成された面にハードコート塗料を塗布し、硬化させることにより、上記基材上にハードコート層を形成する工程と
    を備え、
    上記基材表面の最大頻度の突起高さが、１．５μｍ以上１０μｍ以下の範囲内であり、
    上記基材表面の最大頻度の突起高さよりも大きな突起は、最大頻度の突起高さの中心値から＋３μｍ以内の高さであり、
    上記基材表面の凹凸の横方向長さＲＳｍが、５５μｍ以上５００μｍ以下である光学素子の製造方法。
  12. 上記ハードコート塗料は、電離放射線硬化型樹脂または熱硬化型樹脂と、無機酸化物フィラーと、粘度調整剤とを含み、
    上記ハードコート層の形成工程では、上記無機酸化物フィラーと上記粘度調整剤とが水素結合または配位結合する請求項１１記載の光学素子の製造方法。
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