JP2012118201A - 光学フィルムおよびこれを用いた偏光板 - Google Patents

Abstract

【課題】複屈折性を有する基材フィルムを用いた光学フィルムにおいて、コントラスト、画質を大きく低下させることなく、複屈折性に由来する虹ムラの発生を抑制する光学フィルムを提供する。
【解決手段】本発明の光学フィルムは、少なくとも一方の表面に凹凸形状が形成された基材フィルムと、当該表面の上に形成された透明樹脂層とを備え、当該基材フィルムは、波長５９０ｎｍの光に対する面内のレタデーション値Ｒが１００〜２５００ｎｍであり、平均厚さをｄとすると、凹凸形状の平均山谷深さＰＶが以下の式（１）の関係を満たす。式（１）において、ａは５５０ｎｍである。
【数１】

【選択図】図１

Description

本発明は、基材フィルムの表面に透明樹脂層が形成されてなる光学フィルムおよびこれを用いた偏光板に関する。

液晶ディスプレイやプラズマディスプレイパネル、ブラウン管（陰極線管：ＣＲＴ）ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイ等の画像表示装置の表示面には、表面の引っ掻き傷を防止するため、高硬度性能を有する保護フィルムが一般に設けられている。また、画像表示装置の表示面に外光が映り込むと視認性が損なわれるため、画質を重視するテレビやパーソナルコンピュータ、外光の強い屋外で使用されるビデオカメラやデジタルカメラ、反射光を利用して表示を行う携帯電話等においては、保護フィルムに外光の映り込みを防止する機能を付与することもあり、光学多層膜による干渉を利用した無反射処理技術や、表面に微細な凹凸を形成することにより入射光を散乱させて映り込み像をぼかす防眩処理技術が用いられている。特に、後者の防眩処理技術は、比較的安価であるので、大型モニターやパーソナルコンピュータ等の用途に好ましく用いられている。

また、大画面画像表示装置用途、たとえば壁掛けテレビ用途においては、画像表示装置のさらなる薄型化及び軽量化のニーズが顕在化しており、保護フィルムにも、画像表示素子の薄型大画面化に対応して、画像表示素子の強度を補強する機能が求められたり、保護フィルム自体の薄肉化が求められたりしている。これらの要求に適う保護フィルムとしては、機械的強度、耐久性、コスト面で優れることから、たとえば、ポリエステル系樹脂からなるフィルムが基材フィルムとして用いられている（特許文献１、２参照）。

特開平８−１９７６７０号公報 特開２００８−３５４１号公報

ポリエステル系樹脂からなるフィルムを基材フィルムとして用いる場合、所望の強度・厚さに調整することができ、またコスト的に有利であることから、通常は延伸して用いられる。延伸した樹脂フィルムは、複屈折性を有するので、位相差に由来する虹ムラが発生し視認性が悪いという問題があった。

特許文献１には、多層薄膜の各界面で反射或いは透過する互いに位相差のある光の干渉（薄膜干渉）によるレインボー模様が発生することを防止するために、基材フィルムのハードコート層側表面の中心線平均粗さを所定の範囲内にすることが記載されている。しかしながら、基材フィルムの複屈折性に起因する虹ムラは、薄膜干渉によるレインボー模様とは発生メカニズムが異なるため、特許文献１の方法によっても虹ムラの発生を防ぐことができない場合がある。

特許文献２には、基材フィルムの複屈折性に起因する虹ムラを防止するために、基材フィルムの表面に光散乱層を設けて虹色を拡散させて解消することが記載されている。しかしながら、光散乱層を設ける場合、保護フィルムにヘイズが付与されるため、コントラストおよび画質の大きな低下を伴うことになる。

本発明は、複屈折性を有する基材フィルムを用いた光学フィルムにおいて、コントラスト、画質を大きく低下させることなく、複屈折性に由来する虹ムラの発生を抑制する光学フィルムを提供することを目的とする。また、本発明は、かかる光学フィルムを用いた偏光板を提供することを目的とする。

本発明は、少なくとも一方の表面に凹凸形状が形成された基材フィルムと、当該表面の上に形成された透明樹脂層とを備え、当該基材フィルムは、波長５９０ｎｍの光に対する面内のレタデーション値Ｒが１００〜２５００ｎｍであり、平均厚さをｄとすると、凹凸形状の平均山谷深さＰＶが以下の式（１）の関係を満たす光学フィルムに関する。式（１）において、ａは５５０ｎｍである。

上述の本発明の光学フィルムにおいて、上述の基材フィルムは、好ましくは凹凸形状の平均山谷深さＰＶが以下の式（２）の関係を満たす。式（２）において、ａは５５０ｎｍである。

上述の本発明の光学フィルムは、たとえば、偏光フィルム用の保護フィルムである。
上述の本発明の光学フィルムは、たとえば、画像表示装置において、視認側から透明樹脂層、基材フィルム、偏光フィルム、画像表示素子の順で配置されるように用いられる。

上述の本発明の光学フィルムにおいて、上述の基材フィルムは、好ましくはポリエチレンテレフタレートからなる。

上述の本発明の光学フィルムにおいて、上述の透明樹脂層は、たとえば、ハードコート層である。

また、本発明は、偏光フィルムと、当該偏光フィルムの表面に積層された上述の光学フィルムとを備え、視認側から透明樹脂層、基材フィルム、偏光フィルムの順に積層されている、画像表示素子の視認側に配置して用いられる偏光板に関する。

また、本発明は、偏光フィルムと、当該偏光フィルムの表面に積層された上述の光学フィルムとを備え、視認側から偏光フィルム、基材フィルム、透明樹脂層の順に積層されている、画像表示素子の背面側に配置して用いられる偏光板に関する。

また、本発明は、上述の光学フィルムの製造方法に関するものであって、基材フィルムの少なくとも一方の表面にサンドブラスト法またはホットエンボス法によって凹凸形状を形成する工程と、基材フィルムの表面上に、透明樹脂層を形成する工程と、を有する。

本発明によると、波長５９０ｎｍの光に対する面内のレタデーション値が１００〜２５００ｎｍの基材フィルムを用いた光学フィルムについて、画像表示装置に適用した場合に、コントラストおよび画質を大きく低下させることなく、複屈折性に由来する虹ムラの発生を抑制することができる。

本発明の光学フィルムの層構成を模式的に示す断面図である。

図１は、本発明に係る光学フィルムの層構成を模式的に示す断面図である。本発明の光学フィルム１０は、少なくとも一方の表面に凹凸形状１２が形成された基材フィルム１１と、基材フィルム１１の表面の上に形成された透明樹脂層１３とを備える。

[光学フィルム]
＜基材フィルム＞
基材フィルム１１は、波長５９０ｎｍの光に対する面内のレタデーション値Ｒが１００〜２５００ｎｍであり、好ましくは７００〜１５００ｎｍである。基材フィルム１１の面内のレタデーション値が１００ｎｍより小さい場合は、複屈折性に由来する虹ムラは発生しにくく、発生したとしても画質の低下に影響するほどとはなりにくい。基材フィルム１１の面内のレタデーション値Ｒは、以下の式（３）により定義される値である。

Ｒ＝(ｎ_ｘ−ｎ_ｙ)×ｄ 式（３）
ここで、ｎ_ｘ：基材フィルムの面内遅相軸方向の屈折率
ｎ_ｙ：基材フィルムの面内進相軸方向（遅相軸方向と直交する方向）の屈折率
ｄ：基材フィルムの平均厚さ。

基材フィルム１１の材料は特に限定されず、公知の材質を使用できる。たとえば、ポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル系樹脂、ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂、ポリメチルメタクリレートのようなアクリル系樹脂、ノルボルネン系樹脂のような環状オレフィン系樹脂などを包含する合成高分子、また、二酢酸セルロースや三酢酸セルロースのようなセルロース系樹脂などを包含する天然高分子が挙げられる。基材フィルム１１は、無色透明であることが好ましいが、面の識別などを目的として、欠陥検出性に支障のない範囲で、有色であっても半透明であってもよい。

上述の材料を用いて基材フィルム１１を製造する方法は特に限定されることはなく、溶剤キャスト法、押出法など、公知の方法により製造することができる。また、フィルム成形後に、一軸延伸または二軸延伸等の延伸処理を施した基材フィルム１１を用いることができる。面内のレタデーション値Ｒが上述の範囲内である基材フィルム１１として、好ましくは延伸処理を施したポリエステル系樹脂からなる基材フィルム１１が用いられる。たとえば、延伸処理を施したポリエチレンテレフタレートからなる基材フィルム１１が挙げられる。

延伸は、通常、フィルムロールを巻き出しながら連続的に行われ、加熱炉にて、ロールの進行方向、その進行方向と垂直の方向、またはその両方へ延伸される。加熱炉の温度は、通常、基材フィルム１１を構成する樹脂のガラス転移温度近傍からガラス転移温度＋１００℃までの範囲である。

基材フィルム１１として用いられるポリエステルフィルムは、ポリエステルを主成分とするフィルムであり、ポリエステルを主成分とする単層フィルムであってもよいし、ポリエステルを主成分とする層を有する多層フィルムであってもよい。また、これら単層フィルム又は多層フィルムの両面又は片面に表面処理が施されたものであってもよく、この表面処理は、コロナ処理、ケン化処理、熱処理、紫外線照射、電子線照射等による表面改質であってもよいし、高分子や金属等の塗布や蒸着等による薄膜形成であってもよい。ポリエステルフィルム全体に占めるポリエステルの重量割合は、通常５０重量％以上、好ましくは７０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上である。

ポリエステルとしては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレン２，６−ナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレートが挙げられ、必要に応じてそれらの２種以上を用いてもよい。中でも、ポリエチレンテレフタレートが好ましく用いられる。

ポリエチレンテレフタレートは、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸に由来する構成単位と、ジオール成分としてエチレングリコールに由来する構成単位とを有するポリエステルであり、全繰り返し単位の８０モル％以上がエチレンテレフタレートであるのが好ましく、他の共重合成分に由来する構成単位を含んでいてもよい。他の共重合成分としては、イソフタル酸、ｐ−β−オキシエトキシ安息香酸、４，４’−ジカルボキシジフェニール、４，４’−ジカルボキシベンゾフェノン、ビス（４−カルボキシフェニル）エタン、アジピン酸、セバシン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、１，４−ジカルボキシシクロヘキサン等のジカルボン酸成分や、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジオール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のジオール成分が挙げられる。これらのジカルボン酸成分やジオール成分は、必要により２種類以上を組み合わせて使用することができる。また、上記カルボン酸成分やジオール成分と共に、ｐ−オキシ安息香酸等のオキシカルボン酸を併用することも可能である。他の共重合成分として、少量のアミド結合、ウレタン結合、エーテル結合、カーボネート結合等を含有するジカルボン酸成分及び／又はジオール成分が用いられていてもよい。ポリエチレンテレフタレートの製造法としては、テレフタル酸とエチレングリコール、並びに必要に応じて他のジカルボン酸及び／又は他のジオールを直接反応させるいわゆる直接重合法や、テレフタル酸のジメチルエステルとエチレングリコール、並びに必要に応じて他のジカルボン酸のジメチルエステル及び／又は他のジオールをエステル交換反応させる、いわゆるエステル交換反応法等の任意の製造法を適用することができる。

ポリエステルには、必要に応じて公知の添加剤を配合してもよく、その例としては、滑剤、ブロッキング防止剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、耐光剤、耐衝撃性改良剤が挙げられる。ただし、ポリエステルフィルムを防眩フィルムの基材フィルムとして用いる場合は、一般に透明性が必要とされるため、添加剤の添加量は最小限にとどめておくことが好ましい。

ポリエステルフィルムは、一軸延伸又は二軸延伸されていることが好ましい（このように一軸延伸又は二軸延伸されたポリエステルフィルムを以下単に「延伸ポリエステルフィルム」とも記す）。延伸ポリエステルフィルムは、機械的性質、耐溶剤性、耐スクラッチ性、コスト等に優れたフィルムであり、このようなポリエステルフィルムを用いた光学フィルムは、機械的強度等に優れるとともに、厚みの低減を図ることができる。

ポリエステルをフィルム状に成形し、一軸延伸処理又は二軸延伸処理を施すことにより、延伸されたポリエステルフィルムを作製することができる。延伸処理を行うことにより、機械的強度の高いポリエステルフィルムを得ることができる。延伸されたポリエステルフィルムの作製方法は任意であり、特に限定されるものではないが、たとえば一軸延伸ポリエステルフィルムとしては、ポリエステルを溶融し、シート状に押出し成形された無配向フィルムを、ガラス転移温度以上の温度においてテンターで横延伸後、熱固定処理を施す方法を挙げることができる。また、二軸延伸ポリエステルフィルムでは、ポリエステルを溶融し、シート状に押出し成形された無配向フィルムを、ガラス転移温度以上の温度においてテンターで縦延伸後、熱固定処理を施し、次いで横延伸後、熱固定処理を施す方法を挙げることができる。この場合、延伸温度は通常８０〜１３０℃、好ましくは９０〜１２０℃であり、延伸倍率は通常２．５〜６倍、好ましくは３〜５．５倍である。延伸倍率が低いと、ポリエステルフィルムが十分な透明性を示さない傾向にある。

また、配向主軸の歪みを低減するために、延伸後熱固定処理を行う前に、ポリエステルフィルムを弛緩処理することが望ましい。弛緩処理時の温度は通常９０〜２００℃、好ましくは１２０〜１８０℃である。弛緩量は、延伸条件によって異なり、弛緩処理後のポリエステルフィルムの、１５０℃における熱収縮率が２％以下になるように弛緩量及び弛緩処理時の温度を設定することが好ましい。

熱固定処理温度は１８０〜２５０℃とすることができ、好ましくは２００〜２４５℃である。熱固定処理においては、まず定長で熱固定処理を行った後、配向主軸の歪みが低減され、耐熱性等の強度を向上させるために、さらに幅方向の弛緩処理を行うことが好ましい。この場合の弛緩量は、弛緩処理後のポリエステルフィルムの、１５０℃における熱収縮率が１〜１０％となるように調整されることが好ましく、より好ましくは２〜５％である。本発明において用いられる延伸ポリエステルフィルムの配向主軸の歪みの最大値は、通常１０度以下、好ましくは８度以下、さらに好ましくは５度以下である。配向主軸の最大値が１０度より大きいと、液晶表示画面に貼合したときに色付不良が大きくなる傾向にある。なお、延伸ポリエステルフィルムの「配向主軸の歪みの最大値」は、たとえば、大塚電子株式会社製の位相差フィルム検査装置ＲＥＴＳシステムにより測定することができる。

基材フィルム１１の厚みは、２０〜１００μｍとすることが好ましく、３０〜５０μｍとすることがより好ましい。基材フィルム１１の厚みが２０μｍ未満であると、ハンドリングしにくい傾向にあり、厚みが１００μｍを超えると、薄肉化のメリットが薄れる傾向にある。

基材フィルム１１の表面の凹凸形状１２は、その平均山谷深さＰＶが以下の式（１）の関係を満たすように形成する。式（１）において、ａは５５０ｎｍである。

基材フィルム１１の表面の凹凸形状１２により、光学フィルム１０の基材フィルム１１を透過する各光線の光路長にばらつきが生じる。虹状のムラの発生原因となるレタデーションは、光路長に比例するため、透過光のレタデーションにもばらつきが生じる。透過光のレタデーションにばらつきが生じると、透過光の色変化がばらつく。凹凸形状の平均山谷深さＰＶが上記式（１）の関係を満たす凹凸形状１２の場合、色変化のばらつきの程度が適当であり、特定の色付きが抑えられる。凹凸形状１２の平均山谷深さＰＶは、好ましくは以下の式（２）の関係を満たす。式（２）において、ａは５５０ｎｍである。

上記式（２）の関係を満たす凹凸形状１２の場合、特定の色付きを抑える効果がさらに高くなる。

凹凸形状の平均山谷深さＰＶが上記式（１）の関係を満たす凹凸形状１２の場合、色変化のばらつきの程度が適当であり、特定の色付きが抑えられると考えられるメカニズムを以下に説明する。

光学フィルムの基材フィルム側から白色光を入射させた際、基材フィルムの法線方向に対して、虹が最も顕著に現れる４５°に透過するＰ偏光の透過光強度Ａ’_Ｐ ^２およびＳ偏光の透過光強度Ａ’_Ｓ ^２を波長λごとに算出すると、以下の式（４）および式（５）の通りになる。

式（４）および式（５）中、Ａは入射光の強度係数、θは入射光と基材フィルムの遅相軸のなす角度、λは透過光の波長、Ｒは波長５９０ｎｍの光に対する基材フィルムの面内のレタデーション値を表す。式（４）中、Ｔ_ｐはフレネルの式に基づく法線方向に対して４５°に透過するＰ偏光の透過率を表す。式（５）中、Ｔ_ｓはフレネルの式に基づく法線方向に対して４５°に透過するＳ偏光の透過率を表す。なお、法線方向に対して４５°に透過する光の総透過率Ｔ_{ｔｏｔａｌ}は以下の式（６）の通りになる。

式（４）および式（５）より、Ｐ偏光の透過光強度Ａ’_Ｐ ^２およびＳ偏光の透過光強度Ａ’_Ｓ ^２は、周期性を有することが把握される。光学フィルムの虹ムラはこの周期性に由来して発生するものと推察される。したがって、この周期性を打ち消すような凹凸形状を基材フィルムの表面に形成することにより、虹ムラが解消されると推察される。周期性を打ち消すような凹凸形状は、具体的には、透過光の波長λ＝５５０ｎｍのとき、周期性を示す三角関数の位相変化がπ／６になるような変化量以上の変化量を有する凹凸形状を形成することにより、虹ムラが解消されると推察される。

基材フィルムの厚みの変化量をｘ％とすると、三角関数の位相変化がπ／６になる場合、以下の式（７）が成立する。

式（７）より、ｘ＝５５０００／６√２Ｒ（％）が算出される。かかる変化量ｘ以上の変化量、すなわち平均山谷深さＰＶを有することにより、虹ムラが解消されると推察される。すなわち、基材フィルムの平均厚さをｄとすると、以下の式（８）を満たす平均山谷深さＰＶを有することにより、虹ムラが解消されると推察される。式（８）は、式（１）と同じ関係を表す。

上述の関係を満たす凹凸形状１２は、基材フィルム１１の表面をたとえばサンドブラスト法、ホットエンボス法等、公知の方法により加工することにより形成することができる。サンドブラスト法とは、細かい粒度の研削材を基材表面に高速投射することにより表面に凹凸をつける方法であり、具体的には、サンドブラスト処理は、研削材を圧縮空気により基材表面に吹き付けることにより表面処理を行なうものであり、それによって形成される凹凸は吹き付ける粒子の粒径、処理量、処理時間等のサンドブラスト処理の条件により調整される。たとえば、回転羽根式噴射装置を用いて、噴射装置と基材フィルム１１の距離を４００ｍｍ、周速５０ｍ／秒、噴射量２．５Ｌ／秒で粒径１００メッシュの珪砂を４秒間噴射することにより、上記式（１）の関係を満たす凹凸形状１２を形成することができる。

ホットエンボス法は、熱可塑性樹脂で形成された基材フィルムを加熱状態で金型に押し付け、金型の表面形状を基材フィルムに転写する方法である。金型の表面は、サンドブラスト法、ビーズショット法、電子彫刻、エッチング等公知の方法により凹凸形状に加工することができる。

凹凸形状１２の平均山谷深さＰＶは、凹凸形状１２において互いに隣接する山部と谷部の高低差の平均値をいう。たとえば、図１において一例を示すと、凹凸形状１２において隣接する山部Ｐ１と谷部Ｖ１の高低差ＰＶ１が山谷深さである。この平均値が平均山谷深さＰＶとなる。平均山谷深さＰＶは、たとえば共焦点顕微鏡（ＳＥＮＳＯＦＡＲ社製、ＰＬμ ２３００）により測定することができる。

基材フィルム１１の凹凸形状１２の平均周期Ｓｍは、１〜２００μｍであることが好ましい。

基材フィルム１１の凹凸形状１２が形成されている表面とは反対側の表面には、表面活性を上げるために、プラズマ処理、コロナ処理、紫外線照射処理、フレーム（火炎）処理、ケン化処理などの表面処理を行うのが好ましい。中でも、比較的容易に実施可能なプラズマ処理、コロナ処理が好適である。

＜透明樹脂層＞
透明樹脂層１３は、基材フィルム１１の凹凸形状１２の表面上に形成される。透明樹脂層１３は、基材フィルム１１の表面上の凹凸形状１２を被覆するように形成することが好ましい。すなわち、透明樹脂層１３の厚みは、基材フィルム１１の最大山谷深さより大きいことが好ましい。このように透明樹脂層１３を形成することにより、基材フィルム１１の凹凸形状１２により光学フィルム１０のヘイズ値が高くなることを防ぐことができる。透明樹脂層１３は、限定されることはなく、たとえば、ハードコート層、粘着剤層とすることができる。

（ハードコート層）
ハードコート層は、たとえば活性化エネルギー線硬化性化合物により形成される。活性化エネルギー線硬化性化合物は、電子線、紫外線などの活性化エネルギー線が照射されることにより硬化する性質を有する化合物であって、たとえば電子線が照射されることにより硬化する電子線硬化性化合物であってもよいし、紫外線が照射されることにより硬化する紫外線硬化性化合物であってもよい。これらの化合物は、通常のハードコート層の形成に用いられるハードコート剤の主成分と同様の化合物であり、多官能アクリレート系化合物を主成分とするものなどが例示される。

活性化エネルギー線硬化性化合物は、溶剤と混合された状態の溶液として用いてもよい。活性化エネルギー線硬化性化合物またはその溶液は、ハードコート剤として市販されているものであってもよい。市販のハードコート剤として具体的には、「ＮＫハードＭ１０１」（新中村化学（株）製、ウレタンアクリレート化合物）、「ＮＫエステルＡ−ＴＭＭ−３Ｌ」（新中村化学（株）製、テトラメチロールメタントリアクリレート）、「ＮＫエステルＡ−９５３０」（新中村化学（株）製、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート）、「ＫＡＹＡＲＡＤ（登録商標） ＤＰＣＡシリーズ」（日本化薬（株）製、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート化合物の誘導体）、「アロニックス（登録商標）Ｍ−８５６０」（東亜合成（株）製、ポリエステルアクリレート化合物）、「ニューフロンティア（登録商標）ＴＥＩＣＡ」（第一工業製薬（株）製、トリス（アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート）、「ＰＰＺ」（共栄社化学（株）製、ホスファゼン系メタクリレート化合物）などが例示される。

本発明の一形態においては、かかる活性化エネルギー線硬化性化合物を含有するハードコート層が透明樹脂層１３として基材フィルム１１の凹凸形状１２の表面上に形成される。かかる層を基材フィルム１１の表面に形成する方法は、たとえば、活性化エネルギー線硬化性化合物を含有する組成物を基材フィルム１１の表面に塗布し、活性化エネルギー線を照射することにより、基材フィルム１１の表面に形成された層を構成する活性化エネルギー線硬化性化合物が硬化して、目的とするハードコート層を得る。かかる組成物は活性化エネルギー線硬化性化合物を添加剤等と混合することにより得ることができる。

活性化エネルギー線硬化性化合物を含有する組成物は、通常は溶剤で希釈されて用いられるが、この場合には、活性化エネルギー線硬化性化合物とシリコーンオイルなど表面平滑性などを付与するための各種添加剤とを混合した後に溶剤で希釈してもよいし、活性化エネルギー線硬化性化合物を溶剤で希釈した後に添加剤と混合してもよく、活性化エネルギー線硬化性化合物と予め溶剤で希釈された添加剤とを混合してもよい。また、予め溶剤で希釈された活性化エネルギー線硬化性化合物と予め溶剤で希釈された添加剤とを混合してもよい。混合後の組成物は更に攪拌されてもよい。

活性化エネルギー線硬化性化合物を含有する組成物は重合開始剤を含有していてもよい。活性化エネルギー線として紫外線や可視光線を用いる場合には通常、重合開始剤として光重合開始剤が用いられる。

かかる組成物を基材フィルム１１の上に塗布したのち、乾燥することにより、活性化エネルギー線硬化性化合物およびシリコーンオイルを含有する層を形成することができる。塗布は、通常の方法、例えばマイクログラビアコート法、ロールコート法、ディッピングコート法、スピンコート法、ダイコート法、キャスト転写法、フローコート法、スプレーコート法などの方法により行うことができる。

その後、活性化エネルギー線を照射することにより、基材フィルム１１の表面に形成された層を構成する活性化エネルギー線硬化性化合物が硬化して、目的とするハードコート層を得る。

活性化エネルギー線としては、例えば電子線、紫外線、可視光線などが挙げられ、使用する活性化エネルギー線硬化性化合物の種類に応じて適宜選択される。活性化エネルギー線は、通常のハードコート層の形成における場合と同様に照射すればよい。照射する活性化エネルギー線の強度、照射時間などは、用いる硬化性化合物の種類、硬化性化合物を含有する層の厚みなどに応じて適宜選択される。活性化エネルギー線は、不活性ガス雰囲気中で照射してもよい。窒素雰囲気中で活性化エネルギー線を照射するには、例えば不活性ガスでシールした容器の中で活性化エネルギー線照射を行えばよく、不活性ガスとしては、窒素ガス、アルゴンガスなどが使用できる。

本発明において、ハードコート層の厚さは、基材フィルム１１の凹凸形状１２に応じて適宜選択されるが、その厚さは、１〜１００μｍ以下であることが好ましく、５〜５０μｍであることがより好ましい。

かくして得られる本発明の光学フィルムのハードコート層上に、さらに低反射層や反射防止層を形成することも有用である。

（粘着剤層）
透明樹脂層１３は、粘着剤層であってもよい。粘着剤層は、公知の粘着剤により形成することができ、たとえば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂などをベースポリマーとし、そこに、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物などの架橋剤を加えた組成物からなる。

粘着剤層の厚さは、基材フィルム１１の凹凸形状１２に応じて適宜選択されるが、その厚さは１〜４０μｍであることが好ましい。粘着剤層が１μｍ未満であると粘着性が低下しやすく、４０μｍを超えると粘着剤がはみ出すなどの不具合を生じやすくなる。

粘着剤層を介して光学フィルム１０を他の部材に貼合することができ、たとえば光学フィルム１０が保護フィルムである場合、粘着剤層を介して基材フィルム１１を偏光フィルムに貼合することにより、保護フィルム付き偏光フィルムを形成することができる。

粘着剤層を形成する方法は特に限定されるものではなく、基材フィルム１１の表面に、上記したベースポリマーをはじめとする各成分を含む溶液を塗布し、乾燥して粘着剤層を形成してもよいし、セパレータ上に粘着剤層を形成した後、基材フィルム１１の表面に転写して積層してもよい。

[光学フィルムの製造方法]
本発明の光学フィルムの製造方法は、基材フィルム１１の少なくとも一方の表面にサンドブラスト法またはホットエンボス法によって凹凸形状１２を形成する工程と、基材フィルム１１の表面上に、透明樹脂層１３を形成する工程と、を有する。サンドブラスト法およびホットエンボス法は上記にて説明した通りである。また、透明樹脂層１３を形成する工程は、透明樹脂層１３の材料に応じて適宜選択する。透明樹脂層１３がハードコート層または粘着剤層である場合については、上記にて説明した通りである。

[保護フィルム]
本発明に係る光学フィルム１０の好ましい用途として、画像表示装置の保護フィルムが挙げられる。画像表示装置の保護フィルムとしては、たとえば偏光フィルム用の保護フィルムが挙げられる。本発明の光学フィルム１０は、透過光に対する虹ムラの発生が抑えられ、機械的強度にも優れることから、これを偏光フィルム用の保護フィルムに適している。本発明に係る光学フィルム１０は、画像表示装置において、画像表示素子の視認側に配置される偏光フィルムの視認側およびバックライト側いずれに配置して用いることもでき、また画像表示素子のバックライト側に配置される偏光フィルムの視認側およびバックライト側いずれに配置して用いることもできる。また、光学フィルム１０は、基材フィルム１１が偏光フィルムと直に接するように配置しても、透明樹脂層１３を介して基材フィルム１１が偏光フィルムと接するように配置してもよい。透明樹脂層１３がハードコート層である場合は、好ましくは、画像表示素子の視認側に配置される偏光フィルムの視認側に配置され、さらにハードコート層が基材フィルム１１より視認側に配置されることが好ましい。

[偏光板]
本発明の偏光板は、偏光フィルムと本発明に係る上述の光学フィルムとを備える。本発明の光学フィルムは、透過光に対する虹ムラの発生が抑えられ、機械的強度にも優れることから、これを偏光フィルムの保護フィルムとして用いることにより、上記と同様、虹ムラの発生が抑えられ、機械的強度にも優れる偏光板となる。偏光フィルムとしては、公知の偏光フィルムを用いることができる。偏光フィルムは、一般に、ヨウ素又は二色性染料が吸着配向されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる。偏光フィルムの少なくとも一方の面に本発明の光学フィルムを保護フィルムとして貼合して、偏光板を構成する。画像表示素子の視認側に配置して用いられる偏光板および背面側に配置して用いられる偏光板いずれをも構成することができる。たとえば、光学フィルム１０と偏光フィルムを、視認側から透明樹脂層１３、基材フィルム１１、偏光フィルムの順に積層されるように配置して、視認側の偏光板を構成することができる。たとえば、光学フィルム１０と偏光フィルムを、視認側から偏光フィルム、基材フィルム１１、透明樹脂層１３の順に積層されるように配置して、背面側の偏光板を構成することができる。

透明樹脂層１３がハードコート層である本発明の光学フィルム１０を保護フィルムとして用いる場合、視認側の偏光板を構成することが好ましい。たとえば、ハードコート層を防眩性ハードコート層としてもよい。そして、偏光フィルムと、本発明の光学フィルム１０とを、ハードコート層、基材フィルム、偏光フィルムの順に積層されるように配置するのがよい。この場合、偏光フィルムの他方の面は、何も積層されていない状態でもよいし、本発明の光学フィルムまたは別の保護フィルムが積層されていてもよく、また画像表示素子に貼合するための粘着剤層が形成されていてもよい。

[画像表示装置]
本発明の画像表示装置は、本発明の光学フィルムまたは本発明の偏光板と、画像表示素子とを備えるものである。ここで、画像表示素子は、上下基板間に液晶が封入された液晶セルを備え、電圧印加により液晶の配向状態を変化させて画像の表示を行う液晶パネルが代表的であるが、その他、プラズマディスプレイパネル、ＣＲＴディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等、公知の各種ディスプレイに対しても、本発明の光学フィルムまたは本発明の偏光板を適用することができる。光学フィルムは、画像表示素子の表面に直接貼合してもよいし、液晶パネルを画像表示素子とする場合は、偏光フィルムを介して液晶パネルの表面に貼合することもできる。このように、本発明の光学フィルムを画像表示装置に適用した場合には、透過光に対する虹ムラの発生が抑えれられる上、機械的強度にも優れることから、画像表示素子の強度が補強される。

以下に実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。各例で用いた基材フィルム（ポリエチレンテレフタレートフィルム）の表面の凹凸形状の測定方法、及び各例で得られた保護フィルムの虹状ムラの評価方法は、後述する。

＜実施例１＞
（保護フィルム）
基材フィルムとして、ポリエチレンテレフタレートフィルムを用い、その一方の表面に、サンドブラスト法によって凹凸形状を形成した。このようにして得られた基材フィルムの凹凸形状（平均山谷深さＰＶ、算術平均粗さＲａ、二乗平均粗さｒｍｓ、平均周期Ｓｍ）、面内のレタデーション値Ｒ、平均厚さｄを以下の方法により測定した。表１に測定結果を示す。

基材フィルムの凹凸形状が形成されている面に、ペンタエリスリトールトリアクリレート及び多官能ウレタン化アクリレート（ヘキサメチレンジイソシアネートとペンタエリスリトールトリアクリレートの反応生成物）を主成分とする紫外線硬化性樹脂組成物を塗布し、紫外線により硬化させることにより、平均厚さが５〜１０μｍのハードコート層を形成した。

（偏光板）
上述の保護フィルムを、ハードコート層が外側に位置するように偏光フィルム（商品名：スミカラン、住友化学株式会社製）に貼合して偏光板を得た。

（画像表示装置）
シャープ（株）製の液晶表示装置「ＡＱＵＯＳ（登録商標） ＬＣ−２０ＡＸ５」から視認側偏光板を剥がし、その代わりに、実施例１の偏光板を、液晶セルに近い側から順に、偏光フィルム、基材フィルム、ハードコート層が配置されるように、オリジナルの偏光板と同じ軸方向で貼り付けた。得られた画像表示装置について、虹状ムラの発生を以下の方法により評価した。表１に評価結果を示す。

＜比較例１〜５＞
基材フィルムの表面に凹凸形状を形成する際に、サンドブラスト法の条件を変更した以外は実施例１と同様に比較例１〜５の保護フィルム、偏光板、画像表示装置を作製した。また、各比較例について、実施例１と同様に基材フィルムの凹凸形状の測定、画像表示装置の虹状ムラの発生の評価を行なった。表１に結果を示す。

＜基材フィルムの凹凸形状の測定方法＞
基材フィルムの表面を共焦点顕微鏡（ＳＥＮＳＯＦＡＲ社製、ＰＬμ ２３００）を用いて測定し、平均山谷深さＰＶ、算術平均粗さＲａ、二乗平均粗さｒｍｓ、平均周期Ｓｍの値を得た。

＜基材フィルムの面内のレタデーション値Ｒの測定方法＞
自動複屈折計（Ｏｊｉ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ）を用いて、波長５９０ｎｍの光に対する基材フィルムの面内のレタデーション値Ｒを測定した。

＜基材フィルムの平均厚さｄの測定方法＞
膜厚計（株式会社ニコン製、ＺＣ−１０１）を用いて、基材フィルムの平均厚さｄを測定した。

＜画像表示装置の虹状ムラの評価方法＞
○：虹状ムラがほとんど見えない
×：虹状ムラがはっきり見える。

表１からわかるように、基材フィルムの凹凸形状の平均山谷深さＰＶが式（１）の関係を満たす実施例１においては虹状ムラがほとんど見えなかったが、式（１）の関係を満たさない比較例１〜５においては、虹状ムラが確認された。

１０ 光学フィルム、１１ 基材フィルム、１２ 凹凸形状、１３ 透明樹脂層。

Claims (9)

1. 少なくとも一方の表面に凹凸形状が形成された基材フィルムと、前記表面の上に形成された透明樹脂層とを備え、
   前記基材フィルムは、波長５９０ｎｍの光に対する面内のレタデーション値Ｒが１００〜２５００ｎｍであり、平均厚さをｄとすると、前記凹凸形状の平均山谷深さＰＶが以下の式（１）の関係を満たし、
   

   

   式（１）において、ａは５５０ｎｍである、光学フィルム。
2. 前記基材フィルムは、前記凹凸形状の平均山谷深さＰＶが以下の式（２）の関係を満たし、
   

   

   式（２）において、ａは５５０ｎｍである、請求項１に記載の光学フィルム。
3. 偏光フィルム用の保護フィルムである、請求項１または２に記載の光学フィルム。
4. 画像表示装置において、視認側から前記透明樹脂層、前記基材フィルム、偏光フィルム、画像表示素子の順で配置されるように用いられる、請求項３に記載の光学フィルム。
5. 前記基材フィルムが、ポリエチレンテレフタレートからなる、請求項１〜４のいずれかに記載の光学フィルム。
6. 前記透明樹脂層が、ハードコート層である、請求項１〜５のいずれかに記載の光学フィルム。
7. 偏光フィルムと、前記偏光フィルムの表面に積層された請求項１に記載の光学フィルムとを備え、
   視認側から前記透明樹脂層、前記基材フィルム、前記偏光フィルムの順に積層されている、画像表示素子の視認側に配置して用いられる偏光板。
8. 偏光フィルムと、前記偏光フィルムの表面に積層された請求項１に記載の光学フィルムとを備え、
   視認側から前記偏光フィルム、前記基材フィルム、前記透明樹脂層の順に積層されている、画像表示素子の背面側に配置して用いられる偏光板。
9. 請求項１に記載の光学フィルムの製造方法であって、
   前記基材フィルムの少なくとも一方の表面にサンドブラスト法またはホットエンボス法によって凹凸形状を形成する工程と、
   前記基材フィルムの前記表面上に、前記透明樹脂層を形成する工程と、を有する製造方法。

Images