JP4212020B2

JP4212020B2 - 反射防止フィルム、光学素子および画像表示装置

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Publication number: JP4212020B2
Application number: JP2002016286A
Authority: JP
Inventors: 広隆松浦; 宮武　　稔; 香織白水
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2022-01-25
Also published as: JP2003215307A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は反射防止フィルムに関する。さらには反射防止フィルムを用いた光学素子及び画像表示装置に関する。本発明の反射防止フィルムは、反射防止層、すなわち低屈折率層を有することにより表面反射光を低減でき視認性が良好である。かかる反射防止フィルムを用いた反射防止偏光板等の光学素子は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ表示装置、ＰＤＰ、ＣＲＴ等の各種画像表示装置において好適に利用できる。さらには反射防止層形成剤、当該反射防止層形成剤により形成された反射防止層に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種ディスプレイの一つに液晶ディスプレイがあるが、近年、視認性向上の要望がよりいっそう高まっている。表示デバイスとしての見やすさ、例えば、液晶ディスプレイの高精細化、高画質化を追求するためには、液晶ディスプレイへの外部光の映り込み、反射、ギラツキ等を極力抑える必要がある。とりわけ、例えばカーナビゲーション用モニター、ビデオカメラ用モニター、携帯電話、ＰＨＳ、各種携帯情報端末等を屋外で使用する場合には、視認性の低下が屋内で使用する場合に比べて顕著である。このためこれらの機器に装着される偏光板には、反射防止膜が必要不可欠になっている。通常、反射防止フィルムは、透明基材フィルム上に、ハードコート層、次いで低屈折率の反射防止層からなる構成を有する。
【０００３】
また近年では、液晶テレビ、モニター等の普及により、偏光板表面に設けた反射防止層への挨、塵等の付着が問題となっている。挨、塵等の付着の問題に対しては、それらの付着しにくさ、取り除きやすさの要望が高まってきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ハードコート層、さらに反射防止層を有する表示品位の高い反射防止フィルムであって、挨、塵等の付着防止性、拭き取り性に優れたものを提供することを目的とする。また当該反射防止フィルムを用いた光学素子、当該光学素子等を搭載した画像表示装置を提供することを目的とする。さらには反射防止層形成材、当該反射防止層形成剤により形成された反射防止層を提供することを目的とする。
【０００５】
【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反射防止層を有する反射防止フィルムについて鋭意検討を重ねた結果、以下に示す反射防止フィルム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。
【０００６】
すなわち本発明は、透明基材フィルム、ハードコート層、および当該ハードコート層よりも屈折率が低い反射防止層がこの順で積層されている反射防止フィルムにおいて、反射防止層がカーボン材料としてカーボンナノチューブを含み、カーボンナノチューブの含有率が０．５〜１０重量％であることを特徴とする反射防止フィルム、に関する。
【０００７】
一般に、反射防止層に用いる低屈折率材料としては、フッ素基等を有する化合物を用いることにより屈折率の低減を図る。しかし、このフッ素基は大きく負に帯電しているため、周囲の微細な挨、埃等を付着させやすい傾向にある。本発明では、低屈折率材料中にカーボン材料としてカーボンナノチューブを含有させることにより、挨、塵等の付着性、拭き取り性の問題を解消している。
【０００８】
反射防止層におけるカーボンナノチューブの含有率は、反射防止層を形成するカーボンナノチューブ以外の材料に対する含有率である。当該含有率は０．５〜１０重量％、さらには１〜５重量％とするのが好ましい。カーボン材料の割合が少ないと、挨、塵等の付着防止性、拭き取り性が充分発現し難く、一方、多すぎると、層の屈折率の上昇により反射率が高くなり光透過率が低下する。
【０００９】
前記反射防止フィルムにおいて、カーボン材料としてカーボンナノチューブを含む。カーボン材料のなかでも、カーボンナノチューブが、挨、塵等の付着防止性、拭き取り性に優れており好ましい。
【００１０】
前記反射防止フィルムにおいて、反射防止層の屈折率が、１. ３８〜１. ４９であることが好ましい。
【００１１】
前記反射防止フィルムにおいて、ハードコート層の表面が凹凸形状となっており防眩性を有することが好ましい。ハードコート層の表面を凹凸形状とすることにより光拡散性を付与した反射防止防眩フィルムとすることができる。
【００１２】
前記反射防止フィルムにおいて、ハードコート層の屈折率が透明基材フィルムの屈折率より高く、反射防止層の屈折率が透明基材フィルムの屈折率より低いことが好ましい。反射率の観点からハードコート層には高屈折率が求められ、反射防止層にはより低い屈折率が求められる。反射防止効果がよく、表示品位の高い反射防止フィルムを得るには、屈折率が前記関係：ハードコート層＞透明基材フィルム＞反射防止層となるように、ハードコート層と反射防止層の屈折率差が大きいことが好ましい。
【００１３】
また本発明は、光学素子の片面又は両面に、前記反射防止フィルムが設けられていることを特徴とする光学素子、に関する。さらに本発明は、前記反射防止フィルムまたは光学素子を搭載した画像表示装置、に関する。本発明の反射防止フィルムを用いた反射防止偏光板等の光学素子は、反射光を低減でき、かつ防眩特性を付与することにより映り込みがなく視認性が良好である。光学素子は、各種の用途に用いることができ、これを搭載した液晶表示装置等の画像表示装置は表示品位がよい。
【００１４】
また本発明は、ハードコート層上に設ける、当該ハードコート層よりも屈折率が低い反射防止層の形成に用いる反射防止層形成材であって、反射防止層形成材は、ハードコート層よりも屈折率が低い屈折率の低屈折率材料およびカーボン材料としてカーボンナノチューブを含み、反射防止層形成材により形成された反射防止層の屈折率は、１．３８〜１．４９であって、反射防止層のカーボンナノチューブの含有率が０．５〜１０重量％であることを特徴とする反射防止層形成材、に関する。また本発明は、前記反射防止層形成剤より形成された反射防止層、に関する。
【００１５】
【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、透明基材フィルム３上に、ハードコート層１、次いで当該ハードコート層１上にハードコート層１の屈折率より低い屈折率材料よりなる反射防止層２が形成されている反射防止フィルムである。
【００１６】
透明基材フィルム３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。
【００１７】
透明基材フィルム３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２０〜３００μｍが好ましく、３０〜２００μｍがより好ましい。透明基材フィルム３の屈折率は１．４３〜１．６程度、好ましくは１．４５〜１．５程度である。
【００１８】
前記ハードコート層１を形成する有機樹脂材料としては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ハードコート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。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。
【００１９】
前記ハードコート層１は、屈折率を調節するために平均粒子径０．１μｍ以下の超微粒子を含有させることができる。かかる超微粒子としては、例えばＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリウレタン、ポリスチレン、メラミン樹脂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、ガラス、シリカ、アルミナ、酸化カルシウム、チタニア、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛等の無機系粒子や、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモンまたはこれらの複合物等の導電性無機系粒子などがあげられる。前記超微粒子のなかでも導電性無機系粒子を用いると効果的に挨付着性を改善できる。超微粒子としては、特に、ＩＴＯ（酸化インジウム／酸化錫）、ＡＴＯ（酸化アンチモン／酸化錫）、酸化錫等を用いるのが好ましい。
【００２０】
ハードコート層１の屈折率は、透明基材フィルム３の屈折率より高くなるように調整するのが好ましく、通常、屈折率が、１．４９〜１．８程度になるように調整するのが好ましい。
【００２１】
ハードコート層１は、表面を凹凸構造にして防眩性を付与することができる。ハードコート層１に防眩性を付与する手段は特に制限されない。たとえば、サンドブラスト、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表面に微細凹凸構造を付与する方法、金型による転写方式等にて表面に微細凹凸構造を付与する方法、微粒子を分散含有させた樹脂層により微細凹凸構造を形成する方法などがあげられる。前記微細凹凸構造を形成する微粒子としては、前記例示の微粒子と同様の材料のものを使用でき、防眩性達成の点より微粒子の平均粒子径が０．５〜５μｍ、さらには１〜４μｍのものが好ましい。微粒子により微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は樹脂１００重量部に対して、１〜３０重量部程度とするのが好ましい。
【００２２】
なお、ハードコート層（防眩層）１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。ハードコート層（防眩層）１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、防眩層表面において、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。
【００２３】
ハードコート層１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、前記透明基材フィルム３上に、前記樹脂を塗工し、乾燥後、硬化処理する。前記樹脂が微粒子を含有する場合には表面に凹凸形状を呈するようなハードコート層（防眩層）１を形成する。前記樹脂の塗工は、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。なお、塗工にあたり、前記樹脂は、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等の一般的な溶剤で希釈してもよく、希釈することなくそのまま塗工することもできる。また、ハードコート層１の厚さは特に制限されないが、０．５〜２０μｍ程度、特に１〜１０μｍとするのが好ましい。
【００２４】
反射防止層２の形成材料はハードコート層１の屈折率よりも低い屈折率の低屈折率材料が用いられる。反射防止層２を形成する材料としては、例えば、紫外線硬化型アクリル樹脂等の樹脂系材料、樹脂中にコロイダルシリカ等の無機微粒子を分散させたハイブリッド系材料、テトラエトキシシラン、チタンテトラエトキシド等の金属アルコキシドを用いたゾル−ゲル系材料等があげられる。また、それぞれの材料は、表面の防汚染性付与するためフッ素基含有化合物を用いるのが好ましい。耐擦傷性の面からは、無機成分含有量が多い低屈折率層材料が優れる傾向にあり、特にゾル−ゲル系材料が好ましい。
【００２５】
前記フッ素基を含有するゾル−ゲル系材料としては、パーフルオロアルキルアルコキシシランを例示できる。パーフルオロアルキルアルコキシシランとしては、たとえば、一般式（１）：ＣＦ₃ （ＣＦ₂ ）_n ＣＨ₂ ＣＨ₂ Ｓｉ（ＯＲ）₃ （式中、Ｒは、炭素数１〜５個のアルキル基を示し、ｎは０〜１２の整数を示す）で表される化合物があげられる。具体的には、たとえば、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシランなどがあげられる。これらのなかでも前記ｎが２〜６の化合物が好ましい。
【００２６】
カーボン材料は、炭素を構成単位としてなるものであり、たとえば、カーボンナノチューブ、導電性カーボンブラック、カーボンウイスカー、フラーレン等があげられる。反射防止層２はカーボンナノチューブを含む。カーボンナノチューブは、一般に中空繊維形状をしており、直径１〜１００ｎ程度、長さ１〜５０μｍ程度の大きさのものである。カーボンナノチューブの混合に際しては、分散剤、界面活性剤を適宜に使用することができる。また、混合方法についても特に限定はない。カーボンナノチューブは、前記配合割合となるように反射防止層形成材と混合し、塗工液として調製できる。
【００２７】
反射防止層形成剤にはシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、フッ化マグネシウム、セリア等をアルコール溶媒に分散したゾルなどを添加しても良い。その他、金属塩、金属化合物などの添加剤を適宜に配合することができる。
【００２８】
反射防止層２の屈折率は、ハードコート層１の屈折率よりも低い。また透明基材フィルム３の屈折率よりも低くなるように調整するのが好ましい。反射防止層２の屈折率は、１. ３８〜１. ４９であるのが好ましい。
【００２９】
反射防止層２の形成法は、特に制限されず、適宜な方式にてハードコート層１上に施される。例えば、ドクターブレード法、グラビアロールコーター法、デイッピング法等の適宜な方式にて形成することができる。反射防止層２の厚さは特に制限されず、通常、平均８０〜１５０ｎｍ程度である。
【００３０】
反射防止フィルムは、透明基材フィルム３とハードコート層１との間に、透明基材フィルム３の屈折率よりも屈折率が高く、ハードコート層１の屈折率よりも屈折率が低い中屈折率層を有することができる。かかる中屈折率層を設けることにより、ハードコート層１として高屈折率のものを用いた場合にも反射光の干渉縞を有効に防止することができる。
【００３１】
中屈折率層の材料としては、ハードコート層１と透明基材フィルム３の中間の屈折率を有するものであれば特に制限されず、その形成方法も特に制限はない。中屈折率層を形成する材料としては、ハードコート層１の形成材料と同様の材料、さらにはアルコキシシラン溶液等の無機系材料が用いられる。これらのなかでも熱硬化型樹脂系材料、紫外線硬化型樹脂系材料が好ましい。中屈折率層は、これらを熱または紫外線硬化処理することにより形成できる。中屈折率層にも、例えば、平均粒子径０．１μｍ以下の、ＩＴＯ（酸化インジウム／酸化錫）、ＡＴＯ（酸化アンチモン／酸化錫）、酸化錫等の導電性超微粒子を分散含有させることができる。中屈折率層の厚さは特に制限されないが、１μｍ程度以下、特に５０〜５００ｎｍとするのが好ましい。
【００３２】
前記反射防止フィルムの透明基材フィルム３には、光学素子を接着することができる。光学素子としては、偏光子があげられる。偏光子は、特に制限されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、たとえば、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一軸延伸したもの、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等ポリエン系配向フィルム等があげられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適である。これら偏光子の厚さは特に制限されないが、一般的に、５〜８０μｍ程度である。
【００３３】
ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、たとえば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の３〜７倍に延伸することで作製することができる。必要に応じてホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸してもよし、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。
【００３４】
前記偏光子は、通常、片側または両側に透明保護フィルムが設けられ偏光板として用いられる。透明保護フィルムは透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるものが好ましい。透明保護フィルムとしては前記例示の透明基材フィルムと同様の材料のものが用いられる。前記透明保護フィルムは、表裏で同じポリマー材料からなる透明保護フィルムを用いてもよく、異なるポリマー材料等からなる透明保護フィルムを用いてもよい。透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮断性などに優れるものが好ましく用いられる。また透明保護フィルムは、位相差等の光学的異方性が少ないほど好ましい場合が多い。前記の透明保護フィルムを形成するポリマーとしてはトリアセチルセルロースが最適である。前記反射防止フィルムを、偏光子 (偏光板）の片側または両側に設ける場合、反射防止フィルムの透明基材フィルムは、偏光子の透明保護フィルムを兼ねることができる。透明保護フィルムの厚さは、特に制限されないが１０〜３００μｍ程度が一般的である。
【００３５】
反射防止フィルムに偏光板を積層した反射防止偏光板は、反射防止フィルムを透明保護フィルム、偏光子、透明保護フィルムを順次に積層したものでもよいし、反射防止フィルムに偏光子、透明保護フィルムを順次に積層したものでもよい。
【００３６】
その他、透明保護フィルムの偏光子を接着させない面は、ハードコート層やスティッキング防止や目的とした処理を施したものであってもよい。ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を透明保護フィルムの表面に付加する方式などにて形成することができる。また、スティッキング防止処理は隣接層との密着防止を目的に施される。なお、前記ハードコート層、スティッキング防止層等は、透明保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として透明保護フィルムとは別体のものとして設けることもできる。
【００３７】
また偏光板の層間へ、例えばハードコート層、プライマー層、接着剤層、粘着剤層、帯電防止層、導電層、ガスバリヤー層、水蒸気遮断層、水分遮断層等を挿入、または偏光板表面へ積層しても良い。また。偏光板の各層を作成する段階では、例えば、導電性粒子あるいは帯電防止剤、各種微粒子、可塑剤等を各層の形成材料に添加、混合等することにより改良を必要に応じておこなっても良い。
【００３８】
光学素子としては、実用に際して、前記偏光板に、他の光学素子（光学層）を積層した光学フィルムを用いることができる。その光学層については特に限定はないが、例えば反射板や半透過板、位相差板（１／2 や１／4 等の波長板を含む）、視角補償フィルムなどの液晶表示装置等の形成に用いられることのある光学層を１層または２層以上用いることができる。特に、偏光板に更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板または半透過型偏光板、偏光板に更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板、偏光板に更に視角補償フィルムが積層されてなる広視野角偏光板、あるいは偏光板に更に輝度向上フィルムが積層されてなる偏光板が好ましい。楕円偏光板、光学補償付き偏光板等では偏光板側に反射防止フィルムが付与される。
【００３９】
さらに必要に応じて、耐擦傷性、耐久性、耐候性、耐湿熱性、耐熱性、耐湿性、透湿性、帯電防止性、導電性、層間の密着性向上、機械的強度向上等の各種特性、機能等を付与するための処理、または機能層の挿入、積層等を行うこともできる。
【００４０】
反射型偏光板は、偏光板に反射層を設けたもので、視認側（表示側）からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置などを形成するためのものであり、バックライト等の光源の内蔵を省略できて液晶表示装置の薄型化を図りやすいなどの利点を有する。反射型偏光板の形成は、必要に応じ、前記透明保護フィルム等を介して偏光板の片面に金属等からなる反射層を付設する方式などの適宜な方式にて行うことができる。
【００４１】
反射型偏光板の具体例としては、必要に応じマット処理した透明保護フィルムの片面に、アルミニウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設して反射層を形成したものなどがあげられる。
【００４２】
反射板は前記偏光板の透明保護フィルムに直接付与する方式に代えて、その透明フィルムに準じた適宜なフィルムに反射層を設けてなる反射シートなどとして用いることもできる。なお反射層は、通常、金属からなるので、その反射面が透明保護フィルムや偏光板等で被覆された状態の使用形態が、酸化による反射率の低下防止、ひいては初期反射率の長期持続の点や、保護層の別途付設の回避の点などより好ましい。
【００４３】
なお、半透過型偏光板は、上記において反射層で光を反射し、かつ透過するハーフミラー等の半透過型の反射層とすることにより得ることができる。半透過型偏光板は、通常液晶セルの裏側に設けられ、液晶表示装置などを比較的明るい雰囲気で使用する場合には、視認側（表示側）からの入射光を反射させて画像を表示し、比較的暗い雰囲気においては、半透過型偏光板のバックサイドに内蔵されているバックライト等の内蔵光源を使用して画像を表示するタイプの液晶表示装置などを形成できる。すなわち、半透過型偏光板は、明るい雰囲気下では、バックライト等の光源使用のエネルギーを節約でき、比較的暗い雰囲気下においても内蔵光源を用いて使用できるタイプの液晶表示装置などの形成に有用である。
【００４４】
偏光板に更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板について説明する。直線偏光を楕円偏光または円偏光に変えたり、楕円偏光または円偏光を直線偏光に変えたり、あるいは直線偏光の偏光方向を変える場合に、位相差板などが用いられる。特に、直線偏光を円偏光に変えたり、円偏光を直線偏光に変える位相差板としては、いわゆる1 ／4 波長板（λ／4 板とも言う）が用いられる。1 ／2 波長板（λ／2 板とも言う）は、通常、直線偏光の偏光方向を変える場合に用いられる。
【００４５】
楕円偏光板はスーパーツイストネマチック（ＳＴＮ）型液晶表示装置の液晶層の複屈折により生じた着色（青又は黄）を補償（防止）して、前記着色のない白黒表示する場合などに有効に用いられる。更に、三次元の屈折率を制御したものは、液晶表示装置の画面を斜め方向から見た際に生じる着色も補償（防止）することができて好ましい。円偏光板は、例えば画像がカラー表示になる反射型液晶表示装置の画像の色調を整える場合などに有効に用いられ、また、反射防止の機能も有する。上記した位相差板の具体例としては、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレンやその他のポリオレフィン、ポリアリレート、ポリアミドの如き適宜なポリマーからなるフィルムを延伸処理してなる複屈折性フィルムや液晶ポリマーの配向フィルム、液晶ポリマーの配向層をフィルムにて支持したものなどがあげられる。位相差板は、例えば各種波長板や液晶層の複屈折による着色や視角等の補償を目的としたものなどの使用目的に応じた適宜な位相差を有するものであってよく、２種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御したものなどであってもよい。
【００４６】
また上記の楕円偏光板や反射型楕円偏光板は、偏光板又は反射型偏光板と位相差板を適宜な組合せで積層したものである。かかる楕円偏光板等は、（反射型）偏光板と位相差板の組合せとなるようにそれらを液晶表示装置の製造過程で順次別個に積層することによっても形成しうるが、前記の如く予め楕円偏光板等の光学フィルムとしたものは、品質の安定性や積層作業性等に優れて液晶表示装置などの製造効率を向上させうる利点がある。
【００４７】
視角補償フィルムは、液晶表示装置の画面を、画面に垂直でなくやや斜めの方向から見た場合でも、画像が比較的鮮明にみえるように視野角を広げるためのフィルムである。このような視角補償位相差板としては、例えば位相差フィルム、液晶ポリマー等の配向フィルムや透明基材上に液晶ポリマー等の配向層を支持したものなどからなる。通常の位相差板は、その面方向に一軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムが用いられるのに対し、視角補償フィルムとして用いられる位相差板には、面方向に二軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムとか、面方向に一軸に延伸され厚さ方向にも延伸された厚さ方向の屈折率を制御した複屈折を有するポリマーや傾斜配向フィルムのような二方向延伸フィルムなどが用いられる。傾斜配向フィルムとしては、例えばポリマーフィルムに熱収縮フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフィルムを延伸処理又は／及び収縮処理したものや、液晶ポリマーを斜め配向させたものなどが挙げられる。位相差板の素材原料ポリマーは、先の位相差板で説明したポリマーと同様のものが用いられ、液晶セルによる位相差に基づく視認角の変化による着色等の防止や良視認の視野角の拡大などを目的とした適宜なものを用いうる。
【００４８】
また良視認の広い視野角を達成する点などより、液晶ポリマーの配向層、特にディスコティック液晶ポリマーの傾斜配向層からなる光学的異方性層をトリアセチルセルロースフィルムにて支持した光学補償位相差板が好ましく用いうる。
【００４９】
偏光板と輝度向上フィルムを貼り合わせた偏光板は、通常液晶セルの裏側サイドに設けられて使用される。輝度向上フィルムは、液晶表示装置などのバックライトや裏側からの反射などにより自然光が入射すると所定偏光軸の直線偏光または所定方向の円偏光を反射し、他の光は透過する特性を示すもので、輝度向上フィルムを偏光板と積層した偏光板は、バックライト等の光源からの光を入射させて所定偏光状態の透過光を得ると共に、前記所定偏光状態以外の光は透過せずに反射される。この輝度向上フィルム面で反射した光を更にその後ろ側に設けられた反射層等を介し反転させて輝度向上フィルムに再入射させ、その一部又は全部を所定偏光状態の光として透過させて輝度向上フィルムを透過する光の増量を図ると共に、偏光子に吸収させにくい偏光を供給して液晶表示画像表示等に利用しうる光量の増大を図ることにより輝度を向上させうるものである。すなわち、輝度向上フィルムを使用せずに、バックライトなどで液晶セルの裏側から偏光子を通して光を入射した場合には、偏光子の偏光軸に一致していない偏光方向を有する光は、ほとんど偏光子に吸収されてしまい、偏光子を透過してこない。すなわち、用いた偏光子の特性によっても異なるが、およそ５０％の光が偏光子に吸収されてしまい、その分、液晶画像表示等に利用しうる光量が減少し、画像が暗くなる。輝度向上フィルムは、偏光子に吸収されるような偏光方向を有する光を偏光子に入射させずに輝度向上フィルムで一旦反射させ、更にその後ろ側に設けられた反射層等を介して反転させて輝度向上フィルムに再入射させることを繰り返し、この両者間で反射、反転している光の偏光方向が偏光子を通過し得るような偏光方向になった偏光のみを、輝度向上フィルムは透過させて偏光子に供給するので、バックライトなどの光を効率的に液晶表示装置の画像の表示に使用でき、画面を明るくすることができる。
【００５０】
前記の輝度向上フィルムとしては、例えば誘電体の多層薄膜や屈折率異方性が相違する薄膜フィルムの多層積層体の如き、所定偏光軸の直線偏光を透過して他の光は反射する特性を示すもの、コレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持したものの如き、左回り又は右回りのいずれか一方の円偏光を反射して他の光は透過する特性を示すものなどの適宜なものを用いうる。
【００５１】
従って、前記した所定偏光軸の直線偏光を透過させるタイプの輝度向上フィルムでは、その透過光をそのまま偏光板に偏光軸を揃えて入射させることにより、偏光板による吸収ロスを抑制しつつ効率よく透過させることができる。一方、コレステリック液晶層の如く円偏光を投下するタイプの輝度向上フィルムでは、そのまま偏光子に入射させることもできるが、吸収ロスを抑制する点よりその円偏光を位相差板を介し直線偏光化して偏光板に入射させることが好ましい。なお、その位相差板として１／４波長板を用いることにより、円偏光を直線偏光に変換することができる。
【００５２】
可視光域等の広い波長範囲で１／４波長板として機能する位相差板は、例えば波長５５０ｎｍの淡色光に対して１／４波長板として機能する位相差層と他の位相差特性を示す位相差層、例えば１／２波長板として機能する位相差層とを重畳する方式などにより得ることができる。従って、偏光板と輝度向上フィルムの間に配置する位相差板は、１層又は２層以上の位相差層からなるものであってよい。
【００５３】
なお、コレステリック液晶層についても、反射波長が相違するものの組み合わせにして２層又は３層以上重畳した配置構造とすることにより、可視光領域等の広い波長範囲で円偏光を反射するものを得ることができ、それに基づいて広い波長範囲の透過円偏光を得ることができる。
【００５４】
また、偏光板は、上記の偏光分離型偏光板の如く、偏光板と２層又は３層以上の光学層とを積層したものからなっていてもよい。従って、上記の反射型偏光板や半透過型偏光板と位相差板を組み合わせた反射型楕円偏光板や半透過型楕円偏光板などであってもよい。
【００５５】
前記光学素子への光拡散性シートの積層、さらには偏光板への各種光学層の積層は、液晶表示装置等の製造過程で順次別個に積層する方式にても行うことができるが、これらを予め積層したものは、品質の安定性や組立作業等に優れていて液晶表示装置などの製造工程を向上させうる利点がある。積層には粘着層等の適宜な接着手段を用いうる。前記の偏光板やその他の光学フィルムの接着に際し、それらの光学軸は目的とする位相差特性などに応じて適宜な配置角度とすることができる。
【００５６】
前述した偏光板や、偏光板を少なくとも１層積層されている光学フィルム等の光学素子の少なくとも片面には、前記光拡散性シートが設けられているが、光拡散性シートが設けられていない面には、液晶セル等の他部材と接着するための粘着層を設けることもできる。粘着層を形成する粘着剤は特に制限されないが、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。
【００５７】
また上記に加えて、吸湿による発泡現象や剥がれ現象の防止、熱膨張差等による光学特性の低下や液晶セルの反り防止、ひいては高品質で耐久性に優れる液晶表示装置の形成性などの点より、吸湿率が低くて耐熱性に優れる粘着層が好ましい。
【００５８】
粘着層は、例えば天然物や合成物の樹脂類、特に、粘着性付与樹脂や、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤、酸化防止剤などの粘着層に添加されることの添加剤を含有していてもよい。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着層などであってもよい。
【００５９】
偏光板、光学フィルム等の光学素子への粘着層の付設は、適宜な方式で行いうる。その例としては、例えばトルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物からなる溶媒にベースポリマーまたはその組成物を溶解又は分散させた１０〜４０重量％程度の粘着剤溶液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で光学素子上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘着層を形成してそれを光学素子上に移着する方式などがあげられる。粘着層は、各層で異なる組成又は種類等のものの重畳層として設けることもできる。粘着層の厚さは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、一般には１〜５００μｍであり、５〜２００μｍが好ましく、特に１０〜１００μｍが好ましい。
【００６０】
粘着層の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的にセパレータが仮着されてカバーされる。これにより、通例の取扱状態で粘着層に接触することを防止できる。セパレータとしては、上記厚さ条件を除き、例えばプラスチックフィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じシリコーン系や長鎖アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したものなどの、従来に準じた適宜なものを用いうる。
【００６１】
なお本発明において、上記した光学素子を形成する偏光子や透明保護フィルムや光学層等、また粘着層などの各層には、例えばサリチル酸エステル系化合物やべンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などの方式により紫外線吸収能をもたせたものなどであってもよい。
【００６２】
本発明の光拡散シートを設けた光学素子は液晶表示装置等の各種装置の形成などに好ましく用いることができる。液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セルと光学素子、及び必要に応じての照明システム等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどにより形成されるが、本発明においては本発明による光学素子を用いる点を除いて特に限定はなく、従来に準じうる。液晶セルについても、例えばＴＮ型やＳＴＮ型、π型などの任意なタイプのものを用いうる。
【００６３】
液晶セルの片側又は両側に前記光学素子を配置した液晶表示装置や、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いたものなどの適宜な液晶表示装置を形成することができる。その場合、本発明による光学素子は液晶セルの片側又は両側に設置することができる。両側に光学素子を設ける場合、それらは同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。さらに、液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板、アンチグレア層、反射防止膜、保護板、プリズムアレイ、レンズアレイシート、光拡散板、バックライトなどの適宜な部品を適宜な位置に１層又は２層以上配置することができる。
【００６４】
次いで有機エレクトロルミネセンス装置（有機ＥＬ表示装置）について説明する。一般に、有機ＥＬ表示装置は、透明基板上に透明電極と有機発光層と金属電極とを順に積層して発光体（有機エレクトロルミネセンス発光体）を形成している。ここで、有機発光層は、種々の有機薄膜の積層体であり、例えばトリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層と、アントラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層との積層体や、あるいはこのような発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層の積層体や、またあるいはこれらの正孔注入層、発光層、および電子注入層の積層体等、種々の組み合わせをもった構成が知られている。
【００６５】
有機ＥＬ表示装置は、透明電極と金属電極とに電圧を印加することによって、有機発光層に正孔と電子とが注入され、これら正孔と電子との再結合によって生じるエネルギーが蛍光物資を励起し、励起された蛍光物質が基底状態に戻るときに光を放射する、という原理で発光する。途中の再結合というメカニズムは、一般のダイオードと同様であり、このことからも予想できるように、電流と発光強度は印加電圧に対して整流性を伴う強い非線形性を示す。
【００６６】
有機ＥＬ表示装置においては、有機発光層での発光を取り出すために、少なくとも一方の電極が透明でなくてはならず、通常酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの透明導電体で形成した透明電極を陽極として用いている。一方、電子注入を容易にして発光効率を上げるには、陰極に仕事関数の小さな物質を用いることが重要で、通常Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉなどの金属電極を用いている。
【００６７】
このような構成の有機ＥＬ表示装置において、有機発光層は、厚さ１０ｎｍ程度ときわめて薄い膜で形成されている。このため、有機発光層も透明電極と同様、光をほぼ完全に透過する。その結果、非発光時に透明基板の表面から入射し、透明電極と有機発光層とを透過して金属電極で反射した光が、再び透明基板の表面側へと出るため、外部から視認したとき、有機ＥＬ表示装置の表示面が鏡面のように見える。
【００６８】
電圧の印加によって発光する有機発光層の表面側に透明電極を備えるとともに、有機発光層の裏面側に金属電極を備えてなる有機エレクトロルミネセンス発光体を含む有機ＥＬ表示装置において、透明電極の表面側に偏光板を設けるとともに、これら透明電極と偏光板との間に位相差板を設けることができる。
【００６９】
位相差板および偏光板は、外部から入射して金属電極で反射してきた光を偏光する作用を有するため、その偏光作用によって金属電極の鏡面を外部から視認させないという効果がある。特に、位相差板を1 ／4 波長板で構成し、かつ偏光板と位相差板との偏光方向のなす角をπ／4 に調整すれば、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
【００７０】
すなわち、この有機ＥＬ表示装置に入射する外部光は、偏光板により直線偏光成分のみが透過する。この直線偏光は位相差板により一般に楕円偏光となるが、とくに位相差板が1 ／4 波長板でしかも偏光板と位相差板との偏光方向のなす角がπ／4 のときには円偏光となる。
【００７１】
この円偏光は、透明基板、透明電極、有機薄膜を透過し、金属電極で反射して、再び有機薄膜、透明電極、透明基板を透過して、位相差板に再び直線偏光となる。そして、この直線偏光は、偏光板の偏光方向と直交しているので、偏光板を透過できない。その結果、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
【００７２】
【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。各例中、部および％は重量基準である。本発明の屈折率の測定は、（株）アタゴ製アッベ屈折率計により行った。
【００７３】
実施例１
（反射防止層形成剤の調製）
トリデカフルオロヘキシルトリエトキシシランをエタノール溶媒にて希釈した固形成分が約１％の溶液に、カーボンナノチューブをトリデカフルオロヘキシルトリエトキシシランに対し１％配合して、反射防止層形成剤を調製した。
【００７４】
（反射防止フィルムの作製）
ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂１００部に、紫外線重合開始剤（ベンゾフェノン）５部を溶媒（トルエン）を介して混合し、さらに平均粒子径約１．３μｍのシリカ微粒子５部を混合し、塗工液（防眩層形成用）を調製した。厚さ８０μｍのトリアセチルセルロースフィルム（透明基材フィルム：屈折率１. ４９）の片面に、バーコーターにて前記塗工液を塗工し、溶剤乾燥後、紫外線照射して硬化処理し、厚さ３μｍの防眩層（ハードコート層）を形成した。防眩層の屈折率は１．５２であった。この防眩層上に、上記反射防止層形成剤を、乾燥・硬化時に平均厚み約１００ｎｍになるよう塗工し反射防止層を形成し、反射防止フィルムを得た。この時の乾燥・硬化条件は９０℃、４０時間とした。反射防止層の屈折率は１．４５であった。
【００７５】
実施例２
（反射防止層形成剤の調製）
トリデカフルオロヘキシルトリエトキシシランをエタノール溶媒にて希釈した固形成分が約１％の溶液に、カーボンナノチューブをトリデカフルオロヘキシルトリエトキシシランに対し５％配合して、反射防止層形成剤を調製した。
【００７６】
（反射防止フィルムの作製）
実施例１において、反射防止層形成剤として上記反射防止層形成剤を用いたこと以外は実施例１と同様にして反射防止フィルムを得た。反射防止層の屈折率は１．４６５であった。
【００７７】
比較例１
（反射防止層形成剤の調製）
実施例１において、反射防止層形成剤の調製に、カーボンナノチューブを用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして反射防止層形成剤を調製した。
【００７８】
（反射防止フィルムの作製）
実施例１において、反射防止層形成剤として上記反射防止層形成剤を用いたこと以外は実施例１と同様にして反射防止フィルムを得た。反射防止層の屈折率は１．３９であった。
【００７９】
比較例２
（反射防止層形成剤の調製）
トリデカフルオロヘキシルトリエトキシシランをエタノール溶媒にて希釈した固形成分が約１％の溶液に、カーボンナノチューブをトリデカフルオロヘキシルトリエトキシシランに対し１５％配合して、反射防止層形成剤を調製した。
【００８０】
（反射防止フィルムの作製）
実施例１において、反射防止層形成剤として上記反射防止層形成剤を用いたこと以外は実施例１と同様にして反射防止フィルムを得た。反射防止層の屈折率は１．５１であった。
【００８１】
上記の実施例および比較例で得られた反射防止フィルムについて以下の評価を行った。結果を表１に示す。
【００８２】
（鏡面反射率：Ｙ値）
島津製作所製ＵＶ−２４００を用いて測定した。
【００８３】
（全光線透過率：％）
スガ試験機（株）のへイズメーターＨＧＭ−２ＤＰを用いた測定した。
【００８４】
（埃付着性）
反射防止フィルムの反射防止層面に約１ｍｍ角に切った紙片をふりかけ、その付着性を以下の基準で評価した。
小：紙の付着個数が５以下。
大：紙の付着個数が６以上。
【００８５】
（埃拭き取り性）
反射防止フィルムの反射防止層面に約１ｍｍ角に切った紙片をふりかけた後、布による拭き取り性を以下の基準で評価した。
良好：全て拭き取り可能。
難：全ての拭き取り不可。
【００８６】
【表１】

表１から、表示品位が良好で、かつ埃付着性、埃拭き取り性に優れる反射防止フィルムが得られたことが認められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の反射防止フィルムの一例である。
【符号の説明】
１ハードコート層（防眩層）
２反射防止層
３透明基材フィルム

Claims

透明基材フィルム、ハードコート層、および当該ハードコート層よりも屈折率が低い反射防止層がこの順で積層されている反射防止フィルムにおいて、反射防止層がカーボン材料としてカーボンナノチューブを含み、カーボンナノチューブの含有率が０．５〜１０重量％であることを特徴とする反射防止フィルム。
反射防止層の屈折率が、１．３８〜１．４９であることを特徴とする請求項１記載の反射防止フィルム。
ハードコート層の表面が凹凸形状となっており防眩性を有することを特徴とする請求項１または２記載の反射防止フィルム。
ハードコート層の屈折率が透明基材フィルムの屈折率より高く、反射防止層の屈折率が透明基材フィルムの屈折率より低いことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の反射防止フィルム。
光学素子の片面又は両面に、請求項１〜４のいずれかに記載の反射防止フィルムが設けられていることを特徴とする光学素子。
請求項１〜４のいずれかに記載の反射防止フィルムまたは請求項５記載の光学素子を搭載した画像表示装置。
ハードコート層上に設ける、当該ハードコート層よりも屈折率が低い反射防止層の形成に用いる反射防止層形成材であって、
反射防止層形成材は、ハードコート層よりも屈折率が低い屈折率の低屈折率材料およびカーボン材料としてカーボンナノチューブを含み、
反射防止層形成材により形成された反射防止層の屈折率は、１．３８〜１．４９であって、反射防止層のカーボンナノチューブの含有率が０．５〜１０重量％であることを特徴とする反射防止層形成材。
請求項７記載の反射防止層形成剤より形成された反射防止層。