JP2012220854A - 光学フィルム、光学シート及び液晶表示モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】外力によって生じる位相差の変化が小さく、光学的均一性に優れ、精細な画像表示が可能な光学フィルム、光学シート及びかかる光学シートを用いた液晶表示モジュールの提供を目的とする。
【解決手段】本発明の光学フィルムは、シクロオレフィンコポリマーを主成分として有している。本発明の光学フィルムは、光弾性係数が１０×１０^−１２／Ｐａ以下であるとよい。本発明の光学フィルムは、平均厚さが１０μｍ以上５００μｍ以下であるとよい。本発明の光学フィルムは、リタデーション値（Ｒｅ）の絶対値が５０ｎｍ以下であるとよい。本発明の光学シートは、当該光学フィルムの一方の面に透明導電層、ハードコート層、光拡散層又はプリズム層を有する光学シートである。本発明の液晶表示モジュールは、当該光学シートを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、収縮応力による位相差の変化が小さく光学的均一性に優れる光学フィルム、光学シート及び液晶表示モジュールに関する。

液晶表示モジュール（ＬＣＤ）は、薄型、軽量、低消費電力等の特徴を活かしてフラットパネルディスプレイとして多用されており、その用途は携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、パーソナルコンピュータ、テレビなどの情報用表示デバイスとして年々拡大している。近年、液晶表示モジュールに要求される特性としては、用途により様々であるが、明るい（高輝度化）、見やすい（広視野角化）、省エネルギー化、薄型軽量化、大画面化等が挙げられる。

かかる液晶表示モジュールは、一般的には、液晶表示素子、各種光学シート及びバックライトが表面側から裏面側にこの順で重畳された構造を有している。また、このような液晶表示モジュールで用いられる光学シートとしては、液晶セルを挟持して構成される偏光板を保護する偏光板保護シートや、液晶表示素子とバックライトとの間に配設される光拡散シートやプリズムシート、透明電極等として用いられる透明導電性シート等が存在している。

このような光学シートは、一般的には、基材層及びこの基材層に積層される光学機能層を有している。そして、このような基材層を構成する樹脂としては、従来、互いに交差する２方向に延伸されたいわゆる２軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムやポリカーボネート等が使用されている（特開２０１０−４４１４６号公報参照）。また、偏光板保護シートの基材層を構成する樹脂としては、ポリビニルアルコール偏光子との接着が容易なトリアセチルセルロースフィルム等が使用されている（特開２００６−２３５３４１号公報参照）。

しかしながら、基材層を構成する樹脂として従来使用されている２軸延伸ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース等は、光弾性係数が大きいため、ディスプレイの発熱等による外力によって生じる位相差の変化が大きい。その結果、このような樹脂が基材層に使用された光学シートを具備する液晶表示モジュールは、液晶ディスプレイの大画面化、薄型化に伴い、画像の精細な表示が困難となってきていた。

特開２０１０−４４１４６号公報 特開２００６−２３５３４１号公報

本発明はこれらの不都合に鑑みてなされたものであり、外力によって生じる位相差の変化が小さく、光学的均一性に優れ、精細な画像表示が可能な光学フィルム、光学シート及びかかる光学シートを用いた液晶表示モジュールの提供を目的とするものである。

上記課題を解決するためになされた発明は、
シクロオレフィンコポリマーを主成分とする光学フィルムである。

当該光学フィルムは、光弾性係数が小さいシクロオレフィンコポリマーを主成分としている。その結果、当該光学フィルムは、ディスプレイの発熱等による外力によって生じる位相差の変化を抑えることができる。従って、当該光学フィルムは、光学的均一性に優れ、精細な画像表示を行うことができる。

当該光学フィルムは、光弾性係数が１０×１０^−１２／Ｐａ以下であるとよい。これにより、高温高湿下にさらされた場合の位相差の変化を低減することができ、ひいては画面の視認性の低下を抑制し、さらに精細な画像表示を行うことができる。

当該光学フィルムは、平均厚さが１０μｍ以上５００μｍ以下であるとよい。当該光学フィルムの平均厚さが上記範囲未満であると、フィルムの強度、撓み防止性等の特性が低下し、液晶表示装置の大画面化に対応することができなくなるおそれがある。一方、当該光学フィルムの平均厚さが上記範囲を超えると、液晶表示装置の輝度が低下してしまうおそれがあり、また液晶表示装置の薄型化の要求に反することにもなる。

当該光学フィルムは、リタデーション値（Ｒｅ）の絶対値が５０ｎｍ以下であるとよい。これにより、透過光線の偏光方向の変換作用を抑制することができ、また画像の歪み等の弊害を抑制することができる。

従って、上記光学フィルムの少なくとも一方の面に透明導電層、ハードコート層、光拡散層又はプリズム層を備える光学シートは、光学特性、耐熱安定性等を向上させることができ、ひいては外力によって生じる位相差の変化を抑えることができる。その結果、当該光学シートは、精細な画像表示を行うことができるとともに、液晶表示装置の大画面化、薄型化を促進することができる。

また、当該光学シートを有する液晶表示モジュールによれば、当該光学シートが優れた光学特性、耐熱安定性等を有しているため、精細な画像表示を行うことができるとともに、液晶表示装置の大画面化、薄型化を促進することができる。

なお、本発明において「リタデーション値（Ｒｅ）」とは、当該光学フィルム表面の平面上の結晶軸方向のうち直交する進相軸方向及び遅相軸方向をｘ方向及びｙ方向、光学フィルムの厚さをｄ、ｘ方向及びｙ方向の屈折率をｎｘ及びｎｙ（ｎｘ≠ｎｙ）とし、Ｒｅ＝（ｎｙ−ｎｘ）ｄで計算される値をいう。

以上説明したように、本発明の光学フィルム及び光学シートは、外力によって生じる位相差の変化を抑制し、光学的均一性を向上させることができる。従って、本発明の光学フィルム、光学シート及び液晶表示モジュールによれば、詳細な画像表示を行うことができるとともに、液晶表示装置の大画面化、薄型化を促進することができる。

本発明の一実施形態に係る光学フィルムを示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態に係る透明導電層を有する光学シートを示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態に係るハードコート層を有する光学シートを示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態に係る光拡散層を有する光学シートを示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態に係るプリズム層を有する光学シートを示す模式的断面図である。

以下、適宜図面を参照しつつ本発明の実施の形態を詳説する。

図１の光学フィルム１は、シクロオレフィンコポリマーを主成分として有している。

光学フィルム１は、光線を透過させる必要があるため透明、特に無色透明に形成されている。

光学フィルム１に用いられるシクロオレフィンコポリマーとは、環状オレフィンとエチレン等のオレフィンとの共重合体である非結晶性の環状オレフィン系樹脂のことをいう。環状オレフィンとしては、多環式の環状オレフィンと単環式の環状オレフィンとが存在している。このような多環式の環状オレフィンとしては、ノルボルネン、メチルノルボルネン、ジメチルノルボルネン、エチルノルボルネン、エチリデンノルボルネン、ブチルノルボルネン、ジシクロペンタジエン、ジヒドロジシクロペンタジエン、メチルジシクロペンタジエン、ジメチルジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセン、メチルテトラシクロドデセン、ジメチルシクロテトラドデセン、トリシクロペンタジエン、テトラシクロペンタジエン等を挙げることができる。また、単環式の環状オレフィンとしては、シクロブテン、シクロペンテン、シクロオクテン、シクロオクタジエン、シクロオクタトリエン、シクロドデカトリエン等を挙げることができる。

光学フィルム１は、透明性及び所望の強度を損なわない限りは他の任意成分を含んでよいが、上記シクロオレフィンコポリマーを好ましくは９０質量％以上含み、さらに好ましくは９８質量％以上含む。ここでの任意成分の例としては、紫外線吸収剤、安定剤、滑剤、加工助剤、可塑剤、耐衝撃助剤、位相差低減剤、艶消し剤、抗菌剤、防かび等が挙げられる。

光学フィルム１の厚み（平均厚さ）は、特には限定されないが、例えば１０μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以上４５０μｍ以下がより好ましく、８０μｍ以上４００μｍ以下がさらに好ましく、９０μｍ以上３００μｍ以下がさらに好ましく、１００μｍ以上２００μｍ以下が特に好ましい。光学フィルム１の厚みが上記範囲未満であると、光学フィルム１の強度、撓み防止性等の特性が低下し、液晶表示装置の大画面化に対応することができなくなるおそれがある。一方、光学フィルム１の平均厚さが上記範囲を超えると、液晶表示装置の輝度が低下してしまうおそれがあり、また液晶表示装置の薄型化の要求に反することにもなる。

光学フィルム１の光弾性係数は、特に限定されないが、例えば１０×１０^−１２／Ｐａ以下、好ましくは９×１０^−１２／Ｐａ以下、特に好ましくは８×１０^−１２／Ｐａ以下とされる。光学フィルム１の光弾性係数が上記範囲を超えると、高温高湿下にさらされた場合の位相差の変化が大きくなり、視認性が低下するおそれがある。一方、光学フィルム１の光弾性係数が上記範囲以内であると、高温高湿下にさらされた場合の位相差の変化を低減することができ、ひいては画面の視認性の低下を抑制し、精細な画像表示を行うことができる。

光学フィルム１のリタデーション値（Ｒｅ）の絶対値は、特に限定されないが例えば、５０ｎｍ以下、好ましくは１５ｎｍ以下、特に好ましくは５ｎｍ以下とされる。光学フィルム１は、このようにリタデーション値（Ｒｅ）を小さくすることで、例えば光学フィルム１が光拡散シートに用いられた場合には、この光拡散シートによる透過光線の偏光方向の変換作用を抑制し、偏光板等の透過軸方向への偏光の最適化及び制御性に対して当該光拡散シートが及ぼす影響を抑制することができる。また、光学フィルム１が偏光板の表面に配設された場合には、画像の歪み等の弊害を抑制することができる。

光学フィルム１としては、通常、算術平均表面粗さ（Ｒａ）が０．０２以上０．０６以下のものを用いることができる。また光学フィルム１には、必要に応じてマット処理を行うことができる。このようなマット処理を施した光学フィルム１の算術平均表面粗さ（Ｒａ）は、好ましくは０．０７以上２以下、さらに好ましくは０．１以上１以下とすることができる。光学フィルム１の表面粗さをこのような範囲に制御することによって、フィルム原反製造後の処理における傷付きが防止され、取扱い性が向上する。また、一般的に、製造されたフィルム原反の巻取りを行う際には、フィルムの幅方向の両端をエンボス加工（ナーリング処理）してブロッキングを防止する必要がある。フィルムにナーリング処理を行った場合、フィルムの両端の処理箇所は使用できなくなるため、その部分は裁断・廃棄しなければならない。また、フィルムの巻取り作業においては、傷付きを防止するために保護膜によってマスキングを行う場合もある。しかし、光学フィルム１の算術平均表面粗さを上記のような所定の範囲とすることによって、ナーリング処理を行わずにブロッキングを防止することができるので、製造工程が簡略化され、フィルム幅方向の両端部分も使用可能になるとともに、フィルムの故障を生じることなく、長尺にわたる巻取りを行うことができる。また、光学フィルム１が適度な表面粗さを有することによって、巻取り時の傷付きが効果的に抑制され、上記のようなマスキングも不要となる。

光学フィルム１製造方法は、特に限定されないが、例えば、合成樹脂のフレーク原料及び可塑剤等の添加剤を従来公知の混合方法にて混合し、予め熱可塑性樹脂組成物としてから、光学フィルムを製造することができる。この熱可塑性樹脂組成物は、例えば、オムニミキサー等の混合機でプレブレンドした後、得られた混合物を押出混練することによって得られる。この場合、押出混練に用いる混練機は、特に限定されるものではなく、例えば、単軸押出機、二軸押出機等の押出機や加圧ニーダー等の従来公知の混練機を用いることができる。

光学フィルム１の成形の方法としては、例えば、溶液キャスト法（溶液流延法）、溶融押出法、カレンダー法、圧縮成形法など公知の方法が挙げられる。これらの中でも、溶液キャスト法（溶液流延法）、溶融押出法が好ましい。この際、予め押出し混練した熱可塑性樹脂組成物を用いてもよいし、合成樹脂と、可塑剤等の他の添加剤を、別々に溶媒に溶解して均一な混合液とした後、溶液キャスト法（溶液流延法）や溶融押出法のフィルム成形工程に供してもよい。

溶液キャスト法（溶液流延法）に用いられる溶媒としては、例えば、クロロホルム、ジクロロメタンなどの塩素系溶媒；トルエン、キシレン、ベンゼン、及びこれらの混合溶媒などの芳香族系溶媒；メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、２−ブタノールなどのアルコール系溶媒；メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、酢酸エチル、ジエチルエーテル；などが挙げられる。これら溶媒は１種のみ用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。溶液キャスト法（溶液流延法）を行うための装置としては、例えば、ドラム式キャスティングマシン、バンド式キャスティングマシン、スピンコーターなどが挙げられる。

溶融押出法としては、Ｔダイ法、インフレーション法などが挙げられる。溶融押出の際のフィルムの成形温度は、好ましくは１５０℃以上３５０℃以下、より好ましくは２００℃以上３００℃以下である。Ｔダイ法でフィルム成形する場合は、公知の単軸押出機や２軸押出機の先端部にＴダイを取り付け、フィルム状に押出したフィルムを巻取り、ロール状のフィルムを得ることができる。この際、巻取ロールの温度を適宜調整して、押出方向に延伸を加えることによって、一軸延伸工程とすることも可能である。また、押出方向と垂直な方向にフィルムを延伸する工程を加えることによって、逐次二軸延伸、同時二軸延伸などの工程を加えることも可能である。

光学フィルム１は、未延伸フィルムであってもよいし、延伸フィルムであってもよい。延伸する場合は、一軸延伸フィルムでもよいし、２軸延伸フィルムでもよい。２軸延伸フィルムとする場合は、同時２軸延伸したものでもよく、逐次２軸延伸したものでもよい。２軸延伸した場合は、機械強度が向上しフィルム性能が向上する。

延伸工程を行う場合の延伸温度としては、フィルム原料の熱可塑樹脂組成物のガラス転移温度近辺で行うことが好ましく、具体的には（ガラス転移温度−３０）℃〜（ガラス転移温度＋１００）℃で行うことが好ましく、より好ましくは（ガラス転移温度−２０）℃〜（ガラス転移温度＋８０）℃である。延伸温度が（ガラス転移温度−３０）℃よりも低いと、十分な延伸倍率が得られないために好ましくない。延伸温度が（ガラス転移温度＋１００）℃よりも高いと、樹脂の流動（フロー）が起こり安定な延伸が行えなくなるために好ましくない。

面積比で定義される延伸倍率は、好ましくは１．１倍以上２５倍以下の範囲、より好ましくは１．３倍以上１０倍以下の範囲とすることができる。延伸倍率が１．１倍よりも小さいと、延伸に伴う靭性の向上につながらないために好ましくない。延伸倍率が２５倍よりも大きいと、延伸倍率を上げるだけの効果が認められない。

延伸速度（一方向）としては、好ましくは１０〜２００００％／分の範囲、より好ましくは１００〜１００００％／分の範囲である。１０％／分よりも遅いと、十分な延伸倍率を得るために時間がかかり、製造コストが高くなるために好ましくない。２００００％／分よりも早いと、延伸フィルムの破断等が起こるおそれがあるために好ましくない。さらに、光学フィルム１の光学等方性や力学特性を安定化させるため、延伸処理後に熱処理（アニーリング）などを行うこともできる。

可塑剤としては、特に限定されないが、光学フィルム１にヘイズを発生させたり、又は光学フィルム１からブリードアウトあるいは揮発しないように、合成樹脂と水素結合等によって相互作用可能である官能基を有していることが好ましい。このような可塑剤の例としては、特に限定されないが、リン酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、トリメリット酸エステル系可塑剤、ピロメリット酸系可塑剤、多価アルコール系可塑剤、グリコレート系可塑剤、クエン酸エステル系可塑剤、脂肪酸エステル系可塑剤、カルボン酸エステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤などが挙げられる。

当該光学フィルム１は、光弾性係数が小さいシクロオレフィンコポリマーを主成分としている。その結果、当該光学フィルム１は、ディスプレイの発熱等による外力によって生じる位相差の変化を抑えることができる。従って、当該光学フィルム１は、光学的均一性に優れ、精細な画像表示を行うことができる。

図２の光学フィルム１１は、光学フィルム１からなる基材層１２と、透明導電層１３とを有している。光学フィルム１１は、基材層１２の一方の面に透明導電層１３が積層されている。

透明導電層１３は、アモルファス層として構成されてもよく、結晶質層として構成されてもよい。また、透明導電層１３は、アモルファス及び結晶質が混ざった層として構成されてもよい。透明導電層１３の厚み（平均厚さ）は、特に限定されないが、例えば、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とされている。

光学シート１１の製造方法としては、例えば、スパッタリング用ガス及び酸素ガスを含む混合ガス中で、Ｉｎ_２Ｏ_３およびＳｎＯ_２を含むターゲットを用いたスパッタリング法を挙げることができる。かかるスパッタリング法としては、直流電源を用いた標準的なマグネトロンスパッタリング法の他、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）スパッタリング法、デュアルマグネトロンスパッタリング法等、種々のスパッタリング法を採用することができる。

なお、透明導電層１３の製造に関しては、必要に応じて、前処理として、アルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下におけるプラズマ処理等の表面改質処理を行ってもよい。また、基材層１２の一方の面にアンダーコート層を積層し、このアンダーコート層を介して透明導電層１３を形成してもよい。

当該光学シート１１は、基材層１２としてシクロオレフィンコポリマーを用いているので光学特性、耐熱安定性等を向上させることができる。当該光学シート１１は、外力によって生じる位相差の変化を抑えることができ、表示ムラの発生を抑えることができる。従って、当該光学シート１１は、精細な画像表示を行うことができ、液晶表示装置の大画面化、薄型化を促進することができる。

図３の光学シート２１は、光学フィルム１からなる基材層１２と、ハードコート層２２とを有している。光学シート２１は、基材層１２の一方の面にハードコート層２２が積層されている。

ハードコート層２２を形成する樹脂としては特に限定されないが、例えば、活性エネルギー線硬化樹脂を挙げることができる。かかる活性エネルギー線硬化樹脂の例としては、ウレタンアクリレート系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、ポリオールアクリレート系樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。ハードコート層２２の厚み（平均厚さ）は、特に限定されないが、例えば、３μｍ以上５０μｍ以下とすることができる。

光学シート２１は、基材層１２の一方の面に活性エネルギー線硬化樹脂を塗布し、乾燥させることにより製造することができる。活性エネルギー線硬化樹脂の塗布方法としては、基材層１２の一方の面に活性エネルギー線硬化樹脂を均一に塗布することができる方法であれば特に限定されず、例えば、スピンコート法、スプレー法、スライドコート法、ディップ法、バーコート法、ロールコーター法、スクリーン印刷法等、種々の方法を挙げることができる。

当該光学シート２１は、基材層１２としてシクロオレフィンコポリマーを用いているので光学特性、耐熱安定性等を向上させることができる。当該光学シート２１は、耐熱安定性等を向上させることができ、外力によって生じる位相差の変化を抑えることができる。また、当該光学シート２１は、ハードコート層２２を有することにより、耐擦傷性を向上させることができ、取扱容易性を高めることができる。

図４の光学シート３１は、光学フィルム１からなる基材層１２と、光拡散層３２とを有している。光学シート３１は、基材層１２の一方の面に光拡散層３２が積層されて形成されている。

光拡散層３２は、表面に微小かつランダムな凹凸形状を有している。光拡散層３２は、表面の微細凹凸形状により、透過光線を拡散させる機能が奏される。光拡散層３２が有する凹凸形状は、バインダー中に分散される光拡散剤によって形成することができる。

光拡散層３２に用いられる光拡散剤は、光線を拡散させる性質を有する粒子であり、無機フィラーと有機フィラーに大別される。無機フィラーとしては、具体的には、シリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫化バリウム、マグネシウムシリケート、又はこれらの混合物を用いることができる。また、有機フィラーの具体的な材料としては、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド等を用いることができる。中でも、透明性が高いアクリル樹脂が好ましく、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）が特に好ましい。
光拡散剤２３の形状としては、特に限定されるものではなく、例えば球状、紡錘形状、針状、棒状、立方状、板状、鱗片状、繊維状などが挙げられ、中でも光拡散性に優れる球状のビーズが好ましい。

光拡散剤の平均粒子径の下限としては、１μｍ、特に２μｍ、さらに５μｍが好ましい。一方、光拡散剤の平均粒子径の上限としては、５０μｍ、特に２０μｍ、さらに１５μｍが好ましい。光拡散剤の平均粒子径が上記範囲未満であると、光拡散剤によって形成される光拡散層３２表面の凹凸が小さくなり、光学シート３１として必要な光拡散性を満たさないおそれがある。逆に、光拡散剤の平均粒子径が上記範囲を越えると、光学シート３１の厚さが増大し、かつ、均一な拡散が困難になる。

光拡散剤の配合量（バインダーの形成材料であるポリマー組成物中の基材ポリマー１００部に対する固形分換算の配合量）の下限としては１０部、特に２０部、さらに５０部が好ましく、この配合量の上限としては５００部、特に３００部、さらに２００部が好ましい。これは、光拡散剤の配合量が上記範囲未満であると、光拡散性が不十分となってしまい、一方、光拡散剤の配合量が上記範囲を越えると光拡散剤を固定する効果が低下することからである。なお、プリズムシートの表面側に配設される所謂上用光拡散シートの場合、高い光拡散性を必要とされないため、光拡散剤の配合量としては１０部以上４０部以下、特に１０部以上３０部以下が好ましい。

バインダーは、基材ポリマーを含むポリマー組成物を架橋硬化させることにより形成される。このバインダーにより基材層１２表面に光拡散剤が略等密度に配置固定される。なお、バインダーを形成するためのポリマー組成物は、基材ポリマーの他に例えば微小無機充填剤、硬化剤、帯電防止剤、可塑剤、分散剤、各種レベリング剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、粘性改質剤、潤滑剤、光安定化剤等が適宜配合されてもよい。

上記基材ポリマーとしては、特に限定されるものではなく、例えばアクリル系樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、紫外線硬化型樹脂等が挙げられ、これらのポリマーを１種又は２種以上混合して使用することができる。特に、上記基材ポリマーとしては、加工性が高く、塗工等の手段で容易に光学機能層２２を形成することができるポリオールが好ましい。また、バインダー２４に用いられる基材ポリマー自体は、光線の透過性を高める観点から透明が好ましく、無色透明が特に好ましい。

上記ポリオールとしては、ポリエステルポリオール、又は水酸基含有不飽和単量体を含む単量体成分を重合して得られ、かつ、（メタ）アクリル単位等を有するアクリルポリオールが好ましい。かかるポリエステルポリオール又はアクリルポリオールを基材ポリマーとするバインダーは、耐候性が高く、光拡散層３２の黄変等を抑制することができる。なお、このポリエステルポリオールとアクリルポリオールのいずれか一方を使用してもよく、両方を使用してもよい。

なお、上記ポリエステルポリオール及びアクリルポリオール中の水酸基の個数は、１分子当たり２個以上であれば特に限定されないが、固形分中の水酸基価が１０以下であると架橋点数が減少し、耐溶剤性、耐水性、耐熱性、表面硬度等の被膜物性が低下する傾向がある。

上記基材ポリマーとしてはシクロアルキル基を有するポリオールも好ましい。このように、バインダーを構成する基材ポリマーとしてのポリオール中にシクロアルキル基を導入することで、バインダーの撥水性、耐水性等の疎水性が高くなり、高温高湿条件下での光学シート３１の耐撓み性、寸法安定性等が改善される。また、光拡散層２３の耐候性、硬度、肉持感、耐溶剤性等の塗膜基本性能が向上する。さらに、表面に有機ポリマーが固定された微小無機充填剤との親和性及び微小無機充填剤の均一分散性がさらに良好になる。

上記シクロアルキル基としては特に限定されず、例えば、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロウンデシル基、シクロドデシル基、シクロトリデシル基、シクロテトラデシル基、シクロペンタデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロヘプタデシル基、シクロオクタデシル基等が挙げられる。

上記シクロアルキル基を有するポリオールは、シクロアルキル基を有する重合性不飽和単量体を共重合することで得られる。このシクロアルキル基を有する重合性不飽和単量体とは、シクロアルキル基を分子内に少なくとも１つ有する重合性不飽和単量体である。この重合性不飽和単量体としては特に限定されず、例えば、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、メチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、シクロドデシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。

また、ポリマー組成物中には硬化剤としてイソシアネートを含有するとよい。このようにポリマー組成物中にイソシアネート硬化剤を含有することで、より一層強固な架橋構造となり、光拡散層３２の被膜物性がさらに向上する。このイソシアネートとしては上記多官能イソシアネート化合物と同様の物質が用いられる。中でも、被膜の黄変色を防止する脂肪族系イソシアネートが好ましい。

特に、基材ポリマーとしてポリオールを用いる場合、ポリマー組成物中に配合する硬化剤としてヘキサメチレンジイソシアネート、イソフロンジイソシアネート及びキシレンジイソシアネートのいずれか１種もしくは２種以上混合して用いるとよい。これらの硬化剤を用いると、ポリマー組成物の硬化反応速度が大きくなるため、帯電防止剤として微小無機充填剤の分散安定性に寄与するカチオン系のものを使用しても、カチオン系帯電防止剤による硬化反応速度の低下を十分補うことができる。また、かかるポリマー組成物の硬化反応速度の向上はバインダー中への微小無機充填剤の均一分散性に寄与する。その結果、光学シート３１は熱、紫外線等による撓みや黄変を格段に抑制することができる。

また、上記ポリマー組成物中に紫外線吸収剤を含有するとよい。このように紫外線吸収剤を含有するポリマー組成物からバインダーを形成することで、当該光学シート３１に紫外線カット機能が付与され、バックライトユニットのランプから発せられる微量の紫外線をカットし、紫外線による液晶層の破壊を防止することができる。

かかる紫外線吸収剤としては、紫外線を吸収し、効率よく熱エネルギーに変換できるもので、かつ、光に対して安定な化合物であれば特に限定されるものではなく公知のものを使用することができる。中でも、紫外線吸収機能が高く、上記基材ポリマーとの相溶性が良好で、基材ポリマー中に安定して存在するサリチル酸系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤及びシアノアクリレート系紫外線吸収剤が好ましく、これらの群より選択される１種又は２種以上のものを用いるとよい。また、紫外線吸収剤としては、分子鎖に紫外線吸収基を有するポリマー（例えば、（株）日本触媒の「ユーダブルＵＶ」シリーズなど）も好適に使用される。この分子鎖に紫外線吸収基を有するポリマーを用いることで、バインダーの主ポリマーとの相溶性が高く、紫外線吸収剤のブリードアウト等による紫外線吸収機能の劣化を防止することができる。なお、分子鎖に紫外線吸収基を有するポリマーをバインダーの基材ポリマーとすることも可能である。また、この紫外線吸収基が結合されたポリマーをバインダー２４の基材ポリマーとし、さらにこの基材ポリマー中に紫外線吸収剤を含有することも可能であり、紫外線吸収機能をより向上させることができる。

バインダーの基材ポリマーに対する上記紫外線吸収剤の含有量の下限としては０．１質量％、特に１質量％、さらに３質量％が好ましく、紫外線吸収剤の上記含有量の上限としては１０質量％、特に８質量％、さらに５質量％が好ましい。これは、基材ポリマーに対して紫外線吸収剤の質量比が上記下限より小さいと、光学シート３１の紫外線吸収機能を効果的に奏することができないためであり、逆に、紫外線吸収剤の質量比が上記上限を超えると、基材ポリマーに悪影響を及ぼし、バインダーの強度、耐久性等の低下をもたらすことからである。

上記紫外線吸収剤に代え又は紫外線吸収剤と共に、紫外線安定剤（分子鎖に紫外線安定基が結合した基材ポリマーを含む）を使用することも可能である。この紫外線安定剤により、紫外線で発生するラジカル、活性酸素等が不活性化され、紫外線安定性、耐候性等を向上させることができる。この紫外線安定剤としては、紫外線に対する安定性が高いヒンダードアミン系紫外線安定剤が好適に用いられる。なお、紫外線吸収剤と紫外線安定剤を併用することで、紫外線による劣化防止及び耐候性が格段に向上する。

さらに、ポリマー組成物中に帯電防止剤を混練するとよい。このように帯電防止剤が混練されたポリマー組成物からバインダーを形成することで、当該光学シート３１に帯電防止効果が発現され、ゴミを吸い寄せたり、プリズムシート等との重ね合わせが困難になる等の静電気の帯電により発生する不都合を防止することができる。また帯電防止剤を表面にコーティングすると表面のベタツキや汚濁が生じてしまうが、このようにポリマー組成物中に混練することでかかる弊害は低減される。かかる帯電防止剤としては、特に限定されるものではなく、例えばアルキル硫酸塩、アルキルリン酸塩等のアニオン系帯電防止剤、第四アンモニウム塩、イミダゾリン化合物等のカチオン系帯電防止剤、ポリエチレングリコール系、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアリン酸エステル、エタノールアミド類等のノニオン系帯電防止剤、ポリアクリル酸等の高分子系帯電防止剤などが用いられる。中でも、帯電防止効果が比較的大きいカチオン系帯電防止剤が好ましく、少量の添加で帯電防止効果が奏される。

また、光学シート３１は、基材層１２の他方の面にスティッキング防止層（図示せず）が積層されていてもよい。かかるスティッキング防止層は、バインダー中に少量のビーズが離間して分散し、このビーズの下部がバインダーの裏面から突出した構造を有するものであり、光学シート３１の裏面（光拡散層３２が積層された面と逆の面）が導光板の表面等と密着して干渉縞が生じてしまう不都合を防止している。

光学シート３１の製造方法としては、（ａ）バインダーを構成する組成物に光拡散剤を混合することで光拡散層用組成物を製造する工程と、（ｂ）光拡散層用組成物を基材フィルム１２の表面に積層し、硬化させることで光拡散層３２を形成する工程とを有する製造方法を挙げることができる。かかる光拡散層３２用組成物を基材層１２に積層する手段としては、特に限定されるものではなく、例えば、スピンコート法、スプレー法、スライドコート法、ディップ法、バーコート法、ロールコーター法、スクリーン印刷法等、種々の方法を挙げることができる。なお、光拡散層３２を積層するに当たっては、必要に応じて、前処理として、アルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下におけるプラズマ処理等の表面改質処理を行ってもよい。

当該光学シート３１は、基材層１２としてシクロオレフィンコポリマーを用いているので光学特性、耐熱安定性等を向上させることができる。当該光学シート２１は、耐熱安定性等を向上させることができ、外力によって生じる位相差の変化を抑えることができる。

また、液晶表示装置においては、光線の利用効率を向上させるべく、液晶表示素子の裏面側偏光板（又はその裏面側の反射偏光板）の透過方向に入射光線の偏光方向（光線の偏光成分の最大平面方向）が合致するようバックライト、各種光学シート等の偏光特性が設計されている。従って、当該光学シート３１は、基材層１２のリタデーション値（Ｒｅ）の絶対値を、５０ｎｍ以下、好ましくは１５ｎｍ以下、特に好ましくは５ｎｍ以下とすることにより、当該光学シート３１による透過光線の偏光方向の変換作用を抑制し、偏光板等の透過軸方向への偏光の最適化及び制御性に対して当該光学シート３１が及ぼす影響を抑制することができる。

図５の光学シート４１は、光学フィルム１からなる基材層１２と、プリズム層４２とを有している。光学シート４１は、基材層１２の一方の面に複数の凸条プリズム部がストライプ状に形成されたプリズム層が積層されて形成されている。

プリズム層４２は、表面にストライプ状に形成される複数の突条プリズム部によって高い法線方向側への屈折機能を有している。

プリズム層４２は、光線を透過させる必要があるので透明、特に無色透明の合成樹脂から形成されており、基材層１２と同様の又は異なる１又は２種以上の樹脂を用いることができる。プリズム層４２を構成する素材の屈折率の下限としては１．３、特に１．４５が好ましく、その上限としては１．８、特に１．６が好ましい。

凸状プリズム部は、三角柱状に形成されている。凸条プリズム部の断面形状は、一般的には頂角が９０°、底角が４５°の直角二等辺三角形とされている。

凸条プリズム部の底面の幅（Ｗ）の下限としては、１０μｍが好ましく、３０μｍが特に好ましい。一方、上記幅（Ｗ）の上限としては、１０００μｍが好ましく、４００μｍが特に好ましい。これは、突条プリズム部の底面の幅（Ｗ）が上記下限より小さいと、突条プリズム部の形成が困難であり、逆に、突条プリズム部の底面の幅（Ｗ）が上記上限を超えると、ギラツキ、輝度ムラ等が発生するおそれがあるためである。

光学シート４１の製造方法は、上記構造のものが形成できれば特に限定されるものではなく、基材層１２を作製した後にプリズム層４２を別に形成する方法と、基材層１２とプリズム層４２とを一体成形する方法とが可能であり、具体的には、
（ａ）プリズム層４２表面の反転形状を有するシート型に合成樹脂を積層し、そのシート型を剥がすことで光学シート４１を形成する方法、
（ｂ）プリズム層４２表面の反転形状を有する金型に溶融樹脂を注入する射出成型法、
（ｃ）シート化された樹脂を再加熱して前記と同様の金型と金属板との間にはさんでプレスして形状を転写する方法、
（ｄ）プリズム層４２表面の反転形状を周面に有するロール型と他のロールとの間に溶融状態の樹脂を通し、上記形状を転写する押出しシート成形法、
（ｅ）基材層１２に紫外線硬化型樹脂を塗布し、上記と同様の反転形状を有するシート型、金型又はロール型に押さえ付けて未硬化の紫外線硬化型樹脂に形状を転写し、紫外線をあてて紫外線硬化型樹脂を硬化させる方法、
（ｆ）上記と同様の反転形状を有する金型又はロール型に未硬化の紫外線硬化性樹脂を充填塗布し、基材層１２で押さえ付けて均し、紫外線をあてて紫外線硬化型樹脂を硬化させる方法、
（ｇ）紫外線硬化型樹脂の代わりに電子線硬化型樹脂を使用する方法
等がある。

当該光学シート４１は、基材層１２としてシクロオレフィンコポリマーを使用しているので光学特性、耐熱安定性等を向上させることができる。当該光学シート４１は、耐熱安定性等を向上させることができ、外力によって生じる位相差の変化を抑えることができる。

また、液晶表示装置においては、光線の利用効率を向上させるべく、液晶表示素子の裏面側偏光板（又はその裏面側の反射偏光板）の透過方向に入射光線の偏光方向（光線の偏光成分の最大平面方向）が合致するようバックライト、各種光学シート等の偏光特性が設計されている。従って、当該光学シート４１は、基材層１２のリタデーション値（Ｒｅ）の絶対値を、５０ｎｍ以下、好ましくは１５ｎｍ以下、特に好ましくは５ｎｍ以下とすることにより、当該光学シート３１による透過光線の偏光方向の変換作用を抑制し、偏光板等の透過軸方向への偏光の最適化及び制御性に対して当該光学シート３１が及ぼす影響を抑制することができる。

以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。

［実施例１］
シクロオレフィンコポリマー（ポリプラスチック社製「ＴＯＰＡＳ ８００７」）を用い、予備乾燥したのち、単軸押出機（Ｌ／Ｄ＝３５）を使用して冷却ロール上に溶融押出しを行い、引き取り装置を用いて厚み１００μｍの光学フィルムを作製した。

［実施例２］
実施例１で作製した光学フィルムにスパッタリング処理にてＩＴＯ処理を行い、光学フィルムの一方の面に透明導電層を有する光学シート（透明導電性シート）を作製した。

［実施例３］
実施例１で作製した光学フィルムにハードコート剤（日本合成化学工業社製「紫光ＵＶ−７６０５Ｂ」）を膜厚５μｍになるように塗布して硬化させ、光学フィルムの一方の面にハードコート層を有する光学シート（ハードコートフィルム）を作製した。

［実施例４］
実施例１で作製した光学フィルムに光拡散剤を混合した塗料を塗布することで、光学フィルムの一方の面に光拡散層を有する光学シート（光拡散シート）を作製した。

［実施例５］
実施例１で作製した光学フィルムにドライ光硬化性フィルム（日立化成工業社製「ＳＲ−３０００」を加圧して貼り合わせ、凹凸パターンが形成された成形型に減圧状態でローラーで加熱、加圧してドライ光硬化性に凹凸パターンを形成し、紫外線を照射してドライ光硬化性フィルムを硬化させ、成形型から分離して、光学フィルムの一方の面にプリズム層を有する光学シート（プリズムシート）を作製した。

［比較例１］
ポリカーボネート系樹脂（出光興産社製「タフロンＡ２２００」）を用い、実施例１と同様にして厚み１００μｍの光学フィルムを作製した。

［比較例２］
比較例１で作製した光学フィルムにスパッタリング処理にてＩＴＯ処理を行い、光学フィルムの一方の面に透明導電層を有する光学シート（透明導電性シート）を作製した。

［比較例３］
比較例１で作製した光学フィルムに実施例３と同様のハードコート剤を膜厚５μｍになるように塗布して硬化させ、光学フィルムの一方の面にハードコート層を有する光学シート（ハードコートフィルム）を作製した。

［比較例４］
比較例１で作製した光学フィルムに実施例４と同様の光拡散剤を混合した塗料を塗布することで、光学フィルムの一方の面に光拡散層を有する光学シート（光拡散シート）を作製した。

［比較例５］
比較例１で作製した光学フィルムに実施例５と同様の処理を行い、光学フィルムの一方の面にプリズム層を有する光学シート（プリズムシート）を作製した。

薄型液晶表示装置のバックライトユニットに、実施例４及び実施例５の光拡散シート及びプリズムシートを使用し、この液晶表示装置の偏光板保護シートとして実施例３のハードコートフィルムを使用し、さらにこの液晶表示装置の透明電極として実施例２の透明導電性シートを使用して、６０℃、８５％ＲＨの高温高湿槽内にて９６時間の点灯試験を行った。また同様に、薄型液晶表示装置のバックライトユニットに、比較例４及び比較例５の光拡散シート及びプリズムシートを使用し、この液晶表示装置の偏光板保護シートとして比較例３のハードコートフィルムを使用し、さらにこの液晶表示装置の透明電極として比較例２の透明導電性シートを使用して、６０℃、８５％ＲＨの高温高湿槽内にて９６時間の点灯試験を行った。その結果を下記表１に示す。

〈歪み評価〉
上記点灯試験後に各実施例及び比較例の光学シートを取り外し、目視により歪みの有無を下記基準で評価した。
○：歪みは認められない。
×：歪みが認められる。

〈見栄え評価〉
上記点灯試験開始から９６時間経過時に目視にて表示画面を確認し、表示画面の変化を下記基準で評価した。
○：表示画面の変化は認められない。
×：表示画面に色の変化（白ボケ）が認められる。

上記表１に示すように、実施例２から実施例５の光学シートには歪みは認められず、また表示画面に白ボケも認められず、発熱等の外力に対して要求される十分な耐性を有していることが判った。一方、比較例２から比較例５の光学シートには歪みが認められ、また表示画面に白ボケも認められることから、発熱等の外力に対して要求される十分な耐性を有していないことが判った。

以上のように、本発明の光学フィルム及び光学シートは、外力によって生じる位相差の変化が小さく、光学的均一性に優れている。従って、本発明の光学フィルム、光学シート及び液晶表示モジュールは、精細な画面表示が可能であるとともに、液晶表示装置の大画面化、薄型化を促進するのに適している。

１ 光学フィルム
１１ 光学シート
１２ 基材層
１３ 透明導電層
２１ 光学シート
２２ ハードコート層
３１ 光学シート
３２ 光拡散層
４１ 光学シート
４２ プリズム層

Claims (9)

1. シクロオレフィンコポリマーを主成分とする光学フィルム。
2. 光弾性係数が１０×１０^−１２／Ｐa以下である請求項１に記載の光学フィルム。
3. 平均厚さが１０μｍ以上５００μｍ以下である請求項１又は請求項２に記載の光学フィルム。
4. リタデーション値（Ｒｅ）の絶対値が５０ｎｍ以下である請求項１、請求項２又は請求項３に記載の光学フィルム。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光学フィルムの少なくとも一方の面に透明導電層を備える光学シート。
6. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光学フィルムの少なくとも一方の面にハードコート層を備える光学シート。
7. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光学フィルムの少なくとも一方の面に光拡散層を備える光学シート。
8. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光学フィルムの少なくとも一方の面に複数の凸条プリズム部がストライプ状に形成されたプリズム層を備える光学シート。
9. 請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の光学シートを有する液晶表示モジュール。

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