JP4994567B2 - 直線偏光分離フィルム、直線偏光分離積層フィルム、バックライトシステム、液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置等の画像表装置などに好適な直線偏光分離フィルムに関する。また本発明は当該直線偏光分離フィルムと直線偏光フィルムとを積層した直線偏光分離積層フィルムに関する。さらには、前記直線偏光分離フィルム、直線偏光分離積層フィルムを用いたバックライトシステム、液晶表示装置に関する。

図４に示すような直線偏光分離フィルム（１）と直線偏光フィルム（２）とが積層された直線偏光分離積層フィルム（Ｂ′）は、透過型液晶表示装置などの液晶セルに貼り合せて用いられる光学素子である。前記直線偏光分離フィルム（１）は、透過軸に平行な振動面を有する偏光はその振動面を保ったまま透過させ、反射軸に平行な振動面を有する偏光は反射させる機能を有し、その透過軸と反射軸は互いに直交しているものである。また、前記直線偏光フィルム（２）は、その透過軸に平行な振動面を有する偏光はそのまま透過させ、吸収軸に平行する振動面を有する偏光は吸収する機能を有し、その透過軸と吸収軸は互いに直交しているものである。前記直線偏光分離積層フィルム（Ｂ′）は、図６に示すように透過型液晶表示装置の照明装置（バックライト：ＢＬ）と液晶セル（ＬＣ）との間に配置されて、表示画面の明るさを向上させるために用いられている。

しかし、上記直線偏光分離フィルム（１）には次の問題点があった。たとえば、直線偏光分離フィルム（１）は通常ポリエステル系樹脂を溶融し、多層押し出したフィルムを横延伸するにより製造されるフィルムである。そのため、直線偏光分離フィルム（１）自体は傷付き易いものである。

その他、直線偏光分離フィルム（１）の問題点として次の点がある。たとえば、直線偏光分離フィルム（１）は通常プラスチックなどの絶縁材料でできているため非常に帯電し易く、直線偏光分離フィルム（１）から保護フィルムを剥離したり、フィルム間が接触することなどで帯電する。この帯電が原因で液晶表示装置が誤動作してしまうという問題があった。

かかる問題に対して、直線偏光分離フィルム（１）に帯電防止剤層を形成することが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１によれば、帯電に係わる問題は解決できる。しかし、特許文献１において帯電防止剤として用いられているカチオン系、アニオン系系等のイオン系材料は、湿度状態において導電性への影響が非常に大きく不安定であること、また６０℃／９０％Ｒ．Ｈ．などの加湿状態下での耐久性に難があり白濁しやすいという問題点があった。

また直線偏光分離フィルム（１）は、前記の通り、通常ポリエステル系樹脂を溶融押し出しにより製造されているものであるため、８０℃以上の熱がかかるとフィルムの軟化が始まる。その結果、通常の液晶表示装置において、通常用いられる集光シートとの接触により容易に表面が変形してしまいその変形が液晶表示装置の表示欠点を生じるという問題があった。特許文献１の帯電防止剤層ではかかる問題も解決できていない。
特開２００３−２０７６３３公報

本発明は、耐傷付き性が良好な直線偏光分離フィルムを提供することを目的とする。また本発明は、耐傷付き性が良好であり、かつ取り扱い性に優れる直線偏光分離フィルムを提供することを目的とする。

また本発明は、前記特性を有し、さらに帯電防止効果を有する導電性の直線偏光分離フィルムであって、耐久性にも優れるものを提供することを目的とする。

また本発明は、前記直線偏光分離フィルムと直線偏光フィルムとを積層した直線偏光分離積層フィルムを提供することを目的とする。さらには、前記直線偏光分離フィルムまたは直線偏光分離積層フィルムを用いたバックライトシステムを提供すること、液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、下記直線偏光分離フィルムにより上記目的を達成できることを見出し本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、直線偏光分離フィルムの片側に、直線偏光分離フィルムに接して、樹脂被膜層により形成されている鉛筆硬度がＢまたはＨＢのハードコート層を有することを特徴とする直線偏光分離フィルム、に関する。

上記本発明では、ハードコート層の形成により直線偏光分離フィルムに耐傷付き性を付与することができる。また、ハードコート層は加熱時においても耐傷付き性が良好なものを形成することができる。かかるハードコート層は硬度を付与でき加熱時での表面の変形を防止することができる。また当該ハードコート層により加湿状態下における耐久性を付与することができる。このように本発明の直線偏光分離フィルムは、ハードコート層を有することから、加熱試験等においてもプリズムシート（集光シート）による傷付きを防止することができる。

上記直線偏光分離フィルムにおいて、ハードコート層の厚みは１〜６μｍであることが好ましい。本発明の直線偏光分離フィルムは、ハードコート層により耐傷付き性を付与できるが、ハードコート層の形成により、延伸している横方向に直線偏光分離フィルムが裂け易いと言う問題が生じる。また、ハードコート層を形成した直線偏光分離フィルムについて、ハードコート層を外側（凸側）として屈曲させると、ハードコート層にクラックが入り易い問題がある。また前記屈曲径をさらに小さくすると直線偏光分離フィルムに破断が生じるため、取り扱い性が十分ではない。かかる問題を本発明では前記ハードコート層の厚みを１〜６μｍの範囲にすることにより解決している。ハードコート層の厚みを前記範囲に制御することにより、直線偏光分離フィルムが屈曲した場合にも、ハードコート層へのクラックの発生を防止できる。さらには直線偏光分離フィルムの破断を防止できる。このように本発明の直線偏光分離フィルムは、屈曲性に優れており取扱い性に優れる。ハードコート層の厚みが６μｍを超える場合には、ハードコート性は高まるが、屈曲性が低下して、屈曲時にクラックが入り易いものになる。一方、ハードコート層の厚みが１μｍ未満の場合には、屈曲性は良好であるが、ハードコート性が弱くなる（鉛筆硬度や擦傷性が弱くなる）。かかるハードコート性と屈曲性を両立させるには、ハードコート層の厚み１〜６μｍであり、好ましくは１．５〜４μｍである。

上記本発明の直線偏光分離フィルムは、ハードコート層を外側（凸側）にして、６ｍｍの円径の棒に巻き付けた場合にもハードコート層にはクラックが入らないものが好ましい。これは直線偏光分離フィルムの屈曲性を示すものである。

また本発明の直線偏光分離フィルムは、前記ハードコート層が、導電性を有するハードコート層であることを特徴とする。上記導電性を有するハードコート層は、前記ハードコート層による耐傷付き性、さらには取扱い性に加えて、帯電防止を有する。

前記導電性の直線偏光分離フィルムは、導電性を有するハードコート層が、金属酸化物微粒子を分散している樹脂被膜層により形成されていることが好ましい。

帯電防止機能は、導電性材料により付与することができるが、金属酸化物微粒子以外の材料では下記不具合がある。たとえば、特許文献１に記載のイオン性材料（アニオン系、カチオン系、ノニオン系等）を帯電防止剤に用いた場合には、前述の通り、耐久性および加熱時の耐傷付き性に問題がある。また、導電性ポリマー（ポリアニリン、ポリチオフェン等）を帯電防止剤に用いた場合にも加熱時の傷付き性に問題がある。また導電性ポリマーは透明性に難があり直線偏光分離積層フィルムの特徴である輝度向上に悪影響を及ぼす。上記のように金属酸化物微粒子を用いて帯電防止効果を付与し、樹脂被膜層によりハードコート層を形成した前記導電性を有するハードコート層は、耐久性、加熱時の耐傷付き性に係わる問題がない。

前記直線偏光分離フィルムにおいて、ハードコート層の透過率が８０％以上であることが好ましい。透過率が８０％より低くなると、直線偏光分離積層フィルムの特徴である輝度向上の点では好ましくない。透過率は８０％以上、さらには８５％以上であるのが好ましい。

また本発明は前記直線偏光分離フィルムのハードコート層を有しない側に、直線偏光フィルムが積層されていることを特徴とする直線偏光分離積層フィルム、に関する。

また本発明は前記直線偏光分離積層フィルムの直線偏光フィルムに、位相差板が積層していることを特徴とする直線偏光分離積層フィルム、に関する。

また本発明は前記直線偏光分離フィルムまたは前記直線偏光分離積層フィルムに、少なくとも光源を配置してなることを特徴とするバックライトシステム、に関する。

さらには本発明は、前記バックライトシステムに、少なくとも液晶セルを配置してなることを特徴とする液晶表示装置、に関する。

本発明の直線偏光分離フィルムは、取扱い性がよく、直線偏光フィルムと積層し、さらには位相差板等の光学素子を積層して用いることができる。また本発明の直線偏光分離フィルムは、ハードコート層、さらには導電性のハードコート層を有することから、フィルムの軟化及び帯電による液晶パネルの表示画質を損なうことなく、バックライトシステム、液晶表示装置における輝度向上に用いることがでいきる。

以下に本発明を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の直線偏光分離フィルム（Ａ）の断面図であり、一般的な直線偏光分離フィルム（１）の片側に、ハードコート層（２）が設けられている。ハードコート層（２）は導電性のハードコート層（２ａ）とすることができる。

図２は、直線偏光分離積層フィルム（Ｂ１）の断面図であり、図１に示す直線偏光分離フィルム（Ａ）における直線偏光分離フィルム（１）のハードコート層（２）または（２ａ）を有しない側に、直線偏光フィルム（３）が積層されている。直線偏光分離フィルム（１）の透過軸と、直線偏光フィルム（３）の透過軸とはそれらの方向を合わせて積層する。図３は、図２の直線偏光分離積層フィルム（Ｂ）における直線偏光フィルム（１）に、位相差板（４）が積層している場合の断面図である。

直線偏光分離フィルム（１）としては、グリッド型偏光子、屈折率差を有する２種以上の材料による２層以上の多層薄膜積層体、ビームスプリッターなどに用いられる屈折率の異なる蒸着多層薄膜、複屈折を有する２種以上の材料による２層以上の複屈折層多層薄膜積層体、複屈折を有する２種以上の樹脂を用いた２層以上の樹脂積層体を延伸したもの、直線偏光を直交する軸方向で反射／透過することで分離するものなどがあげられる。

例えばポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートに代表される延伸により位相差を発生する材料やポリメチルメタクリレートに代表されるアクリル系樹脂、ＪＳＲ社製のアートンに代表されるノルボルネン系樹脂等の位相差発現量の少ない樹脂を交互に多層積層体として一軸延伸して得られるものを用いることができる。直線偏光分離フィルム（１）の具体例としては、３Ｍ社製のＤＢＥＦ等があげられる。直線偏光分離フィルム（１）の厚さは、通常、５０〜２００μｍ程度である。

ハードコート層（２）は、樹脂被膜層により形成することができる。樹脂被膜層を形成する樹脂材料は、樹脂皮膜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光拡散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。

樹脂被膜層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、前記樹脂（塗工液）を、直線偏光分離フィルム（１）に塗工し、乾燥する。硬化性樹脂を用いた場合には、その後に硬化処理する。前記塗工液の塗工方法は、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、グラビア等の方法を採用できる。なお、塗工にあたり、前記塗工液は、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。

導電性のハードコート層（２ａ）は、たとえば、金属酸化物微粒子を分散している樹脂被膜層により形成することができる。樹脂被膜層の形成材料は前記同様のものが用いられるが、金属酸化物微粒子の分散が可能なものが選択される。

金属酸化物微粒子としては、ＩＴＯ、ＡＴＯ、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化カルシウム、酸化インジウム、酸化カドミウム等があげられる。金属酸化物微粒子には燐等をドープすることができる。これら金属酸化物微粒子は、透過率の観点などから平均粒子径は通常０．１μｍ以下程度であるのが好ましい。さらには０．０８μｍ以下、０．０６μｍ以下であるのが好ましい。その他、金属酸化物微粒子に加えて、導電性フィラーとしてカーボン微粒子や、金、銀などの金属微粒子を加えることができる。

導電性のハードコート層（２ａ）の形成は、前記塗工液として金属酸化物微粒子を分散含有するものを用いること以外は前記同様の方法を採用できる。前記塗工液に含まれる金属酸化物微粒子の割合は、特に制限されず、帯電防止効果等を考慮して適宜に決定される。通常、前記樹脂１００重量部に対して、１０〜１０００重量部、さらには２０〜１００重量部とするのが好ましい。

ハードコート層（２）、導電性ハードコート層（２ａ）の厚みは、特に制限されないが、０．５〜１５μｍ程度であり、０．８〜１０μｍが好ましく、さらには１〜７μｍが好ましい。前述の通り、ハードコート層（２）、導電性ハードコート層（２ａ）の厚みはハードコート性と屈曲性を両立させるには、ハードコート層の厚みを１〜６μｍとするのが好ましく、１．５〜４μｍとするのがより好ましい。

直線偏光フィルム（３）は、通常、偏光板と称されるものであり、偏光子の片側または両側に保護フィルムを有するものが一般に用いられる。

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。

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硫酸亜鉛、塩化亜鉛等を含んでいてもよい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いし、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。

前記偏光子の片面または両面に設けられる透明保護フィルムを形成する材料としては、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。例えば、ポリエチレンテレフタレートや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やトリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーなどがあげられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしは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の如きポリ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、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、または前記ポリマーのブレンド物なども前記透明保護フィルムを形成するポリマーの例としてあげられる。透明保護フィルムは、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型、紫外線硬化型の樹脂の硬化層として形成することもできる。

また、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）に記載のポリマーフィルム、たとえば、（Ａ）側鎖に置換および／または非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、（Ｂ）側鎖に置換および／非置換フェニルならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物があげられる。具体例としてはイソブチレンとＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物のフィルムがあげられる。フィルムは樹脂組成物の混合押出品などからなるフィルムを用いることができる。

保護フィルムの厚さは、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１〜５００μｍ程度である。特に１〜３００μｍが好ましく、５〜２００μｍがより好ましい。

また、保護フィルムは、できるだけ色付きがないことが好ましい。したがって、Ｒｔｈ＝［（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ］・ｄ（ただし、ｎｘ、ｎｙはフィルム平面内の主屈折率、ｎｚはフィルム厚方向の屈折率、ｄはフィルム厚みである）で表されるフィルム厚み方向の位相差値が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍである保護フィルムが好ましく用いられる。かかる厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍのものを使用することにより、保護フィルムに起因する偏光板の着色（光学的な着色）をほぼ解消することができる。厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）は、さらに好ましくは−８０ｎｍ〜＋６０ｎｍ、特に−７０ｎｍ〜＋４５ｎｍが好ましい。

保護フィルムとしては、偏光特性や耐久性などの点より、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマーが好ましい。特にトリアセチルセルロースフィルムが好適である。なお、偏光子の両側に保護フィルムを設ける場合、その表裏で同じポリマー材料からなる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保護フィルムを用いてもよい。前記偏光子と保護フィルムとは通常、水系粘着剤等を介して密着している。水系接着剤としては、イソシアネート系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリウレタン、水系ポリエステル等を例示できる。

前記透明保護フィルムの偏光子を接着させない面には、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを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。反射防止処理は偏光板表面での外光の反射防止を目的に施されるものであり、従来に準じた反射防止膜などの形成により達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。

またアンチグレア処理は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止等を目的に施されるものであり、例えば、サンドブラスト方式やエンボス加工方式による粗面化方式や透明微粒子の配合方式などの適宜な方式にて透明保護フィルムの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成することができる。前記表面微細凹凸構造の形成に含有させる微粒子としては、例えば、平均粒径が０．５〜５０μｍのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などの透明微粒子が用いられる。表面微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は、表面微細凹凸構造を形成する透明樹脂１００重量部に対して一般的に２〜５０重量部程度であり、５〜２５重量部が好ましい。アンチグレア層は、偏光板透過光を拡散して視角などを拡大するための拡散層（視角拡大機能など）を兼ねるものであってもよい。

なお、前記反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等は、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。

位相差板（４）は使用目的に応じた適宜な位相差板が用いられる。位相差板としては、ポリカーボネート、ノルボルネン系樹脂、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などの液晶材料からなる配向フィルム、液晶材料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（４）板の厚さは、通常０．５〜２００μｍであることが好ましく、特に１〜１００μｍであることが好ましい。

また位相差板（４）を、視角補償フィルムとして偏光板に積層して広視野角偏光板として用いられる。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、他に二軸延伸処理や直交する二方向に延伸処理等された複屈折を有するフィルム、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。視角補償フィルムは、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て適宜に組み合わせることができる。

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。

なお、位相差板（４）は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することができる。２可視光域等の広い波長範囲でλ／４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λ／４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λ／２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。

（各層の積層）
前記各層の積層は、重ね置いただけでも良いが、作業性や、光の利用効率の観点より各層を接着剤や粘着剤を用いて積層することが望ましい。その場合、接着剤または粘着剤は透明で、可視光領域に吸収を有さず、屈折率は、各層の屈折率と可及的に近いことが表面反射の抑制の観点より望ましい。かかる観点より、例えば、アクリル系粘着剤などが好ましく用いうる。各層は、それぞれ別途配向膜状などでモノドメインを形成し、透光性基材へ転写などの方法によって順次積層していく方法や、接着層などを設けず、配向のために、配向膜などを適宜形成し、各層を順次直接形成して行くことも可能である。

各層および（粘）接着層には、必要に応じて拡散度合い調整用に更に粒子を添加して等方的な散乱性を付与することや、紫外線吸収剤、酸化防止剤、製膜時のレベリング性付与の目的で界面活性剤などを適宜に添加することができる。

（バックライトシステム）
前記直線偏光分離フィルム（Ａ）または直線偏光分離積層フィルム（Ｂ：Ｂ１またはＢ２）には、少なくとも光源（ＢＬ）を配置してバックライトシステムを構築できる。光源たる導光板の下側（液晶セルの配置面とは反対側）には拡散反射板の配置が望ましい。平行光化フィルムにて反射される光線の主成分は斜め入射成分であり、平行光化フィルムにて正反射されてバックライト方向へ戻される。ここで背面側の反射板の正反射性が高い場合には反射角度が保存され、正面方向に出射できずに損失光となる。従って反射戻り光線の反射角度を保存せず、正面方向へ散乱反射成分を増大させるため拡散反射板の配置が望ましい。

前記直線偏光分離フィルム（Ａ）または直線偏光分離積層フィルム（Ｂ）とバックライト光源（ＢＬ）の間には適当な拡散板を設置することが望ましい。斜め入射し、反射された光線をバックライト導光体近傍にて散乱させ、その一部を垂直入射方向へ散乱せしめることで光の再利用効率が高まるためである。拡散板としては、表面凹凸形状による物の他、屈折率が異なる微粒子を樹脂中に包埋する等の方法で得られる。この拡散板は前記直線偏光分離フィルム（Ａ）または直線偏光分離積層フィルム（Ｂ）とバックライト間に挟み込んでも良いし、平行光化フィルムに貼り合わせてもよい。

前記直線偏光分離フィルム（Ａ）または直線偏光分離積層フィルム（Ｂ）を貼り合わせた液晶セルをバックライトと近接して配置する場合、フィルム表面とバックライトの隙間でニュートンリングが生じる恐れがあるが、前記直線偏光分離フィルム（Ａ）または直線偏光分離積層フィルム（Ｂ）の導光板側表面に表面凹凸を有する拡散板を配置することによってニュートンリングの発生を抑制することができる。

（液晶表示装置）
液晶表示装置には、常法に従って、各種の光学層等が適宜に用いられて作製される。液晶セルの両側に偏光板が配置されている。上記直線偏光分離フィルム（Ａ）または直線偏光分離積層フィルム（Ｂ）は、図５に示すように液晶セルの光源側に適用される。図５は、図２の直線偏光分離積層フィルム（Ｂ）を液晶表示装置に適用した場合の断面図である。液晶セル（ＬＣ）の両側には直線偏光フィルム（３）がそれらの透過軸が直交になるように配置されている。なお、図５において、図３の直線偏光分離積層フィルム（Ｂ２）を図２の直線偏光分離積層フィルム（Ｂ１）に代えて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、本発明の直線偏光分離フィルム（Ａ）または直線偏光分離積層フィルム（Ｂ）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。

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。

（その他の材料）
前記のほか実用に際して積層される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、楕円偏光板または円偏光板に、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があげられる。

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、必要に応じ透明保護層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。

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。また前記保護フィルムに微粒子を含有させて表面微細凹凸構造とし、その上に微細凹凸構造の反射層を有するものなどもあげられる。前記した微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射により拡散させて指向性やギラギラした見栄えを防止し、明暗のムラを抑制しうる利点などを有する。また微粒子含有の保護フィルムは、入射光及びその反射光がそれを透過する際に拡散されて明暗ムラをより抑制しうる利点なども有している。保護フィルムの表面微細凹凸構造を反映させた微細凹凸構造の反射層の形成は、例えば真空蒸着方式、イオンプレーティング方式、スパッタリング方式等の蒸着方式やメッキ方式などの適宜な方式で金属を透明保護層の表面に直接付設する方法などにより行うことができる。

反射板は前記の偏光板の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。

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。

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。

上記の楕円偏光板や反射型楕円偏光板は、偏光板また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よって形成することができるが、予め積層して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。

本発明の光学素子には、粘着層または接着層を設けることもできる。粘着層は、液晶セルへの貼着に用いることができる他、光学層の積層に用いられる。前記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。

接着剤や粘着剤としては特に制限されない。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、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル／塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィン、エポキシ系、フッ素系、天然ゴム、合成ゴム等の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、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。

前記接着剤や粘着剤にはベースポリマーに応じた架橋剤を含有させることができる。また接着剤には、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接着剤層などであってもよい。

接着剤や粘着剤は、通常、ベースポリマーまたはその組成物を溶剤に溶解又は分散させた固形分濃度が１０〜５０重量％程度の接着剤溶液として用いられる。溶剤としては、トルエンや酢酸エチル等の有機溶剤や水等の接着剤の種類に応じたものを適宜に選択して用いることができる。

粘着層や接着層は、異なる組成又は種類等のものの重畳層として偏光板や光学フィルムの片面又は両面に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。

粘着層等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鏡アルキル系、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。

なお本発明において、上記光学素子等、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。

以下、本発明を実施例をあげて、具体的に説明する。

実施例１
直線偏光分離機能フィルムとして、３Ｍ社製のＤＢＥＦを用いた。ＤＢＥＦの片面に、アクリル系ハードコート樹脂（大日本インキ化学工業（株）製，ユニディック１７−８１３）をイソプロピルアルコールに分散させた固形分濃度２５重量％の塗工液を塗布し、８０℃で２分間乾燥させ、さらに紫外線処理することにより、厚さ１．５μｍのハードコート層を形成した直線偏光分離フィルムを得た。

実施例２〜６
実施例１において、ハードコート層の厚さを表１に示すように変えたこと以外は実施例１と同様にしてハードコート層を形成した直線偏光分離フィルムを得た。

比較例１
直線偏光分離フィルムに導電性ハードコート層を設けなかったもの、すなわち、ＤＢＥＦをそのまま用いた。

実施例７
直線偏光分離機能フィルムとして、３Ｍ社製のＤＢＥＦを用いた。ＤＢＥＦの片面に、金属微粒子（ＡＴＯ：アンチモン含有酸化スズ、平均粒子径４０ｎｍ以下）３０重量部およびアクリル系ハードコート樹脂（大日本インキ化学工業（株）製，ユニディック１７−８１３）７０重量部をイソプロピルアルコールに分散させた固形分濃度２５重量％の塗工液を塗布し、８０℃で２分間乾燥させ、さらに紫外線処理することにより、厚さ２．５μｍの導電性ハードコート層を形成し、導電性直線偏光分離フィルムを得た。

実施例８
実施例７において、金属微粒子として、平均粒子径２０ｎｍ以下の酸化アンチモンを用いたこと以外は実施例７と同様にして導電性ハードコート層を形成した導電性直線偏光分離フィルムを得た。

実施例９
実施例７において、金属微粒子として、平均粒子径３０ｎｍ以下の燐ドープ酸化スズを用いたこと以外は実施例７と同様にして導電性ハードコート層を形成した導電性直線偏光分離フィルムを得た。

実施例１０
直線偏光分離機能フィルムとして、３Ｍ社製のＤＢＥＦを用いた。ＤＢＥＦの片面に、金属微粒子（酸化アンチモン、平均粒子径３０ｎｍ以下）３０重量部およびアクリル系ハードコート樹脂（大日本インキ化学工業（株）製，ユニディック１７−８１３）７０重量部をイソプロピルアルコールに分散させた固形分濃度２５重量％の塗工液を塗布し、８０℃で２分間乾燥させ、さらに紫外線処理することにより、厚さ３μｍの導電性ハードコート層を形成し、導電性直線偏光分離フィルムを得た。

実施例１１
直線偏光分離機能フィルムとして、３Ｍ社製のＤＢＥＦを用いた。ＤＢＥＦの片面に、カチオン系材料（日本油脂（株）製，エレガンＴ−１１００ＴＭ）１重量部およびアクリル系ハードコート樹脂（大日本インキ化学工業（株）製，ユニディック１７−８１３）９９重量部をイソプロピルアルコールに分散させた固形分濃度２５重量％の塗工液を塗布し、８０℃で２分間乾燥させ、さらに紫外線処理することにより、厚さ３μｍの導電性ハードコート層を形成し、導電性直線偏光分離フィルムを得た。

比較例２
実施例７において、導電性ハードコート層を形成する代わりに、導電性ポリマー（ポリアニリン）をイソプロピルアルコールに溶解した固形分濃度２５重量％の塗工液を塗布し、８０℃で２分間乾燥させて、厚さ３μｍの導電性層を形成したこと以外は実施例７と同様の操作を行ない、導電性直線偏光分離フィルムを得た。

上記実施例および比較例で得られた直線偏光分離フィルムについて下記評価を行なった。結果を表１に示す。

（透過率）
ハードコート層の透過率は、別途、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に、上記同様の塗工液を上記同様の条件で作製したハードコート層について測定した。塗工液を塗布前のＰＥＴフィルムの透過率（Ａ）と塗布後のハードコート層を有するＰＥＴフィルムの透過率（Ｂ）を測定した。透過率（Ｂ）を表１に示す。透過率（Ｂ）は透過率（Ａ）を１００％とした場合の相対的値である。比較例１については測定していない。なお、透過率の測定装置は、分光光度計（日立製作所製，Ｕ４１００ ＳＰＥＣＴＲＯＰＨＯＴＯＭＲＴＥＲ）を用いた。

（鉛筆硬度）
ガラス板に、ハードコート層面を上にして試験サンプルを置き、荷重５００ｇで各種硬度の鉛筆で線を引き、ハードコート層（比較例１はＤＢＥＦ）に傷が生じた１ランク下の硬度とした。

（擦傷性）
ガラス板に、ハードコート層面を上にして試験サンプルを置き、＃００００番のスチールウールに４００ｇの荷重をかけて１０往復させた後、下記基準により目視で傷の発生状況を確認した。
○：傷がほとんど確認されなかった場合。
△：数本の傷が確認できた場合。
×：著しく（多数）傷が確認された場合。

（屈曲性）
ある直径φの円形の棒に、ハードコート層面を外側にして巻きつけた場合に、ハードコート層のクラックが発生するかどうかを目視で確認した。クラックが発生した直径（ｍｍ）を表１に示す。

（耐傷付き性）
ガラス板上に、ハードコート層面を上にして試験サンプルを置き、その上にプリズムシート（３Ｍ社製，ＢＥＦＩＩ）を置き（プリズム面を試験サンプル側にして）、その上から、荷重１０ｇ／ｃｍ² をかけて、８５℃で２４時間加熱試験を行い、ハードコート層面にプリズムシートの型が転写するか（傷が発生するか）の確認を行った。

（耐久性）
加熱（８０℃）、加湿（６０℃／９０％Ｒ．Ｈ．）、低温（−４０℃）において、５００時間放置した後の外観の変化を確認した。

（直線偏光分離積層フィルムの作製）
上記実施例および比較例で得られた直線偏光分離フィルムまたは導電性直線偏光分離フィルムの片面（ハードコート層とは逆面）に直線偏光フィルム（日東電工社製，ＴＥＧ１４６５ＤＵ）をアクリル系粘着剤を介して貼り合せて、直線偏光分離積層フィルムを得た。また直線偏光分離フィルム側（ハードコート層側）には保護フィルム（日東電工製，ＰＰＦ１００Ｔ）を貼り合せた。得られた直線偏光分離積層フィルムも上記同様の耐久性を有していた。

（帯電時間）
上記で得られた直線偏光分離積層フィルムの直線偏光フィルム側と液晶セルをアクリル系粘着剤を介して貼り合せを行った。その後、直線偏光分離フィルム側の保護フィルムを剥離することにより静電気を発生させ、パネルへの影響を調査した。結果を表１に示す。静電気発生時のパネルへの影響は、静電気を発生させる前の帯電量を測定しておき、保護フィルムを剥離して帯電させたサンプルが初期の帯電量に戻るまでの時間を測定した。

（位相差板の積層）
上記で得られた直線偏光分離積層フィルムの直線偏光フィルム側に、アクリル系粘着剤を介して位相差板を積層させたものについて、耐久性、帯電時間を測定した。位相差板を積層する前と同様の耐久性、帯電時間を有していた。

本発明の導電性直線偏光分離フィルム（Ａ）の断面図の一例である。 本発明の直線偏光分離積層フィルムの断面図の一例である。 本発明の直線偏光分離積層フィルムの断面図の一例である。 従来の直線偏光分離積層フィルムの断面図の一例である。 本発明の液晶表示装置の断面図の一例である。 従来の液晶表示装置の断面図の一例である。

符号の説明

１ 直線偏光分離フィルム
２ ハードコート層
２ａ 導電性ハードコート層
３ 直線偏光フィルム
４ 位相差板
ＬＣ 液晶セル
ＢＬ 光源

Claims (9)

1. 直線偏光分離フィルムの片側に、直線偏光分離フィルムに接して、厚みが１〜６μｍであり、かつ樹脂被膜層（但し、酸化チタン粒子を１０％以上有する層を除く）により形成されている鉛筆硬度がＢまたはＨＢのハードコート層を有することを特徴とする直線偏光分離フィルム。
2. 前記ハードコート層は、ハードコート層を外側（凸側）にして、６ｍｍの円径の棒に巻き付けた場合にもクラックが入らないことを特徴とする請求項１記載の直線偏光分離フィルム。
3. 前記ハードコート層が、導電性を有するハードコート層であることを特徴とする請求項１または２記載の直線偏光分離フィルム。
4. 前記導電性を有するハードコート層が、金属酸化物微粒子を分散している樹脂被膜層（但し、酸化チタン粒子を１０％以上有する層を除く）により形成されていることを特徴とする請求項３記載の直線偏光分離フィルム。
5. 前記ハードコート層の透過率が８０％以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の直線偏光分離フィルム。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の直線偏光分離フィルムのハードコート層を有しない側に、直線偏光フィルムが積層されていることを特徴とする直線偏光分離積層フィルム。
7. 請求項６記載の直線偏光分離積層フィルムの直線偏光フィルムに、位相差板が積層していることを特徴とする直線偏光分離積層フィルム。
8. 請求項１〜５のいずれかに記載の直線偏光分離フィルムまたは請求項６もしくは７記載の直線偏光分離積層フィルムに、少なくとも光源を配置してなることを特徴とするバックライトシステム。
9. 請求項８記載のバックライトシステムに、少なくとも液晶セルを配置してなることを特徴とする液晶表示装置。

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