(57)【要約】【課題】色ずれが目立たない状態を維持しながら、反射防止機能を得る。【解決手段】表面に多数の凸部１０３がランダム配置され、その凸部１０３を除く低屈折率層１０２の厚さが透明支持体１０１の中心から端部に向って減少している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明支持体上に該透明支持体よりも屈折率の低い低屈折率層を少なくとも１つ積層した光学フィルムであって、
最上層の前記低屈折率層の表面に多数の凹部又は多数の凸部がランダムに形成され、
前記凹部を埋めた状態又は前記凸部を除いた状態での前記最上層の低屈折率層の厚さが、前記透明支持体の中心から端部に向って減少している光学フィルム。
【請求項２】
請求項１記載の光学フィルムであって、
前記凹部又は前記凸部の平面視における平均面積が、２０μｍ＊２０μｍ〜３００μｍ＊３００μｍの範囲にある光学フィルム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光学フィルムであって、
前記透明支持体の中心における前記厚さをｌとし、前記透明支持体の端部における前記厚さをｍとしたとき、１．００＜ｌ／ｍ＜１．０５の条件を満たす光学フィルム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか記載の光学フィルムが表面に貼り付けられた表示装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか記載の光学フィルムが表面に貼り付けられた偏向板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明支持体上に該透明支持体よりも屈折率の低い低屈折率層を少なくとも１つ積層した光学フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、エレクトロルミネセンスディスプレイ（ＥＬＤ）、陰極線管表示装置（ＣＲＴ）のような表示装置の表面には、蛍光灯や外光の映り込みが生じる場合がある。この場合には、その表示装置の画面に表示された文字や画像が見難くなる。
【０００３】
これに対し、表示装置の表面に反射防止機能を持つ光学フィルムを貼り付けて、その表面からの反射光の輝度を低減することが行われている。この光学フィルムとしては、透明フィルム上に、この透明フィルムよりも屈折率の低い低屈折率層である金属酸化物の透明薄膜を積層したものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。なお、低屈折率層を複数積層した光学フィルムでは、可視域のなるべく広い領域での光の反射を防止することが可能となる。
【０００４】
この光学フィルムは、光学干渉を利用して反射防止をするように機能する。このため、光の反射防止が正面方向で最適となるように設計されると、斜め方向から見た場合に低屈折率層の膜厚増加を生じ、この斜め方向からの反射光が色づいて違和感を生じる。従って、画面表示される文字や、画像が見難くなる場合がある。
【０００５】
一方、低屈折率層内への光の入射角θに対し、反射防止効果を最も高らしめるには、低屈折率層の膜厚をｄ、屈折率をｎ、光の入射波長をλとすると、以下の式（１）を満足するときであるとされている。
ｎ・ｄ／ｃoｓθ＝λ／４    （１）
【０００６】
この式（１）に従えば、低屈折率層の屈折率ｎを空気層の屈折率に対して１．５と仮定し、可視光の中心波長λを５５０ｎｍ、入射角度を０度とすると、膜厚ｄは９２ｎｍとなり、この膜厚にしておけば、光の入射角度が０度のとき、反射率が最も低くなる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１２１６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記計算式により、低屈折率層の膜厚を９２ｎｍとすれば反射率の低減効果が得られるものの、このような微小膜圧を正確に形成することは困難である。つまり、実際には低屈折率層の膜厚にむらが生じ、所期の干渉条件が変化し、反射低下波長にずれが生じる。この結果、色ずれおよび反射光のむらが看取される（第１の問題点）。
【０００９】
また、画面中央の正面から観察したとき、所期の干渉条件（反射防止効果）が得られる光学フィルムでは、画面の両端部を斜め方向に観察することになるため、実質の膜厚増加によって光路長が増加する。この結果、色ずれが生じ、反射光のむらとして看取される（第２の問題点）。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、視覚的に色付きが少なく、所期の反射防止効果を得ることができる光学フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の光学フィルムは、透明支持体上に該透明支持体よりも屈折率の低い低屈折率層を少なくとも１つ積層した光学フィルムであって、最上層の前記低屈折率層の表面に多数の凹部又は多数の凸部がランダムに形成され、前記凹部を埋めた状態又は前記凸部を除いた状態での前記最上層の低屈折率層の厚さが、前記透明支持体の中心から端部に向って減少している。
【００１２】
本発明の光学フィルムは、前記凹部又は前記凸部の平面視における平均面積が、２０μｍ＊２０μｍ〜３００μｍ＊３００μｍの範囲にある。
【００１３】
本発明の光学フィルムは、前記透明支持体の中心における前記厚さをｌとし、前記透明支持体の端部における前記厚さをｍとしたとき、１．００＜ｌ／ｍ＜１．０５の条件を満たす。
【００１４】
本発明の表示装置は、前記光学フィルムが表面に貼り付けられたものである。
【００１５】
本発明の偏向板は、前記光学フィルムが表面に貼り付けられたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、視覚的に色付きが少なく、所期の反射防止効果を得ることができる光学フィルムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の実施形態を説明するための光学フィルムの断面模式図である。図２は、図１に示す光学フィルムを真上（図１中の矢印Ｘ方向）から見たときの平面図である。
図１に示す光学フィルム１００は、透明支持体１０１と、透明支持体１０１上に積層された低屈折率層１０２とを備える。透明支持体１０１は、ガラスやプラスチックなどの成形物、シート、フィルムなどからなる。プラスチックを透明支持体１０１として使用する場合には、低屈折率層１０２の付着性、耐薬品性、耐久性などの諸物性を考慮した表面被覆処理が施される。この表面被覆処理には、透明支持体１０１と同様の透明性が要求される。
【００１８】
低屈折率層１０２には、透明支持体１０１よりも屈折率が低い無機酸化物、例えば金属酸化物の透明薄膜が用いられる。この低屈折率層１０２は、金属酸化物の化学蒸着（ＣＶＤ）や物理蒸着（ＰＶＤ）、或いは無機微粒子の塗布等により形成される。なお、この無機微粒子を２種類（例えば、ＭｇＦ２とＳｉＯ２）以上混在したものでは、屈折率を変化させることができる。又、低屈折率層１０２は、透明支持体１０１上に複数積層してあっても良い。
【００１９】
低屈折率層１０２（複数積層した場合には最上層の低屈折率層）の表面にはランダムに配置された多数の凸部１０３が形成され、多数の凸部１０３によって突出していない窪んだ部分が凹部１０４となっている。
【００２０】
凸部１０３がランダムに形成されていることにより、低屈折率層１０２の膜厚は場所によってランダムに異なる。このため、場所によっては上記式（１）の条件が満たされなくなり、入射角０°の場合でも色のずれが生じてしまう。しかし、視覚的には、色のずれの総和が認識されるため、上記条件が満たされる部分と満たされない部分とがランダムに多数存在することにより、結果的に色ずれが目立たず、むらの少ない反射光として知覚可能になる。又、凸部１０３がランダムに形成されることで、光学フィルム１００を表示装置に適用した場合に、モアレを抑制することができる。
【００２１】
又尚製造上の容易さ及び説明の容易さから、多数の凸部１０３のそれぞれの突出高さは略同一となっているものとする。ただし、多数の凸部１０３の突出高に変化がある構成での実施も可能である。そして、凸部１０３を除く低屈折率層１０２の厚さ（以下、単に低屈折率層１０２の厚さという）は、透明支持体１０１の中心ではｌ、端部ではｍ（＜ｌ）となっており、中心から端部に向って減少している。このため、低屈折率層１０２の端部を斜め方向から観察した場合に、入射光の光路長が増加するのを回避することができ、斜め方向から見たときの色ずれも解消することができる。
【００２２】
低屈折率層１０２の厚さは、上記式（１）に示すｄの値として求めることができる。まず、光学フィルム１００を観察するときの光の入射角θを、透明支持体１０１の中心から端部に至る任意の位置において設定する（中心での入射角を０度とする）。そして、設定した入射角θにおいて干渉条件を満たすｄの値を式（１）により算出し、算出した値を、その位置における低屈折率層１０２の厚さとする。このようにして、透明支持体１０１の中心から端部に至る任意の位置毎に、低屈折率層１０２の厚さを決定することができる。入射角θは透明支持体１０１の中心から端部に向かうにつれて増加するため、式（１）によれば、低屈折率層１０２の厚さは、透明支持体１０１の中心から端部に向かうにしたがって減少する。
【００２３】
凸部１０３は、図２に示すように平面視において例えば正方形状となっており、２０インチの表示装置用の光学フィルムの場合、多数の凸部１０３それぞれの面積の平均値が２０μｍ＊２０μｍ〜３００μｍ＊３００μｍの範囲にあることが好ましい。この面積が大きすぎたり、小さすぎたりすると、回折現象によって上記効果が弱まって色ずれが目立ってしまうためである。尚、凸部１０３は、矩形である必要はなく、円形、その他の立体形状とすることができる。
【００２４】
透明支持体１０１の中心における低屈折率層１０２の厚さｌと、透明支持体１０１の端部における低屈折率層１０２の厚さｍが、１．００＜ｌ／ｍ＜１．０５の条件を満たす場合に、色ずれ抑制効果を最も大きくすることができる。
【００２５】
このような構成の光学フィルムをHDTV(ハイヒ゛シ゛ョン)タイフ゜の表示装置に適用する場合を考える。HDTV(ハイヒ゛シ゛ョン)タイフ゜の表示装置の場合、臨場感を実感できる観察距離としては、表示装置の画面(表示域)の縦の長さの３倍の観察距離が推奨されている。HDTV(ハイヒ゛シ゛ョン)タイフ゜の画面の縦／横比は、９／１６となる。例えば、縦が９ｕの画面のHDTVを考えると、その画面の中心から端部までの距離は８ｕとなり、推奨される観察距離は２７ｕとなる。ここでｕは仮想的な単位長さとする。この場合、反射の防止効果を最も高める厚みは、（１）式を考慮することで、
ｌ＝λ／（４ｎ）
となり、ｍは、
ｍ＝cosθ・λ／（４ｎ）≒0.958・λ／（４ｎ）＝0.958・ｌ
となり、
l/m=1/0.958≒1.043
が厳密な意味での最適条件であると考えられる。但し実際の観視形態を考え、観察者の頭の動き等も勘案すると、この条件を、l/m：1.04〜1.0５の範囲に広げることが考えられる。
【００２６】
更に、NTSCでは、画面比率は縦／横比が３／４で観察推奨距離は画面の縦の長さの５倍が知られている。この場合も同様に、
l/m=1/0.991≒1.008
が厳密な意味での最適条件となる。この場合も実際の観視形態を考えると、l/m：1.0０〜1.0１の範囲に広げることができる。
【００２７】
これらHDTVとNTSCの両方を満足することが、実用的な好適条件と考えられるため、
１．００＜ｌ／ｍ＜１．０５を適当な範囲として規定することができる。
【００２８】
以上のように説明した光学フィルム１００は、液晶表示装置等の表示装置の表面に貼り付けて用いることで、その表面上での反射を抑えることができ、画面に表示される文字や図形が見づらくなるのを防止することができる。又、光学フィルム１００を、表示装置に用いる偏向板の表面に貼り付けて一体化した製品として販売することも可能である。
【００２９】
（第二実施形態）
本実施形態の光学フィルムは、その断面図は図１と同じであり、平面図が、図２に示す平面図において、符号１０３と符号１０４を入れ替えた構成、即ち、低屈折率層１０２の表面に多数の凹部１０４が形成され、凹部１０４によって窪んでいない部分が凸部１０３となっている構成である。本実施形態の光学フィルムによれば、多数の凹部１０４がランダムに形成されていることにより、第一実施形態の光学フィルムと同じ効果を得ることができる。以下、このような構成をとった場合について詳しく説明する。
【００３０】
多数の凹部１０４のそれぞれの窪み深さは略同一となっている。そして、凹部１０４を埋めた状態における低屈折率層１０２の厚さ（以下、単に低屈折率層１０２の厚さという）は、透明支持体１０１の中心ではＬ（図１参照）、端部ではＭ（＜Ｌ）（図１参照）となっており、中心から端部に向って減少している。このため、低屈折率層１０２の端部を斜め方向から観察した場合、入射光の光路長が増加するのを回避することができ、斜め方向から見たときの色ずれも解消することができる。
【００３１】
低屈折率層１０２の厚さは、上記式（１）に示すｄとして求めることができる。まず、光学フィルム１００を観察するときの光の入射角θを、透明支持体１０１の中心から端部に至る任意の位置において設定する（中心での入射角を０度とする）。そして、設定した入射角θにおいて干渉条件を満たすｄの値を式（１）により算出し、算出した値を、その位置における低屈折率層１０２の厚さとする。このようにして、透明支持体１０１の中心から端部に至る任意の位置毎に、低屈折率層１０２の厚さを決定することができる。入射角θは透明支持体１０１の中心から端部に向かうにつれて増加するため、式（１）によれば、低屈折率層１０２の厚さは、透明支持体１０１の中心から端部に向かうにしたがって減少する。
【００３２】
凹部１０４は、平面視において例えば正方形状となっており、２０インチの表示装置用の光学フィルムの場合、多数の凹部１０４それぞれの面積の平均値が２０μｍ＊２０μｍ〜３００μｍ＊３００μｍの範囲にあることが好ましい。この面積が大きすぎたり、小さすぎたりすると、回折現象によって上記効果が弱まって色ずれが目立ってしまうためである。尚、凹部１０４は、矩形である必要はなく、円形、その他の立体形状とすることができる。
【００３３】
透明支持体１０１の中心における低屈折率層１０２の厚さＬと、透明支持体１０１の端部における低屈折率層１０２の厚さＭが、１．００＜Ｌ／Ｍ＜１．０５の条件を満たす場合に、色ずれ抑制効果を最も大きくすることができる。この理由は第一実施形態で述べたとおりである。
【００３４】
次に、光学フィルム１００の製造工程を、図３の工程図を参照して説明する。ここでは、透明支持体１０１がプラスチックである場合について述べる。
まず、透明支持体１０１の素材であるプラスチック材料２０１を用意し、図３（ａ）に示すように、所定の膜厚変動分を与える押し型２０２を加圧密着させる。
【００３５】
次に、押し型２０２を取り除いて、図３(ｂ）に示す形状に成形された透明支持体１０１を得る。続いて、この透明支持体１０１上に、透明支持体１０１よりも屈折率が低い低屈折率材料２０３を、式（１）によって求めたｄの値に基づいて所定量成膜し、これを平坦化して図３（ｃ）に示すような状態を得る。この状態で、低屈折率材料２０３の厚さは、透明支持体１０１の中心から端部に向かって減少しており、中心から端部の任意の位置における厚さは、その位置における入射角によって式（１）で計算して得られた厚さとなっている。図３（ｃ）で示す状態が、第一実施形態においては、凸部１０３を除いた状態に相当し、第二実施形態においては、凹部１０４を埋めた状態に相当する。
【００３６】
第一実施形態で説明した光学フィルムを作る場合は、透明プラスチック材２０３を硬化させた後、透明プラスチック材２０３の表面に、透明プラスチック材２０３と同じ材料の粒子等を塗布して多数の凸部を形成することで、光学フィルム１００の製造を完了する。
一方、第二実施形態で説明した光学フィルムを作る場合は、透明プラスチック材２０３を硬化させる前に、透明プラスチック材２０３の表面に押し型を用いて多数の凹部１０４を形成し、その後、透明プラスチック材２０３を硬化させることで、光学フィルム１００の製造を完了する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態を説明するための光学フィルムの断面模式図
【図２】図１に示す光学フィルムの平面図
【図３】図１に示す光学フィルムの製造工程を示す工程図
【符号の説明】
【００３８】
１０１  透明支持体
１０２  低屈折率層
１０３  凸部
１０４  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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