(57)【要約】【課題】凝集なく粒子を分散させた状態で塗工液の送液および塗工が行なわれる塗工装置、該塗工装置を用いた光学フィルムの製造方法を提供する。【解決手段】バインダー樹脂と粒子とを含有する塗工液を、基材フィルム上に塗工するための塗工装置であって、第１のタンクと、当該第１のタンクの下流側に設けられたコーターと、当該第１のタンクと当該コーターを接続する送液経路と、当該送液経路中に設けられ、塗工液を当該送液経路中の上流から下流へ送液する第１の送液ポンプと、を有し、上記第１のタンクは、上記粒子を上記バインダー樹脂中に分散させる分散機を有する塗工装置、およびこの装置を用いた光学フィルムの製造方法である。【選択図】図１
2012078742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バインダー樹脂と粒子とを含有する塗工液を、基材フィルム上に塗工するための塗工装置であって、
第１のタンクと、前記第１のタンクの下流側に設けられたコーターと、前記第１のタンクと前記コーターを接続する送液経路と、前記送液経路中に設けられ、前記塗工液を前記送液経路中の上流から下流へ送液する第１の送液ポンプと、を有し
前記第１のタンクは、前記粒子を前記バインダー樹脂中に分散させる分散機を有する、塗工装置。
【請求項２】
前記第１の送液ポンプの下流に設けられた第２のタンクと、前記送液経路中に設けられ、前記塗工液を前記第２のタンクから前記コーターへ送液する第２の送液ポンプと、を有する、請求項１に記載の塗工装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の塗工装置を用いた光学フィルムの製造方法であって、
前記塗工液を前記第１のタンクに投入する工程、
前記分散機により、前記塗工液中に前記粒子を分散させる工程、
前記塗工液を前記第１のタンクから前記コーターに送液する工程、
前記コーターにより、前記塗工液を前記基材フィルム上に塗工する工程、をこの順で有する、光学フィルムの製造方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の塗工装置を用いた光学フィルムの製造方法であって、
前記バインダー樹脂と前記粒子とを前記第１のタンクに投入し前記塗工液を調製する工程、
前記分散機により、前記塗工液中に前記粒子を分散させる工程、
前記塗工液を前記第１のタンクから前記コーターに送液する工程、
前記コーターにより、前記塗工液を前記基材フィルム上に塗工する工程、をこの順で有する、光学フィルムの製造方法。
【請求項５】
基材フィルムおよび前記基材フィルム上に前記塗工液を塗工して形成された塗工層を有する請求項３または４に記載の製造方法により製造された光学フィルムと、前記基材フィルムの前記塗工層が設けられている側の面とは反対側の面に設けられた偏光フィルムとを有する、偏光板。
【請求項６】
画像表示素子と、請求項５に記載の偏光板とを備え、
前記偏光板は、前記画像表示素子側から前記偏光フィルム、前記基材フィルム、前記塗工層の順で位置するように設けられる、画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材フィルム上にバインダー樹脂と粒子とを含有する塗工液を塗工するための塗工装置、および当該塗工装置を用いて光学フィルムを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置は、携帯電話、パソコン用モニター、テレビ、液晶プロジェクタなどへの用途展開が急速に進んでいる。一般に、液晶表示装置は、バックライト装置と、液晶セル、該液晶セルのバックライト側に配置された背面側偏光板および該液晶セルの視認側に配置された前面側偏光板からなる液晶パネルと、を含んで構成される。
【０００３】
従来、液晶表示装置においては、表示画面を斜め方向から見た場合に、高いコントラストが得られない、さらには画像の明暗が逆転する階調反転現象等により良好な表示特性が得られないなどといった問題、すなわち、視野角が狭いという問題が指摘されてきた。
【０００４】
上記問題点を解決するための方法として、液晶表示装置の液晶セルのバックライト装置側に光拡散フィルムを設ける技術が従来知られている。光拡散フィルムとしては、たとえば、微粒子（光拡散剤）を含有する塗工液を基材上に塗工することにより形成される高ヘイズの光拡散層を有する光拡散フィルムが知られている。
【０００５】
また、外光の反射によるコントラストの低下や像の映り込みを防止するために防眩フィルムを設ける技術が知られている。防眩フィルムとしては、たとえば、塗膜表面にエンボス加工を施すことで防眩性を付与したり、粒子を混入させたバインダー樹脂を塗工することにより、塗工膜表面に凹凸を設けて防眩性を付与したりすることにより形成される。
【０００６】
粒子を含有する塗工液を基材フィルム上に塗工して光学機能層を形成する、上述のような光拡散フィルム、防眩フィルム等の光学フィルムの製造において、塗工液中で粒子が凝集すると、塗工装置の送液経路において目詰まりが発生する等の問題が生じる場合があり、または製造後のフィルムの光学機能の低下、欠陥を招く場合がある。したがって、塗工装置において、凝集なく粒子を分散させた状態で塗工液を送液し、塗工が行なわれることが重要となる。
【０００７】
通常、粒子を含有する塗工液には、あらかじめ分散剤や沈降防止剤を添加することで粒子の凝集を防いでいる。また、特開２００９−２５６９１号公報（特許文献１）には、光学フィルムの製造装置であって、送液タンクからダイヘッドの流入口に塗工液を供給する送液配管中に、塗工液に局所的に高せん断をかけるせん断付与部を設けた光学フィルムの製造装置が開示されている。せん断付与部は、配管の途中を急激に狭くすることにより構成されている。局所的に高せん断をかけることにより、塗工液中に粒子を分散させ、粒子の凝集を低減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２５６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
分散剤や沈降防止剤を添加するだけでは、完全に粒子の凝集を防止することは困難であり、調液後から塗工までの時間的な制約があったり、塗工できたとしても、粒子の分散状態が十分ではないために凝集起因の欠陥ができたり、光学機能が十分でなかったりするという問題が生じる場合があった。また、特許文献１のような製造装置では、高せん断を付与する時間が短いために塗工液中で粒子が十分に分散されない場合があった。また、高せん断を付与する前に、粒子の凝集に起因する目詰まりが生じる可能性があった。
【００１０】
本発明は、凝集なく粒子を分散させた状態で塗工液の送液および塗工が行なわれる塗工装置、該塗工装置を用いた光学フィルムの製造方法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】
本発明は、バインダー樹脂と粒子とを含有する塗工液を、基材フィルム上に塗工するための塗工装置であって、第１のタンクと、当該第１のタンクの下流側に設けられたコーターと、当該第１のタンクと当該コーターを接続する送液経路と、当該送液経路中に設けられ、塗工液を当該送液経路中の上流から下流へ送液する第１の送液ポンプと、を有し、上記第１のタンクは、上記粒子を上記バインダー樹脂中に分散させる分散機を有する塗工装置を提供する。
【００１２】
上記塗工装置は、上記第１の送液ポンプの下流に設けられた第２のタンクと、上記送液経路中に設けられ、上記塗工液を当該第２のタンクから上記コーターへ送液する第２の送液ポンプと、をさらに有してもよい。
【００１３】
また、本発明は、上記本発明の塗工装置を用いた光学フィルムの製造方法であって、塗工液を上記第１のタンクに投入する工程、上記分散機により、塗工液中に粒子を分散させる工程、塗工液を上記第１のタンクから上記コーターに送液する工程、上記コーターにより、塗工液を基材フィルム上に塗工する工程、をこの順で有する光学フィルムの製造方法を提供する。
【００１４】
また、本発明は、上記本発明の塗工装置を用いた光学フィルムの製造方法であって、バインダー樹脂と粒子とを上記第１のタンクに投入し塗工液を調製する工程、上記分散機により、塗工液中に粒子を分散させる工程、塗工液を上記第１のタンクから上記コーターに送液する工程、上記コーターにより、塗工液を基材フィルム上に塗工する工程、をこの順で有する光学フィルムの製造方法を提供する。
【００１５】
また、本発明は、基材フィルムおよび当該基材フィルム上に塗工液を塗工して形成された塗工層を有する上記光学フィルムと、当該基材フィルムの当該塗工層が設けられている側の面とは反対側の面に設けられた偏光フィルムとを有する偏光板を提供する。
【００１６】
また、本発明は、画像表示素子と、上記偏光板とを備え、上記偏光板は、画像表示素子側から偏光フィルム、基材フィルム、塗工層の順で位置するように設けられている、画像表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の塗工装置によると、凝集なく粒子を分散させた状態で塗工液の送液および塗工を行なうことができるので、目詰まりの発生が抑えられる。また、本発明の塗工装置を用いると、凝集なく粒子が分散された高品質の塗工層を有する光学フィルムを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態の塗工装置の構成を示す概略図である。
【図２】第２の実施形態の塗工装置の構成を示す概略図である。
【図３】第３の実施形態の塗工装置の構成を示す概略図である。
【図４】第４の実施形態の塗工装置の構成を示す概略図である。
【図５】本発明の光学フィルムの好ましい構成を示す概略断面図である。
【図６】本発明の光学フィルムの他の好ましい構成を示す概略断面図である。
【図７】本発明の光学フィルムを製造するための装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明について詳細に説明する。
[塗工装置および塗工方法]
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態の塗工装置の構成を示す概略図である。図１に示す塗工装置１０は、上流から下流に向けて、第１のタンク１１と、第１の送液ポンプ１２と、コーター１３とを順に備え、第１のタンク１１と第１の送液ポンプ１２を接続する送液配管（送液経路）１４と、第１の送液ポンプ１２とコーター１３を接続する送液配管（送液経路）１５とを備える。第１のタンク１１は、分散機１１ａを備える。
【００２０】
第１のタンク１１には、バインダー樹脂と粒子とを含有する塗工液が投入される。または、第１のタンク１１には、少なくともバインダー樹脂と粒子とが別々に投入され、第１のタンク１１中で塗工液が調製される。そして、第１のタンク１１内において、分散機１１ａが作動することにより、塗工液中に粒子が均一に分散される。なお、ここでの分散機とは、せん断や振動等の物理的な応力をかけて、凝集した粒子を塗工液中に分散させる装置のことをいう。第１のタンク１１は、投入されたバインダー樹脂、粒子等の原料を攪拌して塗工液を調製する攪拌機を備えていてもよい。または、分散機１１ａによる応力の付加により原料を混合することもできる。
【００２１】
分散機１１ａは、特に限定されることはなく、ホモミキサー、ホモジナイザー、コロイドミル、メディア式分散機、超音波分散機等公知のものを使用することができる。分散機のせん断応力の大きさ、作動時間（分散時間）は特に限定されることはなく、塗工液にあわせて調整すればよい。ただし、塗工液中で粒子が均一に分散した後も長時間にわたり分散を行なうことは、塗工液の液温が上昇して樹脂が変性したり、塗工前に重合反応が進行したりする恐れがあるため、好ましくない。
【００２２】
分散機の作動時における塗工液の過熱を防ぐために、第１のタンク１１は冷却機構を備えることが好ましい。冷却機構は特に制限はなく、第１のタンク１１の外壁を２重にしてその隙間に冷媒を流す方法（ジャケットタンク）や、チラーユニット等の冷却装置と接続した冷却管を第１のタンク１１内に設置する方法等の公知の方法を使用することができる。
【００２３】
送液配管１４は、第１のタンク１１の送液口近傍にバルブ（不図示）を備え、第１のタンク１１における塗工液の調製時、分散時、保存時にはバルブが閉じられている。第１のタンク１１は、調液タンク、ミキシングタンク、リザーバータンクとしての機能を担う。
【００２４】
コーター１３は、特に限定されることはなく、ワイヤーバーコーター、ロールコーター、グラビアコーター、ナイフコーター、スロットダイコーター、スピンコーター、スプレーコーター、スライドコーター、カーテンコーター、インクジェットコーター等が例示される。この中でも、塗工時の塗工液中への異物等の混入を極力防止する点から、スロットダイコーターが好ましく用いられる。
【００２５】
以下、図１の塗工装置１０を用いた塗工方法を説明する。まず、第１のタンク１１の送液口近傍のバルブが閉じられた状態で、第１のタンク１１内にバインダー樹脂と粒子とを含有する塗工液を投入する。その後、分散機１１ａを作動させて塗工液にせん断応力を付加し、塗工液中において粒子を分散させる。そして、第１のタンク１１の送液口近傍のバルブを開き、第１の送液ポンプ１２を作動させて、送液配管１４，１５を介してコーター１３に塗工液を送液する。コーター１３により、基材フィルム表面に塗工液が塗工される。
【００２６】
第１のタンク１１内には、上述のように予め調製された塗工液を投入してもよいし、バインダー樹脂と粒子とを別々に投入して第１のタンク１１内で混合し塗工液を調製してもよい。この場合、分散機１１ａを作動させて原料を混合してもよいし、たとえば攪拌機を設けて攪拌機を作動させることにより原料を混合してもよい。その後の塗工方法の手順は、上記にて説明した通りである。
【００２７】
＜第２の実施形態＞
図２は、第２の実施形態の塗工装置の構成を示す概略図である。図２に示す塗工装置２０は、上流から下流に向けて、第１のタンク２１と、第１の送液ポンプ２２と、第２のタンク２３と、第２の送液ポンプ２４と、コーター２５とを順に備え、第１のタンク２１と第１の送液ポンプ２２を接続する送液配管（送液経路）２６と、第１の送液ポンプ２２と第２のタンク２３を接続する送液配管（送液経路）２７と、第２のタンク２３と第２の送液ポンプ２４を接続する送液配管（送液経路）２８と、第２の送液ポンプ２４とコーター２５を接続する送液配管（送液経路）２９とを備える。第１のタンク２１は、分散機２１ａを備える。
【００２８】
第１の送液ポンプ２２の作動により、第１のタンク２１から、第２のタンク２３へ、送液配管２６，２７を介して塗工液が送液される。また、第２の送液ポンプ２４の作動により、第２のタンク２３からコーター２５へ、送液配管２８，２９を介して塗工液が送液される。第１のタンク２１、コーター２５、分散機２１ａは、それぞれ第１の実施形態の第１のタンク１１、コーター１３、分散機１１ａと同じ構成なので、説明を省略する。
【００２９】
第２のタンク２３は、第１のタンク２１から送液された塗工液の量が調整されてコーター２５に送液されるようにする、バッファタンクとしての役割を担う。第２のタンク２３からの塗工液の送液量は、第２の送液ポンプ２４の作動により調整する。第２のタンク２３は、好ましくは塗工液を攪拌する攪拌機を備える。また、送液配管２８は、第２のタンク２３の送液口近傍にバルブ（不図示）を備え、第２のタンク２３から送液されない状態ではバルブが閉じられている。
【００３０】
以下、図２の塗工装置２０を用いた塗工方法を説明する。まず、第１のタンク２１の送液口近傍のバルブが閉じられた状態で、第１のタンク２１内にバインダー樹脂と粒子とを含有する塗工液を投入する。その後、分散機２１ａを作動させて塗工液にせん断応力を付加し、塗工液中において粒子を分散させる。そして、第１のタンク２１の送液口近傍のバルブを開き、第１の送液ポンプ２２を作動させて、送液配管２６，２７を介して第２のタンク２３に塗工液を送液する。第２のタンク２３では、好ましくは攪拌機により塗工液を攪拌する。そして、第２の送液ポンプ２４を作動させて、送液配管２８，２９を介してコーター２５に塗工液を送液する。コーター２５により、基材フィルム表面に塗工液が塗工される。第２の送液ポンプ２４により、コーター２５に送液される塗工液の量が調整される。
【００３１】
第１のタンク２１内には、上述のように予め調製された塗工液を投入してもよいし、バインダー樹脂と粒子とを別々に投入して第１のタンク２１内で混合し塗工液を調製してもよい。この場合、分散機２１ａを作動させて原料を混合してもよいし、たとえば攪拌機を設けて攪拌機を作動させることにより原料を混合してもよい。その後の塗工方法の手順は、上記にて説明した通りである。
【００３２】
＜第３の実施形態＞
図３は、第３の実施形態の塗工装置の構成を示す概略図である。図３に示す塗工装置３０は、上流から下流に向けて、第１のタンク３１と、第１の送液ポンプ３２と、プレフィルタ３３と、第２のタンク３４と、第２の送液ポンプ３５と、メインフィルタ３６と、フローメータ３７と、コーター３８をと順に備え、第１のタンク３１と第１の送液ポンプ３２を接続する送液配管（送液経路）３０１と、第１の送液ポンプ３２とプレフィルタ３３を接続する送液配管（送液経路）３０２と、プレフィルタ３３と第２のタンク３４を接続する送液配管（送液経路）３０３と、第２のタンク３４と第２の送液ポンプ３５を接続する送液配管（送液経路）３０４と、第２の送液ポンプ３５とメインフィルタ３６を接続する送液配管（送液経路）３０５と、メインフィルタ３６とフローメータ３７を接続する送液配管（送液経路）３０６と、フローメータ３７とコーター３８を接続する送液配管（送液経路）３０８とを備える。第１のタンク３１は、分散機３１ａを備える。
【００３３】
第１の送液ポンプ３２の作動により、第１のタンク３１から、第２のタンク３４へ、送液配管３０１，３０２、プレフィルタ３３、送液配管３０３を通して塗工液が送液される。プレフィルタ３３は、塗工液からゴミや粒子の凝集物を取り除く。そして、第２の送液ポンプ３５の作動により、第２のタンク３４からコーター３８へ、送液配管３０４，３０５、メインフィルタ３６、送液配管３０６，３０７を通して塗工液が送液される。メインフィルタ３６は、塗工液からゴミや粒子の凝集物を取り除く。メインフィルタ３６により、たとえば塗工装置３０内で途中に混入したゴミも除去される。メインフィルタ３６は、プレフィルタ３３よりも高いフィルタリング性能を有するように構成することが好ましい。フローメータ３７は、コーター３８への塗工液の送液量を検出する。フローメータ３７での検出値に応じて、第２の送液ポンプ３５の作動を制御し、コーター３８への塗工液の送液量を調整する。
【００３４】
第１のタンク３１、コーター３８、分散機３１ａは、それぞれ第１の実施形態の第１のタンク１１、コーター１３、分散機１１ａと同じ構成であり、第２のタンク３４は第２の実施形態の第２のタンク２３と同じ構成なので、説明を省略する。
【００３５】
以下、図３の塗工装置３０を用いた塗工方法を説明する。まず、第１のタンク３１の送液口近傍のバルブが閉じられた状態で、第１のタンク３１内にバインダー樹脂と粒子とを含有する塗工液を投入する。その後、分散機３１ａを作動させて塗工液にせん断応力を付加し、塗工液中に粒子を分散させる。そして、第１のタンク３１の送液口近傍のバルブを開き、第１の送液ポンプ３２を作動させて、送液配管３０１，３０２，３０３を介して第２のタンク３４に塗工液を送液する。送液中にプレフィルタ３３により、塗工液のフィルタリングが行なわれる。第２のタンク３４では、好ましくは攪拌機により塗工液を攪拌する。そして、第２の送液ポンプ３５を作動させて、送液配管３０４，３０５，３０６，３０７を介してコーター３８に塗工液を送液する。送液中にメインフィルタ３６により、塗工液のフィルタリングが行なわれる。フローメータ３７により、コーター３８への塗工液の送液量を検知し、第２の送液ポンプ３５を制御して送液量を調整する。コーター３８により、基材フィルム表面に塗工液が塗工される。
【００３６】
第１のタンク３１内には、上述のように予め調製された塗工液を投入してもよいし、バインダー樹脂と粒子とを別々に投入して第１のタンク３１内で混合し塗工液を調製してもよい。この場合、分散機３１ａを作動させて原料を混合してもよいし、たとえば攪拌機を設けて攪拌機を作動させることにより原料を混合してもよい。その後の塗工方法の手順は、上記にて説明した通りである。
【００３７】
＜第４の実施形態＞
図４は、第４の実施形態の塗工装置の構成を示すが概略図である。図４に示す塗工装置４０は、第３の実施形態の塗工装置３０とは、第１のタンク３１のすぐ下流に送液配管４０１を介してリザーバータンク４２を備える構成が異なるのみである。第１のタンク３１で、分散機３１ａにより粒子が分散された塗工液は、送液配管４０１を通ってリザーバータンク４２に送液され、ここで保管される。リザーバータンク４２は、好ましくは攪拌機を備える。その他の構成、および塗工装置４０を用いた塗工方法は、第３の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３８】
上記第１〜第４の実施形態の塗工装置によると、第１のタンクが分散機を備えるので、この分散機により塗工液中に粒子が分散される。そして、粒子が分散された状態で塗工液が送液され、また基材フィルム上に塗工されるので、送液経路における目詰まりの発生を防止でき、また凝集がなく均一に分散された粒子を含む塗工層を形成することができる。
【００３９】
[光学フィルム]
本発明の光学フィルムは、好ましくは光拡散フィルムまたは防眩フィルムであり、画像表示装置の構成要素として用いられる。図５および図６は、本発明の光学フィルムの好ましい構成を示す概略断面図である。本発明に係る図５および図６に示される光学フィルム１００，１００’は、基材フィルム１０１と、基材フィルム１０１上に積層された光学機能層１０２とを備える。光学機能層１０２は、透光性樹脂（バインダー樹脂）１０３を基材とする層であって、透光性樹脂１０３中に透光性微粒子（粒子）１０４が分散されてなる。本発明の光学フィルムは、図５に示される例のように、光学機能層１０２の表面が平坦面から構成されていてもよく、あるいは図６に示される例のように、凹凸面から構成されていてもよい。以下、本発明の光学フィルムについて、さらに詳細に説明する。
【００４０】
＜基材フィルム＞
本発明で使用する基材フィルム１０１としては透光性のものであればよく、たとえばガラスやプラスチックフィルムなどを用いることができる。プラスチックフィルムとしては適度の透明性、機械強度を有していればよい。具体的には、たとえば、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等のセルロースアセテート系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、およびポリエチエンテレフタレート等のポリエステル系樹脂などが挙げられる。基材フィルム１０１の層厚は、たとえば１０〜５００μｍであり、好ましくは２０〜３００μｍである。
【００４１】
＜透光性樹脂＞
本発明の塗工液に使用する透光性樹脂１０３としては、透光性を有するものであれば特に限定はなく、たとえば、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂などの電離放射線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂の硬化物、熱可塑性樹脂、金属アルコキシドの硬化物などを用いることができる。この中でも、高い硬度を有し、液晶表示装置表面に設ける光学フィルム（光拡散フィルム）として高い耐擦傷性を付与できることから、電離放射線硬化型樹脂が好適である。電離放射線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂または金属アルコキシドを用いる場合は、電離放射線の照射または加熱により当該樹脂を硬化させることにより透光性樹脂が形成される。
【００４２】
電離放射線硬化型樹脂としては、多価アルコールのアクリル酸またはメタクリル酸エステルのような多官能性のアクリレート；ジイソシアネートと多価アルコールおよびアクリル酸またはメタクリル酸のヒドロキシエステル等とから合成されるような多官能のウレタンアクリレートなどが挙げられる。また、これらの他にも、アクリレート系の官能基を有するポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂等も使用することができる。
【００４３】
熱硬化型樹脂としては、アクリルポリオールとイソシアネートプレポリマーとからなる熱硬化型ウレタン樹脂のほか、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂が挙げられる。
【００４４】
熱可塑性樹脂としては、アセチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルブチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体；酢酸ビニルおよびその共重合体、塩化ビニルおよびその共重合体、塩化ビニリデンおよびその共重合体等のビニル系樹脂；ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等のアセタール系樹脂；アクリル樹脂およびその共重合体、メタクリル樹脂およびその共重合体等のアクリル系樹脂；ポリスチレン系樹脂；ポリアミド系樹脂；ポリエステル系樹脂；ポリカーボネート系樹脂等が挙げられる。
【００４５】
金属アルコキシドとしては、珪素アルコキシド系の材料を原料とする酸化珪素系マトリックス等を使用することができる。具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等であり、加水分解や脱水縮合により無機系または有機無機複合系マトリックス（透光性樹脂）とすることができる。
【００４６】
＜透光性微粒子＞
本発明の塗工液に使用する透光性微粒子１０４としては、特に限定されるものではなく従来公知のものを使用できる。たとえば、アクリル系樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、有機シリコーン樹脂、アクリル−スチレン共重合体等からなる有機微粒子や、炭酸カルシウム、シリカ、酸化アルミニウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、酸化チタン、ガラス等からなる無機微粒子等を透光性微粒子として使用することができる。有機重合体のバルーンや中空ビーズを使用することもできる。これらの透光性微粒子１０４は、１種類を単独で使用してもよく、２種類以上を混合して使用してもよい。透光性微粒子１０４の形状は、球状、扁平状、板状、針状、不定形状等のいずれであってもよい。
【００４７】
透光性微粒子１０４の粒子径や屈折率は特に制限されるものではないが、光学フィルムが光拡散フィルムや防眩フィルムである場合は、効果的に内部ヘイズを発現させる点から、粒子径は０．５μｍ〜２０μｍの範囲であることが好ましい。また、同様の理由から、透光性樹脂１０３の硬化後の屈折率と透光性微粒子１０４の屈折率との差は０．０４〜０．１５の範囲であることが好ましい。透光性微粒子１０４の含有量は、透光性樹脂１００重量部に対して３〜６０重量部であり、好ましくは５〜５０重量部である。透光性微粒子１０４の含有量が、透光性樹脂１００重量部に対して３重量部未満の場合は、光拡散性または防眩性が充分に付与されない。一方、６０重量部を超えると、光学フィルムの透明性が損なわれる場合があり、また、光学フィルムを液晶表示装置の視認側に配置した場合に、光散乱が強すぎるため、たとえば黒表示において、液晶パネルの正面方向に対して斜めに漏れ出してくる光が正面方向へ強く散乱されてしまう等の理由によりコントラストが低下する場合がある。
【００４８】
＜その他の構成要素＞
また、本発明の光学フィルムは、光学機能層１０２上（基材フィルム１０１とは反対側の面）に積層された反射防止層をさらに備えていてもよい。反射防止層は、反射率を限りなく低くするために設けられるものであり、反射防止層の形成により、表示画面への映り込みを防止することができる。反射防止層としては、光学機能層１０２の屈折率よりも低い材料から構成された低屈折率層；光学機能層１０２の屈折率より高い材料から構成された高屈折率層と、この高屈折率層の屈折率より低い材料から構成された低屈折率層との積層構造などを挙げることができる。反射防止層の積層方法には特に制限はなく、光学機能層１０２上に直接積層してもよいし、別途あらかじめ基材フィルム上に反射防止層を積層したものを用意し、粘着剤等を用いて光学機能層１０２の上に貼合してもよい。
【００４９】
[光学フィルムの製造方法]
次に、上述の本発明に係る光学フィルムの製造方法について説明する。本発明の光学フィルムは、次の工程（Ａ）を有する方法により製造される。また、工程（Ａ）の後に工程（Ｂ）を有してもよい。
（Ａ）基材フィルム上に、透光性樹脂中に透光性微粒子が分散された塗工液を塗工する工程、
（Ｂ）上記塗工液からなる層の表面に、金型の鏡面または凹凸面を転写する工程。
【００５０】
＜工程（Ａ）＞
上記工程（Ａ）で用いる塗工液は、上述の透光性微粒子、上述の透光性樹脂、および必要に応じて溶媒等のその他の成分を含む。その他の成分としては、たとえばレべリング剤、分散剤等の添加剤を含んでいてもよい。樹脂液の基材フィルムへの塗工は、本発明に係る塗工装置を用いて行なう。たとえば、上述の第１〜第４のいずれかの実施形態の塗工装置を用いて、上述の塗工方法により塗工を行なう。
透光性樹脂として紫外線硬化型樹脂を用いる場合、上記塗工液は、光重合開始剤（ラジカル重合開始剤）を含む。光重合開始剤としては、たとえば、アセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン系光重合開始剤、ベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサントン系光重合開始剤、トリアジン系光重合開始剤、オキサジアゾール系光重合開始剤などが用いられる。また、光重合開始剤として、たとえば、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール、１０−ブチル−２−クロロアクリドン、２−エチルアントラキノン、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、フェニルグリオキシル酸メチル、チタノセン化合物等も用いることができる。光重合開始剤の使用量は、通常、透光性樹脂１００重量部に対して０．５〜２０重量部であり、好ましくは、１〜５重量部である。なお、光学フィルムの光学特性および表面形状を均質なものとするために、樹脂溶液中の透光性微粒子の分散は等方分散であることが好ましい。かかる分散は、第１のタンク内の分散機により実施される。
塗工層の膜厚は、透光性微粒子の重量平均粒径に対して１倍以上３倍以下となるように、調整することが好ましい。
【００５１】
塗工液の塗工性の改良または塗工層との接着性の改良を目的として、基材フィルムの表面（光学機能層側表面）には、各種表面処理を施してもよい。表面処理としては、コロナ放電処理、グロー放電処理、酸表面処理、アルカリ表面処理、紫外線照射処理などが挙げられる。また、基材フィルム上に、たとえばプライマー層等の他の層を形成し、この他の層の上に、塗工液を塗工するようにしてもよい。
【００５２】
また、本発明の光学フィルムを、後述する偏光フィルムに接着して使用する場合には、基材フィルムと偏光フィルムとの接着性を向上させるために、基材フィルムの表面（塗工層とは反対側の表面）を各種表面処理によって親水化しておくことが好ましい。
【００５３】
＜工程（Ｂ）＞
上記工程（Ｂ）においては、上記塗工液からなる塗工層の表面に、金型の鏡面または凹凸面を転写して光学機能層を得る。具体的には、たとえば平坦な表面を有する光学機能層を得るためには、上記塗工層の表面に、鏡面を有する金型（鏡面金型）の当該鏡面を密着させて鏡面を転写する。また、たとえば凹凸表面形状を有する光学機能層を得るためには、上記塗工層の表面に、凹凸面を有する金型（エンボス加工用金型）の当該凹凸面を密着させて凹凸面を転写する。鏡面金型は鏡面金属製ロールでもよく、また、エンボス加工用金型はエンボス加工用金属製ロールでもよい。このように、金型の鏡面または凹凸面を塗工層の表面に転写することによって、透光性微粒子が光学層表面に突出することを確実に防止することができ、所望の表面形状を有する光学機能層を形成することができる。
【００５４】
透光性樹脂として電離放射線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂または金属アルコキシドを用いる場合は、上記塗工液からなる層を形成し、必要により乾燥（溶媒の除去）を行ない、塗工層の表面に金型の鏡面または凹凸面を密着させた状態で、または密着させた後、電離放射線の照射（電離放射線硬化型樹脂を用いる場合）または加熱（熱硬化型樹脂または金属アルコキシドを用いる場合）により塗工液からなる層を硬化させる。電離放射線としては、透光性樹脂の種類に応じて紫外線、電子線、近紫外線、可視光、近赤外線、赤外線、Ｘ線などから適宜選択することができるが、これらの中で紫外線、電子線が好ましく、特に取り扱いが簡便で高エネルギーが得られることから紫外線が好ましい。
【００５５】
紫外線の光源としては、たとえば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることができる。また、ＡｒＦエキシマレーザー、ＫｒＦエキシマレーザー、エキシマランプまたはシンクロトロン放射光等も用いることができる。これらの中でも、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、キセノンアーク、メタルハライドランプが好ましく用いられる。
【００５６】
また、電子線としては、コックロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器から放出される５０〜１０００ｋｅＶ、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを有する電子線を挙げることができる。
【００５７】
工程（Ｂ）を行なわずに、すなわち金型の鏡面または凹凸面を転写せずに光学機能層を得ることもできる。この場合、塗工層を形成後、必要により乾燥を行ない、工程（ｂ）の場合と同様に電離放射線の照射または加熱により塗工液からなる層を硬化させる。
【００５８】
本発明の光学フィルムの製造方法によると、本発明に係る塗工装置を用いて塗工層を形成するので、凝集なく分散された透光性微粒子を含む光学機能層を有する光学フィルムを製造することができる。
【００５９】
＜第５の実施形態＞
次に、本発明の光学フィルムの製造方法の好ましい実施形態について説明する。当該好ましい実施形態に係る製造方法は、本発明の光学フィルムを連続的に製造するために、ロール状に巻き付けられた基材フィルムを連続的に送り出す工程、透光性微粒子が分散された塗工液を塗工し、必要に応じて乾燥させる工程、塗工液からなる層を硬化させる工程、および、得られた光学フィルムを巻き取る工程を含む。かかる製造方法は、たとえば図７に示される製造装置を用いて実施することができる。以下、図７を参照しながら、当該好ましい実施形態に係る製造方法について説明する。
【００６０】
まず、巻き出し装置２０１により基材フィルム１０１が連続的に巻き出される。ついで、巻き出された基材フィルム１０１上に、塗工装置２０２およびこれに対向するバックアップロール２０３を使用して、透光性微粒子１０４が分散された塗工液が塗工される。塗工装置２０２としては、好ましくは、上述の第１〜第４のいずれかの実施形態の塗工装置が用いられる。
【００６１】
次に、塗工液に溶媒が含まれる場合には、乾燥機２０４を通過させることにより乾燥される。次に、樹脂液からなる層が設けられた基材フィルム１０１は、鏡面金属製ロールまたはエンボス加工用金属製ロール２０５とニップロール２０６との間へ、その塗工液からなる層が鏡面金属製ロールまたはエンボス加工用金属製ロール２０５と密着するように巻き掛けられる。これにより、塗工液からなる層の表面に鏡面金属製ロールの鏡面またはエンボス加工用金属製ロールの凹凸面が転写される。ついで、基材フィルム１０１が鏡面金属製ロールまたはエンボス加工用金属製ロール２０５に巻き掛けられた状態で、基材フィルム１０１を通して、紫外線照射装置２０８から紫外線を照射することにより、塗工液からなる層を硬化させる。紫外線照射により照射面が高温になることから、鏡面金属製ロールまたはエンボス加工用金属製ロール２０５は、その表面温度を室温〜８０℃程度に調整するための冷却装置をその内部に備えることが好ましい。また、紫外線照射装置２０８は、１機、もしくは複数機を使用することができる。
【００６２】
光学機能層１０２が形成された基材フィルム１０１は、剥離ロール２０７によって、鏡面金属製ロールまたはエンボス加工用金属製ロール２０５から剥離される。以上のようにして作製された光拡散フィルムは、巻き取り装置２０９へ巻き取られる。この際、光学機能層１０２を保護する目的で、再剥離性を有した粘着剤層を介して、光学機能層１０２表面にポリエチレンテレフタレートやポリエチレン等からなる保護フィルムを貼着しながら巻き取ってもよい。
【００６３】
なお、剥離ロール２０７によって鏡面金属製ロールまたはエンボス加工用金属製ロール２０５から剥離された後に、追加の紫外線照射を行なってもよい。また、鏡面金属製ロールまたはエンボス加工用金属製ロール２０５に巻き掛けられた状態で紫外線照射を行なう代わりに、未硬化の樹脂液からなる層が形成された基材フィルム１０１を鏡面金属製ロールまたはエンボス加工用金属製ロール２０５から剥離した後に、紫外線を照射して硬化させてもよい。
【００６４】
[偏光板]
本発明の偏光板は、基材フィルムおよび基材フィルム上に塗工液を塗工して形成された光学機能層（塗工層）を有する本発明に係る光学フィルムと、基材フィルムの光学機能層が設けられている側の面とは反対側の面に設けられた偏光フィルムとを有する。偏光フィルムは、入射光から直接偏光を取り出す機能を有するものであって、その種類は特に限定されない。好適な偏光フィルムの例として、ポリビニルアルコール系樹脂に二色性色素が吸着配向している偏光フィルムを挙げることができる。ポリビニルアルコール系樹脂としては、酢酸ビニルのケン化物であるポリビニルアルコールのほか、部分ホルマール化ポリビニルアルコール、エチレン／酢酸ビニル共重合体のケン化物などが挙げられる。二色性色素としては、ヨウ素または二色性の有機染料が用いられる。また、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のポリエン配向フィルムも偏光フィルムとして使用しうる。偏光フィルムの厚さは、通例５〜８０μｍ程度である。
【００６５】
本発明の偏光板は、上記偏光フィルムの片面または両面（通常は片面である）に本発明の光学フィルムを積層したものであってもよく、上記偏光フィルムの一方の面に透明保護層を積層し、他方の面に本発明の光学フィルムを積層したものであってもよい。この際、光学フィルムは、偏光フィルムの透明保護層としての機能も有する。光学フィルムの光学機能層に表面凹凸形状が付与されている場合、この光学機能層は防眩層としての機能も有する。透明保護層は、フィルムを、接着剤等を用いて貼合する方法や塗工液を塗布する方法などによって積層される。同様に、本発明の光学フィルムは、接着剤、粘着剤等を用いて偏光フィルムに貼合することができる。
【００６６】
透明保護層は、透明性や機械強度、熱安定性、水分遮蔽性などに優れるものであることが好ましく、このようなものとしては、たとえば、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネート等のセルロースアセテートなどのセルロース系樹脂；ポリカーボネート系樹脂；ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレートなどの（メタ）アクリル系樹脂；ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂；ポリエチレン、ポリプロピレンなどの鎖状ポリオレフィン；ポリ塩化ビニルなどからなるフィルムが例示される。これらのフィルムは、光学的に等方性のものであってもよいし、画像表示装置に組み込んだ際の視野角の補償を目的として、光学的に異方性を持つものであってもよい。
【００６７】
本発明の偏光板を液晶セル上に配置して液晶パネルを製造する場合、偏光板は液晶セルの片面あるいは両面に配置される。このとき、光学フィルムの光学機能層が偏光フィルムの片側のみに形成されている場合は、偏光フィルムが液晶セル側にそして光学機能層が外側に位置するように配置する。視認側に配置された偏光板の光学機能層は、防眩層として機能し、ギラツキや外光の映り込みを防止する。防眩層を有する偏光板は、防眩フィルムとしても機能する。一方、バックライト側に配置された偏光板の光学機能層は、バックライトから液晶パネルに入射する光に対して、モアレ等を防止する光拡散層として機能する。光拡散層を有する偏光板は、光拡散フィルムとしても機能する。
【００６８】
[画像表示装置]
本発明の画像表示装置は、本発明の方法によって製造された光学フィルムと、種々の情報を画面に映し出す画像表示素子とを組み合わせたものである。本発明の画像表示装置の種類は特に限定されず、上記液晶パネルを使用した液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のほか、ブラウン管（陰極線管：ＣＲＴ）ディスプレイ、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）、表面伝導型電子放出素子ディスプレイ（ＳＥＤ）、有機ＥＬディスプレイ、レーザーディスプレイ、プロジェクタテレビのスクリーン等が挙げられる。
【００６９】
本発明に係る光学フィルムは、たとえば、これらのディスプレイの画像表示素子の視認側表面に配置して、防眩フィルムとして用いることができる。この場合、画像表示装置内において、光学層が外側に位置するように光学フィルムが配置され、光学層はギラツキや外光の映り込みを防止する防眩層として機能する。また、本発明に係る光学フィルムは、たとえば、こられらのディスプレイの画像表示素子のバックライト側に配置して、光拡散フィルムとして用いることができる。この場合、光学フィルムの光学層は、バックライトから画像表示素子に入射する光に対して、モアレ等を防止する光拡散層として機能する。
【実施例】
【００７０】
［実施例１］
塗工液の原料として、紫外線硬化性樹脂（バインダー樹脂）：ペンタエリスリトールトリアクリレート６０重量部、およ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）４０重量部を混合したもの、有機微粒子：ポリスチレン系粒子（重量平均粒径：７．２μｍ）、光重合開始剤：「ルシリン  ＴＰＯ」（ＢＡＳＦ社製、化学名：２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド）を用意した。
【００７１】
図１に示す塗工装置、より具体的には、分散機１１ａとしてホモミキサを備えた第１のタンク１１と、コーター１３としてダイコーターとを備えた塗工装置１０を用意した。第１のタンク１１に、上記紫外線硬化性樹脂１００重量部と、上記有機微粒子２０重量部と、上記光重合開始剤５重量部とを含む樹脂原料と、希釈溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテル８０重量部を投入し、ホモミキサ１１ａの回転速度を２４００ｒｐｍとして、１０分間混合、分散工程を実施し、塗工液を得た。
【００７２】
第１の送液ポンプを作動させて、第１のタンク１１からダイコーター１３に塗工液を送液し、連続して搬送される基材フィルム（ＴＡＣフィルム）上に、塗工液を、乾燥後の塗工層の膜厚が１０μｍとなるようにダイコーター１３で塗工し、基材フィルムと塗工層との積層体を得た。その後、乾燥工程、ＵＶ照射による硬化工程を経て、防眩フィルムを作成した。
【００７３】
［実施例２］
上記紫外線硬化性樹脂１００重量部と、上記有機微粒子２０重量部と、分散剤として「Ｄｉｓｐｅｒ-１６８」（商品名、ＢＹＫ社製）３重量部とを混合し、有機微粒子をあらかじめ分散させた混合物と、上記光重合開始剤５重量部と、希釈溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテル８０重量部とを投入し、ホモミキサ１１ａの回転速度を２４００ｒｐｍとして、１０分間混合、分散工程を実施した以外は実施例１と同様にして防眩フィルムを作成した。
【００７４】
［比較例１］
図１に示す塗工装置の第１のタンクの代わりに、プロペラ型の攪拌翼を備えた調液タンクが構成されている塗工装置を用意した。調液タンクに、実施例１と同様の原料を投入し、３００ｒｐｍで６０分間攪拌翼により攪拌し、調液タンクからダイコーターに塗工液を送液し、以下の工程を実施例１と同様に実施し、防眩フィルムを作成した。
【００７５】
［比較例２］
図１に示す塗工装置の第１のタンクの代わりに、プロペラ型の攪拌翼を備えた調液タンクが構成されている塗工装置を用意した。調液タンクに、実施例２と同様の原料を投入し、３００ｒｐｍで６０分間攪拌翼により攪拌し、調液タンクからダイコーターに塗工液を送液し、以下の工程を実施例１と同様に実施し、防眩フィルムを作製した。
【００７６】
［評価１］
実施例１，２、比較例１，２の防眩フィルムについて、塗工面の粒子の分散状態を目視および顕微鏡で観察して評価した。目視での評価は透過、反射の両方で実施し、凝集した粒子に起因する欠陥が観測されなければ○、観測された場合は×とした。顕微鏡での評価は、粒子の局所的な分散状態を官能評価で比較し、分布が均一である場合は○、偏りがある場合は△、偏りが大きい場合は×とした。評価結果を表１に示す。
【００７７】
[評価２]
実施例１，２、比較例１，２の防眩フィルムの製造工程において、塗工装置の送液配管における目詰まりの発生（送液量低下の発生）を評価した。目詰まりが発生しなかった場合○、詰まりが発生した場合は×とした。評価結果を表１に示す。
【００７８】
【表１】
2012078742.tif 000003
【００７９】
表１より、分散機を有する第１のタンクで分散させた塗工液を用いた防眩フィルムの防眩層の分散状態は、目視評価、顕微鏡観察ともに良好な結果を示すことがわかる。さらに、実施例２と比較例２との結果から、分散剤を添加しあらかじめ分散させた場合でも、分散機を備えたタンクで分散させることで、有機微粒子をより均一に分散させることができることがわかる。また、分散機を有する第１のタンクを備えた塗工装置により塗工を行なうことにより、塗工装置における送液配管の目詰まりを防止できることがわかる。
【符号の説明】
【００８０】
１０，２０，３０，４０  塗工装置、１１，２１，３１  第１のタンク、１１ａ，２１ａ，３１ａ  分散機、１２，２２，３２  第１の送液ポンプ、１３，２５，３８，４９  コーター、１４，１５，２６，１７，１８，２９，３０１，３０２，３０３，３０４，３０５，３０６，３０７，４０１  送液配管（送液経路）、２３，３４  第２のタンク、２４，３５  第２の送液ポンプ、３３  プレフィルタ、３６  メインフィルタ、３７  フローメータ、４１  リザーバータンク、１００，１００’  光学フィルム、１０１  基材フィルム、１０２  光学機能層、１０３  透光性樹脂（バインダー樹脂）、１０４  透光性微粒子（粒子）、２０１  巻き出し装置、２０２  塗工装置、２０３，２０６  ニップロール、２０４  乾燥機、２０５  金属製ロール、２０７  剥離ロール、２０８  紫外線照射装置、２０９  巻き取り装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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