光学フィルム
【課題】 光源を用いる表示装置の輝度を向上させて光エネルギー利用効率をより向上させることができる光学フィルムを提供すること。
【解決手段】 光学フィルム１は、延伸フィルム１から構成されている。延伸フィルム１は、連続相１ａと、連続相１ａに分散されている分散相１ｂとを有する。分散相１ｂは、連続相１ａ内に特定方向（ｘ方向）に軸方向が揃うように分散されている。分散相１ｂは、少なくとも、連続相１ａの延伸方向（ｘ方向）と垂直な方向（ｙ方向）における屈折率よりも高い屈折率の粒子と、連続相１ａの延伸方向（ｘ方向）と垂直な方向（ｙ方向）における屈折率よりも低い屈折率の粒子を含み、分散相１ｂ全体としての屈折率は、連続相１ａの延伸方向（ｘ方向）と垂直な方向（ｙ方向）における屈折率と整合されるように設定される。また、延伸フィルム１は複屈折率を有するように設定される。
【解決手段】 光学フィルム１は、延伸フィルム１から構成されている。延伸フィルム１は、連続相１ａと、連続相１ａに分散されている分散相１ｂとを有する。分散相１ｂは、連続相１ａ内に特定方向（ｘ方向）に軸方向が揃うように分散されている。分散相１ｂは、少なくとも、連続相１ａの延伸方向（ｘ方向）と垂直な方向（ｙ方向）における屈折率よりも高い屈折率の粒子と、連続相１ａの延伸方向（ｘ方向）と垂直な方向（ｙ方向）における屈折率よりも低い屈折率の粒子を含み、分散相１ｂ全体としての屈折率は、連続相１ａの延伸方向（ｘ方向）と垂直な方向（ｙ方向）における屈折率と整合されるように設定される。また、延伸フィルム１は複屈折率を有するように設定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学フィルムに関し、特に、液晶表示装置などの表示デバイスに用いる光学フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、低消費電力、低電圧駆動を特徴にして大きく発展してきたが、ノートパソコンなどに用いられている透過型のカラー液晶表示装置では、必ずしも光エネルギーの利用効率が高いとはいえない。カラー液晶表示装置の液晶パネルでは、偏光板やカラーフィルタが存在するために、光透過率が１０％以下となり、バックライトから出射される光エネルギーの利用効率が低い。このため、バックライトでの消費電力が上昇してしまうという問題がある。この問題を解決するために、液晶表示装置における光エネルギー利用効率を改善させるための光学フィルムが開発されている（特許文献１、２）。
【特許文献１】特表平１１−５０９０１４号公報
【特許文献２】特表２０００−５０６９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ノートパソコンやビデオカメラのモニターディスプレイなどの用途においては、軽量化とバッテリーの長寿命化の相反する要求を満足させるために、バックライトの消費電力をさらに低下させることが重要な技術課題となっており、そのため、液晶表示装置における輝度を向上させて光エネルギー利用効率のさらなる改善が必要とされている。
特許文献１や２は、フィルム中の連続相と分散相の屈折率を、延伸方向あるいは延伸垂直方向で一致させる光学フィルムを用いることにより、光エネルギー利用効率の改善をなすものであった。この屈折率を一致させるという必要性のため、分散相に選ばれる物質の屈折率は厳密に制御される必要があり、製造は困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者は、前記課題を解決するため、鋭意検討を重ねた結果、分散相に、フィルム中の連続相とどの方向でも屈折率が厳密に一致しない原料を用いながら、光エネルギー利用効率の改善をなす光学フィルムを見出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
（１） 複屈折率を有する連続相と、延伸方向に軸方向が揃うように前記連続相に分散された分散相とを有する延伸フィルムからなる光学フィルムであって、前記分散相が、少なくとも前記連続相の前記延伸方向に垂直な方向における屈折率より高い屈折率を有する粒子１種及び低い屈折率を有する粒子１種を含むことを特徴とする光学フィルム。
（２） 前記分散相は、平均粒径が０．０１μｍ以上１μｍ以下である一次粒子が集合してなり、平均幅が０．１μｍ以上１μｍ以下であり、平均長さが０．５μｍ以上５０μｍ以下である長尺の二次粒子であることを特徴とする（１）記載の光学フィルム。
（３） 前記延伸フィルムが１μｍ以上３０００μｍ以下の厚さを有することを特徴とする（１）又は（２）に記載の光学フィルム。
（４） 前記延伸フィルムが１軸延伸したフィルムであり、前記連続相が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、ポリカーボネート及びこれらの共重合物からなる群より選ばれたものを含むことを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載の光学フィルム。
（５） 少なくとも（１）から（４）のいずれかに記載の光学フィルムを含んでなるディスプレイ。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の光学フィルムは、光源を用いる表示装置の輝度を向上させて光エネルギー利用効率をより向上させることができ、しかも、製造が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る光学フィルムを示す概略図である。（ａ）は光学フィルムの斜視図であり、（ｂ）は分散相を構成する二次粒子を説明するための図であり、（ｃ）は一次粒子を示す断面図である。
図１（ａ）に示す光学フィルム１は、連続相１ａと、連続相１ａに分散されている分散相１ｂとを有する。連続相１ａは、分散相１ｂのマトリックスである。また、連続相１ａは、延伸方向（ｘ方向）と、延伸方向に垂直な方向（以下、垂直方向という）（ｙ方向）との間で複屈折を有する。また、分散相１ｂは、延伸フィルム１の延伸方向に軸方向が揃うように連続相１ａに分散されている。本実施の形態においては、図１（ａ）に示すように、分散相１ｂは、その軸方向が延伸フィルム１の延伸方向（ｘ方向）に揃うように分散されている。
【０００７】
分散相１ｂは、少なくとも、垂直方向における連続相１ａの屈折率より高い屈折率を有する粒子１ｃと、垂直方向における連続相１ａの屈折率より低い屈折率を有する粒子１ｄを含む。
分散相１ｂ全体としての屈折率は、延伸フィルム１の延伸方向と垂直な方向における屈折率と整合するように設定される。このため、延伸フィルム１の垂直方向において、連続相１ａと分散相１ｂとの間で屈折率が整合されている（屈折率が一致）状態である。また、連続相１ａにおいては、延伸方向（ｘ方向）と垂直方向（ｙ方向）との間で屈折率に差があり、屈折率が不一致の状態である。また、ここで、屈折率が一致するとは、両者の屈折率の差が約０．０５以下であり、屈折率が不一致とは、両者の屈折率の差が約０．０５を超えることをいう。
【０００８】
すなわち、分散相全体としての屈折率ＮＤは、連続相１ａの垂直方向における屈折率ｎｙとの間に、ｎｙ−０．０５＜ＮＤ＜ｎｙ＋０．０５の関係が成り立つ場合、光源を用いる表示装置の輝度を向上させて光エネルギー利用効率を向上させることができる。例えば、分散相が図１の（ａ）の通り、２種類の粒子１ｃと１ｄだけから成る場合、粒子１ｃ、１ｄの屈折率をそれぞれｎ１ｃ、ｎ１ｄとし、粒子１ｃの分散相中の体積分率をＶ１ｃとおくと、粒子１ｄの分散相中の体積分率は１−Ｖ１ｃとなり、ＮＤは概ねｎ１ｃ＊Ｖ１ｃ＋ｎ１ｄ＊（１−Ｖ１ｃ）となるため、ｎｙ−０．０５＜ｎ１ｃ＊Ｖ１ｃ＋ｎ１ｄ＊（１−Ｖ１ｃ）＜ｎｙ＋０．０５となることが好ましく、このように設定される。また、粒子１ｃ、１ｄの配合比を変えることで、屈折率の整合を容易に行うことができる。
【０００９】
一般に、特定の軸において屈折率差が大きいと、その軸に沿って偏光された光は反射・散乱され、特定の軸においてその差が小さいと、その軸に沿って偏光された光は透過する。このため、延伸フィルム１の垂直方向においては、連続相１ａと分散相１ｂとの間で屈折率が整合されているので、その方向に沿って偏光された光（ｙ方向に振動する入射偏光成分）は透過する。一方、延伸フィルムの延伸方向においては、垂直方向と異なり、連続相１ａと分散相１ｂとの間で屈折率不一致の状態であるので、その方向に沿って偏光された光（ｘ方向に振動する入射偏光成分）は反射・散乱する。その結果、光学フィルム１をｚ方向に通る光（図中の下側から上側に向う光）は、ｙ方向に振動する光の入射偏光成分が光学フィルム１を透過する。
【００１０】
分散相１ｂは、図１（ｂ）に示すように、二種以上の一次粒子１ｃ、１ｄが複数集合して形成してなる長尺の二次粒子である。連続相との分散性を考慮すると、個々の一次粒子１ｃ、１ｄの平均粒径Ｄ１ｃ、Ｄ１ｄが、それぞれ０．０１μｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。平均粒径は、走査型電子顕微鏡により求めることができる。また、二次粒子である分散相１ｂは、光の散乱性を考慮すると、平均幅（Ｄ）は０．１μｍ以上１μｍ以下が好ましく、平均長さ（Ｌ）は０．５μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。
前記延伸フィルム１は、１μｍ以上３０００μｍ以下の厚さを有することが好ましい。光源を用いる表示装置の輝度の向上の観点から、１μｍ以上が好ましく、延伸の観点から、３０００μｍ以下が好ましい。
【００１１】
フィルム平面の直交軸方向とフィルムの厚さ方向における屈折率をそれぞれｎｘ、ｎｙ、ｎｚとした場合に、ｎｘ＞ｎｙとしてｎｚ＞ｎｙであると、延伸方向（ｘ方向）と垂直方向（ｙ方向）との間で屈折率の差が大きくなり、光源を用いる表示装置の輝度がより向上するため、好ましい。
ｎｚ＞ｎｙとなる延伸フィルムは、例えば、樹脂フィルムを延伸処理する際に、樹脂フィルムの延伸方向と直交する方向の収縮力を付与することにより製造される。
樹脂フィルムの延伸時における延伸方向と直交する方向の収縮力の付与は、例えば、加熱延伸時に延伸方向と直交ないし交差する方向に収縮する収縮性フィルムを延伸対象の樹脂フィルムの片面、又は両面に接着してその積層体を加熱延伸処理する方法などにより行うことができる。これにより、収縮性フィルムの収縮力に基づいて、樹脂フィルムの厚さ方向に延伸応力を発生することができる。
【００１２】
この延伸応力を付与しながら延伸を行うことにより、フィルムの平面方向に配向した分子群と、厚さ方向に配向した分子群が混在してなる複屈折率性フィルムを得ることができ、ｎｚ＞ｎｙを達成する。
上記した収縮性フィルムとしては、例えば二軸延伸フィルムや、一軸延伸フィルムなどが挙げられる。その中でも、ポリエステル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンの如き樹脂からなり、処理対象の樹脂フィルムよりもその延伸方向と直行する方向への収縮率が５％以上の熱収縮性を有する延伸フィルムが好ましく用いられる。収縮率が１０％以上の熱収縮性を有する延伸フィルムを用いると、より好ましい。
【００１３】
樹脂フィルムと収縮性フィルムの接着は、収縮性フィルムの熱収縮方向が少なくとも樹脂フィルムの延伸方向と直交する方向の成分を含むように行われる。すなわち、収縮性フィルムの熱収縮力の全部又は一部が樹脂フィルムの延伸方向と直交する方向に作用するように行われる。従って収縮性フィルムの熱収縮方向が樹脂フィルムの延伸方向と斜交していてもよく、完全に直交する方向にある必要はない。
樹脂フィルムと収縮性フィルムの接着処理は、フィルム自体の粘着力や粘着剤などの剥離可能な接着手段を利用して適宜に行ってよい。目的とする光学フィルムの屈折率の制御は、収縮性フィルムの加熱延伸時における延伸方向と直交する方向の収縮力を調節することにより行うことができる。なお光学フィルムは通例、収縮性フィルムを剥離除去して実用に供される。
【００１４】
一次粒子１ｃ、１ｄとしては、連続相と相溶化せず、かつ前述の１次粒子径の微粒子を製造することができる、公知の種々の有機物を用いることができる。
例えば、ポリエステル樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ブダジエン系ゴム・ラテックス、フッ素樹脂、及びこれらのコポリマー、ポリマーブレンド、架橋体が挙げられる。これらは加水分解処理や酸化処理をされたものでも構わない。これらは、中空状や多孔質であっても構わない。
また、一次粒子１ｃ、１ｄとしては、連続相と相溶化せず、かつ前述の１次粒子径の微粒子を製造することができる、公知の種々の無機物を用いることができる。
【００１５】
例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｃａ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｙ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｃｅ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｇｄ、Ｃｒ、Ｗ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｂｉ、Ｓｍ、Ｎｄ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｔｅ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｌａ、Ｅｕ、の金属、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、フッ化物や塩化物や臭化物などのハロゲン化物、シアン化物、アンモニウム化合物、リン酸水素化物、リン酸塩、硫化物、炭化物、窒化物、複合酸化物、複合化合物。Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕの金属。これらは、中空状や多孔質であっても構わない。
また、一次粒子１ｃ、１ｄとしては、連続相と相溶化せず、かつ前述の一次粒子径の微粒子を製造することができる、公知の種々の有機−無機ハイブリッド化合物を用いることができる。例えば、有機−無機ハイブリッド化合物として、前記の有機物や無機物の表面を、ＳｉやＴｉやＡｌなどのカップリング剤を処理して得られる有機−無機ハイブリッド化合物が挙げられる。
【００１６】
また、有機−無機ハイブリッド化合物として、有機−無機カゴ状ポリシルセスキオキサンハイブリッド化合物や、メチルシルセスキオキサン化合物などの、オリゴ及びポリシロキサンを用いた有機−無機ポリシルセスキオキサンハイブリッド化合物が挙げられる。また、骨格にＳｉ原子を含む無機骨格型エポキシ樹脂化合物であっても構わない。これらは加水分解処理や酸化処理をされたものでも構わない。また、中空状や多孔質であっても構わない。
また、有機−無機ハイブリッド化合物として、加水分解基含有化合物を原料とする、ゾル−ゲル法により調製される一連の有機−無機ハイブリッド化合物が挙げられる。
加水分解基含有化合物の加水分解基とは、加水分解により水酸基が生じる基であればよく、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、アミノ基、エノキシ基、オキシム基等が挙げられる。
【００１７】
本発明における加水分解基含有化合物として、下記一般式（１）、（２）で表される加水分解基含有化合物を用いることが出来る。
Ｒ１ｎＭＸ４−ｎ （１）
（式中、Ｒ１は水素又は炭素数１〜１０のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基を表す。またこれらの置換基上にさらにハロゲン基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アミノ基、（メタ）アクリロイル基、エポキシ基等の官能基を有していても良い。Ｘは加水分解基を表す。ｎは０〜３の整数である。Ｍは、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉのいずれか１種である。）
【００１８】
Ｘ３Ｍ−Ｒ２ｎ−ＭＸ３ （２）
（式中、Ｘは加水分解基を表し、Ｍは（１）と同じであり、Ｒ２は炭素数１〜６のアルキレン基又はフェニレン基を表す。また、ｎは０又は１である）
また、下記一般式（３）にて表される加水分解基含有化合物も好適に用いることができる。
Ｒ３−（Ｏ−Ｍ（ＯＲ３）２）ｎ−ＯＲ３ （３）
（式中、Ｒ３は炭素数１〜６のアルキル基を表す。Ｍは（１）と同じであり、ｎは２〜８の整数である。）
【００１９】
上記加水分解基含有化合物は、単独又は２種以上の混合物として用いることができる。
これらの加水分解基含有化合物は、加水分解反応により加水分解基の一部又は全部がＭ−ＯＨ基に変換される。そのため、上記の加水分解基含有化合物の一部又は全部の代わりに、Ｍ−ＯＨ基を含有する化合物を用いても良い。
一次粒子１ｃ及び１ｄは、ブタジエン、（メタ）アクリル酸エステル、スチレン及びこれらの共重合物からなる群より選ばれたもので構成されていてもよい。また、一次粒子１ｃ、１ｄは、図１（ｃ）に示すように、コアシェル構造であることが好ましい。例えば、一次粒子１ｃのコア部分１ｅがポリスチレンで構成され、シェル部分１ｆがアクリル樹脂で構成される。このように、一次粒子１ｃや１ｄがコアシェル構造であることにより、連続相との間で分散性を制御しつつ、屈折率を制御することが可能である。
【００２０】
前記延伸フィルムは、１軸延伸したフィルムであると、連続相の高分子鎖が軸配向し、複屈折を生じるため、好ましい。２軸延伸したフィルムでは、Ｘ方向とＹ方向の延伸倍率の差が大きい場合、連続相の複屈折が大きくなり好適に用いられる。
また、延伸フィルム１のマトリクスである連続相１ａを構成する材料は、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、ポリカーボネート及びこれらの共重合物からなる群より選ばれたものであることが、複屈折率が大きいことから好ましい。
本発明の光学フィルムには、反射防止層又は拡散層を設けても良い。
本発明の光学フィルムの表面には、延伸方向に沿った稜線を持つ複数のプリズムを有していてもよい。このプリズムは、加工性を考慮すると、１μｍ以上２００μｍ以下のピッチを有することが好ましい。
【００２１】
本発明の光学フィルムは、偏光板、導光板、拡散板、レンズシート、プリズムシート、輝度向上シートと積層されていても良い。
本発明の光学フィルムには、種々の添加剤を添加しても良い。例えば、滑剤として、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛など、また、酸化防止剤として、例えば、日本国チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製イルガノックス（登録商標）１０７６が挙げられる。
上記構成を有する光学フィルムにおいては、延伸フィルム１の垂直方向において、連続相１ａと分散相１ｂ全体との間で屈折率が整合されている（屈折率が一致）状態であり、延伸フィルム１１の延伸方向において、連続相１ａと分散相１ｂ全体との間で屈折率に差があり、屈折率が不一致の状態であるので、垂直方向に振動する入射偏光成分は透過するが、延伸方向に振動する入射偏光成分は反射・散乱する。
【００２２】
次に、上述した光学フィルム１を液晶表示装置に装着したディスプレイについて説明する。液晶表示装置としては、透過型液晶表示装置を用いることができる。図２は、本発明の実施の形態に係る光学フィルムを用いた液晶表示装置を示す概略図である。
図２に示す液晶表示装置は、光を発光するバックライトのような発光装置２１と、この発光装置２１上に配置された拡散板２２と、拡散板２２上に配置された本発明に係る光学フィルム２３と、光学フィルム２３上に配置された、両面に偏光板２５（ｙ方向に振動する偏光を通す）、２６を有する液晶パネル２４とから主に構成されている。発光装置２１は、光を供給する光源２１ａと、光源２１ａから出射した光を反射させて液晶パネル２４に向ける反射板２１ｂとから構成されている。なお、光源２１ａとしては、冷陰極管（ＣＣＦＬ）や外部電極ランプ（ＥＥＦＬ）などのランプやＬＥＤ、有機ＥＬ、無機ＥＬ、プラズマなどを用いることができる。
【００２３】
液晶パネル２４は、透過型液晶パネルであり、ガラス基板２４ａ，２４ｂ間に液晶層２４ｃを挟持して構成されている。なお、液晶表示装置が通常有する素子構造については説明を省略する。
このような液晶表示装置においては、発光装置２１の光源２１ａから出射された光は、一部２１ｂの反射板で反射されるが、拡散板２２で拡散された後に、光学フィルム２３を介して液晶パネル２４側に向けられ、液晶表示に用いられる。
仮に、光学フィルム２３がない場合には、発光装置２１から出射された光は、偏光板２５がｙ方向に振動する偏光のみを通すので、光の利用効率は最大で５０％である。
【００２４】
しかし、光学フィルム２３が存在する場合には、光学フィルム２３に入射する光のうちｙ方向に振動する入射偏光成分は透過して液晶パネル２４側に向けられる。ｘ方向に振動する偏光成分は反射・散乱され拡散板２２に向けられ、拡散板２２を通って反射板２１ｂで反射され、再び拡散板２２を通って、ｘ方向に振動する偏光とｙ方向に振動する偏光に変換されて、光学フィルム２３に戻ってくる。この時、ｙ方向に振動する偏光成分は光学フィルム２３を透過し、ｘ方向に振動する偏光成分は反射・散乱される。このことを繰り返すことにより、光の利用効率は最大で５０％を超え、輝度を向上させることができる。
【実施例】
【００２５】
本発明を実施例に基づいて説明する
（屈折率の測定）
延伸フィルムについては、まず、延伸フィルムを延伸方向（ｘ方向）と平行な面で切断し、その切断面に浸液を滴下し、偏光顕微鏡（オリンパス社製ＢＸ５１−３３Ｐ−ＯＣ）を用いて偏光をｘ方向に合わせてベッケ線を観察することにより行った。この場合、屈折率を０．０１ずつ変化させた一連の浸液の中からベッケ線が最も現れない浸液をｘ方向の屈折率とした。なお、光源の波長は５５０ｎｍとし、温度は２０℃であった。同様にして、偏光をｙ方向に合わせてベッケ線が最も現れない浸液をｙ方向の屈折率とした。また、分散相を構成する粒子の屈折率は、粒子を真空・加熱成型し、成型体を小切片に切断し、同様にしてｘ方向とｙ方向の屈折率を測定して、その平均値を求めることにより求めた。
（粒子の平均粒径測定）
粒子の平均粒径測定は、試料台に粒子を分散後、Ｏｓ（オスミウム）を３ｎｍ程度コーティングして検鏡用試料とした後、走査型電子顕微鏡ＨＩＴＡＣＨＩ Ｓ−４７００により、加速電圧１．０ｋＶで観察し、１００個の一次粒子の粒径を測定し、その平均を計算により、求めた。
（分散相の形状測定）
分散相の形状は、延伸フィルムをｘ方向に垂直な断面、及びｙ方向に垂直な断面を、クライオミクロトームで切り出し、試料台に固定、フラットミリング装置ＨＩＴＡＣＨＩ Ｅ−３２００によるエッチングを行った後、観察面にＯｓを２ｎｍ程度コーティングし、検鏡用試料とした後、走査型電子顕微鏡ＨＩＴＡＣＨＩ Ｓ−４７００により、加速電圧１．０ｋＶで観察し、１００個の一次粒子の平均粒径、また、長尺二次粒子の平均幅及び平均長さを１００個測定して平均値として表した。
（厚さの測定）
光学フィルムの厚さは、ダイヤルゲージ（尾崎製作所製ＰＥＡＣＯＣＫ２５）により測定して平均値として表した。
（輝度の測定）
バックライト（市販のＬＣＤ用２３インチ型）の拡散板上に、測定サンプルを全面に渡って載置し、最上層に直線偏光板（吸収型、透過率４２％、直交透過率０．０１％）を載せた。輝度計（トプコン社製ＢＭ−７）を用いて発光面中央部の輝度を測定した。測定距離は５００ｍｍ、測定角は１度、測定サンプルを挿入しない場合の輝度は、３９００〜４２００ｃｄ／ｍ２の範囲にあった。
【００２６】
［実施例１］
ポリエチレンテレフタレート樹脂（日本ユニペット社製、ＲＴ−５６０Ｃ、固有粘度１．０）７０部に、コアシェル構造を有するゴム系粒子パラロイドＥＸＬ２６０３（ローム・アンド・ハース社製、屈折率１．５０、平均粒径２００ｎｍ）１７部、コアシェル構造を有するゴム系粒子パラロイドＫＣＡ８０１（ローム・アンド・ハース社製、屈折率１．５７、平均粒径１００ｎｍ）１３部を加え、同方向二軸押出機を用いて２８０℃で溶融混練し、ペレタイズした。得られたペレットに滑剤としてステアリン酸亜鉛を０．０１ｐｈｒ添加し、Ｔダイ付単軸押出機で２７０℃でシート成型し、厚さ１ｍｍのシートを得た。
【００２７】
次いで、フィルム成型用の横延伸機を用いて、得られたシートをｘ方向に３．８倍延伸して延伸フィルムを得た。延伸温度は８０℃、速度は１０００％／分であった。得られた延伸フィルムの屈折率は、ｘ軸方向が１．６７であり、ｙ軸方向が１．５３であり、複屈折率が０．１４であった。
この光学フィルムの分散相の形状を測定したところ、一次粒子の平均粒径は１５０ｎｍ、平均幅が３００ｎｍ、平均長さが１０μｍであった。
この光学フィルムの厚さは、４００μｍであった。
この光学フィルムを、バックライト上の拡散板と偏光板との間に挿入し、この構成で輝度を測定した。その結果、４７００ｃｄ／ｍ２であり、光学フィルムを挿入しない場合に比べて輝度がかなり向上した。
【００２８】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態における数値や材料についてこれに限定されず、適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の光学フィルムは、光源を用いる表示装置の分野で好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係る光学フィルムを示す概略図であり、（ａ）は光学フィルムの斜視図であり、（ｂ）は分散相を構成する二次粒子を説明するための図であり、（ｃ）は一次粒子を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光学フィルムを用いた液晶表示装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 光学フィルム（延伸フィルム）
１ａ 連続相
１ｂ 分散相
１ｃ 一次粒子
１ｄ 一次粒子
１ｅ コア部分
１ｆ シェル部分
２１ 発光装置
２１ａ 光源
２１ｂ 反射板
２２ 拡散板
２３ 光学フィルム（延伸フィルム）
２４ 液晶パネル
２４ａ，２４ｂ ガラス基板
２４ｃ 液晶層
２５，２６ 偏光板
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学フィルムに関し、特に、液晶表示装置などの表示デバイスに用いる光学フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、低消費電力、低電圧駆動を特徴にして大きく発展してきたが、ノートパソコンなどに用いられている透過型のカラー液晶表示装置では、必ずしも光エネルギーの利用効率が高いとはいえない。カラー液晶表示装置の液晶パネルでは、偏光板やカラーフィルタが存在するために、光透過率が１０％以下となり、バックライトから出射される光エネルギーの利用効率が低い。このため、バックライトでの消費電力が上昇してしまうという問題がある。この問題を解決するために、液晶表示装置における光エネルギー利用効率を改善させるための光学フィルムが開発されている（特許文献１、２）。
【特許文献１】特表平１１−５０９０１４号公報
【特許文献２】特表２０００−５０６９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ノートパソコンやビデオカメラのモニターディスプレイなどの用途においては、軽量化とバッテリーの長寿命化の相反する要求を満足させるために、バックライトの消費電力をさらに低下させることが重要な技術課題となっており、そのため、液晶表示装置における輝度を向上させて光エネルギー利用効率のさらなる改善が必要とされている。
特許文献１や２は、フィルム中の連続相と分散相の屈折率を、延伸方向あるいは延伸垂直方向で一致させる光学フィルムを用いることにより、光エネルギー利用効率の改善をなすものであった。この屈折率を一致させるという必要性のため、分散相に選ばれる物質の屈折率は厳密に制御される必要があり、製造は困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者は、前記課題を解決するため、鋭意検討を重ねた結果、分散相に、フィルム中の連続相とどの方向でも屈折率が厳密に一致しない原料を用いながら、光エネルギー利用効率の改善をなす光学フィルムを見出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
（１） 複屈折率を有する連続相と、延伸方向に軸方向が揃うように前記連続相に分散された分散相とを有する延伸フィルムからなる光学フィルムであって、前記分散相が、少なくとも前記連続相の前記延伸方向に垂直な方向における屈折率より高い屈折率を有する粒子１種及び低い屈折率を有する粒子１種を含むことを特徴とする光学フィルム。
（２） 前記分散相は、平均粒径が０．０１μｍ以上１μｍ以下である一次粒子が集合してなり、平均幅が０．１μｍ以上１μｍ以下であり、平均長さが０．５μｍ以上５０μｍ以下である長尺の二次粒子であることを特徴とする（１）記載の光学フィルム。
（３） 前記延伸フィルムが１μｍ以上３０００μｍ以下の厚さを有することを特徴とする（１）又は（２）に記載の光学フィルム。
（４） 前記延伸フィルムが１軸延伸したフィルムであり、前記連続相が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、ポリカーボネート及びこれらの共重合物からなる群より選ばれたものを含むことを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載の光学フィルム。
（５） 少なくとも（１）から（４）のいずれかに記載の光学フィルムを含んでなるディスプレイ。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の光学フィルムは、光源を用いる表示装置の輝度を向上させて光エネルギー利用効率をより向上させることができ、しかも、製造が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る光学フィルムを示す概略図である。（ａ）は光学フィルムの斜視図であり、（ｂ）は分散相を構成する二次粒子を説明するための図であり、（ｃ）は一次粒子を示す断面図である。
図１（ａ）に示す光学フィルム１は、連続相１ａと、連続相１ａに分散されている分散相１ｂとを有する。連続相１ａは、分散相１ｂのマトリックスである。また、連続相１ａは、延伸方向（ｘ方向）と、延伸方向に垂直な方向（以下、垂直方向という）（ｙ方向）との間で複屈折を有する。また、分散相１ｂは、延伸フィルム１の延伸方向に軸方向が揃うように連続相１ａに分散されている。本実施の形態においては、図１（ａ）に示すように、分散相１ｂは、その軸方向が延伸フィルム１の延伸方向（ｘ方向）に揃うように分散されている。
【０００７】
分散相１ｂは、少なくとも、垂直方向における連続相１ａの屈折率より高い屈折率を有する粒子１ｃと、垂直方向における連続相１ａの屈折率より低い屈折率を有する粒子１ｄを含む。
分散相１ｂ全体としての屈折率は、延伸フィルム１の延伸方向と垂直な方向における屈折率と整合するように設定される。このため、延伸フィルム１の垂直方向において、連続相１ａと分散相１ｂとの間で屈折率が整合されている（屈折率が一致）状態である。また、連続相１ａにおいては、延伸方向（ｘ方向）と垂直方向（ｙ方向）との間で屈折率に差があり、屈折率が不一致の状態である。また、ここで、屈折率が一致するとは、両者の屈折率の差が約０．０５以下であり、屈折率が不一致とは、両者の屈折率の差が約０．０５を超えることをいう。
【０００８】
すなわち、分散相全体としての屈折率ＮＤは、連続相１ａの垂直方向における屈折率ｎｙとの間に、ｎｙ−０．０５＜ＮＤ＜ｎｙ＋０．０５の関係が成り立つ場合、光源を用いる表示装置の輝度を向上させて光エネルギー利用効率を向上させることができる。例えば、分散相が図１の（ａ）の通り、２種類の粒子１ｃと１ｄだけから成る場合、粒子１ｃ、１ｄの屈折率をそれぞれｎ１ｃ、ｎ１ｄとし、粒子１ｃの分散相中の体積分率をＶ１ｃとおくと、粒子１ｄの分散相中の体積分率は１−Ｖ１ｃとなり、ＮＤは概ねｎ１ｃ＊Ｖ１ｃ＋ｎ１ｄ＊（１−Ｖ１ｃ）となるため、ｎｙ−０．０５＜ｎ１ｃ＊Ｖ１ｃ＋ｎ１ｄ＊（１−Ｖ１ｃ）＜ｎｙ＋０．０５となることが好ましく、このように設定される。また、粒子１ｃ、１ｄの配合比を変えることで、屈折率の整合を容易に行うことができる。
【０００９】
一般に、特定の軸において屈折率差が大きいと、その軸に沿って偏光された光は反射・散乱され、特定の軸においてその差が小さいと、その軸に沿って偏光された光は透過する。このため、延伸フィルム１の垂直方向においては、連続相１ａと分散相１ｂとの間で屈折率が整合されているので、その方向に沿って偏光された光（ｙ方向に振動する入射偏光成分）は透過する。一方、延伸フィルムの延伸方向においては、垂直方向と異なり、連続相１ａと分散相１ｂとの間で屈折率不一致の状態であるので、その方向に沿って偏光された光（ｘ方向に振動する入射偏光成分）は反射・散乱する。その結果、光学フィルム１をｚ方向に通る光（図中の下側から上側に向う光）は、ｙ方向に振動する光の入射偏光成分が光学フィルム１を透過する。
【００１０】
分散相１ｂは、図１（ｂ）に示すように、二種以上の一次粒子１ｃ、１ｄが複数集合して形成してなる長尺の二次粒子である。連続相との分散性を考慮すると、個々の一次粒子１ｃ、１ｄの平均粒径Ｄ１ｃ、Ｄ１ｄが、それぞれ０．０１μｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。平均粒径は、走査型電子顕微鏡により求めることができる。また、二次粒子である分散相１ｂは、光の散乱性を考慮すると、平均幅（Ｄ）は０．１μｍ以上１μｍ以下が好ましく、平均長さ（Ｌ）は０．５μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。
前記延伸フィルム１は、１μｍ以上３０００μｍ以下の厚さを有することが好ましい。光源を用いる表示装置の輝度の向上の観点から、１μｍ以上が好ましく、延伸の観点から、３０００μｍ以下が好ましい。
【００１１】
フィルム平面の直交軸方向とフィルムの厚さ方向における屈折率をそれぞれｎｘ、ｎｙ、ｎｚとした場合に、ｎｘ＞ｎｙとしてｎｚ＞ｎｙであると、延伸方向（ｘ方向）と垂直方向（ｙ方向）との間で屈折率の差が大きくなり、光源を用いる表示装置の輝度がより向上するため、好ましい。
ｎｚ＞ｎｙとなる延伸フィルムは、例えば、樹脂フィルムを延伸処理する際に、樹脂フィルムの延伸方向と直交する方向の収縮力を付与することにより製造される。
樹脂フィルムの延伸時における延伸方向と直交する方向の収縮力の付与は、例えば、加熱延伸時に延伸方向と直交ないし交差する方向に収縮する収縮性フィルムを延伸対象の樹脂フィルムの片面、又は両面に接着してその積層体を加熱延伸処理する方法などにより行うことができる。これにより、収縮性フィルムの収縮力に基づいて、樹脂フィルムの厚さ方向に延伸応力を発生することができる。
【００１２】
この延伸応力を付与しながら延伸を行うことにより、フィルムの平面方向に配向した分子群と、厚さ方向に配向した分子群が混在してなる複屈折率性フィルムを得ることができ、ｎｚ＞ｎｙを達成する。
上記した収縮性フィルムとしては、例えば二軸延伸フィルムや、一軸延伸フィルムなどが挙げられる。その中でも、ポリエステル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンの如き樹脂からなり、処理対象の樹脂フィルムよりもその延伸方向と直行する方向への収縮率が５％以上の熱収縮性を有する延伸フィルムが好ましく用いられる。収縮率が１０％以上の熱収縮性を有する延伸フィルムを用いると、より好ましい。
【００１３】
樹脂フィルムと収縮性フィルムの接着は、収縮性フィルムの熱収縮方向が少なくとも樹脂フィルムの延伸方向と直交する方向の成分を含むように行われる。すなわち、収縮性フィルムの熱収縮力の全部又は一部が樹脂フィルムの延伸方向と直交する方向に作用するように行われる。従って収縮性フィルムの熱収縮方向が樹脂フィルムの延伸方向と斜交していてもよく、完全に直交する方向にある必要はない。
樹脂フィルムと収縮性フィルムの接着処理は、フィルム自体の粘着力や粘着剤などの剥離可能な接着手段を利用して適宜に行ってよい。目的とする光学フィルムの屈折率の制御は、収縮性フィルムの加熱延伸時における延伸方向と直交する方向の収縮力を調節することにより行うことができる。なお光学フィルムは通例、収縮性フィルムを剥離除去して実用に供される。
【００１４】
一次粒子１ｃ、１ｄとしては、連続相と相溶化せず、かつ前述の１次粒子径の微粒子を製造することができる、公知の種々の有機物を用いることができる。
例えば、ポリエステル樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ブダジエン系ゴム・ラテックス、フッ素樹脂、及びこれらのコポリマー、ポリマーブレンド、架橋体が挙げられる。これらは加水分解処理や酸化処理をされたものでも構わない。これらは、中空状や多孔質であっても構わない。
また、一次粒子１ｃ、１ｄとしては、連続相と相溶化せず、かつ前述の１次粒子径の微粒子を製造することができる、公知の種々の無機物を用いることができる。
【００１５】
例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｃａ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｙ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｃｅ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｇｄ、Ｃｒ、Ｗ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｂｉ、Ｓｍ、Ｎｄ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｔｅ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｌａ、Ｅｕ、の金属、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、フッ化物や塩化物や臭化物などのハロゲン化物、シアン化物、アンモニウム化合物、リン酸水素化物、リン酸塩、硫化物、炭化物、窒化物、複合酸化物、複合化合物。Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕの金属。これらは、中空状や多孔質であっても構わない。
また、一次粒子１ｃ、１ｄとしては、連続相と相溶化せず、かつ前述の一次粒子径の微粒子を製造することができる、公知の種々の有機−無機ハイブリッド化合物を用いることができる。例えば、有機−無機ハイブリッド化合物として、前記の有機物や無機物の表面を、ＳｉやＴｉやＡｌなどのカップリング剤を処理して得られる有機−無機ハイブリッド化合物が挙げられる。
【００１６】
また、有機−無機ハイブリッド化合物として、有機−無機カゴ状ポリシルセスキオキサンハイブリッド化合物や、メチルシルセスキオキサン化合物などの、オリゴ及びポリシロキサンを用いた有機−無機ポリシルセスキオキサンハイブリッド化合物が挙げられる。また、骨格にＳｉ原子を含む無機骨格型エポキシ樹脂化合物であっても構わない。これらは加水分解処理や酸化処理をされたものでも構わない。また、中空状や多孔質であっても構わない。
また、有機−無機ハイブリッド化合物として、加水分解基含有化合物を原料とする、ゾル−ゲル法により調製される一連の有機−無機ハイブリッド化合物が挙げられる。
加水分解基含有化合物の加水分解基とは、加水分解により水酸基が生じる基であればよく、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、アミノ基、エノキシ基、オキシム基等が挙げられる。
【００１７】
本発明における加水分解基含有化合物として、下記一般式（１）、（２）で表される加水分解基含有化合物を用いることが出来る。
Ｒ１ｎＭＸ４−ｎ （１）
（式中、Ｒ１は水素又は炭素数１〜１０のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基を表す。またこれらの置換基上にさらにハロゲン基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アミノ基、（メタ）アクリロイル基、エポキシ基等の官能基を有していても良い。Ｘは加水分解基を表す。ｎは０〜３の整数である。Ｍは、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉのいずれか１種である。）
【００１８】
Ｘ３Ｍ−Ｒ２ｎ−ＭＸ３ （２）
（式中、Ｘは加水分解基を表し、Ｍは（１）と同じであり、Ｒ２は炭素数１〜６のアルキレン基又はフェニレン基を表す。また、ｎは０又は１である）
また、下記一般式（３）にて表される加水分解基含有化合物も好適に用いることができる。
Ｒ３−（Ｏ−Ｍ（ＯＲ３）２）ｎ−ＯＲ３ （３）
（式中、Ｒ３は炭素数１〜６のアルキル基を表す。Ｍは（１）と同じであり、ｎは２〜８の整数である。）
【００１９】
上記加水分解基含有化合物は、単独又は２種以上の混合物として用いることができる。
これらの加水分解基含有化合物は、加水分解反応により加水分解基の一部又は全部がＭ−ＯＨ基に変換される。そのため、上記の加水分解基含有化合物の一部又は全部の代わりに、Ｍ−ＯＨ基を含有する化合物を用いても良い。
一次粒子１ｃ及び１ｄは、ブタジエン、（メタ）アクリル酸エステル、スチレン及びこれらの共重合物からなる群より選ばれたもので構成されていてもよい。また、一次粒子１ｃ、１ｄは、図１（ｃ）に示すように、コアシェル構造であることが好ましい。例えば、一次粒子１ｃのコア部分１ｅがポリスチレンで構成され、シェル部分１ｆがアクリル樹脂で構成される。このように、一次粒子１ｃや１ｄがコアシェル構造であることにより、連続相との間で分散性を制御しつつ、屈折率を制御することが可能である。
【００２０】
前記延伸フィルムは、１軸延伸したフィルムであると、連続相の高分子鎖が軸配向し、複屈折を生じるため、好ましい。２軸延伸したフィルムでは、Ｘ方向とＹ方向の延伸倍率の差が大きい場合、連続相の複屈折が大きくなり好適に用いられる。
また、延伸フィルム１のマトリクスである連続相１ａを構成する材料は、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、ポリカーボネート及びこれらの共重合物からなる群より選ばれたものであることが、複屈折率が大きいことから好ましい。
本発明の光学フィルムには、反射防止層又は拡散層を設けても良い。
本発明の光学フィルムの表面には、延伸方向に沿った稜線を持つ複数のプリズムを有していてもよい。このプリズムは、加工性を考慮すると、１μｍ以上２００μｍ以下のピッチを有することが好ましい。
【００２１】
本発明の光学フィルムは、偏光板、導光板、拡散板、レンズシート、プリズムシート、輝度向上シートと積層されていても良い。
本発明の光学フィルムには、種々の添加剤を添加しても良い。例えば、滑剤として、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛など、また、酸化防止剤として、例えば、日本国チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製イルガノックス（登録商標）１０７６が挙げられる。
上記構成を有する光学フィルムにおいては、延伸フィルム１の垂直方向において、連続相１ａと分散相１ｂ全体との間で屈折率が整合されている（屈折率が一致）状態であり、延伸フィルム１１の延伸方向において、連続相１ａと分散相１ｂ全体との間で屈折率に差があり、屈折率が不一致の状態であるので、垂直方向に振動する入射偏光成分は透過するが、延伸方向に振動する入射偏光成分は反射・散乱する。
【００２２】
次に、上述した光学フィルム１を液晶表示装置に装着したディスプレイについて説明する。液晶表示装置としては、透過型液晶表示装置を用いることができる。図２は、本発明の実施の形態に係る光学フィルムを用いた液晶表示装置を示す概略図である。
図２に示す液晶表示装置は、光を発光するバックライトのような発光装置２１と、この発光装置２１上に配置された拡散板２２と、拡散板２２上に配置された本発明に係る光学フィルム２３と、光学フィルム２３上に配置された、両面に偏光板２５（ｙ方向に振動する偏光を通す）、２６を有する液晶パネル２４とから主に構成されている。発光装置２１は、光を供給する光源２１ａと、光源２１ａから出射した光を反射させて液晶パネル２４に向ける反射板２１ｂとから構成されている。なお、光源２１ａとしては、冷陰極管（ＣＣＦＬ）や外部電極ランプ（ＥＥＦＬ）などのランプやＬＥＤ、有機ＥＬ、無機ＥＬ、プラズマなどを用いることができる。
【００２３】
液晶パネル２４は、透過型液晶パネルであり、ガラス基板２４ａ，２４ｂ間に液晶層２４ｃを挟持して構成されている。なお、液晶表示装置が通常有する素子構造については説明を省略する。
このような液晶表示装置においては、発光装置２１の光源２１ａから出射された光は、一部２１ｂの反射板で反射されるが、拡散板２２で拡散された後に、光学フィルム２３を介して液晶パネル２４側に向けられ、液晶表示に用いられる。
仮に、光学フィルム２３がない場合には、発光装置２１から出射された光は、偏光板２５がｙ方向に振動する偏光のみを通すので、光の利用効率は最大で５０％である。
【００２４】
しかし、光学フィルム２３が存在する場合には、光学フィルム２３に入射する光のうちｙ方向に振動する入射偏光成分は透過して液晶パネル２４側に向けられる。ｘ方向に振動する偏光成分は反射・散乱され拡散板２２に向けられ、拡散板２２を通って反射板２１ｂで反射され、再び拡散板２２を通って、ｘ方向に振動する偏光とｙ方向に振動する偏光に変換されて、光学フィルム２３に戻ってくる。この時、ｙ方向に振動する偏光成分は光学フィルム２３を透過し、ｘ方向に振動する偏光成分は反射・散乱される。このことを繰り返すことにより、光の利用効率は最大で５０％を超え、輝度を向上させることができる。
【実施例】
【００２５】
本発明を実施例に基づいて説明する
（屈折率の測定）
延伸フィルムについては、まず、延伸フィルムを延伸方向（ｘ方向）と平行な面で切断し、その切断面に浸液を滴下し、偏光顕微鏡（オリンパス社製ＢＸ５１−３３Ｐ−ＯＣ）を用いて偏光をｘ方向に合わせてベッケ線を観察することにより行った。この場合、屈折率を０．０１ずつ変化させた一連の浸液の中からベッケ線が最も現れない浸液をｘ方向の屈折率とした。なお、光源の波長は５５０ｎｍとし、温度は２０℃であった。同様にして、偏光をｙ方向に合わせてベッケ線が最も現れない浸液をｙ方向の屈折率とした。また、分散相を構成する粒子の屈折率は、粒子を真空・加熱成型し、成型体を小切片に切断し、同様にしてｘ方向とｙ方向の屈折率を測定して、その平均値を求めることにより求めた。
（粒子の平均粒径測定）
粒子の平均粒径測定は、試料台に粒子を分散後、Ｏｓ（オスミウム）を３ｎｍ程度コーティングして検鏡用試料とした後、走査型電子顕微鏡ＨＩＴＡＣＨＩ Ｓ−４７００により、加速電圧１．０ｋＶで観察し、１００個の一次粒子の粒径を測定し、その平均を計算により、求めた。
（分散相の形状測定）
分散相の形状は、延伸フィルムをｘ方向に垂直な断面、及びｙ方向に垂直な断面を、クライオミクロトームで切り出し、試料台に固定、フラットミリング装置ＨＩＴＡＣＨＩ Ｅ−３２００によるエッチングを行った後、観察面にＯｓを２ｎｍ程度コーティングし、検鏡用試料とした後、走査型電子顕微鏡ＨＩＴＡＣＨＩ Ｓ−４７００により、加速電圧１．０ｋＶで観察し、１００個の一次粒子の平均粒径、また、長尺二次粒子の平均幅及び平均長さを１００個測定して平均値として表した。
（厚さの測定）
光学フィルムの厚さは、ダイヤルゲージ（尾崎製作所製ＰＥＡＣＯＣＫ２５）により測定して平均値として表した。
（輝度の測定）
バックライト（市販のＬＣＤ用２３インチ型）の拡散板上に、測定サンプルを全面に渡って載置し、最上層に直線偏光板（吸収型、透過率４２％、直交透過率０．０１％）を載せた。輝度計（トプコン社製ＢＭ−７）を用いて発光面中央部の輝度を測定した。測定距離は５００ｍｍ、測定角は１度、測定サンプルを挿入しない場合の輝度は、３９００〜４２００ｃｄ／ｍ２の範囲にあった。
【００２６】
［実施例１］
ポリエチレンテレフタレート樹脂（日本ユニペット社製、ＲＴ−５６０Ｃ、固有粘度１．０）７０部に、コアシェル構造を有するゴム系粒子パラロイドＥＸＬ２６０３（ローム・アンド・ハース社製、屈折率１．５０、平均粒径２００ｎｍ）１７部、コアシェル構造を有するゴム系粒子パラロイドＫＣＡ８０１（ローム・アンド・ハース社製、屈折率１．５７、平均粒径１００ｎｍ）１３部を加え、同方向二軸押出機を用いて２８０℃で溶融混練し、ペレタイズした。得られたペレットに滑剤としてステアリン酸亜鉛を０．０１ｐｈｒ添加し、Ｔダイ付単軸押出機で２７０℃でシート成型し、厚さ１ｍｍのシートを得た。
【００２７】
次いで、フィルム成型用の横延伸機を用いて、得られたシートをｘ方向に３．８倍延伸して延伸フィルムを得た。延伸温度は８０℃、速度は１０００％／分であった。得られた延伸フィルムの屈折率は、ｘ軸方向が１．６７であり、ｙ軸方向が１．５３であり、複屈折率が０．１４であった。
この光学フィルムの分散相の形状を測定したところ、一次粒子の平均粒径は１５０ｎｍ、平均幅が３００ｎｍ、平均長さが１０μｍであった。
この光学フィルムの厚さは、４００μｍであった。
この光学フィルムを、バックライト上の拡散板と偏光板との間に挿入し、この構成で輝度を測定した。その結果、４７００ｃｄ／ｍ２であり、光学フィルムを挿入しない場合に比べて輝度がかなり向上した。
【００２８】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態における数値や材料についてこれに限定されず、適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の光学フィルムは、光源を用いる表示装置の分野で好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係る光学フィルムを示す概略図であり、（ａ）は光学フィルムの斜視図であり、（ｂ）は分散相を構成する二次粒子を説明するための図であり、（ｃ）は一次粒子を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光学フィルムを用いた液晶表示装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 光学フィルム（延伸フィルム）
１ａ 連続相
１ｂ 分散相
１ｃ 一次粒子
１ｄ 一次粒子
１ｅ コア部分
１ｆ シェル部分
２１ 発光装置
２１ａ 光源
２１ｂ 反射板
２２ 拡散板
２３ 光学フィルム（延伸フィルム）
２４ 液晶パネル
２４ａ，２４ｂ ガラス基板
２４ｃ 液晶層
２５，２６ 偏光板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複屈折率を有する連続相と、延伸方向に軸方向が揃うように前記連続相に分散された分散相とを有する延伸フィルムからなる光学フィルムであって、前記分散相が、少なくとも前記連続相の前記延伸方向に垂直な方向における屈折率より高い屈折率を有する粒子１種及び低い屈折率を有する粒子１種を含むことを特徴とする光学フィルム。
【請求項２】
前記分散相は、平均粒径が０．０１μｍ以上１μｍ以下である一次粒子が集合してなり、平均幅が０．１μｍ以上１μｍ以下であり、平均長さが０．５μｍ以上５０μｍ以下である長尺の二次粒子であることを特徴とする請求項１記載の光学フィルム。
【請求項３】
前記延伸フィルムが１μｍ以上３０００μｍ以下の厚さを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学フィルム。
【請求項４】
前記延伸フィルムが１軸延伸したフィルムであり、前記連続相が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、ポリカーボネート及びこれらの共重合物からなる群より選ばれたものを含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項５】
少なくとも請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学フィルムを含んでなるディスプレイ。
【請求項１】
複屈折率を有する連続相と、延伸方向に軸方向が揃うように前記連続相に分散された分散相とを有する延伸フィルムからなる光学フィルムであって、前記分散相が、少なくとも前記連続相の前記延伸方向に垂直な方向における屈折率より高い屈折率を有する粒子１種及び低い屈折率を有する粒子１種を含むことを特徴とする光学フィルム。
【請求項２】
前記分散相は、平均粒径が０．０１μｍ以上１μｍ以下である一次粒子が集合してなり、平均幅が０．１μｍ以上１μｍ以下であり、平均長さが０．５μｍ以上５０μｍ以下である長尺の二次粒子であることを特徴とする請求項１記載の光学フィルム。
【請求項３】
前記延伸フィルムが１μｍ以上３０００μｍ以下の厚さを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学フィルム。
【請求項４】
前記延伸フィルムが１軸延伸したフィルムであり、前記連続相が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、ポリカーボネート及びこれらの共重合物からなる群より選ばれたものを含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項５】
少なくとも請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学フィルムを含んでなるディスプレイ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−３３３９０１（Ｐ２００７−３３３９０１Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６３９８９（Ｐ２００６−１６３９８９）
【出願日】平成１８年６月１３日（２００６．６．１３）
【出願人】（０００００００３３）旭化成株式会社 (901)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１３日（２００６．６．１３）
【出願人】（０００００００３３）旭化成株式会社 (901)
【Ｆターム（参考）】
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