JP2008003234A - 光学シート及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】集光機能と光拡散機能とを一枚のシートに兼ね備えた光学シートを提供する。
【解決手段】硬化性の樹脂塗布層３８を形成した透明支持体１８を、凹凸パターンの反転型が形成された凹凸ローラ３２に巻き掛けて、凹凸ローラ３２の反転型を樹脂塗布層３８に転写するときに、透明支持体１８を凹凸ローラ３２に巻き掛ける直前で樹脂塗布層３８と凹凸ローラ表面との間に気体噴出ノズル５０から気体を吹き込むようにした。
【選択図】 図１２

Description

本発明は、光学シート及びその製造方法に係り、特に、液晶表示素子等に使用されるディスプレイ用の光学シートであって、集光機能と光拡散機能の両方を兼ね備えた光学シート及びその製造方法に関する。
近年、液晶表示素子や有機ＥＬ等の電子ディスプレイの用途に、導光板等の光源からの光を拡散させる光拡散シートや、正面方向に光を集光する集光シート（レンズシート）等の光学シートが用いられている。この場合、各種の光学シートを積層して使用する例が多い。例えば、特許文献１においては、反射型偏光シートと位相差シートと半透過半反射層とが任意の順番で積層され、更に、これら３層の外側に吸収型偏光シートが積層されてなる半透過半反射性偏光フィルムが提供されている。そして、光源装置と液晶セルとの間に５層ものシートが介在しており、この構成により、画面輝度が高められ、又は消費電力が抑えられるとされている。
また、特許文献２には、光拡散シートと集光シートとを積層させて、集光機能と光拡散機能の両方を一体化した調光シートが開示されている。
また、特許文献３には、互いに並設された複数個の２等辺３角形プリズムを有する波型構造を有する第１表面と、拡散透過を行う光学的な凸凹構造を有する第２表面とを有する光学フィルムにより、ＬＣＤ装置の視角内の輝度を増大することが記載されている。また、特許文献４には、面光源の出光側のフィルムレンズの形状を工夫することで、法線方向の輝度の向上と輝度分布の均一化を図るようにした面光源用フィルムレンズが開示されている。このように、形状を工夫することで、輝度向上や均一化を行うことも試みられている。
特開２００４−１８４５７５号公報 特開平５−１７３１３４号公報 特開平６−１０９９２５号公報 特開平７−２３９４７２号公報
しかしながら、集光機能と光拡散機能とを兼ね備えた従来の光学フィルムは、光拡散シートと集光シートとを積層させて形成するものであり、集光シートや光拡散シートを製造する工程の他に、製造した集光シートと光拡散シートとを積層させるための積層工程、積層したシート同士を接着する接着工程等が必要になり、工程数が多くなるという問題がある。工程数が多くなると、それに応じて製造ラインを長くしなくてはならず装置等の設置に大きなスペースが必要になる。
また、近年の液晶表示装置の薄膜化から、光学フィルムはできるだけ薄くすることが要望されているが、集光シートと光拡散シートとを積層しても薄膜化の解決にはならない。
このような背景から、集光機能と光拡散機能を兼ね備えた光学シートを積層せずにシート一枚で製造できるなら、工程数を大幅に少なくできると共に、光学フィルムの薄膜化にも寄与することができる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、集光機能と光拡散機能とを一枚のシートに兼ね備えることができるので、製造工程の工程数を大幅に削減できると共に、薄膜化にも寄与することができる光学シート及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、集光機能と光拡散機能とを兼ね備えた光学シートであって、微細な凹凸パターンが全面に配列された樹脂シートの凹凸面に微小ディンプルが複数形成されて成ることを特徴とする光学シートを提供する。
本発明の請求項１の光学シートは、微細な凹凸パターンが全面に配列された樹脂シートの凹凸面に微小ディンプル（微小窪み）が複数形成されているので、凹凸パターンにより集光機能を発揮し、微小ディンプルにより光拡散機能を発揮することができる。
これにより、集光機能と光拡散機能とを一枚のシートに兼ね備えることができるので、製造工程の工程数を大幅に削減できると共に、薄膜化にも寄与することができる。
ここで、凹凸パターンの凹凸面とは、凹凸が連続する起伏した連続面を言う。また、凹凸面に微小ディンプルが複数形成されるとは、複数の微小ディンプルを前記起伏した連続面のどこに形成してもよく、例えば凸部の頂点に形成してもよく、凸部の斜面に形成してもよく、その他の部分でもよい。また、微小ディンプルの数は多い方が光拡散機能を発揮し易い。
請求項２は請求項１において、前記微小ディンプルは前記凹凸パターンの凹凸よりも小さいことを特徴とする。
請求項２は、好ましい微小ディンプルのサイズを規定したものであり、凹凸パターンの微細な凹凸よりも更に小さいことが好ましい。これは、微小ディンプルが凹凸パターンよりも大きいと、凹凸パターンの集光機能を発揮するための本質的な形状までもが破壊される恐れがあり、集光機能が低下するためである。微小ディンプルのサイズとしては、例えば穴径が１〜１０μｍの範囲、深さが１〜１０μｍの範囲が好ましい。
請求項３は請求項１又は２において、前記凹凸パターンは、凸状四角錐を前後左右に配列したパターンであって、前記凸状四角錐の頂点に微小ディンプルを有することを特徴とする。
請求項３は、凹凸パターンの好ましい形状と、微小ディンプルの好ましい形成位置とを規定したものであり、凹凸パターンが凸状四角錐を前後左右に配列したパターンであることによって、サイドローブを低減できる。また、微小ディンプルを凸状四角錐の頂点にする理由は、後記する請求項９の本発明の光学シートの製造方法を実施すれば、凸状四角錐の頂点に簡単に微小ディンプルを形成することができるからである。この場合、凹凸ローラ表面の凹凸パターンは、光学シートに転写される凸状四角錐の反転型である凹状四角錐になる。
ここでサイドローブとは、視野角が０°のときが一番高い輝度を有し、視野角が広がるに従って輝度は低下するが、視野角の両端部直前に低下した輝度が一旦高くなる凸状部分があり、これをサイドローブという。
請求項４は請求項１又は２において、前記凹凸パターンは、凹状四角錐を前後左右に配列したパターンであって、前記凹状四角錐の稜線に微小ディンプルを有することを特徴とする。
請求項４は、凹凸パターンの好ましい形状と、微小ディンプルの好ましい形成位置との別の態様を規定したものであり、凹凸パターンが凹状四角錐を前後左右に配列したパターンであることによって、サイドローブを低減できる。また、微小ディンプルを凹状四角錐の稜線にする理由は、後記する請求項９の光学シートの製造方法を実施すれば、凹状四角錐の稜線に簡単に微小ディンプルを形成することができるからである。この場合、凹凸ローラ表面の凹凸パターンは、光学シートに転写される凹状四角錐の反転型である凸状四角錐になる。
請求項５は請求項１〜４のいずれか１において、前記凹凸パターンの配列に不規則性を有することを特徴とする。
請求項５のように、光学シートに形成する凹凸パターンの配列に不規則性をもたせることで、光干渉縞のない光学シートになる。従って、本発明の光学シートは、集光機能と光拡散機能を兼ね備え、しかも光干渉縞のない高い品質を得ることができる。凹凸パターンの配列の不規則性とは、例えば上記した凸状四角錐、又は凹状四角錐が規則的（直線的）な格子形状に配列されるのではなく、ランダムな配列であることを言う。ランダムな配列には、例えば格子形状の縦列及び／又は横列が蛇行していることも含む。
請求項６は請求項１〜５のいずれか１において、前記凹凸パターンの高さに不規則性を有することを特徴とする。
請求項６のように、光学シートに形成する凹凸パターンの高さに不規則性をもたせることで、光干渉縞のない光学シートになる。従って、本発明の光学シートは、集光機能と光拡散機能を兼ね備え、しかも光干渉縞のない高い品質を得ることができる。凹凸パターンの高さの不規則性とは、例えば上記した凸状四角錐の高さがランダムであること、あるいは凹状四角錐の深さがランダムであることを言う。尚、配列が不規則で且つ高さが不規則であってもよい。
請求項７は請求項１〜６のいずれか１において、前記凹凸パターンのピッチに不規則性を有することを特徴とする。
請求項７のように、光学シートに形成する凹凸パターンのピッチに不規則性をもたせることで、光干渉縞のない光学シートになる。従って、本発明の光学シートは、集光機能と光拡散機能を兼ね備え、しかも光干渉縞のない高い品質を得ることができる。凹凸パターンのピッチの不規則性とは、例えば上記した凸状四角錐の頂点同士の距離がランダムであること、あるいは凹状四角錐の最深部同士の距離がランダムであることを言う。
本発明の請求項８は前記目的を達成するために、集光機能と光拡散機能とを兼ね備えた光学シートの製造方法であって、微細な凹凸パターンが全面に配列された樹脂シートの凹凸面に、微小ディンプルを複数形成する微小ディンプル形成工程を含むことを特徴とする光学シートの製造方法を提供する。
請求項８によれば、微細な凹凸パターンが全面に配列された樹脂シートの凹凸面に、微小ディンプルを複数形成するので、集光機能と光拡散機能とを一枚のシートに兼ね備えた光学シートを製造することができる。
本発明の請求項９は前記目的を達成するために、集光機能と光拡散機能とを兼ね備えた光学シートの製造方法であって、搬送されるウエブ状の透明支持体上に、硬化性樹脂の塗布液を連続塗布して樹脂塗布層を形成する塗布工程と、前記樹脂塗布層が形成された前記透明支持体を回転する凹凸ローラに巻き掛けて前記樹脂塗布層に前記凹凸ローラ表面の凹凸パターンを転写する転写工程と、前記透明支持体が前記凹凸ローラに巻き掛けられている状態で前記凹凸パターンが転写された樹脂塗布層を硬化する硬化工程と、前記樹脂塗布層を有する前記透明支持体を、前記凹凸ローラから剥離する剥離工程と、前記透明支持体を前記凹凸ローラに巻き掛ける直前で前記樹脂塗布層と前記凹凸ローラ表面との間に気体を吹き込む吹き込み工程と、を備えたことを特徴とする光学シートの製造方法を提供する。
請求項９は、集光機能と光拡散機能とを兼ね備えた光学シートを製造する際に、微細な凹凸パターンが全面に配列された樹脂シートの凹凸面に簡単に微小ディンプルを形成する方法を提供するものである。
本発明によれば、硬化性の樹脂塗布層を形成した透明支持体を、凹凸パターンの反転型が形成された凹凸ローラに巻き掛けて、凹凸ローラの反転型を樹脂塗布層に転写するときに、透明支持体を凹凸ローラに巻き掛ける直前で樹脂塗布層と凹凸ローラ表面との間に気体を吹き込むようにした。これにより、凹凸ローラ表面の凹部に溜まった気体（空気も含む）の大部分は、透明フィルムが凹凸ローラに巻き掛けられるときに排除されるが、凹部の最深部に溜まった気体は排除されずに残ったまま転写工程が行われる。
この結果、例えば樹脂塗布層に凸状四角錐が形成される転写工程を行う場合には、凸状四角錐の頂点（凹凸ローラに形成された反転型である凹状四角錐の最深部に対応）に微小ディンプルが形成される。また、樹脂塗布層に凹状四角錐が形成される転写工程を行う場合には、凹状四角錐の稜線（凹凸ローラに形成された反転型である凸状四角錐の最深部に対応）に微小ディンプルが形成される。
従って、請求項９の製造方法を行うことにより、透明支持体を凹凸ローラに巻き掛ける直前で樹脂塗布層と凹凸ローラ表面との間に気体を吹き込むという簡単な構成で、微小ディンプルを簡単に形成することができる。また、樹脂塗布層に凹凸パターンを転写するときに一緒に微小ディンプルが形成されるので、集光機能と光拡散機能とを兼ね備えた光学シートを製造する工程を簡素化できる。
請求項１０は請求項９において、前記樹脂塗布層に転写される凹凸パターンは、凸状四角錐又は凹状四角錐であることを特徴とする。
請求項１０によれば、請求項９の製造方法によって樹脂塗布層に転写する凹凸パターンを、凸状四角錐又は凹状四角錐とすることで、サイドローブを防止できるので、光学シートとして一層好ましい品質になる。
本発明の請求項１１は前記目的を達成するために、集光機能と光拡散機能とを兼ね備えた光学シートの製造装置であって、搬送されるウエブ状の透明支持体上に、硬化性樹脂の塗布液を連続塗布して樹脂塗布層を形成する塗布手段と、前記樹脂塗布層が形成された前記透明支持体を回転する凹凸ローラに巻き掛けて前記樹脂塗布層に前記凹凸ローラ表面の凹凸パターンを転写する転写手段と、前記透明支持体が前記凹凸ローラに巻き掛けられている状態で前記凹凸パターンが転写された樹脂塗布層を硬化する硬化手段と、前記硬化した樹脂塗布層を有する前記透明支持体を、前記凹凸ローラから剥離する剥離手段と、前記透明支持体を前記凹凸ローラに巻き掛ける直前に設けられ、前記樹脂塗布層と前記凹凸ローラ表面との間に気体を吹き込む吹き込み手段と、を備えたことを特徴とする光学シートの製造装置を提供する。
請求項１１は、集光機能と光拡散機能とを兼ね備えた光学シートの製造装置として構成したものである。
以上説明したように、本発明の光学シート及びその製造方法によれば、集光機能と光拡散機能とを一枚のシートに兼ね備えることができるので、製造工程の工程数を大幅に削減できると共に、薄膜化にも寄与することができる。
以下、添付図面に基づいて、本発明の光学シート及びその製造方法の好ましい実施の態様について詳説する。
本発明の光学シート１０は、微細な凹凸パターン１４が全面に配列された樹脂シート１２の凹凸面に微小ディンプル１６が複数形成して構成され、以下の例（第１実施形態〜第４実施形態）を好ましく採用することができる。尚、以下には、好ましい形態として凹凸パターン１４の形状を凸状四角錐１４Ａと凹状四角錐１４Ｂの２例で説明するが、これに限定されない。例えば凸状三角錐、凹状三角錐等でもよく、他の凸形状、凹形状でもよい。
図１〜図３は、本発明の光学シート１０の第１実施形態であり、透明支持体１８の上に形成される凹凸パターン１４として凸状四角錐１４Ａを形成した場合である。図１は斜視図、図２は上面図、図３は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
図１〜図３に示されるように、第１実施形態の光学シート１０は、表面の略全面に凸状四角錐１４Ａが前後左右に形成されると共に、凸状四角錐１４Ａの頂点に微小ディンプル１６（微小窪み）が形成されている。凸状四角錐１４Ａのサイズとしては、例えばピッチＰを１０〜１００μｍの範囲、高さＨ（微小ディンプル１６の最深部までの高さ）を５〜９５μｍの範囲が好ましい（図３参照）。この場合、凸状四角錐１４Ａの底面形状は、正方形、長方形、菱形のいずれでもよい。また、微小ディンプル１６は凸状四角錐１４Ａのサイズよりも小さいことが好ましく、例えば微小ディンプル１６の穴径Ｄが１〜１０μｍの範囲、穴の深さｄが１〜１０μｍの範囲が好ましい（図３参照）。このような構成を有する第１実施の形態の光学シート１０は、凸状四角錐１４Ａを前後左右に配列することにより集光機能を発揮し、微小ディンプル１６により光拡散機能を発揮することができる。これにより、集光機能と光拡散機能とを一枚のシートに兼ね備えることができる。また、凹凸パターン１４を凸状四角錐１４Ａとすることでサイドローブを防止することができる。
サイドローブとは、図４に示すように、視野角が０°のときが一番高い輝度を有し、視野角が広がるに従って輝度は低下するが、視野角の−９０°と＋９０°の直前に低下した輝度が一旦高くなる凸状部分Ｓがあり、これをサイドローブという。
また、凸状四角錐１４Ａの前後左右の配列は、図２のように凸状四角錐１４Ａの縦列や横列が直線的な格子状配列ではなく、配列に不規則性があることが好ましい。ここで、凸状四角錐１４Ａの縦列及び横列とは、図２に微小ディンプル１６が形成されていないとしたときの凸状四角錐１４Ａの頂点同士を繋ぐ縦線及び横線をいう。このように、凸状四角錐１４Ａの配列に不規則性(ランダム性)をもたせることで、光干渉縞のない光学シート１０を得ることができる。図５は、不規則性の一例として、凸状四角錐１４Ａの縦列２０（が直線ではなく、蛇行している場合である。また、図６に示すように、凸状四角錐１４Ａの高さＨに不規則性（ランダム性）を有する場合や、図７に示すように、凸状四角錐１４Ａ同士のピッチＰに不規則性（ランダム性）を有する場合にも、光干渉縞のない光学シートになる。更には、凸状四角錐の配列、高さ、ピッチＰの全てに不規則性（ランダム性）をもたせることができる。
図８は、本発明の光学シート１０の第２実施形態であり、透明支持体１８の上に形成される凹凸パターン１４として凸状四角錐１４Ａを形成することは第１実施形態と同様であるが、微小ディンプル１６の形成位置を凸状四角錐１４Ａの斜面とした場合である。第２の実施の形態の場合も、凸状四角錐１４Ａの配列、高さＨ、ピッチＰの少なくとも１つに不規則性（ランダム性）をもたせることが好ましい。
この第２の実施の形態の光学シート１０も第１の実施の形態の光学シートと同様の効果を奏することができる。
尚、図１〜図３、及び図５〜図８では１つの凸状四角錐１４Ａに対して１つの微小ディンプル１６を形成したが、１つの凸状四角錐１４Ａに対して複数の微小ディンプル１６を形成してもよく、複数の凸状四角錐１４Ａに対して１つの微小ディンプル１６を形成してもよい。１つの凸状四角錐１４Ａに対して複数の微小ディンプル１６を形成する場合には、一つは第１実施の形態のように凸状四角錐１４Ａの頂点に形成し、他は第２の実施の形態のように凸状四角錐１４Ａの斜面に形成することが好ましい。また、半球状の微小ディンプル１６としたが、微小ディンプル１６の形状は限定されない。更に、微小ディンプル１６の穴径Ｄ及び穴の深さｄは全て同じ大きさである必要はない。
また、図８では、凸状四角錐１４Ａを形成する４つの斜面のうちの、同じ側の面に微小ディンプル１６を形成したが、異なる面に形成してもよい。
図９及び図１０は、本発明の光学シート１０の第３実施形態であり、透明支持体１８の上に形成される凹凸パターン１４として凹状四角錐１４Ｂを形成した場合である。図９は斜視図、図１０は上面図である。また、図９及び図１０では、凹状四角錐１４Ｂらしく見えるように、凹状四角錐１４Ｂの最深部ａを四角い黒色で表現している。
図９及び図１０に示されるように、第３実施形態の光学シート１０は、表面の略全面に凹状四角錐１４Ｂが前後左右に形成されると共に、凹状四角錐１４Ｂの稜線ｂに微小ディンプル（微小窪み）が形成されている。凹状四角錐１４Ｂは上記した凸状四角錐１４Ａの反転形状であることから、ピッチＰ及び、凹部深さＨ（凸状四角錐の高さに相当）も凸状四角錐１４Ａと同様の範囲が好ましい。この場合、凹状四角錐１４Ｂの上面の４つの稜線ｂで囲まれた空間形状は、正方形、長方形、菱形のいずれでもよい。また、微小ディンプル１６は凹状四角錐１４Ｂのサイズよりも小さいことが好ましく、凸状四角錐１４Ａの場合と同様の範囲が好ましい。
このような構成を有する第３実施の形態の光学シート１０は、凹状四角錐１４Ｂを前後左右に配列することにより集光機能を発揮し、微小ディンプル１６により光拡散機能を発揮することができる。これにより、集光機能と光拡散機能とを一枚のシートに兼ね備えることができる。また、凹凸パターン１４を凹状四角錐１４Ｂとすることで上記したサイドローブを防止することができる。
図１１は本発明の光学シート１０の第４実施形態であり、透明支持体１８の上に形成される凹凸パターン１４として凹状四角錐１４Ｂを形成することは第３実施形態と同様であるが、微小ディンプル１６の形成位置を凹状四角錐１４Ｂの斜面とした場合である。この第２の実施の形態の光学シート１０も第１の実施の形態の光学シートと同様の効果を奏することができる。
特に図示しないが、本発明の第３及び第４の実施形態の光学シート１０の場合にも、凹状四角錐１４Ｂの配列、深さ、ピッチＰの少なくとも１つに不規則性（ランダム性）をもたせることが好ましい。ここで、凹状四角錐１４Ｂの配列（縦列、横列）とは、図９の最深ａ同士を繋ぐ縦線及び横線をいう。
尚、図９〜図１１では１つの凹状四角錐１４Ｂに対して１つの微小ディンプル１６を形成したが、１つの凹状四角錐１４Ｂに対して複数の微小ディンプル１６を形成してもよく、複数の凹状四角錐１４Ｂ対して１つの微小ディンプル１６を形成してもよい。１つの凹状四角錐１４Ｂに対して複数の微小ディンプル１６を形成する場合の例としては、凹状四角錐１４Ｂの上面の４つの稜線ｂの２本以上に微小ディンプル１６を形成してもよく、稜線ｂと斜面の両方に微小ディンプル１６を形成してもよい。また、図９〜図１１では半球状の微小ディンプル１６としたが、微小ディンプル１６の形状は限定されない。更に、微小ディンプル１６の穴径Ｄ及び穴の深さｄは全て同じ大きさである必要はない。また、図１０では、図１０における横方向の稜線ｂに微小ディンプル１６を形成したが、縦方向の稜線ｂに微小ディンプル１６を形成してもよい。更に、図１１では、凹状四角錐１４Ｂを形成する４つの斜面のうちの、同じ側の面に微小ディンプル１６を形成したが、異なる面に形成してもよい。
次に、本発明の光学シート１０の製造方法及び装置について、上記した図１〜図３の凹凸パターン１４として凸状四角錐１４Ａを有する光学シート１０を製造する例で以下に説明する。
図１２は、本発明の光学シートの製造装置３０の全体構成を模式的に示した模式図である。尚、図１２では転写の部分を強調して示すために、凹凸ローラ３２のみを他の装置や部材よりも拡大して示してある。
送り出し装置３４にウエブ状の透明支持体１８が巻回されている。送り出し装置３４から製造ラインに送り出された透明支持体１８上に、塗布装置３６によって紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）の塗布液が連続塗布される。これにより、透明支持体１８上に所定の塗布厚みで樹脂塗布層３８が形成される。樹脂塗布層３８の厚みとしては、例えば２０μｍ程度の塗布厚みにすることが好ましい。塗布装置３６としては、エクストルージョン型のダイコータの例で図１２に示したが、この塗布方式に限定されるものではなく、各種の塗布装置を使用できる。
次に、樹脂塗布層３８が形成された透明支持体１８は硬化装置４０に搬送される。硬化装置４０では、凸状四角錐１４Ａの反転型（凹状四角錐）が表面に形成された凹凸ローラ３２とニップローラ４２とで透明支持体１８を挟圧して、凹凸ローラ３２の反転型を透明支持体１８の樹脂塗布層３８面に転写する。凹凸ローラ３２としては、例えば長さ（透明支持体１８の幅方向）が７００ｍｍ、直径が３００ｍｍのＳ４５Ｃ製で表面の材質をハードクロムコーティングを施した銅としたローラを使用することができる。ローラ表面の略５００ｍｍ幅の全周に、超硬マザーミルを使用した転造加工により、反転型である凹状四角錐を形成することができる。 ニップローラ４２としては、例えば直径が２００ｍｍ程度で、表面にゴム硬度が９０のシリコンゴムの層を形成したローラを好ましく使用できる。そして、樹脂塗布層３８が凹凸ローラ３２と接触するようにして、透明支持体１８を凹凸ローラ３２とニップローラ４２とで押圧する。押圧するニップ圧（実効のニップ圧）は、０．５ＭＰａ程度であることが好ましい。更に、透明支持体１８が凹凸ローラ３２に巻き掛けられている状態でＵＶ照射装置４４によって紫外線が樹脂塗布層３８に照射される。これにより、樹脂塗布層３８面に転写された凸状四角錐１４Ａが硬化する。樹脂塗布層３８のＵＶ硬化樹脂を硬化するには、透明支持体１８の側から例えば１５００ｍＪ／ｃｍ２程度のエネルギーの紫外線光を照射することができる。次に、剥離ローラ４６によって透明支持体１８を凹凸ローラ３２から剥離し、巻き取り装置４８に巻き取る。
かかる、透明支持体１８の凹凸ローラ３２への巻き掛け時に、凹凸ローラ３２とニップローラ４２とのニップ点Ｑの上方に配設された気体噴出ノズル５０から、樹脂塗布層３８と凹凸ローラ表面との間に気体を吹き込む。気体としては、空気を使用するのが一般的であるが、窒素ガス等のように安全なガスであれば使用できる。このように、気体噴出ノズル５０から樹脂塗布層３８と凹凸ローラ表面との間に気体を吹き込みながら、透明支持体１８を凹凸ローラ３２に巻き掛ける。これにより、凹凸ローラ３２に形成された反転型である凹状四角錐に溜まった気体（空気も含む）の大部分は、透明支持体１８が凹凸ローラ３２に巻き掛けられるときに排除されるが、凹状四角錐の最深部に溜まった気体は排除されずに残ったまま転写が行われる。この結果、樹脂塗布層３８に転写された凸状四角錐１４Ａの頂点（反転型の凹状四角錐の最深部に対応）に微小ディンプル１６が形成されることになる。これにより、図１〜図３で説明した本発明の第１実施形態の光学シート１０を製造することができる。
また、反転型として凸状四角錐が形成された凹凸ローラ３２を使用して、気体噴出ノズル５０から気体を噴出すれば、図９及び図１０に示すように、凹状四角錐１４Ｂの稜線ｂに微小ディンプル１６が形成された光学シート１０を製造することができる。
従って、本発明の光学シートの製造装置によれば、集光機能と光拡散機能とを兼ね備えた光学シート１０を形成できる。また、微小ディンプル１６の形成を凹凸パターン１４（凸状四角錐１４Ａ又は凹状四角錐１４Ｂ）の転写と一緒に行うことができるので、工程数を削減することができると共に、微小ディンプル１６を形成するための特別な工程や装置を設ける必要がない。また、一枚の光学シートに集光機能と光拡散機能とを兼ね備えるので、従来の集光シートと光拡散シートとを積層する場合に比べて薄膜化することができる。
尚、上記した製造方法では、紫外線硬化樹脂を透明支持体１８上に塗布する例で説明したが、熱硬化樹脂を使用してもよく、この場合にはＵＶ照射装置４４に代えて加熱装置を設ける。また、図１２の製造装置では、透明支持体１８に塗布した樹脂塗布層３８をそのまま硬化装置４０に搬送したが、樹脂塗布層３８が溶剤を含む場合には、塗布装置３６と硬化装置４０との間に溶剤を飛ばす乾燥装置を配置することが必要になる。
図１２には示さなかったが、巻き取り装置４８に巻き取られた本発明の光学シート１０を、巻き戻して裁断装置に送り、液晶光学素子に使用される適切な製品サイズに裁断され、集積装置に順次積み重ねられる。この場合、巻き取り装置４８に一旦巻き取らないで、そのまま裁断装置で裁断して集積装置に順次積み重ねてもよい。
次に、図１２の製造装置３０を使用して光学シート１０を製造した実施例を説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
（透明支持体）
幅５００ｍｍ、厚さ１００μｍの透明なＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のフィルムを使用した。
（ＵＶ硬化樹脂）
下記の組成のものを使用した。
ＥＢ３７００：エベクリル３７００、ダイセルＵＣ（株）製、
ビスフェノールＡタイプエポキシアクリレート、
（粘度：２２００ｍＰａ・ｓ／６５°Ｃ）
ＢＰＥ２００：ＮＫエステルＢＰＥ−２００、新中村化学（株）製、
エチレンオキシド付加ビスフェノールＡメタクリル酸エステル、
（粘度：５９０ｍＰａ・ｓ／２５°Ｃ）
ＢＲ−３１ ：ニューフロンティアＢＲ−３１、第一工業製薬工業（株）製、
トリブロモフェノキシエチルアクリレート、
（常温で固体、融点５０°Ｃ以上）
ＬＲ８８９３Ｘ：Ｌｕｃｉｒｉｎ ＬＲ８８９３Ｘ、ＢＡＳＦ（株）製の光ラジカル発生剤、
エチル−２，４，６−トリメチルベンゾイルエトキシフェニルオスフィンオキシド
（塗布装置）
エクストルージョンタイプのダイコータを使用した。そして、上記したＵＶ硬化樹脂を膜厚が２０μｍになるように透明支持体上に塗布した。
（転写装置）
・凹凸ローラ…長さ（シートＷの幅方向）が７００ｍｍ、直径が３００ｍｍのＳ４５Ｃ製で表面の材質をハードクロムコーティングを施した銅としたローラを使用した。ローラの表面の略５００ｍｍ幅の全周に、超硬マザーミルを使用した転造加工により、ピッチが５０μｍ、高さが２５μｍの凹凸パターン１４の反転型を形成した。凹凸ローラの表面には、凹状四角錐の形成後にハードクロムメッキを施した。
・ニップローラ…直径が２００ｍｍで、表面にゴム硬度が９０のシリコンゴムの層を形成したローラを使用した。凹凸ローラとニップローラとでシートＷを押圧するニップ圧（実効のニップ圧）は、０．５ＭＰａとした。
・紫外線照射装置…１５００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギーで照射を行った。
・剥離ローラ…直径が２００ｍｍで、表面にゴム硬度が９０のシリコンゴムの層を形成したローラを使用した。
・気体噴出ノズル…空気の風速がライン速度と同じになるように吹き出した。
実施例１では、凹凸ローラ３２の反転型として凹状四角錐のものを使用し、凸状四角錐１４Ａの頂点に１つの微小ディンプル１６を有する光学シート１０を製造した（図１〜図３参照）。
実施例２では、凹凸ローラ３２の反転型として凸状四角錐のものを使用し、凹状四角錐１４Ｂの横列方向の稜線ｂに１つの微小ディンプル１６を有する光学シート１０を製造した（図９〜図１０参照）。
実施例３では、実施例２における凹凸ローラ３２の反転型の配列に不規則性をもたせて、実施例２で製造した光学シートの凹状四角錐１４Ｂの縦列及び横列の両方の稜線ｂが蛇行するようにした。
実施例４では、実施例２における凹凸ローラ３２の反転型の高さに不規則性をもたせて、実施例２で製造した光学シートの凹状四角錐１４Ｂの深さがランダムになるようにした。
実施例５では、実施例２における凹凸ローラ３２の反転型のピッチＰに不規則性をもたせて、実施例２で製造した光学シートの凹状四角錐１４ＢのピッチＰがランダムになるようにした。
［光学シートの性能試験］
上記の実施例１〜５の光学シート１０について、正面輝度（集光度）、拡散度、サイドローブ、光干渉縞の４項目に関する光学性能を調べた。比較対象として、従来品であるＡ社製品１とＡ社製品２のプリズムシートを使用した。
その結果を図１３の表に示す。尚、図１３における表の正面輝度（集光度）、拡散度、サイドローブ、光干渉縞の評価方法は、実施例１〜５、及びＡ社製品１、２の相対評価である。
図１３の表から分かるように、正面輝度については、Ａ社製品１が一番高く、Ａ社製品２が一番低かった。また、本発明の実施例１〜５の光学シート１０は何れもＡ社製品１とＡ社製品２との間の中程度であったが、液晶光学素子に使用する光学シートの集光機能（正面輝度）としては十分に満足するものであった。
また、拡散度については、本発明の実施例１〜５の光学シート１０は何れもＡ社製品１、２よりも明らかに高くなっており、液晶光学素子に使用する光学シートの光拡散機能としては十分に満足するものであった。
このように、本発明の実施例１〜５の光学シートは、凹凸パターン１４の凹凸面に微小ディンプルを形成しても、Ａ社製品１、２（プリズムシート）と比べて正面輝度において悪い結果はでなかった。また、本発明の実施例１〜５の光学シートは、微小ディンプルを形成することで拡散度においてＡ社製品１、２（プリズムシート）と比べて顕著に良い結果がでた。ちなみに、Ａ社製品１、２（プリズムシート）は、光拡散シートと組み合わせないと、バックライトのランプが見えてしまう。
また、サイドローブについては、Ａ社製品１が強く発現し悪い結果であったが、その他の本発明の実施例１〜５の光学シート１０及びＡ社製品２は発現が弱く良好であった。
また、光干渉縞については、Ａ社製品１、２が強く発現した。これに対して本発明の実施例１〜５の光学シートは弱い発現か又は発現が無かったかであり、良好であった。特に、実施例３〜５の光学シートは、光干渉縞が全く発現しなかった。尚、表には示さなかったが、実施例１の凸状四角錐１４Ａの配列、高さ、ピッチＰの少なくとも１つに不規則性（ランダム性）をもたせた場合にも、光干渉縞が全く発現しなかった。
このように、本発明の光学シート１０は、集光機能と光拡散機能とを一枚のシートに兼ね備えることができる。特に、本発明の光学シート１０の凹状四角錐１４Ｂ（又は凸状四角錐１４Ａ）の配列、深さ（高さ）、ピッチＰの少なくとも１つに不規則性（ランダム性）をもたせることで、光干渉縞が全く発現しないようにできる。
本発明の光学シートの第１実施形態を示す斜視図 本発明の光学シートの第１実施形態を示す上面図 本発明の光学シートの第１実施形態を示す側面断面図 サイドローブを説明する説明図 本発明の光学シートの第１実施形態において配列に不規則性をもたせた上面図 本発明の光学シートの第１実施形態において高さに不規則性をもたせた側面断面図 本発明の光学シートの第１実施形態においてピッチに不規則性をもたせた側面断面図 本発明の光学シートの第２実施形態を示す斜視図 本発明の光学シートの第３実施形態を示す斜視図 本発明の光学シートの第３実施形態を示す上面図 本発明の光学シートの第４実施形態を示す斜視図 本発明の光学シートの製造装置の全体構成を示す模式図 本発明の光学シートの実施例を示す表図
符号の説明
１０…光学シート、１２…樹脂シート、１４…凹凸パターン、１４Ａ…凸状四角錐、１４Ｂ…凹状四角錐、１６…微小ディンプル、１８…透明支持体、３０…光学シートの性装置、３２…凹凸ローラ、３４…送り出し装置、３６…塗布装置、３８…樹脂塗布層、４０…硬化装置、４２…ニップローラ、４４…ＵＶ照射装置、４６…剥離ローラ、４８…巻き取り装置、５０…気体噴出ノズル

Claims (11)

  1. 集光機能と光拡散機能とを兼ね備えた光学シートであって、
    微細な凹凸パターンが全面に配列された樹脂シートの凹凸面に微小ディンプルが複数形成されて成ることを特徴とする光学シート。
  2. 前記微小ディンプルは前記凹凸パターンの凹凸よりも小さいことを特徴とする請求項１の光学シート。
  3. 前記凹凸パターンは、凸状四角錐を前後左右に配列したパターンであって、前記凸状四角錐の頂点に微小ディンプルを有することを特徴とする請求項１又は２の光学シート。
  4. 前記凹凸パターンは、凹状四角錐を前後左右に配列したパターンであって、前記凹状四角錐の稜線に微小ディンプルを有することを特徴とする請求項１又は２の光学シート。
  5. 前記凹凸パターンの配列に不規則性を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１の光学シート。
  6. 前記凹凸パターンの高さに不規則性を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１の光学シート。
  7. 前記凹凸パターンのピッチに不規則性を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１の光学シート。
  8. 集光機能と光拡散機能とを兼ね備えた光学シートの製造方法であって、
    微細な凹凸パターンが全面に配列された樹脂シートの凹凸面に、微小ディンプルを複数形成する微小ディンプル形成工程を含むことを特徴とする光学シートの製造方法。
  9. 集光機能と光拡散機能とを兼ね備えた光学シートの製造方法であって、
    搬送されるウエブ状の透明支持体上に、硬化性樹脂の塗布液を連続塗布して樹脂塗布層を形成する塗布工程と、
    前記樹脂塗布層が形成された前記透明支持体を回転する凹凸ローラに巻き掛けて前記樹脂塗布層に前記凹凸ローラ表面の凹凸パターンを転写する転写工程と、
    前記透明支持体が前記凹凸ローラに巻き掛けられている状態で前記凹凸パターンが転写された樹脂塗布層を硬化する硬化工程と、
    前記樹脂塗布層を有する前記透明支持体を、前記凹凸ローラから剥離する剥離工程と、
    前記透明支持体を前記凹凸ローラに巻き掛ける直前で前記樹脂塗布層と前記凹凸ローラ表面との間に気体を吹き込む吹き込み工程と、を備えたことを特徴とする光学シートの製造方法。
  10. 前記樹脂塗布層に転写される凹凸パターンは、凸状四角錐又は凹状四角錐であることを特徴とする請求項９の光学シートの製造方法。
  11. 集光機能と光拡散機能とを兼ね備えた光学シートの製造装置であって、
    搬送されるウエブ状の透明支持体上に、硬化性樹脂の塗布液を連続塗布して樹脂塗布層を形成する塗布手段と、
    前記樹脂塗布層が形成された前記透明支持体を回転する凹凸ローラに巻き掛けて前記樹脂塗布層に前記凹凸ローラ表面の凹凸パターンを転写する転写手段と、
    前記透明支持体が前記凹凸ローラに巻き掛けられている状態で前記凹凸パターンが転写された樹脂塗布層を硬化する硬化手段と、
    前記硬化した樹脂塗布層を有する前記透明支持体を、前記凹凸ローラから剥離する剥離手段と、
    前記透明支持体を前記凹凸ローラに巻き掛ける直前に設けられ、前記樹脂塗布層と前記凹凸ローラ表面との間に気体を吹き込む吹き込み手段と、を備えたことを特徴とする光学シートの製造装置。
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