JP2010005829A - 光学シート及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い生産性を有し、多重散乱が防止され、全光線透過率が高く、光拡散機能、集光機能、屈折機能等の光学的性能が高い光学シートが製造できる光学シートの製造方法及びその製法で製造される光学シートの提供を目的とする。
【解決手段】本発明は、表面に微細な凹凸形状を有する光学シート原版を用い、光学シート原版の表面に押出ラミネート法により型用合成樹脂層を積層する第１押出ラミネート工程と、型用合成樹脂層から光学シート原版を剥離し、表面に上記凹凸形状の反転形状が転写された光学シート形成型を作成する第１剥離工程と、光学シート形成型の表面に押出ラミネート法により光学層用合成樹脂層を積層する第２押出ラミネート工程と、光学層用合成樹脂層から光学シート形成型を剥離し、表面に上記凹凸形状が転写された光学シート材を作成する第２離型工程とを有する光学シートの製造方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置等に用いられる光学シートの製造方法及びその製造方法で製造された光学シートに関するものである。

液晶表示装置は、液晶層を背面から照らして発光させるバックライト方式が普及し、液晶層の下面側にエッジライト型、直下型などのバックライトユニットが装備されている。かかるエッジライト型のバックライトユニット５０は、基本的には図１０に示すように、光源としての線状のランプ５１と、ランプ５１に端部が沿うように配置される方形板状の導光板５２と、導光板５２の表面側に配設される各種光学シートとを備えている。かかる光学シートとしては、例えば導光板５２の表面側に配設される光拡散シート５３や、光拡散シート５３の表面側に配設されるプリズムシート５４などが該当する。

このバックライトユニット５０の機能を説明すると、まずランプ５１より導光板５２に入射した光線は、導光板５２裏面の反射ドット又は反射シート（図示していない）で反射され、導光板５２の表面から出射される。導光板５２から出射した光線は光拡散シート５３に入射し、光拡散シート５３で拡散され、光拡散シート５３表面より出射される。その後、光拡散シート５３から出射された光線は、プリズムシート５４に入射し、プリズムシート５４表面に形成されたプリズム部５４ａによって略法線方向にピークを示す分布の光線として出射される。

このように、ランプ５１から出射された光線が、光拡散シート５３によって拡散され、またプリズムシート５４によって略法線方向にピークを示すように屈折され、さらに表面側の液晶層（図示していない）全面を照明するものである。なお、図示していないが、上述のプリズムシート５４の集光特性の緩和やプリズム部５４ａの保護又は偏光板等の液晶パネルとプリズムシート５４とのスティッキングの防止を目的として、プリズムシート５４の表面側にさらに光学シートが配設されている。

上記バックライトユニット５０に備える光拡散シート５３としては、一般的には（ａ）合成樹脂製の透明な基材層の表面にビーズを塗工するビーズ塗工タイプの光拡散シート（例えば特開平７−５３０５号公報、特開２０００−８９００７公報等参照）や、（ｂ）凹凸形状を有する金型を用い、合成樹脂製の透明な基材層の表面にその凹凸形状を転写してなるエンボスタイプの光拡散シート（例えば特開２００６−４７６０８号公報、特開２００６−３３５０２８号公報等参照）が使用されている。かかる光拡散シートは、表面の微細な凹凸形状により光拡散機能が奏される。

上記ビーズ塗工タイプの従来の光拡散シートは、拡散性の発現にバインダー５８中のビーズ５９による屈折や反射を利用しているため、多重散乱現象が生じてしまい、出光量のロスが避けられない。また、ビーズ塗工タイプの光拡散シートは、合成樹脂、ビーズ、溶剤等を含有する塗工液を基材層にコーティングし、乾燥させて光拡散層を形成するため、溶剤を飛ばす必要があり、加工スピードに一定の制限がある。

プレス成形による上記エンボスタイプの従来の光拡散シートは、回分式のため生産性が低く、あまり薄くすることができないという不都合がある。また、エンボスロールを用いた押出成型による上記エンボスタイプの光拡散シートは、精密な凹凸形状を付与することが困難であり、光学的性能に劣るという不都合がある。
特開平７−５３０５号公報 特開２０００−８９００７公報 特開２００６−４７６０８号公報 特開２００６−３３５０２８号公報

本発明はこれらの不都合に鑑みてなされたものであり、高い生産性を有し、かつ、多重散乱が防止され、全光線透過率が高く、光拡散機能、集光機能、法線方向への屈折機能等の光学的性能が高い光学シートが製造できる光学シートの製造方法及びその製造方法により製造される光学シートの提供を目的とするものである。

上記課題を解決するためになされた発明は、
表面に微細な凹凸形状を有する光学シートと同形の光学シート原版を用い、この光学シート原版の表面に押出ラミネート法により型用合成樹脂層を積層する第１押出ラミネート工程と、
上記型用合成樹脂層から光学シート原版を剥離し、表面に上記微細な凹凸形状の反転形状が転写された光学シート形成型を作成する第１剥離工程と、
上記光学シート形成型の表面に押出ラミネート法により光学層用合成樹脂層を積層する第２押出ラミネート工程と、
上記光学層用合成樹脂層から光学シート形成型を剥離し、表面に上記微細な凹凸形状が転写された光学シート材を作成する第２離型工程と
を有する光学シートの製造方法である。

当該光学シートの製造方法によれば、第１押出ラミネート工程及び第１剥離工程により光学シートと同形の光学シート原版の表面形状を転写した光学シート形成型を作成し、第２押出ラミネート工程及び第２剥離工程により光学シート形成型の表面形状を転写した光学シート材を作成することができる。そのため、当該光学シートの製造方法によれば、押出ラミネート法により表面に微細な凹凸形状を有する光学シートと同形の光学シート原版の表面形状を忠実に転写し、光拡散機能等の光学的性能が高い光学シート材を生産性よく製造することができる。また、当該光学シートの製造方法によれば、光学層用合成樹脂層がビーズ等の光拡散剤を含まないため、多重散乱が防止され、全光線透過率の高い光学シート材を製造することができる。

上記第１押出ラミネート工程において、サンドイッチ押出ラミネート法により光学シート原版と型用基材シートとの間に型用合成樹脂層を積層するとよい。このように、サンドイッチ押出ラミネート法により光学シート原版と型用基材シートとの間に型用合成樹脂層を積層し、光学シート形成型を型用基材シートと型用合成樹脂層とから構成することで、型用基材シートにより光学シート形成型の強度が確保され、型用合成樹脂層を構成する合成樹脂を光学シート原版の表面形状の転写性や、耐熱性、光学層用合成樹脂層との剥離性等を主眼に選定することができ、生産される光学シート材の表面形状の精密付型性や光学シート形成型の長寿命化に寄与する。

また、上記第２押出ラミネート工程において、サンドイッチ押出ラミネート法により光学シート形成型と光学シート用基材フィルムとの間に光学層用合成樹脂層を積層するとよい。このように、サンドイッチ押出ラミネート法により光学シート形成型と光学シート用基材フィルムとの間に光学層用合成樹脂層を積層し、光学シート材を光学シート用基材フィルムと光学層用合成樹脂層とから構成することで、光学シート用基材フィルムにより光学シート材の強度が確保され、光学層用合成樹脂層を構成する合成樹脂を光学シート形成型の表面形状の転写性や、透明性、光学シート形成型との剥離性等を主眼に選定することができ、生産される光学シート材の光線透過性、光学的性能等の向上に寄与する。

上記第２剥離工程後に、得られた光学シート材を所定サイズに裁断する裁断工程を有するとよい。当該光学シートの製造方法によれば、長尺の光学シート材を連続して製造することができるため、第２剥離工程後に裁断工程を有することで、目的の液晶表示装置に適合した光学シートを効率よく製造することができ、光学シート材の巻き取りに起因するカール、基材フィルムとの剥離等の発生を抑制することができる。

上記第２押出ラミネート工程において、光学シート形成型を無端ベルト状に形成し、この光学シート形成型を押出ラミネート法に用いる一対の押圧ロールの一方に架け渡し、この光学シート形成型を一対の押圧ロール間に連続的に供給しつつ光学シート形成型の表面に光学層用合成樹脂層を積層するとよい。このように、光学シート形成型を無端ベルト状に形成し、この無端ベルト状の光学シート形成型を一対の押圧ロールの一方に架け渡し、一対の押圧ロール間に連続的に供給することで、所定長さの光学シート形成型により光学シート材を連続的に製造することができる。

上記型用合成樹脂層は、主成分としてエンジニアリングプラスチックを含むとよい。かかるエンジニアリングプラスチックは機械的強度や耐熱性に優れるため、当該手段のように型用合成樹脂層の主成分としてエンジニアリングプラスチックを含有することで、光学シート形成型の強度、耐熱性、離型性等が向上する結果、得られる光学シートの精密付型性が促進され、かつ使用可能回数の増加により生産性及び製造コストの低廉化が促進される。

上記光学層用合成樹脂層は、主成分として非晶質ポリマー又はオレフィン系ポリマーを含むとよい。かかる非晶質ポリマーは透明性、付型性等に優れるため、当該手段のように光学層用合成樹脂層の主成分として非晶質ポリマーを含有することで、光学層用合成樹脂層の透明性、光学シート形成型の表面形状の転写性等が向上する結果、高い光線透過率及び光拡散機能等の光学的性能を有する光学シート材を製造することができる。また、オレフィン系ポリマーは低温溶融性、溶融状態での流動性等に優れるため、第２押出ラミネート工程での光学シート形成型表面への溶融合成樹脂の追従性に優れ、光学シート形成型の表面形状の転写性等が向上する結果、高い光拡散機能等の光学的性能を有する光学シート材を製造することができる。

従って、当該光学シートの製造方法により製造された光学シートは、廉価性を有し、かつ優れた全光線透過率や光拡散機能、集光機能、法線方向への屈折機能等の光学的性能を有している。

ここで、「押出ラミネート法」とは、溶融状態の合成樹脂を押し出して直接シート上に合成樹脂層（合成樹脂被膜）を積層する周知の積層加工法であり、一般的には押出機、Ｔダイ、一対の押出ロール、繰出機、巻取機等を備える押出ラミネート装置が用いられる。

以上説明したように、本発明の光学シートの製造方法は、高い生産性を有し、かつ、多重散乱が防止され、全光線透過率が高く、光拡散機能、集光機能、法線方向への屈折機能等の光学的性能が高い光学シートが製造できる。また本発明の光学シートは、上述のように優れた廉価性、光線透過性及び光学的性能を有するため、品位及び低コスト化、薄型化等を促進することができ、液晶表示装置等に好適に使用される。

以下、適宜図面を参照しつつ本発明の実施の形態を詳説する。図１は本発明の一実施形態に係る光学シートの製造方法を示すフロー図、図２は図１の光学シートの製造方法の第１押出ラミネート工程及び第１剥離工程を実施する装置を示す模式図、図３は図１の光学シートの製造方法の第２押出ラミネート工程及び第２剥離工程を実施する押出ラミネート装置を示す模式図、図４は図３の押出ラミネート装置とは異なる形態に係る第２押出ラミネート工程及び第２剥離工程を実施する押出ラミネート装置を示す模式図、図５は図１の光学シートの製造方法で用いる光学シート原版を示す模式的断面図、図６は図１の光学シートの製造方法の第１押出ラミネート工程で得られた積層体を示す模式的断面図、図７は図１の光学シートの製造方法の第１剥離工程で得られた光学シート形成型を示す模式的断面図、図８は図１の光学シートの製造方法の第２押出ラミネート工程で得られた積層体を示す模式的断面図、図９は図１の光学シートの製造方法で得られた光学シート材を示す模式的断面図である。

図１の光学シートの製造方法は、第１押出ラミネート工程（ＳＴＰ１）、第１剥離工程（ＳＴＰ２）、第２押出ラミネート工程（ＳＴＰ３）及び第２剥離工程（ＳＴＰ４）を有している。

第１押出ラミネート工程（ＳＴＰ１）は、図５に示す光学シート原版１を用い、この光学シート原版１の表面に押出ラミネート法によって型用合成樹脂層７を積層する工程である。この第１押出ラミネート工程（ＳＴＰ１）は、詳細には、図６に示すようにサンドイッチ押出ラミネート法により光学シート原版１と型用基材シート８との間に型用合成樹脂層７を積層する工程である。

光学シート原版１は、長尺の帯状体であり、透過光線を拡散させる光拡散機能を有する光拡散シートと同様の形状及び構造を備えている。具体的には、光学シート原版１は、図５に示すように原版用基材フィルム２と、この原版用基材フィルム２の表面に積層される原版用光学層３とを備え、表面に微細な凹凸形状６を有している。

原版用基材フィルム２は、合成樹脂から形成されており、光線の透過性は必要ないので透明でなくてもよい。この原版用基材フィルム２の形成材料としては、特に限定されるものではなく、例えば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等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、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、アクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ないし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等の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などが挙げられる。

この原版用基材フィルム２の形成材料としては、上記ポリマーを１種又は２種以上混合して使用することができる。また、原版用基材フィルム２の形成材料中には、加工性、耐熱性、耐候性、機械的性質、寸法安定性等を改良、改質する目的で、種々の添加剤等を混合することができる。この添加剤としては、例えば滑剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、充填剤、強化繊維、補強剤、帯電防止剤、難燃剤、耐炎剤、発泡剤、防カビ剤、顔料、フィラー、可塑剤、劣化防止剤、分散剤等が挙げられる。

この原版用基材フィルム２の平均厚さとしては、３０μｍ以上４００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以上２５０μｍ以下が特に好ましい。原版用基材フィルム２の平均厚さが上記範囲未満であると、強度が不足し、取扱いが困難になる。逆に、原版用基材フィルム２の平均厚さが上記範囲を超えると、巻き取り等の取扱いが困難になる。

原版用光学層３は、原版用基材フィルム２の表面に略均一かつ緻密に敷設される光拡散剤４と、その光拡散剤４を固定するバインダー５とを備えている。かかる光拡散剤４によって原版用光学層３の表面に微細な凸部が略均一かつ略緻密に形成されている。このように表面に形成される微細な凹凸形状のレンズ的屈折作用により、光線をより良く拡散させることができる。原版用光学層３の平均厚みは、特には限定されないが、例えば１μｍ以上１００μｍ以下程度とされている。

光拡散剤４は、無機フィラーと有機フィラーに大別される。無機フィラーとしては、具体的には、ガラス、シリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫化バリウム、マグネシウムシリケート、又はこれらの混合物を用いることができる。有機フィラーの具体的な材料としては、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド等を用いることができる。これらの中でも、耐熱性が高く、第１押出ラミネート工程（ＳＴＰ１）に十分耐えうるガラスが好ましい。

光拡散剤４の形状としては、特に限定されるものではなく、例えば球状、立方状、紡錘形状、針状、棒状、板状、鱗片状、繊維状などが挙げられ、中でも表面にレンズ状の凹凸形状６が形成され、高い光学的機能を有する光学シート材１３が製造できる球状のビーズが好ましい。

光拡散剤４の平均粒子径の下限としては、１μｍ、特に２μｍ、さらに５μｍが好ましく、光拡散剤４の平均粒子径の上限としては、９０μｍ、特に７０μｍ、さらに１５μｍが好ましい。光拡散剤４の平均粒子径が上記範囲未満であると、光拡散剤４によって形成される原版用光学層３表面の凹凸形状６が小さくなり、得られる光学シート材１３の光拡散性が低下するおそれがあり、逆に、光拡散剤４の平均粒子径が上記範囲を越えると、光学シート材１３の厚さが増大し、かつ、均一な拡散が困難になる。

光拡散剤４の配合量（バインダー５の形成材料であるポリマー組成物中の基材ポリマー１００部に対する固形分換算の配合量）の下限としては１０部、特に２０部、さらに５０部が好ましく、この配合量の上限としては５００部、特に３００部、さらに２００部が好ましい。これは、光拡散剤４の配合量が上記範囲未満であると、得られる光学シート材１３の光拡散性が不十分となってしまい、一方、光拡散剤４の配合量が上記範囲を越えると光拡散剤４を固定する効果が低下することからである。なお、プリズムシートの表面側に配設される所謂上用光拡散シートの場合、高い光拡散性を必要とされないため、光拡散剤４の配合量としては１０部以上４０部以下、特に１０部以上３０部以下が好ましい。

バインダー５は、基材ポリマーを含むポリマー組成物を架橋硬化させることで形成される。このバインダー５によって原版用基材フィルム２の表面全面に光拡散剤４が略等密度に配置固定される。

上記基材ポリマーとしては、特に限定されるものではなく、例えばアクリル系樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、紫外線硬化型樹脂等が挙げられ、これらのポリマーを１種又は２種以上混合して使用することができる。特に、上記基材ポリマーとしては、加工性が高く、塗工等の手段で容易に原版用光学層３を形成することができるポリオールが好ましい。またバインダー５に用いられる基材ポリマーは、光線を透過させる必要がないため、透明である必要はない。

なお、このバインダー５を形成するためのポリマー組成物は、基材ポリマーの他に例えば、微小無機充填剤、硬化剤、可塑剤、分散剤、各種レベリング剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、粘性改質剤、潤滑剤、光安定化剤等が適宜配合されてもよい。

光学シート原版１（原版用光学層３）表面の算術平均粗さ（Ｒａ）の下限としては、０．２μｍが好ましく、０．４μｍが特に好ましい。一方、この算術平均粗さ（Ｒａ）の上限としては、２０μｍが好ましく、１５μｍが特に好ましい。光学シート原版１表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が上記下限未満であると、得られる光学シート材１３表面の微細凹凸形状６が小さくなり、光拡散シートとして必要な光拡散性を満たさないおそれがある。逆に、光学シート原版１表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が上記上限を越えると、液晶表示装置の画面のギラツキが発生し、品位が低下するおそれがある。

型用合成樹脂層７は、押出ラミネート可能な合成樹脂から形成されており、光学シート原版１の表面形状の転写性、光学シート原版１からの離型性、第２押出ラミネート工程（ＳＴＰ３）での光学シート形成型９の使用可能回数等を考慮して選定される。この型用合成樹脂層７に用いられる合成樹脂としては、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、エンジニアリングプラスチック等が挙げられる。これらの合成樹脂の中でも、強度、押出ラミネート工程（ＳＴＰ３）における光学シート形成型９の使用可能回数、離型性、光学シート原版１の表面形状の転写性等に優れるエンジニアリングプラスチックが好ましく、離型性、安価性等に優れるポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）も好ましい。

このエンジニアリングプラスチックとしては、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、シンクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、フッ素樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリサルフォン（ＰＳＵ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、スチレンブタジエンコポリマー（ＳＢＣ）、４−メチル−１−ペンテン・α−オレフィン共重合物等が挙げられる。これらの合成樹脂の中でも、強度、押出ラミネート工程（ＳＴＰ３）における光学シート形成型９の使用可能回数、離型性、光学シート原版１の表面形状の転写性等が格段に優れる４−メチル−１−ペンテン・α−オレフィン共重合物が特に好ましい。

この４−メチル−１−ペンテン・α−オレフィン共重合物とは、下記構造式（１）で示されるものである。

上記構造式（１）において、Ｒは、炭素数が８以上１６以下の飽和炭化水素であるが、炭素数が１０以上１２以下の飽和炭化水素が特に好ましい。このように、Ｒが上記範囲の炭素数の飽和炭化水素の場合、４−メチル−１−ペンテン・α−オレフィン共重合物が押出ラミネートの際に適度な流動性を有し、光学シート原版１の表面形状の転写性が良好になる。

型用合成樹脂層７を形成する合成樹脂のメルトフローレート（ＭＦＲ）としては、５０ｇ／１０分以上１５０ｇ／１０分が好ましく、８０ｇ／１０分以上１２０ｇ／１０分以下が特に好ましい。ここで、「メルトフローレート（ＭＦＲ）」とは、ＪＩＳ−Ｋ−７２１０−１９９５に従って測定される値であり、２６０℃、５ｋｇｆの条件で測定されたものである。メルトフローレート（ＭＦＲ）が上記範囲より小さいと、光学シート原版１の表面形状の転写性が低下するおそれがあり、逆に、メルトフローレート（ＭＦＲ）が上記範囲を超えると、押出ラミネート工程の際に幅方向の均一性及び光学シート原版１の表面形状の転写性が低下するおそれがある。

なお、型用合成樹脂層７には、上記合成樹脂を２種以上混合して配合されてもよく、その他に例えば微小無機充填剤、可塑剤、分散剤、各種レベリング剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、粘性改質剤、潤滑剤、光安定化剤等が適宜配合されてもよい。

型用基材シート８は、合成樹脂フィルム、紙素材、不織布等が用いられる。中でも、紙素材及び不織布は、耐熱性が高く、かつある程度の通気性を有しているため、上記押出ラミネート法による型用合成樹脂層７の積層及び転写性の向上に寄与する。この合成樹脂フィルムとしては、上記原版用基材フィルム２と同様のものが使用される。この型用基材シート８に使用される紙素材としては、例えば未晒クラフト紙、晒クラフト紙、上質紙、中質紙、片艶未晒クラフト紙、純白ロール、グラシン紙、感熱紙、感圧紙、合成紙、和紙、トレーシングペーパー、各種コート紙、板紙、ライナー紙等が挙げられる。

第１剥離工程（ＳＴＰ２）は、型用合成樹脂層７から光学シート原版１を剥離し、図７に示す光学シート形成型９を作成する工程である。つまり、この第１剥離工程（ＳＴＰ２）は、第１押出ラミネート工程（ＳＴＰ１）で得られた図６に示す積層体から光学シート原版１を剥離する工程である。この第１剥離工程（ＳＴＰ２）で得られた光学シート形成型９は、表面に上記光学シート原版１の表面の微細な凹凸形状６の反転形状である微細な凹凸形状１０が転写されている。

第１押出ラミネート工程（ＳＴＰ１）及び第１剥離工程（ＳＴＰ２）は、図２に示す押出ラミネート装置により実施される。この押出ラミネート装置は、主に押出機及びＴダイ１５、一対の押圧ロール１６、第１繰出機１７、第２繰出機１８、剥離ロール１９、第１巻取機２０、第２巻取機２１等を備えている。この一対の押圧ロール１６は隣接して平行に配設され、押出機及びＴダイ１５は一対の押圧ロール１６のニップに溶融状態の合成樹脂をシート状に押し出し可能に構成されている。この一対の押圧ロール１６は、温度制御手段が設けられ、表面温度を押出ラミネートに最適な温度に制御可能に構成されている。

かかる構造の押出ラミネート装置を用い、まず第２繰出機１８から型用基材シート８を一方の押圧ロール１６に連続的に繰り出し、第１繰出機１７から光学シート原版１を他方の押圧ロール１６に光学シート原版１の表面（微細な凹凸形状６を有する面）を型用基材シート８側に向けた状態で連続的に繰り出す。このように連続的に繰り出された光学シート原版１と型用基材シート８との間に押出機及びＴダイ１５により溶融状態の型用合成樹脂を押し出し、一対の押圧ロール１６で圧着し、型用合成樹脂層７を硬化させ、図６に示すような光学シート原版１、型用合成樹脂層７及び型用基材シート８からなる積層体を作成する。なお、Ｔダイ１５から押し出す型用合成樹脂の溶融温度は、使用される合成樹脂の融点等を考慮して適宜選定される。

その後、この積層体を剥離ロール１９により光学シート原版１と図７に示すような型用基材シート８及び型用合成樹脂層７からなる光学シート形成型９とに剥離し、第１巻取機２０に光学シート形成型９を巻き取り、第２巻取機に光学シート原版１を巻き取る。このようにして、光学シート原版１の表面形状が表面に転写された長尺帯状の光学シート形成型９を作成することができる。

第２押出ラミネート工程（ＳＴＰ３）は、光学シート形成型９の表面に押出ラミネート法により光学層用合成樹脂層１１を積層する工程である。この第２押出ラミネート工程（ＳＴＰ３）は、詳細には、図８に示すようにサンドイッチ押出ラミネート法により光学シート形成型９と光学シート用基材フィルム１２との間に光学層用合成樹脂層１１を積層する工程である。

光学層用合成樹脂層１１は、光線を透過させる必要があるので透明（特に無色透明）でかつ押出ラミネート可能な合成樹脂から形成されており、光学シート形成型９の表面形状の転写性、光学シート形成型９からの離型性、透明性等を考慮して選定される。この光学層用合成樹脂層１１に用いられる合成樹脂としては、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、アクリル系樹脂（ＰＭＭＡ）、シンクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、シンクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、４−メチル−１−ペンテン・α−オレフィン共重合物、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリサルフォン（ＰＳＵ）、スチレンブタジエンコポリマー（ＳＢＣ）等が挙げられる。

これらの合成樹脂の中でも、特に光学的に複屈折の少ない非晶質ポリマー又は低温溶融性、溶融状態での流動性、廉価性、剥離性等に優れるオレフィン系ポリマーが好適に用いられる。このように非晶質ポリマーを用いると、光学層用合成樹脂層１１のリタデーション値を小さい範囲に制御することが容易かつ確実になり、また光学層用合成樹脂層１１の透明性、強度、耐熱性等を向上することができる。また、オレフィン系ポリマーを用いると、第２押出ラミネート工程（ＳＴＰ３）での光学シート形成型９の表面への溶融樹脂の追従性に優れ、光学シート形成型９の表面形状の転写性等が向上する。

かかる非晶質ポリマーとしては、シンクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、シンクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）及びアクリル系樹脂（ＰＭＭＡ）が好ましい。

また、オレフィン系ポリマーとしては、オレフィンの単独重合体又はオレフィンを構成単位として含む共重合体が挙げられる。オレフィンとしては、例えばエチレン、プロピレン、１−ブテン、４−メチルー１−ブテン、１−ペンテン、３−メチルー１−ペンテン、４−メチルー１−ペンテン等の炭素数２〜１０程度のα−オレフィンや、イソブテン等の他のオレフィンが例示される。これらのオレフィンは一種又は二種以上用いることができる。このオレフィン系ポリマーは、結晶性が損なわれない範囲で、環状オレフィン、エチレン性不飽和カルボン酸又はその酸無水物若しくはそのエステルなどの共重合性ビニルモノマーとの共重合体であってもよい。かかるオレフィン系ポリマーとしては、特に炭素数２〜４程度のα−オレフィンの単独又は共重合体、例えばポリエチレン、ポリプロピレン（アイソタクチックポリプロピレン等）、エチレン−ポリプロピレン共重合体等が好ましく、低温溶融性及び溶融状態での流動性及び型への追従性に優れるポリプロピレンが特に好ましい。このオレフィン系ポリマーのメルトインデックスは、フィルム成形時の溶融押出温度において、通常０．１〜１００ｇ／１０分、好ましくは０．５〜５０ｇ／１０分程度である。

なお、光学層用合成樹脂層１１には、上記合成樹脂を２種以上混合して配合されてもよく、その他に例えば微小無機充填剤、硬化剤、可塑剤、分散剤、各種レベリング剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、粘性改質剤、潤滑剤、光安定化剤等が適宜配合されてもよい。

光学シート用基材フィルム１２は、合成樹脂から形成されており、上記原版用基材フィルム２と同様のものが使用される。但し、当該光学シート用基材フィルム１２は、光線を透過させる必要があるので透明、特に無色透明の合成樹脂から形成されている。

第２剥離工程（ＳＴＰ４）は、光学層用合成樹脂層１１から光学シート形成型９を剥離し、図９に示す光学シート材１３を作成する工程である。つまり、この第２剥離工程（ＳＴＰ４）は、第２押出ラミネート工程（ＳＴＰ３）で得られた図８に示す積層体から光学シート形成型９を剥離する工程である。この第２剥離工程（ＳＴＰ４）で得られた光学シート材１３は、表面に光学シート形成型９の表面の微細な凹凸形状１０の反転形状、つまり光学シート原版１の表面の微細な凹凸形状６が転写されている。

第２押出ラミネート工程（ＳＴＰ３）及び第２剥離工程（ＳＴＰ４）は、図３に示す押出ラミネート装置により実施される。この押出ラミネート装置は、上述の第１押出ラミネート工程（ＳＴＰ１）及び第１剥離工程（ＳＴＰ２）を実施する押出ラミネート装置と同様のものである。

かかる構造の押出ラミネート装置を用い、まず第２繰出機１８から光学シート用基材フィルム１２を一方の押圧ロール１６に連続的に繰り出し、第１繰出機１７から光学シート形成型９を他方の押圧ロール１６に光学シート形成型９の表面（微細な凹凸形状１０を有する面）を光学シート用基材フィルム１２側に向けた状態で連続的に繰り出す。このように連続的に繰り出された光学シート形成型９と光学シート用基材フィルム１２との間に押出機及びＴダイ１５により溶融状態の型用合成樹脂を押し出し、一対の押圧ロール１６で圧着し、光学層用合成樹脂層１１を硬化させ、図８に示す光学シート形成型９、光学層用合成樹脂層１１及び光学シート用基材フィルム１２からなる積層体を作成する。

その後、この積層体を剥離ロール１９により光学シート形成型９と図９に示すような光学シート用基材フィルム１２及び光学層用合成樹脂層１１からなる光学シート材１３とに剥離し、第１巻取機２０に光学シート材１３を巻き取り、第２巻取機に光学シート形成型９を巻き取る。このようにして、光学シート形成型９の表面形状が表面に転写され、光学シート原版１と同様の表面形状を有する長尺帯状の光学シート材１３を作成することができる。

また、第２押出ラミネート工程（ＳＴＰ３）及び第２剥離工程（ＳＴＰ４）は、図４に示す押出ラミネート装置によっても実施される。この押出ラミネート装置は、主に押出機及びＴダイ１５、一対の押圧ロール１６、第２繰出機１８、剥離ロール１９、第１巻取機２０、張力調整ロール２２、接触距離調整ロール２３等を備えている。当該押出ラミネート装置は、光学シート形成型９を無端ベルト状に形成し、この光学シート形成型９が一対の押圧ロール１６の一方と張力調整ロール２２と接触距離調整ロール２３とに架け渡されている。

かかる構造の押出ラミネート装置を用い、まず第２繰出機１８から光学シート用基材フィルム１２を一方の押圧ロール１６に連続的に繰り出し、他方の押圧ロール１６には無端ベルト状の光学シート形成型９を回転して連続的に繰り出す。このように連続的に繰り出された光学シート形成型９と光学シート用基材フィルム１２との間に押出機及びＴダイ１５により溶融状態の型用合成樹脂を押し出し、上記押出ラミネート装置と同様に光学シート形成型９、光学層用合成樹脂層１１及び光学シート用基材フィルム１２からなる積層体を作成し、剥離ロール１９により光学シート形成型９から光学シート材１３を剥離し、第１巻取機２０に光学シート材１３を巻き取ることで、長尺帯状の光学シート材１３を作成することができる。

なお、当該光学シートの製造方法は、第２剥離工程（ＳＴＰ４）後に、得られた光学シート材１３を所定サイズに裁断する裁断工程を有するとよい。この裁断工程における光学シート材１３の裁断方法としては、所定の形状に裁断できれば特に限定されず、通常は打抜プレス等が採用される。当該光学シートの製造方法によれば、長尺の光学シート材１３を連続して製造することができるため、第２剥離工程（ＳＴＰ４）後に裁断工程を有することで、目的の液晶表示装置に適合した光学シートを効率よく製造することができ、光学シート材の巻き取りに起因するカール、基材フィルムとの剥離等の発生を抑制することができる。

当該光学シートの製造方法によれば、第１押出ラミネート工程（ＳＴＰ１）及び第１剥離工程（ＳＴＰ２）により光学シートと同形の光学シート原版１の表面形状を転写した光学シート形成型９を作成し、第２押出ラミネート工程（ＳＴＰ３）及び第２剥離工程（ＳＴＰ４）により光学シート形成型９の表面形状を転写した光学シート材１３を作成することができる。そのため、当該光学シートの製造方法によれば、２回の押出ラミネート法により表面に微細な凹凸形状を有する光学シートと同形の光学シート原版１の表面形状を忠実に転写し、光拡散機能等の光学的性能が高い光学シート材１３を生産性よく製造することができる。また、当該光学シートの製造方法によれば、光学層用合成樹脂層１１がビーズ等の光拡散剤を含まないため、多重散乱が防止され、全光線透過率の高い光学シート材１３を製造することができる。

従って、当該光学シートの製造方法により製造された光学シートは、廉価性を有し、かつ優れた全光線透過率や光拡散機能、集光機能、法線方向への屈折機能等の光学的性能を有している。そのため、当該光学シートの製造方法により製造された光学シートは、液晶表示装置に好適に使用され、液晶表示装置の品位を向上することができる。

なお、本発明の光学シート及びその製造方法は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第２押出ラミネート工程（ＳＴＰ３）において、光学シート用基材フィルムを用いず、光学シート形成型の表面に光学層用合成樹脂層のみを積層することも可能である。つまり、当該光学シートの製造方法は、光学層用合成樹脂層のみから構成される光学シート材を製造することも可能である。その場合、光学層用合成樹脂層が接触する押圧ロールの表面に微細な凹凸形状を形成しておき、得られた光学シート材の裏面に微細な凹凸形状を転写することも可能である。

同様に、第１押出ラミネート工程（ＳＴＰ１）において、型用基材シートを用いず、光学シート原版の表面に型用合成樹脂層のみを積層することも可能である。つまり、当該光学シートの製造方法は、光学シート形成型を型用合成樹脂層のみから構成することも可能である。

また、第１押出ラミネート工程（ＳＴＰ１）及び／又は第２押出ラミネート工程（ＳＴＰ３）において、２種の合成樹脂の共押出により多層の合成樹脂層を積層することも可能である。これらの押出ラミネート工程で得られる光学シート形成型及び／又は光学シート材には、例えばアンカーコート層、紫外線吸収剤層、トップコート層、ハードコート層、帯電防止剤層、プライマー処理層、ガスバリヤー層、導電層、スティッキング防止層等の他の層が積層されてもよい。

さらに、光学シート原版は、上記ビーズ塗工タイプの光拡散シートと同様のものに限定されるものではなく、例えば
（ａ）表面に複数の半球状マイクロレンズからなるマイクロレンズアレイを有するマイクロレンズシート、
（ｂ）表面に複数の三角柱状のプリズム部をストライプ状に有するプリズムシート、
（ｃ）表面に複数の半円柱状のシリンドリカルレンズ部をストライプ状に有するレンチキュラーレンズシート、
（ｄ）表面にレンズの曲率だけを並べたフレネルレンズシート
などと同様の形状を有するものも可能であり、かかるマイクロレンズシート、プリズムシート、レンチキュラーレンズシート、フレネルレンズシート等を製造することができる。

以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。

［実施例］
アクリルポリオール（新中村化学工業（株）社の「ＮＫエステル」；固形分５０％）１００部、イソシアネート（日本ポリウレタン工業（株）社の「コロネートＨＬ」；固形分７５％）１６部、メチルエチルケトン１０５部及びトルエン１０５部からなるポリマー組成物中に、平均粒子径１２μｍのアクリルビーズ（積水化成品工業（株）社の「ＭＢＸ−１２」）１３０部を混合して光学層用塗工液を作製し、この光学層用塗工液を厚さ１８８μｍの透明ポリエチレンテレフタレート製の原版用基材フィルムの表面に１１ｇ／ｍ^２（固形分換算）塗工することで光学シート原版を得た。

この光学シート原版と型用基材シートとしての紙素材とを用い、サンドイッチ押出ラミネート法により光学シート原版の表面と紙素材との間に４−メチル−１−ペンテン・α−オレフィン共重合物からなる型用合成樹脂層を積層し、この積層体から光学シート原版を剥離することで光学シート形成型を作成した。

この光学シート形成型を用い、押出ラミネート法により光学シート形成型の表面に透明ポリプロピレンからなる光学層用合成樹脂層を積層し、この光学層用合成樹脂層から光学シート形成型を剥離することで光学シート原版表面の微細な凹凸形状が転写された光学シート材を作成した。

［特性の評価］
上記実施例で作成した光学シート原版と光学シート材を用い、これらのヘイズ値、全光線透過率（Ｔｔ）、拡散光線透過率（Ｔｄ）及び平行光線透過率（Ｔｐ）を測定した。かかるヘイズ値等は、ＪＩＳ−Ｋ７３６１、ＪＩＳ−Ｋ７１３６に規定されるダブルビーム法に準じ、スガ試験機株式会社製のヘイズメーターにより測定した。その結果を下記表１に示す。

上記表１に示すように、２回の押出ラミネート法による本発明の製造方法で製造された光学シート材は、光学シート原版と同程度の優れた光拡散機能を有し、加えて光学シート原版よりも高い光線透過性を有している。この結果から、当該光学シートの製造方法によれば、光学シート原版の表面の微細な凹凸形状が精度よく転写された光学シート材が製造されており、この光学シート材が光学層の内部に光拡散剤を含有しないため、光拡散性と光線透過性とが共に向上していると考えられる。

以上のように、本発明の製造方法で得られる光学シートは、液晶表示装置の構成要素として有用であり、特に透過型液晶表示装置に用いるのに適している。

本発明の一実施形態に係る光学シートの製造方法を示すフロー図 図１の光学シートの製造方法の第１押出ラミネート工程及び第１剥離工程を実施する装置を示す模式図 図１の光学シートの製造方法の第２押出ラミネート工程及び第２剥離工程を実施する装置を示す模式図 図３の押出ラミネート装置とは異なる形態に係る第２押出ラミネート工程及び第２剥離工程を実施する押出ラミネート装置を示す模式図 図１の光学シートの製造方法で用いる光学シート原版を示す模式的断面図 図１の光学シートの製造方法の第１押出ラミネート工程で得られた積層体を示す模式的断面図 図１の光学シートの製造方法の第１剥離工程で得られた光学シート形成型を示す模式的断面図 図１の光学シートの製造方法の第２押出ラミネート工程で得られた積層体を示す模式的断面図 図１の光学シートの製造方法で得られた光学シート材を示す模式的断面図 一般的なエッジライト型バックライトユニットを示す模式的斜視図

符号の説明

１ 光学シート原版
２ 原版用基材フィルム
３ 原版用光学層
４ 光拡散剤
５ バインダー
６ 凹凸形状
７ 型用合成樹脂層
８ 型用基材シート
９ 光学シート形成型
１０ 凹凸形状
１１ 光学層用合成樹脂層
１２ 光学シート用基材フィルム
１３ 光学シート材
１５ 押出機及びＴダイ
１６ 一対の押圧ロール
１７ 繰出機
１８ 繰出機
１９ 剥離ロール
２０ 巻取機
２１ 巻取機
２２ 張力調整ロール
２３ 接触距離調整ロール

Claims (8)

1. 表面に微細な凹凸形状を有する光学シートと同形の光学シート原版を用い、この光学シート原版の表面に押出ラミネート法により型用合成樹脂層を積層する第１押出ラミネート工程と、
   上記型用合成樹脂層から光学シート原版を剥離し、表面に上記微細な凹凸形状の反転形状が転写された光学シート形成型を作成する第１剥離工程と、
   上記光学シート形成型の表面に押出ラミネート法により光学層用合成樹脂層を積層する第２押出ラミネート工程と、
   上記光学層用合成樹脂層から光学シート形成型を剥離し、表面に上記微細な凹凸形状が転写された光学シート材を作成する第２離型工程と
   を有する光学シートの製造方法。
2. 上記第１押出ラミネート工程において、サンドイッチ押出ラミネート法により光学シート原版と型用基材シートとの間に型用合成樹脂層を積層する請求項１に記載の光学シートの製造方法。
3. 上記第２押出ラミネート工程において、サンドイッチ押出ラミネート法により光学シート形成型と光学シート用基材フィルムとの間に光学層用合成樹脂層を積層する請求項１又は請求項２に記載の光学シートの製造方法。
4. 上記第２剥離工程後に、光学シート材を所定サイズに裁断する裁断工程を有している請求項１、請求項２又は請求項３に記載の光学シートの製造方法。
5. 上記第２押出ラミネート工程において、光学シート形成型を無端ベルト状に形成し、この光学シート形成型を押出ラミネート法に用いる一対の押圧ロールの一方に架け渡し、この光学シート形成型を一対の押圧ロール間に連続的に供給しつつ光学シート形成型の表面に光学層用合成樹脂層を積層する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光学シートの製造方法。
6. 上記型用合成樹脂層が、主成分としてエンジニアリングプラスチックを含んでいる請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光学シートの製造方法。
7. 上記光学層用合成樹脂層が、主成分として非晶質ポリマー又はオレフィン系ポリマーを含んでいる請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光学シートの製造方法。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光学シートの製造方法により製造された光学シート。

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