JP2010113126A - 耐擦傷性プリズムシート及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも一方の面に、実質的に三角柱の大プリズム構造とこれよりも低い小プリズム構造がほぼ平行に多数配列されたプリズムシートであって、大プリズム構造及び小プリズム構造は、その頂部がその突出方向に湾曲した曲面状又は略水平面状に切り欠かれた形状とされ、大プリズム構造の切欠幅(CL)は5μm以上、小プリズム構造の切欠幅(CS)は3μm以上であり、大プリズム構造と小プリズム構造の高度差(D)は5μm以上であることを特徴とする耐擦傷性プリズムシートである。
【選択図】図1
Description
本発明は、かかる知見に基づき、単に傷が付きにくく、又は傷が目立たないというだけでなく、プリズムシートと他の光学素子との粘着により生じるまだら模様やギラツキを低減できる耐擦傷性プリズムシートを提供することを目的とするものである。
また、大プリズム構造と小プリズム構造の高度差が5μm以上とされているので、小プリズム構造の頂部は他の光学素子には接触せず、このプリズムシートと他の光学素子の間の粘着力は高温下においても増大しないので、該プリズムシートと他の光学素子との密着によるまだら模様が発生せず、画質低下が抑制される。
さらに、大プリズム構造のみならず、小プリズム構造の頂部にも幅が3μm以上の切欠部を設けるので、小プリズム構造の頂角近傍のギラツキが低減される。なお、大プリズム構造と小プリズム構造の形状を略相似形とすれば、ギラツキは更に低減される。また、万一、他の光学素子が小プリズム構造の頂角に接触したとしても傷付きが防止される。
この切欠幅(CL)の上限は特に限定されないが、切欠幅(CL)が大きすぎると大プリズム構造の斜面部分が狭くなりすぎ、正面輝度が低下するので、必要な輝度に応じて設計すればよい。なお、通常、適切な正面輝度を得る点から切欠幅(CL)は大プリズム構造2の底面幅(WL)の40%以下、好ましくは35%以下とされる。
なお、ギラツキを最も小さくするには大プリズム構造と小プリズム構造を相似形にし、切欠幅(CS)を大きくすればよく、具体的には頂角(本発明においては頂部が切り欠かれているため、正確には“プリズム構造における2つの斜面がなす角度”というべきであるが、便宜上“頂角”と称する)が等しく、底面幅と切欠幅の比が等しい(即ち、CL/WL=CS/WS)ように大小プリズム構造を設計するのが最適であるが、頂角や底面幅と切欠幅の比の誤差が5%以内の略相似形であれば、ギラツキによる画質の悪化は許容範囲内に納まる。
また、高度差(D)が50μmを超えた場合、大小プリズム構造2、3から出射される光の性質が異なり過ぎて、LCD素子と大プリズム構造によるモアレが生じる。
但し、突起の配置は、突起間の距離が短くなり過ぎないように調整するほうが好ましい。突起の間隔が10μmより小さくなると、これらの突起が恰も1個の大きな突起であるかのように視認され、肉眼で見えてしまう可能性がある。適当な間隔は、耐擦傷性プリズムシートの全面積に対する前記突起の設置面積の比等によっても異なるが、例えば突起の設置面積が耐擦傷性プリズムシート全面積の4%程度の場合で、170〜800μm程度のピッチである。
尚、突起の設置面積とは、突起が耐擦傷性プリズムシートに設置している面積の総和をいう。
また、上記の透明樹脂に拡散材を配合して、拡散シートとしての機能を付与することもできる。使用できる拡散剤としては、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム等の無機粒子や、架橋ポリアクリレート、架橋MS樹脂(MMAとスチレンの共重合体)、シリコン樹脂等の有機粒子が例示できる。
適当な配合割合は、透明樹脂の種類や拡散材の種類によって異なるため一概には言えないが、例えば、透明樹脂としてポリカーボネートを用い、粒径10μmのMMAを拡散材として使用する場合には、透明樹脂100重量部に対し0.1〜10重量部が適当である。0.1重量部より少ないと明暗差を十分に消すことができないなど拡散シートとしての機能は期待できず、一方、10重量部より多いと全光線透過率が低下し集光効果が不十分となる。
即ち、一般に、刻設されたプリズムが大きい場合には、金型の奥まで十分樹脂を押し込むために強い挟圧が必要である一方、刻設されたプリズムが小さい場合に強い挟圧をかけると反発力が生じて金属ロールや冷却ロールが撓んでしまうが、本発明の場合、大プリズム構造2と小プリズム構造3が混在しているため、高度差(D)が25μmより大きい場合には、大プリズム構造2の雌型に十分樹脂を押し込むのために強い挟圧をかけると、この挟圧は小プリズム構造3の雌型には強すぎて反発力が生じるので、金属ロールや冷却ロールが撓んでしまい、プリズムシートの中央部と端部で厚さが異なってしまう傾向がある。
(使用する樹脂の調整)
ポリカーボネートの透明樹脂「パンライト(登録商標)L−1225Y」(帝人化成株式会社製)100重量部に対し、拡散剤として直径10μm程度の架橋MS樹脂粒子を1重量部配合して樹脂Aとした。また、拡散材を配合しないものを樹脂Bとした。なお、これらの樹脂で厚さ240μmの平坦なシートを作成し、これらのシートについてJIS K7136に規定される方法でヘイズを測定したところ、樹脂Aで作成したシートは62%、樹脂Bでは5%であった。
実施例1
樹脂Aを溶融押出の樹脂温度295℃でダイスよりシート状に押し出し、押出されたシート状溶融樹脂を、大プリズム形状及び小プリズム形状が予め離型性シートに型付けされた賦型シートと、表面が平坦な冷却ロールとの間に挟圧する方法で耐擦傷性プリズムシートを製造した。
上記離型性シートに刻まれたプリズム形状は、断面形状が頂角90度で底辺との角が45度の二等辺三角形であり、底面幅(WL)75μmの大プリズム構造2が1本と、底面幅(WS)60μmの小プリズム構造3が2本とが、ピッチ(P)195μm(=75×1+60×2)で配列されているプリズムシートを作成するためのものである。なお、大プリズム構造の切欠幅(CL)は5μmであり、小プリズム構造の切欠幅(CS)は3μmである。
上記の大プリズム構造の底面幅(WL)、切欠幅(CL)、高さ(HL)、小プリズム構造の底面幅(WS)、切欠幅(CS)、高さ(HS)、大プリズム構造と小プリズム構造との高度差(D)、大プリズム構造のピッチ(P)を表1に記載した。
得られたシートからプリズム構造を除いた部分の厚みは240μmであった。得られた耐擦傷性プリズムシートについて高温試験及び光学特性試験を後述の方法で行い、耐擦傷性プリズムシートを評価した。評価結果を表1に示す。
樹脂Bを用いた他は、上記実施例1と同様にして耐擦傷性プリズムシートを作成した。高温試験及び光学特性試験の評価結果を表1に示す。
大プリズム構造の底面幅(WL)を100μmとし、小プリズム構造の底面幅(WS)を50μmとした他は、上記実施例1と同様にして耐擦傷性プリズムシートを作成した。高温試験及び光学特性試験の評価結果を表1に示す。
樹脂Bを用いた他は、上記実施例3と同様にして耐擦傷性プリズムシートを作成した。高温試験及び光学特性試験の評価結果を表1に示す。
小プリズム構造を設けず、大プリズム構造の底面幅(WL)を100μmとし、切欠幅(CL)を5.5μmとした他は、上記実施例1と同様にして耐擦傷性プリズムシートを作成した。高温試験及び光学特性試験の評価結果を表1に示す。
切欠幅(CL)を2.0μmとした他は、上記比較例1と同様にして耐擦傷性プリズムシートを作成した。高温試験及び光学特性試験の評価結果を表1に示す。
小プリズム構造の切欠幅(CS)を1.7μmとした他は、上記実施例1と同様にして耐擦傷性プリズムシートを作成した。高温試験及び光学特性試験の評価結果を表1に示す。
樹脂Bを用いた他は、上記比較例3と同様にして耐擦傷性プリズムシートを作成した。高温試験及び光学特性試験の評価結果を表1に示す。
大プリズム構造の切欠幅(CL)を10μmとし、小プリズム構造の切欠幅(CS)を1.6μmとした他は、上記実施例1と同様にして耐擦傷性プリズムシートを作成した。高温試験及び光学特性試験の評価結果を表1に示す。
樹脂Bを用いた他は、上記比較例5と同様にして耐擦傷性プリズムシートを作成した。高温試験及び光学特性試験の評価結果を表1に示す。
大プリズム構造の底面幅(WL)を120μmとし、小プリズム構造の底面幅(WS)を50μmとした他は、上記比較例5と同様にして耐擦傷性プリズムシートを作成した。高温試験及び光学特性試験の評価結果を表1に示す。
樹脂Bを用いた他は、上記比較例7と同様にして耐擦傷性プリズムシートを作成した。高温試験及び光学特性試験の評価結果を表1に示す。
実施例5
紫外線硬化樹脂としてウレタンアクリレート(NKオリゴUA−32P、新中村化学工業(株)製)64重量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(NKエステルA−DPH、新中村化学工業(株)製)16重量部、反応性希釈剤としてアクリレートモノマー(NKエステルA−DPH、新中村化学工業(株)製)20重量部、紫外線硬化触媒として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(DAROCURTPO、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)3重量部を配合した。
上記金属ロールに刻まれたプリズム形状は、断面形状が頂角90度で底辺との角が45度の二等辺三角形であり、底面幅(WL)150μmの大プリズム構造2が1本と、底面幅(WS)50μmの小プリズム構造3が2本とが、ピッチ(P)250μm(=150×1+50×2)で配列されているプリズムシートを作成するためのものである。なお、大プリズム構造の切欠幅(CL)は8μmであり、小プリズム構造の切欠幅(CS)は4μmである。
上記の大プリズム構造の切欠幅(CL)、大プリズム構造の高さ(HL)、大プリズム構造の底面幅(WL)、大プリズム構造のピッチ(P)、小プリズム構造の切欠幅(CS)、小プリズム構造の高さ(HS)、小プリズム構造の底面幅(WS)、大プリズム構造と小プリズム構造との高度差(D)を表1に記載した。
大プリズム構造の底面幅(WL)を120μmとした他は、上記実施例5と同様にして耐擦傷性プリズムシートを作成した。高温試験及び光学特性試験の評価結果を表1に示す。
大プリズム構造の切欠幅(CL)を10μmとし、小プリズム構造の底面幅(WS)を40μmとし、小プリズム構造の切欠幅(CS)を1.0μmとした他は、上記実施例5と同様にして耐擦傷性プリズムシートを作成した。高温試験及び光学特性試験の評価結果を表1に示す。
ガラス基板の上にSKC社製拡散シートCH28を設置し、その上に上記の実施例、比較例に係るレンズシートをプリズム構造が上になるように乗せ、更にその上にスリーエム社製レンズフィルムBEFIIを置いて積層体を作成した。この積層体を85℃の恒温槽内に入れて48時間放置し、その後恒温槽から取り出し、上記実施例及び比較例のレンズシートとスリーエム社製レンズフィルムBEFIIの粘着の度合いを評価した。
密着の度合いは以下の基準により行った。
○:粘着現象が見られない。
△:軽微な粘着現象が見られる。
×:強い密着現象が見られる。
バックライトの構成:
線状の陰極線管16本を横方向に等間隔に列設した縦400mm×横705mmの32インチテレビ用のバックライトを点灯し、このバックライトキャビティ内の線状光源の下に光反射板を配置した。
一方、厚さ2mmの光拡散板「オプトマックス(登録商標)」(住友ベークライト株式会社製)の上に実施例及び比較例で得られた耐擦傷性プリズムシートを前記のバックライトの上に、プリズム面が出射面側となり、大小プリズム構造2、3の長軸方向が陰極線管の長軸方向と一致するように設置した。
目視でレンズ列の概略直角方向から低角度(45°以下の角度)で観測し、ギラツキの有無とその程度を観察し、以下の基準で評価した。
○:ギラツキはほとんど見られない。
△:ギラツキの程度は比較的小さい。
×:ギラツキの程度が大きい。
実施例1と同様に賦型シートと冷却ロールとの間に挟圧する方法で耐擦傷性プリズムシートを製造したが、大量生産時と同様に大型の賦型シートと冷却ロールと用い、幅700mmの耐擦傷性プリズムシートを連続的に製造した。この耐擦傷性プリズムシートから、両サイドより150mmの部分又は中央部分を含む200×300mmの試験片を切り出し、この試験片について輝度を測定した。
上記の大プリズム構造の底面幅(WL)、切欠幅(CL)、高さ(HL)、小プリズム構造の底面幅(WS)、切欠幅(CS)、高さ(HS)、大プリズム構造と小プリズム構造との高度差(D)、大プリズム構造のピッチ(P)を表2に記載した。
上記のバックライトに前記の試験片を設置し、設置した面の上方500mmの距離に輝度計ミノルタCA−1500(コニカ・ミノルタ株式会社製)を設置し、これにより、測定面積4.8cm2 として、設置した試験片の中心点の輝度を測定した。また、試験片を乗せずに輝度の値を測定し、この値で上記の試験片についての測定値を割った値を輝度率とした。結果を表2に示す。
この結果より、高度差(D)が34.0μmと大きな実施例7では大きな圧力を掛ける必要があり、端部で冷却ロールが撓んでしまうためプリズムの雌型に樹脂が十分に充填できず、輝度が若干低くなっていることが分かる。これに対し、高度差(D)が24.0μmと小さな実施例8では比較的小さな圧力で十分であり、冷却ロールが撓まず、端部と中央部で輝度が変化していない。
2 大プリズム構造
3 小プリズム構造
WL 大プリズム構造の底面幅
WS 小プリズム構造の底面幅
CL 大プリズム構造の切欠幅
CS 小プリズム構造の切欠幅
HL 大プリズム構造の高さ
HS 小プリズム構造の高さ
D 大プリズム構造と小プリズム構造の高度差
Claims (5)
- 少なくとも一方の面に、実質的に三角柱の大プリズム構造とこれよりも低い小プリズム構造がほぼ平行に多数配列されたプリズムシートであって、
大プリズム構造及び小プリズム構造は、その頂部がその突出方向に湾曲した曲面状又は略水平面状に切り欠かれた形状とされ、
大プリズム構造の切欠幅(CL)は5μm以上、小プリズム構造の切欠幅(CS)は3μm以上であり、
大プリズム構造と小プリズム構造の高度差(D)は5μm以上であることを特徴とする耐擦傷性プリズムシート。 - 大プリズム構造と小プリズム構造のの高度差(D)が50μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の耐擦傷性プリズムシート。
- 大プリズム構造と小プリズム構造の形状が略相似形であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の耐擦傷性プリズムシート。
- 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の耐擦傷性プリズムシートを製造する方法であって、冷却ロールと、大プリズム構造及び小プリズム構造の高度差(D)が5μm以上になるよう雌型が刻設された金属ロール又は賦型シートの間で、シート状に押し出された溶融透明樹脂を押圧することを特徴とする耐擦傷性プリズムシートの製造方法。
- 大プリズム構造及び小プリズム構造の高度差(D)が5μm以上25μm以下であることを特徴とする請求項4に記載の耐擦傷性プリズムシートの製造方法。
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JP2008285307A JP5150455B2 (ja) | 2008-11-06 | 2008-11-06 | 耐擦傷性プリズムシート及びその製造方法 |
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