JP2011170043A - 光学シート及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光吸収層及び光反射層に複数の開口部が高精度に形成されている光学シートを提供する。
【解決手段】光学シート１は、光入射面２ａと光出射面２ｂとを有し、かつ該光出射面２ｂ側に凸状の複数のレンズ２ｃを有する光学シート本体２と、光学シート本体２の光入射面２ａ側に積層されており、光を吸収する光吸収層３と、光吸収層３の光学シート本体２が積層されている側と反対側に積層されており、光を反射する光反射層４とを備える。光吸収層３及び光反射層４はそれぞれ、複数の開口部３ａ，４ａを有する。複数の開口部３ａ，４ａはそれぞれ、複数のレンズ２ｃの頂点に対向する領域に設けられている。光吸収層３及び光反射層４はそれぞれ、爆発性物質を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、液晶表示装置又は照明器具などにおいて、光を制御するために用いることができる光学シートに関し、より詳細には、光出射面側に複数のレンズが設けられている光学シート、並びに該光学シートの製造方法に関する。

従来、液晶表示装置又は照明器具では、点状光源又は線状光源等の光源の光出射面側に、拡散又は集光を目的として透明な光学シートが配置されている。この種の光学シートとして、該光学シートの光出射面側に複数のレンズが設けられたレンズシートが広く用いられている。光源から出射された光がレンズシートに入射した後、入射した光の出射方向をレンズの形状によって制御できる。これによって、例えば、液晶表示装置の輝度むらの抑制又は輝度の向上が図られている。

上記のようなレンズシートの一例が、下記の特許文献１に開示されている。特許文献１には、光出射面側に、複数のプリズムレンズなどのレンズが並べられているレンズシート本体と、光出射面側とは反対側の面である光入射面側の一部の領域に、光を吸収する光吸収層と光を反射する光反射層とを有するレンズシートが開示されている。光吸収層がレンズシート本体に積層されており、光反射層が光吸収層に積層されている。

下記の特許文献２には、光出射面側に、複数のシリンドリカルレンズなどのレンズが並べられているレンズシート本体と、光入射面側の一部の領域に、光を反射する光反射層とを有するレンズシートが開示されている。レンズ間の領域に対向する光入射面側の領域において、上記光反射層に開口部が設けられている。光反射層に開口部を形成するために、レンズ側よりレーザー光を照射し、レンズ形状に対応して集光させ、光反射層を部分的に溶融、昇華又は燃焼等させている。

特開２００８−１４５５４９号公報 特開２００８−１５８２８３号公報

特許文献１に記載のレンズシートでは、レンズ間の領域に対向する光入射面側の領域において、光吸収層又は光反射層はそれぞれ、開口部を有する。特許文献２に記載のレンズシートでは、レンズ間の領域に対向する光入射面側の領域において、光反射層は開口部を有する。従って、特定の位置に設けられた開口部のみからレンズシート本体に光が入射されるため、レンズの表面から光を所定の領域に効率よく出射させることができる。

しかしながら、従来、特許文献１に記載のような光吸収層と光反射層とを有するレンズシートは、複雑な製造工程により製造されている。

さらに、特許文献２に記載のレンズシートでは、光反射層に開口部を形成する際に、レーザー光の照射により、開口部を精度よく形成することが困難なことがある。さらに、特許文献２に記載のレンズシートでは、光吸収層が設けられていないため、例えば、一部の波長の光が光反射層を透過し、レンズシート本体内に至ることがある。このため、例えば、レンズシートの主面に対して斜め方向からの光がレンズの頂点付近に至ったり、主面に対して直交方向に入射した光がレンズの外周縁近傍に達したりすることがある。このため、レンズシートに入射した光が、意図しない方向に出射されることがある。

本発明の目的は、光利用効率が高く、光源からの光を所望の照射範囲に出光させる光学シート、並びに該光学シートの製造方法を提供することである。

本発明の限定的な目的は、簡単な製造工程で得ることができ、歩留まりを高めることができる光学シート、並びに該光学シートの製造方法を提供することである。

本発明の広い局面によれば、光入射面と光出射面とを有し、かつ該光出射面側に凸状の複数のマイクロレンズを有する光学シート本体と、上記光学シート本体の光入射面側に積層されており、光を吸収する光吸収層と、上記光吸収層の上記光学シート本体が積層されている側と反対側に積層されており、光を反射する光反射層とを備え、上記光吸収層及び上記光反射層がそれぞれ、複数の開口部を有し、該複数の開口部がそれぞれ、上記複数のマイクロレンズの頂点に対向する領域に設けられており、かつ、上記光吸収層及び上記光反射層がそれぞれ、爆発性物質を含む、光学シートが提供される。

本発明に係る光学シートでは、上記爆発性物質は、硝酸エステルであることが好ましく、ニトロセルロースであることがより好ましい。

さらに、本発明の広い局面によれば、光入射面と光出射面とを有し、かつ該光出射面側に凸状の複数のマイクロレンズを有する光学シート本体と、爆発性物質を含み、開口部が設けられておらず、かつ光を吸収する光吸収層と、爆発性物質を含み、開口部が設けられておらず、かつ光を反射する光反射層とがこの順で積層された積層体を用いて、上記光学シート本体の上記光出射面側から、上記光学シート本体を介して上記光吸収層に光を照射して、上記光吸収層及び上記光反射層の上記複数のマイクロレンズの頂点に対向する領域にそれぞれ、複数の開口部を形成する、光学シートの製造方法が提供される。

本発明に係る光学シートの製造方法では、上記爆発性物質として、硝酸エステルを用いることが好ましく、ニトロセルロースを用いることがより好ましい。

本発明に係る光学シートの製造方法のある特定の局面では、光入射面と光出射面とを有し、かつ該光出射面側に凸状の複数のマイクロレンズを有する光学シート本体を用いて、該光学シート本体の光入射面側に、溶液流延法により、爆発性物質を含み、開口部が設けられておらず、かつ光を吸収する光吸収層を形成する工程と、上記光吸収層の上記光学シート本体が積層されている側とは反対側に、溶液流延法により、爆発性物質を含み、開口部が設けられておらず、かつ光を反射する光反射層を形成して、上記積層体を得る工程とがさらに備えられる。

本発明に係る光学シートの製造方法の他の特定の局面では、上記光学シート本体を形成するための第１の組成物層と、爆発性物質を含み、かつ光を吸収する光吸収層と、爆発性物質を含み、かつ光を反射する光反射層とをこの順で、共押出法により積層する工程と、凸状の複数のマイクロレンズを形成するために上記第１の組成物層の表面を処理して、光入射面と光出射面とを有し、かつ該光出射面側に凸状の複数のマイクロレンズを有する光学シート本体を形成して、上記積層体を得る工程が備えられる。

本発明に係る光学シートの製造方法のさらに他の特定の局面では、上記光学シート本体を形成して、上記積層体を得る工程において、上記光学シート本体の凸状の複数のマイクロレンズの形状を反転した形状に相当する複数の凹部が外周側面に設けられている型ロールを用いて、上記凸状の複数のマイクロレンズを形成するように、上記第１の組成物層の表面を処理して、光入射面と光出射面とを有し、かつ該光出射面側に凸状の複数のマイクロレンズを有する光学シート本体を形成する。

本発明に係る光学シートは、マイクロレンズを有する上記光学シート本体と、上記特定の領域に上記光吸収層及び上記光反射層とを備えているので、光利用効率が高く、光源からの光を所望の照射範囲に出光させることができる。

さらに、本発明に係る光学シートは、例えば、爆発性物質を含み、かつ開口部が設けられていない光吸収層及び光反射層に、光学シート本体の光出射面側から光学シート本体を介して光吸収層に光を照射し、光吸収層及び光反射層のマイクロレンズの頂点に対向する領域にそれぞれ、複数の開口部を形成するだけで、容易に得ることができる。

本発明に係る光学シートの製造方法によれば、爆発性物質を含み、かつ開口部が設けられていない光吸収層及び光反射層を形成した後に、光学シート本体の光出射面側から、光学シート本体を介して光吸収層に光を照射し、光吸収層及び光反射層に開口部を形成するので、光吸収層及び光反射層のマイクロレンズの頂点に対向する領域に、開口部を容易にかつ高精度に形成できる。従って、本発明に係る光学シートの製造方法により、光利用効率が高く、光源からの光を所望の照射範囲に出光させる光学シートを提供できる。

図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る光学シートを模式的に示す部分切欠平面図、部分切欠底面図及び部分切欠正面断面図である。 図２（ａ）〜（ｄ）は、溶液流延法を用いて、光学シートを得るための本発明の第１の実施形態に係る光学シートの製造方法を説明するための模式図である。 図３は、溶融共押出法を用いて、光学シートを得るための本発明の第２の実施形態に係る光学シートの製造方法を説明するための模式図である。 図４（ａ）〜（ｃ）は溶融共押出法を用いて、光学シートを得るための本発明の第２の実施形態に係る光学シートの製造方法を説明するための模式図である。 図５（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る光学シートの製造方法に用いられる型ロールを示す略図的な斜視図であり、図５（ｂ）は、型ロール表面の凹部を説明するための平面図であり、図５（ｃ）は、型ロールの凹部を説明するための部分切欠横断面図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る光学シートの製造方法により得られる光学シートの使用方法を説明するための模式的な正面断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態及び実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。

図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る光学シートを模式的に示す図である。図１（ａ）は部分切欠平面図であり、図１（ｂ）は部分切欠底面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）中のＩ−Ｉ線に沿う部分切欠正面断面図である。

図１に示す光学シート１は、光学シート本体２を備える。光学シート本体２は、光が入射される光入射面２ａと、光が出射される光出射面２ｂとを有する。光入射面２ａは、光出射面２ｂと対向している。光学シート１の使用時に、光入射面２ａから光が入射され、光出射面２ｂから光が出射される。光学シート本体２は、光出射面２ｂ側に、凸状の複数のマイクロレンズ２ｃを有する。

光学シート１は、光学シート本体２の光入射面２ａ側に積層されている光吸収層３を備える。光吸収層３は、爆発性物質を含む。光吸収層３は、光を吸収する機能を有する。

光学シート１は、光吸収層３の光学シート本体２が積層されている側とは反対側に積層されている光反射層４を備える。光反射層４は、光吸収層３の光学シート本体２が積層されている表面とは反対側の表面３ｂに積層されている。光反射層４は、爆発性物質を含む。光反射層４は、光を反射する機能を有する。

従って、光学シート１は、光学シート本体２と、光吸収層３と、光反射層４とがこの順で積層された構造を有する。

本実施形態の特徴の一つは、光学シート本体２がマイクロレンズ２ｃを有し、光吸収層３及び光反射層４が備えられており、更に光吸収層３及び光反射層４がそれぞれ爆発性物質を含むことにある。これによって、光学シートの光利用効率が高くなり、光源からの光を所望の照射範囲に出光させることが可能になる。さらに、このような光学シートは、光学シート本体の光出射面側から光学シート本体を介して光吸収層に光を照射して、光吸収層及び光反射層の複数のマイクロレンズの頂点に対向する領域に、複数の開口部を形成するだけで、容易に得ることができる。マイクロレンズにより集光し、光学シート本体を通過した光は、光吸収層の特定の領域のみに吸収される。それによって、光吸収層に含まれている爆発性物質が爆発する。さらに、光反射層も爆発性物質を含むので、光吸収層に含まれている爆発性物質の爆発の作用によって、光反射層に含まれている爆発性物質も効果的に爆発する。従って、特定の領域に開口部を高精度に形成できる。

光学シート本体２は、光透過性を有する。光学シート本体２は、光透過性の材料により形成されている。

光学シート本体２の光が透過する光の波長領域は特に限定されない。該波長領域は、用途に応じて適宜選択できる。例えば、光学シート１が液晶表示装置の導光板として用いられる場合、一般には、３８０ｎｍ〜７００ｎｍ程度の可視光領域が、透過光の波長領域として設定される。

光学シート本体２の材料は、光透過性を有する限り特に限定されない。光学シート本体２は、例えば、樹脂又はガラス等の材料により形成される。上記樹脂としては、硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂が挙げられる。上記硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂及び光硬化性樹脂が挙げられる。光学シート１を共押出法により得ることができるため、光学シート本体２の材料は、熱可塑性樹脂であることが好ましい。光学シート本体２は、熱可塑性樹脂組成物により形成されていることが好ましい。光学シート本体２の材料は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記熱硬化性樹脂としては、（メタ）アクリル樹脂、エポキシ樹脂及びウレタン樹脂等が挙げられる。

上記熱可塑性樹脂としては、熱可塑性飽和ノルボルネン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸メチル樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリオレフィン樹脂及びオレフィン−マレイミド共重合体等が挙げられる。

光学シート本体２の材料として、透光性を阻害しない範囲で、耐候剤、架橋助剤又は補強剤等を適宜用いてもよい。

光学シート本体２の厚み、すなわち光入射面２ａと光出射面２ｂとを結ぶ方向の光学シート本体２の厚みは特に限定されないが、レンズ形状により光入射面２ａで焦点を結ぶ厚みであることが好ましい。光学シート本体２の厚みは、例えば平均厚みで２０μｍ以上、５００μｍ以下程度である。

光入射面２ａ側の光学シート本体２の表面は、本実施形態では平坦面である。該平坦面は、鏡面であることが好ましい。光入射面２ａ側の光学シート本体２の表面に複数の突起を形成したり、艶消し加工、エンボス加工又は印刷加工などを施したりして、表面を粗面にしてもよい。

光学シート本体２は、光出射面２ｂ側に、凸状に形成されたレンズ２ｃを複数有する。レンズ２ｃはマイクロレンズである。光学シート本体２では、複数のレンズ２ｃにより、マイクロレンズアレイが構成されていることが好ましい。光学シート１の全面において光の出射方向を効率的に制御する観点からは、複数のレンズ２ｃは、できるだけ密に配置されていることが望ましい。光学シート本体２は、レンズ２ｃを含めて、同じ材料により一体に形成されている。

レンズ２ｃは、光出射面２ｂ側に突出した凸状の形状を有する。光学シート１では、レンズ２ｃは、光出射面２ｂ側の平坦な基準面２ｄから突出した凸状の形状を有する。なお、基準面２ｄとは、光出射面２ｂ側において、レンズ２ｃが設けられている部分以外の領域に位置している平面部分である。

凸状の複数のレンズ２ｃの形状は、特に限定されない。光の出射方向を高精度に制御する観点からは、レンズ２ｃの形状は、球体の一部又は回転楕円体の一部であることが好ましい。光学シート本体２として、凸状の複数のレンズ２ｃの形状が、球体の一部又は回転楕円体の一部である光学シート本体を用いることが好ましい。レンズ２ｃの形状は、回転楕円体の一部であることがより好ましい。

複数のレンズ２ｃの頂点２ｅ間の距離Ｄ１は特に限定されない。距離Ｄ１は、３０〜１０００μｍの範囲内であること好ましい。

複数のレンズ２ｃの直径Ｄ２は特に限定されない。直径Ｄ２は２０〜１０００μｍであることが好ましい。液晶表示装置に用いられる場合、直径Ｄ２は２０〜１０００μｍであることが特に好ましい。上記直径Ｄ２の好ましい上限は１００μｍである。

隣り合うレンズ２ｃ，レンズ２ｃ間の隙間の距離Ｄ３は特に限定されない。距離Ｄ３は１〜１０μｍであることが好ましい。

複数のレンズ２ｃは、周期的かつマトリクス状に配置されていても、ランダムに配置されていてもよい。「マトリクス状」とは、第１の方向と、第１の方向とは角度をなす第２の方向との両方において周期的に配列されていることをいう。第１の方向と第２の方向とは相互に垂直でなくてもよく、斜めであってもよい。また、光学シート本体２は、複数種類のレンズ２ｃを有していてもよい。例えば、光学シート本体２は、大きさの異なる複数種類のレンズ２ｃを有していてもよい。

光吸収層３は、複数の開口部３ａを有する。光反射層４は、複数の開口部４ａを有する。複数の開口部３ａ，４ａはそれぞれ、複数のレンズ２ｃの頂点２ｅに対向する領域に設けられている。開口部３ａと開口部４ａとは、光学シート本体２の光入射面２ａ側の面方向において、同じ位置に形成されている。すなわち、光出射面２ｂが上方になるように、かつ光入射面２ａが下方となるように光学シート１を配置したときに（図１（ｃ）の配置）、複数のレンズ２ｃの頂点２ｅの真下の領域に、複数の開口部３ａ，４ａがそれぞれ設けられている。言い換えれば、複数のレンズ２ｃの頂点２ｅから光入射面２ａに、図１（ｃ）に破線Ｙで示す垂線を下ろした場合に、該垂線が通過する領域を含むように、開口部３ａ，４ａがそれぞれ設けられている。

開口部３ａを有する光吸収層３及び開口部４ａを有する光反射層４が設けられているため、光入射面２ａ側からの光が、開口部３ａ，４ａのみから光学シート本体２に入射される。このため、光学シート１の主面に対して、斜め方向からの光がレンズ２ｃの頂点２ｅ近傍に到達し難く、更に主面に対して直交方向に入射した光がレンズ２ｃの外周縁近傍に到達し難い。さらに、光反射層４により光が反射されるため、図１（ｃ）に矢印Ｚ１及びＺ２で示すように光が通過し難い。

光吸収層３は、爆発性物質を含む。光学シート本体２の光出射面側から光学シート本体２を介して光吸収層４に光を照射すると、レンズ形状に対応して集光する。光学シート本体２を通過した光は、光吸収層３の特定の領域により吸収される。光吸収層３は、吸収した光により、爆発性物質が爆発するように作用する。爆発性物質は、爆発する性質を有する。光吸収層１００重量％中、爆発性物質の含有量は、６０〜９９重量％の範囲内であることが好ましい。光吸収層における爆発性物質の含有量が上記下限及び上記上限を満たすと、光の照射により開口部３ａ，４ａを形成する際に、光吸収層及び光反射層を部分的に容易にかつ精度よく開口させることができる。

光吸収層３は、爆発性物質に加えて、適宜の光吸収性材料を用いて形成できる。光吸収層３は、光吸収性材料を含む。光吸収性材料は特に限定されない。該光吸収性材料としては、例えば、樹脂と、カーボンブラック又は染料などとの混合物等が挙げられる。上記光吸収性材料の樹脂としては、光学シート本体２の材料としての樹脂と同様の樹脂が挙げられる。光の吸収性能をより一層高める観点からは、光吸収層３は、黒色塗料を含むことが好ましく、カーボンブラックを含むことがより好ましい。光吸収層３を形成するための材料として、黒色塗料を用いることが好ましく、カーボンブラックを用いることがより好ましい。光吸収性をより一層高くする観点からは、光吸収層３における光吸収性材料の含有量は、１〜４０重量％の範囲内であることが好ましい。

光吸収層３の厚みは特に限定されない。吸収手段としての機能が充分に発揮され、かつ開口部を高精度に形成する観点からは、光吸収層３の厚みは、３〜３０μｍであることが好ましい。

光反射層４は、光入射面２ａ側からの光を、光入射面２ａ側に反射させる。光反射層４は、爆発性物質を含む。光吸収層３の爆発性物質の爆発によって、光反射層４の爆発性物質も爆発する。光反射層１００重量％中、爆発性物質の含有量は、２０〜７０重量％の範囲内であることが好ましい。光反射層における爆発性物質の含有量が上記下限を満たすと、光の照射により開口部３ａ，４ａを形成する際に、光吸収層及び光反射層を部分的に容易にかつ精度よく開口させることができる。光反射層における爆発性物質の含有量が上記上限を満たすと、高い光反射性を確保でき、光学シートが液晶表示装置に用いられたときに輝度が低下し難くなる。光反射性をより一層高める観点からは、光反射層４における光反射性材料の含有量は、３０〜８０重量％の範囲内であることが好ましい。

光反射層４は、爆発性物質に加えて、適宜の光反射性材料を用いて形成できる。光反射性材料は特に限定されない。光反射性材料としては、例えば、樹脂と、酸化チタン又は酸化マグネシウムなどとの混合物が挙げられる。光反射性材料の樹脂としては、光学シート本体２の材料としての樹脂と同様の樹脂が挙げられる。

光吸収層３及び光反射層４に含まれている爆発性物質としては、硝酸エステル、ニトロ化合物、及び金属のアジ化合物等が挙げられる。上記硝酸エステルとしては、ニトロセルロース等が挙げられる。上記ニトロ化合物としては、トリニトロトルエン及びトリニトロフェノール等が挙げられる。上記金属のアジ化合物としては、アジ化ナトリウム等が挙げられる。なかでも、開口部３ａ，４ａが高精度に形成されている光学シート１を得る観点からは、爆発性物質は、硝酸エステルであることが好ましく、ニトロセルロースであることがより好ましい。開口部３ａ，４ａを高精度に形成する観点からは、爆発性物質として、硝酸エステルを用いることが好ましく、ニトロセルロースを用いることがより好ましい。

光反射層４は光を反射する。しかしながら、例えば、波長領域によっては、一部の波長の光が光反射層４を透過することがある。このような場合に、光反射層４を透過した波長の光が、光吸収層３により吸収される。光学シート１では、光吸収層３が設けられているため、光学シート１の主面に対して斜め方向からの光がレンズの頂点付近により一層到達し難くなり、更に主面に対して直交方向に入射した光がレンズの外周縁近傍により一層到達し難くなる。また、光吸収層３を設けることにより後述する光反射層４の開口部４ａの形成が容易になり、かつ開口部４ａを有する光反射層４を所定の領域に精度よく形成できる。

光反射層４は、光入射面２ａ側からの光を、光入射面２ａ側に反射させる。光反射層４の厚みは、反射手段として機能が発揮される限り特に限定されない。光反射層４の厚みは、２０〜１０００ｎｍであることが好ましい。

光吸収層３及び光反射層４の開口率はそれぞれ、３〜３０％の範囲内であることが好ましい。光吸収層３及び光反射層４の開口率のより好ましい下限は０．１％、より好ましい上限は１５％、更に好ましい上限は５％である。開口率は、光学シート本体２の光入射面２ａ側の光吸収層３又は光反射層４が設けられている領域と光吸収層３又は光反射層４が設けられていない領域（開口部３ａ，４ａ）との総面積１００％中の、光吸収層３又は光反射層４が設けられていない領域の面積を示す。

光学シート１を例えば液晶表示装置に用いる場合、図６に示すように、光入射面２ａの前段すなわち光源側に光拡散板１１を配置してもよい。図示しない光源からの光が矢印Ａ１〜Ａ５及びＢ１〜Ｂ５の方向に照射された場合、光反射層４の表面４ｂに達した光は、矢印Ｂ１〜Ｂ５で示すように光反射層４により反射される。ここでは、光反射層４の表面４ｂは粗面である。このため、例えば、光反射層４の表面４ｂに対して３０°の角度で光が到達しても、光反射層４の表面４ｂが粗面であるため、３０°の角度で反射されるとは限らない。すなわち、光反射層４の表面４ｂに到達した光は、様々な方向に乱反射される。なお、光反射層４の表面４ｂは平滑であってもよい。

光反射層４が設けられていない領域すなわち光反射層４の開口部４ａに達した光は、矢印Ａ１〜Ａ５で示すように開口部４ａを通過し、光学シート本体２の光入射面２ａから入射する。光学シート本体２に入射した光は直進し、レンズ２ｃの表面である光出射面２ｂから出射する。また、レンズ２ｃの光出射面２ｂから光が出射する際に、レンズ２ｃの表面形状により、光の進行方向が変わる。これによって、矢印Ｘ１〜Ｘ５で示すように、レンズ２ｃの光出射面２ｂから、矢印Ｘ１〜Ｘ５の方向に、光を出射させることができる。例えば、一つの方向に向かって、平行光を出射させることができる。

また、光反射層４により反射された光は、光拡散板１１側に導かれる。そして、光反射層４により反射された光は、光拡散板１１により、破線の矢印Ｃで示すように再度反射されたり、光拡散板１１を透過し光源の反対側の光反射体により再反射されたりする。光拡散板１１及び光源の反対側の光反射体により再反射された反射光は、光学シート１に導かれる。従って、上記反射光を利用することができ、レンズ２ｃから出射される光の強度を高めることができる。よって、液晶表示装置において、光源からの光を効率良く利用でき、輝度を高めることができる。

光学シート１を製造するために、従来一般に使用されている光学シートの製造方法を適用できる。光学シートの製造方法としては、例えば、溶液流延法、溶融成形法等が挙げられる。上記溶融成形法としては、溶融押出成形法、プレス成形法及び射出成形法等が挙げられる。なかでも、溶融成形法の採用により、特に溶融押出成形法の採用により、光学シート１を効率的に製造できる。上記溶融押出成形法としては、例えば、Ｔダイ法及びインフレーション法等が挙げられる。

次に、溶融流延法を用いて、光学シート１を得るための本発明の第１の実施形態に係る光学シートの製造方法を説明する。

図２（ａ）に示すように、先ず、光入射面２ａと光出射面２ｂとを有し、かつ該光出射面２ｂ側に凸状の複数のレンズ２を有する光学シート本体２を用意する。

次に、図２（ｂ）に示すように、光学シート本体２の光入射面２ａ側に、溶液流延法により、開口部が設けられていない光吸収層３Ａを形成する。光吸収層３Ａは、爆発性物質を含み、開口部が設けられておらず、かつ光を吸収する層である。光吸収層３Ａは、後述のように開口部３ａが形成されると光吸収層３になる。

その後、図２（ｃ）に示すように、光吸収層３Ａの光学シート本体２が積層されている側とは反対側に、溶液流延法により、光反射層４Ａを形成して、積層体２１を得る。光反射層４Ａは、爆発性物質を含み、開口部が設けられておらず、かつ光を反射する層である。

光吸収層３Ａ及び光反射層４Ａにおける爆発性物質の好ましい種類及び好ましい含有量は、光吸収層３及び光反射層４における爆発性物質の好ましい種類及び好ましい含有量と同様である。

図２（ｃ），（ｄ）に示すように、積層体２１を用いて、光学シート本体２の光出射面２ｂ側から、光学シート本体２を介して、光吸収層３Ａに光を照射する。例えば、図２（ｄ）に矢印Ｒ１を付して示すように、光学シート本体２の主面に対して直交方向に、すなわち光入射面２ａと光出射面２ｂとを結ぶ方向に、光を照射する。光学シート本体２の光出射面２ｂ側には、複数のレンズ２ｃが設けられているので、レンズ形状に対応してレンズ効果により、照射された光は、光吸収層３Ａの複数のマイクロレンズの頂点に対向する領域に集光し、光吸収層３Ａに吸収される。この結果、光吸収層３Ａに含まれている爆発性物質が爆発し、光吸収層３Ａの複数のレンズ２ｃの頂点に対向する領域に、開口部３ａが形成され、光吸収層３が得られる。

さらに、光吸収層３Ａに含まれている爆発性物質が爆発する際に、その爆発部分に対応する光反射層４Ａ部分において、光反射層４Ａに含まれている爆発性物質が爆発する。この結果、光反射層４Ａの複数のレンズ２ｃの頂点に対向する領域に、開口部４ａが形成され、光反射層４が得られる。このようにして、光学シート１を得ることができる。

光吸収層３Ａ及び光反射層４Ａに開口部３ａ，４ａを形成するための光は特に限定されない。該光の一例として、５３２ｎｍのＹＡＧレーザーが挙げられる。

次に、溶融共押出法を用いて、光学シート１を得るための本発明の第２の実施形態に係る光学シートの製造方法を説明する。

先ず、光学シート本体２を形成するための第１の組成物と、光吸収層３を形成するための第２の組成物と、光反射層４を形成するための第３の組成物とを用意する。第２，第３の組成物はそれぞれ、爆発性物質を含む。

次に、図３に示すように、溶融押出装置３１の金型３２から、溶融状態の第１〜第３の組成物を共押出しする。光学シート本体２を形成するための第１の組成物層４１と、光吸収層３Ｂと光反射層４Ｂとをこの順で、共押出法により積層し、図４（ａ）に示す積層体３３Ａを得る。積層体３３Ａはレンズが設けられていない積層体である。なお、図３では、積層体３３Ａは、略図的に示されている。

次に、図３に示すように、積層体３３Ａを、型ロール３４とタッチロール３５との間に導く。第１の組成物層が型ロール３４に接触するように、かつ光反射層４Ｂがタッチロール３５に接触するように、積層体３３Ａを導く。タッチロール３５にかえて、エアナイフ又は静電ピニング等を用いてもよい。

図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、型ロール３４は、略円筒状の形状を有する。型ロール３４の外周側面には、複数の凹部３４ａが形成されている。この凹部３４ａは、前述したレンズ２ｃを反転した形状を有する。

従って、図５（ｃ）に示すように、複数の凹部３４ａが設けられている部分以外の残りの領域は、円筒曲面３４ｂである。

図３に示すように、型ロール３４を矢印Ｆ方向に回転し、タッチロール３５を矢印Ｇで示す方向に回転するように駆動する。溶融押出しされた第１の組成物層４１が固化する前に、第１の組成物層４１は型ロール３４に接触される。

この結果、型ロール３４とタッチロール３５との間を積層体３３Ａが通過し、その際に、積層体３３Ａが賦型され、凸状の複数のレンズ２ｃを形成するように第１の組成層の表面が処理される。このようにして、図４（ｂ）に示すように、レンズ２ｃを有する光学シート本体２と、開口部が設けられていない光吸収層３Ｂと、開口部が設けられてない光反射層４Ｂとを有する積層体３３を得ることができる。積層体３３は、レンズ２ｃが設けられた積層体である。光学シート本体２と光吸収層３Ｂと光反射層４Ｂとの積層体は、溶融押出成形法により形成されることがより好ましい。本実施形態の製造方法によれば、溶融押出された積層体３３Ａを型ロール３４とタッチロール３５とに圧接することにより、レンズ２ｃを形成できる。

次に、図４（ｂ），（ｃ）に示すように、積層体３３の光吸収層３Ｂと光反射層４Ｂとにそれぞれ開口部を形成するために、光学シート本体２の光出射面２ｂ側から、光学シート本体２を介して、光吸収層３Ｂに光を照射する。図４（ｃ）に矢印Ｒ２を付して示すように、光学シート本体２の主面に対して直交方向に、光を照射する。この結果、光吸収層３Ａ及び光反射層４Ａに開口部３ａ，４ａを形成したときと同様に、光吸収層３Ｂ及び光反射層４Ｂに開口部３ａ，４ａを形成でき、光学シート１を得ることができる。

光吸収層３Ｂ及び光反射層４Ｂに開口部３ａ，４ａを形成するための光は特に限定されない。該光の一例として、５３２ｎｍのＹＡＧレーザーが挙げられる。

上述のように、溶融共押出法を用いた本実施形態の製造方法では、簡単な製造工程で、光学シート１を効率よくかつ安価に提供することができる。さらに、光利用効率が高く、光源からの光を所望の照射範囲に出光させる光学シート１を得ることができる。

なお、液晶表示装置に用いられる光学シートについて説明した。光学シートは、透写型表示装置又はテレビジョン受像機などの様々な光学装置において、光源からの光の利用効率を高める用途に適宜用いることができる。さらに、光学シートは、照明器具にも用いることができる。

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明する。本発明はこれら実施例のみに限定されない。

（実施例１）
光入射面と光出射面とを有し、かつ該光出射面側に凸状の複数のマイクロレンズを有する光学シート本体を用意した。光学シート本体は、アクリル樹脂により形成した。光学シート本体２の平均厚みは１００μｍ、複数のレンズ２ｃの頂点２ｅ間の距離Ｄ１は５５μｍ、複数のレンズ２ｃの直径Ｄ２は５０μｍ、隣り合うレンズ２ｃ，レンズ２ｃ間の隙間の距離Ｄ３は５μｍであった。レンズの形状は、回転楕円体の一部であった。

次に、溶液流延法により、光学シート本体の光入射面側に、開口部が設けられていない光吸収層を形成した。形成された光吸収層は、爆発性物質としてのニトロセルロース９５重量％と、光吸収性材料としてのカーボンブラック５重量％とを含む。光吸収層の厚みは１０μｍであった。

次に、溶液流延法により、光吸収層の光学シート本体が積層されている側とは反対側に、開口部が設けられていない光反射層を形成し、積層体を得た。形成された光反射層は、爆発性物質としてのニトロセルロース４５重量％と、光反射性材料としての酸化マグネシウム５５重量％とを含む。光反射層の厚みは１０μｍであった。

得られた積層体を用いて、光学シート本体の主面に対して直交方向に、光学シート本体の光出射面側から、光学シート本体を介して、平行レーザー光として５３２ｎｍのＹＡＧレーザーを１４０×１０^−６Ｊ／ｐｕｌｓｅのエネルギーで光吸収層に照射した。このようにして、光学シートを得た。

（実施例２〜８及び比較例１，２）
光吸収層及び光反射層に含まれている材料の種類及び含有量を下記の表１に示すように変更したこと以外は実施例１と同様にして、光学シートを得た。

（実施例９）
図３に示す溶融押出装置３１を用いて、光学シート本体を形成するための第１の組成物層と光吸収層と光反射層とをこの順で、共押出法により積層した。その後、凸状の複数のマイクロレンズを形成するために型ロール３４により第１の組成物層の表面を処理して、光入射面と光出射面とを有し、かつ該光出射面側に凸状の複数のマイクロレンズを有する光学シート本体２を形成して、積層体を得た。

光学シート本体２は、アクリル樹脂により形成した。光学シート本体２の平均厚みは１００μｍ、複数のレンズ２ｃの頂点２ｅ間の距離Ｄ１は５５μｍ、複数のレンズ２ｃの直径Ｄ２は５０μｍ、隣り合うレンズ２ｃ，レンズ２ｃ間の隙間の距離Ｄ３は５μｍであった。レンズの形状は、回転楕円体の一部であった。

形成された光吸収層は、爆発性物質としてのニトロセルロース９５重量％と、光吸収性材料としてのカーボンブラック５重量％とを含む。光吸収層の厚みは１０μｍであった。

形成された光反射層は、爆発性物質としてのニトロセルロース４５重量％と、光反射性材料としての酸化マグネシウム５５重量％とを含む。光反射層の厚みは１０μｍであった。

得られた積層体を用いたこと以外は実施例１と同様にして、上記光を光吸収層に照射して、光学シートを得た。

（評価）
（１）光吸収層及び光反射層における開口状態
得られた光学シートにおいて、光吸収層及び光反射層における開口状態を観察した。

（２）正面輝度
得られた光学シートを、ライトボックス上に配置し、その輝度を輝度測定装置ＥＺ−Ｃｏｎｔｒａｓｔ（ＥＬＤＩＭ社製）で測定した。ここで言う輝度とは、０°輝度つまりライトボックス出射面に対する法線方向の輝度のことである。ライトボックスの輝度の評価結果を下記の表１に示した。

（３）積算光量
得られた光学シートを同様にライトボックス上に配置し、全方位−８０〜８０°の出射光量を輝度測定装置ＥＺ−Ｃｏｎｔｒａｓｔ（ＥＬＤＩＭ社製）で測定することにより、積算光量を評価した。

光吸収層及び光反射層に含まれている材料の種類及び含有量、並びに結果を下記の表１に示す。なお、下記表１において、アクリルスチレンは、（旭化成社製スタイラックＴ８７０７）を示す。さらに、下記表１において、「開口」はきれいにかつ精度よく開口されていたこと示し、「−」は評価しなかったことを示す。

１…光学シート
２…光学シート本体
２ａ…光入射面
２ｂ…光出射面
２ｃ…レンズ
２ｄ…基準面
２ｅ…頂点
３…光吸収層
３Ａ，３Ｂ…開口部が設けられていない光吸収層
３ａ…開口部
３ｂ…表面
４…光反射層
４Ａ，４Ｂ…開口部が設けられていない光反射層
４ａ…開口部
４ｂ…表面
１１…光拡散板
２１…積層体
３１…溶融押出装置
３２…金型
３３…積層体
３３Ａ…レンズが設けられていない積層体
３４…型ロール
３４ａ…凹部
３４ｂ…円筒曲面
３５…タッチロール
４１…第１の組成物層

Claims (9)

1. 光入射面と光出射面とを有し、かつ該光出射面側に凸状の複数のマイクロレンズを有する光学シート本体と、
   前記光学シート本体の光入射面側に積層されており、光を吸収する光吸収層と、
   前記光吸収層の前記光学シート本体が積層されている側と反対側に積層されており、光を反射する光反射層とを備え、
   前記光吸収層及び前記光反射層がそれぞれ、複数の開口部を有し、該複数の開口部がそれぞれ、前記複数のマイクロレンズの頂点に対向する領域に設けられており、かつ、
   前記光吸収層及び前記光反射層がそれぞれ、爆発性物質を含む、光学シート。
2. 前記爆発性物質が硝酸エステルである、請求項１に記載の光学シート。
3. 前記爆発性物質がニトロセルロースである、請求項１に記載の光学シート。
4. 光入射面と光出射面とを有し、かつ該光出射面側に凸状の複数のマイクロレンズを有する光学シート本体と、爆発性物質を含み、開口部が設けられておらず、かつ光を吸収する光吸収層と、爆発性物質を含み、開口部が設けられておらず、かつ光を反射する光反射層とがこの順で積層された積層体を用いて、
   前記光学シート本体の前記光出射面側から、前記光学シート本体を介して前記光吸収層に光を照射して、前記光吸収層及び前記光反射層の前記複数のマイクロレンズの頂点に対向する領域にそれぞれ、複数の開口部を形成する、光学シートの製造方法。
5. 前記爆発性物質として硝酸エステルを用いる、請求項４に記載の光学シートの製造方法。
6. 前記爆発性物質としてニトロセルロースを用いる、請求項４に記載の光学シートの製造方法。
7. 光入射面と光出射面とを有し、かつ該光出射面側に凸状の複数のマイクロレンズを有する光学シート本体を用いて、該光学シート本体の光入射面側に、溶液流延法により、爆発性物質を含み、開口部が設けられておらず、かつ光を吸収する光吸収層を形成する工程と、
   前記光吸収層の前記光学シート本体が積層されている側とは反対側に、溶液流延法により、爆発性物質を含み、開口部が設けられておらず、かつ光を反射する光反射層を形成して、前記積層体を得る工程とをさらに備える、請求項４〜６のいずれか１項に記載の光学シートの製造方法。
8. 前記光学シート本体を形成するための第１の組成物層と、爆発性物質を含み、かつ光を吸収する光吸収層と、爆発性物質を含み、かつ光を反射する光反射層とをこの順で、共押出法により積層する工程と、
   凸状の複数のマイクロレンズを形成するために前記第１の組成物層の表面を処理して、光入射面と光出射面とを有し、かつ該光出射面側に凸状の複数のマイクロレンズを有する光学シート本体を形成して、前記積層体を得る工程を備える、請求項４〜６のいずれか１項に記載の光学シートの製造方法。
9. 前記光学シート本体を形成して、前記積層体を得る工程において、前記光学シート本体の凸状の複数のマイクロレンズの形状を反転した形状に相当する複数の凹部が外周側面に設けられている型ロールを用いて、前記凸状の複数のマイクロレンズを形成するように、前記第１の組成物層の表面を処理して、光入射面と光出射面とを有し、かつ該光出射面側に凸状の複数のマイクロレンズを有する光学シート本体を形成する、請求項８に記載の光学シートの製造方法。

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