JP2013205497A - ダイヘッド、これを備えた光学シートの製造装置、および光学シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な外観を得るとともにコントラストの向上を図ることができるダイヘッド、光学シートの製造装置、および光学シートの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の一の態様によれば、光透過性基材１上に形成され、かつ表面２ｃに複数の溝２ａが並設された光透過部２の表面２ｃに、電離放射線硬化型樹脂組成物および光吸収粒子を含む光吸収部用組成物３を供給するためのダイヘッド４１であって、ダイヘッド４１が、光吸収部用組成物３の注入口４３と、光吸収部用組成物３の吐出口４４と、ダイヘッド４１内に形成され、注入口４３に連通し、かつダイヘッド４１の長手方向Ｃに延びたマニホールド４５と、ダイヘッド４１内に形成され、マニホールド４５および吐出口４４に連通したスリット４６とを備え、マニホールド４５の端部４５ａがマニホールド４５の中央部４５ｂよりも吐出口４４側に位置していることを特徴とする、ダイヘッド４１が提供される。
【選択図】図６

Description

本発明は、ダイヘッド、これを備えた光学シートの製造装置、および光学シートの製造方法に関する。

近年、薄型かつ大型のディスプレイの普及に伴い、家庭用テレビや業務用ディスプレイ装置など、使用される用途も多様化し、ディスプレイの画質についても高いレベルが要求されつつある。

ディスプレイに使用される光学シートについても、透過率やコントラストを向上させる機能等が要求されている。このようなことから、例えば、コントラストを向上させるための光学シートをディスプレイに配置する場合がある。

このような光学シートは、光透過性基材と、光透過性基材上に形成され、かつ表面に並列して設けられた複数の溝を有する光透過部と、溝内に形成され、かつ電離放射線硬化型樹脂と光吸収粒子とを含む光吸収部用組成物の硬化物から構成された光吸収部とを備えている（特許文献１参照）。この光学シートによれば、映像光を光透過部から出射させることができるとともに、外光等を光吸収部により吸収することができるので、コントラストを向上させることができる。

このような光学シートは、例えば、光透過部の溝内に光吸収部用組成物を充填し、電離放射線を照射し、光吸収部用組成物を硬化させて光吸収部を形成することにより作製することができる。

光透過部への光吸収部用組成物の供給は、ダイヘッドを用いて行うことができるが、ダイヘッドから光吸収部用組成物を供給した場合には、光透過部の中央部と端部との間で、光吸収部用組成物の充填ムラが生じてしまうことがある。具体的には、光透過部の中央部に存在する溝には光吸収部用組成物が十分に充填された場合であっても、光透過部の端部に存在する溝には光吸収部用組成物が十分に充填されず、充填不足が生じてしまう。この結果、外観不良や光学シートの端部においてコントラストの低下が生じてしまう。

特開２００９−３１３２２号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、光透過部の中央部と光透過部の端部との間における光吸収部用組成物の充填ムラを改善して、良好な外観を得るとともにコントラストの向上を図ることができるダイヘッド、これを備えた光学シートの製造装置、および光学シートの製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、充填ムラを低減するため鋭意研究を重ねた結果、充填ムラは、光透過部の中央部と光透過部の端部とにおけるダイヘッドからの光吸収部用組成物の吐出量のばらつきが原因であり、これを改善した場合には充填ムラが低減されることを見出した。ここで、充填ムラは、光吸収部用組成物に光吸収粒子を含ませることで、さらに顕著となる。すなわち、光吸収部用組成物が光吸収粒子を含む場合には、光吸収粒子を含まない場合に比べて光吸収部用組成物の粘度が極めて高くなるため、ダイヘッドにおいて所望の吐出量に到達するのにより高い圧力が必要となる。この結果、ダイヘット内の圧力が高くなることによるダイヘッドの歪み（ベンディング）が生じ、光透過部の中央部と光透過部の端部とにおける光吸収部用組成物の吐出量のばらつきはさらに顕著となる。本発明はかかる知見に基づいて完成されたものである。

本発明の一の態様によれば、光透過性基材上に形成され、かつ表面に複数の溝が並設された光透過部の表面に、電離放射線硬化型樹脂組成物および光吸収粒子を含む光吸収部用組成物を供給するためのダイヘッドであって、前記ダイヘッドが、前記光吸収部用組成物の注入口と、前記光吸収部用組成物の吐出口と、前記ダイヘッド内に形成され、前記注入口に連通し、かつ前記ダイヘッドの長手方向に延びたマニホールドと、前記ダイヘッド内に形成され、前記マニホールドおよび前記吐出口に連通したスリットとを備え、前記マニホールドの端部が前記マニホールドの中央部よりも前記吐出口側に位置していることを特徴とする、ダイヘッドが提供される。

本発明の他の態様によれば、光透過性基材と、前記光透過性基材上に形成され、かつ表面に並列して設けられた複数の溝を有する光透過部と、前記溝内に形成され、かつ電子放射線硬化型樹脂組成物および光吸収粒子を含む光吸収部用組成物の硬化物から構成された光吸収部とを備える光学シートの製造装置であって、上記のダイヘッドと、前記ダイヘッドに前記光吸収部用組成物を供給する供給系とを有する、前記光吸収部用組成物を前記光透過部の表面に供給するための供給装置を備えることを特徴等する、光学シートの製造装置が提供される。

本発明の他の態様によれば、光透過性基材と、前記光透過性基材上に形成され、かつ表面に並列して設けられた複数の溝を有する光透過部と、前記溝内に形成され、かつ電離放射線硬化型樹脂組成物および光吸収粒子を含む光吸収部用組成物の硬化物から構成された光吸収部とを備える光学シートの製造方法であって、ダイヘッドの長手方向が、光透過性基材上に形成され、かつ表面に複数の溝が並設された光透過部の幅方向となるように前記ダイヘッドを前記光透過部上に配置した状態において、前記光透過部の表面に、前記ダイヘッドから電離放射線硬化型樹脂組成物と光吸収粒子とを含む光吸収部用組成物を供給する工程と、前記光透過部の表面上の前記光吸収部用組成物を掻き取る工程とを備え、前記ダイヘッドが、前記光吸収部用組成物の注入口と、前記光吸収部用組成物の吐出口と、前記ダイヘッド内に形成され、前記注入口に連通し、かつ前記ダイヘッドの長手方向に延びたマニホールドと、前記ダイヘッド内に形成され、前記マニホールドおよび前記吐出口に連通したスリットとを備え、前記マニホールドの端部が前記マニホールドの中央部よりも前記吐出口側に位置していることを特徴とする、光学シートの製造方法が提供される。

本発明の一の態様のダイヘッド、他の態様の光学シートの製造装置および光学シートの製造方法によれば、マニホールドの端部がマニホールドの中央部よりも吐出口側に位置しているので、マニホールドの端部が中央部と同じ高さにある場合よりも、光吸収部用組成物がマニホールドに供給されてから端部を経由して吐出口に到達するまでの距離を短くすることができる。これにより、端部を経由する光吸収部用組成物の圧力損失を小さくすることができるので、吐出口の端部からの吐出量を増大させることができる。そして、これにより、光吸収部用組成物が光吸収粒子を含む場合において、光透過部の中央部と光透過部の端部との間における光吸収部用組成物の充填ムラを改善でき、良好な外観を得るとともにコントラストの向上を図ることができる。

実施形態に係る光学シートの製造工程を模式的に示した図である。 実施形態に係る光透過部の形成工程を模式的に示した図である。 実施形態に係る粘着層および剥離層を有する基材を示した図である。 実施形態に係る光吸収部用組成物の供給工程を模式的に示した図である。 図４に示すダイヘッドをＡ−Ａ線で切断したときの断面図である。 図４に示すダイヘッドをＢ−Ｂ線で切断したときの断面図である。 実施形態に係る光吸収部用組成物の掻取工程を模式的に示した図である。 実施形態に係る光学シートを備えた表示装置の断面図である。 実施例および比較例に係る光学シートを製造する際に用いたダイヘッドの各吐出位置における吐出量比を表したグラフである。 実施例に係る光学シートの中央部と端部の視野角に対する相対輝度を表したグラフである。

＜光学シートの製造方法、ダイヘッドおよび光学シートの製造装置＞
実施形態における光学シートの製造方法、ダイヘッドおよび光学シートの製造装置について、図面を参照しながら説明する。図１は本実施形態に係る光学シートの製造工程を模式的に示した図であり、図２は本実施形態に係る光透過部の形成工程を模式的に示した図であり、図３は本実施形態に係る粘着層および剥離層を有する基材を示した図であり、図４は本実施形態に係る光吸収部用組成物の供給工程を模式的に示した図であり、図５は図４に示すダイヘッドをＡ−Ａ線で切断したときの断面図であり、図６は図４に示すダイヘッドをＢ−Ｂ線で切断したときの断面図であり、図７は本実施形態に係る光吸収部用組成物の掻取工程を模式的に示した図である。

まず、光透過性基材１上に、層厚方向断面において複数の溝２ａが並設された光透過部２を形成する（図１（ａ））。光透過部２は、複数の単位光透過部２ｂから構成されており、溝２ａは、単位光透過部２ｂ間に形成されている。図１（ａ）に示される溝２ａは、溝２ａの開口面の幅がより広くなるように光透過性基材１の法線方向Ｎに対する溝２ａの側面の上部における傾斜角度が溝２ａの側面の下部における傾斜角度より大きくなっている。溝２ａは、図１（ａ）に示される形状に限られず、例えば、光透過性基材１側に向けて先細る略台形状、略Ｖ字状または略矩形状に形成されていてもよい。溝２ａは光透過性基材１の長手方向に沿って延在している。光透過部２の幅は、５００〜１５００ｍｍとすることが可能である。

光透過性基材１は、光透過部２や後述する光吸収部４を形成するためのベースとなる層である。光透過性基材１としては、透明樹脂フィルム、透明樹脂板、透明樹脂シートや透明ガラスを用いることができる。透明樹脂フィルムとしては、トリアセテートセルロース（TAC）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（PET）等のポリエステル系フィルム、ジアセチルセルロースフィルム、アセテートブチレートセルロースフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリアクリル系樹脂フィルム、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、（メタ）アクリルロニトリルフィルム等を好適に使用できるが、これらの中でも、ポリエステル系フィルムが好ましく用いられる。ポリエステル系フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートの他、ポリブチレンテレフタレート、ポリナフタレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート等が挙げられる。

光透過部２の形成は、使用する樹脂の種類によって異なる。例えば、光透過部２を透明な熱可塑性樹脂を用いて形成する場合には、加熱した金型を熱可塑性樹脂に押圧する熱プレス法や射出成型法、金型内に熱可塑性樹脂モノマーを注入して重合・固化させるキャスティング法等によって、光透過部２を形成することができる。また、電離放射線硬化型樹脂、特に紫外線硬化型樹脂を用いる場合には、当該樹脂を成形型内に注入して紫外線を照射して硬化させる、いわゆるＵＶ法によって、光透過部２を形成することができる。これらの方法の中でも、本発明においては、量産性に優れるＵＶ法が好適に使用できる。ＵＶ法によれば、金型ロールを用いて、光透過部２を連続的に製造することができる。

具体的には、例えば、図２に示されるように、所定ピッチで光透過部２の形に対応した形の溝を有する金型ロール１０と、ニップロール１１との間に光透過性基材１を送り込む。図２中の矢印は、光透過性基材１を送り込む方向を表したものである。光透過性基材１の送り込みに合わせて、金型ロール１０と光透過性基材１との間に供給部１２から例えば紫外線硬化型樹脂等を含む光透過部用組成物１３の液滴を供給し続ける。供給部１２から光透過性基材１上に光透過部用組成物１３を供給するとき、金型ロール１０と光透過性基材１との間に、光透過部用組成物１３が溜まった組成物溜まり１４が形成されるようにする。この組成物溜まり１４を形成することによって、光透過部用組成物１３が基材１の幅方向に広がる。

上記のようにして金型ロール１０と光透過性基材１との間に供給された光透過部用組成物１３は、金型ロール１０とニップロール１１との間の押圧力により、光透過性基材１と金型ロール１０との間に充填される。その後、電離放射線照射装置１５によって光透過部用組成物１３に紫外線を照射し、光透過部用組成物１３を硬化させて、光透過部２を形成する。光透過部２を形成した後、剥離ロール１６を介して、金型ロール１０から光透過部２を引き剥がす。

金型ロール１０に送り込まれる光透過性基材１は、図３に示されるように粘着層６および剥離層７を備えていてもよい。粘着層６は、光学シートを表示装置の表示部に接着させるためのものである。粘着層６に用いられる粘着剤は光を透過するとともに、適切に光学シートを他に接着させることができれば、その材料は特に限定されるものではない。粘着剤としては、例えばアクリル系の共重合体を挙げることができる。

剥離層７は、取扱時に粘着層６が他に接触しないようにするためのものであり、粘着層６上に形成されている。剥離層７としては、特に限定されるものではないが、例えばポリエチレンテレフタレート（PET）樹脂等が挙げられる。

なお、次の光吸収部用組成物の充填工程の前に、光透過部２の溝２ａの表面に親水化処理を施しておくことが好ましい。溝２ａの表面に親水化処理を施すことにより、溝２ａへ光吸収部用組成物をより充填し易くなり、光吸収部用組成物の充填率が向上する。親水化処理は、従来公知の方法を用いて行うことができる。例えば、低圧プラズマ処理、大気圧プラズマ処理、コロナ処理、紫外線照射処理、エキシマランプ処理等のドライプロセスや、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、エタノールアミン等によるアルカリ処理等のウエットプロセスが挙げられる。これらの中でも、大気圧プラズマ処理が、製造効率の観点から好ましい。

光透過性基材１上に光透過部２を形成した後、溝２ａ内に電離放射線硬化型樹脂組成物および光吸収粒子を含む光吸収部用組成物３を充填する（図１（ｂ））。

溝２ａ内への光吸収部用組成物３の充填は、図４に示される光学シートの製造装置２０を用いて行うことができる。製造装置２０は、図４に示される搬送装置３０、供給装置４０と、図７に示される掻取部材６０と、を備えている。

搬送装置３０は、光透過部２を光透過性基材１ごと一方方向に搬送するためのものであり、搬送ロール等から構成されている。搬送装置３０のライン速度（搬送速度）は、光吸収部用組成物３の供給速度にもよるが、１〜５０ｍ／分であることが好ましい。

供給装置４０は、光吸収部用組成物３を光透過部２の表面２ｃに供給するためのものである。供給装置４０による光吸収部用組成物３の供給速度は、０．５〜１０Ｌ／分であることが好ましい。

供給装置４０は、ダイヘッド４１と、ダイヘッド４１に光吸収部用組成物３を供給する供給系４２とを備えている。ダイヘッド４１は、図４に示されるようにダイヘッド４１の長手方向Ｃが光透過部２の幅方向Ｄとなるように光透過部２上に配置されている。

ダイヘッド４１は、図５および図６に示されるように、光吸収部用組成物３の注入口４３と、光吸収部用組成物３の吐出口４４と、ダイヘッド４１内に形成され、注入口４３に連通し、かつダイヘッド４１の長手方向Ｃに延びたマニホールド４５と、ダイヘッド４１内に形成され、マニホールド４５および吐出口４４に連通したスリット４６とを備えている。

このようなダイヘッド４１は、例えば、互いに向かい合うように配置された一対のダイブロック４７、４８と、ダイブロック４７、４８間に介装されたシム板４９とから構成することが可能である。ダイブロック４７、４８同士は、吐出口４４側を除き、ダイブロック４７、４８の周縁をボルト５０等で締結することにより固定されている。なお、シム板４９にもボルト穴が形成されており、シム板４９もダイブロック４７、４８とともに固定されている。

図６に示される注入口４３はマニホールド４５の中央部４５ｂに連通しており、また注入口４３には供給系４２が接続されている。図５および図６に示される吐出口４４はダイヘッド４１の下面に形成されている。

スリット４６は、マニホールド４５から押し出された光吸収部用組成物３を吐出口４４まで導くものである。スリット４６は、ダイブロック４７、４８のスリット形成面４７ａ、４８ａによって挟まれる空間となっている。スリット４６の間隔は、シム板４９の厚みによって調整することができる。

マニホールド４５は、光吸収部用組成物３をダイヘッド４１の長手方向Ｃ（光透過部２の幅方向Ｄ）に広げるためのものである。図５に示されるマニホールド４５は、ダイブロック４７にのみ形成されているが、マニホールド４５はダイブロック４７、４８の少なくとも一方に形成されていればよい。

図６に示されるように、マニホールド４５は、マニホールド４５の端部４５ａがマニホールド４５の中央部４５ｂよりも吐出口４４側（光透過部２側）に位置するような形状を有している。ダイヘッド４１は、吐出口４４がダイヘッド４４の下面に形成し、マニホールド４５の端部４５ａはマニホールド４５の中央部４５ｂよりも下方に位置している。

マニホールド４５の端部４５ａは、図１（ｂ）および図４に示される光透過部２の端部２ｄに対応する位置にあり、マニホールド４５の中央部４５ｂは、図１（ｂ）および図４に示される光透過部２の中央部２ｅに対応する位置にある。図４に示されるダイヘッド４１は、光透過部２上に配置されているので、マニホールド４５の端部４５ａは、光透過部２の端部２ｄ上に位置し、マニホールド４５の中央部４５ｂは光透過部２の中央部２ｅ上に位置している。

図６に示されるように、マニホールド４５は、マニホールド４５の中央からダイヘッド４１の長手方向Ｃに沿って両側に延びた第１の部分４５ｃと、第１の部分４５ｃの両端に連結し、かつマニホールド４５の端部４５ａに向かうに連れて吐出口４４側（光透過部側）に傾斜した第２の部分４５ｄとを備えている。

例えば、マニホールド４５の全長を８００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下としたとき、第２の部分４５ｄの長さ（片側）は２００ｍｍ以上８００ｍｍ以下であることが好ましく、３２０ｍｍ以上５００ｍｍ以下であることがより好ましい。第２の部分４５ｄの長さをこの範囲内にすることにより、中央部４５ｂから端部４５ａにかけてより均一に光吸収部用組成物３を吐出することができる。

なお、図６に示されるマニホールド４５は、上記説明したように第１の部分４５ｃと、第２の部分４５ｄから構成されているが、マニホールド４５は、マニホールド４５の端部４５ａがマニホールド４５の中央部４５ｂよりも吐出口４４側に位置するような形状であれば、特に限定されない。例えば、マニホールドは、中央部よりも端部が吐出口側に位置するように中央部から端部に掛けて湾曲した形状を有していてもよい。

図５に示されるマニホールド４５の断面形状は、中央部４５ｂから端部４５ａにかけてほぼ一定となっている。マニホールド４５の断面形状は、円形状または円弧状であることが好ましい。マニホールド４５をこのような形状にすることにより、マニホールド４５の内部圧力を均一に分散させることができるので、この結果、端部４５ａ側に光吸収部用組成物をより広げることができる。

マニホールド４５の断面形状が円形状または円弧状の場合、マニホールド４５の断面における半径は３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、４ｍｍ以上７ｍｍ以下であることがより好ましい。マニホールド４５の半径をこの範囲内にすることにより、マニホールド４５内の圧力をより高めることができるので、マニホールド４５から光吸収部用組成物をより押し出すことができる。なお、この光学シートの製造に用いられている一般的にダイヘッドのマニホールドは、断面が３０ｍｍ×１９ｍｍの矩形状のものであるので、この一般的に用いられているマニホールドに比べて、マニホールドの断面積は小さいと言える。

図７に示される掻取部材６０は、供給装置４０による光吸収部用組成物３の供給位置よりも下流側に配置されている。掻取部材６０は、光透過部２の表面２ｃ上に供給された光吸収部用組成物３を掻き取る掻取ブレード６１、掻取ブレード６１を保持するホルダ６２等を備えている。

掻取ブレード６１は、溝２ａの延在方向と直交するように配置されている。掻取ブレード６１は、２枚の掻取ブレードから構成されていてもよい。

掻取ブレード６１は薄板状のものであり、掻取ブレード６１の厚さは約２００μｍ程度とすることができる。掻取ブレード６１としては例えばドクターブレード等を用いることができる。光透過部２の表面２ｃに対する掻取ブレード６１の先端部の角度は、４０°〜７０°であることが好ましく、５０°〜６５°であることがより好ましい。この角度範囲が好ましいとしたのは、この角度の範囲内であれば、光吸収部用組成物３の掻き取りがより良好となり、また光吸収部用組成物３に接触する掻取ブレード６１の面積が極度に小さくならず、黒スジ等の掻取不良が発生しにくい。

次に、光吸収部用組成物３について説明する。光吸収部用組成物３は、透明な電離放射線樹脂組成物と光吸収粒子とを含むものである。光吸収部用組成物３の粘度は、５００ｍＰａ・ｓ以上５０００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。光吸収部用組成物３の粘度がこの範囲であれば、溝の底まで光吸収部用組成物を充填することができるとともに、光吸収部用組成物の掻き取り性が良好となる。なお、光吸収部用組成物の粘度は、Ｂ型粘度計を用いて２５℃の環境下にて測定した値である。

電離放射線硬化型樹脂組成物としては、従来公知の電離放射線硬化型樹脂組成物を用いることができる。例えば、アクリレート系の官能基を有するものを好適に使用することができ、具体的には、比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジェン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物の（メタ）アルリレート等のオリゴマー又はプレポリマーを挙げることができる。なお、光透過部を構成する材料にもよるが、これらの樹脂のなかなら光透過部を構成する材料よりも屈折率の小さい樹脂を選択すればよい。

上記樹脂組成物中には、反応性希釈剤を添加してもよく、このような反応性希釈剤としては、エチル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、メチルスチレン、Ｎ−ビニルピロリドン等の単官能モノマー並びに多官能モノマーを使用してもよく、具体的は、リメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。

電離放射線硬化型樹脂組成物を紫外線硬化型樹脂組成物とするには、組成物中に光重合開始剤としてアセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α−アミロキシムエステル、テトラメチルチュウラムモノサルファイド、チオキサントン類や、光増感剤としてｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、ポリ−ｎ−ブチルホソフィン等を混合して用いることができる。特に本発明では、オリゴマーとしてウレタンアクリレート、モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等を混合するのが好ましい。

光吸収粒子は、１μｍ以上１０μｍ以下の平均粒径を有するものが好ましい。光吸収粒子の平均粒径がこの範囲内であれば、光透過部の溝に対する光吸収部用組成物の充填性をより高めることができる。なお、光吸収粒子の平均粒径は、光吸収粒子を電子顕微鏡で観察して求めた算術平均径を意味する。

光吸収粒子としては、樹脂ビーズやガラスビーズに、映像光の特性に合わせて特定の波長を選択的に吸収できる光吸収粒子を使用してもよく、カーボンブラック、グラファイト、繊維状炭素、黒色酸化鉄等の金属塩、染料、顔料等の着色剤を練り込んだものを使用することができる。着色剤の練り込み易さの観点からは、樹脂ビーズを用いることが好ましい。樹脂ビーズとしては、メラミンビーズ、アクリルビーズ、アクリル−スチレンビーズ、ポリカーボネートビーズ、ポリエチレンビーズ、ポリスチレンビーズ、塩ビビーズ等を好適に使用することができる。また、ウレタン架橋微粒子やシリコン系ビーズも好適に使用できる。これらの樹脂ビーズは、上記した電離放射線硬化型樹脂組成物の屈折率差が０．１程度のものを用いることが好ましい。また、着色剤を練り込む前の樹脂としては、透明な樹脂でも使用できるが、顔料または染料等で着色された樹脂を用いることが好ましいく、映像光の特性に合わせて特定の波長を選択的に吸収するものであってよいが、好ましくは黒色に着色された樹脂ビーズが用いられる。

着色剤としては、上記したもののなかでもカーボンブラックが好適に使用できる。樹脂ビーズへのカーボンブラックの練り込み量は、樹脂ビーズ１質量部に対してカーボンブラックを０．１〜０．７質量部程度であり、好ましくは０．１５〜０．５質量部、より好ましくは０．２〜０．３５質量部である。カーボンブラックの練り込み量が０．７質量部よりも多いと樹脂ビーズが割れやすくなる場合があり、一方、０．１質量部よりも少ないと、所望の黒色性を有する光吸収粒子を得られない場合がある。また、カーボンブラックは、平均粒子径が１０〜５００ｎｍのものを好適に使用することができ、例えば、ファーネスブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、カーボンナノチューブ、カーボンファイバー等が使用できる。また、市販のものを使用することもでき、例えば、ＨＣＦシリーズ、ＭＣＦシリーズ、ＲＣＦシリーズ、ＬＦＦシリーズ（いずれも三菱化学株式会社製）、バルカンシリーズ（キャボット社製）、ケッチェンシリーズ（ライオン株式会社製）を好適に使用することができる。なお、ここでの平均粒子径とは、カーボンブラック粒子を電子顕微鏡で観察して求めた算術平均径を意味する。

電離放射線硬化型樹脂組成物への光吸収粒子の分散性を向上させるために、光吸収粒子を表面処理しておくこともできる。表面処理としては、従来公知のシリカコーティングによる親水処理や、プラズマ等による表面改質が挙げられる。

上記した各成分を含む光吸収部用組成物３は、電離放射線硬化型樹脂組成物に、所定量の光吸収粒子を混合し、所望により重合開始剤等を添加することにより調製される。光吸収粒子の添加量は、光吸収部用組成物の全質量に対して１５〜３５％の範囲とすることが好ましく、この範囲とすることにより、よりコントラストに優れる光学シートを実現することができる。光吸収粒子の含有量が少なすぎると、光吸収部の光遮光性が不十分となる場合があり、光吸収粒子の含有量が多すぎると、樹脂ビーズどうしが接触し割れや欠けの問題が発生し易くなる。

このような図４に示される製造装置２０および光吸収部用組成物３を使用して、光透過部２の溝２ａに光吸収部用組成物３を充填する。

具体的には、まず、図４に示されるように、供給装置４０に対して、搬送装置３０によりシート状の光透過部２を光透過性基材１ごと移動させながら、光透過部２の表面２ｃにダイヘッド４１から光吸収部用組成物３を連続的に供給する。そして、供給装置４０の下流に位置する図７に示される掻取部材６０により光透過部２の表面２ｃ上の光吸収部用組成物３を掻き取る。これにより、溝２ａに光吸収部用組成物３が充填されるとともに、光透過部２の表面２ｃに存在する余剰の光吸収部用組成物３が掻き取られる。

溝２ａに光吸収部用組成物３を充填した後、電離放射線を放射して、溝２ａ内の光吸収部用組成物３を硬化させて、略台形の断面形状を有する複数の光吸収部４を形成する（図１（ｃ））。これにより、光学シート５が作製される。光吸収部用組成物３の硬化方法としては、通常の硬化方法、即ち、電子線又は紫外線の照射によって硬化することができる。例えば、電子線硬化の場合には、コックロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速機から放出される５０〜１０００ｋｅＶ、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを有する電子線等が使用され、紫外線硬化の場合には超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプ等の光線から発する紫外線等が利用できる。

本実施形態によれば、マニホールド４５の端部４５ａがマニホールド４５の中央部４５ｂよりも吐出口４４側に位置しているので、マニホールド４５の端部４５ａから吐出口４４までの距離がマニホールド４５の中央部４５ｂから吐出口までの距離よりも短くなる。これにより、マニホールド４５の端部４５ａが中央部４５ｂと同じ高さにある場合よりも、光吸収部用組成物３がマニホールド４５に供給されてから端部４５ｂを経由して吐出口４４に到達するまでの距離を短くすることができるので、端部４５ｂを経由する光吸収部用組成物３の圧力損失を小さくすることができ、吐出口４４の端部からの吐出量を増大させることができる。それ故、ダイヘッド４１の長手方向Ｃにおいて均一に光吸収部用組成物３を吐出することができるので、光吸収部用組成物３が光吸収粒子を含む場合において、光透過部２の中央部２ｅと光透過部２の端部２ｄとの間における光吸収部用組成物３の充填ムラを改善でき、良好な外観を有し、かつコントラストが向上した光学シート５を製造できる。

＜光学シート＞
上記のようにして得られた光学シート５は、光透過性基材１と、光透過性基材１上に形成され、かつ並列して設けられた複数の単位光透過部２ｂと、単位光透過部２ｂ間に形成された複数の単位光透過部４ａとを備えている。

このような光学シート５においては、光透過部２に入射した光源からの映像光を光吸収部４と単位光透過部２ｂとの境界面で適切に反射させて、観測者に映像光を出射させるとともに、観測者側からの外光の一部を吸収できるため、コントラストを向上させることができる。

光学シート５は、例えば、表示装置の表示部上に配置することができる。具体的には、光学シートは、例えば、表示装置用光学フィルタとして使用することができる。表示装置の表示部としては、例えばプラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、電界放出ディスプレイ（FED）、表面伝導型電子放出素子ディスプレイ（SED）、プロジェクションテレビ等が挙げられる。

＜表示装置＞
以下、本発明による光学シートを表示装置の表示部に取り付けた例について説明する。図８は本実施形態に係る光学シートを備えた表示装置の断面図である。図８に示される表示装置７０は、上記した製造方法により製造された光学シート５を備えている。光学シート５は、光透過性基材１が観察者側となるように表示装置７０の表示部７１に接着層７２を介して貼り付けられている。光学シート５の観察者側には、帯電防止性、反射防止性、防眩性等の機能を有する機能素７３が配置されている。機能層７３は複数層から構成されていてもよい。

本発明を詳細に説明するために、以下に実施例を挙げて説明する。

まず、以下の組成の光透過部用組成物、光吸収部用組成物を用意した。

（光透過部用組成物）
ビスフェノールＡ―エチレンオキシド２モル付加物４１質量部、イソホロンジイソシアネート１４．０質量部を、およびウレタン化触媒としてビスマストリ（２−エチルヘキサノエート）（２−エチルヘキサン酸５０％溶液））０．０２質量部を加え、８０℃で５時間反応させ、その後、２−ヒドロキシエチルアクリレート５質量部を加え、８０℃で５時間反応させて得られたウレタンアクリレート系オリゴマーを、光硬化型プレポリマーとして用いた。このウレタンアクリレート系オリゴマー３２、０質量部と、光硬化性モノマーとして、フェノキシエチルアクリレート（分子量１９２）１０．０質量部、およびビスフェノールＡのＥＯ４モル付加物のジアクリレート（分子量５１２）３０．０質量と、金型離型剤として、テトラデカノール−エチレンオキシド１０モル付加物のリン酸エステル（モノエステル／ジエステル＝モル比１／１）０．０３質量部と、テアリルアミンエチレンオキシド１５モル付加物０．０２質量部、光重合開始剤として、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（商品名：イルガキュア１８４、BASFジャパン株式会社製）３質量部と、を混合し、均一化して光透過部用組成物を得た。

（光吸収部用組成物）
光硬化型プレポリマーとして、エチレンオキシド、２，２´−[（１−メチルエチリデン）ビス（４，１−フェニレンオキシメチレン）]ビス−、ホモポリマー、ジ−２−プロペノアート２０．０質量部と、反応性希釈モノマーとして、２−フェノキシエチル＝アクリラート２０．０質量部、α−アクリロイル−ω−フェノキシポリ（オキシエチレン）２０．０質量部、および２−｛２−[２−（アクリロイルオキシ）（メチル）エトキシ]（メチル）エトキシ｝（メチル）エチル＝アクリラート１３．０質量部と、光吸収粒子として、平均粒径４．０μｍのカーボンブラックを２５％含有したアクリル架橋微粒子（ガンツ化成株式会社製）２０．０質量部と、光重合開始剤として、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（商品名：イルガキュア１８４、チバ・スペシャリティケミカルズ株式会社製）７．０質量部と、を混合し、均一化して光吸収部用組成物を得た。

＜実施例１＞
上記組成の光透過部用組成物をポリエチレンテレフタレート基材（東洋紡績株式会社、Ａ４３００、厚さ１００μｍ、幅１４００ｍｍ）上に供給し、光透過部用組成物を硬化させて、表面に複数の溝が並設された、幅が１４００ｍｍの光透過部を形成した。溝の開口幅は１０μｍであり、溝の底面の幅は４μｍであった。また、光透過部を構成する単位光透過部の表面における幅は３５μｍであり、単位光透過部における高さは９４μｍであった。

次いで、実施形態で説明した製造装置を用いて、光透過部の溝に上記組成の光吸収部用組成物を充填した。具体的には、１０ｍ／分のライン速度で、光透過部をポリエチレンテレフタレート基材ごと移動させながら、供給装置のダイヘッドから、５Ｌ／分の供給速度で、光透過部の表面に連続的に供給し、その後、掻取ブレードとしての金属製のドクターブレードを用いて、光透過部の表面の光吸収部用組成物を掻き取った。

ここで、実施例で使用したダイヘッドは、光吸収部用組成物の注入口と、光吸収部用組成物の吐出口と、ダイヘッド内に形成され、注入口に連通し、かつダイヘッドの長手方向に延びたマニホールドと、ダイヘッド内に形成され、マニホールドおよび吐出口に連通したスリットとを備えていた。具体的には、マニホールド等は、一対のダイブロックと、ダイブロック間に介装されたシム板とを組み合わせることにより形成されていた。マニホールドは、全長が１４４０ｍｍであり、かつ半径が６ｍｍの断面形状が円形状のものであった。また、マニホールドは、マニホールドの端部がマニホールドの中央部よりも吐出口側に位置しているものであった。具体的には、マニホールドは、マニホールドの中央からダイヘッドの長手方向の両側に延びた第１の部分と、第１の部分の両端に連結し、かつ端部に向かうに連れてダイヘッドの吐出口側（光透過部側）に傾斜した第２の部分とを備えるものであった。第１の部分の長さは８００ｍｍであり、第２の部分の長さ（片側）は３２０ｍｍであった。スリットは、スリット幅が１４４０ｍｍ、スリット間隔が０．２ｍｍとなっていた。

光透過部の溝に光吸収部用組成物を充填した後、光吸収部用組成物に紫外線を照射して、光吸収部用組成物を硬化させることにより、光吸収部を形成し、実施例の光学シートを作製した。

＜比較例＞
比較例においては、マニホールドの形状が実施例と異なるダイヘッドを用いた以外、実施例と同様の材料および同様の手法により、光学シートを作製した。

比較例で使用したダイヘッドは、光吸収部用組成物の注入口と、光吸収部用組成物の吐出口と、ダイヘッド内に形成され、注入口に連通し、かつダイヘッドの長手方向に延びたマニホールドと、ダイヘッド内に形成され、マニホールドおよび吐出口に連通したスリットとを備えるものであったが、マニホールドの形状は、全長が１４４０ｍｍであり、かつ縦３０ｍｍ、横１９ｍｍの断面形状が矩形状のものであり、マニホールドの一方の端から他方の端に向けて直線状に延びたものであった。

（吐出量測定）
実施例および比較例に係る光学シートを作製する際、予めダイヘッドから吐出される光吸収部用組成物の吐出量を、吐出口におけるダイヘッドの長手方向の各位置において測定した。なお、マニホールドの中央部の直下には吐出口の中央部が位置し、マニホールドの端部の直下には、吐出口の端部が位置していた。

図９は実施例および比較例に係る光学シートを製造する際に用いたダイヘッドの吐出位置における吐出量比を表したグラフである。ここで、グラフ横軸の「吐出位置」とは、０ｍｍが吐出口の一方の端であり、１４４０ｍｍが吐出口の他方の端とした。また、グラフ縦軸の「吐出量比」とは、開口部面積あたりの平均の吐出量（全吐出量（ｇ／分）÷開口面積（ｍｍ^２））を１００％としたものであった。

図９のグラフに示されるように、比較例に係る光学シートの製造で用いたダイヘッドにおいては、吐出口の中央部から吐出された光吸収部用組成物の吐出量は極めて多く、吐出口の端部から吐出された光吸収部用組成物の吐出量は極めて少なかった。これに対し、実施例に係る光学シートの製造で用いたダイヘッドにおいては、吐出口から吐出された光吸収部用組成物の吐出量は吐出口の中央部から端部にかけてほぼ均一となっていた。

この結果から、マニホールドの端部がマニホールドの中央部よりも吐出口側に位置したマニホールドを有するダイヘッドを用いた場合には、吐出口の中央部から端部にかけて光吸収部用組成物の吐出量を均一化できることが確認された。

（外観観察）
実施例および比較例の光学シートの外観を観察して、充填ムラの発生を確認した。なお、この評価の基準は以下の通りとした。

○：充填ムラが確認されなかった。
×：充填ムラが確認された。

以下、結果について述べる。

表１に示されるように比較例に係る光学シートは充填ムラが観察された。これに対し、実施例に係る光学シートには、充填ムラが観察されず、良好な状態であった。

（視野角特性評価）
実施例に係る光学シートを用いて視野角特性評価を行った。視野角特性評価は、各視野角を変えながら相対輝度をプラズマディスプレイの画面中央部および画面端部においてそれぞれ測定し、測定結果から１／２視野角および１／３視野角となる角度を求めることにより行った。「視野角」とは、画面中央部においては画面中央部の中心からの法線に対する上下方向への傾き角を意味し、画面端部においては画面端部の中心からの法線に対する上下方向への傾き角を意味する。「相対輝度」とは、プラズマディスプレイの画面に光学シートを配置していない状態の輝度に対する光学シートを配置したときの輝度の割合（％）を意味する。なお、相対輝度は、プラズマディスプレイの画面に光学シートを配置していない状態において最も高い輝度を１００％としている。「１／２視野角」とは、正面の相対輝度の１／２となる相対輝度が得られる視野角を意味し、「１／３視野角」とは、正面の相対輝度の１／３となる相対輝度が得られる視野角を意味する。輝度の測定は、自動変角光度計（村上色彩研究所製、ＧＰ−５００）により各角度について行った。

（コントラスト評価）
実施例に係る光学シートを用いてコントラスト評価を行った。コントラスト評価は、プラズマディスプレイの画面中央部および画面端部においてそれぞれ行った。具体的には、まず、プラズマディスプレイの画面に光学シートを配置していない状態で、画面中央部に向けて４５度の角度で、照度１５０ｌｘとなるように外光を照射し、画面中央部の正面において、画面を白く表示させた場合の輝度（白輝度）と、黒く表示させた場合の輝度（黒輝度）を測定した。そして、白輝度を黒輝度で割った値を画面中央部におけるコントラストとした。次に、プラズマディスプレイの画面に光学シートを配置した状態で、画面中央部に向けて４５度の角度で、照度１５０ｌｘとなるように外光を照射し、画面中央部の正面において、画面を白く表示させた場合の輝度（白輝度）と、黒く表示させた場合の輝度（黒輝度）を測定した。そして、白輝度を黒輝度で割り、プラズマディスプレイの画面に光学シートを配置した状態におけるコントラストを求めた。そして、画面中央部の正面における、プラズマディスプレイの画面に光学シートを配置していない状態のコントラストに対する光学シートを配置した状態のコントラストの割合（％）を求めた。なお、コントラストは、プラズマディスプレイの画面に光学シートを配置していない状態のコントラストを１００％としている。同様の手法により、プラズマディスプレイの画面端部において、プラズマディスプレイの画面に光学シートを配置していない状態のコントラストに対する光学シートを配置した状態のコントラストの割合（％）を求めた。

以下、結果について述べる。図１０は実施例に係る光学シートの中央部と端部の視野角に対する相対輝度を表したグラフである。

表２および図１０に示されるように相対輝度（正面の相対輝度を含む）は、プラズマディスプレイの画面中央部と画面端部においてほぼ同等であった。また、表２に示されるように、１／２視野角および１／３視野角も、プラズマディスプレイの画面中央部と画面端部において、ほぼ同等であった。さらに、コントラストも、画面中央部と画面端部において、ほぼ同等であった。この結果から、実施例に係る光学シートの製造方法によれば、光学シートの中央部および端部における視野角特性やコントラストがほぼ同等の光学シートを製造できることが確認された。

１…光透過性基材
２…光透過部
２ａ…溝
２ｂ…単位光透過部
２ｃ…表面
２ｄ…端部
２ｅ…中央部
３…光吸収部用組成物
４…光吸収部
５…光学シート
４１…ダイヘッド
４３…注入口
４４…吐出口
４５…マニホールド
４５ａ…端部
４５ｂ…中央部
４５ｃ…第１の部分
４５ｄ…第２の部分
４６…スリット

Claims (6)

1. 光透過性基材上に形成され、かつ表面に複数の溝が並設された光透過部の表面に、電離放射線硬化型樹脂組成物および光吸収粒子を含む光吸収部用組成物を供給するためのダイヘッドであって、
   前記ダイヘッドが、前記光吸収部用組成物の注入口と、前記光吸収部用組成物の吐出口と、前記ダイヘッド内に形成され、前記注入口に連通し、かつ前記ダイヘッドの長手方向に延びたマニホールドと、前記ダイヘッド内に形成され、前記マニホールドおよび前記吐出口に連通したスリットとを備え、
   前記マニホールドの端部が前記マニホールドの中央部よりも前記吐出口側に位置していることを特徴とする、ダイヘッド。
2. 前記マニホールドが３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の半径を有する、請求項１に記載のダイヘッド。
3. 前記マニホールドの断面形状が円状または円弧状である、請求項１または２に記載のダイヘッド。
4. 光透過性基材と、前記光透過性基材上に形成され、かつ表面に並列して設けられた複数の溝を有する光透過部と、前記溝内に形成され、かつ電子放射線硬化型樹脂組成物および光吸収粒子を含む光吸収部用組成物の硬化物から構成された光吸収部とを備える光学シートの製造装置であって、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載のダイヘッドと、前記ダイヘッドに前記光吸収部用組成物を供給する供給系とを有する、前記光吸収部用組成物を前記光透過部の表面に供給するための供給装置を備えることを特徴等する、光学シートの製造装置。
5. 光透過性基材と、前記光透過性基材上に形成され、かつ表面に並列して設けられた複数の溝を有する光透過部と、前記溝内に形成され、かつ電離放射線硬化型樹脂組成物および光吸収粒子を含む光吸収部用組成物の硬化物から構成された光吸収部とを備える光学シートの製造方法であって、
   ダイヘッドの長手方向が、光透過性基材上に形成され、かつ表面に複数の溝が並設された光透過部の幅方向となるように前記ダイヘッドを前記光透過部上に配置した状態において、前記光透過部の表面に、前記ダイヘッドから電離放射線硬化型樹脂組成物と光吸収粒子とを含む光吸収部用組成物を供給する工程と、
   前記光透過部の表面上の前記光吸収部用組成物を掻き取る工程とを備え、
   前記ダイヘッドが、前記光吸収部用組成物の注入口と、前記光吸収部用組成物の吐出口と、前記ダイヘッド内に形成され、前記注入口に連通し、かつ前記ダイヘッドの長手方向に延びたマニホールドと、前記ダイヘッド内に形成され、前記マニホールドおよび前記吐出口に連通したスリットとを備え、
   前記マニホールドの端部が前記マニホールドの中央部よりも前記吐出口側に位置していることを特徴とする、光学シートの製造方法。
6. 前記マニホールドの断面形状が円状または円弧状である、請求項５に記載の光学シートの製造方法。

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