JP2013243124A - ナノレイヤー導光板を製造する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】共押出方法によって、2種類以上の異なる交互材料層を複数含む多層溶融シートを形成する工程、並びに前記共押出されたシートを加圧ローラー478とパターンローラー480との間のニップにキャストして、その少なくとも一方の主面上に離散したマイクロパターンを有するナノレイヤーシートを形成する工程を含むナノレイヤー導光板を製造する方法の提供。さらに、前記押出されマイクロパターン形成されたシートを切断および仕上げして、各層が可視光の4分の1波長未満の厚さを有する、2種以上の異なる交互材料層を複数含む、ナノレイヤー導光板の形成。
【選択図】図6
Description
別の実施形態においては、本発明は、共押出方法によって、2種類以上の異なる交互材料層を複数含む多層溶融シートを形成する工程;前記共押出されたシートを平坦面上にキャストし、そして前記シートを冷却して、固体ブランクナノレイヤースラブを作成する工程;光取り出しに適したドットパターンを前記固体ブランクナノレイヤースラブの片面上に印刷する工程;並びに、前記印刷されたナノレイヤースラブを切断および仕上げして、各層が可視光の4分の1波長未満の厚さを有する、2種以上の異なる交互材料層を複数含む、ナノレイヤー導光板を形成する工程;を含む、ナノレイヤー導光板を製造する方法を提供する。
別の実施形態においては、本発明は、共押出方法によって、2種類以上の異なる交互材料層を複数含む多層溶融シートを形成する工程;前記共押出されたシートを平坦面上にキャストしてブランクナノレイヤースラブを作成する工程;前記キャストされたブランクナノレイヤースラブの片面上に光取り出しマイクロパターンを加熱エンボス加工する工程;前記マイクロパターン形成された面を前記ナノレイヤースラブの有効ガラス転移温度未満に冷却する工程;並びに、前記マイクロパターン形成されたナノレイヤースラブを切断および仕上げして、各層が可視光の4分の1波長未満の厚さを有する、2種以上の異なる交互材料層を複数含む、ナノレイヤー導光板を形成する工程;を含む、ナノレイヤー導光板を製造する方法を提供する。
p=pAx+pB(1−x)
ここで、xは層Aの厚さ分率である。同様の表現が2種類より多い交互層を有するおよび様々な構造を有するナノレイヤー膜、例えば、A/B/C/D.....、A/B/C/B/A/....などに適用されうる。後者においては、構造層Cは層Aと層Bとの間の層間接着を向上させるための結合層として使用されうる。よって、ナノレイヤー導光板のこれら効果的な特性は、いずれかおよび全ての層の厚さを、1層あたり150nm未満、より好ましくは100nm未満に維持しつつ、交互材料の賢明な選択によって、および交互層の相対的な厚さを調節することによって、具体的な機能または用途のために変化させられかつ最適化されうる。例えば、ナノレイヤー導光板における2つの交互材料がポリカルボナート(PC)およびポリ(メチルメタクリラート)(PMMA)である場合には、導光板の物理的特性はPCおよびPMMAの特性のある程度線形的組み合わせであろう。その結果として、このナノレイヤー構造のひっかき傷およびマー感受性はPCのものと比べて向上させられるであろう。同様にこの複合体構造の光学特性、特に光透過率および色度は、多層構造における光学的に優れたPMMA層の存在のせいでPCのものよりも向上させられることも期待される。よって、PCの交互層の追加によって、その高いガラス転移温度、より高い靭性およびより低い水分感受性のせいで、PMMAの脆性および環境的欠点が向上させられることが期待されることとなる。
PMMAおよびPCは本発明のナノレイヤー導光板における使用に特に適するが、多くの他の光学的透明材料、および一般的に2種より多い交互用材料が、このナノレイヤー構造において使用されうる。本発明のナノレイヤー導光板は、溶融加工可能な様々な種類の透明ポリマーの任意の組み合わせから形成されうる。これらの材料には、これに限定されないが、ホモポリマー、コポリマー、およびオリゴマー(以下のファミリーからのポリマーにさらに加工されうる):ポリエステル;ポリアリーラート;ポリカルボナート(例えば、ビスフェノールAの以外の部分を含むポリカルボナート);ポリアミド;ポリエーテル−アミド;ポリアミド−イミド;ポリイミド(例えば、熱可塑性ポリイミドおよびポリアクリルイミド);ポリエーテルイミド;環式オレフィンポリマー;耐衝撃性改良ポリメタクリラート、ポリアクリラート、ポリ(アクリロニトリル)およびポリスチレン;スチレン系物質のコポリマーおよびブレンド(例えば、スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、およびアクリロニトリル−ブタジエン−スチレンターポリマー);ポリエーテル(例えば、ポリフェニレンオキシド、ポリ(ジメチルフェニレンオキシド);セルロース系物質(例えば、エチルセルロース、セルロースアセタート、セルロースプロピオナート、セルロースアセタートブチラート、およびセルロースナイトラート);並びに硫黄含有ポリマー(例えば、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリアリールスルホン、およびポリエーテルスルホン)が挙げられうる。場合によっては、2種以上のポリマーまたはコポリマーの透過性混和性ブレンドまたはアロイが使用されてもよい。
本発明のナノレイヤー導光板はいくつかの溶融押出キャスティング方法を用いて製造されうる。全ての場合において、このプロセスにおける第1の工程は、望まれる層組成物の共押出された多層溶融シートの製造を伴う。以下に示されるように、溶融物流れに沿って層多重化(multiplying)要素を複数組み込むことにより、層の数を増加させ、そして対応して、層の厚さを望ましい水準まで低下させることが可能である。共押出された多層溶融シートのキャスティングの際に予想されるドローダウンのせいで、この工程での層厚さは、最終的なナノレイヤー導光板における〜100nmの要求上限を超える場合がある。本発明の多層物品の製造のための押出装置300は図5に概略的に説明され、図5においては、適切な溶融物ポンプ315および325を場合によって通った後で、フィードブロック共押出ダイ330に供給されるそれぞれ異なるポリマーについて別々の溶融物流れを生じさせるために、第1の、第2の、および場合によっては第3またはそれより多い押出機(2つの交互層および2つの押出機の場合に、それぞれ、310、320)が使用される。2種類より多い交互層、例えば、A/B/C/A/B/C/...、またはA/B/C/B/A/B/C/B/...などを有する導光板を生じさせることが望まれる場合には、任意の第3の押出機が使用されうる。この第3のポリマーはその光学的および物理的特性が第1のおよび第2のポリマーと異なっていてよい。ある実施形態においては、第3のポリマーは第1のポリマーと第2のポリマーとのコポリマーを含むことができ、そして第1の層と第2の層との間の層間接着を増強させる有効結合層として機能しうる。3つより多い押出機および3つより多い交互層を使用することは任意である。共押出フィードブロックダイ330が示されるが、多層フィルムを押出すために、他の種類の共押出ダイが使用されうることを当業者は認識するであろう。
m=2n
によって与えられ、式中、nは多重化要素の数である。よって、層多重化要素の充分な数によって、層の数を増加させ、対応して層の厚さを所望の範囲内、すなわち、<150nm、より好ましくは<100nmまで低減させることが可能である。層多重化要素を通った後で、溶融物流れは適切なシート形成ダイ360を通り、そこで多層溶融共押出物450の最終的な形状が調節され、その後キャスティングされる。
(1)共押出方法によって、少なくとも2種類の異なる材料の交互層を複数(例えば、A/B/A/B....、ここで、ポリマーAおよびBは好ましくは、これに限られないが、PCおよびPMMAである)含む多層溶融シートを形成する工程;
(2)前記多層溶融シートを平坦面上にキャストし、そして前記シートを冷却して、固体ブランクナノレイヤーシートまたはスラブを作成する工程;
(3)インクジェット、スクリーン印刷または他の既知の印刷方法の手段によって、効果的な光取り出しに適したドットパターンを前記固体ブランクナノレイヤーシートの片面上に印刷する工程(好ましい実施形態においては、UV硬化性インクが使用されるが、他の種類のインクがこの工程において使用されてよい);
(4)必要な場合には、前記印刷されたインクをUV硬化させる工程;
(5)前記印刷されたナノレイヤーシートを、本発明の導光板の最終寸法に切断しおよび仕上げる工程。
(1)共押出方法によって、少なくとも2種類の異なる材料の交互層を複数(例えば、A/B/A/B....、ここで、ポリマーAおよびBは好ましくは、これに限られないが、PCおよびPMMAである)含む多層溶融シートを形成する工程;
(2)前記多層溶融シートを平坦面上にキャストして、ブランクナノレイヤーシートまたはスラブを作成する工程;
(3)光取り出しマイクロパターンのネガレプリカを有する型を用いた適切な加熱プレスの手段によって、前記キャストシートの主面の一方の上に光取り出しマイクロパターンを加熱エンボス加工する工程(この型パターンの良好な複製を達成するために、エンボス加工される面の温度はこのナノレイヤーシートの有効ガラス転移温度を超えるまで上げられなければならない);
(4)前記パターン形成された面をナノレイヤーシートの有効ガラス転移温度未満に冷却する工程;
(5)前記パターン形成されたナノレイヤーシートを、本発明の導光板の最終寸法に切断しおよび仕上げる工程。
12 入射面
13 末端面
14 光出射面
15a、15b 側面
16 底面
20 光源アセンブリ
20a 光源
22、24 膜
30 ディスプレイパネル
32 バックライトアセンブリ
142 反射膜
216 プリズム
217 光取り出しマイクロパターン
227、227a、227b、227c 離散した構成要素
300 押出装置
310、320 押出機
315、325 溶融物ポンプ
330 フィードブロック共押出ダイ
350、350a、350b、350c 層多重化要素
360 シート形成ダイ
400 押出装置
410 多層シート
450 多層溶融共押出物
472 サプライローラー
474 ポリマーキャリア膜
478 加圧ローラー
480 パターンローラー
481 剥離点
482 巻き取りローラー
Claims (9)
- 共押出方法によって、2種類以上の異なる交互材料層を複数含む多層溶融シートを形成する工程;
前記共押出されたシートを加圧ローラーとパターンローラーとの間のニップにキャストして、その少なくとも一方の主面上に離散したマイクロパターンを有するナノレイヤーシートを形成する工程;並びに、
前記押出されマイクロパターン形成されたシートを切断および仕上げして、各層が可視光の4分の1波長未満の厚さを有する、2種以上の異なる交互材料層を複数含む、ナノレイヤー導光板を形成する工程;
を含む、ナノレイヤー導光板を製造する方法。 - 前記交互材料層がA/B/A/B/...繰り返し型のものであり、かつ前記AおよびB層が2種類の異なる光学ポリマーを含む、請求項1の方法。
- 前記交互材料層がA/B/C/A/B/C/...繰り返し型のものであり、かつ前記A、BおよびC層が3種類の異なる光学ポリマーを含む、請求項1の方法。
- 前記交互材料層が150nm未満の厚さ、より好ましくは100nm未満の厚さである、請求項1の方法。
- 前記交互材料層がA/C/B/C/A/C/B/C/...繰り返し型のものであり、かつ前記A、BおよびC層が3種類の異なる光学ポリマーを含む、請求項1の方法。
- 前記交互材料層が、ポリ(メチルメタクリラート)、または他のアクリルポリマー、ポリカルボナート、ポリエステル、ポリシクロオレフィン、および他の非晶質オレフィンポリマー、ポリアミド、ポリイミド、スチレン系物質、ポリウレタン、ポリスルホン、並びにこれらのコポリマーもしくはブレンドをはじめとするが、これに限定されない異なる光透過性ポリマーを含む、請求項1の方法。
- 前記ナノレイヤー導光板が主面に対向する面上に連続マイクロパターンをさらに含む請求項1の方法。
- 共押出方法によって、2種類以上の異なる交互材料層を複数含む多層溶融シートを形成する工程;
前記共押出されたシートを平坦面上にキャストし、そして前記シートを冷却して、固体ブランクナノレイヤースラブを作成する工程;
光取り出しに適したドットパターンを前記固体ブランクナノレイヤースラブの片面上に印刷する工程;並びに、
前記印刷されたナノレイヤースラブを切断および仕上げして、各層が可視光の4分の1波長未満の厚さを有する、2種以上の異なる交互材料層を複数含む、ナノレイヤー導光板を形成する工程;
を含む、ナノレイヤー導光板を製造する方法。 - 共押出方法によって、2種類以上の異なる交互材料層を複数含む多層溶融シートを形成する工程;
前記共押出されたシートを平坦面上にキャストしてブランクナノレイヤースラブを作成する工程;
前記キャストされたブランクナノレイヤースラブの片面上に光取り出しマイクロパターンを加熱エンボス加工する工程;
前記マイクロパターン形成された面を前記ナノレイヤースラブの有効ガラス転移温度未満に冷却する工程;並びに、
前記マイクロパターン形成されたナノレイヤースラブを切断および仕上げして、各層が可視光の4分の1波長未満の厚さを有する、2種以上の異なる交互材料層を複数含む、ナノレイヤー導光板を形成する工程;
を含む、ナノレイヤー導光板を製造する方法。
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