JP2014067536A - 光学部材及びその製造方法、面光源装置、並びに、透過型画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】可塑剤を含む透明樹脂基材の一面側に、ポリエステル系樹脂を含む組成物の硬化物からなるプライマー層と、(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物の硬化物からなる光学機能層とが、この順に設けられた光学部材であって、前記プライマー層には、前記透明樹脂基材由来の前記可塑剤が存在し、前記プライマー層中に、前記透明樹脂基材側に前記可塑剤の濃度が相対的に高い第一プライマー層と、前記光学機能層側に前記可塑剤の濃度が相対的に低い第二プライマー層とを含むことを特徴とする、光学部材である。
【選択図】図1
Description
このような光学部材としては、例えば、液晶表示装置等のバックライトに用いられるプリズムシート、立体写真や投影スクリーン等に用いられるレンチキュラーレンズシート、オーバーヘッドプロジェクターのコンデンサーレンズ等に用いられるフレネルレンズシート、カラーフィルタ等に用いられる回折格子等を挙げることができる。
上記光学部材の製造方法としては、例えば、透明樹脂基材上に光学機能層形成用組成物を塗工して、必要に応じて硬化する方法が挙げられる。このような製造方法においては、透明樹脂基材と、光学機能層形成用組成物との密着性等を確保するために、透明樹脂基材上にプライマー層を形成してもよい。図6は、プライマー層を有する、従来の光学部材50の概略図である。図6に示されるように、従来のプライマー層52は、透明樹脂基材51と、光学機能層53との間に設けられ、透明樹脂基材51と光学機能層53との密着性を確保するものであった。
特許文献1によれば、光透過性基材を構成する樹脂と、密着層を構成する樹脂とを同種のものとすることにより、親和性が向上することが記載されている。しかしながら、特許文献1は、光透過性基材として、可塑剤を含まないポリエチレンテレフタレート基材が用いられたものであった。
本発明者は、更に検討を重ねた結果、可塑剤を含む透明樹脂基材上にプライマー層を形成すると、当該プライマー層に可塑剤が移行する場合があり、プライマー層に移行した可塑剤が、光学機能層の密着性を低下させるとの知見を得た。
前記プライマー層には、前記透明樹脂基材由来の前記可塑剤が存在し、
前記プライマー層中に、前記透明樹脂基材側に前記可塑剤の濃度が相対的に高い第一プライマー層と、前記光学機能層側に前記可塑剤の濃度が相対的に低い第二プライマー層とを含むことを特徴とする。
前記透明樹脂基材の一面側に、ポリエステル系樹脂を含む第一の組成物を塗工し、硬化することにより第一プライマー層を形成する工程と、
前記第一プライマー層上に、ポリエステル系樹脂を含む第二の組成物を塗工し、硬化することにより第二プライマー層を形成する工程と、
前記第二プライマー層上に、(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物を塗工し、硬化することにより光学機能層を形成する工程とを有し、第一プライマー層が第二プライマー層よりも架橋密度が高くなるように硬化させることを特徴とする。
前記プリズムシートが、可塑剤を含む透明樹脂基材の一面側に、ポリエステル系樹脂を含む組成物の硬化物からなるプライマー層と、(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物の硬化物からなり、複数の単位凹凸構造としてプリズムを含むプリズム層とが、この順に設けられたプリズムシートであって、前記プライマー層には、前記透明樹脂基材由来の前記可塑剤が存在し、前記プライマー層中に、前記透明樹脂基材側に前記可塑剤の濃度が相対的に高い第一プライマー層と、前記光学機能層側に前記可塑剤の濃度が相対的に低い第二プライマー層とを含むプリズムシートであることを特徴とする、面光源装置を提供する。
前記面光源装置が、面光源の光放出面側に、可塑剤を含む透明樹脂基材の一面側に、ポリエステル系樹脂を含む組成物の硬化物からなるプライマー層と、(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物の硬化物からなり、複数の単位凹凸構造としてプリズムを含むプリズム層とが、この順に設けられたプリズムシートであって、前記プライマー層には、前記透明樹脂基材由来の前記可塑剤が存在し、前記プライマー層中に、前記透明樹脂基材側に前記可塑剤の濃度が相対的に高い第一プライマー層と、前記光学機能層側に前記可塑剤の濃度が相対的に低い第二プライマー層とを含むプリズムシートを備えた面光源装置であることを特徴とする、透過型画像表示装置を提供する。
なお、本発明において(メタ)アクリルとは、アクリル又はメタアクリルのいずれかであることを意味し、(メタ)アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートのいずれかであることを意味する。
本発明の光学部材について、図を用いて説明する。図1は、本発明に係る光学部材の一例を示す概略断面図である。図1の例に示されるように、本発明の光学部材10は、可塑剤を含む透明樹脂基材1の一面側に、ポリエステル系樹脂を含む組成物の硬化物からなるプライマー層5と、(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物の硬化物からなる光学機能層4とが、この順に設けられた光学部材10であって、前記プライマー層5には、前記透明樹脂基材由来の前記可塑剤が存在し、前記プライマー層5中に、前記透明樹脂基材1側に前記可塑剤の濃度が相対的に高い第一プライマー層2と、前記光学機能層4側に前記可塑剤の濃度が相対的に低い第二プライマー層3を含む。
また、本発明の光学部材は、プライマー層、及び光学機能層がエステル構造を有するため、層間の親和性が高く、密着性に優れている。
以下、このような光学部材について、順に詳細に説明する。
本発明においては、透明樹脂基材として、可塑剤を含む透明樹脂基材を用いることを特徴とする。本発明の光学部材は、可塑剤を含む透明樹脂基材を用いた場合に、当該可塑剤による光学機能層の密着性の低下を抑制することができる。
例えば、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸トリn−ブチル、リン酸トリス(ブトキシエチル)、リン酸トリス(2−クロロエチル)等のリン酸エステル;フタル酸ジメチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジイソノイル(DINP)、フタル酸ジイソデシル等のフタル酸エステル;アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ジイソノイル等のアジピン酸エステル;トリメリット酸トリオクチル等のトリメリット酸エステル等が挙げられる。
本発明において、プライマー層は、ポリエステル系樹脂を含む組成物の硬化物からなり、当該プライマー層中には、透明樹脂基材由来の可塑剤が存在し、透明樹脂基材側に可塑剤の濃度が相対的に高い第一プライマー層と、光学機能層側に可塑剤の濃度が相対的に低い第二プライマー層とを含むことを特徴とする。
第二プライマー層には可塑剤が含まれていなくてもよい。中でも、第二プライマー層表面に可塑剤が存在しないことが好ましく、第二プライマー層表面から0.5μmの領域において、可塑剤が存在しないことがより好ましい。
本発明においてプライマー層は、ポリエステル系樹脂を含む組成物の硬化物からなる。
本発明においてポリエステル系樹脂を含む組成物は、熱硬化性を有するものであり、通常、硬化剤を含むものである。また、ポリエステル系樹脂を含む組成物は、塗工性の点から、通常、溶剤を含むものである。
更に、ポリエステル系樹脂を含む組成物は、本発明の効果を損なわない限り、必要に応じて他の成分を含有してもよいものである。以下、ポリエステル系樹脂を含む組成物の各成分について説明する。
ポリエステル系樹脂は、光学部材に用いられるものの中から、適宜選択することができる。ポリエステル系樹脂は、多価カルボン酸と、多価アルコールとを反応させることにより製造することができ、多価カルボン酸と、多価アルコールとの組み合わせにより種々の構造を有するポリエステル系樹脂とすることができる。また、更に、イソシアネート化合物を組み合わせた、ウレタン変性ポリエステル樹脂であってもよく、当該ウレタン変性ポリエステル樹脂を用いることが、透明性及び密着性の点から好ましい。
ウレタン変性ポリエステル樹脂とする場合には、多価カルボン酸のカルボキシ基よりも、多価アルコールの水酸基が過剰となるように混合して、上記と同様にしてポリエステルポリオールを製造し、次いで、ポリエステルポリオールと、上記多価イソシアネート化合物とを反応させることにより得ることができる。
ポリエステル系樹脂の中でも、三次元架橋後の柔軟性に優れ、復元性を備える点から、ウレタン変性ポリエステル樹脂が好ましい。
また、ポリエステル系樹脂のガラス転移温度(Tg)は、熱硬化性の点から、20〜150℃であることが好ましく、30〜120℃であることがより好ましい。
本発明において用いられるポリエステル系樹脂を含む組成物は、更に硬化剤を含有してもよい。硬化剤は、従来公知の硬化剤の中から適宜選択して用いることができる。硬化剤の具体例としては、例えば、イソシアネート化合物、アルキルエーテル化アミノホルムアルデヒド樹脂、エポキシ化合物およびフェノール樹脂および多価オキサゾリン化合物などが挙げられる。中でも、密着性の点から、アルキルエーテル化アミノホルムアルデヒド樹脂、多価オキサゾリン化合物、レゾール型フェノール樹脂が好ましい。さらに、耐酸性の点からイソシアネート化合物が特に好ましく、貯蔵安定性の点から、上記イソシアネート化合物はブロック化イソシアネートとして使用することが好ましい。
上記イソシアネート化合物をブロック化イソシアネートとする場合のブロック化剤としては、例えば、フェノール、チオフェノール、クレゾール、キシレノール、ニトロフェノール、クロロフェノールなどのフェノール類;アセトキシム、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシムなどのオキシム類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、エチレンクロルヒドリン、1,3−ジクロロ−2−プロパノールなどのハロゲン置換アルコール類、t−ブタノール、t−ペンタノールなどの第3級アルコール類、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタム、β−プロピロラクタムなどのラクタム類などが挙げられる。その他、芳香族アミン類、イミド類、アセチルアセトン、アセチ酢酸エステル、マロン酸エチルエステルなどの活性メチレン化合物、メルカプタン類、イミン類、尿素類、ジアリール化合物類、重亜硫酸ソーダなども挙げられる。ブロック化イソシアネートは、上記イソシアネート化合物とブロック化剤とを従来公知の方法より付加反応させて得ることができる。
ポリエステル系樹脂を含む組成物は、塗工性の点から、通常、溶剤を含有する。溶剤は、組成物中の各成分とは反応せず、当該各成分を溶解乃至分散可能な溶剤の中から適宜選択して用いることができる。このような溶剤の具体的としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン系溶剤、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン、プロピレングリコールモノエチルエーテル(PGME)等のエーテル系溶剤、クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン化アルキル系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶剤、およびジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤、シクロヘキサン等のアノン系溶剤、メタノール、エタノール、およびプロパノール等のアルコール系溶剤を例示することができるが、これらに限られるものではない。また、ポリエステル系樹脂を含む組成物に用いられる溶剤は、1種類単独で用いてもよく、2種類以上の溶剤の混合溶剤でもよい。
第二プライマー層の厚みは、本発明の効果を損なわない範囲で適宜調整すればよく、具体的には、第一プライマー層の厚みが、0.1〜1.0μmであることが好ましく、0.2〜0.8μmであることがより好ましい。
また、プライマー層全体の厚みは、0.2〜2.0μmであることが好ましく、0.4〜1.6μmであることがより好ましい
プライマー層中の可塑剤の濃度の測定方法は、可塑剤の種類等によって、従来公知の方法の中から適宜選択することができる。具体的には、例えば、光学部材の一部を切断して、当該切断面に露出したプライマー層表面を、(1)フーリエ変換型赤外分光法(FT−IR法)の全反射測定法(ATR法)により可塑剤由来のピークを検出する方法、(2)X線光電子分光分析法(ESCA法)により可塑剤由来の元素を検出する方法、(3)飛行時間型二次イオン質量分析計(TOF−SIMS)により可塑剤由来のイオンを検出する方法等が挙げられる。
なお、本発明においては、プライマー層中の可塑剤の濃度の絶対値を求める必要はなく、第一プライマー層と第二プライマー層との間で、可塑剤の濃度に違いがあることが確認できる程度に定量性乃至半定量性のある分析方法を用いればよいものである。従って、透明樹脂基材に含まれる可塑剤によって、分析法は適宜選択することができる。
本発明において光学機能層は、(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物の硬化物からなり、光学部材に種々の光学機能を付与する層である。具体的には、例えば、プリズム層、レンチキュラーレンズ、フレネルレンズ等のレンズ層、回折格子層、防眩層、低屈折率層、高屈折率層等が挙げられる。
光学機能層用の(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物は、少なくとも(メタ)アクリル酸エステルを含み、通常、溶剤を含むものであり、本発明の効果を損なわない限り、必要に応じて他の成分を含有してもよいものである。
以下、(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物の各成分について順に説明する。
(メタ)アクリル酸エステルは、光学部材に用いられるものの中から、適宜選択することができる。
(メタ)アクリル酸エステルは、(メタ)アクリロイル基を1分子中に1個有する単官能(メタ)アクリル酸エステルであっても、(メタ)アクリロイル基を1分子中に2個以上有する多官能(メタ)アクリル酸エステルであってもよく、単官能(メタ)アクリル酸エステルと多官能(メタ)アクリル酸エステルとを併用するものであってもよい。
中でも、多官能(メタ)アクリル酸エステルを含有することが好ましい。
また、これらの(メタ)アクリル酸エステルは、分子骨格の一部を変性しているものでもよく、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、カプロラクトン、イソシアヌル酸、アルキル、環状アルキル、芳香族、ビスフェノール等により変性されたものであってもよい。
中でも、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ペンタ(メタ)アクリレートであることが硬度の面から好ましい。
上記(メタ)アクリル酸エステルの硬化反応を開始又は促進させるために、必要に応じて光開始剤(光重合開始剤)を適宜選択して用いても良い。光開始剤の具体例としては、例えば、ビスアシルフォスフィノキサイド、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−ケトン、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、フェニルビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フォスフィンオキサイド等が挙げられる。これらは、単独あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
他の成分としては、例えば、濡れ性向上のための界面活性剤、密着性向上のためのシランカップリング剤、消泡剤、ハジキ防止剤、酸化防止剤、凝集防止剤、粘度調製剤等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物は、塗工性の点から、通常、溶剤を含有する。溶剤は、組成物中の各成分とは反応せず、当該各成分を溶解乃至分散可能な溶剤の中から適宜選択して用いることができる。このような溶剤の具体的としては、例えば、ベンゼン、ヘキサン等の炭化水素系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン、プロピレングリコールモノエチルエーテル(PGME)等のエーテル系溶剤、クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン化アルキル系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶剤、およびジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤、シクロヘキサン等のアノン系溶剤、メタノール、エタノール、およびプロパノール等のアルコール系溶剤を例示することができるが、これらに限られるものではない。また、(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物に用いられる溶剤は、1種類単独で用いてもよく、2種類以上の溶剤の混合溶剤でもよい。
光学機能層に、凹凸形状を賦型する場合には、(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物中の固形分の含有割合を、80質量%以上とすることが好ましく、90質量%以上とすることがより好ましく、溶剤を使用しないことがさらにより好ましい。一方、凹凸形状を賦型しない場合には、(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物全量に対する、固形分の含有割合は、20〜80質量%であることが好ましく、30〜50質量%であることがより好ましい。
光学機能層をプリズム層として、本発明の光学部材をプリズムシートとする場合の、当該プリズムシートとしての光学機能発現部の凹凸形状の具体的な形状(構造)を例示すると、三角柱(図2及び図3参照)、四角柱、五角柱等の角柱状の単位プリズム(単位凹凸構造)をその稜線方向(延在方向)と直交する方向に多数配列したもの(プリズム線状配列)が挙げられる。
上述したような角柱状の単位プリズムの場合、光学機能発現部の厚さTは、その稜線方向で均一であっても良いし、均一でなくとも良い。例えば、周縁部に近いほど高く、中央部に近いほど低いというように稜線方向で異なっていても良い。
透明樹脂基材の平面の法線方向(以下、単に「厚さ方向」という。)における単位プリズムの断面の形状は図3のように二等辺三角形としても良いし、図示しないが不等辺三角形としても良い。
厚さ方向の断面における三角形の単位プリズムの頂角の値は、図3のように90°でも良いし、それ以外の角度であっても良く、40〜120°の範囲で調節することができる。
本発明に係る光学部材は、例えば、後述する透過型画像表示装置等の面光源装置に用いられるプリズムシート、プロジェクションテレビ等の投影スクリーンに用いられるフレネルレンズシートやレンチキュラーシート等に用いることができる。本発明に係る光学部材はこれらのいずれにおいても好適に用いることができるが、中でも透過型画像表示装置用の面光源装置のプリズムシートとして好適に用いることができる。
本発明に係る光学部材の製造方法は、可塑剤を含む透明樹脂基材の一面側に、ポリエステル系樹脂を含む組成物の硬化物からなり、前記透明樹脂基材由来の前記可塑剤を含むプライマー層と、(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物の硬化物からなる光学機能層とが、この順に設けられた光学部材の製造方法であって、
前記透明樹脂基材の一面側に、ポリエステル系樹脂を含む第一の組成物を塗工し、硬化することにより第一プライマー層を形成する工程と、
前記第一プライマー層上に、ポリエステル系樹脂を含む第二の組成物を塗工し、硬化することにより第二プライマー層を形成する工程と、
前記第二プライマー層上に、(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物を塗工し、硬化することにより光学機能層を形成する工程とを有し、第一プライマー層が第二プライマー層よりも架橋密度が高くなるように硬化させることを特徴とする。
また、第二プライマー層中のポリエステル系樹脂の架橋密度を、前記第一プライマー層中のポリエステル系樹脂の架橋密度よりも低くしておくことにより、光学機能層用の(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物の一部が、第二プライマー層内に浸透すると推定される。更に、第二プライマー層中の未反応の成分と、光学機能層用の(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物中の(メタ)アクリル酸エステルのエステルとが架橋反応し得る。これらの結果、第二プライマー層と光学機能層との間の密着性が向上する。
更に、第一プライマー層、第二プライマー層、及び光学機能層は、いずれもエステル構造を含む組成物の硬化物であるため、各層間の親和性に優れている。
以上のことから、本発明の製造方法によれば、基材と光学機能層との間の密着性に優れた光学部材が製造することができる。
以下、本発明の光学部材の製造方法について説明するが、透明樹脂基材、プライマー層、光学機能層については、前記光学部材において説明したとおりであるので、ここでの説明は省略する。
透明樹脂基材の一面側に、上記第一の組成物を塗工する方法は、従来公知の塗工方法の中から適宜選択すればよい。塗工方法の具体例としては、例えば、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、ダイコート法、ブレードコート法、マイクログラビアコート法、スプレーコート法、スピンコート法等が挙げられる。
得られた塗膜は、必要に応じて、加熱等により乾燥してもよい。
次に、加熱することにより塗膜を硬化する。加熱方法は、40〜120℃の温度で処理が可能な従来公知の方法の中から適宜選択した用いることができる。
可塑剤の拡散が抑制される程度に架橋密度が高くする条件を確認する手法としては、イソプロピルアルコール等の溶剤をしみこませた布などを用いて、第一プライマー層の表面を拭き取り、第一プライマー層に変色がなければ、可塑剤の拡散が抑制される程度に架橋密度が高いと評価することができる。
透明樹脂基材由来の可塑剤の拡散が抑制される程度に架橋密度を高くする条件としては、例えば、90〜120℃で15秒以上加熱することが挙げられるが、これに限定されるものではない。
第二プライマー層を形成する工程における、塗工方法、及び硬化方法は、前記第一プライマーを形成する工程における方法と同様の方法とすることができる。
第二プライマー層は、光学機能層との密着性の点から、第一プライマー層よりも架橋密度が低くなるように硬化する。
光学機能層との密着性に優れる程度の架橋密度となる条件を確認する手法としては、例えば、イソプロピルアルコール等の溶剤をしみこませた布などを用いて、第二プライマー層の表面を拭き取り、第二プライマー層に変色が生じていれば、光学機能層との密着性に優れているものと評価することができる。
従って、第二プライマー層を形成する工程においては、加熱条件を、第一プライマー層よりも架橋しにくい条件にする。具体的には、例えば、加熱温度を60〜90℃として15秒程度加熱することが挙げられるが、これに限定されるものではない。
光学機能層を形成する工程は、光学機能層が凹凸形状を有しない層である場合には、前記第一プライマー層を形成する工程と同一の工程で塗膜を形成し、
次に、光照射し、更に必要に応じて加熱することにより塗膜を硬化する。
光照射には、主に、紫外線、可視光、電子線、電離放射線等が使用される。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を使用する。
エネルギー線源の照射量は、紫外線波長365nmでの積算露光量として、50〜5000mJ/cm2程度である。本発明においては、ハードコート層用硬化性樹脂組成物に含まれる上記バインダー成分、中でも多官能性(メタ)アクリレート系化合物が架橋するため、低いエネルギーでも有効に硬化させることが可能である。例えば、エネルギー線源の照射量は、紫外線波長365nmでの積算露光量として、50〜150mJ/cm2とすることができる。
更に加熱する場合には、通常40〜120℃の温度で処理する。
本発明に係る面光源装置は、面光源の光放出面側に、前記本発明に係る光学部材をプリズムシートとして備えていることを特徴とする。
本発明に係る面光源装置は、従来公知の、いわゆる、エッジライト型面光源装置、直下型面光源装置、EL(電場発光)型面光源装置等の形態の面光源の光放出面側に上記プリズムシートを載置して本発明の面光源装置が構成される。ここでは、エッジライト型面光源装置の形態を例にとり、詳述する。エッジライト型面光源装置は、面光源の光放出面側に上記光学部材を備える。
図4は、本発明に係る光学部材を備える面光源装置の一例を示した模式的な斜視図である。図4の面光源装置30は、導光板12の光放出面13側に、光放出面13側から光拡散層11、前記本発明に係るプリズムシート20が設けられている。尚、図4の面光源装置30はエッジライト型の面光源装置であり、その導光板12の少なくとも一つの側端面14に設けられた光源15から光が導光板12内に入射され、光放出面13から光が放出される。
導光板の厚さは通常1〜10mmであり、その厚さは全範囲で一定であっても良いし、図4に示すように、一端側に光源15を設ける場合は、光源15を設ける側端面14側が最も厚く、側端面14の反対側ほどに徐々に薄くなるテーパ形状であっても良い。導光板には、光放出面から光を放出させるために、その内部又は表面に光散乱機能が付加されていることが好ましい。
光を入射させるものであり、導光板の側端面に沿って配置される。光源としては、図4に示すような線状の光源15に限定されるものでなく、白熱電球、LED(発光ダイオード)等の点光源を側端面に沿ってライン状に配置しても良いし、小形の平面蛍光ランプを側端面に沿って複数個配置するようにしても良い。
単位凹凸構造の頂角が80度未満の場合は、図示しないが図4の場合とは逆に、プリズムシート20のプリズム層6側が導光板12側に対峙する向きで配置される。
光反射板は、薄い金属板にアルミニウム等を蒸着したもの、又は、白色の発泡PET(ポリエチレンテレフタレート)等が用いられる。
本発明に係る透過型画像表示装置は、透過型表示パネルの一面側に前記本発明に係る面光源装置を備えることを特徴とする。本発明において透過型画像表示装置は、典型的には液晶セルであって、液晶セルとは、液晶化合物をガラス板等の2枚の透明板の間に封入したモジュールをいい、偏光板又はカラーフィルタ等のその他の部材が含まれたモジュールであっても良い。
フェノキシエチルアクリレート(サートマー社製の商品名SR339A)18.9質量部と、イソボルニルアクリレート8質量部と、4−アクリロイルモルホリン5質量部と、ビスフェノールAジアクリレート(下記一般式(1)においてm=n=2、かつ、R1及びR2が全て水素原子;共栄社化学(株)製の商品名ライトアクリレート BP−4EA)12質量部と、ビスフェノールAジアクリレート(下記一般式(1)においてm=n=1、R1が全てメチル基、かつ、R2が全て水素原子、共栄社化学(株)製の商品名ライトアクリレート BP−2EM)27質量部とビスフェノールAエポキシジアクリレート(共栄社化学(株)製の商品名FLEA−POA、(全質量に対するビスフェノールAエポキシジアクリレートの含有量49質量%、フェノキシエチルアクリレートの含有量51質量%)、重量平均分子量2000)16.1質量部と、イソシアヌル酸トリアクリレート(EO3モル変性、東亞合成(株)製の商品名アロニックス M−315)13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(チバ・ジャパン(株)製の商品名イルガキュア184)3質量部と、リン酸エステル系離型剤(SC有機化学(株)製の商品名Chelex H−18D)0.05質量部とを混合して、(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物を得た。
(1)第一プライマー層の形成
可塑剤としてフタル酸ジイソノイル(DINP)を含み、厚さが50μmのアクリル樹脂基材上に、ウレタン変性共重合ポリエステル樹脂を含む組成物(東洋紡製、バイロンUR4800)をコーターにより塗工し、100℃で15秒加熱することにより硬化して、厚さ0.5μmの第一プライマー層を形成した。
上記第一プライマー層上に、バイロンUR4800をコーターにより塗工し、80℃で15秒加熱することにより硬化して、厚さ0.5μmの第二プライマー層を形成した。
上記第二プライマー層上に、製造例1で得られた(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物を、コーターにより塗工し、次いで、所定の凹凸形状を有する金型に接触させた後、加圧した。次に、水銀灯を用い、780mJ/cm2で紫外線照射を行い、100℃で15秒加熱することにより、プリズム層が形成し、光学部材1を得た。
実施例1において、アクリル樹脂基材の代わりに、可塑剤としてフタル酸ジイソノイル(DINP)を含み、厚さが80μmのトリアセチルセルロース基材を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例2の光学部材を得た。
実施例1の(1)において、100℃で15秒加熱する代わりに、80℃で15秒加熱した以外は、実施例1と同様にして、比較例1の比較光学部材を得た。
実施例1の(1)において、100℃で15秒加熱する代わりに、50℃で15秒加熱した以外は、実施例1と同様にして、比較例2の比較光学部材を得た。
(1)第一プライマー層の形成
可塑剤としてフタル酸ジイソノイル(DINP)を含み、厚さが50μmのアクリル樹脂基材上に、バイロンUR4800をコーターにより塗工し、100℃で15秒加熱することにより硬化して、厚さ0.5μmの第一プライマー層を形成した。
(2)光学機能層の形成
上記第一プライマー層上に、製造例1で得られた(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物を塗工した以外は、実施例1の(3)と同様にして、プリズム層を形成し、第二プライマー層を有しない比較例3の比較光学部材を得た。
比較例3の(1)において、100℃で15秒加熱する代わりに、80℃で15秒加熱した以外は、比較例3と同様にして、比較例4の比較光学部材を得た。
比較例3の(1)において、100℃で15秒加熱する代わりに、50℃で15秒加熱した以外は、比較例3と同様にして、比較例5の比較光学部材を得た。
比較例3の(1)において、厚さ0.5μmのプライマー層を形成する代わりに、厚さ1.0μmのプライマー層を形成した以外は、比較例3と同様にして、比較例6の比較光学部材を得た。
実施例1において、アクリル樹脂基材の代わりに、可塑剤を含まない厚さが50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)基材を用いた以外は、実施例1と同様にして、試験例1の光学部材を得た。
実施例及び比較例の光学部材とは別に、実施例及び比較例の製造方法と同様にして第一プライマー層までが形成された第一プライマー積層体を準備した。
実施例、及び比較例の第一プライマー積層体の第一プライマー側表面を、イソプロピルアルコールをしみこませた布を用いて拭き取り試験を行い、以下の評価基準に従って目視で評価した。結果を表1に示す。評価結果が○であれば、第一プライマー層の架橋密度が高いと評価される。
○:第一プライマー層の変色がみられなかった。
△:第一プライマー層がわずかに変色した。
×:第一プライマー層が変色した。
実施例及び比較例で得られた光学部材の光学機能層を、JIS K5400の碁盤目試験に準拠して行った。すなわち、光学機能層にカッターナイフを用いて1mm間隔で碁盤目状に切れ込みを入れ、100マスの光学機能層の格子を形成した。次いで、当該碁盤目上にセロハンテープ(ニチバン(株))を貼り付けた後剥離して、光学機能層の剥離を観察した。結果を表1に示す。
○:光学機能層の剥離が見られなかった。
△:剥離した光学機能層が全体の20%以下であった。
×:剥離した光学機能層が全体の20%を超えていた。
第一プライマー層の溶剤拭き取り試験の結果から、第一プライマー層は硬化温度を上げるほど、架橋密度が高かった。
実施例1及び比較例1〜2の比較から、第二プライマー層の硬化条件が同じであっても、第一プライマー層の架橋密度が高いほど、光学機能層の密着性が向上することが明らかとなった。この結果から、第一プライマー層の架橋密度が高いほど、第二プライマー層への可塑剤の移行が少なく、第一プライマー層の可塑剤の濃度が高く、第二プライマー層の可塑剤の濃度が低くなっているものと推測される。
試験例1と比較例4のプライマー層は、実施例の第二プライマー層と同様の架橋密度を有しており、光学機能層との密着性に適しているものと推定された。可塑剤を有しないPET基材を用いた試験例1は当該推定の通り、光学機能層の密着性が良好であった。一方、比較例4では、光学機能層の密着性が悪かった。これは、プライマー層の表面まで可塑剤が移行しているため、密着性が低下したものと推測される。
また、第二プライマー層が実施例と同様の架橋密度を有する比較例1及び2の場合も、光学機能層の密着性は不十分であった。これは、架橋密度の高いプライマー層を形成しなければ、プライマー層表面への可塑剤の移行を抑制することができないことを示していると考えられる。
しかし、架橋密度を高くしても、プライマー層が1層のみの比較例3は、光学機能層の密着性が不十分であった。また、比較例6のように、単にプライマー層の厚みを厚くするだけでは、密着性は改善されなかった。
2 第一プライマー層
3 第二プライマー層
4 光学機能層
5 プライマー層
6 プリズム層(光学機能層)
7 単位凹凸構造
10 光学部材
11 光拡散層
12 導光板
13 光放出面
14 側端面
15 光源
16 光反射板
17 透過型表示パネル
20 プリズムシート
30 面光源装置
40 透過型画像表示装置
50 従来の光学部材
51 透明樹脂基材
52 プライマー層
53 光学機能層
Claims (6)
- 可塑剤を含む透明樹脂基材の一面側に、ポリエステル系樹脂を含む組成物の硬化物からなるプライマー層と、(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物の硬化物からなる光学機能層とが、この順に設けられた光学部材であって、
前記プライマー層には、前記透明樹脂基材由来の前記可塑剤が存在し、
前記プライマー層中に、前記透明樹脂基材側に前記可塑剤の濃度が相対的に高い第一プライマー層と、前記光学機能層側に前記可塑剤の濃度が相対的に低い第二プライマー層とを含むことを特徴とする、光学部材。 - 前記第一プライマー層中の前記ポリエステル系樹脂の架橋密度が、前記第二プライマー層中の前記ポリエステル系樹脂の架橋密度より高い、請求項1に記載の光学部材。
- 前記光学機能層が、複数の単位凹凸構造としてプリズムを含むプリズム層であって、プリズムシートである、請求項1又は2に記載の光学部材。
- 可塑剤を含む透明樹脂基材の一面側に、ポリエステル系樹脂を含む組成物の硬化物からなり、前記透明樹脂基材由来の前記可塑剤を含むプライマー層と、(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物の硬化物からなる光学機能層とが、この順に設けられた光学部材の製造方法であって、
前記透明樹脂基材の一面側に、ポリエステル系樹脂を含む第一の組成物を塗工し、硬化することにより第一プライマー層を形成する工程と、
前記第一プライマー層上に、ポリエステル系樹脂を含む第二の組成物を塗工し、硬化することにより第二プライマー層を形成する工程と、
前記第二プライマー層上に、(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物を塗工し、硬化することにより光学機能層を形成する工程とを有し、第一プライマー層が第二プライマー層よりも架橋密度が高くなるように硬化させることを特徴とする、光学部材の製造方法。 - 面光源の光放出面側に、プリズムシートを備えた面光源装置であって、
前記プリズムシートが、可塑剤を含む透明樹脂基材の一面側に、ポリエステル系樹脂を含む組成物の硬化物からなるプライマー層と、(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物の硬化物からなり、複数の単位凹凸構造としてプリズムを含むプリズム層とが、この順に設けられたプリズムシートであって、前記プライマー層には、前記透明樹脂基材由来の前記可塑剤が存在し、前記プライマー層中に、前記透明樹脂基材側に前記可塑剤の濃度が相対的に高い第一プライマー層と、前記光学機能層側に前記可塑剤の濃度が相対的に低い第二プライマー層とを含むプリズムシートであることを特徴とする、面光源装置。 - 透過型表示パネルの一面側に、面光源装置を備えた透過型画像表示装置であって、
前記面光源装置が、面光源の光放出面側に、可塑剤を含む透明樹脂基材の一面側に、ポリエステル系樹脂を含む組成物の硬化物からなるプライマー層と、(メタ)アクリル酸エステルを含む組成物の硬化物からなり、複数の単位凹凸構造としてプリズムを含むプリズム層とが、この順に設けられたプリズムシートであって、前記プライマー層には、前記透明樹脂基材由来の前記可塑剤が存在し、前記プライマー層中に、前記透明樹脂基材側に前記可塑剤の濃度が相対的に高い第一プライマー層と、前記光学機能層側に前記可塑剤の濃度が相対的に低い第二プライマー層とを含むプリズムシートを備えた面光源装置であることを特徴とする、透過型画像表示装置。
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