JP3741415B2 - 光学シート - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ＬＣＤ、ＥＬ、ＦＥＤ等のディスプレイに好適に用いられ、特に、これらディスプレイの輝度ムラ防止、コントラスト向上、広視野角化に優れた効果を発揮する光学シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＣＤ、ＥＬ、ＦＥＤ等のディスプレイは、近年開発が目覚ましい。特に、ＬＣＤは、ノートパソコン、携帯端末等あらゆる分野に普及しており、将来への期待も大きい。このＬＣＤは、液晶パネルを照明する光の取り入れ方式により、反射型と透過型とに大別される。反射型は、反射率の高いアルミニウム膜等を貼った反射板を透過・反射型液晶パネルの背面に配し、ディスプレイ表面側から入射する外光を反射板で反射させて液晶パネルを照明し液晶画像を得る。一方、透過型は、液晶パネルの背面に配したバックライトユニットにより液晶パネルを照明する方式である。反射型にあっては、アルミニウムの地色が出てコントラストが悪化することを防ぐために、液晶パネルと反射板との間に光を適度に拡散する媒体を介装して、背景色をペーパーホワイト色に近づけることが行われている。また、透過型にあっては、バックライトユニットを構成するアクリル導光板のパターンが出て視認性が悪化することを防ぐために、液晶パネルとバックライトユニットとの間に光を適度に拡散する媒体を介装して、均一な面状の光が液晶パネルを照明する構成となっている。
【０００３】
このように、反射型、透過型のいずれの方式にあっても、概ね光拡散性の媒体（以下光拡散体と記す）が用いられている。この光拡散体としては、結着樹脂中に微粒子を分散させて、層内部で光散乱をさせる内部光拡散体と、樹脂表面を荒らし、凹凸形状として光を拡散させる外部光拡散体、さらに、結着樹脂表面に粒子の一部を突出させて凹凸を作り、内部／外部両方で光を拡散させる内部・外部光拡散体がある。このうち、粒子を樹脂層表面に単層で並べた内部・外部光拡散体は、後方への散乱による透過光の損失が少なく、高透過率、高拡散性となることが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の内部・外部光拡散体は高温高湿時、徐々に光学特性が変化するという問題があった。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、高く均一な光透過性、拡散性が十分発現され、この光学特性を高温高湿条件下においてさえも保持し続ける光学シートを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、光学安定性の向上について鋭意検討を行った結果、高温高湿条件下では、結着剤の流動により球状微粒子が基体方向に沈み込み、これが光学特性を変化させることを見いだした。さらに、結着層の厚さを薄くすることにより結着剤の流動を抑制できることを明らかにした。そこで、本願発明者は、球状微粒子を基体上に直接もしくは非常に薄い結着剤を介して単層に結着させることで、球状微粒子が結着剤中で沈み込む挙動を抑え、光透過性、拡散性が高く、かつ光学特性の安定性も高い光学シートを得ることができた。
【０００６】
すなわち本発明の光学シートは、透光性基体と、該透光性基体上に積層された結着層を有し、該結着層上に、内部・外部光拡散体となる、体積平均粒子径が２．６μｍ〜１０．８μｍで、粒子径分布の値が０．８〜１．０である球状微粒子が、加圧媒体により、単層で結着層の表面から一部が突出する状態で埋め込まれており、かつ、該球状微粒子の突出部の頂点から透光性基体表面までの距離が該球状微粒子の体積平均粒子径の１００〜１１０％である光学シートであって、該結着層がアクリル系粘着剤層であり、かつ該アクリル系粘着剤層に用いる樹脂のガラス転移点が、−６５℃〜−１５℃であることを特徴としている。なお、球状微粒子が埋め込まれた結着層の表面には、光拡散性を向上させるような積層を施してもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の光学シートの一例を模式的に示した断面図である。この光学シートＬは、透光性基体１上に結着層２が直接積層され、この結着層２の表層に、多数の球状微粒子３が面方向で高密度に厚さ方向に重なることなく単層で結着層表面から一部が突出するように埋め込まれている。
このように球状微粒子が埋め込まれていることにより、球状微粒子による均一な光拡散性と光透過性を十分に得ることができる。なお、ここでいう単層とは、球状微粒子が結着層の厚さ方向で重ならないで球状微粒子が結着層の表面にできるだけ均一に並んで埋め込まれている状態をいう。
【０００８】
本発明では、球状微粒子の突出部の頂点から透光性基体の表面までの距離（図１のｂ）が球状微粒子の体積平均粒子径（図１のａ）の１００％〜１１０％でなければならない。かかる距離は、球状微粒子が透光性基体にまで埋め込まれていることはないから球状微粒子の体積平均粒子径のほぼ１００％が最低であり、また、１１０％を超えるものでは、球状微粒子と透光性基体の間に存在する結着層の樹脂が多過ぎて、高温高湿下での光学特性の安定性が低下し、実用上十分な光学特性を得ることができない。
なお、本発明では、「球状微粒子の突出部の頂点から透光性基体表面までの距離」は、図２のｄ1に該当するものであり次の方法により測定した値である。なお図２において符号２及び３は前記と同様、各々結着層と球状微粒子を意味する。まず、光学シートを液体窒素で凍結させた後に任意の部分で２つに割り、その破断面の断面写真を用いて、該写真から無作為に球状微粒子を５つ抽出する。そして、それぞれの球状微粒子の突出部の頂点Ｔ1から透光性基体と結着層との境界線に直交する直線ｄ1を引き、その直線の長さを測定する。この値を平均したものを粒子の突出部の頂点から透光性基体表面までの距離とする。
【０００９】
また、球状微粒子の粒子径分布は、狭いほど球状微粒子の結着層への埋め込み深さが均一になることから好ましく、その値が０．８〜１．０が好ましく、より好ましくは０．９〜１．０であることが望ましい。
なお、本発明でいう「粒子径分布」とは下記式で定義されるもので、粒子径分布が単分散になるほど１．０に近くなり、完全な単分散粒子では１．０となるものである。
＊粒子径分布＝個数平均粒子径／体積平均粒子径
＊個数平均粒子径＝球状微粒子の顕微鏡写真から無作為に抽出した１００個の球状微粒子の直径を測定した平均値
＊体積平均粒子径＝上記個数平均粒子径の測定で得られた球状微粒子の直径から球状微粒子を真球とみなし個々の球状微粒子の体積を求める。次に、個々の球状微粒子の体積を累積して１００個の球状微粒子の合計体積を算出する。その後、１００個の球状微粒子の内で最小体積の球状微粒子から最大体積の球状微粒子まで体積の大きさの順に体積を累積していき、その累積体積が上記の合計体積の５０％となった時の粒子の直径。なお、球状微粒子が真球でない場合には、その最長径を球状微粒子の直径とする。
【００１０】
また、結着層の厚さ（図１のｃ）は、結着層からの球状微粒子の剥離が抑えられ、かつ結着層の表面から突出して確実に光拡散性が発現され得るために、球状微粒子の直径の１０〜９０％、好ましくは３０〜８０％の厚さであることが望ましい。
なお、本発明では、「結着層の厚さ」とは、図３のｄ2に該当するもので次の方法により測定した値である。なお、図３において符号２及び３は前記と同様、各々結着層と球状微粒子を意味する。測定の方法は、まず前述の光学シートの断面写真から無作為に球状微粒子を５つ抽出する。そして、球状微粒子が結着層２と球状微粒子３が接する点Ｔ2から透光性基体と結着層との境界線に直交する直線ｄ2を引き、その直線ｄ2の長さを測定する。これを５つの球状微粒子の突出部の左右それぞれについて測定し、合計１０点の平均値を結着層の厚さとする。
【００１１】
さらに、本発明においては上記のような球状微粒子の埋め込み形態とするためには、該結着層がアクリル系粘着剤層であり、かつ粘着剤層に用いる樹脂のガラス転移点（以下「Ｔｇ」という）が、−６５℃〜−１５℃である必要がある。Ｔｇが−６５℃より低い場合は、結着材（粘着剤）がやわらかすぎるために光学特性の変化を抑えることが困難になり、−１５℃より高い場合は結着材（粘着剤）が硬いために球状微粒子を結着層に埋め込みにくくなり、しっかりと保持することができない。なお、本発明におけるＴｇは動的粘弾性を測定（オリエンテック社製、レオパイブロンＤＤＶ−II使用）して、Ｔａｎδの最大値を求め、これをＴｇとしたものである。
【００１２】
次に、本発明の光学シートを構成する好適な材料を示す。
本発明の透光性基体としては、透明なフィルムを使用することができる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリアレート、ポリイミド、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、セロファン、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール等からなる各種樹脂フィルムを好適に使用することができる。また、本発明においては、このようなフィルムに限定されず、上記樹脂からなる樹脂板や、石英ガラス、ソーダガラス等ガラス材料からなるシート状部材も用いることができる。
【００１３】
透光性基体としては光が透過されるものであれば非透明状物のもので使用できるが、液晶ディスプレイ等に用いる場合等は屈折率（ＪＩＳ Ｋ７１４２）が１．４２〜１．６０の範囲にある透明基体が望ましい。具体例には、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）やポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂フィルム等をあげることができる。これら透明基体の透明性は高いもの程良好であって、光線透過率（ＪＩＳ Ｃ６７１４）が８０％以上、より好ましくは８５％以上のもの、また、ヘイズ値（ＪＩＳ Ｋ７１０５）が３．０以下、より好ましくは１．０以下、最も好ましくは０．５以下のものが好適に使用できる。なお、小型軽量の液晶ディスプレイに用いる場合には、透光性基体はフィルムであることがより好ましく、その厚さに関しては、軽量化の観点から薄いほうが望ましいが、その生産性を考慮すると、０．５μｍ〜１ｍｍの範囲のものを使用することが好適である。さらに、透光性基体の結着層とは反対側の片面に集光性または拡散性を有するレンズを形成することもできる。
【００１４】
また、本発明の結着層は、粘着剤を上記基体上にコーティングして得られる粘着剤層である。その粘着剤はアクリル系粘着材である。アクリル系粘着剤は、耐水性、耐熱性、耐光性等に優れ、粘着力、透明性がよく、さらに、液晶ディスプレイに用いる場合には屈折率をそれに適合するように調整しやすい。アクリル系粘着剤としては、アクリル酸及びそのエステル、メタクリル酸及びそのエステル、アクリルアミド、アクリルニトリル等のアクリルモノマーの単独重合体もしくはこれらの共重合体、さらに、前記アクリルモノマーの少なくとも１種と、酢酸ビニル、無水マレイン酸、スチレン等の芳香族ビニルモノマーとの共重合体を挙げることができる。特に、粘着性を発現するエチレンアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート等の主モノマー、凝集力成分となる酢酸ビニル、アクリルニトリル、アクリルアミド、スチレン、メタクリレート、メチルアクリレート等のモノマー、さらに粘着力向上や、架橋化起点を付与するメタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノメチルメタクリレート、アクリルアミド、メチロールアクリルアミド、グリシジルメタクリレート、無水マレイン酸等の官能基含有モノマーからなる共重合体が好適である。また、粘着剤には、硬化剤として、例えば金属キレート系、イソシアネート系、エポキシ系等の架橋剤を必要に応じて１種あるいは２種以上混合して用いることができる。さらに、粘着剤層には光重合性モノマー、オリゴマー、ポリマーおよび光重合開始剤を加えたＵＶ硬化性のアクリル系粘着剤を用いても良い。
【００１５】
本発明の結着層である粘着剤層には上記のような樹脂で、そのＴｇが−６５℃〜−１５℃であるものが用いられる。Ｔｇが−６５℃より低い樹脂では柔らかすぎるため、特に高温高湿時には一度付着した球状微粒子が衝撃により剥がされ、色ムラ等の欠陥が発生し易くなる。また、一度剥がされた球状微粒子には樹脂が付着しており、その球状微粒子が再度他の球状微粒子に付着して、光学特性に悪影響を及ぼすこともある。さらに、光学シート作製時においても球状微粒子の固定が不十分となり、結着層上に球状微粒子を単層で形成することが難しく、光透過性が低くなるので好ましくない。一方、Ｔｇが−１５℃より高い樹脂では粘着性不足のため、球状微粒子の脱落が発生し易いので好ましくない。
【００１６】
結着層である粘着剤層には上記の如き樹脂を用いて、その粘着力（ＪＩＳ Ｚ０２３７−８）が、１００ｇ／２５ｍｍ以上になるよう配合されると実用上好ましい。粘着力が１００ｇ／２５ｍｍ未満では球状微粒子の脱離が起きたり、耐環境性が悪くなったりする。特に、高温高湿下では、結着層が透光性基体から剥離したりするおそれがある。さらに、結着層の保持力（ＪＩＳ Ｚ０２３７−１１）は０．５ｍｍ以下が好ましい。保持力が０．５ｍｍより大きいと柔らかいため、前述したように球状微粒子が複層になり易い。
【００１７】
本発明の球状微粒子としては、シリカ、アルミナ等の無機フィラー、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリフッ化ビニリデン、テフロン、ジビニルベンゼン、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、酢酸セルロース、ナイロン、セルロース、ベンゾグアナミン、メラミン等の有機微粒子を使用することができるが、光透過性および結着層との密着性の観点から有機微粒子が好ましく、さらに耐光性の点でアクリルビーズ、シリコーンビーズが特に好ましい。
【００１８】
さらに、球状微粒子の粒子径分布は、前述のように狭いほど球状微粒子の結着層への埋め込み深さが均一になり、光学シートの光学特性が安定するため、０．８〜１．０が好ましく、より好ましくは０．９〜１．０であるが、有機微粒子はこのような単分散に近い粒度分布のものが得られやすいことからも好適である。さらに、他の層として、例えば最表面に光の屈折率や透過性を調整するための調整層、または基体と結着層とを強固に接着させるための接着層等を必要に応じて設けてもよい。
【００１９】
次に、本発明の光学シートの製造法を示す。まず、透光性基体の片面または両面に、直接あるいは他の層を介して、上記結着層となる粘着剤層を形成する樹脂を適宜溶媒に溶解した塗液を塗布・乾燥し、粘着剤層を積層させる。塗布の手段としては、エアドクターコーティング、ブレードコーティング、ナイフコーティング、リバースコーティング、トランスファロールコーティング、グラビアロールコーティング、キスコーティング、キャストコーティング、スプレーコーティング、スロットオリフィスコーティング、カレンダーコーティング、電着コーティング、ディップコーティング、ダイコーティング等のコーティングや、フレキソ印刷等の凸版印刷、ダイレクトグラビア印刷、オフセットグラビア印刷等の凹版印刷、オフセット印刷等の平版印刷、スクリーン印刷等の孔版印刷等の印刷等があり、特に、ロールコーターを使用するコーティングが、均一な層厚が得られることから好ましい。また、結着層（粘着剤層）の熟成のために、剥離ＰＥＴフィルム等で結着層を保護した状態で、２０〜８０℃程度の温度で、３〜１４日程度熱処理をおこなってから次工程に移ってもよい。
【００２０】
次に、透光性基体上の結着層の表面に球状微粒子を付着させる。付着の手段としては、球状微粒子を結着層上に直接散布、エアースプレーによる吹き付け、球状微粒子を付着させたブラシやロール等から転写、または球状微粒子を溶剤に分散させた後にコーティング等がある。特に、流動槽を使用した流動浸漬が、均一に球状微粒子を付着させることから好ましい。なお、ここでは球状微粒子が結着層の表面に、結着層の粘着力によって単に付着していればよい。
【００２１】
その後、付着した球状微粒子を加圧して結着層に埋め込む。加圧の手段としては、ゴム製の加圧ローラー、加圧媒体による打撃等がある。加圧に結着層に付着した球状微粒子に対して均一におこなわれる必要がある。このため、加圧媒体に球状の粒子を使用し、振動により球状微粒子に打撃を加える方法が好ましい。なお、加圧媒体の大きさとしては、球状微粒子の粒子径や材質に応じて適宜選択されるが、概ね０．３〜２．０ｍｍ程度が適当である。
さらに、結着層に埋め込まれずに付着したままになっている余剰の球状微粒子を、流水等により洗い流して除去して、本発明の光学シートとする。また、この後埋め込まれた球状微粒子と結着層の熟成を目的として、２０〜８０℃程度の温度で、３〜１４日程度熱処理をおこなってもよい。
【００２２】
【実施例】
次に、本発明をより具体化した実施例を説明する。
Ａ．ポリアクリレートの合成
［合成例１］
三つ口フラスコにブチルアクリレート６２部、メチルアクリレート２８部、メチルメタクリレート５部、アゾビスイソブチロニトリル２部、トルエン２００部を入れ、撹拌しながら６０℃で５時間重合させる。それに０．３部の二官能イソシアネート（商品名：Ｄ−９０、綜研化学社製）を加えてポリアクリレートａとした。
このポリアクリレートａを離型ＰＥＴにアプリケーターロールで乾燥膜厚が２０μｍになるように塗布した後、その上から離型ＰＥＴを重ね、液体窒素でポリアクリレートを凍らせ、シートを作製した。その後、このシートを４×０．５ｃｍの大きさに切断し、レオバイブロンＤＤＶ−II（オリエンテック社製）で、動的粘弾性を測定し、Ｔａｎδの最大値をＴｇとしたところ、Ｔｇは−３４℃であった。
【００２３】
［合成例２］
三つ口フラスコに２−エチルヘキシルアクリレート９２部、アクリル酸８部、アゾビスイソブチロニトリル２部、トルエン２００部を加え、撹拌しながら６０℃で５時間重合させ、ポリアクリレートｂとした。
このポリアクリレートｂのＴｇを合成例１と同様の方法で測定したところ、−１１℃であった。
【００２４】
Ｂ．光学シートの作製
［実施例１］
透光性基体として、厚さ８０μｍのトリアセチルセルロース（商品名：富士タックＵＶＤ８０、屈折率１．４９、全光線透過率９２．４％、ヘイズ値０．１５、富士写真フィルム社製、）を用いた。このフィルムの片面上に、前記ポリアクリレートａを、乾燥後の厚さが１．５μｍになるようにリバースコーターで塗工した後、１００℃で２分間乾燥させた後、６０℃で７日間熟成をおこない、結着層を形成した。
【００２５】
次に、球状微粒子として、体積平均粒子径が４．５μｍで、粒子径分布が０．９４のメチルシリコーン微粒子（商品名：トスパール１４５、ＧＥ東芝シリコーン社製）を用い、この球状微粒子が入った流動槽に、結着層の形成された透光性基体を通し、付着させた。
さらに、加圧媒体として粒子径０．５ｍｍの真球状ジルコニア球を容器に入れ、この容器に振動を加えた状態のまま、容器中に球状微粒子を付着させた透光性基体をくぐらせ、球状微粒子を結着層中に埋め込んだ。洗浄を行い余剰の球状微粒子を除去した後、６０℃の恒温槽で７日間の熟成をおこない、常温まで冷却し、実施例１の光学シートを得た。
【００２６】
［実施例２］実施例１と同様のフィルムの片面上に、実施例１の結着材（粘着剤）を乾燥後の厚さが３μｍになるようにリバースコーターで塗工、１００℃で２分間乾燥させた後、６０℃で７日間熟成をおこない、結着層を形成した。その後の工程は、使用する球状微粒子を体積平均粒子径が１０．８μｍ、粒子径分布０．９４のメチルメタクリルレート（商品名：ＭＸ−１０００、綜研化学社製）に変更した以外は実施例１と同様に行い、実施例２の光学シートを得た。
【００２７】
［実施例３］実施例１と同様のフィルムの片面上に、実施例１の結着材（粘着剤）を乾燥後の厚さが１μｍになるようにリバースコーターで塗工、１００℃で２分間乾燥させた後、６０℃で７日間熟成をおこない、結着層を形成した。その後の工程は、使用する球状微粒子を体積平均粒子径が２．６μｍ、粒子径分布０．９０のメチルシリコーンビーズ（商品名：トスパール１３０、ＧＥ東芝シリコーン社製）に変更した以外は実施例１と同様に行い、実施例３の光学シートを得た。
【００２８】
[実施例４]実施例１と同様のフィルムの片面上に、実施例１の結着材（粘着剤）を乾燥後の厚さが５μｍになるようにリバースコーターで塗工、１００℃で２分間乾燥させた後、６０℃で７日間熟成をおこない、結着層を形成した。次に、球状微粒子として、体積平均粒子径が１０．８μｍ、粒子径分布０．９４のメチルメタクリルレート（商品名：ＭＸ−１０００、綜研化学社製）を用い、この球状微粒子が入った流動槽に、結着層の形成された透光性基体を通し、付着させた。
【００２９】
さらに、加圧媒体として粒子径０．５ｍｍの真球状ジルコニア球を容器に入れ、この容器に振動を加えた状態のまま、容器中に球状微粒子を付着させた透光性基体をくぐらせ、球状微粒子を結着層中に埋め込んだ。洗浄を行い余剰の球状微粒子を除去した後、４０℃の恒温槽で１４日間の熟成をおこない、常温まで冷却し、実施例４の光学シートを得た。
【００３０】
［比較例１］実施例１と同様のフィルムの片面上に、実施例１の結着材（粘着剤）を乾燥後の厚さが２．２μｍになるようにリバースコーターで塗工、１００℃で２分間乾燥させた後、６０℃で７日間熟成をおこない、結着層を形成した。その後の工程は実施例１と同様に行い、比較例１の光学シートを得た。
【００３１】
［比較例２］実施例１と同様のフィルムの片面上に、実施例１の結着材（粘着剤）を乾燥後の厚さが１．５μｍになるようにリバースコーターで塗工、１００℃で２分間乾燥させた後、６０℃で７日間熟成をおこない、結着層を形成した。その後の工程は実施例３と同様に行い、比較例２の光学シートを得た。
【００３２】
［比較例３］実施例１と同様のフィルムの片面上に、実施例１の結着材（粘着剤）を乾燥後の厚さが１．５μｍとなるようにリバースコーターで塗工、１００℃で２分間乾燥させた後、６０℃で７日間熟成を行ない、結着層を形成した。その後の工程は、使用する球状微粒子を体積平均粒子径が４．５μｍ、粒子径分布０．７８のメチルシリコーンビーズに変更した以外は実施例１と同様に行ない、比較例３の光学シートを得た。
【００３３】
［比較例４]
実施例１と同様のフィルムの片面上に、前記ポリアクリレートｂを、乾燥後の厚さが１．５μｍになるようにリバースコーターで塗工、１００℃で２分間乾燥させた後、６０℃で７日間熟成をおこない、結着層を形成した。その後の工程は実施例１と同様に行い、比較例４の光学シートを得た。
【００３４】
＊光学シートの観察
実施例１〜４、および比較例１〜４の光学シートの断面を電子顕微鏡によって写真撮影し観察した。図４〜７は、実施例１〜４の光学シートの断面写真の模式図、図８〜１１は、比較例１〜４の光学シートの断面写真の模式図である。その写真をもとに、本発明で特定する球状微粒子の突出部の頂点から透光性基体までの距離及び結着層の厚さについて測定した値を表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】
＊光学特性試験
上記実施例及１〜４、および比較例１〜４の光学シートについて、図１２のように透光性基体１、結着層２および球状微粒子３からなるシートの表面側から入射光を施した場合の、全光線透過率：Ｔｔ（％）、ヘーズ値：Ｈｚ（％）を日本電色工業社製 ＮＤＨ２０００を用いて測定した。
次に、上記実施例１〜４および比較例１〜４の光学シートを高温高湿（６０℃、９０％）条件下に７日間放置し、その後、上記と同様にＴｔとＨｚの測定を行い、耐高温高湿性、すなわち、高温高湿下における信頼性の評価を行った。測定結果
を表２に記す。
【００３７】
【表２】
【００３８】
表１及び表２から明らかなとおり、基体表面から球状微粒子の頂点までの高さが球状微粒子径に近い１１０％以下の場合は、比較例３を除いていずれも良好な光学特性が得られる。すなわち、実施例１〜４の本発明の光学シートの光学特性は、高温高湿下に放置した後もほとんど変化せずに高い光透過性と光拡散性を維持できた。一方、基体表面から球状微粒子の頂点までの高さが球状微粒子の直径の１１０％を超えている比較例１〜２及び４の光学シート、及び球状微粒子の粒子径分布の値が０．７８と０．８０より小さい比較例３の光学シートでは、高温高湿下に放置するといずれもＨｚが１０％以上低下した。さらに、比較例４の光学シートでは、Ｔｇの高い結着材（粘着剤）を使用したために高温高湿下に放置した後には球状微粒子の脱落も確認されて（Ｔｔの値が大きくなっている）、光学特性のムラを生じるという問題を有するものであった。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の光学シートは、透光性基体と、該透光性基体上に積層された結着層を有し、該結着層上に、内部・外部光拡散体となる、体積平均粒子径が２．６μｍ〜１０．８μｍで、粒子径分布の値が０．８〜１．０である球状微粒子が、加圧媒体により、単層で結着層の表面から一部が突出する状態で埋め込まれており、かつ、該球状微粒子の突出部の頂点から透光性基体表面までの距離が該球状微粒子の体積平均粒子径の１００〜１１０％である光学シートであって、該結着層がアクリル系粘着剤層であり、かつ該アクリル系粘着剤層に用いる樹脂のガラス転移点が、−６５℃〜−１５℃であることを特徴とする光学シートであるため、従来の光学シートよりも光学特性の安定性が高く、信頼性に優れた光学シートが得られる。
【００４０】
このことより、例えば、透過型液晶ディスプレーにおいて図１３のようにバックライトユニット１２と、偏光板１３に挟持された液晶セル１４との間に本発明の光学シート１１を挿入することにより、バックライトユニットの光を効率よく透過しつつ、効率良く光を拡散させることが可能であり、高温高湿下でも光学特性の安定性に優れているために長期間にわたり安定した性能を液晶ディスプレイに与えることができる。
したがって、本発明の光学シートはＬＣＤ、ＥＬ、ＦＥＤ等の各種ディスプレイをはじめとして、長期間の光学安定性が求められる用途に用いることができ、極めて優れた作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学シートの一例を模式的に示す断面図
【図２】本発明の光学シートの球状微粒子の突出部の頂点から透光性基体の表面までの距離の測定部位を示す模式図
【図３】本発明の光学シートの結着層の厚さの測定部位示す模式図
【図４】本発明の実施例１の光学シート断面の模式図
【図５】本発明の実施例２の光学シート断面の模式図
【図６】本発明の実施例３の光学シート断面の模式図
【図７】本発明の実施例４の光学シート断面の模式図
【図８】本発明の比較例１の光学シート断面の模式図
【図９】本発明の比較例２の光学シート断面の模式図
【図１０】本発明の比較例３の光学シート断面の模式図
【図１１】本発明の比較例４の光学シート断面の模式図
【図１２】光学シートに対する入射光の方向を説明するための模式図
【図１３】本発明の光学シートの使用方法の一例を示す模式図
【符号の説明】
１…透光性基体、２…結着層、３…球状微粒子
ａ…球状微粒子の体積平均粒子径
ｂ…球状微粒子の突出部の頂点から透光性基体表面までの距離
ｃ…結着層厚
Ｌ…光学シート
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ＬＣＤ、ＥＬ、ＦＥＤ等のディスプレイに好適に用いられ、特に、これらディスプレイの輝度ムラ防止、コントラスト向上、広視野角化に優れた効果を発揮する光学シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＣＤ、ＥＬ、ＦＥＤ等のディスプレイは、近年開発が目覚ましい。特に、ＬＣＤは、ノートパソコン、携帯端末等あらゆる分野に普及しており、将来への期待も大きい。このＬＣＤは、液晶パネルを照明する光の取り入れ方式により、反射型と透過型とに大別される。反射型は、反射率の高いアルミニウム膜等を貼った反射板を透過・反射型液晶パネルの背面に配し、ディスプレイ表面側から入射する外光を反射板で反射させて液晶パネルを照明し液晶画像を得る。一方、透過型は、液晶パネルの背面に配したバックライトユニットにより液晶パネルを照明する方式である。反射型にあっては、アルミニウムの地色が出てコントラストが悪化することを防ぐために、液晶パネルと反射板との間に光を適度に拡散する媒体を介装して、背景色をペーパーホワイト色に近づけることが行われている。また、透過型にあっては、バックライトユニットを構成するアクリル導光板のパターンが出て視認性が悪化することを防ぐために、液晶パネルとバックライトユニットとの間に光を適度に拡散する媒体を介装して、均一な面状の光が液晶パネルを照明する構成となっている。
【０００３】
このように、反射型、透過型のいずれの方式にあっても、概ね光拡散性の媒体（以下光拡散体と記す）が用いられている。この光拡散体としては、結着樹脂中に微粒子を分散させて、層内部で光散乱をさせる内部光拡散体と、樹脂表面を荒らし、凹凸形状として光を拡散させる外部光拡散体、さらに、結着樹脂表面に粒子の一部を突出させて凹凸を作り、内部／外部両方で光を拡散させる内部・外部光拡散体がある。このうち、粒子を樹脂層表面に単層で並べた内部・外部光拡散体は、後方への散乱による透過光の損失が少なく、高透過率、高拡散性となることが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の内部・外部光拡散体は高温高湿時、徐々に光学特性が変化するという問題があった。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、高く均一な光透過性、拡散性が十分発現され、この光学特性を高温高湿条件下においてさえも保持し続ける光学シートを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、光学安定性の向上について鋭意検討を行った結果、高温高湿条件下では、結着剤の流動により球状微粒子が基体方向に沈み込み、これが光学特性を変化させることを見いだした。さらに、結着層の厚さを薄くすることにより結着剤の流動を抑制できることを明らかにした。そこで、本願発明者は、球状微粒子を基体上に直接もしくは非常に薄い結着剤を介して単層に結着させることで、球状微粒子が結着剤中で沈み込む挙動を抑え、光透過性、拡散性が高く、かつ光学特性の安定性も高い光学シートを得ることができた。
【０００６】
すなわち本発明の光学シートは、透光性基体と、該透光性基体上に積層された結着層を有し、該結着層上に、内部・外部光拡散体となる、体積平均粒子径が２．６μｍ〜１０．８μｍで、粒子径分布の値が０．８〜１．０である球状微粒子が、加圧媒体により、単層で結着層の表面から一部が突出する状態で埋め込まれており、かつ、該球状微粒子の突出部の頂点から透光性基体表面までの距離が該球状微粒子の体積平均粒子径の１００〜１１０％である光学シートであって、該結着層がアクリル系粘着剤層であり、かつ該アクリル系粘着剤層に用いる樹脂のガラス転移点が、−６５℃〜−１５℃であることを特徴としている。なお、球状微粒子が埋め込まれた結着層の表面には、光拡散性を向上させるような積層を施してもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の光学シートの一例を模式的に示した断面図である。この光学シートＬは、透光性基体１上に結着層２が直接積層され、この結着層２の表層に、多数の球状微粒子３が面方向で高密度に厚さ方向に重なることなく単層で結着層表面から一部が突出するように埋め込まれている。
このように球状微粒子が埋め込まれていることにより、球状微粒子による均一な光拡散性と光透過性を十分に得ることができる。なお、ここでいう単層とは、球状微粒子が結着層の厚さ方向で重ならないで球状微粒子が結着層の表面にできるだけ均一に並んで埋め込まれている状態をいう。
【０００８】
本発明では、球状微粒子の突出部の頂点から透光性基体の表面までの距離（図１のｂ）が球状微粒子の体積平均粒子径（図１のａ）の１００％〜１１０％でなければならない。かかる距離は、球状微粒子が透光性基体にまで埋め込まれていることはないから球状微粒子の体積平均粒子径のほぼ１００％が最低であり、また、１１０％を超えるものでは、球状微粒子と透光性基体の間に存在する結着層の樹脂が多過ぎて、高温高湿下での光学特性の安定性が低下し、実用上十分な光学特性を得ることができない。
なお、本発明では、「球状微粒子の突出部の頂点から透光性基体表面までの距離」は、図２のｄ1に該当するものであり次の方法により測定した値である。なお図２において符号２及び３は前記と同様、各々結着層と球状微粒子を意味する。まず、光学シートを液体窒素で凍結させた後に任意の部分で２つに割り、その破断面の断面写真を用いて、該写真から無作為に球状微粒子を５つ抽出する。そして、それぞれの球状微粒子の突出部の頂点Ｔ1から透光性基体と結着層との境界線に直交する直線ｄ1を引き、その直線の長さを測定する。この値を平均したものを粒子の突出部の頂点から透光性基体表面までの距離とする。
【０００９】
また、球状微粒子の粒子径分布は、狭いほど球状微粒子の結着層への埋め込み深さが均一になることから好ましく、その値が０．８〜１．０が好ましく、より好ましくは０．９〜１．０であることが望ましい。
なお、本発明でいう「粒子径分布」とは下記式で定義されるもので、粒子径分布が単分散になるほど１．０に近くなり、完全な単分散粒子では１．０となるものである。
＊粒子径分布＝個数平均粒子径／体積平均粒子径
＊個数平均粒子径＝球状微粒子の顕微鏡写真から無作為に抽出した１００個の球状微粒子の直径を測定した平均値
＊体積平均粒子径＝上記個数平均粒子径の測定で得られた球状微粒子の直径から球状微粒子を真球とみなし個々の球状微粒子の体積を求める。次に、個々の球状微粒子の体積を累積して１００個の球状微粒子の合計体積を算出する。その後、１００個の球状微粒子の内で最小体積の球状微粒子から最大体積の球状微粒子まで体積の大きさの順に体積を累積していき、その累積体積が上記の合計体積の５０％となった時の粒子の直径。なお、球状微粒子が真球でない場合には、その最長径を球状微粒子の直径とする。
【００１０】
また、結着層の厚さ（図１のｃ）は、結着層からの球状微粒子の剥離が抑えられ、かつ結着層の表面から突出して確実に光拡散性が発現され得るために、球状微粒子の直径の１０〜９０％、好ましくは３０〜８０％の厚さであることが望ましい。
なお、本発明では、「結着層の厚さ」とは、図３のｄ2に該当するもので次の方法により測定した値である。なお、図３において符号２及び３は前記と同様、各々結着層と球状微粒子を意味する。測定の方法は、まず前述の光学シートの断面写真から無作為に球状微粒子を５つ抽出する。そして、球状微粒子が結着層２と球状微粒子３が接する点Ｔ2から透光性基体と結着層との境界線に直交する直線ｄ2を引き、その直線ｄ2の長さを測定する。これを５つの球状微粒子の突出部の左右それぞれについて測定し、合計１０点の平均値を結着層の厚さとする。
【００１１】
さらに、本発明においては上記のような球状微粒子の埋め込み形態とするためには、該結着層がアクリル系粘着剤層であり、かつ粘着剤層に用いる樹脂のガラス転移点（以下「Ｔｇ」という）が、−６５℃〜−１５℃である必要がある。Ｔｇが−６５℃より低い場合は、結着材（粘着剤）がやわらかすぎるために光学特性の変化を抑えることが困難になり、−１５℃より高い場合は結着材（粘着剤）が硬いために球状微粒子を結着層に埋め込みにくくなり、しっかりと保持することができない。なお、本発明におけるＴｇは動的粘弾性を測定（オリエンテック社製、レオパイブロンＤＤＶ−II使用）して、Ｔａｎδの最大値を求め、これをＴｇとしたものである。
【００１２】
次に、本発明の光学シートを構成する好適な材料を示す。
本発明の透光性基体としては、透明なフィルムを使用することができる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリアレート、ポリイミド、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、セロファン、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール等からなる各種樹脂フィルムを好適に使用することができる。また、本発明においては、このようなフィルムに限定されず、上記樹脂からなる樹脂板や、石英ガラス、ソーダガラス等ガラス材料からなるシート状部材も用いることができる。
【００１３】
透光性基体としては光が透過されるものであれば非透明状物のもので使用できるが、液晶ディスプレイ等に用いる場合等は屈折率（ＪＩＳ Ｋ７１４２）が１．４２〜１．６０の範囲にある透明基体が望ましい。具体例には、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）やポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂フィルム等をあげることができる。これら透明基体の透明性は高いもの程良好であって、光線透過率（ＪＩＳ Ｃ６７１４）が８０％以上、より好ましくは８５％以上のもの、また、ヘイズ値（ＪＩＳ Ｋ７１０５）が３．０以下、より好ましくは１．０以下、最も好ましくは０．５以下のものが好適に使用できる。なお、小型軽量の液晶ディスプレイに用いる場合には、透光性基体はフィルムであることがより好ましく、その厚さに関しては、軽量化の観点から薄いほうが望ましいが、その生産性を考慮すると、０．５μｍ〜１ｍｍの範囲のものを使用することが好適である。さらに、透光性基体の結着層とは反対側の片面に集光性または拡散性を有するレンズを形成することもできる。
【００１４】
また、本発明の結着層は、粘着剤を上記基体上にコーティングして得られる粘着剤層である。その粘着剤はアクリル系粘着材である。アクリル系粘着剤は、耐水性、耐熱性、耐光性等に優れ、粘着力、透明性がよく、さらに、液晶ディスプレイに用いる場合には屈折率をそれに適合するように調整しやすい。アクリル系粘着剤としては、アクリル酸及びそのエステル、メタクリル酸及びそのエステル、アクリルアミド、アクリルニトリル等のアクリルモノマーの単独重合体もしくはこれらの共重合体、さらに、前記アクリルモノマーの少なくとも１種と、酢酸ビニル、無水マレイン酸、スチレン等の芳香族ビニルモノマーとの共重合体を挙げることができる。特に、粘着性を発現するエチレンアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート等の主モノマー、凝集力成分となる酢酸ビニル、アクリルニトリル、アクリルアミド、スチレン、メタクリレート、メチルアクリレート等のモノマー、さらに粘着力向上や、架橋化起点を付与するメタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノメチルメタクリレート、アクリルアミド、メチロールアクリルアミド、グリシジルメタクリレート、無水マレイン酸等の官能基含有モノマーからなる共重合体が好適である。また、粘着剤には、硬化剤として、例えば金属キレート系、イソシアネート系、エポキシ系等の架橋剤を必要に応じて１種あるいは２種以上混合して用いることができる。さらに、粘着剤層には光重合性モノマー、オリゴマー、ポリマーおよび光重合開始剤を加えたＵＶ硬化性のアクリル系粘着剤を用いても良い。
【００１５】
本発明の結着層である粘着剤層には上記のような樹脂で、そのＴｇが−６５℃〜−１５℃であるものが用いられる。Ｔｇが−６５℃より低い樹脂では柔らかすぎるため、特に高温高湿時には一度付着した球状微粒子が衝撃により剥がされ、色ムラ等の欠陥が発生し易くなる。また、一度剥がされた球状微粒子には樹脂が付着しており、その球状微粒子が再度他の球状微粒子に付着して、光学特性に悪影響を及ぼすこともある。さらに、光学シート作製時においても球状微粒子の固定が不十分となり、結着層上に球状微粒子を単層で形成することが難しく、光透過性が低くなるので好ましくない。一方、Ｔｇが−１５℃より高い樹脂では粘着性不足のため、球状微粒子の脱落が発生し易いので好ましくない。
【００１６】
結着層である粘着剤層には上記の如き樹脂を用いて、その粘着力（ＪＩＳ Ｚ０２３７−８）が、１００ｇ／２５ｍｍ以上になるよう配合されると実用上好ましい。粘着力が１００ｇ／２５ｍｍ未満では球状微粒子の脱離が起きたり、耐環境性が悪くなったりする。特に、高温高湿下では、結着層が透光性基体から剥離したりするおそれがある。さらに、結着層の保持力（ＪＩＳ Ｚ０２３７−１１）は０．５ｍｍ以下が好ましい。保持力が０．５ｍｍより大きいと柔らかいため、前述したように球状微粒子が複層になり易い。
【００１７】
本発明の球状微粒子としては、シリカ、アルミナ等の無機フィラー、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリフッ化ビニリデン、テフロン、ジビニルベンゼン、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、酢酸セルロース、ナイロン、セルロース、ベンゾグアナミン、メラミン等の有機微粒子を使用することができるが、光透過性および結着層との密着性の観点から有機微粒子が好ましく、さらに耐光性の点でアクリルビーズ、シリコーンビーズが特に好ましい。
【００１８】
さらに、球状微粒子の粒子径分布は、前述のように狭いほど球状微粒子の結着層への埋め込み深さが均一になり、光学シートの光学特性が安定するため、０．８〜１．０が好ましく、より好ましくは０．９〜１．０であるが、有機微粒子はこのような単分散に近い粒度分布のものが得られやすいことからも好適である。さらに、他の層として、例えば最表面に光の屈折率や透過性を調整するための調整層、または基体と結着層とを強固に接着させるための接着層等を必要に応じて設けてもよい。
【００１９】
次に、本発明の光学シートの製造法を示す。まず、透光性基体の片面または両面に、直接あるいは他の層を介して、上記結着層となる粘着剤層を形成する樹脂を適宜溶媒に溶解した塗液を塗布・乾燥し、粘着剤層を積層させる。塗布の手段としては、エアドクターコーティング、ブレードコーティング、ナイフコーティング、リバースコーティング、トランスファロールコーティング、グラビアロールコーティング、キスコーティング、キャストコーティング、スプレーコーティング、スロットオリフィスコーティング、カレンダーコーティング、電着コーティング、ディップコーティング、ダイコーティング等のコーティングや、フレキソ印刷等の凸版印刷、ダイレクトグラビア印刷、オフセットグラビア印刷等の凹版印刷、オフセット印刷等の平版印刷、スクリーン印刷等の孔版印刷等の印刷等があり、特に、ロールコーターを使用するコーティングが、均一な層厚が得られることから好ましい。また、結着層（粘着剤層）の熟成のために、剥離ＰＥＴフィルム等で結着層を保護した状態で、２０〜８０℃程度の温度で、３〜１４日程度熱処理をおこなってから次工程に移ってもよい。
【００２０】
次に、透光性基体上の結着層の表面に球状微粒子を付着させる。付着の手段としては、球状微粒子を結着層上に直接散布、エアースプレーによる吹き付け、球状微粒子を付着させたブラシやロール等から転写、または球状微粒子を溶剤に分散させた後にコーティング等がある。特に、流動槽を使用した流動浸漬が、均一に球状微粒子を付着させることから好ましい。なお、ここでは球状微粒子が結着層の表面に、結着層の粘着力によって単に付着していればよい。
【００２１】
その後、付着した球状微粒子を加圧して結着層に埋め込む。加圧の手段としては、ゴム製の加圧ローラー、加圧媒体による打撃等がある。加圧に結着層に付着した球状微粒子に対して均一におこなわれる必要がある。このため、加圧媒体に球状の粒子を使用し、振動により球状微粒子に打撃を加える方法が好ましい。なお、加圧媒体の大きさとしては、球状微粒子の粒子径や材質に応じて適宜選択されるが、概ね０．３〜２．０ｍｍ程度が適当である。
さらに、結着層に埋め込まれずに付着したままになっている余剰の球状微粒子を、流水等により洗い流して除去して、本発明の光学シートとする。また、この後埋め込まれた球状微粒子と結着層の熟成を目的として、２０〜８０℃程度の温度で、３〜１４日程度熱処理をおこなってもよい。
【００２２】
【実施例】
次に、本発明をより具体化した実施例を説明する。
Ａ．ポリアクリレートの合成
［合成例１］
三つ口フラスコにブチルアクリレート６２部、メチルアクリレート２８部、メチルメタクリレート５部、アゾビスイソブチロニトリル２部、トルエン２００部を入れ、撹拌しながら６０℃で５時間重合させる。それに０．３部の二官能イソシアネート（商品名：Ｄ−９０、綜研化学社製）を加えてポリアクリレートａとした。
このポリアクリレートａを離型ＰＥＴにアプリケーターロールで乾燥膜厚が２０μｍになるように塗布した後、その上から離型ＰＥＴを重ね、液体窒素でポリアクリレートを凍らせ、シートを作製した。その後、このシートを４×０．５ｃｍの大きさに切断し、レオバイブロンＤＤＶ−II（オリエンテック社製）で、動的粘弾性を測定し、Ｔａｎδの最大値をＴｇとしたところ、Ｔｇは−３４℃であった。
【００２３】
［合成例２］
三つ口フラスコに２−エチルヘキシルアクリレート９２部、アクリル酸８部、アゾビスイソブチロニトリル２部、トルエン２００部を加え、撹拌しながら６０℃で５時間重合させ、ポリアクリレートｂとした。
このポリアクリレートｂのＴｇを合成例１と同様の方法で測定したところ、−１１℃であった。
【００２４】
Ｂ．光学シートの作製
［実施例１］
透光性基体として、厚さ８０μｍのトリアセチルセルロース（商品名：富士タックＵＶＤ８０、屈折率１．４９、全光線透過率９２．４％、ヘイズ値０．１５、富士写真フィルム社製、）を用いた。このフィルムの片面上に、前記ポリアクリレートａを、乾燥後の厚さが１．５μｍになるようにリバースコーターで塗工した後、１００℃で２分間乾燥させた後、６０℃で７日間熟成をおこない、結着層を形成した。
【００２５】
次に、球状微粒子として、体積平均粒子径が４．５μｍで、粒子径分布が０．９４のメチルシリコーン微粒子（商品名：トスパール１４５、ＧＥ東芝シリコーン社製）を用い、この球状微粒子が入った流動槽に、結着層の形成された透光性基体を通し、付着させた。
さらに、加圧媒体として粒子径０．５ｍｍの真球状ジルコニア球を容器に入れ、この容器に振動を加えた状態のまま、容器中に球状微粒子を付着させた透光性基体をくぐらせ、球状微粒子を結着層中に埋め込んだ。洗浄を行い余剰の球状微粒子を除去した後、６０℃の恒温槽で７日間の熟成をおこない、常温まで冷却し、実施例１の光学シートを得た。
【００２６】
［実施例２］実施例１と同様のフィルムの片面上に、実施例１の結着材（粘着剤）を乾燥後の厚さが３μｍになるようにリバースコーターで塗工、１００℃で２分間乾燥させた後、６０℃で７日間熟成をおこない、結着層を形成した。その後の工程は、使用する球状微粒子を体積平均粒子径が１０．８μｍ、粒子径分布０．９４のメチルメタクリルレート（商品名：ＭＸ−１０００、綜研化学社製）に変更した以外は実施例１と同様に行い、実施例２の光学シートを得た。
【００２７】
［実施例３］実施例１と同様のフィルムの片面上に、実施例１の結着材（粘着剤）を乾燥後の厚さが１μｍになるようにリバースコーターで塗工、１００℃で２分間乾燥させた後、６０℃で７日間熟成をおこない、結着層を形成した。その後の工程は、使用する球状微粒子を体積平均粒子径が２．６μｍ、粒子径分布０．９０のメチルシリコーンビーズ（商品名：トスパール１３０、ＧＥ東芝シリコーン社製）に変更した以外は実施例１と同様に行い、実施例３の光学シートを得た。
【００２８】
[実施例４]実施例１と同様のフィルムの片面上に、実施例１の結着材（粘着剤）を乾燥後の厚さが５μｍになるようにリバースコーターで塗工、１００℃で２分間乾燥させた後、６０℃で７日間熟成をおこない、結着層を形成した。次に、球状微粒子として、体積平均粒子径が１０．８μｍ、粒子径分布０．９４のメチルメタクリルレート（商品名：ＭＸ−１０００、綜研化学社製）を用い、この球状微粒子が入った流動槽に、結着層の形成された透光性基体を通し、付着させた。
【００２９】
さらに、加圧媒体として粒子径０．５ｍｍの真球状ジルコニア球を容器に入れ、この容器に振動を加えた状態のまま、容器中に球状微粒子を付着させた透光性基体をくぐらせ、球状微粒子を結着層中に埋め込んだ。洗浄を行い余剰の球状微粒子を除去した後、４０℃の恒温槽で１４日間の熟成をおこない、常温まで冷却し、実施例４の光学シートを得た。
【００３０】
［比較例１］実施例１と同様のフィルムの片面上に、実施例１の結着材（粘着剤）を乾燥後の厚さが２．２μｍになるようにリバースコーターで塗工、１００℃で２分間乾燥させた後、６０℃で７日間熟成をおこない、結着層を形成した。その後の工程は実施例１と同様に行い、比較例１の光学シートを得た。
【００３１】
［比較例２］実施例１と同様のフィルムの片面上に、実施例１の結着材（粘着剤）を乾燥後の厚さが１．５μｍになるようにリバースコーターで塗工、１００℃で２分間乾燥させた後、６０℃で７日間熟成をおこない、結着層を形成した。その後の工程は実施例３と同様に行い、比較例２の光学シートを得た。
【００３２】
［比較例３］実施例１と同様のフィルムの片面上に、実施例１の結着材（粘着剤）を乾燥後の厚さが１．５μｍとなるようにリバースコーターで塗工、１００℃で２分間乾燥させた後、６０℃で７日間熟成を行ない、結着層を形成した。その後の工程は、使用する球状微粒子を体積平均粒子径が４．５μｍ、粒子径分布０．７８のメチルシリコーンビーズに変更した以外は実施例１と同様に行ない、比較例３の光学シートを得た。
【００３３】
［比較例４]
実施例１と同様のフィルムの片面上に、前記ポリアクリレートｂを、乾燥後の厚さが１．５μｍになるようにリバースコーターで塗工、１００℃で２分間乾燥させた後、６０℃で７日間熟成をおこない、結着層を形成した。その後の工程は実施例１と同様に行い、比較例４の光学シートを得た。
【００３４】
＊光学シートの観察
実施例１〜４、および比較例１〜４の光学シートの断面を電子顕微鏡によって写真撮影し観察した。図４〜７は、実施例１〜４の光学シートの断面写真の模式図、図８〜１１は、比較例１〜４の光学シートの断面写真の模式図である。その写真をもとに、本発明で特定する球状微粒子の突出部の頂点から透光性基体までの距離及び結着層の厚さについて測定した値を表１に示す。
【００３５】
【表１】
＊光学特性試験
上記実施例及１〜４、および比較例１〜４の光学シートについて、図１２のように透光性基体１、結着層２および球状微粒子３からなるシートの表面側から入射光を施した場合の、全光線透過率：Ｔｔ（％）、ヘーズ値：Ｈｚ（％）を日本電色工業社製 ＮＤＨ２０００を用いて測定した。
次に、上記実施例１〜４および比較例１〜４の光学シートを高温高湿（６０℃、９０％）条件下に７日間放置し、その後、上記と同様にＴｔとＨｚの測定を行い、耐高温高湿性、すなわち、高温高湿下における信頼性の評価を行った。測定結果
を表２に記す。
【００３７】
【表２】
表１及び表２から明らかなとおり、基体表面から球状微粒子の頂点までの高さが球状微粒子径に近い１１０％以下の場合は、比較例３を除いていずれも良好な光学特性が得られる。すなわち、実施例１〜４の本発明の光学シートの光学特性は、高温高湿下に放置した後もほとんど変化せずに高い光透過性と光拡散性を維持できた。一方、基体表面から球状微粒子の頂点までの高さが球状微粒子の直径の１１０％を超えている比較例１〜２及び４の光学シート、及び球状微粒子の粒子径分布の値が０．７８と０．８０より小さい比較例３の光学シートでは、高温高湿下に放置するといずれもＨｚが１０％以上低下した。さらに、比較例４の光学シートでは、Ｔｇの高い結着材（粘着剤）を使用したために高温高湿下に放置した後には球状微粒子の脱落も確認されて（Ｔｔの値が大きくなっている）、光学特性のムラを生じるという問題を有するものであった。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の光学シートは、透光性基体と、該透光性基体上に積層された結着層を有し、該結着層上に、内部・外部光拡散体となる、体積平均粒子径が２．６μｍ〜１０．８μｍで、粒子径分布の値が０．８〜１．０である球状微粒子が、加圧媒体により、単層で結着層の表面から一部が突出する状態で埋め込まれており、かつ、該球状微粒子の突出部の頂点から透光性基体表面までの距離が該球状微粒子の体積平均粒子径の１００〜１１０％である光学シートであって、該結着層がアクリル系粘着剤層であり、かつ該アクリル系粘着剤層に用いる樹脂のガラス転移点が、−６５℃〜−１５℃であることを特徴とする光学シートであるため、従来の光学シートよりも光学特性の安定性が高く、信頼性に優れた光学シートが得られる。
【００４０】
このことより、例えば、透過型液晶ディスプレーにおいて図１３のようにバックライトユニット１２と、偏光板１３に挟持された液晶セル１４との間に本発明の光学シート１１を挿入することにより、バックライトユニットの光を効率よく透過しつつ、効率良く光を拡散させることが可能であり、高温高湿下でも光学特性の安定性に優れているために長期間にわたり安定した性能を液晶ディスプレイに与えることができる。
したがって、本発明の光学シートはＬＣＤ、ＥＬ、ＦＥＤ等の各種ディスプレイをはじめとして、長期間の光学安定性が求められる用途に用いることができ、極めて優れた作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学シートの一例を模式的に示す断面図
【図２】本発明の光学シートの球状微粒子の突出部の頂点から透光性基体の表面までの距離の測定部位を示す模式図
【図３】本発明の光学シートの結着層の厚さの測定部位示す模式図
【図４】本発明の実施例１の光学シート断面の模式図
【図５】本発明の実施例２の光学シート断面の模式図
【図６】本発明の実施例３の光学シート断面の模式図
【図７】本発明の実施例４の光学シート断面の模式図
【図８】本発明の比較例１の光学シート断面の模式図
【図９】本発明の比較例２の光学シート断面の模式図
【図１０】本発明の比較例３の光学シート断面の模式図
【図１１】本発明の比較例４の光学シート断面の模式図
【図１２】光学シートに対する入射光の方向を説明するための模式図
【図１３】本発明の光学シートの使用方法の一例を示す模式図
【符号の説明】
１…透光性基体、２…結着層、３…球状微粒子
ａ…球状微粒子の体積平均粒子径
ｂ…球状微粒子の突出部の頂点から透光性基体表面までの距離
ｃ…結着層厚
Ｌ…光学シート
Claims (2)
- 透光性基体と、該透光性基体上に積層された結着層を有し、該結着層上に、内部・外部光拡散体となる、体積平均粒子径が２．６μｍ〜１０．８μｍで、粒子径分布の値が０．８〜１．０である球状微粒子が、加圧媒体により、単層で結着層の表面から一部が突出する状態で埋め込まれており、かつ、該球状微粒子の突出部の頂点から透光性基体表面までの距離が該球状微粒子の体積平均粒子径の１００〜１１０％である光学シートであって、該結着層がアクリル系粘着剤層であり、かつ該アクリル系粘着剤層に用いる樹脂のガラス転移点が、−６５℃〜−１５℃であることを特徴とする光学シート。
- 前記結着層の厚さが前記球状微粒子の体積平均粒子径の１０〜９０％であることを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
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