JP4574192B2 - 光学シートの製造方法及び光学シート並びにレンチキュラーレンズシートの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学シートの製造方法及び光学シート並びにレンチキュラーレンズシートの製造方法に関する。

従来の光学シートの製造方法では、押出ダイから押出されたシート状の樹脂材料を、一対の彫刻／鏡面金属ロールにより加圧しながらその間隙を通過させることにより樹脂シートを製造する。このような製造方法において、光学的な機能を持ったシートを作る場合、剛性ロールの加圧力により、ある程度の厚さ均一性を実現することが要求されている。さらに、金型ロールにつけられた逆パターンから、光学的機能に必要な平滑面や表面形状をシートに一定の賦形率で転写させることも必要とされている。

近年、光学用シートは、その厚みを薄くすることが求められている。その理由として、高精細化（ファインピッチ化）のためにレンズを小さくして焦点距離を短くしたり、また光学用シート自体を軽量化したりする必要性が挙げられる。

しかしながら、このような押出し成形による製造方法では、光学用途として使える程度に、光学的機能を持った形状を有する薄物シートを厚さ精度良く製造することが困難であった。これは、樹脂圧力とロールの加圧力・剛性とのバランスにより、樹脂に対するロールのタッチ性が悪化し、厚さ精度が問題となる薄肉シートでロールが撓んでしまってロールの撓みにより中央部分を押すことができず、光学的な均一性を実現する厚さ分布を得られないためである。

一方、従来の薄肉シートの製造方法には、タッチロールにゴムや金属性の表面が平滑な弾性ロールを用いて樹脂シートを製造する製造方法もある（特許文献１、２）。しかしながら、金属性の表面が平滑な弾性ロールでは、表面が平坦なシートに限られ、シートに凹凸をつけるとしてもエンボス面を転写する程度であり、光学用途として使える程度に賦形率、転写精度が良好な機能性光学シートを作製することが困難であった。

また、この弾性ロールを用いた平坦なシートの製造方法により、所望のレンズ形状を転写する試みは十分に検討されてこなかった。なぜなら、樹脂は金型ロールとの接触により冷却され固化するが、成形時に十分な圧力をかけることができなければ、十分な転写性を実現することができないと考えられていたためである。特に、従来の光学用シートの製造方法では厚さ３００μｍ以下、ピッチ３００μｍ以下であり、かつ成形高さ３０μｍ以上を同時に実現することは困難であった。

前述のような従来の光学シートの製造方法では、剛性ロールを用いる場合、光学的機能を持った形状を賦形することができるが、均一な厚さ分布を有する薄物シートを厚さ精度良く製造することが困難である。また、弾性ロールを用いる場合、厚さ分布が均一な薄物シートを厚さ精度良く製造することができるが、光学用途に使える程度に十分な賦形性・転写性を得ることができない。そのため、光学シートの厚さ精度と賦形性・転写性の精度とを両立させることができなかった。

一般に、リアプロジェクションテレビ等に使用される背面投射型スクリーンは、２枚のレンズシートが重ね合わされた構成を有する。そのレンズシートの１つのフレネルレンズシートは、光源側に配置され、ＣＲＴ光源からの映像光あるいは液晶を透過した映像光を一定の角度の範囲内になるように絞り込む機能を有する。そして、他の１つのレンチキュラーレンズシートは、観察者側に配置され、フレネルレンズシートを透過した映像光を適度な角度の範囲に広げる機能を有する。

特に、高精細・高画質の背面投射型液晶プロジェクションテレビでは、ファインピッチを有するレンズシートが求められる。このようなレンズシートの構造は、例えば、特許文献３に開示されている。図８は、特許文献３に開示されたレンズシートの構造を示す。図８に示すように、レンズシート１０１は、レンチキュラーレンズシート１０２、外光吸収層１０３、拡散層１０４、透明樹脂フィルム１０５を備えている。

レンチキュラーレンズシート１０２は、レンズ部１０２１と透明支持体１０２２とから構成される。一般に、これらレンズ部１０２１は、透明支持体１０２２上に光硬化性樹脂（以下、これを２Ｐ樹脂とよぶ）を用いて形成される。

このレンチキュラーレンズシート１０２の出射面側には、レンチキュラーレンズ１０２１の非集光位置、すなわち光の非通過位置に外光吸収層１０３が設けられている。この外光吸収層１０３を設けることにより、レンチキュラーレンズシート１０２に入射した外光のうち、レンチキュラーレンズシート１０２の出射面で反射されて観察者側に戻る光を減少させ、映像コントラストの向上が図られる。

この外光吸収層１０３は、レンチキュラーレンズシート１０２の平坦部に感光層を形成した後、この感光層に黒色塗料を塗布した転写フィルムを貼り付け、拡散層１０４が形成される感光層の部分に黒色塗料を転写して形成される（特許文献４参照）。

さらに、レンチキュラーレンズシート１０２の出射面側には、拡散層１０４が設けられている。レンズシート１０１では、水平方向の視野角性能は主として入射レンズによる拡散で得られるが、この拡散層１０４により、垂直方向の拡散性能が達成される。また、レンチキュラーレンズシート２には、拡散層１０４を介して前面板と呼ばれる透明樹脂フィルム１０５が設けられている。透明フィルム１０５は、レンチキュラーレンズシート１０２を保護する。一般的なブラウン管方式のテレビに似た表面光沢を得る等の目的のために設けられる。

その他、図８には図示しないが、一般に、レンチキュラーレンズシート１０２の入射面側に、フレネルレンズシートが設けられる。このフレネルレンズシートは、等間隔で同心円状の微細ピッチのレンズからなるフレネルレンズが光出射面に設けられたシートで構成されている。

このように２Ｐ樹脂を使用してレンチキュラーレンズシート１０２を製造する場合、２Ｐ樹脂が高価であるため、背面投射型スクリーンの生産コストが上昇するという問題点がある。また、透明支持体１０２２を形成した後、その上にレンズ部１０２１を形成するため、レンチキュラーレンズシート１０２の生産設備が複雑になるという問題も生じる。

さらに、２Ｐ樹脂を使用する場合、レンズ部１０２１と透明支持体１０２２との材質が異なるため、環境安定性が小さく、レンチキュラーレンズシート１に反りが生じる。つまり、生産時には液状であったものが、硬化されて完成されるが、硬化時に収縮率の違いにより、反りが生じる。

またさらに、レンズ部１０２１と透明支持体１０２２とが異材料であるので、通常、双方の材質の屈折率が異なる。すなわち、レンチキュラーレンズシート１０２に入射した光がレンズ部１０２１及び透明支持体１０２２の双方に入射して屈折するが、その屈折率の違いにより、色ムラが生じることがある。そして、その屈折率の違いにより、透明性に限界が出る場合もある。

また、レンズ部１０２１と透明支持体１０２２とが異材料であるために、刃つぶれが生じやすく、賦形性にも限界がある。
特開２００２−３６３３２号公報 特開２００２−３６３３３号公報 特開平０９−１２０１０１号公報 特開平２００１−１１３５３８号公報

このように、従来の光学シートの製造方法では、剛性ロールを用いる場合、光学的機能を持った形状を賦形することができるが、均一な厚さ分布を有する光学シートを厚さ精度良く製造することが困難である。また、弾性ロールを用いる場合、厚さ分布が均一な薄物シートを厚さ精度良く製造することができるが、光学用途に使える程度に十分な賦形性・転写性を得ることができない。そのため、光学シートの厚さ精度と賦形性・転写性の精度とを両立させることができないという問題点があった。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、薄くて厚さ分布が均一な光学シートを厚さ精度良く、かつ賦形性・転写性良く製造することができる光学シートの製造方法及びこれにより製造された光学シートを提供することを目的とする。

さらに、従来のレンチキュラーレンズシートの製造方法では、２つの異なる材料により形成されるため、安価で良質のレンチキュラーレンズシートを形成することができないという問題点があった。
本発明の他の目的は、このような問題点を解決するためになされたもので、安価で良質のレンチキュラーレンズシートを形成することができるレンチキュラーレンズシートの製造方法及びこれにより製造されるレンチキュラーレンズシートを提供することである。

本発明にかかる光学シートの製造方法は、ダイより吐出された熱可塑性樹脂をタッチロールと賦形ロールとの間で加圧しながら通過させることにより光学シートを製造する方法であって、前記ダイの吐出樹脂温度を２５０℃乃至２９０℃とし、成形速度を８〜４０ｍ／分とし、前記ダイと、前記タッチロールと賦形ロールのニップ位置との間のエアギャップを１１０ｍｍ以下とし、前記タッチロールに線圧３０ｋｇ／ｃｍの時に直径方向の変形量が直径の０．０１％以上である弾性ロールを用いたものである。このような製造方法によれば、薄くて厚さ分布が均一な光学シートを厚さ精度良く、かつ賦形性・転写性良く製造することができる。

さらに、好適な実施の形態における熱可塑性樹脂は、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＭＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、熱可塑性エラストマー、またはこれらの共重合体のいずれかである。

また、好適な実施の形態における光学シートは、レンチキュラーレンズシートである。

他方、本発明にかかる光学シートは、ダイより吐出された熱可塑性樹脂をタッチロールと賦形ロールとの間で加圧しながら通過させることにより製造される光学シートであって、厚さが３５０μｍ以下、成形パターンピッチが２９０μｍ以下、成形高さが０μｍ以上１００μｍ以下、転写率が９０％以上である。特に、記光学シートは、厚さが２００μｍ以下、成形パターンピッチが２００μｍ以下、成形高さが３０μｍ以下１００μｍ以下、転写率が９５％以上であることが望ましい。

この光学シートは、ダイより吐出された熱可塑性樹脂をタッチロールと賦形ロールとの間を加圧しながら通過させることにより製造され、前記ダイの吐出樹脂温度を２５０℃乃至２９０℃とし、成形速度を８〜４０ｍ／分とし、前記ダイと、前記タッチロールと賦形ロールのニップ位置との間のエアギャップを１１０ｍｍ以下とし、前記タッチロールに線圧３０ｋｇ／ｃｍの時に直径方向の変形量が直径の０．０１％以上である弾性ロールを用いられている。

本発明にかかるレンチキュラーレンズシートを製造する方法は、押出し成形により、厚さが３５０μｍ以下であるレンチキュラーレンズシートを形成するステップと、当該レンチキュラーレンズシートの平坦面上に、感光層を形成するステップと、当該感光層に、前記レンチキュラーレンズシートのレンチキュラーレンズ側から光を照射し、当該レンチキュラーレンズによる集光に基づいて硬化部分と未硬化部分とを形成することにより遮光パターンを形成するステップとを備えたものである。このような製造方法により、安価で良質のレンズシートを形成することができる。

さらに、前記遮光パターンの形成ステップは、前記感光層上にインク層を配置し、当該インク層のインクを前記感光層の未硬化部分に転写して遮光パターンを形成する。
特に、前記光は紫外線であり、前記感光層は紫外線硬化型感光樹脂であることが好ましい。

また、前記レンチキュラーレンズシートは、ダイより吐出された熱可塑性樹脂をタッチロールと賦形ロールとの間で加圧しながら通過させることにより形成され、当該レンチキュラーレンズシートを形成するステップでは、前記ダイの吐出樹脂温度を２５０℃乃至２９０℃とし、成形速度を８〜４０ｍ／分とし、前記ダイと、前記タッチロールと賦形ロールのニップ位置との間のエアギャップを１１０ｍｍ以下とし、前記タッチロールに線圧３０ｋｇ／ｃｍの時に直径方向の変形量が直径の０．０１％以上である弾性ロールを用いたものである。このような製造方法によれば、薄くて厚さ分布が均一なレンチキュラーレンズシートを厚さ精度良く、かつ賦形性・転写性良く製造することができる。

本発明にかかるレンズシートは、このようなレンズシートの製造方法により製造されたものである。このようなレンズシートは、安価で良質ものとなる。

本発明によれば、薄くて厚さ分布が均一な光学シートを厚さ精度良く、かつ賦形性・転写性良く製造することができる光学シートの製造方法及びこれにより製造された光学シートを提供することができる。
さらに、本発明によれば、安価で良質のレンズシートを形成することができるレンズシートの製造方法及びこれにより製造されるレンズシートを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
本発明の実施の形態では、レンチキュラーレンズシートを光学シートの一例として、レンチキュラーレンズシートの製造方法について説明するが、これに限らず、本発明にかかる製造方法により、プリズムレンズシート等の光学シートを製造することが可能である。

発明の実施の形態１．
まず、図１を用いて、レンチキュラーレンズシートの製造方法について説明する。図１は、レンチキュラーレンズシートの製造装置を示す断面図である。
図１に示すように、レンチキュラーレンズシートの製造装置１０は、ダイ１１、第１ロール１２、第２ロール１３、第３ロール１４とを備えている。

ダイ１１は、押出し機で溶融された樹脂１５を吐出する吐出部材である。樹脂１５のダイ１１からの吐出温度は、２３０℃よりも高く、２５０℃以上２９０℃以下であることが望ましい。２３０℃より低いと、樹脂の溶融粘度が高くなりすぎ、賦形ロールによる転写性が不十分になる場合がある。２９０℃より高いと、樹脂の熱分解が促進され、変色、白濁などの問題を生じる場合がある。

第１ロール１２は、溶融された樹脂１５を第２ロール１３に押え付けるタッチロールである。この第１ロール１２は、線圧３０ｋｇ／ｃｍの時に直径方向の変形量が直径の０．０１％以上である弾性ロールであり、その材質として、金属であれば一般の炭素鋼、焼入れ鋼等の構造用鋼材などを用いることができ、ゴムであれば耐熱シリコンゴム、フッ素ゴムなどを用いることができる。また、第１ロール１２は、その表面が熱伝導率の低いものを用いてもよい。これにより、ロールタッチ時に樹脂１５の樹脂温度が低下するのを防ぎ、樹脂１５の樹脂温度を高く維持することができる。

第２ロール１３は、ダイ１１から溶融されて吐出された樹脂１５を冷却して固める主冷却ロールである。第２ロール１３は、一般の金属ロールであるが、表面にレンチキュラーレンズの金型が彫刻された賦形ロールである。第２ロール１３に形成された金型の成形パターンピッチは２９０μｍ以下、望ましくは２００μｍ以下である。また、その金型の成形高さは、０μｍ以上１００μｍ以下、望ましくは３０μｍ以下である。成形パターンは、彫刻に限らず、エッチング、ブラスト等、他の常法を用いて形成することができる。

第３ロール１４は、第２ロール１３で冷却された樹脂１５をシート状にして巻取り機に送るアニーリングロールである。第３ロール１４は、第２ロール１３と同様に一般の金属ロールである。

また、樹脂１５の材料は、熱可塑性樹脂であり、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＭＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、熱可塑性エラストマー、またはこれらの共重合体等が挙げられる。樹脂１５は、例えばポリカーボネート樹脂、ＭＳ樹脂、アクリル樹脂、ＰＥＴ樹脂のような溶融粘度の低い樹脂を用いるのが特に望ましい。また、樹脂１５は、光拡散材、帯電防止材等の添加物を含んでもよいし、レンチキュラーレンズシート１５１が単層あるいは複層のいずれかとなるようにしてもよい。

図１に示すように、ダイ１１と、ロール１２、１３のニップ位置との間に、エアギャップが設けられている。このエアギャップの大きさと樹脂１５のダイ１１からの吐出温度により、樹脂１５のニップ温度が決まる。エアギャップの大きさは、本実施の形態においては、一般には１２０ｍｍ以上であるのに対し、これよりも小さい１１０ｍｍ以下であることが望ましい。これにより、ロールタッチ時に、樹脂１５をより速くロール１２、１３に到達させて樹脂１５の樹脂温度が低下するのを防ぎ、樹脂１５の樹脂温度を高く維持することができる。

第１ロール１２と第２ロール１３との間には、樹脂１５が通過するロールギャップが設けられている。このロールギャップの大きさは、樹脂１５から形成されるレンチキュラーレンズシート１５１の厚さに応じて設定され、例えば３５０μｍ以下とすることができ、望ましくは２００μｍ以下である。

続いて、製造装置１０を用いたレンチキュラーレンズシート１５１の製造方法について説明する。
また、レンチキュラーレンズシート１５１の成形速度は、本実施の形態においては、一般には４〜５ｍ／分であるのに対し、これよりも速い８〜４０ｍ／分であることが望ましく、１０〜２５ｍ／分であることがより望ましい。これにより、ロールタッチ時に、樹脂１５の樹脂温度が低下するのを防ぎ、樹脂１５の樹脂温度を高く維持することができる。

まず、ダイ１１が溶融された樹脂１５を吐出する。ダイ１１から吐出された樹脂１５は、エアギャップを通過して第１ロール１２と第２ロール１３とのニップ位置から、ロール１２、１３間に設けられたロールギャップに送られる。このロールギャップに送られた樹脂１５は、第１ロール１２が第２ロール１３を予め定められた押付け力で押し付けているため、第２ロール１３に押し付けられる。このとき、第２ロール１３にはレンチキュラーレンズの金型が設けられているため、樹脂１５にはレンチキュラーレンズの凹凸が形成される。

樹脂１５は、ロール１２、１３のロールギャップを通るとき、主冷却ロールとして機能する第２ロール１３により冷却される。そして、樹脂１５は、レンチキュラーレンズの凹凸が形成されたシートとしてロールギャップから取り出される。その後、樹脂１５は、アニーリングロールとして機能する第３ロール１４に送られ、レンチキュラーシート１５１となって図示しない巻取り装置に送られて処理される。

次に、第１ロール１２及び第２ロール１３のロールプレス時の態様について詳細に説明する。図２は、第１ロール１２の撓みを示す概略断面図である。
まず、図２を用いて、ロール１２、１３の長手方向に垂直な断面における態様について説明する。図２は、第１ロール１２の潰れを示す概略断面図である。
図２（ａ）は、ロールプレス前の第１ロール１２の長手方向に垂直な断面を示す概略断面図である。図２（ｂ）中左右方向に第１ロール１２が第２ロール１３を押え付け、これらの両ロール１２、１３が樹脂１５をロールプレスする。すると、図２（ｂ）に示すように、第１ロール１２に図中左右から荷重Ｗがかかる。この荷重Ｗにより、弾性ロールである第１ロール１２は、潰れて変形し、その長手方向に垂直な断面において、図中上下方向にδｚだけ長くなる。このとき、第１ロール１２の長手方向に垂直な断面は、図中左右方向にも変位δｕだけ細くなる。これにより、第２ロール１３が長手方向に平行な断面において潰れないのに対し、第１ロール１２は、弾性を有するために長手方向に垂直な断面において潰れ、両ロール１２、１３の接触時間を長くすることができる。

続いて、図３を用いて、ロール１２、１３の長手方向に平行な断面における態様について説明する。図３は、第１ロール１２の撓みを示す概略断面図である。
図３（ａ）は、ロールプレス前の第１ロール１２の長手方向に平行な断面を示す概略断面図である。図３（ｂ）中上下方向に第１ロール１２が第２ロール１３を押え付け、これらの両ロール１２、１３が樹脂１５をロールプレスする。すると、図３（ｂ）に示すように、第１ロール１２に図中上下から荷重Ｗがかかる。この荷重Ｗにより、弾性ロールである第１ロール１２は、その長手方向に平行な断面において、図中上下方向に撓む。これにより、第１ロール１２は、弾性を有するために長手方向に平行な断面において撓み、両ロール１２、１３の接触長さを長くすることができる。

このように、第１ロール１２に弾性ロールを用いる場合、第１ロール１２がその長手方向に垂直な方向に変形することにより、樹脂１５と金型が形成された第２ロール１３との接触時間や接触長さを長くすることができる。また、弾性ロールである第１ロール１２がゴムの場合には、金型ロールである第２ロール１３に接触させて（押し切りで）押し付けることができる。他方、第１ロール１２の表面が弾性を有する金属等であり、その表面を第２ロール１３に接触させて（押し切りで）使えない場合は、弾性ロールである第１ロール１２の中央を膨らませてクラウンニングロールとする。これにより、第１ロール１２と第２ロール１３とが接触した際、それらの接触時間や接触長さを長くすることができる。

さらに続いて、上記のようなレンチキュラーレンズシートの製造方法で、第１ロール１２に弾性ロールを用いた好適な実施の形態について説明する。
例えば、第１ロール１２が金属弾性ロールの場合、第１ロール１２は、ロール径φ４００ｍｍで、線圧３０ｋｇ／ｃｍにおいて、荷重Ｗの方向に１．８ｍｍ（直径の０．４５％）変形するが、樹脂１５の接触長さ（図２のＬに相当する）は５４．９ｍｍとなる。
これに対し、第１ロール１２が一般の金属ロールの場合、この金属ロールは、ロール径φ４００ｍｍ、肉厚５０ｍｍで、線圧３０ｋｇ／ｃｍにおいて、荷重Ｗの方向に０．０１ｍｍ（直径の０．００２５％）変形する。この変形により、樹脂１５の接触長さは約４．２ｍｍとなる。

また例えば、第１ロール１２が金属弾性ロールの場合、第１ロール１２は、ロール径φ２５０ｍｍで、線圧３０ｋｇ／ｃｍにおいて、荷重Ｗの方向に２８０μｍ（直径の０．１１％）変形し、樹脂１５の接触長さは１６ｍｍとなる。
これに対して、第１ロール１２が通常の金属ロールの場合、この金属ロールは、ロール径φ２５０ｍｍで、線圧３０ｋｇ／ｃｍにおいて、荷重Ｗの方向に１．７μｍ（直径の０．０００７％）変形し、樹脂１５の接触長さは１．２６ｍｍとなる。

第１ロール１２の弾性が線圧３０ｋｇ／ｃｍの時の直径方向の変形量として、直径の０．０１％より小さい場合、ロール１２、１３のロールニップ位置で樹脂圧が高くなり、ロール１２、１３の撓みが発生し、レンチキュラーレンズシート１５１の幅方向厚さ精度を制御できなくなる。さらに、この場合、樹脂１５の吐出挙動や冷却班等の外乱に対して敏感になり、厚さ精度や外観均一性を安定に維持することが困難になる。また、この場合、樹脂１５を金型に十分流入させるために高剛性のロール、及びロールを高圧力で押し付ける特別な構造が必要になり設備が高価になる。

第１ロール１２の弾性が線圧３０ｋｇ／ｃｍの時の直径方向の変形量として、直径の１０％より大きい場合、樹脂１５の樹脂圧に負けて第１ロール１２の変形が大きくなり、厚さ精度・賦形率の制御が困難になる。さらに、この場合、安定して性能を実現する第１ロール１２の作製が困難になるとともに、第１ロール１２の耐久性が低くなる。

上記のような条件で製造装置１０により製造されるレンチキュラーレンズシート１５１は、厚さが３５０μｍ以下で、望ましくは２００μｍ以下、成形パターンピッチが２９０μｍ以下で、望ましくは２００μｍ以下、成形高さが０μｍ以上１００μｍ以下、望ましくは３０μｍ以下、転写率が９０％以上で、望ましくは９５％以上のシートとなる。
また、第１ロール１２の弾性としては、線圧３０ｋｇ／ｃｍの時の直径方向の変形量として、直径の０．０５％以上１．０％以下の範囲内であるのが好ましく、０．１％〜０．５％の範囲内であるのがより好ましい。

以上のように、樹脂１５のダイ１１からの吐出温度を上げ、成形速度を上げて樹脂１５を速くロール１２、１３に到達させ、さらにエアギャップを小さくし、ロールタッチ時における樹脂１５の樹脂温度を高く維持することができる。これにより、樹脂１５の樹脂粘度を下げることができ、ロールプレス時の樹脂圧を低下させることができる。また、樹脂１５に溶融粘度の低い樹脂を用いた場合には、より樹脂粘度を下げることができ、ロール時の樹脂圧をより一層低下させることができる。ロールタッチ時の樹脂の溶融粘度は、４０００Ｐａ・ｓｅｃであることが望ましい。

このように、樹脂１５の樹脂圧が低いため、ロールプレス時に樹脂圧が急激に上昇するのを防ぐことができ、急激な樹脂圧の上昇によりロール１２、１３が互いに反力を受けて撓んだりするのを回避することができる。これにより、両ロール１２、１３が接触する部分の分布を均一にすることができ、樹脂１５の厚さ分布を均一化することができる。

さらに、樹脂１５の樹脂粘度が低いため、ロールプレス時に樹脂１５を滑らかに第２ロール１３の賦形パターンに流入させることが可能となり、成形金型の樹脂１５への転写性・成形精度を向上することができる。

発明の実施の形態２．
第１ロール１２に弾性的な挙動を示す金属弾性ロールを用いる場合、第１ロール１２側にも任意の賦形パターンを形成することで両面凹凸形状を持った光学シートを成形することが可能となる。

また、第２ロール１３に平板金型を粘着材により巻きつけることにより、転写する光学パターンの自由度を高めることができる。それとともに、第２ロール１３の断熱性を高め、高精度な厚さ・転写性等を持った機能性光学シートを成形することができる。

発明の実施の形態３．
発明の実施の形態３においては、図４を用いて、本発明の実施の形態におけるレンズシートの製造方法の全体構成について説明する。図４は、レンズシートの製造装置全体の一構成例を示す模式図である。
図４において、符号１０によってレンチキュラーレンズシートの製造装置が示され、１１はダイ、１１０は押出し機、１２は第１ロール、１３は第２ロール、１４は第３ロール、１４０は第４ロール、１４１、１４２は搬送ロールである。また、後述するように、第１ロール１２として、弾性ロールが用いられる。

レンチキュラーレンズシートの製造装置１０において、主として、次のような押出し成形工程が行われる。具体的には、まず、ダイ１１は、押出し機１１０によって溶融された樹脂１５を吐出して第１ロール１２と第２ロール１３とのエアギャップに送る。この吐出された樹脂１５は、第１ロール１２によって第２ロール１３に押し付けられる。このとき、第２ロール１３は、この樹脂１５にレンチキュラーレンズの光学パターンを転写し、それとともに樹脂１５を冷却する。この光学パターンが形成されたレンチキュラーレンズシート１５１は、アニーリングロールとして機能する第３ロール１４、第４ロール１４０を経た後、搬送ロール対１４１、１４２によって搬送され、押出し成形工程が終了する。

このような押出し成形工程の後、遮光パターンの印刷工程が行われる。図４において、２０１、２０２は紫外線反応性樹脂を塗工するための塗工ロール、２１０は乾燥装置、２２０は紫外線照射装置、２３０はロール、２３１、２３２は紫外線インクを塗工するための塗工ロール、２３３はロール、２４０は紫外線照射装置、２５０は紫外線照射装置、２６０はロールである。

遮光パターンの印刷工程において、まず、レンチキュラーレンズシート１５１の平坦面には、塗工ロール２０１、２０２によって、紫外線反応性樹脂が塗工される。この塗工された紫外線反応性樹脂は、乾燥装置２１０において乾燥された後、紫外線照射装置２２０において紫外線照射される。レンチキュラーレンズシート１５１のレンズ機能により、紫外線反応性樹脂は選択的に硬化する。その後、レンチキュラーレンズシート１５１の紫外線反応性樹脂上に、紫外線感光性インクが塗工されたフィルム１６０が貼合わせられる。このフィルム１６０は、ロール２３０から送られたフィルムに塗工ロール２３１、２３２が紫外線感光性インクを塗工することにより形成される。

レンチキュラーレンズシート１５１は、この貼合せ状態で、紫外線照射装置２４０において、平坦面側から紫外線照射される。これによって、フィルム１６０から粘着性を有する紫外線反応性樹脂の未硬化部分に、紫外線感光性インクが転写される。この転写後、レンチキュラーレンズシート１５１の紫外線反応性樹脂からフィルム１６０が剥離され、剥離されたフィルム１６０はロール２３３によって巻き取られる。フィルム１６０を剥離されたレンチキュラーレンズシート１５１は、紫外線照射装置２５０において紫外線照射され、その紫外線反応性樹脂が完全に硬化される。そして、レンチキュラーレンズシート１５１は、巻取り機のロール２６０によって巻き取られ、遮光パターン印刷工程が終了する。

このように、本発明の実施の形態におけるレンズシートの製造方法は、レンチキュラーレンズシートの製造方法（図４における押し出し成形工程）と、このレンチキュラーレンズシートの反レンズ面に遮光パターンを形成する遮光パターンの製造方法（図４における遮光パターン印刷工程）とを有する。これらの製造工程のうち、押し出し成形工程については、発明の実施の形態１，２において説明したので、以下における発明の実施の形態４において、遮光パターンの製造方法について説明する。

発明の実施の形態４．
発明の実施の形態４においては、図５を用いて、遮光パターンの製造方法について詳細に説明する。ここで、ポリマー層の粘着性の差を利用して遮光パターンを製造する方法について説明する。図５は、遮光パターンの製造方法を示す工程断面図である。
図５（ａ）に示すように、上記のように形成されたレンチキュラーレンズシート１５１の平坦面に、感光層２１を形成する。感光層２１は、例えば紫外線硬化感光樹脂を用いて形成することができる。この感光層２１は、ダイレクト印刷により形成され、グラビアロール等を用いて、レンチキュラーレンズシート１５１の平坦面に、感光樹脂が塗布されて形成される。そして、感光層２１上に、保護層２２が形成される。

図５（ｂ）に示すように、感光層２１は、光源２３により、レンチキュラーレンズシート１５１のレンチキュラーレンズ１５２側から紫外線を照射される。このとき、光源２３から出た光は、マスク２４の開口部２４１を通過したスリット光２５として、レンチキュラーレンズシート１５１に対して入射される。このスリット光２５は、レンチキュラーレンズシート１５１の長手方向（図中、紙面に対して垂直な方向）に延びたストライプ状のスリット光として、レンチキュラーレンズシート１５１に入射される。また、このストライプ状のスリット光２５は、レンチキュラーレンズシート１５１がレンチキュラーレンズ１５２の並設方向に移動しながら、レンチキュラーレンズ１５２側からレンチキュラーレンズシート１５１の平坦面に対して垂直に照射される。

このように光源２３からのスリット光２５が感光層２１に照射されると、未硬化状態の感光層２１は、レンチキュラーレンズ１５２側からの紫外線により露光される。このとき、スリット光２５は、レンチキュラーレンズ１５２のレンズ機能によって集光され、この集光された部分（図中、ハッチング部分）の感光層２１１が硬化して非粘着性を有するようになる。ここで、レンズ機能によって集光されない部分（図中、白色部分）の感光層２１２は、粘着性を有したままである。

また、ストライプ状のスリット光２５が感光層２１に照射されるため、非粘着性を有する感光層２１１は、レンチキュラーレンズシート１５１の長手方向に延びたストライプ状に形成されている。そのため、感光層２１１以外の感光層２１である粘着性を有する感光層２１２は、感光層２１１と同様に、レンチキュラーレンズシート１５１の長手方向に延びたストライプ状に形成される。

図５（ｃ）に示すように、感光層２１上の保護層２２が剥離され、未硬化状態の粘着性を有する感光層２１２が黒色に着色され、外光吸収層２６から構成される遮光パターンが形成される。遮光パターンは、粘着性を有する感光層２１２がレンチキュラーレンズシート１５１の長手方向に延びたストライプ状に形成されているため、感光層２１２と同様にストライプ状に形成される。

感光層２１２への着色方法として、転写シートの転写インキ層（黒色）を感光層２１に重ね合わせ、粘着性を有する感光層２１２のみにインキ層を転写する方法がある。この転写の際、非粘着性の感光層２１１にはインキ層は転写されない。また、遮光パターンの上から感光性フィルムをラミネートし、紫外線照射によりそのラミネートしたフィルムを硬化させ、感光層２１２上のインキ層が剥離しないための保護層としてもよい。
他の着色方法として、カーボンブラックの黒色トナーを平坦面の全面に散布した後、非粘着性の感光層２１１に散布された黒色トナーを除去し、外光吸収層２６を形成する方法もある。

遮光パターンが形成された後、感光層２１の全面に紫外線を照射して、感光層２１を完全に硬化させる（図示せず）。そして、遮光パターン上に、レンチキュラーレンズシート１５１の平坦面側から観測したときに光を拡散させて視野領域を拡げる拡散層２７を形成する。この拡散層は、遮光パターンの保護層としても機能する。また、拡散層２７としては、樹脂に酸化珪素・酸化チタン等の分散材を混合したものがある。さらに、拡散層２７上に、透明樹脂フィルム２８を設け、レンズシート３０が形成される（図６）。

以上のように、レンズシート３０のレンチキュラーレンズシート１５１は、異なる２種類の材料を用いることなく、押し出し成形により形成される。そのため、高価な２Ｐ樹脂を用いないので、レンチキュラーレンズシート１５１の生産コストを低減することができる。また、押し出し成形によりレンチキュラーレンズシート１５１を簡便に形成することができるため、レンチキュラーレンズシート１５１の生産設備が複雑になるのを防ぐことができる。

さらに、レンチキュラーレンズシート１５１が２Ｐ樹脂を使用することなく形成することができるため、環境安定性が良好で反りが生じないレンチキュラーレンズシート１５１を得ることができる。そして、レンチキュラーレンズシート１５１が１種類の材料から構成されるため、色ムラを低減することができ、その透明性を向上させる。また、レンチキュラーレンズシート１５１が１種類の材料から構成されるため、刃つぶれが少なく、良好な賦形性を実現することができる。

またさらに、押し出し成形によりレンチキュラーレンズシート１５１を形成するため、その厚みムラを低減することができる。そのため、厚みムラに影響しやすいダイレクト印刷により、外光吸収層２６を精度良く形成することができ、遮光パターンを正確に形成することができる。また、ダイレクト印刷により外光吸収層２６を形成するため、転写法で用いられる転写フィルムのような基材フィルムを廃棄物として出さないので、その大きな環境負荷を解消することができる。

上述に説明したレンチキュラーレンズシートの製造方法に関する実施例について説明する。まず、実施例１乃至実施例５について説明し、次に、その比較例１及び比較例２について説明する。その後、実施例６及び比較例３を説明する。

まず、図７を用いて、本発明にかかる実施例１乃至実施例５について説明する。図７は、これら実施例の条件を示す表である。

実施例１．
実施例１は、樹脂１５にゴム入りＭＳ樹脂（ＭＦＲ＝１．５）を用いた場合である。
ゴム入りＭＳ樹脂（ＭＦＲ＝１．５）を温度２５０℃で押出し、エアギャップ８０ｍｍ・成形速度１０ｍ／分で、ロール径φ４００ｍｍの賦形ロールとロール径φ２９０ｍｍのゴムロール（線圧３０ｋｇ／ｃｍ時の直径方向の変形量２４０μｍ（直径の０．０８％））とを用いた。これにより、タッチ抜け等の外観欠点のない厚さ精度１８５±４μｍ・賦形率９７％の表面凹凸を転写した均一な光学シートを得た。

実施例２．
実施例２は、樹脂１５にゴム入りＭＳ樹脂（ＭＦＲ＝１．５）を用いた場合である。
ゴム入りＭＳ樹脂（ＭＦＲ＝１．５）を温度２７０℃で押出し、エアギャップ９５ｍｍ・成形速度１０ｍ／分で、ロール径φ２５０ｍｍの賦形ロールとロール径φ２５０ｍｍの金属弾性ロールとを用いた。これにより、タッチ抜け等の外観欠点のない厚さ精度１８８±３μｍ・賦形率９９％の表明凹凸を転写した均一な平板光学シートを得た。

実施例３．
実施例３は、樹脂１５にＰＥＴ樹脂（固有粘度＝０．８５）を用いた場合である。
ＰＥＴ樹脂（固有粘度＝０．８５）を温度２９０℃で押出し、エアギャップ８０ｍｍ・成形速度１０ｍ／分で、第２ロール１３にロール径φ４００ｍｍの賦形ロール、第１ロール１２にロール径φ２９０ｍｍのゴムロールを用いた。これにより、タッチ抜け等の外観欠点のない厚さ精度１７５±５μｍ・賦形率９５％の表面凹凸を転写した均一な光学シートを得た。

実施例４．
実施例４は、樹脂１５にゴム入りＭＳ樹脂（ＭＦＲ＝３．９）を用いた場合である。
ゴム入りＭＳ樹脂（ＭＦＲ＝３．９）を温度２８０℃で押出し、エアギャップ１００ｍｍ・成形速度１６．０ｍ／分で、ロール径φ４００ｍｍの賦形ロールとロール径φ４００ｍｍの金属弾性ロール（線圧３０ｋｇ／ｃｍ時の直径方向の変形量１１０μｍ（直径の０．１１％））とを用いた。これにより、タッチ抜け等の外観欠点のない厚さ精度１８１±２．５μｍ・賦形率９７％の表面凹凸を転写した均一な光学シート（レンズピッチ０．１５ｍｍＰ）を得た。

実施例５．
実施例５は、樹脂１５にゴム入りＭＳ樹脂（ＭＦＲ＝３．９）を用いた場合である。
ゴム入りＭＳ樹脂（ＭＦＲ＝３．９）を温度２８０℃で押出し、エアギャップ８０ｍｍ・成形速度２５．０ｍ／分で、ロール径φ４００ｍｍの賦形ロールとロール径φ４００ｍｍの金属弾性ロール（線圧３０ｋｇ／ｃｍ時の直径方向の変形量１１０μｍ（直径の０．１１％））とを用いた。これにより、タッチ抜け等の外観欠点のない厚さ精度１０５±１．５μｍ・賦形率９７％の表面凹凸を転写した均一な光学シート（レンズピッチ０．０９３ｍｍＰ）を得た。

続いて、図７を用いて、本発明に対する従来技術の比較例１及び比較例２について説明する。図７は、これら比較例の条件を示す表である。
比較例１．
比較例１は、弾性ロールを用いなかった場合である。
ロール１２、１３にロール径φ４００ｍｍの通常金属ロール２本を用いた場合、ゴム入りＭＳ樹脂を温度２５０℃で押出し、エアギャップ１２０ｍｍ・成形速度５．７ｍ／分で、厚さ精度３７８±８μｍ・賦形率８５％程度が限界であり、薄肉で均一な光学シートは成形できなかった。

比較例２．
比較例２は、弾性ロールを用いた場合である。
ロール１２、１３にゴム入りＭＳ樹脂（ＭＦＲ＝１．５）を温度２５０℃で押出し、エアギャップ１０５ｍｍ・成形速度５．８ｍ／分で、ロール径φ２５０ｍｍの賦形ロールにロール径φ２５０ｍｍの金属弾性ロールを用いた。この場合、厚さ精度１８８±９μｍ・賦形率９７％の表面凹凸を転写可能であったが、タッチ抜けに起因する外観欠点不良が発生し均一な光学シートを得ることができなかった。

次に、上述に説明したレンズシートに関する実施例について、実施例６において説明する。また、比較例３は、これに対する比較例である。
実施例６．
メチルメタクリレート−スチレン共重合体をレンチキュラーレンズシート１５１の主原料とし、レンズ形状を設けた金属ロールを用いて、押出し成形によってレンチキュラーレンズシート１５１を作製した。また、ここで用いられるレンチキュラーレンズシート１５１は、実施例１において製造したレンチキュラーレンズシートである。
このレンチキュラーレンズシート１５１の反レンズ部に、グラビアロールを用いて、紫外線感光樹脂を塗布して感光層２１を形成した。その後、レンズ部側からＵＶ照射することにより、非粘着部（露光部、感光部２１１）と粘着部（非露光部、感光部２１２）とを形成した。次いで粘着部に黒色塗料、黒色塗料を塗布した転写フィルムを貼り付けるダイレクト塗布手法により、ＢＳ（Ｂｌａｃｋ Ｓｔｒｉｐｅ）印刷して外光吸収層２６を形成し、レンチキュラーレンズシートＡを作成した。

比較例３．
ウレタンアクリレートを含む紫外線高価樹脂を、メチルメタクリレート−スチレン共重合体製シート（厚さ１００μｍ）の片側に１０〜１５μｍの厚みで塗布し、塗布した面にレンズ形状を設けた成形型を押し当て、成形型と反対の面から紫外線を照射し、レンチキュラーレンズシートを作製した。
レンチキュラーレンズシートの反レンズ部に紫外線感光樹脂を転写法により塗布した感光層へ、レンズ部側からＵＶ照射することにより粘着部（非露光部）と非粘着部（露光部）を形成し、次いで粘着部に転写フィルムを貼り付けＢＳ印刷しレンチキュラーレンズシートＢを作製した。

実施例６と比較例３とを比較するために、各レンチキュラーレンズシートＡ、Ｂについて、１ｍｍの発泡ポリエチレンシートとレンチキュラーレンズシートを交互に各１００枚積み重ね、６０℃×９５％ＲＨ×１００時間の高温高湿試験を行った。
試験後の反りを測定すると、実施例６のレンチキュラーレンズシートＡでは短辺が−６ｍｍ、長辺が＋１ｍｍ変化した一方、比較例３のレンチキュラーレンズシートＢでは短辺が＋２０ｍｍ、長辺が＋２ｍｍ変化した。ＴＶへ実装評価すると、比較例３のレンチキュラーレンズシートＢにたわみが生じ、映像の焦点がぼけ、シャープ感にかける映像となった。これに対して、実施例６のレンチキュラーレンズシートＡでは問題なかった。
試験後の製品をＴＶへ実装評価すると、比較例３のレンチキュラーレンズシートＢでは映像の水平視野角分布に不自然な輝度段差が見える、という問題が生じた。そこで、比較例３のレンチキュラーレンズシートＢの断面形状を観察したところ、レンズの頂部が変形していた。これに対して、実施例６のレンチキュラーレンズシートＡでは問題なかった。

本発明におけるレンチキュラーレンズシートの製造装置を示す概略模式図である。 本発明における弾性ロールの潰れを示す概略断面図である。 本発明における弾性ロールの撓み示す概略断面図である。 本発明におけるレンズシートの製造装置の全体構成を示す概略模式図である。 本発明における遮光パターンの製造方法を示す工程断面図である。 本発明におけるレンズシートを示す断面図である。 本発明における実施例及び比較例の条件を示す表である。 従来のレンズシートを示す断面図である。

符号の説明

１０ 製造装置、１１ ダイ、１２ 第１ロール（タッチロール）、１３ 第２ロール（賦形ロール）、１４ 第３ロール、１５ 樹脂、１５１ レンチキュラーレンズシート
２１ 感光層、２６ 外光吸収層、２７ 拡散層、２８ 透明樹脂フィルム、３０ レンズシート

Claims (5)

1. ダイより吐出された熱可塑性樹脂をタッチロールと賦形ロールとの間で加圧しながら通過させることにより、厚さが３５０μｍ以下、成形パターンピッチが２９０μｍ以下、成形高さが３０μｍ以上１００μｍ以下、転写率が９０％以上である光学シートを製造する方法であって、
   前記熱可塑性樹脂は、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＭＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、またはこれらの共重合体のいずれかであり、
   前記ダイの吐出樹脂温度を２５０℃乃至２９０℃とし、
   成形速度を８〜４０ｍ／分とし、
   前記ダイと、前記タッチロールと賦形ロールのニップ位置との間のエアギャップを１１０ｍｍ以下とし、
   前記タッチロールに線圧３０ｋｇ／ｃｍの時に直径方向の変形量が直径の０．０５％以上１．０％以下である弾性ロールを用いたことを特徴とする光学シートの製造方法。
2. 前記光学シートは、レンチキュラーレンズシートであることを特徴とする請求項１記載の光学シートの製造方法。
3. 背面投射型スクリーンにおいて用いられるレンチキュラーレンズシートを製造する方法であって、
   ダイより吐出された熱可塑性樹脂をタッチロールと賦形ロールとの間で加圧しながら通過させることにより、厚さが３５０μｍ以下、成形パターンピッチが２９０μｍ以下、成形高さが３０μｍ以上１００μｍ以下、転写率が９０％以上であるレンチキュラーレンズシートを形成するステップと、
   当該レンチキュラーレンズシートの平坦面上に、感光層を形成するステップと、
   当該感光層に、前記レンチキュラーレンズシートのレンチキュラーレンズ側から光を照射し、当該レンチキュラーレンズによる集光に基づいて硬化部分と未硬化部分とを形成することにより遮光パターンを形成するステップとを備え、
   前記レンチキュラーレンズシートを形成するステップでは、
   前記熱可塑性樹脂は、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＭＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、またはこれらの共重合体のいずれかであり、
   前記ダイの吐出樹脂温度を２５０℃乃至２９０℃とし、
   成形速度を８〜４０ｍ／分とし、
   前記ダイと、前記タッチロールと賦形ロールのニップ位置との間のエアギャップを１１０ｍｍ以下とし、
   前記タッチロールに線圧３０ｋｇ／ｃｍの時に直径方向の変形量が直径の０．０５％以上１．０％以下である弾性ロールを用いたことを特徴とするレンチキュラーレンズシートの製造方法。
4. 前記遮光パターンの形成ステップは、前記感光層上にインク層を配置し、当該インク層のインクを前記感光層の未硬化部分に転写して遮光パターンを形成することを特徴とする請求項３記載のレンチキュラーレンズシートの製造方法。
5. 前記光は紫外線であり、前記感光層は紫外線硬化型感光樹脂であることを特徴とする請求項３記載のレンチキュラーレンズシートの製造方法。

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