JP5658041B2 - 光学シート - Google Patents

Description

本発明は、液晶ディスプレイ（以下、「ＬＣＤ」という）に使用される光学シートに関する。

光学用ディスプレイ素子として使用されるＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、外部光源の透過率を調節して画像を表示する間接発光方式であって、光源装置としてのバックライトユニットが、ＬＣＤの特性を決定する重要な部品として用いられている。

特に、ＬＣＤパネル製造技術が発展するにつれて、薄くて輝度の高いＬＣＤディスプレイに対する要求が高まり、これによりバックライトユニットの輝度を高めようとする多様な試みが行われてきたが、モニターやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ノートブックなどの用途として使用される液晶ディスプレイは、少ないエネルギー源から明るい光線を発することがその優秀性の尺度であると言える。よって、ＬＣＤの場合は前面輝度が非常に重要である。

ＬＣＤは、構造上、光拡散層を通過した光が全方向に拡散するので、前面が発する光は非常に足りなくなる。よって、少ない消費電力でより高い輝度を発揮しようとする努力が続けられている。また、ディスプレイが大面積化してより多くの使用者が眺めることができるように視野角を広めようとする努力が行われている。

このために、バックライトのパワーを高めると、消費電力が大きくなり、熱による電力損失も大きくなる。よって、携帯用ディスプレイの場合は、バッテリー容量が大きくなり、バッテリー寿命も短縮される。

これにより、輝度増加のために光に方向性を与える方法が提案されたうえ、このために多様なレンズシートが開発された。その代表的なレンズシートは、プリズム配列を持つもので、すなわち、多数の山と谷を直線状に並んで配列した構造である。

ここで、当該プリズム構造は、正面方向の輝度を向上させるために傾斜面を持っている三角アレイ状の構造をしている。よって、プリズム構造の上部が山形状になっており、小さい外部の引っかきによって山の上部が容易に壊れたり磨耗したりしてプリズム構造物が損傷してしまうという問題があった。同一形態のプリズム構造から出射する角がアレイ毎に同一であるので、三角形の角部位に発生する小さい潰れ、または傾斜面に発生する微細なスクラッチなどによっても、損傷部位と正常部位間の、出射される光経路の差異によって輝度が低下し、不良が発生する。したがって、プリズムシートの生産時の微細な不良によっても、位置によっては生産されたプリズムシート全面を使用することができなくなる場合が発生することもある。これは生産性の低下をもたらし、コスト上昇の負担として作用する。実際、バックライトモジュールを組み立てる業者においても、プリズムシートの取扱いのとき、スクラッチによるプリズム構造物の損傷による不良が相当な問題となっている。

また、バックライトユニットへの装着の際に、多数枚のシートおよびフィルムの積層作業が行われるが、輝度を増加させるために、プリズムフィルムを複数枚装着することができる。この際、下方のプリズムフィルムの上部と上方のプリズムフィルムの下部とが接し、これによりプリズム構造物が容易に損傷してしまうという問題点があった。

それだけでなく、輝度向上や隠蔽性、視野角などを考慮して構造物形態の光学シートが適用される趨勢であり、これらの光学シートをバックライトユニットに装着するとき、他のシートおよびフィルムとの積層作業が行われるが、この際、下方のプリズムフィルムの上部と上方のプリズムフィルムの下部とが接し、これにより構造物が容易に損傷してしまうおそれがあった。また、このような光学シートの運搬または工程上において、取扱いの際に注意を傾けなければならない必要があった。

したがって、このような構造物の損傷を防止するために、従来の保護フィルムを積層する場合があった。ところが、ＬＣＤパネルが益々薄くなっているため、フィルムを省略し或いは複合機能を持つシートを使用する趨勢であり、また、保護フィルムを積層する工程の追加により生産コストが増加するうえ、時間的・物理的効率性が減少するという問題がある。

このような製造時の取扱いによるプリズム構造物の損傷以外にも、ノートブックやＰＤＡなどの携帯用ディスプレイの使用増加に伴って、ディスプレイを鞄などに入れて移動する場合が急速に増加している。この際、移動中に走ったり車両が急停車したりすることなどによってディスプレイに衝撃が加えられる場合、保護フィルムがあっても、ディスプレイ内に装着されたプリズム構造物が損傷して画面に影響を及ぼす深刻な問題が発生している。

一方、このような問題を解決するために弾性の良い素材を用いて光学シートを製造すると、樹脂の粘着性の性質によりシート間の密着が生じ、傷またはムラを生ずるおそれがある。

本発明の一態様では、スリップ性を与えて損傷を防止することにより取扱いが容易な光学シートを提供することを目的とする。

また、本発明の一態様では、構造物の損傷を防止することにより取扱いが容易な光学シートを提供することを目的とする。

また、本発明の一態様では、作業性および信頼性に優れて不良率および生産コストを減少させるうえ、生産効率を高めることが可能な光学シートを提供することを目的とする。

また、本発明の一態様では、保護フィルムを必要としない光学シートを提供することを目的とする。

また、本発明の一態様では、ディスプレイに適用されたとき、外部衝撃に影響されないように構造層の損傷を防止することができる、弾性のある光学シートを提供することを目的とする。

また、本発明の一態様では、構造層の損傷を防止しながら、粘着性ではないため作業性および信頼性に優れて不良率を減少させることができる、弾性のある光学シートを提供することを目的とする。

また、本発明の一態様では、光経路の差異による輝度低下を防止してプリズム構造物の機能を維持することができる、弾性のある光学シートを提供することを目的とする。

また、本発明の一態様では、保護フィルムを必要としない、弾性のある光学シートを提供することを目的とする。

また、本発明の一態様では、不良率および生産コストを減少させるうえ、生産効率を高めることができる、弾性のある光学シートを提供する。

本発明の一態様では、分子鎖にスリップ性の元素を含有する樹脂硬化層を含む光学シートを提供する。

本発明の一態様では、表面が構造化され、分子鎖にスリップ性の元素を含有する樹脂硬化層を含む光学シートを提供する。

好適な一態様では、光学シートは、構造化された表面の上面から平面圧子を用いて０．２０３１ｍＮ／秒の加圧速度で最大圧縮力が１ｇ_ｆとなるまで加圧し、最大圧縮力に到達したときに５秒間止まって圧縮を行った後、圧縮力を解除した場合、下記数式１で表される弾性回復率が８５％以上であってもよい。

式中、Ｄ_１は外部圧力が加えられて圧入された深さを意味し、Ｄ_２は外部圧力が加えられていない状態の光学シートの高さと、外部圧力が除去されて回復したときの光学シートの高さとの差を意味する。

具体的な一態様に係る光学シートは、基材層と、当該基材層上に形成され、表面が構造化された構造層とを含み、当該構造層は分子鎖にスリップ性の元素を含有する樹脂硬化層であってもよい。

本発明の一態様に係る光学シートは、基材層と、当該基材層上に形成され、表面が構造化された構造層と、当該構造層上に形成され、分子鎖にスリップ性の元素を含有する樹脂硬化層とを含んでいてもよい。この際、構造層が形成されていない他の一面に、分子鎖にスリップ性の元素を含有する樹脂硬化層をさらに含んでいてもよい。また、この際、構造層は分子鎖にスリップ性の元素を含有する樹脂硬化層であってもよい。

上述した具体例において、スリップ性の元素はＦまたはＳｉであってもよい。

当該具体例において、樹脂硬化層はＦまたはＳｉを含む硬化性樹脂から形成されたものであってもよい。この際、硬化性樹脂は、有機珪素化合物またはフッ素系アクリレートの中から選ばれたいずれか一つ以上を含んでいてもよい。

当該具体例において、構造層は、縦断面が多角形、流線型のピークを有する多角形、半円形または半楕円形をしている多面体形状、縦断面が多角形、流線型のピークを有する多角形、半円形または半楕円形をしている柱形状、および縦断面が多角形、流線型のピークを有する多角形、半円形または半楕円形をしている曲線柱形状の中から選ばれた一つ以上のパターンが多数形成されたものであってもよい。

好適な一態様に係る光学シートは、弾性回復率が９０％以上であってもよい。

好適な一態様に係る光学シートは、Ｄ_１が下記数式２、好ましくは下記数式３、最も好ましくは下記数式４を満足するものであってもよい。

式中、Ｄは外部圧力が加えられていない状態の光学シートの高さを意味する。

本発明の一態様に係る光学シートは、スリップ性を有することにより損傷を防止して取扱いが容易であり、作業性および信頼性に優れて不良率および生産コストを減少させるうえ、生産効率を高めることができ、これにより別途の保護フィルムを必要としない。

本発明の他の一態様に係る光学シートは、ディスプレイに適用されたときに外部から衝撃が加えられても、構造層の損傷を防止することができる。したがって、ノートブックやＰＤＡなどの携帯用ディスプレイの場合にも、鞄に入れて走ったり車両移動によって急停車したりするなどの外部衝撃にも容易に損傷しない効果があり、構造層の損傷を防止して取扱いが容易であり、粘着性ではないため作業性および信頼性に優れて不良率を減少させることができ、損傷による輝度低下を防止することができる。よって、光学シートの機能を維持することができ、保護フィルムを必要としないため製造工程が簡便であり、生産コストの節減および生産効率の増大を図ることができ、製造工程の際にフィルム積層または外部衝撃にも容易に損傷しないので不良発生率が減少し、生産コストの節減および生産効率の増大を図ることができる。

本発明の好適な一実施例に係る光学シートの断面図である。 本発明の好適な他の実施例に係る光学シートの断面図である。 本発明の好適な別の実施例に係る光学シートの断面図である。 光学シートの弾性回復率を試験する模式図である。 弾性回復率の高い高分子材料に適用される力とＤ_１およびＤ_２との関係を示すグラフである。 弾性回復率の低い高分子材料に適用される力とＤ_１およびＤ_２との関係を示すグラフである。 本発明の光学シートにスクラッチ用プローブ（ｐｒｏｂｅ、探針）を用いてスクラッチを与える様子を示す模式図である。 従来の光学シートにスクラッチ用プローブ（ｐｒｏｂｅ、探針）を用いてスクラッチを与える様子を示す模式図である。 シート間密着テストの後に密着性が発生するか否かを示す模式図である。

以下、本発明をより詳細に説明する。

本発明の一態様では、分子鎖にスリップ性の元素を含有する樹脂硬化層を含む光学シートを提供する。

本発明の光学シートは、特に限定されないが、表面が構造化されたものであってもよい。その具体的な一例として、基材層、および基材層の一面または両面に形成される構造層を含み、当該構造層は表面の構造化された樹脂硬化層であって、複数の立体構造物を含むものであってもよい。また、構造層を含む光学シートは一体に押出形成されたものであってもよい。

本発明の光学シートは、このような構造層上に、分子鎖にスリップ性の元素を含有する樹脂硬化層を別途備えたものであってもよく、構造層形成用組成物にスリップ性の元素を含有する硬化性樹脂を含んだものであってもよい。また、構造層を形成していない基材層上に、分子鎖にスリップ性の元素を含有する樹脂硬化層をさらに備えたものであってもよい。

このように本発明の光学シートは、分子鎖中にスリップ性の元素を含ませることにより、単に構造層形成用組成物にスリップ性の無機物を添加し或いは表面にコートすることより均一且つ持続的なスリップ性を提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明をさらに具体的に説明する。

図１は本発明の好適な一実施例に係る光学シートの断面図であって、基材層１０の一面に、分子鎖にスリップ性の元素を含有する樹脂硬化層としての構造層２０を含む光学シートの一例を示すものである。

図２は本発明の好適な他の実施例に係る光学シートの断面図であって、基材層１０上に形成された構造層２０上に、分子鎖にスリップ性の元素を含有する樹脂硬化層３０を備える光学シートの一例を示すものである。

図３は本発明の好適な別の実施例に係る光学シートの断面図であって、図２の光学シートにおいて基材層１０の構造層２０が形成されていない面に、分子鎖にスリップ性の元素を含有する樹脂硬化層３０をさらに形成した光学シートの一例を示すものである。

これらの図面において、便宜上、同一の構成部分に対しては同一の符号を使用したが、これは組成および形態も同一であることを意味するものではない。

本発明の光学シートが構造層２０上に、分子鎖にスリップ性の元素を含有する樹脂硬化層３０を別途備えたものであれば（図２および図３）、硬化性樹脂および光開始剤を含む組成物を構造層２０上にコートして形成することができる。この際、当該樹脂硬化層３０に含まれる硬化性樹脂は、シリコンアクリレート、シロキサン系樹脂を含む有機珪素化合物、およびフッ素系アクリレートの中から選ばれた一つ以上であってもよい。光開始剤は、公知のものであれば特に限定されずに使用することができ、例えば、ＢＡＰＯ系或いはＭＡＰＯ系などが使用可能である。この際、当該組成物を構造層２０上にコートして樹脂硬化層３０を形成させることができ、スリップ性を与える組成物を別途に構造層にコートする場合、均一に全面コートできるようにスプレーコーティングなどのコーティング方法を使用することができる。よって、厚さは１μｍ未満と非常に薄いことが可能であり、樹脂硬化層３０の厚さが薄いとしても、目的のスリップ性を与えるのには問題とならない。これにより硬化性樹脂が硬化し、スリップ性を有するＳｉまたはＦ元素が分子鎖に存在する樹脂硬化層３０が形成される。

この際、当該構造層２０は、従来の公知の方法で形成されたもので、硬化性のバインダー樹脂と光開始剤を含む組成物を基材層に塗布した後、モールドで構造物を形成して硬化させることにより、構造層２０を形成することができる。

この際、当該構造層２０の立体構造のピッチは、特に限定されないが、２５μｍ〜５００μｍであることが好ましい。構造層２０を構成する立体構造の高さは、特に限定されないが、１２μｍ〜３００μｍであることが好ましい。これは光の屈折を考慮して光損失を最小化し且つ効率的な集光を実現するためである。

このような構造層２０を構成する立体構造の形状は、ピーク点を通過する垂直方向の中心線を基準として対称になる構造であることが好ましいが、これに限定されない。

このような樹脂硬化層３０、４０は、図３に示すように、構造層２０上に形成できるうえ、構造層２０の形成されていない基材層１０上にもさらに形成されてスリップ性を提供することにより、光学シート積層などの取扱いの際に基材層の損傷が防止できる。

このように本発明の光学シートは、樹脂硬化層３０、４０が別途形成されることも可能であるが、構造層形成用組成物にスリップ性の元素を含有する硬化性樹脂を含むことも可能である。

この場合、構造層２０を形成するバインダー樹脂、スリップ性を提供する硬化性樹脂、および光開始剤を含む組成物を基材層１０上にコートすることにより、公知の方法で、複数の構造物を含む構造層２０を形成することができる。当該バインダー樹脂は、従来のプリズム形成用組成物として公知になった樹脂であれば制限なく使用可能であるが、例えば、不飽和脂肪酸エステル、芳香族ビニル化合物、不飽和脂肪酸とその誘導体、不飽和二塩基酸（ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ｄｉｂａｓｉｃ ａｃｉｄ）とその誘導体、メタクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物などの材料を使用することができる。これらの中でも、透明度などの光特性が高くなければならないため、不飽和脂肪酸エステル樹脂を使用することが特に好ましい。

スリップ性の元素を含有する硬化性樹脂の含量は、特に限定されるのではないが、輝度低下を防止するためにはバインダー樹脂１００重量部に対して０．０１〜５．０重量部を含むことが好ましい。

これにより、構造層２０自体のバインダー樹脂および硬化性樹脂が硬化することにより、スリップ性を有するＳｉまたはＦ元素が分子鎖に存在する構造層２０を形成できる。

このような本発明の光学シートは、構造層２０の内部または外部にスリップ性の元素を含むことにより、バックライトユニットへの適用の際に作業性または信頼性の低下による不良率の増加を防止することができる。

本発明の光学シートは、表面が構造化された樹脂硬化層であって、複数の立体構造物を持つ構造層２０を含み、構造層２０は、縦断面が多角形、流線型のピークを有する多角形、半円形または半楕円形をしている多面体形状、縦断面が多角形、流線型のピークを有する多角形、半円形または半楕円形をしている柱形状、或いは縦断面が多角形、流線型のピークを有する多角形、半円形または半楕円形をしている曲線柱形状であってもよい。また、これらの形状の中から選ばれた一つ以上のパターンが多数混合された形状であってもよい。

また、平面視において少なくとも一つの同心円形状に配列された構造を持つとともに、同心円に沿って山と谷が形成された構造を持つ場合も含む。

構造層２０の縦断面が多角形の場合、ピーク部分の角度によって輝度と広視野角の特性変化が激しいので、集光による輝度と広視野角を考慮してピーク部分の角度が８０〜１００°であることが有利であり、８５〜９５°であることがさらに有利である。

または、構造層２０の縦断面が多角形の場合、ピーク部分がラウンド処理されてピークが流線型のものであってもよいが、この場合、構造層２０の縦断面において流線型部分の最も長い幅は０．５〜１０μｍであってもよい。

一方、複数の立体構造物の中でも、縦断面が多角形の構造物を含む場合、光学シートにおいて上部が山形状に尖った形態なので、外部衝撃にも容易に損傷しうる。このような点から、好ましい一態様に係る光学シートは構造層の構造化された表面の上面から平面圧子を用いて０．２０３１ｍＮ／秒の加圧速度で最大圧縮力が１ｇ_ｆまたは２ｇ_ｆとなるまで加圧し、最大圧縮力に到達したときに５秒間止まって圧縮を行った後、圧縮力を解除した場合、下記数式５で表される弾性回復率が８５％以上であることが好ましく、さらに好ましくは下記数式５で表される弾性回復率が９０％以上である。

式中、Ｄ_１は外部圧力が加えられて圧入された深さを意味し、Ｄ_２は外部圧力が加えられていない状態の光学シートの高さと、外部圧力が除去されて回復したときの光学シートの高さとの差を意味する。

本発明の一態様に係る弾性を有する光学シートにおいて、前述したように加圧してから加圧力を除去したとき、数式５で表される弾性回復率が８５％以上の場合、外部から衝撃が加えられても衝撃に柔軟に対処することが可能な程度の弾性力を持つため、構造層の損傷を防止することができる。

これに対し、当該光学シートを前述のように加圧してから加圧力を除去したとき、数式５で表される弾性回復率が８５％未満の場合には、他のフィルムと接するとき或いは荷重を受けるときに、構造層の上部が押圧されたままに維持されるため、光学シートとして機能することができないおそれがある。

本発明の一態様に係る弾性を有する光学シートは、外部圧力が加えられて圧入された深さを意味するＤ_１が、好ましくは下記数式６を満足し、さらに好ましくは下記数式７を満足し、よりさらに好ましくは下記数式８を満足する。

当該数式６〜数式８において、Ｄは外部圧力が加えられていない状態の光学シートの高さを意味する。

すなわち、本発明の一態様に係る弾性を有する光学シートは、外部圧力が加えられて圧入された深さが、外部圧力が加えられていない状態の光学シートの高さに対して１／２５以上となるように柔軟性を持つことが、他のフィルムと接し或いは荷重を受ける場合に構造層の上部が正常な形態を保つことにおいてさらに有利でありうる。

結果として、本発明の一態様に係る弾性を有する光学シートは、大きい荷重を受けると、立体的な構造を持つ構造層が容易に圧入されるが、圧縮状態が解除されると、最大限元の状態に近く回復するので、外部の衝撃にも構造層が損傷しない。

このような弾性回復率を満足する光学シートを提供することができるための手段としては、多様な方法を挙げることができるが、その一つとしては、光学シートの構造層を形成する組成において、ゴムの性質に比べてエラストマーの性質を多く示しながらも光学的特性を阻害しない材料を使用する方法を挙げることができる。

このような側面でウレタンアクリレート、スチレン単量体、ブタジエン単量体、イソプレン単量体、シリコンアクリレートなどを構造層形成用材料として考慮することができるが、当該弾性回復率特性値を満足する場合であれば、構造層用組成物に含まれる硬化性物質としての硬化型単量体またはオリゴマーはこれに限定されない。

また、上述した硬化性物質は、粘着性があってバックライトユニットに適用するとき、各種シート間の密着性により作業性および信頼性が低下して不良率が増加しうる。このような点は、上述したように分子鎖中にスリップ性の元素を持つ樹脂硬化層を形成することにより、単に構造層形成用組成物にスリップ性の無機物を添加し或いは表面にコートすることに比べて、均一且つ持続的なスリップ性を提供することができる。

本発明の一態様に係る弾性を有する光学シートは、構造層上に、分子鎖にスリップ性の元素を含有する樹脂硬化層を別途備えていてもよく、構造層組成自体にスリップ性を与える硬化性樹脂を混合してＳｉまたはＦ元素が分子鎖に存在するものであってもよい。

一方、本発明の一態様に係る弾性を有する光学シートの構造層形成用組成の具体的な一例としては、ウレタンアクリレート、スチレン単量体、ブタジエン単量体、イソプレン単量体、シリコンアクリレートなどの硬化型単量体またはオリゴマーのバインダー樹脂と、スリップ性を提供する硬化性樹脂としてのシリコンアクリレートとシロキサン系樹脂を含む有機珪素化合物およびフッ素系アクリレートの中から選択された一つ以上とを混合して形成された樹脂硬化層であってもよい。この際、スリップ性の元素を含有する硬化性樹脂の含量は特に限定されないが、上述したようにバインダー樹脂１００重量部に対して０．０１〜５．０重量部含むことが好ましい。これにより、構造層自体のバインダー樹脂および硬化性樹脂が硬化することにより、スリップ性を有するＳｉまたはＦ元素が分子鎖に存在する構造層が形成できる。

このような樹脂硬化層は、上述したように構造層が形成されていない基材層上にもさらに形成されてスリップ性を提供することにより、光学シートの積層などの取扱いの際に基材層の損傷を防止できる。

本発明の一態様に係る弾性を有する光学シートについて、添付図面を参照して具体的に説明する。

図４は光学シートの弾性回復率を試験する模式図である。

平面圧子１１を用いて光学シートの構造層２０上に力を加えると、（Ｂ）のように構造層２０の上面が圧縮される。この際、圧入された深さがＤ_１である。本発明の光学シートは、当該Ｄ_１が、外部圧力が加えられていない状態の光学シートの高さＤに対して１／２５以上、好ましくは１／１９以上、さらに詳しくは１／１４以上となることが好ましい。すなわち、本発明の光学シートは外部衝撃に対して損傷なしで多く圧入されるように柔軟性を持つ。

その後、さらに平面圧子１１を除去すると、（Ｃ）のように構造層２０の上面が損傷なしで最大限元の状態に回復する。この際、回復した光学シートの高さと外部圧力が加えられていない状態の光学シートの高さＤとの差がＤ_２である。

したがって、外部圧力が加えられて圧入された深さと、圧縮されてから回復した構造物の高さとの差（Ｄ_１−Ｄ_２）が大きいほど、弾性力に優れる。本発明の光学シートは、当該数式５で表される弾性回復率が８５％以上、好ましくは９０％以上を満足し、Ｄ_１と（Ｄ_１−Ｄ_２）が大きくて弾性力に優れたもので、外部衝撃に対して多く圧入されながらさらに最大限元の状態に回復する。

図５は弾性回復率に優れた高分子材料に適用される力とＤ_１およびＤ_２との関係を示すグラフであり、図６は弾性回復率の低い高分子材料に適用される力とＤ_１およびＤ_２との関係を示すグラフである。弾性回復率の高い材料であるほどＤ_２の値が０に近くなり、理想的な弾性を有する材料の場合、Ｄ_２＝０となって弾性回復率は１００％になる。反対に、弾性の低い材料であるほどＤ_２の値がＤ_１に近接して（Ｄ_１−Ｄ_２）が０に近接することになる。

本発明の光学シートは図５のグラフに近接するものであり、本発明の高分子材料は図５のグラフの曲線形態に限定されない。

図７は本発明の一態様に係る弾性を持つ光学シート６０にスクラッチ用プローブ（ｐｒｏｂｅ、探針）１５を用いてスクラッチを与える様子を示す模式図である。図８は従来の光学シート５０にスクラッチ用プローブ（ｐｒｏｂｅ、探針）１５を用いてスクラッチを与える様子を示す模式図である。

従来の光学シート５０はスクラッチ用プローブ１５によって構造層５５の上部が変形し或いは壊れて多く損傷したことが分かり、これとは異なり、本発明の光学シート６０はスクラッチを与えても構造層６５の上部に損傷が発生しないことが分かる。

上述した多様な具体例に係る光学シートにおいて、基材層は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリイミド、およびポリアミドよりなる群から選ばれるいずれか一つ以上の物質で形成され、光拡散粒子をさらに含んで凸凹に形成された構造を形成することもできる。当該基材層の厚さは機械的強度、熱安定性および柔軟性において有利であるようにし、透過光の損失を防止するためには１０〜１０００μｍ、好ましくは１５〜４００μｍであることがよい。

以上、基材層と構造層を別にする光学シートについて説明したが、本発明は、基材層と構造層の区分なしで１種の樹脂から押し出された光学シートの一面または両面に当該樹脂硬化層を形成することもできる。

本発明の説明において、添付図面を参照して、特定の形状と構造を持つ光学シートを中心に説明したが、本発明は当業者によって多様な変形および変更が可能であり、このような変形および変更は本発明の保護範囲に属するものと解釈されるべきである。

以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されない。

（実施例１）
全体組成１００重量部に対して、
９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン５０重量部、フェノキシエチルアクリレート３２重量部、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート１０重量部、１，６−ヘキサジオールジアクリレート２重量部、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド２．５重量部、２（２’−ヒドロキシ−５−ｔ−オクトキシベンゾトリアゾール２重量部、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバシン酸塩１重量部、およびシリコンアクリレート０．５重量部を添加した後、約１時間４０℃で加熱して完全に溶解することにより、組成物を完成させた。その後、基材層としてのポリエチレンテレフタレート（ＫＯＬＯＮ社、１８８μｍ）の一面に塗布して３５℃のプリズム状ローラーのフレーム上に置き、紫外線照射装置（Ｆｕｓｉｏｎ社、６００ワット／ｉｎｃｈ^２（約９３ワット／ｃｍ^２））にｔｙｐｅ−Ｄ ｂｕｌｂを取り付けて基材層の方向から９００ｍＪ／ｃｍ^２を照射することにより、プリズム頂角が９０°、ピッチが５０μｍ、高さが２７μｍの線形三角プリズムを形成させて光学シートを製造した。

（実施例２）
実施例１において９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン５０．４９５重量部、シリコンアクリレート０．００５重量部を添加した組成物から光学シートを製造した。

（実施例３）
実施例１において９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン４５重量部、およびシリコンアクリレート５．５重量部を添加した組成物から光学シートを製造した。

（実施例４）
実施例１において半円形の縦断面、５０μｍのピッチおよび２７μｍの高さを有するレンチキュラーレンズを形成させて光学シートを製造した。

（実施例５）
実施例１において流線型のピーク部分を有し且つ５０μｍのピッチ（プリズムの縦断面において流線型部分の最も長い幅は３μｍ）および２７μｍの高さを有する線形プリズムを形成させて光学シートを製造した。

（実施例６）
実施例１において五角形の縦断面、９５°の頂角、５０μｍのピッチおよび２７μｍの高さを有する線形プリズムを形成させて光学シートを製造した。

（実施例７）
実施例１において半円形の縦断面、５０μｍのピッチおよび２７μｍの高さを有する曲線型プリズムを形成させて光学シートを製造した。

（実施例８）
実施例１において半球形の縦断面、６０μｍのピッチおよび３０μｍの高さを有するドット型光学シートを製造した。

（実施例９）
実施例１においてシリコンアクリレートを除いて、
９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレンを５０．５重量部含む組成物から光学シートを製造した後、スプレー方式でシリコンアクリレートおよび光開始剤としてのジフェニル（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−ホスフィンオキシドを含む硬化性組成物（シリコンアクリレート含量が１００重量部のとき、光開始剤の含量は１．５重量部）を光学シートの全面に塗布した後、紫外線照射装置（Ｆｕｓｉｏｎ社、６００ワット／ｉｎｃｈ^２（約９３ワット／ｃｍ^２））にｔｙｐｅ−Ｄ ｂｕｌｂを装着して構造層の方向から３００ｍＪ／ｃｍ^２を照射することにより製造した。

（実施例１０）
実施例１においてシリコンアクリレートを除いて、
９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレンを５０．５重量部にして光学シートを製造した後、スプレー方式でシリコンアクリレートおよび光開始剤としてのジフェニル（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−ホスフィンオキシドを含む硬化性組成物（シリコンアクリレートの含量が１００重量部のとき、光開始剤の含量は１．５重量部）を光学シートの全面および基材層に塗布した後、紫外線照射装置（Ｆｕｓｉｏｎ社、６００ワット／ｉｎｃｈ^２（約９３ワット／ｃｍ^２））にｔｙｐｅ−Ｄ ｂｕｌｂを装着して基材層の方向から９００ｍＪ／ｃｍ^２を照射することにより製造した。

（比較例１）
シリコンアクリレートを使用していない組成物を用いた以外は実施例１と同一の方法で光学シートを製造した。

（比較例２）
シリコンアクリレートを使用していない組成物を用いた以外は実施例４と同一の方法で光学シートを製造した。

（比較例３）
シリコンアクリレートを使用していない組成物を用いた以外は実施例５と同一の方法で光学シートを製造した。

（比較例４）
シリコンアクリレートを使用していない組成物を用いた以外は実施例８と同一の方法で光学シートを製造した。

各実施例および比較例において、耐スクラッチ性、摩擦力および輝度を次のとおり測定した。

（１）耐スクラッチ性
実施例および比較例の光学シートにＩＭＯＴＯ社のＢｉｇ Ｈｅａｒｔテスト装置による基本重量を用いて最小限の圧力を加えたとき、構造層のスクラッチ発生の有無を測定した。その測定結果は下記表１のとおりである。損傷の度合いは肉眼で判断した。その基準は次のとおりである。
耐スクラッチ性に劣る×＜△＜○＜◎耐スクラッチ性に優れる

（２）摩擦力
実施例および比較例の光学シートに対してＴｏｙｏｓｅｉｋｉ社の摩擦力テスト装置によって標準重量２００ｇのＳＬＥＤを用いて摩擦力を測定した。その測定結果は下記表１のとおりである。

（３）輝度
実施例および比較例の光学シートを１７インチの液晶ディスプレイ用バックライトユニットに装着し、ＴＯＰＣＯＮ社のＢＭ−７輝度計を用いて、指定された１３ｐｏｉｎｔ輝度を測定して平均した値で輝度を表した。その結果は下記表１のとおりである。

表１に示すように、本発明の実施例に係る光学シートは、構造層の耐スクラッチ性に非常に優れることが分かる。構造層の形状差異による輝度変化および摩擦力変化以外に、スリップ性を与えるシリコンアクリレートの含量が低いほど耐スクラッチ性が低下し、シリコンアクリレートの含量が増加するほど輝度が低下する現象が現れることが分かる。

これにより、本発明の光学シートは、外部衝撃の際に構造物の損傷なしで輝度低下を起さないスリップ性を与える硬化性樹脂を含むことにより、外部衝撃の摩擦力を低めて外部衝撃に柔軟に対処することができ、容易に損傷しないことが分かる。

＜ウレタンアクリレートオリゴマーの合成例＞
（合成例１）
油浴、温度計、還流冷却器および滴加漏斗が付いた１０００ｍＬの４口フラスコにエーテル系のポリオール（ＰＰＧ、ＢＡＳＦ社のＬｕｐｒａｎｏｌ １１００）０．１９５モル、１，６−ヘキサンジオール０．２４３モル、および反応触媒としてのジブチル錫ジラウレート０．０３ｇを投入し、約７０〜８０℃で３０分間攪拌して混合させた後、ジフェニルメタンジイソシアネート０．７３０モルを約１時間間隔で２〜３段階に分けて添加し、計５時間反応を行うことにより、末端がイソシアネートからなるウレタンプリポリマーを製造した。この際、末端がイソシアネートからなるプリポリマーのＲ（Ｎ＝Ｃ＝Ｏ／ＯＨ、イソシアネートとヒドロキシ基との比率）値は約１．６６であり、ウレタンプリポリマーのＨＳ（Ｈａｒｄ Ｓｅｇｍｅｎｔ）／ＳＳ（Ｓｏｆｔ Ｓｅｇｍｅｎｔ）の比は１／１．０１５程度である。

その後、ビニル基の熱重合を防ぐために、反応器の温度を約５０℃に降温した後、ここにヒドロキシエチルアクリレート０．６５７モルを添加し、イソシアネート基が完全に消耗するまで４〜６時間攪拌した。ＦＴ−ＩＲスペクトルを用いて２２７０ｃｍ^−１付近のＮ＝Ｃ＝Ｏの特性ピークから残余イソシアネート基のないことを確認して反応を終結し、ウレタンアクリレートオリゴマーを得た。

（合成例２）
ＨＳ／ＳＳの比が１／１．５１程度となるようにポリオール、鎖延長剤およびジフェニルメタンジイソシアネートの比率を調節して得られたウレタンプリポリマーを使用した以外は、合成例１と同一の方法でウレタンアクリレートオリゴマーを製造した。

（合成例３）
ＨＳ／ＳＳの比が１／２．６５程度となるようにポリオール、鎖延長剤およびジフェニルメタンジイソシアネートの比率を調節して得られたウレタンプリポリマーを使用した以外は、合成例１と同一の方法でウレタンアクリレートオリゴマーを製造した。

（合成例４）
ＨＳ／ＳＳの比が１／３．９程度となるようにポリオール、鎖延長剤およびジフェニルメタンジイソシアネートの比率を調節して得られたウレタンプリポリマーを使用した以外は、合成例１と同一の方法でウレタンアクリレートオリゴマーを製造した。

（実施例１１）
全体組成１００重量部に対して、合成例１で製造して得たウレタンアクリレート７５重量部、フェノキシエチルメタクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ、ＳＲ３４０）９重量部、フェノキシエチルアクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ、ＳＲ３３９）１０重量部、光開始剤としての２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド１．５重量部、光開始剤としてのメチルベンゾイルホルメート１．５重量部、添加剤としてのビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバシン酸塩２．５重量部、およびシリコンアクリレート０．５重量部を混合して６０℃で１時間混合して組成物を製造した。その後、基材層としてのポリエチレンテレフタレート（ＫＯＬＯＮ社、１８８）の一面に塗布して３５℃のプリズム状ローラーのフレーム上に置き、紫外線照射装置（Ｆｕｓｉｏｎ社、６００ワット／ｉｎｃｈ^２（約９３ワット／ｃｍ^２））にｔｙｐｅ−Ｄ ｂｕｌｂを装着して基材層の方向から９００ｍＪ／ｃｍ^２を照射することにより、９０°のプリズム頂角、５０μｍのピッチおよび２７μｍの高さを有する線形三角プリズムを形成させて光学シートを製造した（Ｄ＝２１５μｍ）。

（実施例１２）
実施例１１において半円形の縦断面、５０μｍのピッチおよび２７μｍの高さを有するレンチキュラーレンズを形成させて光学シートを製造した。

（実施例１３）
実施例１１において流線型のピーク部分を有し且つ５０μｍのピッチ（プリズムの縦断面における流線型部分の最も長い幅は３μｍ）および２７μｍの高さを有する線形プリズムを形成させて光学シートを製造した。

（実施例１４）
実施例１１において五角形の縦断面、９５°の頂角、５０μｍのピッチおよび２７μｍの高さを有する線形プリズムを形成させて光学シートを製造した。

（実施例１５）
実施例１１において半円形の縦断面、５０μｍのピッチおよび２７μｍの高さを有する曲線型プリズムを形成させて光学シートを製造した。

（実施例１６）
合成例２で得たウレタンアクリレートを使用した以外は、実施例１１と同一の方法で光学シートを製造した。

（実施例１７）
合成例３で得たウレタンアクリレートを使用した以外は、実施例１１と同一の方法で光学シートを製造した。

（実施例１８）
合成例４で得たウレタンアクリレートを使用した以外は、実施例１１と同一の方法で光学シートを製造した。

（実施例１９）
合成例１で得たウレタンアクリレートを使用し、基材層としてポリエチレンテレフタレート（ＫＯＬＯＮ社、厚さ１２５μｍ）を使用した以外は、実施例１１と同一の方法で光学シートを製造した（Ｄ＝１５２μｍ）。

（実施例２０）
合成例１で得たウレタンアクリレートを使用し、基材層としてポリエチレンテレフタレート（ＫＯＬＯＮ社、厚さ２５０μｍ）を使用した以外は、実施例１１と同一の方法で光学シートを製造した（Ｄ＝２７７μｍ）。

（比較例５）
光学シートとして３Ｍ社のＢＥＦプリズムフィルムを使用した。

（比較例６）
光学シートとしてＤＯＯＳＡＮ社のＢｒｔｉｅ−２００プリズムフィルムを使用した。

（比較例７）
光学シートとしてＬＧ社のＬＥＳ−Ｔ２プリズムフィルムを使用した。

（比較例８）
シリコンアクリレートを使用していない組成を用いた以外は、実施例１１と同一の方法で光学シートを製造した。

実施例１１〜２０および比較例５〜８で光学シートのＤ_１、弾性回復率および耐スクラッチ性を次のとおり測定した。

（１）Ｄ_１および弾性回復率
実施例および比較例で製造された光学シートに対して日本Ｓｈｉｍａｄｚｕ社の微小圧縮硬度計（Ｓｈｉｍａｄｚｕ ＤＵＨ−Ｗ２０１Ｓ）を用いて「Ｌｏａｄ−Ｕｎｌｏａｄ ｔｅｓｔ」項目を用いてＤ_１および弾性回復率を測定した。直径５０の平面圧子の中央部分に光学シート構造層における山形状の尖った部分がくるように位置させた後、次の条件でＤ_１および弾性回復率を５回繰返し測定し、平均値を求めて下記表２に示した。

［測定条件１］
ａ．加えられる最大圧縮力：１ｇ_ｆ（＝９．８０７ｍＮ）
ｂ．時間当たり加えられる圧縮力：０．２０３１ｍＮ／秒
ｃ．最大圧縮力における停止時間：５秒

（２）耐スクラッチ性
実施例および比較例の光学シートをＩＭＯＴＯ社のＢｉｇ Ｈｅａｒｔテスト装置による基本重量を用いて最小限の圧力を加えたとき、構造層のスクラッチ発生の有無を測定した。その測定結果は下記表２のとおりである。損傷の度合いは肉眼で判断した。判断基準は次のとおりである。
耐スクラッチ性に劣る×＜△＜○＜◎耐スクラッチ性に優れる

（３）密着性
ＢＬＵ上に１００ｇの錘を５秒間のせた後、錘を除去したとき、シート間の密着発生の有無で判断する。密着の度合いは肉眼で判断した。判断基準は次のとおりである。
密着性に劣る（シート間の密着が発生する）×＜△＜○＜◎密着性に優れる（シート間の密着が発生しない）

表２に示すように、８５％以上の弾性回復率を示す、本発明の実施例に係る光学シートは、構造層の耐スクラッチ性に非常に優れることが分かる。これにより、本発明の光学シートは、外部衝撃の際に構造物の損傷なしで多く圧入されてからさらに最大限元の状態に近く回復するので、外部衝撃に柔軟に対処することができ、容易に損傷しないことが分かる。

一方、スリップ性を与えるシリコンアクリレートを使用しない場合、シート間の密着が発生して不利であることが分かる。

１０ 基材層
２０ 構造層
３０ 樹脂硬化層
４０ 樹脂硬化層

Claims (8)

1. 基材層と、
   前記基材層上に形成され、表面が構造化された構造層とを含み、
   前記構造層は、分子鎖にスリップ性の元素を含有する樹脂硬化層であり、
   前記構造層は、ハードセグメント／ソフトセグメントの比が１：１．０１５〜１：３．９であるウレタンプリポリマーから得られたウレタンアクリレートオリゴマーを含むバインダー樹脂と、光開始剤と、スリップ性の元素を含有する硬化性樹脂とを含む紫外線硬化型組成物の樹脂硬化層であり、
   前記スリップ性の元素を含有する硬化性樹脂の含量はバインダー樹脂１００重量部に対して０．０１〜５．０重量部であり、
   構造化された表面の上面から平面圧子を用いて０．２０３１ｍＮ／秒の加圧速度で最大圧縮力が１ｇｆとなるまで加圧し、最大圧縮力に到達したときに５秒間止まって圧縮を行った後、圧縮力を解除した場合、下記数式１で表される弾性回復率が８５％以上であり、
   

   

   （式中、Ｄ_１は外部圧力が加えられて圧入された深さを意味し、Ｄ_２は外部圧力が加えられていない状態の光学シートの高さと、外部圧力が除去されて回復したときの光学シートの高さとの差を意味する。）
   Ｄ _１ は下記数式２を満足することを特徴とする、バックライトユニット用プリズムシート。
   

   

   （式中、Ｄは外部圧力が加えられていない状態の光学シートの高さを意味する）。
2. スリップ性の元素はＦまたはＳｉであることを特徴とする、請求項１に記載のバックライトユニット用プリズムシート。
3. 樹脂硬化層はＦまたはＳｉを含む硬化性樹脂から形成されたものであることを特徴とする、請求項１に記載のバックライトユニット用プリズムシート。
4. 硬化性樹脂は有機珪素化合物およびフッ素系アクリレートの中から選ばれたいずれか一つ以上を含むことを特徴とする、請求項３に記載のバックライトユニット用プリズムシート。
5. 構造層は、縦断面が多角形、流線型のピークを有する多角形、半円形または半楕円形をしている多面体形状、縦断面が多角形、流線型のピークを有する多角形、半円形または半楕円形をしている柱形状、および縦断面が多角形、流線型のピークを有する多角形、半円形または半楕円形をしている曲線柱形状の中から選ばれた一つ以上のパターンが多数形成されたものであることを特徴とする、請求項１に記載のバックライトユニット用プリズムシート。
6. 数式１で表される弾性回復率が９０％以上であることを特徴とする、請求項１に記載のバックライトユニット用プリズムシート。
7. Ｄ_１は下記数式３を満足することを特徴とする、請求項１または６に記載のバックライトユニット用プリズムシート。
   

   

   （式中、Ｄは外部圧力が加えられていない状態の光学シートの高さを意味する）。
8. Ｄ_１は下記数式４を満足することを特徴とする、請求項１または６に記載のバックライトユニット用プリズムシート。
   

   

   （式中、Ｄは外部圧力が加えられていない状態の光学シートの高さを意味する）。
   

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