JP5685900B2 - 光学シート、及び映像表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光学シート、及び該光学シートを備えた映像表示装置に関する。
映像を観察者に出射する映像表示装置には、映像光源と、該映像光源からの映像光の質を高めて観察者に出射するための各種機能を有する層を具備する光学シートとが備えられている。
例えば、映像表示装置の1つであるプラズマディスプレイでは、観察者側が明るい場合、コントラストが不十分となって映像の品質が低下する。これに対して、映像光源と観察者との間に備えられる光学シートに、コントラストを向上させるための層(以下、「光学機能層」と表記することがある。)が設けられることがある。当該光学機能層は、光を透過可能な光透過部と光を吸収可能な光吸収部とを有し、外光を適切に遮蔽することができる。ここで、コントラストとは、画面に白黒の表示をしたときの最大輝度となる白い部分の輝度(白輝度)と、最小輝度となる黒い部分の輝度(黒輝度)との比を意味する。
このような光学機能層を備える光学シートに関する技術として、例えば特許文献1には、フィルターベースと、前記フィルターベースの一面に形成され、透明樹脂材質の基盤と前記基盤の一面に平行に配列された多数の楔形ブラックストライプとを有する外光遮蔽層と、を備えることを特徴とするディスプレイ装置用フィルターが開示されている。
また、特許文献2には、ベース部と、前記ベース部上に形成される複数のパターン部を含む外光遮断シートを備え、前記パターン部の上段より広い前記パターン部の下段は凹んだ形態で形成されることを特徴とするフィルターが開示されている。
さらに、特許文献3には、光吸収部がストライプ状に複数配列された外光遮蔽層を含むディスプレイ用フィルターであって、前記光吸収部は、その断面形状の高さhが5〜50μm、その断面形状の幅wが1〜10μm、その断面形状のピッチpが5〜50μmであるディスプレイ用フィルターが開示されている。
特開2006−189867号公報 特開2008−046644号公報 特開2008−304647号公報
上記したような光学シートに備えられる光学機能層は、光を透過可能な光透過部をシート面に沿って並列するように形成した後、該光透過部間の溝に、光を吸収可能な光吸収部を形成することによって作製することができる。しかしながら、従来の光学機能層は、光透過部間の溝の開口部の幅が狭いため、光吸収部を構成する材料を該溝内に高密度に充填することが困難であった。また、狭い開口部を有する溝に光吸収部を構成する材料をスムーズに充填することは困難であり、充填する際に気泡を噛むという問題が生じることもあった。光吸収部を構成する材料の充填率が低かったり、光吸収部に気泡が含まれていたりすると、意図していた光学的性能を得られない虞がある。
そこで本発明は、製造時において、光吸収部を構成する材料の充填率を高められるとともに、光吸収部に気泡を含み難い光学機能層を備えた光学シート、及び該光学シートを備えた映像表示装置を提供することを課題とする。
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
請求項1に記載の発明は、映像光源(5)より観察者側に配置され、該映像光源側から入射した光を制御して観察者側に出射する、複数の層を有する光学シート(10)であって、光学機能層(12)を有しており、該光学機能層は、光を透過可能にシート面に沿って並列された光透過部(13)を有しており、該光透過部間には溝(17)が形成されており、該溝は、シート厚方向断面において曲線又は折れ線状に溝の開口部側に広がっており、該溝の内部において底部側に光を吸収可能な光吸収部(14)が形成されるとともに、該溝の内部において開口部側に、光透過部を構成する材料と同じ材料で構成された被覆部(18)が形成されていることを特徴とする、光学シートである。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の光学シート(10)において、光透過部間の溝は(17)、シート厚方向断面において、曲線又は折れ線状に溝の開口部側に広がった拡張部(17b)を有するとともに、溝の内部において拡張部より底部側が略台形又は略矩形であることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の光学シート(10)において、光透過部(13)の弾性率が10MPa以上2000MPa以下であることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の光学シート(10)のシート厚方向断面において、被覆部(18)の光吸収部(14)とは反対側に形成された窪み(19)の深さが2μm以下であることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項2〜4のいずれかに記載の光学シート(10)において、拡張部(17b)の深さが0.5μm以上6μm以下であることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項2〜5のいずれかに記載の光学シート(10)において、拡張部(17b)の開口部側の幅(w1)が拡張部の底部側の幅(w2)の2倍以上4倍以下であることを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれかに記載の光学シート(10)において、基材層(11)と、該基材層上に形成された光学機能層(12)と、該基材層の該光学機能層とは反対側の面に形成され、粘着剤を含んでなる粘着剤層(20)と、を有することを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の光学シート(10)において、粘着剤層(20)に含まれる粘着剤の23℃における貯蔵弾性率は0.1MPa以上0.8MPa以下であることを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、請求項7又は8に記載の光学シート(10)において、粘着剤層(20)の厚さが20μm以上50μm以下であることを特徴とする。
請求項10に記載の発明は、請求項1〜9のいずれかに記載の光学シート(10)において、最も観察者側となる層が、反射防止層(23)又は防眩層であることを特徴とする。
請求項11に記載の発明は、請求項1〜10のいずれかに記載の光学シート(10)において、所定の波長の光の透過を抑制する機能を有する波長フィルター層(22)を備えることを特徴とする。
請求項12に記載の発明は、請求項1〜11のいずれかに記載の光学シート(10)において、電磁波を遮蔽する機能を有する電磁波遮蔽層(21)を備えることを特徴とする。
請求項13に記載の発明は、光を透過可能にシート面に沿って並列された光透過部(13)と、光透過部間の溝(17)の内部において底部側に形成された、光を吸収可能な光吸収部(14)と、光透過部を構成する材料と同じ材料で溝の内部において開口部側に形成された被覆部(18)と、を有する光学機能層(12)を備えた光学シート(10)の製造方法であって、光透過部間に、シート厚方向断面において曲線又は折れ線状に開口部側に広がった溝が形成されるように光透過部を形成する、光透過部形成工程と、光透過部形成工程の後、溝の内部の底部側に光吸収部を形成する光吸収部形成工程と、光吸収部形成工程の後、溝の内部の開口部側に被覆部を形成する被覆部形成工程と、を有する、光学シートの製造方法である。
請求項14に記載の発明は、プラズマディスプレイパネル(5)と、該プラズマディスプレイパネルより観察者側に配置された請求項1〜12のいずれかに記載の光学シート(10)とを備える映像表示装置(1)である。
本発明によれば、製造時において、光吸収部を構成する材料の充填率を高められるとともに、光吸収部に気泡を含み難い光学機能層を備えた光学シート、及び該光学シートを備えた映像表示装置を提供することができる。
一つの実施形態にかかる本発明の光学シート10の断面の一部を概略的に示した図である。 (a)は、図1に示した光学機能層12の一部を拡大した図である。(b)は、(a)に示した光学機能層12のうち、光透過部13のみを示した図である。 光吸収部の他の例を概略的に示した断面図である。 拡張部の他の形態例を説明する断面図である。 被覆部上に形成された窪みを誇張して示した断面図である。 (a)は、比較例として溝17全体に光吸収部が形成されている例を示す図である。(b)は、比較例として被覆部が形成されていない例を示す図である。 光学機能層の製造方法の一例について、一部の工程を概略的に説明する図である。 光学機能層の製造方法の一例について、他の工程を概略的に説明する図である。 一つの実施形態にかかる本発明のプラズマテレビ1を模式的に示した分解斜視図である。 図9に示したプラズマテレビ1に備えられるプラズマディスプレイパネルユニット4の断面の一部を概略的に示した図である。 実施例1及び比較例1に用いたダイヤモンドバイトの先端部(切削チップ)をすくい面側から見た図である。 実施例2及び比較例2に用いたダイヤモンドバイトの先端部(切削チップ)をすくい面側から見た図である。
本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。
<光学シート>
図面を参照しつつ、本発明の光学シートについて説明する。図1は、一つの実施形態にかかる本発明の光学シート10の断面の一部を概略的に示した図である。図1において、紙面左側は、光学シート10が映像表示装置に取り付けられたときに映像光源が備えられる側であり、紙面右側は、光学シート10が映像表示装置に取り付けられたときに観察者が位置する側である。また、図1及び以下の図では、見易さのため、繰り返しとなる構成及び説明しない構成の符号は
省略している場合がある。
光学シート10は、図1に示すように複数の層を有しており、映像光源より観察者側に配置されて、該映像光源側から入射した光を制御して観察者側に出射することができる。本発明の光学シートは、少なくとも以下に説明する光学機能層を備えている。図1に示した光学シート10は、基材層11、光学機能層12、粘着剤層20、電磁波遮蔽層21、波長フィルター層22、及び反射防止層23を備えている。以下、光学シート10に備えられるこれらの層について説明する。
(基材層11)
基材層11は、後で詳しく説明する光学機能層12を形成するための基材となる層である。基材層11は、ポリエチレンテレフタレート(PET)を主成分とした材料で構成されることが好ましい。基材層11がPETを主成分とする場合、基材層11には他の樹脂が含まれてもよい。また、各種添加剤を適宜添加してもよい。一般的な添加剤としては、フェノール系等の酸化防止剤、ラクトン系等の安定剤等を挙げることができる。ここで「主成分」とは、基材層を形成する材料全体に対して上記PETが50質量%以上含有されていることを意味する(以下、同様とする。)。
ただし、基材層11を構成する材料の主成分は、必ずしもPETである必要なく、その他の材料でもよい。これには例えば、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、テレフタル酸−イソフタル酸−エチレングリコール共重合体、テレフタル酸−シクロヘキサンジメタノール−エチレングリコール共重合体などのポリエステル系樹脂、ナイロン6などのポリアミド系樹脂、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体などのスチレン系樹脂、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、イミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂等を挙げることができる。また、これら樹脂中には、必要に応じて適宜、紫外線吸収剤、充填剤、可塑剤、帯電防止剤などの添加剤を加えても良い。
本実施形態では、性能に加え、量産性、価格、入手可能性等の観点から、PETを主成分とする樹脂によって基材層11を構成する例を挙げた。
(光学機能層12)
光学機能層12は、映像光源側からの映像光の光路を制御するとともに、迷光や外光を適切に吸収する機能を有する層である。光学機能層12は、図1に示した断面を有して紙面奥/手前側に延在する形状を備える。図2(a)は、図1に示した光学機能層12の一部を拡大した図である。図2(a)に示したように、光学機能層12は、光透過部13、光吸収部14、被覆部18を備えている。なお、図2(a)及び後に説明する図3〜図5において光透過部と被覆部との境界は破線で示している。図2(b)は、図2(a)に示した光学機能層12のうち、光透過部13を示した図である。図1、図2及び適宜示す図を参照しつつ光学機能層12についてさらに説明する。
光透過部13は、映像光を透過する機能を有する部位で、図1に示しように、シート面に沿って並列されている。また、光透過部13間には、図2(b)に示したように、シート面に沿って並列した溝17が形成されている。溝17は、シート厚方向断面において、曲線又は折れ線状に開口部側に広がっている。より詳細には、溝17は、シート厚方向断面において、曲線状に開口部側に広がった拡張部17bと、拡張部17bより底部側において略台形である部分17a(以下、「底部17a」という。)とを有している。後に説明するように、光吸収部14は底部17aに形成され、被覆部18は拡張部17bに形成されている。ただし、光吸収部14が底部17aのみに形成されている必要はなく、被覆部18が拡張部17bのみに形成されている必要もない。すなわち、拡張部17bの底部側の一部にまで光吸収部14が形成されていてもよく、底部17aの開口部側の一部まで被覆部18が形成されていてもよい。
光透過部13は、屈折率がNpであり、このような光透過部13は、以下に説明する光透過部構成組成物を硬化させることによって構成することができる。なお、屈折率Npの値は特に限定されることはないが、適用する材料の入手性の観点等から1.49〜1.56であることが好ましい。
光透過部構成組成物としては、例えば、紫外線などの光で硬化する光硬化型樹脂組成物を用いることができる。当該光硬化型樹脂組成物としては、光硬化型プレポリマー(P1)、反応性希釈モノマー(M1)、金型離型剤(S1)、及び光重合開始剤(I1)を配合したものが好ましく用いられる。
上記光硬化型プレポリマー(P1)としては、例えば、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、ポリチオール系等のプレポリマーを挙げることができる。
また、上記反応性希釈モノマー(M1)としては、例えば、ビニルピロリドン、2−エチルヘキシルアクリレート、β−ヒドロキシアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート等を挙げることができる。
また、上記金型離型剤(S1)としては、例えば、テトラデカノールエチレンオキシド10モル付加物のリン酸エステル/ ラウリルジメチルアミンの塩、テトラデカノールエチレンオキシド10モル付加物のリン酸エステル/ジメチルステアリルアミンの塩、ラウリルアルコールエチレンオキシド2モル付加物のリン酸エステル/ラウリルアミンのエチレンオキシド10モル付加物の塩、テトラデカノールエチレンオキシド2モル付加物のリン酸エステル/ステアリルアミンのエチレンオキシド10モル付加物の塩およびステアリルアルコールエチレンオキシド10モル付加物のリン酸エステル/ステアリルアミンのエチレンオキシド15モル付加物の塩等を挙げることができる。
また、上記光重合開始剤(I1)としては、例えば、ヒドロキシベンゾイル化合物(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインアルキルエーテル等)、ベンゾイルホルメート化合物(メチルベンゾイルホルメート等)、チオキサントン化合物(イソプロピルチオキサントン等)、ベンゾフェノン(ベンゾフェノン等)、リン酸エステル化合物(1,3,5−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキシド等)、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。これらのうち光透過部13、13、…の着色防止の観点から好ましいのは、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンおよびビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキシドである。なお、上記光重合開始剤(I1)は、光透過部構成組成物全量を基準(100質量%)として、0.5質量%以上5.0質量%以下含まれていることが好ましい。
これらの光硬化型プレポリマー(P1)、反応性希釈モノマー(M1)、金型離型剤(S1)、及び光重合開始剤(I1)は、それぞれ、1種あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
また必要に応じて、光透過部構成組成物中に、塗膜の改質や塗布適性、金型からの離型性を改善させるため、種々の添加剤としてシリコーン系添加剤、レオロジーコントロール剤、脱泡剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤等を添加することも可能である。
次に、光吸収部14について説明する。光吸収部14は上述したように、溝17の底部17aに形成され、図1、図2(a)に表れる断面において略台形断面を有する要素である。当該略台形断面の短い上底が基材層11側に、長い下底が溝17の開口部側に配置されている。また、当該略台形断面における斜辺が光学シート10のシート面の法線方向に対して成す角は、0度より大きく10度以下の範囲であることが好ましい。さらに好ましい角度は0度より大きく6度以下である。
なお、図1、図2(a)等には、光吸収部14の断面形状が直線状の二つの斜辺を有する略台形である形態を例示したが、本発明はかかる形態に限定されない。例えば、本発明において光吸収部の断面形状は略三角形であってもよく、光吸収部の斜辺が折れ線状や曲線状であってもよい。
光吸収部の断面形状が略三角形である場合、該略三角形の底辺が光透過部間の溝の開口部側に配置され、該底辺に対向する頂点が基材層側に配置される。また、当該略三角形断面の斜辺が光学シートのシート面の法線方向に対して成す角は、0度より大きく10度以下の範囲であることが好ましい。さらに好ましい角度は0度より大きく6度以下である。
光吸収部の斜辺が1つの辺からではなく、折れ線状(2つ以上の辺)から構成される場合、各辺が光学シートのシート面の法線方向に対して成す角は、いずれも0度以上10度以下の範囲であることが好ましい。さらに好ましい角度は0度より大きく6度以下である。
光吸収部の斜辺が曲線状である場合、当該曲線と光学シートのシート面の法線方向と成す角は、溝の開口部側より基材層側の方が小さいことが好ましい。さらにその角度もいずれの部分でも0度より大きく10度以下の範囲であることが好ましい。さらに好ましい角度は0度より大きく6度以下である。ここで、曲線のある部分が光学シートのシート面の法線方向と成す角は、該曲線を10等分し、各隣接する端部同士を結ぶ線と、光学シートのシート面の法線との成す角により定義される。
その他、光吸収部の形状は本実施形態のものに限定されるものではなく、外光を適切に吸収することが可能であれば適宜変更することができる。これには、例えば、図3に示すように、光透過部の断面形状が略矩形となる場合も含まれる。図3は、光透過部の他の形態例(光透過部114)を概略的に示す断面図であり、図2(a)に対応する図である。
後に説明するように、光学機能層は、外光や迷光を吸収するという光学性能に加えて、光透過部と光吸収部との界面において所定の条件で映像光源側からの映像光を反射させるという光学性能を発揮することができる。このとき、光吸収部(光透過部)の形状及び光学機能層が設置される向きに応じて、映像光を収束させたり拡散させたりする光学性能を発揮することができる。図3に示した光透過部114のように断面形状が略矩形である場合は、光学機能層がどちらを向いていても同等の光学性能を得ることができる。すなわち、図1に例示した形態では、基材層11が観察者側となるように光学機能層12が配置されているが、光透過部114のように断面形状が略矩形である場合は、これを逆にして基材層が映像光源側となるように光学機能層を配置したとしても、同等の光学性能を得ることができる。
なお、上述したように光吸収部の断面形状を略矩形とする場合、当該略矩形を構成する辺のうち、シート厚方向に略平行な辺と、シート面の法線方向とが成す角は、−0.5以上+0.5°以下であることが好ましい。当該角度範囲を外れると、光学機能層を配置する向きを変えた際に同等の光学性能を得られなくなる虞があるからである。
光吸収部14は、光透過部13の屈折率Npより小さい屈折率Nbを有する所定の材料により構成されている。このように光透過部13の屈折率Npと光吸収部14の屈折率NbとをNp>Nbとすることにより、光吸収部14と光透過部13との界面で、所定の条件でスネルの法則に基づいて光透過部13に入射した光源からの映像光を適切に反射させることができる。また、スネルの法則に基づいて光吸収部14に侵入した光は吸収される。NpとNbとの屈折率の差は特に限定されるものではないが、0より大きく0.06以下であることが好ましい。さらに好ましくは0より大きく0.02以下、より好ましくは0.003以上大きく0.015以下である。また、正面輝度や視野角を重視する場合は、ここに示した範囲内で屈折率差が大きい方が好ましく、黒輝度を下げることを重視する場合はこの範囲内で屈折率差を小さくする方が好ましい。ここで、「黒輝度」は最小輝度となる黒い部分の輝度を意味する。
また、本実施形態では上記のようにNp>Nbの関係が好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではなく、光透過部と光吸収部との屈折率を同じにしたり、光透過部の屈折率を光吸収部の屈折率よりも小さくしたりすることも可能である。
加えて、本実施形態における光吸収部14は、光吸収粒子16とバインダー15とを含む光吸収部構成組成物が溝17に充填されることにより構成されている。すなわち、バインダー15の中に光吸収粒子16が分散されている。これにより、光吸収部14において、上記したようにスネルの法則に基づいて光透過部13と、光吸収部14との界面で反射せずに光吸収部14の内側に入射した映像光を光吸収粒子16で吸収することができる。さらには所定の角度で入射した観察者側からの外光を適切に吸収することができ、コントラストを向上させることも可能となる。
このときには、バインダー15が上記の屈折率Nbである材料により構成される。当該バインダー15として用いられるものは特に限定されないが、例えば、紫外線などの光によって硬化する光硬化型樹脂組成物を用いることができる。当該光硬化型樹脂組成物としては、光硬化型プレポリマー(P2)、反応性希釈モノマー(M2)および光重合開始剤(I2)を配合した光硬化型樹脂組成物が好ましく用いられる。
上記光硬化型プレポリマー(P2)としては、例えば、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、およびブタジエン(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
また、上記反応性希釈モノマー(M2)としては、例えば、単官能モノマーとして、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクトン、ビニルイミダゾール、ビニルピリジン、スチレン等のビニルモノマー、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレ−ト、ベンジルメタクリレ−ト、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルホリン等の(メタ)アクリル酸エステルモノマー、(メタ)アクリルアミド誘導体が挙げられる。また、多官能モノマーとして、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAポリプロポキシジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレ−ト、グリセリルトリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化グリセリルトリ(メタ)アクリレート、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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレ−ト、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレ−ト、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレ−ト、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレ−ト等が挙げられる。
また、上記光重合開始剤(I2)としては、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、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、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキシド等が挙げられる。これらの中から、光硬化型樹脂組成物を硬化させるための照射装置および光硬化型樹脂組成物の硬化性から任意に選択することができる。本発明において光硬化型樹脂組成物に含まれる光重合開始剤(I2)の量は、光硬化型樹脂組成物の硬化性およびコストの観点から、光硬化型樹脂組成物全量を基準(100質量%)として、0.5質量%以上10.0質量%以下であることが好ましい。
これらの光硬化型プレポリマー(P2)、反応性希釈モノマー(M2)および光重合開始剤(I2)は、それぞれ、1種あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
具体的には、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレートおよびメトキシトリエチレングリコールアクリレートからなる光重合性成分(詳しくは、光硬化型プレポリマーおよび反応性希釈モノマー)を、屈折率、粘度、あるいは光学機能層12の性能への影響等を考慮し、任意に配合して用いることができる。
なお、添加剤として、シリコーン、消泡剤、レベリング剤および溶剤等を光硬化型樹脂組成物に添加してもよい。
光吸収粒子16は、光吸収部構成組成物中に含まれ、光吸収部14を構成したとき、迷光や外光を吸収するように作用する。
光吸収粒子16としては、カーボンブラック等の光吸収性の着色粒子が好ましく用いられる。ただし、光吸収粒子16はこれらに限定されるものではなく、映像光の特性に合わせて特定の波長を選択的に吸収する着色粒子を光吸収粒子16として使用してもよい。具体的には、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、染料、顔料等で着色した有機微粒子や着色したガラスビーズ等を挙げることができる。特に、着色した有機微粒子が、コスト面、品質面、入手の容易さ等の観点から好ましく用いられる。より具体的には、カーボンブラックを含有したアクリル架橋微粒子や、カーボンブラックを含有したウレタン架橋微粒子等が好ましく用いられる。こうした着色粒子は、通常、上記のバインダーの中に3質量%以上30質量%以下の範囲で含まれる。着色粒子の平均粒径は、1.0μm以上20μm以下であることが好ましい。ここで「平均粒径」とは、質量分布法による粒度測定で得られるものを意味する。平均粒径が1.0μm以上の着色粒子を用いることによって、以下に説明するようにして光吸収部14、14、…を形成する際に、着色粒子がドクターブレードによって掻き落とされずに、光透過部の上底部分の上に残留することを防止できる。
なお、光を吸収させるための手段は、本実施形態のように光吸収粒子による方法に限定されるものではない。他には例えば、光吸収部を構成する光吸収部構成組成物全体を顔料や染料によって着色し、全体が着色された光吸収部を形成することを挙げられる。
光吸収部14は、上記光吸収部構成組成物を用いて、後に詳述するようにして形成することができる。
次に、被覆部18について説明する。被覆部18は溝17内において、光吸収部14より開口部側に形成されている。本実施形態では、被覆部18は、溝17の拡張部17b内に形成されている。被覆部18は光透過部13を構成する材料と同じ材料で構成されるため、被覆部18を構成する材料の説明は省略する。
また、被覆部18には、光吸収部14が備えられる側の反対側に窪み19が形成されている。図5に、当該窪み19を誇張した断面図を示した。図5は、窪み19を特に強調して示しているが、図2(a)と同様の部位を示す図である。ここで、「窪み19」とは、図5に示した破線V−Vに対して、光吸収部14側に窪んだ部分を意味する。窪み19は、後に説明するようにして被覆部18を形成する過程において被覆部18を構成する材料の余剰分を掻き落としたときや、被覆部18を構成する材料が硬化して収縮することによって形成される。光吸収部14を形成する際にも同様の理由で光吸収部14上に窪みが形成されるが、本発明によれば、光吸収部14上に被覆部18を形成することにより、光吸収部14上の窪みを埋めることができる。すなわち、被覆部18を形成することによって、被覆部18を形成しなかった場合よりも、光学機能層12の表面に現われる窪みを小さくすることができる。窪み19の深さd2は2μm以下であることが好ましい。なお、窪み19の深さd2とは、破線V−Vに対して最も深い部分の深さを意味する。窪み19の深さが2μmより深いと、窪み19を有する側の面に他の層を積層するために粘着剤を塗布する場合、オートクレーブ処理等が必要となったり、オートクレーブ処理をしたとしても粘着剤が凹みに追従できず、気泡を噛んだりする虞がある。また、窪み19の深さが2μmより深いと、窪み19を有する側の面に備えられる他の層と窪み19との界面において映像光が屈折することにより、視野角の低下や虹色のムラの発生等の問題を生じる虞がある。
このような被覆部を設けることによって、光学シートを映像表示装置に貼合した際に映像光の透過率が低下することを防止できる。また、光学機能シートに他の層を積層することが容易になる。
例えば、図6(a)に示すように、溝17内全体に光吸収部214を形成した場合、透過させたい光L1までもが光吸収部214で吸収されてしまうことになる。すなわち、図6(a)において、紙面左側を映像光源側とすると、透過させたい映像光L1までもが光吸収部214で吸収され、映像光の透過率が低下する。また、図6(b)に示すように溝17の拡張部17bに被覆部を形成しないとすると、光吸収部14上に深い窪み119が形成されることとなる。そのため、上述したように、窪み119を有する側の面に他の層を積層するために粘着剤を塗布する場合、オートクレーブ処理等が必要となったり、オートクレーブ処理をしたとしても粘着剤が凹みに追従できず、気泡を噛んだりする虞がある。また、窪み119を有する側の面に備えられる他の層と窪み119との界面において映像光が屈折することによって、視野角の低下や虹色のムラの発生等の問題を生じる虞がある。
一方、本発明によれば、溝17の拡張部17bに被覆部18を有するため、後に説明するように光吸収部14上の窪みを浅くすることが容易であり、深い窪みが形成されることによる上記のような問題が生じることを防止できる。また、被覆部18は光透過部13と同じ材料で構成されているため、光を透過可能であり、映像光の透過率が低下することを防止できる。
次に、光学機能層12の製造方法について説明する。図7は、光学機能層12の製造方法の一例について、一部の工程を概略的に説明する図である。図8は、光学機能層12の製造方法の一例について、他の工程を概略的に説明する図である。
光学シート10を製造する際、図7に示すように基材層11となる層を含む基材11’の上に、光透過部13を形成してシート10’を得る。光透過部13を形成するには、所定のピッチで光透過部13に対応した形状の溝を有する金型ロール42を準備する。次に、当該金型ロール42とニップロール41との間に基材11’を送り込む。図7に示した矢印VIは、基材11’を送り込む方向である。基材11’の送り込みに合わせて、金型ロール42と基材11’との間に供給装置40から光透過部構成組成物30の液滴を供給し続ける。供給装置40から基材11’上に光透過部構成組成物30を供給するとき、金型ロール42と基材11’との間に、光透過部構成組成物30が溜まったバンク31が形成されるようにする。このバンク31において、光透過部構成組成物30が基材11’の幅方向に広がる。
上記のようにして金型ロール42と基材11’との間に供給された光透過部構成組成物30は、金型ロール42およびニップロール41間の押圧力により、基材11’と金型ロール42との間に充填される。その後、光照射装置44によって光透過部構成組成物30に紫外線等の光を照射し、光透過部構成組成物30を硬化させることによって光透過部13を形成することができる。光透過部13が形成された後、シート11’上に光透過部13が形成されたシート10’は、剥離ロール43を介して引かれることによって、金型ロール42から引き剥がされる。
次に、図8に示すように、シート10’の光透過部13間の溝17に、光吸収部14を形成する。図8に示した矢印VIIはシート10’の送り方向である。より具体的には、光透過部13上に光吸収部構成組成物36を供給し、ドクターブレード35によって該光吸収部構成組成物36を溝17に充填しつつ、余剰分の光吸収部構成組成物36を掻き落とす。このとき、溝17に拡張部17bが設けられていることによって、拡張部17bが漏斗のような役割を果たし、光吸収部構成組成物36を溝17に高密度で充填し易くなる。よって、本発明によれば、光吸収部構成組成物36の溝17への充填率を高めることができる。また、光吸収部構成組成物36を溝17にスムーズに充填できることによって、光吸収部14に気泡が含まれてしまうことを防止できる。
上記のように拡張部17bを漏斗のように機能させる観点から、拡張部17bの底部側の幅w2(図2(b)参照)と開口部側の幅w1(図2(b)参照)とは、ある程度の差があることが好ましい。ただし、開口部側の幅w1が広すぎると、光透過部13の平坦部分(基材層11側の面に平行な部分)が少なくなり、上記工程において光吸収部構成組成物36の余剰分を掻き落とし難くなるという不具合を生じる虞がある。よって、拡張部17bの開口部側の幅w1は、底部側の幅w2の2倍以上4倍以下であることが好ましい。
また、拡張部17bの深さd1(図2(b)参照)は2μm以上6μm以下であることが好ましい。拡張部17bの深さd1が2μm未満であると、上記工程において拡張部17bが漏斗のように機能し難くなる。また、拡張部17bの深さd1が6μmより深いと、拡張部17bに光吸収部構成組成物36が多く残り易くなる。拡張部17bに光吸収部構成組成物36が多く残ると、拡張部17bの大部分に光吸収部が形成され、図6(a)に示した形態と同様に、透過させたい光までもが光吸収部で吸収されてしまうことになり、映像光の透過率が低下する虞がある。
さらに、図2(b)には拡張部17bが溝17の外側に向かって凸となる曲線状に広がっている形態を例示したが、拡張部を漏斗のように機能させるという観点から、拡張部の形状はかかる形態に限定されない。本発明において光透過部間の溝の拡張部の形状は、シート厚方向断面において開口部側に広がっていればよい。図4は、拡張部の他の形態例を説明する断面図であり、図2(b)に対応する図である。
例えば、図4(a)に示した溝117のように、シート厚方向断面において、拡張部117bを構成する面が溝117の内側に向かって凸となる曲線状に広がっていてもよい。図4(b)及び図4(c)は、シート厚方向断面において、拡張部217b、317bを構成する両側の面がそれぞれ2つの辺で構成された溝217、317を例示している。図4(b)に示した形態では、上記2つの辺のうち、底部17a側の辺の方が、光学シートのシート出光面の法線方向と成す角が大きくなっている。図4(c)に示した形態では、上記2つの辺のうち、底部17a側の辺の方が、光学シートのシート出光面の法線と成す角が小さくなっている。なお、ここには拡張部を構成する両側の面がそれぞれ2つの辺で構成された形態を例示したが、1つの辺で構成されていてもよく、さらに多くの辺によって構成されていてもよい。また、拡張部を構成する両側の面が、図4に示した方向において上下非対称であってもよい。
上述したようにして光吸収部構成組成物36を溝17に充填した後、溝17に残った光吸収部構成組成物36に紫外線等の光を照射して硬化させことによって、光吸収部14を形成することができる。なお、上述したようにして光吸収部14を形成する際、ドクターブレード35によって光吸収部構成組成物36を溝17に押し込むことによって、光吸収部14上には窪みが形成される。また、光吸収部構成組成物36が硬化して収縮することによっても、光吸収部14上に窪みが形成される。
上述したようにして光吸収部14を形成する際、光透過部13の弾性率は10MPa以上2000MPa以下であることが好ましい。光透過部13の弾性率が2000MPaを超えると、硬くなり、ワレや欠けの不具合が発生したり、上記のようにして光吸収部14を形成する際に、光学機能層12の表面に外観不良を生じたり、光学機能層12の透過率が低下したりする虞がある。透過率が低下するのは、光透過部13が硬すぎると、光透過部13上に供給した光吸収部構成組成物36のうち余剰分をドクターブレード35で掻き取る際、ドクターブレード35を光透過部13に押し付けても光透過部13が変形し難いため、余剰分の光吸収部構成組成物36を掻き落としきれないことに起因すると考えられる。光透過部13の弾性率を上記範囲にすると、ドクターブレード35を押し付けた際、光透過部13の変形により、余剰分の光吸部構成組成物36の掻き取り不良をなくし、光学機能層12の表面に外観不良を生じたり、光学機能層12の透過率が低下したりすることを防止できる。なお、光透過部13の弾性率が10MPa未満だと光透過部13が軟らか過ぎるため、図7に示した過程において、光透過部13が金型ロール42から離型し難くなる。
次に、被覆部18を形成して、光学機能層12を得る。被覆部18は、溝17内において、上述したようにして形成された光吸収部14より開口部側に形成する。被覆部18を形成する方法は、光吸収部14と同様とすることができる。すなわち、上述したようにして光透過部13及び光吸収部14が形成されたシート上に被覆部18を構成する組成物を供給し、ドクターブレードによって該組成物を溝17に充填するとともに、余剰分の組成物を掻き落とし、溝17に残った組成物に紫外線等の光を照射して硬化させる。これにより、被覆部18を形成することができる。
上述したように、光吸収部14を形成した後、該光吸収部14上には窪みが形成されているが、光吸収部14上に被覆部18を形成することによって、当該窪みを埋めることができる。また、溝17の開口部は広く形成されているため、被覆部18を構成する組成物を充填することが容易であり、光吸収部14上に形成された窪みを浅くすることが容易である。
なお、被覆部18の厚さは、拡張部17bの深さd1にもよるが、0.5μm以上5.5μm以下程度であることが好ましい。被覆部18の厚さが0.5μm未満では被覆部18を設けることによる効果を得難くなる。一方、被覆部18を5.5μmより厚くしようとすると、被覆部18を形成する際に、被覆部18を構成する組成物が溝17内に入りきらない虞がある。被覆部18を構成する組成物が溝17から溢れたまま硬化されると、光学機能層の表面に意図しない凸部が形成されるため好ましくない。
(粘着剤層20)
図1に戻って、粘着剤層20について説明する。粘着剤層20は、粘着剤を含む粘着剤組成物によって構成される層である。粘着剤としては、必要な光透過性、粘着性、耐候性を得ることができる、公知のものを用いることができる。また、粘着剤組成物にはUV吸収剤、近赤外線吸収剤、ネオン線吸収剤、および調色色素などを含めることもできる。
ここで粘着剤とは、接着剤の一種を意味し、接着剤のうち接着の際には単に適度な加圧(通常、軽く手で押圧する程度)のみにより、表面の粘着性のみで接着可能なものである。粘着剤の接着力発現には、通常特に、加熱、加湿、放射線(紫外線や電子線等)照射といった物理的なエネルギー及び作用が不要で、かつ重合反応等の化学反応も不要である。また、粘着剤は、接着後も再剥離可能な程度の接着力を経時的に維持し得るものである。
粘着剤層20の厚さは20μm以上50μm以下であることが好ましい。なお、粘着剤層20の厚さとは、粘着剤層20の最も厚い部分の厚さをいう。粘着剤層20の厚さが20μより薄いと、凹凸への追従性が落ちて、気泡をかむ不具合が発生し、50μmを超えると粘着剤組成物を均一に塗布することが困難になる。
さらに、粘着剤層20の粘着剤の貯蔵弾性率は0.1MPa以上0.8MPa以下であることが望ましい。これより大きいと、凸凹への追従性が落ちて、気泡を噛む不具合が発生し、これより小さいと軟らかくて粘着剤組成物のはみ出しによる汚れの不具合が発生易い等の取り扱いの不便を生じる虞がある。
粘着剤層20は、以下に説明する電磁波遮蔽層21と上記した光学機能層12の密着性を高くするという観点から、酸価を有する粘着剤を用いることが好ましい。酸価を有する粘着剤としては、例えば天然ゴムや合成樹脂のうち酸価を有するもの、分子中にカルボキシル基を有する物質から成るものが挙げられる。具体的には、透明性が高い観点からアクリル系粘着剤であることが好ましい。また、電磁波遮蔽層21と光学機能層12の密着性を良好にできる観点から、アクリル系粘着剤の酸価は1以上であることが好ましい。
粘着剤層20が含む酸価を有するアクリル系粘着剤としては、公知の粘着剤として慣用されているものの中から、適度な接着力、透明性、塗工適性を有し、本発明の光学シートの透過スペクトルを実質的に変化させることの無いものを適宜選択する。
酸価を有するアクリル系粘着剤は、少なくとも(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーを含んで重合させたものであって、炭素原子数1〜18程度のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーとカルボキシル基を有するモノマーとの共重合体であるのが一般的である。粘着剤層20に含まれる粘着剤の接着能力は、粘着剤分子中に存在するカルボキシル基が電磁波遮蔽層21の銅メッシュ層21bの表面に強く吸着することによって発現する。
ここで使用される(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーの例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸sec−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸sec−ブチル、(メタ)アクリル酸tert−ブチル、(メタ)アクリル酸イソアミル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル及び(メタ)アクリル酸ラウリル等を挙げることができる。中でも、アクリル酸ブチル及びアクリル酸2−エチルヘキシルが好ましく、更に、アクリル酸ブチルとアクリル酸2−エチルヘキシルを組み合わせて用いることが好ましい。
また、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、通常はアクリル系粘着剤中に30.0質量部〜99.5質量部の量で共重合されている。
また、アクリル系粘着剤を形成するカルボキシル基を有するモノマーとしては、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、マレイン酸モノブチル及びβ−カルボキシエチルアクリレート等のカルボキシル基を含有するモノマーを挙げることができる。
さらに、アクリル系粘着剤には、上記の他に、アクリル系粘着剤の特性を損なわない範囲内で他の官能基を有するモノマーが共重合されていても良い。他の官能基を有するモノマーの例としては、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル及びアリルアルコール等の水酸基を含有するモノマー;(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド及びN−エチル(メタ)アクリルアミド等のアミド基を含有するモノマー;N−メチロール(メタ)アクリルアミド及びジメチロール(メタ)アクリルアミド等のアミド基とメチロール基とを含有するモノマー;アミノメチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基を含有するモノマー;アリルグリシジルエーテル、(メタ)アクリル酸グリシジルエーテルなどのエポキシ基含有モノマーなどが挙げられる。この他にもフッ素置換(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリロニトリルなどのほか、スチレン、メチルスチレン、ビニルピリジン等のビニル基含有芳香族化合物、酢酸ビニル、ハロゲン化ビニル化合物などを挙げることができる。
さらに、アクリル系粘着剤には、上記のような他の官能基を有するモノマーの他に、他のエチレン性二重結合を有するモノマーを使用することができる。ここでエチレン性二重結合を有するモノマーの例としては、マレイン酸ジブチル、マレイン酸ジオクチル及びフマル酸ジブチル等のα,β−不飽和二塩基酸のジエステル;プロピオン酸ビニル等のビニルエステル;ビニルエーテル;ビニルトルエン等のビニル芳香族化合物等を挙げることができる。
また、上記のようなエチレン性二重結合を有するモノマーの他に、エチレン性二重結合を2個以上有する化合物を併用することもできる。このような化合物の例としては、ジビニルベンゼン、ジアリルマレート、ジアリルフタレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレ−ト、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、メチレンビス(メタ)アクリルアミド等を挙げることができる。
さらに、上記のようなモノマーの他に、アルコキシアルキル鎖を有するモノマー等を使用することができる。(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルの例としては、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−メトキシブチル、(メタ)アクリル酸4−メトキシブチル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸3−エトキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−エトキシブチルなどを挙げることができる。
アクリル系粘着剤の市販品としては、例えば、日本合成化学社製、商品名:5407等が好適に用いられる。
粘着剤層20は、酸化防止剤を含有するものを用いても良い。これにより、密着性が良好となる酸価を有する粘着剤を用いながら電磁波遮蔽層21の変色を防ぐことができる。当該酸化防止剤として用いられる化合物は、ベンゾトリアゾール系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、硫黄含有有機金属塩系酸化防止剤等から選択して用いることができる。その中でも、電磁波遮蔽層21の銅メッシュ層21bの青色変色防止性能の観点から接着剤層20が含む酸化防止剤がベンゾトリアゾール系酸化防止剤であることが好ましい。
上記ベンゾトリアゾール系酸化防止剤としては、少なくとも下記式(1)の構造を骨格として含むことを特徴とする化合物、及び、そのナトリウム塩、カリウム塩、アミン塩が挙げられる。下記式(1)の構造に有していてもよい置換基としては、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、ハロゲン原子等が挙げられる。
Figure 0005685900
具体的には、1,2,3−ベンゾトリアゾール(1H−ベンゾトリアゾール)、1H−ベンゾトリアゾールナトリウム塩、4−メチル−1H−ベンゾトリアゾール、5−メチル−1H−ベンゾトリアゾール、4−メチル−1H−ベンゾトリアゾールカリウム塩、5−メチル−1H−ベンゾトリアゾールカリウム塩、4−メチル−1H−ベンゾトリアゾールアミン塩、5−メチル−1H−ベンゾトリアゾールアミン塩、2−(3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール等が挙げられ、中でも1,2,3−ベンゾトリアゾール(1H−ベンゾトリアゾール)が好ましい。
粘着剤層20において、粘着剤層20の接着力が十分であり、且つ電磁波遮蔽層21の銅メッシュ層21bの表面の変色も起こらない観点から、上記粘着剤100質量部に対して上記ベンゾトリアゾール系酸化防止剤を1質量部以上含むことが好ましい。酸化防止剤の含有量が上記範囲未満の場合、酸化防止剤を粘着剤層20に含有させても電磁波遮蔽層21の銅メッシュ層21bの変色を十分に防ぐことができない虞がある。
また、上記粘着剤の酸価が1以上であり、かつ、粘着剤層20が、上記粘着剤100質量部に対して上記ベンゾトリアゾール系酸化防止剤を1質量部以上含むことがさらに好ましい。
加えて、粘着剤層には所望に応じて、イソシアネート化合物等の硬化剤(架橋剤)、粘着付与剤、シランカップリング剤、充填剤等を配合することができる。
(電磁波遮蔽層21)
図1に戻って、電磁波遮蔽層21について説明する。電磁波遮蔽層21は、その名称が示す通り、電磁波を遮断する機能を有する層である。当該機能を有する層であれば、電磁波を遮断する手段は特に限定されるものではない。これには例えば、透明基材21a上に銅メッシュ層21bがエッチング方式、印刷方式、蒸着方式、スパッタ方式で形成されるものを挙げることができ、遮断すべき電磁波により適宜設計される。なお、銅メッシュ層21bを形成する方法として、透明基材21aと金属箔とを接着剤で積層した後に金属箔をフォトリソグラフィー法でメッシュを形成する方法(例えば、特開平11−145678号公報)を選択する場合には、当該接着剤にも上記酸化防止剤を添加することで、電磁波遮蔽層21の変色を防ぐことができる。
(波長フィルター層22)
次に、波長フィルター層22について説明する。波長フィルター層22は、所定の波長の光の透過を抑制する機能を有する層である。透過を抑制されるべき波長は必要に応じて適宜選択することができる。具体的には、PDPから出射されるネオン線をカットしたり、赤外線、近赤外線や紫外線をカットしたりする層、色調を調整する層等を挙げることができる。以下に、近赤外線をカットする層(近赤外線吸収フィルタ)、ネオン線をカットする層(ネオン光吸収フィルタ)、色調を調整する層(色調調整フィルタ)、及び紫外線をカットする層(紫外線吸収フィルタ)について説明する。
近赤外線吸収フィルターとしては、近赤外線吸収剤を有する市販フィルム(例えば、東洋紡績社製、商品名No.2832)を用いたり、近赤外線吸収色素を粘着層や樹脂層へ含有させた組成物を成膜したり、あるいはこれを透明基材又は他の機能性フィルター上に塗布し、必要に応じ乾燥、硬化処理等を経て形成したものを用いることができる。
近赤外線吸収色素としては、PDPが発光するキセノンガス放電に起因して生じる近赤外線領域、すなわち、800nm〜1100nmの波長域を吸収するものを用いる。該帯域の近赤外線の透過率が20%以下、さらに10%以下であることが好ましい。同時に近赤外線吸収フィルターは、可視光領域、即ち、380nm〜780nmの波長域で、十分な透過率を有することが望ましい。
近赤外線吸収色素として具体的には、ポリメチン系化合物、シアニン系化合物、フタロシアニン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、ナフトキノン系化合物、アントラキノン系化合物、ジチオール系化合物、インモニウム系化合物、ジインモニウム系化合物、アミニウム系化合物、ピリリウム系化合物、セリリウム系化合物、スクワリリウム系化合物、銅錯体類、ニッケル錯体類、ジチオール系金属錯体類の有機系近赤外線吸収色素、酸化タングステン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、酸化ニッケル、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化アンモン、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化ランタン等の無機系近赤外線吸収色素、を1種、又は2種以上を併用することができる。
また、近赤外線吸収色素を分散するバインダー樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂が用いられる。バインダー樹脂の乾燥、硬化方式としては、溶液(又はエマルジョン)からの溶媒(又は分散媒)の乾燥による乾燥固化方式、熱、紫外線、電子線などのエネルギーによる重合、架橋反応を利用した硬化方式、或いは樹脂中の水酸基、エポキシ基等の官能基と硬化剤中のイソシアネート基などとの架橋、重合等の反応を利用した硬化方式などが適用できる。
ネオン光吸収フィルターは、光学フィルターがプラズマディスプレイ用として用いられる際に、PDPから放射されるネオン光、すなわちネオン原子の発光スペクトルを吸収するべく設置される。ネオン光の発光スペクトル帯域は波長550nm〜640nmのため、ネオン光吸収フィルターの分光透過率は波長550nm〜640nmにおいて50%以下になるように設計することが好ましい。ネオン光吸収フィルターは、少なくとも550nm〜640nmの波長領域内に吸収極大を有する色素として従来から利用されてきた色素を近赤外線吸収フィルターのところに挙げたようなバインダー樹脂に分散させた組成物を成膜したり、あるいはこれを透明基材、又は他の機能性フィルター上に塗布し、必要に応じ乾燥、硬化処理等を経て形成したりすることができる。該色素の具体例としては、シアニン系、オキソノール系、メチン系、サブフタロシアニン系もしくはポルフィリン系等を挙げることができる。当該バインダー樹脂としては、上記近赤外線吸収フィルターのところに挙げたような樹脂を用いることができる。
色調調整フィルターは、パネルからの発光の色純度や色再現範囲、電源OFF時のディスプレイ色などの改善の為にディスプレイ用フィルターの色を調整するためのものである。例えば色調調整色素をバインダー樹脂に分散させた組成物を成膜したり、あるいはこれを透明基材又は他の機能性フィルター上に塗布し、必要に応じ乾燥、硬化処理等を経て形成したりすることができる。色調調整色素としては、可視領域である380nm〜780nmに最大吸収波長を有する公知の色素から、目的に応じて任意に色素を組み合わせて使用することが可能である。色調調整色素として用いることのできる公知の色素としては、特開2000−275432号公報、特開2001−188121号公報、特開2001−350013号公報、特開2002−131530号公報等に記載のものを好適に使用できる。さらにこのほかにも、黄色光、赤色光、青色光等の可視光を吸収するアントラキノン系、ナフタレン系、アゾ系、フタロシアニン系、ピロメテン系、テトラアザポルフィリン系、スクアリリウム系、シアニン系等の色素を使用することができる。当該バインダー樹脂としては、上記近赤外線吸収フィルターの説明で挙げたような樹脂を用いることができる。
紫外線吸収フィルターとしては、例えば、紫外線吸収剤をバインダー樹脂に分散させた組成物を成膜したり、あるいはこれを透明基材又は他の機能性フィルター上に塗布し、必要に応じ乾燥、硬化処理等を経て形成したりすることができる。紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン等の有機系化合物、微粒子状の酸化亜鉛、酸化セリウム等からなる無機系化合物からなるものが挙げられる。当該バインダー樹脂としては、上記近赤外線吸収フィルターの説明で挙げたような樹脂を用いることができる。
(反射防止層23)
次に、反射防止層23について説明する。反射防止層23は最も観察者側に配置されて外光の反射を防止する機能を有する層である。これによれば、外光が光学シートの観察者側面で反射して観察者側へ戻るいわゆる映り込みを抑制することができる。このような反射防止層23は、市販の反射防止フィルムを用いる等して構成することが可能である。
(その他の層)
これまでは、本実施形態に基づいて基材層11、光学機能層12、粘着剤層20、電磁波遮蔽層21、波長フィルター層22、及び反射防止層23について説明した。しかしながら、本発明では、少なくとも光学機能層を備えていればよく、用途に応じてこれまでに説明した層以外の様々な機能を有する層も備えることができる。具体的には、防眩層やハードコート層などを、粘着剤層を用いて貼合することで構成することができる。また、粘着剤層を構成する粘着剤組成物にはUV吸収剤、近赤外線吸収剤、ネオン線吸収剤、及び調色色素などを含め、粘着剤層に波長フィルター層も兼ねさせる場合がある。これらの層の積層順、及び積層数は、光学シートの用途に応じて適宜決定される。以下、防眩層、及びハードコート層の機能などについて説明する。
防眩層は、いわゆるぎらつきを抑制する機能を有する層であり、アンチグレア層、AG層と呼ばれることもある。このような防眩層としては市販のものを用いることができる。
ハードコート層は、HC層とも呼ばれることもある。これは、画像表示面に傷がつくことを抑えるために耐擦傷性を付与することができる機能を有するフィルムが配置された層である。
<映像表示装置>
次に、本発明の映像表示装置について説明する。図9は一つの実施形態にかかる本発明の映像表示装置1(プラズマテレビ1)を模式的に示した分解斜視図である。図9では紙面右上が観察者側、紙面左下が背面側を示している。図9からわかるように、プラズマテレビ1は、前面側筐体2と背面側筐体3とにより形成される筐体の内側に、プラズマディスプレイパネルユニット4(PDPユニット4)を備えている。
プラズマテレビ1にはその筐体内にPDPユニット4の他にもプラズマテレビに備えられる通常の各装置が具備される。これには例えば、各種電気回路や冷却手段等を挙げることができる。
図10は、PDPユニット4の構成を模式的に表している。図10では紙面右が観察者側である。PDPユニット4は、映像光源であるプラズマディスプレイパネル5(PDP5)と、該PDP5の映像光出射側に配置される光学シート10とを備えている。ここで、PDP5は公知のプラズマディスプレイパネルを適用することができる。また、上述したように光学シート10の層構成は適宜変更可能である。
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。ただし本発明は実施例に限定されるものではない。
<実施例1>
(1)金型ロールの作製
光学機能層の作製に供される金型ロールを作成した。金型ロールは、円柱状であり、銅メッキが施され、当該銅メッキ部分をバイトにより切削して光透過部に対応する溝を形成した。バイトとしてはダイヤモンドバイトを用いた。当該バイトの先端部の形状を図11(a)に示した。すなわち、先端の幅が15μm、先端から3μmの位置での幅が35μm、先端から3μmの位置からの傾斜角度が1.9度、先端から85μmでの位置での幅が41μmである。このようなダイヤモンドバイトを用いて、ロール軸方向においてピッチが45μmとなるようにして、金型ロールの銅メッキ層の外周を切削して溝を形成した。これにより、深さが85μm、溝底幅が15μm、該溝底から3μm深さでの溝幅が35μm、金型表面側の溝幅が41μmの略台形の断面を有する溝を形成した。このように切削した金型ロールにクロムメッキを施した。
(2)光透過部構成組成物の調整
ビスフェノールA―エチレンオキシド2モル付加物を40.0質量部と、イソホロンジイソシアネートを15.0質量部と、ウレタン化触媒としてビスマストリ(2−エチルヘキサノエート)(2−エチルヘキサン酸50%溶液)を0.02質量部と、を混合して80℃で5時間反応させ、その後、その後2−ヒドロキシエチルアクリレートを5.0質量部加えて80℃で5時間反応させ、光硬化型プレポリマー(P1)を得た。
次に光硬化性プレポリマー(P1)を60.0質量部と、反応性希釈モノマー(M1)としてのフェノキシエチルアクリレートを15.0質量部、及びビスフェノールA−エチレンオキシドを4モル付加したジアクリレートを25.0質量部と、金型離型剤(S1)としてのテトラデカノール−エチレンオキシドを10モル付加したリン酸エステル(モノエステル/ジエステル=モル比1/1)を0.05質量部、及びステアリルアミン−エチレンオキシドの15モル付加物を0.05質量部と、光重合開始剤(I1)としての1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンン(商品名:イルガキュア184、チバ・スペシャリティケミカルズ株式会社製)を3.0質量部と、を混合し、均一化して光透過部構成組成物を得た。
なお、この光透過部構成組成物を厚さ100μmで塗工し、高圧水銀灯により800mJ/cmの紫外線を照射して硬化させ、多波長アッベ屈折計DR−M4(株式会社アタゴ製)を用いて589nmの屈折率を測定したところ、1.550であった。
(3)粘着剤層付き基材層の形成
アクリル系樹脂の粘着剤(商品名:SKダイン2094、綜研化学株式会社製、固形分25.0%、溶剤は酢酸エチルとメチルエチルケトン)100質量部、架橋剤(E−5XM、L−45、綜研化学株式会社製、固形分5、0%)0.28質量部、1,2,3−ベンゾトリアゾール0.25質量部、及び希釈溶剤(トルエン/メチルエチルケトン/シクロヘキサノン=27.69g/27.69g/4.61g)32質量部を混合して粘着剤塗液を得た。
上記粘着剤塗液を、基材(PETフィルム、商品名:A4300、東洋紡績社製、厚さ100μm)上に厚さが25μmとなるように塗布して乾燥し、さらにその上に離型フィルム(商品名:E7007、東洋紡績社製、厚さ38μm)を貼合して、粘着剤層付き基材層(以下、単に「基材」という。)を作製した。
(4)光透過部の形成
上記(1)で作製した金型ロールとニップロールとの間に、上記(3)で作製した基材を挿入して搬送した。この基材の搬送に合わせ、上記(2)で得られた光透過部構成組成物を基材の基材層上に供給装置から供給し、金型ロールおよびニップロール間の押圧力により、基材層と金型ロールとの間に光透過部構成組成物を充填した。その後、基材側から高圧水銀灯により800mJ/cmの紫外線を照射して光透過部構成組成物を硬化させて、光透過部を形成した。その後、剥離ロールにより、金型ロールから光透過部を離型し、光透過部を含む厚さが273±20μmであるシート(中間部材)を作製した。
作製した中間部材について、光透過部の弾性率を、圧縮式微小硬度計(FISCHER HM2000)を用いて微小圧子材料に負荷をかけ、これを除荷することによって測定した。このとき、負荷力は100mN、負荷速度は4μm/10秒、保持時間は60秒とした。光透過部の弾性率は800MPaであった。
(5)光吸収部構成組成物の調整
光硬化型プレポリマー(P2)として、エチレンオキシド、2,2’−[(1−メチルエチリデン)ビス(4,1−フェニレンオキシメチレン)]ビス−、ホモポリマー、2−プロペノアートを20.0質量部と、反応性希釈モノマー(M2)として、2−フェノキシエチル=アクリラート20.0質量部、α−アクリロイル−ω−フェノキシポリ(オキシエチレン)20.0質量部、及び2−{2−[2−(アクリロイルオキシ)(メチル)エトキシ](メチル)エトキシ}(メチル)エチル=アクリラート13.0質量部と、光吸収粒子として、平均粒径4.0μmのカーボンブラックを25%含有したアクリル架橋微粒子(ガンツ化成株式会社製)20.0質量部と、光重合開始剤(I2)として、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(商品名:イルガキュア184、チバ・スペシャリティケミカルズ株式会社製)7.0質量部と、を混合し、均一化して光吸収部構成組成物を得た。
この光吸収部構成組成物の25℃での粘度は、4000mPa・sであった。なお、本願において、粘度は、JIS K−5400の回転粘度計法に基づいて測定した。具体的には、株式会社東京計器製のBL型粘度計、No.4ロータを使用し、25℃で12rpm、1分後の粘度計の指示値を測定し、測定した粘度計指示値に換算乗数(本条件では500)を乗じた値を粘度とした。
なお、この光吸収部構成組成物の光吸収粒子を除いた組成物を厚さ10μmで塗工し、高圧水銀灯により800mJ/cmの紫外線を照射して硬化させ、多波長アッベ屈折計DR−M4(株式会社アタゴ製)を用いて589nmの屈折率を測定したところ、1.547であった。
(6)光吸収部の形成
上記(5)で得られた光吸収部構成組成物を、上記(4)で作製した中間部材上に供給装置から供給した。また、中間部材の進行方向と略垂直に配置されたドクターブレードを用いて、中間部材上に供給した光吸収部構成組成物を中間部材に形成された略V字形状の溝(光透過部間の溝)内に充填するとともに、余剰分の光吸収部構成組成物を掻き落とした。その後、高圧水銀灯により800mJ/cmの紫外線を照射して光吸収部構成組成物を硬化させ、硬化した光吸収部構成組成物によって光吸収部を形成した。この状態では、中間部材の表面から3μmの位置まで光吸収部が形成されていた。すなわち、光吸収部上には深さ3μmの窪みが形成されていた。
(7)被覆部の形成
光透過部を構成する材料と同じ組成物を、光吸収部上の窪みに充填し、余剰分をドクターブレードで掻き取り、高圧水銀灯により800mJ/cmの紫外線を照射して当該組成物を硬化させ、被覆部を形成し、光学機能層を得た。被覆部を形成後、被覆部上の窪みは1.5μmであった。このように、被覆部を形成することによって、光吸収部上の窪みを小さくすることができた。
(8)粘着剤の貼合
上記(3)で形成した粘着剤層と同様の構成の粘着剤層を、上記光学機能層の上(基材層とは反対側)に、温度23℃、湿度50%の環境下にてラミネートし、実施例1にかかる光学シートを得た。なお、この粘着剤層について、多波長アッベ屈折計DR−M4(株式会社アタゴ製)を用いて589nmの屈折率を測定したところ、1.490であった。また、この粘着剤層の貯蔵弾性率は0.22MPaであった。当該光学シートを光学顕微鏡にて観察したところ、気泡を確認できなかった。
<比較例1>
金型ロールの作製に用いるバイトを変更し、被覆部を設けなかった以外は実施例1と同様にして、比較例1にかかる光学シートを作製した。
比較例1に用いたダイヤモンドバイトの先端部の形状を図11(b)に示した。すなわち、先端幅が35μm、斜面角度が1.9度、先端から85μmでの位置の幅が41μmである。このようなダイヤモンドバイトを用いて、ロール軸方向にピッチ45μmで金型ロールの銅メッキ層の外周を切削して溝を形成した。これにより、深さが85μm、溝底幅が35μm、金型表面側の溝幅が41μmの台形断面を有する溝を形成した。このように切削した金型ロールにクロムメッキを施した。
得られた光学シートを光学顕微鏡にて観察したところ、光吸収部と貼合した粘着剤層の界面に気泡が確認された。
<実施例2>
金型ロールの作製に用いるバイトを変更した以外は実施例1と同様にして、実施例2にかかる光学シートを作製した。
実施例2に用いたダイヤモンドバイトの先端部の形状を図12(a)に示した。すなわち、先端幅が18μm、先端から3μmの位置の幅38がμm、先端から3μmの位置から85μmの位置までの幅が38μmである。このようなダイヤモンドバイトを用いて、ロール軸方向にピッチ45μmで金型ロールの銅メッキ層の外周を切削して溝を形成した。これにより、深さが85μm、溝底幅が18μm、該溝底から3μm深さでの溝幅が38μm、金型表面側の溝幅が38μmの断面形状を有する溝を形成した。このように切削した金型ロールにクロムメッキを施した。
実施例2においても、被覆部を形成した後、被覆部上の窪みの深さは1.5μmであった。また、実施例1と同様に、温度23℃、湿度50%の環境下にて光学機能層の上に粘着剤層を積層した後、光学顕微鏡にて観察したところ、気泡を発生できなかった。
さらに、実施例2にかかる光学シートについて、光学機能層を基材層より観察者側してプラズマテレビ(パナソニック VIERA TH−P50G2)の光学フィルターを剥離し、プラズマディスプレイパネルに貼合した場合と、光学機能層を基材層より映像光源側してプラズマテレビ(パナソニック VIERA TH−P50G2)の光学フィルターを剥離し、プラズマディスプレイパネルに貼合した場合とで光学特性を目視評価で比較した。その結果、正面輝度、コントラスト、視野角、及び色ムラのいずれも同等であった。
<比較例2>
金型ロールの作製に用いるバイトを変更した以外は比較例1と同様にして、比較例2にかかる光学シートを作製した。
比較例2に用いたダイヤモンドバイトの先端部の形状を図12(b)に示した。すなわち、先端幅が38μm、先端から85μmの位置までの幅が38μmである。このようなダイヤモンドバイトを用いて、ロール軸方向にピッチ45μmで金型ロールの銅メッキ層の外周を切削して溝を形成した。これにより、深さが85μm、溝底幅が38μm、金型表面側の溝幅が38μmの矩形形状の断面を有する溝を形成した。このように切削した金型ロールにクロムメッキを施した。
比較例2にかかる光学シートでは、光吸収部を形成する際に気泡を噛んだまま抜けず、気泡を抱き込んだまま硬化した。このときの気泡は、正面視では光吸収部に隠れて見えにくいが、光吸収部の長手方向と直交方向に斜めに観察した際、映像光が拡散し、像のボケが発生する不具合となった。
また、実施例2と同様に、光学機能層を基材層より観察者側してプラズマテレビ(パナソニック VIERA TH−P50G2)の光学フィルターを剥離し、プラズマディスプレイパネルに貼合した場合と、光学機能層を基材層より映像光源側してプラズマテレビ(パナソニック VIERA TH−P50G2)の光学フィルターを剥離し、プラズマディスプレイパネルに貼合した場合とで光学特性を目視評価で比較した。その結果、光学機能層を基材層より観察者側に配置した場合の方が、正面輝度、コントラスト、視野角、及び色ムラのいずれもが劣化していた。
<実施例3>
実施例3では光透過部の弾性率が2000MPaとなる光透過部構成組成物を用いた。その他は実施例1と同じとした。当該光透過部構成組成物は、具体的には次の通りである。
光硬化性プレポリマー(P1)として、ビスフェノールAジグリシジルエーテルのジアクリレートを40.0質量部と、反応性希釈モノマー(M1)としてのビスフェノールA−エチレンオキシドを4モル付加したジアクリレートを10.0質量部、及びジペンタエリスリトールのペンタアクリレート/ヘキサアクリレート(質量比60/40)の混合物を10.0質量部と、金型離型剤(S1)としてのテトラデカノール−エチレンオキシドを10モル付加したリン酸エステル(モノエステル/ジエステル=モル比1/1)を0.05質量部、及びステアリルアミン−エチレンオキシドの15モル付加物を0.05質量部と、光重合開始剤(I1)としての1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(商品名:イルガキュア184、チバ・スペシャリティケミカルズ株式会社製)を3.0質量部と、を混合し、均一化して光透過部構成組成物を得た。
<実施例4>
実施例4では光透過部の弾性率が1500MPaとなる光透過部構成組成物を用いた。その他は実施例1と同じとした。当該光透過部構成組成物は、具体的には次の通りである。
光硬化型プレポリマー(P1)として、ビスフェノールAジグリシジルエーテルのジアクリレートを5.0質量部と、反応性希釈モノマー(M1)としてのフェノキシエチルアクリレートを40.0質量部、ビスフェノールA−エチレンオキシドを4モル付加したジアクリレートを45.0質量部、及びジペンタエリスリトールのペンタアクリレート/ヘキサアクリレート(質量比60/40)の混合物を10.0質量部と、金型離型剤(S1)としてのテトラデカノール−エチレンオキシドを10モル付加したリン酸エステル(モノエステル/ジエステル=モル比1/1)を0.05質量部、及びステアリルアミン−エチレンオキシドの15モル付加物を0.05質量部と、光重合開始剤(I1)としての1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(商品名:イルガキュア184、チバ・スペシャリティケミカルズ株式会社製)を3.0質量部と、を混合し、均一化して光透過部構成組成物を得た。
<実施例5>
実施例5では光透過部の弾性率が500MPaとなる光透過部構成組成物を用いた。その他は実施例1と同じとした。当該光透過部構成組成物は、具体的には次の通りである。
光硬化性プレポリマー(P1)として、ビスフェノールAジグリシジルエーテルのジアクリレートを10.0質量部と、反応性希釈モノマー(M1)としてのフェノキシエチルアクリレートを50.0質量部、ビスフェノールA−エチレンオキシドを4モル付加したジアクリレートを30.0質量部、及びジペンタエリスリトールのペンタアクリレート/ヘキサアクリレート(質量比60/40)の混合物を10.0質量部と、金型離型剤(S1)としてのテトラデカノール−エチレンオキシドを10モル付加したリン酸エステル(モノエステル/ジエステル=モル比1/1)を0.05質量部、及びステアリルアミン−エチレンオキシドを15モル付加物を0.05質量部と、光重合開始剤(I1)としての1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(商品名:イルガキュア184、チバ・スペシャリティケミカルズ株式会社製)を3.0質量部と、を混合し、均一化して光透過部構成組成物を得た。
<実施例6>
実施例6では光透過部の弾性率が20MPaとなる光透過部構成組成物を用いた。その他は実施例1と同じとした。当該光透過部構成組成物は、具体的には次の通りである。
2,4−トリレンジイソシアネートを10.0質量部、ジラウリル酸ジ−n−ブチル酸を0.03質量部、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾールを0.01質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレートを10.0質量部、及びポリテトラメチレングリコールを20.0質量部混合して光硬化性プレポリマー(P1)を得た。
次に得られた光硬化性プレポリマー(P1)を40.0質量部と、反応性希釈モノマー(M1)としてのフェノキシテトラエチレングリコールアクリレートを30.0質量部、2モルのエチレンオキシドを付加させたp−クミルフェノールのアクリレートを20.0質量部、及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを10.0質量部と、金型離型剤(S1)としてのテトラデカノール−エチレンオキシドを10モル付加したリン酸エステル(モノエステル/ジエステル=モル比1/1)を0.05質量部、及びステアリルアミン−エチレンオキシドを15モル付加物を0.05質量部と、光重合開始剤(I1)としての1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(商品名:イルガキュア184、チバ・スペシャリティケミカルズ株式会社製)を3.0質量部を混合し、均一化して光透過部構成組成物を得た。
<実施例7>
実施例7では光透過部の弾性率が2500MPaとなる光透過部構成組成物を用いた。その他は実施例1と同じとした。当該光透過部構成組成物は、具体的には次の通りである。
光硬化性プレポリマー(P1)としてビスフェノールAジグリシジルエーテルのジアクリレートを40.0質量部と、反応性希釈モノマー(M1)としてのフェノキシエチルアクリレートを50.0質量部、及びジペンタエリスリトールのペンタアクリレート/ヘキサアクリレート(質量比60/40)の混合物を10.0質量部と、金型離型剤(S1)としてのテトラデカノール−エチレンオキシドを10モル付加したリン酸エステル(モノエステル/ジエステル=モル比1/1)を0.05質量部、及びステアリルアミン−エチレンオキシドを15モル付加物を0.05質量部と、光重合開始剤(I1)としての1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(商品名:イルガキュア184、チバ・スペシャリティケミカルズ株式会社製)を3.0質量部と、を混合し、均一化して光透過部構成組成物を得た。
<実施例8>
実施例8では光透過部の弾性率が9.0MPaとなる光透過部構成組成物を用いた。その他は実施例1と同じとした。当該光透過部構成組成物は、具体的には次の通りである。
2,4−トリレンジイソシアネートを10.0質量部、ジラウリル酸ジ−n−ブチル酸を0.03質量部、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾールを0.01質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレートを10.0質量部、及びポリテトラメチレングリコールを20.0質量部混合して光硬化性プレポリマー(P1)を得た。
次に得られた光硬化性プレポリマー(P1)を40.0質量部と、反応性希釈モノマー(M1)としてのフェノキシエチルアクリレートを15.0質量部、フェノキシテトラエチレングリコールアクリレートを15.0質量部、及び2モルのエチレンオキシドを付加させたp−クミルフェノールのアクリレートを20.0質量部と、金型離型剤(S1)としてのテトラデカノール−エチレンオキシドを10モル付加したリン酸エステル(モノエステル/ジエステル=モル比1/1)を0.05質量部、及びステアリルアミン−エチレンオキシドを15モル付加物を0.05質量部と、光重合開始剤(I1)としての1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(商品名:イルガキュア184、チバ・スペシャリティケミカルズ株式会社製)を3.0質量部と、その他テトラエチレングリコールジアクリレートを10.0質量部混合し、均一化して光透過部構成組成物を得た。
<実施例9>
実施例9では、上記(8)で光学機能層上に形成する粘着剤層の粘着剤組成物の貯蔵弾性率を0.14MPaとした光学シートを形成した。当該粘着剤層以外は実施例1と共通である。粘着剤層の形成は次の通りである。
アクリル酸n−ブチルを50.0質量部と、アクリル酸メチルを30.0質量部と、メタクリル酸メチルを19.5質量部と、アクリル酸2−ヒドロキシエチルを0.5質量部と、開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリルを0.2質量部と、を酢酸エチル300質量部中に添加し、60℃で12時間攪拌し、アクリル酸エステル共重合体溶液を得た。
得られた共重合体溶液の固形分100質量部に対し、架橋剤としてのイソシアネート系架橋剤TD−75(綜研化学株式会社製)を0.5質量部加え、2−ブタノンにて濃度25質量%の溶液となるように希釈し、粘着剤溶液とした。
<実施例10>
実施例10では、上記(8)で光学機能層上に形成する粘着剤層の粘着剤組成物の貯蔵弾性率を0.78MPaとした光学シートを形成した。当該粘着剤層以外は実施例1と共通である。粘着剤層の形成は次の通りである。
アクリル酸n−ブチルを50.0質量部と、アクリル酸メチルを30.0質量部と、アクリル酸2−ヒドロキシエチルを0.5質量部と、N,N−ジメチルアクリルアミドを19.5質量部と、開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル0.2質量部と、を酢酸エチル300質量部中に添加し、60℃で12時間攪拌し、アクリル酸エステル共重合体溶液を得た。
得られた共重合体溶液の固形分100質量部に対し、架橋剤としてのイソシアネート系架橋剤TD−75(綜研化学株式会社製)を0.5質量部加え、2−ブタノンにて濃度25質量%の溶液となるように希釈し、粘着剤溶液とした。
<実施例11>
実施例11では、上記(8)で光学機能層上に形成する粘着剤層の粘着剤組成物の貯蔵弾性率を0.09MPaとした光学シートを形成した。当該粘着剤層以外は実施例1と共通である。粘着剤層の形成は次の通りである。
アクリル酸n−ブチルを75.0質量部と、アクリル酸メチル20.0質量部と、アクリル酸2−ヒドロキシエチル5.0質量部と、開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル0.2質量部と、を酢酸エチル300質量部中に添加し、60℃で12時間攪拌し、アクリル酸エステル共重合体溶液を得た。
得られた共重合体溶液の固形分100質量部に対し、架橋剤としてのイソシアネート系架橋剤TD−75(綜研化学株式会社製)を0.5質量部加え、2−ブタノンにて濃度25質量%の溶液となるように希釈し、粘着剤溶液とした。
を作製した。
<実施例12>
実施例12では、上記(8)で光学機能層上に形成する粘着剤層の粘着剤組成物の貯蔵弾性率を1.1MPaとした光学シートを形成した。当該粘着剤層以外は実施例1と共通である。粘着剤層の形成は次の通りである。
アクリル酸n−ブチルを45.0質量部と、アクリル酸メチルを30.0質量部と、アクリル酸2−ヒドロキシエチルを0.5質量部と、N,N−ジメチルアクリルアミドを24.5質量部と、開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリルを0.2質量部と、を酢酸エチル300質量部中に添加し、60℃で12時間攪拌し、アクリル酸エステル共重合体溶液を得た。
得られた共重合体溶液の固形分100質量部に対し、架橋剤としてのイソシアネート系架橋剤TD−75(綜研化学株式会社製)を0.5質量部加え、2−ブタノンにて濃度25質量%の溶液となるように希釈し、粘着剤溶液とした。
以上の実施例1〜13、及び比較例1、2に関し、各光学シートの条件の一部を表1にまとめた。
Figure 0005685900
光透過部の弾性率が高い実施例7では光透過部が硬いため製造時に割れが生じることがあり、製造に困難があった。一方、弾性率が低い実施例8は光透過部が柔らかいため、光吸収部の形成に際して窪みが大きくなった。これにより粘着剤層を形成するときに気泡を巻き込みやすいという製造上の困難があった。
また、粘着剤組成物の貯蔵弾性率が小さい実施例11では粘着剤層の粘着剤組成物が柔らかいため、凹歪み不良が発生し易く、品質の良い光学シートを製造することに困難をともなった。一方、粘着剤組成物の貯蔵弾性率が大きい実施例12では粘着剤組成物が硬いため、光学機能層面への埋め込み性が悪く、気泡を噛み易く外観不良が発生することがあった。他の実施例では光学機能層面の埋め込み性は良好であり、かつ、製造工程中での異物による凹歪み不良が無く、品質の良い光学シートを容易に製造することができた。
1 映像表示装置(プラズマテレビ)
2 前面側筐体
3 背面側筐体
4 プラズマディスプレイパネルユニット
5 映像光源(プラズマディスプレイパネル)
10 光学シート
11 基材層
12 光学機能層
13 光透過部
14 光吸収部
15 バインダー
16 光吸収粒子
17 溝
17a 底部
17b 拡張部
18 被覆部
19 窪み
20 粘着剤層
21 電磁波遮蔽層
22 波長フィルター層
23 反射防止層

Claims (14)

  1. 映像光源より観察者側に配置され、該映像光源側から入射した光を制御して前記観察者側に出射する、複数の層を有する光学シートであって、
    光学機能層を有しており、
    前記光学機能層は、光を透過可能にシート面に沿って並列された光透過部を有しており、
    前記光透過部間には溝が形成されており、
    前記溝は、シート厚方向断面において曲線又は折れ線状に前記溝の開口部側に広がっており、
    前記溝の内部において底部側に光を吸収可能な光吸収部が形成されるとともに、前記溝の内部において開口部側に、前記光透過部を構成する材料と同じ材料で構成された被覆部が形成されていることを特徴とする、光学シート。
  2. 前記溝は、シート厚方向断面において、曲線又は折れ線状に前記溝の開口部側に広がった拡張部を有するとともに、前記溝の内部において前記拡張部より底部側が略台形又は略矩形である、請求項1に記載の光学シート。
  3. 前記光透過部の弾性率が10MPa以上2000MPa以下である、請求項1又は2に記載の光学シート。
  4. シート厚方向断面において、前記被覆部の前記光吸収部とは反対側に形成された窪みの深さが2μm以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の光学シート。
  5. 前記拡張部の深さが0.5μm以上6μm以下である、請求項2〜4のいずれかに記載の光学シート。
  6. 前記拡張部の開口部側の幅が前記拡張部の底部側の幅の2倍以上4倍以下である、請求項2〜5のいずれかに記載の光学シート。
  7. 基材層と、該基材層上に形成された前記光学機能層と、該基材層の該光学機能層とは反対側の面に形成され、粘着剤を含んでなる粘着剤層と、を有する、請求項1〜6のいずれかに記載の光学シート。
  8. 前記粘着剤層に含まれる前記粘着剤の23℃における貯蔵弾性率は0.1MPa以上0.8MPa以下である、請求項7に記載の光学シート。
  9. 前記粘着剤層の厚さが20μm以上50μm以下である、請求項7又は8に記載の光学シート。
  10. 最も前記観察者側となる層が、反射防止層又は防眩層である、請求項1〜9のいずれかに記載の光学シート。
  11. 所定の波長の光の透過を抑制する機能を有する波長フィルター層を備える、請求項1〜10のいずれかに記載の光学シート。
  12. 電磁波を遮蔽する機能を有する電磁波遮蔽層を備える、請求項1〜11のいずれかに記載の光学シート。
  13. 光を透過可能にシート面に沿って並列された光透過部と、前記光透過部間の溝の内部において底部側に形成された、光を吸収可能な光吸収部と、前記光透過部を構成する材料と同じ材料で前記溝の内部において開口部側に形成された被覆部と、を有する光学機能層を備えた光学シートの製造方法であって、
    前記光透過部間に、シート厚方向断面において曲線又は折れ線状に開口部側に広がった前記溝が形成されるように前記光透過部を形成する、光透過部形成工程と、
    前記光透過部形成工程の後、前記溝の内部の底部側に前記光吸収部を形成する光吸収部形成工程と、
    前記光吸収部形成工程の後、前記溝の内部の開口部側に前記被覆部を形成する被覆部形成工程と、
    を有する、光学シートの製造方法。
  14. プラズマディスプレイパネルと、該プラズマディスプレイパネルより観察者側に配置された請求項1〜12のいずれかに記載の光学シートとを備える、映像表示装置。
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