JP5961959B2 - Optical sheet, surface light source device, and liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示装置用バックライトのプリズムシート等として用いられる光学シート、並びに当該光学シートを備える面光源装置及び液晶表示装置に関する。 The present invention relates to an optical sheet used as a prism sheet or the like of a backlight for a liquid crystal display device, a surface light source device including the optical sheet, and a liquid crystal display device.
近年、液晶表示装置等のディスプレイにおいては、光を屈折、回折、干渉又は分散等させることにより、集光、収束、拡散、偏光又は反射等させる機能を有する光学シートが用いられている。
このような光学シートとしては、例えば、液晶表示装置等のバックライトに用いられるプリズムシート、立体写真や投影スクリーン等に用いられるレンチキュラーレンズシート、オーバーヘッドプロジェクターのコンデンサーレンズ等に用いられるフレネルレンズシート及びカラーフィルタ等に用いられる回折格子等を挙げることができる。
In recent years, an optical sheet having a function of condensing, converging, diffusing, polarizing, reflecting, or the like by refraction, diffraction, interference, or dispersion of light has been used in a display such as a liquid crystal display device.
Examples of such optical sheets include prism sheets used for backlights of liquid crystal display devices, lenticular lens sheets used for stereoscopic photographs and projection screens, Fresnel lens sheets and color sheets used for condenser lenses for overhead projectors, and the like. The diffraction grating used for a filter etc. can be mentioned.
上記光学シートは、通常、基材と、当該基材上に、所定の屈折率を備え表面に単位プリズム又は単位レンズ等の単位凹凸構造を複数配列した微細な凹凸形状を有する。このような光学シートは、その凹凸形状において光を屈折若しくは反射等の幾何光学的作用によって、又は回折等の波動光学的作用によって変調させることによって、所望の機能を発現するものであり、用途に応じてその凹凸形状を構成する樹脂材料及び単位凹凸構造の形状が決定される。 The optical sheet usually has a substrate and a fine concavo-convex shape having a predetermined refractive index and a plurality of unit concavo-convex structures such as unit prisms or unit lenses arranged on the surface. Such an optical sheet expresses a desired function by modulating light by geometric optical action such as refraction or reflection or wave optical action such as diffraction in the uneven shape. Accordingly, the resin material and the shape of the unit concavo-convex structure constituting the concavo-convex shape are determined.
上記光学部材のうち、例えば、液晶表示装置等のバックライトとして使用されるプリズムシート(光学シート)は、一般にそのプリズムシートのプリズム部(凹凸形状)の上に、さらに他の光学シート及び拡散板又は拡散フィルムが積層されて用いられる。このような積層体を製造又は運搬する際に、衝撃又は振動によって、プリズムシートのプリズム部が磨耗することがある。 Among the above optical members, for example, a prism sheet (optical sheet) used as a backlight of a liquid crystal display device or the like generally has another optical sheet and a diffusion plate on the prism portion (uneven shape) of the prism sheet. Or a diffusion film is laminated | stacked and used. When such a laminated body is manufactured or transported, the prism portion of the prism sheet may be worn due to impact or vibration.
また、上記プリズムシートは、エッジライト型の面光源装置や直下型の面光源装置のいずれにおいても当該装置の液晶セル(液晶化合物をガラス等で封入したモジュール)側の出光面に配置されている。上記光学シートが備えるプリズム部と、面光源装置が有する導光板、(光)拡散フィルム又は液晶セル等の隣接する他部材とが接触した場合、工程内等で加わる熱と圧力とにより単位プリズムの頂部が潰れてしまうといういわゆる「山潰れ」の問題や、プリズム部と導光板とが接触して単位プリズムの頂部に欠けが生じてしまうという問題がある。
なお、エッジライト型の面光源装置は、通常、アクリル樹脂等の透明な板状導光体の一側端面から光源光を入射し、液晶セル側の出光面から光を出射するように構成された装置である。一方、直下型の面光源装置は、光源を挟んだ態様で液晶セルと反射板とを配置してなり、通常、光源からの光を反射板によって液晶セル側に反射させるように構成された装置である。
Further, the prism sheet is disposed on the light exit surface on the liquid crystal cell (a module in which a liquid crystal compound is sealed with glass or the like) side of either the edge light type surface light source device or the direct type surface light source device. . When the prism portion included in the optical sheet and a light guide plate, a (light) diffusion film, or a liquid crystal cell, which are adjacent to the light source plate included in the surface light source device are in contact with each other, the heat and pressure applied in the process etc. There is a problem of so-called “mountain collapse” that the top part is crushed and a problem that the prism part and the light guide plate come into contact with each other and the top part of the unit prism is chipped.
In addition, the edge light type surface light source device is usually configured to allow light source light to enter from one end face of a transparent plate-shaped light guide such as acrylic resin and to emit light from a light exit surface on the liquid crystal cell side. Device. On the other hand, a direct type surface light source device is a device in which a liquid crystal cell and a reflection plate are arranged in a manner sandwiching a light source, and is usually configured to reflect light from the light source to the liquid crystal cell side by the reflection plate. It is.
こうした単位プリズムの頂部の変形及び欠けの問題は、表示装置の表示面に白点(白模様)等の表示ムラを生じさせて表示性能を低下させる一因となる。特に、凹凸形状がプリズムの様な尖った凸部を持つ場合に、上述した凹凸形状の磨耗、欠け又は山潰れの発生が顕著となる。その他の凹凸形状の光学シートの場合も、同様の傾向がある。 Such a problem of deformation and chipping at the top of the unit prism causes a display unevenness such as a white spot (white pattern) on the display surface of the display device, which causes a decrease in display performance. In particular, when the concavo-convex shape has a sharp convex portion such as a prism, the above-described concavo-convex shape wear, chipping, or crushing is remarkable. In the case of other concavo-convex shaped optical sheets, there is a similar tendency.
上記問題点を改善するために、従来、プリズム部に用いられる材料としては、硬度が高く、形成された単位プリズムの形状が変形しにくいものが用いられてきた。例えば、特許文献1に記載の透明基材上にUV硬化(メタ)アクリレート系樹脂からなる単位プリズムが形成されたLCD背面光源用集光材料は、LCD中に組み込む作業時のプリズム部の摩擦による傷つきの防止を課題とし、樹脂配合を工夫して特定試験法による落砂摩耗前後の曇り度(Haze)が60%以下で、耐傷つき性を有する硬いプリズム部を実現している。 In order to improve the above problems, conventionally, materials used for the prism portion have been used which have high hardness and the shape of the formed unit prism is not easily deformed. For example, the condensing material for LCD back light source in which the unit prism made of UV-curing (meth) acrylate resin is formed on the transparent base material described in Patent Document 1 is caused by the friction of the prism portion during the work to be incorporated in the LCD. The problem is to prevent scratches, and a hard prism portion having scratch resistance with a haze of 60% or less before and after sandfall wear by a specific test method has been realized by devising resin formulation.
しかしながら、このような硬いプリズム部は、上述した凹凸形状の磨耗、欠け又は山潰れに対してある程度強度が高められているが、限度を超える外圧を受けるとやはり摩耗、欠け、山潰れが生じてしまう。 However, such a hard prism part has a certain degree of strength against the above-mentioned uneven wear, chipping or crushing, but if it receives an external pressure exceeding the limit, it will still be worn, chipped or crushing. End up.
更に、近年、量産性向上のために、帯状基材シートを連続走行させながら円筒状の型を用いて輪転式2P法でロールにプリズムシートを巻き取って光学シートを製造するようになり、従来のような硬度を高めたプリズムを有する光学シートを巻き取る時及び巻いた状態で保管した時に、プリズムシート表裏の押圧によりプリズム頂部が潰れる問題がでてきた。 Furthermore, in recent years, in order to improve mass productivity, an optical sheet has been manufactured by winding a prism sheet around a roll by a rotary 2P method using a cylindrical mold while continuously running a belt-shaped base sheet. When the optical sheet having a prism with increased hardness is wound up and stored in a rolled state, the prism tops are crushed by pressing the front and back sides of the prism sheet.
特許文献2に記載のレンズ部(プリズム部)は、特定の物性を有することにより、外的要因によって上記プリズム部の表面に付された単位プリズムが変形した場合でも、これを元の形状に復元させることができる復元性が付与されており、所望の形状を維持することが可能となっている。
しかしながら、上記プリズム部の有する復元性は、当該プリズム部に加わる外力による変形の問題を解消するのには十分なものではなかった。また、復元性を付与した分、プリズム部の欠けが生じ易くなり、復元性と耐傷付き性とが両立し無いものであった。
The lens part (prism part) described in
However, the resilience of the prism portion is not sufficient to solve the problem of deformation due to external force applied to the prism portion. In addition, since the restoration property is imparted, the prism portion is easily chipped, and the restoration property and the scratch resistance are not compatible.
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、優れた復元性を有し、かつ、傷付き難い凹凸形状を備えた光学シート、並びに当該光学シートを備える面光源装置及び液晶表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has an optical sheet having an excellent restorability and a concavo-convex shape that is difficult to be damaged, and a surface light source device and a liquid crystal display including the optical sheet. An object is to provide an apparatus.
上述したように、光学シートの凹凸形状には、耐傷付き性と、応力が加わると一時的に変形し、応力から開放されると弾性復元力により元の形状に復元することができる復元性とが求められているが、硬度と復元率は一方を強化すると他方が弱まるトレードオフの関係にあるため、硬度と復元率という指標だけでバランスをとることには限界があった。
本発明者らが鋭意検討した結果、ある特定の硬化状態を有する(メタ)アクリル系樹脂の硬化物が耐傷付き性と復元性を高次元で達成できることを見出した。
As described above, the concavo-convex shape of the optical sheet has a scratch resistance and a resilience that can be temporarily deformed when stress is applied and can be restored to its original shape by an elastic restoring force when released from the stress. However, since there is a trade-off relationship in which the hardness and the restoration rate are strengthened and the other is weakened, there is a limit to balance only with the indicators of the hardness and the restoration rate.
As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that a cured product of a (meth) acrylic resin having a specific curing state can achieve scratch resistance and resilience at a high level.
本発明に係る光学シートは、透明基材と、当該透明基材の一面側に設けられ、当該透明基材とは反対側の面に複数の単位凹凸構造を備える凹凸形状を有する光学機能発現部とを備える光学シートであって、
当該光学機能発現部が、アクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂を含み、かつ当該アクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂中のセグメントとして後述する一般式(I)で表されるカプロラクトン変性ウレタン(メタ)アクリレートを含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物からなり、
該光学機能発現部の表面を原子間力顕微鏡で観察した場合に平均直径0.1〜2μm及び平均高さ1nm〜100nmの隆起状構造を呈していることを特徴とする。
An optical sheet according to the present invention is provided with a transparent base material and an optical function manifesting part having a concavo-convex shape provided with a plurality of unit concavo-convex structures on the surface opposite to the transparent base material. An optical sheet comprising:
The optical function developing part contains an acrylic resin and / or methacrylic resin, and contains a caprolactone-modified urethane (meth) acrylate represented by the general formula (I) described later as a segment in the acrylic resin and / or methacrylic resin. It consists of a cured product of an active energy ray curable resin composition,
When the surface of the optical function developing portion is observed with an atomic force microscope, it has a raised structure having an average diameter of 0.1 to 2 μm and an average height of 1 nm to 100 nm.
本発明に係る光学シートは、上記光学機能発現部の表面を原子間力顕微鏡(AFM)で観察した場合に平均直径0.1〜2μm及び平均高さ1nm〜100nmの隆起状構造を呈している硬化状態を有するとしたことによって、当該凹凸形状が優れた復元性を有するため単位凹凸構造の山潰れが起こり難く、かつ、傷付き難い。 The optical sheet according to the present invention has a raised structure having an average diameter of 0.1 to 2 μm and an average height of 1 nm to 100 nm when the surface of the optical function developing portion is observed with an atomic force microscope (AFM). By having the cured state, the uneven shape has excellent recoverability, so that the unit uneven structure is not easily crushed and hardly damaged.
前記アクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂は、カプロラクトン変性ウレタン(メタ)アクリレートの繰り返し単位からなる重合構造のセグメントを含むことが好ましい。 The acrylic resin and / or methacrylic resin preferably includes a segment having a polymer structure composed of repeating units of caprolactone-modified urethane (meth) acrylate.
前記アクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂は、アクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂の一部としてビスフェノールAジグリシジル(メタ)アクリレート、ビフェニリロキシエチル(メタ)アクリレート、EO変性ビフェニリロキシエチル(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエポキシ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレートからなる群より選択されるセグメントを少なくとも一種、更に含んでいてもよい。 The acrylic resin and / or methacrylic resin is bisphenol A diglycidyl (meth) acrylate, biphenylyloxyethyl (meth) acrylate, EO-modified biphenylyloxyethyl (meth) acrylate, bisphenol as a part of the acrylic resin and / or methacrylic resin. At least one segment selected from the group consisting of A epoxy (meth) acrylate and polyethylene glycol di (meth) acrylate may be further included.
本発明に係る光学シートにおける前記隆起状構造の個数は5〜100個/400μm2であることが好ましい。このような個数範囲であると、単位凹凸構造の復元性と耐傷つき性とのバランスが好適になる。 The number of the raised structures in the optical sheet according to the present invention is preferably 5 to 100/400 μm 2 . In such a number range, the balance between the restoration property of the unit concavo-convex structure and the scratch resistance becomes suitable.
本発明に係る光学シートにおいて、前記光学機能発現部が単位凹凸構造としてプリズム及び/又はマイクロレンズを含むことが好ましい。 The optical sheet which concerns on this invention WHEREIN: It is preferable that the said optical function expression part contains a prism and / or a micro lens as a unit uneven | corrugated structure.
本発明に係る面光源装置は、面光源の光放出面側に上記光学シートを備えることを特徴とする。 The surface light source device according to the present invention includes the optical sheet on the light emission surface side of the surface light source.
本発明に係る液晶表示装置は、液晶セルの一面側に上記光学シートを備えることを特徴とする。 The liquid crystal display device according to the present invention includes the optical sheet on one side of the liquid crystal cell.
本発明に係る光学シートは、上記光学機能発現部の表面を原子間力顕微鏡(AFM)で観察した場合に平均直径0.1〜2μm及び平均高さ1nm〜100nmの隆起状構造を呈している硬化状態である場合に、当該凹凸形状が優れた復元性を有し、かつ、傷付き難い。
当該光学シートを備える面光源装置は、光学シートの光学機能発現部が導光板等の部材と接触しても、単位凹凸構造の頂部に欠け、山潰れ及び変形が生じ難い。
当該光学シートを備える液晶表示装置は、光学シートの単位凹凸構造の頂部に欠け、山潰れ及び変形が生じ難いため、白点(白模様)等の表示ムラを生じ難く、外観に優れる。
The optical sheet according to the present invention has a raised structure having an average diameter of 0.1 to 2 μm and an average height of 1 nm to 100 nm when the surface of the optical function developing portion is observed with an atomic force microscope (AFM). When in a cured state, the uneven shape has excellent restorability and is hardly damaged.
In the surface light source device including the optical sheet, even when the optical function developing portion of the optical sheet comes into contact with a member such as a light guide plate, the top portion of the unit concavo-convex structure lacks, and crushing and deformation hardly occur.
Since the liquid crystal display device including the optical sheet is not easily clogged, crushed and deformed at the top of the unit uneven structure of the optical sheet, display unevenness such as a white spot (white pattern) is hardly generated and the appearance is excellent.
次に、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the spirit thereof.
本発明において、(メタ)アクリル樹脂は、アクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂を表し、(メタ)アクリレートは、アクリレート及び/又はメタクリレートを表す。
本発明において樹脂とは、モノマーやオリゴマーの他、ポリマーを含む概念である。
なお、フィルムとシートのJIS−K6900での定義では、シートとは薄く一般にその厚さが長さと幅の割りには小さい平らな製品をいい、フィルムとは長さ及び幅に比べて厚さが極めて小さく、最大厚さが任意に限定されている薄い平らな製品で、通例、ロールの形で供給されるものをいう。したがって、シートの中でも厚さの特に薄いものがフィルムであるといえるが、シートとフィルムの境界は定かではなく、明確に区別しにくいので、本発明では、厚みの厚いもの及び薄いものの両方の意味を含めて、「シート」と定義する。
本発明において、分子量とは、分子量分布を有する場合には、THF溶剤におけるゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算値である重量平均分子量を意味し、分子量分布を有しない場合には、化合物そのものの分子量を意味する。
本発明において、固形分とは、組成物から溶剤を除いた部分を意味する。
In the present invention, (meth) acrylic resin represents acrylic resin and / or methacrylic resin, and (meth) acrylate represents acrylate and / or methacrylate.
In the present invention, the resin is a concept including a polymer in addition to a monomer and an oligomer.
In the definition of film and sheet in JIS-K6900, a sheet is a thin and generally flat product whose thickness is small relative to the length and width. A film has a thickness compared to the length and width. A thin, flat product that is extremely small and has an arbitrarily limited maximum thickness, usually supplied in the form of a roll. Therefore, it can be said that a film having a particularly thin thickness among the sheets is a film, but the boundary between the sheet and the film is not clear and is difficult to distinguish clearly. Therefore, in the present invention, the meaning of both a thick sheet and a thin sheet is meant. Is defined as “sheet”.
In the present invention, the molecular weight means a weight average molecular weight which is a polystyrene equivalent value measured by gel permeation chromatography (GPC) in a THF solvent when having a molecular weight distribution, and when having no molecular weight distribution, It means the molecular weight of the compound itself.
In this invention, solid content means the part remove | excluding the solvent from the composition.
(光学シート)
本発明に係る光学シートは、透明基材と、当該透明基材の一面側に設けられ、当該透明基材とは反対側の面に複数の単位凹凸構造を備える凹凸形状を有する光学機能発現部とを備える光学シートであって、
当該光学機能発現部が、アクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物からなり、
該光学機能発現部の表面を原子間力顕微鏡で観察した場合に平均直径0.1〜2μm及び平均高さ1nm〜100nmの隆起状構造を呈していることを特徴とする。
(Optical sheet)
An optical sheet according to the present invention is provided with a transparent base material and an optical function manifesting part having a concavo-convex shape provided with a plurality of unit concavo-convex structures on the surface opposite to the transparent base material. An optical sheet comprising:
The said optical function expression part consists of hardened | cured material of the active energy ray curable resin composition containing an acrylic resin and / or a methacryl resin,
When the surface of the optical function developing portion is observed with an atomic force microscope, it has a raised structure having an average diameter of 0.1 to 2 μm and an average height of 1 nm to 100 nm.
本発明に係る光学シートは、上記光学機能発現部の表面を原子間力顕微鏡(AFM)で観察した場合に平均直径0.1〜2μm及び平均高さ1nm〜100nmの隆起状構造を呈している硬化状態である場合に、当該凹凸形状は優れた復元性と耐傷付き性を両立できる硬化状態である。そのため、本発明によれば、光学シートを装置に組み込む作業時や、2P法で製造する時に光学シートを巻き取った後で巻き出した時に応力が加わっても、凹凸形状が損なわれ難く、所望の形状を維持することが可能で、且つ、耐傷付き性にも優れた光学シートを提供することができる。
上記光学機能発現部の表面を原子間力顕微鏡(AFM)で観察した場合に平均直径0.1〜2μm及び平均高さ1nm〜100nmの隆起状構造を呈していない場合、凹凸形状の復元性及び/又は耐傷付き性が不足している、或いは、両者のバランスがとれておらず、光学シートを装置に組み込む作業時や、2P法で製造する時に光学シートを巻き取った後で巻き出した時に応力が加わると、変形、欠け又は山潰れの発生を十分に抑えることができない。そのような光学シートを製品として使用すると、歩留まりが悪くなる。
The optical sheet according to the present invention has a raised structure having an average diameter of 0.1 to 2 μm and an average height of 1 nm to 100 nm when the surface of the optical function developing portion is observed with an atomic force microscope (AFM). When it is in a cured state, the uneven shape is a cured state capable of achieving both excellent resilience and scratch resistance. Therefore, according to the present invention, even when stress is applied when the optical sheet is unwound after the optical sheet is rolled up when the optical sheet is incorporated into the apparatus or when the 2P method is manufactured, the uneven shape is not easily damaged. It is possible to provide an optical sheet that is capable of maintaining the shape and excellent in scratch resistance.
When the surface of the optical function developing part is observed with an atomic force microscope (AFM), when it does not exhibit a raised structure with an average diameter of 0.1 to 2 μm and an average height of 1 nm to 100 nm, / When the scratch resistance is insufficient, or the balance between the two is not achieved, and when the optical sheet is unwound and unwound after the optical sheet is rolled up when manufacturing by the 2P method When stress is applied, the occurrence of deformation, chipping or crushing cannot be sufficiently suppressed. When such an optical sheet is used as a product, the yield deteriorates.
光学シートは、その作用機構から、光を凹凸形状における屈折又は反射等の幾何光学的作用によって変調させて、集光、拡散、屈折又は反射等の所望の機能を発現するプリズムシート又はレンズシート等と、光を凹凸形状における回折等の波動光学的作用によって変調させて、回折又は分光等の所望の機能を発現する回折格子又はホログラム等に大別される。
本発明に係る光学シートの層構成について図面を用いて説明するが、以下においてはプリズムシートを例に説明する。尚、図1以下の図面では、説明の便宜上、縦横の寸法比及び各層間の寸法比は適宜、実寸とは変えて誇張して図示してある。
The optical sheet is a prism sheet or a lens sheet that expresses a desired function such as condensing, diffusing, refraction, or reflection by modulating light by geometric optical action such as refraction or reflection in an uneven shape from its action mechanism. Then, the light is modulated by a wave optical action such as diffraction in the concavo-convex shape, and is roughly classified into a diffraction grating or a hologram that expresses a desired function such as diffraction or spectroscopy.
The layer structure of the optical sheet according to the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, a prism sheet will be described as an example. In FIG. 1 and subsequent drawings, for convenience of explanation, the vertical and horizontal dimension ratios and the dimension ratios between the layers are exaggerated as appropriate instead of the actual dimensions.
図1は、本発明に係る光学シートの一例を示した模式的な斜視図であり、図2は、本発明に係る光学シートの層構成の一例を示した模式的な断面図である。光学シート1は、透明基材10上にアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物からなる光学機能発現部20が設けられており、光学機能発現部20は透明基材とは反対側の面に、図1及び2においては複数の単位凹凸構造30としてのプリズム構造を備えるプリズム形状を備える。
FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating an example of an optical sheet according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a layer configuration of the optical sheet according to the present invention. The optical sheet 1 is provided with an optical
図3は、本発明に係る光学シートの層構成の他の一例を示した模式的な断面図である。透明基材10の一面側には光学機能発現部20が設けられ、透明基材10の光学機能発現部20が設けられた面とは反対側の面には光拡散層40が設けられている。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another example of the layer configuration of the optical sheet according to the present invention. An optical
以下、本発明に係る光学シートの必須の構成要素である透明基材及び光学機能発現部並びに必要に応じて適宜設けることができる光拡散層について説明する。 Hereinafter, the transparent base material and the optical function developing part, which are indispensable constituent elements of the optical sheet according to the present invention, and the light diffusion layer that can be appropriately provided as necessary will be described.
(透明基材)
透明基材10は、光学シート1の基材であり、特に限定されず、従来公知の光学シートに用いられている透明基材を用いることができる。透明基材は、所望の透明性、機械的強度等の要求適性を勘案の上、材料及び厚さを適宜選択すればよい。透明基材は、樹脂基材であっても良いし、硝子基材であっても良い。
透明フィルムの樹脂材料としては、(メタ)アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂、ポリエステル樹脂、シクロオレフィンポリマー(COP)樹脂及びシクロオレフィンコポリマー(COC)樹脂等を例示することができる。
(Transparent substrate)
The
Examples of the resin material for the transparent film include (meth) acrylic resin, polycarbonate resin, vinyl chloride resin, polymethacrylimide resin, polyester resin, cycloolefin polymer (COP) resin, and cycloolefin copolymer (COC) resin. it can.
透明基材は、長尺形状であっても良いし、所定の大きさからなる枚葉形状であっても良いが、光学シートを2P法で製造する場合は、長尺形状の透明基材を用いる。透明基材の厚さは、通常は50〜500μmが好ましいが、これに限定されない。
透明基材の光透過率としては、ディスプレイの前面設置用としては、100%が理想であり、透過率85%以上であることが好ましい。
透明基材は、必要に応じて、その表面に従来公知のマット処理(光拡散性の微小凹凸の形成)、帯電防止処理又は反射防止処理等が施されたものであっても良い。また、透明樹脂と基材の間にマット処理、帯電防止処理又は反射防止処理等が施されたものであっても良いし、これらを自由に組合せて用いても良い。
The transparent base material may have a long shape or a single wafer shape having a predetermined size. However, when an optical sheet is produced by the 2P method, a long transparent substrate is used. Use. The thickness of the transparent substrate is usually preferably 50 to 500 μm, but is not limited thereto.
As the light transmittance of the transparent base material, 100% is ideal for installation on the front surface of the display, and the transmittance is preferably 85% or more.
The transparent base material may be subjected to a conventionally known mat treatment (formation of light diffusive minute irregularities), an antistatic treatment or an antireflection treatment on the surface thereof as necessary. Further, a matte treatment, an antistatic treatment, an antireflection treatment or the like may be performed between the transparent resin and the base material, or these may be used in any combination.
(光学機能発現部)
光学機能発現部20は、少なくともアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物からなり、透明基材10とは反対側の面に複数の単位凹凸構造30を備える凹凸形状を有する。該光学機能発現部の表面を原子間力顕微鏡(AFM)で観察した場合に平均直径0.1〜2μm及び平均高さ1nm〜100nmの隆起状構造を呈している。このように、光学機能発現部が上記隆起状構造を呈している硬化状態であると、光学機能発現部の凹凸形状は優れた復元性と耐傷付き性を両立できる硬化状態であり、そのため、本発明の光学シートを装置に組み込む作業時や、2P法で製造する場合に本発明の光学シートを巻き取った後で巻き出した時に応力が加わっても、一時的に変形するだけで光学機能発現部の凹凸形状が損なわれ難く、応力から解放されると凹凸形状が回復し、所望の形状を維持することが可能で、且つ、耐傷付き性にも優れる。
(Optical function expression part)
The optical
図4を用いて本発明における隆起状構造を説明する。図4は隆起状構造2を有する光学機能発現部20の表面の模式的な断面図を示している。本発明においてAFMで観察される隆起状構造とは、光学機能発現部20の表面から上に盛り上がっている非常に平たいドーム状乃至台形状の扁平な隆起を意味する。隆起状構造のサイズは、平均直径0.1〜2μm、好ましくは0.1〜1μm、更に好ましくは0.1〜0.8μmで、平均高さ1nm〜100nm、好ましくは1nm〜30nmである。上記上限値を越えると、所望の光の反射の発現を妨げてしまう可能性があり、上記下限値を下回ると、耐傷付き性を発現するに充分な復元性が得られない。
上記サイズから分かるように、本発明の隆起状構造は、非常に微細で直径に比べて高さの値が低く、巨視的にみるとほぼ平坦に見える。また、平面上から見た時には直感的に粒子状構造とも見える。
上記観察に用いられる原子間力顕微鏡(AFM)としては、Bruker AXS製のNanoscope(商品名)などが例示できる。平均直径は、ラインプロファイルより一つ一つの粒子直径を直接読み取り、平均をとることにより求めることができる。平均高さは、粒子直径のラインプロファイルから、高さの最大値を高さの最小値で引いた値を一つ一つの粒子について読み取り、平均をとることにより求めることができる。
The raised structure in the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the surface of the optical
As can be seen from the above size, the raised structure of the present invention is very fine, has a low height value compared to the diameter, and looks almost flat when viewed macroscopically. In addition, when viewed from a plane, it can be intuitively seen as a particulate structure.
As an atomic force microscope (AFM) used for the observation, Nanoscope (trade name) manufactured by Bruker AXS can be exemplified. The average diameter can be obtained by directly reading each particle diameter from the line profile and taking the average. The average height can be obtained by reading the value obtained by subtracting the maximum value of the height from the minimum value of the height from the line profile of the particle diameter for each particle and taking the average.
このような隆起状構造は、光学機能発現部を構成するアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化反応が不均一であったために生じたドメイン構造(ポリマーアロイ構造)と推察される。本発明の光学機能発現部において、その表面だけでなく内部にもドメインがあることが容易に想像でき、光学機能発現部中の楕円体や球体の形状のドメインの一部が光学機能発現部の表面に出現したものが、本発明においてAFMで観察される隆起状構造であると推察される。また、本発明の光学機能発現部、すなわち活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物は、比較的柔らかいマトリックス中に比較的硬いドメインが点在している状態であり、本発明における耐傷付き性と復元性の好適なバランスを発現していると推察される。上記隆起状構造は非常に微細であり、拡散性など光学特性には寄与しない。 Such a raised structure has a domain structure (polymer alloy structure) generated because the curing reaction of the active energy ray-curable resin composition containing an acrylic resin and / or a methacrylic resin constituting the optical function developing portion is not uniform. ). In the optical function manifesting part of the present invention, it can be easily imagined that there is a domain not only on the surface but also inside, and a part of the domain of the ellipsoid or sphere shape in the optical function manifesting part is the optical function manifesting part. It is inferred that what appeared on the surface is a raised structure observed by AFM in the present invention. Further, the optical function developing part of the present invention, that is, the cured product of the active energy ray-curable resin composition is in a state where relatively hard domains are scattered in a relatively soft matrix, and the scratch resistance in the present invention is It is presumed that a suitable balance of the restorability is expressed. The raised structure is very fine and does not contribute to optical properties such as diffusivity.
隆起状構造の個数とは、凹凸を展開した単位面積(凹凸の表面積における20μm×20μm)あたりの隆起状構造の個数を意味し、隆起状構造の個数は5〜100個/400μm2であることが好ましく、5〜50個/400μm2であることがより好ましい。上記下限値を下回ると、硬度も復元性も十分に発現されず、上記上限値を越えると、硬度が高くなりすぎて復元性が乏しくなってしまう。粒子の数は、活性エネルギー線の積算照射量に比例する傾向があり、積算照射量が多くなるに従って粒子個数が増加する。
尚、積算照射量とは、照度に照射時間を乗じた値(mJ/cm2)である。
The number of raised structures means the number of raised structures per unit area (20 μm × 20 μm in the surface area of the unevenness) where the unevenness is developed, and the number of raised structures is 5 to 100/400 μm 2. Is more preferable, and 5 to 50/400 μm 2 is more preferable. If the lower limit is not reached, neither hardness nor restorability is sufficiently exhibited, and if the upper limit is exceeded, the hardness becomes too high and the restorability becomes poor. The number of particles tends to be proportional to the integrated dose of active energy rays, and the number of particles increases as the integrated dose increases.
The integrated dose is a value (mJ / cm 2 ) obtained by multiplying the illuminance by the irradiation time.
本発明に係る光学シートでは、当該単位凹凸構造30の頂部における1μm深さでの硬度(N/mm2)は、1〜100、好ましくは1.5〜5である。硬度は、ISO14577−1に準拠して、(株)フィッシャー・インストルメンツ製の微小硬さ試験機(商品名PICODENTOR HM500、圧子はダイヤモンド製の四角錐型、対面角90°)を用いて、押し込み荷重を変化させて押し込み深さを測定し、最大押し込み時の荷重(N)を圧子と試料の接触面積(mm2)で除した値をいう。
硬度が上記下限を下回る場合には、凹凸形状が外圧に対して弱く、上記上限を越える場合には、凹凸形状の外圧に対して強靭性を有するが復元性が乏しくなってしまう。
尚、上記硬度の測定は、積算照射量100mJ/cm2未満の範囲においては、樹脂組成物が十分に硬化されていないため、凹凸形状が不安定で成立しない。
In the optical sheet according to the present invention, the hardness (N / mm 2 ) at the depth of 1 μm at the top of the unit concavo-
When the hardness is lower than the lower limit, the concavo-convex shape is weak against external pressure. When the hardness is higher than the upper limit, the rugged shape has toughness against the external pressure but the restorability is poor.
In addition, the measurement of the hardness does not hold because the resin composition is not sufficiently cured in the range of the integrated dose of less than 100 mJ / cm 2 , and the uneven shape is unstable.
本発明に係る光学シートでは、当該単位凹凸構造30の頂部における復元率(%)は、20〜100%である。復元率は、ISO14577−1に準拠して、(株)フィッシャー・インストルメンツ製の微小硬さ試験機(商品名PICODENTOR HM500、圧子はダイヤモンド製の四角錐型、対面角90°)を用いて、押し込み荷重を変化させて押し込み深さを測定し、最大押し込み深さに達したところで除荷した後の押し込み深さを測定し、最大押し込み深さと除荷した後の押し込み深さの差(弾性変形)を、最大押し込み深さ(全体変形)で除した値をいう。
本発明に係る光学シートは、上記範囲の復元率を有する場合に、他部材との接触やシートの巻きによる応力が加わると一時的に変形し、応力から開放されると、弾性復元力により元の形状に復元し、永久歪み(変形)が生じることは無い。復元率が上記下限を下回る場合には、凹凸形状の外圧に対する復元性が乏しく、凹凸形状が傷つき易い、又は変形したままになってしまう。
本発明の凹凸形状の復元率は、積算照射量100mJ/cm2以上の範囲においては積算照射量が大きくなるに従い、復元率は徐々に低くなる傾向がある。上記下限を下回る場合には、樹脂組成物が十分に硬化されていないため、凹凸形状が不安定で上記復元率の測定が成立しない。
In the optical sheet according to the present invention, the restoration rate (%) at the top of the unit concavo-
When the optical sheet according to the present invention has a restoration rate in the above range, it is temporarily deformed when a stress due to contact with other members or winding of the sheet is applied, and when released from the stress, the optical sheet is restored by an elastic restoring force. The permanent shape (deformation) does not occur. When the restoration rate is lower than the above lower limit, the unevenness of the uneven shape with respect to the external pressure is poor, and the uneven shape is easily damaged or remains deformed.
The restoration rate of the concavo-convex shape of the present invention tends to gradually decrease as the cumulative dose increases in the range of the cumulative dose of 100 mJ / cm 2 or more. If the lower limit is not reached, since the resin composition is not sufficiently cured, the uneven shape is unstable and the measurement of the restoration rate is not established.
次に、本発明に係る光学機能発現部の複数の単位凹凸構造を備える凹凸形状を説明する。本発明において単位凹凸構造を備える凹凸形状は、要求される性能に応じて適宜選択又は設定すれば良いが、具体的には光学シートを搭載する装置によって選択され、プリズム、レンチキュラーレンズ、フレネルレンズ等のレンズ、回折格子等を意味する。
例えば、プリズムシートとしての光学機能発現部の凹凸形状の具体的な形状(構造)としては、三角柱(図2参照)、四角柱、五角柱等の角柱状の単位プリズム(単位凹凸構造)をその稜線方向(延在方向)と直交する方向に多数配列したもの(プリズム線状配列)が挙げられる。上述したような角柱状の単位プリズムの場合、光学機能発現部の厚さTは、その稜線方向で均一であっても良いし、均一でなくとも良い。例えば、周縁部に近いほど高く、中央部に近いほど低いというように稜線方向で異なっていても良い。
Next, the concavo-convex shape including a plurality of unit concavo-convex structures of the optical function manifesting part according to the present invention will be described. In the present invention, the concavo-convex shape including the unit concavo-convex structure may be appropriately selected or set according to the required performance, but is specifically selected by a device on which an optical sheet is mounted, such as a prism, a lenticular lens, a Fresnel lens, etc. Lens, diffraction grating and the like.
For example, as a concrete shape (structure) of the concave-convex shape of the optical function developing portion as a prism sheet, a prismatic unit prism (unit concave-convex structure) such as a triangular prism (see FIG. 2), a quadrangular prism, a pentagonal prism, etc. Examples include a plurality of prisms arranged in a direction perpendicular to the ridge line direction (extending direction) (prism linear array). In the case of the prismatic unit prism as described above, the thickness T of the optical function manifesting part may or may not be uniform in the ridge line direction. For example, it may be different in the ridge line direction such that it is higher as it is closer to the peripheral portion and lower as it is closer to the central portion.
この他、プリズムシートとしての光学機能発現部の凹凸形状の具体的な形状の一例としては、円錐、円錐台又は三角、四角、五角若しくは六角等の角錐又は角錐台等の単位凹凸構造を透明基材表面に二次元的に複数配列したものが挙げられる。
透明基材の平面の法線方向(以下、単に「厚さ方向」という。)における単位プリズムの断面の形状は図2のように二等辺三角形としても良いし、図示しないが不等辺三角形としても良い。
厚さ方向の断面における三角形の単位プリズムの頂角の値は、図2のように90°でも良いし、それ以外の角度であっても良く、40〜120°の範囲で調節することができる。
In addition, as an example of the specific shape of the concave-convex shape of the optical function developing portion as the prism sheet, a unit concave-convex structure such as a cone, a truncated cone, a pyramid such as a triangle, a square, a pentagon, or a hexagon, or a truncated pyramid is used as a transparent base. Examples include a two-dimensional array on the material surface.
The cross-sectional shape of the unit prism in the normal direction of the plane of the transparent substrate (hereinafter simply referred to as “thickness direction”) may be an isosceles triangle as shown in FIG. good.
The value of the apex angle of the triangular unit prism in the cross section in the thickness direction may be 90 ° as shown in FIG. 2, or may be any other angle, and can be adjusted within a range of 40 to 120 °. .
単位プリズムの頂部は図1及び図2のような尖った形状でも良いし、図示しないが厚さ方向の断面の頂部近傍が曲率半径1〜10μmの円(すなわち鈍い頂点)でも良い。厚さ方向断面の単位プリズムの頂部がこのような鈍い頂点であれば、力学的及び幾何学的に頂部に集中する応力を分散させ、頂部の変形、欠け又は山潰れを低減乃至抑制し得る。 The top of the unit prism may have a pointed shape as shown in FIGS. 1 and 2, or a circle having a radius of curvature of 1 to 10 μm (that is, a blunt apex) may be provided in the vicinity of the top of the cross section in the thickness direction (not shown). If the top of the unit prism in the cross section in the thickness direction has such a blunt apex, stress concentrated mechanically and geometrically on the top can be dispersed, and deformation, chipping or crushing of the top can be reduced or suppressed.
レンズシートとしての光学機能発現部の凹凸形状の具体的な形状の一例としては、半円柱又は半楕円柱等の曲面柱状の単位レンズ(単位凹凸構造)をその稜線方向(延在方向)と直交する方向に多数配列したもの(レンチキュラーレンズ)、半球又は回転楕円体の半裁形状等の曲面状の単位レンズ(単位凹凸構造)を透明基材表面に二次元的に複数配列したもの(モスアイレンズ)及び環状又は線状のフレネルレンズ等が挙げられる。 As an example of the specific shape of the concave-convex shape of the optical function manifesting part as a lens sheet, a curved columnar unit lens (unit concave-convex structure) such as a semi-cylindrical or semi-elliptical column is orthogonal to the ridge line direction (extending direction) A large number of lens units arranged in a direction (lenticular lens), or a unit of curved unit lenses (unit uneven structure) such as a semi-spherical or spheroid half-shape, two-dimensionally arranged on the surface of a transparent substrate (moss eye lens) And an annular or linear Fresnel lens.
光学機能発現部の厚さT(図2に示すように凹凸形状の凸状頂部から透明基材側の面までの長さ(稜線方向で厚さが異なる場合は最大となる箇所の厚さ))は、要求される性能に応じて適宜調節すれば良く、通常、20〜1000μmである。 Thickness T of the optical function developing portion (length from the convex top of the concavo-convex shape to the surface on the transparent substrate side as shown in FIG. 2 (maximum thickness when the thickness varies in the ridge direction) ) May be appropriately adjusted according to the required performance, and is usually 20 to 1000 μm.
(活性エネルギー線硬化性樹脂組成物)
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(以下、単に「組成物」ということがある。)は、アクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂を含み、活性エネルギー線の照射により硬化して光学機能発現部を形成する。本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、アクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂を組成物の全固形分質量に対して少なくとも50質量%含むものとする。
なお、本発明において「活性エネルギー線」とは、可視光線並びに紫外線及びX線等の非可視領域の波長の電磁波だけでなく、電子線及びα線のような粒子線を総称する、活性エネルギー線硬化性基を有する分子に架橋反応乃至重合反応を生じせしめるに足るエネルギー量子を持った放射線が含まれる。活性エネルギー線としては、紫外線が好ましい。
(Active energy ray-curable resin composition)
The active energy ray-curable resin composition (hereinafter sometimes simply referred to as “composition”) includes an acrylic resin and / or a methacrylic resin, and is cured by irradiation with active energy rays to form an optical function manifesting part. . The active energy ray-curable resin composition of the present invention contains at least 50% by mass of an acrylic resin and / or a methacrylic resin with respect to the total solid mass of the composition.
In the present invention, the term “active energy ray” refers to an active energy ray, which is a generic term for not only visible light rays but also electromagnetic waves having wavelengths in the invisible region such as ultraviolet rays and X-rays, but also particle rays such as electron rays and α rays. Radiation having an energy quantum sufficient to cause a crosslinking reaction or a polymerization reaction to a molecule having a curable group is included. As the active energy ray, ultraviolet rays are preferable.
前記アクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂は、従来公知の光学シート形成用の(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基を有するものを用いることができ、低分子のモノマーだけでなく、種々の繰り返し単位からなる重合構造のセグメントを含んでいてもよい。該セグメントとしては、オリゴマー、プレポリマー、ポリマーが含まれる。また、セグメントは、硬化する前の樹脂組成物中において独立した化合物であってもよいし、重合物又は架橋物中の一部をなす構造であってもよい。以下に、セグメントについて、主に独立した化合物を代表例として説明するが、例示された化合物から誘導され、重合物又は架橋物中に導入される構造もまたセグメントに該当する。
上記セグメントとして、単官能、すなわち活性エネルギー線硬化性基を1個有する(メタ)アクリル系化合物の繰り返し単位からなる重合構造のセグメント、及び、多官能、すなわち活性エネルギー線硬化性基を2個有する(メタ)アクリル系化合物の繰り返し単位からなる重合構造のセグメントを含むことができる。
As the acrylic resin and / or methacrylic resin, those having a conventionally known (meth) acryloyl group and (meth) acryloyloxy group for forming an optical sheet can be used. It may contain a segment of a polymerized structure consisting of units. The segment includes an oligomer, a prepolymer, and a polymer. In addition, the segment may be an independent compound in the resin composition before being cured, or may be a structure that forms part of the polymer or crosslinked product. In the following, the segment will be described mainly using independent compounds as representative examples, but structures derived from the exemplified compounds and introduced into the polymer or crosslinked product also fall under the segment.
The segment has a monofunctional, ie, a polymer structure segment composed of a repeating unit of a (meth) acrylic compound having one active energy ray-curable group, and two functional groups, ie, two active energy ray-curable groups. A segment having a polymer structure composed of repeating units of a (meth) acrylic compound can be included.
本発明においては、カプロラクトン変性ウレタン(メタ)アクリレートの繰り返し単位からなる重合構造のセグメントを含むことが好ましい。このカプロラクトン変性ウレタン(メタ)アクリレートの繰り返し単位は、本発明において、不均一な重合反応による隆起状構造の発生に寄与しており、また、ソフトセグメントとして復元性の発現にも寄与しているものと推察される。
カプロラクトン変性ウレタン(メタ)アクリレートの繰り返し単位としては、一般式(I)を例示することができる。
In this invention, it is preferable to include the segment of the polymerization structure which consists of a repeating unit of caprolactone modified urethane (meth) acrylate. The repeating unit of this caprolactone-modified urethane (meth) acrylate contributes to the formation of a raised structure due to a heterogeneous polymerization reaction in the present invention, and also contributes to the development of resilience as a soft segment. It is guessed.
Examples of the repeating unit of caprolactone-modified urethane (meth) acrylate include general formula (I).
(式中、R1はH又はCH3、mは2〜6、nは2〜6である。) (In the formula, R 1 is H or CH 3 , m is 2-6, and n is 2-6.)
一般式(I)において、R1は、水素原子又はメチル基、mは2〜6、nは2〜6である。 In the general formula (I), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, m is 2 to 6, and n is 2 to 6.
一般式(I)で表わされるセグメントの含有量は、上記特定の復元性及び耐傷付き性を十分に発現する観点から、前記組成物の全固形分質量に対して、5〜30質量%であることが好ましい。 Content of the segment represented by general formula (I) is 5-30 mass% with respect to the total solid content mass of the said composition from a viewpoint which fully expresses the said specific restoring property and scratch resistance. It is preferable.
一般式(I)で表わされるセグメントは、単一の構造及び重量平均分子量のものを用いても良いし、構造及び重量平均分子量が異なるものを2種以上組み合わせて用いても良い。 As the segment represented by the general formula (I), those having a single structure and a weight average molecular weight may be used, or those having different structures and weight average molecular weights may be used in combination.
上記カプロラクトン変性ウレタン(メタ)アクリレートの繰り返し単位からなる重合構造のセグメントの他に、単官能のセグメントとしては、ハロゲン原子、硫黄原子、酸素原子若しくは窒素原子等のヘテロ原子を含む鎖状の脂肪族又は環状の脂環式若しくは芳香族の(メタ)アクリル系化合物のセグメントを含むことができ、例えば、ビニルモノマー、(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、ウレタン(メタ)アクリレート、フェニル基含有(メタ)アクリレート等が挙げられる。
中でも、ビスフェノールAジグリシジル(メタ)アクリレート、ビフェニリロキシエチル(メタ)アクリレート、EO変性ビフェニリロキシエチル(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエポキシ(メタ)アクリレートが好ましい。
上記単官能のセグメントは1種単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
In addition to the polymer structure segment composed of repeating units of the above caprolactone-modified urethane (meth) acrylate, the monofunctional segment includes a chain aliphatic group containing a hetero atom such as a halogen atom, a sulfur atom, an oxygen atom or a nitrogen atom. Or a segment of a cyclic alicyclic or aromatic (meth) acrylic compound, for example, vinyl monomer, (meth) acrylic acid ester monomer, (meth) acrylamide derivative, urethane (meth) acrylate, phenyl Examples thereof include group-containing (meth) acrylates.
Among these, bisphenol A diglycidyl (meth) acrylate, biphenylyloxyethyl (meth) acrylate, EO-modified biphenylyloxyethyl (meth) acrylate, and bisphenol A epoxy (meth) acrylate are preferable.
The said monofunctional segment may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
上記カプロラクトン変性ウレタン(メタ)アクリレートの繰り返し単位からなる重合構造のセグメント以外の単官能のセグメントの含有量は、前記組成物の全固形分質量に対して、20〜65質量%であることが好ましい。 The content of the monofunctional segment other than the segment of the polymer structure composed of the repeating unit of the caprolactone-modified urethane (meth) acrylate is preferably 20 to 65% by mass with respect to the total solid content of the composition. .
また、多官能のセグメントとしては、ハロゲン原子、硫黄原子、酸素原子若しくは窒素原子等のヘテロ原子を含む鎖状の脂肪族又は環状の脂環式若しくは芳香族の(メタ)アクリルのセグメントであっても良く、例えば、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAポリエトキシジオールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記多官能のセグメントは1種単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
The polyfunctional segment is a chain aliphatic or cyclic alicyclic or aromatic (meth) acrylic segment containing a hetero atom such as a halogen atom, a sulfur atom, an oxygen atom or a nitrogen atom. Examples thereof include polyethylene glycol di (meth) acrylate, bisphenol A polyethoxydiol di (meth) acrylate, and pentaerythritol tri (meth) acrylate.
The said polyfunctional segment may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
上記多官能のセグメントの含有量は、前記組成物の全固形分質量に対して、10〜30質量%であることが好ましい。 It is preferable that content of the said polyfunctional segment is 10-30 mass% with respect to the total solid content mass of the said composition.
その他に、シアネート樹脂等を用いることができ、例えば、トリレンジイソシアネート等を用いることができる。 In addition, cyanate resin etc. can be used, for example, tolylene diisocyanate etc. can be used.
上記その他の樹脂の含有量は、前記組成物の全固形分質量に対して、1〜5質量%であることが好ましい。 It is preferable that content of the said other resin is 1-5 mass% with respect to the total solid content mass of the said composition.
本発明における樹脂組成物で使用する光開始剤(光重合開始剤)としては、例えばビスアシルフォスフィノキサイド、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−ケトン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、フェニルビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フォスフィンオキサイド等が挙げられる。これらは、単独あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the photoinitiator (photopolymerization initiator) used in the resin composition of the present invention include bisacylphosphinoxide, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane-1. -One, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1, 2 -Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-1-ketone, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, Nirubisu (2,4,6-trimethylbenzoyl) - phosphine oxide, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
光開始剤の含有量は、前記組成物の全固形分質量に対して、1〜5質量%であることが好ましい。 It is preferable that content of a photoinitiator is 1-5 mass% with respect to the total solid content mass of the said composition.
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物には、上記成分以外に必要に応じて、安定化剤、離型剤、シリコーン、酸化防止剤、重合禁止剤、増粘剤、帯電防止剤、紫外線安定剤、消泡剤、溶剤、非反応性ウレタンポリマー等の非反応性ウレタン樹脂、非反応性アクリル樹脂、非反応性ポリエステル樹脂、顔料、染料又は拡散剤等も併用することができる。 In addition to the above components, the active energy ray-curable resin composition includes a stabilizer, a release agent, silicone, an antioxidant, a polymerization inhibitor, a thickener, an antistatic agent, an ultraviolet stabilizer, as necessary. Anti-foaming agents, solvents, non-reactive urethane resins such as non-reactive urethane polymers, non-reactive acrylic resins, non-reactive polyester resins, pigments, dyes or diffusing agents can also be used in combination.
(光拡散層)
本発明に係る光学シートにおいては、図3に示したように、必要に応じて光拡散機能を付与するために光拡散層40を設けても良い。
光拡散層は、好ましく設けられる任意の層であって、光を拡散させる作用があればよく、一般的な光拡散シートに形成されているものを用いることができる。
例えば、光拡散性微粒子が透光性樹脂中に分散した層を適用できる。光拡散層は、図3のように透明基材10の光学機能発現部20とは反対側の面に設けられていても良いし、図示しないが透明基材と光学機能発現部の間に設けられていても良い。
(Light diffusion layer)
In the optical sheet according to the present invention, as shown in FIG. 3, a
The light diffusion layer is an arbitrary layer that is preferably provided, and may have any function of diffusing light, and a layer formed on a general light diffusion sheet can be used.
For example, a layer in which light diffusing fine particles are dispersed in a translucent resin can be applied. As shown in FIG. 3, the light diffusion layer may be provided on the surface of the
光拡散層を構成する透光性樹脂としては、上記透明基材と同様の樹脂を挙げることができる。
また、光拡散性微粒子としては、一般的に光拡散シートに用いられる光拡散性の微粒子が用いられ、例えば、ポリメタクリル酸メチル(アクリル)系ビーズ、ポリメタクリル酸ブチル系ビーズ、ポリカーボネート系ビーズ、ポリウレタン系ビーズ、炭酸カルシウム系ビーズ及びシリカ系ビーズ等が挙げられる。
なお、光拡散層の厚さは、通常、1〜20μmである。
As translucent resin which comprises a light-diffusion layer, resin similar to the said transparent base material can be mentioned.
Further, as the light diffusing fine particles, light diffusing fine particles generally used for a light diffusing sheet are used. For example, polymethyl methacrylate (acrylic) beads, polybutyl methacrylate beads, polycarbonate beads, Examples include polyurethane beads, calcium carbonate beads, and silica beads.
In addition, the thickness of a light-diffusion layer is 1-20 micrometers normally.
(光学シートの製造方法)
本発明の光学シートの製造方法は、上述したアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を用い、該樹脂組成物の硬化時に後述する照射条件を採用する以外は特に限定されず、従来公知の方法を採用することができる。
例えば、上述したアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を調製し、所望の単位凹凸形状の型に該組成物を充填し、そこに透明基材を重ね、ラミネーター等を用いて透明基材をその組成物に圧着し、紫外線等で組成物を硬化させ、単位凹凸形状を形成する。次いで、単位凹凸形状の型を剥離乃至除去することで、透明基材上に所望の凹凸形状を有する光学機能発現部を備える光学シートが得られる。
量産性を向上させるためには、輪転式2P法でロールにプリズムシートを巻き取って光学シートを製造することが好ましい。
(Optical sheet manufacturing method)
The method for producing an optical sheet of the present invention is particularly limited except that the active energy ray-curable resin composition containing the acrylic resin and / or methacrylic resin described above is used, and the irradiation conditions described later are adopted when the resin composition is cured. Instead, a conventionally known method can be employed.
For example, an active energy ray-curable resin composition containing the acrylic resin and / or methacrylic resin described above is prepared, the composition is filled in a mold having a desired unit uneven shape, a transparent substrate is stacked thereon, a laminator, etc. The transparent substrate is pressure-bonded to the composition using, and the composition is cured with ultraviolet rays or the like to form a unit uneven shape. Next, an optical sheet including an optical function developing part having a desired uneven shape on a transparent substrate is obtained by peeling or removing the unit uneven shape mold.
In order to improve mass productivity, it is preferable to manufacture an optical sheet by winding a prism sheet around a roll by a rotary 2P method.
いずれの方法においても、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させる活性エネルギー線は上述したように紫外線が好ましく、照射条件としては、積算照射量は
100mJ/cm2〜10000mJ/cm2であることが好ましく、更に200mJ/cm2〜2000mJ/cm2であることが本発明の隆起状構造を有する光学シートを得られる観点から好ましい。積算照射量の下限を下回る場合には、樹脂組成物が十分に硬化せず、上限を越える場合には硬化が過剰になり、硬度は高くなるが、復元性が低減してしまう。
照射装置としては、超高圧水銀ランプ(HOYA−SCHOTT製;商品名:UV LIGHT SOURCE EX250;光源:250W)等を用いることができる。
In either method, the active energy ray to cure the active energy ray curable resin composition ultraviolet preferably as described above, as the irradiation conditions, the accumulated irradiation dose is 100mJ / cm 2 ~10000mJ / cm 2 it is preferable, further it is preferable from the viewpoint obtained an optical sheet having a ridged structure of the present invention is 200mJ / cm 2 ~2000mJ / cm 2 . If the lower limit of the integrated irradiation dose is not reached, the resin composition is not sufficiently cured, and if the upper limit is exceeded, the curing becomes excessive and the hardness is increased, but the restorability is reduced.
As the irradiation device, an ultra-high pressure mercury lamp (manufactured by HOYA-SCHOTT; trade name: UV LIGHT SOURCE EX250; light source: 250 W) or the like can be used.
(光学シートの用途)
本発明に係る光学シートは、例えば、液晶表示装置等のバックライトに用いられるプリズムシート、プロジェクションテレビ等の投影スクリーンに用いられるフレネルレンズシートやレンチキュラーシート等に用いることができる。本発明に係る光学シートはこれらのいずれにおいても好適に用いることができるが、中でも液晶表示装置用バックライトのプリズムシートとして好適に用いることができる。
(Use of optical sheet)
The optical sheet according to the present invention can be used for, for example, a prism sheet used in a backlight of a liquid crystal display device or the like, a Fresnel lens sheet or a lenticular sheet used in a projection screen such as a projection television. The optical sheet according to the present invention can be suitably used in any of these, but among them, it can be suitably used as a prism sheet for a backlight for liquid crystal display devices.
(面光源装置)
本発明に係る面光源装置は、各種の仕様(形態)のものが使用でき、特に制限は無い。従来公知の、いわゆる、エッジライト型面光源装置、直下型面光源装置、EL(電場発光)型面光源装置等の形態の面光源の光放出面側に上記の本発明の光学シートを載置して本発明の面光源装置が構成される。ここでは、エッジライト型面光源装置の形態を例にとり、詳述する。本発明に係るエッジライト型面光源装置は、面光源の光放出面側に上記光学シートを備えることを特徴とする。
図5は、本発明に係る光学シートを備える面光源装置の一例を示した模式的な斜視図である。図5の面光源装置50は、導光板60の光放出面61側に、光放出面61側から光拡散層40、透明基材10及び光学機能発現部20が設けられている。尚、図5の面光源装置50はエッジライト型の面光源装置であり、その導光板60の少なくとも一つの側端面62に設けられた光源70から光が導光板60内に入射され、光放出面61から光が放出される。
(Surface light source device)
The surface light source device according to the present invention can be used in various specifications (forms) and is not particularly limited. The above-described optical sheet of the present invention is placed on the light emitting surface side of a surface light source in the form of a conventionally known so-called edge light type surface light source device, direct type surface light source device, EL (electroluminescence) type surface light source device or the like. Thus, the surface light source device of the present invention is configured. Here, an example of an edge light type surface light source device will be described in detail. The edge light type surface light source device according to the present invention is characterized in that the optical sheet is provided on the light emission surface side of the surface light source.
FIG. 5 is a schematic perspective view showing an example of a surface light source device including the optical sheet according to the present invention. In the surface
導光板は、透光性材料からなる板状体である。図5の導光板60は、左側の側端面62から導入された光を、上側の光放出面61から放出するように構成されている。導光板は、従来公知の導光板とすれば良く、光学シートや透明基材と同様の透光性材料で形成しても良い。導光板は通常、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂で形成される。
導光板の厚さは通常1〜10mmであり、その厚さは全範囲で一定であっても良いし、図5に示すように、一端側に光源70を設ける場合は、光源70を設ける側端面62側が最も厚く、側端面62の反対側ほどに徐々に薄くなるテーパ形状であっても良い。導光板には、光放出面から光を放出させるために、その内部又は表面に光散乱機能が付加されていることが好ましい。
The light guide plate is a plate-like body made of a translucent material. The
The thickness of the light guide plate is usually 1 to 10 mm, and the thickness may be constant over the entire range. As shown in FIG. 5, when the
光源は、エッジライト型面光源装置の場合、その少なくとも1つの側端面から内部に光を入射させるものであり、導光板の側端面に沿って配置される。光源としては、図5に示すような線状の光源70に限定されるものでなく、白熱電球、LED(発光ダイオード)等の点光源を側端面に沿ってライン状に配置しても良いし、小形の平面蛍光ランプを側端面に沿って複数個配置するようにしても良い。
単位凹凸構造の頂角が80度未満の場合は、図示しないが図5の場合とは逆に、光学シート1の光学機能発現部20側が導光板60側に対峙する向きで配置される。
In the case of the edge light type surface light source device, the light source is for making light incident inside from at least one side end surface thereof, and is disposed along the side end surface of the light guide plate. The light source is not limited to the linear
When the apex angle of the unit concavo-convex structure is less than 80 degrees, the optical
導光板の光放出面とは反対側の面又は光放出面以外の面には、図5に示すように導光板60の光放出面61とは反対側等から放出される光を導光板60内に戻し、光放出面61から放出させるための光反射板80が設けられていても良い。
光反射板は、薄い金属板にアルミニウム等を蒸着したもの、又は、白色の発泡PET(ポリエチレンテレフタレート)等が用いられる。
本発明に係る面光源装置によれば、上記本発明に係る光学シートを備えるため、光学シートの光学機能発現部が導光板等の部材と接触しても、単位凹凸構造の頂部に欠け、山潰れ及び変形が生じ難い。
As shown in FIG. 5, light emitted from the side opposite to the
As the light reflecting plate, a thin metal plate deposited with aluminum or the like, or white foamed PET (polyethylene terephthalate) is used.
According to the surface light source device according to the present invention, since the optical sheet according to the present invention is provided, even if the optical function developing portion of the optical sheet is in contact with a member such as a light guide plate, the top of the unit concavo-convex structure is lacking, Crushing and deformation are unlikely to occur.
(液晶表示装置)
本発明に係る液晶表示装置は、液晶セルの一面側に上記光学シートを備えることを特徴とする。本発明において液晶セルとは、液晶化合物をガラス板等の2枚の透明板の間に封入したモジュールをいい、偏光板又はカラーフィルタ等のその他の部材が含まれたモジュールであっても良い。
(Liquid crystal display device)
The liquid crystal display device according to the present invention includes the optical sheet on one side of the liquid crystal cell. In the present invention, the liquid crystal cell refers to a module in which a liquid crystal compound is sealed between two transparent plates such as a glass plate, and may be a module including other members such as a polarizing plate or a color filter.
図6は、図5で示したエッジライト型の面光源装置を備えた液晶表示装置の一例を示した模式的な斜視図である。図5に示す液晶表示装置90は、液晶セル100とその一面側(背面(液晶表示装置における映像表示を観察する面とは反対側の面)側)に上記光学シート1を備えた面光源装置50を備えている。
6 is a schematic perspective view showing an example of a liquid crystal display device including the edge light type surface light source device shown in FIG. A liquid
液晶表示装置は、液晶セルの背面側に面光源装置(バックライト)を有する透過型の液晶表示装置であっても良いし、外光による反射光の表示とともに背面側のバックライトによる表示の両方が可能な半透過型の液晶表示装置であっても良い。 The liquid crystal display device may be a transmissive liquid crystal display device having a surface light source device (backlight) on the back side of the liquid crystal cell, or both reflected light display by external light and display by the backlight on the back side. It may be a transflective liquid crystal display device capable of achieving the above.
本発明に係る液晶表示装置によれば、上記本発明に係る光学シートを備えるため、表示面に白点(白模様)等の表示ムラを生じさせることがなく、安定で良好な表示性能を得ることができる。 According to the liquid crystal display device according to the present invention, since the optical sheet according to the present invention is provided, display irregularities such as white spots (white patterns) are not generated on the display surface, and stable and good display performance is obtained. be able to.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.
以下、実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する。これらの記載により本発明を制限するものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. These descriptions do not limit the present invention.
以下の組成物1及び2をそれぞれ調製した。各組成物の組成をまとめたものを表1に示す。
The following
(組成物1の調製)
・ビスフェノールAジグリシジルアクリレート(日油株式会社製;商品名:ブレンマーG):40質量部
・カプロラクトン変性ウレタンアクリレート(BASFジャパン製;商品名:ε−Caprolacton Urethane Acrylates):10質量部
・ビフェニリロキシエチルアクリレート(大阪有機化学株式会社製;商品名:V#193):8質量部
EO変性ビフェニリロキシエチルアクリレート(大阪有機化学株式会社製;商品名:V#193‘):7質量部
・ビスフェノールAエポキシアクリレート(新中村化学株式会社製;商品名:A−B1206PE ;分子量500):5質量部
・ポリエチレングリコールジアクリレート(新中村化学株式会社製;商品名:A−400):20質量部
・トリレンジイソシアネート(日化トレーディング株式会社製;商品名:TDI):5質量部
・光開始剤(ビスアシルフォスフィンオキサイド;チバスペシャリティーケミカルズ社製;商品名:イルガキュア819):3質量部
・N−ジオクチルメチルアミン(メルク株式会社 製;商品名:820790):1質量部
・リン酸エステル系離型剤(SC有機化学(株)製;商品名Chelex H−18D):0.1質量部
(Preparation of Composition 1)
・ Bisphenol A diglycidyl acrylate (manufactured by NOF Corporation; trade name: BREMMER G): 40 parts by mass Ethyl acrylate (Osaka Organic Chemical Co., Ltd .; trade name: V # 193): 8 parts by mass EO-modified biphenylyloxyethyl acrylate (Osaka Organic Chemical Co., Ltd .; trade name: V # 193 '): 7 parts by mass / bisphenol A epoxy acrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd .; trade name: A-B1206PE; molecular weight 500): 5 parts by mass polyethylene glycol diacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd .; trade name: A-400): 20 parts by mass Tolylene diisocyanate ( Nikka Trading Co., Ltd .; trade name: TDI): 5 parts by mass / photoinitiator (bisacylphosphine oxide; Ciba Specialty Chemicals; trade name: Irgacure 819): 3 parts by mass / N-dioctylmethylamine (Merck Co., Ltd .; trade name: 820790): 1 part by mass. Phosphate ester release agent (SC Organic Chemical Co., Ltd .; trade name Chelex H-18D): 0.1 part by weight
(組成物2の調製)
・フェノキシエチルアクリレート(サートマー社製;商品名:SR339A):18.9質量部
・イソボルニルアクリレート(ダイセル社製;商品名:UBOA):8質量部
・ビスフェノールAジアクリレート(EO4モル変性;一般式(2)においてm=n=2、かつ、R1及びR3が全て水素原子;共栄社化学(株)製;商品名:ライトアクリレート BP−4EA):12質量部
(Preparation of composition 2)
-Phenoxyethyl acrylate (Sartomer; trade name: SR339A): 18.9 parts by mass-Isobornyl acrylate (Daicel; trade name: UBOA): 8 parts by weight-Bisphenol A diacrylate (EO4 molar modification; general In formula (2), m = n = 2, and R 1 and R 3 are all hydrogen atoms; manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd .; trade name: Light acrylate BP-4EA): 12 parts by mass
(一般式(2)中、R1及びR3は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、n及びmは、n+m=2〜20を満たす正の整数である。) (In General Formula (2), R 1 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a methyl group, and n and m are positive integers satisfying n + m = 2 to 20)
・ビスフェノールAジメタクリレート(EO2モル変性;一般式(2)においてm=n=1、R1が全てメチル基、かつ、R3が全て水素原子;共栄社化学(株)製;商品名:ライトアクリレート BP−2EM):27質量部
・ビスフェノールAエポキシジアクリレート(共栄社化学(株)製;商品名:FLEA−POA;全質量に対するビスフェノールAエポキシジアクリレートの含有量49質量%;フェノキシエチルアクリレートの含有量51質量%;重量平均分子量2000):16.1質量部
・イソシアヌル酸トリアクリレート(EO3モル変性;東亞合成(株)製;商品名:アロニックス M−315):13質量部
・4−アクリロイルモルホリン(東京化成工業株式会社製;商品名:4−Acryloylmorpholine):5質量部
・1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・ジャパン(株)製;商品名:イルガキュア184):3質量部
・リン酸エステル系離型剤(SC有機化学(株)製;商品名Chelex H−18D):0.05質量部
Bisphenol A dimethacrylate (
(実施例1)
<隆起状構造の測定>
上記調製した組成物1を、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレート(PET)基材(東洋紡績(株)製の商品名A4300)に塗布し、超高圧水銀ランプ(HOYA−SCHOTT製;商品名:UV LIGHT SOURCE EX250;光源:250W)を用い、170mJ/cm2で組成物1に対して紫外線照射を行い、硬化させた後、長さ10mm、幅10mmに切断し、試験片を作製した。
上記試験片を原子間力顕微鏡(Bruker AXS製;商品名:Nanoscope V)で観察し、隆起状構造がある場合には、それらの直径及び高さを測定し平均値、単位面積あたりの個数を得た。その測定結果を表2に示す。
Example 1
<Measurement of raised structure>
The composition 1 prepared above was applied to a polyethylene terephthalate (PET) substrate having a thickness of 125 μm (trade name A4300 manufactured by Toyobo Co., Ltd.), and an ultra-high pressure mercury lamp (manufactured by HOYA-SCHOTT; trade name: UV LIGHT). Using SOURCE EX250; light source: 250 W), the composition 1 was irradiated with ultraviolet rays at 170 mJ / cm 2 and cured, and then cut into a length of 10 mm and a width of 10 mm to prepare a test piece.
When the above specimens were observed with an atomic force microscope (manufactured by Bruker AXS; trade name: Nanoscope V), and there were raised structures, the diameter and height were measured, and the average value and the number per unit area were determined. Obtained. The measurement results are shown in Table 2.
<硬度の測定>
上記試験片において、ISO14577−1に準拠して、(株)フィッシャー・インストルメンツ製の微小硬さ試験機(商品名PICODENTOR HM500、圧子はダイヤモンド製の四角錐型、対面角90°)を用いて、押し込み荷重を変化させて押し込み深さを測定し、最大押し込み時の荷重(N)を圧子と試料の接触面積(mm2)で除した値を硬度とした。その測定結果を表2に示す。なお、測定は押し込み深さを制御するモードでおこない、条件は深さ1μmに5秒で圧子先端が到達する設定とした。
<Measurement of hardness>
In the above test piece, in accordance with ISO14577-1, a microhardness tester manufactured by Fisher Instruments Co., Ltd. (trade name PICODETOR HM500, indenter is a diamond pyramid type, facing
<復元率の測定>
上記試験片において、ISO14577−1に準拠して、(株)フィッシャー・インストルメンツ製の微小硬さ試験機(商品名PICODENTOR HM500、圧子はダイヤモンド製の四角錐型、対面角90°)を用いて、押し込み荷重を変化させて押し込み深さを測定し、最大押し込み深さに達したところで除荷した後の押し込み深さを測定し、最大押し込み深さと除荷した後の押し込み深さの差(弾性変形)を、最大押し込み深さ(全体変形)で除した値を復元率とした。その測定結果を表2に示す。なお、測定は押し込み深さを制御するモードでおこない、条件は深さ1μmに5秒で圧子先端が到達し、最大押し込み深さに達した後、5秒間かけて除荷する設定とした。
<Measurement of restoration rate>
In the above test piece, in accordance with ISO14577-1, a microhardness tester manufactured by Fisher Instruments Co., Ltd. (trade name PICODETOR HM500, indenter is a diamond pyramid type, facing
<復元性及び耐傷付き性の評価>
図2に示すような単位プリズムの線状配列の凹凸形状が形成されたプリズム型に上記調製した組成物1を滴下した後、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレート(PET)基材(東洋紡績(株)製の商品名A4300)を重ね、ラミネーターで当該PET基材全面を組成物1に圧着した。
<Evaluation of resilience and scratch resistance>
After the composition 1 prepared above was dropped onto a prism mold having a linear arrangement of unit prisms as shown in FIG. 2, a 125 μm thick polyethylene terephthalate (PET) substrate (Toyobo Co., Ltd.) Product name A4300) was stacked, and the entire surface of the PET substrate was pressure-bonded to the composition 1 with a laminator.
次いで、超高圧水銀ランプ(HOYA−SCHOTT製;商品名:UV LIGHT SOURCE EX250;光源:250W)を用い、170mJ/cm2で組成物1に対して紫外線照射を行い、多数の単位プリズムを有するプリズム部を硬化させ、PET基材と一体化させた。その後、上記プリズム型を剥離することによって、光学シートを得た。
ここで、単位プリズムの形状は、厚さ方向の断面における形状が高さ25μm、底辺50μm、頂角90℃となる二等辺三角形の三角柱形状とした。そして、光学機能発現部は、各単位プリズムの稜線が互いに平衡になるように複数の単位プリズムを配列周期50μmで当該稜線と直交する方向に多数隣接して配列しているものであった。
Next, the composition 1 was irradiated with ultraviolet rays at 170 mJ / cm 2 using an ultrahigh pressure mercury lamp (manufactured by HOYA-SCHOTT; trade name: UV LIGHT SOURCE EX250; light source: 250 W), and a prism having a large number of unit prisms. The part was cured and integrated with the PET substrate. Thereafter, the prism sheet was peeled off to obtain an optical sheet.
Here, the shape of the unit prism was an isosceles triangular triangular prism shape having a height of 25 μm, a base of 50 μm, and an apex angle of 90 ° C. in the cross section in the thickness direction. Then, the optical function developing unit has a plurality of unit prisms arranged adjacent to each other in a direction orthogonal to the ridge line at an arrangement period of 50 μm so that the ridge lines of the unit prisms are balanced with each other.
上記光学シートの光学機能発現部の凹凸形状の復元性及び耐傷付き性を、下記の方法及び評価基準により評価した。その結果を表2に示す。
(評価方法)
図7は、本発明における復元性及び耐傷付き性の評価方法を模式的に示した概略図であり、図7に示すように、耐摩耗試験機の可動盤110上に試験片である光学シート1を透明基材側が可動盤側に位置するように設定し、当該試験片上に面積12cm2の偏光フィルム120を介して荷重部130に2.45N(250gf)の荷重をかけた。そして、可動盤110を速度5mm/sで20秒間、図7の矢印140方向に移動させた時の光学機能発現部の頂部の状態を目視及び顕微鏡観察により評価した。
The restoration property of the concavo-convex shape and the scratch resistance of the optical function developing part of the optical sheet were evaluated by the following methods and evaluation criteria. The results are shown in Table 2.
(Evaluation method)
FIG. 7 is a schematic view schematically showing a method for evaluating resilience and scratch resistance according to the present invention. As shown in FIG. 7, an optical sheet which is a test piece on the
上記評価方法において、試験片は、得られた光学シートを長さ150mm、幅40mmに切断したものを用いた。
測定装置は、テスター産業(株)製の商品名AB−301 学振型摩擦堅牢度試験機を用いた。
偏光フィルムは、面積12cm2の大日本印刷(株)製の商品名H25を用い、マット層側を試験片に向けて配置した。
顕微鏡は、(株)キーエンス社製の商品名デジタルマイクロスコープ VHX−200Nを用いた。
尚、荷重部の底面は外径20mm、内径10mmのドーナツ状であり、底面積は2.36cm2である。
In the above evaluation method, the test piece was obtained by cutting the obtained optical sheet into a length of 150 mm and a width of 40 mm.
As a measuring device, a trade name AB-301 Gakushin type friction fastness tester manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd. was used.
As the polarizing film, a product name H25 manufactured by Dai Nippon Printing Co., Ltd. with an area of 12 cm 2 was used, and the mat layer side was arranged facing the test piece.
The microscope used the brand name digital microscope VHX-200N by Keyence Corporation.
The bottom surface of the load portion is a donut shape having an outer diameter of 20 mm and an inner diameter of 10 mm, and the bottom area is 2.36 cm 2 .
(復元性の評価)
・評価5:顕微鏡観察で形状の変形が確認されなかった。
・評価4:顕微鏡観察で形状の変形が確認されたが、バックライト上で目視では確認されなかった。
・評価3:バックライト上で目視で形状の変形が確認されたが、室温(25℃)で10分以内に元の形状に復元した。
・評価2:バックライト上で目視で形状の変形が確認され、室温(25℃)で10分以内に元の形状に復元しなかったが、35℃に加熱した場合、5分以内に元の形状に復元した。
・評価1:バックライト上で目視で形状の変形が確認され、35℃で加熱しても5分以内に元の形状に復元しなかったが、80℃で1分加熱した場合、元の形状に復元した。
(Restorability evaluation)
Evaluation 5: No deformation of the shape was confirmed by microscopic observation.
-Evaluation 4: Although deformation of the shape was confirmed by microscopic observation, it was not visually confirmed on the backlight.
Evaluation 3: Although deformation of the shape was confirmed visually on the backlight, it was restored to the original shape within 10 minutes at room temperature (25 ° C.).
Evaluation 2: Deformation of the shape was confirmed visually on the backlight, and it did not recover to the original shape within 10 minutes at room temperature (25 ° C), but when heated to 35 ° C, the original shape was restored within 5 minutes. Restored shape.
Evaluation 1: Deformation of the shape was confirmed visually on the backlight, and even when heated at 35 ° C., the original shape was not restored within 5 minutes, but when heated at 80 ° C. for 1 minute, the original shape Restored.
(耐傷付き性の評価)
・評価5:顕微鏡観察で傷が確認されなかった。
・評価4:顕微鏡観察で傷が1本確認されたが、バックライト上で目視では傷が確認されなかった。
・評価3:バックライト上で目視により傷が2〜3本確認された。
・評価2:バックライト上で目視により傷(スジ)が多数確認された。
・評価1:バックライト上で目視によりプリズム表面全面に削れた後が確認された。
なお、復元性評価及び耐傷付き性評価において、顕微鏡観察は、顕微鏡の倍率を100〜1000倍の範囲内で適宜調節して行った。
(Evaluation of scratch resistance)
Evaluation 5: No scratch was confirmed by microscopic observation.
Evaluation 4: One flaw was confirmed by microscopic observation, but no flaw was visually confirmed on the backlight.
-Evaluation 3: Two to three scratches were confirmed visually on the backlight.
Evaluation 2: Many scratches (streaks) were visually confirmed on the backlight.
Evaluation 1: It was confirmed that the entire prism surface was scraped by visual observation on the backlight.
In the restoration evaluation and scratch resistance evaluation, the microscope observation was performed by appropriately adjusting the magnification of the microscope within a range of 100 to 1000 times.
図8は、本発明における復元性及び耐傷付き性の評価方法を模式的に示した別の概略図である。復元性評価3及び耐傷付き性評価5とは、例えば、図8の(a)に示すように光学機能発現部20の単位凹凸構造30の頂部に、偏光フィルム120の幅Lの凹み(変形)が形成された後、室温(25℃)で10分以内に、図8の(b)に示すように凹凸形状が元の形状に復元し、かつ、顕微鏡観察で傷が確認されなかった場合をいう。
復元性評価3及び耐傷付き性評価3とは、例えば、図8の(c)に示すように光学機能発現部20の単位凹凸構造30の頂部に、偏光フィルム120の幅Lの凹み(変形)と、偏光フィルム120の幅Lよりも小さい幅lが形成された後、室温(25℃)で10分以内に、図8の(d)に示すように凹凸形状が元の形状に復元するが、凹凸構造の頂部近傍の表面に復元せずに残った傷が2〜3本形成され、当該傷がバックライト上で目視により確認された場合をいう。
FIG. 8 is another schematic diagram schematically showing a method for evaluating resilience and scratch resistance in the present invention. The resilience evaluation 3 and the scratch resistance evaluation 5 are, for example, a dent (deformation) with a width L of the
The resilience evaluation 3 and the scratch resistance evaluation 3 are, for example, a recess (deformation) having a width L of the
(実施例2〜4及び比較例1〜4)
実施例2〜4は、実施例1において、積算照射量を表2のように代えた以外は実施例1と同様に行い、測定及び評価を行った。
また、比較例1〜4は、実施例1において、組成物1を組成物2に変更し、積算照射量を表2のように代えた以外は実施例1と同様に行い、測定及び評価を行った。
(Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 4)
Examples 2 to 4 were measured and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the integrated dose was changed as shown in Table 2 in Example 1.
Further, Comparative Examples 1 to 4 were carried out in the same manner as in Example 1 except that the composition 1 was changed to the
(結果のまとめ)
図9に本発明の実施例における積算照射量に対する隆起状構造の個数、反応率、復元率及び硬度をプロットしたグラフを示す。また、図10に、本発明の比較例における積算照射量に対する隆起状構造の個数、反応率、復元率及び硬度をプロットしたグラフを示す。
表2、図9及び図10を参照して総合的に言えることは、実施例と比較例は、反応の進み方が全く異なるということである。したがって、図9と図10を比較すると、実施例と比較例とで反応率の推移が全く異なる。
(Summary of results)
FIG. 9 shows a graph plotting the number of raised structures, the reaction rate, the restoration rate, and the hardness with respect to the integrated dose in the example of the present invention. FIG. 10 is a graph plotting the number of raised structures, the reaction rate, the restoration rate, and the hardness with respect to the integrated dose in the comparative example of the present invention.
What can be said comprehensively with reference to Table 2, FIG. 9 and FIG. 10 is that the way in which the reaction proceeds is completely different between Examples and Comparative Examples. Therefore, when FIG. 9 and FIG. 10 are compared, the transition of the reaction rate is completely different between the example and the comparative example.
実施例においては隆起状構造が観察された。図9を参照すると、積算照射量が高くなるに従い、隆起状構造の個数は増加している。
また、図9を参照すると、実施例においては、ある程度の硬度を有するが高靭性ではなく、復元率は積算照射量が増加するに従い緩やか減少してはいるが、比較例と比べると高い。ここから、実施例は耐傷付き性と復元性のバランスがとれていると言うことができる。このことは、表2に示された復元性及び耐傷付き性の評価結果の高さからも理解することができる。
In the examples, raised structures were observed. Referring to FIG. 9, as the integrated dose increases, the number of raised structures increases.
Referring to FIG. 9, in the example, it has a certain degree of hardness but not high toughness, and the recovery rate is gradually decreased as the integrated irradiation amount increases, but is higher than that in the comparative example. From this, it can be said that the Examples are balanced between scratch resistance and restoration. This can also be understood from the height of the evaluation results of the resilience and scratch resistance shown in Table 2.
これに対して、比較例においては隆起状構造が観察されなかった。
図10を参照すると、比較例においては、積算照射量が増加するに従い硬度は急激に高くなるが復元率は伸びず、実施例と比べると復元率は低い。ここから、比較例は復元性と耐傷付き性のバランスが悪いと言うことができる。このことは、表2に示された復元性及び耐傷付き性の評価結果の低さからも理解することができる。
On the other hand, no raised structure was observed in the comparative example.
Referring to FIG. 10, in the comparative example, the hardness rapidly increases as the integrated dose increases, but the restoration rate does not increase, and the restoration rate is lower than that in the example. From this, it can be said that the comparative example has a poor balance between resilience and scratch resistance. This can be understood from the low evaluation results of the restoring property and scratch resistance shown in Table 2.
1 光学シート
2 隆起状構造
10 透明基材
20 光学機能発現部
30 単位凹凸構造
40 光拡散層
50 面光源装置
60 導光板
61 光放出面
62 側端面
70 光源
80 光反射板
90 液晶表示装置
100 液晶セル
100 液晶セル
110 可動盤
120 偏光フィルム
130 荷重部
140 移動方法
150 傷
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
当該光学機能発現部が、アクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂を含み、かつ当該アクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂中のセグメントとして下記一般式(I)で表されるカプロラクトン変性ウレタン(メタ)アクリレート:
を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物からなり、
該光学機能発現部の表面を原子間力顕微鏡で観察した場合に平均直径0.1〜2μm及び平均高さ1nm〜100nmの隆起状構造を呈していることを特徴とする、光学シート。 An optical sheet provided with a transparent base material and an optical function manifesting part that is provided on one surface side of the transparent base material and has a concavo-convex shape having a plurality of unit concavo-convex structures on the surface opposite to the transparent base material. ,
The optical function-expressing part contains an acrylic resin and / or methacrylic resin, and is represented by the following general formula (I) as a segment in the acrylic resin and / or methacrylic resin: caprolactone-modified urethane (meth) acrylate:
A cured product of an active energy ray-curable resin composition containing
An optical sheet having a raised structure having an average diameter of 0.1 to 2 μm and an average height of 1 nm to 100 nm when the surface of the optical function developing part is observed with an atomic force microscope.
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