JPWO2009090828A1 - 光学シート及び液晶表示装置用面光源 - Google Patents

Abstract

本発明は、芯層と該芯層の両面に接着剤を介さずに積層された外層とで構成された３層積層体を含み、該芯層は二軸配向されており、該芯層を構成する樹脂の主成分がポリエステルであり、少なくとも一方の該外層の表面に複数の凸型形状が形成され、 該各外層を構成する樹脂の主成分が同一組成の樹脂である光学シートに関する。本発明により耐久試験下においてもカールを抑制できる光学シートが提供される。

Description

本発明は、薄型、且つ輝度向上に優れ、耐久試験下においてもカール量が少ない光学シートおよびそれを用いた液晶表示装置用面光源に関するものである。

液晶表示装置は、ノートパソコンや携帯電話機器を始め、テレビ、モニター、カーナビゲーション等、多様な用途に用いられている。液晶表示装置には光源となるバックライト装置が組み込まれており、バックライト装置からの光線を液晶セルに通して制御することにより表示される仕組みとなっている。このバックライト装置に求められる特性は、単に光を出射する光源としてだけではなく、画面全体を明るく且つ均一に光らせることである。

バックライト装置の構成は大きく二つに分けることができる。１つは、直下型バックライトと称される方式である。これは、大型化・高輝度化が求められるテレビ用途に好ましく用いられる方式である。基本構成としては、画面奥に直接蛍光管を並べた構造が特徴である。画面奥に線状または一部線状の蛍光管を複数本平行に並べることにより、大画面にも対応可能で、さらに明るさも十分に確保できる。しかしながら、特徴でもある画面奥に設置された蛍光管による画面内の明るさムラ（輝度ムラ）が生じる。つまり、複数本並んでいる蛍光管の真上は明るく、隣接する蛍光管の間が暗くなる（管ムラ）。直下型バックライトでは、この管ムラを解消するため、極めて強い光拡散性を有する拡散板を蛍光管の上側に設置し画面の均一化を図っている。

もう１つの方式は、サイドライト型バックライトと称される方式である。これは、例えば薄型化・小型化が求められる携帯電話、ノートパソコン等に主に使用される方式である。基本構成として導光板を用いるのが特徴である。サイドライト型バックライトの場合、導光板の側面に蛍光管を設置し、側面から導光板に光線を入射させて、導光板内部を全反射させながら面内全体に光を伝搬しつつ、導光板の裏面に施された拡散ドット等により一部を全反射条件から離脱させて導光板前面から採光する。このようにしてバックライトすなわち面光源として機能する。サイドライト型バックライトの場合には、これら構成以外にも、導光板の裏面から漏れ出る光を反射させて再利用させる機能を担う反射フィルム、導光板前面から出射する光を均一化させる拡散シート、正面輝度を向上させるプリズムシートに代表される集光シート、そして液晶パネル上での輝度を向上させる輝度向上シートなど、多種類の光学フィルムが用いられている。その中で一般的に用いられるプリズムシートは透明基材の上に光硬化樹脂を塗布しプリズムパターンを形成して作製している（特許文献１）。
特開昭６２−１４４１０２号公報

しかしながら、特許文献１のプリズムシートは、加熱、あるいは加湿の耐久性試験において、プリズム層を形成している光硬化樹脂層の収縮に伴うカールが発生し、色むらなど表示品位上の問題が発生する。

そこで本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、プリズム層を有しながらも耐久試験下においてもカールがほとんどない光学シートを提供するものである。

本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用する。すなわち、本発明の光学シートは、芯層と該芯層の両面に接着剤を介さずに積層された外層とで構成された３層積層体を含み、
該芯層は二軸配向されており、該芯層を構成する樹脂の主成分がポリエステルであり、
少なくとも一方の該外層の表面に複数の凸型形状が形成され、
該各外層を構成する樹脂の主成分が同一組成の樹脂となっているものである。

また、本発明の液晶表示装置用面光源は、本発明の光学シートを搭載したものである。

本発明によれば、プリズム層を有しながらも耐久試験下においてカールを抑制した光学シートを提供することが可能になる。ひいては本発明の光学シートを搭載した液晶表示装置用面光源の表示品位を高めることができる。

本発明の光学シートの構成を模式的に例示するものである。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の光学シートの外層に凸型形状を成形する工程を模式的に例示するものである。 （ａ）〜（ｅ）は、いずれも本発明の光学シートの外層の凸型形状を模式的に示す斜視図であり、（ａ）〜（ｃ）はストライプ形状、（ｄ）はドーム形状、（e）はピラミッド形状である。 （ａ）〜（ｆ）は、いずれも本発明の光学シートの外層の凸型形状の断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の光学シートに離型層を形成した場合の構成を模式的に例示するものである。

符号の説明

ｄ：凸型形状の断面の凸型高さ
ｈ：凸型形状の断面の凸型の底部から芯層までの距離
Ｈ：光学シートの外層の厚み
ｐ：凸型形状の断面の凸型のピッチ
１：芯層
２：外層
３：金型
４：凸型形状
５：離型層

本発明の光学シートは、芯層と該芯層の両面に接着剤を介さずに積層された外層とで構成された３層積層体を含み、該芯層は二軸配向されており、該芯層を構成する樹脂の主成分がポリエステルであり、少なくとも一方の該外層の表面に複数の凸型形状が形成され、該各外層を構成する樹脂の主成分が同一組成の樹脂である。本発明の光学シートの一例を図１に示す。図１の光学シートは外層／芯層／外層の３層構成であり、一方の外層に複数の凸型形状（凹凸形状）が形成されている。この「外層／芯層／外層」の３層積層体以外の層が積層されていてもよく、特に限定されるものではない。好ましい積層総数は３層積層体の３層を含めて３〜１０層である。少なくとも３層とするのは、機械的強度を付与する芯層の一方の面に、複数の凸型形状の成形のために外層を１層設け、もう一方の面にこの外層を構成する樹脂の主成分と同一組成を主成分とする層を設けカールを抑制するためである。このように、両方の外層を構成する樹脂の主成分を同一組成とすることで、各外層の熱収縮率がほぼ同じとなり、加熱・加湿による光学シートのカールが抑制できる。ここで、外層を構成する樹脂の「主成分」とは、外層を構成する樹脂のうち５０質量％以上を占める組成の樹脂のことである。また「同一組成の樹脂」とは、樹脂を重合する際に用いる主たるモノマーが同一であることをいい、例えばポリエステル樹脂の場合、構成するカルボン酸とジオール成分の組合せが同一であることをいう。

本発明における外層を構成する樹脂は、共重合が容易で種々の用途に応じた物性調整が可能であることや成形が容易であることなどの観点から、ポリエステルを主成分とする樹脂で構成されていることが好ましい。かかるポリエステルは、芳香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸または脂肪族ジカルボン酸などの酸成分とジオール成分から構成されるものである。

かかる芳香族ジカルボン酸成分としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、１,４−ナフタレンジカルボン酸、１,５−ナフタレンジカルボン酸、２,６−ナフタレンジカルボン酸、４,４'−ジフェニルジカルボン酸、４,４'−ジフェニルエーテルジカルボン酸および４,４'−ジフェニルスルホンジカルボン酸等を用いることができる。なかでも好ましくは、テレフタル酸、イソフタル酸および２,６−ナフタレンジカルボン酸である。脂環族ジカルボン酸成分としては、例えば、シクロヘキサンジカルボン酸等を用いることができる。脂肪族ジカルボン酸成分としては、例えば、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸およびドデカンジオン酸等を用いることができる。これらの酸成分は一種のみを用いてもよく、二種以上を併用してもよい。

また、ジオール成分としては、例えば、エチレングリコール、１,２−プロパンジオール、１,３−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、１,３−ブタンジオール、１,４−ブタンジオール、１,５−ペンタンジオール、１,６−ヘキサンジオール、１,２−シクロヘキサンジメタノール、１,３−シクロヘキサンジメタノール、１,４−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリアルキレングリコール、２,２'−ビス（４'−β−ヒドロキシエトキシフェニル）プロパン等を用いることができ、なかでも好ましくは、エチレングリコール、１,４−ブタンジオール、１,４−シクロヘキサンジメタノールおよびジエチレングリコールである。特に好ましくは、エチレングリコールである。これらのジオール成分は一種のみを用いてもよく、二種以上を併用してもよい。

本発明における外層を構成するポリエステル樹脂は、上述にあげたジカルボン酸成分と、ジオール成分を適宜選択して、共重合させることにより得ることができる。このポリエステル樹脂は、酸成分として、ナフタレンジカルボン酸が５〜５０モル％の範囲で共重合されていることが好ましい。より好ましくは、５〜３０モル％の範囲で共重合されていることである。ナフタレンジカルボン酸が５〜５０モル％の範囲で共重合されていることによって、樹脂の非晶部が増加してアモルファスとなり、外層に成形する凸型形状の成形性が向上する。さらに外層を構成するポリエステル樹脂のガラス転移温度（以下、Ｔｇ）が高くなり、耐熱性が向上したり、高い透明性、および光学歪みを低減させる効果を奏する。ナフタレンジカルボン酸が５モル％未満であると、ポリエステル樹脂の耐熱性が不足して、成形した凸型形状が崩れる場合がある。一方、ナフタレンジカルボン酸が５０モル％を越えると、Ｔｇが高くなり過ぎ、通常の熱処理温度では凸型形状をうまく成形できない場合がある。このように凸型形状がおかしくなると、光学シートをバックライトに組み込んだ際に、バックライトの輝度が低くなってしまう。

本発明における外層を構成する樹脂はＴｇが８０℃以上であることが好ましい。より好ましくは８５℃〜１５０℃である。Ｔｇが８０℃以上であると光学シートが耐熱性に優れるため好ましい。Ｔｇが８０℃未満であると、光学シートの耐熱性が低くなり、耐熱性が要求される用途への使用が困難になる場合がある。なお、本発明においてＴｇは、示唆走査熱量計（以下、ＤＳＣ）測定により、下記手順にて求めた値である。セイコー電子工業株式会社製ロボットＤＳＣ「ＲＤＳＣ２２０」、データ解析装置として、同社製ディスクステーション「ＳＳＣ／５２００」を用い、アルミニウム製受皿に５ｍｇの組成物またはフィルムサンプルを充填し、この試料を常温から２０℃／分の昇温速度で３００℃まで加熱して５分間溶融させ、次いで液体窒素で急冷する。この過程で得られるＴｇを採用する。

本発明における芯層は、層を構成する主成分がポリエステルであり、層全体が二軸配向されている。芯層を構成する樹脂の主成分がポリエステルであることは、共重合が容易で種々の用途に応じた物性調整が可能であることなどの観点から好ましい。また層全体を二軸延伸することによって、配向結晶化され、芯層の靭性が向上するため好ましい。ここで、芯層を構成する樹脂の「主成分」とは、芯層を構成する樹脂のうち、５０質量％以上を占める組成の樹脂のことである。また、ここでいうポリエステルとは、前述した外層を構成する樹脂として好ましく使用されるポリエステルと同じである。 本発明の光学シートにおける３層積層体の製造方法としては、以下のような接着剤を介することなく積層体を製造する方法が列記できる。
（ｉ）芯層を構成する樹脂と外層を構成する樹脂を二台の押出機に別々に投入し、溶融して口金から冷却したキャストドラム上に共押出してシート状に加工する方法（共押出法）
（ii）単膜で作製した芯層のシートに、外層を構成する樹脂を押出機に投入し溶融押出して口金から押出しながらラミネートする方法（溶融ラミネート法）
（iii）単膜の芯層のシート、外層のシートをそれぞれ別々に作製し、加熱されたロール群などにより熱圧着する方法（熱ラミネート法）
（iv）その他、外層を構成する樹脂を溶媒に溶解させ、その溶液を芯層のシート上に塗布し乾燥する方法（コーティング法）等。

接着剤を介すると作業工程が多くなり、またコストも上昇するため好ましくない。これらのうちでは、共押出してシート状に加工する共押出法が、一度の工程で精度良く積層製膜できる点において好ましい方法である。

本発明の光学シートの外層に複数の凸型形状を形成する方法の例について図２を用いて説明する。外層に複数の凸型形状を形成する前の本発明の光学シートと、転写すべきパターンを反転した形状を有する金型との両方を、外層を構成する樹脂全体のガラス転移温度Ｔｇ以上、Ｔｇ＋６０℃以下の温度範囲内に加熱する（図2（ａ））。次いで、光学シートの外層と金型の凹凸面を接近させる（図2（ｂ））。そのまま所定圧力でプレスし、所定時間保持する（図2（ｃ））。次にプレスした状態を保持したまま降温する。最後にプレス圧力を解放して金型から光学シートを離型する（図2（ｄ））。

また、外層へのパターン成形方法としては、図2に示したような平板をプレスする方法（平板プレス法）の他に、表面にパターンを形成したロール状の金型を用いて、ロール状シートに成形し、ロール状の成形体を得るロール・トゥ・ロールの連続成形であってもよい。平板プレス法の場合には、より微細で高アスペクト比のパターンを形成できる点において優れている。またロール・トゥ・ロール連続成形の場合、生産性の点で平板プレス法より優れている。さらには、ロール・トゥ・ロール連続成形の場合には、本発明の光学シートは、外層を構成する樹脂からなる単一膜と比較して、芯層が存在するためシート自体に剛性があり成形性に優れるため好ましい。

本発明の光学シートの外層の凸型形状の好ましいパターンを図３に示す。図３（ａ）〜（ｅ）は凸型形状を模式的に示す斜視図である。外層の表面に形成される凸型形状の面内での配列構造としては、図３（ａ）〜（ｃ）に示すようなストライプパターン（複数の凸型形状が一方向に延びた凸型形状であり、これら複数の凸型形状の長手方向が互いに平行となっている）、図３（ｄ）（ｅ）に示すようなドーム状やピラミッド状などの形状が敷き詰められたパターンなどが好ましい例として挙げられる。

本発明における凸型形状の断面形状を図４に例示する。ここで、凸型形状の断面とは、凸型形状の頂部を通り、凸型形状が形成されている外層の面に垂直な面で切断した際の凸型形状の切断面のことである。特に凸型形状がストライプパターンの場合は、凸型形状の長手方向に垂直な面で切断した凸型形状の切断面のことである。個々の凸型形状の断面形状としては、二等辺三角形、正三角形、直角二等辺三角形またはそれらを変形した三角形状（図４（ａ））、半円、半楕円、またはそれらを変形した円弧形状（図４（ｂ））、規則的な正弦曲線、ランダム曲線などの波形形状（図４（ｃ））等が好ましい例として挙げられる。

また、図４（ａ）（ｂ）に示すように、個々の断面形状が同じ形状の繰り返しパターンでもよいし、図４（ｄ）のように、異なるサイズの形状の規則的またはランダム配列のパターン、または図４（ｅ）のように、異なる形状の規則的またはランダム配列のパターンなども好ましい態様である。このように異なるサイズまたは異なる形状の規則的またはランダム配列、および図４（ｃ）のランダム曲線などの形状は、シート表面に形成された形状によって引き起こされる可能性のある光干渉縞やぎらつきを抑制する効果もあるため好ましい。

また、図４（ｆ）のように、隣接する凸型形状の間に平坦部が形成された形状も用いられる。しかしながら、この平坦部に入射した光は、角度変換されることなく素通りする可能性が高いため、図４（ａ）〜（ｅ）に例示しているように、隣接する凸型形状の間に平坦部が形成されない形状がより好ましい。

特に、図３（ａ）〜（ｃ）に示すようなストライプパターンの凸型形状について説明する。凸型形状の長手方向に切断面を移動させ、１つの凸型形状の各切断面における断面形状を観察する。各断面形状が同じ形状・サイズであるもの、同じ形状であるがサイズが異なるもの（すなわちシート面内の位置によって高さや幅が変化している）、形状が変化するもの、いずれの凸型形状も好ましく用いられる。

また、光学シートの法線方向から凸型形状を観察したとき、個々の凸型形状が完全に直線状であってもよいし、例えば波状など直線でない場合も好ましく用いられる。よって、凸型形状の間の距離（ピッチ）も規則的、ランダムのいずれも好ましく用いられる。

次に、図３（ｄ）（ｅ）に示すように、ドーム状やピラミッド状などの形状が敷き詰められたパターンについて説明する。好ましい形状としては、大きくはドーム状などの半球形状、ピラミッド状などの多角錐形状にわけることができる。

半球形状の場合、半球、半球を高さ方向に伸縮させた形状（半回転楕円体）などが挙げられ、シート面内で形状に異方性を有するものであってもよい。異方性を有する場合には、個々の形状の長軸方向を合致させて並べると、光学的に異方性を誘起することが可能となる。半球形状のシート面内での配列については、規則配列（最密充填など）、ランダム配列のいずれも好ましく用いられる。

また、多角錐形状の場合、三角錐、四角錐、六角錐、八角錐などが例として挙げられる。この場合も、シート面内での配列は規則配列、ランダム配列のいずれも好ましく用いられる。これらの形状は、シート面内で同形状の均一パターンでもよいし、他種類の形状が配列した複合形状であってもよい。

本発明の光学シートは、図３（ａ）〜（ｃ）に示すような外層の凸型形状がストライプパターンに形成されている場合に好ましく使用される。外層の凸型形状がストライプパターンの場合、凸型形状の長手方向を回転軸方向とするようにシート全体がカールしやすいので、本発明の光学シート構成にすることによる効果が大きい。すなわち、液晶表示装置用の光学シートとして、輝度向上効果を発揮させるために使用するプリズムシートを作製する場合に、本発明が有効に作用する。

プリズムシートは、断面形状が三角形をなす三角柱状のプリズムが略平行に複数形成されたものである。本発明の光学シートがプリズムシートの場合、前記断面の三角形の頂角は７０〜１１０°であることが好ましく、より好ましくは８０〜１００°、さらに好ましくは９０°である。頂角が７０°未満又は１１０°を越える場合には、バックライトユニットに組み込んだ場合の正面輝度向上効果が不十分となることがある。また、バックライトの構成によって選択することになるが、前記断面の三角形を二等辺三角形とすることによって、いずれの構成においても正面輝度向上効果に優れるため好ましい。

本発明の光学シートとして好ましく用いられるプリズムシートは、断面の個々の三角形が同一形状の繰り返し配列、異種形状配列のいずれも好ましく用いられる。また、シート面に形成されたプリズムの膜厚方向の高さについては、プリズムの三角柱の長手方向にみて、一定であってもよいし、揺動していてもよい。さらに、シート面内において、プリズムの頂部のラインが直線状であってもよいし、波状に変化していてもよい。

また、本発明の光学シートはシート全体が二軸に延伸されることが好ましい。特に外層に凸型形状を形成する前に延伸することが外層の凸型形状が崩れないため好ましい。延伸方法としては、逐次二軸延伸法（長手方向に延伸した後に幅方向に延伸を行う方法など、一方向ずつの延伸を組み合わせた延伸法）、同時二軸延伸法（長手方向と幅方向を同時に延伸する方法）、又はそれらを組み合わせた方法を用いることができるが、本発明ではこれら延伸方法に限定されるものではない。また、これら延伸方法によって本光学シートの材料となる積層シートを二軸に延伸することで芯層は機械特性に優れ、また、外層は平面性が向上し均一な成形が可能となる。すなわち、二軸延伸されることにより機械的強度と均一で良好な成形性の両立が可能となる。

本発明の光学シートの外層と芯層の積層比は、特に限定されないが、好ましくは外層の厚み（片面）：芯層の厚み＝１：０．０５〜１：２０、より好ましくは外層の厚み（片面）：芯層の厚み＝１：１〜1：１０である。外層と芯層の積層比をこの範囲とすることで、薄膜でも充分な厚みの表層を有し、機械的強度を保ちながら、光学シート全体のカールが低減するため好ましい。また、芯層の両側に設けられる外層同士の厚み比に関しては、光学シートの全体のカールを低減するため１：１〜１：２であることが好ましい。

本発明の光学シートにおいて、凸型形状が形成される前の外層の厚みＨは、凸型形状の断面の凸型高さｄ以上の厚みがあることが好ましい。なお、図４（ｄ）、（e）のようなストライプ形状と異なる場合は凸型形状の最も高い部分からシートの厚み方向に垂直に切り、一番高い部分をｄとする。高品質で歩留まりの高いパターン形成を行うためには、凸型形状の断面の凸型の最も低い底部から芯層までの厚みｈがｄ／１０≦ｈ≦１０ｄの範囲にあるのがさらに好ましい。ｈの値がｄ／１０未満であると金型を外層に押し付けた際に金型の細部にまで充填するのが困難となる場合がある。また１０ｄを越えると外層に形成したパターンの特性を十分に発揮することが出来ず、輝度低下の原因となる場合がある。

また、外層に設ける凸型形状の断面の最も大きい凸型高さｄは、表層の厚みに応じて適宜決定すればよいが、好ましくは１〜１５μｍ、さらに好ましくは１〜１０μｍ、特に好ましくは５〜１０μｍである。この範囲とすることで、機械的強度を保ちながら、光学シート全体のカールを低減することができる。

光学シートの総厚みが好ましくは６０μｍ以下であり、より好ましくは１０〜５０μｍであり、さらに好ましくは３０〜５０μｍである。光学シートは薄い方がバックライトモジュール自体も薄型化が可能になり、その結果、液晶表示装置の意匠性が高まるため好ましい。しかしながら、光学シートの総厚みが１０μｍ未満となると、バックライトモジュールに組み込む際に取り扱い性が困難となる場合がある。ここで「総厚み」とは、光学シートが、外層／芯層／外層からなる３層積層体にさらに他の層（例えば、後述する離型層等）を積層して構成されている場合には、それら他の層と３層積層体の全てを含んだ厚みのことである。また、光学シートの表面に凸型形状が形成されている場合には、その凸型形状の頂点から厚みを測定する。

本発明の光学シートにおいて、外層に凸型形状を形成する際に、金型と接する外層に予め離型剤を添加しておくか、外層表面に薄膜の離型層を設けることで外層表面に離型性を付与しておくことが好ましい。離型層は図５(ａ) に示すように、どちらか片方の外層の表面に離型層を設けても良いし、図５（ｂ）のように両方の外層の表面に離型層を設けても良い。図５(ａ)、(ｂ)のシートにパターンを形成することによって本発明の光学シートは得られる。

外層に離型性を付与しておくことによって、金型表面に形成する離型コートの耐久性（繰り返し使用回数）を向上することができ、たとえ部分的に離型効果が失われた金型を用いた場合でも問題なく均一に離型することが可能となる。また、金型に全く離型処理を施さなくても、シート側に予め離型層を形成することで離型が可能となり、金型離型処理コストを削減することができるようになるため好ましい。また、金型から光学シートを離型する際の樹脂粘着による成形パターン崩れを防止できることや、より高温での離型が可能となり、サイクルタイムの短縮が可能となるため、成形精度、生産性の点においても好ましい。また、さらに光学シート表面の滑り性が向上することによって耐スクラッチ性が向上し、製造工程などで生じる欠点を低減させることも可能となるため好ましい。

離型剤あるいは離型層を構成する成分は、特に限定されないが、シリコーンオイル類、ワックス類、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、脂肪酸系樹脂、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、メラミン系樹脂、を主成分として構成することが好ましく、これらのうちでは、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、脂肪酸系樹脂がより好ましい。
また、離型層には、上述の樹脂以外にも、例えばアクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂などが配合されてもよいし、各種の添加剤、例えば、帯電防止剤、界面活性剤、酸化防止剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、顔料、染料、有機または無機の微粒子、充填剤、核剤、架橋剤などが配合されても良い。また、離型層の厚みは、特に限定されないが、好ましくは０．０１〜５μｍである。該離型層の厚みが０．０１μｍ未満であると、上述の離型性向上効果が低下する場合がある。

離型層を形成する方法としては、特に限定されないが、各種の塗布方法、例えばインラインコーティング法、リバースコート法、グラビアコート法、ロッドコート法、バーコート法、ダイコート法またはスプレーコート法を用いることができる。なかでもインラインコーティング法が、基材の製膜と同時にコーティングできるため、生産性、塗布均一性の観点から好ましく挙げられる。

直下型バックライトユニットの基本的な構成を説明する。画面奥に線状蛍光管が複数本平行に配置され、光源の下側（画面とは逆方向）に光反射フィルム、光源の上側（画面側）に、拡散板、拡散シート、プリズムシート、輝度向上シートなどの光学部材が設置される。光源の上側の光学部材の配置としては、光源の直上に拡散板、最上方に輝度向上シートが用いられることが好ましく、その２枚の部材間に、拡散シート又は／及びプリズムシートが、用途に合わせて任意の構成で用いられることが好ましい。

また、サイドライト型バックライトユニットの基本的な構成を説明する。このバックライトユニットの場合、光線を伝搬し面状に広げるための導光板を使用し、該導光板の側面に直線状（例えば蛍光管）または点状（例えばＬＥＤ）などの光源を有し、該導光板の下側（画面とは逆方向）に光反射フィルム、該導光板の上側（画面側）に、拡散シート、プリズムシート、輝度向上シートなどの光学部材が設置される。

サイドライト型バックライトユニットの光源上側の光学部材の配置としては、最上方に輝度向上シートが用いられることが好ましく、導光板と輝度向上シートの間に、拡散シート又は／及びプリズムシートが、用途に合わせて任意の構成で用いられることが好ましい。

本発明の光学シートは、これまで例示してきた形状を付与することで、前記拡散シートやプリズムシートのような、光拡散性、集光性の効果を発揮することが可能となる。よって、直下型バックライトユニットにおいて、前記拡散シートやプリズムシートと同様の位置に設置することが可能である。

以下に各実施例・比較例の測定方法及び評価方法について説明する。以下の測定はすべて室温２３℃、湿度６５％の条件で行った。

Ａ．カール量測定
１００ｍｍ×１００ｍｍサイズのサンプルを恒温恒湿試験機（タバイエスペック社製、ＰＲ−３ＳＰＷ）に投入し、６０℃・９０％ＲＨ条件下で２４０時間放置した。恒温恒湿試験器から取り出した直後のサンプルを凸型形状を形成した面を上にして机上に置いた。サンプルの４つの角のカール量（フィルム設置面からの高さ）を測定し、平均値をこのサンプルのカール量とした。

Ｂ．輝度評価
評価用７インチサイドライト型バックライト（筐体、反射フィルム、導光板）を点灯させ、１時間経過後に導光板の上に拡散シート（東レセハン製、ＴＤＦ１８７）、サンプルシートを設置した。２次元輝度計（コニカミノルタセンシング製、ＣＡ−２０００）を用いて、正面方向における輝度を測定した。輝度は、バックライトの中心部を中心とした1辺50mmの正方形の範囲の平均値を評価した。

Ｃ．断面観察
光学シートの断面を切り出し、断面に白金−パラジウムを蒸着した。この断面を日立製作所（株）製走査型電子顕微鏡Ｓ−２１００Ａを用い５００倍で写真を撮影して観察を行い、表面に賦形した凸型形状の寸法（高さ、ピッチ）を測定した。

（実施例１）
外層を構成する樹脂として１７０℃で３時間乾燥したナフタレンジカルボン酸１２モル％共重合ＰＥＴを用いた。芯層を構成する樹脂として１８０℃で３時間乾燥したＰＥＴを用いた。それぞれを別の押出機内で２８０℃の温度で溶融した。次いで、溶融３層共押出口金から押し出された積層樹脂を２５℃に保たれた冷却ドラムに、静電荷を印加させながら密着させ冷却固化した。この冷却固化したシートを長手方向にロール式延伸機にて９０℃で３．０倍に延伸した。次いで、テンターに導入し、１１０℃で３．０倍に横延伸後、２３８℃に制御された温度ゾーンで熱処理を施し、室温まで冷却した。この延伸したシートを巻取り積層シートを得た。積層シートは、それぞれの外層の厚みＨがいずれも７．５μｍ、芯層の厚みが２３μｍ、総厚みが３８μｍであった。得られた積層シート、及び離型処理を施した金型を１２０℃に加熱し、積層シートの一方の外層側と金型のパターン面を接触させて５ＭＰａでプレスし、そのまま６０秒保持した。その後１００℃に冷却後プレスを解放し、５０℃に冷却して金型から離型して光学シートを得た。耐久性試験後にカール量を測定したところ０ｍｍであった。

・金型表面のパターン：図３（ａ）に相当するプリズムパターン（ピッチｐ：１５μｍ、高さｄ：７．５μｍ）
・金型の離型処理：金型表面を純水、アセトンの順で超音波洗浄をした。次に、濃硫酸：過酸化水素水＝１：１の溶液中に浸漬し、８０℃で１５分加熱した。次に、金型を溶液中から取り出し、純水で洗浄後、１１０℃の熱風オーブンで乾燥した。次に、乾燥した金型を電気炉内で１０００℃、２時間加熱し、表面にＳｉＯ_２の熱酸化膜を形成した。続いて、この金型をダイキン株式会社製フッ素系シランカップリング剤“オプツールＤＳＸ”の“デムナムソルベント”を固形分に対し０．２％のＰＦＣ（パーフルオロカーボン）溶液中に１分浸漬した。その後、溶液から金型を取り出し、自然乾燥後、７０℃、湿度９０％ＲＨ雰囲気中で１時間放置した。次いで、デムナムソルベントに１０秒間浸漬した。

（実施例２）
プリズムパターンがピッチｐ：２０μｍ、高さｄ１０μｍの金型を用いた以外は実施例１と同様にして光学シートを得た。耐久性試験後にカール量を測定したところ０ｍｍであった。

（実施例３）
実施例１において、それぞれの押出機の押出量を調整して外層厚みと芯層厚みを変えた。それぞれの外層の厚みＨがいずれも１０μｍ、芯層の厚みが３０μｍ、総厚みが５０μｍの積層シートを用いた以外は実施例１と同様にして光学シートを得た。耐久性試験後にカール量を測定したところ０ｍｍであった。

（実施例４）
実施例１において、それぞれの押出機の押出量を調整して外層厚みと芯層厚みを変えた。それぞれの外層の厚みＨがいずれも１０μｍ、芯層の厚みが３０μｍ、総厚みが５０μｍの積層シートとし、プリズムパターンがピッチｐ：２０μｍ、高さｄ：１０μｍの金型を用いた以外は実施例１と同様にして光学シートを得た。耐久性試験後にカール量を測定したところ０ｍｍであった。

（実施例５）
実施例１において、それぞれの押出機の押出量を調整して外層厚みと芯層厚みを変えた。それぞれの外層の厚みＨがいずれも１０μｍ、芯層の厚みが４０μｍ、総厚みが６０μｍの積層シートを用いた以外は実施例１と同様にして光学シートを得た。耐久性試験後にカール量を測定したところ０ｍｍであった。

（実施例６）
実施例１において、それぞれの押出機の押出量を調整して外層厚みと芯層厚みを変えた。それぞれの外層の厚みＨがいずれも１０μｍ、芯層の厚みが４０μｍ、総厚みが６０μｍの積層シートとし、プリズムパターンがピッチｐ：２０μｍ、高さｄ：１０μｍの金型を用いた以外は実施例１と同様にして光学シートを得た。耐久性試験後にカール量を測定したところ０ｍｍであった。

（実施例７）
外層の樹脂として１７０℃で３時間乾燥したナフタレンジカルボン酸４モル％共重合ＰＥＴを用いた以外は実施例１と同様にして光学シートを得た。耐久性試験後にカール量を測定したところ０ｍｍであったが、輝度の低下が見られた。

（実施例８）
外層の樹脂として１７０℃で３時間乾燥したナフタレンジカルボン酸６モル％共重合ＰＥＴを用いた以外は実施例１と同様にして光学シートを得た。耐久性試験後にカール量を測定したところ０ｍｍであった。

（実施例９）
外層の樹脂として１７０℃で３時間乾燥したナフタレンジカルボン酸２９モル％共重合ＰＥＴを用いた以外は実施例１と同様にして光学シートを得た。耐久性試験後にカール量を測定したところ０ｍｍであった。

（実施例１０）
外層の樹脂として１７０℃で３時間乾燥したナフタレンジカルボン酸３１モル％共重合ＰＥＴを用いた以外は実施例１と同様にして光学シートを得た。耐久性試験後にカール量を測定したところ０ｍｍであったが、輝度の低下が見られた。

（比較例１）
溶融２層共押出口金を用いて外層の厚みＨが７．５μｍ、総厚みが３８μｍの２層シートを得た以外は実施例１と同様にして積層シートを得た。しかし、シート作製時に１０ｍｍ以上のカールが生じており、耐久性試験後も変わることはなかった。バックライトに組み込んだところ均一な面光源を得られなかった。

（比較例２）
溶融２層共押出口金を用いて外層の厚みＨが１０μｍ、総厚みが５０μｍの２層シートを得た以外は実施例１と同様にして積層シートを得た。しかし、シート作製時に１０ｍｍ以上のカールが生じており、耐久性試験後も変わることはなかった。バックライトに組み込んだところ均一な面光源を得られなかった。

（比較例３）
溶融２層共押出口金を用いて外層の厚みＨが１０μｍ、総厚みが６０μｍの２層シートを得た以外は実施例１と同様にして表層シートを得た。しかし、シート作製時に１０ｍｍ以上のカールが生じており、耐久性試験後も変わることはなかった。バックライトに組み込んだところ均一な面光源を得られなかった。

（比較例４）
アデカオプトマー ＫＲＭ−２１９９（旭電化工業（株）製）１０ｇ、アロンオキセタン ＯＸＴ−２２１（東亞合成（株）製）１ｇ、アデカオプトマー ＳＰ１７０（旭電化工業（株）製）０．２５ｇを攪拌し塗工液を作製した。次に厚さ３８μｍの透明ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材の一方の面に、塗工液をコーティングし、膜厚３０μｍの塗膜を形成した（以下、コーティング面をＡ面、非コーティング面をＢ面とする）。この塗工液をコーティングしたＡ面に、プリズムパターン（ピッチｐ：１５μｍ、高さｄ：７．５μｍ）形状が掘り込まれた金型を押しあてた。次いで、基材のＢ面側から超高圧水銀灯により１Ｊ／ｍ^２照射して塗剤を硬化させた。次いで、金型を離型しプリズムシートを得た。得られたプリズムシートのＡ面のプリズム形状の断面の凹凸は、およそ、ピッチｐ：１５μｍ、高さｄ：７．５μｍの直角三角形形状であった。耐久性試験後にカール量を測定したところ８ｍｍであり、バックライトに組み込んだところ均一な面光源を得られなかった。

（比較例５）
基材として厚さ５０μｍの透明ＰＥＴを用いた以外は比較例４と同様にしてプリズムシートを得た。耐久性試験後にカール量を測定したところ６ｍｍであり、バックライトに組み込んだところ均一な面光源を得られなかった。

（比較例６）
基材として厚さ６０μｍの透明ＰＥＴを用いた以外は比較例４と同様にしてプリズムシートを得た。耐久性試験後にカール量を測定したところ４ｍｍであり、バックライトに組み込んだところ均一な面光源を得られなかった。

本発明の積層シートは液晶表示装置用部材など各種分野に適用可能である。

Claims (7)

1. 芯層と該芯層の両面に接着剤を介さずに積層された外層とで構成された３層積層体を含み、
   該芯層は二軸配向されており、該芯層を構成する樹脂の主成分がポリエステルであり、
   少なくとも一方の該外層の表面に複数の凸型形状が形成され、
   該各外層を構成する樹脂の主成分が同一組成の樹脂である光学シート。
2. 前記各外層を構成する樹脂の主成分が同一組成のポリエステルである請求項１の光学シート。
3. 前記ポリエステルがナフタレンジカルボン酸を５〜５０モル％の割合で共重合されてなるポリエステルである請求項２の光学シート。
4. 前記凸型形状の頂部を通り、該凸型形状が形成された外層の面に垂直な面で切断した該凸型形状の切断面の高さが１μｍ〜１５μmであり、かつ、光学シートの総厚みが６０μm以下である請求項１の光学シート。
5. 前記複数の凸型形状が一方向に伸びた凸型形状であり、該複数の凸型形状の長手方向が互いに平行である請求項１の光学シート。
6. 前記凸型形状の長手方向に垂直な面で切断した該凸型形状の切断面の高さが１μｍ〜１５μｍであり、かつ、光学シートの厚みが６０μｍ以下である請求項５に記載の光学シート。
7. 請求項１に記載の光学シートを搭載した液晶表示装置用面光源。

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