TW201313443A - 光學片材之製造方法、光學片材、具備其之面光源裝置及透過型圖像顯示裝置 - Google Patents

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Norimitsu Sakata
Yuma Nishimoto
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Abstract

本發明之光學片材之製造方法包括：擠出步驟(S2)，其係自模具連續地擠出加熱熔融狀態之非晶性之熱塑性樹脂而製造樹脂片材(10)；及擠壓步驟(S3)，其係藉由以2個擠壓輥(35、36)挾入並擠壓樹脂片材，而使其成形為光學片材(11)。於擠壓步驟中挾入樹脂片材之擠壓輥係於至少一者之周面實施有鏡面加工。構成擠壓步驟中與經鏡面加工之擠壓輥接觸之層的非晶性之熱塑性樹脂之重量平均分子量為300,000以下、或MFR為2.0 g/10 min以上。

Description

光學片材之製造方法、光學片材、具備其之面光源裝置及透過型圖像顯示裝置
本發明係關於一種光學片材之製造方法、光學片材、具備其之面光源裝置及透過型圖像顯示裝置。
作為製造光學片材之方法，通常使用如下方法：使用擠出機，將樹脂以加熱熔融狀態自模具擠出，而藉由擠出成形法製造連續之樹脂片材，從而將其作為光學片材。然而，於擠出成形法中，存在樹脂片材之表面產生缺陷之情形。揭示有用以消除此種缺陷之多種技術。例如，於專利文獻1及2中，揭示有消除由沿擠出方向連續產生之凹凸狀之模線(die line)所引起之表面缺陷的方法。又，於專利文獻3中，揭示有消除因擠壓輥之附著物而產生之凹陷等表面缺陷之方法。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2004-149640號公報
專利文獻2：日本專利特開2005-173072號公報
專利文獻3：日本專利特開2006-130702號公報
然而，作為樹脂片材之表面上所產生之缺陷，除由上述模線或附著物所引起之凹陷以外，亦存在樹脂片材表面成為橘皮(orange peel)狀等者。於先前之方法中，無法有效 地消除橘皮缺陷而無法提高外觀品質。
因此，本發明之目的在於提供一種可抑制表面上所產生之橘皮缺陷之光學片材之製造方法、光學片材、具備其之面光源裝置及透過型圖像顯示裝置。
本案發明者等人反覆進行銳意研究，結果發現表面上所產生之橘皮缺陷係由構成表面之層之材料的流動性而引起。
本發明之光學片材之製造方法包括：擠出步驟，其係自模具連續地擠出加熱熔融狀態之非晶性之熱塑性樹脂而製造樹脂片材；及擠壓步驟，其係藉由以2個擠壓輥挾入並擠壓樹脂片材，而使其成形為光學片材。於至少一擠壓輥之周面，實施有鏡面加工，且構成擠壓步驟中與經鏡面加工之擠壓輥接觸之層的非晶性之熱塑性樹脂之重量平均分子量為300000以下。
又，本發明之光學片材之製造方法包括：擠出步驟，其係自模具連續地擠出加熱熔融狀態之非晶性之熱塑性樹脂而製造樹脂片材；及擠壓步驟，其係藉由以2個擠壓輥挾入並擠壓樹脂片材，而使其成形為光學片材。於至少一擠壓輥之周面，實施有鏡面加工，且構成擠壓步驟中與經鏡面加工之擠壓輥接觸之層的非晶性之熱塑性樹脂之MFR(Melt Flow Rate，熔體流動速率)(依據JIS(Japanese Industrial Standards，日本工業標準)K7210，以溫度200℃、負荷49 N測定所得之測定值)為2.0 g/10 min以上。
該等光學片材之製造方法中，將構成受到實施有鏡面加工之周面擠壓之面的非晶性之熱塑性樹脂之MFR(melt flow rate)設為2.0 g/10 min以上，或將重量平均分子量設為300000以下，而提高構成應形成平滑面之表面的層之流動性。藉此，於光學片材中，可抑制作為平滑面而形成之側之面上所產生之橘皮缺陷。
於本發明之光學片材之製造方法中，藉由擠出步驟而製造之樹脂片材成為於樹脂片材之厚度方向上具有複數層之多層構造，且包含與經鏡面加工之擠壓輥接觸之第1層、及除第1層以外之第2層。可使構成第2層之非晶性之熱塑性樹脂之重量平均分子量大於300000。
於本發明之光學片材之製造方法中，藉由擠出步驟而製造之樹脂片材成為於樹脂片材之厚度方向上具有複數層之多層構造，且包含與經鏡面加工之擠壓輥接觸之第1層、及除第1層以外之第2層。可將構成第2層之非晶性之熱塑性樹脂之MFR設為小於2.0 g/10 min。
該等光學片材之製造方法中，即便於例如因冷卻不足而使光學片材以作為第1層之表面保持流動性之狀態自擠壓輥剝離之情形時，亦可將第2層之流動性設為相對較低之狀態，因此亦可抑制隨後之搬送步驟中之樹脂下垂等不良情況而穩定地生產。其結果可提高生產率，並且可提高所要製造之光學片材之強度。
於本發明之光學片材之製造方法中，可將擠壓步驟後之第1層相對於第2層之厚度之比設為1/200~1/10。
於本發明之光學片材之製造方法中，可將非晶性之熱塑性樹脂設為聚苯乙烯系樹脂。
本發明之光學片材係包含非晶性之熱塑性樹脂之光學用片材，且至少一面之由ISO(International Organization for Standardization，國際標準化組織)4287：1997定義之算術平均粗糙度Ra為15 nm以下。
又，本發明之面光源裝置包括上述光學片材、及與光學片材之入射面對向而配置之光源部。又，本發明之透過型圖像顯示裝置包括：上述光學片材；光源部，其係與光學片材之入射面對向而配置；及透過型圖像顯示部，其係與光學片材之出射面對向而配置，且受到自光源部出射之光照射而顯示圖像。
關於該光學片材表面，於由ISO4287：1997定義之算術平均粗糙度Ra為15 nm以下之表面粗糙度之情形時，無法藉由目測而確認橘皮缺陷。本發明之光學片材中，至少一面滿足上述算術平均粗糙度Ra之範圍，因此可形成無橘皮缺陷之面。其結果可提高光學片材之外觀品質。又，於具備本發明之光學片材之面光源裝置及透過型圖像顯示裝置中，亦可提高外觀品質。
於本發明之光學片材中，可將構成作為形成一面之層之第1層的非晶性之熱塑性樹脂之重量平均分子量設為300000以下。
又，於本發明之光學片材中，可將構成作為形成一面之層之第1層的非晶性之熱塑性樹脂之MFR(依據JISK7210， 以溫度200℃、負荷49 N測定所得之測定值)設為2.0 g/10 min以上。
於該等光學片材中，使用將MFR(melt flow rate)設為2.0 g/10 min以上之非晶性之熱塑性樹脂作為構成應形成平滑面之表面的層之材料。藉此，可將應形成平滑面之面之表面設為橘皮缺陷較少之面。
本發明之光學片材中，於厚度方向上更具備與第1層不同之第2層。可使構成第2層之非晶性之熱塑性樹脂之重量平均分子量大於300000。
又，本發明之光學片材中，於厚度方向上更具備與第1層不同之第2層。可將構成第2層之非晶性之熱塑性樹脂之MFR設為小於2.0 g/10 min。
該等光學片材中，將光學片材設為多層構成，並且將構成除成為表面之第1層以外之至少1層的非晶性之熱塑性樹脂之MFR設為小於2.0 g/10 min。藉此，可提高光學片材整體之強度，因此可抑制組裝時之破損或搬送時之破損，並且使耐熱性提高，從而可提高耐久性。
又，於本發明之光學片材中，可將第1層相對於第2層之厚度之比設為1/200~1/10。
又，於本發明之光學片材中，可將非晶性之熱塑性樹脂設為聚苯乙烯系樹脂。
根據本發明，可抑制光學片材之表面成為橘皮狀之橘皮缺陷之產生。
以下，一面參照圖式，一面對本發明之一實施形態進行說明。再者，對相同或相當之要素標示相同之符號並省略重複之說明。又，圖式之尺寸比率未必與說明者一致。又，說明中表示「上」、「下」等方向之用語係基於圖式所示之狀態之方便用語。
使用圖1~圖6，對本實施形態之光學片材之製造方法進行說明。首先，對用以製造成為構成導光板70之導光板基材部71的光學片材11之裝置進行說明。圖1(a)係表示本實施形態之光學片材之製造方法中所使用之製造裝置的側視圖。圖1(b)係所製造之光學片材之側視圖。
如圖1(a)及圖1(b)所示，光學片材製造裝置30包括：第1擠出機31，其係用以將成為中間層12之非晶性之熱塑性樹脂加熱熔融；第2擠出機32，其係用以將成為表層13a、13b之非晶性之熱塑性樹脂加熱熔融；模具33，其係用以將自第1及第2擠出機31、32供給之熔融樹脂呈片材狀擠出；預壓輥35、第1擠壓輥36及第2擠壓輥37，其等係用以擠壓自模具33擠出之片材狀之樹脂片材10而使其成形為光學片材11；搬送輥38，其將光學片材11搬送至下游步驟；及切割裝置39。
預壓輥35、第1擠壓輥36及第2擠壓輥37係各輥之軸大致平行地配置。預壓輥35及第1擠壓輥36係於樹脂片材10之厚度方向上相隔而配置，且相互之周面彼此之間隔係根據樹脂片材10之厚度而設定。第1擠壓輥36及第2擠壓輥37亦 與預壓輥35及第1擠壓輥36同樣，於樹脂片材10之厚度方向上相隔而配置，且相互之周面彼此之間隔係根據樹脂片材10之厚度而設定。
預壓輥35、第1擠壓輥36、及第2擠壓輥37分別包含圓柱狀之金屬製(例如，不鏽鋼製、鋼鐵製等)輥，且具有調節其周面之溫度(表面溫度)之功能。於各輥35、36、37之周面35a、36a、37a，實施有鏡面加工。
又，於各輥35、36、37之旋轉軸上分別連接有馬達(未圖示)。預壓輥35及第2擠壓輥37可順時針旋轉，且第1擠壓輥36可逆時針旋轉。藉此，全部之輥35、36、37能夠以挾入樹脂片材10之狀態同步旋轉。又，藉由適當調節各輥35、36、37之旋轉速度，可調整樹脂片材10之搬送速度。
切割裝置39係將藉由預壓輥35、第1擠壓輥36及第2擠壓輥37而擠壓成形之光學片材11切割成特定大小。藉此，而製造構成導光板70之導光板基材部71。
接下來，對光學片材11之製造方法之一例進行說明。圖2係本實施形態之光學片材之製造方法之流程圖。如圖2所示，本實施形態之光學片材11之製造步驟包括準備步驟S1、擠出步驟S2、擠壓步驟S3、及切割步驟S4。以下，依序對準備步驟S1~切割步驟S4進行說明。
首先，於準備步驟S1中，準備以下所示之2種非晶性之熱塑性樹脂(樹脂A及樹脂B)。於非晶性之熱塑性樹脂之例中，包含聚苯乙烯系樹脂等。又，亦可於不脫離本發明之主旨之範圍內，於該樹脂中添加色度調整用添加劑或耐 UV(Ultraviolet，紫外線)劑等各種添加劑。
(1)樹脂A：MFR為2.0 g/10 min以上、或重量平均分子量Mw為300,000以下之非晶性之熱塑性樹脂
(2)樹脂B：MFR小於2.0 g/10 min、或重量平均分子量Mw大於300,000之非晶性之熱塑性樹脂
再者，上述MFR係依據JISK7210，以溫度200℃、負荷49 N測定所得之測定值。
其次，於擠出步驟S2中，藉由第1擠出機31將樹脂B熔融混煉而供給至模具33。同樣，藉由第2擠出機32將樹脂A熔融混煉而供給至模具33。繼而，如圖1(b)所示，以自上述第1擠出機31供給之熔融樹脂成為中間層(第2層)12，自上述第2擠出機32供給之熔融樹脂成為表層(第1層)13a、13b之方式，藉由模具33進行共擠出成形。作為模具33，可使用多歧管模具或進料模組模具，該多歧管模具係於將自各擠出機31、32供給之各樹脂設為片材之狀態後使其等接觸接著，而形成上述3層構造，該進料模組模具係於使自各擠出機31、32供給之各樹脂接觸後擴展成片材狀，而形成上述3層構造。此時之模具溫度可根據成為原料之樹脂而適當變更。於聚苯乙烯之情形時，通常為210℃~270℃。
繼而，於擠壓步驟S3中，以預壓輥35與第1擠壓輥36挾入擠出步驟S2中所製造之樹脂片材10，然後，以第1擠壓輥36與第2擠壓輥37挾入樹脂片材10而進行挾壓與冷卻。適當調節預壓輥35、第1擠壓輥36、第2擠壓輥37之旋轉速度。該旋轉速度可根據成為原料之樹脂而適當變更，於聚 苯乙烯之情形時，通常為2.0 m/min~8.0 m/min。又，預壓輥35、第1擠壓輥36及第2擠壓輥37係可適當調節其周面35a、36a、37a之溫度，且該溫度可根據成為原料之樹脂而適當變更。於聚苯乙烯之情形時，通常為60℃~110℃。
於擠壓步驟S3中，由樹脂A構成之表層13a係與周面36a經鏡面加工之第1擠壓輥36接觸而受到擠壓。圖3係表示藉由本實施形態之製造方法而製造之光學片材及導光板基材部之層構成的側視圖。如圖3所示，擠壓步驟S3後之光學片材11中，表層13a之厚度ds相對於中間層12之厚度dc的比(ds/dc)通常為1/200~1/2，較佳為1/200~1/10。
於切割步驟S4中，藉由將可於擠壓步驟S3中獲得之光學片材11切成特定長度，而獲得如圖3所示之由中間層12與表層13a、13b構成之2種3層之導光板基材部71。
於使用導光板基材部71作為導光板70之情形時，於導光板基材部71之一面形成用以使光漫反射之反射點72。此處，如圖1所示，於藉由第2擠壓輥37而接觸並受到擠壓之層之背面71b形成反射點72，從而設為如圖4所示之形成有用以使自側面71c入射之光漫反射之反射點72的導光板70。作為形成反射點72之方法，有藉由絲網印刷或噴墨印刷而印刷點、或藉由雷射照射而賦予點形狀之凹凸之方法。
接下來，對以藉由上述方法製造之導光板基材部71為基礎而製造之導光板70、及具備該導光板70之面光源裝置60、透過型圖像顯示裝置40進行說明。圖4係模式性地表 示包含藉由本實施形態之光學片材之製造方法而製造之導光板基材部的透過型圖像顯示裝置之構成的側視圖，且分解表示透過型圖像顯示裝置。透過型圖像顯示裝置40係可較佳地用作行動電話或各種電子機器之顯示裝置、或電視裝置。
透過型圖像顯示裝置40包括：透過型圖像顯示部50；及面光源裝置60，其輸出用以供給至透過型圖像顯示部50之面狀之光。
透過型圖像顯示部50係藉由利用自面光源裝置60出射之面狀之光予以照明而顯示圖像。透過型圖像顯示部50之例係於液晶單元51之兩面配置有直線偏光板52、53之作為偏光板貼合體之液晶顯示面板。於該情形時，透過型圖像顯示裝置40為液晶顯示裝置(或液晶電視)。液晶單元51及偏光板52、53係可使用先前之液晶顯示裝置等透過型圖像顯示裝置中所使用者。液晶單元51之例係TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)型液晶單元或STN(Super Twisted Nematic，超扭轉向列)型液晶單元等。
面光源裝置60係供給相對於透過型圖像顯示部50之背光之邊緣照明型背光單元。面光源裝置60包括：導光板70；及光源部80、80，其係與導光板70之相互對向之側面70a、70b各者對向而配置。
光源部80、80包含排列(於圖4中，在Y方向上排列)成線狀之複數個點狀光源81。點狀光源81之例為發光二極體。光源部80係為了有效地對導光板70入射光，而亦可於與導 光板70相反之側具備作為使光反射之反射部之反射器。此處，例示包含複數個點狀光源81之光源部80，但光源部80亦可為冷陰極管(CCFL：Cold Cathode Fluorescent Lamp)等線狀光源。
面光源裝置60亦可具備相對於導光板70位於透過型圖像顯示部50相反側之反射部85。反射部85係用以使自導光板70向反射部85側放出之光再次入射至導光板70者。反射部85係可如圖4所示般為片材狀。又，反射部85亦可為收容導光板70之面光源裝置60之殼體底面，且為實施有鏡面加工之底面。
參照圖4及圖5，對導光板70進行說明。圖5係自背面側觀察圖4所示之導光板70之情形時之平面圖。導光板70之平面觀察形狀之例包含大致長方形及大致正方形。
導光板70係用以朝向透過型圖像顯示部50照射來自光源部80之光、即來自各光源81之光者。導光板70包含：板狀之導光板基材部71，其係藉由上述光學片材之製造裝置30而製造；及複數個反射點72，其等形成於導光板基材部71。如上所述，導光板基材部71為非晶性之熱塑性樹脂，例如可設為聚苯乙烯系樹脂。
如圖4所示，導光板基材部71具有與透過型圖像顯示部50相互對向之出射面71a、及與出射面71a相反之側之背面71b。出射面71a及背面71b大致平坦。導光板基材部71具有與出射面71a及背面71b交叉之4個側面71c、71d、71e、71f(參照圖5)。於圖4中，表示於X方向上相互對向之2個 側面71c及71d。側面71c及側面71d亦為與光源部80對向之上述側面70a及側面70b。於該情形時，側面71c及側面71d係入射有來自光源部80之光之入射面。導光板基材部71所具有4個側面71c、71d、71e、71f中之剩餘之2個側面71e、71f(參照圖5)係於Y方向上相互對向。於圖4中，作為側面71c及側面71d、與出射面71a及背面71b之配置關係之一例，表示有側面71c及側面71d與出射面71a及背面71b大致正交之狀態。於本實施形態中，設為導光板基材部71之其他側面71e、71f亦與出射面71a及背面71b正交。
如圖4及圖5所示，複數個反射點72形成於背面71b上。反射點72係例如藉由印刷加工而形成，為乳白色，且自出射面71a側出射於導光板70內傳輸之光。
接下來，使用圖4，對導光板基材部71之構成進行說明。導光板基材部71之厚度d1為1.0 mm~4.0 mm左右。導光板基材部71係中間層12及表層13a、13b自面光源裝置60之前面側(於圖4中為上側)依序積層表層13a、中間層12、表層13b而成之積層體(多層體)。即，導光板基材部71具有中間層12由表層13a及表層13b挾持之2種3層之構造。表層13a及表層13b之厚度ds通常為0.03 mm~0.10 mm，中間層12之厚度dc通常為0.90 mm~3.97 mm。中間層12之厚度ds相對於表層13a之厚度dc之比通常為1/200~1/2，較佳為1/200~1/10。
構成導光板基材部71之中間層12包含樹脂B。構成導光板基材部71之表層13a、13b包含樹脂A。構成導光板基材 部71之表層13a之表面之由ISO4287：1997定義之算術平均粗糙度Ra為15 nm以下。
接下來，對上述光學片材之製造方法之作用效果進行說明。本案發明者等人發現如下情形：於光學片材之表面產生橘皮狀之缺陷之現象的起因在於構成形成表面之層的非晶性之熱塑性樹脂之流動性。因此，著眼於作為表示流動性之指標之一的MFR等，如圖1(a)及(b)所示，對擠壓構成用作導光板等光學構件時應設為平滑面之面的表層13a、13b的擠壓輥之周面實施鏡面加工，並且將構成由該輥擠壓之表層13a、13b之非晶性之熱塑性樹脂的MFR設為2.0 g/10 min以上，或將重量平均分子量Mw設為300,000以下，藉此而提高流動性。藉此，與周面實施有鏡面加工之擠壓輥37接觸而受到擠壓之表層13a、13b之表面的表面粗糙度Ra(由ISO4287：1997定義之算術平均粗糙度)成為15 nm以下，從而可抑制於光學片材11之表層13a、13b產生橘皮缺陷。
進而，於本實施形態中，在擠出步驟中製造之樹脂片材10為於樹脂片材10之厚度方向上具有複數層之多層構造，且包含與周面實施有鏡面加工之擠壓輥接觸之表層13a、13b、及除表層13a、13b以外之中間層12。由於係將構成中間層12之非晶性之熱塑性樹脂之MFR設為小於2.0 g/10 min，或使重量平均分子量Mw大於300,000，故例如於因冷卻不足而使光學片材11以表層13a、13b保持流動性之狀態自各擠壓輥36、37剝離之情形時，亦可將內部之中間層12 之流動性設為相對較低之狀態。因此，可抑制第2擠壓輥37與搬送輥38之間及搬送輥38間的光學片材11之下垂、或樹脂捲繞至各輥35、36、37之製造製程上之故障。其結果可穩定地生產光學片材11，從而可提高生產率。
又，藉由本實施形態而製造之光學片材11為包含表層13a、13b及中間層12之多層構造，並且將構成佔有光學片材11之厚度之1/2以上之中間層12的非晶性之熱塑性樹脂之MFR設為小於2.0 g/10 min，或使重量平均分子量Mw大於300,000。藉此，可提高光學片材11之強度，因此可抑制組裝時之破損或搬送時之破損，並且使耐熱性提高，從而可提高耐久性。
本發明之光學片材之製造方法中，較佳為根據構成層之樹脂之種類而適當調整各輥之周面溫度、與搬送速度。例如在製造厚度為2 mm之光學片材11的情況下，於為單層構造且樹脂原料之MFR為2.0 g/10 min~4.0 g/10 min(或重量平均分子量Mw為220,000~300,000)之情形時，將搬送速度適當調整為2 m/min~4 m/min且將各輥之周面溫度適當調整為60℃~100℃係在抑制橘皮缺陷、各輥35、36、37間之樹脂之下垂、樹脂片材10向各輥35、36、37之捲繞等不良情況的方面有效。
於所要製造之光學片材11為單層構成且樹脂原料之MFR為4.0 g/10 min以上(或重量平均分子量Mw為220,000以下)之情形時，較佳為放慢搬送速度，且使各輥35、36、37之周面溫度變低，以便可藉由各輥35、36、37而充分地冷 卻。其原因在於，於樹脂原料之MFR為4.0 g/10 min以上(或重量平均分子量Mw為220,000以下)之情形時，會增加各輥35、36、37間之樹脂片材10下垂或向各輥35、36、37捲繞之虞。
又，若如上述實施形態般為多層構造，且構成除將表面形成為平滑面之層以外之層(例如中間層)的樹脂原料之MFR小於2.0 g/10 min、或重量平均分子量Mw大於300,000，則即便將搬送速度設為4 m/min以上，且將各輥35、36、37之周面溫度設為60℃~100℃，亦不會產生如上所述之不良情況。藉此，可穩定地製造光學片材11，從而使生產率提高。
接下來，根據以下之實驗例1，對在光學片材11之製造方法中具體獲得上述作用效果之方面進行說明。
於本實驗例1中，最初準備以下所示者。
<光學片材之原材料>
作為光學片材之材料，準備以下之(1)~(3)。
(1)聚苯乙烯α(非晶性之熱塑性樹脂)
MFR：1.1 g/10 min
重量平均分子量Mw：340,000~370,000
玻璃轉移溫度Tg：105℃
(2)聚苯乙烯β(非晶性之熱塑性樹脂)
MFR：3.6 g/10 min
重量平均分子量Mw：240,000~280,000
玻璃轉移溫度Tg：105℃
(3)聚苯乙烯γ(非晶性之熱塑性樹脂)
MFR：1.8 g/10 min
重量平均分子量Mw：350,000~380,000
玻璃轉移溫度Tg：105℃
再者，上述MFR表示依據JISK7210且以溫度200℃、負荷49 N測定所得之測定值。
<實驗例A>
使用圖1(a)所示之光學片材製造裝置30中不具備第2擠出機32之類型的光學片材製造裝置130，而製造光學片材11A。首先，藉由螺桿直徑為150 mm之第1擠出機31將聚苯乙烯α熔融混煉。其次，繼而將經熔融混煉之聚苯乙烯α供給至模具33，從而以模具溫度250~260℃連續地擠出單層構造之樹脂片材10A。此時，將樹脂片材10A之寬度(圖1(a)中之深度方向)設為1400 mm。預壓輥35、第1擠壓輥36、第2擠壓輥37之周面溫度係分別設為75℃、80℃、85℃。於各輥35、36、37之周面35a、36a、37a實施有鏡面加工。又，以樹脂片材10A之搬送速度成為5.320 m/min之方式，而調整各輥35、36、37之旋轉速度。以如此之方式，製造厚度為2 mm之光學片材11A。
圖6係自側面觀察以如此之方式製造之光學片材11A所得之側視圖。於實驗例A中，對此種光學片材11A，測定由聚苯乙烯α構成之上面側表面171a及下面側表面171b之表面粗糙度Ra(由ISO4287：1997定義之算術平均粗糙度)。上面側表面171a係與經鏡面加工之第1擠壓輥36之周面36a 接觸而受到擠壓之面。下面側表面171b係與經鏡面加工之第2擠壓輥37之周面37a接觸而受到擠壓之面。表面粗糙度Ra之測定係使用SENSOFAR公司製造之干涉儀(PLμ2300)而進行。該測定之結果係如圖7所示之圖表。
<實驗例B>
實驗例B係除將預壓輥35、第1擠壓輥36、第2擠壓輥37之周面溫度分別設為87℃、90℃、93℃之方面以外，藉由與實驗例A相同之方法製造光學片材11。針對該光學片材11B，藉由與實驗例A相同之方法而測定表面粗糙度Ra(由ISO4287：1997定義之算術平均粗糙度)。該測定之結果係如圖7所示之圖表。
<實驗例C>
實驗例C係除使用聚苯乙烯β作為光學片材11C之原料之方面、與將預壓輥35、第1擠壓輥36、第2擠壓輥37之周面溫度分別設為83℃、88℃、90℃之方面以外，藉由與實驗例A相同之方法製造光學片材11C。針對該光學片材11C，藉由與實驗例A相同之方法而測定表面粗糙度Ra(由ISO4287：1997定義之算術平均粗糙度)。該測定之結果係如圖7所示之圖表。
<實驗例D>
使用圖1(a)所示之光學片材製造裝置30而製造光學片材11D。首先，藉由螺桿直徑為150 mm之第1擠出機31將聚苯乙烯α熔融混煉，並供給至模具33。其次，藉由螺桿直徑為60 mm之第2擠出機32將聚苯乙烯β熔融混煉，並供給 至模具33。繼而，以自第1擠出機31供給之聚苯乙烯α成為中間層12，自上述第2擠出機32供給之聚苯乙烯β成為表層13a、13b之方式，藉由模具33以模具溫度250℃~260℃進行共擠出成形。此時，將樹脂片材10D之寬度(圖1(a)中之深度方向)設為1400 mm。又，表層13a、13b之厚度分別為50 μm，中間層12之厚度為1900 μm，且表層13a、13b相對於中間層12之厚度之比為1/19。
預壓輥35、第1擠壓輥36、第2擠壓輥37之周面溫度係分別設為83℃、88℃、90℃。於第2擠壓輥37之周面實施有鏡面加工。又，以樹脂片材10D之搬送速度成為5.320 m/min之方式，而調整各輥35、36、37之旋轉速度。以如此之方式，製造厚度為2 mm之光學片材11D。
圖1(b)係自側面觀察以如此之方式製造之光學片材11D所得之側視圖。光學片材11D具有中間層12由表層13a及表層13b挾持之2種3層之構造。於實驗例D中，對此種光學片材11D測定由聚苯乙烯β構成之上面側表面71a及下面側表面71b之表面粗糙度Ra(由ISO4287：1997定義之算術平均粗糙度)。上面側表面71a係與經鏡面加工之第1擠壓輥36之周面36a接觸而受到擠壓之面。下面側表面71b係與經鏡面加工之第2擠壓輥37之周面37a接觸而受到擠壓之面。表面粗糙度Ra之測定係與上述實驗例A同樣，使用SENSOFAR公司製造之干涉儀「PLμ2300」而進行。該測定之結果係如圖7所示之圖表。
<實驗例E>
實驗例E係除使用聚苯乙烯γ作為光學片材11E之原料之方面、將搬送速度設為5.300 m/min之方面、及將預壓輥35、第1擠壓輥36、第2擠壓輥37之周面溫度分別設為87℃、88℃、90℃之方面以外，藉由與實驗例A相同之方法製造光學片材11E。針對該光學片材11E，藉由與實驗例A相同之方法而測定表面粗糙度Ra(由ISO4287：1997定義之算術平均粗糙度)。該測定之結果係如圖7所示之圖表。
<實驗例F>
實驗例F係使用圖1(a)所示之光學片材製造裝置30而製造光學片材11F。首先，藉由螺桿直徑為150 mm之第1擠出機31將聚苯乙烯γ熔融混煉，並供給至模具33。其次，藉由螺桿直徑為60 mm之第2擠出機32將聚苯乙烯β熔融混煉，並供給至模具33。繼而，以自第1擠出機31供給之聚苯乙烯γ成為中間層12，自上述第2擠出機32供給之聚苯乙烯β成為表層13a、13b之方式，藉由模具33以模具溫度250℃~260℃進行共擠出成形。此時，將樹脂片材10F之寬度(圖1(a)中之深度方向)設為1400 mm。又，表層13a、13b之厚度分別為50 μm，中間層12之厚度為1900 μm，且表層13a、13b相對於中間層12之厚度之比為1/19。
預壓輥35、第1擠壓輥36、第2擠壓輥37之周面溫度係分別設為75℃、80℃、85℃。於第2擠壓輥37之周面實施有鏡面加工。又，以樹脂片材10F之搬送速度成為5.300 m/min之方式，而調整各輥35、36、37之旋轉速度。以如此之方式，製造厚度為2 mm之光學片材11F。
圖1(b)係自側面觀察以如此之方式製造之光學片材11F所得之側視圖。光學片材11F具有中間層12由表層13a及表層13b挾持之2種3層之構造。於實驗例F中，對此種光學片材11F測定由聚苯乙烯β構成之上面側表面71a及下面側表面71b之表面粗糙度Ra(由ISO4287：1997定義之算術平均粗糙度)。上面側表面71a係與經鏡面加工之第1擠壓輥36之周面36a接觸而受到擠壓之面。下面側表面71b係與經鏡面加工之第2擠壓輥37之周面37a接觸而受到擠壓之面。表面粗糙度Ra之測定係與上述實驗例A同樣，使用SENSOFAR公司製造之干涉儀「PLμ2300」而進行。該測定之結果係如圖7所示之圖表。
(評價結果)
根據實驗例A~F而確認，如實驗例C、D及F，若將構成擠壓步驟中與經鏡面加工之第2擠壓輥37接觸之層的非晶性之熱塑性樹脂之MFR設為2.0 g/10 min以上，或將重量平均分子量Mw設為300,000以下，則可將與該第2擠壓輥37接觸之層之上面側表面71a、171a之表面粗糙度Ra設為15 nm以下。
又，如實驗例D，即便設為如下多層構成，亦可獲得與實驗例C相同之結果，該多層構成包含由MFR低於構成表層之樹脂、或重量平均分子量Mw大於構成表層之樹脂之非晶性之熱塑性樹脂所構成的中間層。即，確認出如下情形：即便如上所述般設為包含可抑制搬送輥38間之樹脂下垂、或樹脂向各擠壓輥35、36、37捲繞之層的多層構成， 只要將構成擠壓步驟中與經鏡面加工之第2擠壓輥37接觸之層的非晶性之熱塑性樹脂之MFR設為2.0 g/10 min以上，或將重量平均分子量Mw設為300,000以下，則亦可將光學片材表面之表面粗糙度Ra設為15 nm以下。
接下來，於光學片材11之表面之表面粗糙度為15 nm以下之情形時，根據以下之實驗例2，對可抑制橘皮缺陷之方面進行說明。
作為判定光學片材表面之橘皮缺陷之有無之外觀檢查，通常係對映射於光學片材之表面之螢光燈之反射影像進行目測評價。於該檢查中，於無法確認映射於光學片材之表面之螢光燈之反射影像之虛影的情形時，便認為外觀上無問題。
如下述表1所示，藉由與上述實驗例A相同之方法，製造具有各種表面粗糙度之厚度為2 mm之透明之光學片材21A~21J。各光學片材21A~21J之表面之表面粗糙度係使用SENSOFAR公司製造之干涉儀「PLμ2300」，而確認出形成有所期望之表面粗糙度Ra(由ISO4287：1997定義之算術平均粗糙度)。
繼而，將所製造之上述光學片材21A~21J分別載置於黑色之光澤板上，於光學片材21A~21J之上方設置螢光燈並點燈。於此種情況下，藉由目測而確認映射於光學片材21A~21J之表面之螢光燈之反射影像的輪廓。此時，藉由利用液體與黑色之光澤板密接而排除與觀察之面為相反側之面的影響。
藉由目測而確認之結果為，光學片材21A~21J各者之評價結果如以下之表1。評價結果欄中之「○」表示未藉由肉眼而觀察到反射影像之輪廓之虛影。「×」係表示藉由肉眼而觀察到反射影像之輪廓之虛影。
(評價結果)
本實驗例2係於光學片材21A~21E及21I中無法觀察到螢光燈之反射影像之輪廓之虛影。即，判定為於光學片材21A~21E及21I中未產生橘皮缺陷。而且，確認此時之表面粗糙度Ra為15.0 nm以下。藉此而確認，只要將光學片材之表面之表面粗糙度Ra設為15.0 nm以下，便成為無橘皮缺陷之表面。
以上，對本發明之一實施形態及實驗例1、2進行了說明，但本發明並不限定於上述實施形態及實驗例1、2，可於不脫離發明之主旨之範圍內實現各種變更。
例如，於上述實施形態中，對製造如圖1(b)所示之中間層12之兩側設置有表層13a、13b之2種3層之光學片材11的 例進行了說明，但本發明並不限定於此。例如，即便於製造2種2層之光學片材之情形時，亦只要構成形成如下表面之層的非晶性之熱塑性樹脂之MFR為2.0 g/10 min以上，或重量平均分子量Mw為300,000以下即可，該表面為形成平滑面之表面，即表面藉由經鏡面加工之擠壓輥而接觸並受到擠壓之側之面。又，例如即便為2種5層之光學片材，亦只要構成於最外側所構成之2層中之至少一層的非晶性之熱塑性樹脂之MFR為2.0 g/10 min以上，或重量平均分子量Mw為300,000以下即可。
又，於上述實施形態中，列舉成為構成導光板70之導光板基材部71的光學片材11之製造方法為例進行了說明，但本發明並不限定於此。例如，亦可為製造成為要求作為至少一表面為平滑之面之反射板或擴散板的光學片材之方法。
又，於上述實施形態中，列舉各輥35、36、37之全部周面35a、36a、37a均實施有鏡面加工之例進行了說明，但本發明並不限定於此。例如，僅在配置於最下游側之擠壓輥之周面實施鏡面加工等、在至少1個擠壓輥之周面實施鏡面加工即可。又，構成光學片材製造裝置之擠壓輥之數量亦不限定於上述3個，例如亦可為2個或4個以上。
又，於上述實施形態及實驗例1、2中，列舉各輥35、36、37於水平方向上排列3個之類型之光學片材製造裝置30(130)為例進行了說明，但本發明並不限定於此。例如，亦可如圖8(a)所示，使用各輥35、36、37縱向排列3個之類 型之光學片材製造裝置30A。此時，預壓輥35及第2擠壓輥37可逆時針旋轉，且第1擠壓輥36可順時針旋轉。又，例如亦可如圖8(b)所示，使用如下構成之光學片材製造裝置30B：與圖8(a)同樣，各輥35、36、37縱向排列3個，預壓輥35及第2擠壓輥37可順時針旋轉，且第1擠壓輥36可逆時針旋轉。
又，於上述實施形態中，列舉於作為導光板基材部71之一面之背面71b形成反射點72而構成導光板70之例進行了說明，但本發明並不限定於此。藉由設為利用上述光學片材製造裝置30中所包含之擠壓輥中之例如第2擠壓輥37對樹脂片材10之表層13b賦予凹凸形狀之構成，而可於切割後獲得一面被賦予形狀之要成為導光板70之光學片材11。
又，亦可將構成形成表面藉由經鏡面加工之擠壓輥而接觸並受到擠壓之側之面的層的非晶性之熱塑性樹脂之MFR設為2.0 g/10 min以上，且重量平均分子量Mw設為300,000以下。亦可將構成除形成藉由表面經鏡面加工之擠壓輥而接觸並受到擠壓之側之面的層以外之層的非晶性之熱塑性樹脂的MFR設為小於2.0 g/10 min，且使重量平均分子量Mw大於300,000。
10‧‧‧樹脂片材
10A‧‧‧樹脂片材
10B‧‧‧樹脂片材
10C‧‧‧樹脂片材
10D‧‧‧樹脂片材
11‧‧‧光學片材
11A‧‧‧光學片材
11B‧‧‧光學片材
11C‧‧‧光學片材
11D‧‧‧光學片材
12‧‧‧中間層(第2層)
13a‧‧‧表層(第1層)
13b‧‧‧表層(第1層)
30‧‧‧光學片材製造裝置
30A‧‧‧光學片材製造裝置
30B‧‧‧光學片材製造裝置
31‧‧‧第1擠出機
32‧‧‧第2擠出機
33‧‧‧模具
35‧‧‧預壓輥
36‧‧‧第1擠壓輥
37‧‧‧第2擠壓輥(擠壓輥)
39‧‧‧切割裝置
40‧‧‧透過型圖像顯示裝置
50‧‧‧透過型圖像顯示部
51‧‧‧液晶單元
52‧‧‧偏光板
53‧‧‧偏光板
60‧‧‧面光源裝置
70‧‧‧導光板
70a‧‧‧側面(入射面)
70b‧‧‧側面(入射面)
71‧‧‧導光板基材部
71a‧‧‧出射面(上面側表面)
71b‧‧‧背面(下面側表面)
71c‧‧‧側面(入射面)
71d‧‧‧側面(入射面)
71e‧‧‧側面
71f‧‧‧側面
72‧‧‧反射點
80‧‧‧光源部
81‧‧‧點狀光源
85‧‧‧反射部
S1‧‧‧準備步驟
S2‧‧‧擠出步驟
S3‧‧‧擠壓步驟
S4‧‧‧切割步驟
圖1(a)、1(b)係表示本實施形態之光學片材之製造方法中所使用之製造裝置的側視圖、及所製造之光學片材之側視圖。
圖2係本實施形態之光學片材之製造方法之流程圖。
圖3係表示藉由本實施形態之製造方法而製造之光學片材及導光板基材部之層構成的側視圖。
圖4係模式性地表示包含藉由本實施形態之光學片材之製造方法而製造之導光板基材部的透過型圖像顯示裝置之構成之側視圖。
圖5係表示包含藉由本實施形態之光學片材之製造方法而製造之導光板基材部的透過型圖像顯示裝置之構成之後視圖。
圖6係表示實驗例中藉由圖1所示之製造裝置而製造之光學片材之側視圖。
圖7係表示實驗例A~F之測定結果之圖表。
圖8(a)、8(b)係表示其他實施形態之光學片材之製造方法中所使用之製造裝置的側視圖。
10‧‧‧樹脂片材
11‧‧‧光學片材
11D‧‧‧光學片材
12‧‧‧中間層(第2層)
13a‧‧‧表層(第1層)
13b‧‧‧表層(第1層)
30‧‧‧光學片材製造裝置
31‧‧‧第1擠出機
32‧‧‧第2擠出機
33‧‧‧模具
35‧‧‧預壓輥
35a‧‧‧周面
36‧‧‧第1擠壓輥
36a‧‧‧周面
37‧‧‧第2擠壓輥(擠壓輥)
37a‧‧‧周面
38‧‧‧搬送輥
39‧‧‧切割裝置
71‧‧‧導光板基材部
71a‧‧‧出射面(上面側表面)
71b‧‧‧背面(下面側表面)
130‧‧‧光學片材製造裝置

Claims (15)

  1. 一種光學片材之製造方法，其包括：擠出步驟，其係自模具連續地擠出加熱熔融狀態之非晶性之熱塑性樹脂而製造樹脂片材；及擠壓步驟，其係藉由以2個擠壓輥挾入並擠壓上述樹脂片材，而使其成形為光學片材；且於至少一者之上述擠壓輥之周面，實施有鏡面加工；構成上述擠壓步驟中與上述經鏡面加工之擠壓輥接觸之層的上述非晶性之熱塑性樹脂之重量平均分子量為300000以下。
  2. 如請求項1之光學片材之製造方法，其中藉由上述擠出步驟而製造之上述樹脂片材係於上述樹脂片材之厚度方向上具有複數層之多層構造，且包含與上述經鏡面加工之擠壓輥接觸之第1層、及除上述第1層以外之第2層；且構成上述第2層之上述非晶性之熱塑性樹脂之重量平均分子量大於300000。
  3. 一種光學片材之製造方法，其包括：擠出步驟，其係自模具連續地擠出加熱熔融狀態之非晶性之熱塑性樹脂而製造樹脂片材；及擠壓步驟，其係藉由以2個擠壓輥挾入並擠壓上述樹脂片材，而使其成形為光學片材；且於至少一者之上述擠壓輥之周面，實施有鏡面加工；構成上述擠壓步驟中與上述經鏡面加工之擠壓輥接觸之層的上述非晶性之熱塑性樹脂之MFR(依據JISK7210， 以溫度200℃、負荷49 N測定所得之測定值)為2.0 g/10 min以上。
  4. 如請求項3之光學片材之製造方法，其中藉由上述擠出步驟而製造之上述樹脂片材係於上述樹脂片材之厚度方向上具有複數層之多層構造，且包含與上述經鏡面加工之擠壓輥接觸之第1層、及除上述第1層以外之第2層；且構成上述第2層之上述非晶性之熱塑性樹脂之上述MFR小於2.0 g/10 min。
  5. 如請求項2或4之光學片材之製造方法，其中上述擠壓步驟後之上述第1層相對於上述第2層之厚度之比為1/200~1/10。
  6. 如請求項1至5中任一項之光學片材之製造方法，其中上述非晶性之熱塑性樹脂為聚苯乙烯系樹脂。
  7. 一種光學片材，其係包含非晶性之熱塑性樹脂者；且至少一面之由ISO4287：1997定義之算術平均粗糙度Ra為15 nm以下。
  8. 如請求項7之光學片材，其中構成作為形成上述一面之層之第1層的非晶性之熱塑性樹脂之重量平均分子量為300000以下。
  9. 如請求項8之光學片材，其於厚度方向上更具備與上述第1層不同之第2層；且構成上述第2層之非晶性之熱塑性樹脂之上述重量平均分子量大於300000。
  10. 如請求項7之光學片材，其中構成作為形成上述一面之 層之第1層的非晶性之熱塑性樹脂之MFR(依據JISK7210，以溫度200℃、負荷49 N測定所得之測定值)為2.0 g/10 min以上。
  11. 如請求項10之光學片材，其於厚度方向上更具備與上述第1層不同之第2層；且構成上述第2層之非晶性之熱塑性樹脂之上述MFR小於2.0 g/10 min。
  12. 如請求項9或11之光學片材，其中上述第1層相對於上述第2層之厚度之比為1/200~1/10。
  13. 如請求項7至12中任一項之光學片材，其中上述非晶性之熱塑性樹脂為聚苯乙烯系樹脂。
  14. 一種面光源裝置，其包括：如請求項7至13中任一項之光學片材；及光源部，其係與上述光學片材之入射面對向而配置。
  15. 一種透過型圖像顯示裝置，其包括：如請求項7至13中任一項之光學片材；光源部，其係與上述光學片材之入射面對向而配置；及透過型圖像顯示部，其係與上述光學片材之出射面對向而配置，且受到自上述光源部出射之光照射而顯示圖像。
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