TWI411850B - Optical sheet and its manufacturing method - Google Patents

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TWI411850B
TWI411850B TW098119005A TW98119005A TWI411850B TW I411850 B TWI411850 B TW I411850B TW 098119005 A TW098119005 A TW 098119005A TW 98119005 A TW98119005 A TW 98119005A TW I411850 B TWI411850 B TW I411850B
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Description

光學片及其製造方法
本發明係關於一種用於液晶顯示裝置等之光學片之製造方法及該製造方法所製造之光學片。
液晶顯示裝置，以自背面照射液晶層使其發光之背光(back light)方式為普及，其於液晶層之下面側配備有側光(edge light)型、或直下(bottom light)型等之背光單元。側光型之背光單元50基本上係如圖10所示般，具備作為光源的線狀之燈源51、與端部沿著燈源51的方式配置之方形板狀的導光板52、以及配設於導光板52的表面側之各種光學片。作為光學片，例如有配設於導光板52的表面側之光擴散片53、或配設於光擴散片53的表面側之稜鏡片54等。
以下說明該背光單元50的機能：首先由燈源51往導光板52入射之光線，係藉由導光板52內面的反射點或反射片(未圖示)反射，而自導光板52的表面出射。自導光板52出射之光線入射於光擴散片53，藉由光擴散片53擴散然後自光擴散片53表面出射。之後，自光擴散片53表面出射之光線入射於稜鏡片54，藉由稜鏡片54表面所形成之稜鏡部54a而以朝大致法線方向顯示出峰值之分布的光線形式出射。
如上所述，自燈源51所出射之光線藉由光擴散片53擴散，且藉由稜鏡片54以朝大致法線方向顯示出峰值之方式折射，進而照明表面側的液晶層(未圖示)整面。此外，圖雖未顯示，但基於上述稜鏡片54的聚光特性的緩和或稜鏡部54a的保護、或偏光板等之液晶面板與稜鏡片54間之防止黏附的目的，係於稜鏡片54的表面側進一步配設有光學片。
作為上述背光單元50所具備的光擴散片53，一般而言係使用如下者：(a)合成樹脂製的透明基材層的表面塗佈有珠粒之珠粒塗佈型(bead coatingtype)光擴散片(例如可參照日本專利特開平7-5305號公報、特開2000-89007號公報等)；(b)使用具有凹凸形狀之金屬模具，並將其凹凸形狀轉印於合成樹脂製之透明基材層的表面所構成之壓紋型(embossing type)光擴散片(例如可參照日本專利特開平2006-47608號公報、特開2006-335028號公報等)。上述光擴散片可藉由表面的微細凹凸形狀而發揮光擴散的機能。
上述珠粒塗佈型之以往的光擴散片，因利用黏結劑58中之珠粒59造成的折射或反射來產生擴散性，故會生成多重散射現象，而不可避免地有出光量的損失。此外，珠粒塗佈型的光擴散片係對於基材層塗佈含有合成樹脂、珠粒、溶劑等之塗佈液，並加以乾燥而形成光擴散層，故有將溶劑去除的必要，使得加工速度受到一定的限制。
藉由加壓成形之上述壓紋型之以往的光擴散片，因採用分批式，故生產性低，有無法過度薄型化的問題。此外，使用壓紋輥以擠製成型之上述壓紋型的光擴散片，賦予精密凹凸形狀有困難，而有光學性能不佳的問題。
[專利文獻1]日本專利特開平7-5305號公報
[專利文獻2]日本專利特開2000-89007公報
[專利文獻3]日本專利特開2006-47608號公報
[專利文獻4]日本專利特開2006-335028號公報
本發明有鑑於上述問題，其目的在於提供一種光學片之製造方法及該製造方法所製造之光學片；上述光學片具有高生產性、且可防止多重散射、總透光率高、光擴散機能、聚光機能、朝法線方向的折射機能等光學性能高。
用以解決上述課題之本發明，係一種光學片之製造方法，其具有下述步驟：第1擠製積層步驟，使用與於表面具有微細凹凸形狀之光學片相同形狀之光學片原版，於該光學片原版的表面藉由擠製積層法來積層模具用合成樹脂層；第1剝離步驟，將光學片原版自該模具用合成樹脂層剝離，作成表面上轉印有該微細凹凸形狀之相反形狀之光學片形成模具；第2擠製積層步驟，於該光學片形成模具的表面藉由擠製積層法來積層光學層用合成樹脂層；第2剝離步驟，將光學片形成模具自該光學層用合成樹脂層剝離，作成表面上轉印有該微細凹凸形狀之光學片材。
根據該光學片之製造方法，可藉由第1擠製積層步驟以及第1剝離步驟來作成轉印有與光學片相同形狀之光學片原版的表面形狀的光學片形成模具；可藉由第2擠製積層步驟以及第2剝離步驟來作成轉印有光學片形成模具的表面形狀的光學片材。因此，根據該光學片之製造方法，藉由擠製積層法可忠實地轉印與表面具有細微凹凸形狀之光學片相同形狀之光學片原版的表面形狀，並可生產性佳地製造光擴散機能等光學性能高之光學片材。此外，根據該光學片之製造方法，因光學層用合成樹脂層不含珠粒等光擴散劑，故可製造出防止多重散射、總透光率高之光學片材。
於該第1擠製積層步驟中，藉由夾心式擠製積層法於光學片原版與模具用基材片之間來積層模具用合成樹脂層較佳。如上所述，藉由夾心式擠製積層法於光學片原版與模具用基材片之間來積層模具用合成樹脂層，並將光學片形成模具以模具用基材片與模具用合成樹脂層來構成，藉此可以模具用基材片來確保光學片形成模具的強度，並可著眼於光學片原版的表面形狀的轉印性、耐熱性、與光學層用合成樹脂層之剝離性等，來對構成模具用合成樹脂層之合成樹脂加以選定，而對所生產之光學片材的表面形狀賦予精密追隨模具性或對光學片形成模具賦予高壽命。
此外，於該第2擠製積層步驟中，藉由夾心式擠製積層法於光學片形成模具與光學片用基材膜之間來積層光學層用合成樹脂層較佳。如上所述，藉由夾心式擠製積層法於光學片形成模具與光學片用基材膜之間來積層光學層用合成樹脂層，並將光學片材以光學片用基材膜與光學層用合成樹脂層來構成，藉此可以光學片用基材膜來確保光學片材的強度，並可著眼於光學片形成模具的表面形狀的轉印性、透明性、與光學片形成模具之剝離性等，來對構成光學層用合成樹脂層之合成樹脂加以選定，而提升所生產之光學片材的光線透過性與光學性能等。
於該第2剝離步驟後，具有將光學片材裁斷成既定尺寸之裁斷步驟較佳。根據該光學片之製造方法，因可連續製造長的光學片材，故藉由於第2剝離步驟後具有裁斷步驟，可有效率地製造適合目的之液晶顯示裝置之光學片，並可抑制因光學片材的纏繞產生的彎曲、與基材膜的剝離等。
於該第2擠製積層步驟中，將光學片形成模具形成為無端環帶狀，並將該光學片形成模具跨掛於擠製積層法中所使用之一對擠壓輥之一者，再將光學片形成模具連續地供應於一對擠壓輥之間，同時於光學片形成模具的表面積層光學層用合成樹脂層較佳。如上所述，藉由將光學片形成模具形成為無端環帶狀，並將該無端環帶狀之光學片形成模具跨掛於一對擠壓輥之一者，且於一對擠壓輥之間連續地供給，可以既定長之光學片形成模具而連續地製造光學片材。
該模具用合成樹脂層，以含有工程塑膠(engineeringplastic)作為主成分較佳。因工程塑膠具有優越的機械強度與耐熱性，故如上述手段藉由使模具用合成樹脂層含有工程塑膠作為主成分，可提升光學片形成模具的強度、耐熱性、剝離性等，其結果可促進所得之光學片的精密追隨模具性，且因可使用次數增加而促進生產性以及製造成本的低廉化。
該光學層用合成樹脂層，以含有非晶質聚合物或烯烴系聚合物作為主成分較佳。因非晶質聚合物具有優越的透明性、追隨模具性等，故如上述手段藉由使光學層用合成樹脂層，以含有非晶質聚合物作為主成分，可提升光學層用合成樹脂層的透明性、光學片形成模具的表面形狀的轉印性等，其結果可製造出具有高光線透過率以及光擴散機能等光學性能的光學片材。此外，因烯烴系聚合物具有優越的低溫熔融性、熔融狀態之流動性等，故第2擠製積層步驟中對於光學片形成模具表面之熔融合成樹脂的追隨性優異，而光學片形成模具的表面形狀的轉印性等獲得提高，其結果可製造出具有高光擴散機能等光學性能的光學片材。
因此，藉由該光學片的製造方法所製造出之光學片較為廉價，且具有優異的總透光率及光擴散機能、聚光機能、朝法線方向之折射機能等光學性能。
上述所謂「擠製積層法」，係將熔融狀態的合成樹脂擠製而直接於片上積層合成樹脂層(合成樹脂被膜)之一種周知的積層加工法，一般而言係使用具備有擠製機、T字模、一對擠製輥、捲送機、捲取機等之擠製積層裝置。
如上所述，本發明之光學片之製造方法，其可製造具有高生產性，且可防止多重散射、總透光率高、光擴散機能、聚光機能、朝法線方向的折射機能等光學性能高之光學片。此外本發明之光學片，如上所述因具有優異的廉價性、光線透過性以及光學性能，故可促進品位以及低成本化、薄型化等，而適用於液晶顯示裝置等。
以下，一邊參照適當圖式一邊對本發明之實施形態加以詳細說明。圖1係表示本發明之特定實施形態之光學片之製造方法之流程圖。圖2係表示實施圖1之光學片之製造方法之第1擠製積層步驟以及第1剝離步驟的裝置。圖3係表示實施圖1之光學片之製造方法之第2擠製積層步驟以及第2剝離步驟的裝置。圖4係表示實施與圖3之擠製積層裝置不同形態之第2擠製積層步驟以及第2剝離步驟的擠製積層裝置。圖5係表示圖1之光學片之製造方法所用之光學片原版的示意性剖面圖。圖6係表示圖1之光學片之製造方法之第1擠製積層步驟中所製得之積層體的示意性剖面圖。圖7係表示圖1之光學片之製造方法之第1剝離步驟中所製得之光學片形成模具的示意性剖面圖。圖8係表示圖1之光學片之製造方法之第2擠製積層步驟中所製得之積層體的示意性剖面圖。圖9係表示圖1之光學片之製造方法所製得之光學片材的示意性剖面圖。
圖1之光學片之製造方法，具有第1擠製積層步驟(STP1)、第1剝離步驟(STP2)、第2擠製積層步驟(STP3)、以及第2剝離步驟(STP4)。
第1擠製積層步驟(STP1)，係使用圖5所示之光學片原版1，藉由擠製積層法將模具用合成樹脂層7積層於該光學片原版1的表面。該第1擠製積層步驟(STP1)詳細而言，係藉由圖6所示之夾心式擠製積層法，於光學片原版1與模具用基材片8之間積層模具用合成樹脂層7。
光學片原版1係長條帶狀體，其與具有使穿透光線擴散之光擴散機能之光擴散片具備有相同之形狀以及構造。具體而言，光學片原版1，係具備圖5所示之原版用基材膜2、與積層於該原版用基材膜2的表面之原版用光學層3，並於表面具有細微之凹凸形狀6。
原版用基材膜2係由合成樹脂所形成，因其不需要光線穿透性故即使為不透明亦可。作為該原版用基材膜2的形成材料，並無特別限定，例如可列舉聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系聚合物；二乙醯纖維素、三乙醯纖維素等之纖維素系聚合物；聚碳酸酯系聚合物；聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物；聚苯乙烯、丙烯腈．乙烯共聚物等乙烯系聚合物；聚乙烯、聚丙烯、具有環狀至降冰片烯構造之聚烯烴、乙烯．丙烯共聚物等烯烴系共聚物；氯乙烯系共聚物；耐綸或芳香族聚醯胺等醯胺系聚合物；醯亞胺系聚合物；碸系聚合物；聚醚碸系聚合物；聚醚醚酮系聚合物；聚苯硫系聚合物；乙烯醇系聚合物；偏二氯乙烯系聚合物；乙基丁醛系聚合物；芳香酯系聚合物；聚縮甲醛系聚合物；環氧系聚合物等。
作為該原版用基材膜2的形成材料，可使用上述聚合物1種或混合使用2種以上。此外，原版用基材膜2的形成材料中，基於將加工性、耐熱性、耐候性、機械性質、尺寸安定性等加以改良之目的，可混合各種之添加劑。作為該添加劑，例如可列舉潤滑劑、交聯劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、填充劑、強化纖維、補強劑、抗靜電劑、難燃劑、耐焰劑、發泡劑、抗黴劑、顏料、填料、可塑劑、抗變質劑、分散劑。
作為該原版用基材膜2的平均厚度，較佳為30μm以上400μm以下，最佳為50μm以上250μm以下。若原版用基材膜2的平均厚度未滿上述範圍，則強度會不足，使得操作變困難。相對地，若原版用基材膜2的平均厚度超過上述範圍，則捲取等操作會變難。
原版用光學層3係具備大致均勻且緻密鋪設於原版用基材膜2的表面之光擴散劑4、與固定該光擴散劑4之黏結劑5。藉由上述光擴散劑4可於原版用光學層3的表面形成大致均勻且大致緻密的細微凸部。藉由上述於表面形成之細微凹凸形狀之透鏡的折射作用，可使得光線更佳地擴散。原版用光學層3的平均厚度並無特別限定，例如可設為1μm以上100μm以下左右。
光擴散劑4可粗分為有機填料與無機填料。作為無機填料，具體而言可使用玻璃、二氧化矽、氫氧化鋁、氧化鋁、氧化鋅、硫化鋇、矽酸鎂、或該等之混合物。作為有機填料之具體材料，可使用丙烯酸樹脂、丙烯腈樹脂、聚胺基甲酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚醯胺等。該等之中，又以耐熱性高、可充分承受第1擠製積層步驟(STP1)之玻璃較佳。
作為光擴散劑4的形狀並無特別限定，例如可列舉球狀、立方體、紡錘形、針狀、棒狀、板狀、鱗片狀、纖維狀等，其中又以可製造表面形成有透鏡狀的凹凸形狀6、且具有高光學機能的光學片材13之球狀的珠粒較佳。
作為光擴散劑4的平均粒徑的下限，較佳為1μm、更佳為2μm、最佳為5μm；作為光擴散劑4的平均粒徑的上限，較佳為90μm、更佳為70μm、最佳為15μm。若光擴散劑4的平均粒徑未滿上述範圍，則光擴散劑4所形成之原版用光學層3表面的凹凸形狀會變小，製得之光學片材13的光擴散性會有降低之虞；相反地，若光擴散劑4的平均粒徑超過上述範圍，則光學片材13的厚度會增大，且均勻地擴散會有困難。
作為光擴散劑4的配合量(相對於聚合物組成物中之基材聚合物(黏結劑5的形成材料)100份)的下限，較佳為10份、更佳為20份、最佳為50份；作為該配合量的上限，較佳為500份、更佳為300份、最佳為200份。其原因在於，若光擴散劑4的配合量未滿上述範圍，則製得之光學片材13的光擴散性會變得不充分，另一方面，若光擴散劑4的配合量超過上述範圍，則固定光擴散劑4的效果會降低。此外，於稜鏡片的表面側配置所謂上光擴散片的情形時，因不需要高的光擴散性，故作為光擴散劑4的配合量較佳為10份以上40份以下、更佳為10份以上30份以下。
黏合層5係藉由含有基材聚合物之聚合物組成物交聯硬化而形成。藉由該黏合層5，光擴散劑4會以大致相等的密度配置固定於原版用基材膜2的表面整面。
作為上述基材聚合物並無特別限定，例如可列舉丙烯酸系樹脂、聚胺基甲酸酯、聚酯、氟系樹脂、矽系樹脂、聚醯胺醯亞胺、環氧樹脂、紫外線硬化型樹脂，可使用該等聚合物之1種或混合使用2種以上。特別是作為上述基材聚合物中，又以加工性高、可藉塗佈等手段簡單地形成原版用光學層3之多元醇較佳。此外黏結劑5所使用之基材聚合物，因不需要讓光線穿透，故不需要透明性。
此外，用以形成該黏結劑5的聚合物組成物，除了基材聚合物以外亦可適當配合例如微小無機填充劑、硬化劑、可塑劑、分散劑、各種調平劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、黏性改質劑、潤滑劑、光穩定劑等。
作為光學片原版1(原版用光學層3)表面的算術平均粗度(Ra)的下限，較佳為0.2μm、更佳為0.4μm。另一方面，做為該算術平均粗度(Ra)的上限，較佳為20μm、更佳為15μm。若光學片原版1表面的算術平均粗度(Ra)未滿上述下限，則製得之光學片材13表面的微細凹凸形狀6會變小，而有無法滿足作為光擴散片所需的光擴散性之虞。相反地，若光學片原版1表面的算術平均粗度(Ra)超過上述上限，則液晶顯示裝置的畫面會產生眩光，而有品位降低之虞。
模具用合成樹脂層7係由可擠製積層的合成樹脂所形成，並衡量光學片原版1的表面形狀的轉印性、自光學片原版1的剝離性、第2擠製積層步驟(STP3)中之光學片形成模具9的可使用次數等而加以選定。作為該模具用合成樹脂層7所用之合成樹脂，例如可列舉聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、工程塑膠等。該等合成樹脂脂中，又以於強度、擠製積層步驟(STP3)中光學片形成模具9的可使用次數、剝離性、光學片原版1的表面形狀的轉印性等方面優異之工程塑膠較佳，於剝離性、廉價性等方面優異的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)亦較佳。
作為該工程塑膠，例如可列舉聚碳酸酯(PC)、環狀烯烴共聚物(COC)、環狀烯烴聚合物(COP)、改質聚氧化二甲苯(m-PPE)、聚乙縮醛(POM)、聚醯胺(PA)、氟樹脂、聚醯胺醯亞胺(PAI)、聚芳香酯(PAR)、聚醚醯胺(PEI)、聚醚碸(PES)、聚醚醚酮(PEEK)、聚碸(PSU)、聚苯硫(PPS)、苯乙烯丁二烯共聚物(SBC)、4-甲基-1-戊烯．α-烯烴共聚物等。該等合成樹脂中，又以於強度、擠製積層步驟(STP3)中光學片形成模具9的可使用次數、剝離性、光學片原版1的表面形狀的轉印性等方面特別優異之4-甲基-1-戊烯．α-烯烴共聚物特佳。
所謂該4-甲基-1-戊烯．α-烯烴共聚物係如下述構造式(1)所示。
上述構造式(1)中，R為碳數8以上16以下之飽和烴，較佳為碳數10以上12以下之飽和烴。當R為上述範圍之碳數之飽和烴的情形，4-甲基-1-戊烯．α-烯烴共聚物於擠製積層時會具有適當的流動性，光學片原版1的表面形狀的轉印性會變好。
作為形成模具用合成樹脂層7的合成樹脂的熔融流率(MFR，Melt Flow Rate)，較佳為50g/10分以上150g/10分以下、更佳為80g/10分以上120g/10分以下。此處所謂「熔融流率(MFR)」，係依照JIS-K-7210-1995所測定之值，即於260℃、5kgf的條件下所測定之值。若熔融流率(MFR)小於上述範圍，則光學片原版1的表面形狀的轉印性會有降低之虞；相反地，若熔融流率(MFR)超過上述範圍，則於擠製積層步驟時寬度方向的均一性以及光學片原版1的表面形狀的轉印性會有降低之虞。
此外，模具用合成樹脂層7中亦可將上述合成樹脂混合2種以上來配合使用，亦可適當配合其他例如微小無機填充劑、可塑劑、分散劑、各種調平劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、黏性改質劑、潤滑劑、光穩定劑等。
模具用基材片8係使用合成樹脂膜、紙材料、不織布等。其中又以紙材料以及不織布，因耐熱性高、且具有某種程度的透氣性，故可提升上述擠壓積層法之模具用合成樹脂層7的積層以及轉印性。做為該合成樹脂膜，可使用與上述原版用基材膜2相同者。做為該模具用基材片8所使用之紙材料，可列舉例如未漂白牛皮紙、漂白牛皮紙、上質紙、中質紙、光面未漂白牛皮紙、純白滾筒紙、玻璃紙、感熱紙、感壓紙、合成紙、和紙、透寫紙、各種銅版紙、板紙、裱面紙(liner paper)等。
第1剝離步驟(STP2)係將光學片原版1自模具用合成樹脂層7剝離，作成如圖7所示之光學片形成模具9之步驟。總之，該第1剝離步驟(STP2)係將光學片原版1自第1擠製積層步驟(STP1)所製得之圖6所示之積層體剝離之步驟。該第1剝離步驟(STP2)所製得之光學片形成模具9係於表面轉印有上述光學片原版1表面之細微凹凸形狀6的相反形狀，即細微凹凸形狀10。
第1擠製積層步驟(STP1)以及第1剝離步驟(STP2)係藉由圖2所示之擠製積層裝置來實施。該擠製積層裝置主要係具備有擠製機以及T字模15、一對擠壓輥16、第1捲送機17、第2捲送機18、剝離輥19、第1捲取機20、第2捲取機21等。該一對擠壓輥16係以鄰接而平行的方式配置，擠製機及T字模15係以下述方式構成：可於一對擠壓輥16的挾持處將熔融狀態的合成樹脂擠製成片狀。該一對擠壓輥16係以下述方式構成：設有溫度控制手段，可將表面溫度控制在擠製積層最適當的溫度。
使用該構造之擠製積層裝置時，首先自第2捲送機18將模具用基材片8連續地送往其中一個擠壓輥16，並自第1捲送機17將光學片原版1以其表面(具有細微凹凸形狀6的面)朝向模具用基材片8側的狀態連續地送往另一個擠壓輥16。於上述連續送出之光學片原版1與模具用基材8之間，藉由擠製機以及T字模15而將熔融狀態的模具用合成樹脂擠製，以一對擠壓輥16進行壓接，並將模具用合成樹脂層7硬化，進而作成如圖6所示之由光學片原版1、模具用合成樹脂層7、以及模具用基材8所構成之積層體。此外，自T字模15擠製之模具用合成樹脂的熔融溫度，係衡量所使用之合成樹脂的熔點來適當選定。
之後，藉由剝離輥19而將該積層體剝離成光學片原版1、與圖7所示之由模具用基材8以及模具用合成樹脂層7所構成之光學片形成模具9，並將光學片形成模具9往第1捲取機20進行捲取，而光學片原版1往第2捲取機進行捲取。如上所述，可作成於表面轉印有光學片原版1的表面形狀之長條帶狀的光學片形成模具9。
第2擠製積層步驟(STP3)係藉由擠製積層法而於光學片形成模具9的表面積層光學層用合成樹脂層11的步驟。該第2擠製積層步驟(STP3)詳細而言，係如圖8所示藉由夾心式擠製積層法而於光學片形成模具9與光學片用基材膜12之間積層光學層用合成樹脂層11的步驟。
光學層用合成樹脂層11因需要讓光線穿透，故係由透明(特別是無色透明)且可擠製積層之合成樹脂所構成’並衡量光學片形成模具9的表面形狀的轉印性、自光學片形成模具9的剝離性、透明性等而加以選定。作為該光學層用合成樹脂層11所用之合成樹脂，例如可列舉聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、丙烯酸系樹脂(PMMA)、環狀烯烴共聚物(COC)、環狀烯烴聚合物(COP)、聚碳酸酯(PC)、4-甲基-1-戊烯．α-烯烴共聚物、聚芳香酯(PAR)、聚醚醯胺(PEI)、聚醚碸(PES)、聚碸(PSU)、苯乙烯丁二烯共聚物(SBC)等。
該等合成樹脂中，特別又以光學上雙折射少之非晶質聚合物或低溫熔融性、於熔融狀態的流動性、廉價性、剝離性等優異的烯烴系聚合物可較佳地使用。當使用上述非晶質聚合物時，可簡單且確實地將光學層用合成樹脂層11的延遲值(retardation value)控制在較小的範圍，此外亦可提升光學層用合成樹脂層11的透明性、強度、耐熱性等。此外，當使用烯烴系聚合物時，第2擠製積層步驟(STP3)中對於光學片形成模具9的表面之熔融樹脂的追隨性優異，光學片形成模具9的表面形狀的轉印性等會上升。
作為該非晶質聚合物，較佳為環狀烯烴共聚物(COC)、環狀烯烴聚合物(COP)、聚碳酸酯(PC)以及丙烯酸系樹脂(PMMA)。
此外，作為烯烴系聚合物，可列舉烯烴之單聚物或含有烯烴之構成單元之共聚物。作為烯烴，例如可例示乙烯、丙烯、1-丁烷、4-甲基-1-丁烷、1-戊烷、3-甲基-1-戊烷、4-甲基-1-戊烷等碳數2~10左右之α-烯烴或異丁烯等其他烯烴。該等烯烴可使用一種或二種以上。該烯烴系聚合物亦可於不損及結晶性的範圍內使用與環狀烯烴、乙烯性不飽和羧酸或其酸酐或其酯等之共聚性乙烯單體之共聚物。作為該烯烴系聚合物，特別是以碳數2~4左右之α-烯烴之單聚物或共聚物、例如聚乙烯、聚丙烯(同排聚丙烯等)、乙烯-聚丙烯共聚物等較佳、而以低溫熔融性以及熔融狀態下的流動性以及對模具的追隨性優異之聚丙烯特佳。該烯烴系聚合物的熔融指數(melt index)於膜形成時的熔融擠製溫度通常為0.1~100g/10分、更佳為0.5~50g/10分左右。
此外，光學層用合成樹脂層11中亦可將上述合成樹脂配合2種以上，亦可適當配合例如微小無機填充劑、硬化劑、可塑劑、分散劑、各種調平劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、黏性改質劑、潤滑劑、光穩定劑等。
光學片用基材膜12係由合成樹脂所形成，係使用與上述原版用基材膜2相同者。其中，該光學片用基材膜12因需要讓光線穿透，故係由透明、特別是無色透明之合成樹脂所構成。
第2剝離步驟(STP4)係自光學層用合成樹脂層11將光學片形成模具9加以剝離，而做成如圖9所示之光學片材13的步驟。總之，該第2剝離步驟(STP4)係將光學片形成模具9自第2擠製積層步驟(STP3)所製得之圖8所示之積層體剝離之步驟。該第2剝離步驟(STP4)所製得之光學片材13係於表面轉印有光學片形成模具9表面之細微凹凸形狀10的相反形狀，即轉印有光學片原版1表面之細微凹凸形狀6。
第2擠製積層步驟(STP3)以及第2剝離步驟(STP4)係藉由圖3所示之擠製積層裝置來實施。該擠製積層裝置係與實施上述第1擠製積層步驟(STP1)以及第1剝離步驟(STP2)之擠製積層裝置相同。
使用該構造之擠製積層裝置時，首先自第2捲送機18將光學片用基材膜12連續地送往其中一個擠壓輥16，並自第1捲送機17將光學片形成模具9以其表面(具有細微凹凸形狀10的面)朝向光學片用基材膜12側的狀態連續地送往另一個擠壓輥16。於上述連續送出之光學片形成模具9與光學片用基材膜12之間，藉由擠製機以及T字模15而將熔融狀態的模具用合成樹脂擠製，以一對擠壓輥16進行壓接，並將光學層用合成樹脂層11硬化，進而作成如圖8所示之由光學片形成模具9、光學層用合成樹脂層11、以及光學片用基材膜12所構成之積層體。
之後，藉由剝離輥19而將該積層體剝離成光學片形成模具9、與圖9所示之由光學片用基材膜12以及光學層用合成樹脂層11所構成之光學片材13，並將光學片材13往第1捲取機20進行捲取，而光學片形成模具9往第2捲取機進行捲取。如上所述，可作成於表面轉印有光學片形成模具9的表面形狀且具有與光學片原版1相同之表面形狀之長條帶狀的光學片材13。
此外，第2擠製積層步驟(STP3)以及第2剝離步驟(STP4)係藉由圖4所示之擠製積層裝置來實施。該擠製積層裝置主要係具備擠製機以及T字模15、一對擠壓輥16、第2擠製機18、剝離輥19、第1捲取機20、張力調整輥22、接觸距離調整輥23等。該擠製積層裝置係將光學片形成模具9形成為無端環帶狀，並將該光學片形成模具9跨掛於一對擠壓輥16之一者、張力調整輥22、以及接觸距離調整輥23。
使用該構造之擠製積層裝置時，首先自第2捲送機18將光學片用基材膜12連續地送往其中一個擠壓輥16，而另一個擠壓輥16則將無端環帶狀之光學片形成模具9進行旋轉而連續地送出。
於上述連續送出之光學片形成模具9與光學片用基材膜12之間，藉由擠製機以及T字模15而將熔融狀態的模具用合成樹脂擠製，進而作成與上述擠製積層裝置相同之由光學片形成模具9、光學層用合成樹脂層11、以及光學片用基材膜12所構成之積層體，並藉由剝離輥19自光學片形成模具9將光學片材13加以剝離，再將光學片材13往第1捲取機20進行捲取，可作成長條帶狀之光學片材13。
此外，該光學片之製造方法於第2剝離步驟(STP4)後，亦可具有將光學片材裁斷成既定尺寸之裁斷步驟。作為該裁斷步驟中光學片材13的裁斷方法，只要可裁斷成既定的形狀則無特別限定，通常可採用衝床等。根據該光學片之製造方法，因可連續製造長條光學片材13，且於第2剝離步驟(STP4)後具有裁斷步驟，故可有效率地製造目的之液晶顯示裝置所適合之光學片，且可抑制因光學片材的捲取所導致的彎曲、與基材膜的剝離等。
根據該光學片的製造方法，可藉由第1擠製積層步驟(STP1)以及第1剝離步驟(STP2)來作成轉印有與光學片相同形狀之光學片原版1的表面形狀之光學片形成模具9；藉由第2擠製積層步驟(STP3)以及第2剝離步驟(STP4)來作成轉印有光學片形成模具9的表面形狀之光學片材13。因此，根據該光學片的製造方法，可藉由2次擠製積層法而忠實地轉印與於表面具有微細凹凸形狀之光學片相同形狀之光學片原版1的表面形狀，且可生產性佳地製造光擴散機能等光學性能高之光學片材13。此外，根據該光學片之製造方法，因光學層用合成樹脂層11不含珠粒等光擴散劑，故可製造出防止多重散射、總透光率高之光學片材13。
因此，根據該光學片之製造方法所製造出之光學片，其具有廉價性、且具有優異的總透光率與光擴散機能、聚光機能、朝法線方向之折射機能等光學性能。因此，根據該光學片之製造方法所製造出之光學片，其可適當地使用於液晶顯示裝置、可提升液晶顯示裝置的品質。
此外，本發明之光學片及其製造方法並非限定於上述實施形態。例如，於第2擠製積層步驟(STP3)中，亦可不用光學片用基材膜而僅於光學片形成模具的表面積層光學層用合成樹脂層。總之，該光學片之製造方法亦可製造僅由光學層用合成樹脂層所構成的光學片材。此時，可於光學層用合成樹脂層接觸之擠壓輥的表面預先形成細微之凹凸形狀，進而於所得之光學片材的背面轉印細微的凹凸形狀。
同樣地，第1擠製積層步驟(STP1)中，亦可不用模具用基材片而僅於光學片原版的表面積層模具用合成樹脂層。總之，該光學片之製造方法其光學片形成模具亦可僅由模具用合成樹脂層所構成。
此外，第1擠製積層步驟(STP1)及/或第2擠製積層步驟(STP3)中，亦可藉由2種合成樹脂的共擠製而積層多層之合成樹脂層。該等擠製積層步驟所製得之光學片形成模具及/或光學片材中，亦可積層例如底塗層、紫外線吸收劑層、外塗層、硬塗層、抗靜電層、底漆處理層、氣體隔絕層、導電層、防黏層等其他層。
此外，光學片原版並非限定於與上述珠粒塗佈型之光擴散片相同者，例如亦可製造與下述微透鏡片、稜鏡片、扁豆狀透鏡片(lenticle lens)、菲涅爾透鏡片(Fresnel lens)等具有相同形狀者：(a)微透鏡片，於表面具有由複數個半球狀微透境所構成之微透鏡陣列。
(b)稜鏡片，於表面以條紋狀排列有複數個三角柱狀之稜鏡部。
(c)扁豆狀透鏡片，於表面以條紋狀排列有複數個半圓柱狀之圓柱體透鏡部。
(d)菲涅爾透鏡片，於表面僅排列透鏡的曲率。以下，根據實施例對本發明進行詳細說明，但本發明並不限定解釋於該實施例之記載。
[實施例]
由丙烯酸多元醇(新中村化學工業(股)公司之「NK ESTER」；固體成分50%)100份、異氰酸酯(日本聚胺基甲酸酯工業(股)公司之「CORONET HL」；固體成分75%)16份、甲基乙基酮105份、以及甲苯105份所構成之聚合物組成物中，混合平均粒徑12μm之丙烯酸珠粒(積水化成品工業(股)公司之「MBX-12」)130份製作光學層用塗佈液，並將該光學層用塗佈液以11g/m2 (換算固體成分)的方式塗佈於厚188μm之透明聚對苯二甲酸乙二酯製之原版用基材膜的表面，藉此製得光學片原版。
使用該光學片原版與作為模具用基材片之紙材料，藉由夾心式擠壓積層法於光學片原版的表面與紙材料之間積層由4-甲基-1-戊烯．α-烯烴共聚物所構成之模具用合成樹脂層，並自該積層體將光學片原版剝離藉此作成光學片形成模具。
使用該光學片形成模具，藉由擠製積層法於光學片形成模具的表面積層由透明聚丙烯所構成之光學層用合成樹脂層，並自該光學層用合成樹脂層將光學片形成模具剝離藉此作成轉印有光學片原版表面之細微凹凸形狀之光學片材。
[特性評價]
使用上述實施例作成之光學片原版與光學片材，測定其等之霧度值(haze value)、總透光率(Tt)、擴散光線透過率(Td)以及平行光線透過率(Tp)。上述霧度值等係依照JIS-K7361、JIS-K7136所規定之雙光束法(double beam method)使用SUGA試驗機股份有限公司製之霧度值測定儀來進行測定。其結果示於下述表1。
如上述表1所示，藉由2次擠製積層法以本發明之製造方法所製造之光學片材，其具有與光學片原版相同程度之優異的光擴散機能，並具有較光學片原版更高之光線透過性。由此結果可知，根據該光學片的製造方法，可製造出光學片原版表面的細微凹凸形狀被高精度轉印之光學片材，且因該光學片材其光學層內部不含光擴散劑，故可同時提升光擴散性與光線透過率。
產業上之可利用性
如上所述，藉由本發明之製造方法所製得之光學片，可使用作為液晶顯示裝置之構成要素，且特別適用於透過型液晶顯示裝置。
1．．．光學片原版
2．．．原版用基材膜
3．．．原版用光學層
4．．．光擴散劑
5．．．黏結劑
6．．．凹凸形狀
7．．．模具用合成樹脂層
8．．．模具用基材片
9．．．光學片形成模具
10．．．凹凸形狀
11．．．光學層用合成樹脂層
12．．．光學片用基材膜
13．．．光學片材
15．．．擠製機以及模具
16．．．一對擠壓輥
17．．．捲送機
18．．．捲送機
19．．．剝離輥
20．．．捲取機
21．．．捲取機
22．．．張力調整輥
23．．．接觸距離調整輥
50．．．背光單元
51．．．燈源
52．．．導光板
53．．．光擴散片
54．．．稜鏡片
54a．．．稜鏡部
圖1係表示本發明之特定實施形態之光學片之製造方法之流程圖。
圖2係表示實施圖1之光學片之製造方法之第1擠製積層步驟以及第1剝離步驟的裝置。
圖3係表示實施圖1之光學片之製造方法之第2擠製積層步驟以及第2剝離步驟的裝置。
圖4係表示實施與圖3之擠製積層裝置不同形態之第2擠製積層步驟以及第2剝離步驟的擠製積層裝置。
圖5係表示圖1之光學片之製造方法所用之光學片原版的示意性剖面圖。
圖6係表示圖1之光學片之製造方法之第1擠製積層步驟中所製得之積層體的示意性剖面圖。
圖7係表示圖1之光學片之製造方法之第1剝離步驟中所製得之光學片形成模具的示意性剖面圖。
圖8係表示圖1之光學片之製造方法之第2擠製積層步驟中所製得之積層體的示意性剖面圖。
圖9係表示圖1之光學片之製造方法所製得之光學片材的示意性剖面圖。
圖10係表示一般側光型背光單元的示意性透視圖。

Claims (7)

  1. 一種光學片之製造方法，其具有下述步驟：第1擠製積層步驟，使用與於表面具有微細凹凸形狀之光學片相同形狀之光學片原版，於該光學片原版的表面藉由擠製積層法來積層模具用合成樹脂層；第1剝離步驟，將光學片原版自該模具用合成樹脂層剝離，作成表面上轉印有該微細凹凸形狀之相反形狀之光學片形成模具；第2擠製積層步驟，於該光學片形成模具的表面藉由擠製積層法來積層光學層用合成樹脂層；第2剝離步驟，將光學片形成模具自該光學層用合成樹脂層剝離，作成表面上轉印有該微細凹凸形狀之光學片材。
  2. 如申請專利範圍第1項之光學片之製造方法，其於該第1擠製積層步驟中，藉由夾心式擠製積層法於光學片原版與模具用基材片之間來積層模具用合成樹脂層。
  3. 如申請專利範圍第1項之光學片之製造方法，其於該第2擠製積層步驟中，藉由夾心式擠製積層法於光學片形成模具與光學片用基材膜之間來積層光學層用合成樹脂層。
  4. 如申請專利範圍第1項之光學片之製造方法，其於該第2剝離步驟後，具有將光學片材裁斷成既定尺寸之裁斷步驟。
  5. 如申請專利範圍第1項之光學片之製造方法，其於該 第2擠製積層步驟中，將光學片形成模具形成為無端環帶狀，並將該光學片形成模具跨掛於擠製積層法中所使用之一對擠壓輥之一者，再將該光學片形成模具連續地供應於一對擠壓輥之間，同時於光學片形成模具的表面積層光學層用合成樹脂層。
  6. 如申請專利範圍第1項之光學片之製造方法，其中，該模具用合成樹脂層含有工程塑膠作為主成分。
  7. 如申請專利範圍第1項之光學片之製造方法，其中，該光學層用合成樹脂層含有非晶質聚合物或烯烴系聚合物作為主成分。
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