WO2010035746A1 - 光学シートの製造方法、光学シート、および当該光学シートを含む光源ユニット、表示装置 - Google Patents

光学シートの製造方法、光学シート、および当該光学シートを含む光源ユニット、表示装置 Download PDF

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WO2010035746A1
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optical sheet
sheet
optical
resin
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賢治 松川
敏夫 淡路
祐輝 三吉
武久 岸本
公 上田
裕市郎 壽
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株式会社日本触媒
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
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    • G02F1/133606Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G02F1/133607Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing an optical sheet having a precise surface shape for exhibiting functionality.
  • the present invention relates to an optical sheet, in which a precise surface shape manufactured by the manufacturing method significantly affects the performance, a light source unit including the optical sheet, and a display device.
  • Thermoplastic resins are widely used as materials for wood, metal, glass and the like from the viewpoints of heat resistance, impact resistance, weight, easiness of processing and the like.
  • sheet materials are widely used as materials for roof materials, exterior materials such as outer wall materials, interior materials such as top plates and inner wall materials, outdoor billboards, etc. in which wood, metal, etc. were conventionally used.
  • transparent thermoplastic resins are excellent in heat resistance, impact resistance and transparency, so that the sheet material is an optical material replacing glass, such as window materials and other building materials, impact resistant transparent materials for automobile windows, It is widely used in pressure-resistant transparent materials of large aquariums.
  • thermoplastic resin sheet is not only glossy and smooth but also has an embossed tone with a fine uneven pattern or a two-dimensional or three-dimensionally regular uneven pattern. It is common to carry out continuous shaping using a transfer roll during extrusion molding.
  • thermoplastic resin sheet in a softened state by melting it to a metal embossing roll formed with a pattern and a shape in which the concavities and convexities are reversed in order to sufficiently exhibit the original design performance on the outer peripheral surface. It is shaped by transferring the pattern of the roll to a sheet. Examples of specific disclosure include the following patent documents.
  • Patent Document 1 discloses a method of manufacturing an optical sheet having no appearance defects such as corrugation, thickness unevenness and wrinkles as a whole by adjusting the temperature of a thermoplastic resin to be extruded.
  • Patent Document 2 in the method of manufacturing a surface-formed resin sheet in which at least one surface is surface-shaped by extrusion molding, accurate unevenness is formed by adjusting the temperature of the die and the resin temperature just before the surface formation. It is disclosed that things are possible.
  • Patent Document 3 in the method of producing a polycarbonate resin sheet having at least both surfaces formed by extrusion molding, the surface shape can be efficiently transferred to both surfaces by adjusting the temperature of the die and the temperature of each cooling roll. Is disclosed.
  • variation in a thickness difference of retardation are adjusted by adjusting the circumferential speed of a 2nd roll and a 3rd roll. It is disclosed that less and optically suitable sheets can be obtained.
  • thermoplastic resin after being discharged from the die is downstream of the peripheral speed of the second roll (mold roll) adjacent to the first roll (nip roll) and downstream of the third roll (peel roll) which is subsequently contacted. It is disclosed that by adjusting the peripheral speed of the provided take-up roll (draw roll), surface shaping can be efficiently performed, and warpage of the entire sheet is eliminated to obtain an optically suitable sheet. .
  • thermoplastic resin after being discharged from the die adjusts the peripheral speed of the first roll (mirror surface roll) and the peripheral speed of the second roll (molding roll) which is subsequently contacted, and It is disclosed that fine surface shaping can be performed more efficiently than setting a mirror surface roll to three rolls.
  • JP 2003-245966 A Unexamined-Japanese-Patent No. 10-180846 Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-190917 Japanese Patent Application Publication No. 2003-236914 JP 2007-216481 A JP, 2006-130901, A
  • an optical sheet having surface shaping for example, an optical element having a high shaping ratio, a pitch of 200 ⁇ m or less with high thickness accuracy
  • the continuous production by the extruder of the present invention, the solution means for adjusting the resin temperature of the thermoplastic resin during extrusion molding described in Patent Documents 1 to 3, and the extrusion molding in the contents described in Patent Documents 4 to 5 It is unattainable with the method of adjusting the circumferential speed of the hour roll.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a method of manufacturing an optical sheet with a surface shape which solves the problems of the prior art described above and sufficiently exhibits the original design performance. Moreover, it aims at provision of the optical sheet produced by such a manufacturing method, a light source unit using the optical sheet, and a display apparatus.
  • the present invention relates to a method of manufacturing an optical sheet surface-shaped using a forming roll that is surface-processed so that the optical element is formed into a sheet.
  • the manufacturing method of the optical sheet is characterized in that the peripheral speed Vb is 103 to 130% of the peripheral speed Va. provide.
  • the optical element in the first embodiment, is shaped substantially parallel to the take-up direction, and the cross section is convex or convex arc-shaped and the cross section is concave or concave
  • the present invention provides a method of manufacturing an optical sheet, which is a substantially wedge-shaped optical element in which a plurality of concave arc-shaped valleys and a plurality of concave portions are alternately arranged substantially in parallel.
  • the distance between the top and the top of the substantially wedge-shaped optical element or the distance between the valley and the valley is 200 ⁇ m or less.
  • a method of manufacturing an optical sheet is provided.
  • the optical sheet manufactured in this manner exhibits excellent performance as an optical sheet, in particular, since the molding of the surface is transferred with the shape as designed optically with high reproducibility.
  • a light source unit and a display device using the optical sheet also exhibit excellent performance.
  • the take-up direction is the traveling direction of the sheet, that is, the sheet longitudinal direction.
  • the present invention it is possible to efficiently manufacture an optical sheet that sufficiently exhibits the original design performance.
  • the optical sheet of the present invention manufactured in this manner exhibits excellent performance as an optical sheet, in particular, since the shape of the surface is transferred as the optical design.
  • a light source unit and a display device using the optical sheet also exhibit excellent performance.
  • the present invention relates to a method of manufacturing an optical sheet provided on at least one side with a precise optical element (pitch: 200 ⁇ m or less) for exhibiting functionality.
  • the optical sheet of the present invention (in the present invention, "sheet” and “film” are used synonymously, both indicate a resin molded product having a thickness of 0.05 to 5 mm. Hereinafter, they are collectively referred to as "sheet”).
  • the manufacturing method can be applied to any of the thermoplastic resins conventionally used in the manufacture of sheets. Specific examples include polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, polystyrene, polyacrylonitrile, acrylonitrile-styrene copolymer, polyvinyl chloride, polymethyl methacrylate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polycarbonate, containing alicyclic structure Polymer resin etc. are mentioned. Details will be described later.
  • a sheet-like molten thermoplastic resin extruded from an extruder is passed through a gap between two rolls, a first roll and a second roll, and rolled sheet-like melt thermoplastic
  • a step of obtaining a resin, a step of causing the rolled sheet-like molten thermoplastic resin to be circumscribed in that order to the second roll and then a third roll, and then the sheet-like molten thermoplastic resin The manufacturing method which has a process of taking over by a taking over roll can be adopted preferably.
  • any of a single-screw type, a twin-screw type, and a multi-screw type having two or more shafts may be used. It is preferable to provide a vent to remove oligomers during polymerization, low molecular weight compounds generated during molding, and oxygen and water dissolved in the extruder.
  • the degree of vacuum of the vent is preferably 500 hectopascal or less, more preferably 200 hectopascal or less. From the viewpoint of thickness accuracy and shaping of the substantially wedge-shaped lens, it is preferable to use a gear pump in order to discharge the melt-kneaded material quantitatively.
  • a multilayer extruder can be used.
  • a feed block system or a multi manifold system may be used.
  • the above-mentioned extruder can be suitably used as an extruder used for multilayers.
  • the T-die it is essential to use the choke bar method in order to ensure the stability during continuous production. From the viewpoint of thickness accuracy, it is preferable to use a screw type bending lip or a heat bolt type bending lip. It is also possible to use an automatic T-die with a heat bolt type bending lip fed back from an on-line thickness measuring machine, a bank monitor or the like.
  • FIG. 1 shows a sheet-like molten thermoplastic resin extruded from a die (1) of an extruder passed through a gap between two rolls of a first roll (2) and a second roll (3) and rolled A step of obtaining a sheet-like molten thermoplastic resin, and a step of bringing the rolled sheet-like molten thermoplastic resin into contact with the second roll (3) and then to the third roll (4) Then, the manufacturing method which has a pair of taking-out rolls (5a, 5b) for peeling and transferring the surface-shaped sheet-like molten thermoplastic resin from the 3rd roll (4) is shown.
  • the first roll (2) is an important roll for determining the thickness of the sheet, a specular roll, not a surface-treated roll, is preferably used. If the thickness accuracy is insufficient due to the influence of the linear pressure, a drum-shaped crowning roll can be used.
  • the second roll (3) is a mirror surface roll for producing a smooth surface, an embossing roll for transferring a mat, emboss, etc., and, if necessary, a roll for shaping an optical element.
  • One is selected. These may be suitably used according to the purpose, but especially for the purpose of preventing scratching of the sheet and more efficient light diffusion of the back light, the arithmetic average roughness Ra is about 0.1 to 5 ⁇ m. It is preferable to use a roll of matted or embossed pattern, and in particular, an embossed roll produced by a bead blasting method can be suitably used.
  • the third roll (4) is a forming roll (see FIGS. 2 and 3) that has been surface-processed so that the optical element can be formed into a sheet.
  • the object of the present invention is to obtain an optical sheet having precise optical shaping on at least one side, and therefore, the second roll (3) and the third roll (4) are respectively constituted by mirror rolls and embossing rolls only. There is no choice of combination. 2 and 3 show a forming roll capable of forming a substantially elliptical wedge-shaped optical element into a sheet.
  • the setting position of the take-up roll may be set anywhere as long as the thermoplastic resin sheet is sufficiently cooled so that the thermoplastic resin sheet is not deformed when coming into contact with the take-up roll.
  • the pressure on the surface of the sheet may be deformed by the pressure between the two take-up rolls, or the entire sheet may be set at a position where deformation of an appearance defect such as warpage or waviness does not occur.
  • the take-up roll may be made of any material as long as it does not damage the uneven shape of the resin material and is unlikely to cause slip of the roll. For example, a material having a surface with a rubber hardness of 60 to 90 degrees specified by JIS K6301 can be adopted.
  • the surface shape of the take-up roll may be any shape as long as take-up can be performed without deformation of the surface shape formed by the first, second, and third rolls and without any trouble in traveling such as slip.
  • the take-off roll may or may not be capable of adjusting the circumferential speed.
  • one capable of adjusting the peripheral speed independently of the first roll, the second roll, and the third roll is selected.
  • the peripheral speed of the take-off roll is usually 0.3 m / min to 30 m / min, and the most preferable range is 0.5 m / min to 20 m / min.
  • the peripheral speed is usually set from the viewpoint of the productivity of the sheet.
  • the peripheral speed ratio to the take-up roll is preferably 98-125%, more preferably 100-115%, in order to enhance the formability. Is preferred. If the peripheral speed ratio is smaller than this range, the take-off property from the third roll is deteriorated and the molded product is likely to be undulated to lose its original purpose, which is not preferable. It is not preferable because a flow mark may occur.
  • the take-off roll one that can be temperature-controlled independently of the first roll, the second roll, and the third roll is preferably selected.
  • the preferable range of the temperature of the take-off roll is Tg-50 ° C. to Tg + 30 ° C., and more preferably Tg-30 ° C. to Tg + 10 ° C. If the temperature is lower than this range, slip marks may occur between the take-off roll and the optical sheet, and warping or wrinkling of the molded product may occur, and if it is high, the sheet may be separated from the third roll. It may decrease or swell in the molded product. In addition, the sheet adheres to the take-off roll, and the plate thickness and the surface accuracy may decrease, which is not preferable.
  • the take-off roll arrangement position and conditions may be set so that peeling of the sheet from the third roll and traveling of the sheet to the take-up roll become smooth, and adjustment is performed by a known method Can do.
  • the form of the arrangement of the first to third rolls is not limited to the form shown in FIG. 1, and, for example, the form shown in (a) to (c) of FIG. 5 can also be taken.
  • any of vertical arrangement, horizontal arrangement, oblique arrangement and polygonal arrangement may be used.
  • the forming may be performed from any of the upper middle roll gap and the lower middle roll gap.
  • the peripheral velocity of the first roll is determined from the viewpoint of the amount of thermoplastic resin discharged from the die, the stable sheet traveling through the entire process, and the productivity.
  • the preferred range of the peripheral velocity of the first roll is 0.3 m / min to 30 m / min, and the most preferred range is 0.5 m / min to 20 m / min.
  • the circumferential speeds of the second and third rolls are preferably 102 to 104% and 100 to 110%, respectively, with respect to the circumferential speed of the first roll.
  • t1: t2 100: 60 to 100, and further 100: 70. It is more preferable to set to -95.
  • the second bank is likely to be generated between the second roll and the third roll, and streak-like defects or wrinkles are generated in the molded product, and further, It may be difficult to balance the plate thickness accuracy and the transferability, which is not preferable. If it is large, the pressing force by the third roll may be insufficient, and the transfer may be insufficient, which is not preferable.
  • the peripheral velocity Va of the third roll (4) is determined from the viewpoint of the amount of thermoplastic resin discharged from the die, the stable sheet traveling through the entire process, and the productivity,
  • the circumferential velocity Vb of 5a, 5b) is determined from the viewpoint of stable surface shaping.
  • the settings of the peripheral velocity Va and the peripheral velocity Vb are preferably such that the peripheral velocity Vb is set to 103 to 130% of the peripheral velocity Va, more preferably 104 to 125%, and still more preferably 105 to 120%. If the setting of the peripheral speeds Va and Vb is out of this range, for example, if it is smaller than 103%, the sheet is slackened, peeling from the third roll, etc. becomes difficult, and the sheet winds around the roll.
  • the transfer of the optical element type formed on the roll surface is incomplete, and it is not preferable because an optical sheet having the designed optical characteristics can not be obtained. Further, if it is more than 130%, the tension between the third roll and the take-up roll is increased to cause unreasonable peeling, and the resin wrinkles adhere to the third roll, which is not preferable because the sheet is torn. Further, the optical element type formed on the roll surface is dislocated in the width direction, and the optical performance of the finished sheet is not as designed, which is not preferable.
  • the temperatures of the first to third rolls are adjustable, and these temperatures are selected according to the thermoplastic resin used in the present invention.
  • the temperature of each roll is set lower than the discharge temperature of the thermoplastic resin from the die.
  • the discharge temperature is controlled by the temperature of the die.
  • the temperature setting (Td) of the die is Tg + 100 ° C. to Tg + 150 ° C., more preferably Tg + 110 ° C., where Tg (° C.) is the glass transition temperature of the thermoplastic resin mainly forming during molding. It is -Tg + 130 ° C.
  • the temperature T1 of the first roll is Tg-50 ° C. to Tg + 20 ° C., more preferably Tg-30 ° C. to Tg + 10 ° C. If the temperature of the first roll is lower than this range, the shapeability of the lens shape in the third roll is deteriorated, which is not preferable. In addition, there is a high possibility of occurrence of an operation failure due to the sheet being wound around the first roll, appearance waves such as distortion of a surface wave, and the like, which is not preferable. On the other hand, if it is higher than this range, the occurrence of flow marks and the possibility that the formed sheet may be wound around the first roll is not preferable.
  • the set temperature T2 of the second roll is Tg + 20 ° C. to Tg + 60 ° C., more preferably Tg + 30 ° C. to Tg + 50 ° C., and still more preferably Tg + 40 ° C. to Tg + 50 ° C.
  • the set temperature T3 of the third roll to be a forming roll is Tg + 20 ° C. to Tg + 60 ° C., more preferably Tg + 30 ° C. to Tg + 50 ° C., still more preferably Tg + 40 ° C. to Tg + 50 ° C.
  • the set temperature T4 of the fourth roll is preferably set to Tg-50 ° C.
  • the sheet may wrap around the roll, which may cause an operation failure, transfer of the optical element may be incomplete, and the surface of the finished sheet may have waves, distortion, etc. It is not preferable that the failure may cause optical performance failure.
  • the roll temperature in the present invention refers to the temperature of the roll that can be measured.
  • the temperature that can be measured includes the surface temperature of the roll or the temperature of the heat medium used to control the temperature of the roll, but from the viewpoint of operation, the temperature of the heat medium used to control the temperature of the roll is preferably used.
  • the thickness of the sheet is not particularly limited, it is preferably 5 mm or less, more preferably 3 mm or less, and still more preferably 2 mm or less from the viewpoint of use as an optical sheet.
  • the first roll, the second roll, and the third roll may be any material that does not cause deformation or the like even if it is heated or cooled until the thermoplastic resin forming the sheet can be adjusted to a moldable temperature.
  • metal is often used.
  • Each of these rolls can be independently adjusted to an arbitrary temperature by a heat medium, a heater or the like, and the number of revolutions of the rolls also needs to be independently adjusted.
  • the take-up roll may be made of any material as long as it does not damage the uneven shape of the resin material and is unlikely to cause slippage of the roll.
  • a material having a surface with a rubber hardness of 60 to 90 degrees specified by JIS K6301 can be adopted. If the roll surface uses such a rubber hardness take-up roll, the uneven shape of the resin material is not impaired, and the slip of the roll is less likely to occur, and a sheet can be efficiently produced.
  • the surface shape of the take-up roll may be any shape as long as take-up can be performed without deformation of the surface shape formed by the first, second, and third rolls and without any trouble in traveling such as slip. The number of revolutions of the roll can be adjusted independently of each take-up roll, the first to third rolls.
  • the temperature of the take-up roll may be adjustable. Although it is preferable to set the sheet surface temperature of the take-up roll to Tg or less, preferably Tg to 30 ° C. or less, temperature adjustment may not be performed.
  • a roll for adjusting the travel of the sheet may be provided appropriately between the third roll and the take-up roll.
  • thermoplastic resin constituting the optical sheet according to the present invention is not particularly limited as long as it is transparent and has an appropriate strength as a main component of the optical sheet.
  • polycarbonate resin acrylic resin such as polymethyl methacrylate
  • styrene resin such as polystyrene, polyvinyl toluene, poly (p-methylstyrene); MS resin (copolymer of methyl methacrylate and styrene); norbornene resin
  • poly Alilate resin; polyether sulfone resin; ring structure-containing polymer resin; and two or more of these mixed resins may be used.
  • a polycarbonate resin a styrene resin, a norbornene resin, or a ring structure-containing polymer resin is used.
  • polycarbonate resins are particularly preferable as resins for optical sheets because they are excellent in transparency, heat resistance, and processability, and have a good balance between them.
  • a ring structure-containing polymer resin is excellent in optical performance, this is also particularly preferable as a resin for an optical sheet.
  • the polycarbonate resin is obtained by reacting dihydric phenol with a carbonate precursor by an interfacial polycondensation method or a melting method.
  • dihydric phenol include 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane [common name bisphenol A], 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1-bis (4-hydroxy) Phenyl) cyclohexane, 2,2-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) propane, bis (4-hydroxyphenyl) sulfide, bis Examples thereof include (4-hydroxyphenyl) sulfone and the like, among which bisphenol A is preferable.
  • These dihydric phenols can be used alone or in combination of two or more.
  • Carbonyl halides, carbonate esters or haloformates are used as the carbonate precursor, and specific examples include phosgene, diphenyl carbonate or dihaloformates of dihydric phenol.
  • the polycarbonate resin When producing the polycarbonate resin by reacting the above dihydric phenol with the carbonate precursor by the interfacial polycondensation method or the melting method, it is necessary to prevent the oxidation of the catalyst, the terminator, and the dihydric phenol, if necessary.
  • An antioxidant or the like may be used.
  • the polycarbonate resin may be a branched polycarbonate resin obtained by copolymerizing a trifunctional or higher polyfunctional aromatic compound or a polyester carbonate resin obtained by copolymerizing an aromatic or aliphatic difunctional carboxylic acid, Moreover, the mixture which mixed 2 or more types of obtained polycarbonate resin may be sufficient.
  • polycarbonate resin used for this invention it is preferable to use polycarbonate resin obtained by the interfacial polycondensation method (general name; phosgene method). Direct sheet extrusion of a polycarbonate resin which does not melt-process the resin such as an extruder or a kneader is more preferable because it is possible to prevent discoloration due to heat history.
  • interfacial polycondensation method generally name; phosgene method
  • the molecular weight of the polycarbonate resin is usually 15,000 to 40,000, preferably 18,000 to 35,000 in terms of viscosity average molecular weight.
  • the viscosity average molecular weight referred to in the present invention is obtained by inserting the specific viscosity ( ⁇ sp) obtained from a solution of 0.7 g of a polycarbonate resin dissolved in 100 ml of methylene chloride at 20 ° C. into the following equation.
  • Polycarbonate resins include other components other than the above components as long as the purpose and effect are not impaired, for example, thermal stabilizers such as phosphorous acid, phosphoric acid, phosphite esters, phosphate esters, phosphonate esters, triazoles UV absorbers such as acetophenone and salicylic acid esters, bluing agents, low molecular weight polycarbonates of tetrabromobisphenol A and tetrabromobisphenol A, flame retardants such as decabromodiphenylene ether, and flame retardant aids such as antimony trioxide Additives such as, etc. may be blended, if necessary, in an amount that produces the effect.
  • thermal stabilizers such as phosphorous acid, phosphoric acid, phosphite esters, phosphate esters, phosphonate esters, triazoles UV absorbers such as acetophenone and salicylic acid esters, bluing agents, low molecular weight polycarbonates of tet
  • the phosphorus-containing heat stabilizer can prevent the decrease in molecular weight and the deterioration of hue during molding.
  • Specific examples of the phosphorus-containing heat stabilizer include phosphite compounds such as triphenyl phosphite, phosphate compounds such as tributyl phosphate, and bis (2,4-di-tert-butylphenyl) -biphenyl phosphonite And phosphone compounds such as dimethyl benzenephosphonate, etc., among which tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite, tetrakis (2,4-di-tert-) and the like can be mentioned. Butylphenyl) -4,4'-biphenylenediphosphonite and bis (2,4-di-tert-butylphenyl) -biphenylphosphonite are preferred.
  • heat stabilizers may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the heat stabilizer used is preferably 0.001 to 0.15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polycarbonate resin.
  • a fatty acid ester compound can be added to the polycarbonate resin for the purpose of improving the releasability from the mold at the time of molding.
  • a fatty acid ester a partial or whole ester of a monohydric or polyhydric alcohol having 1 to 20 carbon atoms and a saturated fatty acid having 10 to 30 carbon atoms is preferable.
  • stearic acid monoglyceride As partial esters or whole esters of such monohydric or polyhydric alcohols with saturated fatty acids, stearic acid monoglyceride, stearic acid diglyceride, stearic acid triglyceride, stearic acid monosorbate, behenic acid monoglyceride, pentaerythritol monostearate, pentaerythritol Tetrastearate, pentaerythritol tetrapelragonate, propylene glycol monostearate, stearyl stearate, palmityl palmitate, butyl stearate, methyl laurate, isopropyl palmitate, biphenyl biphenate, sorbitan monostearate, 2-ethylhexyl stearate And the like, and among them, stearic acid monoglyceride, stearic acid triglyceride, pentaeryth Tall tetrastea
  • thermoplastic resin which comprises the optical sheet of this invention ring structure containing polymer resin can also be used conveniently.
  • a thermoplastic acrylic copolymer having a ring structure in the main chain is preferable.
  • the main chain contains a ring structure and a structure derived from a (meth) acrylate monomer.
  • the total content ratio of structural units derived from (meth) acrylate monomers and the content ratio of ring structures is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, still more preferably 90% by mass, particularly in the copolymer.
  • 95% by mass or more most preferably 99% by mass or more.
  • positive birefringence refers to a refractive index anisotropy such that the refractive index in the same direction increases when molecular orientation is achieved by stretching a polymer molecular chain that is a component of the film.
  • the (meth) acrylate monomer constituting the ring structure-containing polymer resin include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, t (Meth) acrylic acid alkyl esters such as -butyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate; benzyl (meth) acrylate; chloromethyl (meth) acrylate 2-chloromethyl (meth) acrylate; dicyclopentanyloxyethyl (meth) acrylate; dicyclopentanyl (meth) acrylate; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate; 3-hydroxypropyl (meth) acrylate; 3,4,5 penta hydroxyhex
  • monomers other than (meth) acrylate monomers may be used.
  • styrene monomers such as styrene and ⁇ -hydroxyethyl styrene; acrylonitrile; methyl vinyl ketone, ethylene, Olefins such as propylene and 4-methyl-1-pentene; vinyl acetate; allyl alcohols such as methallyl alcohol, allyl alcohol and 2-hydroxymethyl-1-butene; unsaturated acids such as acrylic acid, methacrylic acid and crotonic acid Carboxylic acids; 2- (hydroxyalkyl) acrylic acid esters such as methyl 2- (hydroxymethyl) acrylate and ethyl 2- (hydroxymethyl) acrylate; N-vinylpyrrolidone; N-vinylcarbazole and the like.
  • One of these monomers may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
  • N-substituted maleimide such as phenyl maleimide, benzyl maleimide, cyclohexyl maleimide, methyl maleimide and the like and maleic anhydride
  • a structure may be introduced, or a lactone ring structure, a glutaric anhydride structure, a glutarimide structure, a ring structure derived from N-substituted maleimide, etc. may be introduced into the main chain by cyclization reaction after polymerization. .
  • a lactone ring structure is included in the main chain from the viewpoint of low coloring and excellent optical characteristics. are particularly preferred.
  • thermoplastic acrylic copolymer having a ring structure in its main chain For example, the process for producing an acrylic resin containing a lactone ring structure is described in JP-A-2006-96960, JP-A-2006-171464 and JP-A-2007-63541. Further, with regard to a thermoplastic acrylic copolymer obtained by copolymerizing N-substituted maleimide and a thermoplastic acrylic copolymer containing a glutaric anhydride structure or a glutarimide structure, it is disclosed in JP-A 2007-31537, WO 2007 / The production methods described in JP-A-26659, WO 2005/108438, etc. may be used.
  • the lactone ring structure of the main chain may be a 4- to 8-membered ring, but a 5- to 6-membered ring is more preferable, and a 6-membered ring is more preferable, from the viewpoint of the stability of the structure.
  • the lactone ring structure of the main chain is a six-membered ring
  • the structure represented by the general formula (1) or JP-A 2004-168882 may be mentioned, but before introducing the lactone ring structure into the main chain
  • the point of synthesizing a polymer of the above is that the polymerization yield is high, that a polymer having a high content ratio of lactone ring structure can be easily obtained, and that the copolymerizability with (meth) acrylates such as methyl methacrylate is good. It is preferable that it is a structure represented by following General formula (1).
  • R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an organic residue having 1 to 20 carbon atoms.
  • the organic residue may contain an oxygen atom.
  • the content of the ring structure in the copolymer is preferably 15% by mass or less, more preferably 1 to 15% by mass, still more preferably 3 to 15% by mass, particularly preferably 5 to 12% by mass, most preferably Is 5 to 10% by mass. If the content of the ring structure is more than 15% by mass, the positive birefringence is increased, which is not preferable. By having the ring structure, heat resistance, solvent resistance, and surface hardness are improved.
  • the Tg of the thermoplastic acrylic copolymer is preferably 110 ° C. or more.
  • the temperature is more preferably 115 ° C. or more, still more preferably 120 ° C. or more.
  • the upper limit of Tg is not particularly limited, but is preferably 200 ° C. or less from the viewpoint of moldability.
  • the weight average molecular weight of the thermoplastic acrylic copolymer is preferably 10,000 to 300,000, more preferably 50,000 to 300,000, still more preferably 100,000 to 250,000, particularly preferably , 120,000 to 200,000.
  • the thickness of the optical sheet of the present invention is not particularly limited, but is preferably 5 mm or less, more preferably 3 mm or less, and still more preferably 2 mm or less from the viewpoint of use as an optical sheet.
  • the light diffusion layer may be uniformly or randomly dispersed in the entire optical sheet, only the lens portion, the whole other than the lens portion, only the light emitting surface surface layer, only the light incident surface surface layer, or the intermediate layer.
  • light diffusive particles are dispersed in a thermoplastic resin, and light is diffused in a predetermined direction.
  • the thickness of the light diffusion layer can be appropriately adjusted according to the thickness of the optical sheet, and is not particularly limited, but usually, it can be about 0.005 mm or more and 5 mm or less. If it is less than 0.005 mm, the light diffusion function can not be sufficiently exhibited. If it exceeds 5 mm, the upper limit of the thickness of the optical sheet of the present invention is exceeded, and the whole device may not be compact.
  • the optical sheet of the present invention may have light diffusing particles.
  • the material of the light diffusing particles include synthetic resins such as (meth) acrylic resins, styrene resins, polyurethane resins, polyester resins, silicone resins, fluorine resins, and copolymers thereof; glass; Examples include clay compounds such as smectite and kaolinite; and inorganic oxides such as silica and alumina.
  • synthetic resins such as (meth) acrylic resins, styrene resins, polyurethane resins, polyester resins, silicone resins, fluorine resins, and copolymers thereof
  • glass examples include clay compounds such as smectite and kaolinite; and inorganic oxides such as silica and alumina.
  • (meth) acrylic resins, silicone resins and silica are particularly preferable.
  • the amount of light diffusing particles used is preferably 0.005 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, more preferably 0.01 parts by mass or more and 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin constituting the optical sheet. Part or less.
  • the amount used is less than 0.005 parts by mass, the light incident on the optical sheet may not be sufficiently diffused to exert the expected effect of containing the fine particles.
  • the amount used exceeds 20 parts by mass, extrusion molding of the optical sheet may become difficult, or the amount of transmitted light may decrease, and the luminance may decrease.
  • the preferred amount used is the preferred amount in the light diffusion layer.
  • the thermoplastic resin of the light diffusion layer may be the same as or different from the thermoplastic resin constituting the optical sheet other than the light diffusion layer.
  • ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, propylene as a raw material monomer for crosslinking in addition to the above monomers
  • Multifunctional (meth) acrylates such as glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, bishydroxyethyl bisphenol A di (meth) acrylate; divinyloxyethoxy (meth) ) Radically polymerizable crosslinking agents such as acrylate, diallyl phthalate, allyl (meth) acrylate, divinyl benzene; bisphenol A diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, 1 type of polyfunctional epoxy compounds such as pentyl glycol diglycidyl ether; polyfunctional isocyanate compounds such as toly
  • the refractive index of the light diffusing particle is different from the refractive index of the thermoplastic resin constituting the optical sheet or the light diffusing layer.
  • organic fine particles having the same refractive index are used, light is not refracted and the uniformity of luminance can not be sufficiently improved.
  • the refractive index of the resin varies depending on the type, the type of the resin constituting the light diffusing particle and the thermoplastic resin may be different.
  • crosslinkable particles and non-crosslinkable particles can be mixed and used.
  • thermoplastic resin constituting the light diffusing particles or the optical sheet of the present invention may further contain an antioxidant.
  • the antioxidant can suppress coloring of the optical sheet and the light diffusing particles due to oxidation and deterioration during heat molding, so that the luminance of the light source unit to which the optical sheet of the present invention is applied can be more reliably exhibited. .
  • antioxidant conventionally known ones can be used.
  • the use amount of the antioxidant may be appropriately adjusted, but generally, about 0.05 parts by mass or more and 0.3 parts by mass or less may be added to 100 parts by mass of the thermoplastic resin or the light diffusing particles.
  • a lens group is formed as an optical element on at least one surface of the optical sheet of the present invention.
  • the lens in the present invention is an independent lens such as a prism, a certain length, an isosceles triangle, an isosceles triangle, a part of an ellipse, a part of a circle, and a parabola curve.
  • a substantially wedge-shaped lens having a cross-sectional shape such as a part or a composite of these shapes may be mentioned, and it is a lens that can diffuse or collect incident light in a certain field of view.
  • the substantially wedge-shaped lens is a lens in which the cross-sectional shape continuously extends in the sheet longitudinal direction (take-up direction).
  • the shape of one lens is not particularly limited as long as it can diffuse light in the sheet width direction (direction orthogonal to the sheet longitudinal direction); ), Pyramidal lenses such as triangular pyramids, pentagonal pyramids, hexagonal pyramids, cones, etc., or a pyramid, a hemisphere, a rugby ball such as those obtained by cutting the vicinity of the apexes of these pyramids with a plane parallel to the bottom Examples include hemispheric bulbs and the like cut along the axis.
  • the cross-sectional shape of the substantially wedge-shaped lens is not particularly limited as long as it can diffuse light in the sheet width direction (direction orthogonal to the sheet longitudinal direction), for example, isosceles triangle, isosceles triangle, part of a circle, A portion of an ellipse, a parabola, a rectangular lower portion and a semicircular upper portion can be mentioned (see FIG. 6).
  • the apex angle of the isosceles triangle can be 60 ° or more and 120 ° or less.
  • the central angle of a part of the circle is not limited to 180 °, and it may be adjusted so that light can be diffused in a certain direction.
  • the lenses do not necessarily have to have the same shape, and as shown in FIG. 7, the heights of the peaks and / or the depths of the valleys may be different, or they may be periodic at different intervals. It does not matter. Based on each optical design, the optical element may be surface-shaped accurately.
  • the top and the valley of the optical element may not have a certain height and depth, but the optical element is correctly transferred with a certain degree of fine shape, and the sheet High optical performance can not be exhibited unless the surface is shaped.
  • the surface shape in which the accurate transfer effect of the present invention appears is that in the lens shape and arrangement, the average gap between the peak and the peak or the average gap between the valley and the valley (so-called lens pitch) is preferably in the range of 10 to 200 ⁇ m. More preferably, it is in the range of 30 to 160 ⁇ m, and this setting can be accurately transferred to the sheet to enhance the uniformity of the optical performance.
  • the average value of the length (so-called lens height) of the perpendicular drawn from the top to the straight line connecting the adjacent valleys is the average gap between the top and the peak or the average gap between the valley and the valley.
  • the range of 0.2: 1.0 to 0.8: 1.0 is preferable, and the range of 0.3: 1.0 to 0.7: 1.0 is more preferable in enhancing the optical properties.
  • a plurality of lenses are formed on at least one surface of the optical sheet of the present invention. Although adjacent lenses may be spaced, preferably they are adjacent without spacing to enhance light diffusion efficiency. Also, the lens may be formed on the entire length of the optical sheet, but the end may be left flat for fixing with other members.
  • the resin that constitutes the lens may be the same as the resin that constitutes the optical sheet, and although the lens part and the resin other than the lens part may be different, they are usually the same resin.
  • the light diffusing particles (crosslinked organic fine particles and the like) similar to those dispersed in the light diffusing layer may be dispersed also in the thermoplastic resin constituting the lens.
  • the major axis direction of the light diffusing particles (such as crosslinked organic fine particles) is preferably substantially the same as the longitudinal direction of the optical sheet. It shall be.
  • an ultraviolet absorber, an antistatic agent, a lubricant, and a near infrared absorber can be used within the range that does not impair the gist of the present invention.
  • the layer containing the ultraviolet absorber, the layer containing the antistatic agent, or both the ultraviolet absorber-containing layer and the antistatic agent-containing layer be formed on the surface set on the light source side. That is, a layer having an action other than the light dispersing action may be formed on at least one side of the optical sheet (light diffusion layer).
  • the ultraviolet absorber-containing layer is preferably provided at least on the light source-facing surface side of the first optical sheet, but both in terms of retention of functions in various installation environments of light source devices and storage environments of members, and life extension It may be provided on the surface.
  • the antistatic agent-containing layer may be provided only on one side or both sides of the first optical sheet.
  • the entire first optical sheet may be the antistatic agent-containing layer or the ultraviolet light absorber-containing layer.
  • UV absorber and the antistatic agent conventionally known ones can be used.
  • a UV absorber salicylic acid phenyl ester type UV absorber; benzophenone type UV absorber; triazine type UV absorber; benzotriazole type UV absorber; cyclic imino ester type UV absorber; intramolecular hindered phenol structure and Hybrid UV absorbers having a hindered amine structure; triphenyl cyanoacrylate UV absorbers; oxalic acid anilide UV absorbers; malonic acid ester UV absorbers; low molecular weight UV absorbers such as UV absorbers and low molecular weight UV absorbers
  • a polymeric UV absorber for example, Hals Hybrid (registered trademark) manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.
  • Hals Hybrid registered trademark
  • triphenyl cyanoacrylate type ultraviolet absorbers are preferable because they absorb less light in the visible light region.
  • oxalic acid anilide type ultraviolet absorbers and a malonic acid ester type ultraviolet absorber are more preferable.
  • alkylsulfonic acid, alkylbenzenesulfonic acid, olefin based sulfuric acid esters such as Li, Na, Ca, Mg, Zn salts or metal salts thereof; anionic surface active agents such as phosphates of higher alcohols Agents; cationic surfactants such as tertiary amines, quaternary ammonium salts, cationic acrylic acid ester derivatives, cationic vinyl ether derivatives, etc .; amphoteric salts of alkylamine-based betaines, amphoteric salts of carboxylic acid alanine or alanine sulfonic acid, Amphoteric surfactants such as amphoteric salts of alkyl imidazolines; nonionic surfactants such as fatty acid polyhydric alcohol esters, polyoxyethylene adducts of alkyl (amines); and polyamide elastomers such as polyether ester amides and polyester amides Door can be
  • the use amount of the ultraviolet absorber and the antistatic agent can be appropriately adjusted according to each function, but usually, it is about 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin constituting each layer.
  • a layer having a function different from these light diffusion functions is a sheet in which an ultraviolet absorber and an antistatic agent are uniformly dispersed in the same thermoplastic resin as the light diffusion layer, and is attached onto an optical sheet by thermocompression bonding or an adhesive. It may be adhered.
  • a paste containing a UV absorber or the like may be applied onto the optical sheet and then dried or cooled.
  • the thermoplastic resin containing the light diffusing agent and the thermoplastic resin containing the ultraviolet absorber or the antistatic agent may be co-extruded.
  • the thickness of these layers may be appropriately adjusted in accordance with each function or the like, but can usually be about 1 to 50 ⁇ m.
  • the size and shape of the optical sheet of the present invention are not particularly limited, and may be adjusted to, for example, the size and shape of the liquid crystal display device. By doing so, it is possible to construct a light source unit having excellent optical characteristics. Further, by combining the light source unit of the present invention with the liquid crystal panel in the usual way, it is possible to construct a liquid crystal display device excellent in optical performance.
  • Production Example 4 An operation for producing an optical sheet was performed under the same conditions as Production Example 1 except that the first roll temperature was 125 ° C., the second roll temperature was 197 ° C., and the third roll temperature was 193 ° C.
  • the peripheral speed of the take-up roll is 2.3 m / min, the first roll temperature 135 ° C., the second roll temperature 191 ° C., the third roll temperature 191 ° C., and the temperature is not adjusted between the third roll and the take-up roll
  • An operation for manufacturing an optical sheet was performed under the same conditions as in Production Example 3 except that a take-off roll not adjusting the circumferential speed was installed.
  • Production Example 7 An operation for producing an optical sheet was performed under the same conditions as Production Example 6 except that the temperature of the take-off roll was 130 ° C.
  • Comparative Production Example 3 An operation for producing an optical sheet was performed under the same conditions as Production Example 1 except that the peripheral speed of the take-up roll was 3.0 m / min.
  • the first and third rolls were mirror-polished rolls, and the second roll was engraved so that a substantially elliptical wedge-shaped lens with a lens pitch of 100 microns and a lens height of 60 microns can be formed (direction of lens ridge line
  • An operation for producing an optical sheet was performed under the same conditions as in Production Example 1 except that engraving was performed so as to be parallel to the rotational direction of the roll.
  • Reference Production Example 2 An operation for producing an optical sheet was performed under the same conditions as Production Example 1 except that the first roll temperature was 155 ° C., the second roll temperature was 210 ° C., and the third roll temperature was 210 ° C.
  • Reference Production Example 3 An operation for producing an optical sheet was performed under the same conditions as Production Example 1 except that the first roll temperature was 125 ° C., the second roll temperature was 145 ° C., and the third roll temperature was 165 ° C.
  • the lens pitch and the lens height are measured by SEM photography at the central part in the width direction of the obtained optical sheet, the lens height / lens pitch of the optical sheet is calculated, and the value is used as a mold (Engraving) It was performed by dividing by the lens height / lens pitch of the roll.
  • the lens pitch of the optical sheet obtained by Example 1 is 98.5 microns
  • the lens height is 48.3 microns
  • the lens pitch of a mold (engraving) roll is 100 microns
  • Table 1 The results are summarized in Table 1.
  • ⁇ About thickness accuracy The thickness is measured using a micrometer with a total of five locations of the center, 25 cm to the left and right of the center, and 50 cm to the left and right of the center in the TD (Transverse Direction: horizontal axis: width direction) direction of the obtained optical sheet base plate It measured by calculating
  • ⁇ About warpage> After leaving a 1000 mm ⁇ 1000 mm sheet cut out from the obtained optical sheet original plate on a platen installed in a room with a temperature of 23 ° C. and a humidity of 60% for 1 h, the platen and The gap (warpage) of the was measured with a gauge. If the warpage is less than 2 mm, ⁇ ; if 2 mm or more and less than 3 mm, ⁇ ; if it is 3 mm or more, x.
  • Optical performance was measured by the following method.
  • a backlight portion mounted on a thin liquid crystal television (WOOO UT-32-HV700) manufactured by Hitachi, Ltd. is taken out and used as a light source for luminance measurement.
  • Each optical sheet obtained according to the manufacturing example and the comparative manufacturing example is cut to a size that can be incorporated into the light source ( ⁇ the direction of the ridge line of the substantially elliptical wedge-shaped lens is parallel to the long side direction of the sheet; ie back light The cold cathode tube and the direction in which the ridge lines of the substantially elliptical wedge-shaped lens are parallel), and the lens surface was mounted on the backlight with the light source facing away from the light source.
  • one 32-inch prism sheet (UTE-30; manufactured by MN Tech) and one microlens sheet (UTE-21; manufactured by MN Tech)
  • UTE-21 manufactured by MN Tech
  • the present invention it is possible to efficiently manufacture a surface-shaped optical sheet capable of sufficiently exhibiting its original design performance.
  • the optical sheet of the present invention manufactured in this manner exhibits excellent performance as an optical sheet, in particular, because the shaping of the roll surface is transferred as the optical design.
  • a light source unit and a display device using the optical sheet also exhibit excellent performance.

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Abstract

 従来は、押出成型中の熱可塑性樹脂の樹脂温度を調整する解決手段や、押出成型時のロールの周速を調整する方法では、微細な表面賦型を正確に再現することが出来ず、得られた樹脂シートは様々な目的を達する為に設計した表面賦型の性能を充分達成することが不可能であり、それを利用した光学シート、およびその光学シートを利用した光源ユニット、表示装置の開発が不可能であった。  本発明は、凹凸形状を転写する為の表面加工を施した賦型ロールを用いて表面賦型される光学シートの製造方法において、賦型ロールの周速度Vaとし、引き取りロール(B)の周速度Vbとしたとき、周速度Vbを周速度Vaの103~120%の周速度とすることを特徴とする光学シートの製造方法である。またこのような製造方法で作製した光学シート、それを含む光源ユニット、表示装置も本発明に含まれる。

Description

光学シートの製造方法、光学シート、および当該光学シートを含む光源ユニット、表示装置
 本発明は機能性を発揮する為の精密な表面形状を持つ光学シートの製造方法に関する。また、その製造方法で製造された精密な表面形状がその性能に著しく影響を及ぼす光学シート、および当該光学シートを含む光源ユニット、表示装置に関する。
 熱可塑性樹脂は耐熱性、耐衝撃性、重量、加工のし易さなどの観点から、木材、金属、ガラス等の材料として広く使用されている。特にシート材は、従来、木材、金属等が利用されていた屋根材、外壁材などの外装材料、天板、内壁材などの内装材料、屋外の看板などの材料として、広く使用されている。この中でも透明熱可塑性樹脂は、耐熱性、耐衝撃性、透明性に優れているため、そのシート材はガラスに代わる光学材料として窓材などの建材用途、自動車窓用の耐衝撃透明材用途、水族館の大型水槽の耐圧性透明材料に広く使用されている。
 このような熱可塑性樹脂シートの表面形状は、光沢のある平滑なもの以外に、微細な凹凸模様を付けたエンボス調のものや2次元的、3次元的に規則性のある凹凸模様を有するものが挙げられ、押出成形時に転写ロールを利用して連続的に賦型することが一般的である。
 これらの表面形状は、外周面に本来の設計性能を充分に発揮するための模様と凹凸が反転した形状で形成された金属製のエンボスロールに、溶融して軟化状態の熱可塑性樹脂シートを導き、該ロールの模様をシートに転写する事により賦型される。具体的な開示の例としては下記の特許文献が挙げられる。
 特許文献1には、押出される熱可塑性樹脂の温度を調整する事により全体として波打ちや厚みムラ、皺等の外観不良が無い光学シートの製造方法が開示されている。
 特許文献2には、押出成形により少なくとも片面を表面賦型される表面賦型樹脂シートの製造方法において、ダイの温度や表面賦型直前の樹脂温度を調整することで正確な凹凸を賦型する事が可能であることが開示されている。
 特許文献3には、押出成形により少なくとも両面を表面賦型されるポリカーボネート樹脂シートの製造方法において、ダイの温度、各冷却ロールの温度を調節する事により、両面に表面賦型が効率よく転写できることが開示されている。
 また、特許文献4には複数のロールを利用した表面賦型の施されない熱可塑性樹脂シートの製造方法において、第2ロールと第3ロールの周速度を調整する事により厚みムラやレタデーションのバラツキが少なくなり、光学的に好適なシートが得られることが開示されている。
 特許文献5にはダイから吐出後の熱可塑性樹脂が、第1ロール(ニップロール)に隣接する第2ロール(型ロール)の周速度と、続いて接触する第3ロール(剥離ロール)の下流に設けられた、引き取りロール(ドローロール)の周速度を調整する事により、効率よく表面賦型が可能となり、シート全体の反りが解消され光学的に好適なシートが得られることが開示されている。
 特許文献6には、ダイから吐出後の熱可塑性樹脂が、第1ロール(鏡面ロール)の周速度と、続いて接触する第2ロール(型付けロール)の周速度を調整する事と、更に第3ロールに鏡面ロールを設定するより、効率よく微細な表面賦型が可能となることが開示されている。
特開2003-245966号公報 特開平10-180846号公報 特開平6-190917号公報 特開2003-236914号公報 特開2007-216481号公報 特開2006-130901号公報
 しかしながら、近年の液晶式などのフラットパネルディスプレイの部材に用いられる、高度な光学性能を達成する表面賦型(例えば、高賦型率、高厚み精度のピッチ200μ以下の光学要素)をもつ光学シートの押出機による連続生産は、特許文献1~3に記載されている押出成型中の熱可塑性樹脂の樹脂温度を調整する解決手段や、特許文献4~5に記載されている内容での押出成型時のロールの周速を調整する方法では、達成不可能である。また、これらの開示内容を単純に組み合わせて実施しても、その工程では安定して高賦型率、高厚み精度の樹脂シートをえることが不可能であり、それを利用した光学シート、およびその光学シートを利用した直下型光源ユニット、表示装置の開発が不可能であった。
 本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、上記の従来技術の問題を解決し、本来の設計性能を充分に発揮する表面形状付光学シートの製造方法の提供を目的とする。またこのような製造方法で作製した光学シート、およびその光学シートを利用した光源ユニット、表示装置の提供を目的とする。
 本発明は前記目的を達成する為の第一の実施形態として、光学要素がシートに賦型されるように表面加工された賦型ロールを用いて表面賦型される光学シートの製造方法において、賦型ロールの周速度をVaとし、引き取りロール(ドローロール)の周速度をVbとしたとき、周速度Vbを周速度Vaの103~130%にすることを特徴とする光学シートの製造方法を提供する。
 また、第二の実施形態として、前記第一の実施形態において、光学要素が引き取り方向と略平行に賦型されており、かつ、横断面が凸状または凸弧状の頂部と横断面が凹状または凹弧状の谷部とが交互に略平行に多数配列された略畝状光学要素であることを特徴とする光学シートの製造方法を提供する。
 更に、第三の実施形態として、前記第一、二の実施形態において、略畝状光学要素の頂部と頂部の間隔、あるいは谷部と谷部の間隔が、200μm以下であることを特徴とする光学シートの製造方法を提供する。
 このようにして製造された光学シートは表面の賦型が再現性よく光学的設計どおりの形状でに転写される為、特に、光学シートとして優れた性能を発揮する。また、その光学シートを用いた光源ユニット、表示装置も優れた性能を発揮する。
 尚、上記引き取り方向とは、シートの走行方向、すなわちシート長手方向のことである。
 以上説明したように、本発明によれば、本来の設計性能を充分に発揮する光学シートを効率よく製造することが出来る。また、このようにして製造された本発明の光学シートは表面の賦型が光学的設計どおりに転写される為、特に、光学シートとして優れた性能を発揮する。また、その光学シートを用いた光源ユニット、表示装置も優れた性能を発揮する。
本発明の押出成形による樹脂シートの製造工程の一例の説明図である。 略畝状の光学要素がシートの引き取り方向と略平行に賦型されるように表面加工された賦型ロールの一例の説明図である。 賦型ロールの一例の説明図である。 本発明の押出成形による樹脂シートの製造工程の一例の説明図である。 図1、図4のロール群が取り得る配置形態を示す説明図である。 本発明の略畝状レンズの形態の一例を示す説明図である。 本発明の略畝状レンズの形態の一例を示す説明図である。
 以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
 本発明は機能性を発揮する為の精密な光学要素(ピッチ200μm以下)を少なくとも片面に備える光学シートの製造方法に関する。
 本発明の光学シート(本発明では「シート」と「フィルム」とは同義で用い、共に厚みが0.05~5mmの樹脂成形体を指す。以下、統一して「シート」と記す。)の製造方法は、従来、シートの製造に用いられている熱可塑性樹脂のいずれにも適用できる。具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル-スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、脂環式構造含有重合体樹脂などが挙げられる。詳細は後述する。
 <工程と装置の基本構成>
 本発明の光学シートの製造方法は、押出機から押し出されたシート状溶融熱可塑性樹脂を、第1ロール及び第2ロールの2本のロールの間隙を通過させ、圧延されたシート状溶融熱可塑性樹脂を得る工程と、前記圧延されたシート状溶融熱可塑性樹脂を、そのまま第2ロールに、次いで3本目の第3ロールに順に外接させて移送する工程と、続いてシート状溶融熱可塑性樹脂を引き取りロールにより引き取る工程を有する製造方法を好ましく採用することができる。
 本発明に用いる押出機としては、単軸タイプのもの、二軸タイプのもの、二軸以上の多軸タイプのものの何れを用いても良い。重合時のオリゴマーや成形時に発生する低分子化合物および押出機内に溶存している酸素・水分等を取り除く為にベントを設けることが好ましい。尚、ベントの真空度としては500ヘクトパスカル以下が好ましく、より好ましくは200ヘクトパスカル以下である。尚、厚み精度や略畝状レンズの賦形の観点からは、溶融混練した材料を定量的に吐出する為にギアポンプを用いることが好ましい。表面に紫外線吸収能や帯電防止能等を有する機能層を付与することを目的として多層化する場合には多層の押出装置を用いることができる。多層化に際しては、フィードブロック方式およびマルチマニホールド方式の何れを用いてもよい。尚、多層用に用いる押出機は前述のものを好適に用いることができる。Tダイとしては、チョークバー方式を用いることが、連続生産時における安定性を確保する上で必須となる。尚、厚み精度の観点からネジ式ベンディングリップやヒートボルト式ベンディングリップを用いることが好ましい。オンライン厚み測定機やバンクモニター等からフィードバックされるヒートボルト式ベンディングリップ付きの自動Tダイを用いることも可能である。
 <ロール配置>
 本発明の図1を例に、前記実施形態を実施するための本発明のロールの配置について説明する。図1は、押出機のダイ(1)から押し出されたシート状溶融熱可塑性樹脂を、第1ロール(2)及び第2ロール(3)の2本のロールの間隙を通過させ、圧延されたシート状溶融熱可塑性樹脂を得る工程と、前記圧延されたシート状溶融熱可塑性樹脂を、そのまま第2ロール(3)に、次いで3本目の第3ロール(4)に順に外接させて移送する工程と、続いて表面賦型されたシート状溶融熱可塑性樹脂を第3ロール(4)から剥離して、移送するための一対の引き取りロール(5a、5b)を有する製造方法を示している。
 第1ロール(2)は、シートの厚みを決める為の重要なロールであるので、表面加工されたロールではなく鏡面ロールが好ましく用いられる。また、線圧の影響を受け厚み精度が不十分な場合は太鼓型のクラウニングロールを用いることができる。第2ロール(3)は平滑面を作製する為の鏡面ロール、マット、エンボスなどを転写する為のエンボスロール、さらに必要に応じて、光学要素を賦型するためのロールのうち、いずれか一つが選択される。これらは目的に応じて適宜使用すれば良いが、特にシートの傷付き防止や、バックライト光のより効率的な光拡散を目的とする場合は、算術平均粗さRa=0.1~5μm程度のマット、エンボス柄のロールを使用する事が好ましく、特にビーズブラスト法によって作製されたエンボスロールを好適に使用することができる。
 第3ロール(4)は光学要素がシートに賦型されるように表面加工された賦型ロール(図2、図3参照)である。本発明の目的は、少なくとも片面に精密な光学賦型のある光学シートを得ることであるので、第2ロール(3)、第3ロール(4)をそれぞれ鏡面ロール、エンボスロールのみで構成される組合せを選択することはない。図2、図3では、略楕円畝状の光学要素をシートに賦型することのできる賦型ロールを示している。
 引き取りロールの設定位置は、引き取りロール接触時に熱可塑性樹脂シートが変形しない程度に充分冷却された後であれば、どこに設定しても構わない。2つの引き取りロール間の圧力でシートの表面の賦型が変形したり、シート全体に反りや波うちなどの外観不良の変形が起こらない位置に設定すればよい。また、本発明において引き取りロールは、樹脂材料の凹凸形状を損なうことがなく、また、ロールのスリップも生じにくい材料であればどのような材料で構成されていても良い。例えば、表面をJIS K6301で規定するゴム硬度で60~90度の材料などを採用することが出来る。ロール表面がこのようなゴム硬度の引き取りロールを使用すれば、樹脂材料の凹凸形状を損なうことがなく、また、ロールのスリップも生じにくく、効率よくシートが製造できる。引き取りロールの表面形状は、第1、第2、第3ロールで賦型された表面形状を変形させることなく、スリップなどの走行障害もなく引き取りが出来れば、どのような形状でも構わない。
 第3ロール(4)と引き取りロール(5a、5b)の間に、光学要素が賦型された光学シートを第3ロール(4)からより円滑に剥離させるため、第3ロール(4)の剥離ライン近傍にテイクオフロール(6)を設置することがより好ましい(図4参照)。
 テイクオフロールは、周速度を調整できるものでも出来ないものでも構わない。好ましくは、第1ロール、第2ロール、第3ロールと独立して周速を調整できるものが選択される。テイクオフロールの周速度は、通常0.3m/分~30m/分、最も好ましい範囲は0.5m/分~20m/分である。テイクオフロールが周速度を調整できないものである場合、または、周速度の調整を行わない場合は、通常シートの生産性の観点から周速度が設定される。周速度が調整できるものである場合には、賦型性を高める為に、引き取りロールとの周速度比を98-125%、とすることが好ましく、更に好ましくは、100-115%、とすることが好ましい。周速度比をこの範囲より小さくすると、第3ロールからのテイクオフ性が悪くなり成形品にうねりが発生しやすくなり、本来の目的を失することとなり好ましくなく、大きくすると光学シートの外観が低下(フローマークが発生)することがあり好ましくない。
 テイクオフロールは、更に、第1ロール、第2ロール、第3ロールと独立して温度調整できるものが好ましく選択される。テイクオフロールの温度の好ましい範囲は、Tg-50℃~Tg+30℃、更に好ましくはTg-30℃~Tg+10℃である。温度をこの範囲より低くすると、テイクオフロールと光学シートとの間でスリップ痕が発生することや成形品の反りやしわの発生が懸念され好ましくなく、高くするとシートの第3ロールからの剥離性が低下したり、成形品にうねりが発生することがある。また、テイクオフロールにシートが粘着し、板厚や面精度が低下することがあり、好ましくない。
 テイクオフロールの配置位置、条件(押圧、間隔など)は、第3ロールからのシートの剥離と引き取りロールへのシートの走行が円滑になるように設置すればよく、公知の方法で調整を行うことが出来る。
 第1~第3ロールの配置の形態は図1の形態に限らず、例えば、図5の(a)~(c)のような形態もとりうる。
 また、成型ロール(第1~第3ロール)の空間的な配置としては、垂直配置・水平配置・斜め配置・多角配置の何れを用いても良い。垂直配置の場合は、上中ロール間隙および下中ロール間隙のいずれから成形を行っても良い。
 <ロールの周速度>
 まず第1ロールの周速度は、ダイからの熱可塑性樹脂の吐出量と全工程を通した安定したシートの走行、そして生産性の観点から決定される。第1ロールの周速度の好ましい範囲は0.3m/分~30m/分、最も好ましい範囲は0.5m/分~20m/分である。
 第2ロールおよび第3ロールの周速度は、各々第1ロールの周速度に対して、102~104%、100~110%とすることが好ましい。また、第1ロールと第2ロールの間隙(t1)、第2ロールと第3ロールの間隙(t2)に関しては、t1:t2=100:60~100とすることが好ましく、さらに、100:70~95とすることがより好ましい。このような設定を選択することで、賦型安定性を高めることが出来る。t1とt2の関係をこの範囲より小さくすると、第2ロールと第3ロールとの間で第2バンクが発生し易くなり、成形品にスジ状の欠陥が発生や皺が発生したり、更には板厚精度と転写性のバランスが取りにくくなることがあり、好ましくなく、大きくすると第3ロールによる押圧力が不足し、転写不十分となるおそれがあり、好ましくない。
 第1ロールと同じく、第3ロール(4)の周速度Vaはダイからの熱可塑性樹脂の吐出量と全工程を通した安定したシートの走行、そして生産性の観点から決定され、引き取りロール(5a、5b)の周速度Vbは安定した表面賦型の観点から決定される。周速度Vaと周速度Vbの設定は、周速度Vbを周速度Vaの103~130%に設定することが好ましく、より好ましくは104~125%、さらに好ましくは、105~120%に設定する。周速度VaとVbの設定がこの範囲外にあると、例えば103%より小さいと、シートがたるんだり、第3ロールからの剥離等が困難となってシートがロールに巻きつくこととなり、連続生産性に支障が発生する。またロール表面に形成された光学要素型の転写が不完全となり、設計通りの光学特性を有した光学シートが得られなくなるため好ましくない。また、130%より大きいと、第3ロールと引き取りロールの間のテンションが高まることにより無理な剥離が生じ、第3ロールに樹脂粕が付着して、それを基点としてシートが裂けるため好ましくない。また、ロール表面に形成された光学要素型の形状に幅方向でズレが生じてしまい、出来上がったシートの光学性能が設計通りにならなくなり好ましくない。
 <ロールの温度>
 図1の実施形態を選択する場合、第1~第3ロールの温度は調節可能であり、これらの温度は本発明で使用する熱可塑性樹脂樹脂によって選択される。一般に、第1~第3ロールは、シートを成型すると同時に、熱可塑性樹脂を冷却することを目的としている為、各ロールの温度はダイからの熱可塑性樹脂の吐出温度より低く設定される。
 吐出温度はダイの温度によって調節される。本発明の場合、ダイの温度設定(Td)は好ましくは、成型を行う際に主体となる熱可塑性樹脂のガラス転移温度をTg(℃)とすると、Tg+100℃~Tg+150℃、更に好ましくはTg+110℃~Tg+130℃である。
 第1ロールの温度T1はTg-50℃~Tg+20℃、更に好ましくはTg-30℃~Tg+10℃である。第1ロールの温度がこの範囲より低いと、第3ロールでのレンズ形状の賦形性が悪くなる為好ましくない。また、第1ロールにシートが巻きつくことによる運転障害、表面の波うち、歪などの外観障害が発生するおそれが高まり、好ましくない。一方、この範囲より高いと、フローマークの発生や成形シートが第1ロールに巻きつくおそれがあるため好ましくない。また、出来上がったシートの波うち、歪、厚みが一定しないなどの外観障害による光学性能不良や、第2ロールへの外接不良によるシートの走行障害などが発生するおそれが高まり好ましくない。
 第2ロールの設定温度T2はTg+20℃~Tg+60℃、より好ましくはTg+30℃~Tg+50℃であり、さらに好ましくはTg+40℃~Tg+50℃である。また、賦型ロールとなる第3ロールの設定温度T3は、Tg+20℃~Tg+60℃、より好ましくはTg+30℃~Tg+50℃、さらに好ましくはTg+40℃~Tg+50℃である。また、第4ロールとして上述したテイクオフロールを設置する場合には、第4ロールの設定温度T4は、Tg-50℃~Tg+30℃とすることが好ましい。温度設定が、これらの範囲から外れた場合には、ロールにシートが巻きつくことによる運転障害や、光学要素の転写が不完全となり、さらには出来上がったシートの表面の波うち、歪などの外観障害により光学性能不良が発生するおそれが高まり好ましくない。
 ロールの温度調節には、100℃以上において成形を行う場合は熱媒オイルを用いることが好ましい。尚、本発明におけるロール温度とは、測定可能なロールの温度をいう。測定可能な温度としては、ロール表面温度もしくはロールの温度調節に使う熱媒の温度があるが、オペレーションの観点から、好ましくはロールの温度調節に使う熱媒の温度が用いられる。
 シートの厚みに特に制限はないが、光学シートとして使用する点から、5mm以下とすることが好ましく、より好ましくは3mm以下であり、さらに好ましくは2mm以下である。
 <ロールの形状、材質>
 本発明において、第1ロール、第2ロール、第3ロールは、シートを形成する熱可塑性樹脂を成型可能な温度まで調整できるまで加熱、冷却しても変形等を生じない材料であればよく、通常は金属がよく用いられる。これらのロールは、それぞれ独立して熱媒、ヒーター等で任意の温度に調節可能であり、また、ロールの回転数もそれぞれ独立して、調整可能である必要がある。
 引き取りロールは、樹脂材料の凹凸形状を損なうことがなく、また、ロールのスリップも生じにくい材料であればどのような材料で構成されていても良い。例えば、表面をJIS K6301で規定するゴム硬度で60~90度の材料などを採用することが出来る。ロール表面がこのようなゴム硬度の引き取りロールを使用すれば、樹脂材料の凹凸形状を損なうことがなく、また、ロールのスリップも生じにくく、効率よくシートが製造できる。引き取りロールの表面形状は、第1、第2、第3ロールで賦型された表面形状を変形させることなく、スリップなどの走行障害もなく引き取りが出来れば、どのような形状でも構わない。ロールの回転数は、それぞれの引き取りロール、第1~3ロールと独立で調整可能である。引き取りロールの温度は調整可能であっても構わない。引き取りロールはシート表面温度がTg以下好ましくはTg-30℃以下に設定することが好ましいが、温度調整を行わなくてもよい。なお、第3ロールと引き取りロールとの間に、シートの走行を調整するためのロールを適宜設けても良い。
 続いて、本発明で製造される光学シートについて説明する。
 <光学シートの熱可塑性樹脂>
 本発明に係る光学シートを構成する熱可塑性樹脂は、透明なものであり且つ光学シートの主な構成要素として適度な強度を有するものであれば特に制限されない。例えば、ポリカーボネート樹脂;ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂;ポリスチレン、ポリビニルトルエン、ポリ(p-メチルスチレン)などのスチレン系樹脂;MS樹脂(メチルメタクリレートとスチレンの共重合体);ノルボルネン系樹脂;ポリアリレート樹脂;ポリエーテルスルホン樹脂;環構造含有重合体樹脂;これらのうち2種以上の混合樹脂などを用いることができる。好適にはポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂、ノルボルネン系樹脂、または環構造含有重合体樹脂を用いる。中でもポリカーボネート樹脂は、透明性や耐熱性、加工性に優れており、且つそれらのバランスがよいので光学シート用の樹脂として特に好ましい。また、環構造含有重合体樹脂は光学性能に優れているので、これもまた、光学シート用の樹脂として特に好ましい。
 ポリカーボネート樹脂は、二価フェノールとカーボネート前駆体とを界面重縮合法または溶融法で反応させて得られるものである。二価フェノールの代表的な例としては2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン[通称ビスフェノールA]、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2,2-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)サルファイド、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン等が挙げられ、なかでもビスフェノールAが好ましい。これらの二価フェノールは単独または2種以上を混合して使用できる。
 カーボネート前駆体としてはカルボニルハライド、カーボネートエステルまたはハロホルメート等が使用され、具体的にはホスゲン、ジフェニルカーボネートまたは二価フェノールのジハロホルメート等が挙げられる。
 上記二価フェノールとカーボネート前駆体を界面重縮合法または溶融法によって反応させてポリカーボネート樹脂を製造するに当っては、必要に応じて触媒、末端停止剤、二価フェノールの酸化を防止するための酸化防止剤等を使用してもよい。またポリカーボネート樹脂は三官能以上の多官能性芳香族化合物を共重合した分岐ポリカーボネート樹脂であっても、芳香族または脂肪族の二官能性カルボン酸を共重合したポリエステルカーボネート樹脂であってもよく、また、得られたポリカーボネート樹脂の2種以上を混合した混合物であってもよい。本発明に用いるポリカーボネート樹脂としては、界面重縮合法(一般名称;ホスゲン法)によって得られたポリカーボネート樹脂を使用することが好ましい。尚、押出機やニーダー等の樹脂を溶融処理しないポリカーボネート樹脂を直接シート押出を行うことが熱履歴による変色を防ぐことが可能な為より好ましい。
 ポリカーボネート樹脂の分子量は粘度平均分子量で表して通常15,000~40,000、好ましくは18,000~35,000である。本発明でいう粘度平均分子量は塩化メチレン100mlにポリカーボネート樹脂0.7gを20℃で溶解した溶液から求めた比粘度(ηsp)を次式に挿入して求めたものである。
ηsp/c=[η]+0.45×[η]2
[η]=1.23×10-40.83
(但しc=0.7、[η]は極限粘度)
 ポリカーボネート樹脂には、上記成分以外に目的及び効果を損なわない範囲で他の成分、例えば、亜リン酸、リン酸、亜リン酸エステル、リン酸エステル、ホスホン酸エステル等の熱安定剤、トリアゾール系、アセトフェノン系、サリチル酸エステル系等の紫外線吸収剤、ブルーイング剤、テトラブロモビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールAの低分子量ポリカーボネート、デカブロモジフェニレンエーテル等の難燃剤、三酸化アンチモン等の難燃助剤等の添加剤を、必要に応じてその効果が発現する量を配合してもよい。
 上記リン含有熱安定剤は、成形時における分子量の低下や色相の悪化を防止することができる。このリン含有熱安定剤の具体例としては、トリフェニルフォスファイトなどのフォスファイト系化合物、トリブチルフォスフェートなどのフォスフェート系化合物、ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)-ビフェニルホスホナイトなどのホスホナイト系化合物、ベンゼンホスホン酸ジメチルなどのホスホン酸エステル系化合物などが挙げられ、中でも、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト、テトラキス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)-4,4’-ビフェニレンジホスホナイトおよびビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)-ビフェニルホスホナイトが好ましい。
 これらの熱安定剤は、1種もしくは2種以上を混合して用いてもよい。かかる熱安定剤の使用量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対して0.001~0.15質量部が好ましい。
 さらに、ポリカーボネート樹脂には、成形時の金型からの離型性を改良する目的等で脂肪酸エステル化合物を配合することができる。かかる脂肪酸エステルとしては、炭素数1~20の一価または多価アルコールと炭素数10~30の飽和脂肪酸との部分エステルまたは全エステルであるのが好ましい。かかる一価または多価アルコールと飽和脂肪酸との部分エステルまたは全エステルとしては、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸ジグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ステアリン酸モノソルビテート、ベヘニン酸モノグリセリド、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラペラルゴネート、プロピレングリコールモノステアレート、ステアリルステアレート、パルミチルパルミテート、ブチルステアレート、メチルラウレート、イソプロピルパルミテート、ビフェニルビフェネート、ソルビタンモノステアレート、2-エチルヘキシルステアレート等が挙げられ、なかでも、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ペンタエリスリトールテトラステアレートが好ましく用いられる。かかる脂肪酸エステルの使用量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対して0.001~0.5質量部が好ましい。
 また、本発明の光学シートを構成する熱可塑性樹脂として、環構造含有重合体樹脂も好適に使用できる。環構造含有重合体樹脂としては、主鎖に環構造を有する熱可塑性アクリル系共重合体が好ましい。主鎖に環構造と(メタ)アクリレート系モノマー由来の構造とを含む。(メタ)アクリレート系モノマー由来の構造単位の含有割合と環構造の含有割合の合計は共重合体中に好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは90質量%、特に好ましくは95質量%以上、最も好ましくは99質量%以上含む。
 主鎖の環構造は通常正の複屈折性を有し、(メタ)アクリレート系モノマー由来の構造は弱い負の複屈折性を有するため、主鎖の環構造による正の複屈折性と(メタ)アクリレート系モノマー由来の構造による負の複屈折性とが互いに打ち消しあって延伸後も低複屈折のフィルムを得ることが可能となる。ここで、正の複屈折性とは、フィルムを構成する成分であるポリマー分子鎖が延伸させられることにより分子配向した場合に、これと同方向の屈折率が大きくなるような屈折率異方性を発現することを指す。一方、負の複屈折性とは、フィルムを構成する成分であるポリマー分子鎖が延伸させられることにより分子配向した場合に、これと同方向の屈折率が小さくなり、また同時に直交する方向の屈折率が大きくなるような屈折率異方性を発現することを指す。
 環構造含有重合体樹脂を構成する(メタ)アクリレート系モノマーの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸アルキルエステル;ベンジル(メタ)アクリレート;クロロメチル(メタ)アクリレート;2-クロロメチル(メタ)アクリレート;ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート;ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート;3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート;2,3,4,5-ペンタヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート;2,3,4,5-テトラヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を用いることができる。中でも、熱安定性や光学特性に優れる点で(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、メチルメタクリレートが特に好ましい。
 環構造含有重合体樹脂を構成するのに、(メタ)アクリレート系モノマー以外のモノマーを用いてもよく、例えば、スチレン、α-ヒドロキシエチルスチレン等のスチレン系モノマー;アクリロニトリル;メチルビニルケトン、エチレン、プロピレン、4-メチル-1-ペンテン等のオレフィン類;酢酸ビニル;メタリルアルコール、アリルアルコール、2-ヒドロキシメチル-1-ブテンなどのアリルアルコール類;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸類;2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸エチルなどの2-(ヒドロキシアルキル)アクリル酸エステル;N-ビニルピロリドン;N-ビニルカルバゾールなどが挙げられる。これらの単量体は1種のみ用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 主鎖の環構造としては、フェニルマレイミド、ベンジルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド、メチルマレイミドなどのN-置換マレイミドや無水マレイン酸を共重合して、N-置換マレイミド由来の環構造や無水マレイン酸由来の環構造を導入してもよいし、重合後の環化反応により、主鎖に、ラクトン環構造、グルタル酸無水物構造、グルタルイミド構造、N-置換マレイミド由来の環構造などを導入してもよい。耐熱性からはN-置換マレイミド由来の環構造や、ラクトン環構造、グルタルイミド構造を有するものが好ましく、中でも、低着色で光学特性が優れている点などから、主鎖にラクトン環構造を持つものが特に好ましい。
 主鎖に環構造を有する熱可塑性アクリル系共重合体の製法は公知の製法を適用出来る。例えば、ラクトン環構造を含有するアクリル樹脂の製法については、特開2006-96960号公報、特開2006-171464号公報や特開2007-63541号公報に記載されている。また、N-置換マレイミドを共重合した熱可塑性アクリル系共重合体およびグルタル酸無水物構造やグルタルイミド構造を含有する熱可塑性アクリル系共重合体については、特開2007-31537号公報、WO2007/26659号公報やWO2005/108438号公報などに記載の製法を用いればよい。
 主鎖のラクトン環構造に関しては、4~8員環でもよいが、構造の安定性から5~6員環の方がより好ましく、6員環が更に好ましい。また、主鎖のラクトン環構造が6員環である場合、一般式(1)や特開2004-168882号公報で表される構造などが挙げられるが、主鎖にラクトン環構造を導入する前の重合体を合成する上において重合収率が高い点や、ラクトン環構造の含有割合の高い重合体を得易い点、更にメチルメタクリレートなどの(メタ)アクリレートとの共重合性が良い点で、下記一般式(1)で表される構造であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(式中、R1、R2、R3は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~20の有機残基を表す。なお、有機残基は酸素原子を含んでいても良い。)
 環構造の含有割合は、共重合体中に好ましくは15質量%以下であり、より好ましくは1~15質量%、さらに好ましくは3~15質量%、特に好ましくは5~12質量%、最も好ましくは5~10質量%である。環構造の含有割合が15質量%よりも多いと、正の複屈折性が高くなるため、好ましくない。前記環構造を有することにより、耐熱性、耐溶剤性、表面硬度が向上する。
 上記熱可塑性アクリル系共重合体のTgは110℃以上が好ましい。より好ましくは115℃以上、さらに好ましくは120℃以上である。Tgの上限は特に限定されないが、成形性からは200℃以下が好ましい。また、熱可塑性アクリル系共重合体の重量平均分子量は、好ましくは10,000~300,000、より好ましくは50,000~300,000、更に好ましくは100,000~250,000、特に好ましくは、120,000~200,000である。
 <光学シートの性能調整>
 本発明の光学シートの厚みに特に制限はないが、光学シートとして使用する点から、5mm以下とすることが好ましく、より好ましくは3mm以下であり、さらに好ましくは2mm以下である。また、透明樹脂のみで構成されていても良いが、光拡散性を調整する為に、光拡散層を設けても良い。光拡散層は、光学シート全体、レンズ部のみ、レンズ部以外全体、出光面表層のみ、入光面表層のみあるいは、中間層に均一、あるいはランダムに分散させてよい。光拡散層は、光拡散性の粒子が熱可塑性樹脂中に分散されているものであり、光を所定の方向に拡散させる。
 光拡散層の厚さは光学シートの厚みに応じて、適宜調整することができ特に制限されないが、通常は0.005mm以上、5mm以下程度とすることができる。0.005mm未満であると光拡散作用が十分に発揮できなく、5mmを超えると本発明の光学シートの厚みの上限値を超え、装置全体をコンパクトにできないおそれがあるからである。
 <光拡散性粒子>
 本発明の光学シートは、光拡散性粒子を有するものであってもよい。光拡散性粒子の材質としては、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、これらの共重合体などの合成樹脂;ガラス;スメクタイト、カオリナイトなどの粘土化合物;シリカ、アルミナなどの無機酸化物;などが挙げられる。これらの材質のうち、(メタ)アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、シリカが特に好適である。
 光拡散性粒子の使用量は、光学シートを構成する熱可塑性樹脂100質量部に対して、好ましくは0.005質量部以上、20質量部以下、より好ましくは0.01質量部以上、10質量部以下である。使用量が0.005質量部未満であると、光学シートに入射した光が微粒子を入れた期待効果を発揮するほど充分には拡散されないことがある。逆に、使用量が20質量部を超えると、光学シートの押出成形が困難になることや、透過する光量が減少し、輝度が低下することがある。尚、光拡散性粒子を有する光拡散層を本発明の光学シートの一部とする積層構造としてもよい。このとき、上記好適使用量は、光拡散層中での好適使用量となる。光拡散層の熱可塑性樹脂は、光拡散層以外の光学シートを構成する熱可塑性樹脂と同一であっても、異なっていてもよい。
 光拡散性粒子としてラジカル重合により得られる有機微粒子を用いる場合には、微粒子の原料モノマーとして、(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、iso-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、iso-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリレート類;スチレン、p-メチルスチレン、ビニルトルエン、p-t-ブチルスチレンなどのスチレン類;N-フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、N-ベンジルマレイミドなどのマレイミド類;(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド類;(メタ)アクリロニトリルなどのアクリロニトリル類;N-ビニルピロリドン;の1種、或いはこれらのうち2種以上を混合して用いることができる。
 また、光拡散性粒子としてラジカル重合により得られる架橋有機微粒子を用いる場合には、上記モノマーに加え、架橋のための原料モノマーとして、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ビスヒドロキシエチルビスフェノールAジ(メタ)アクリレートなどの多官能(メタ)アクリレート;ジビニロキシエトキシ(メタ)アクリレート、ジアリルフタレート、アリル(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼンなどのラジカル重合性架橋剤;ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルなどの多官能エポキシ化合物;トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの多官能イソシアネート化合物;N-メチロールメラミン、N-メチロールベンゾグアナミンなどの多官能メチロール化合物;の1種、或いはこれらのうち2種以上を混合して用いることができる。
 上記光拡散性粒子の屈折率は、光学シートまたは光拡散層を構成する熱可塑性樹脂の屈折率とは異なるものとする。同一の屈折率を有する有機微粒子を用いると光は屈折されず、輝度の均整度を十分に高めることはできない。しかしその一方で、樹脂の屈折率は種類により異なるので、光拡散性粒子を構成する樹脂と熱可塑性樹脂との種類を異なるものにすればよい。また、粒子の選択として、架橋性の粒子と、そうでない粒子を混合して使用することも出来る。
 本発明の光拡散性粒子または光学シートを構成する熱可塑性樹脂には、さらに酸化防止剤を配合してもよい。酸化防止剤は加熱成形時における酸化や劣化による光学シートや光拡散性粒子の着色を抑制することができるので、本発明の光学シートを適用した光源ユニットの輝度をより確実に発揮せしめることができる。
 酸化防止剤としては従来公知のものを用いることができる。例えば、ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]やオクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-1-ヒドロキシフェニル)プロピオネートなどのヒンダードフェノール系酸化防止剤;トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスファイトやトリス[2-[[2,4,8,10-テトラ-t-ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン-6-イル]オキシ]エチル]アミンなどのリン系酸化防止剤;芳香環を有するものとして、チオジエチレンビス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]など、芳香環を有さないものとして、ペンタエリスリチルテトラキス(3-ラウリルチオプロピオネート)などの硫黄系酸化防止剤;3-ヒドロキシ-5,7-ジ-t-ブチル-フラン-2-オンとo-キシレンの反応生成物などのラクトン系酸化防止剤;還元型牛脂を原料としたアルキルアミンの酸化生成物などのヒドロキシルアミン系酸化防止剤;3,4-ジヒドロ-2,5,7,8-テトラメチル-2-(4,8,12-トリメチルトリデシル)-2H-ベンゾピラン-6-オールなどのビタミンE系酸化防止剤などを使用できる。
 酸化防止剤の使用量は適宜調整すればよいが、通常、熱可塑性樹脂または光拡散性粒子100質量部に対して、0.05質量部以上、0.3質量部以下程度添加すればよい。
 <光学シートの光学要素>
 本発明の光学シートの少なくとも一方の表面には、光学要素としてレンズ群が形成されている。本発明におけるレンズとは、プリズムのように1個1個が独立したレンズや、ある程度の長さと、二等辺三角形、不等辺三角形、楕円形の一部分、円の一部分、放物曲線で囲まれた一部分、あるいはこれらの形状の複合化したものといった断面形状を有する略畝状レンズが挙げられ、入射光を一定の視野各内に拡散または集光できるレンズをいう。なお、略畝状レンズとは、シート長手方向(引き取り方向)に上記断面形状が連続して伸びるレンズである。
 1個1個が独立したレンズの場合、1個のレンズ形状は、光をシート幅方向(シート長手方向に直交する方向)へ拡散できるものであれば特に制限されないが、プリズム(四角錐:ピラミッド)に限られず、三角錐、五角錐、六角錐、円錐等の錐体状レンズ、あるいはこれらの錐体の頂点近傍を底面に平行な面で切断したような台錐、半球、ラグビーボールを長軸に沿って切断したような半扁球等が挙げられる。1個1個が独立したレンズの場合、各レンズが光学シートの長手方向に略平行に配設されるように、賦型ロールの表面加工を行うことが好ましい。
 また、略畝状レンズの断面形状も、光をシート幅方向(シート長手方向に直交する方向)へ拡散できるものであれば特に制限されないが、例えば二等辺三角形、不等辺三角形、円の一部分、楕円の一部分、放物線形、下部が長方形で上部が半円の形などを挙げることができる(図6参照)。二等辺三角形の頂角は60°以上、120°以下とすることができる。また、円の一部分の中心角は180°とは限らず、光を一定方向に拡散できるように調整すればよい。
 各々のレンズは必ずしも同じ形状である必要はなく、図7のように、頂部の高さおよびまたは谷部の深さが異なっていてもよいし、それらの異なり具合がある間隔で周期的であっても構わない。それぞれの光学設計に基づき、光学要素が正確に表面賦型されればよい。
 前記の通り、設計した光学性能により、光学要素の頂部と谷部が一定の高さ、深さを持っていないこともあるが、光学要素は、ある程度の微細な形状が正確に転写され、シート表面に賦型がなされないと高い光学性能を発揮しない。本発明の正確な転写効果が現れる表面形状とは、レンズの形状、配列において、頂部と頂部の平均間隙、あるいは谷部と谷部の平均間隙(いわゆるレンズピッチ)は10~200μmの範囲が好ましく、より好ましくは30~160μmの範囲であり、この設定が正確にシートに転写されることで光学性能の均一性を高めることができる。また、頂部から、その両隣の谷部を結ぶ直線へ下ろした垂線の長さ(いわゆるレンズ高さ)の平均値は、頂部と頂部の平均間隙、あるいは谷部と谷部の平均間隙に対して、0.2:1.0~0.8:1.0の範囲が好ましく、0.3:1.0~0.7:1.0の範囲が光学特性を高める上でより好ましい。
 本発明の光学シートの少なくとも一方の表面には、複数のレンズが形成されている。隣り合うレンズ同士の間は、間隔を空けてもよいが、好適には光拡散効率を高めるために間隔を空けず隣接させる。また、レンズは光学シートの全長に形成してもよいが、他の部材と固定するために、端部は平面のままにしてもよい。
 レンズを構成する樹脂は、光学シートを構成する樹脂と同様のものを用いることができ、レンズ部とレンズ部以外の樹脂は異なるものであってもよいが、通常は同一の樹脂とする。なお、レンズを構成する熱可塑性樹脂中にも、光拡散層に分散しているものと同様の前記光拡散性粒子(架橋有機微粒子など)が分散されていてもよい。当該光拡散性粒子(架橋有機微粒子など)の長軸方向は、光学シートの長手方向と略同一であるのが好ましい。ものとする。
 <光学シートの光学要素以外の機能付与>
 本発明の光学シートでは、紫外線吸収剤・帯電防止剤・滑剤・近赤外線吸収剤を本発明の主旨を損なわない範囲で用いることができる。特に、光源側に設定される面において、紫外線吸収剤を含む層、帯電防止剤を含む層、或いは紫外線吸収剤含有層と帯電防止剤含有層の両方が形成されていていることが好ましい。即ち、光学シート(光拡散層)の少なくとも片面側に光分散作用以外の作用を有する層が形成されていてもよい。紫外線吸収剤含有層は、少なくとも、第一の光学シートの光源対向面側に設けることが好ましいが、様々な光源装置の設置環境や部材の保存環境における機能の保持、延命の観点からは、両表面に設けてもよい。同様に、帯電防止剤含有層は第一光学シートの片面にのみ設けても、両面に設けても構わない。また第一光学シート全体が帯電防止剤含有層や紫外線吸収剤含有層であってもよい。これらの光拡散機能とは異なる機能を有する層は、発光体から発せられる紫外線を低減して光学シートの着色を抑制したり、また、帯電を抑制して粉塵の付着による輝度低下を抑制したり、電子デバイスの寿命を延ばしたりするといった機能を本発明の光学シートに付与するものである。
 紫外線吸収剤と帯電防止剤としては従来公知のものを使用することができる。例えば紫外線吸収剤としては、サリチル酸フェニルエステル系紫外線吸収剤;ベンゾフェノン系紫外線吸収剤;トリアジン系紫外線吸収剤;ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤;環状イミノエステル型紫外線吸収剤;分子内にヒンダードフェノール構造とヒンダードアミン構造を有するハイブリッド系紫外線吸収剤;トリフェニルシアノアクリレート系紫外線吸収剤;シュウ酸アニリド系紫外線吸収剤;マロン酸エステル系紫外線吸収剤;などの低分子紫外線吸収剤や、これら低分子紫外線吸収剤が高分子に懸垂するような形で結合している高分子紫外線吸収剤(例えば、日本触媒社製のハルスハイブリッド(登録商標)など)を用いることができる。中でもトリフェニルシアノアクリレート系紫外線吸収剤;シュウ酸アニリド系紫外線吸収剤;マロン酸エステル系紫外線吸収剤が可視光線領域における光の吸収が少ない為好適である。ポリカーボネート樹脂に用いる場合は、シュウ酸アニリド系紫外線吸収剤やマロン酸エステル系紫外線吸収剤が更に好適である。
 帯電防止剤としては、アルキルスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸や、それらのLi、Na、Ca、Mg、Zn塩などのオレフィン系硫酸エステルまたはその金属塩;高級アルコールのリン酸エステル類などのアニオン界面活性剤;第3級アミン、第4級アンモニウム塩、カチオン系アクリル酸エステル誘導体、カチオン系ビニルエーテル誘導体などのカチオン界面活性剤;アルキルアミン系ベタインの両性塩、カルボン酸アラニンまたはスルホン酸アラニンの両性塩、アルキルイミダゾリンの両性塩などの両性界面活性剤;脂肪酸多価アルコールエステル、アルキル(アミン)のポリオキシエチレン付加物などの非イオン界面活性剤;ポリエーテルエステルアミドやポリエステルアミドなどのポリアミドエラストマーなどを用いることができる。また、ポリビニルベンジル型カチオン樹脂やポリアクリル酸型カチオン樹脂などの導電性樹脂も帯電防止剤として用いることができる。
 紫外線吸収剤および帯電防止剤の使用量は各機能に応じて適宜調整することができるが、通常、各層を構成する樹脂100質量部に対して1~50質量部程度である。これらの光拡散機能と異なる機能を有する層は、光拡散層と同様の熱可塑性樹脂中に紫外線吸収剤や帯電防止剤を均一分散させたシートを、熱圧着や接着剤で光学シート上などに接着すればよい。あるいは、紫外線吸収剤などを含むペーストを光学シート上に塗布した上で乾燥または冷却してもよい。また、光拡散剤を配合した熱可塑性樹脂と、紫外線吸収剤や帯電防止剤を配合した熱可塑性樹脂を共押出成型してもよい。これらの層の厚さは各機能などに合わせて適宜調整すればよいが、通常、1~50μm程度にすることができる。
 本発明の光学シートの大きさや形状は特に制限されず、例えば液晶ディスプレイ装置の大きさや形状に合わせればよい。そのようにすれば、優れた光学特性を持つ光源ユニットを構成することができる。また、本発明の光源ユニットを通常の方法にて液晶パネルと組み合わせる事により、光学性能にすぐれた液晶ディスプレイ装置を構成することが出来る。
 <実施例について>
 <製造例1>
 ポリカーボネート樹脂(「ユーピロン(登録商標)E2000FN」:三菱エンジニアリングプラスチックス社製、ガラス転移点(Tg)=150℃)100部と、リン系熱安定剤(「イルガフォス(登録商標)168」:チバ・ジャパン社製)0.1部、オキサゾール系蛍光増白剤(「ユビテックス(登録商標)OB」:チバ・ジャパン社製)0.003部とを、ベントとギアポンプ付きで、3本のロールを図1の構成で有するシート押出機に供給し、押出機出口温度265℃、第1ロール温度140℃、第2ロール温度188℃、第3ロール温度193℃で、ダイス幅1150mm、厚さ1.2mmの光学シートの押出成形を行った。なお第1・第2ロールは鏡面フラットロールを使用し、第3ロールはレンズピッチが100ミクロン、レンズ高さが50ミクロンの略楕円畝状レンズが賦型出来るように彫刻されたロール(レンズ稜線の方向がロールの回転方向に対し平行となるように彫刻)を使用した。第3ロールの周速は2.0m/分、引き取りロールの周速は2.06m/分として、光学シートを製造するための運転を行った。
 <製造例2>
 引き取りロールの周速を2.6m/分とした以外は、すべて製造例1と同一条件で、光学シートを製造するための運転を行った。
 <製造例3>
 引き取りロールの周速を2.3m/分とした以外は、すべて製造例1と同一条件で、光学シートを製造するための運転を行った。
 <製造例4>
 第1ロール温度125℃、第2ロール温度197℃、第3ロール温度193℃とした以外は、すべて製造例1と同一条件で、光学シートを製造するための運転を行った。
 <製造例5>
 第1ロール温度135℃、第2ロール温度191℃、第3ロール温度191℃とした以外は、すべて製造例1と同一条件で、光学シートを製造するための運転を行った。
 <製造例6>
 引き取りロールの周速を2.3m/分、第1ロール温度135℃、第2ロール温度191℃、第3ロール温度191℃とし、第3ロールと引き取りロールの間に、温度を調節せず、周速度も調節しないテイクオフロールを設置した以外は、すべて製造例3と同一条件で、光学シートを製造するための運転を行った。
 <製造例7>
 テイクオフロールの温度を130℃とした以外は、すべて製造例6と同一条件で、光学シートを製造するための運転を行った。
 <製造例8>
 テイクオフロールの周速度を2.3m/分とした以外は、すべて製造例7と同一条件で、光学シートを製造するための運転を行った。
 <製造例9>
 第2ロールにマットロール(算術表面粗さRa=4.0μm)を使用した以外は、すべて製造例4と同一条件で、光学シートを製造するための運転を行った。
 <製造例10>
 第2ロールにエンボスロール(算術表面粗さRa=0.25μm)を使用した以外は、すべて製造例4と同一条件で、光学シートを製造するための運転を行った。
 <比較製造例1>
 引き取りロールの周速を2.0m/分とした以外は、すべて製造例1と同一条件で、光学シートを製造するための運転を行った。
 <比較製造例2>
 引き取りロールの周速を2.8m/分とした以外は、すべて製造例1と同一条件で、光学シートを製造するための運転を行った。
 <比較製造例3>
 引き取りロールの周速を3.0m/分とした以外は、すべて製造例1と同一条件で、光学シートを製造するための運転を行った。
 <参考製造例1>
 第1・第3ロールは鏡面ロールを使用し、第2ロールにレンズピッチが100ミクロン、レンズ高さが60ミクロンの略楕円畝状レンズが賦型出来るように彫刻されたロール(レンズ稜線の方向がロールの回転方向に対し平行となるように彫刻)を使用した以外は、すべて製造例1と同一条件で、光学シートを製造するための運転を行った。
 <参考製造例2>
 第1ロール温度155℃、第2ロール温度210℃、第3ロール温度210℃とした以外は、すべて製造例1と同一条件で、光学シートを製造するための運転を行った。
 <参考製造例3>
 第1ロール温度125℃、第2ロール温度145℃、第3ロール温度165℃とした以外は、すべて製造例1と同一条件で、光学シートを製造するための運転を行った。
 <運転について>
 6時間の連続運転について、最初の設定条件から微調整をくわえずに安定運転が出来たものを○、微調整を加えて安定運転が可能だったものを△、微調整を加えるまでもなく運転障害が出て止まってしまったものを×として評価した。結果は表1にまとめた。
 <賦型率について>
 賦型率の測定は、得られた光学シートの幅方向の中心部分でレンズピッチ及びレンズ高さをSEM撮影により測定し、光学シートのレンズ高さ/レンズピッチを算出し、その値を金型(彫刻)ロールのレンズ高さ/レンズピッチで除することにより行った。例えば実施例1により得られた光学シートのレンズピッチは98.5ミクロン、レンズ高さは48.3ミクロンであり、金型(彫刻)ロールのレンズピッチは100ミクロン、レンズ高さは50ミクロンであるから、(賦型率)=(48.3/98.5)×100/(50/100)=98(%)となる。この値が100に近いほど賦型性が良いと判断される。結果は表1にまとめた。
 <均一性について>
 均一性の測定は、得られた光学シートの幅方向に9ポイントのサンプルを採取し、それぞれのレンズピッチをSEM撮影により測定し、最小値/最大値の比を測定することにより行った。例えば実施例1により得られた光学シートの最小レンズピッチは98.0ミクロン、最大レンズピッチは99.2ミクロンであるので、(均一性)=(98.0/99.2)×100=99(%)となる。この値が100に近いほど賦型性が良いと判断される。結果は表1にまとめた。
 <厚み精度について>
 厚みの測定は、得られた光学シート原板のTD(Transverse Direction:横軸:幅方向)方向について、センター、センターの左右25cm、及びセンターの左右50cmの計5箇所の厚みをマイクロメータを用いて測定し、最大厚みと最小厚みの差を求め、それを5箇所の厚みの平均値で除する事により行った。例えば、実施例1により得られた光学シートの最大厚みと最小厚みの差は0.03mm、5箇所の厚みの平均値は1.19mmであるから、(厚み精度)=(0.03/1.19)×100=2.5(%)となる。この値が小さいほど、厚み精度は良いと判断される。結果は表1にまとめた。
 <反りについて>
 得られた光学シート原板から切出された1000mm×1000mmのシートを気温23℃-湿度60%の室内に設置された定盤の上に1h放置した後に、水平に置いた状態で、定盤との隙間(反り)をゲージで測定した。反りが2mm未満のものを○、2mm以上3mm未満のものを△、3mm以上あるものは×とする。
 <光学性能について>
 光学性能は、以下の方法にて測定した。(株)日立製作所製の薄型液晶テレビ(WOOO UT-32-HV700)に装着されているバックライト部分を取り出し、輝度測定用の光源とした。製造例及び比較製造例により得られた各光学シートを前記光源に組み込み可能な大きさにカットし(※略楕円畝状レンズの稜線方向はシートの長辺方向と平行になる方向;すなわちバックライトの冷陰極管と略楕円畝状レンズの稜線が平行となる方向)、レンズ面が光源と反対向きとなるようにしてバックライトに装着した。その上に、32インチサイズのプリズムシート(UTE-30;MN Tech社製)を1枚、マイクロレンズシート(UTE-21;MN Tech社製)1枚を、いずれもレンズ面が光源と反対向きとなるように拡散板上に配設した。
 ついで冷陰極管を点灯し、甲:冷陰極管の真上の輝度と、乙:冷陰極管と冷陰極管の間の輝度について、トプコン製色彩輝度計(BM-7)を用いて測定した。雰囲気の温度は25℃、湿度は60%RHとし、測定距離は冷陰極管から50cm(バックライト面に対して法線方向の距離)とし、視野角は0.2°にて実施した。なお輝度及び輝度ムラは、下記式により算出した。結果は表1にまとめた。
輝度=(甲+乙)/2
輝度ムラ(%)=|甲-乙|*100/輝度
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 本発明により、本来の設計性能を充分に発揮する表面形状付光学シートを効率よく製造することが出来る。また、このようにして製造された本発明の光学シートは、ロール表面の賦型が光学的設計どおりに転写される為、特に、光学シートとして優れた性能を発揮する。また、その光学シートを用いた光源ユニット、表示装置も優れた性能を発揮する。
1:ダイ
2:第1ロール
3:第2ロール
4:第3ロール(表面賦型ロール)
5a:引き取りロールa
5b:引き取りロールb
6:テイクオフロール

Claims (6)

  1.  光学要素がシートに賦型されるように表面加工された賦型ロールを用いて表面賦型される光学シートの製造方法において、賦型ロールの周速度をVaとし、引き取りロール(ドローロール)の周速度をVbとしたとき、周速度Vbを周速度Vaの103~130%にすることを特徴とする光学シートの製造方法。
  2.  光学要素が、引き取り方向と略平行に賦型され、かつ、横断面が凸状または凸弧状の頂部と横断面が凹状または凹弧状の谷部とが交互に略平行に多数配列された略畝状光学要素である請求項1記載の光学シートの製造方法。
  3.  略畝状光学要素の頂部と頂部の間隔、あるいは谷部と谷部の間隔が、200μm以下である請求項2に記載の光学シートの製造方法。
  4.  請求項1~3のいずれか一項に記載の製造方法で作製されたことを特徴とする光学シート。
  5.  請求項4記載の光学シートを用いたことを特徴とする光源ユニット。
  6.  請求項5記載の光源ユニットを用いたことを特徴とする表示装置。
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