JP5712511B2 - 光学シート、光学シートロール、光学シートの製造方法、及び映像表示装置 - Google Patents
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Description
本発明において「幅方向の端より内側」とは、光学シートの長手方向に直交する断面において、幅方向の一方の端に接するとともに光学シートのシート面に垂直な線と、幅方向の他方の端に接するとともに光学シートのシート面に垂直な線との間を意味する。
なお、本発明において、「光吸収部が形成されている部分」とは、複数形成されている光吸収部のうち、幅方向において最も端にある光吸収部同士の間の部分を意味する。また、「保護フィルム層の幅方向の端が、光吸収部が形成されている部分の幅方向の端に対して同一」とは、光学シートの長手方向に直交する断面において、保護フィルム層の幅方向の端に接するとともに光学シートのシート面に垂直な線と、光吸収部が形成されている部分の幅方向の端に接するとともに光学シートのシート面に垂直な線とが重なることを意味する。
また、上記保護フィルムの態様によって、後に詳述するように、保護フィルムの無駄な使用を減らすことができる。
図1は1つの実施形態にかかる本発明の光学シート10の端部の断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。図1において、紙面奥/手前方向が、光学シート10の長手方向である。なお、図1は、光学シート10の幅方向の一方の端部に着目して示しているが、光学シート10は、幅方向の他方の端部についても同様の形状を有している。
基材層11は、後で詳しく説明する光学機能シート層12を形成するための基材層としての層で、ポリエチレンテレフタレート(PET)を主成分とすることができる。基材層11がPETを主成分とする場合、他の樹脂が含まれてもよい。また、各種添加剤を適宜添加してもよい。一般的な添加剤としては、フェノール系等の酸化防止剤、ラクトン系等の安定剤等を挙げることができる。ここで「主成分」とは、基材層を形成する材料全体に対して上記PETが50質量%以上含有されていることを意味する(以下、同様とする。)。
本実施形態では、性能に加え、量産性、価格、入手可能性等の観点からPETを主成分とする樹脂を好ましい材料であるとして説明した。
光学機能シート層12は、映像光源側からの映像光の光路を制御するとともに、迷光や外光を適切に吸収する機能を有する層である。光学機能シート層12は、図1に示した断面を有して紙面奥/手前側に延在する形状を備える。すなわち、図1に表れる断面において断面が略台形である光透過部13、13、…と、該光透過部13、13、…の間に配置される光吸収部14、14、…とを備えている。図2に、図1に示した光学シート10のうち、光学機能シート層12の1つの光吸収部14とこれに隣接する光透過部13、13を拡大して示した。図1、図2及び適宜示す図を参照しつつ光学機能シート層12についてさらに説明する。
また、図5(b)の例は2つの斜辺により構成されている例であるが、さらに多くの辺で折れ線状が構成されてもよい。
また、本実施形態では上記のようにNp≧Nbの関係が好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではなく、光透過部の屈折率を光吸収部の屈折率よりも小さく形成することも可能である。
このときバインダー部15のバインダーが上記の屈折率Nbである材料により構成される。当該バインダーとして用いられるものは特に限定されないが、例えば、光硬化型プレポリマー(P2)、反応性希釈モノマー(M2)および光重合開始剤(S2)を配合した光硬化型樹脂組成物が好ましく用いられる。
次に、図1に戻って粘着剤層21について説明する。粘着剤層21は、粘着剤が配置される層である。該粘着剤としては、公知のもの用いることができる。本発明に用いることができる粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤を挙げることができる。ただし、必要な光透過性、粘着性、耐候性を得ることができれば粘着剤はこれに限定されるものではない。また、粘着剤にはUV吸収剤、近赤外線吸収剤、ネオン線吸収剤、および調色色素などを含める場合もある。
次に、離型フィルム層22について説明する。離型フィルム層22は、光学シート10の加工時や輸送時などに粘着剤層21に異物が付着することや、粘着剤層21が他のものと接触することを防止するために設けられる層である。離型フィルム層22は、粘着剤層21が形成された後に設けられてもよく、粘着剤層21を構成する粘着剤を基材層11の一方の面側に塗布した後、該粘着剤を乾燥する前に設けてもよい。離型フィルム層22を構成する離型フィルムとしては、公知の離型フィルムを用いることができる。
次に、保護フィルム層20について説明する。保護フィルム層20は、光学シート10の加工時や輸送時などに光学機能シート層12が傷むことを防止するために設けられる層である。保護フィルム層20を構成するフィルムとしては、公知の離型フィルムを用いることができる。
これまでの本発明の説明では、基材層11、光学機能シート層12、保護フィルム層20、粘着剤層21、及び離型フィルム層22を備えた光学シート10について説明したが、本発明の光学シートは、上記基材層及び該基材層上に形成された光学機能シート層を有していればよく、用途に応じてこれまでに説明した層以外の様々な機能を有する層も備えさせることができる。本発明の光学シートに備えられ得るその他の層としては、従来の光学シートに用いられていたものを特に限定することなく用いることができる。具体的には、電磁波シールド層、防眩層、反射防止層、ハードコート層、波長フィルタ層などを、粘着剤層を用いて貼合することで構成することができる。また、粘着剤層を構成する粘着剤にはUV吸収剤、近赤外線吸収剤、ネオン線吸収剤、および調色色素などを含める場合もある。これらの層の積層順、及び積層数は、光学シートの用途に応じて適宜決定される。以下、これらの層の機能などについて説明する。
次に、本発明の光学シートロールについて説明する。本発明の光学シートロールは、本発明の光学シートを、長手方向が巻回方向となるようにしてロール状に巻回してなる。なお、光学シートを巻回するとき、光学機能シート層と基材層のどちらが外側になるよう巻回してもよい。ただし、光透過部(光学機能シート層)を外側にして巻回することが好ましい。光透過部の硬化収縮が抑えられる方向に巻回することとなり、光学シートロールから光学シートを切り出して他のシート(層)と積層する際に、該光学シートのカールが抑えられることになるからである。
本発明の映像表示装置は、上記本発明の光学シートを適切な大きさに切断したシートと映像源とを備えている。例えば、映像源としてPDPを用い、適切な大きさに切断した本発明の光学シートを該PDPに重ねることによって、プラズマディスプレイとすることができる。
<実施例1>
(1)粘着剤層形成工程及び離型フィルム層形成工程
(メタ)アクリル系樹脂粘着剤(綜研化学株式会社製、SKダイン2094)100質量部に対して、硬化剤(綜研化学株式会社製、E−5XM)0.25質量部、溶剤MIBK30質量部を各々添加し、充分分散させて粘着剤組成物を調製した。当該粘着剤組成物を、厚みが25μm、幅方向に1370mmとなるように基材層(PETフィルム、厚み:100μm、幅:1400mm)上に塗工し、80℃で3分乾燥した。乾燥後に、得られた塗膜上に更に、離型処理PETフィルム(離型フィルム、厚み:38μm、幅1380mm)を被覆して、基材層の片側に粘着剤層及び離型フィルム層を形成した。
ポリテトラメチレングリコールとイソホロンジイソシアネートからなるウレタンアクリレート15質量部、ビスフェノールA−エトキシ付加物とキシリレンジイソシアネートからなるウレタンアクリレート55質量部、フェノキシエチルアクリレート20質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート4質量部、ビスフェノールAジグリシジルエーテル4質量部、テトラデカノール−エトキシ付加物のリン酸エステル2質量部の混合物に対して、光重合開始剤として、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド1質量部を添加して均一化した。
ピッチが51μmで開口幅(図2に示した幅x参照)が10μmで深さが69μmの溝を形成し得る型ロールを準備した。この型ロールとニップロールとの間に、上記のようにして一方の面側に粘着剤層が形成された基材層を送り込んだ。この基材層の送り込みに合わせ、上で得られた光透過部構成組成物を型ロールと基材層との間に供給した。このとき、基材層上において、光透過部構成組成物のバンクの幅が1330mmとなるよう供給装置から光透過部構成組成物を供給し、該光透過部構成組成物が型ロールの溝に充填されるように、型ロールおよびニップロールで該光透過部構成組成物を押圧した。その際、基材層と離型フィルム層との間で、粘着剤層を構成する粘着剤のはみ出しは確認できなかった。その後、基材層側から高圧水銀灯により800mJ/cm2の紫外線を照射して光透過部構成組成物を特にシワなどの不具合なく硬化させ、光透過部を形成することができた。以上によって、光透過部を含む厚さが189±20μmであり、光透過部形成部の幅が1330mmである、光吸収部が形成される前の光学機能シート層を得た。
ウレタンアクリレート33.6質量部とエポキシアクリレート14.4質量部とが混合されたプレポリマーに、反応性希釈モノマーとしてトリプロピレングリコールジアクリレート28質量部、およびメトキシトリエチレングリコールアクリレート4質量部を加え調整した組成物に、光重合開始剤として、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド3質量部、および着色粒子として、平均粒径4.0μmのカーボンブラック含有アクリル架橋微粒子(ガンツ化成株式会社製)16質量部を混合して均一化した。
上で得られた光吸収部構成組成物を供給装置から上で得られた光透過部上に供給した。このとき、光透過部上において、光吸収部構成組成物のバンクの幅が1260mmとなるよう供給装置から光吸収部構成組成物を供給した。次に、ドクターブレードを用いて光吸収部構成組成物を光透過部間の溝に供給するとともに、余剰分の光吸収部構成組成物を掻き落とした。このとき、光吸収部構成組成物が基材層の端から漏れることはなかった。その後、基材層が備えられる側とは反対側から紫外線を照射して光吸収部構成組成物を硬化させ、硬化した光吸収部構成組成物によって、光吸収部を形成した。光吸収部が形成されている部分の幅は、幅1260mmのであった。以上のようにして、基材層、光透過部と光吸収部とからなる光学機能シート層、粘着剤層、及び離型フィルム層を備えた光学シートを得た。
実施例1と同様にして粘着剤層、離型フィルム層、光透過部を形成した。次に、光吸収部が形成される部分の幅を1350mmとする以外は実施例1と同様にして光吸収部を形成しようとした。しかしながら、ドクターブレードを用いて光透過部材上に供給された光吸収部構成組成物を掻き落とす際に、幅方向の端部のバンクが安定せず、光吸収部構成組成物が漏れ出すこととなり、光学シート製造することは不可能であった。
粘着剤層の幅を1400mmとした以外は実施例1と同様にして、粘着剤層、離型フィルム層、及び光学機能シート層を形成しようとした。しかしながら、光透過部を形成する際に、型ロールおよびニップロール間の押圧力により、粘着剤層が押しつぶされ、基材層の端から粘着剤層を構成する粘着剤組成物がはみ出し、型ロール、ニップロールを該粘着剤組成物で汚染してしまい、光学シートを製造できなかった。
粘着剤層の幅を1300mmとした以外は実施例1と同様にして、粘着剤層と離型フィルム層とを形成した。次に、光透過部形成部の幅を1330mmとする以外は実施例1と同様にして、基材層上に光透過部を形成しようとした。その際、基材層と離型フィルム層との間で、粘着剤層を構成する粘着剤のはみ出しは確認できなかった。しかしながら、基材層側から高圧水銀灯により800mJ/cm2の紫外線を照射して光透過部構成組成物を硬化させる際、シワが発生した。また、当条件で作製した光透過部を目視で確認したところ、金型のキズによる転写跡が確認できた為、当条件で光学シートを製造することは不可能であった。
11 基材層
12 光学機能シート層
13 光透過部
14 光吸収部
15 バインダー部
16 光吸収粒子
20 保護フィルム層
21 粘着剤層
22 離型フィルム層
Claims (5)
- 一方の面側から入射した光を制御して他方の面側に出射する、複数の層を有する光学シートであって、
基材層と、
該基材層の一方の面側に形成された光学機能シート層と、
前記基材層の前記光学機能シート層が備えられる側とは反対側に配置された粘着剤層と、
前記光学機能シート層の前記基材層が備えられる側とは反対側に配置された保護フィルム層と、を備え、
前記光学機能シート層が、
前記光学シートの長手方向に延び、該長手方向に直交する方向に所定の間隔を有して配列された光を透過可能な複数の光透過部と、隣り合う前記光透過部の間の溝に光を吸収可能に形成された光吸収部とを有し、
前記光学シートの長手方向に直交する断面において、幅方向の両端側に前記光吸収部が形成されていない前記光透過部間の溝を有し、
前記光学シートの長手方向に直交する断面において前記粘着剤層の幅方向の端が、前記基材層の幅方向の端より内側にあり、
前記光学シートの長手方向に直交する断面において前記保護フィルム層の幅方向の端が、前記光吸収部が形成されている部分の幅方向の端に対して同一、または内側にある、光学シート。 - 前記光学シートの長手方向に直交する断面において、前記光学機能シート層の幅方向の端が、前記粘着剤層の幅方向の端より内側にある、請求項1に記載の光学シート。
- 請求項1又は2に記載の光学シートをロール状に巻回してなる光学シートロール。
- 光を透過可能に形成された光透過部と、光を吸収可能に形成された光吸収部とを有する光学機能シート層を具備する複数の層からなる光学シートの製造方法であって、
基材層の一方の面上に、前記光学シートの長手方向に直交する方向にシート面に沿って所定の間隔で並列して光透過部を形成する光透過部形成工程と、
前記基材層のうち前記光透過部が形成された面とは反対側の面に、前記光学シートの長手方向に直交する断面において、幅方向の端が、前記基材層の幅方向の端より内側になるように粘着剤層を形成する粘着剤層形成工程と、
前記光透過部間の溝に、前記光学シートの長手方向に直交する断面において、幅方向の両端側の溝に前記光吸収部が形成されない前記光透過部間の溝を残すようにして前記光吸収部を形成する光吸収部形成工程と、
前記光学機能シート層の前記基材層が備えられる側とは反対側に、前記光学シートの長手方向に直交する断面において、幅方向の端が、前記光吸収部が形成されている部分の幅方向の端に対して同一、または内側になるように保護フィルム層を形成する保護フィルム層形成工程と、を備える、光学シートの製造方法。 - 前記光透過部形成工程が、前記光学シートの長手方向に直交する断面において、前記粘着剤層の幅方向の端より内側に前記光透過部を形成する工程である、請求項4に記載の光学シートの製造方法。
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