JP2005272700A

JP2005272700A - 活性エネルギー線硬化性組成物、及び光学シート

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Publication number: JP2005272700A
Application number: JP2004089353A
Authority: JP
Inventors: Yukichi Konami; 諭吉小並; Takeshi Nakagawa; 剛中川
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2005-10-06

Abstract

【課題】耐熱性や耐擦傷性等の機械的特性に優れた、高精細レンズアレイを生産性良く形成することができる樹脂組成物を提供する。
【解決手段】本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、活性エネルギー線硬化性化合物（Ａ）（但し、後記成分（Ｘ）及び（Ｙ）を除く。）と活性エネルギー線感応性重合開始剤（Ｂ）とを合計で９０〜９９．８質量部、さらに、含フッ素活性エネルギー線硬化性化合物（Ｘ）、炭素数８以上のアルキル基を有する酸及び／又は酸誘導体（Ｙ）、シリコーン樹脂（Ｚ）から選択される少なくとも１種の化合物（Ｃ）１０〜０．２質量部（但し、成分（Ａ）〜（Ｃ）の合計を１００質量部とする。）を含有してなることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、液晶表示装置バックライト等に使用されるプリズムシート等の光学シートのレンズアレイに用いて好適な活性エネルギー線硬化性組成物、及びこれを用いた光学シートに関する。

従来、液晶表示装置バックライト等に使用される輝度向上プリズムシート等の光学シートは、プレス法、切削法、押出法等にて製造されている。
しかしながら、プレス法では成形に加熱・加圧・冷却の工程が必要であり、切削法では樹脂板一枚毎に切削機を用いてパターンを削り出すため、いずれも生産性の点で難がある。押出法は１種類の光学シートを大量生産するには好適であるが、多品種を生産する場合には、品種毎に金型を交換しなければならず、生産性の点で難がある。

かかる背景下、シート状の透光性基材上に、活性エネルギー線硬化性組成物を用いてプリズムレンズ等のレンズアレイを成形する技術が提案されている（特許文献１）。該技術によれば、精細なレンズアレイを生産性良く形成することができる。

一方、近年、液晶表示装置等の高精細化に伴い、これに搭載されるプリズムシート等の光学シートにも高精細化が進められている。例えば、バックライト用プリズムシートでは、プリズム頂角が６０〜７０°、ピッチが数十μｍと、先端部が鋭く精細なレンズアレイを形成する必要がある（特許文献２等）。さらに、バックライト用プリズムシートは、導光体と液晶セルとの間に、プリズム面が導光体と当接するように配置される。そのため、機器使用による温度上昇に伴うプリズム先端部の変形や、バックライトに搭載する際のプリズム面（プリズム先端部）の損傷等を抑止するため、レンズアレイにはより高い耐熱性や耐擦傷性等の機械的特性が要求されてきている。そして、特許文献１に記載の技術は、かかる特性を充分に充足するものではない。

型再現性、復元性、耐衝撃性等を向上したレンズ用樹脂組成物（特許文献３）や、耐熱性、機械的特性等を向上した合成樹脂製光学材料（特許文献４）が開示されている。これらは耐熱性や耐擦傷性等の向上に対してある程度の効力を発揮するものであるが、いずれも液晶表示装置バックライト等用の高精細レンズアレイを対象としたものではなく（例えば、特許文献４ではモールド等を用いた注型重合を対象としている。）、高精細用途に適用するには不充分である。
特公平１−３５７３７号公報特開平８−１２２５３６号公報特開平１０−１１４８１１号公報特開平１０−１３０３６１号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、耐熱性や耐擦傷性等の機械的特性に優れた、高精細レンズアレイを生産性良く形成することができる樹脂組成物、及びこれを用いた光学シートを提供することを目的とする。

本発明者は上記課題を解決するべく鋭意検討し、以下の活性エネルギー線硬化性組成物、及び光学シートを発明した。

本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、活性エネルギー線硬化性化合物（Ａ）（但し、後記成分（Ｘ）及び（Ｙ）を除く。）と活性エネルギー線感応性重合開始剤（Ｂ）とを合計で９０〜９９．８質量部、さらに、含フッ素活性エネルギー線硬化性化合物（Ｘ）、炭素数８以上のアルキル基を有する酸及び／又は酸誘導体（Ｙ）、シリコーン樹脂（Ｚ）から選択される少なくとも１種の化合物（Ｃ）１０〜０．２質量部（但し、成分（Ａ）〜（Ｃ）の合計を１００質量部とする。）を含有してなることを特徴とする。
本発明の光学シートは、この本発明の活性エネルギー線硬化性組成物を成形及び硬化してなるレンズアレイを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、耐熱性や耐擦傷性等の機械的特性に優れた、高精細レンズアレイを生産性良く形成することができる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を提供することができる。また、この組成物を用いることで、バックライト等への搭載時や機器使用時等における光学欠陥の発生が抑制された高品位な光学シートを提供することができる。

以下、本発明について詳細に説明する。
「活性エネルギー線硬化性組成物」
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、活性エネルギー線硬化性化合物（Ａ）（但し、後記成分（Ｘ）及び（Ｙ）を除く。）と活性エネルギー線感応性重合開始剤（Ｂ）、さらに、含フッ素活性エネルギー線硬化性化合物（Ｘ）、炭素数８以上のアルキル基を有する酸及び／又は酸誘導体（Ｙ）、シリコーン樹脂（Ｚ）から選択される少なくとも１種の化合物（Ｃ）を含有してなる。

本発明の組成物では、成分（Ａ）及び（Ｂ）によって、組成物に活性エネルギー線硬化性が付与され、レンズアレイ等の硬化物に耐熱性や耐擦傷性等の機械的特性が付与される。また、成分（Ｃ）を添加することで、硬化物の耐擦傷性等の向上が図られる。成分（Ｃ）は同時に硬化物の離型性向上効果、すなわちレンズアレイ形成時のレンズ型からの離型性向上効果も呈する。
なお、本明細書において、「擦傷」とは、プリズムレンズ等のレンズアレイ表面を擦った際に、レンズ先端部が局所的に破壊や変形等して、白化等の光学欠陥を生じる現象を意味する。

「成分（Ａ）」
活性エネルギー線硬化性化合物（Ａ）は、活性エネルギー線硬化性を有する化合物であれば特に制限はなく、カチオン重合性化合物やラジカル重合性化合物を用いることができる。カチオン重合性化合物としては、エポキシ基やオキセタン基を有する単量体等が挙げられる。硬化性の点では、特にラジカル重合性化合物が好ましく用いられる。

ラジカル重合性化合物としては、ラジカル重合性ビニル基含有単量体が挙げられる。ビニル基の量は特に限定されないが、硬化物の耐熱性及び耐擦傷性等の機械的特性の点から、成分（Ａ）及び（Ｂ）の合計１００ｇ中、０．３〜０．５ｍｏｌが好ましい。

活性エネルギー線硬化性化合物（Ａ）としては、ラジカル重合性ビニル基含有単量体の中でも、硬化物の耐熱性及び耐擦傷性等の機械的特性の点から、分子内に２以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物（ａ１）と、水酸基含有（メタ）アクリレート（ａ２）とを反応させて得られる、ウレタン（メタ）アクリレート（ウレタンジ（メタ）アクリレート及び／又はウレタンポリ（メタ）アクリレート）を含むことが好ましい。ウレタン結合の量は特に限定されないが、硬化物の耐熱性及び耐擦傷性等の機械的特性の点から、成分（Ａ）及び（Ｂ）の合計１００ｇ中、０．１ｍｏｌ以上が好ましい。

イソシアネート化合物（ａ１）としては特に制限はなく、脂環式脂肪族ジイソシアネートや芳香族ジイソシアネート等のジイソシアネート化合物等が挙げられ、１種又は２種以上を用いることができる。中でも、硬化物の耐黄変性を考慮すると、イソホロンジイソシアネート、水添４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート等の脂環式脂肪族ジイソシアネートが好ましく用いられる。

水酸基含有（メタ）アクリレート（ａ２）としては特に制限はないが、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート、グリセリンジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等が挙げられ、１種又は２種以上用いることができる。中でも、硬化物の耐熱性及び耐擦傷性等の機械的特性の点で、分子内に水酸基と２以上の（メタ）アクリロイル基を有する化合物、特に、成分（Ａ）の硬化性に優れることから、下記式（１）で表される化合物、特にペンタエリスリトールトリアクリレートが好ましく用いられる。

（式中、Ｒ_１は水素原子又はメチル基を示す。）

イソシアネート化合物（ａ１）と水酸基含有（メタ）アクリレート（ａ２）との反応は、常法にて、例えば、ジブチル錫ジラウレート等の錫系化合物を触媒とし、６０〜１００℃で加熱することで容易に実施することができる。得られるウレタン（メタ）アクリレートは一般に高い粘性を有するため、反応には直接関与しない低粘度の（メタ）アクリレート等の反応性希釈剤を合成時に使用しても良い。

本発明の組成物において、成分（Ａ）の配合量は、成分（Ａ）〜（Ｃ）の合計１００質量部に対して、８５〜９９．７質量部、特に９０〜９９．４質量部が好ましい。また、本発明の組成物において、成分（Ａ）と（Ｂ）の合計量は、成分（Ａ）〜（Ｃ）の合計１００質量部に対して、９０〜９９．８質量部、好ましくは９５〜９９．５質量部である。
成分（Ａ）の配合量あるいは成分（Ａ）及び（Ｂ）の合計量が上記下限未満では、硬化性や硬化物の耐熱性及び耐擦傷性等の機械的特性が不充分となり、上記上限を超えると、成分（Ｃ）の配合量が少なくなりすぎ、これを添加する効果、すなわち耐擦傷性等の向上効果及び硬化物の離型性向上効果が顕著に発現しなくなる。

「成分（Ｂ）」
活性エネルギー線感応性重合開始剤（Ｂ）は、成分（Ａ）の種類に応じて選定される。すなわち、成分（Ａ）がカチオン重合性化合物の場合には、カチオン重合開始剤が用いられ、成分（Ａ）がラジカル重合性化合物の場合には、ラジカル重合開始剤が用いられる。
ラジカル重合開始剤は、紫外線や可視光線等の活性エネルギー線に感応してラジカルを発生するものであれば、特に限定されない。その具体例としては、ベンゾイン、ベンゾインモノメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ジエトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン等のカルボニル化合物、テトラメチルチウラムジスルフィド等の硫黄化合物、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド類、カンファーキノン等の可視光線感応性のラジカル重合開始剤等が挙げられる。これらは１種又は２種以上を用いることができる。

重合開始剤（Ｂ）の配合量は、成分（Ａ）との合計量が上記配合量の範囲内で適宜設定すれば良いが、成分（Ａ）〜（Ｃ）の合計１００質量部に対して、０．０１〜５質量部、特に０．１〜３質量部が好ましい。（Ｂ）成分の配合量が下限未満では、組成物の硬化性が不充分となり、上限超では、硬化物が黄色に着色しやすくなる。

「成分（Ｃ）」
硬化物の耐擦傷性等の機械的特性の向上、及び硬化物の離型性向上効果を呈する成分（Ｃ）として、本発明では、含フッ素活性エネルギー線硬化性化合物（Ｘ）、炭素数８以上のアルキル基を有する酸及び／又は酸誘導体（Ｙ）、シリコーン樹脂（Ｚ）から選択される少なくとも１種の化合物を用いる。

（化合物（Ｘ））
含フッ素活性エネルギー線硬化性化合物（Ｘ）としては、成分（Ａ）と反応性を有するものであれば特に制限はないが、成分（Ａ）との反応性、硬化物の耐擦傷性等の向上、及び硬化物の離型性向上の点から、含フッ素（メタ）アクリレートが好ましく用いられる。その具体例としては、トリフルオロエチルアクリレート、トリフルオロエチルメタクリレート、テトラフルオロプロピルアクリレート、オクタフルオロペンチルアクリレート、オクタフルオロペンチルメタクリレート、ヘプタデカフルオロデシルメタクリレート等が挙げられ、１種又は２種以上を用いることができる。中でも、成分（Ａ）との反応性が高く硬化性が高いことから、トリフルオロエチルアクリレートが好ましく用いられる。

（化合物（Ｙ））
炭素数８以上のアルキル基を有する酸及び／又は酸誘導体（Ｙ）としては、特に制限はないが、硬化物の耐擦傷性等の向上、及び硬化物の離型性向上の点から、ダイマー酸及び／又はその誘導体、特にダイマージオール及び／又はダイマージオールのジ（メタ）アクリレート等が好ましく用いられる。
炭素数８以上のアルキル基を有するダイマージオールとしてはユニケマ社製プリポール２０３３（商品名）等が挙げられ、炭素数８以上のアルキル基を有するジ（メタ）アクリレートとしては例示のダイマージオールをエステル化したもの等が挙げられる。化合物（Ｙ）は１種又は２種以上を用いることができる。

（化合物（Ｚ））
シリコーン樹脂（Ｚ）としては、特に制限はないが、硬化物の耐擦傷性等の向上、及び硬化物の離型性向上の点から、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン等が好ましく用いられる。また、シリコーン樹脂（Ｚ）としては、分子量や構造の異なるものを２種以上併用して用いることもできる。

成分（Ｃ）としては、上記化合物の中でも、硬化物の耐擦傷性等の向上効果が大きいことから、化合物（Ｙ）、特にダイマージオールを用いることが好ましい。

化合物（Ｘ）〜（Ｚ）からから選択される少なくとも１種の化合物である成分（Ｃ）の配合量は、成分（Ａ）〜（Ｃ）の合計１００質量部に対して、１０〜０．２質量部、好ましくは５〜０．５質量部である。成分（Ｃ）の配合量が上記下限未満では、これを添加する効果が顕著に発現せず、上記上限を超えると、硬化物の耐熱性が低下し、さらには硬化物の表面に成分（Ｃ）が過剰に存在することで、光学欠陥が発生する場合もある。

（その他の成分）
本発明の組成物には、必要に応じて、酸化防止剤、黄変防止剤、紫外線吸収剤、ブルーイング剤、顔料、沈降防止剤、消泡剤、耐磨耗性付与剤、摩擦低減剤、帯電防止剤、防曇剤等の各種添加剤を含有させても良い。

本発明の組成物の粘度は特に限定されないが、５０℃における粘度が５０〜５００ｍＰａ・ｓ、特に１００〜４００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。
５０℃における粘度が上記下限未満では、組成物の流動性が高くなり、レンズアレイ形成時にレンズ型より組成物が流出しやすくなり、均一厚のレンズアレイを得ることが困難となる傾向がある。また、５０℃における粘度が上記上限を超えると、組成物の流動性が低下し、レンズアレイ形成時に、レンズ型の細部まで組成物を充填するのが困難となる傾向にあるとともに、気泡を巻き込みやすくなり、光学欠陥のない高精細レンズアレイの形成が困難となる傾向がある。さらに、レンズ型への組成物の注入作業性も低下する傾向にある。

本発明の組成物の硬化物の２０℃におけるビッカース硬度は１２〜２５、好ましくは１４〜２３である。
ビッカース硬度が１２以上であれば、硬化物の耐擦傷性や機械的強度等の機械的特性が、高輝度バックライト用プリズムシート等のレンズアレイとして良好なものとなる。また、ビッカース硬度が２５を超えると、硬化物の硬度が高くなりすぎて、当接する他の部材（バックライトの導光体等）を損傷する恐れがあり、好ましくない。

以上の構成の本発明の活性エネルギー線硬化性組成物によれば、耐熱性や耐擦傷性等の機械的特性に優れた高精細レンズアレイが得られる。また、本発明の組成物は硬化性及び硬化物の離型性にも優れ、レンズ型に組成物を注入し、これを硬化・離型するだけで、所望のパターンの高精細レンズアレイを簡易に生産性良く形成することができる。

「光学シートの構造」
本発明の光学シートは、上記の本発明の活性エネルギー線硬化性組成物を成形及び硬化してなるレンズアレイを備えたことを特徴とする。
本発明は、フィルム状、シート状、板状等の透光性基材の表面にレンズアレイを有する光学シートに好ましく適用できる。本発明は特に、液晶表示装置バックライト等に使用されるプリズムシート等に好ましく適用できる。

以下、図面に基づき、バックライト用プリズムシートを例として、本発明に係る一実施形態の光学シートの構造について説明する。また、同プリズムシートを備えたバックライトの一例について合わせて説明する。図１はバックライトに搭載した状態を示す斜視図、図２はプリズムシートの厚み方向断面図である。なお、図１ではプリズムシートの基材の図示を省略してある。

図示するように、本実施形態のプリズムシート３は、フィルム状、シート状、板状等の透光性基材１と、その上に形成されたレンズアレイ２とから概略構成されている。

基材１の材質は、活性エネルギー線を透過するものであれば特に限定されないが、ガラスや、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂、ポリエステル樹脂等の透明合成樹脂が用いられる。バックライトとしての光透過性の観点から、通常は透明合成樹脂が用いられる。基材１は、帯電防止、反射防止等の処理が施されたものであっても良い。
レンズアレイ２は基材１上に直接設けても良いが、密着性向上層４を介して設けても良い。密着性向上層４としては、アクリル樹脂やウレタン樹脂等からなる易接着層を別途設けたり、基材１の表層部を粗面化するなどして形成できる。

レンズアレイ２は、上記の本発明の活性エネルギー線硬化性組成物を成形及び硬化したものであり、三角柱状のプリズム２ａが所定ピッチで一方向に多数配列されたもの（プリズム列）である。
バックライト用プリズムシート３では、レンズアレイ２の厚さを０．１〜３ｍｍ程度、プリズム頂角を５０〜７５°程度、プリズムピッチを１０〜５００μｍ程度とすることが好ましい。

プリズムシート３には、出射光分布を広げたり、より滑らかな出射光分布を得る等の目的で、拡散機能を付与しても良い。拡散機能付与方法としては、基材１やレンズアレイ２中に、樹脂微粒子や無機微粒子等の拡散材を混入させる、基材１やレンズアレイ２の表面を粗面化する、基材１のレンズアレイ２と反対側の面に、プリズム２ａ列と交差するレンズ列を形成するなどが挙げられる。

図１に示すバックライト２０は、蛍光灯等の線状光源１２と、光源１２から出射された光を液晶セル側（図示上側）に導光する導光体１３と、導光体１３の液晶セル側に搭載されたプリズムシート３とから概略構成されている。導光体１３の液晶セルと反対側には、反射フィルム、反射蒸着層等からなる反射層１４が形成されている。また、光源１２から導光体１３へ有効に光を導入するために、光源１２の導光体１３に対向しない側は、内側に反射剤を塗布したケースやフィルム等のリフレクタ１５で覆われている。

導光体１３は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂等の光線透過率の高い合成樹脂からなり、その一側面が光源１２と対向配置され、光入射面となっている。導光体１３に入射した光は反射を繰り返して導光体１３内を伝搬し、液晶セル側の面から出射される。導光体１３の光出射面にはサンドブラスト等による粗面化処理や、プリズム列、レンチキュラーレンズ列等の凹凸パターン形成等が施されており、これによって、指向性のある光が出射されるようになっている。

プリズムシート３は、レンズアレイ２側が導光体１３側となるように配置される。また、各プリズム２ａと光源１２とを略平行配置することが好ましい。プリズム２ａの全反射作用により、導光体１３から出射された光の進行方向が観察者側に変化する。これにより、観察者側に出射される光量が多くなり、高輝度表示が可能となる。

なお、本発明は上記形態に限らず、プリズムシートを備えたバックライトであれば、いかなるバックライトにも適用可能である。
例えば、導光体の光出射面側に拡散シートを介して、レンズアレイ２が液晶セル側となるように、プリズムシートを配置するバックライトにも適用可能である。この場合、プリズム頂角は８０〜１３０°とすることが好ましい。その他、複数のプリズムシートを重ねて導光体の光出射面上に配置するバックライトにも適用可能である。

「光学シートの製造方法」
本発明の光学シートの製造方法を、上記のプリズムシート３を例として説明する。本発明の光学シートは、バッチ生産方式、及び連続生産方式のいずれの方法によっても製造することができる。

図３に基づいて、バッチ生産方式について説明する。図３において、（ａ）はレンズ型の斜視図、（ｂ）及び（ｃ）は各々、注型工程及び離型工程を示す概略断面図である。

はじめに、所望のプリズムパターンを形成した図３（ａ）に示すレンズ型６を用意する。レンズ型６としては特に限定されないが、アルミニウム、黄銅、鋼等の金属製の型、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂、ポリメチルペンテン樹脂等の合成樹脂製の型、これらにメッキを施したものや各種金属粉を混合したものなどが挙げられる。特に、耐熱性や強度の面から、金属製の型が好ましく用いられる。

同図（ｂ）に示すように、用意したレンズ型６に対して、本発明の活性エネルギー線硬化性組成物５を注入延展し、透光性基材１で被覆する。基材１には、必要に応じてあらかじめ、密着性向上層４が形成されている。
次いで、基材１側から活性エネルギー線を照射し、組成物５を硬化する。これによって、組成物５が成形されレンズアレイ２が形成されると同時に、基材１とレンズアレイ２とが密着したプリズムシート３が得られる。
活性エネルギー線発光光源としては、化学反応用ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、可視光ハロゲンランプ、太陽光等が使用できる。照射エネルギーは特に限定されないが、２００〜６００ｎｍの波長の積算エネルギーが０．１〜５Ｊ/ｃｍ^２となるように照射することが好ましい。活性エネルギー線の照射雰囲気は、空気中でも良いし、窒素、アルゴン等の不活性ガス中でも良い。
最後に、同図（ｃ）に示すように、プリズムシート３をレンズ型６から離型し、プリズムシート３が完成する。

次に、図４に基づいて、連続生産方式について簡単に説明する。同図は、連続生産方式の製造装置の一例を示す図である。
この方式では、レンズ型として、表面に所望のプリズムパターンを有する円筒状レンズ型７を用いる。その具体的態様としては、円筒状物の表面に直接プリズムパターンが形成されたものや、プリズムパターンを形成した薄板を芯ロールに巻き付け固定したもの等が挙げられる。またその材質は先のレンズ型６と同様のものが用いられる。

図示する装置には、本発明の活性エネルギー線硬化性組成物５を貯蔵するタンク９、及び組成物５を基材１上に供給する供給ノズル１０が備えられている。タンク９には、貯蔵する組成物５の温度制御ができるように、タンク内部あるいは外部にシーズヒータや温水ジャケット等の熱源設備が設けられている。また、ノズル１０の近傍には、円筒状レンズ型７に対向して、各種ゴム製ロール等からなるニップロール８が設けられており、その下流側には円筒状レンズ型７に対向して活性エネルギー線発光光源１１が設けられている。活性エネルギー線発光光源１１としてはバッチ生産方式と同様のものが用いられる。

透光性基材１は円筒状レンズ型７に沿って走行するように連続的に供給され、タンク９内の組成物５が、配管を通って供給ノズル１０から基材１と円筒状レンズ型７との間に注入される。この際、円筒状レンズ型７とニップロール８との間隙によって、注入される組成物５の膜厚が均一化されるようになっている。
組成物５は基材１と円筒状レンズ型７との間に保持され、円筒状レンズ型７のプリズムパターンに入り込んだ状態で、活性エネルギー線照射を受ける。活性エネルギー線は、活性エネルギー線発光光源１１から出射され、基材１を通って組成物５に照射される。これによって、組成物５が硬化され、レンズアレイ２が形成されると同時に、基材１とレンズアレイ２とが密着したプリズムシート３が得られる。活性エネルギー線照射条件はバッチ生産方式と同様である。

本発明の光学シートは、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を用いて得られたレンズアレイを備えたものであるので、バックライト等への搭載時や機器使用時等における光学欠陥の発生が抑制された高品位なものとなる。また、レンズアレイを生産性良く形成することができるので、生産性にも優れ、多品種の生産にも適している。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は下記例によって限定されるものではない。
「ウレタン（メタ）アクリレートの合成」
（合成例１）ウレタンポリアクリレート（Ａ−１）
５Ｌガラス製容器に、イソシアネート化合物（ａ１）としてイソホロンジイソシアネート（ダイセルヒュルス社製、ＩＰＤＩ）１１１０ｇ、触媒としてジラウリン酸ジ−ｎ−ブチル錫２ｇ、重合禁止剤として２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール１．５ｇを投入し、攪拌しながら７０℃に加温した。液温を保持し撹拌しながら、水酸基含有（メタ）アクリレート（ａ２）としてペンタエリスリトールトリアクリレート（新中村化学工業製ＮＫエステルＡ−ＴＭＭ−３Ｌ）３１２９ｇを５時間かけて滴下した。さらに、液温を７０℃に８時間保ち、ウレタンポリアクリレート（Ａ−１）（ＩＰＤＩ／ＰＥＴＡ）を合成した。
反応の進行はイソシアネート基量の滴定分析により確認し、イソシアネート基の９６％以上が消失した時点を反応の終点とした。

（合成例２）ウレタンポリメタクリレート（Ａ−２）
水酸基含有（メタ）アクリレート（ａ２）を、グリセリンジメタクリレート（共栄社化学製ライトエステルＧ−１０１Ｐ）２３９４ｇに変更した以外は合成例１と同様とし、ウレタンポリメタクリレート（Ａ−２）（ＩＰＤＩ／ＧＤＭＡ）を得た。

（合成例３）ウレタンジアクリレート（Ａ−３）
イソシアネート化合物（ａ１）を、水添４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（住化バイエルウレタン製デスモジュールＷ）１３１０ｇ、水酸基含有（メタ）アクリレート（ａ２）を、４−ヒドロキシブチルアクリレート（大阪有機化学工業製４−ＨＢＡ）１５１２ｇに変更した以外は合成例１と同様とし、ウレタンジアクリレート（Ａ−３）（ＨＭＤＩ／ＨＢＡ）を得た。

（合成例４）ウレタンジアクリレート（Ａ−４）
水酸基含有（メタ）アクリレート（ａ２）を、２−ヒドロキシエチルアクリレート（大阪有機化学工業製ＨＥＡ）１２１８ｇに変更した以外は合成例１と同様とし、ウレタンジアクリレート（Ａ−４）（ＩＰＤＩ／ＨＥＡ）を得た。

「混合物の調製」
本発明及び比較用の活性エネルギー線硬化性組成物の調製に先立ち、４０℃下、成分（Ａ）及び（Ｂ）を表１に示す組成で良く混合して均一溶液とし、混合物（Ｍ−１）〜（Ｍ−３）を得た。
表中、配合量の単位は質量部を示す。また、（Ａ−１）〜（Ａ−４）は上記合成例で得たウレタン（メタ）アクリレートであり、他の成分は下記市販品を示す。同表には、混合物中のビニル基の量、及びウレタン結合の量について合わせて記載してある。
（Ａ−５）：ノナブチレングリコールジメタクリレート
（Ａ−６）：エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡジアクリレート（エチレンオキサイドによる変性数１０）
（Ｂ−１）：２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン

（実施例、比較例）
４０℃下、上記で得た混合物（Ｍ）及び成分（Ｃ）（（Ｘ）〜（Ｚ））を表２及び３に示す組成で良く混合して均一溶液とし、活性エネルギー線硬化性組成物を得た。表中、配合量の単位は質量部を示し、成分（Ｃ）の各略号は以下の化合物を示す。
（Ｘ−１）：トリフルオロエチルアクリレート（大阪有機化学工業製ビスコート３Ｆ）
（Ｙ−１）：ダイマージオール（ユニケマ製プリポール２０３３）
（Ｚ−１）：ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン（ビッグケミージャパン製ＢＹＫ−３０２）
（Ｚ−２）：ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン（ビックケミージャパン製ＢＹＫ−３３１）

得られた組成物を用いて、図４に示した装置にてプリズムシートを製造した。
透光性基材（１）としては、片面に密着性向上層（４）（密着性を向上させる樹脂を基材表面に塗付したもの）を設けたＰＥＴフィルム（東洋紡社製「Ａ４１００」、厚さ１２５μｍ）を用いた。
円筒状レンズ型（７）としては、プリズム頂角（α（図３（ａ）参照））６５゜の断面視二等辺三角形状プリズムをピッチ５０μｍで多数連接形成した黄銅製薄板に無電解ニッケルメッキを施したものを、外径２２０ｍｍ、長さ４５０ｍｍのステンレス製円筒状芯ロールに巻き付けて固定したものを用い、約３ｍ／分の速度で回転させた。
タンク（９）内の組成物（５）は４０℃に保持した。
活性エネルギー線発光光源１１としては、ランプ発光長約５０ｃｍ、６ｋＷ（１２０Ｗ／ｃｍ）の紫外線照射装置を用い、照射量（積算光量）が１Ｊ／ｃｍ^２となるように紫外線を照射した。

（評価項目及び評価方法）
得られた組成物及びプリズムシートについて、以下の評価を行った。
＜ビッカース硬度＞
一対のパイレックス（登録商標）ガラス（３ｍｍ厚）を１ｍｍ間隔で対向配置したセル内に、得られた活性エネルギー線硬化性組成物を注入した。これに対し、一面側から波長２００〜６００ｎｍの積算エネルギーが０．７Ｊ／ｃｍ^２となるように高圧水銀灯を照射し、さらに、他面側からも同様の照射を行って、１ｍｍ厚の硬化物を得た。この硬化物をセルから取り出し、微小硬度計（松沢精機社製ＭＸＴ７０−ＵＬ型）にて、荷重９８．０７ｍＮで２０℃におけるビッカース硬度を測定した。

＜粘度＞
得られた活性エネルギー線硬化性組成物の５０℃における粘度をＥ型粘度計（東機産業社製ＥＨＤ型）を用いて測定した。
＜注入作業性＞
組成物のレンズ型への注入作業性を、下記基準にて評価した。
○：気泡の巻き込み等がなく、レンズ型内に組成物を隙間なく良好に注入できる。
×：気泡の巻き込み等があり、組成物を良好に注入できない。

＜耐熱性＞
得られたプリズムシートを、レンズアレイ面が下側となるように、アクリル板（３ｍｍ厚）上に載置した。その上にさらにプリズムシートと同寸法のガラス板を載置し、０．８ｇ／ｃｍ^２の荷重をかけた。この状態で乾燥機に入れ、６０℃で６時間加熱し、レンズアレイ面の外観変化を目視観察し、下記基準にて評価した。
○：レンズアレイ面が試験前と変わらない。
×：加熱によりレンズアレイ面に変形等の光学欠陥が発生した。

＜耐擦傷性１＞
得られたプリズムシートのレンズアレイ面に対して、プリズムの稜線方向に対し直角方向に爪で引掻いた際のレンズアレイ面の外観変化を目視観察し、下記基準にて評価した。
○：レンズアレイ先端部が変形するが破壊されない。
×：レンズアレイ先端部が破壊され、引掻いた軌跡が白化した。

＜耐擦傷性２＞
得られたプリズムシートを、レンズアレイ面が上側となるように、平滑な金属製の台の上に載置した。この上にアクリル板（３ｍｍ厚）から切り出した試験片を載置し、約６０ｇ／ｃｍ^２の荷重をかけた状態でプリズムの稜線方向に対し直角方向に５０往復させた。レンズアレイ面の外観変化を目視観察し、下記基準にて評価した。
○：レンズアレイ面が試験前と変わらない。
×：レンズアレイ面に白化等の光学欠陥が発生した。

（結果）
結果を表２、３に合わせて示す。
表に示すように、実施例１〜６で得られた活性エネルギー線硬化性組成物は、２０℃におけるビッカース硬度が１４〜１５であり、５０℃における粘度が１４０〜２７０ｍＰａ・ｓであり、レンズ型への注入作業性に優れ、得られたプリズムシートのレンズアレイは、耐熱性、耐擦傷性が良好であった。
得られたプリズムシートを用いて、図１に示すバックライトを構成したところ、バックライトへの搭載時のレンズアレイ面の傷付き、バックライト使用時のプリズム先端部の熱変形や、振動による白化等の光学欠陥の発生がなく、高品位高輝度のバックライトが得られた。

対して、成分（Ｃ）を配合しなかった比較例１、３では、得られたレンズアレイの耐擦傷性が不良であった。また、成分（Ｃ）を配合しても、硬化物のビッカース硬度が１２未満の組成物を調製した比較例２、４、５では、得られたレンズアレイは耐熱性及び耐擦傷性が不良であった。

本発明の技術は、液晶表示装置バックライト等用プリズムシート等の光学シートに好ましく適用することができる。

本発明に係る一実施形態の光学シートを備えたバックライトの構造を示す斜視図である。本発明に係る一実施形態の光学シートの構造を示す断面図である。本発明の光学シートの製造方法の一例を示す工程図である。本発明の光学シートの製造方法の他の例を示す図である。

符号の説明

１透光性基材
２レンズアレイ
３プリズムシート

Claims

活性エネルギー線硬化性化合物（Ａ）（但し、後記成分（Ｘ）及び（Ｙ）を除く。）と活性エネルギー線感応性重合開始剤（Ｂ）とを合計で９０〜９９．８質量部、
さらに、含フッ素活性エネルギー線硬化性化合物（Ｘ）、炭素数８以上のアルキル基を有する酸及び／又は酸誘導体（Ｙ）、シリコーン樹脂（Ｚ）から選択される少なくとも１種の化合物（Ｃ）１０〜０．２質量部（但し、成分（Ａ）〜（Ｃ）の合計を１００質量部とする。）を含有してなることを特徴とする活性エネルギー線硬化性組成物。
請求項１に記載の活性エネルギー線硬化性組成物を成形及び硬化してなるレンズアレイを備えたことを特徴とする光学シート。
前記レンズアレイの２０℃におけるビッカース硬度が１２〜２５であることを特徴とする請求項２に記載の光学シート。