JP2012233984A - 微細構造シート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】樹脂シートの一方の面に連続的に形成された第1の畝状構造体3と、他方の面に一定の間隔で形成された第2の畝状構造体4aと、前記他方の面で第2の畝状構造体4a間に形成された平滑面4bとを有し、平滑面4bにおいて、第2の畝状構造体4aの延伸方向における第1の十点平均粗さが、第2の畝状構造体4aの延伸方向と平面視で直交する方向における第2の十点平均粗さよりも大きく、且つ第1の十点平均粗さが0.25μm以下である微細構造シートとした。
【選択図】図1
Description
そこで、導光板を射出成形法や押出成形法により成形し、光偏向要素を押出時に直接形成する方法も提案されている(例えば特許文献2)。この方法では、導光板の成形と同時に光偏向要素も形成されるため工程数が減り、低コスト化が実現できる。
一方で押出成形法は、大型の導光板の製造に適した方法であり、円筒状のロール金型を用いた“Roll to Roll”での成形が基本である。例えば、畝状構造体と平滑面とで構成される光偏向要素を押出成形法により形成する場合には、前記畝状構造体を形成するための溝と、前記平滑面を形成するための平滑曲面とが形成されたロール金型を用いる場合がある。
また、本発明の他の態様は、前記畝状構造体の延伸方向と平面視で直交する方向における断面の輪郭が、弧状または角形状であり、前記溝状構造体の延伸方向と平面視で直交する方向における断面の輪郭が、弧状または角形状であることを特徴とすることとしても良い。
また、本発明の他の態様は、前記畝状構造体の延伸方向と前記溝状構造体の延伸方向とが、平面視で直交していることを特徴とすることとしても良い。
さらに、光偏向要素の平滑面に形成された微細な凹凸と第二の畝状構造体とにより入射光が干渉しないので、線状或いはムラ状の外観不良が発生することを低減することができる。
さらに、光偏向要素の平滑面に形成された微細な凹凸と溝状構造体とにより入射光が干渉しないので、線状或いはムラ状の外観不良が発生することを低減することができる。
(微細構造シート)
本発明の第一実施形態に係る微細構造シートについて、図1〜図5を参照して説明する。図1は、微細構造シート5の全体を示す図である。図2は、後述する第2の畝状構造体4a及び平滑面4bが形成された面1bを拡大して示す図である。図3は、微細構造シート5の製造方法を示す図である。図4は、後述する第1の畝状構造体3を樹脂シート5aに形成するために用いるロール金具2aを示す図である。図5は、後述する第2の畝状構造体4a及び平滑面4bを樹脂シート5aに形成するために用いるロール金具2bを示す図である。ここで、「樹脂シート5a」とは、微細構造シート5を形成する際の基材を指す。
第2の畝状構造体4aの形状は、例えば、畝の高さH2は25μmであり、畝の幅P2は25μmである。そして、第2の畝状構造体4aの延伸方向と平面視で直交する方向における断面の輪郭は弧状であり、例えばその輪郭は半円となっている。
なお、第1の畝状構造体3の延伸方向と第2の畝状構造体4aの延伸方向との関係については、平面視で直交している場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば一定の角度をもって交差していれば良い。第1の畝状構造体の延伸方向と第2の畝状構造体の延伸方向とが一定の角度で交差していれば、微細構造シート5に入射された光(つまり、入射光)は第2の畝状構造体で反射するので、第1の畝状構造体の延伸方向と第2の畝状構造体の延伸方向とが平行である場合と比較して、この入射光を効率良く導光板の射出面側(つまり、液晶表示装置の側)に向かって出射することができる。
また、図1には、第1の畝状構造体3が平面視で直線状の畝状構造体として記載されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば平面視で波型の畝状構造体であっても良い。
以上のように、上記微細構造シート5であれば、微細構造シート5を裁断して導光板とし、この導光板の端面から光を入射した場合、光偏向要素の平滑面に形成された微細な凹凸と畝状構造体とにより光が干渉しないので、線状の外観不良が発生することを低減することができる。
次に、微細構造シート5の製造方法について、図3を参照して説明する。図3は、押出形成法を用いた微細構造シート5の製造装置6を示しており、この製造装置6は第1の畝状構造体3を形成するためのロール金型2a(図4を参照)と、第2の畝状構造体4a及び平滑面4bを形成するためのロール金型2b(図5を参照)と、樹脂をシート状に成型するためのダイ7とを含んでいる。
まず、ダイ7で帝人化成(株)製の熱可塑性ポリカーボネート樹脂を配合して溶融し、ダイ7に設けられた間隙からこの溶融した樹脂を押し出すことによってシート状に成形した熱可塑性ポリカーボネート樹脂(以下、樹脂シートともいう。)5aを得た。
以下、微細構造シート5の製造に用いたロール金型2aとロール金型2bとについて説明する。
(ロール金型2a)
ロール金型2aは、図4に示すように、円筒部材の円周を取り囲むように(つまり、円筒部材の円周方向に)第1の畝状構造体3に対応する溝3aが複数形成された形状をしている。そして、それぞれの溝3aは隣接して形成されている。さらに、この溝3aの延伸方向はロール金型2aの軸方向に沿って直線状に形成されており、且つそれぞれの溝3aの延伸方向は揃っている。
なお、ロール金型2aには直線状の溝3aが形成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば直線状の溝3aに代えて、波型の溝をロール金型2aに形成することで、波型の畝状構造体を微細構造シート5に形成することができる。
ロール金型2bは、図5に示すように、円筒部材の円周を取り囲むように(つまり、円筒部材の円周方向に)第2の畝状構造体4aに対応する溝4cが複数形成され、且つそれぞれの溝4cが一定の間隔で形成された形状をしている。そして、この溝4cはロール金型2aの軸方向に沿って直線状に形成されている。また、溝4c間には、図1に示された平滑面4bを形成するための平滑曲面4dが形成されている。そして、それぞれの溝4cの延伸方向は揃っている。
また、ロール金型2bには直線状の溝4cが形成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば直線状の溝4cに代えて、波型の溝をロール金型2bに形成することで、波型の畝状構造体を微細構造シート5に形成することができる。
微細構造シート5の評価は、図6に示す液晶表示装置21を用いて評価した。液晶表示装置21は、偏光板11、液晶パネル12、偏光板13、プリズムフィルム14、プリズムフィルム15、拡散フィルム16、光源ランプ17、ランプリフレクター18、反射フィルム19、導光板20とを含んでいる。
微細構造シート5の評価する際、後述する実施例1〜6及び比較例1〜3に対応する様々なタイプの微細構造シート5から作成された導光板20を液晶表示装置21に設置し、目視により微細構造シート5のムラや欠陥の様子を観察した。導光板20の配置方向は、光源ランプ17の並びに対して第2の畝状構造体4aの延伸方向が平行となるようにした。
第1の畝状構造体3の延伸方向と直交する方向における断面の輪郭は、実施例1〜4、6及び比較例1〜4では、幅P1が150μm、高さH1が50μmの弧状(具体的には、半楕円)である。そして、実施例5では、幅P1が150μm、高さH1が75μmの角形状(具体的には、三角)である。
実施例4では、微細構造シート5に対して第2の畝状構造体4aが凸状に配置されている。一方、実施例1〜3、5、6及び比較例1〜4は、後述する第三実施形態(図9を参照)に示されているように、微細構造シート35に対して溝状構造体4eが形成されている(つまり、第2の畝状構造体4aが凹状に配置されている)。
図7に示すように、比較例1、2は、実施例1〜6とは異なり、十点平均粗さRz(2)が十点平均粗さRz(1)よりも大きい微細構造シートである。そして、これらの微細構造シートにはスジ状の外観不良が確認された。これは、第2の畝状構造体4aと平滑面4bに形成された微細な凹凸とにより、入射光が干渉しスジ状の不良として発現したと考えられる。
上記の評価結果から、十点平均粗さRz(1)が十点平均粗さRz(2)より大きく、且つ十点平均粗さRz(1)が0.25μm以下を満たすことで、外観不良の無い微細構造シートを製造できることが分かった。
なお、図7の「外観欠陥評価結果」の欄に示された“×”はスジ状或いはムラ状の外観不良が確認されたことを示し、“○”は外観不良が無いことを示す。
図8は、本発明の第二実施形態に係る微細構造シート25を示す図である。微細構造シート25は、第1の畝状構造体3が形成された樹脂シート8と、第2の畝状構造体4a及び平滑面4bが形成された樹脂シート9aと、樹脂シート8と樹脂シート9aとを接着させる接着層10とを含んでいる。つまり、樹脂シート8と樹脂シート9aと接着層10とにより、一枚の微細構造シート25が形成されている。このように、微細構造シート25は図1に示した第一実施形態に係る微細構造シート5と概ね同じ構造である。
樹脂シート9aも、樹脂シート8と概ね同様の方法で得られ、透明基材の上に塗布した紫外線硬化型樹脂にロール金型2bを押圧し、且つ紫外線を基材側より照射することで、紫外線硬化型樹脂に第2の畝状構造体4a及び平滑面4bを形成し、その後、透明基材を剥離することで得る。
こうして製造された樹脂シート8と樹脂シート9aとを粘着層10を介して張り合わせることで図8に示した微細構造シート25を得る。
以上のように、上記微細構造シート25であれば、微細構造シート25を裁断して導光板とし、この導光板の端面から光を入射した場合、光偏向要素の平滑面に形成された微細な凹凸と畝状構造体とにより光が干渉しないので、線状の外観不良が発生することを低減することができる。
図9は、本発明の第三実施形態に係る微細構造シート35を示す図である。この微細構造シート35は、第1の畝状構造体3が形成された樹脂シート8と、溝状構造体4eが形成された樹脂シート9bと、樹脂シート8と樹脂シート9bとを接着させる接着層10とを含んでいる。つまり、樹脂シート8と樹脂シート9bと接着層10とにより、一枚の微細構造シート35が形成されている。図9に示すように、微細構造シート35は、図8に示した第二実施形態に係る微細構造シート25と概ね同じ構造である。しかしながら、図8に示した第2の畝状構造体4aは、図8に示した微細構造シート25に対して凸状であるが、第三実施形態に係る溝状構造体4eは図9に示した微細構造シート35に対して凹状である点で異なる。
以上のように、上記微細構造シート35であれば、微細構造シート35を裁断して導光板とし、この導光板の端面から光を入射した場合、光偏向要素の平滑面に形成された微細な凹凸と畝状構造体とにより光が干渉しないので、線状の外観不良が発生することを低減することができる。
図10は、本発明の第四実施形態に係る微細構造シート45を示す図である。図10に示すように、微細構造シート45は、図1に示した第一実施形態に係る微細構造シート5と概ね同じ構造である。しかしながら、第一実施形態に係る第2の畝状構造体4aは図1に示した微細構造シート5に対して凸状であるが、第四実施形態に係る溝状構造体4eは図10に示した微細構造シート35に対して凹状である点で異なる。
以上のように、上記微細構造シート45であれば、微細構造シート45を裁断して導光板とし、この導光板の端面から光を入射した場合、光偏向要素の平滑面に形成された微細な凹凸と畝状構造体とにより光が干渉しないので、線状の外観不良が発生することを低減することができる。
1b 第2の畝状構造体が配置された面
2a ロール金型
2b ロール金型
3 第1の畝状構造体
3a 第1の畝状構造体に対応する溝
4a 第2の畝状構造体
4b 平滑面
4c 第2の畝状構造体に対応する溝
4d 平滑面に対応する平滑曲面
4e 溝状構造体
5 第一実施形態に係る微細構造シート
5a 樹脂シート
6 微細構造シートの製造装置
7 ダイ
8 第1の畝状構造体が形成された樹脂シート
9a 第2の畝状構造体及び平滑面が形成された樹脂シート
9b 溝状構造体及び平滑面が形成された樹脂シート
10 粘着層
11 偏光板
12 液晶パネル
13 偏光板
14 プリズムフィルム
15 プリズムフィルム
16 拡散フィルム
17 光源ランプ
18 ランプリフレクター
19 反射フィルム
20 導光板
21 液晶表示装置
22 第2の畝状構造体の延伸方向と平行な方向
23 第2の畝状構造体の延伸方向と直交する方向
25 第二実施形態に係る微細構造シート
35 第三実施形態に係る微細構造シート
45 第四実施形態に係る微細構造シート
P1 畝の幅
P2 畝の幅
H1 畝の高さ
H2 畝の高さ
Rz(1) 平滑面における十点平均粗さ
Rz(2) 平滑面における十点平均粗さ
Rz(3) 平滑曲面における十点平均粗さ
Rz(4) 平滑曲面における十点平均粗さ
Claims (6)
- 樹脂シートと、
前記樹脂シートの一方の面に延伸方向を揃え且つ隣接して形成された複数の第1の畝状構造体と、
前記一方の面の反対側にある他方の面に一定の間隔で延伸方向を揃えて形成され、且つ前記第1の畝状構造体の延伸方向と平面視で一定の角度で交差する前記延伸方向を有する複数の第2の畝状構造体と、
前記他方の面で前記第2の畝状構造体間に形成された平滑面と、を有し、
前記平滑面において、前記第2の畝状構造体の延伸方向における第1の十点平均粗さ(Rz)が前記第2の畝状構造体の延伸方向と平面視で直交する方向における第2の十点平均粗さ(Rz)よりも大きく、且つ前記第1の十点平均粗さ(Rz)が0.25μm以下であることを特徴とする微細構造シート。 - 樹脂シートと、
前記樹脂シートの一方の面に延伸方向を揃え且つ隣接して形成された複数の畝状構造体と、
前記一方の面の反対側にある他方の面に一定の間隔で延伸方向を揃えて形成され、且つ前記畝状構造体の延伸方向と平面視で一定の角度で交差する前記延伸方向を有する複数の溝状構造体と、
前記他方の面で前記溝状構造体間に形成された平滑面と、を有し、
前記平滑面において、前記溝状構造体の延伸方向における第1の十点平均粗さ(Rz)が前記溝状構造体の延伸方向と平面視で直交する方向における第2の十点平均粗さ(Rz)よりも大きく、且つ前記第1の十点平均粗さ(Rz)が0.25μm以下であることを特徴とする微細構造シート。 - 前記第1の畝状構造体の延伸方向と平面視で直交する方向における断面の輪郭が、弧状または角形状をなし、
前記第2の畝状構造体の延伸方向と平面視で直交する方向における断面の輪郭が、弧状または角形状をなすことを特徴とする請求項1に記載の微細構造シート。 - 前記畝状構造体の延伸方向と平面視で直交する方向における断面の輪郭が、弧状または角形状をなし、
前記溝状構造体の延伸方向と平面視で直交する方向における断面の輪郭が、弧状または角形状をなすことを特徴とする請求項2に記載の微細構造シート。 - 前記第1の畝状構造体の延伸方向と前記第2の畝状構造体の延伸方向とが、平面視で直交していることを特徴とする請求項1または請求項3に記載の微細構造シート。
- 前記畝状構造体の延伸方向と前記溝状構造体の延伸方向とが、平面視で直交していることを特徴とする請求項2または請求項4に記載の微細構造シート。
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