JP2013250413A - Optical sheet and production method of the same, el element using optical sheet, and illumination device having the el element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フラットパネルディスプレイ、液晶用バックライト、照明用光源、電飾、サイン用光源等に用いられるEL素子(エレクトロルミネッセンス素子)およびEL素子を用いた表示装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置等に用いられる光学シート又はフィルム(特に断らない限り、両者を含めてシートと呼ぶ)およびその光学シートの製造方法、そして光学シートを用いたEL素子およびそれを備えた照明装置に関する。 The present invention relates to an EL element (electroluminescence element) used for a flat panel display, a backlight for liquid crystal, a light source for illumination, an electric decoration, a light source for signage, and the like, a display device using the EL element, a display device, a liquid crystal display device, etc. The present invention relates to an optical sheet or a film used for the above (referred to as a sheet including both unless otherwise specified), a method for producing the optical sheet, an EL element using the optical sheet, and a lighting device including the same.
一般に、フラットパネルディスプレイ、液晶用バックライト、照明用光源、電飾、サイン用光源等に用いられる光源としてのEL素子、そしてEL素子を用いた各種の表示装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置等があるが、これらの照明装置では、光源から射出される光を拡散や集光等するための光学シートが備えられている。この光学シートは、透光性基材上に特定の透光性の凹凸パターン(レンズパターン)を付与することで作製されている。 In general, there are EL elements as light sources used for flat panel displays, liquid crystal backlights, illumination light sources, electrical decorations, sign light sources, etc., and various display devices, display devices, liquid crystal display devices, etc. using EL elements. However, these illuminating devices are provided with an optical sheet for diffusing or condensing light emitted from the light source. This optical sheet is produced by providing a specific translucent uneven pattern (lens pattern) on a translucent substrate.
このような透光性の凹凸パターンを製作するためには、シリンダー状や板状の金型に旋盤切削方式を代表とする彫刻や腐食を用いてパターニングして金型とし、この金型のパターンを透光性基材の表面に転写して形成する方法、或いは金型から基材上にパターンを転写したシートを透光性基材に再転写するようにする製法が用いられている。更には、微粒子を透光性基材の表面に敷くことで凹凸パターンを付与するなどの製法が用いられている(特許文献1参照)。 In order to produce such a translucent uneven pattern, a cylinder or plate mold is patterned by engraving or corrosion represented by a lathe cutting method to form a mold, and this mold pattern A method is used in which a sheet is transferred onto a surface of a light-transmitting substrate, or a sheet having a pattern transferred from a mold onto the substrate is re-transferred to the light-transmitting substrate. Furthermore, the manufacturing method of providing an uneven | corrugated pattern by spreading fine particles on the surface of a translucent base material is used (refer patent document 1).
従来、この種の光学シートの製法において、上述した金型を用いた手法にあっては、ディスプレイ装置においては水平方向と垂直方向の光学特性の調整、照明装置においては光取り出し効率の向上や表面の耐擦傷性能の向上、更には活性エネルギー線硬化性樹脂を用いた転写における使用樹脂量を減らすことでのコストダウンなどを目的にして、金型の形状の複雑化や微細形状化が進んでいる。 Conventionally, in the manufacturing method of this type of optical sheet, in the method using the mold described above, the optical characteristics in the horizontal and vertical directions are adjusted in the display device, and the light extraction efficiency is improved and the surface in the lighting device. In order to improve the scratch resistance performance and reduce costs by reducing the amount of resin used in transfer using an active energy ray curable resin, the mold shape has become more complex and finer. Yes.
しかしながら、このような製造方法で光学シートを製造した場合、切削や腐食等の手法を用いて金型の表面に凹凸パターン形状を付与する段階において錆などを含む表面面質の悪化が生じることがある。すると、金型の表面面質が悪化することに起因して、転写時に金型から凹凸パターン製品を離型させる際、版離れが悪く成形性が低下する等の問題が生じる。 However, when an optical sheet is manufactured by such a manufacturing method, the surface quality including rust may be deteriorated at the stage of imparting an uneven pattern shape to the surface of the mold using a technique such as cutting or corrosion. is there. Then, due to the deterioration of the surface quality of the mold, when releasing the concavo-convex pattern product from the mold at the time of transfer, problems such as poor plate separation and poor moldability arise.
また、版離れの悪化を抑えるために、成形時に使用する樹脂に離型剤などを添加する方法も提案されてはいるが、そうすると、略平坦部を有するようなパターン形状の製品においては表面形状部分が金型からの離型性が高いために成形樹脂の硬化前に剥がれてしまうデラミといった現象が発生し、製品の外観不良を生じるという問題もあった。 In addition, a method of adding a release agent or the like to the resin used at the time of molding has been proposed in order to suppress the deterioration of plate separation, but in that case, the surface shape of a pattern-shaped product having a substantially flat portion Since the part has high releasability from the mold, a phenomenon such as delamination that occurs before the molding resin is cured occurs, resulting in a problem that the appearance of the product is poor.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、複雑かつ微細な表面形状や平坦な表面形状を転写成形し、或いは、それらが複合された表面形状を転写成形する場合に、転写率や外観形状が良好で版離れの調整が可能な光学シートおよびその製法、この光学シートを用いたEL素子およびそれを備えた照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and when a complex and fine surface shape or a flat surface shape is transfer-molded or a surface shape in which these are combined is transfer-molded, a transfer rate is improved. Another object of the present invention is to provide an optical sheet having a good appearance shape and capable of adjusting the separation of the plate, a method for producing the optical sheet, an EL element using the optical sheet, and a lighting device including the same.
本発明の請求項1に係わる光学シートは、透光性基材の少なくとも一方の面に、球状透光性粒子を含有する透光性樹脂からなるレンズ層を積層してなり、前記レンズ層の、前記透光性基材とは反対側に位置する面に凹凸構造を有する光学シートにおいて、前記透光性樹脂は、活性エネルギー線硬化性樹脂を含み、前記レンズ層中の、該レンズ層の全体積に対する前記球状透光性粒子の割合が体積比で0.5〜40であり、前記球状透光性粒子の平均粒径rが、0.5μm≦r≦10μmであり、前記凹凸構造面の最大高さ粗さRzが、30μm≦Rz≦100μmであり、前記凹凸構造面の粗さ曲線のスキューネスRskの範囲が、−1.5≦Rsk≦1.5であり、かつ、前記球状透光性粒子の平均粒径rと前記最大高さ粗さRzの関係が、r/Rz≦0.1であることを特徴とするものである。 An optical sheet according to claim 1 of the present invention is formed by laminating a lens layer made of a translucent resin containing spherical translucent particles on at least one surface of a translucent base material. In the optical sheet having a concavo-convex structure on the surface opposite to the translucent substrate, the translucent resin contains an active energy ray curable resin, and the lens layer in the lens layer The ratio of the spherical translucent particles to the total volume is 0.5 to 40 in volume ratio, the average particle size r of the spherical translucent particles is 0.5 μm ≦ r ≦ 10 μm, and the concavo-convex structure surface The maximum height roughness Rz is 30 μm ≦ Rz ≦ 100 μm, the range of the skewness Rsk of the roughness curve of the concavo-convex structure surface is −1.5 ≦ Rsk ≦ 1.5, and the spherical transparent The relationship between the average particle diameter r of the light particles and the maximum height roughness Rz is as follows: It is characterized in that it is /Rz≦0.1.
請求項2に係わる光学シートは、球状透光性粒子と透光性樹脂の屈折率の差が0.001以下となるようにしたものである。
The optical sheet according to
請求項3に係わる光学シートは、球状透光性粒子と透光性樹脂の屈折率の差が0.05以上となるようにしたものである。
The optical sheet according to
請求項4に係わる光学シートは、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学シートにおいて、少なくとも、熱融着性接着剤または感圧性接着剤によって形成された接着層を有し、前記接着層、前記透光性基材、前記レンズ層が、この順に積層されていることを特徴とする。 The optical sheet according to claim 4 is the optical sheet according to any one of claims 1 to 3, and has at least an adhesive layer formed of a heat-fusible adhesive or a pressure-sensitive adhesive, The adhesive layer, the translucent base material, and the lens layer are laminated in this order.
請求項5に係わる光学シートの製造方法は、前記透光性基材の少なくとも一方の面上に、前記球状透光性粒子を含有する前記透光性樹脂を形成させる透光性樹脂形成工程と、この透光性樹脂形成工程の後、凹凸形状を有する版を用いて、前記透光性樹脂の外面に、該版の凹凸形状面を押し付けて、前記透光性樹脂に版の凹凸形状を賦型した後、前記透光性樹脂に活性エネルギー線を照射して、前記活性エネルギー線硬化性樹脂を硬化させる樹脂硬化工程と、を備えたことを特徴とする。
The method for producing an optical sheet according to
請求項6に係わる光学シートの製造方法は、請求項5に記載の光学シートの製造方法において、前記版は、シリンダー状の版からなり、圧着用ロールで該シリンダー状の版を前記透光性樹脂に押し付けて前記版の凹凸形状を透光性樹脂に賦型することを特徴とする。
The method for producing an optical sheet according to
請求項7に係わるEL素子は、透光性の第1基板上に発光構造体が配設されてなるELパネルの光射出側の最表面に請求項1〜4の光学シートを積層したものである。
The EL element according to
請求項8に係わる照明装置は、請求項7のEL素子を発行手段として用いたものである。
The lighting device according to
本発明による光学シートは、レンズ層の構成材料である活性エネルギー線硬化性樹脂に、硬化収縮率と離型性を調整できる球状透光性粒子を予め添加することで、そのレンズ層をシリンダ版に押し付けて、硬化させて成形する際、硬化収縮に際して成形樹脂が硬化前に版から離れるデラミ現象を防ぎ、樹脂取られを生じない。このため、転写率が良好で成形の安定性が高い光学シートが得られる。 The optical sheet according to the present invention is obtained by adding spherical translucent particles capable of adjusting the curing shrinkage rate and releasability to the active energy ray-curable resin that is a constituent material of the lens layer in advance, so that the lens layer is formed into a cylinder plate. When the resin is pressed and cured to form, the delamination phenomenon in which the molding resin separates from the plate before curing during curing shrinkage is prevented, and the resin is not taken off. For this reason, an optical sheet having a good transfer rate and high molding stability can be obtained.
請求項1の本発明によれば、平均粒径rが0.5〜10μmの球状透光性粒子を、レンズ層中での体積比が0.5〜40となるように配合し、かつ、凹凸構造面の形状を、最大高さ粗さRzが30〜100μm、粗さ曲線のスキューネスRskが−1.5〜1.5、平均粒径rと最大高さ粗さRzの関係がr/Rz≦0.1となるようにすることで、レンズ層成形時の転写率が良好で成形安定性が高い光学シートが得られる。 According to the present invention of claim 1, spherical translucent particles having an average particle diameter r of 0.5 to 10 μm are blended so that the volume ratio in the lens layer is 0.5 to 40, and The shape of the concavo-convex structure surface is such that the maximum height roughness Rz is 30 to 100 μm, the skewness Rsk of the roughness curve is −1.5 to 1.5, and the relationship between the average particle diameter r and the maximum height roughness Rz is r / By satisfying Rz ≦ 0.1, an optical sheet having a good transfer rate at the time of molding the lens layer and high molding stability can be obtained.
請求項2の本発明によれば、球状透光性粒子と透光性樹脂の屈折率の差を0.001以下とすることで、球状透光性粒子による反射および屈折が実質的に起こらず、レンズ層内での散乱効果が生じない光学シートが得られる。レンズ層内での散乱効果を生じさせないことにより、レンズ層表面のレンズ形状の効果が低下することを防止できる。 According to the second aspect of the present invention, reflection and refraction by the spherical translucent particles do not substantially occur by setting the difference in refractive index between the spherical translucent particles and the translucent resin to 0.001 or less. Thus, an optical sheet that does not produce a scattering effect in the lens layer can be obtained. By not causing the scattering effect in the lens layer, it is possible to prevent the effect of the lens shape on the surface of the lens layer from being lowered.
請求項3の本発明によれば、球状透光性粒子と透光性樹脂の屈折率の差を0.05以上とすることで、球状透光性粒子による反射および屈折がレンズ層内での散乱効果を生じ、拡散効果の高い光学シートが得られる。 According to the third aspect of the present invention, the difference in refractive index between the spherical translucent particles and the translucent resin is set to 0.05 or more so that reflection and refraction by the spherical translucent particles are reflected in the lens layer. An optical sheet having a scattering effect and a high diffusion effect is obtained.
請求項4の本発明によれば、熱融着性接着剤または感圧性接着剤によって形成された接着層、透光性基材、レンズ層をこの順に積層することで、光学シートをELパネル等、平面状の被着物に容易に貼付可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, an optical sheet is formed on an EL panel or the like by laminating an adhesive layer, a translucent base material, and a lens layer formed in this order by a heat-fusible adhesive or a pressure-sensitive adhesive. It can be easily attached to a flat adherend.
請求項5、6の本発明によれば、透光性基材の少なくとも一方の面上に、前記球状透光性粒子を含有する前記透光性樹脂を形成させた後、凹凸形状を有する版を用いて、前記球状透光性粒子を含有する前記透光性樹脂を版に押し込んで、これに版の形状を賦型した後に活性エネルギー線を照射して、前記活性エネルギー線硬化性樹脂を硬化させることにより、成形樹脂が硬化前に版から離れるデラミ現象を防ぎ、樹脂取られの現象を生じにくくなる。このため、転写率が良好で成形の安定性が高い光学シートの製造が可能となる。請求項6の本発明によれば、特に、シリンダー状の版を用い、該シリンダー状の版を圧着用ロールで前記透光性樹脂に押し付けて前記版の凹凸形状を透光性樹脂に賦型するようにしたから能率的に製造することができるようになる。
According to the present invention of
請求項7の本発明によれば、透光性の第1基板上に発光構造体が配設されてなるELパネルの光射出側の最表面に請求項1〜4の光学シートを積層することで、製品のバラツキがなく、かつ、面内のムラのないEL素子が得られる。 According to the seventh aspect of the present invention, the optical sheet according to any one of the first to fourth aspects is laminated on the outermost surface on the light emission side of an EL panel in which a light emitting structure is disposed on a first transparent substrate. Thus, there can be obtained an EL element free from variations in products and free from in-plane unevenness.
請求項8の本発明によれば、請求項7のEL素子を発光手段として用いることで、安定した品質の照明装置が得られる。 According to the eighth aspect of the present invention, by using the EL element according to the seventh aspect as a light emitting means, a lighting device having a stable quality can be obtained.
以下、本発明の実施形態による光学シートとその製造方法、そして光学シートを含むEL照明素子およびEL照明素子を含むEL照明装置について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an optical sheet according to an embodiment of the present invention, a manufacturing method thereof, an EL illumination element including the optical sheet, and an EL illumination apparatus including the EL illumination element will be described with reference to the drawings.
図1〜図4は本発明の第一実施形態による光学シートとその製造方法、光学シートを備えたEL照明素子(EL素子)を示す図である。このEL照明素子は、例えば発光手段として、EL照明装置、ディスプレイ装置、または液晶素子等の画像表示素子の背面に配設して液晶ディスプレイ装置等の各種のディスプレイ装置を含む照明装置に具備されて使用される。 1 to 4 are views showing an optical sheet according to the first embodiment of the present invention, a manufacturing method thereof, and an EL illumination element (EL element) including the optical sheet. The EL illumination element is provided in, for example, an illumination device including various display devices such as a liquid crystal display device disposed as a light emitting means on the back surface of an image display device such as an EL illumination device, a display device, or a liquid crystal device. used.
図1に示すEL照明素子1(EL素子)は、ELパネル2の光射出側の面に第一実施形態による光学シート3が積層されて構成されている。
An EL illumination element 1 (EL element) shown in FIG. 1 is configured by laminating an
ELパネル2は、光の出射側に配設された透光性の第1基板5と、第1基板5の裏面側に配置された第2基板6と、第1基板5および第2基板6の間に挟持された発光構造体7とが一体的に積層して形成されている。発光構造体7は、第1基板5の裏面側に配置される陽極8と、第2基板6の表面側に配置される陰極9と、陽極8および陰極9の間に挟持された発光層10とで構成されている。発光構造体7は、発光層10が陽極8と陰極9に電圧を印加することにより発光するものであり、これには、従来公知のさまざまな構成を採用することができる。そして、ELパネル2は、陽極8と陰極9の間に電圧を印加して発光層10から光を出射させ、この光が第1基板5を透過して光学シート3に入射し、さらに光学シート3を透過して外部へ出射することになる。
The
図2および図3に示す光学シート3は、ELパネル2の第1基板5の光射出側の面である上面に積層されており、この光学シート3は、透光性基材12と、透光性基材12上に積層形成された、凹凸構造面13を有するレンズ層14とで構成されている。凹凸構造面13は例えば断面略三角形をなすプリズムレンズ15であり、本第一実施形態では、透光性基材12の面方向においてその一方向にわたり形成された、比較的大きな断面略三角形の略柱状のプリズムレンズ15Aが平行に複数配列され、このプリズムレンズ15Aに略直交する他の方向には上記プリズムレンズ15Aとは大きさの異なる断面略三角形の略柱状のプリズムレンズ15Bが平行に複数配列されて構成されている。この場合、プリズムレンズ15A,15Bの三角頂点が出射方向へ突き出し、プリズムレンズ15A,15Bの三角底辺が入射方向へ位置している。
The
また、凹凸構造面13の断面形状は上述の三角形に限定されるものではなく、他の適宜の断面形状を採用できる。しかも、凹凸構造面13の形状は1種類に限定されることはなく、2種類または3種類以上の複数種類の形状のものを組み合わせてレンズ層14を構成するようにしてもよい。
Moreover, the cross-sectional shape of the concavo-
さらに、レンズ層14は、凹凸構造面13のシリンドリカル形状のレンズが一次元方向に配列されて構成されていてもよいが、上述のように二次元方向に配列されて構成されていることが好ましい。凹凸構造面13の二次元方向配列とは、一方向に延びるシリンドリカル形状のレンズが直交する方向に平行に配列された構成だけでなく、レンズがドット状で互いに直交する方向に配列された構成やハニカム状に配列された構成等もその一例として挙げられる。
Further, the
ここで、光学シート3の材質について説明する。透光性基材12としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、シクロオレフィンポリマーやこれらの複合体などの合成樹脂が用いられる。また、透光性基材12の少なくとも一方の面に易接着層のような表面処理が施されているものを使用することもできる。このような構成を採用すれば、表面処理が施されているものに接するELパネル2の第1基板5との接着性やレンズ層14との接着性が高くなる。
Here, the material of the
また、本実施形態では、凹凸構造面13を有するレンズ層14については、活性エネルギー線硬化性樹脂を使用する。この活性エネルギー線硬化性樹脂として、例えば紫外線硬化型フォトポリマーが用いられ、具体的にはアクリル系ポリマー、アクリル系モノマーまたは光開始剤等を含んだ公知のものが用いられる。レンズ層14の材質として活性エネルギー線硬化性樹脂を用いて賦型する際には、活性エネルギー線(例えば紫外線)が照射されたときに硬化して接着性を有するものが使用できる。
In the present embodiment, an active energy ray-curable resin is used for the
レンズ層14を製造する場合には、活性エネルギー線硬化性樹脂として、例えば紫外線硬化型フォトポリマー、具体的にはアクリル系ポリマー、アクリル系モノマーおよび光開始剤等を含んだものを用いて後述する球状透光性粒子を混入して、透光性基材12上に紫外線硬化型フォトポリマーを塗布する。そして、紫外線硬化型フォトポリマーに予めレンズ層14のパターンが賦型された金型(版)を圧着させた状態で硬化させることで、所望のレンズ層14を有する光学シート3を得ることができる。
When the
ここで、レンズ層14の材質として活性エネルギー線硬化性樹脂を用いて金型(版)を圧着して成形する場合にあっては、凹凸構造面13の外観形状において平面部などの樹脂密着性が非常に低い部分があると、活性エネルギー線硬化性樹脂が硬化した際に、この部分では、凹凸形状からなる凹凸部位と比較して金型からの離型が早く、その部分がムラになって視認されてしまう「デラミ」という現象が起こる。
Here, in the case where a mold (plate) is pressure-bonded and formed using an active energy ray-curable resin as the material of the
また、レンズ層14の成形方法では、金型の凹凸パターン部(レンズパターン)においても腐食などに起因した表面が錆びた部位や、凹凸構造面13の高さと幅の比である高アスペクトの凹凸部位などにおいては、活性線硬化性樹脂が硬化した後の金型から剥離することが困難であり、金型側に樹脂が残ってしまう「樹脂取られ」という現象が発生するおそれがある。
Further, in the molding method of the
そこで、本発明の第一実施形態では、レンズ層14を形成する活性エネルギー線硬化性樹脂に球状透光性粒子を予め所定の範囲で添加するようにして「デラミ」や「樹脂取られ」を抑制するようにした。球状透光性粒子は活性エネルギー線硬化性樹脂の硬化収縮率と離型性を調整する機能を発揮できる。
Therefore, in the first embodiment of the present invention, “delamination” or “resin removal” is performed by adding spherical translucent particles to the active energy ray-curable resin forming the
球状透光性粒子は、例えばスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、尿素樹脂、ホルムアルデヒド縮合物などからなる有機系粒子や、ガラスビーズ、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、金属酸化物などからなる無機系微粒子、または可視光の特定の波長に吸収性を有するような色素顔料なども使用することができるとともに、これら複数種類の微粒子を併用して混合することも可能である。 Spherical translucent particles are made of organic particles made of, for example, styrene resin, acrylic resin, silicone resin, urea resin, formaldehyde condensate, glass beads, silica, alumina, calcium carbonate, metal oxide, and the like. Inorganic fine particles or dye pigments that absorb at a specific wavelength of visible light can be used, and these plural types of fine particles can be used in combination.
球状透光性粒子を添加することで活性エネルギー線硬化樹脂が硬化する際の硬化収縮率を調整することができて、離型性を調整できると共に成形樹脂が硬化前に金型から剥がれるデラミ現象を防止できるようになる。 Addition of spherical translucent particles can adjust the cure shrinkage rate when the active energy ray curable resin is cured, and the mold release property can be adjusted and the delamination phenomenon where the molded resin is peeled off from the mold before curing Can be prevented.
また、成形されたレンズ層14の表面に球状透光性粒子が存在することにより、硬化したレンズ層14の金型からの離型が容易となり、金型側に樹脂が残ってしまうといった樹脂取られ現象を防止できるようになる。
In addition, the presence of spherical translucent particles on the surface of the molded
この際に、球状透光性粒子と透光性樹脂の種類を適宜選択して屈折率差を0.001以下とすることで、レンズ層14は実質的に均一な層となり、レンズパターンのレンズ効果を最大限に利用することができる。
At this time, the
一方、光学シート3に光の拡散性を付与したい場合には、球状透光性粒子と透光性樹脂の種類を適宜選択して屈折率差をつけることでレンズ層14に所望の光拡散性を付与することも可能となるが、屈折率差としては0.05以上あることが望ましい。
On the other hand, when it is desired to impart light diffusibility to the
ここで、光学シート3のレンズ層14の総体積に対する球状透光性粒子の体積の百分率は0.5〜40%の範囲に設定する。なお、この値は、硬化前の段階での体積百分率である。
Here, the percentage of the volume of the spherical translucent particles with respect to the total volume of the
この範囲内であれば、球状透光性粒子を添加しない場合と比較して、球状透光性粒子が表面付近に存在するために、硬化した活性エネルギー線硬化性樹脂と金型との密着力が低下して離型性が向上する。しかも、硬化した上記樹脂と透光性基材12との密着力が顕著に高くて製品の信頼性が向上すると共に、金型(版)の細かいパターンに上記樹脂が入り込んで転写性が良好である。なお、体積百分率が1〜30%の範囲であれば更に良好である。
Within this range, the spherical translucent particles are present in the vicinity of the surface as compared with the case where the spherical translucent particles are not added, so that the adhesive force between the cured active energy ray-curable resin and the mold is increased. Decreases and the releasability improves. In addition, the adhesiveness between the cured resin and the
一方、体積百分率が0.5%未満の場合には、透光性基材12上に活性エネルギー線硬化性樹脂を用いて金型のパターンを転写してレンズ層14を成形する際に、硬化した樹脂と金型との密着力の低下が十分でないため、離型性の向上につながらない。
On the other hand, when the volume percentage is less than 0.5%, the
また、体積百分率が40%を超える場合には、硬化した樹脂と透光性基材12との密着力が顕著に低下し、製品の信頼性が損なわれてしまうとともに、透光性樹脂と球状透光性粒子との組み合わせ次第では樹脂粘度が著しく増加してしまい、金型の細かいパターンに樹脂が入りこまず、転写性が低下してしまうこととなる。
Further, when the volume percentage exceeds 40%, the adhesion between the cured resin and the
次に、球状透光性粒子の粒径と凹凸構造面13の形状との関係について説明する。
まず、球状透光性粒子の粒径について説明する。透光性樹脂に添加する球状透光性粒子の平均粒子径rは0.5〜10μmの範囲が良好であり、この範囲を外れると特に成形安定性を損なう割合が高い。球状透光性粒子の平均粒子径rは2〜10μmの範囲がより好ましく、レンズ層14の成形安定性と転写率の両方が最も好ましかった。
Next, the relationship between the particle size of the spherical translucent particles and the shape of the concavo-
First, the particle diameter of the spherical translucent particles will be described. The average particle diameter r of the spherical light-transmitting particles added to the light-transmitting resin is preferably in the range of 0.5 to 10 μm. If the average particle diameter r is out of this range, the ratio of particularly impairing the molding stability is high. The average particle diameter r of the spherical translucent particles is more preferably in the range of 2 to 10 μm, and both the molding stability of the
ここで、平均粒子径rについては電気的検知帯法(コールター原理)にて測定する。この原理の「粒子径」は、その粒子と同じ体積の球の直径とする。また、平均粒子径rは、上記測定による測定データの体積平均径(算術平均)とする。 Here, the average particle diameter r is measured by an electrical detection band method (Coulter principle). The “particle diameter” of this principle is the diameter of a sphere having the same volume as the particle. The average particle diameter r is the volume average diameter (arithmetic average) of the measurement data obtained by the above measurement.
次に、凹凸構造面13の最大高さ粗さ(Rz)について説明する。Rzが30μmよりも小さいとレンズパターンとして十分な高さが確保できない。このため、光学シートとしての特性が低下する。また、Rzが100μmよりも大きいと、レンズパターンの耐擦傷性の確保が困難となる他、光学シート自身の厚みが増大することで、特に薄さが特徴である有機ELパネルを厚くしてしまうという問題が発生する。このため、Rzは30〜100μmとした(30μm≦Rz≦100μm)。
Next, the maximum height roughness (Rz) of the
凹凸構造面13のスキューネス(Rsk)について説明する。Rskが−1.5よりも小さいと光学シートは深い谷が存在する形状となり、レンズパターン成形の金型は逆に鋭い山が存在することになるため、金型の耐刷性が低下する。また、Rskが+1.5よりも大きいと、光学シートに鋭い山が存在するため、レンズパターン成形の際にこの部分で樹脂取られが発生しやすくなり、成形の安定性が低下する。さらに、この場合、レンズシート自身の耐擦傷性も低下する。このため、Rskは−1.5〜+1.5とした(−1.5≦Rsk≦1.5)。
The skewness (Rsk) of the concavo-
また、球状透光性粒子の平均粒径rと凹凸構造面13のRzとの好ましい関係は、rがRzの10%以下であることである。
Moreover, the preferable relationship between the average particle diameter r of spherical translucent particle | grains and Rz of the
この範囲内であれば、活性エネルギー線硬化性樹脂の粘度を適度に抑えて転写率を確保すると共に、レンズ形状が微粒子によって変形することなく良好な光学特性を確保して金型からの離型時に活性エネルギー線硬化性樹脂の離型性が良好で離型時に金型側に樹脂が残存してしまう樹脂取られという現象を生じないという利点がある。 Within this range, the viscosity of the active energy ray-curable resin is moderately suppressed to ensure a transfer rate, and the lens shape is not deformed by fine particles to ensure good optical characteristics and release from the mold. Sometimes, there is an advantage that the active energy ray-curable resin has good releasability and does not cause a phenomenon that the resin remains on the mold side at the time of release.
これに対し、rがRzの10%を超えると、粒子が大径化してレンズ形状を変形させてしまう割合が大きくなり、光学特性を損ねるとともに金型からの離型時に活性エネルギー線硬化性樹脂の樹脂硬化膜が凝集破壊されてしまい金型側に樹脂が残存してしまう樹脂取られといった現象を引き起こしてしまう不具合が生じる。 On the other hand, when r exceeds 10% of Rz, the ratio of particles becoming large and deforming the lens shape increases, which impairs optical characteristics and is active energy ray curable resin when released from the mold. This causes a problem that the cured resin film is coherently broken and causes a phenomenon that the resin remains on the mold side.
なお、図1に示すEL照明素子1において、光学シート3はELパネル2の上面に積層され、光学シート3はELパネル2の第1基板5の表面に積層された例えばガラス基板(図示せず)と貼り合わされている。貼り合わせには、粘着剤や接着剤を用いることができ、粘着剤や接着剤はアクリル系やウレタン系のような樹脂系素材のいずれでもよく、透光性基材12や後述する熱可塑性樹脂の材質により適宜選択することができる。より具体的には、アクリル系粘着剤としてはアクリルポリマーを適宜架橋することで耐熱性に優れた粘着剤層が得られる。
In the EL illumination element 1 shown in FIG. 1, the
粘着剤や接着剤による架橋方法の具体的手段として、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物などアクリル系ポリマーに適宜架橋基点として含ませたカルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基、アミド基などと反応しうる基を有する化合物を添加し反応させるいわゆる架橋剤を用いる方法がある。このうち、イソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネートなどの芳香族イソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの脂環式イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族イソシアネートなどが挙げられる。また、これらに拡散性能やガラス基板との密着力調整を目的に球状透光性粒子をなす微粒子が添加されていてもよい。 As a specific means of the crosslinking method using an adhesive or an adhesive, it can react with a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, an amide group, or the like appropriately included in an acrylic polymer such as an isocyanate compound, an epoxy compound, or an aziridine compound as a crosslinking base point. There is a method using a so-called crosslinking agent in which a compound having a group is added and reacted. Among these, examples of the isocyanate compound include aromatic isocyanates such as tolylene diisocyanate and xylene diisocyanate, alicyclic isocyanates such as isophorone diisocyanate, and aliphatic isocyanates such as hexamethylene diisocyanate. In addition, fine particles forming spherical light-transmitting particles may be added to these for the purpose of adjusting diffusion performance and adhesion with a glass substrate.
凹凸パターンを有する光学シート3を粘着剤や接着剤を介してELパネル2の最表面のガラス基板に貼合することで、光取り出し効率の向上と、球状透光性粒子として添加する微粒子に光拡散性を付与することで視野角によって色味が異なるといった色ずれという現象の低減、また、球状透光性粒子により腐食方式などによる半球状のパターンも成形することが可能となるため、プリズムやシリンドリカルレンズと併用することで耐擦傷性能の向上も図ることが可能となるとともに、液晶バックライト用光学シート、ELディスプレイ用光学シートといったフラットパネルディスプレイ用途の光学シートとしても使用することが可能となる。
The
本実施形態による光学シート3は上述の構成を備えており、次にその製造方法について説明する。
The
図4は本実施形態による光学シート3の製造装置の模式図である。
この光学シート3の製造装置16は、シート状に連続する透光性基材12を透光性基材シート12Aとして繰り出す透光性基材ロール17と、透光性基材シート12Aに予め微粒子の球状透光性粒子を混入させた活性エネルギー線硬化性樹脂を塗布する樹脂供給ノズル18と、レンズ層14の転写形状が円筒状の表面に形成されている金型をなすシリンダー状金型19と、このシリンダー状金型19に圧着された金型圧着用ロール20と、シリンダー状金型19に塗布された活性エネルギー線硬化性樹脂に紫外線を照射して樹脂を硬化させる紫外線露光装置21と、レンズ層14が成形された透光性基材シート12Aを巻き取る光学シートロール22と、を備えている。
FIG. 4 is a schematic view of an apparatus for manufacturing the
The
ここでのシリンダ版としての、シリンダー状金型19は、例えば略シリンダー形状の鉄芯上に他の金属が層状にメッキされて形成されている。ここで言う他の金属とは、例えば銅やニッケルなどであり、シリンダー状金型19へ付与する凹凸パターンの形状によって適宜選択することができると共に、凹凸パターン付与後に防錆や表面の保護を目的にクロムなどの金属メッキを付与することもできるものである。また、シリンダー状金型19への凹凸パターン付与の方式は旋盤を用いた切削方式やレーザー描画、腐食方式など適宜選択することができ、或いは、これらの方式を適宜組み合わせることによってもシリンダー状金型19を製作できる。
The cylinder-shaped
次に、この光学シート3の製造装置16を用いた本実施形態による光学シート3の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
先ず、透光性基材ロール17から透光性基材12がシート状に連続する透光性基材シート12Aを繰り出し、受けロール23に対向して配置された樹脂供給ノズル18から透光性基材シート12A上に微粒子の球状透光性粒子を予め添加して均一に分散させた活性エネルギー線硬化性樹脂を塗布する。
First, the translucent
活性エネルギー線硬化性樹脂が塗布された透光性基材シート12Aは、この活性エネルギー線硬化性樹脂が塗布された面を、シリンダー状金型19に対面させて、このシリンダー状金型19と金型圧着用ロール20とで挟持されることで圧着され、この活性エネルギー線硬化性樹脂はシリンダー状金型19の凹凸パターンに沿って成形される。
The
そして、シリンダー状金型19で成形された透光性基材シート12Aは紫外線露光装置21から照射される紫外線等の活性エネルギー線によって硬化させられ、テンションロールを介して光学シートロール22に巻き取られる。
Then, the
その後、透光性基材シート12Aは別工程でレンズ層14が形成された透光性基材12の単位毎に切断されることで光学シート3が得られる。
Then, the
上述のように、本第一実施形態による光学シート3の製造方法およびこの方法で得られた光学シート3によれば、レンズ層14が複雑かつ微細な表面形状や平坦な表面形状等の様々な表面形状を有していたとしても、それらの表面形状が複合されてなるシリンダー状金型19を用いた転写成形において、活性エネルギー線硬化性樹脂に球状透光性粒子を選定して添加したことで、成形が容易である上に、シリンダー状金型19に対する活性エネルギー線硬化性樹脂の転写率や外観形状が良好であり、しかも、シリンダー状金型19からの版離れが確実であり、略平坦部の離型が硬化前に起こるデラミや離型時にシリンダー状金型19に樹脂が残る樹脂取られといった現象を防止できる。
As described above, according to the manufacturing method of the
また、球状透光性粒子を活性エネルギー線硬化性樹脂に予め添加することで、作製後に長期時間経過したために表面に錆が発生したようなシリンダー状金型19に対しても効果があり、シリンダー状金型19の寿命を通常よりも延ばすことが可能となってコスト低減の効果にもつながる。
In addition, by adding spherical translucent particles to the active energy ray curable resin in advance, it is effective for the
また、そのような製法で製造された光学シート3を用いてEL照明素子1やこのEL照明素子1を発光装置として用いた照明装置を得られて、発光性が良好で照度の高い照明が得られる。
In addition, an EL lighting element 1 and an illuminating device using the EL lighting element 1 as a light emitting device can be obtained by using the
以上、本発明による光学シートの製造方法および光学シート、光学シートを用いたEL素子およびそれを備えた照明装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。 The embodiments of the optical sheet manufacturing method, the optical sheet, the EL element using the optical sheet, and the lighting device including the optical sheet according to the present invention have been described above. However, the present invention is limited to the above embodiment. Rather, changes can be made as appropriate without departing from the spirit of the invention.
以下、本発明の光学シートの実施例について説明する。
図2および図3に示す本発明の光学シート3では、凹凸構造面13は例えば断面略三角形をなすプリズムレンズであり、それぞれ平行に配列された同一形状の単位レンズ15Aおよび15Bが直交した構成となっている。本実施例では、図4に示すシリンダー状金型19を用いた製造装置による製造方法によって製造した。シリンダー状金型19は、凹凸構造面13の反転形状を切削方式で形成することで作製した。この場合の金型は、凹凸部が前記凹凸構造面13の断面略三角形に対応した略三角形状に形成されている。
Examples of the optical sheet of the present invention will be described below.
In the
なお、金型の形状は、上述した実施の形態に限定されることはなく、光学シート3の形状に合わせて適宜設定される。
The shape of the mold is not limited to the above-described embodiment, and is appropriately set according to the shape of the
そして、レンズ層14の材料となる活性エネルギー線硬化性樹脂としてウレタンアクリレート系樹脂を用い、球状透光性粒子として平均粒径3μmのPMMA微粒子を用い、レンズ層の全体積に対する球状透光性粒子の体積の割合30(%)とし、光学シート3を作製した。
Then, a urethane acrylate resin is used as the active energy ray-curable resin as the material of the
作製した光学シート3について、最大高さ粗さRzおよびスキューネスRskを測定した。測定はサンプルの方向を約45°ずつ変えた4方向で各3回行い、それぞれの平均値のうち最もRzが大きい方向を測定方向としてRzおよびRskを求めたところ、Rz=36μm、Rsk=0.35で、成形安定性と転写率が共に良好であった。表面性状パラメータの測定方法としては、JISB0601,JIS B0633,JIS B0651に基づき、カットオフ値λs=8μm、λc=2.5mmの条件にて触針式粗さ測定機により測定した。また、評価長さを12.5mm、触針先端半径を5μm、テーパ角を60°とし、凹凸構造面内の3点での測定値の平均値を算出した。
With respect to the produced
1 EL照明素子
2 ELパネル
3 光学シート
5 第1基板
6 第2基板
7 発光構造体
8 陽極
9 陰極
10 発光層
12 透光性基材
12A 透光性基材シート
13 凹凸構造面
14 レンズ層
15、15A、15B プリズムレンズ
16 製造装置
17 透光性基材ロール
18 樹脂供給ノズル
19 シリンダー状金型(シリンダー版)
20 金型圧着用ロール
21 紫外線露光装置
22 光学シートロール
23 受けロール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
20
Claims (8)
前記透光性樹脂は、活性エネルギー線硬化性樹脂を含み、
前記レンズ層中の、該レンズ層の全体積に対する前記球状透光性粒子の割合が体積比で0.5〜40であり、
前記球状透光性粒子の平均粒径rが、0.5μm≦r≦10μmであり、
前記凹凸構造面の最大高さ粗さRzが、30μm≦Rz≦100μmであり、
前記凹凸構造面の粗さ曲線のスキューネスRskの範囲が、−1.5≦Rsk≦1.5であり、
かつ、前記球状透光性粒子の平均粒径rと前記最大高さ粗さRzの関係が、r/Rz≦0.1であることを特徴とする光学シート。 A lens layer made of a translucent resin containing spherical translucent particles is laminated on at least one surface of the translucent substrate, and the lens layer is opposite to the translucent substrate. In the optical sheet having a concavo-convex structure on the surface located,
The translucent resin includes an active energy ray curable resin,
The ratio of the spherical translucent particles to the total volume of the lens layer in the lens layer is 0.5 to 40 by volume ratio,
The average particle diameter r of the spherical translucent particles is 0.5 μm ≦ r ≦ 10 μm,
The maximum height roughness Rz of the concavo-convex structure surface is 30 μm ≦ Rz ≦ 100 μm,
The range of the skewness Rsk of the roughness curve of the concavo-convex structure surface is −1.5 ≦ Rsk ≦ 1.5,
And the relationship between the average particle diameter r of the said spherical translucent particle | grains and the said maximum height roughness Rz is r / Rz <= 0.1, The optical sheet characterized by the above-mentioned.
前記透光性基材の少なくとも一方の面上に、前記球状透光性粒子を含有する前記透光性樹脂を形成させる透光性樹脂形成工程と、
この透光性樹脂形成工程の後、凹凸形状を有する版を用いて、前記透光性樹脂の外面に、該版の凹凸形状面を押し付けて、前記透光性樹脂に版の凹凸形状を賦型した後、前記透光性樹脂に活性エネルギー線を照射して、前記活性エネルギー線硬化性樹脂を硬化させる樹脂硬化工程と、
を備えたことを特徴とする光学シートの製造方法。 A manufacturing method for manufacturing the optical sheet according to any one of claims 1 to 4,
A translucent resin forming step of forming the translucent resin containing the spherical translucent particles on at least one surface of the translucent substrate;
After the translucent resin forming step, the plate having a concavo-convex shape is used to press the concavo-convex shape surface of the plate against the outer surface of the translucent resin, thereby imparting the concavo-convex shape of the plate to the translucent resin. After molding, a resin curing step of irradiating the translucent resin with active energy rays to cure the active energy ray curable resin;
A method for producing an optical sheet, comprising:
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