JP4376128B2 - Optical sheet and manufacturing method thereof - Google Patents
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本発明は、ディスプレイ用途に用いられる光学シート、例えばバックライト用光軸補正シート、ホログラム板、ノングレアー板、精密マット板、ルーバー、リニアーフレネル、プリズム等の光学シート及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、生産性がよく、安価な光学シートの製造方法、及び製造された光学シートに関するものである。 The present invention relates to an optical sheet used for display applications, for example, an optical sheet for backlight optical axis correction sheet, hologram plate, non-glare plate, precision mat plate, louver, linear Fresnel, prism, etc. The present invention relates to an optical sheet manufacturing method with good productivity and low cost, and the manufactured optical sheet.
光学シートは、入射した光線をシートの法線方向に屈折させる機能や輝度分布を可変させる機能等、所定の光学的機能を有するものであり、プロジェクションテレビジョンやマイクロフィルムリーダー等のディスプレイ用途の光学シートとして用いられている。 The optical sheet has predetermined optical functions such as a function of refracting incident light rays in the normal direction of the sheet and a function of varying the luminance distribution, and is an optical element for display applications such as projection televisions and microfilm readers. Used as a sheet.
例えば、プロジェクションテレビジョンは、背面側から供給される映像光を透過型スクリーンに投影し、その透過型スクリーン上に結像した投影映像を手前側から観察する背面投射型表示装置である。こうしたプロジェクションテレビジョンに用いられる一般的な透過型スクリーンは、明るく且つできるだけ広い角度から違和感なく観察できるように、入射した映像光を広い視野角となるように均一に拡散させるレンチキュラーレンズシート（光拡散シートともいう。）や、入射した映像光をシートの法線方向へ屈折させるフレネルレンズシート等の光学シートを組み合わせて構成されている。 For example, a projection television is a rear projection display device that projects image light supplied from the back side onto a transmissive screen and observes a projected image formed on the transmissive screen from the front side. A general transmission screen used in such a projection television is a lenticular lens sheet (light diffusion) that uniformly diffuses incident video light so as to have a wide viewing angle so that it can be observed brightly and comfortably from as wide an angle as possible. Or an optical sheet such as a Fresnel lens sheet that refracts incident video light in the normal direction of the sheet.
光学シートであるレンチキュラーレンズシートは、少なくとも一方の面に断面形状が半円形又は半楕円形等のレンチキュラーレンズを有するものである。こうしたレンチキュラーレンズシートは、加熱溶融させた透明又は半透明の樹脂基材を押し出した後に、金型ロールで急冷すると共にその金型ロールの周面に形成された賦形型でその樹脂基材表面にレンズ形状を賦形する押出成形法やプレス成形法により製造されていた。また、ベースフィルムに放射線硬化樹脂を塗布した後に、金型ロールの周面に形成された賦形型でその放射線硬化樹脂表面にレンズ形状を賦形し、賦形されたレンズ形状に紫外線等を照射して硬化させるホトポリマ法により製造されていた（例えば、特許文献１を参照。）。
ところで、前述のレンチキュラーレンズシートは、剛性がなくそれ自体では形状を保つことができないため、単独ではプロジェクションテレビジョン等の所定の位置に取り付けることができない。したがって、レンチキュラーレンズシートは、力を加えても形状が変化し難い程度の剛性を有する板状の補助シートと組み合わせることにより取り付けを行っている。特に近年、大型の映像表示装置が求められており、プロジェクションテレビジョン等に使用される光学シートも大型化するため、より剛体を有する補助シートが用いられる傾向にある。このように、比較的安価な光学シートの他に補助シートが必要となるので、組み合わされた光学シートは、取り付け性が悪いと共に部品点数が増え、結果的にコストアップにつながるという問題がある。 By the way, the above-mentioned lenticular lens sheet is not rigid and cannot maintain its shape by itself, and cannot be attached to a predetermined position such as a projection television alone. Therefore, the lenticular lens sheet is attached by combining it with a plate-like auxiliary sheet having such a rigidity that the shape hardly changes even when a force is applied. In particular, in recent years, there has been a demand for a large-sized image display device, and an optical sheet used for projection televisions and the like is also enlarged, so that an auxiliary sheet having a rigid body tends to be used. As described above, since an auxiliary sheet is required in addition to the relatively inexpensive optical sheet, the combined optical sheet has a problem that it is not easy to attach and the number of parts increases, resulting in an increase in cost.
また、剛性を有する光学シートとしては、例えば、板厚を厚くして剛性を持たせた光学シートもある。この光学シートは、それ自体が剛性を有するため、剛体を有する補助シートを必要とせず、単独でプロジェクションテレビジョン等の所定の位置に取り付けることができる。しかし、こうした光学シートは、量産性が悪くコストが高くなるという問題がある。 In addition, as an optical sheet having rigidity, for example, there is an optical sheet having increased rigidity and rigidity. Since the optical sheet itself has rigidity, an auxiliary sheet having a rigid body is not required, and the optical sheet can be attached to a predetermined position such as a projection television alone. However, such an optical sheet has a problem that the mass productivity is low and the cost is high.
光学シートの製造には押出成形法が適用されているが、この押出成形法は、レンチキュラーレンズ等の緩やかなレンズ形状の賦形は可能であるが、フレネルレンズやプリズム等のシャープなレンズ形状の賦形や、微細なマットやヘアーライン、又は回折格子等の微細な形状の賦形には不向きな方法であった。また、押出成形法では、一対の冷却ロールで溶融樹脂を冷却するとき、得られる光学シートの剛性を高めようとしてその板厚を厚くしようとすると、冷却時に樹脂が収縮する現象（いわゆる樹脂の成形戻り）が起こることがあり、その結果、所望のレンズ形状を賦形することができないという難点がある。 An extrusion method is applied to the production of the optical sheet. This extrusion method can form a gentle lens shape such as a lenticular lens, but has a sharp lens shape such as a Fresnel lens or a prism. This method is not suitable for shaping and shaping of fine shapes such as fine mats, hairlines, and diffraction gratings. Also, in the extrusion molding method, when the molten resin is cooled with a pair of cooling rolls, the resin contracts during cooling (so-called resin molding) if the thickness of the optical sheet is increased to increase the rigidity. There is a problem that a desired lens shape cannot be formed.
このため、剛性を有する光学シートは、板状の樹脂基材を基材ごとに、レンズ、微細なマット、ヘアーライン又は回折格子等の賦形型が形成された金型を準備し、その金型を用いてプレス成形法、射出成形法、ＵＶ成形法又はキャスティング成形法等により、板状の樹脂基材面に枚様毎に成形することにより製造されていた。その結果、生産性が悪く、得られた光学シートは高価なものとなっていた。 Therefore, an optical sheet having rigidity is prepared by forming a mold in which a shaping mold such as a lens, a fine mat, a hairline, or a diffraction grating is formed for each base of a plate-shaped resin substrate. Is produced by molding the sheet-like surface of a plate-like resin substrate by a press molding method, an injection molding method, a UV molding method, a casting molding method, or the like. As a result, productivity was poor and the obtained optical sheet was expensive.
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであって、その目的は、剛性を有する安価な光学シートを生産性よく製造することができる光学シートの製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、剛性の有する安価な光学シートを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an optical sheet manufacturing method capable of manufacturing an inexpensive optical sheet having rigidity with high productivity. . Another object of the present invention is to provide an inexpensive optical sheet having rigidity.
上記目的を達成するための本発明の光学シートの製造方法は、溶融した熱可塑性樹脂を、一対の冷却ロールを用いて表面がガラス転移点以下で内部がガラス転移点以上の状態の熱可塑性樹脂基材に冷却する冷却工程と、放射線硬化樹脂を、前記熱可塑性樹脂基材の一方の面又は第１光学要素の賦形型を周面に有する第１光学要素形成用金型ロール面に塗布した後、該第１光学要素形成用金型ロールで前記放射線硬化樹脂を押圧する押圧工程と、放射線で前記放射線硬化樹脂を硬化させる際に、前記第１光学要素形成用金型ロールの周面に形成された賦形型を前記放射線硬化樹脂に賦形する第１光学要素形成工程と、を有することを特徴とする。 The method for producing the optical sheet of the present invention for achieving the above object is the use of a thermoplastic resin in which the surface is below the glass transition point and the inside is above the glass transition point using a pair of cooling rolls. A cooling process for cooling to the base material and a radiation curable resin are applied to one surface of the thermoplastic resin base material or the first optical element forming mold roll surface having the shaping mold of the first optical element on the peripheral surface. Then, when pressing the radiation curable resin with the first optical element forming mold roll, and when curing the radiation curable resin with radiation, the peripheral surface of the first optical element forming mold roll And a first optical element forming step of shaping the shaping mold formed on the radiation curable resin.
この発明によれば、表面がガラス転移点以下で内部がガラス転移点以上の状態の熱可塑性樹脂基材に冷却し、その基材面又は第１光学要素形成用金型ロール面に塗布された放射線硬化樹脂を第１光学要素形成用金型ロールで押圧するので、剛性を高めようと板厚を厚くした熱可塑性樹脂基材であっても、冷却状態を前記状態とすることによりその熱可塑性樹脂基材を第１光学要素形成用金型ロールの周面に十分に接触させることができる。このため、第１光学要素形成用金型ロールの周面に形成された賦形型を放射線硬化樹脂に賦形することができ、精密な形状からなる第１光学要素を形成することができる。その結果、熱可塑性樹脂基材の板厚が厚く剛性を有する光学シートを、連続して製造することが可能となる。 According to this invention, the surface is cooled to a thermoplastic resin base material having a glass transition point or lower and the interior is equal to or higher than the glass transition point, and applied to the base material surface or the first optical element forming mold roll surface. Since the radiation curable resin is pressed by the first optical element forming mold roll, even if it is a thermoplastic resin substrate whose thickness is increased in order to increase rigidity, the thermoplasticity can be improved by setting the cooling state to the above state. The resin base material can be sufficiently brought into contact with the peripheral surface of the first optical element forming mold roll. For this reason, the shaping mold formed on the peripheral surface of the first optical element forming mold roll can be shaped into the radiation curable resin, and the first optical element having a precise shape can be formed. As a result, it is possible to continuously produce an optical sheet having a large thickness of the thermoplastic resin substrate and having rigidity.
本発明の光学シートの製造方法は、上記本発明の光学シートの製造方法において、前記冷却工程前、前記冷却工程と同時、又は前記冷却工程後で前記押圧工程前に、前記熱可塑性樹脂基材及び前記第１光学要素から剥がれにくいフィルムを、前記放射線硬化樹脂が塗布される側の熱可塑性樹脂基材表面に設けるフィルム積層工程を有することを特徴とする。 The method for producing an optical sheet according to the present invention is the method for producing an optical sheet according to the present invention, wherein the thermoplastic resin substrate is formed before the cooling step, simultaneously with the cooling step, or after the cooling step and before the pressing step. And a film laminating step of providing a film that is difficult to peel off from the first optical element on the surface of the thermoplastic resin substrate on which the radiation curable resin is applied.
この発明によれば、熱可塑性樹脂基材の少なくとも内部がガラス転移点以上となっており熱可塑性樹脂基材が全体として十分に冷却されていないとき、すなわち、冷却工程前、冷却工程と同時、又は冷却工程後で押圧工程前に、熱可塑性樹脂基材及び第１光学要素から剥がれにくいフィルムを、放射線硬化樹脂が塗布される側の熱可塑性樹脂基材表面に設けるので、放射線硬化樹脂からなる第１光学要素が熱可塑性樹脂基材から剥がれ難くい光学シートを容易に製造することができる。 According to this invention, when at least the inside of the thermoplastic resin substrate is at or above the glass transition point and the thermoplastic resin substrate is not sufficiently cooled as a whole, that is, before the cooling step, simultaneously with the cooling step, Alternatively, after the cooling step and before the pressing step, a film that does not easily peel off from the thermoplastic resin substrate and the first optical element is provided on the surface of the thermoplastic resin substrate to which the radiation curable resin is applied. An optical sheet in which the first optical element is hardly peeled off from the thermoplastic resin substrate can be easily manufactured.
本発明の光学シートの製造方法は、上記本発明の光学シートの製造方法において、前記第１光学要素が、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズム、マット、ヘアーライン又は回折格子であることを特徴とする。この発明によれば、第１光学要素として、各種のレンズ、微細なマット、ヘアーライン又は回折格子等の微細な形状を有する光学シートの製造を効率的に行うことができる。 The optical sheet manufacturing method of the present invention is characterized in that, in the optical sheet manufacturing method of the present invention, the first optical element is a Fresnel lens, a lenticular lens, a prism, a mat, a hairline, or a diffraction grating. According to this invention, as the first optical element, it is possible to efficiently manufacture an optical sheet having a fine shape such as various lenses, a fine mat, a hairline, or a diffraction grating.
本発明の光学シートの製造方法は、上記本発明の光学シートの製造方法において、前記冷却工程と同時に行われる工程であって、前記一対の冷却ロールのうちの一方の冷却ロールがその周面に賦形型を有し、当該冷却ロールを前記第１光学要素が形成される側の面と反対側の熱可塑性樹脂面に押圧して当該熱可塑性樹脂面に第２光学要素を形成する第２光学要素形成工程を有することを特徴とする。 The method for producing an optical sheet of the present invention is a step performed simultaneously with the cooling step in the method for producing an optical sheet of the present invention, wherein one cooling roll of the pair of cooling rolls is provided on a peripheral surface thereof. A second forming unit that has a shaping mold and presses the cooling roll against a surface of the thermoplastic resin opposite to the surface on which the first optical element is formed to form a second optical element on the surface of the thermoplastic resin; An optical element forming step is included.
この発明によれば、少なくとも内部がガラス転移点以上の状態の熱可塑性樹脂であって第１光学要素が形成されることになる側の面と反対側の熱可塑性樹脂面に、第２光学要素の賦形型を備える冷却ロールを押圧するので、剛性を高めようと板厚を厚くした熱可塑性樹脂基材であっても、その熱可塑性樹脂基材を上記冷却ロールの周面に十分に接触させることができる。すなわち、この第２光学要素形成工程においては、少なくとも内部がガラス転移点以上の状態の熱可塑性樹脂に賦形型を有する冷却ロールを押圧して第２光学要素形状を賦形した後に、熱可塑性樹脂基材表面がガラス転移点以下になるまで熱可塑性樹脂基材をその冷却ロールで冷却して第２光学要素を形成する。その結果、冷却ロールの周面に形成された第２光学要素を熱可塑性樹脂基材面に賦形することができ、両面に光学要素を有する光学シートを容易に製造することができる。 According to the present invention, the second optical element is formed on the surface of the thermoplastic resin opposite to the surface on which the first optical element is to be formed, which is a thermoplastic resin having at least the interior of the glass transition point or more. Because it presses the cooling roll equipped with the shaping mold, the thermoplastic resin substrate is sufficiently in contact with the peripheral surface of the cooling roll even if it is a thermoplastic resin substrate whose thickness is increased in order to increase the rigidity. Can be made. That is, in this second optical element forming step, after forming the second optical element shape by pressing a cooling roll having a shaping mold on a thermoplastic resin having at least the glass transition point or more inside, the thermoplasticity The second optical element is formed by cooling the thermoplastic resin substrate with its cooling roll until the surface of the resin substrate is below the glass transition point. As a result, the second optical element formed on the peripheral surface of the cooling roll can be shaped on the surface of the thermoplastic resin substrate, and an optical sheet having optical elements on both sides can be easily manufactured.
本発明の光学シートの製造方法は、上記本発明の光学シートの製造方法において、前記第１光学要素形成工程と同時に行われる工程であって、前記第１光学要素形成用金型ロールで前記熱可塑性樹脂基材の温度を調節する温度調節工程を有することを特徴とする。 The optical sheet manufacturing method of the present invention is a step performed simultaneously with the first optical element forming step in the optical sheet manufacturing method of the present invention, wherein the heat is applied by the first optical element forming mold roll. It has the temperature control process which adjusts the temperature of a plastic resin base material, It is characterized by the above-mentioned.
この発明によれば、第１光学要素形成工程時に、第１光学要素形成用金型ロールで熱可塑性樹脂基材の温度を調節するので、熱可塑性樹脂基材の反りをコントロールすることが可能となり、所望の形態からなる光学シートを生産性よく安価に製造することができる。 According to this invention, since the temperature of the thermoplastic resin base material is adjusted by the first optical element forming mold roll during the first optical element forming step, it becomes possible to control the warp of the thermoplastic resin base material. Thus, an optical sheet having a desired form can be manufactured at low cost with high productivity.
本発明の光学シートの製造方法は、上記本発明の光学シートの製造方法において、前記第１光学要素形成工程後に、前記第１光学要素形成用金型ロールから離型した熱可塑性樹脂基材の温度を調節する温度調節工程を有することを特徴とする。 The method for producing an optical sheet of the present invention is the method for producing an optical sheet of the present invention, wherein the thermoplastic resin base material released from the first optical element forming mold roll is formed after the first optical element forming step. It has the temperature control process which adjusts temperature, It is characterized by the above-mentioned.
この発明によれば、第１光学要素形成工程後に、第１光学要素形成用金型ロールから離型した熱可塑性樹脂基材の温度を調節するので、冷却後の光学シートに残る歪みをコントロールすることが可能となり、所望の形態からなる光学シートを生産性よく安価に製造することができる。 According to this invention, since the temperature of the thermoplastic resin substrate released from the first optical element forming mold roll is adjusted after the first optical element forming step, the distortion remaining in the cooled optical sheet is controlled. Therefore, an optical sheet having a desired form can be manufactured at low cost with high productivity.
本発明の光学シートの製造方法は、上記本発明の光学シートの製造方法において、前記第１光学要素形成用金型ロール及び前記一対の冷却ロールのうち周面に賦形型を有する冷却ロールの少なくとも１つが、軸方向に位置調節可能であることを特徴とする。 An optical sheet manufacturing method of the present invention is the above-described optical sheet manufacturing method of the present invention, wherein the first optical element forming mold roll and the pair of cooling rolls have a shaping roll on a peripheral surface. At least one is characterized by being axially adjustable.
この発明によれば、第１光学要素ないし第２光学要素をシート両面に形成する場合に、熱可塑性樹脂基材に対する光学要素の位置を微調節することができる。そのため、熱可塑性樹脂基材の両面に第１光学要素及び第２光学要素を形成する場合において、第１光学要素形成用金型ロール又は賦形型を有する冷却ロールをその軸方向に位置調節するだけの１軸調節のみで、第１光学要素と第２光学要素との間の相対位置を調節することができる。 According to the present invention, when the first optical element or the second optical element is formed on both sides of the sheet, the position of the optical element with respect to the thermoplastic resin substrate can be finely adjusted. Therefore, in the case where the first optical element and the second optical element are formed on both surfaces of the thermoplastic resin base material, the position of the first optical element forming mold roll or the cooling roll having the shaping mold is adjusted in the axial direction. The relative position between the first optical element and the second optical element can be adjusted with only one axis adjustment.
なお、本願において「剛性を有する」とは、力を加えても形状が変化し難いことである。例えば熱可塑性樹脂基材の場合、板厚（肉厚）が薄いとそれ自体では形状を保つことができないが、肉厚を厚くすることで力を加えても形状が変化し難くすることができるので、このように形状が変化し難くなることを剛性を有するという。 In the present application, “having rigidity” means that the shape hardly changes even when a force is applied. For example, in the case of a thermoplastic resin substrate, if the plate thickness (thickness) is thin, the shape cannot be maintained by itself, but by increasing the thickness, the shape can be made difficult to change even if force is applied. Therefore, it is said that it is rigid that the shape becomes difficult to change in this way.
以上説明したように、本発明の光学シートの製造方法によれば、剛性を高めようと板厚を厚くした熱可塑性樹脂基材であっても、冷却状態を上述した状態とすることによりその熱可塑性樹脂基材を第１光学要素形成用金型ロールの周面に十分に接触させることができるので、第１光学要素形成用金型ロールの周面に形成された賦形型を放射線硬化樹脂に賦形することができ、精密な形状からなる第１光学要素を形成することができる。その結果、熱可塑性樹脂基材の板厚が厚く剛性を有する光学シートを、連続して安価に製造することが可能となる。また、剛性を高めようと板厚を厚くした熱可塑性樹脂基材であっても、その熱可塑性樹脂基材を上記冷却ロールの周面に十分に接触させることができるので、冷却ロールの周面に形成された第２光学要素を熱可塑性樹脂基材面に賦形することが可能となり、両面に光学要素を有する光学シートを容易に製造することができる。 As described above, according to the method for producing an optical sheet of the present invention, even when the thermoplastic resin base material is thickened so as to increase the rigidity, the heat is reduced by setting the cooling state to the state described above. Since the plastic resin substrate can be sufficiently brought into contact with the peripheral surface of the first optical element forming mold roll, the shaping mold formed on the peripheral surface of the first optical element forming mold roll is used as a radiation curable resin. The first optical element having a precise shape can be formed. As a result, it is possible to continuously and inexpensively manufacture an optical sheet having a thick thermoplastic resin substrate and having rigidity. Moreover, even if it is a thermoplastic resin base material whose plate thickness is increased in order to increase the rigidity, the thermoplastic resin base material can be sufficiently brought into contact with the peripheral surface of the cooling roll. It becomes possible to shape the second optical element formed on the surface of the thermoplastic resin substrate, and an optical sheet having optical elements on both sides can be easily manufactured.
また、本発明の光学シートによれば、精密形状からなる第１光学要素を熱可塑性樹脂基材上に形成することができるので、連続製造が可能となり、生産性がよく、剛性を有する安価な光学シートとなる。また、熱可塑性樹脂基材の他方の面に、所望形状からなる第２光学要素が形成された、剛性を有する安価な光学シートとすることができる。したがって、各種のレンズ、微細なマット、ヘアーライン又は回折格子等の微細な形状を有する第１光学要素と、緩やかな形状からなる第２光学要素とを備えた安価な光学シートが提供できる。 Further, according to the optical sheet of the present invention, since the first optical element having a precise shape can be formed on the thermoplastic resin substrate, continuous production is possible, productivity is high, and rigidity is low. It becomes an optical sheet. Moreover, it can be set as the cheap optical sheet which has the rigidity in which the 2nd optical element which consists of desired shapes was formed in the other surface of a thermoplastic resin base material. Therefore, an inexpensive optical sheet including a first optical element having a fine shape such as various lenses, a fine mat, a hairline, or a diffraction grating and a second optical element having a gentle shape can be provided.
本発明の光学シート及びその製造方法について図面を参照しつつ説明する。以下においては、最初に光学シートの実施形態とその構成について詳述した後、光学シートの製造方法について詳細に説明する。 The optical sheet and the manufacturing method thereof of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, first, the embodiment of the optical sheet and its configuration will be described in detail, and then the method for manufacturing the optical sheet will be described in detail.
（光学シート）
図１は、本発明の光学シートの実施形態を示す断面図である。この実施形態に係る本発明の光学シート１ａ，１ｂは、図１に示すように、光透過性及び剛性を有する熱可塑性樹脂基材２と、その熱可塑性樹脂基材２の一方の面に形成された第１光学要素３とを有する光学シートであり、その第１光学要素３は、表面がガラス転移点以下で内部がガラス転移点以上の状態の熱可塑性樹脂基材２の表面に賦形された後に冷却されて形成されたことに特徴を有する。なお、図６は、図１（Ａ）に示す本発明の光学シート１ａの第１光学要素３側を上にして載置したときの斜視図である。
(Optical sheet)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the optical sheet of the present invention. As shown in FIG. 1, the optical sheets 1 a and 1 b of the present invention according to this embodiment are formed on a
最初に、熱可塑性樹脂基材２について説明する。熱可塑性樹脂基材２は、光透過性を有する熱可塑性樹脂により、剛性を有する程度の厚さで形成されたものである。熱可塑性樹脂基材２としては、図１（Ａ）に示すように、単層からなるものでもよいし、図１（Ｂ）に示すように、２層からなる樹脂層２ａ，２ｂで構成されたものであってもよいし、それ以上の樹脂層で構成されたものであってもよい。
First, the
本発明における熱可塑性樹脂基材２の剛性とは、光学シートが剛体を有する補助シート等を用いることなく単独でプロジェクションテレビジョン等の所定の位置に取り付けることができる程度の剛性を意味する。
The rigidity of the thermoplastic
熱可塑性樹脂基材２の厚さは、剛性を有する範囲から任意に決められる。剛性を有する厚さの範囲は、熱可塑性樹脂の種類や製品サイズ等によって異なるため一概には言えないが、例えば４０〜７０インチのプロジェクションテレビジョンの場合では、通常１〜５ｍｍ、特に１〜３ｍｍ程度である。
The thickness of the
熱可塑性樹脂は、光学シートに使用可能な光透過性を有する樹脂で、好ましくは電子線（ＥＢ）や紫外線（ＵＶ）等の放射線を透過させる放射線透過性を有する熱可塑性樹脂である。この熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、アクリル−スチレン共重合樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。 The thermoplastic resin is a light-transmitting resin that can be used for the optical sheet, and is preferably a thermoplastic resin that transmits radiation such as electron beams (EB) and ultraviolet rays (UV). Examples of the thermoplastic resin include acrylic resins, polycarbonate resins, vinyl chloride resins, styrene resins, olefin resins, cycloolefin resins, acrylic-styrene copolymer resins, and polyester resins.
熱可塑性樹脂基材２には、例えば、拡散層、透明層、帯電防止層、非帯電防止層、熱膨張率や吸水伸び率の異なる樹脂層、低反射層、反射防止層、ハードコート層、導電層、着色層、選択光吸収層、偏光層等としての機能を持たせることができる。熱可塑性樹脂基材２が２層以上の樹脂層で構成されている場合には、その少なくとも１以上の樹脂層に前記の機能を持たせることができる。そうした機能を有する熱可塑性樹脂基材２は、熱可塑性樹脂に光拡散剤、着色剤、ティント剤、帯電防止剤等を含有させたり、熱膨張率や吸水伸び率等の特性の異なる熱可塑性樹脂を選択したりすることにより形成することができる。
The
熱可塑性樹脂基材２が単層からなる場合又は２層以上の樹脂層からなる場合において、得られた光学シートの観察者側（すなわち光が出射する側）の少なくとも表面を含む層の樹脂材料としては、表面耐擦傷性、耐候性及び透明性等が良好なアクリル系樹脂を用いることが好ましい。こうしたアクリル系樹脂としては、メタクリル酸メチルを主体とする樹脂が挙げられ、(i)メチルメタクリレートの単独重合体、又は、(ii)メチルメタクリレートと、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、アクリロニトリル、無水マレイン酸、スチレン及びα−メチルスチレンから選ばれる１つ以上との共重合体、又は、(iii)メチルメタクリレート単独重合体と上記共重合体との混合物、等を挙げることができる。その中でも特に、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、及び、メタクリル樹脂とスチレン樹脂との共重合体樹脂（ＭＳ樹脂）から選ばれる樹脂が好ましく用いられる。
When the
熱可塑性樹脂基材２に拡散層としての機能を持たせる場合には、単層からなる場合には熱可塑性樹脂基材２中に、２層以上の樹脂層で構成されている場合にはその何れかの層中に、微粒子状の光拡散剤を含有させる。
When the thermoplastic
光拡散剤としては、一般的に光学シートに用いられているものを好ましく適用でき、例えば、アクリル樹脂微粒子、アクリル−スチレン共重合樹脂微粒子、メラミン樹脂微粒子、スチレン樹脂微粒子、シリコーン樹脂微粒子等の有機系微粒子、硫酸バリウム微粒子、ガラス微粒子、水酸化アルミニウム微粒子、炭酸カルシウム微粒子、シリカ（二酸化珪素）微粒子、酸化チタン微粒子等の無機系微粒子、さらに、アクリル樹脂ビーズ、ガラスビーズ、ＭＳ樹脂ビーズ等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を樹脂中に含有させることができる。 As the light diffusing agent, those generally used for optical sheets can be preferably applied. For example, organic materials such as acrylic resin fine particles, acrylic-styrene copolymer resin fine particles, melamine resin fine particles, styrene resin fine particles, and silicone resin fine particles can be used. -Based fine particles, barium sulfate fine particles, glass fine particles, aluminum hydroxide fine particles, calcium carbonate fine particles, silica (silicon dioxide) fine particles, inorganic fine particles such as titanium oxide fine particles, acrylic resin beads, glass beads, MS resin beads, etc. 1 type or 2 types or more can be contained in resin.
光拡散剤の含有量は、光拡散剤が含有することによるコントラストの低下を抑えるという観点も加味して任意に設定される。 The content of the light diffusing agent is arbitrarily set in consideration of the viewpoint of suppressing a decrease in contrast due to the light diffusing agent being contained.
高い透過率が要求されるプロジェクションスクリーンの場合においては、樹脂と光拡散剤との屈折率差及び光拡散剤の粒径によっても異なるが、例えば樹脂と光拡散剤との屈折率差が０．０１〜０．０６で、光拡散剤の平均粒径が３〜２０μｍの場合では、熱可塑性樹脂１００重量部に対して光拡散剤が０．２〜５重量部であることが好ましい。熱可塑性樹脂１００重量部に対して光拡散剤の含有量が０．２重量部未満では、拡散の効果が十分でなく、光拡散剤の含有量が５重量部を超えると、拡散が強くなってプロジェクションスクリーン正面の明るさが低下することがある。 In the case of a projection screen that requires high transmittance, for example, the refractive index difference between the resin and the light diffusing agent is 0. 0, although it varies depending on the refractive index difference between the resin and the light diffusing agent and the particle size of the light diffusing agent. When the average particle diameter of the light diffusing agent is 3 to 20 μm, the light diffusing agent is preferably 0.2 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic resin. If the content of the light diffusing agent is less than 0.2 parts by weight relative to 100 parts by weight of the thermoplastic resin, the effect of diffusion is not sufficient, and if the content of the light diffusing agent exceeds 5 parts by weight, the diffusion becomes strong. The brightness of the front of the projection screen may decrease.
また、照明やバックライトの様に、光源のシースルーを防ぎ、拡散度合いの大きいことが要求される場合に用いられる光学シートでは、硫酸バリウム（アクリル樹脂との屈折率の差が約０．１５）等の高い屈折率の光拡散剤を使って、屈折率差を更に大きくしたり、添加量を更に多くしたりすることが好ましい。 Also, barium sulfate (difference in refractive index from acrylic resin is about 0.15) is used for optical sheets that are used in cases such as lighting and backlights where light source see-through is prevented and a high degree of diffusion is required. It is preferable to further increase the difference in refractive index or to further increase the amount of addition using a light diffusing agent having a high refractive index.
また、２層以上の樹脂層に光拡散剤を含有させる場合には、拡散機能が同じ光拡散剤をそれぞれの樹脂層に含有させるようにしてもよいし、拡散能が異なる光拡散剤をそれぞれの樹脂層に含有させるようにしてもよい。 In addition, when two or more resin layers contain a light diffusing agent, each resin layer may contain a light diffusing agent having the same diffusing function, or light diffusing agents having different diffusing capabilities may be used. You may make it contain in this resin layer.
本発明においては、熱可塑性樹脂基材２を、光学特性が異なる樹脂層等を適宜組み合わせて構成することにより、光学シートに所望の光学機能を持たせることができる。例えば、熱可塑性樹脂基材２を拡散層／透明層／拡散層の多層構成とすることにより、モアレやシンチレーションを防止することができる。また、熱可塑性樹脂基材２を高流動性樹脂層／高透明層／易接着層の多層構成とすることにより、後述するような第２光学要素の賦形が容易になると共に、第１光学要素３をなす放射線硬化樹脂を剥がれ難くすることができる。
In the present invention, the optical sheet can be provided with a desired optical function by configuring the
次に、第１光学要素３について説明する。第１光学要素３は、表面がガラス転移点以下で内部がガラス転移点以上の状態の熱可塑性樹脂基材２の表面に賦形された後に冷却されて形成される。こうした第１光学要素３は、熱可塑性樹脂基材２の入光側の表面に形成されている。なお、第１光学要素３は、熱可塑性樹脂基材２の出光側の表面に形成されていても、また、両面に形成されていてもよい。
Next, the first
第１光学要素３は、放射線硬化樹脂で形成されている。放射線硬化樹脂からなる第１光学要素３は、表面がガラス転移点以下で内部がガラス転移点以上の状態の熱可塑性樹脂基材２面に放射線硬化樹脂を設けた後、その放射線硬化樹脂面に第１光学要素形成用金型ロールを押圧し、第１光学要素形成用金型ロールの周面に形成された賦形型を賦形して形成される。放射線硬化樹脂は、電子線（ＥＢ）や紫外線（ＵＶ）等の放射線が放射されて硬化し、熱可塑性樹脂基材２から剥がれ難くなる。熱可塑性樹脂基材２面に放射線硬化樹脂を設ける方法としては、放射線硬化樹脂を第１光学要素形成用金型ロール側の熱可塑性樹脂基材２面に塗布する方法、又は、第１光学要素形成用金型ロール面に放射線硬化樹脂を塗布した後にその放射線硬化樹脂を挟むように熱可塑性樹脂基材２を設ける方法が挙げられる。
The first
放射線硬化樹脂としては、光透過性を有すると共に、その構造中に重合性不飽和結合又はエポキシ基をもつ反応性のポリマー又はオリゴマー等が挙げられる。具体的には、ポリエステル、ポリエーテル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂もしくはウレタン樹脂等の（メタ）アクリレート、シロキサン等の珪素樹脂、ラジカル重合性のモノマー又は多官能モノマー等が挙げられる。 Examples of the radiation curable resin include a reactive polymer or oligomer having light permeability and having a polymerizable unsaturated bond or an epoxy group in the structure thereof. Specific examples include (meth) acrylates such as polyester, polyether, acrylic resin, epoxy resin and urethane resin, silicon resins such as siloxane, radical polymerizable monomers or polyfunctional monomers.
ラジカル重合性のモノマーとしては、例えば（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリルアミド、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、ビニル異節環化合物、Ｎ−ビニル化合物、スチレン、（メタ）アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸等が挙げられる。多官能性モノマーとしては、例えばジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコール（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコール（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、ペンタエリストールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリス（β−（メタ）アクリロイロキシエチル）イソシアヌレート等が挙げられる。 Examples of radical polymerizable monomers include ethyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, vinyl heterocycles, N-vinyl compounds, styrene, (meth) acrylic acid, Examples include crotonic acid and itaconic acid. Examples of the multifunctional monomer include diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol (meth) acrylate, tetraethylene glycol (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, and diethylene glycol. Examples include pentaerythritol hexa (meth) acrylate and tris (β- (meth) acryloyloxyethyl) isocyanurate.
放射線硬化樹脂を紫外線で硬化させる場合においては、超高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク又はメタルハライドランプ等の光源から発する紫外線等を使用することができる。この場合、放射線硬化樹脂に光重合開始剤を添加させることが好ましい。光重合開始剤としては、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、アルドオキシム、テトラメチルメウラムモノサルファイド、チオキサントン、及び／又は、光増感剤であるｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ブチルホスフィン等が挙げられる。 In the case of curing the radiation curable resin with ultraviolet rays, ultraviolet rays emitted from a light source such as an ultrahigh pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a carbon arc, a xenon arc, or a metal halide lamp can be used. In this case, it is preferable to add a photopolymerization initiator to the radiation curable resin. As photopolymerization initiators, acetophenones, benzophenones, Michler benzoylbenzoate, methyl o-benzoylbenzoate, aldoxime, tetramethylmeurum monosulfide, thioxanthone, and / or n-butylamine which is a photosensitizer , Triethylamine, tri-butylphosphine and the like.
また、放射線硬化樹脂を電子線で硬化させる場合においては、例えば、コックロフトワルトン型、パンデルラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、エレクトロカーテン型、ダイナミトロン型又は高周波型等の各種の電子線照射装置が用いられ、例えば、５０〜１０００ｋｅＶのエネルギーの電子線により放射線硬化樹脂の硬化を行える。 In the case of curing the radiation curable resin with an electron beam, for example, Cockloft Walton type, Pandelluff type, resonant transformation type, insulated core transformer type, linear type, electrocurtain type, dynamitron type, high frequency type, etc. Various electron beam irradiation apparatuses are used, and for example, the radiation curable resin can be cured by an electron beam having an energy of 50 to 1000 keV.
第１光学要素３としては、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズム、マット又は回折格子等、光学シートに用いられている光学要素を挙げることができる。具体的には、サーキュラーフレネルレンズ、リニアーフレネルレンズ、全反射フレネルレンズ、三角形プリズム、多角形プリズム、レンチキュラーレンズ、サンドブラストマット、矩形回折格子、ホログラム、モスアイ等の光学要素を例示できる。
Examples of the first
第１光学要素３は、図示例では、映像光の入射面（入光面ともいう。）側にフレネルレンズとして形成されている。このフレネルレンズは、入射面と、その入射面から入射する光の一部又は全部を全反射して所望の方向に偏向する全反射面とからなる三角形状のプリズムであり、図１等に示す光学シートは、こうしたフレネルレンズが入射面側に配列したものである。
In the illustrated example, the first
このように、熱可塑性樹脂基材２の一方の表面（例えば映像光が入射する側の表面）に第１光学要素３が形成されている場合には、映像光が出射する側の表面は、そのままでもあってもよいし、コントラストを向上させるために遮光層を設けてもよいし、後述するように第２光学要素４を設けてもよい。
As described above, when the first
図２は、本発明の光学シートの他の実施形態を示す断面図である。この実施形態に係る本発明の光学シート１ｃ，１ｄは、図２に示すように、第１光学要素３が形成されている側の熱可塑性樹脂基材２表面に、熱可塑性樹脂基材２及び第１光学要素３から剥がれにくいフィルム６が設けられている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of the optical sheet of the present invention. As shown in FIG. 2, the
フィルム６としては、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル−ポリカーボネートアロイ等からなるフィルムが挙げられる。
Examples of the
図３は、本発明の光学シートの他の実施形態を示す断面図である。この実施形態に係る本発明の光学シート１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈは、図３に示すように、第１光学要素３が形成されていない熱可塑性樹脂基材２の他方の面に、第２光学要素４が形成されている。なお、図３の（Ａ）〜（Ｄ）は、熱可塑性樹脂基材２の態様の異なる場合及びフィルム６が設けられた場合の各形態を示している。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the optical sheet of the present invention. As shown in FIG. 3, the
第２光学要素４は、少なくとも内部がガラス転移点以上の状態の熱可塑性樹脂に賦形した後にその表面がガラス転移点以下になるまで熱可塑性樹脂基材２を冷却して形成されたものである。
The second
すなわち、溶融した熱可塑性樹脂を、一対の冷却ロールを用いて表面がガラス転移点以下で内部がガラス転移点以上の状態の熱可塑性樹脂基材２に冷却するとき（冷却工程時）に、第１光学要素３が形成されることになる熱可塑性樹脂面に接触する冷却ロールと反対側の冷却ロール（第２光学要素形成用金型ロール）を、第１光学要素３が形成されることになる熱可塑性樹脂面と反対側の熱可塑性樹脂面に押圧する。その結果、熱可塑性樹脂面に第２光学要素４が形成される。
That is, when the molten thermoplastic resin is cooled to the
第２光学要素４を形成するための冷却ロールは、その周面に第２光学要素４を形成するための賦形型が形成されている。
The cooling roll for forming the second
第２光学要素４としては、レンチキュラーレンズが好ましい。レンチキュラーレンズは、光の屈折や反射の作用により、出光面に光を拡散させたり、斜めから入射する光を垂直方向に光軸を補正したりするものである。レンチキュラーレンズの形状は、例えば、ピッチが３０μｍ以上、好ましくは６０μｍ以上の半円弧形状、半楕円弧形状、放物線、双曲線、三角関数曲線等に近似される曲線、又はその組み合わせ、又はそれに接線が組み合わされている形状等、特異点が無く、かつ抜きテーパーがある曲線形状や、台形状等が挙げられる。
The second
このように、本発明の光学シート１は、光透過性及び剛性を有する熱可塑性樹脂基材２と、その熱可塑性樹脂基材２の一方の表面に形成された第１光学要素３とを有するものであり、その第１光学要素３は、表面がガラス転移点以下で内部がガラス転移点以上の状態の熱可塑性樹脂基材２の表面に賦形された後に冷却されて形成されたので、第１光学要素３が可塑性樹脂基材面に連続して賦形形成される。その結果、生産性がよく、枚様式に比較して安価な光学シートとなる。
As described above, the
すなわち、表面がガラス転移点以下で内部がガラス転移点以上の熱可塑性樹脂基材２は可撓性を有するため、この熱可塑性樹脂基材２は賦形型を有する冷却ロール（第２光学要素形成用金型ロール）と密着する。表面がガラス転移点以下で内部がガラス転移点以上の熱可塑性樹脂基材２は、例えば図４に示すように、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、アクリル−スチレン共重合樹脂、ポリエステル系樹脂等の熱可塑性樹脂を２００〜２８０℃に加熱溶融した後、Ｔダイ１０から一対の冷却ロール１１，１２上に吐出し、５０〜１００℃の範囲内の所定の温度に調節されたその冷却ロール１１、１２で所定の厚さに押し出される際に冷却することにより得られる。
That is, since the
具体的には、ガラス転移温度９８℃のアクリル樹脂を２４０℃に加熱溶融した後、Ｔダイ１０から６５℃に温度設定された一対の冷却ロール１１，１２上に吐出し、吐出した後（すなわちその冷却ロールからの離型時）における熱可塑性樹脂基材表面は８７℃に冷却される。吐出した後における熱可塑性樹脂基材２の内部温度の測定は容易ではないが、ガラス転移点以上となる（冷却ロールによる歪みが出ないのでガラス転移温度以上であることが明らかである）。
Specifically, an acrylic resin having a glass transition temperature of 98 ° C. is heated and melted to 240 ° C., and then discharged from the T die 10 onto a pair of cooling rolls 11 and 12 set at a temperature of 65 ° C. The surface of the thermoplastic resin substrate at the time of releasing from the cooling roll is cooled to 87 ° C. Although it is not easy to measure the internal temperature of the
こうした熱可塑性樹脂基材２の一方の面は、第２光学要素の賦形型を有する冷却ロール（第２光学要素形成用金型ロール）で押圧され、その冷却ロール面に賦形された第２光学要素形状が熱可塑性樹脂基材２面に形成される。すなわち、第２光学要素４は、少なくとも内部がガラス転移点以上の状態の熱可塑性樹脂に賦形型を有する冷却ロールを押圧して第２光学要素形状を賦形した後に、熱可塑性樹脂基材表面がガラス転移点以下になるまで熱可塑性樹脂基材をその冷却ロールで冷却して形成される。
One surface of the thermoplastic
本発明においては、第２光学要素の賦形時に、熱可塑性樹脂基材２が上記の温度状態になっているので、熱可塑性樹脂基材２を第２光学要素形成用金型ロールである冷却ロールの周面に密着させることができる。その結果、第２光学要素４を熱可塑性樹脂基材２面上に形成することができる。よって、レンチキュラーレンズ等の第２光学要素４を連続的に形成することが可能となる。その結果、冷却ロールの周面に形成された第２光学要素を熱可塑性樹脂基材面に賦形することができる。
In the present invention, since the
以上説明したように、本発明の光学シートは、剛性を有するにも拘らず連続製造が可能であるので、生産性がよく、枚様式で製造する場合に比較して安価なものとなる。また、本発明の光学シートは、剛性を有し、第１光学要素３や第２光学要素４を形成することができるので、バックライト用光軸補正シート、自然光の採光や照明、ホログラム板、ノングレアー板、精密マット板、ルーバー、リニアーフレネル、プリズム等の光学シートとして有用なものである。また、本発明の光学シートは、連続製造が可能であるので、直線状のパターンではエンドレスで生産できることからサイズの大きな光学シートにも適用でき、工業的価値は高いものである。
As described above, since the optical sheet of the present invention can be continuously manufactured despite its rigidity, the productivity is high and the cost is low compared with the case of manufacturing in a sheet format. Further, since the optical sheet of the present invention has rigidity and can form the first
（光学シートの製造方法）
次に本発明の光学シートの製造方法について説明する。
(Optical sheet manufacturing method)
Next, the manufacturing method of the optical sheet of this invention is demonstrated.
本発明の光学シートの製造方法は、上述した本発明の光学シートを製造する方法である。図４は、本発明の光学シートの製造方法を実施するための光学シート製造装置の一例を示す概略構成図である。図５は、本発明の光学シートの製造方法を実施するための光学シート製造装置の他の例を示す概略構成図である。 The optical sheet manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing the above-described optical sheet of the present invention. FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an example of an optical sheet manufacturing apparatus for carrying out the optical sheet manufacturing method of the present invention. FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating another example of an optical sheet manufacturing apparatus for carrying out the optical sheet manufacturing method of the present invention.
光学シート製造装置は、図４に示すように、Ｔダイ１０と、一対の冷却ロール１１，１２（以下においては、第１ロール１１及び第２ロール１２で表す。）と、放射線硬化樹脂塗布装置１３と、第１光学要素形成用金型ロール１４と、放射線照射装置１５とから主に構成されている。
As shown in FIG. 4, the optical sheet manufacturing apparatus includes a
Ｔダイ１０は、加熱溶融された熱可塑性樹脂を所定の厚さの熱可塑性樹脂基材２が得られる量を連続的に吐出し、第１ロール１１と第２ロール１２との間に供給するものである。Ｔダイ１０としては、熱可塑性樹脂基材２が多層（２層以上）の樹脂層からなることがあるので、多層押出成形することができるものが好ましい。
The T-die 10 continuously discharges the heat-melted thermoplastic resin in an amount for obtaining a thermoplastic
第１ロール１１及び第２ロール１２は、互いに対向して配設され、これらのロール１１，１２によってＴダイ１０からの吐出により流下する溶融樹脂を押圧すると共に、そのロール１１，１２からの離型時には、所定の状態（表面がガラス転移点以下で内部がガラス転移点以上）の熱可塑性樹脂基材２となるように冷却するものである。
The
第１ロール１１及び第２ロール１２は、温度調節を行えるものがよい。温度調節機能を備えたロール１１，１２は、溶融樹脂冷却時及び第２光学要素形成時に、熱可塑性樹脂基材２の温度調節の自由度が増すので、特に第２光学要素の賦形形状をコントロールするのに有効である。
The
これらのうちの第２ロール１２を第２光学要素形成用金型ロールとして用いることにより、熱可塑性樹脂基材２の表面に第２光学要素４を形成することができる。
The 2nd
第２ロール（第２光学要素形成用金型ロール）の周面には、第２光学要素４の形状の逆形状からなる賦形型が設けられている。賦形型は、第２ロール１２の周方向に連続する形態で形成され、軸方向に所定のピッチで配設されている。Ｔダイ１０から流下した溶融樹脂は、第１ロール１１と賦形型が設けられた第２ロール１２とにより押圧されてロール面に密着する。その熱可塑性樹脂面には、第２ロール１２に形成された賦形型が賦形されて第２光学要素４が形成される。
On the peripheral surface of the second roll (second optical element forming mold roll), a shaping mold having a shape opposite to the shape of the second
第２ロール１２は、その軸方向に移動して熱可塑性樹脂基材２に対する相対位置を軸方向に可変することができるものであることが好ましい。こうした機能を備えた第２ロール１２は、熱可塑性樹脂基材に形成される第２光学要素の形成位置を調節することができる。そのため、熱可塑性樹脂基材の両面に第１光学要素と第２光学要素を形成する場合において、この第２ロール１２を軸方向に位置調節するだけの１軸調節のみで、第１光学要素との間の相対位置を微調節することができる。
It is preferable that the
第１ロール１１と第２ロール１２との間に供給された熱可塑性樹脂基材２は、図４に示すように、第２ロール１２の周面に沿ってほぼ半周密着した後、第１光学要素形成用金型ロール１４のさらに下流側にある光学シート引き取りロール（図示しない）により一定の張力下で引き取られる。熱可塑性樹脂基材２が第２ロール１２の周面に密着する範囲は、Ｔダイ１０からの溶融樹脂を冷却して熱可塑性樹脂基材表面がガラス転移点以下になるまでの範囲である。熱可塑性樹脂基材２がその範囲で第２ロール１２に密着することにより、熱可塑性樹脂基材面に第２ロール１２の賦形型が賦形されて第２光学要素４が形成される。
As shown in FIG. 4, the
また、溶融した熱可塑性樹脂は、少なくともそれらのロール１１，１２から離型するまでの間に、所定の温度状態（表面がガラス転移点以下で内部がガラス転移点以上）に冷却された熱可塑性樹脂基材２となるが、その熱可塑性樹脂基材２の温度を正確にコントロールするために、図５に例示するように、冷却ロールを１つ又は２つ以上増設してもよい。
The molten thermoplastic resin is cooled to a predetermined temperature state (the surface is below the glass transition point and the inside is above the glass transition point) at least before releasing from the
例えば図５に示すように、溶融した熱可塑性樹脂は、一対の冷却ロール２０，２１で冷却され、引き続いて冷却ロール２１の周面の一部（ほぼ半周）に密着して冷却される。このとき、冷却ロール２０には第２光学要素４の賦形型が周面に形成されており、Ｔダイ１０から吐出した熱可塑性樹脂は、図４に示すように、冷却ロール２０の周面の一部に密着し、その結果、その熱可塑性樹脂基材２面に第２光学要素４が形成される。
For example, as shown in FIG. 5, the melted thermoplastic resin is cooled by a pair of cooling rolls 20, 21, and is then cooled by being in close contact with a part of the circumferential surface of the cooling roll 21 (almost half circumference). At this time, the shaping mold of the second
熱可塑性樹脂基材２は、第２ロール２１から離型した後、冷却ロール２２の周面の一部（ほぼ半周）に密着する。その後、その熱可塑性樹脂基材２上に放射線硬化樹脂塗布装置１３により放射線硬化樹脂が設けられた後、第１光学要素３の賦形型を周面に有する第１光学要素形成用金型ロール１４をその放射線硬化樹脂面に押圧し、放射線照射装置１５から照射される放射線で放射線硬化樹脂を硬化させる。放射線硬化樹脂は、第１光学要素形成用金型ロール１４の周面の賦形型で賦形された状態となっているので、放射線を受けることによって硬化し、第１光学要素３の精密形状となる。
After the thermoplastic
第１光学要素形成用金型ロール１４は、図４においては冷却ロール１２から離型した熱可塑性樹脂基材２に第１光学要素３を形成するためのもの、又は、図５においては冷却ロール２２から離型した熱可塑性樹脂基材２に第１光学要素３を形成するためのものである。
The first optical element forming
第１光学要素形成用金型ロール１４の周面には、第１光学要素３の形状の逆形状からなる賦形型が設けられている。賦形型は、例えば、断面形状が三角形、矩形、多角形、円形、楕円形又はそれら形状に近似した形状を呈している。賦形型は、第１光学要素形成用金型ロール１４の周方向に連続する形態で形成され、軸方向に所定のピッチで配設されている。賦形型が設けられた第１光学要素形成用金型ロール１４面には、図４に示すように、放射線硬化樹脂塗布装置１３からの放射線硬化樹脂が密着する。なお、賦形型は、必ずしも周方向に連続する形態で設けられている必要はなく、周方向に対して斜め方向でも直交方向でも構わないが、第１光学要素形成用金型ロールからの離型が容易であることが好ましいことから、周方向に連続した形態で設けられていることが好ましい。賦形型は、部分的又は全面的にピッチ及び／又は形状が異なっていてもよいし、ホログラムの干渉縞の様にランダムであってもよい。
On the peripheral surface of the first optical element forming
第１光学要素形成用金型ロール１４の断面形状は、通常、円形であり、そうした第１光学要素形成用金型ロール１４としては、その軸方向に移動可能で熱可塑性樹脂基材２に対する相対位置を可変できるものであることが好ましい。軸方向に移動可能な第１光学要素形成用金型ロール１４は、熱可塑性樹脂基材２の両面に形成された第１光学要素３と第２光学要素４との相対的な位置を必要に応じて調整できることから好ましい。例えば、第１光学要素３と第２光学要素４を光学シート両面に形成する場合に、熱可塑性樹脂基材２に対する各光学要素の位置が調節されていることが望ましいことがある。その際に、この第１光学要素形成用金型ロール１４又は第２光学要素形成用金型ロールをその軸方向に位置調節するだけの１軸調節のみで、第１光学要素と第２光学要素との間の相対位置を調節することができる。
The cross-sectional shape of the first optical element forming
また、第１光学要素形成用金型ロール１４としては、熱可塑性樹脂基材２の温度調節を行えるものがよい。温度調節機能を備えた第１光学要素形成用金型ロール１４は、第１光学要素形成工程時に、熱可塑性樹脂基材２の温度調節が可能となるので、熱可塑性樹脂基材２の反りをコントロールすることが可能となり、所望の形態からなる光学シートを生産性よく安価に製造することができる。
Further, the first optical element forming
第１光学要素形成用金型ロール１４の近傍には、放射線硬化樹脂塗布装置１３としての塗布ダイスが配置されている。
A coating die as a radiation curable
放射線硬化樹脂塗布装置１３は、第１光学要素３を形成し得る所定量の放射線硬化樹脂を、図４に示すように、第１光学要素形成用金型ロール１４上に供給するものである。なお、放射線硬化樹脂が供給される位置は、厳密に第１光学要素形成用金型ロール１４上でなくてもよく、要するに、第１ロール１１に接した側の熱可塑性樹脂基材面と、第１光学要素形成用金型ロール１４との間に供給されればよい。
The radiation curable
熱可塑性樹脂基材２は、放射線硬化樹脂塗布装置１３から供給された放射線硬化樹脂を介して第１光学要素形成用金型ロール１４の周面に密着する。熱可塑性樹脂基材２が第１光学要素形成用金型ロールに密着するのは、剛性を高めようと板厚を厚くした熱可塑性樹脂基材であってもその表面がガラス転移点以下で内部がガラス転移点以上の状態となっているので、全体として柔軟になっているからである。熱可塑性樹脂基材２上に設けられた放射線硬化樹脂には、第１光学要素形成用金型ロール１４に設けられた賦形型により、第１光学要素３が賦形される。
The
放射線照射装置１５は、電子線（ＥＢ）や紫外線（ＵＶ）等の放射線を第１光学要素形成用金型ロール１４上で賦形されている放射線硬化樹脂に向けて照射するものである。放射線の照射位置は、熱可塑性樹脂基材２面上又は第１光学要素形成用金型ロール１４上に塗布された放射線硬化樹脂が押圧された後で且つ熱可塑性樹脂基材２が第１光学要素形成用金型ロール１４から離型する前の位置である。照射された放射線は、熱可塑性樹脂基材２を通過して放射線硬化樹脂に到達し、放射線硬化樹脂を硬化させる。
The
放射線照射装置１５としては、放射線硬化樹脂を硬化させることができる放射線の照射装置ならば各種のものが適用でき、例えば超高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク又はメタルハライドランプ等の紫外線照射装置、コックロフトワルトン型、パンデルラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、エレクトロカーテン型、ダイナミトロン型又は高周波型等の電子線照射装置等が挙げられる。
As the
熱可塑性樹脂基材２が密着する第１光学要素形成用金型ロール１４の下流側には、図４に示すように、第１光学要素形成用金型ロール１４から離型した熱可塑性樹脂基材２の温度を調節するための温度調節装置１６が設けられていてもよい。
On the downstream side of the first optical element forming
温度調節装置１６としては、熱可塑性樹脂基材２の温度を両面から冷却することができるものであることが好ましい。例えば、冷却ロール、冷却ファン、保温ゲージ等、表裏の温度を調節して顕著な歪みが残らないように温度調節する装置である。このときの熱可塑性樹脂基材２の全体の温度は、ガラス転移点以下となる。
The
次に、光学シート製造装置を用いた本発明の光学シートの製造方法を説明する。 Next, the manufacturing method of the optical sheet of this invention using the optical sheet manufacturing apparatus is demonstrated.
先ず、Ｔダイ１０により、熱可塑性樹脂基材２に用いる熱可塑性樹脂が吐出される。熱可塑性樹脂として、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、アクリル−スチレン共重合樹脂、ポリエステル系樹脂を用いる場合には、２００〜２８０℃に加熱されて溶融される。
First, the thermoplastic resin used for the thermoplastic
熱可塑性樹脂がアクリル樹脂である場合には、２４０〜２５０℃で溶融した樹脂をＴダイ１０から所定の厚さになるだけの量を連続的に流下して、図４に示すように、第１ロール１１と第２ロール１２との間に供給する。このとき、２層以上の樹脂層からなる熱可塑性樹脂基材２を形成する場合には、Ｔダイ１０から多層押出を行う。
When the thermoplastic resin is an acrylic resin, the resin melted at 240 to 250 ° C. is continuously flown down from the T die 10 to a predetermined thickness, and as shown in FIG. Supplied between the
また、第１光学要素３を形成することになる側の熱可塑性樹脂基材２面に、熱可塑性樹脂及び放射線硬化樹脂と剥がれ難いフィルム６を設ける場合には、図４に示すように、溶融した熱可塑性樹脂と第１ロール１１との間にフィルム６を連続的に供給する。こうしたフィルム積層工程は、熱可塑性樹脂基材２の少なくとも内部がガラス転移点以上となっており熱可塑性樹脂基材２が全体として十分に冷却されていないとき、すなわち、冷却工程前、冷却工程と同時、又は冷却工程後で且つ第１光学要素形成時の押圧工程前に行うことが好ましい。
Further, when the thermoplastic resin and the radiation
次に、第１ロール１１と第２ロール１２とによる冷却工程により、熱可塑性樹脂基材２をその表面がガラス転移点以下で内部がガラス転移点以上に冷却する。例えば、第１ロール１１及び第２ロール１２の温度をそれぞれ個別に５０〜１００℃に設定する。例えば、Ｔダイ１０より供給される２４０〜２５０℃の加熱されたアクリル樹脂は、６５℃に設定された第１ロール１１及び６５℃に設定された第２ロール１２で所定の厚さに押圧されながら冷却されると、表面が８０〜９０℃（例えば８７℃）で内部が９０〜２５０℃に冷却される。なお、アクリル樹脂のガラス転移点は９０〜１００℃（例えば９８℃）である。
Next, by the cooling process using the
このとき、熱可塑性樹脂基材２は第２ロール１２の周面の一部に密着するので、熱可塑性樹脂基材２の表面には、第２ロール１２の賦形型が賦形して第２光学要素４が形成される。第１ロール１１での賦型も可能であるが、熱可塑性樹脂基材２に密着する時間の長い第２ロール１２を賦形ロールとしたほうが賦形し易いのでより好ましい。これにより、熱可塑性樹脂基材２の表面に、例えば半円形状のレンチキュラーレンズである第２光学要素４を形成できる。
At this time, since the
次に、第２光学要素４が形成された熱可塑性樹脂基材２を第２ロール１２から離型する。第２ロール１２からの離型時には、その熱可塑性樹脂基材２は、表面がガラス転移点以下で内部がガラス転移点以上の温度状態となっている。こうした熱可塑性樹脂基材２を、その状態のまま第１光学要素形成用金型ロール１４に導く。
Next, the
このとき、第２光学要素４が形成された側と反対側の熱可塑性樹脂基材２面上に、放射線硬化樹脂を放射線硬化樹脂塗布装置１３から供給する。放射線硬化樹脂が塗布された熱可塑性樹脂基材２は、その放射線硬化樹脂側が第１光学要素形成用金型ロール１４に当たるように、第１光学要素形成用金型ロール１４の周面に密着させる。熱可塑性樹脂基材２の表面は、ガラス転移点以下となって剛性を有しているので、第１光学要素形成用金型ロール１４に形成された賦形型が軟らかい放射線硬化樹脂に賦形されて第１光学要素３が形成される。例えば、熱可塑性樹脂基材２の表面に、三角形状のフレネルレンズからなる第１光学要素３が形成される。
At this time, the radiation curable resin is supplied from the radiation curable
次に、第１光学要素３が形成された熱可塑性樹脂基材２を第１光学要素形成用金型ロール１４から離型する前に、その熱可塑性樹脂基材２に向けて放射線照射装置１５から放射線（例えば紫外線）を照射する。放射線は、熱可塑性樹脂基材２を通過して第１光学要素３を形成する放射線硬化樹脂に到達し、その放射線硬化樹脂を硬化する。硬化した放射線硬化樹脂は、熱可塑性樹脂基材２に直接又はフィルム６を介して固着する。
Next, before releasing the
次に、第１光学要素３が形成された熱可塑性樹脂基材２は、第１光学要素形成用金型ロール１４から離型して光学シート１として他の工程に案内される。
Next, the
第１光学要素を形成した後、温度調節工程を設けてもよい。温度調節工程としては、第１光学要素形成用金型ロール１４の下流側に、図４に示すような、温度調節装置１６を設けて行うことができる。この温度調節工程は、例えば、第１光学要素形成用金型ロール１４から離型した熱可塑性樹脂基材２の温度をガラス転移点以下となるまで冷却する。温度調節装置１６としては、熱可塑性樹脂基材２の温度を両面から冷却することができるものであることが好ましい。例えば、冷却ロール、冷却ファン、保温ゲージ等、表裏の温度を調節して顕著な歪みが残らないように温度調節する装置である。
After forming the first optical element, a temperature adjusting step may be provided. The temperature adjusting step can be performed by providing a
このように、第１光学要素形成用金型ロール１４を用いて第１光学要素３を形成するとき、熱可塑性樹脂基材２は、剛性を有する程度に厚い基材であっても、表面がガラス転移点以下で内部がガラス転移点以上であるため、可撓性を有している。その結果、熱可塑性樹脂基材２を第１光学要素形成用金型ロール１４の周面に巻きつけて十分に密着させることができる。また、第１光学要素３は放射線硬化樹脂で形成されているので、その表面は安定し、第１光学要素形成用金型ロール１４に放射線硬化樹脂が残留しないと共に、第１光学要素形成用金型ロール１４から離型しても形状変化がない。よって、第１光学要素形成用金型ロール１４の賦形型を放射線硬化樹脂に賦形して精密な第１光学要素３を形成することができる。したがって、本発明の光学シートの製造方法によれば、熱可塑性樹脂基材２の板厚が厚く剛性を有する光学シート１を連続して製造することができる。
Thus, when forming the 1st
本発明の光学シートの製造方法は、生産性よく、枚様式で製造する場合に比較して剛性を有する光学シートを安価に製造することができる。また、本発明の光学シートの製造方法は、連続製造が可能であるので、サイズの大きな光学シートにも適用でき、工業的価値が高い。 The method for producing an optical sheet of the present invention can produce an optical sheet having rigidity with low productivity and low cost as compared with the case of producing a sheet. Moreover, since the manufacturing method of the optical sheet of this invention can be manufactured continuously, it can be applied also to an optical sheet with a large size, and its industrial value is high.
また、各ロールは個々に独立に制御可能な温度調節機能を備えることができるが、溶融した熱可塑性樹脂の冷却を一対の第１ロール１１と第２ロール１２とではなく、例えば図５に示すように、３つ冷却ロール２０，２１，２２によって行うことによって、表面がガラス転移点以上で内部がガラス転移点以下の温度状態からなる熱可塑性樹脂基材２に確実にすることができる。また、熱可塑性樹脂基材２の内部の温度コントロールも容易に行うことができる。
In addition, each roll can be provided with a temperature control function that can be independently controlled. For example, FIG. 5 shows cooling of the molten thermoplastic resin instead of the pair of
図４に示す場合においては、溶融した熱可塑性樹脂は、第２ロール１２の周面と比較的長い時間接触するので、その表面の温度と内部の温度をコントロールすることができる。しかし、溶融した熱可塑性樹脂は、第１ロール１１との接触時間が短く、第１ロール１１からすぐに離型するので、表面の温度をガラス転移点以下にすることはできるが、内部の温度をガラス転移点以上の所望の温度にコントロールすることは難しいことがある。このため、図５に示すように、３つの冷却ロール２０，２１，２２を用いることにより、熱可塑性樹脂基材２の両面を冷却する時間を長くして、内部の温度を所望の温度にコントロールすることを可能にしている。
In the case shown in FIG. 4, the molten thermoplastic resin is in contact with the peripheral surface of the
こうした手段により、熱可塑性樹脂基材２の内部の温度をコントロールすることができるので、熱可塑性樹脂基材２が第１光学要素形成用金型ロール１４の周面に確実に密着するように温度コントロールすることができ、精密な賦型を確実に形成することが可能となる。
By such means, the temperature inside the
図７は、第３光学要素を有する光学シートの実施形態を示す断面図である。本発明の光学シートにおいては、第１光学要素３と第２光学要素４との間に第３光学要素７を設けてもよい。具体的には、図７に例示するように、第３光学要素７を設け、さらに第１光学要素３を積層することができる。この第３光学要素７は、冷却ロール２１の周面にその第３光学要素７の賦形型を設けることにより形成できる。図７に示す第３光学要素７は、入射した光を拡散させるための微小なレンチキュラーレンズ等であってもよいし、他の態様の光学要素であってもよい。なお、図７（Ａ）は、熱可塑性樹脂基材が単層からなる光学シート１ｉであり、図７（Ｂ）は、熱可塑性樹脂基材が２層からなる光学シート１ｊである。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an embodiment of an optical sheet having a third optical element. In the optical sheet of the present invention, the third optical element 7 may be provided between the first
また、図４に示す第１光学要素形成用金型ロール１４の温度をコントロールすることにより、第１光学要素形成用金型ロール１４から離型した熱可塑性樹脂基材２の温度をコントロールすることができる。こうした温度調節は、熱可塑性樹脂基材２の反り及び歪みのコントロールを行うことができ、所望の反りを持った剛性を有する光学シートを製造することができる。
Further, the temperature of the
また、図４及び図５においては、各ロール１１，１２、１４、２０，２１，２２の温度をコントロールして、第１光学要素形成用金型ロール１４から離型するまでの間、熱可塑性樹脂基材２の内部の温度をガラス転移点以上にする。その後、第１光学要素形成用金型ロール１４から離型した光学シートを引き取る状態で、その両面から熱可塑性樹脂基材２内部がガラス転移点以下になるように冷却することにより、反り及び歪みがない剛性を有する光学シート１を連続して製造することができる。
4 and 5, the temperature of each
また、その温度コントロールを、例えば、両面の温度が異なるように冷却すれば、所定の反り及び歪みを持った任意の剛性を有する光学シート１を連続して製造することができる。
Moreover, if the temperature control is cooled so that, for example, the temperatures on both sides are different, the
また、図４においては、溶融した熱可塑性樹脂の冷却を行う一対の冷却ロールの一方を第２ロール１２（第２光学要素形成用金型ロール）としたので、熱可塑性樹脂基材２の両面に光学要素を精度よく簡単に形成することができる。
In FIG. 4, since one of the pair of cooling rolls for cooling the molten thermoplastic resin is the second roll 12 (second optical element forming mold roll), both surfaces of the
すなわち、平板状の熱可塑性樹脂基材２の両面にプレス加工により光学要素を形成する場合、熱可塑性樹脂基材２の一方の面に光学要素を形成し、他方の面に他の光学要素を形成するとき、２つの光学要素の相対位置がずれないようにするために、熱可塑性樹脂基材２のＸ軸とＹ軸との２軸の位置合わせが必要になる。
That is, when an optical element is formed by pressing on both sides of a plate-like thermoplastic
本発明において、熱可塑性樹脂基材２両面への光学要素の形成は、第２ロール１２（第２光学要素形成用金型ロール）と第１光学要素形成用金型ロール１４とにより行うので、熱可塑性樹脂基材２に第１光学要素３を形成する際の幅方向（シートが連続的に進む長手方向に直交する方向のこと。）の位置合わせは、例えば第１光学要素形成用金型ロール１４を一旦設定すればよい。このため、２つの光学要素３，４の幅方向の相対位置のずれの微調節は、第２ロール１２及び／又は第１光学要素形成用金型ロール１４を各ロールの軸方向に移動させるだけの１軸の調節だけで可能となるので、熱可塑性樹脂基材２の両面に光学要素３、４を精度よく簡単に形成することができることになる。
In the present invention, the formation of optical elements on both surfaces of the
また、図２（Ａ）（Ｂ）及び図３（Ｂ）（Ｄ）に示すように、熱可塑性樹脂基材２と第１光学要素３との間に、熱可塑性樹脂と放射線硬化樹脂との双方に剥がれ難いフィルム６を介在させることにより、第１光学要素３を熱可塑性樹脂基材２に密着させることができる。その結果、第１光学要素３を形成するための放射線硬化樹脂の選定が容易となる。さらに、フィルム６として、拡散フィルムや、光学機能を有するフィルム等を用いれば様々な光学機能を持たせることも可能となる。
Moreover, as shown to FIG. 2 (A) (B) and FIG.3 (B) (D), between a thermoplastic
１、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ 光学シート
２ 熱可塑性樹脂基材
３ 第１光学要素
４ 第２光学要素
６ フィルム
７ 第３光学要素
１０ Ｔダイ
１１ 第１ロール
１２ 第２ロール
１３ 放射線硬化樹脂塗布装置
１４ 第１光学要素形成用金型ロール
１５ 放射線照射装置
１６ 温度調節装置
２０，２１，２２ 冷却ロール
1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, 1h
Claims (7)
放射線硬化樹脂を、前記熱可塑性樹脂基材の一方の面又は第１光学要素の賦形型を周面に有する第１光学要素形成用金型ロール面に塗布した後、該第１光学要素形成用金型ロールで前記放射線硬化樹脂を押圧する押圧工程と、
放射線で前記放射線硬化樹脂を硬化させる際に、前記第１光学要素形成用金型ロールの周面に形成された賦形型を前記放射線硬化樹脂に賦形する第１光学要素形成工程と、を有することを特徴とする光学シートの製造方法。 A cooling step of cooling the molten thermoplastic resin to a thermoplastic resin substrate having a surface below the glass transition point and the interior above the glass transition point using a pair of cooling rolls;
After the radiation curable resin is applied to one surface of the thermoplastic resin substrate or the first optical element forming mold roll surface having the shaping mold of the first optical element on the peripheral surface, the first optical element is formed. A pressing step of pressing the radiation curable resin with a metal mold roll;
A first optical element forming step of shaping the shaping mold formed on the peripheral surface of the first optical element forming mold roll into the radiation curable resin when the radiation curable resin is cured with radiation; A method for producing an optical sheet, comprising:
The at least one of the first optical element forming mold roll and the pair of cooling rolls having a shaping mold on a peripheral surface thereof is adjustable in position in an axial direction. 6. The method for producing an optical sheet according to any one of 6 above.
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