JP5665509B2 - プリズムシート、光学部材用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物、面光源装置及び液晶表示装置 - Google Patents
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Description
このような光学シートとしては、例えば、液晶表示装置等のバックライトに用いられるプリズムシート、立体写真や投影スクリーン等に用いられるレンチキュラーレンズシート、オーバーヘッドプロジェクターのコンデンサーレンズ等に用いられるフレネルレンズシート及びカラーフィルタ等に用いられる回折格子等を挙げることができる。
なお、エッジライト型の面光源装置は、通常、アクリル樹脂等の透明な板状導光体の一側端面から光源光を入射し、液晶セル側の出光面から光を出射するように構成された装置である。一方、直下型の面光源装置は、光源を挟んだ態様で液晶セルと反射板とを配置してなり、通常、光源からの光を反射板によって液晶セル側に反射させるように構成された装置である。
こうした単位プリズムの頂部の変形及び欠けの問題は、表示装置の表示面に白点(白模様)等の表示ムラを生じさせて表示性能を低下させる一因となる。
特に、凹凸形状がプリズムの様な尖った凸部を持つ場合に、上述した凹凸形状の磨耗、欠け又は山潰れの発生が顕著となる。その他の凹凸形状の光学シートの場合も、同様の傾向がある。
特許文献1に記載の電離放射線硬化性樹脂組成物からなる光学物品(光学シート)は、その硬化物が応力−歪曲線で降伏点を持たないものであり、加わる応力が弾性限度内であるときは、応力から開放されると、弾性復元力により元の形状に復元し、永久歪み(変形)が生じることが無い。
しかしながら、上記光学物品に加わる応力が弾性限度を超えると、当該光学物品に亀裂が生じるという問題があった。
しかしながら、上記プリズム部の有する復元性は、当該プリズム部に加わる外力による変形の問題を解消するのには十分なものではなかった。また、復元性を付与した分、プリズム部の欠けが生じ易くなり、復元性と耐傷付き性とが両立し無いものであった。
当該光学機能発現部が、(A)活性エネルギー線硬化性基を1個有するアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂、(B)活性エネルギー線硬化性基を2個有するアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂、(C)ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン及び(D)下記一般式(1)で表わされる化合物を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物からなり、かつ、当該(A)及び(B)の合計質量が当該活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の全固形分質量に対して50質量%以上であり、
当該単位凹凸構造の頂部における、ISO14577−1に準拠して押し込み荷重0.5mNで測定される押し込み深さが、0.6μm以上であることを特徴とする。
当該光学機能発現部が、(A)活性エネルギー線硬化性基を1個有するアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂、(B)活性エネルギー線硬化性基を2個有するアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂、(C)ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン及び(D)上記一般式(1)で表わされる化合物を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物からなり、かつ、当該(A)及び(B)の合計質量が当該活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の全固形分質量に対して50質量%以上であり、
当該単位凹凸構造の頂部における、ISO14577−1に準拠して押し込み荷重300mNで測定される押し込み深さが、15μm以上であることを特徴とする。
本発明に係る光学シートは、上記単位凹凸構造の頂部における特定の押し込み荷重時の押し込み深さが特定の値以上であることにより、当該凹凸形状が優れた復元性を有し、かつ、傷付き難い。
当該光学機能発現部が、(A)活性エネルギー線硬化性基を1個有するアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂、(B)活性エネルギー線硬化性基を2個有するアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂、(C)ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン及び(D)上記一般式(1)で表わされる化合物を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物からなり、かつ、当該(A)及び(B)の合計質量が当該活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の全固形分質量に対して50質量%以上であり、
当該単位凹凸構造の頂部における、ISO14577−1に準拠して押し込み荷重0.5mNで測定される押し込み深さが、0.6μm以上であり、かつ、
当該単位凹凸構造の頂部における、ISO14577−1に準拠して押し込み荷重300mNで測定される押し込み深さが、15μm以上であることを特徴とする。
前記単位凹凸構造の凸部の頂部における、ISO14577−1に準拠して押し込み荷重300mNで測定される塑性変形硬さが、50N/mm 2 以下であることが好ましい。
本発明に係る光学シートは、前記単位凹凸構造の頂部における、JIS Z2244(2003)に規定されるビッカース硬さ試験に準拠して、荷重を0mNから200mNまで一定の割合で変化させ、荷重200mNに到達後60秒間保持し、次いで、荷重を0.4mNまで抜重して4秒間保持した時の当該頂部の荷重前の頂部に対する復元率が55%以上であることが好ましい。
本発明に係る光学シートは、前記4秒間保持した後、さらに60秒間保持した時の前記頂部の荷重前の頂部に対する復元率が95%以上であることが好ましい。
当該光学シートを備える面光源装置は、光学シートの光学機能発現部が導光板等の部材と接触しても、単位凹凸構造の頂部に欠け、山潰れ及び変形が生じ難い。
当該光学シートを備える液晶表示装置は、光学シートの単位凹凸構造の頂部に欠け、山潰れ及び変形が生じ難いため、白点(白模様)等の表示ムラを生じ難く、外観に優れる。
本発明に係る光学部材用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、容易に上記光学機能発現部を形成することができる。
本発明において樹脂とは、モノマーやオリゴマーの他、ポリマーを含む概念である。
なお、フィルムとシートのJIS−K6900での定義では、シートとは薄く一般にその厚さが長さと幅の割りには小さい平らな製品をいい、フィルムとは長さ及び幅に比べて厚さが極めて小さく、最大厚さが任意に限定されている薄い平らな製品で、通例、ロールの形で供給されるものをいう。したがって、シートの中でも厚さの特に薄いものがフィルムであるといえるが、シートとフィルムの境界は定かではなく、明確に区別しにくいので、本発明では、厚みの厚いもの及び薄いものの両方の意味を含めて、「シート」と定義する。
本発明において、分子量とは、分子量分布を有する場合には、THF溶剤におけるゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算値である重量平均分子量を意味し、分子量分布を有しない場合には、化合物そのものの分子量を意味する。
本発明に係る第一の態様の光学シートは、透明基材と、当該透明基材の一面側に設けられ、当該透明基材とは反対側の面に複数の単位凹凸構造を備える凹凸形状を有する光学機能発現部と、を備える光学シートであって、当該光学機能発現部が、アクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物からなり、当該単位凹凸構造の頂部における、ISO14577−1に準拠して押し込み荷重0.5mNで測定される押し込み深さが、0.6μm以上であることを特徴とする。
単位凹凸構造の頂部における、押し込み荷重0.5mNで測定される押し込み深さが、0.6μm未満の場合又は押し込み荷重300mNで測定される押し込み深さが、15μm未満の場合、凹凸形状の復元性が不足し、変形、欠け又は山潰れの発生を十分に抑えることができない。
光学シート1は、透明基材10上に(メタ)アクリル樹脂を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物からなる光学機能発現部20が設けられており、光学機能発現部20は透明基材とは反対側の面に、図1及び2においては複数の単位凹凸構造30としてのプリズム構造を備えるプリズム形状を備える。
透明基材10の一面側には光学機能発現部20が設けられ、透明基材10の光学機能発現部20が設けられた面とは反対側の面には光拡散層40が設けられている。
透明基材10は、光学シート1の基材であり、特に限定されず、従来公知の光学シートに用いられている透明基材を用いることができる。透明基材は、例えば、特許文献2に記載のものを用いることができる。
透明基材は、所望の透明性、機械的強度等の要求適性を勘案の上、材料及び厚さを適宜選択すればよい。
透明基材は、樹脂基材であっても良いし、硝子基材であっても良い。
透明フィルムの樹脂材料としては、(メタ)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、シクロオレフィンポリマー(COP)樹脂及びシクロオレフィンコポリマー(COC)樹脂等が好ましい。
透明基材の厚さは、通常は50〜500μmが好ましいが、これに限定されない。
透明基材の光透過率としては、ディスプレイの前面設置用としては、100%が理想であり、透過率85%以上であることが好ましい。
透明基材は、必要に応じて、その表面に従来公知のマット処理(光拡散性の微小凹凸の形成)、帯電防止処理又は反射防止処理等が施されたものであっても良い。また、透明樹脂と基材の間にマット処理、帯電防止処理又は反射防止処理等が施されたものであっても良いし、これらを自由に組合せて用いても良い。
光学機能発現部20は、(メタ)アクリル樹脂を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物からなり、透明基材10とは反対側の面に複数の単位凹凸構造30を備える凹凸形状を有する。
本発明に係る第二の態様の光学シートでは、当該単位凹凸構造30の頂部における、ISO14577−1に準拠して押し込み荷重300mNで測定される押し込み深さが、15μm以上である。
なお、上記押し込み深さは、ISO 14577−1に準拠して(株)フィッシャー・インストルメンツ製の微小硬さ試験機(商品名PICODENTOR HM500、圧子はダイヤモンド製の四角錐型、対面角90°)で測定した値をいう。
この特定の微小硬さ試験を行ったR1時における頂部の荷重前の頂部に対する復元率が55%以上であることにより、短時間での復元性に優れる。
上記復元率は、フィッシャー社製の商品名HP100XYp(圧子形状:半球状φ0.4mmボール、圧子本体材質:ステンレス、圧子の試料との接触部材質:タングステンカーバイト、圧子と測定機との接続部材質:フェライト)を用いて測定する。
復元率(%)は、上記特定の微小硬さ試験を行い、R1時における頂部の荷重前の頂部に対する復元の割合である。例えば、後述するような角柱状の単位プリズムの場合、光学機能発現部の厚さT(図2に示すように凹凸形状の凸状頂部から透明基材側の面までの長さ)、すなわち荷重前の頂部の高さが25μmであって、上記所定の微小硬さ試験を行ったR1時における当該頂部の高さが15μmの場合、復元率は60%となる。
上述したような角柱状の単位プリズムの場合、光学機能発現部の厚さTは、その稜線方向で均一であっても良いし、均一でなくとも良い。例えば、周縁部に近いほど高く、中央部に近いほど低いというように稜線方向で異なっていても良い。
透明基材の平面の法線方向(以下、単に「厚さ方向」という。)における単位プリズムの断面の形状は図2のように二等辺三角形としても良いし、図示しないが不等辺三角形としても良い。
厚さ方向の断面における三角形の単位プリズムの頂角の値は、図2のように90°でも良いし、それ以外の角度であっても良く、40〜120°の範囲で調節することができる。
光学機能発現部の平衡弾性率を2.0×107Pa未満とすることにより、本発明に係る光学シートに優れた復元性を付与することができる。
Tgを上記範囲内とすることにより、光学機能発現部の単位凹凸構造の形状を変形させるものの磨耗性に優れたものとすることができる。
なお、本発明では、引っ張り正弦波、周波数1Hzにて測定したときの、損失正接(tanδ)の極大値を示す温度をTgとし、80℃における貯蔵弾性率(E’)を平衡弾性率とする。
なお、動的粘弾性測定装置としては、エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製の商品名粘弾性スぺクトロメータ DMS6100を挙げることができる。
なお、本発明に係る光学シートの光学機能発現部の復元性は、後述する復元性評価で「3」以上であることが好ましく、さらに好ましくは評価「4」以上であり、特に好ましくは評価「5」である。
本発明に係る光学シートの光学機能発現部の耐傷付き性は、後述する耐傷付き性評価で「3」以上であることが好ましく、さらに好ましくは評価「4」以上であり、特に好ましくは評価「5」である。
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(以下、単に「組成物」ということがある。)は、(メタ)アクリル樹脂を含み、活性エネルギー線の照射により硬化して光学機能発現部を形成する。
なお、本発明において「活性エネルギー線」とは、可視光線並びに紫外線及びX線等の非可視領域の波長の電磁波だけでなく、電子線及びα線のような粒子線を総称する、活性エネルギー線硬化性基を有する分子に架橋反応乃至重合反応を生じせしめるに足るエネルギー量子を持った放射線が含まれる。活性エネルギー線としては、紫外線が好ましい。
単官能のモノマーとしては、例えば、特許文献2に記載のビニルモノマー、(メタ)アクリル酸エステルモノマー及び(メタ)アクリルアミド誘導体が挙げられる。
多官能のモノマーとしては、例えば、特許文献2に記載のエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAポリエトキシジオールジ(メタ)アクリレート及びペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
反応性プレポリマーとしては、例えば、特許文献2に記載のエポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート及びポリエステル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
以下、これら(A)〜(D)成分について順に説明する。
(A)成分は、活性エネルギー線硬化性基を1個有する(メタ)アクリル樹脂であり、ハロゲン原子、硫黄原子、酸素原子若しくは窒素原子等のヘテロ原子を含む鎖状の脂肪族又は環状の脂環式若しくは芳香族の(メタ)アクリル樹脂であっても良く、例えば、上述した特許文献2に記載の単官能の(メタ)アクリル樹脂を用いることができる。
上記一般式(2)において、kは2〜6の正の整数であり、光学機能発現部の柔軟性を高める観点から、好ましくは2、3又は4であり、さらに好ましくは2又は3である。
(A)成分は組成物の全固形分質量に対して、20〜50質量%が好ましい。
そして、組成物の全固形分質量に対してフェノキシエチル(メタ)アクリレートが、15〜30質量%であることが好ましく、22〜27質量%であることがより好ましい。
また、組成物の全固形分質量に対して上記一般式(2)で表わされる化合物が、5〜20質量%であることが好ましく、5〜15質量%であることがより好ましい。
(B)成分は、活性エネルギー線硬化性基を2個有する(メタ)アクリル樹脂であり、ハロゲン原子、硫黄原子、酸素原子若しくは窒素原子等のヘテロ原子を含む鎖状の脂肪族又は環状の脂環式若しくは芳香族の(メタ)アクリル樹脂であっても良く、例えば、上述した特許文献2に記載の2官能の(メタ)アクリル樹脂を用いることができる。
(B)成分は好ましくは、下記一般式(3)で表わされる化合物及び下記一般式(5)で表わされる化合物(ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート)が挙げられる。
さらに、上記一般式(3)で表わされる化合物と上記一般式(5)で表わされる化合物を組み合わせて用いることにより、上記特定の微小硬さ試験を行ったR1時における頂部の荷重前の頂部に対する復元率を55%以上としやすく、光学シートに優れた復元性と耐傷付き性を付与することができる。この理由は定かではないが、一般式(3)で表わされる化合物と一般式(5)で表わされる化合物の骨格の柔軟性とそれぞれによって形成される架橋密度が適切であるためと推測される。
一般式(5)で表わされる化合物の重量平均分子量は、上記特定の復元性を発現する観点から、400以上が好ましく、600以上がより好ましい。また、一般式(5)で表わされる化合物の入手の容易さの観点から、当該重量平均分子量は、800以下が好ましく、600以下がより好ましい。
一般式(5)で表わされる化合物の含有量は、上記特定の復元性を十分に発現する観点から、組成物の全固形分質量に対して、1〜15質量%であることが好ましく、さらに5〜10質量%であることが好ましい。
一般式(5)で表わされる化合物は、単一の構造及び重量平均分子量のものを用いても良いし、構造及び重量平均分子量が異なるものを2種以上組み合わせて用いても良い。
(C)成分は、光学機能発現部に滑り性を付与し、光学機能発現部の凹凸形状に他部材等が接触した際の外力が加わりを緩和する働きを有する。
この他、非反応性の(C)成分は、組成物が硬化した際に、上記(A)成分、(B)成分及び後述する(D)成分が架橋した網目状の組織の中で、当該網目の隙間を埋める働きもしていると推測される。
このような(C)成分としては、例えば、下記一般式(4)で表わされる化合物が挙げられる。
(C)成分の誘導体として、水酸基を導入したビックケミー・ジャパン(株)製の商品名BYK−377等も好ましく用いることができる。
(D)成分は、下記一般式(1)で表わされる化合物(グリセリンエポキシトリアクリレート)であり、1分子内に3つの活性エネルギー線硬化性基を有するため、組成物の硬化時に上記(A)及び(B)成分との架橋可能であり、多くの架橋点を生じる働きを有する。
この他、(D)成分は、そのCHO−(CH2O−)2部分に由来した柔軟性を有する。
したがって、(D)成分は、光学機能発現部に、複数の架橋点及びCHO−(CH2O−)2部分に由来した柔軟性による強靭性を付与する働きを有する。
なお、本発明の組成物は、通常、当該組成物中に含まれる上記必須成分と当該必須成分以外の硬化後に光学シートのマトリクスを形成する成分の合計量が、当該組成物の全質量に対して、通常、90質量%以上となるように適宜調製される。
本発明に係る光学シートにおいては、図3に示したように、必要に応じて光拡散機能を付与するために光拡散層40を設けても良い。
光拡散層は、好ましく設けられる任意の層であって、光を拡散させる作用があればよく、一般的な光拡散シートに形成されているものを用いることができる。
例えば、光拡散性微粒子が透光性樹脂中に分散した層を適用できる。光拡散層は、図3のように透明基材10の光学機能発現部20とは反対側の面に設けられていても良いし、図示しないが透明基材と光学機能発現部の間に設けられていても良い。
また、光拡散性微粒子としては、一般的に光拡散シートに用いられる光拡散性の微粒子が用いられ、例えば、ポリメタクリル酸メチル(アクリル)系ビーズ、ポリメタクリル酸ブチル系ビーズ、ポリカーボネート系ビーズ、ポリウレタン系ビーズ、炭酸カルシウム系ビーズ及びシリカ系ビーズ等が挙げられる。
なお、光拡散層の厚さは、通常、1〜20μmである。
本発明に係る光学シートは、例えば、液晶表示装置等のバックライトに用いられるプリズムシート、プロジェクションテレビ等の投影スクリーンに用いられるフレネルレンズシートやレンチキュラーシート等に用いることができる。本発明に係る光学シートはこれらのいずれにおいても好適に用いることができるが、中でも液晶表示装置用バックライトのプリズムシートとして好適に用いることができる。
本発明の光学シートの製造方法は、上記特定の押し込み深さ又は上記復元率が得られる方法であれば特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。
例えば、特許文献2の図2に示すように、所望の単位凹凸形状の型に上記組成物を入れ、そこに透明基材を重ね、ラミネーター等を用いて透明基材をその組成物に圧着し、紫外線等で組成物を硬化させ、単位凹凸形状を形成する。次いで、単位凹凸形状の型を剥離乃至除去することで、透明基材上に所望の凹凸形状を有する光学機能発現部を備える光学シートが得られる。
本発明に係る光学部材用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、(A)活性エネルギー線硬化性基を1個有するアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂、及び/又は(B)活性エネルギー線硬化性基を2個有するアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂、(C)ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン及び(D)下記一般式(1)で表わされる化合物を含み、かつ、当該(A)及び(B)の合計質量が、組成物の全固形分質量に対して50質量%以上であることを特徴とする。
本発明に係る光学部材用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(以下、単に「光学部材用組成物」ということがある。)が、上記(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分を含み、かつ、当該(A)及び(B)の合計質量が当該活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の全固形分質量に対して50質量%以上であることにより、上述した特定範囲の押し込み深さ及び上記特定の復元性を有する、上記光学機能発現部等の光学部材を形成しやすい。
光学部材用組成物に含まれる(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分並びに必要に応じて含まれていても良いその他の成分は上記光学シートで説明したものと同様である。
光学部材用組成物の用途である光学部材としては、例えば、プリズムシート、レンズシート等の光学シート及び導光板等が挙げられる。光学部材用組成物は、上述したようなプリズムシートの光学機能発現部の形成に好適に用いることができる。
本発明に係る面光源装置は、各種の仕様(形態)のものが使用でき、特に制限は無い。従来公知の、いわゆる、エッジライト型面光源装置、直下型面光源装置、EL(電場発光)型面光源装置等の形態の面光源の光放出面側に上記の本発明の光学シートを載置して本発明の面光源装置が構成される。ここでは、エッジライト型面光源装置の形態を例にとり、詳述する。本発明に係るエッジライト型面光源装置は、面光源の光放出面側に上記光学シートを備えることを特徴とする。
図4は、本発明に係る光学シートを備える面光源装置の一例を示した模式的な斜視図である。
図4の面光源装置50は、導光板60の光放出面61側に、光放出面61側から光拡散層40、透明基材10及び光学機能発現部20が設けられている。
なお、図4の面光源装置50はエッジライト型の面光源装置であり、その導光板60の少なくとも一つの側端面62に設けられた光源70から光が導光板60内に入射され、光放出面61から光が放出される。
導光板は、従来公知の導光板とすれば良く、光学シートや透明基材と同様の透光性材料で形成しても良い。
導光板は通常、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂で形成される。
導光板の厚さは通常1〜10mmであり、その厚さは全範囲で一定であっても良いし、図4に示すように、一端側に光源70を設ける場合は、光源70を設ける側端面62側が最も厚く、側端面62の反対側ほどに徐々に薄くなるテーパ形状であっても良い。
導光板には、光放出面から光を放出させるために、その内部又は表面に光散乱機能が付加されていることが好ましい。
光源としては、図4に示すような線状の光源70に限定されるものでなく、白熱電球、LED(発光ダイオード)等の点光源を側端面に沿ってライン状に配置しても良いし、小形の平面蛍光ランプを側端面に沿って複数個配置するようにしても良い。
単位凹凸構造の頂角が80度未満の場合は、図示しないが図4の場合とは逆に、光学シート1の光学機能発現部20側が導光板60側に対峙する向きで配置される。
光反射板は、薄い金属板にアルミニウム等を蒸着したもの、又は、白色の発泡PET(ポリエチレンテレフタレート)等が用いられる。
本発明に係る液晶表示装置は、液晶セルの一面側に上記光学シートを備えることを特徴とする。
本発明において液晶セルとは、液晶化合物をガラス等により封入したモジュールをいい、偏光板又はカラーフィルター等のその他の部材が含まれたモジュールであっても良い。
図5に示す液晶表示装置90は、液晶セル100とその一面側(背面(液晶表示装置における映像表示を観察する面とは反対側の面)側)に上記光学シート1を備えた面光源装置50を備えている。
フェノキシエチルアクリレート(サートマー社製の商品名SR339A):9質量部
オルトフェニルフェノキシエチルアクリレート(別名アクリル酸2−(2−ビフェニリルオキシ)エチル):36質量部
ビスフェノールAジアクリレート(一般式(3)においてm=n=2、かつ、R1及びR3が全て水素原子、共栄社化学(株)製の商品名ライトアクリレート BP−4EA):8質量部
ビスフェノールAジアクリレート(一般式(3)においてm=n=5、かつ、R1及びR3が全て水素原子、MIWON社製の商品名MIRAMER M2100):42質量部
ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン(ビックケミー・ジャパン(株)製の商品名BYK−377)、一般式(4)において、a=5、b=5、c=30、d=10、R1及びR2がメチル基、重量平均分子量10800):0.5質量部
グリセリンエポキシトリアクリレート(上記一般式(1)、ナガセケムテックス(株)製の商品名DA−314):5質量部
1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・ジャパン(株)製の商品名イルガキュア184):3質量部
リン酸エステル系離型剤(SC有機化学(株)製の商品名Chelex H−18D):0.1質量部
フェノキシエチルアクリレート(サートマー社製の商品名SR339A):9質量部
オルトフェニルフェノキシエチルアクリレート(別名アクリル酸2−(2−ビフェニリルオキシ)エチル):36質量部
ビスフェノールAジアクリレート(一般式(3)においてm=n=2、かつ、R1及びR3が全て水素原子、共栄社化学(株)製の商品名ライトアクリレート BP−4EA):8質量部
ビスフェノールAジアクリレート(一般式(3)においてm=n=5、かつ、R1及びR3が全て水素原子、MIWON社製の商品名MIRAMER M2100):42質量部
ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン(ビックケミー・ジャパン(株)製の商品名BYK−377)、一般式(4)において、a=5、b=5、c=30、d=10、R1及びR2がメチル基、重量平均分子量10800):0.5質量部
グリセリンエポキシアクリレート(上記一般式(1)、ナガセケムテックス(株)製の商品名DA−314):5質量部
1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・ジャパン(株)製の商品名イルガキュア184):3質量部
リン酸エステル系離型剤(SC有機化学(株)製の商品名Chelex H−18D):0.15質量部
フェノキシエチルアクリレート(サートマー社製の商品名SR339A):9質量部
オルトフェニルフェノキシエチルアクリレート(別名アクリル酸2−(2−ビフェニリルオキシ)エチル):36質量部
ビスフェノールAジアクリレート(一般式(3)においてm=n=2、かつ、R1及びR3が全て水素原子、共栄社化学(株)製の商品名ライトアクリレート BP−4EA):8質量部
ビスフェノールAジアクリレート(一般式(3)においてm=n=5、かつ、R1及びR3が全て水素原子、MIWON社製の商品名MIRAMER M2100):42質量部
ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン(ビックケミー・ジャパン(株)製の商品名BYK−377)、一般式(4)において、a=5、b=5、c=30、d=10、R1及びR2がメチル基、重量平均分子量10800):0.5質量部
グリセリンエポキシトリアクリレート(上記一般式(1)、ナガセケムテックス(株)製の商品名DA−314):5質量部
1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・ジャパン(株)製の商品名イルガキュア184):1.5質量部
BASF社製の商品名ルシリンTPO(2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド):1.5質量部
リン酸エステル系離型剤(SC有機化学(株)製の商品名Chelex H−18D):0.15質量部
フェノキシエチルアクリレート(サートマー社製の商品名SR339A):9質量部
オルトフェニルフェノキシエチルアクリレート(別名アクリル酸2−(2−ビフェニリルオキシ)エチル):36質量部
ビスフェノールAジアクリレート(一般式(3)においてm=n=2、かつ、R1及びR3が全て水素原子、共栄社化学(株)製の商品名ライトアクリレート BP−4EA):8質量部
ビスフェノールAジアクリレート(一般式(3)においてm=n=5、かつ、R1及びR3が全て水素原子、MIWON社製の商品名MIRAMER M2100):42質量部
ポリエチレングリコールジアクリレート(一般式(5)においてR4が全て水素原子、重量平均分子量600):10質量部
ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン(ビックケミー・ジャパン(株)製の商品名BYK−377)、一般式(4)において、a=5、b=5、c=30、d=10、R1及びR2がメチル基、重量平均分子量10800):0.5質量部
グリセリンエポキシアクリレート(上記一般式(1)、ナガセケムテックス(株)製の商品名DA−314):5質量部
1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・ジャパン(株)製の商品名イルガキュア184):3質量部
リン酸エステル系離型剤(SC有機化学(株)製の商品名Chelex H−18D):0.1質量部
フェノキシエチルアクリレート(サートマー社製の商品名SR339A):18.9質量部
イソボルニルアクリレート:8質量部
4−アクリロイルモルホリン:5質量部
ビスフェノールAジアクリレート(一般式(3)においてm=n=2、かつ、R1及びR3が全て水素原子、共栄社化学(株)製の商品名ライトアクリレート BP−4EA):12質量部
ビスフェノールAジアクリレート(一般式(3)においてm=n=1、R1が全てメチル基、かつ、R3が全て水素原子、共栄社化学(株)製の商品名ライトアクリレート BP−2EM):27質量部
ビスフェノールAエポキシジアクリレート(共栄社化学(株)製の商品名FLEA−POA、(全質量に対するビスフェノールAエポキシジアクリレートの含有量49質量%、フェノキシエチルアクリレートの含有量51質量%)、重量平均分子量2000):16.1質量部
イソシアヌル酸トリアクリレート(EO3モル変性、東亞合成(株)製の商品名アロニックス M−315):13質量部
1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・ジャパン(株)製の商品名イルガキュア184):3質量部
リン酸エステル系離型剤(SC有機化学(株)製の商品名Chelex H−18D):0.05質量部
図1に示すような単位プリズムの線状配列の凹凸形状が形成されたプリズム型に上記調製した組成物1を滴下した後、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレート(PET)基材(東洋紡績(株)製の商品名A4300)を重ね、ラミネーターで当該PET基材全面を組成物1に圧着した。
次いで、水銀灯を用い、780mJ/cm2でその組成物1に対して紫外線照射を行い、多数の単位プリズムを有するプリズム部を硬化させ、PET基材と一体化させた。その後、上記プリズム型を剥離することによって、光学シートを得た。
ここで、単位プリズムの形状は、厚さ方向の断面における形状が高さ25μm、底辺50μm、頂角90℃となる二等辺三角形の三角柱形状とした。そして、光学機能発現部は、各単位プリズムの稜線が互いに平衡になるように複数の単位プリズムを配列周期50μmで当該稜線と直交する方向に多数隣接して配列しているものであった。
実施例1において、組成物1をそれぞれ、表1に示すように組成物2〜5に代えた以外は実施例1と同様に行い、光学シートを得た。
ISO 14577−1に準拠して(株)フィッシャー・インストルメンツ製の微小硬さ試験機(商品名PICODENTOR HM500、圧子はダイヤモンド製の四角錐型、対面角90°)を用いて、押し込み荷重0.5mN時及び300mN時の押し込み深さを測定した。その測定結果を表2に示す。
ISO 14577−1に準拠して(株)フィッシャー・インストルメンツ製の微小硬さ試験機(商品名PICODENTOR HM500、圧子はダイヤモンド製の四角錐型、対面角90°)を用いて、押し込み荷重300mN時のマルテンス硬度及び塑性変形硬さを測定した。その測定結果を表2に合わせて示す。
単位プリズムの頂部における、JIS Z2244(2003)に規定されるビッカース硬さ試験に準拠して、荷重を0mNから200mNまで一定の割合で変化させ、荷重200mNに到達後60秒間保持し、次いで、荷重を0.4mNまで抜重して4秒間保持した時(R1時)の当該頂部の荷重前の頂部(高さ25μm)に対する復元率を測定した。また、当該4秒間保持した後、さらに60秒間保持した時(R2時)の当該頂部の荷重前の頂部(高さ25μm)に対する復元率を測定した。R1時及びR2時における復元率の測定結果を表2に合わせて示す。
なお、復元率は、フィッシャー社製の商品名HP100XYp(圧子形状:半球状φ0.4mmボール、圧子本体材質:ステンレス、圧子の試料との接触部材質:タングステンカーバイト、圧子と測定機との接続部材質:フェライト)を用いて測定した。
図6は、本発明における復元性及び耐傷付き性の評価方法を模式的に示した概略図であり、図6に示すように、耐摩耗試験機の可動盤110上に試験片である光学シート1を透明基材側が可動盤側に位置するように設定し、当該試験片上に面積12cm2の偏光フィルム120を介して荷重部130に2.45N(250gf)の荷重をかけた。そして、可動盤110を速度5mm/sで20秒間、図6の矢印140方向に移動させた時の光学機能発現部の頂部の状態を目視及び顕微鏡観察により評価した。
測定装置は、テスター産業(株)製の商品名AB−301 学振型摩擦堅牢度試験機を用いた。
偏光フィルムは、面積12cm2の大日本印刷(株)製の商品名H25を用い、マット層側を試験片に向けて配置した。
顕微鏡は、(株)キーエンス社製の商品名デジタルマイクロスコープ VHX−200Nを用いた。
なお、荷重部の底面は外径20mm、内径10mmのドーナツ状であり、底面積は2.36cm2である。
・評価5:顕微鏡観察で形状の変形が確認されなかった。
・評価4:顕微鏡観察で形状の変形が確認されたが、バックライト上で目視では確認されなかった。
・評価3:バックライト上で目視で形状の変形が確認されたが、室温(25℃)で10分以内に元の形状に復元した。
・評価2:バックライト上で目視で形状の変形が確認され、室温(25℃)で10分以内に元の形状に復元しなかったが、35℃に加熱した場合、5分以内に元の形状に復元した。
・評価1:バックライト上で目視で形状の変形が確認され、35℃で加熱しても5分以内に元の形状に復元しなかったが、80℃で1分加熱した場合、元の形状に復元した。
・評価5:顕微鏡観察で傷が確認されなかった。
・評価4:顕微鏡観察で傷が1本確認されたが、バックライト上で目視では傷が確認されなかった。
・評価3:バックライト上で目視により傷が2〜3本確認された。
・評価2:バックライト上で目視により傷(スジ)が多数確認された。
・評価1:バックライト上で目視によりプリズム表面全面に削れた後が確認された。
なお、復元性評価及び耐傷付き性評価において、顕微鏡観察は、顕微鏡の倍率を100〜1000倍の範囲内で適宜調節して行った。
復元性評価3及び耐傷付き性評価3とは、例えば、図7の(c)に示すように光学機能発現部20の単位凹凸構造30の頂部に、偏光フィルム120の幅Lの凹み(変形)と、偏光フィルム120の幅Lよりも小さい幅lが形成された後、室温(25℃)で10分以内に、図7の(d)に示すように凹凸形状が元の形状に復元するが、凹凸構造の頂部近傍の表面に復元せずに残った傷が2〜3本形成され、当該傷がバックライト上で目視により確認された場合をいう。
表2より、実施例1〜4では、押し込み荷重0.5mN時の押し込み深さが2.8μm、押し込み荷重300mN時の押し込み深さが20.8〜22.2μmと大きかった。
また、実施例1〜4では、押し込み荷重300mN時のマルテンス硬度が26.2〜37.3N/mm2と、50N/mm2以下であった。
実施例1〜4では、押し込み荷重300mN時の塑性変形硬さが29.5〜46.5N/mm2と、50N/mm2以下であった。
そして実施例1〜4では、復元性及び耐傷付き性がともに良好であった。
特に、復元率の評価について、実施例1〜3では、R1時の復元率は68.7〜68.9%、R2時の復元率は78.2〜78.5%と良好であった。さらに実施例4では、R1時の復元率は77.8%、R2時の復元率は98.6%となり、実施例1〜3の場合よりも短時間での復元性及び一定時間経過時の復元性の両方においてさらに優れた結果が得られた。
しかし、比較例1では、押し込み荷重0.5mN時及び押し込み荷重300mN時の押し込み深さがともに小さく、マルテンス硬度及び塑性変形硬さは大きかった。
そして、比較例1では、R1時及びR2時の復元率が低く、復元性及び耐傷付き性の評価がともに低かった。
10 透明基材
20 光学機能発現部
30 単位凹凸構造
40 光拡散層
50 面光源装置
60 導光板
61 光放出面
62 側端面
70 光源
80 光反射板
90 液晶表示装置
100 液晶セル
110 可動盤
120 偏光フィルム
130 荷重部
140 移動方法
150 傷
Claims (15)
- 透明基材と、当該透明基材の一面側に設けられ、当該透明基材とは反対側の面に複数の単位凹凸構造を備える凹凸形状を有する光学機能発現部と、を備える光学シートであって、
当該光学機能発現部が、(A)活性エネルギー線硬化性基を1個有するアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂、(B)活性エネルギー線硬化性基を2個有するアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂、(C)ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン及び(D)下記一般式(1)で表わされる化合物を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物からなり、かつ、当該(A)及び(B)の合計質量が当該活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の全固形分質量に対して50質量%以上であり、
- 透明基材と、当該透明基材の一面側に設けられ、当該透明基材とは反対側の面に複数の単位凹凸構造を備える凹凸形状を有する光学機能発現部と、を備える光学シートであって、
当該光学機能発現部が、(A)活性エネルギー線硬化性基を1個有するアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂、(B)活性エネルギー線硬化性基を2個有するアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂、(C)ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン及び(D)下記一般式(1)で表わされる化合物を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物からなり、かつ、当該(A)及び(B)の合計質量が当該活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の全固形分質量に対して50質量%以上であり、
- 前記単位凹凸構造の凸部の頂部における、ISO14577−1に準拠して押し込み荷重300mNで測定されるマルテンス硬さが、50N/mm2以下であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の光学シート。
- 前記単位凹凸構造の凸部の頂部における、ISO14577−1に準拠して押し込み荷重300mNで測定される塑性変形硬さが、50N/mm2以下であることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の光学シート。
- 透明基材と、当該透明基材の一面側に設けられ、当該透明基材とは反対側の面に複数の単位凹凸構造を備える凹凸形状を有する光学機能発現部と、を備える光学シートであって、
当該光学機能発現部が、(A)活性エネルギー線硬化性基を1個有するアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂、(B)活性エネルギー線硬化性基を2個有するアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂、(C)ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン及び(D)下記一般式(1)で表わされる化合物を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物からなり、かつ、当該(A)及び(B)の合計質量が当該活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の全固形分質量に対して50質量%以上であり、
- 前記4秒間保持した後、さらに60秒間保持した時の前記頂部の荷重前の頂部に対する復元率が95%以上であることを特徴とする、請求項5に記載の光学シート。
- 透明基材と、当該透明基材の一面側に設けられ、当該透明基材とは反対側の面に複数の単位凹凸構造を備える凹凸形状を有する光学機能発現部と、を備える光学シートであって、
当該光学機能発現部が、(A)活性エネルギー線硬化性基を1個有するアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂、(B)活性エネルギー線硬化性基を2個有するアクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂、(C)ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン及び(D)下記一般式(1)で表わされる化合物を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物からなり、かつ、当該(A)及び(B)の合計質量が当該活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の全固形分質量に対して50質量%以上であり、
当該単位凹凸構造の頂部における、ISO14577−1に準拠して押し込み荷重300mNで測定される押し込み深さが、15μm以上であることを特徴とする、光学シート。 - 前記請求項7に記載の光学シートであって、
前記単位凹凸構造の凸部の頂部における、ISO14577−1に準拠して押し込み荷重300mNで測定されるマルテンス硬さが、50N/mm2以下であり、かつ、
前記単位凹凸構造の凸部の頂部における、ISO14577−1に準拠して押し込み荷重300mNで測定される塑性変形硬さが、50N/mm2以下であることを特徴とする、請求項7に記載の光学シート。 - 前記請求項8に記載の光学シートであって、
前記単位凹凸構造の頂部における、JIS Z2244(2003)に規定されるビッカース硬さ試験に準拠して、荷重を0mNから200mNまで一定の割合で変化させ、荷重200mNに到達後60秒間保持し、次いで、荷重を0.4mNまで抜重して4秒間保持した時の当該頂部の荷重前の頂部に対する復元率が55%以上であることを特徴とする、請求項8に記載の光学シート。 - 前記請求項9に記載の光学シートであって、
前記4秒間保持した後、さらに60秒間保持した時の前記頂部の荷重前の頂部に対する復元率が95%以上であることを特徴とする、請求項9に記載の光学シート。 - 面光源の光放出面側に前記請求項1乃至11のいずれか一項に記載の光学シートを備えることを特徴とする、面光源装置。
- 液晶セルの一面側に前記請求項1乃至11のいずれか一項に記載の光学シートを備えることを特徴とする、液晶表示装置。
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