(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材フィルム上に面積が連続的に変化するドット状又はストライプ状の光散乱部を有する調光フィルムの製造方法であって、面積が連続的に変化するドット状又はストライプ状の凹部であってその少なくとも底面に微細な凹凸が形成されている凹部を有するロール凹版を用いかつ少なくともロール凹版の前記凹部に電離放射線硬化型樹脂液を充填すると共に、帯状の基材フィルムをロール凹版に接する状態で走行させかつロール凹版を該基材フィルムの走行速度と同じ周速度で同期回転させ、基材フィルムがロール凹版に接触している間に電離放射線を照射して、ロール凹版と基材フィルム間に介在している電離放射線硬化型樹脂液を硬化させて該樹脂と基材フィルムを密着せしめると同時に、該樹脂を凹部形状に賦型せしめ、しかる後、基材フィルムをロール凹版から剥離して基材フィルム上に光散乱部を形成することを特徴とする、調光フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記電離放射線硬化型樹脂液として光散乱性粒子を含んでいる電離放射線硬化型樹脂液を用いることを特徴とする、請求項１記載の調光フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、調光用フィルムの製造方法に関し、特に、光学式ディスプレイや液晶ディスプレイのバックライト機構において、光の均一性を確保するために用いられる調光フィルムの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の調光フィルムは、▲１▼基材フィルム上にスクリーン印刷、グラビア印刷等の印刷方法を用いて微細凹凸を有する光散乱部を形成する方法（例えば、特開平１−２４５２２０号公報等）、あるいは▲２▼アクリルのような透明板（導光板）に直接スクリーン印刷等により微細凹凸を形成してそこに光散乱部を形成する方法等が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記の方法はいずれにしろ印刷技術を用いていることから印刷インキは液状体で基材側に転移しそこで所定時間後に硬化することとなる。その場合、すべての有効印刷面においてあるいは各印刷シートにおいてインキの転移量を完全に均一にすることは技術的に困難であり、また、硬化に要する時間中に転移したインキが多少の変形を起こしレベリングが不均一になり、その為光散乱部の光散乱性が不均一になりバラツキが出ることを完全に避けることは不可能である。従って、従来の調光フィルムにおいてはその光散乱部を均一な面積でかつ均一な厚みを持つものとすることは必ずしも容易でなく、十分に満足のいく調光精度を持つ調光フィルムを得ることはできなかった。さらに、▲２▼の方法による場合にあっては、枚葉の形状での生産は量産が困難であると共に薄型化できない不都合を有していた。
【０００４】
本発明は、従来の調光フィルムの製造方法が持つ上記のような不都合を解消した製造方法を提供することを目的としており、本発明による製造方法を用いることにより、薄型化しかつ形状の安定した均一な光散乱部を持つ調光フィルムを量産化することが可能となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決しかつ目的を達成するために、本発明は、基材フィルム上に面積が連続的に変化するドット状又はストライプ状の光散乱部を有する調光フィルムの製造方法であって、面積が連続的に変化するドット状又はストライプ状の凹部を有するロール凹版を用いかつ少なくともロール凹版の前記凹部に電離放射線硬化型樹脂液を充填すると共に、帯状の基材フィルムをロール凹版に接する状態で走行させかつロール凹版を該基材フィルムの走行速度と同じ周速度で同期回転させ、基材フィルムがロール凹版に接触している間に電離放射線を照射して、ロール凹版と基材フィルム間に介在している電離放射線硬化型樹脂液を硬化させて該樹脂と基材フィルムを密着せしめると同時に、該樹脂を凹部形状に賦型せしめ、しかる後、基材フィルムをロール凹版から剥離して基材フィルム上に光散乱部を形成することを特徴とする、調光フィルムの製造方法を開示する。
【０００６】
前記ロール凹部に形成される凹部の少なくとも底面に微細な凹凸が形成されていること、あるいは前記電離放射線硬化型樹脂液として光散乱性粒子を含んでいる電離放射線硬化型樹脂液を用いることは、本発明の好ましい態様である。さらに、基材フィルムが透光性であることも好ましい態様である。
以下、本発明を添付の図面を参照しつつより詳細に説明する。
【０００７】
まず、本発明の製造方法を実施するのに好適な製造装置の一例を図１に基づき説明する。図において、１は本発明により製造された調光フィルムであり、２はその基材となるロール状の捲取から供給される帯状の基材フィルムを示している。また、１０はロール凹版であり、該ロール凹版１０の凹部１１には必要に応じて光散乱性粒子（光散乱剤）を混入した電離放射線硬化性樹脂液１２が後記するノズル塗工装置１３により充填される。ロール凹版１０には、調光フィルム１の基材となる基材フィルム２が凹部１１に充填した樹脂１２に接するように押圧ロール２１を介して供給される。ロール凹版１０の凹部１１の形状は調光フィルム２の表面に形成される面積が連続的に変化するドット状又はストライプ状の光散乱部の形状に対応した形状に形成しておく。
【０００８】
ノズル塗工装置１３は、ロール凹版１０の回転方向に一定の開口幅を有しかつ回転方向と直行する方向（幅方向）にロール凹版１０の両端をカバーするような幅方向長さを有するノズル１３ａ、吐出量の変動や経時変化を緩和するためにアキュムレータとしての機能を果たすノズルの途中に空洞１９、及びノズル１３に対し電離放射線硬化性樹脂１２液を加圧下に送出するための図示しない吐出装置を備えている。
【０００９】
この装置において、基材フィルム２がロール凹版１０に接している間に（具体的には、図１において押圧ロール２１と送りロール２２との間に位置している時期）に、電離放射線照射装置１７により電離放射線を照射してロール凹版１０の内部にある電離放射線硬化性樹脂液１４を基材フィルム２に密着せしめる。すなわち、電離放射線硬化性樹脂液１２が基材フィルム２とロール凹版１０の凹部１１の間に保持されている状態で該樹脂液に電離放射線を照射して樹脂液を硬化させる。この際の硬化度合いは少なくとも電離放射線硬化性樹脂液１２の流動性を失わせかつ基材フィルム２との密着性を生じる程度であればよい。
【００１０】
照射装置１７を通過した後、基材フィルム２をロール凹版１０から剥離する。これにより、既に硬化した電離放射線硬化性樹脂１２が基材フィルム２と一体となって、凹部１１から脱離され、それにより電離放射線硬化性樹脂からなる面積が連続的に変化するドット状又はストライプ状の光散乱部３を裏面に有する調光フィルム１を得ることができる。
【００１１】
なお、図１において、１６は乾燥装置を示しており、溶剤稀釈タイプの電離放射線硬化性樹脂液を素材として使用する場合に、溶剤の乾燥のために用いられる。また、１８は第２の電離放射線照射装置を示しており必要に応じ使用することにより、一度硬化したロール凹版１０の凹部１１より離脱した電離放射線硬化性樹脂をさらに硬化させることができる。さらに、特に図示しないが、電離放射線照射装置を凹版の内部側に設けることもでき、それ単独であるいは外部側の電離放射線照射装置と共同で電離放射線の照射を行うようにしてもよい。
【００１２】
本発明において凹版１０は、クロムメッキした銅、鉄等の金属、ガラス、石英等のセラミックス、シリコーン樹脂等の合成樹脂等を用いて円筒体を作り、その表面に電子彫刻、エッチング、電鋳等の手法により所定の凹凸を形成したものを用いる。
この装置を用いる場合に、ロール凹版と押圧ロールとの間の間隙や圧力を調節することにより、図１に示すようなドット状又はストライプ状の光散乱部３のみを透明な基材フィルム２上に形成したもの以外に、基材フィルム２上の全面に任意厚さの電離放射線硬化性樹脂層を持ちその層の表面にドット状又はストライプ状の光散乱部３を形成したものをも容易に形成することができる。
【００１３】
その際に、図１に示すようなドット状又はストライプ状の光散乱部のみを基材フィルム２上に形成したものを作製する場合には、凹部１１に充填した樹脂以外をロール凹版から除去するためにいわゆるドクタープレート（図示せず）が設けられる。
本発明に用いる基材フィルムとしては、通常の光学式ディスプレイや液晶ディスプレイのバックライト機構において用いられているフィルムであって少なくとも電離放射線透過性のものを適宜用いることができるが、ポリエステル、ナイロン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリアクリルレート、フッ素系樹脂、ポリプロピレン等の合成樹脂からなるフィルムが好ましく、また、厚さも任意であるが、１０〜２００μｍ程度のものが好ましい。
【００１４】
また、用いる電離放射線硬化性樹脂としては、分子中に重合性不飽和結合又は、エポキシ基を有するプレポリマー、オリゴマー、及び／又は単量体を適宜混合した組成物である電離放射線（紫外線及び電子線）硬化性樹脂等をあげることができ、電離放射線硬化性樹脂としては、特にアクリレート、例えばウレタンアクリルレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、シリコンアクリレート、シロキサン等の高架橋密度の得られる多官能の単量体のみ、又は、それを主成分とした配合物であることが好ましい。また、無溶剤あるいは無溶剤タイプのものは体積収縮、形状変形等が無視できる程度に小さいものであることから特に推奨される。
【００１５】
必要に応じて添加される光散乱性粒子（光散乱剤）としては、二酸化チタン、炭酸カルシウム、シリカ、硫酸バリウム等の無機物粒子、アクリル等の樹脂ビーズ等の粒径１〜１０μｍ  程度の粉末等公知のものを使用できるが、光効率を低下させないために光吸収のすくない白色系のものが特に望ましい。白色系のものとしては、さらに、亜鉛崋、三酸化二アンチモン等の無機顔料等が有効である。また、光輝性顔料も有効であり、アルミニウム粉、銅粉、真鍮粉等の金属粉や金属薄片さらにはその金属蒸着合成樹脂フィルムの裁断片の金属光沢を有する顔料等の金属粉顔料、真珠光沢顔料（パール顔料）、さらにはポリエステル樹脂層とアクリル樹脂層のように屈折率の異なる２種以上の樹脂層を数μｍ以下程度の厚みで多層積層して光の干渉による虹彩色を生じさせたフィルムを裁断した箔粉からなる顔料のような光干渉性箔粉顔料等を有効に使用し得る。
【００１６】
通常この種の調光フィルムは照光を必要とするエリアの全てに均一な量の光を供給することを主目的に用いられるものであり、その目的を達成するために、調光フィルムの表面に形成される面積が連続的に変化するドット状又はストライプ状の形状及び面積は、調光フィルムの使用の態様、光源の位置、光源の光量等の使用環境に応じて、適宜最適のものを選択する。
【００１７】
図２はその配置の一例を、調光フィルムの下方に光源を配置し前方に液晶表示素子３１を配置した液晶表示ディスプレイの場合を例として示したものであり、螢光燈等の光源３２が光反射板３３内に設けられ、光源３２の前方に本発明のによる調光フィルム１Ａが配置される。このような形式の液晶表示ディスプレイの場合には調光フィルム１Ａの基材フィルム２Ａは透光性のフィルムが用いられ、光源からの光の一部は光散乱部３Ａに入り拡散光となり、一部は光散乱部３Ａ、３Ａの間を透過して直接液晶表示素子３１に達する。このような場合には、図２ｂに示すように、光源に近い部分の光散乱部の面積を大きくし、光源から遠ざかるに連れて面積を縮小させることにより、光照射面すなわち液晶素子の裏面の全体に対してほぼ均一な光を投射することが可能となる。
【００１８】
図３は光源４２を導光板４１の側方に配置した所謂エッジライト型背面光源を有する液晶表示ディスプレイの場合を例として示している。この場合には、導光板４１と反射板４３との間に本発明による基材フィルム２Ｂ、光散乱部３Ｂからなる調光フィルム１Ｂが配置される。このような形式の液晶表示ディスプレイの場合には、通常導光板４１に入った光は直接上方の液晶素子（図示せず）に向けて照射することはなく、反射板及び調光フィルム１Ｂからの反射光がバックライト光として作用する。従って、このような形式の場合には、図３ｂに示すように、光源に近い箇所に位置する光散乱部３Ｂの面積を小さくし、光源から遠ざかるに連れてその面積を拡大させることにより、光照射面すなわち液晶素子の裏面の全体に対してほぼ均一な光を投射することが可能となる。
【００１９】
また、いずれの形式の場合においても、散乱部の形状も任意であり、図２ｂに示すように径の異なるドット（円形、楕円形等）状のものを複数個配置するようにしてもよく、図３ｂに示すように幅の異なるストライプ状のものを複数個配置するようにしてもよい。ストライプ状の場合には、方形のものに限らず菱形形状のもの、その逆の両端が幅広で中央部が幾分幅狭となった形状のもの等であってもよい。
【００２０】
光散乱部は前記のように光散乱部を形成する樹脂材の中に光散乱材を混入して形成してもよく、また、光散乱部の表面に艶消微細凹凸を形成してもよい。さらに、光散乱材と艶消微細凹凸の双方を同時に用いるようにしてもよい。
光散乱部の表面に艶消微細凹凸を形成する場合には、前記したロール凹版１０の表面に所定の凹部を形成する際に同時にあるいはその後に、少なくとも該凹部の底部部分に艶消微細凹凸を形成したロール凹版を用いて調光フィルムを製造する。
【００２１】
艶消微細凹凸の形状としては、特に制限はなく任意であるが、好ましくは、ＪＩＳ  の中心線平均粗さが約１〜１００μｍ程度で、形状としては、砂目又は梨地等のランダムな凹凸形状の形態であってもよく、ロール凹版作成時に、サンドブラスト加工を行ったり、摺硝子板表面から型取りしたエンボス板でエンボス加工して形成することができる。この態様のものは光を等方拡散させる機能に優れておりより広い面積に対して等しい光を散光することが必要な光ディスプレイ装置に用いると有効である。
【００２２】
ある特定の角度範囲内にのみ散乱光を集約することが望まれるような光ディスプレイ装置に用いる調光フィルムを製造する場合には、同様に凹凸深さ及び周期が約１〜１００μｍ程度の、レンティキュラーレンズ形状の形態（図４）、蠅の目レンズ形状の形態（図５）（蠅の目レンズは半球体に限らず、半楕円体であってもよい）、三角柱プリズム群の形態（図６）、さらには、三角錘を多数配置した形態のもの等であってよい。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明する。
厚さ５０μｍのプリカーボネートフィルムを基材フィルムとして用い、前記した図１に示したと同様な装置により、調光フィルムを作成した。
ロール凹版としては鉄ロール表面に銅メッキを設けたロール凹版にエッチング法にてドット状の版凹部を形成した。凹部底面にはサンドブラストの手法により艶消し微細凹凸を多数形成した。ドット状凹部の深さは１０μｍ、最大径は１．５ｍｍとし、基材フィルムの流れ方向に向けて凹部の径を順次減少させ、最小径は０．５ｍｍとした。
【００２４】
電離放射線硬化型樹脂液としては、不飽和ポリエステル系紫外線硬化型樹脂液（３０００ｃｐｓ／２５℃）  を用いた。該樹脂液に対して３０重量部の割合で、二酸化チタン粉末を光散乱剤としてを混入した。
電離放射線放射装置としては、出力１６０Ｗの紫外線照射装置を用い、基材フィルム及びロール凹版の周速度は２０ｍ／ｍｉｎ  とした。
【００２５】
上記により作成した調光フィルムを液晶ディスプレイのエッジライト方式バックライト板の反射板と導光板の間にセットすることにより、光の均一性に優れた面光源が得られた。
【００２６】
【発明の効果】
本発明による製造方法を用いることにより、薄葉化しかつ形状の安定した均一な光散乱部を持つ調光フィルムを量産化することが可能となる。また、光散乱パターンとして任意の形状、任意の表面凹凸のものが設計どおり忠実に再現でき、本発明による製造方法により製造される調光フィルムは、光学式ディスプレイや液晶ディスプレイのバックライト機構において格段の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法を実施する有効な製造装置の一実施例を示す説明図。
【図２】光散乱部のパターンの一実施例を説明する図。
【図３】光散乱部のパターンの他の実施例を説明する図。
【図４】光散乱部の表面に形成される艶消し微細凹凸の例を示す図。
【図５】光散乱部の表面に形成される艶消し微細凹凸の他の例を示す図。
【図６】光散乱部の表面に形成される艶消し微細凹凸のさらに他の例を示す図。
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ…調光フィルム、２、２Ａ、２Ｂ…基材フィルム、３、３Ａ、３Ｂ…光散乱部、１０…ロール凹版、１１…凹部、１２…電離放射線硬化型樹脂液、３１…液晶表示素子、３２…光源、３３…反射板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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