(57)【要約】【課題】良好な拡散性能を有する異方性拡散シート及び異方性拡散シートの製造方法を提供することができる。【解決手段】異方性拡散シート１０は、屈折率差を有する連続相と分散相とを有し、分散相の平均アスペクト比が１より大きく、その長軸方向が一方向に配向された拡散機能層１１を有し、シート面に平行であって、拡散作用が最大となる方向でのゲインがピークゲインの１／２となる２つの角度の絶対値の平均と角度αＨとし、拡散作用が最小となる方向でのゲインがピークゲインの１／２となる２つの角度の絶対値の平均値を角度αＬとするとき、これらの比αＨ／αＬは、３≦αＨ／αＬ≦５を満たすものとした。【選択図】図２
2014199377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を拡散する拡散作用が異方性を有する拡散機能層を備える異方性拡散シートであって、
前記拡散機能層は、
屈折率差を有する連続相と分散相とを有し、
前記分散相の平均アスペクト比が１より大きく、その長軸方向が一方向に配向されており、
シート面に平行であって、拡散作用が最大となる方向でのゲインがピークゲインの１／２となる２つの角度の絶対値の平均と角度αＨとし、拡散作用が最小となる方向でのゲインがピークゲインの１／２となる２つの角度の絶対値の平均値を角度αＬとするとき、これらの比αＨ／αＬは、
３≦αＨ／αＬ≦５
を満たすこと、
を特徴とする異方性拡散シート。
【請求項２】
請求項１に記載の異方性拡散シートの製造方法であって、
非相溶性を有する少なくとも２種類の樹脂の混合物を溶融押出してシートを成型する押出工程と、
前記押出工程の後に、前記シートを一方向に延伸し、前記分散相を前記一方向に延伸し、かつ、前記一方向に配向する延伸工程と、
を特徴とする異方性拡散シートの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の異方性拡散シートの製造方法において、
前記非相溶性を有する少なくとも２種類の樹脂は、互いの屈折率差を、０．００１以上０．２以下となるものを用いること、
を特徴とする異方性拡散シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡散特性が異方性を有する異方性拡散シート及び異方性拡散シートの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種スクリーンやディスプレイ等に使用され、光を拡散する作用を有する拡散シートが知られている。この拡散シートは、その拡散特性が等方的なものの他に、視野角向上等の効果を得る目的で、異方性を有するもの等も広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２１２９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような異方性を有する拡散シートにおいて、母材となる樹脂に、楕円球状や針状、棒状等の拡散材を加え、これらの拡散材を一方向に配向させる等の方法により製造されるものが広く使用されている。しかし、所望の異方性を有する拡散特性を得られるような形状の拡散材の選定や調整等が困難であるといった問題がある。
【０００５】
本発明の課題は、良好な拡散性能を有する異方性拡散シート及び異方性拡散シートの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、光を拡散する拡散作用が異方性を有する拡散機能層（１１）を備える異方性拡散シートであって、前記拡散機能層は、屈折率差を有する連続相と分散相とを有し、前記分散相の平均アスペクト比が１より大きく、その長軸方向が一方向に配向されており、シート面に平行であって、拡散作用が最大となる方向でのゲインがピークゲインの１／２となる２つの角度の絶対値の平均と角度αＨとし、拡散作用が最小となる方向でのゲインがピークゲインの１／２となる２つの角度の絶対値の平均値を角度αＬとするとき、これらの比αＨ／αＬは、３≦αＨ／αＬ≦５を満たすこと、を特徴とする異方性拡散シート（１０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の異方性拡散シートの製造方法であって、非相溶性を有する少なくとも２種類の樹脂の混合物を溶融押出してシートを成型する押出工程と、前記押出工程の後に、前記シートを一方向に延伸し、前記分散相を前記一方向に延伸し、かつ、前記一方向に配向する延伸工程と、を特徴とする異方性拡散シートの製造方法である。
請求項３の発明は、請求項２に記載の異方性拡散シートの製造方法において、前記非相溶性を有する少なくとも２種類の樹脂は、互いの屈折率差を、０．００１以上０．２以下となるものを用いること、を特徴とする異方性拡散シートの製造方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、良好な拡散性能を有する異方性拡散シート及び異方性拡散シートの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態の異方性拡散シート１０を説明する図である。
【図２】実施形態の拡散機能層１１を説明する図である。
【図３】実施形態の異方性拡散シート１０の製造方法の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
また、シート等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されている。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、適宜置き換えることができるものとする。
さらに、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
【００１０】
（実施形態）
図１は、本実施形態の異方性拡散シート１０を説明する図である。
図１（ａ）は、異方性拡散シート１０の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す直線Ａ１−Ａ２に平行であってこの異方性拡散シート１０の厚みに平行な断面の一部を拡大した図である。
異方性拡散シート１０は、各種スクリーンやディスプレイ等の表示装置に用いられる光学部材である。
図１では、異方性拡散シート１０のシート面の法線方向（厚み方向）をｚ方向とし、このシート面に平行であって、互いに直交する２方向をｘ方向、ｙ方向とする。ここで、シート面とは、シート全体として見たときにおける、シートの平面方向となる面を示すものであるとする。本実施形態では、理解を容易にするために、ｘ方向、ｙ方向は、図１（ａ）に示す異方性拡散シート１０の横方向の辺、縦方法の辺にそれぞれ平行であるとする。
【００１１】
異方性拡散シート１０は、光を拡散する拡散作用を有している。この異方性拡散シート１０の拡散特性は、異方性を有しており、異方性拡散シート１０のシート面に対して法線方向から入射した光に対する拡散作用は、ｙ方向における拡散作用よりも、ｘ方向における拡散作用の方が大きい。
この異方性拡散シート１０は、拡散作用を有する拡散機能層１１とその両面に一体に積層される支持層１２，１３とを備える積層構造である。
【００１２】
図２は、本実施形態の拡散機能層１１を説明する図である。図２では、ｚ方向から見た拡散機能層１１の一部を模式的に示している。
拡散機能層１１は、光を拡散する機能を有する層である。この拡散機能層１１は、前述のような異方性を有する拡散作用を有している。
この拡散機能層１１は、屈折率差を有し、かつ、互いに溶け合わない非相溶性を有する２種類の樹脂により形成されている。この２種類の非相溶性の樹脂は、拡散機能層１１において、連続相（海相）と分散相（島相）として、それぞれの樹脂が独立して存在する構造（所謂、海／島構造）となっている。理解を容易にするために、図２では、分散相（島相）を破線で示している。
このような拡散機能層１１としては、４０〜１００μｍ程度の厚みとすることが、十分な異方性を有する拡散特性を実現する観点から好ましい。
【００１３】
この２種類の非相溶性の樹脂は、透明な熱可塑性樹脂である。２種類の非相溶性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂や、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、及び、これらの共重合体等が挙げられる。
前述のポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリブテン系樹脂、ポリペンテン系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂や、これらの共重合体等が挙げられる。
この２種類の非相溶性の樹脂のうち、１種類は、ポリオレフィン系樹脂を用いることが好ましく、２種類ともポリオレフィン系樹脂を用いることがさらに好ましい。
【００１４】
２種類の非相溶性を有する樹脂のうち、海相を形成する樹脂の方が、島相を形成する樹脂よりも、組成割合が多いことが好ましい。
また、２種類の非相溶性を有する樹脂のうち、島相を形成する樹脂は、海相を形成する樹脂よりも、溶融粘度が低く、メルトフローレートが高いことが好ましい。
さらに、島相を形成する樹脂は、海相を形成する樹脂よりも剛性が低いことが好ましい。
上述のような構成とすることにより、安定した海／島構造を形成することができる。
なお、２種類の非相溶性を有する樹脂の組成割合が同等とする場合には、メルトフローレートが高い方が海相を形成する傾向を有する。
２種類の非相溶性を有する樹脂は、上述のような傾向と、所望する光学性能等に合わせて、適宜選択してよい。
また、これらの２種類の非相溶性の樹脂の配合比は、質量比で２０：８０〜８０：２０程度とすることが好ましい。
【００１５】
この２種類の非相溶性の樹脂は、その屈折率差が、０．００１〜０．２程度であることが、光の拡散作用を得る上で好ましい。なお、２種類の樹脂の屈折率差は、０．００５〜０．０６程度とすることがより好ましく、０．０１〜０．０５程度とすることがさらに好ましい。
２種類の樹脂の屈折率が０．００１未満である場合には、十分な拡散作用を発揮できない。また、２種類の樹脂の屈折率差が０．２以上である場合には、拡散作用が大きすぎ、異方性拡散シート１０を透過する全光線透過量が低下するので、スクリーンやディスプレイ等の表示装置に用いられる光学部材として適さない。従って、上記範囲とすることが好ましい。
【００１６】
また、この２種類の非相溶性を有する樹脂は、拡散機能層１１中において前述のような海／島構造を形成している。このとき、島相は、球状ではなく、ｚ方向から見て、ｙ方向における寸法がｘ方向における寸法よりも大きい形状となっており、ｙ方向に配向されている。このような形状としては、針状、棒状、回転楕円体状等が挙げられる。これにより、拡散機能層１１は、島相の配向方向（ｙ方向）よりも、これに直交する方向（ｘ方向）における光拡散作用が大きいという異方性を有する拡散作用を実現している。
【００１７】
この島相のｙ方向（長軸方向）の平均長さＬ１は、０．１５〜２００μｍ程度であり、より好ましくは、２〜１００μｍ程度である。また、島相のｘ方向（短軸方向）の平均長さＬ２は、０．１〜１０μｍ程度であり、より好ましくは、０．７〜２μｍ程度である。
島相のｙ方向（長軸方向）の平均寸法とｘ方向（短軸方向）の平均寸法との比（アスペクト比）Ｌ１／Ｌ２は、１．５〜１０００の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１．５〜５０程度、さらに好ましくは１．５〜１０程度である。このようなアスペクト比とすることにより、異方性の度合いを大きくできる。
【００１８】
この拡散機能層１１は、そのシート面の法線方向（ｚ方向）から入射した光に対して、異方性を有する拡散特性を示している。本実施形態では、前述のような海／島構造を有しているので、最も光を拡散する方向は、ｘ方向であり、最も光を拡散しない方向がｙ方向である。
ここで、シート面の法線方向（ｚ方向）から入射した光に対して、最も光を拡散する方向（ｘ方向）において、ゲインがピークゲインの１／２となる角度をαＨ、最も光を拡散しない方向（ｙ方向）において、ゲインがピークゲインの１／２となる角度をαＬとしたとき、これらの角度の比αＨ／αＬは、この拡散機能層１１の拡散特性の異方性を示す拡散異方性値となる。
なお、この角度αＨ，αＬは、それぞれの方向においてゲインがピークゲインの１／２となる角度が２点存在するので、それらの絶対値の平均値である。また、ここで、ピークゲインを得られる角度は０°（シート面の法線方向）である。
【００１９】
一般的に、各種スクリーンやディスプレイでは、画面上下方向よりも、画面左右方向における視野角が、３倍程度広いことが好まれる。また、各種スクリーンやディスプレイには、この異方性拡散シート１０以外にも拡散性能を有する光学シート（表面のマット層等、等方的に光を拡散する光学シート）が組み合わされて用いられることが多い。従って、異方性拡散シート１０は、良好な視野角を実現する観点から、前述の拡散異方性値αＨ／αＬが、３≦αＨ／αＬ≦５を満たすことが好ましく、３．５≦αＨ／αＬ≦４．５を満たすことがより好ましい。
また、この異方性拡散シート１０では、この角度αＨ及びαＬは、αＨ＞１０°、αＬ＞３°を満たすことが、各種スクリーンやディスプレイ等の表示装置に使用し、良好な視野角を実現する観点から好ましい。
【００２０】
支持層１２，１３は、前述の拡散機能層１１を支持し、その製膜を容易にし、かつ、光学シートとして十分な剛性を付与する層である。
この支持層１２，１３は、透明な樹脂製のシート状の部材である。
この支持層１２，１３の材料としては、ポリオレフィン系樹脂や、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、及び、これらの共重合体等が挙げられる。また、前述のポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリブテン系樹脂、ポリペンテン系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂や、これらの共重合体等が挙げられる。
この支持層１２，１３は、前述の拡散機能層１１に対して、その製膜を容易とするために拡散機能層１１を支持し、かつ、異方性拡散シート１０としての十分な剛性を付与できる厚さ及び剛性を有していることが好ましい。
【００２１】
このような支持層１２，１３を備えた異方性拡散シート１０とすることにより、前述のようなシートとしての剛性の付与等の効果に加え、以下のような効果を期待できる。
拡散機能層１１を単層で製膜すると、島相と海相との密着力が小さいため、この層の移送等に用いるロールに島相が付着したりする場合がある。従って、支持層１２，１３を拡散機能層１１の両側に積層することにより、そのような付着を防止でき、安定して製造できる。
また、支持層１２，１３を備えることにより、異方性拡散シート１０を巻き取ったり積層したりして保管した場合に島相が隣接する拡散機能層１１に転移することを防止したり、拡散機能層１１同士の接着（ブロッキング）を防止できる。
さらに、拡散機能層１１を単層で製膜し、一軸延伸する場合に比べ、支持層１２，１３を積層した状態で一軸延伸する方が、分散相のアスペクト比を高めることができ、より高い光学的異方性を付与できる。
【００２２】
（製造方法）
図３は、本実施形態の異方性拡散シート１０の製造方法の一例を説明する図である。
本実施形態の異方性拡散シート１０は、溶融押出成型法により、支持層１２，１３及び拡散機能層１１の３層が一体に積層された状態で押出成型されて形成される。
図３に示す製造装置７０は、溶融押出機７１，７２、分配ブロック７３、ダイ（マルチマニホールドダイ）７４、冷却ロール７５、剥離ロール７６、引き取りロール７７（７７ａ，７７ｂ）等を備えており、２種３層積層構造のシートを製造可能な装置である。
【００２３】
支持層１２，１３を形成する材料Ｂは、溶融押出機７１に投入され、溶融されて分配ブロック７３へ送られる。
拡散機能層１１を形成する材料Ａは、溶融押出機７２に投入され、溶融されて分配ブロック７３へ送られる。拡散機能層１１を形成する材料Ａは、２種類の非相溶性の樹脂の混合物の状態で、溶融押出機７２に投入され、溶融される。
材料Ａ及び材料Ｂは、分配ブロック７３の内部で、材料Ａの層の両側に材料Ｂの層が配置されるように分配され、ダイ７４へ送られる。そして、ダイ４で、材料Ａの層の両側に材料Ｂの層が一体に積層され、３層構造として一体化され、シート状に吐出される。
【００２４】
このとき、溶融押出機７１，７２及びダイ７４での材料Ａ，材料Ｂの温度は、所定の温度に設定されている。この温度は、材料Ａ及び材料Ｂの融点よりも高く設定されている。また、材料Ｂの融点温度は、材料Ａの融点温度よりも低い。従って、ダイ７４から押し出されるとき、材料Ｂは、材料Ａよりも流動性が高い状態である。
材料Ａは、非相溶性の２種類の樹脂が、連続相と分散相として、それぞれの樹脂が独立して存在する構造（所謂、海／島構造）を形成可能とするため、一般的な押出成型における溶融樹脂に比べて流動性が低く、製膜が困難である。
しかし、この材料Ａの層の両側に、これよりも流動性が高い状態である材料Ｂの層を積層した状態で押出成型するので、製膜が容易となる。
【００２５】
ダイ７４から押し出されたシート状の樹脂積層体Ｃは、冷却ロール７５に当接し、冷却固化される。このとき、樹脂積層体Ｃを不図示の押圧ロール等によって、冷却ロール７５に押圧してもよい。
冷却ロール７５で冷却された樹脂積層体Ｃは、剥離ロール７６に巻き取られて冷却ロールから剥離される。なお、冷却ロール７５の下流に、さらに複数の冷却ロールを備える形態としてもよい。
【００２６】
次に、樹脂積層体Ｃは、引き取りロール７７により、搬送方向に一軸延伸する。このとき、引き取りロール７７での搬送速度は、冷却ロール７５での搬送速度よりも速い。延伸倍率は、１．５倍以上が好ましく、所望する光学性能及び島相のアスペクト比に応じて、適宜設定してよい。この延伸により、材料Ａの層内の島相が延伸方向に引き伸ばされ、延伸方向に配向される。これにより、拡散機能層１１は、異方性拡散作用が発現可能となる。
そして、樹脂積層体Ｃは、さらに冷却されて固化され、所定の寸法に裁断されることにより、異方性拡散シート１０が形成される。
【００２７】
なお、冷却固化した樹脂積層体Ｃを、不図示のヒータ等で所定の温度に温めながら、速度の異なる不図示の２つのニップローラ間を通過させることにより、搬送方向に一軸延伸してもよい。このとき、下流側のニップローラの方が上流側のニップローラよりも搬送速度が速い構成となっている。なお、延伸装置で延伸する場合には、その装置の構成に応じて、樹脂積層体Ｃの延伸方向を搬送方向に直交する方向（幅方向）としてもよい。
また、拡散機能層を形成する材料Ａとなる２種類の非相溶性の樹脂は、予め混合されて溶融押出機７２に投入されてもよいし、溶融押出機７２への投入時に混合し、溶融押出機７２内部で混合してもよい。
【００２８】
本実施形態によれば、各種スクリーンやディスプレイ等の表示装置に好適に用いることができる良好な拡散異方性を発揮する異方性拡散シートとすることができる。また、本実施形態によれば、そのような異方性拡散シートを容易に製造できる。
【００２９】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）拡散機能層１１を形成する非相溶性の樹脂は、３種類以上としてもよい。求める光学性能に応じて、混合する樹脂の種類を増やしてもよい。
また、拡散機能層１１を形成する材料に、混合する樹脂の馴染み性を向上させるための分散径調整剤や、酸化防止剤、帯電防止剤等の各種添加剤を配合してもよい。
【００３０】
（２）拡散機能層１１を形成する２種類の非相溶性樹脂は、海／島構造に限らず、共連続相を形成する構造としてもよい。
【００３１】
（３）異方性拡散シート１０は、支持層１２，１３のいずれか一方を備える形態としてもよいし、十分な剛性等を有しているのであれば、支持層１２，１３を備えない形態としてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１０    拡散シート
１１    拡散機能層
１２，１３    支持層
７０    製造装置
７１，７２    溶融押出機
７３    分配ブロック
７４    ダイ
７５    冷却ロール
７６    剥離ロール
７７    引き取りロール
【図１】
2014199377.tif 000003
【図２】
2014199377.tif 000004
【図３】
2014199377.tif 000005