(57)【要約】【課題】出射光の拡散制御を実現することで、従来のバックライトシステムでの光線損失を抑制し、輝度の向上を達成できる光学部材シート、及びその製造方法の提供を目的とする。【解決手段】凸レンズ形状物２０の集光効果を利用して感光性樹脂層３０を露光部３１と未露光部３２とに交互に形成し、さらには露光部３１下部に低屈折率層５０を有する構造とすることで、粘着層６０側から入射された光線が低屈折率層５０から感光性樹脂層３０、及び透光性樹脂基材１０に出射される際の屈折角を入射角より小さくする効果があり、さらに凸レンズ形状物２０を通して光線が大気中に出射される際には光線がさらに屈折されて前記凸レンズ形状物２０の正面方向に光線の拡散制御が可能となり輝度の向上が達成できる。【選択図】図１
2006145653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に凸レンズ形状物が連続して形成された透光性樹脂基材と、
前記透光性樹脂基材の他方の面に、隣り合う前記凸レンズ形状物の境界を含む領域に形成された反射層と、
前記反射層と隣接して形成される低屈折率層と、
前記反射層と前記低屈折率層に重畳してなる粘着層と、
を有し、
前記低屈折率層は前記透光性樹脂基材及び前記粘着層と比べて屈折率が低いこと、
を特徴とする光学部材シート。
【請求項２】
一方の面に凸レンズ形状物が連続して形成された透光性樹脂基材と、
前記透光性樹脂基材の他方の面に形成された感光性樹脂層と、
前記凸レンズ形状物のレンズ集光作用による集光部を除く非集光部に相当する感光性樹脂層に形成した反射層と、
前記反射層と隣接して形成される低屈折率層と、
前記反射層と前記低屈折率層に重畳してなる粘着層と、
を有し、
前記低屈折率層が前記透明性樹脂基材及び前記粘着層より屈折率が低いことを特徴とする光学部材シート。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光学部材シートにおいて低屈折率層が気体であることを特徴とする光学部材シート。
【請求項４】
請求項１から３にいずれか記載の光学部材シートにおいて、
前記粘着層を硬化させることにより、前記粘着層自体を保護層として用いることを特徴とする光学部材シート。
【請求項５】
請求項１から３にいずれか記載の光学部材シートにおいて、
前記粘着層の外面に保護層を有することを特徴とする光学部材シート。
【請求項６】
請求項1から３又は５にいずれか記載の光学部材シートにおいて、粘着層の外面に拡散層を有することを特徴とする光学部材シート。
【請求項７】
透光性樹脂基材の一方の面に前記凸レンズ形状物を形成する凸レンズ形状物形成工程と、
前記透光性樹脂基材の他方の面に感光性樹脂層を形成する工程と、
前記凸レンズ形状物の配置面側から平行である電離放射線を照射し、前記凸レンズ形状物の集光効果により、前記感光性樹脂層を露光部と未露光部とにパターニングする工程と、
前記感光性樹脂層の未露光部下側に反射層を配置する工程と、
前記反射層の下側に前記感光性樹脂層と対向配置された粘着層を形成することで前記感光性樹脂層の露光部下に低屈折率層を形成する工程と、
を有することを特徴とする光学部材シートの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の光学部材シートの製造方法において、
前記凸レンズ形状物形成工程は、
前記透光性樹脂基材上に電離放射線硬化型樹脂を塗布する工程と、
前記電離放射線硬化型樹脂の塗布された前記透光性樹脂基材を前記凸レンズ形状の成形型に押圧する工程と、  
電離放射線を照射して前記電離放射線硬化型樹脂を硬化して前記凸レンズ形状を転写する工程と、
前記電離放射線硬化型樹脂の反応硬化物と一体となった透光性樹脂基材を、成形型から剥離する工程と、
を有することを特徴とする光学部材シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種光学フィルム、レンズシ−ト等、主として光学用途に用いられる光学部材表面に凸レンズ形状を有する光学部材シ−トに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ向けのモニターや薄型ＴＶ等、各種表示装置として透過型の液晶表示（ディスプレイ）装置が多用されており、このような液晶表示装置では、通常、液晶素子の背面に面状の照明装置即ちバックライト（面光源装置）が配設されている。この面光源装置は、例えば冷陰極放電管等の線状光を面状光に変換する機構とされている。
【０００３】
線状光を面状光に変換する方法としては、例えばプリズムシート等を用いて、レンズ目が線状光源に対して平行になるように配置して面状に拡げる手法が代表的である。この際重要なことは、ただ光を面状にするだけでなく、できるだけ光線の向きを正面方向に出射させることである。
モニター等の画面は特殊な環境でない限り、正面方向から見ることが普通である。そのため、モニター等画面の正面方向に光線を集中することができれば、画面輝度の向上が可能となる。
【０００４】
以下に公知文献を示す。
【特許文献１】特開２００４−１４６３８３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、これら従来の透過型液晶ディスプレイ装置は、バックライト部材の一部であるプリズムシートにおいて、線光源からプリズムシートへの入射光角度が急であるほど光線損失が増え、十分な光線拡散制御ができないという課題がある。
【０００６】
本発明は上記課題を鑑みたものであり、プリズムシートに代えて、凸レンズ形状物を連続的に配置した光学部材シートを用いることにより、出射光の拡散を制御し、さらに光路に低屈折率層を配置することで前記凸レンズ形状物への入射光角度を緩和し、従来のバックライトシステムでの光線損失を現象させ、光学部材表面に対して法線方向の輝度向上を可能とする光学部材シート及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、一方の面に凸レンズ形状物が連続して形成された透光性樹脂基材と、前記透光性樹脂基材の他方の面に、隣り合う前記凸レンズ形状物の境界を含む領域に形成された反射層と、前記反射層と隣接して形成される低屈折率層と、前記反射層と前記低屈折率層に重畳してなる粘着層と、を有し、前記低屈折率層は前記透光性樹脂基材及び前記粘着層と比べて屈折率が低いこと、を特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、一方の面に凸レンズ形状物が連続して形成された透光性樹脂基材と、前記透光性樹脂基材の他方の面に形成された感光性樹脂層と、前記凸レンズ形状物のレンズ集光作用による集光部を除く非集光部に相当する感光性樹脂層に形成した反射層と、前記反射層と隣接して形成される低屈折率層と、前記反射層と前記低屈折率層に重畳してなる粘着層と、を有し、前記低屈折率層が前記透明性樹脂基材及び前記粘着層より屈折率が低いことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は上記の光学部材シートにおいて低屈折率層が気体であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、上記の光学部材シートにおいて、前記粘着層を硬化させることにより、前記粘着層自体を保護層として用いることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、上記の光学部材シートにおいて、前記粘着層の外面に保護層を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、上記の光学部材シートにおいて、粘着層の外面に拡散層を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、透光性樹脂基材の一方の面に前記凸レンズ形状物を形成する凸レンズ形状物形成工程と、前記透光性樹脂基材の他方の面に感光性樹脂層を形成する工程と、前記凸レンズ形状物の配置面側から平行である電離放射線を照射し、前記凸レンズ形状物の集光効果により、前記感光性樹脂層を露光部と未露光部とにパターニングする工程と、前記感光性樹脂層の未露光部下側に反射層を配置する工程と、前記反射層の下側に前記感光性樹脂層と対向配置された粘着層を形成することで前記感光性樹脂層の露光部下に低屈折率層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、上記光学部材シートの製造方法において、前記凸レンズ形状物形成工程は、前記透光性樹脂基材上に電離放射線硬化型樹脂を塗布する工程と、前記電離放射線硬化型樹脂の塗布された前記透光性樹脂基材を前記凸レンズ形状の成形型に押圧する工程と、電離放射線を照射して前記電離放射線硬化型樹脂を硬化して前記凸レンズ形状を転写する工程と、前記電離放射線硬化型樹脂の反応硬化物と一体となった透光性樹脂基材を、成形型から剥離する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光学部材シート及びその製造方法では、上記の構成により出射光の拡散制御を実現することで、従来のバックライトシステムでの光線損失を抑制し、輝度の向上を達成できる。また、粘着層の硬化や保護層の付加により光学部材シートの保護性が高まる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は第１の実施形態を示すもので、本発明の光学部材シート１の断面図を示す。
光学部材シート１は透光性樹脂基板１０と、凸レンズ形状物２０と、感光性樹脂層３０と、反射層４０と、低屈折率層５０と、粘着層６０とを有する。
【００１７】
透光性樹脂基板１０は断面形状が矩形であり、材質としては光透過性樹脂が好ましく、ポリエステル、ポリカーボネイト、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。透光性樹脂基材の厚さは、透光性、強度の観点から５０〜２５０μｍ程度に設けられる。また一方の表面は凸レンズ形状物２０を形成する際に密着力向上の為に易接着処理等の表面処理を施す。
【００１８】
凸レンズ形状物２０は断面形状が略半円であり、透光性樹脂基材１０の易接着処理を施した一方の面に連続的に配置される。凸レンズ形状物２０は該凸レンズ形状物２０の曲面部上方から入射された光を透光性樹脂基材１０を通して感光性樹脂３０に集光させる。凸レンズ形状物２０の形状としては集光効果を供する形状であればよく、レンチキュラーレンズ、クロスレンチキュラーレンズ、マイクロレンズが挙げられる。材質としては電離放射線効果型樹脂が好ましい。
【００１９】
前記電離放射線硬化型樹脂としては、例えばウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーや、エポキシ（メタ）アクリレートオリゴマー等の組成物があり、反応希釈剤、光重合開始剤、増感剤、その他の添加剤等を添加して屈折率等の調整が可能である。この反応性希釈材としては、各種反応性希釈材が用いられるが、カプロラクトン変成ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレートが粘度、硬化物の柔軟性をはじめとする物性や作業安全性の理由から好ましい。
【００２０】
ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーは、ポリオール類と、有機ポリイソシアネート類とを反応させて得られる。
前記ポリオール類としては、例えばエチレングリコール、１，４ブタンジオール、ネオペンチグリコール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネイトジオール、ポリテトラメチレングリコール等がある。また前記有機ポリイソシアネート類としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシレンイソシアネート等が挙げられ、これら単独又は２種類以上を混合して用いることができる。
【００２１】
エポキシ（メタ）アクリレートオリゴマーは、エポキシ樹脂類と（メタ）アクリル酸とを反応させて得られる。
前記エポキシ樹脂類としては、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型プロピレンオキサイド付加物の末端グリシジルエーテル、フルオレンエポキシ樹脂等が挙げられる。
【００２２】
感光性樹脂層３０は、透光性樹脂基材１０の他方の面に形成される。感光性樹脂層３０の材質は電離放射線未照射状態で粘着性を有し、電離放射線を照射することにより粘着性を失うものが要求され、なかでも未照射部と照射部との境界で粘着性の有無が明瞭に現れ、透光性樹脂基材１０と同等の屈折率を有するものが好ましい。感光性樹脂層３０は凸レンズ形状物２０上方から電離放射線を照射し、凸レンズ形状物２０の集光効果を利用して露光部３１と未露光部３２とを交互に形成する。
【００２３】
反射層４０は感光性樹脂層３０の未露光部３２下部のみに形成される。反射層４０の材質は樹脂成分と要求される反射率に応じた顔料成分とを分散混合したものを用いる。顔料によっては異なる効果を得ることもでき、光隠蔽性かつ白色度の高い酸化チタンやアルミニウム等を顔料として使用すると高反射性効果を得ることができ、また黒色のカーボンを顔料として使用することにより反射効果が低く、逆に吸光効果を得ることができる。
【００２４】
低屈折率層５０は感光性樹脂層３０の露光部３１下部に形成される。ここでは上部には感光性樹脂層３０、と左右には反射層４０と、下部には粘着層６０で周囲を囲まれた空気層が低屈折率層５０となる。
【００２５】
粘着層６０は、反射層４０と低屈折率層５０の下部に形成される。粘着層６０には、感光性樹脂、またはガラス転移点（Ｔｇ）が０℃以下であるような低ガラス転移点樹脂などが挙げられる。
低ガラス転移点樹脂としては、例えばアクリル系、ゴム系、ビニル系、シリコン系等が挙げられる。
前記粘着層６０が最外層にあたる場合は、電離放射線等を照射することにより硬化させ、保護層としての機能を持たせることができる。また、粘着層６０の外側に他の部材を配置するのであれば、低ガラス転移点樹脂層を単純に粘着手段として用いて貼合するなど、用途によって適宜選択する。
【００２６】
図２は本発明の光学部材シートにおいて、反射層４０に高反射率となる顔料を使用し、粘着層６０を硬化して保護層とした場合の光透過状態を断面図として示したものである。
【００２７】
拡散光源７０が粘着層６０下方に配置され、拡散光線７１〜７４が様々な角度で出射される。拡散光線７１〜７３は空気中から粘着層６０に入射し、粘着層６０は空気と比較して屈折率が大きいため、拡散光線７１〜７３の屈折角は入射角に対して小さくなる。次に拡散光線７１〜７３は粘着層６０から低屈折率層５０に入射する。その際、上記とは逆に低屈折率層５０は粘着層６０と比較して屈折率が小さいため、拡散光線７１〜７３の屈折角は大きくなり、粘着層６０に入射する際の入射角と同じ角度になる。尚、拡散光源７０には冷陰極蛍光管やLED等が挙げられる。
【００２８】
次に低屈折率層５０を通過した光線７１、７２は感光性樹脂層３０の露光部３１を通して透光性樹脂基材１０に入射する。この際、感光性樹脂層３０と透光性樹脂基材１０とで屈折率が同等のものを使用して、入射角と屈折角に差が生じないようにする。次に光線は透光性樹脂基材１０を抜け、凸レンズ形状物２０を通して凸レンズ形状物２０の法線方向、即ち正面方向へ出射される。
光線７３は反射層４０側部表面で反射した後、透光性樹脂基材１０に入射する経路をとる。いずれも低屈折率層５０から低屈折率層５０より屈折率の大きい透光性樹脂基材１０へ入射するため、光線の屈折角は入射角より小さくなる。
【００２９】
図３は本発明である光学部材シートの製造方法を示す。透光性樹脂基材１０の一方の面に電離放射線硬化型樹脂を塗布し、成形型に押圧することで凸レンズ形状物２０を形成する。その後、電離放射線効果型樹脂に電離放射線を照射し、硬化することで、透光性樹脂基材１０と凸レンズ形状物２０が一体となったシートを製造することができる（ｂ）。
【００３０】
透光性樹脂基材１０の他方の面に感光性樹脂層３０を形成する（ｃ）。その後、凸レンズ形状物２０上方側から略平行光となる電離放射線を照射すると、凸レンズ形状物２０の集光効果により感光性樹脂層３０は露光部３１と未露光部３２とを形成する（ｄ）。この際、露光部３１は硬化して粘着性がなくなる。その後、感光性樹脂層３０に顔料を分散混合した樹脂を押印することで未露光部３２に選択的に反射層４０を形成する（ｅ）。
【００３１】
反射層４０を形成後、粘着性部材を押圧することにより、粘着層６０を形成することができる。この時、感光性樹脂層３０の露光部３１下部に低屈折率層５０が形成され、反射層４０と交互に配置される（ｆ）。
【００３２】
本発明である光学部材シート１は、凸レンズ形状物２０の集光効果を利用して感光性樹脂層３０を露光部３１と未露光部３２とに交互に形成し、さらには露光部３１下部に低屈折率層５０を有する構造とすることで、粘着層６０側から入射された光線が低屈折率層５０から感光性樹脂層３０、及び透光性樹脂基材１０を通過する際の屈折角を入射角より小さくする効果がある。さらに凸レンズ形状物２０を通して光線が大気中に出射される際にはさらに屈折されて凸レンズ形状物２０の正面方向に光線の拡散制御が可能となり輝度の向上が達成できる。
【００３３】
また、低屈折率層５０と反射層４０は交互に配置されるため、光源からの光線の入射角度が大きく、反射層４０の壁面に衝突する場合においても、反射層４０により、効率よく反射され、透光性樹脂基材１０に出射される。
さらに、製造方法においては凸レンズ形状物２０の集光効果を利用して感光性樹脂層３０の露光部３１と未露光部３２とを交互配置し、また、凸レンズ形状物２０に対応した位置に露光部３１を形成することで、反射層４０を未露光部３２に対応した位置に形成することが可能となる。
【００３４】
図４は第２の実施形態である本発明の光学部材シートにおいて、反射層４０に低反射率となる顔料を使用し吸光効果を高め、粘着層６０の外面に拡散層１００を設けた構成における光線の透過状態を断面図で示したものである。ここで拡散光源９０は例えば外光のようなノイズ光原因となる光源であり、略平行光源８０は略平行光線を出射する光源である。略平行光源８０は凸レンズ形状物２０上方に位置している。拡散光源９０からの拡散光線９２は拡散層１００側から入射し、拡散層１００にて拡散された拡散光線９２は粘着層６０を通過し、低屈折率層５０よりも大きい屈折率をもつ粘着層６０から低屈折率層５０へ入射するため、入射角が臨界角以上の場合、全反射が生じ、再び拡散層１００側へと戻される。
【００３５】
また、拡散光線９１は粘着層６０を通過し、反射層４０へ入射した際、反射層４０に分散された低反射率顔料の効果により吸収され、著しく減衰する。凸レンズ形状物２０側から入射した略平行光線８１、８２は凸レンズ形状物２０により集光されて透光性樹脂基材１０及び感光性樹脂層３０を通過するため、反射層４０に吸収されることがない。低屈折率層５０に入射する際は低屈折率層５０の屈折率が感光性樹脂層３０よりも小さいため、屈折角は入射角よりも大きくなり、粘着層６０を通過し、拡散層１００において拡散された光線が出射される。
即ち、この構成では拡散層１００側からのノイズ光は反射層４０に効率よく吸収され、さらに反射層４０は遮光パターンとしての働きにより、コントラストの向上が可能となる。
【００３６】
図４において、粘着層６０が硬化して光学部材シートの保護層として機能することも可能であり、また粘着層６０の外面に耐傷性機能等を備える基材を押圧することにより保護層を得ることもできる。
【００３７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による光学部材シートの第１の実施形態の構成を示す断面概略図である。
【図２】本発明による光学部材シートの第１の実施形態の光透過状態を示す断面概略図である。
【図３】本発明による形状物を有する光学部材シートの製造方法を示す工程図である。
【図４】本発明による光学部材シートの第２の実施形態を示す断面概略図である。
【符号の説明】
【００３９】
１          ・・・光学部材シート
１０        ・・・透光性樹脂基材
２０        ・・・凸レンズ形状物
３０        ・・・感光性樹脂層
３１        ・・・感光性樹脂層の露光部
３２        ・・・感光性樹脂層の未露光部
４０        ・・・反射層
５０        ・・・低屈折率層
６０        ・・・粘着層
７０        ・・・拡散光源
７１〜７４  ・・・拡散光線
８０        ・・・平行光源
８１、８２  ・・・平行光線
９０        ・・・拡散光源
９１、９２  ・・・拡散光線
１００      ・・・拡散層
【図１】
2006145653.tif 000003
【図２】
2006145653.tif 000004
【図３】
2006145653.tif 000005
【図４】
2006145653.tif 000006