(57)【要約】【課題】  本発明は、基材フィルムの上に光学素子部を有する帯状の光学フィルムであって、光学素子部がリニアフレネルレンズのように局所的に厚い部分を有する形態であっても、巻き締りによる変形を防止し、効率良くウェブ生産を行うことが可能な光学フィルム、および、その製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  基材フィルムの幅方向の両端部の領域の上に、光学素子部と同じ材料から形成されたライン状突起部を、基材フィルムの長手方向に沿って連続的に複数配列し、ライン状突起部が複数配列された領域の間に挟まれた領域に、光学素子部を形成し、ライン状突起部の厚みを、光学素子部の厚みよりも厚く形成することにより、上記課題を解決する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材フィルムの上に光学素子部を有する帯状の光学フィルムであって、
前記基材フィルムの幅方向の両端部の領域の上には、
前記光学素子部と同じ材料から形成されたライン状突起部が、前記基材フィルムの長手方向に沿って連続的に複数配列されており、
前記基材フィルムの前記ライン状突起部が複数配列された領域の間に挟まれた領域の上には、
前記光学素子部が、前記基材フィルムの長手方向に沿って連続的に形成されており、
前記ライン状突起部の厚みが、前記光学素子部の厚みよりも厚く形成されていることを特徴とする光学フィルム。
【請求項２】
前記光学素子部が、リニアフレネルレンズを構成していることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項３】
前記ライン状突起部が複数配列された領域における全てのライン状突起部の頂部の幅を合計した大きさが、
前記ライン状突起部が複数配列された領域の幅の５％以上であって２０％以下の大きさであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学フィルム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学フィルムを製造する方法であって、
前記光学素子部と前記ライン状突起部を、同一のロール状金型を用いて前記基材フィルムの上に連続的に形成する工程と、
前記基材フィルムの上に前記光学素子部と前記ライン状突起部を形成した前記光学フィルムを、ロール状に巻き取る工程を、
備えることを特徴とする光学フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材フィルムの上に光学素子部を有する光学フィルムに関し、特に、投射型ディスプレイに用いられるリニアフレネルレンズを構成する光学フィルム、および、その製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、投射型ディスプレイに用いられるレンズの形態として、サーキュラーフレネルレンズとリニアフレネルレンズがある。
ここで、サーキュラーフレネルレンズは、レンズ角度が異なるプリズム形の単位レンズが同心円状に複数配列された構造であるため、枚葉生産せざるを得ない。
一方、リニアフレネルレンズは、レンズ角度が異なるプリズム形の単位レンズが、その稜線方向を互いに平行になるようにして複数配列された構造であるため、ロール状の金型を用いて、ウェブ状（帯状、長尺状とも言う）に生産することが可能である（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−９４８０８号公報
【特許文献２】特開平７−１０８６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のリニアフレネルレンズを構成する単位レンズのレンズ角度は、リニアフレネルレンズの光学的なレンズ中央部から外周部に向かうに従って大きくなる。それゆえ、単位レンズが平面上に配列される場合には、リニアフレネルレンズのレンズ中央部から外周部に向かうに従って、単位レンズの厚みが大きくなる。
したがって、帯状の基材フィルムの上にリニアフレネルレンズを有する光学フィルムを製造する場合には、基材フィルムの幅方向（長手方向に対して垂直な方向）の中心部から外周部に向かうに従って、単位レンズの厚みが大きくなり、基材フィルムの両端部近傍に、最も厚い単位レンズが連続的に配置されることになる。
しかしながら、このような厚みが異なる単位レンズが形成された光学フィルムを、ロール状に巻き取る場合には、厚みが大きい部位に巻き締りの加重がかかり、レンズが変形してしまうという問題があった。
【０００５】
ここで、ウェブ生産における巻き締りによる不具合を抑制する方法として、基材フィルムの両端部にナールと呼ばれる嵩高部を、エンボス加工等により形成する方法がある（例えば、特許文献２）。
しかしながら、エンボス加工等により形成されるナールでは、その厚みを大きくすることに限界がある。また、このナールの形成は、レンズ形成の工程とは別に、予め基材フィルムにエンボス加工等を施して形成するものであることから、単位レンズの最大厚みに応じて、ナール厚が異なる基材フィルムを加工、準備することは、生産効率の低下を招くという問題がある。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、基材フィルムの上に形成する光学素子部が、リニアフレネルレンズのように局所的に厚い部分を有する形態であっても、巻き締りによる変形を防止し、効率良くウェブ生産を行うことが可能な光学フィルム、および、そ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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る発明は、基材フィルムの上に光学素子部を有する帯状の光学フィルムであって、前記基材フィルムの幅方向の両端部の領域の上には、前記光学素子部と同じ材料から形成されたライン状突起部が、前記基材フィルムの長手方向に沿って連続的に複数配列されており、前記基材フィルムの前記ライン状突起部が複数配列された領域の間に挟まれた領域の上には、前記光学素子部が、前記基材フィルムの長手方向に沿って連続的に形成されており、前記ライン状突起部の厚みが、前記光学素子部の厚みよりも厚く形成されていることを特徴とする光学フィルムである。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る発明は、前記光学素子部が、リニアフレネルレンズを構成していることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルムである。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る発明は、前記ライン状突起部が複数配列された領域における全てのライン状突起部の頂部の幅を合計した大きさが、前記ライン状突起部が複数配列された領域の幅の５％以上であって２０％以下の大きさであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学フィルムである。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学フィルムを製造する方法であって、前記光学素子部と前記ライン状突起部を、同一のロール状金型を用いて前記基材フィルムの上に連続的に形成する工程と、前記基材フィルムの上に前記光学素子部と前記ライン状突起部を形成した前記光学フィルムを、ロール状に巻き取る工程を、備えることを特徴とする光学フィルムの製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る光学フィルムにおいては、ロール状に巻き取っても、光学素子部が巻き締りによって変形してしまうことを防止できる。
また、本発明に係る光学フィルムの製造方法においては、巻き締りによる変形を防止しつつ、効率良くウェブ状の生産を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る光学フィルムの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る光学フィルムをロール状に巻き取った形態の一例を示す説明図である。
【図３】本発明に係るライン状突起部の頂部の幅について説明する図である。
【図４】本発明に係る光学フィルムの製造方法の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面等を参照して、本発明に係る光学フィルム、および、その製造方法について説明する。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。従って、各部の大きさや角度は、実際の大きさや角度とは異なる場合がある。
【００１４】
＜光学フィルム＞
図１は、本発明に係る光学フィルムの一例を示す概略断面図である。ここで、図１（ａ）は、帯状の光学フィルム１の幅方向の概略断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＲ領域の部分拡大図である。
また、図２は、本発明に係る光学フィルムをロール状に巻き取った形態の一例を示す説明図であり、図１に示す帯状の光学フィルム１を、巻き取り軸４０の周りにロール状に巻き取った状態を説明するものである。
また、図３は、本発明に係るライン状突起部の頂部の幅について説明する図である。
【００１５】
図１（ａ）に示すように、本発明に係る光学フィルム１は、基材フィルム１１の幅方向の両端部の領域の上に、ライン状突起部配列領域２０を有しており、ライン状突起部配列領域２０の間に挟まれた領域の上には、光学素子部形成領域３０を有している。
ライン状突起部配列領域２０の幅、および、光学素子部形成領域３０の幅はそれぞれ、形成する光学素子部の形態や大きさ等によって変わるものであるが、例えば、ライン状突起部配列領域２０の幅を１０ｍｍ〜２０ｍｍの範囲とし、光学素子部形成領域３０の幅を１０００ｍｍ〜１５００ｍｍの範囲とすることができる。
【００１６】
そして、ライン状突起部配列領域２０には、ライン状突起部２１が、基材フィルム１１の長手方向（幅方向に垂直な方向）に沿って連続的に複数配列されている。
一方、光学素子部形成領域３０には、光学素子部として、複数のプリズム形の単位レンズ３１から構成されるリニアフレネルレンズが、基材フィルム１１の長手方向に沿って、複数の単位レンズ３１の頂部３２の稜線方向が互いに平行になるように、連続的に形成されている。
【００１７】
なお、理解を容易とするために、図１を含めた各図においては、本発明の特徴的な部分であるライン状突起部２１を斜線で示しているが、本発明において、ライン状突起部２１と単位レンズ３１は、いずれも同じ材料から形成されている。すなわち、本発明においては、ライン状突起部２１と光学素子部を、同じ樹脂材料を用いて、ロール状金型等により同一の工程で基材フィルム１１の上に形成することができる。
【００１８】
また、図１（ｂ）に示すように、ライン状突起部２１の厚みＴ１は、光学素子部形成領域３０の最も外周部に形成された単位レンズ３１の厚みＴ２よりも厚い。例えば、本発明において、ライン状突起部２１の厚みＴ１と単位レンズ３１の厚みＴ２との差は、５μｍ〜１５μｍの範囲とすることができる。
上述のように、リニアフレネルレンズにおいては、レンズ中央部から外周部に向かうに従って、単位レンズの厚みが大きくなる。それゆえ、ライン状突起部２１は、光学素子部形成領域３０に形成されたすべての単位レンズ３１よりも厚いことになる。
【００１９】
なお、本明細書において、ライン状突起部２１の厚みとは、図１（ｂ）に示すように、基材フィルム１１の表面からライン状突起部２１の頂部（図１に示す形態においては頂面）までの厚みを指し、単位レンズ３１の厚みとは、図１（ｂ）に示すように、基材フィルム１１の表面から単位レンズ３１の頂部３２までの厚みを指す。
【００２０】
このように、本発明に係る光学フィルム１においては、基材フィルム１１の幅方向の両端部の領域の上に、光学素子部よりも厚いライン状突起部２１を有している。
それゆえ、図２に示すように、光学フィルム１を、巻き取り軸４０の周りにロール状に巻き取った場合、巻き締りの加重がかかるのは、ライン状突起部配列領域２０に形成されたライン状突起部２１になる。一方、光学素子部形成領域３０に形成された光学素子部であるリニアフレネルレンズは、基材フィルム１１の裏面に接触せずに済む。
すなわち、本発明に係る光学フィルムにおいては、巻き締りによる光学素子部の変形を防止できる。
【００２１】
ここで、本発明において、ライン状突起部２１と、光学素子部であるリニアフレネルレンズとは、同じ材料から形成されているため、ライン状突起部２１と光学素子部を、同じ樹脂材料を用いて、ロール状金型等により同一の工程で基材フィルム１１の上に形成することができる。
それゆえ、ライン状突起部２１は、その厚みが従来のエンボス加工等により形成されるナールでは形成困難な大きさであっても、容易に形成することができ、かつ、光学素子部の厚みよりも厚く形成することができる。
【００２２】
また、本発明においては、光学素子部の形成と同一の工程でライン状突起部２１を基材フィルム１１の上に形成することができるため、従来のように、光学素子部の最大厚みに応じて、エンボス加工等により異なる厚みのナールを予め形成した基材フィルムを準備するといった非効率な生産を排除でき、効率良くウェブ状の生産を行うことができる。
【００２３】
本発明において、ライン状突起部の形態としては、図１に示すように、その断面形状が等脚台形状となる形態の他に、その断面形状が左右非対称な台形状や、半円状となる形態とすることができる。
ここで、図１および図２に示す例においては、煩雑となるのを避けるため、ライン状突起部配列領域２０に、同一形態のライン状突起部２１が２個配列された形態を例示したが、本発明に係る光学フィルムの形態はこれに限らない。
例えば、ライン状突起部配列領域２０には、３個以上のライン状突起部２１が配列されていても良く、また、複数配列されるライン状突起部の個々の形態も、必ずしも同一であることを要しない。
【００２４】
ただし、本発明においては、ライン状突起部配列領域における全てのライン状突起部の頂部の幅を合計した大きさが、ライン状突起部配列領域の幅の５％以上であって２０％以下の大きさであることが好ましい。
【００２５】
上記のようにライン状突起部の頂部の幅を合計した大きさがライン状突起部配列領域の幅の５％以上の大きさであれば、本発明に係る光学フィルムをロール状に巻き取っても、ライン状突起部（特にその頂部）が破損してライン状突起部として求められる厚みを維持できなくなるという不具合を、抑制できるからである。
【００２６】
また、上記のように、ライン状突起部の頂部の幅を合計した大きさがライン状突起部配列領域の幅の２０％以下の大きさであれば、ロール状金型等によりライン状突起部を形成する際に、ダイコートのような樹脂定量供給方式を用いても、ライン状突起部の樹脂使用量を抑えながら、ライン状突起部の厚みを光学素子部の厚みより厚くすることができるからである。
【００２７】
上記の各大きさの関係について、図３を用いて詳しく説明する。
例えば、図３に示すように、ライン状突起部配列領域２０に、略同一形態のライン状突起部２１が４個配列されており、ライン状突起部配列領域２０の幅をＬｒとし、４個のライン状突起部２１のそれぞれの頂部の幅をＬｔ１、Ｌｔ２、Ｌｔ３、Ｌｔ４とし、その合計した大きさ（Ｌｔ１＋Ｌｔ２＋Ｌｔ３＋Ｌｔ４）をＬｔとした場合、本発明においては、
０．０５×Ｌｒ≦Ｌｔ≦０．２×Ｌｒ
の関係を満たすことが好ましい。
なお、本発明において、ライン状突起部配列領域２０の幅Ｌｒは、図３（ａ）に示すように、光学素子部側に最も近い位置に配列された、ライン状突起部２１の底側（基材フィルム側）の光学素子部側の端部から、光学素子部側から最も遠い位置に配列された、ライン状突起部２１の底側の光学素子部側とは反対側の端部までの距離を指す。
【００２８】
ここで、図３においては、一例としてライン状突起部配列領域２０にライン状突起部２１が４個配列されている例を示したが、本発明はこれに限定されず、ライン状突起部２１は５個以上配列されていてもよい。例えば、ライン状突起部配列領域２０にライン状突起部２１がｎ個配列されている場合には、ｎ個のライン状突起部２１のそれぞれの頂部の幅、Ｌｔ１、Ｌｔ２、・・・、Ｌｔｎを合計した大きさが、上式におけるＬｔとなる。
【００２９】
本発明に用いる基材フィルム１１の材料としては、光学フィルムの基材フィルムとして用いることができるものであれば適用でき、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂や、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＭＳ（メチルメタクリレート・スチレン）樹脂、ＭＢＳ（メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン）樹脂、アクリル系樹脂、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）樹脂等を用いることができる。基材フィルム１１の厚みとしては、２５μｍ〜３００μｍ程度の範囲とすることができる。
【００３０】
また、光学素子部およびライン状突起部２１を構成する材料には、例えば、ウレタンアクリレートやエポキシアクリレート等の紫外線硬化性樹脂を用いることができる。光学素子部の厚みとしては、例えば、光学素子部がリニアフレネルレンズを構成している場合、レンズ中央部の単位レンズの厚みを６０μｍ程度とし、レンズ中央部から５００ｍｍ離れたレンズ外周部の厚みを１２０μｍ程度とすることができる。この場合、ライン状突起部２１の厚みは、レンズ外周部の単位レンズの厚みよりも厚く、例えば、１２５μｍ〜１３５μｍ程度とすることができる。
【００３１】
なお、上記においては、本発明に係る光学フィルムとして、光学素子部がリニアフレネルレンズを構成している形態を、好適な例として説明してきたが、本発明はこれに限らず、光学素子部がウェブ状に生産可能な形態であれば適用できる。例えば、本発明の光学素子部は、レンズ角度が一定の単位レンズが複数配列された形態であって、全体でプリズムを構成するものであっても良い。
【００３２】
＜光学フィルムの製造方法＞
図４は、本発明に係る光学フィルムの製造方法の一例を示す説明図である。
本発明に係る光学フィルムの製造方法においては、例えば、図４に示すように、まず、ロール状に巻き取られた基材フィルム１１を巻き出しロール５１から導き出し、ニップロール５２とロール状金型５３の間に挟持した状態で、ダイヘッド６０から紫外線硬化性樹脂６１を供給して、基材フィルム１１の上に光学素子部とライン状突起部を成型する。
そして、基材フィルム１１をロール状金型５３に巻き付けた状態で、基材フィルム１１の裏面側から紫外線ランプ７０により紫外線を照射して、基材フィルム１１の上の紫外線硬化性樹脂６１を硬化させて、基材フィルム１１の上に、光学素子部とライン状突起部が形成された光学フィルム１を得る。
最後に、光学フィルム１を巻き取りロール５４に巻き取って、ロール状に巻き取られた形態の光学フィルム１を得る。
【００３３】
上述のようにして得られた本発明に係る光学フィルム１においては、基材フィルム１１の幅方向の両端部の領域の上に、光学素子部よりも厚いライン状突起部２１を有している。
それゆえ、上記の図２に示した例のように、ロール状に巻き取られた形態においても、光学素子部形成領域３０に形成された光学素子部は、基材フィルム１１の裏面に接触せずに済み、巻き締りによる光学素子部の変形を防止できる。
【００３４】
また、本発明に係る製造方法においては、本発明に係る光学フィルムをウェブ状に生産でき、さらに、光学素子部とライン状突起部を、同じ樹脂材料を用いて、同一のロール状金型により同一の工程で連続的に形成することができるため、生産性が良い。
【００３５】
ここで、本発明に係る製造方法においては、ロール状金型を用いてライン状突起部を基材フィルム１１の上に形成することができるため、ライン状突起部の厚みが、従来のエンボス加工等により形成されるナールでは形成困難な大きさであっても、容易に形成することができ、かつ、光学素子部の厚みよりも厚く形成することができる。
【００３６】
また、本発明においては、従来のように、光学素子部の最大厚みに応じて、エンボス加工等により異なる厚みのナールを予め形成した基材フィルムを準備するといった非効率な生産を排除でき、効率良くウェブ状の生産を行うことができる。
【００３７】
また、ロール状金型を用いてライン状突起部を形成する際に、上述のように、ライン状突起部配列領域における全てのライン状突起部の頂部の幅を合計した大きさが、前記ライン状突起部が複数配列された領域の幅の５％以上であって２０％以下の大きさとなるように形成することで、ロール状に巻き取ってもライン状突起部（特にその頂部）が破損することを抑制でき、かつ、ダイコートのような樹脂定量供給方式を用いても、ライン状突起部の樹脂使用量を抑えながら、ライン状突起部の厚みを光学素子部の厚みより厚くすることができる。
【００３８】
以上、本発明に係る光学フィルム、および、その製造方法について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・光学フィルム
１１・・・基材フィルム
２０・・・ライン状突起部配列領域
２１・・・ライン状突起部
３０・・・光学素子部形成領域
３１・・・単位レンズ部
３２・・・頂部
４０・・・巻き取り軸
５１・・・巻き出しロール
５２・・・ニップロール
５３・・・ロール状金型
５４・・・巻き取りロール
６０・・・ダイヘッド
６１・・・紫外線硬化性樹脂
７０・・・紫外線ランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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