(57)【要約】      （修正有）【課題】レンズと光反射部のアライメントを簡便に高精度で実施し、かつ低コストにて製造することが可能な光学シートおよびその製造方法の提供。【解決手段】一方の面に紫外線硬化性樹脂層を塗布形成した透明支持体フィルムを、シリンドリカルレンズ、あるいはプリズム、もしくはそれらの集合体とした構造の成型用ロール対間を通すとともに紫外線照射する成型用ロール形状転写工程と、他方の面に白色顔料を含有した反射機能を有する体積的な反射層を均一に形成する反射層形成工程と、前記一方の面よりレーザー光を入射し前記反射層を選択的に除去することによりストライプ加工を施すストライプ加工工程と、からなることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に紫外線硬化性樹脂層を塗布形成した透明支持体フィルムを、シリンドリカルレンズ、あるいはプリズム、もしくはそれらの集合体とした構造の成型用ロール対間を通すとともに紫外線照射する成型用ロール形状転写工程と、
他方の面に白色顔料を含有した反射機能を有する反射層を均一に形成する反射層形成工程と、
前記一方の面よりレーザー光を入射し前記反射層を選択的に除去することによりストライプ加工を施すストライプ加工工程と、
からなることを特徴とする光学フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記ストライプ加工工程において、レンズフィルムのレンズ側よりレーザー光を入射し、前記非レンズ面のレンズ集光部において、前記反射層を溶融、昇華、燃焼、爆融もしくは削摩により除去することを特徴とする請求項１記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記ストライプ加工工程において、反射層除去直後に、真空吸引、減圧吸引など吸引方法で、除去された反射層を回収する機構を有することを特徴とする請求項１または２記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記ストライプ加工工程において、反射層除去直後に、物理的に接触することで、除去された反射層を回収する機構を有することを特徴とする請求項１または２記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項５】
前記ストライプ加工工程において、反射層除去直後に、粘着物に除去された反射層を付着する方法で、除去された反射層を回収する機構を有することを特徴とする請求項１または２記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項６】
前記ストライプ加工工程において、反射層除去直後に、静電気制御により、除去された反射層を回収する機構を有することを特徴とする請求項１または２記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項７】
前記ストライプ加工工程に用いるレーザー光の波長を０．１５μｍ以上、１．５μｍ以内であることを特徴とする請求項１乃至６何れか記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項８】
前記反射層形成工程において、前記レンズフィルムのレンズの反対側に、接着層を設けず直接反射層を塗布形成することを特徴とする請求項１乃至７何れか記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項９】
前記各工程をロール状のフィルム基材を用いて、ロールｔｏロールで行なうことを特徴とする請求項１乃至８何れか記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項１０】
フィルムの片面にシリンドリカルレンズ、あるいはプリズム、もしくはそれらの集合体とした構造を有するレンズフィルムと、
前記レンズフィルムのレンズの反対側の面にて、前記シリンドリカルレンズなど各々の要素レンズもしくはプリズムによる集光位置近傍には、平行光を入射した際に生じる集光形状に対応した開口部を有し、
非集光位置では、白色顔料を含有した反射機能を有する反射層を有することを特徴とする請求項１乃至９何れか記載の製造方法で製造した光学フィルム。
【請求項１１】
前記光学フィルムの反射層において、前記レンズフィルムと前記反射層の間に接着層を
有しないことを特徴とする請求項１０記載の光学フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、片面にレンズ構造を有し、非レンズ面（レンズの反対側）の集光部近傍に開口部を、非集光部に反射層を有する光学フィルムとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイは、他の画像表示装置（プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬディスプレイ、電界放出ディスプレイなど）のように自発光型ではないために、光源すなわちバックライトユニット（図４参照）を必要とする場合がほとんどである。その場合には、バックライトユニットの消費電力が液晶表示素子を駆動させるのに必要な消費電力に上乗せされることになる。
そこで、バックライトユニットの消費電力を可能な限り低減させるために、輝度向上機能を有する光学シートを用いることで、ディスプレイの総消費電力の低減が試みられている。
【０００３】
前記のバックライトユニットの消費電力を低減させるための輝度向上シートでは、米国３Ｍ社が開発した輝度強調フイルム（ＢＥＦ：Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ）が特許文献１で公知である。
【０００４】
透光性フイルムの一方の面にプリズム形状が形成され、かつ他方の面に透明な凸状ドットが形成された光学シート、さらに導光板および拡散フイルムなどで組み合わされた液晶ディスプレイ装置は、輝度が高くかつモアレ現象の生じない液晶ディスプレイ装置として提供される。
【０００５】
白色顔料を含有することで、散乱反射が発生し、バックライト光でレンズ部に到達しなかった光は、再帰反射されバックライト光の利用効率が向上する。また白色顔料であれば、光の吸収が少なく、光量のロスがなく再帰反射が可能となる。
【０００６】
一方で、従来、液晶ディスプレイに使用されてきた導光板方式のものが特許文献２、特許文献３で公知である。
【０００７】
一般的な導光板方式では、プリズム形状を有する透光性フイルムが使用されておらず、かつ拡散フイルムが使用されているために、液晶ディスプレイ用バックライトとして使用すると光量が不足すると言う欠点があった。
【０００８】
前記のバックライトユニットの消費電力を低減させるための輝度向上シートでは、凸版印刷社が開発した輝度向上シートも特許文献４で公知である。
【０００９】
バックライト側から入射した入射光を、バックライトの反対側である出射面側に散乱する光散乱層と、光散乱層の出射面に一方の面が固定され、光散乱層によって散乱された光を光散乱層側に反射する反射層と、反射層の他方の面に裏面が固定され、表面に複数のレンズが配置されてなるレンズシートとを有し、そして、反射層の一部を、光散乱層およびレンズシートよりも屈折率が低く、複数のレンズの各々にそれぞれ対応して設けられた複数の低屈折率領域で貫通させている光学シートである。
【００１０】
また、レンズシートの表面上における各レンズの頂点と、各レンズにそれぞれ対応する各低屈折率領域の、反射層の他方の面を断面とした場合における各断面中心とをそれぞれ結んだ各線が、断面とそれぞれほぼ直交するようにしている光学シートである。
【００１１】
複数のレンズは、例えば、レンズアレイまたはレンチキュラーレンズであり、また、光散乱層は、透明な樹脂、または光散乱性の樹脂とである。更に、低屈折率領域は、空気、または透明材料により形成する光学シートである。
【００１２】
前記の特許文献４に開示される手法において、反射層は、印刷法、転写法およびフォトリソグラフィー法により形成されている。印刷法では、レンズと反射層とのアライメントが困難であり、また転写法では、転写するための基材層・接着層、接着層を保護するための保護フィルムなど材料費が大きくなってしまいコスト高の原因となり、フォトリソグラフィー法では、工程数の増加の点から効率的ではないなどの問題点がある。
【００１３】
前記レンズシートと反射層の構造と類似したレンチキュラーレンズシートを高精度かつ効率よく製造する方法として、レーザー光を用いた方法が特許文献５で公知である。
【００１４】
片面にレンチキュラーレンズが並んだレンズ面と、非レンズ面に一様な厚みで遮光性および光吸収性を有する層を形成した後、前記レンズ面側より、平行光を照射することにより、前記非レンズ面の集光部において、前記遮光性および光吸収性を有する層の溶融、昇華、燃焼、爆融もしくは削磨により除去して、前記非レンズ面の非集光部に、遮光帯を形成するレンチキュラーレンズシートの製造方法である。
【００１５】
しかし前記特許文献５に開示されている手法を用いて、前記特許文献４記載のレンズシートと反射層を製造しようとすると下記の問題点が発生する。
【００１６】
すなわち、前記特許文献５では、遮光性および光吸収層をレンズシート上に形成する方法の一つとして、一旦別のフィルム等の上に接着層と積層して作成した後、転写等によって形成する方法が挙げられている。しかし、レンズシートと反射層との間に接着層があると、レンズシートの非レンズ面の集光部において、遮光性および光吸収層の残渣が発生してしまう。また転写方法での形成は、材料費が大きくなりコスト高の要因となってしまう。
【００１７】
また、前記特許文献５では、遮光層および光吸収層をレーザー光で選択的に除去する方法であるが、前記特許文献４記載のレンズシートは反射層を選択的に除去する必要があるため、レーザー照射後の反応熱の影響によるフィルムの歪みが生じてしまう。
【００１８】
特許文献は以下の通り。
【特許文献１】特開平６−１０２５０６号公報
【特許文献２】特開平３−１９０００４号公報
【特許文献３】特開平３−２０１３０４号公報
【特許文献４】特開２００６−１０６１９７号公報
【特許文献５】特許第３６６７６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明では、特許文献４、５に開示される手法とは別に、レンズと光反射部のアライメントを簡便に高精度で実施し、かつ低コストにて製造することが可能な光学シートおよびその製造方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記目的を達成するため、本発明は一方の面に紫外線硬化性樹脂層を塗布形成した透明支持体フィルムを、シリンドリカルレンズ、あるいはプリズム、もしくはそれらの集合体
とした構造の成型用ロール対間を通すとともに紫外線照射する成型用ロール形状転写工程と、
他方の面に白色顔料を含有した反射機能を有する反射層を均一に形成する反射層形成工程と、
前記一方の面よりレーザー光を入射し前記反射層を選択的に除去することによりストライプ加工を施すストライプ加工工程と、
からなることを特徴とする光学フィルムの製造方法に関するものである。
【００２１】
均一な反射層を、レンズ側からのレーザー光入射により、レンズの集光部近傍部分の反射層を除去することで、セルフアライメントすることが可能となり、レンズ・反射層・空気層の位置を簡便かつ高精度に合わせることが可能となる。また、紫外線効果性樹脂層を使用して成形することで、自由度の高い成形が、安定的にかつ短時間で可能となる。
【００２２】
また、前記ストライプ加工工程において、レンズフィルムのレンズ側よりレーザー光を入射し、前記非レンズ面のレンズ集光部において、前記反射層を溶融、昇華、燃焼、爆融もしくは削摩により除去することを特徴とする請求項１記載の光学フィルムの製造方法に関するものである。
【００２３】
前記ストライプ加工工程において、反射層除去直後に、真空吸引、減圧吸引など吸引方法で、除去された反射層を回収する機構を有することを特徴とする請求項１または２記載の光学フィルムの製造方法に関するものである。
【００２４】
除去された反射層を回収する機構を設置することで、除去された反射層の光学フィルムへの再付着を防ぐことが可能となり、歩留まりの向上に寄与する。また作業環境、特にクリーンルーム内でのパーティクル除去の効果がある。
【００２５】
また、前記ストライプ加工工程において、反射層除去直後に、物理的に接触することで、除去された反射層を回収する機構を有することを特徴とする請求項１または２記載の光学フィルムの製造方法に関するものである。
【００２６】
また、前記ストライプ加工工程において、反射層除去直後に、粘着物に除去された反射層を付着する方法で、除去された反射層を回収する機構を有することを特徴とする請求項１または２記載の光学フィルムの製造方法に関するものである。
【００２７】
また、前記ストライプ加工工程において、反射層除去直後に、静電気制御により、除去された反射層を回収する機構を有することを特徴とする請求項１または２記載の光学フィルムの製造方法に関するものである。
【００２８】
前記ストライプ加工工程に用いるレーザー光の波長を０．１５μｍ以上、１．５μｍ以内であることを特徴とする請求項１乃至６何れか記載の光学フィルムの製造方法に関するものである。
【００２９】
前記反射層形成工程において、前記レンズフィルムのレンズの反対側に、接着層を設けず直接反射層を塗布形成することを特徴とする請求項１乃至７何れか記載の光学フィルムの製造方法に関するものである。
【００３０】
接着層を設けずに直接反射層を塗工することで、材料費の削減、工程数の削減が可能となり、低コストで製造が可能となる。また接着層がないことで、反射層の除去が容易となり、反射層の残渣の課題が解決される。
【００３１】
前記各工程をロール状のフィルム基材を用いて、ロールｔｏロールで行なうことを特徴とする請求項１乃至８何れか記載の光学フィルムの製造方法に関するものである。
【００３２】
ロールｔｏロールで連続して作業を行なうことで、製造効率が向上する。また光学フィルムにテンションをかけながら作業を行なうことができるため、フィルムの歪を防ぐことができる。特にレンズ面にレーザーを入射し、反射層を選択的に除去する際は、反射層の熱の影響でフィルムが歪んでしまい、アライメント不良・ムラの問題が発生してしまう。これらの問題を解決するために、ロールｔｏロールにて作業を行なう必要がある。
【００３３】
フィルムの片面にシリンドリカルレンズ、あるいはプリズム、もしくはそれらの集合体とした構造を有するレンズフィルムと、
前記レンズフィルムのレンズの反対側の面にて、前記シリンドリカルレンズなど各々の要素レンズもしくはプリズムによる集光位置近傍には、平行光を入射した際に生じる集光形状に対応した開口部を有し、
非集光位置では、白色顔料を含有した反射機能を有する反射層を有することを特徴とする光学フィルムである。
【００３４】
具体的には、請求項１乃至９何れか記載の製造方法で製造した光学フィルムである。
【００３５】
また前記光学フィルムの反射層において、前記レンズフィルムと前記反射層の間に接着層を有しないことを特徴とする請求項１０記載の光学フィルムである。
【発明の効果】
【００３６】
本発明による光学フィルムの製造方法および光学フィルムでは、光学フィルムのレンズ面側からレーザー光を入射して、反射層を除去することで、レンズ・反射層・空気層の位置関係を簡便にかつ高精度に製造することができる。
【００３７】
レーザー光入射により、反射層を除去する際に、除去された反射層を回収する機構を設けることで、除去された反射層の再付着を防ぐことが出来るので歩留まりの向上が図れる。また、パーティクル除去の効果も併せて得られるので好作業環境の維持にも効果がある。
【００３８】
レンズシートに反射層を均一に形成する工程では、接着層を設けずレンズシートに直接塗布することで、材料費・工程数の削減による低コストを図ることができる。また、接着層がないため、反射層の残渣の問題も解消することができる。
【００３９】
紫外線効果性樹脂層を使用してレンズ成形することで、自由度の高い成形が、安定的にかつ短時間で可能となる。
【００４０】
ロールｔｏロールで連続して作業を行なうことで、製造効率が向上する。また光学フィルムにテンションをかけながら作業を行なうことができるため、フィルムの歪を防ぐことができる。特にレンズ面にレーザーを入射し、反射層を選択的に除去する際は、反射層の熱の影響でフィルムが歪んでしまい、アライメント不良・ムラの問題が発生してしまう。これらの問題を解決するために、ロールｔｏロールにて作業を行なう必要がある。
【００４１】
以上の効果から、本発明による製造方法にて光学フィルムを作成することで、簡便・高精度・高品質に光学フィルムを製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明が提案する製造方法の概略図である。
【００４３】
透明支持体フィルムロール１から透明フィルムが巻き出され、紫外線硬化性樹脂層を塗布形成し、レンズ成型用ロール２に通し、レンズ成型用ロール２形状を転写すると同時に、紫外線露光機３の紫外線照射により、前記樹脂層を硬化させレンズ成形を行なう。
【００４４】
次にレンズフィルムのレンズ反対面に、反射層塗布装置４にて白色顔料を含有した反射層を膜厚均一に塗布する。
【００４５】
次にレーザー照射装置５にて、レンズフィルムのレンズ面側からレーザー光を入射し、反射層を選択的に除去する。除去された反射層は、回収機構６にて回収される。
【００４６】
反射層を選択的に除去した後は、巻取りを行い光学フィルムロール７となる。
【００４７】
図１では、１回のフィルムの巻き出し、巻取りにて全ての工程を行なっているが、各工程ごとにフィルムの巻き出し、巻取りを行なってもよい。
【００４８】
レンズフイルムへの反射層の形成方法として、ウェット方式の公知のコーティング方法、すなわち、ロールコーティング、グラビアコーティング、カーテンフローコーティング、かけ流しコーティング、ホイーラーもしくはスプレーコーティング等、またはスクリーン印刷等の公知印刷方法によってコーティングを行なう。また光反射層をドライフイルム状にして、レンズフイルムとラミネートして光反射層を形成することも可能である。
【００４９】
図２は、図１の製造方法によって製造される光学フィルムの断面図である。
【００５０】
透明支持体フィルム１０の片面に、シリンドリカルレンズ１１を有し、レンズ面の反対側の非集光部分に白色顔料を含む反射層１２と、集光部分に除去された後に出来る開口部１３を有した構造となる。
【００５１】
透明支持体フィルム１０と反射層１２との間には、接着層を有していない。
【００５２】
ここで挙げた例はあくまで一例であり、これらの構成を限定するものではない。
【実施例】
【００５３】
まず、透明支持体としてロール状のＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社製Ａ４３００、厚さ７５μｍ）を用意した。これを順次巻き出すとともに、成型用ロール形状転写工程において、一方の面に紫外線硬化型樹脂（材質：アクリル樹脂）を塗布し、レンズ成形用金型ロールに押し当ててレンズピッチは１４０μｍピッチのレンズを形成すると同時に反対面、即ち非レンズ面より紫外線（光源：高圧水銀ランプ、メタルハライドランプなど）を照射し樹脂を硬化し成形した後、レンズ成形用金型ロールから剥離した（図３参照）。
【００５４】
次の反射層形成工程において、ＴｉＯ2を主成分とした白色インキを層ロールコーターを用いて凸部の厚さが５〜３０μｍになる様にした（図４参照）。
【００５５】
白色インキは、白色顔料、バインダー樹脂、溶剤、および添加剤で構成されたものである。白色顔料としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウムなどが挙げられ、今回は二酸化チタンを使用した。
【００５６】
白色顔料の含量としては、体積分率（顔料体積分率（ＰＶＣ）に相当する）３０〜７０％が好適であった。
【００５７】
バインダー樹脂としては、アクリル樹脂，ウレタン樹脂，ポリエステル樹脂，ポリアミド樹脂，シリコーン樹脂，エポキシ樹脂，ポリカーボネート樹脂，シクロオレフィン樹脂，ポリエチレンやこれらの変性物・誘導体等を用いることができる。今回はウレタン樹脂を使用した。
【００５８】
溶剤としては、メチルエチルケトン、トルエン、酢酸エチル、イソプロピルアルコールなどを用いることができる。今回はトルエンを使用した。添加剤としては、レベリング剤、分散剤などを添加した。
【００５９】
なお、マイクログラビア、カーテンコーターでも可能であることは別途確かめられている。その詳細の塗工条件は、公知の塗工技術で可能であった。
【００６０】
また、ドライフイルム状にした白色インキ層をラミネートすることにより、光反射層の形成も可能であった。
【００６１】
次にストライプ加工工程においては、一方からはＹＡＧレーザーを使用して平行光にて垂直入射し、これにより反射層にストライプ状に照射でき、照射した場所の反射層を除去することに成功した。この結果、除去されなかった反射層の膜厚は５〜３０μｍであった。反射層の膜厚が５μｍ以下では光反射層の反射率が不足し、また光反射層の膜厚が３０μｍ以上では光反射層の除去が出来ず開口部の形成ができなかったため、反射層の膜厚を５〜３０μｍにて実施した。
【００６２】
なお、透明支持体にテンションをかけ平滑にしないと、反射層のムラ発生するので、テンションをかけることでムラを無くした。
【００６３】
なお、このときの反射層の除去方法として、吸引方式（図６参照）、接触方式（図７参照）、粘着方式（図８参照）、静電気制御方式（図９参照）を試したが、何れも直接塗工した場合では残渣が発生しなかった。これに対して接着層を使用した転写方式では、反射層の残渣が発生する。
【００６４】
また、本実施例に係る何れの実験の方法では、熱によるフィルムの歪は発生しなかった。
【００６５】
このときの吸引方式は、反射層を除去した直後に吸引機を設置するものであった。また、接触方式は、反射層を除去した後に、ブラシをレンズストライプの垂直方向に移動させ、付着した反射層を掻き取るものであった。また、粘着方式は反射層を除去した直後に粘着シートを設置するものであった。また、静電気制御方式は透明支持体に塗工された反射層を＋に帯電させるとともに、レーザー照射工程時に−に帯電したシートを反射層の近くに設置するものであり、これにより除去された反射層が付着したことを確認することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明によるディスプレイの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明によるロールｔｏロールでの製造方法の一例の概略断面図である。
【図３】本発明によるレンズ成形工程の一例の概略断面図である。
【図４】本発明による反射層塗布工程の一例の概略断面図である。
【図５】本発明によるレーザー照射による反射層除去工程の一例の概略断面図である。
【図６】本発明による除去された反射層回収機構において吸引して回収する方法の一例の概略断面図である。
【図７】本発明による除去された反射層回収機構において物理的に接触をして回収する方法の一例の概略断面図である。
【図８】本発明による除去された反射層回収機構において粘着物に付着させて回収する方法の一例の概略断面図である。
【図９】本発明による除去された反射層回収機構において静電気制御により回収する方法の一例の概略断面図である。
【図１０】本発明による製造方法にて、製造された光学フィルムの断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  バックライト・ユニット
２  画像表示素子
３  バックライト光源
４  反射鏡
５  光学シート
６  透明支持体フィルム
７  シリンドリカルレンズ
７ａ：紫外線照射による硬化前のシリンドリカルレンズ
７ｂ：紫外線照射による硬化後のシリンドリカルレンズ
８  反射層
８ａ：レーザー照射により除去されなかった反射層
８ｂ：レーザー照射により除去された反射層
９  開口部
１０  透明支持体フィルムロール
２０  レンズ成形装置
２１  レンズ成形用金型
２２  紫外線露光装置
２３  紫外線
３０  反射層塗布装置
３１  塗工ロール
３２  バックアップロール
３３  塗工液
４０  レーザー照射装置
４１  レーザー光源
４２  レーザー光
５０  除去された反射層回収装置
５１  吸引装置
５２  ブラシ
５３  粘着シート
５４  静電気制御装置
５４ａ：＋に帯電した反射層
５４ｂ：−に帯電したシート
【図１】
2008158283.tif 000003
【図２】
2008158283.tif 000004
【図３】
2008158283.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008158283.tif 000007
【図６】
2008158283.tif 000008
【図７】
2008158283.tif 000009
【図８】
2008158283.tif 000010
【図９】
2008158283.tif 000011
【図１０】
2008158283.tif 000012