(57)【要約】【課題】表面に微細な凹凸形状を有し、且つその凹凸形状表面が平滑である成型シート及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】透明な樹脂板もしくはフィルム１１と、凹凸形状（ここでは、略半球状単位レンズ）の反転型が形成された成形金型４１を準備し、透明な樹脂板もしくはフィルム１１上に微細凹凸形状２１ａを有する略半球状単位レンズ２１が２次元配列された中間工程の成型シート１０ａを作製する。中間工程の成型シート１０ａの略半球状単位レンズ２１表面に樹脂塗工剤をカーテンコーター、噴霧等の塗布法で塗布して塗膜層を形成し、加熱硬化して所定厚の表面平滑層３１を形成して、透明な樹脂板もしくはフィルム１１上に表面平滑層３１が形成された略半球状単位レンズ２１が２次元配列された成型シート１０を得る。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な樹脂板もしくはフィルム表面に凹凸形状を有する成型シートであって、前記凹凸形状の表面に表面平滑層を設けたことを特徴とする成型シート。
【請求項２】
前記凹凸形状の最大高低差が２０μｍ以上であり、且つ前記表面平滑層の表面粗さが１μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の成型シート。
【請求項３】
前記凹凸形状は、略半球状またはプリズム等の単位レンズが２次元配列された形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の成型シート。
【請求項４】
前記表面平滑層は、前記凹凸形状を構成する主たる材料と同等又はそれ以下の屈折率を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項にに記載の成型シート。
【請求項５】
透明な樹脂板もしくはフィルム表面に凹凸形状を形成する工程と、前記凹凸形状の表面に樹脂塗工剤を塗布する工程と、前記樹脂塗工剤を硬化させることにより表面平滑層を形成する工程とを少なくとも備えていることを特徴とする成型シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面の凹凸形状により光拡散機能を有する成型シート及びその製造方法に関する。具体的には、液晶デイスプレイ等の表示体における視野角拡大、バツクライトにおける輝度ムラ改善、透過型スクリーン等に用いられて有効な透過により拡散光を得ることのできる成型シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
透過により光を拡散させるため表面に凹凸を形成した成型シートは種々の方法により作られるが、大別すると、その外形に対応する成形パターンを有する金型により形成する所謂２Ｐ法と透明材料の直接加工によるものである。
このうち、特に大面積のものが望まれるディスプレイ用途では、比較的大面積化が容易であり、生産性にも優れる２Ｐ法が用いられるのが一般的である。近年、このような成型シートにより光を制御する用途は多用化しており、要求される表面精度も高くなっている。
【０００３】
しかしながら、これらの成型シートを２Ｐ法により作製する場合、その成形型を作製するにあたって微細な凹凸形状を加工する必要があり、さらにその凹凸形状の表面精度を光学部材として必要とされるレベルに仕上げるのは非常に困難である。
また、成形型に樹脂を充填し硬化させた後、成形型から製品を剥離する際に、表面凹凸形状が複雑なものでは、剥離が均一に行われないために、ムラが生じることがある。このような理由から、光学部材としての凹凸形状の表面精度を全面均一に保つことは容易ではない。
【０００４】
そこで、従来は金型表面を腐食処理等の表面処理によって平滑にする手法（例えば、特許文献１参照）により、これらの問題改善が試みられている。しかしながら、このような金型表面の直接処理では、突起状の形状がなまる等の微細形状変化が生じてしまうといった問題がある。特に光学部材成型用の金型は微細かつ複雑な凹凸形状が要求されており、必要な凹凸形状を鮮明にしたまま、均一な表面処理を施すのは非常に困難なものであった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３０２７３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、表面に微細な凹凸形状を有し、且つその凹凸形状表面が平滑である成型シート及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、透明な樹脂板もしくはフィルム表面に凹凸形状を有する成型シートであって、前記凹凸形状の表面に表面平滑層を設けたことを特徴とする成型シートとしたものである。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、前記凹凸形状の最大高低差が２０μｍ以上であり、且つ前記表面平滑層の表面粗さが１μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の成型シートとしたものである。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、前記凹凸形状は、略半球状またはプリズム等の単位レンズが２次元配列された形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の成型シートとしたものである。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、前記表面平滑層は、前記樹脂板もしくはフィルムを構成する主たる樹脂と同等又はそれ以下の屈折率を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項にに記載の成型シートとしたものである。
【００１１】
さらにまた、請求項５に記載の発明は、透明な樹脂板もしくはフィルム表面に凹凸形状を形成する工程と、前記凹凸形状の表面に樹脂塗工剤を塗布する工程と、前記樹脂塗工剤を硬化させることにより表面平滑層を形成する工程とを少なくとも備えていることを特徴とする成型シートの製造方法としたものである
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につきに説明する。
図１（ａ）及び図２（ａ）は、本発明の成型シートの一実施例を示す模式構成図である。
図１（ａ）は、透明な樹脂板もしくはフィルム１１上に略半球状単位レンズ２１が２次元配列され、略半球状単位レンズ２１の表面に表面平滑層３１が形成された成型シート１０の模式構成図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）をＡ−Ａ’線で切断した部分拡大断面図である。
また、図２（ａ）は、透明な樹脂板もしくはフィルム１１上にプリズム状単位レンズ２２が２次元配列され、プリズム状単位レンズ２２の表面に表面平滑層３２が形成された成型シート２０の模式構成図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）をＡ−Ａ’線で切断した部分拡大断面図である。
【００１３】
請求項１に係る発明は、透明な樹脂板もしくはフィルム１１上に形成された略半球状単位レンズ２１またはプリズム状単位レンズ２２からなる凹凸形状の表面にそれぞれ表面平滑層を設けることにより、製造方法で生ずる凹凸形状の微細凹凸形状（表面粗さ）を表面平滑層にて埋めることにより、所望の光学特性が得られようにしたものである。
【００１４】
請求項２に係る発明は、透明な樹脂板もしくはフィルム１１上に形成された凹凸形状（略半球状単位レンズ２１またはプリズム状単位レンズ２２）の最大高低差をＨ２１及びＨ２２としたとき、Ｈ２１及びＨ２２は２０μｍ以上とし、表面平滑層の表面粗さを１μｍ以下とするこよにより、所望の光学特性が得られようにしたものである。
成形シートをリアプロジェクションスクリーンに適用する場合プロジェクタの画素数の増加、高精細化に伴い、スクリーン側の単位レンズも高精細化が望まれており、１００μｍ以下のサイズ、ピッチが要求される。
【００１５】
請求項３に係る発明は、凹凸形状が略半球状単位レンズ２１またはプリズム状単位レンズ２２が２次元配列され、略半球状単位レンズ２１またはプリズム状単位レンズ２２の表面にはそれぞれ表面平滑層３１及び表面平滑層３２が形成されて成型シート１０及び２０を構成している。
【００１６】
請求項４に係る発明は、表面平滑層３１及び表面平滑層３２の屈折率を、前記凹凸形状を構成する主たる材料と同等か、それ以下に設定することにより、所望の光学特性が得られようにしたものである。
【００１７】
以下、本発明の成型シートの製造法につき説明する。
図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の成型シートの製造方法の一例を示す部分拡大断面図である。
まず、２Ｐ法により、透明な樹脂板もしくはフィルム１１と、凹凸形状（ここでは、略半球状単位レンズ）の反転型が形成された成形型４１を準備し、透明な樹脂板もしくはフィルム１１と成形型４１の間に紫外線硬化型樹脂溶液を満たし、樹脂フィルム１１を成形型４１に貼り付けた状態で、透明な樹脂板もしくはフィルム１１側より紫外線を全面露光し、成形型４１内の紫外線硬化型樹脂溶液を硬化させる（図３（ａ）参照）。
ここで、透明な樹脂板もしくはフィルム１１としては、例えばアクリル樹脂、ＭＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリイミド樹脂からなるシート及びフィルムが使用できる。成形型４１からの離型性の点から、可とう性のあるアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ＭＳ樹脂などが光透過性や柔軟性の点から好ましい。
成形型４１は銅、真鍮等の加工基材をフォエッチング法もしくは機械加工、レーザー加工等にて作製される。
【００１８】
次に、成形型４１から透明な樹脂板もしくはフィルム１１を離型し、透明な樹脂板もしくはフィルム１１上に微細凹凸形状２１ａを有する略半球状単位レンズ２１が２次元配列された中間工程の成型シート１０ａを作製する（図３（ｂ）参照）。
ここで、成形型４１の凹凸形状型をエッチング等で形成するため、凹凸形状（ここでは、略半球状単位レンズ）の反転型の型表面は微細凹凸形状が形成され、透明な樹脂板もしくはフィルム１１上に型成形する際、略半球状単位レンズ２１表面に微細凹凸形状２１ａが形成される。
【００１９】
次に、中間工程の成型シート１０ａの略半球状単位レンズ２１表面に樹脂塗工剤をカーテンコーター、噴霧等の塗布法で塗布して塗膜層を形成し、加熱硬化して所定厚の表面平滑層３１を形成して、透明な樹脂板もしくはフィルム１１上に表面平滑層３１が形成された略半球状単位レンズ２１が２次元配列された成型シート１０を得る（図３（ｃ）参照）。
ここで、樹脂塗工剤は、例えば、放射線硬化樹脂、熱可塑性樹脂を溶剤で溶解した樹脂溶液等が挙げられ、樹脂塗工剤の塗布は、均一に樹脂塗工液が塗布できる方法であればよく、凹凸形状（略半球状単位レンズ等）を形成している樹脂との屈折率差を考慮して設定する必要がある。この表面平滑層３１によって、微細凹凸形状が埋められ表面が平滑化する。
【００２０】
なお、この表面平滑層３１が厚すぎると、略半球状単位レンズ２１の最大高低差Ｈ２１が減少してしまい、透明体自体の光学特性に大きな影響を与えてしまう。このため、これらを考慮して塗工剤の塗工厚は、最適な厚さを選択することが好ましい。また、成型シート１０の光学特性の観点から、表面平滑層３１形成後に略半球状単位レンズ２１表面の表面粗さが１μｍ以下となるように、塗工剤や塗工方法を選択するのが好ましい。
【００２１】
図４（ａ）〜（ｃ）には、表面平滑層３２が形成されたプリズム状単位レンズ２２が２次元配列された成型シート２０の製造工程の一例を示すが、上記成型シート１０とほぼ同じ工程で作製されるので、作製法については省略する。
【００２２】
【実施例】
以下実施例により本発明を詳細に説明する。
＜実施例１＞
まず、ＰＥＴ樹脂からなる１００μｍ厚の樹脂フィルム１１と略半球状単位レンズの反転型が形成された成形型４１を準備し、樹脂フィルム１１と成形型４１の間に紫外線硬化型樹脂溶液を満たし、樹脂フィルム１１を成形型４１に貼り付けた状態で、樹脂フィルム１１側より紫外線を全面露光し、成形型４１内の紫外線硬化型樹脂溶液を硬化させた（図３（ａ）参照）。
【００２３】
次に、成形型４１から樹脂フィルム１１を離型し、樹脂フィルム１１上に微細凹凸形状２１ａを有する略半球状単位レンズ２１が２次元配列された中間工程の成型シート１０ａを作製した（図３（ｂ）参照）。
ここで、略半球状単位レンズ２１はレンズピッチ２４０μｍで配列されており、最大高低差Ｈ２１は１００μｍ、微細凹凸形状２１ａは５μｍの表面粗さであった。
【００２４】
次に、中間工程の成型シート１０ａの略半球状単位レンズ２１表面に紫外線硬化型樹脂溶液からなる樹脂塗工剤をカーテンコーターで塗布して塗膜を形成し、紫外線を照射して硬化して、７μｍ厚の表面平滑層３１を形成し、樹脂フィルム１１上に表面平滑層３１が形成された略半球状単位レンズ２１が２次元配列された成型シート１０を得た（図３（ｃ）参照）。
得られた成型シート１０表面を顕微鏡により観察したところ、表面の平滑化が確認できた。さらに、成型シート１０の透過型スクリーンとしての性能評価を行った。成型シート１０のレンズ側より市販のデータプロジェクターにより映像光を投影し、透明体の透過型スクリーンとしての性能を目視により比較したところ、表面平滑層３１が形成されていない成型シート１０ａに比べて、くっきりとした明るい映像が得られることが確認された。
【００２５】
＜実施例２＞
まず、ＰＥＴ樹脂からなる１００μｍ厚の樹脂フィルム１１とプリズム状単位レンズの反転型が形成された成形型４２を準備し、樹脂フィルム１１と成形型４２の間に紫外線硬化型樹脂溶液を満たし、樹脂フィルム１１を成形型４２に貼り付けた状態で、樹脂フィルム１１側より紫外線を全面露光し、成形型４１内の紫外線硬化型樹脂溶液を硬化させた（図４（ａ）参照）。
【００２６】
次に、成形型４２から樹脂フィルム１１を離型し、樹脂フィルム１１上に微細凹凸形状２２ａを有するプリズム状単位レンズ２２が２次元配列された中間工程の成型シート２０ａを作製した（図４（ｂ）参照）。
ここで、プリズム状単位レンズ２１はレンズピッチ２００μｍで、最大高低差Ｈ２２は３０μｍ、微細凹凸形状２２ａは５μｍの表面粗さであった。
【００２７】
次に、中間工程の成型シート２０ａのプリズム状単位レンズ２２表面に常乾型アクリル樹脂塗工剤（クリヤー）を溶剤にて希釈して作製した粘度６０ｃｐｓの樹脂塗工剤を加圧スプレーノズルにより平均粒径１０〜５０μｍの微霧状にして塗布して塗膜を形成し、遠赤外線ヒーターにより５分間加熱硬化して、７μｍ厚の表面平滑層３２を形成し、樹脂フィルム１１上に表面平滑層３２が形成されたプリズム状単位レンズ２２が２次元配列された成型シート２０を得た（図４（ｃ）参照）。
【００２８】
得られた成型シート２０表面を顕微鏡により観察したところ、成型シート２０ａのプリズム状単位レンズ２２の表面で確認された約５μｍの表面粗さの細凹凸形状２２ａが表面平滑層３２で埋まっており、プリズム状単位レンズ２２表面が平滑化していることが確認された。
【００２９】
【発明の効果】
上記したように、本発明の成型シートは、透明な樹脂板もしくはフィルム上に形成された凹凸形状（略半球状単位レンズもしくはプリズム状単位レンズ）上に表面粗さが１μｍ以下の表面平滑層を形成することにより、光学特性に優れた成型シートを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の成型シートの一実施例を示す模式構成図である。
（ｂ）は、（ａ）をＡ−Ａ’線で切断した部分拡大断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の成型シートの一実施例を示す模式構成図である。
（ｂ）は、（ａ）をＢ−Ｂ’線で切断した部分拡大断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の成型シートの製造方法の一例を示す部分拡大断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の成型シートの製造方法の一例を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１０、２０……成型シート
１０ａ、２０ａ……中間工程の成型シート
１１……透明な樹脂板もしくはフィルム
２１、２２……凹凸形状（略半球状単位レンズもしくはプリズム状単位レンズ）
２１ａ、２２ａ……微細凹凸形状
３１、３２……表面平滑層
４１、４２……成形型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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