(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基材の少なくとも一方の表面に下記（Ａ）〜（Ｄ）を主成分とする活性エネルギー線硬化性組成物（但し、（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量を１００重量部とする。）を用いてレンズ部を形成してなることを特徴とする光学シート。
（Ａ）以下の一般式（１）で表される分子内に４つ以上の（メタ）アクリロイル基を有するウレタンポリ（メタ）アクリレート  １０〜７０重量部
【化１】
0003866443.tif 000007
（式中、Ｒ1はそれぞれ水素原子またはメチル基を表す。）
（Ｂ）分子内に２つのアクリロイル基またはメタクリロイル基を有する分子量５００以上の脂肪族ジ（メタ）アクリレート  １０〜５０重量部
（Ｃ）前記（Ａ）および（Ｂ）成分以外の分子内に１つ以上の重合性２重結合を有する化合物  ０〜８０重量部
（Ｄ）活性エネルギー線感応性ラジカル重合開始剤  ０．０１〜５重量部
【請求項２】
前記脂肪族ジ（メタ）アクリレート（Ｂ）が以下の一般式（２）または（３）で表される化合物であることを特徴とする請求項１記載の光学シート。
【化２】
0003866443.tif 000008
【化３】
0003866443.tif 000009
（式中、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立して水素原子またはメチル基を表し、ｌは５以上の整数、ｍ，ｎはそれぞれ１以上の整数を表す。）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置等のバックライトに使用されるプリズムシート、プロジェクションテレビ等に使用されるフレネルレンズシートやレンチキュラーレンズシート等の各種光学シートに適した活性エネルギー線硬化性組成物およびそれを用いた光学シートに関するものであり、さらに詳しくは、耐熱性および耐擦傷性に優れた光学シートを提供できる活性エネルギー線硬化性組成物および光学欠陥の発生のない高品位な光学シートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置等のバックライトに使用される輝度向上プリズムシート、プロジェクションテレビ等の投写スクリーンとして使用されるフレネルレンズシート、レンチキュラーレンズシート等の光学シートは、プレス法、切削法、押し出し法等の方法で生産されているが、いずれの製造方法においても生産性の観点から十分に満足できるものではなかった。例えば、プレス法では、加熱・加圧・冷却のサイクルで成形するために、一枚の光学シートの製造にかなりの時間が必要であり、切削法においても一枚の樹脂板から切削機を用いてパターンを削り出すため、この切削に長い時間が必要であった。また、押し出し法では、大量の光学シートを生産するには有利な方法であるが、多品種の光学シートを生産する場合には、金型の交換に時間がかかるため生産性の良い方法ではなかった。このような生産性の問題を解決するために、例えば、特公平１−３５７３７号公報等に記載されているように、透明プラスチックシート等の透明シート状基材の上に活性エネルギー線硬化性組成物によりプリズム、フレネルレンズ等のレンズ層を成形する方法が利用されてきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように活性エネルギー線硬化性組成物を使用して光学シートを製造することにより、精密なレンズパターンを有する光学シートを生産性よく製造することが可能となったが、光学シートに形成されるレンズパターンの更なる精密・微細化等が進むにつれて、レンズ層を形成する活性エネルギー線硬化性組成物の硬化物（硬化樹脂）に対して、耐擦傷性、耐熱性等の新たな性能が要求されるようになってきている。
【０００４】
この点に関して、例えば、特開平１０−１１４８１１号公報等には、型再現性、復元性、耐衝撃性等に優れたレンズ用樹脂組成物が提案されている。しかし、これらで提案されている樹脂組成物では、ある程度の物性の向上は見られるものの、高度な精密構造を有する光学シート、特定の用途に用いられる光学シートとしては、未だ十分に満足できるものではなかった。
【０００５】
例えば、液晶表示装置等のバックライト用プリズムシートとして、より高い輝度の向上を達成できる特開平８−１２２５３６号公報等に記載のようなバックライトに使用されるものでは、そのプリズム頂角が６０゜〜７０°、ピッチが数十μｍと、鋭角で微細なレンズパターンを形成する必要がある。また、プリズムシートは、プリズム面が導光体と直接接触するようにして、導光体と液晶表示素子との間に挟まれて配置されるため、バックライトへの組み込みの際にプリズム面が傷付いたり、組み込まれた状態においてプリズム先端が変形したりしやすいという問題があった。このようなプリズム面の傷や変形は、バックライトとしての光学的欠陥となるため、実用上に支障をきたすものであった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、耐擦傷性および耐熱性に優れたレンズ層を得られる活性エネルギー線硬化性組成物、および、このようなレンズ層が形成された光学シートを提供することである。
【０００７】
【課題を解決させるための手段】
本発明者等は、このような状況に鑑み、活性エネルギー線硬化性組成物について鋭意検討を行った結果、特定の化合物を特定量使用することによって、耐擦傷性および耐熱性に優れたレンズ部を得られることを見出し、本発明に到達したものである。
【０００８】
すなわち、本発明のレンズシートの光学シートは、透光性基材の少なくとも一方の表面に下記（Ａ）〜（Ｄ）を主成分とする活性エネルギー線硬化性組成物（但し、（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量を１００重量部とする。）を用いてレンズ部を形成してなることを特徴とするものである。
（Ａ）前記一般式（１）で表される分子内に４つ以上の（メタ）アクリロイル基を有するウレタンポリ（メタ）アクリレート  １０〜７０重量部
（Ｂ）分子内に２つのアクリロイル基またはメタクリロイル基を有する分子量５００以上の脂肪族ジ（メタ）アクリレート  １０〜５０重量部
（Ｃ）前記（Ａ）および（Ｂ）成分以外の分子内に１つ以上の重合性２重結合を有する化合物  ０〜８０重量部
（Ｄ）活性エネルギー線感応性ラジカル重合開始剤  ０．０１〜５重量部
【０００９】
本発明においては、上記のような（Ａ）成分を特定量配合することによって、得られる硬化樹脂からなるレンズ部に耐熱性を付与でき、使用中における雰囲気温度の上昇等によるレンズ先端等の変形を防止できるとともに、上記のような（Ａ）成分と（Ｂ）成分とを特定量で併用することにより、得られるレンズ部に耐擦傷性を付与できレンズ面への傷付きを抑止することができ、光学欠陥の発生のない優れた光学シートを提供できるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物に使用される（Ａ）成分は、分子内に４つ以上の（メタ）アクリロイル基を有するウレタンポリ（メタ）アクリレートであり、この組成物を硬化して得られる光学シートのレンズ部に耐熱性を付与するとともに、（Ｂ）成分と併用することによりレンズ部に耐擦傷性を付与する成分である。なお、本発明において、「（メタ）アクリル」は「メタクリルおよび／またはアクリル」を表わし、「（メタ）アクリロイル」は「メタクリロイルおよび／またはアクリロイル」を表わし、「（メタ）アクリレート」は「メタクリレートおよび／またはアクリレート」を表わす。また、本発明において、光学シートの擦傷性とは、光学シートのレンズ面を擦傷したときに、フレネルレンズ、プリズム等のレンズパターンがミクロ的に破壊されて白化する現象を意味するものである。
【００１１】
このウレタンポリ（メタ）アクリレート（Ａ）は２つ以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物と、分子内に２つ以上の（メタ）アクリロイル基を有しかつ水酸基を有する多官能（メタ）アクリレート化合物とを反応させることにより得られるものである。２つ以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物としては、脂肪族、脂環式脂肪族、芳香族系のものが使用できるが、得られる硬化樹脂からなるレンズ部の表面硬度、耐熱性等の物性を考慮すると、イソホロンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等の脂環式脂肪族、芳香族系のジイソシアネート化合物が好ましい。さらに、得られる硬化樹脂の黄変性を考慮すると、イソホロンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートが好ましい。中でも、イソホロンジイソシアネートは、得られる硬化樹脂の表面硬度、耐熱性、黄変性、耐光性の点で特に好ましい。一方、分子内に２つ以上の（メタ）アクリロイル基を有しかつ水酸基を有する多官能（メタ）アクリレート化合物としては、特に制限されるものではなく、例えば、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート等が好ましい化合物として挙げられる。
【００１２】
これらポリイソシアネートと水酸基を有する多官能（メタ）アクリレート化合物の反応は、常法に従って反応させることができ、例えば、ジブチル錫ジラウレート等の錫系化合物を触媒として用いて、６０〜１００℃で加熱することにより容易に合成することができる。得られるウレタンポリ（メタ）アクリレートは一般に高い粘性を有しているため、合成時に反応には直接関係ない低粘度の（メタ）アクリレート等の反応性希釈剤を使用してもよい。
【００１３】
本発明においては、このウレタンポリ（メタ）アクリレート（Ａ）として、イソフォロンジイソシアネートとテトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレートとを反応して得られた一般式（１）に示される化合物が、その硬化性、得られる光学シートのレンズ部の硬度や耐熱性等に優れることから特に好ましい。
【００１４】
【化４】
0003866443.tif 000002
（式中、Ｒ1はそれぞれ水素原子または、メチル基を表す。）
この（Ａ）成分の配合量は、（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量１００重量部に対して１０〜７０重量部であり、好ましくは１５〜６５重量部、さらに好ましくは２０〜６０重量部の範囲である。これは、（Ａ）成分の配合量が１０重量部未満であると光学シートのレンズ部の耐熱性が低下する傾向にあるとともに、（Ｂ）成分との併用によってもレンズ部の耐擦傷性の十分な向上が図れない傾向にあるためである。また、（Ａ）成分の配合量が７０重量部を超えると、活性エネルギー線硬化性組成物の粘度が高くなりレンズ型に形成された微細なレンズパターンの細部まで活性エネルギー線硬化性組成物の充填ができなかったり、気泡の巻き込みによる光学欠陥を発生しやすくなる傾向にあるためである。また、このような高粘度の活性エネルギー線硬化性組成物を用いて欠陥の発生を抑えるためには、レンズ型への活性エネルギー線硬化性組成物の注入や透光性基材のラミネート等の作業性が低下する傾向にある。
【００１５】
本発明で用いる（Ｂ）成分は、分子内に２つの（メタ）アクリロイル基を有し、分子量５００以上の脂肪族のジ（メタ）アクリレートであり、（Ａ）成分との併用によりレンズ部に耐擦傷性を付与する化合物である。（Ｂ）成分の具体例としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等のポリアルキレングリコールのジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルのカプロラクトン変性ジ（メタ）アクリレート等を挙げることができる。中でも、吸水性が低い等の点から、ポリブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルのカプロラクトン変性ジ（メタ）アクリレート等が好ましい。
【００１６】
本発明においては、脂肪族ジ（メタ）アクリレート（Ｂ）として、次の一般式（２）および（３）に示される化合物が、得られる硬化樹脂の吸水性が低く、レンズ部に耐水性を付与できる等の観点から好ましい。
【００１７】
【化５】
0003866443.tif 000003
【化６】
0003866443.tif 000004
（式中、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立して水素原子またはメチル基を表し、ｌは５以上の整数、ｍ，ｎはそれぞれ１以上の整数を表す。）
この（Ｂ）成分の配合量は、（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量１００重量部に対して１０〜５０重量部であり、好ましくは１５〜４５重量部、さらに好ましくは２０〜４０重量部の範囲である。これは、（Ｂ）成分の配合量が１０重量部未満であると、（Ａ）成分との併用によってもレンズ部への耐擦傷性の十分な付与が図れない傾向にあるためである。また、（Ｂ）成分の配合量が５０重量部を超えると、光学シートのレンズ部の耐熱性が低下する傾向にあるためである。
【００１８】
本発明で使用する（Ｃ）成分は、前記（Ａ）および（Ｂ）成分以外の分子内に１つ以上の重合性２重結合を有する化合物であり、活性エネルギー線硬化性組成物の粘度、硬化性、得られるレンズ部の屈折率等を調整するために、必要に応じて使用される成分である。
【００１９】
（Ｃ）成分としては、分子内に１つ以上の重合性２重結合を有する化合物であれば、特に限定されるものではないが、例えば、フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニルエチル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、フォスフォエチル（メタ）アクリレート、スチレン、ビニルトルエン、クロルスチレン等の単官能モノマー；
【００２０】
エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート（分子量５００以下）、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート（平均分子量５００以下）、１、３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１、６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、２，２−ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシフェニル］−プロパン、２，２−ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシエトキシフェニル］−プロパン、２，２−ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシジエトキシフェニル］−プロパン、２，２−ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシペンタエトキシフェニル］−プロパン、２，２−ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシエトキシ−３−フェニルフェニル］−プロパン、ビス［４−（メタ）アクリロイルチオフェニル］スルフィド、ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシフェニル］−スルフォン、ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシエトキシフェニル］−スルフォン、ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシジエトキシフェニル］−スルフォン、ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシペンタエトキシフェニル］−スルフォン、ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシエトキシ−３−フェニルフェニル］−スルフォン、ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシエトキシ−３，５−ジメチルフェニル］−スルフォン、ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシフェニル］−スルフィド、ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシエトキシフェニル］−スルフィド、ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシペンタエトキシフェニル］−スルフィド、ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシエトキシ−３−フェニルフェニル］−スルフィド、ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシエトキシ−３，５−ジメチルフェニル］−スルフィド、２，２−ビス（４−（メタ）アクリロイルオキシエトキシ−３，５−ジブロモフェニルプロパン）等の２官能モノマー、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等の多官能モノマーを挙げることができる。これらは、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２１】
この（Ｃ）成分の配合量は、（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量１００重量部に対して０〜８０重量部であり、好ましくは０〜６０重量部、さらに好ましくは０〜５０重量部の範囲である。これは、（Ｃ）成分の配合量が５０重量部を超えると、光学シートのレンズ部の耐熱性や耐擦傷性が低下する傾向にあるためである。
【００２２】
本発明で用いる（Ｄ）成分は、活性エネルギー線感応性ラジカル重合開始剤である。これは、紫外線や可視光線に代表される活性エネルギー線に感応してラジカルを発生するものであればよく、特に限定されないものではない。（Ｄ）成分の具体例としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインモノメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、アセトイン、ベンジル、ベンゾフェノン、ｐ−メトキシベンゾフェノン、ジエトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、メチルフェニルグリオキシレート、エチルフェニルグリオキシレート、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパノン−１等のカルボニル化合物、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィドなどの硫黄化合物、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド類、カンファーキノン、ビス（シクロペンタジエニル）−ビス（２，６−ジフルオロ−３−（ピル−１−イル）チタニウム等の可視光線感応性のラジカル重合開始剤を挙げることができる。これらは、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２３】
中でも、メチルフェニルグリオキシレート、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイドが特に好ましい。
【００２４】
この（Ｄ）成分の配合量は、（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量１００重量部に対して０．０１〜５重量部であり、好ましくは０．０２〜４重量部、さらに好ましくは０．１〜３重量部の範囲である。これは、（Ｄ）成分の配合量が０．０１重量部未満であると、活性エネルギー線硬化性組成物に活性エネルギー線を照射した際に十分な硬化性を付与することができない傾向にあるためであり、逆に５重量部を超えると、光学シートのレンズ部が黄色に着色する傾向にあるためである。
【００２５】
本発明において、上記活性エネルギー線硬化性組成物としては、硬化後の硬化樹脂の屈折率が１．５２以上であることが好ましい。これは、例えば液晶表示装置等のバックライトの輝度向上用プリズムシートとして用いる場合に、硬化樹脂の屈折率が１．５２未満であると、プリズムシートによる十分な輝度向上効果を得ることができない傾向にあるためである。
【００２６】
また、本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、この活性エネルギー線硬化性組成物をレンズ型に注入し光学シートを製造する際の作業性の点から、その粘度（２５℃）が１００〜５０００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、さらに好ましくは２００〜４０００ｍＰａ・ｓの範囲である。これは、活性エネルギー線硬化性組成物の粘度が５０００ｍＰａ・ｓを超えると、レンズ型に形成された微細なレンズパターンの細部まで活性エネルギー線硬化性組成物の充填ができなかったり、気泡の巻き込みによる光学欠陥を発生しやすくなる傾向にあるためであり、このような欠陥の発生を抑えるためにはレンズ型への活性エネルギー線硬化性組成物の注入の作業性が低下する傾向にあるためである。また、粘度が１００ｍＰａ・ｓ未満であると、活性エネルギー線硬化性組成物の流動性が高すぎるためにレンズ型より活性エネルギー線硬化性組成物が流出しやすくなり、得られる光学シートのレンズ部を一定の厚さに調整することが困難となる傾向にあるためである。
【００２７】
さらに、本発明の活性エネルギー線硬化性組成物には、必要に応じて、酸化防止剤、黄変防止剤、紫外線吸収剤、ブルーイング剤、顔料、沈降防止剤、消泡剤、帯電防止剤、防曇剤等の各種添加剤を含有させてもよい。
【００２８】
上記のような本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、フィルム状、シート状、板状の透光性基材の表面に微細なレンズパターンからなるレンズ部を形成した光学シートに適したものであり、例えば、液晶表示装置等のバックライトとして使用されるプリズムシート、プロジェクションテレビ等の投写スクリーンに使用されるフレネルレンズシートやレンチキュラーレンズシート等の各種光学シート等として好適に使用されるものである。特に、特開平８−１２２５３６号公報等に記載のような液晶表示装置等のバックライトに使用される輝度向上用プリズムシートとして特に有用である。
【００２９】
本発明の光学シートは、上記のような活性エネルギー線硬化性組成物を硬化して得られた硬化樹脂からなるレンズ部を透光性基材の少なくとも一方の表面に形成したものである。
【００３０】
本発明の光学シートについて、その一実施態様であるプリズムシートを例に説明する。本発明の光学シートであるプリズムシート３は、図１に示すように透光性基材１と上記のような活性エネルギー線硬化性組成物を硬化させた硬化樹脂からなる多数のプリズム列が並列したレンズ部２から構成される。透光性基材１としては、活性エネルギー線を透過するものであれば特に限定されるものではなく、柔軟な硝子板等でもよいが、一般的にはアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂、ポリエステル樹脂等の透明合成樹脂フィルム、シートあるいは板が使用される。レンズ部２は、透光性基材１の表面に直接に設けられるが、透光性基材１とレンズ部２との密着性をより向上させるために、透光性基材１の表面に密着性向上のための表面処理４を施してもよい。表面処理４としては、例えば、透光性基材１の表面にアクリル樹脂やウレタン系樹脂等からなる易接着層を形成したり、透光性基材１の表面を粗面化処理する等の方法が挙げられる。また、透光性基材１には、帯電防止、反射防止等の他の処理を施すこともできる。
【００３１】
本発明の光学シートの代表的な使用形態である液晶表示装置等のバックライトについて図６に基づいて説明する。
このようなバックライトは、図６に示したように、蛍光灯等の線状光源１２と、光源１２と対向する少なくとも一つの光入射面およびこれと略直交する光出射面を有する導光体１３と、導光体１３の光出射面に載置された本発明の光学シートであるプリズムシート３とから構成される。さらに、導光体１３の光出射面と対向する裏面には、反射フィルム、反射蒸着層等によって反射層１４が形成される。光源１２から導光体１３へ有効に光を導入するために、光源１２および導光体１３の光入射面を内側に反射剤を塗布したケースやフィルム等のリフレクター１４で覆うように構成される。このようなバックライトにおいては、光源１２から導光体１３中に入射した光が反射を繰り返しながら導光体１３中を伝搬し、伝搬中に導光体１３に形成された梨地面やレンズ面等からなる光出射機能により、光出射面から指向性のある光が出射される。この導光体１３からの指向性出射光がプリズムシート３中に入射し、そのプリズム面での全反射作用により出射方向を変更させ、指向性のある明るい光を観察方向等の所望の方向に向けるものである。
【００３２】
使用される導光体１３としては、板状、くさび状、船型状等の種々の形状のものが使用でき、メタクリル樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂等光線透過率の高い合成樹脂から構成される。
【００３３】
プリズムシート３は、導光体１３の光出射面側がプリズム列が形成されたプリズム面となるように配置されている。また、このプリズム列が導光体１３の入射面と略平行となるように、導光体１３の光出射面上にプリズムシート３を配置することが好ましい。プリズムシート３としては、その厚さが０．１〜３ｍｍ程度であることが好ましく、プリズム列のプリズム頂角を５０°〜７５°程度とすることが好ましく、プリズム列のレンズ単位のピッチは２０μｍ〜０．５ｍｍ程度とすることが好ましい。さらに、本発明のプリズムシート３においては、その出射光分布を広げたり、より滑らかな出射光分布とさせる等の目的でプリズムシート３に拡散機能を付与することもできる。拡散機能を付与する方法としては、例えば、プリズム列や透光性基材中に樹脂微粒子や無機微粒子等の拡散材を混入させたり、プリズム面や透光性基材面を粗面化処理したり、互いのレンズ列が交差するように透明性基材の他方の表面にレンズ列を形成する方法等が挙げられる。
【００３４】
本発明の光学シートは、上記のような構造のバックライト用プリズムシートとしての使用に最適であるが、このような構造に限らず、プリズム面が導光体の反対方向となるように導光体の光出射面上に拡散シートを介してプリズムシートを載置したようなバックライトでもよいし（この場合には、プリズム頂角は８０°〜１３０°とすることが好ましい。）、２枚あるいは３枚以上の複数枚のプリズムシートを重ねて導光体の光出射面上に載置したような構成のものでもよい。
【００３５】
次に、本発明の光学シートの製造方法について説明する。本発明の光学シートは、バッチ生産方式および連続生産方式のいずれの方法によっても製造することができ、本発明の活性エネルギー線硬化性組成物によってレンズ部２を形成することによって生産性を向上できる。
【００３６】
まず、バッチ生産方式について、図２〜４を参照して説明する。図２および図３は、本発明の光学シートを製造する際の注型工程および離型工程を例示する模式図である。
【００３７】
図２に示すように、プリズムやフレネルレンズ等のレンズパターンを形成したレンズ型６に、活性エネルギー線硬化性組成物５を注入延展し、密着性向上のための表面処理４を施した透光性基材１を重ね合わせ、透光性基材１を通して活性エネルギー線を照射し活性エネルギー線硬化性組成物５を硬化させる。その後、図３に示すように、透光性基材１の表面にレンズ部２が密着して一体に形成された光学シート３をレンズ型６から剥離する。
【００３８】
活性エネルギー線発光光源としては、化学反応用ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、可視光ハロゲンランプ、太陽光などが使用できる。照射エネルギーとしては、２００〜６００ｎｍの波長の積算エネルギーが０．０５〜１０Ｊ/ｃｍ２となるように照射することが好ましい。活性エネルギー線の照射雰囲気は、空気中でもよいし、窒素、アルゴン等の不活性ガス中でもよい。
【００３９】
図４は、光学シートの製造に使用するレンズ型６を示す斜視図である。レンズ型６としては、アルミニウム、黄銅、鋼等の金属性の型、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂、ポリメチルペンテン樹脂等の合成樹脂の型、これらの材料にメッキを施したものや各種金属粉を混合した材料により作成した型などが挙げられる。特に、耐熱性や強度の面から、金属製の型が好ましい。
【００４０】
次に、連続生産方式について、図５を参照して説明する。
図中７は、レンズパターンを形成した円筒形レンズ型であり、前記レンズ型６と同様の材料から製作される。構造的には、円筒材料に直接レンズパターンを形成したものや、レンズパターンを形成した薄板を芯ロールに巻き付け固定したもの等が使用される。図中８は、円筒形レンズ型７に近接して配置されたニップロールであり、透光性基材１と円筒形レンズ型７との間に注入される活性エネルギー線硬化性組成物５の膜厚の均一化を図るものである。ニップロール８としては、各種金属製ロール、ゴム製ロール等が使用される。図中９は、活性エネルギー線硬化性組成物５を貯蔵するタンクであり、貯蔵する組成物の温度制御ができるようにタンク内部あるいは外部にシーズヒータや温水ジャケット等の熱源設備が配置されている。
【００４１】
タンク９に貯蔵された活性エネルギー線硬化性組成物５は、配管を通って供給ノズル１０から、透光性基材１と円筒形レンズ型７との間に供給される。その後、活性エネルギー線硬化性組成物５が、透光性基材１と円筒形レンズ型７との間に保持され、活性エネルギー線硬化性組成物５が円筒形レンズ型７に形成されたレンズパターンに入り込んだ状態で、活性エネルギー線発光光源１１により透光性状基材１を通して活性エネルギー線を照射して、活性エネルギー線硬化性組成物５を重合硬化させ、レンズパターンを転写する。その後、得られた光学シート３を円筒形レンズ型７から剥離する。
【００４２】
活性エネルギー線発光光源１１としては、前記と同様に化学反応用ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、可視光ハロゲンランプ、太陽光等が使用され、照射エネルギーとしては波長２００〜６００ｎｍの積算エネルギーが５〜２０００ｍＪ／ｃｍ２ となるように照射することが好ましい。
【００４３】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。
なお、以下の実施例および比較例における各物性・特性の測定、評価は下記のようにして行った。
【００４４】
粘  度
得られた活性エネルギー線硬化性組成物の２５℃での粘度をＥ型粘度計（東機産業社製ＥＨＤ型）を用いて測定した。
作業性
得られた活性エネルギー線硬化性組成物をレンズ型に注入する際の取扱い、透光性基材のラミネート性について、次の基準で評価した。
○：取扱い性、ラミネート性が良好なもの
×：泡の巻込み等があり取扱い性に劣るもの
【００４５】
硬化性
得られた光学シートのレンズ部表面を指で触れた際のタックの有無から、次の基準で評価した。
○：タックが認められるもの
×：タックが認められないもの
透明性
得られた光学シートの透明性を目視評価し、透明なものを良（○）、濁りがあるものを不良（×）とした。
【００４６】
密着性
得られた光学シートのレンズ部に、カミソリで透光性基材に達する傷を２ｍｍの間隔で縦横それぞれ１１本入れて１００個のます目を作り、セロハンテープ（幅２５ｍｍ，ニチバン社製）をレンズ面に密着させて急激に剥がした後、剥がれたレンズ部のます目の数で、以下の基準で評価した。
○：剥がれたます目が５／１００未満
×：剥がれたます目が５／１００以上
【００４７】
耐熱性
２０ｃｍ×２０ｃｍにカットした光学シートをレンズ面を下にし５ｍｍ厚の板ガラス（３０ｃｍ×３０ｃｍ）上に設置し、この光学シートの上に光学シートと同じサイズの１ｍｍ厚の板ガラスを載置した。これを乾燥機に入れ６０℃で６時間加熱し、レンズ面の外観の変化を目視で観察し、次の基準で評価した。
○：プリズム面が試験前と変わらないもの
×：加熱により外観にシミなどの異常が発生したもの
耐擦傷性
得られた光学シートのレンズ面をレンズ列の稜線方向と直角に爪で引っ掻いた際の擦傷の状態を目視で観察し、次の基準で評価した。
○：レンズ先端が変形するが破壊されないもの
×：レンズ先端が破壊され引っ掻いた軌跡が白化するもの
【００４８】
合成例１  ウレタンポリアクリレート（ＵＡ１）の合成
５リットルのガラス製反応容器に、イソホロジイソシアネート（ダイセルヒュルス社製ＩＰＤＩ、分子量２１８．３）１０９２ｇ、触媒としてジラウリン酸ジ−ｎ−ブチル錫２ｇ、重合禁止剤として２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール１．５ｇを投入し、攪拌しながら７０℃に加温して均一溶液とした。この溶液の温度を７０℃に保持し撹拌しながら、テトラメチロールメタントリアクリレート（新中村化学工業社製ＮＫエステルＡ−ＴＭＭ−３、分子量２９８）２９８０ｇを５時間かけて滴下した。さらに、反応系の温度を７０℃に保ち８時間反応を行い、ウレタンポリアクリレート（ＵＡ１）を合成した。反応の終了は、滴定法によるイソシアネート当量の測定により行い、イソシアネート基の９６％以上が消失した時点を反応の終点とした。
【００４９】
合成例２  ウレタンポリメタクリレート（ＵＭ１）の合成
５リットルのガラス製反応容器に、イソホロジイソシアネート（ダイセルヒュルス社製ＩＰＤＩ、分子量２１８．３）１０９２ｇ、触媒としてジラウリン酸ジ−ｎ−ブチル錫２ｇ、重合禁止剤として２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール１．５ｇを投入し、攪拌しながら７０℃に加温して均一溶液とした。この溶液の温度を７０℃に保ち撹拌しながら、グリセリンジメタクリレート（共栄社化学社製ライトエステルＧ−１０１Ｐ、分子量  ２２８）２２８０ｇを５時間かけて滴下した。さらに、反応系の温度を７０℃に保ち８時間反応を行い、ウレタンポリメタクリレート（ＵＭ１）を合成した。反応の終了は、滴定法によるイソシアネート当量の測定により行い、イソシアネート基の９６％以上が消失した時点を反応の終点とした。
【００５０】
合成例３  ウレタンジアクリレート（ＵＡ２）の合成
５リットルのガラス製反応容器に、イソホロジイソシアネート（ダイセルヒュルス社製ＩＰＤＩ、分子量２１８．３）２１８３ｇ、触媒としてジラウリン酸ジ−ｎ−ブチル錫２ｇ、重合禁止剤として２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール２ｇを入れ、攪拌しながら７０℃に加温して均一溶液とした。この溶液の温度を７０℃に保ち撹拌しながら、２−ヒドロキシプロピルアクリレート（大阪有機化学工業社製、分子量１３０．１）２６０２ｇを５時間かけて滴下した。さらに、反応系の温度を７０℃に保ち８時間反応を行い、ウレタンジアクリレート（ＵＡ２）を合成した。反応の終了は、滴定法によるイソシアネート当量の測定により行い、イソシアネート基の９６％以上が消失した時点を反応の終点とした。
【００５１】
実施例１〜７、参照例１、比較例１〜５
表１に示した配合量で（Ａ）〜（Ｄ）成分を４０℃でよく混合し均一溶液とし、活性エネルギー線硬化性組成物を得た。
得られた活性エネルギー線硬化性組成物を用いて、図５に示した製造装置でプリズムシートを製造した。円筒形プリズム型７は、プリズム頂角（α）６０゜の断面を有する二等辺三角のプリズム列をピッチ５０μｍで多数連設して形成した黄銅製の薄板に無電解ニッケルメッキを施したレンズ薄板を、直径２２０ｍｍ、長さ４５０ｍｍのステンレス製の円筒状芯ロールに巻き付けて固定したものを用いた。円筒形プリズム型７とゴム製のニップロール８との間に、円筒形プリズム型７の表面に巻き付くようにして、片面に密着性向上処理を施したＰＥＴフィルム（東洋紡社製Ａ４１００、厚さ１８８μｍ）を、その処理面が円筒形プリズム型７側となるように装置内に導入した。
【００５２】
次いで、タンク９に供給され４０℃に保持した活性エネルギー線硬化性組成物５を供給ノズル１０から、円筒形プリズム型７とＰＥＴフィルム１との間に供給した。円筒型プリズム型７は、約３ｍ／分の速度で回転させた。供給された活性エネルギー線硬化性組成物５が、ＰＥＴフィルム１と円筒形レンズ型７との間に保持された状態で、ランプ発光長約５０ｃｍ、６ｋＷ（１２０Ｗ／ｃｍ）の紫外線照射装置１１により、照射量（積算エネルギー）が１０００ｍＪ／ｃｍ２となるように紫外線を照射し、活性エネルギー線硬化性組成物５を硬化・賦型した後、円筒形プリズム型７から剥離してプリズムシート３を得た。
【００５３】
使用した活性エネルギー線硬化性組成物５の粘度、円筒形プリズム型７への供給時の作業性の評価を表２に示した。また、得られたプリズムシートの硬化性、透明性、密着性、耐熱性、耐擦傷性の評価を行い、その結果を表２に示した。
【００５４】
本発明である実施例１〜７、参照例１のプリズムシートを、図６に示したバックライトに使用したところ、バックライトへの組み込みの際のプリズム層への傷や、組み込まれた状態におけるプリズム先端の変形等に起因する光学欠陥もなく、高品位で輝度の高い明るいバックライトが得られた。
【００５５】
【表１】
0003866443.tif 000005
【表２】
0003866443.tif 000006
なお、表中の各単量体の略号は次の通りである。
ＵＡ１：合成例１で得られたウレタンポリアクリレート
ＵＭ１：合成例２で得られたウレタンポリメタクリレート
ＵＡ２：合成例３で得られたウレタンジアクリレート
ＰＢＯＭ：ノナブチレングリコールジメタクリレート（分子量８０２）
ＨＸ−２２０：ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルのカプ                ロラクトン変性ジ（メタ）アクリレート（日本化薬社製ＫＡＹ                ＡＲＡＤ  ＨＸ−２２０、カプロラクトン変性数２モル、分子                量５４０）
ＨＸ−６２０：ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルのカプ                ロラクトン変性ジ（メタ）アクリレート（日本化薬社製ＫＡＹ                ＡＲＡＤ  ＨＸ−６２０、カプロラクトン変性数４モル、分子                量７６８）
ＴＭＰＴＡ：トリメチロールプロパントリアクリレート
ＤＰＨＡ：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
ＰＯＡ：フェノキシエチルアクリレート
ＨＭＰＰ：２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン
ＨＣＰＫ：１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
【００５６】
【発明の効果】
本発明は、バックライト用プリズムシート等の種々の光学シートのレンズ部の形成に適した耐熱性、耐擦傷性に優れた活性エネルギー線硬化性組成物を提供できるとともに、光学欠陥の発生のない高品位な光学シートを提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学シートの模式的部分断面図である。
【図２】  本発明の光学シートの製造方法を示す概略図である。
【図３】本発明の光学シートの製造方法を示す概略図である。
【図４】  本発明の光学シートの製造に使用されるレンズ型を示す概略図である。
【図５】本発明の光学シートの連続製造装置を示す概略図である。
【図６】本発明の光学シートを用いたバックライト示す模式的概略図である。
【符号の説明】
１  透光性基材
２  レンズ部
３  レンズシート
【図１】
0003866443.tif 000010
【図２】
0003866443.tif 000011
【図３】
0003866443.tif 000012
【図４】
0003866443.tif 000013
【図５】
0003866443.tif 000014
【図６】
0003866443.tif 000015