(57)【要約】【課題】表面に複数の溝が並設されている透光性基材シートの当該溝に遮光性材料を充填し、余分な遮光性材料を掻き取ることによりストライプ状に遮光部を並設させた光学シートを製造するにあたり、白ラインの発生を抑制する。【解決手段】表面に複数の溝１５が並設されている透光性基材シート１０の該溝１５の並設面に遮光性材料４０を塗布し、溝１５内に遮光性材料４０を残すように透光性基材シート表面の遮光性材料４０を掻取治具３０で掻き取り、遮光性ストライプ２０を有する光学シートを製造する方法であって、透光性基材シート１０に対する掻取治具３０の相対的移動方向を溝１５の長手方向Ｃと交差させる。【選択図】図３
2009128645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数の溝が並設されている基材シートの該溝の並設面に充填材料を塗布し、溝内に充填材料を残すように基材シート表面の充填材料を掻取治具で掻き取ることにより基材シートに充填材料のストライプを形成する方法であって、
基材シートに対する掻取治具の相対的移動方向を溝の長手方向と交差させることを特徴とするストライプの形成方法。
【請求項２】
表面に複数の溝が並設されている基材シートの該溝の並設面に充填材料を塗布し、溝内に充填材料を残すように基材シート表面の充填材料を掻取治具で掻き取ることにより基材シートに充填材料のストライプを形成する方法であって、
基材シートに対する掻取治具の接触部分の長手方向を溝の配列方向に対して斜めとし、基材シートに対する掻取治具の相対的移動方向を溝の長手方向とすることを特徴とするストライプの形成方法。
【請求項３】
表面に複数の溝が並設されている透光性基材シートの該溝の並設面に遮光性材料を塗布し、溝内に遮光性材料を残すように透光性基材シート表面の遮光性材料を掻取治具で掻き取り、遮光性ストライプを有する光学シートを製造する方法であって、
透光性基材シートに対する掻取治具の相対的移動方向を溝の長手方向と交差させることを特徴とする光学シートの製造方法。
【請求項４】
表面に複数の溝が並設されている透光性基材シートの該溝の並設面に遮光性材料を塗布し、溝内に遮光性材料を残すように透光性基材シート表面の遮光性材料を掻取治具で掻き取り、遮光性ストライプを有する光学シートを製造する方法であって、
透光性基材シートに対する掻取治具の接触部分の長手方向を溝の配列方向に対して斜めとし、透光性基材シートに対する掻取治具の相対的移動方向を溝の長手方向とすることを特徴とする光学シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストライプの形成方法、及びこの方法を用いて透光性基材シートに遮光性ストライプを形成する光学シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディスプレイの前面に設置する視野角制御シートとして、透光層と遮光層を交互に積層し、積層方法に対して垂直にスライスすることにより、ストライプ状の透光部と遮光部を交互に配列させた光学シートが知られている（特許文献１）。しかしながら、この方法では、光学シートを大面積に製造することが難しく、生産効率も非常に低い。
【０００３】
また、断面Ｖ字型の溝を多数並列させた透明基材シートを作製し、溝の並列面に遮光性材料を塗布して溝内に遮光性材料を充填し、次いで、余分な遮光性材料を掻き取ることによりストライプ状の透光部と遮光部を交互に配列させた光学シートを製造する方法が知られている（特許文献２）。この方法によれば、特許文献１の方法に比して大面積のシートを製造し易く、また、生産効率も高い。しかしながら、この方法では、溝に充填した遮光性材料を掻き取る際に、基材シートと掻取治具との間に異物が噛み、白い筋状の欠陥（以下、白色ラインという）が生じ、光学シートの外観が損なわれる場合がある。これに対し、特許文献２では、透明基材シートの遮光部の形成面に着色層を積層することを提案しているが、着色層の積層により白ラインは目立ちにくくなるものの、白ラインの発生自体が抑制されるわけではない。また、着色層の存在により、光にロスが生じるという問題もある。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５０−０９２７５１号公報
【非特許文献１】特開２００６−１７８０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の従来技術に対し、本発明は、表面に複数の溝が並設されている基材シートの当該溝に充填材料を充填し、余分な充填材料を掻き取ることにより基材シートに充填材料のストライプを形成する方法について、白ラインの発生を抑制できる方法を提供し、さらにその方法を用いて、遮光性ストライプの外観が良好な光学シートを製造できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、基材シートに並設されている溝に遮光性材料を充填後、余分な遮光性材料を掻き取る際に異物が掻取治具に噛んでも、異物の噛んだ部分が溝壁に向かって移動するように掻き取り操作を行うと、異物は溝壁に当たることにより掻取治具から外れ、白ラインの成長が止まり、白ラインでシートの外観が損なわれるのを防止できることを見出した。
【０００７】
即ち、本発明は、第１のストライプの形成方法として、表面に複数の溝が並設されている基材シートの該溝の並設面に充填材料を塗布し、溝内に充填材料を残すように基材シート表面の充填材料を掻取治具で掻き取ることにより基材シートに充填材料のストライプを形成する方法であって、基材シートに対する掻取治具の相対的移動方向を溝の長手方向と交差させることを特徴とするストライプの形成方法を提供し、この方法を用いた光学シートの製造方法として、表面に複数の溝が並設されている透光性基材シートの該溝の並設面に遮光性材料を塗布し、溝内に遮光性材料を残すように透光性基材シート表面の遮光性材料を掻取治具で掻き取り、遮光性ストライプを有する光学シートを製造する方法であって、透光性基材シートに対する掻取治具の相対的移動方向を溝の長手方向と交差させることを特徴とする光学シートの製造方法を提供する。
【０００８】
また、本発明は、第２のストライプの形成方法として、表面に複数の溝が並設されている基材シートの該溝の並設面に充填材料を塗布し、溝内に充填材料を残すように基材シート表面の充填材料を掻取治具で掻き取ることにより基材シートに充填材料のストライプを形成する方法であって、基材シートに対する掻取治具の接触部分の長手方向を溝の配列方向に対して斜めとし、基材シートに対する掻取治具の相対的移動方向を溝の長手方向とすることを特徴とするストライプの形成方法を提供し、この方法を用いた光学シートの製造方法として、表面に複数の溝が並設されている透光性基材シートの該溝の並設面に遮光性材料を塗布し、溝内に遮光性材料を残すように透光性基材シート表面の遮光性材料を掻取治具で掻き取り、遮光性ストライプを有する光学シートを製造する方法であって、透光性基材シートに対する掻取治具の接触部分の長手方向を溝の配列方向に対して斜めにし、透光性基材シートに対する掻取治具の相対的移動方向を溝の長手方向とすることを特徴とする光学シートの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１のストライプの形成方法によれば基材シートに対する掻取治具の相対的移動方向を、溝の長手方向と交差させるので、掻取治具の基材シートに接する各点が複数の溝をまたいで移動する。そのため、掻き取り時に掻取治具に噛んだ異物は、掻取治具の移動に伴い溝壁に当たり、掻取治具から外れる。
【００１０】
また、本発明の第２のストライプの形成方法によれば、基材シートに対する掻取治具の接触部分の長手方向を溝の配列方向に対して斜めとし、基材シートに対する掻取治具の相対的移動方向を溝の長手方向とする。そのため、掻き取り時に掻取治具に噛んだ異物は、掻取治具の移動に伴い、掻取治具の進行方向に対して斜め後方向きの力を受けて掻取治具から外れやすくなり、さらには溝壁に当たって掻取治具から外れる。
【００１１】
こうして、第１のストライプの形成方法によっても、第２のストライプの形成方法によっても、掻取治具に噛んでいた異物は掻取治具から外れ、そこで白ラインの成長が止まる。掻取治具に噛んだ異物が溝の長手方向に長い距離に亘って引きずられ、長い白ラインが形成されることはない。
【００１２】
したがって、第１又は第２のストライプの形成方法を、遮光性ストライプの形成に利用した本発明の光学シートの製造方法によれば、遮光性ストライプに白ラインが発生しにくくなり、白ラインが発生した場合でもその成長は短時間で止まり、白ラインの長さが短くなる。なお、溝に当たって掻取治具から外れた異物は、遮光性材料の中に埋没するので殆ど目立たない。よって、本発明の光学シートの製造方法によれば、外観が向上した光学シートを得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等の構成要素を表している。
【００１４】
図１は、本発明の方法により製造される光学シートの一態様の斜視図であり、図２はそのｘ−ｘ断面図である。この光学シート１は、視野角制御フィルター、拡散性制御フィルター、コントラスト改善フィルター等として用いられる光学シート１であって、透光性基材シート１０の片面に遮光性ストライプ２０を有している。この遮光性ストライプ２０は、透光性基材シート１０の表面に形成されたプリズム列１１と交互に配列した柱状の遮光部２１から形成されている。
【００１５】
光学シート１の横断面において、プリズム列１１は略台形であり、遮光部２１は略Ｖ字型であり、プリズム列１１の上面１２と斜面１３の交部である肩部１４には丸み（曲率半径Ｒ）がつけてある。この丸みにより、透光性基材シート１０を金型で成形する場合に、金型の奥まで溶融樹脂を充填して肩部１４の成形形状のムラを無くし、また、金型からの抜きを容易にしている。
【００１６】
遮光性ストライプ２０のピッチＰは、光学シート１を、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ等の前面に装着し、コントラスト等を改善するディスプレイ用フィルターとする場合、映像の高精細化に対応する点から３００μｍ以下とすることが好ましく、また、透明基材シート１０の成型用金型の耐久性や成形性の点から３０μｍ以上とすることが好ましい。
【００１７】
遮光部２１の高さＬ1と遮光部の幅Ｌ2 は、制御したい視野角や成形の容易さの点から適宜設定するが、通常この比Ｌ1／Ｌ2 を２〜１０程度とする。
【００１８】
遮光部２１の幅Ｌ2 とピッチＰとの比Ｌ2／Ｐは、所望の光拡散性能に応じて選ぶことができるが、通常０．１〜０．７程度が好ましい。
【００１９】
透光性基材シート１０の層厚Ｌ3 は、押出成形によりプリズム列１１を高アスペクト比に製造する場合に、プリズム列１１の転写性能に影響する重要な要素であり、プリズム列１１の高さ（遮光部の高さ）Ｌ1 の１．５〜３．５倍が好ましい。
【００２０】
光学シート１の製造方法としては、まず、表面にプリズム列１１を備えた透光性基材シート１０を成形する。透光性基材シート１０の成形は、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂を用いた押出成形により行うことが好ましい。なお、この押出成形には、上述のプリズム列１１の配置と逆形状に凹凸を配列した金型を使用する。金型としては、平板状の金型を用いても良いが、プリズム列１１に対応する溝を周方向に形成したロール成形金型を使用することが好ましい。
【００２１】
また、透光性基材シート１０は、押出成形に代えて、透明シートと成型用金型との間に紫外線硬化樹脂を充填し、転写成形する方法（２Ｐ成形法（Photo Polymerization））により製造してもよい。ただし、紫外線硬化樹脂が高価であることから、熱可塑性樹脂の押出成形によることが好ましい。この他、透光性基材シート１０は、熱プレス成形によっても製造することができる。
【００２２】
透光性基材シート１０を製造した後は、そのプリズム列１１同士の間の溝１５に遮光性材料を充填して遮光部２１を形成するが、本発明の光学シートの製造方法は、この遮光部２１の形成を、本発明の第１のストライプの形成方法、あるいは本発明の第２のストライプの形成方法を利用して製造することを特徴としている。
【００２３】
なお、遮光部２１を形成する遮光性材料自体に特に制限はなく、例えば、遮光性粒子を含有した黒色インクや白色インクを使用することができる。この遮光性粒子の具体例としては、カーボン粒子、樹脂微粒子、ガラス微粒子、金属酸化物微粒子、各種顔料等をあげることができる。遮光性粒子の粒径は、隠蔽性の点から１μｍ以上が好ましく、溝１５への充填性の点から溝幅の１／３以下とすることが好ましく、通常３０μｍ以下とする。
【００２４】
また、遮光性粒子を分散させるインクバインダーとしては、紫外線硬化樹脂、熱硬化性樹脂、溶剤系接着剤等をあげることができる。なお、外光コントラストの改善を目的としない場合には、遮光材料は白色であってよい。
【００２５】
図３は、本発明の第１のストライプの形成方法に従い、遮光性ストライプを形成する方法の一態様の説明図である。この方法では、透光性基材シート１０のプリズム列１１の形成面（即ち、溝１５の並設面）に常法により遮光性材料４０を塗布し、溝１５内に遮光性材料４０を残すように透光性基材シート表面の遮光性材料４０を掻取治具３０で掻き取るにあたり、掻取治具３０と透光性基材シート１０との接触部分の長手方向Ａが溝１５の配列方向となるように掻取治具３０と透光性基材シート１０を設置し、透光性基材シート１０に対する掻取治具３０の相対的移動方向Ｂを溝１５の長手方向Ｃと交差させる。ここで、掻取治具３０としては、ゴム製又は金属製のスキージ、ブレードナイフ、ゴムロール、金属ロール、ロールナイフ等を使用することができる。また、透光性基材シート１０に対する掻取治具３０の相対的移動方向Ｂとは、固定された透光性基材シート１０に対して掻取治具３０を移動させる場合の掻き取り方向と、固定された掻取治具３０に対して透光性基材シート１０を移動させる場合の掻き取り方向と、透光性基材シート１０と掻取治具３０の双方とも移動させる場合の掻き取り方向のいずれも含む趣旨である。掻取治具３０がゴムロールや金属ロールの場合、掻き取り方向は、ゴムロールや金属ロールと透光性基材シートとの接触部分の、当該透光性基材シートにおける移動方向をいう。
【００２６】
図３に示すように、この方法によれば、掻取治具３０の透光性基材シート１０に接する各点は複数の溝１５をまたいで移動する。そのため、掻き取り時に掻取治具３０に噛んだ異物４１は、掻取治具３０の移動に伴い矢印Ｄのように溝１５の壁面に向かって移動し、溝１５の壁面に当たって掻取治具３０から外れる。掻取治具３０から外れた異物４１は、遮光性材料４０の中に埋没するので殆ど目立たない。したがって、本発明の光学シートの製造方法によれば、白ラインが発生と成長が抑制され、外観が向上した光学シートを得ることが可能となる。
【００２７】
掻取治具３０の掻き取り方向Ｂが溝１５の長手方向Ｂと交差する角度θ1は３°以上とすることが好ましい。この角度θ1を３°より小さくすると本発明の効果を得られない場合がある。一方、掻取治具３０は、溝１５の配列方向の透光性基材シート１０の幅よりも長く形成する必要があるが、角度θ1が６０°よりも大きくなると、掻取治具３０に必要なこの長さが大きくなり、コスト高となるので好ましくない。
【００２８】
掻き取り方向Ｂは、図４（ａ）に示すように直線的な一方向としてもよく、同図（ｂ）に示すように折線状としてもよく、同図（ｃ）に示すように波線状としてもよい。
【００２９】
透明基材シート１０が長尺の場合、特に連続シートである場合には、掻き取り方向Ｂを折線状や波線状に変化させることが好ましい。これにより、溝１５の配列方向に必要な掻取治具３０の長さを低減させることができる。
【００３０】
ここで、掻き取り方向Ｂを波線状に変化させると、掻き取り方向が変化する時点の近傍で掻き取り方向Ｂが溝の長手方向Ｃと一致するが、折線状に変化させると、掻き取り方向Ｂは溝の長手方向Ｃとが常に交差するので好ましい。一方、掻き取り方向Ｂを波線状に変化させると、折線状に変化させる場合に比して、掻き取り方向が変化する部分で階段状の掻き取りムラが発生しにくい点で好ましい。
【００３１】
掻き取り方向Ａを折線状や波線状に周期的に変化させる場合に、その半周期当たりの掻取治具３０の移動量が溝１５の５列分以上、特に１０列分以上となるように掻取治具３０の移動速度と掻き取り方向Ｂを調整することが好ましい。
【００３２】
また、掻き取り方向Ｂを折線状や波線状とする場合に、掻き取り方向が変化する部分での階段状の掻き取りムラが問題となる場合には、掻取治具３０の移動速度と掻き取り方向を調整して掻き取り方向が変わる頻度を多くすればムラが目立ちにくくなるのでよい。具体的には、図４（ｂ）に示す横段（横筋状のムラ４２の間隔）が溝の長手方向１ｃｍ以下となるように、好ましくは１ｍｍ以下となるように掻取治具３０の移動速度と掻き取り方向Ｂの振幅や周期を調整する。
【００３３】
本発明の第１のストライプの形成方法にしたがい、遮光性ストライプを形成する場合に、図３のように、掻取治具３０と透光性基材シート１０との接触部分の長手方向Ａが溝１５の配列方向となるようにすることに代え、図５のように、掻取治具３０と透光性基材シート１０との接触部分の長手方向Ａを溝１５の配列方向に対して斜めにしてもよい。
【００３４】
この方法によっても、透光性基材シート１０に対する掻取治具３０の掻き取り方向Ｂを溝１５の長手方向Ｃと交差させることにより、図３に示した方法と同様に、掻取治具３０に噛んだ異物を、掻取治具３０の移動により溝１５の壁面に当て、掻取治具３０から外すことができるので、白ラインの発生と成長を抑制し、外観が向上した光学シートを得ることができる。特に、このように掻取治具３０を斜めに配置し、かつ掻き取り方向Ｂを折線状、波線状とすることにより、白ラインの発生と成長の抑制効果を大きくすることができる。
【００３５】
図６は、本発明の第２のストライプの形成方法に従い、遮光性ストライプを形成する方法の一態様の説明図である。この方法では、掻取治具３０と透光性基材シート１０との接触部分の長手方向Ａを溝１５の配列方向に対して斜めにするが、透光性基材シート１０に対する掻取治具３０の掻き取り方向Ｂは溝１５の長手方向とする。この方法によれば、掻取治具３０に噛んだ異物４１は、掻取治具３０が溝１５の長手方向に移動するのに伴い、掻取治具３０の移動方向に対して斜め後方向きのＥ方向の力を受ける。これにより、異物４１は掻取治具３０から外れるか、あるいは噛みが緩くなって掻取治具３０の壁面に沿って斜め後方に移動し、溝１５の壁に当たって掻取治具３０から外れる。よって、この方法によっても白ラインの発生と成長を抑制し、外観が向上した光学シートを得ることができる。
【００３６】
この方法において、掻取治具３０と透光性基材シート１０との接触部分の長手方向Ａと溝１５の配列方向との角度θ2は、本発明の効果が十分に発揮され、また掻取治具３０が長大とならないですむという点から３〜６０°とすることが好ましい。また、掻き取り方向Ｂの移動速度は生産性および掻き取り不足が発生しにくいという点から１〜２０ｍ／分とすることが好ましい。
【００３７】
なお、第２のストライプの形成方法に従う方が、掻取治具３０の幅を、透光性基材シート１０の溝１５の配列方向の幅よりも若干広くするだけでよく、掻取治具３０の折線状や波線状にすることも不要であるため、掻き取りに要する装置構成が簡便となる。
【００３８】
本発明の光学シートの製造方法では、第１あるいは第２のストライプの形成方法により遮光性材料を掻き取った後、溝内の遮光性材料を、常法に従って乾燥あるいは硬化させ、光学シート１を完成させる。
【００３９】
光学シート１には、必要により、遮光部２１側、その反対側、又は双方に光拡散性粒子を分散させた光学シート、着色シート、防眩シート等を配置してもよい。
【００４０】
本発明の光学シートの製造方法により得られた光学シート１は、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ等のディスプレイパネル４０の前面に装着して、あるいは背面投写型スクリーンとして用いることができる。その場合、光学シートの装着方向は、外光コントラストの向上、視野角制御などの目的に応じて、プリズム列を観察者側に向けたり映像光源側に向けたりすればよい。また、光学シート１は、液晶ディスプレイ等のバックライトの拡散性制御シートとして用いることができる。
【実施例】
【００４１】
実施例１
メチルメタクリレート・スチレン共重合体（ＭＳ樹脂）の押出成形により、図２の断面形状を有する透光性基材シート１０を作製した。
【００４２】
この場合、透光性基材シート１０の寸法は次の通りとした。
プリズム１１の高さＬ1 ：157μｍ
溝幅Ｌ2 ：32μｍ
溝１５の先端部の幅Ｌ4：2μｍ
透光性基材シート１０の層厚Ｌ3 ：300μｍ
プリズム列の上面１２の幅Ｌ5 ：74μｍ
ピッチＰ：106μｍ
プリズム列１１の上面近傍の斜面１３とプリズム列の高さ方向に対する角度α：3.85°
プリズム列１１の略１／２の高さにおける斜面１３とプリズム列の高さ方向に対する角度β：6.67°
プリズム列１１の肩部１４の曲率半径Ｒ：13μｍ
【００４３】
次いで、平均粒径５μｍのカーボン粒子を３重量％含有するウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂からなる黒インクを、透光性基材シート１０の溝１５の並設側の全面に塗布した。そして、図７に示すように、透光性基材シート１０の溝の配列方向Ｃに対し、掻取治具３０としてゴム製スキージを斜めに配置し、ゴム製スキージを振動させながら、以下の条件で余分な黒インクを５分間連続して掻き取った。
透光性基材シート１０の移動方向：溝の長手方向Ｃに平行
透光性基材シート１０の移動速度：3.6ｍ／分
スキージゴム硬度（JIS K6031）：80度
スキージ配置：溝の配列方向に対する角度θ2＝5°
スキージ振動パターン：略正弦波状
スキージ振動周波数：60Hｚ
スキージ振動振幅：±１ｍｍ
【００４４】
黒インクの掻き取り後、紫外線を照射して溝に充填されている黒インクを硬化し、視野角制御シートを作製した。
【００４５】
また、黒インクの掻き取り開始直後（５秒程度）の透光性基材シートについても、同様に黒インクを硬化し、視野角制御シートを作製した。
【００４６】
比較例１
スキージ配置を溝の配列方向と平行にし、スキージを振動させない以外は実施例１と同様にして視野角制御シートを作製した。
【００４７】
評価
実施例１と比較例１の視野角制御シートを蛍光灯にかざし、白ラインの発生状態を目視評価した。結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
2009128645.tif 000003
【００４９】
表１から、実施例１の視野角制御シートは、比較例１の視野角制御シートに比して、白ラインの本数が顕著に低減し、その長さも大幅に短くなり、外観品位が大いに改善された。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、ディスプレイやスクリーンの視野角制御シート、拡散制御シート、コントラスト改善シート等の光学シートの製造技術として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】光学シートの斜視図である。
【図２】光学シートの断面図である。
【図３】第１のストライプの形成方法の説明図である。
【図４】掻き取り方向の説明図である。
【図５】第１のストライプの形成方法の変形態様の説明図である。
【図６】第２のストライプの形成方法の説明図である。
【図７】実施例の掻き取り方法の説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１    光学シート
１０    透光性基材シート
１１    プリズム列
１２    プリズム列の上面
１３    プリズム列の斜面
１４    プリズム列の肩部
１５    溝
２０    遮光性ストライプ
２１    遮光部
３０    掻取治具
４０    遮光性材料
４１    異物
４２    横筋状のムラ
Ｌ1   遮光部の高さ
Ｌ2   遮光部の幅
Ｌ3   透光性基材シートの層厚
Ｌ4   溝の先端部の幅
Ｌ5   プリズム列の上面の幅
Ａ    掻取治具と透光性基材シートとの接触部分の長手方向
Ｂ    掻取治具の相対的移動方向（掻き取り方向）
Ｃ    溝の長手方向
Ｄ    異物の移動方向
Ｅ    異物の移動方向
Ｐ    遮光性ストライプのピッチ
【図１】
2009128645.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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