(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溝に遮光性材料を充填し、余分な遮光性材料を除去することにより遮光性パターンを備えた光学シートを製造するにあたり、透光性基材シートを傷つけたりすることなく、溝の上面まで遮光性材料を充填する。【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の該溝の並設面に遮光性材料４０を塗布し、その塗布面に離型シート３０を重ね合わせ、離型シート３０を介して押圧することにより、溝１５以外の塗布面から遮光性材料４０を除去する。その後、遮光性材料４０を硬化し、離型シート３０を剥離して遮光性パターン２０を備えた光学シート１を製造する。【選択図】図３
2009139496.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、その塗布面を、離型シートを介して押圧することにより、溝以外の塗布面の遮光性材料を除去し、遮光性材料を硬化後、離型シートを剥離することを特徴とする遮光性パターンを備えた光学シートの製造方法。
【請求項２】
透光性基材シートと離型シートを一対のニップロールで、そのニップロール上に遮光性材料の溜が形成されるように挟み、透光性基材シートの溝の並設面への遮光性材料の塗布と、その塗布面への離型シートの重ね合わせと、離型シートを介する塗布面の押圧とを略同時に行う請求項１記載の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、遮光性パターンを備えた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字型の溝を多数並設させた透光性基材シートを作製し、溝の並設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。
【０００４】
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、透光性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。
【０００５】
また、溝の並設面に遮光性材料を塗布後、余分な遮光性材料を掻き取る方法によれば、掻き取り後に、溝以外の部分に不用に遮光性材料が残存して外観が劣ったり、また、溝内の遮光性材料が過度に掻き取られて溝に充填した遮光性材料の表面が凹み、遮光性能や、その後の貼り合わせ工程で不具合が生じたりする。例えば、掻取治具がドクターナイフであり、その材質がゴム等の柔らかい材質の場合に、押し付け圧が小さすぎると図９（ａ），（ｂ）に示すように、透光性基材シート１０に並設させた溝１５間の断面略台形のプリズム列１１の上面１２に遮光性材料４０が残存する。反対に、押し付け圧が大きすぎると図９（ｃ）に示すように、溝１５内に充填した遮光性材料４０が過度に掻き取られ、遮光性材料の表面４１に凹みが生じ、この凹み量Ｌxは、３〜２０μｍ程度にもなる。また、ドクターナイフの材料が金属等の硬い材質である場合に、押し付け圧が小さすぎると、図９（ｂ）に示すように、プリズム列１１の上面１２に遮光性材料４０が残存し、押し付け圧が大きすぎると、図９（ｄ）のようにプリズム列１１の上面１２に傷が生じる。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５０−０９２７５１号公報
【特許文献２】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】
【０００７】
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透光性基材シートのその溝に遮光性材料を充填し、余分な遮光性材料を除去することにより遮光性パターンを備えた光学シートを製造するにあたり、溝に充填した遮光性材料を過度に掻き取ったり、透光性基材シートを傷づけたりすることなく、溝の上面まで遮光性材料が充填された光学シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、透光性基材シートの溝の並設面に遮光性材料を塗布後、余分な遮光性材料を除去するにあたり、離型シートを介して遮光性材料の塗布面を押圧すると、掻取治具で透光性基材シートが傷つかず、また、掻取治具が溝内部に入り込むことが離型シートによって妨げられるので、溝の上面まで遮光性材料が充填された状態にできることを見出した。
【０００９】
即ち、本発明は、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、その塗布面を、離型シートを介して押圧することにより、溝以外の塗布面の遮光性材料を除去し、遮光性材料を硬化後、離型シートを剥離することを特徴とする遮光性パターンを備えた光学シートの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光学シートの製造方法によれば、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上面まで遮光性材料が充填された遮光性パターンを、透光性基材シートを傷つけることなく形成することができる。したがって、本発明により得られる光学シートは、遮光性パターンの遮光性能がよく、また、必要により、遮光性パターン上に他の光学シートを貼り合わせる場合にも良好に貼り合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１は、本発明の方法により製造される光学シート１の一態様の斜視図であり、図２は、図１の光学シート１のｘ−ｘ断面図である。
【００１３】
この光学シート１は、覗き見防止等に使用される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の片面にストライプ状の遮光性パターン２０を有している。この遮光性パターン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から形成されており、遮光部２１は、後述する本発明の方法により、プリズム列１１同士の間の溝１５に遮光性材料を充填し、硬化することにより形成したものである。
【００１４】
光学シート１の横断面において、プリズム列１１は断面略台形であり、プリズム列１１同士の間には断面略Ｖ字型の溝１５が形成されている。
【００１５】
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、必要により、丸み（曲率半径Ｒ）をつけてもよい。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することができる。
【００１６】
遮光部２１（溝１５）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、透光性基材シート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】
溝１５の深さＬ1と幅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し、通常このアスペクト比Ｌ1／Ｌ2 を２〜１０程度とする。
【００１８】
溝１５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（溝１５の深さ）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、表面に複数の溝１５が並設されている透光性基材シート１０を用意する。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、溝１５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、溝１５に対応する凸条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性樹脂を充填し、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、紫外線硬化性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】
次に、透光性基材シート１０に遮光性パターンを形成するが、本発明では、この遮光性パターン２０の形成を、透光性基材シート１０の溝１５の並設面に遮光性材料を塗布後、その塗布面を、離型シートを介して押圧することにより、余分な遮光性材料を除去することを特徴としている。
【００２３】
ここで、遮光性材料としては、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。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。なお、外光コントラストの改善を目的としない場合には、遮光性材料は白色であってよい。
【００２４】
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、さらに、透光性基材シート１０の溝以外の表面に遮光性材料が不用に残存しないようにする点から１０μｍ以下がより好ましい。
【００２５】
遮光性粒子を分散させるインクバインダーとしては、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、溶剤系接着剤等をあげることができる。特に、紫外線硬化性樹脂を使用すると、本発明では紫外線硬化性樹脂が透光性基材シートと離型シートに挟まれるため、酸素阻害による硬化不良が起こりにくくなるので好ましい。
【００２６】
また、インクバインダーとしては、遮光性材料の粘度（２０℃、Ｂ型粘度計）が、１０００ｍＰａ・ｓ以下となるように調製することが好ましく、５００ｍＰａ・ｓ以下とすることがより好ましい。これより、遮光性材料が、透光性基材シートの表面に不用に残存することを抑制できる。
【００２７】
離型シートとしては、少なくとも片面が、遮光性材料や透光性基材シートに対して接着性の少ないフッ素系樹脂等で離型処理された、厚さ３０〜５００μｍの樹脂シートを使用することができる。また、離型シートとして、紫外線に対して透明なものを使用すると、遮光性材料を紫外線照射により硬化させる場合に、離型シート側から紫外線を照射することができるので好ましい。
【００２８】
透光性基材シート１０の溝１５の並設面への遮光性材料の塗布や、その塗布面を離型シートを介して押圧する具体的な手法としては、まず、遮光性材料の塗布をスクリーン印刷法、ロール印刷法等を用いて常法により行い、次いで、遮光性材料の塗布面に離型シートを重ね合わせ、その後、離型シートを重ね合わせた遮光性材料の塗布面をニップロール、スキージ等で押圧するという手法によっても良いが、図３に示すように、透光性基材シート１０と離型シート３０とを一対のニップロール３１ａ、３１ｂで、これらニップロール３１ａ、３１ｂ上に遮光性材料４０の溜４２ができるように挟み、透光性基材シート１０の溝の並設面１０ａへの遮光性材料４０の塗布と、離型シート３０との重ね合わせと、離型シート３０を介して遮光性材料４０の塗布面を押圧することによる余分な遮光性材料の除去とを略同時に行うことが好ましい。これにより、生産性を向上させることができる。
【００２９】
なお、このような遮光性材料４０の溜４２は、図示しない塗布装置で遮光性材料４０を透光性基材シート１０に、溝１５を埋める量よりも多めに塗布し、塗布した遮光性材料４０をニップロール３１ａ、３１ｂで挟んでいくことにより、余った遮光性材料４０で形成される。
【００３０】
ニップロール３１ａ、３１ｂとしては、少なくとも、透光性基材シート１０側のニップロール３１ａをゴム製とすることが、透光性基材シート１０の表面に傷が付きにくい点で好ましい。離型シート３０側のニップロール３１ｂはゴム製でも金属製でもよい。
【００３１】
ニップロール３１ａ、３１ｂの半径は、透光性基材シート１０及び離型シート３０の厚みに応じて適宜設定することができるが、通常、溝への遮光性材料の充填や、ロールの剛性等の点から１００〜２００ｍｍ程度が好ましい。ニップ圧は、１〜１０ｋｇ／ｃｍ程度が好ましく、シートのライン速度は０．１〜３ｍ／分程度が好ましい。ニップ圧にもよるが、シートのライン速度がこれよりも大きくなると、透光性基材シート１０の溝以外の表面に余分な遮光性材料が残りやすくなり、得られる光学シートの外観に問題が生じる場合がある。反対に、シートのライン速度がこれよりも小さくても、余分な遮光性材料の残りにくさを改善することができず、生産性が低下するので好ましくない。
【００３２】
こうして、透光性基材シート１０から余分な遮光性材料を除去した後は、溝内に充填されている遮光性材料４０を硬化させる。
【００３３】
遮光性材料４０の硬化方法としては、遮光性材料の組成に応じて、紫外線照射、乾燥、加熱等により行う。図３には、紫外線照射装置３２により、透光性基材シート１０側と離型シート３０側の双方から紫外線を照射する例を示した。
【００３４】
遮光性材料を硬化させた後には離型シート３０を剥離し、光学シート１を得る。離型シート３０の剥離は、一対の離型ロール３３ａ、３３ｂを用いて行うことができ、この離型ロール３３ａ、３３ｂとしては、前述のニップロール３１ａ、３１ｂと同様のものを使用することができる。
【００３５】
本発明の方法は、種々の遮光性パターンを有する光学シートの製造に適用することができる。
【００３６】
例えば、透光性基材シート１０の遮光部２１の横断面形状は、対応する透光性基材シート１０の溝１５の横断面形状を適宜選択することにより、図２に示した略Ｖ字型の他に、図４Ａに示すように、遮光部２１の先端２２を平坦にしてもよく、図４Ｂに示すように、先端２２を丸めて断面Ｕ字型にしてもよい。これにより、透光性基材シート１０の成形用金型の耐久性を向上させることができきる。また、図４Ｃに示すように、略Ｖ字形状の遮光部２１の斜面２３を屈曲させたり、曲線（図示せず）にしてもよく、図４Ｄに示すように、階段状にしてもよい。
【００３７】
また、遮光部２１の配列は、直線状、破線状、波線状、格子状などであってもよく、さらに、遮光部２１がランダムあるいは特定のパターンに配列されていてもよい。
【００３８】
遮光部２１は、透光性基材シート１０の表面に対し、その深さ方向（溝１５の開口面の中心から溝の最深部の中心に向かう方向）が、図２に示したように、垂直であってもよく、図５に矢印で示したように斜めであってもよい。
【００３９】
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、図６に示すように、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５０の前面に装着し、あるいは看板、バックライト等の前面に装着し、拡散性制御シートとして、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１１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、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使用することができる。
【実施例】
【００４０】
実施例１
２Ｐ法により、０．１５ｍｍ厚のポリエチレンテレフタレート製フィルム（ＰＥＴフィルムＡ）２と成型用金型との間にウレタンアクリレート系紫外線硬化性樹脂（２Ｐ樹脂）３を充填し、硬化させ、図７に示す断面形状を有する透光性基材シート１０を作製した。
【００４１】
また、離型シートとして、片面に離型処理を施した０．１ｍｍのＰＥＴフィルム（ＰＥＴフィルムＢ）を用意した。
【００４２】
次に、図３に示したように、透光性基材シート１０の溝１５の並設面と、離型シート３０の離型処理面とが対向するように、これらをニップロール３１ａ、３１ｂで挟み、これらの間に黒インク４０を塗布し、透光性基材シート１０と離型シート３０の双方から紫外線を照射して黒インク４０を硬化させ、離型シート３０を剥離して実施例の視野角制御シート１を製造した。
【００４３】
この場合、透光性基材シート１０の寸法、ニップロール３１ａ、３１ｂの仕様、離型ロール３３ａ、３３ｂの仕様は、それぞれ次の通りとした。
【００４４】
透光性基材シートの寸法
ピッチＰ：100μｍ
溝幅Ｌ2 ：30μｍ
溝１５の先端部の幅Ｌ4：5μｍ
溝１５の深さＬ1 ：150μｍ
透光性基材シート１０の層厚Ｌ3 ：200μｍ
溝１５の底部とＰＥＴフィルムＡとの距離Ｌ5：50ｍｍ
ＰＥＴフィルムＡ２の厚さＬ6：150ｍｍ
【００４５】
ニップロールの仕様
透光性基材シート側：ゴムロール
離型シート側：金属ロール
半径：150ｍｍ
ニップ圧力：4kg/cm
ライン速度：2m/分
【００４６】
離型ロールの仕様
透光性基材シート側：ゴムロール
離型シート側：金属ロール
半径：150ｍｍ
【００４７】
比較例１、２
まず、実施例１と同様の透光性基材シート１０を作製した。
次に、透光性基材シートの溝の並設面側の全面に、実施例１と同様の黒インクを、ロールコータを用いて約０．２ｍｍ厚に塗布し、次いで、図８に示すように、ゴムスキージ３４を用いて溝の延在方向に沿って余分な黒インク４０を掻き取り、溝以外の部分の黒インク４０を除去し、両面から紫外線を照射して黒インクを硬化し、視野角制御シートを製造した。この場合、ゴムスキージの押し付け圧を２通りに変えた（比較例１，２）。
【００４８】
ゴムスキージの仕様は次の通りとした。
【００４９】
厚み：10ｍｍ
スキージゴム硬度（JIS K6031）：80度
スキージ先端角θ1：90°
スキージ仰ぎ角θ2：70°
押し付け圧：比較例１＝5kg/cm、
比較例２＝0.8kg/cm
掻き取り速度：3m/分
【００５０】
評価
実施例１及び比較例１，２で製造した視野角制御シートにおける遮光部（黒インク充填部分）の凹み量Ｌxを計測し、外観を観察した。
これらの結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
2009139496.tif 000003
【００５２】
以上により、実施例によれば、透光性基材シートの溝へ充填したインクの凹み量Ｌxが少なく、また、不用なインクの残存量も少く外観に優れているが、比較例のようにスキージを用いて掻き取ると、インクの凹み量Ｌxの低減と不用なインクの残存量の低減の双方を同時に満足させることはできないことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
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】
【００５４】
【図１】本発明の方法により製造される光学シートの斜視図である。
【図２】本発明の方法により製造される光学シートの断面図である。
【図３】本発明の光学シートの製造方法の説明図である。
【図４Ａ】遮光部の横断面図である。
【図４Ｂ】遮光部の横断面図である。
【図４Ｃ】遮光部の横断面図である。
【図４Ｄ】遮光部の横断面図である。
【図５】遮光部の横断面図である。
【図６】光学シートの使用方法の説明図である。
【図７】実施例で製造した光学シートの断面図である。
【図８】比較例１及び２におけるゴムスキージの使用方法の説明図である。
【図９】従来の光学シートの製造方法における、遮光性材料の掻き取り不良の説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１    光学シート
１０    透光性基材シート
１０ａ  透光性基材シートの溝の並設面
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    遮光性パターン
２１    遮光部
３０    離型シート
３１ａ、３１ｂ    ニップロール
３２    紫外線照射装置
３３ａ、３３ｂ    ニップロール
３４    ゴムスキージ
４０    遮光性材料、黒インク
４１    溝内に充填した遮光性材料の表面
４２    遮光性材料の溜
５０    ディスプレイパネル
Ｌ1   溝の深さ
Ｌ2   溝の幅
Ｌ3   透光性基材シートの層厚
Ｌx   凹み量
Ｐ    プリズム列のピッチ
【図１】
2009139496.tif 000004
【図２】
2009139496.tif 000005
【図３】
2009139496.tif 000006
【図４Ａ】
2009139496.tif 000007
【図４Ｂ】
2009139496.tif 000008
【図４Ｃ】
2009139496.tif 000009
【図４Ｄ】
2009139496.tif 000010
【図５】
2009139496.tif 000011
【図６】
2009139496.tif 000012
【図７】
2009139496.tif 000013
【図８】
2009139496.tif 000014
【図９】
2009139496.tif 000015