光学シートの製造方法及び光学シート
【課題】簡単な製造工程で、光反射層の開口部を高精度に形成できる光学シートの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る光学シートの製造方法は、光入射面２ａと光出射面２ｂとを有し、かつ該光出射面２ｂ側に凸状の複数のレンズ２ｃを有する光学シート本体２を用いて、該光学シート本体２の光入射面２ａ側に、中間層を形成する工程と、光学シート本体２の光出射面２ｂ側から、光学シート本体２を介して中間層に光を照射し、開口部３ａの深さの開口部３ａの直径に対する比（深さ／直径）が１以上３以下であるように、中間層に開口部３ａを形成する工程と、開口部３ａが形成された中間層３の光学シート本体２が配置された側とは反対側の表面３ｂに、金属を蒸着させることにより、光を反射する光反射層４を形成する工程とを備える。
【解決手段】本発明に係る光学シートの製造方法は、光入射面２ａと光出射面２ｂとを有し、かつ該光出射面２ｂ側に凸状の複数のレンズ２ｃを有する光学シート本体２を用いて、該光学シート本体２の光入射面２ａ側に、中間層を形成する工程と、光学シート本体２の光出射面２ｂ側から、光学シート本体２を介して中間層に光を照射し、開口部３ａの深さの開口部３ａの直径に対する比（深さ／直径）が１以上３以下であるように、中間層に開口部３ａを形成する工程と、開口部３ａが形成された中間層３の光学シート本体２が配置された側とは反対側の表面３ｂに、金属を蒸着させることにより、光を反射する光反射層４を形成する工程とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、液晶表示装置又は照明器具などにおいて、光を制御するために用いることができる光学シートの製造方法に関し、より詳細には、光出射面側に複数のレンズが設けられている光学シートの製造方法及び光学シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置又は照明器具では、点状光源又は線状光源等の光源の光出射面側に、拡散又は集光を目的として透明な光学シートが配置されている。この種の光学シートとして、該光学シートの光出射面側に複数のレンズが設けられたレンズシートが広く用いられている。光源から出射された光がレンズシートに入射した後、入射した光の出射方向をレンズの形状によって制御できる。これによって、例えば、液晶表示装置の輝度むらの抑制又は輝度の向上が図られている。
【０００３】
また、上記レンズシートの光入射面側に、開口部を有する光反射層が設けられていることがある。この光反射層が設けられている場合には、光反射層の開口部において所定の領域のみに光をレンズシートに入射させることができる。また、光源から出射された光のうち光反射層に達した光は、光反射層により反射される。光反射層により反射された光は、光源側に配置された光拡散板等によりレンズシートに再度導くことができる。このため、レンズシートから出射される光の光量を高くすることができる。
【０００４】
上記のようなレンズシートの製造方法の一例が、下記の特許文献１に開示されている。特許文献１では、シート状に押出しされた基材シートを、エンボス成形用ロール金型の間に導入する。これによって、基材シートの一方の面に、複数のシリンドリカルレンズを形成し、かつ基材シートの他方の面に、レンズの凸部の頂点に対応する位置において凹部を形成する。すなわち、レンズの凸部の頂点から光入射面側に下ろした垂線が通過する位置において凹部を形成する。次に、該凹部が形成された基材シートの他方の面の全領域に凹部内に至るように、光反射層を形成するための塗料を塗布する。その後、基材シートの凹部内の領域を除いて、塗料を除去する。このようにして、上記レンズの凸部の頂点に対応する位置に開口部を有するように、開口部を囲む領域である上記凹部内に光反射層を設けて、レンズシートを得る。得られたレンズシートでは、レンズ間の領域に対向する光入射面側の領域に光反射層が設けられている。
【０００５】
下記の特許文献２に記載のレンズシートの製造方法では、先ず、シリンドリカルレンズが一方の面に設けられた基材シートを用意する。次に、基材シートの他方の面に、紫外線硬化性樹脂層を形成する。シリンドリカルレンズが形成された一方の面側から、紫外線を照射し、レンズの集光作用を利用して、レンズの凸部の頂点に対応する位置の紫外線硬化性樹脂層を部分的に硬化させ、硬化部と未硬化部とを形成する。その後、部分的に硬化した紫外線硬化性樹脂層に、基材の一方の面に光反射層を形成した転写シートを、光反射層側から重ね合わせて加圧する。未硬化部は粘着性を有するため、該未硬化部に光反射層が貼り付く。硬化部は粘着性を有さないため、該硬化部に光反射層は貼り付かない。次に、転写シートを剥離することによって、硬化部に位置する光反射層を除去する。この結果、未硬化部に位置する光反射層のみが残る。その後、光反射層側から紫外線硬化性樹脂層の全面に紫外線を照射し、未硬化部を硬化させる。このようにして、レンズシートを得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２５６７４８号公報
【特許文献２】特開２００７−２５６５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のレンズシートの製造方法では、反射層を形成するために基材シートに凹部を形成する必要がある。しかしながら、該凹部の形成位置を高精度に制御することが困難なことがある。このため、光反射層の開口部を高精度に形成できないことがある。
【０００８】
特許文献２に記載のレンズシートの製造方法は、多くの工程を行わなければならず、レンズシートの製造が煩雑である。また、部分的に硬化した紫外線硬化性樹脂層に光反射層を転写するために、基材の一方の面に光反射層を形成した転写シートを用意しなければならない。このため、余計な工程を行わなければならず、かつ余計な基材を用いなければならない。従って、レンズシートの製造コストが高くなるという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、簡単な製造工程で、光反射層の開口部を高精度に形成できる光学シートの製造方法、並びに光利用効率が高く、光源からの光を所望の照射範囲に出光させる光学シートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の広い局面によれば、光入射面と光出射面とを有し、かつ該光出射面側に凸状の複数のレンズを有する光学シート本体を用いて、該光学シート本体の光入射面側に、中間層を形成する工程と、上記光学シート本体の上記光出射面側から、上記光学シート本体を介して上記中間層に光を照射し、開口部の深さの開口部の直径に対する比（深さ／直径）が１以上３以下であるように、上記中間層に開口部を形成する工程と、開口部が形成された上記中間層の上記光学シート本体が配置された側とは反対側の表面に、金属を蒸着させることにより、光を反射する光反射層を形成する工程とを備える、光学シートの製造方法が提供される。
【００１１】
本発明に係る光学シートのある特定の局面では、上記中間層として、光を吸収する光吸収層が形成される。
【００１２】
本発明に係る光学シートの製造方法のある特定の局面では、上記光学シート本体として、上記凸状の複数のレンズの形状が、球体の一部又は回転楕円体の一部である光学シート本体が用いられる。
【００１３】
本発明に係る光学シートの製造方法の他の特定の局面では、上記光反射層を形成するための上記金属として銀が用いられる。
【００１４】
本発明に係る光学シートの製造方法のさらに他の特定の局面では、上記中間層を形成するための材料として黒色塗料が用いられる。
【００１５】
本発明に係る光学シートは、光入射面と光出射面とを有し、かつ該光出射面側に凸状の複数のレンズを有する光学シート本体と、上記光学シート本体の光入射面側に配置された中間層と、上記中間層の上記光学シート本体が配置された側とは反対側に配置されており、光を反射する光反射層とを備えており、上記中間層及び上記光反射層は、複数の開口部を有し、該複数の開口部がそれぞれ、上記複数のレンズの頂点に対向する領域に設けられており、上記中間層の上記開口部の深さの上記中間層の上記開口部の直径に対する比（深さ／直径）は１以上３以下であり、上記光反射層は、上記中間層の上記光学シート本体が配置された側とは反対側の表面に、金属を蒸着させることにより形成されている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光学シートの製造方法によれば、光学シート本体の光出射面側から、光学シート本体を介して中間層に光を照射し、中間層に開口部を形成するので、開口部を高精度に形成できる。
【００１７】
さらに、開口部の深さの開口部の直径に対する比（深さ／直径）が１以上３以下であるように、中間層に開口部を形成するので、開口部が形成された中間層の光学シート本体が配置された側とは反対側の表面に、金属を選択的に蒸着させ、光反射層の開口部を高精度に形成できる。
【００１８】
従って、本発明によれば、光反射層の開口部が高精度に形成された光学シートを簡単な製造工程で得ることができ、歩留まりを高めることができる。
【００１９】
また、本発明に係る光学シートでは、光利用効率が高く、光源からの光を所望の照射範囲に出射させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る光学シートの製造方法により得られる光学シートを模式的に示す部分切欠平面図、部分切欠底面図及び部分切欠正面断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る光学シートの製造方法を説明するための模式図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の一実施形態に係る光学シートの製造方法に用いられる型ロールを示す略図的な斜視図であり、図３（ｂ）は、型ロール表面の凹部を説明するための平面図であり、図３（ｃ）は、型ロールの凹部を説明するための部分切欠横断面図である。
【図４】図４は、型ロールから送り出された積層シートを示す部分切欠正面断面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係る光学シートの製造方法により得られる光学シートの使用方法を説明するための模式的な正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態及び実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２２】
先ず、本発明の一実施形態に係る光学シートの製造方法により得られる光学シートを説明する。
【００２３】
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る光学シートの製造方法により得られる光学シートを示す図である。図１（ａ）は部分切欠平面図であり、図１（ｂ）は部分切欠底面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）中のＩ−Ｉ線に沿う部分切欠正面断面図である。
【００２４】
図１に示す光学シート１は、光学シート本体２を備える。光学シート本体２は、光が入射される光入射面２ａと、光が出射される光出射面２ｂとを有する。光入射面２ａは、光出射面２ｂと対向している。
【００２５】
光学シート１は、光学シート本体２の光入射面２ａ側に配置された中間層を備える。音実施形態では、中間層は、光を吸収する光吸収層３である。光吸収層３は、光学シート本体２の光入射面２ａに積層されている。
【００２６】
光学シート１は、光吸収層３の光学シート本体２が配置された側とは反対側に配置された光反射層４を備える。光反射層４は、光吸収層３の光学シート本体２が配置された側とは反対側の表面３ｂに積層されている。光反射層４は、光を反射する機能を有する。
【００２７】
光学シート本体２は、光透過性を有する。光学シート本体２は、光透過性の材料により形成されている。光学シート本体２の光が透過する光の波長領域は特に限定されない。該波長領域は、用途に応じて適宜選択できる。例えば、光学シート１が液晶表示装置の導光板として用いられる場合、一般には、３８０ｎｍ〜７００ｎｍ程度の可視光領域が、透過光の波長領域として設定される。
【００２８】
光学シート本体２の材料は、光透過性を有する限り特に限定されない。光学シート本体２は、例えば、樹脂又はガラス等の材料により形成される。上記樹脂としては、硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂が挙げられる。光学シート１を共押出法により得ることができるため、光学シート本体２の材料は、熱可塑性樹脂であることが好ましい。光学シート本体２は、熱可塑性樹脂組成物により形成されていることが好ましい。光学シート本体２の材料は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２９】
上記熱硬化性樹脂としては、（メタ）アクリル樹脂、エポキシ樹脂及びウレタン樹脂等が挙げられる。
【００３０】
上記熱可塑性樹脂としては、熱可塑性飽和ノルボルネン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸メチル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリオレフィン樹脂及びオレフィン−マレイミド共重合体等が挙げられる。
【００３１】
光学シート本体２の材料として、透光性を阻害しない範囲で、耐候剤、架橋助剤又は補強剤等を適宜用いてもよい。
【００３２】
光学シート本体２の厚み、すなわち光入射面２ａと光出射面２ｂとを結ぶ方向の光学シート本体２の厚みは特に限定されないが、レンズ形状により光入射面２ａで焦点を結ぶ厚みであることが好ましい。光学シート本体２の厚みは、例えば平均厚みで２０μｍ以上、５００μｍ以下程度である。
【００３３】
光入射面２ａ側の光学シート本体２の表面は、本実施形態では平坦面である。該平坦面は、鏡面であることが好ましい。光入射面２ａ側の光学シート本体２の表面に複数の突起を形成したり、艶消し加工、エンボス加工又は印刷加工などを施したりして、表面を粗面にしてもよい。
【００３４】
光学シート本体２は、光出射面２ｂ側に、凸状に形成されたレンズ２ｃを複数有する。光学シート１では、レンズ２ｃはマイクロレンズである。レンズ２ｃは、マイクロレンズであることが好ましい。複数のレンズ２ｃにより、マイクロレンズアレイが構成されていることが好ましい。光学シート１の全面において光の出射方向を効率的に制御する観点からは、複数のレンズ２ｃは、できるだけ密に配置されていることが望ましい。レンズ２ｃは、光学シート本体２において、同じ材料により一体に形成されている。
【００３５】
レンズ２ｃは、光出射面２ｂ側に突出した凸状の形状を有する。光学シート１では、レンズ２ｃは、光出射面２ｂ側の平坦な基準面２ｄから突出した凸状の形状を有する。なお、基準面２ｄとは、光出射面２ｂ側において、レンズ２ｃが設けられている部分以外の領域に位置している平面部分である。
【００３６】
凸状の複数のレンズ２ｃの形状は、特に限定されない。光の出射方向を高精度に制御する観点からは、光学シート本体２として、凸状の複数のレンズ２ｃの形状が、球体の一部又は回転楕円体の一部である光学シート本体を用いることが好ましい。レンズ２ｃの形状は、球体の一部又は回転楕円体の一部であることが好ましい。レンズ２ｃの形状は、回転楕円体の一部であることがより好ましい。
【００３７】
複数のレンズ２ｃの頂点２ｅ間の距離Ｄ１は特に限定されない。距離Ｄ１は、３０〜１０００μｍの範囲内であること好ましい。
【００３８】
複数のレンズ２ｃの直径Ｄ２は特に限定されない。直径Ｄ２は２０〜１０００μｍであることが好ましい。液晶表示装置に用いられる場合、直径Ｄ２は２０〜１０００μｍであることが特に好ましい。上記直径Ｄ２の好ましい上限は１００μｍである。
【００３９】
隣り合うレンズ２ｃ，レンズ２ｃ間の隙間の距離Ｄ３は特に限定されない。距離Ｄ３は１〜１０μｍであることが好ましい。
【００４０】
複数のレンズ２ｃは、周期的かつマトリクス状に配置されていても、ランダムに配置されていてもよい。「マトリクス状」とは、第１の方向と、第１の方向とは角度をなす第２の方向との両方において周期的に配列されていることをいう。第１の方向と第２の方向とは相互に垂直でなくてもよく、斜めであってもよい。また、光学シート本体２は、複数種類のレンズ２ｃを有していてもよい。例えば、光学シート本体２は、大きさの異なる複数種類のレンズ２ｃを有していてもよい。
【００４１】
光学シート本体２の光入射面２ａ側に配置されている光吸収層３は、複数の開口部３ａを有する。光吸収層３の光学シート本体２が配置された側とは反対側に配置されている光反射層４は、複数の開口部４ａを有する。複数の開口部３ａ，４ａはそれぞれ、複数のレンズ２ｃの頂点２ｅに対向する領域に設けられている。開口部３ａと開口部４ａとは、光シート本体２の光入射面２ａ側の面方向において、同じ位置に形成されている。すなわち、光出射面２ｂが上方になるように、かつ光入射面２ａが下方となるように光学シート１を配置したときに（図１（ｃ）の配置）、複数のレンズ２ｃの頂点２ｅの真下の領域に、複数の開口部３ａ，４ａがそれぞれ設けられている。言い換えれば、複数のレンズ２ｃの頂点２ｅから光入射面２ａに、図１（ｃ）に破線Ｙで示す垂線を下ろした場合に、該垂線が通過する領域を含むように、開口部３ａ，４ａがそれぞれ形成されている。
【００４２】
開口部３ａを有する光吸収層３及び開口部４ａを有する光反射層４が設けられているため、開口部３ａ，４ａのみから、光学シート本体２に光が入射される。このため、光学シート１の主面に対して、斜め方向からの光がレンズ２ｃの頂点２ｅ近傍に到達し難く、更に主面に対して直交方向に入射した光がレンズ２ｃの外周縁近傍に到達し難い。さらに、光反射層４により光が反射されるため、図１（ｃ）に矢印Ｚ１及びＺ２で示すように光が通過し難い。
【００４３】
光吸収層３の開口部３ａの深さＨの光吸収層３の開口部３ａの直径Ｌに対する比（深さＨ／直径Ｌ）は、１以上３以下である。光吸収層３の厚み及び光吸収層３の開口部３ａの深さＨは、１〜２０μｍであることが好ましい。
【００４４】
光吸収層３及び光反射層４の開口率はそれぞれ、０．１〜１５％の範囲内であることが好ましい。光吸収層３及び光反射層４の開口率のより好ましい上限は５％である。開口率は、光学シート本体２の光入射面２ａ側の光吸収層３又は光反射層４が設けられている領域と光吸収層３又は光反射層４が設けられていない領域（開口部３ａ，４ａ）との総面積１００％中の、光吸収層３又は光反射層４が設けられていない領域の面積を示す。
【００４５】
金属の蒸着により形成される光反射層４の厚みは、反射手段として機能が発揮される限り特に限定されない。光反射層４の厚みは、２０〜１０００ｎｍであることが好ましい。
【００４６】
光吸収層３は、適宜の光吸収性材料により形成できる。光吸収性材料は特に限定されない。光吸収性材料としては、例えば、樹脂と、カーボンブラック又は染料などとの混合物等が挙げられる。光吸収性材料の樹脂としては、光学シート本体の材料としての樹脂と同様の樹脂が挙げられる。光の吸収性能をより一層高める観点からは、光吸収層３を形成するための材料として、黒色塗料を用いることが好ましい。光吸収層３は、黒色塗料により形成されていることが好ましい。
【００４７】
光反射層４は、光入射面２ａ側からの光を、光入射面２ａ側に反射させる。光反射層４は、光吸収層３の光学シート本体２が配置された側とは反対側の表面３ａに、金属を蒸着させることにより形成されている。光反射層３を形成するための上記金属としては、銀又は錫等が挙げられる。光反射性能をより一層高める観点からは、光反射層３を形成するための上記金属として、銀を用いることが好ましい。光反射層３は、銀の蒸着により形成されていることが好ましい。
【００４８】
光反射層４は光を反射する。しかしながら、例えば、波長領域によっては、一部の波長の光が光反射層４を透過することがある。このような場合に、光反射層４を透過した波長の光が、光吸収層３により吸収される。光学シート１では、光吸収層３が設けられているため、光学シート１の主面に対して斜め方向からの光がレンズの頂点付近により一層到達し難くなり、更に主面に対して直交方向に入射した光がレンズの外周縁近傍により一層到達し難くなる。また、光吸収層３を設けることにより後述する光反射層４の開口部４ａの形成が容易になり、かつ開口部４ａを有する光反射層４を所定の領域に精度よく形成できる。
【００４９】
光学シート１を例えば液晶表示装置に用いる場合、図５に示すように、光入射面２ａの前段すなわち光源側に光拡散板１１を配置してもよい。図示しない光源からの光が矢印Ａ１〜Ａ５及びＢ１〜Ｂ５の方向に照射された場合、光反射層４の表面４ｂに達した光は、矢印Ｂ１〜Ｂ５で示すように光反射層４により反射される。ここでは、光反射層４の表面４ｂは粗面である。このため、例えば、光反射層４の表面４ｂに対して３０°の角度で光が到達しても、光反射層４の表面４ｂが粗面であるため、３０°の角度で反射されるとは限らない。すなわち、光反射層４の表面４ｂに到達した光は、様々な方向に乱反射される。なお、光反射層４の表面４ｂは平滑であってもよい。
【００５０】
光反射層４が設けられていない領域すなわち光反射層４の開口部４ａに達した光は、矢印Ａ１〜Ａ５で示すように開口部４ａを通過し、光学シート本体２の光入射面２ａから入射する。光学シート本体２に入射した光は直進し、レンズ２ｃの表面である光出射面２ｂから出射する。また、レンズ２ｃの光出射面２ｂから光が出射する際に、レンズ２ｃの表面形状により、光の進行方向が変わる。これによって、矢印Ｘ１〜Ｘ５で示すように、レンズ２ｃの光出射面２ｂから、矢印Ｘ１〜Ｘ５の方向に、光を出射させることができる。例えば、一つの方向に向かって、平行光を出射させることができる。
【００５１】
また、光反射層４により反射された光は、光拡散板１１側に導かれる。そして、光反射層４により反射された光は、光拡散板１１により、破線の矢印Ｃで示すように再度反射されたり、光拡散板１１を透過し光源の反対側の光反射体により再反射されたりする。光拡散板１１及び光源の反対側の光反射体により再反射された反射光は、光学シート１に導かれる。従って、上記反射光を利用することができ、レンズ２ａから出射される光の強度を高めることができる。よって、液晶表示装置において、光源からの光を効率良く利用でき、輝度を高めることができる。
【００５２】
光学シート本体２の製造方法は特に限定されない。光学シート本体２を製造するために、従来一般に使用されている製造方法を適用できる。光学シート本体２の製造方法としては、例えば、溶液流延法、溶融成形法等が挙げられる。上記溶融成形法としては、溶融押出成形法、プレス成形法及び射出成形法等が挙げられる。なかでも、溶融成形法の採用により、特に溶融押出成形法の採用により、光学シート本体２を効率的に製造できる。上記溶融押出成形法としては、例えば、Ｔダイ法及びインフレーション法等が挙げられる。
【００５３】
次に、溶融共押出法を用いた場合の、本発明の一実施形態に係る光学シートの製造方法を説明する。
【００５４】
先ず、光学シート本体２を形成するための第１の組成物と、光吸収層３を形成するための第２の組成物とを用意する。第２の組成物は、中間層を形成するための組成物である。
【００５５】
次に、図２に示すように、溶融押出装置２１の金型２２から、溶融状態の第１，第２の組成物を共押出し、第１の組成物層と第２の組成物層とが積層された積層シート２３を得る。積層シート２３を、型ロール２４とタッチロール２５との間に導く。第１の組成物層が型ロール２４に接触するように、かつ第２の組成物層がタッチロール２５に接触するように、積層シート２３を導く。なお、図２では、積層シート２３は、略図的に示されている。タッチロール２５にかえて、エアナイフ又は静電ピニング等を用いてもよい。
【００５６】
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、型ロール２４は、略円筒状の形状を有する。型ロール２４の外周側面には、複数の凹部２４ａが形成されている。この凹部２４ａは、前述したレンズ２ｃを反転した形状を有する。
【００５７】
従って、図３（ｃ）に示すように、複数の凹部２４ａが設けられている部分以外の残りの領域は、円筒曲面２４ｂである。
【００５８】
図２に示すように、型ロール２４を矢印Ｆ方向に回転し、タッチロール２５を矢印Ｇで示す方向に回転するように駆動する。
【００５９】
従って、型ロール２４とタッチロール２５との間を積層シート２３を通過する際に、積層シート２３が賦型され、凸状の複数のレンズ２ｃを形成するように第１の組成層の表面が処理される。
【００６０】
このようにして、図４に示すように、レンズ２ｃを有する光学シート本体２と、開口部を有さない光吸収層３Ａとを有する積層シート２３Ａを得ることができる。積層シート２３Ａは、レンズ２ｃが設けられた積層シートである。光学シート本体２と開口部を有さない光吸収層３Ａは、同時に形成されることが好ましく、溶融押出成形法により同時に形成されることがより好ましい。本実施形態の製造方法によれば、溶融押出された積層シート２３を型ロール２４とタッチロール２５とに圧接することにより、レンズ２ｃを形成できる。
【００６１】
次に、開口部を有さない光吸収層３Ａに、開口部３ａを形成する。開口部３ａを形成するために、光学シート本体２の光出射面２ｂ側から光を照射し、レンズ効果により光吸収層３Ａの所望の位置に集光させて、所望の位置の光吸収層３Ａを昇華、爆発又は溶融等により除去する。このようにして、開口部３ａを有する光吸収層３を形成できる。光吸収層３Ａに開口部３ａを形成するための光は特に限定されない。該光の一例として、５３２ｎｍのＹＡＧレーザーが挙げられる。
【００６２】
次に、光吸収層３の光学シート本体２が配置された側とは反対側の表面３ｂに、金属を蒸着させることにより、光反射層４を形成する。
【００６３】
本実施形態の主な特徴は、開口部３ａを形成する際に、開口部３ａの深さＨの開口部３ａの直径Ｌに対する比（深さＨ／直径Ｌ）が１以上３以下であるように、光吸収層３に開口部３ａを形成することにある。これによって、光学シート本体２の光入射面２ａの光吸収層３の開口部３ａが位置している部分に、光反射層４を形成する際に金属が蒸着し難い。開口部４ａを開口部３ａに対応する位置に形成できる。従って、光反射層４の開口部４ａを高精度に形成できる。このため、光学シート１では、光学シート本体２の光入射面２ａの光吸収層３の開口部３ａが位置している部分を光が効果的に透過する。
【００６４】
従って、本実施形態の製造方法では、簡単な製造工程で、光学シート１を効率良くかつ安価に提供することができる。さらに、光利用効率が高く、光源からの光を所望の照射範囲に出光させる光学シート１を得ることができる。
【００６５】
なお、液晶表示装置に用いられる光学シートについて説明した。光学シートは、透写型表示装置又はテレビジョン受像機などの様々な光学装置において、光源からの光の利用効率を高める用途に適宜用いることができる。さらに、光学シートは、照明器具にも用いることができる。
【００６６】
また、上記実施形態では、複数の半球状のレンズ２ｃが設けられたマイクロレンズアレイシートを説明した。本発明に係る光学シートは、複数のシリンドリカルレンズが設けられているレンチキュラーシートからなる光学シートにも適用できる。光の出射方向をより一層高精度に制御する観点からは、光学シートは、マイクロレンズアレイシートであることが好ましい。
【００６７】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明する。本発明はこれら実施例のみに限定されない。
【００６８】
（実施例１）
図２に示す溶融押出装置２１を用いて、共押出法により、光学シート本体２と、該光学シート本体２の光入射面２ａ側に設けられており、かつ開口部を有さない光吸収層３Ａとを有する積層シート２３Ａを作製した。
【００６９】
積層シート２３Ａの光学シート本体２をポリカーボネート樹脂により形成した。光学シート本体２の平均厚みは１００μｍ、複数のレンズ２ｃの頂点２ｅ間の距離Ｄ１は５５μｍ、複数のレンズ２ｃの直径Ｄ２は５０μｍ、隣り合うレンズ２ｃ，レンズ２ｃ間の隙間の距離Ｄ３は５μｍとした。レンズの形状は、回転楕円体の一部であった。
【００７０】
積層シート２３Ａの光吸収層３Ａを、ポリカーボネート樹脂とニトロセルロースとを含む混合物により形成した。
【００７１】
次に、光学シート本体２の光出射面２ｂ側から、光学シート本体２を介して光吸収層３Ａに、平行レーザー光として５３２ｎｍのＹＡＧレーザーを１４０×１０−６Ｊ／ｐｕｌｓｅのエネルギーで照射することにより開口部３ａを形成し、開口部３ａを有する光吸収層３とした。光吸収層３の平均厚みは１２μｍ、開口部３ａの深さＨは１２μｍ、開口部３ａの直径Ｌは１２μｍ、開口率は３．５％であった。
【００７２】
開口部３ａが形成された光吸収層３の光学シート本体２が配置された側とは反対側の表面３ｂに、銀を蒸着させることにより光反射層４を形成し、光学シート１を得た。光反射層４の平均厚みは２００ｎｍであった。
【００７３】
（実施例２）
ＹＡＧレーザーのエネルギーを１０５×１０−６Ｊ／ｐｕｌｓｅに変更したこと以外は実施例１と同様にして、開口部３ａを有する光吸収層３を形成した。光吸収層３の平均厚みは１２μｍ、開口部３ａの深さＨは１２μｍ、開口部３ａの直径Ｌは４μｍ、開口率は０．４％であった。
【００７４】
開口部３ａが形成された光吸収層３の光学シート本体２が配置された側とは反対側の表面３ｂに、銀を蒸着させることにより光反射層４を形成し、光学シート１を得た。光反射層４の平均厚みは２００ｎｍであった。
【００７５】
（比較例１）
ＹＡＧレーザーのエネルギーを２１０×１０−６Ｊ／ｐｕｌｓｅに変更したこと以外は実施例１と同様にして、開口部を有する光吸収層を形成した。光吸収層の平均厚みは１２μｍ、開口部の深さＨは１２μｍ、開口部の直径Ｌは１５μｍ、開口率は５．５％であった。
【００７６】
開口部が形成された光吸収層に、銀を蒸着させることにより光反射層を形成し、光学シートを得た。光反射層の平均厚みは２００ｎｍであった。
【００７７】
（比較例２）
ＹＡＧレーザーのエネルギーを７０×１０−６Ｊ／ｐｕｌｓｅに変更したこと以外は実施例１と同様にして、開口部を有する光吸収層を形成した。光吸収層の平均厚みは１２μｍ、開口部の深さＨは１２μｍ、開口部は形成できなかった。
【００７８】
開口部が形成された光吸収層に、銀を蒸着させることにより光反射層を形成し、光学シートを得た。光反射層の平均厚みは２００ｎｍであった。
【００７９】
（評価）
電子顕微鏡（Ｓ−４３００ＳＥＮ、ＥＤＸシステム、日立社製）による断面観察及び元素分析により、銀の蒸着の有無を評価した。得られた光学シートにおいて、光学シート本体の光入射面側の光吸収層の開口部が位置している部分に、銀が蒸着しているか否かを観察した。さらに、光反射層に開口部が形成されているか否かを観察した。
【００８０】
結果を下記の表１に示す。
【００８１】
【表１】
【００８２】
比較例１の光学シートでは、光学シート本体の光入射面側の光吸収層の開口部が位置している部分にも、銀が蒸着されていた。比較例２の光学シートでは、開口部を有さない光反射層が形成された。
【符号の説明】
【００８３】
１…光学シート
２…光学シート本体
２ａ…光入射面
２ｂ…光出射面
２ｃ…レンズ
２ｄ…基準面
２ｅ…頂点
３…光吸収層
３Ａ…開口部を有さない光吸収層
３ａ…開口部
３ｂ…表面
４…光反射層
４ａ…開口部
４ｂ…表面
１１…光拡散板
２１…溶融押出装置
２２…金型
２３…積層シート
２３Ａ…レンズが設けられた積層シート
２４…型ロール
２４ａ…凹部
２４ｂ…円筒曲面
２５…タッチロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、液晶表示装置又は照明器具などにおいて、光を制御するために用いることができる光学シートの製造方法に関し、より詳細には、光出射面側に複数のレンズが設けられている光学シートの製造方法及び光学シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置又は照明器具では、点状光源又は線状光源等の光源の光出射面側に、拡散又は集光を目的として透明な光学シートが配置されている。この種の光学シートとして、該光学シートの光出射面側に複数のレンズが設けられたレンズシートが広く用いられている。光源から出射された光がレンズシートに入射した後、入射した光の出射方向をレンズの形状によって制御できる。これによって、例えば、液晶表示装置の輝度むらの抑制又は輝度の向上が図られている。
【０００３】
また、上記レンズシートの光入射面側に、開口部を有する光反射層が設けられていることがある。この光反射層が設けられている場合には、光反射層の開口部において所定の領域のみに光をレンズシートに入射させることができる。また、光源から出射された光のうち光反射層に達した光は、光反射層により反射される。光反射層により反射された光は、光源側に配置された光拡散板等によりレンズシートに再度導くことができる。このため、レンズシートから出射される光の光量を高くすることができる。
【０００４】
上記のようなレンズシートの製造方法の一例が、下記の特許文献１に開示されている。特許文献１では、シート状に押出しされた基材シートを、エンボス成形用ロール金型の間に導入する。これによって、基材シートの一方の面に、複数のシリンドリカルレンズを形成し、かつ基材シートの他方の面に、レンズの凸部の頂点に対応する位置において凹部を形成する。すなわち、レンズの凸部の頂点から光入射面側に下ろした垂線が通過する位置において凹部を形成する。次に、該凹部が形成された基材シートの他方の面の全領域に凹部内に至るように、光反射層を形成するための塗料を塗布する。その後、基材シートの凹部内の領域を除いて、塗料を除去する。このようにして、上記レンズの凸部の頂点に対応する位置に開口部を有するように、開口部を囲む領域である上記凹部内に光反射層を設けて、レンズシートを得る。得られたレンズシートでは、レンズ間の領域に対向する光入射面側の領域に光反射層が設けられている。
【０００５】
下記の特許文献２に記載のレンズシートの製造方法では、先ず、シリンドリカルレンズが一方の面に設けられた基材シートを用意する。次に、基材シートの他方の面に、紫外線硬化性樹脂層を形成する。シリンドリカルレンズが形成された一方の面側から、紫外線を照射し、レンズの集光作用を利用して、レンズの凸部の頂点に対応する位置の紫外線硬化性樹脂層を部分的に硬化させ、硬化部と未硬化部とを形成する。その後、部分的に硬化した紫外線硬化性樹脂層に、基材の一方の面に光反射層を形成した転写シートを、光反射層側から重ね合わせて加圧する。未硬化部は粘着性を有するため、該未硬化部に光反射層が貼り付く。硬化部は粘着性を有さないため、該硬化部に光反射層は貼り付かない。次に、転写シートを剥離することによって、硬化部に位置する光反射層を除去する。この結果、未硬化部に位置する光反射層のみが残る。その後、光反射層側から紫外線硬化性樹脂層の全面に紫外線を照射し、未硬化部を硬化させる。このようにして、レンズシートを得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２５６７４８号公報
【特許文献２】特開２００７−２５６５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のレンズシートの製造方法では、反射層を形成するために基材シートに凹部を形成する必要がある。しかしながら、該凹部の形成位置を高精度に制御することが困難なことがある。このため、光反射層の開口部を高精度に形成できないことがある。
【０００８】
特許文献２に記載のレンズシートの製造方法は、多くの工程を行わなければならず、レンズシートの製造が煩雑である。また、部分的に硬化した紫外線硬化性樹脂層に光反射層を転写するために、基材の一方の面に光反射層を形成した転写シートを用意しなければならない。このため、余計な工程を行わなければならず、かつ余計な基材を用いなければならない。従って、レンズシートの製造コストが高くなるという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、簡単な製造工程で、光反射層の開口部を高精度に形成できる光学シートの製造方法、並びに光利用効率が高く、光源からの光を所望の照射範囲に出光させる光学シートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の広い局面によれば、光入射面と光出射面とを有し、かつ該光出射面側に凸状の複数のレンズを有する光学シート本体を用いて、該光学シート本体の光入射面側に、中間層を形成する工程と、上記光学シート本体の上記光出射面側から、上記光学シート本体を介して上記中間層に光を照射し、開口部の深さの開口部の直径に対する比（深さ／直径）が１以上３以下であるように、上記中間層に開口部を形成する工程と、開口部が形成された上記中間層の上記光学シート本体が配置された側とは反対側の表面に、金属を蒸着させることにより、光を反射する光反射層を形成する工程とを備える、光学シートの製造方法が提供される。
【００１１】
本発明に係る光学シートのある特定の局面では、上記中間層として、光を吸収する光吸収層が形成される。
【００１２】
本発明に係る光学シートの製造方法のある特定の局面では、上記光学シート本体として、上記凸状の複数のレンズの形状が、球体の一部又は回転楕円体の一部である光学シート本体が用いられる。
【００１３】
本発明に係る光学シートの製造方法の他の特定の局面では、上記光反射層を形成するための上記金属として銀が用いられる。
【００１４】
本発明に係る光学シートの製造方法のさらに他の特定の局面では、上記中間層を形成するための材料として黒色塗料が用いられる。
【００１５】
本発明に係る光学シートは、光入射面と光出射面とを有し、かつ該光出射面側に凸状の複数のレンズを有する光学シート本体と、上記光学シート本体の光入射面側に配置された中間層と、上記中間層の上記光学シート本体が配置された側とは反対側に配置されており、光を反射する光反射層とを備えており、上記中間層及び上記光反射層は、複数の開口部を有し、該複数の開口部がそれぞれ、上記複数のレンズの頂点に対向する領域に設けられており、上記中間層の上記開口部の深さの上記中間層の上記開口部の直径に対する比（深さ／直径）は１以上３以下であり、上記光反射層は、上記中間層の上記光学シート本体が配置された側とは反対側の表面に、金属を蒸着させることにより形成されている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光学シートの製造方法によれば、光学シート本体の光出射面側から、光学シート本体を介して中間層に光を照射し、中間層に開口部を形成するので、開口部を高精度に形成できる。
【００１７】
さらに、開口部の深さの開口部の直径に対する比（深さ／直径）が１以上３以下であるように、中間層に開口部を形成するので、開口部が形成された中間層の光学シート本体が配置された側とは反対側の表面に、金属を選択的に蒸着させ、光反射層の開口部を高精度に形成できる。
【００１８】
従って、本発明によれば、光反射層の開口部が高精度に形成された光学シートを簡単な製造工程で得ることができ、歩留まりを高めることができる。
【００１９】
また、本発明に係る光学シートでは、光利用効率が高く、光源からの光を所望の照射範囲に出射させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る光学シートの製造方法により得られる光学シートを模式的に示す部分切欠平面図、部分切欠底面図及び部分切欠正面断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る光学シートの製造方法を説明するための模式図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の一実施形態に係る光学シートの製造方法に用いられる型ロールを示す略図的な斜視図であり、図３（ｂ）は、型ロール表面の凹部を説明するための平面図であり、図３（ｃ）は、型ロールの凹部を説明するための部分切欠横断面図である。
【図４】図４は、型ロールから送り出された積層シートを示す部分切欠正面断面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係る光学シートの製造方法により得られる光学シートの使用方法を説明するための模式的な正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態及び実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２２】
先ず、本発明の一実施形態に係る光学シートの製造方法により得られる光学シートを説明する。
【００２３】
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る光学シートの製造方法により得られる光学シートを示す図である。図１（ａ）は部分切欠平面図であり、図１（ｂ）は部分切欠底面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）中のＩ−Ｉ線に沿う部分切欠正面断面図である。
【００２４】
図１に示す光学シート１は、光学シート本体２を備える。光学シート本体２は、光が入射される光入射面２ａと、光が出射される光出射面２ｂとを有する。光入射面２ａは、光出射面２ｂと対向している。
【００２５】
光学シート１は、光学シート本体２の光入射面２ａ側に配置された中間層を備える。音実施形態では、中間層は、光を吸収する光吸収層３である。光吸収層３は、光学シート本体２の光入射面２ａに積層されている。
【００２６】
光学シート１は、光吸収層３の光学シート本体２が配置された側とは反対側に配置された光反射層４を備える。光反射層４は、光吸収層３の光学シート本体２が配置された側とは反対側の表面３ｂに積層されている。光反射層４は、光を反射する機能を有する。
【００２７】
光学シート本体２は、光透過性を有する。光学シート本体２は、光透過性の材料により形成されている。光学シート本体２の光が透過する光の波長領域は特に限定されない。該波長領域は、用途に応じて適宜選択できる。例えば、光学シート１が液晶表示装置の導光板として用いられる場合、一般には、３８０ｎｍ〜７００ｎｍ程度の可視光領域が、透過光の波長領域として設定される。
【００２８】
光学シート本体２の材料は、光透過性を有する限り特に限定されない。光学シート本体２は、例えば、樹脂又はガラス等の材料により形成される。上記樹脂としては、硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂が挙げられる。光学シート１を共押出法により得ることができるため、光学シート本体２の材料は、熱可塑性樹脂であることが好ましい。光学シート本体２は、熱可塑性樹脂組成物により形成されていることが好ましい。光学シート本体２の材料は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２９】
上記熱硬化性樹脂としては、（メタ）アクリル樹脂、エポキシ樹脂及びウレタン樹脂等が挙げられる。
【００３０】
上記熱可塑性樹脂としては、熱可塑性飽和ノルボルネン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸メチル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリオレフィン樹脂及びオレフィン−マレイミド共重合体等が挙げられる。
【００３１】
光学シート本体２の材料として、透光性を阻害しない範囲で、耐候剤、架橋助剤又は補強剤等を適宜用いてもよい。
【００３２】
光学シート本体２の厚み、すなわち光入射面２ａと光出射面２ｂとを結ぶ方向の光学シート本体２の厚みは特に限定されないが、レンズ形状により光入射面２ａで焦点を結ぶ厚みであることが好ましい。光学シート本体２の厚みは、例えば平均厚みで２０μｍ以上、５００μｍ以下程度である。
【００３３】
光入射面２ａ側の光学シート本体２の表面は、本実施形態では平坦面である。該平坦面は、鏡面であることが好ましい。光入射面２ａ側の光学シート本体２の表面に複数の突起を形成したり、艶消し加工、エンボス加工又は印刷加工などを施したりして、表面を粗面にしてもよい。
【００３４】
光学シート本体２は、光出射面２ｂ側に、凸状に形成されたレンズ２ｃを複数有する。光学シート１では、レンズ２ｃはマイクロレンズである。レンズ２ｃは、マイクロレンズであることが好ましい。複数のレンズ２ｃにより、マイクロレンズアレイが構成されていることが好ましい。光学シート１の全面において光の出射方向を効率的に制御する観点からは、複数のレンズ２ｃは、できるだけ密に配置されていることが望ましい。レンズ２ｃは、光学シート本体２において、同じ材料により一体に形成されている。
【００３５】
レンズ２ｃは、光出射面２ｂ側に突出した凸状の形状を有する。光学シート１では、レンズ２ｃは、光出射面２ｂ側の平坦な基準面２ｄから突出した凸状の形状を有する。なお、基準面２ｄとは、光出射面２ｂ側において、レンズ２ｃが設けられている部分以外の領域に位置している平面部分である。
【００３６】
凸状の複数のレンズ２ｃの形状は、特に限定されない。光の出射方向を高精度に制御する観点からは、光学シート本体２として、凸状の複数のレンズ２ｃの形状が、球体の一部又は回転楕円体の一部である光学シート本体を用いることが好ましい。レンズ２ｃの形状は、球体の一部又は回転楕円体の一部であることが好ましい。レンズ２ｃの形状は、回転楕円体の一部であることがより好ましい。
【００３７】
複数のレンズ２ｃの頂点２ｅ間の距離Ｄ１は特に限定されない。距離Ｄ１は、３０〜１０００μｍの範囲内であること好ましい。
【００３８】
複数のレンズ２ｃの直径Ｄ２は特に限定されない。直径Ｄ２は２０〜１０００μｍであることが好ましい。液晶表示装置に用いられる場合、直径Ｄ２は２０〜１０００μｍであることが特に好ましい。上記直径Ｄ２の好ましい上限は１００μｍである。
【００３９】
隣り合うレンズ２ｃ，レンズ２ｃ間の隙間の距離Ｄ３は特に限定されない。距離Ｄ３は１〜１０μｍであることが好ましい。
【００４０】
複数のレンズ２ｃは、周期的かつマトリクス状に配置されていても、ランダムに配置されていてもよい。「マトリクス状」とは、第１の方向と、第１の方向とは角度をなす第２の方向との両方において周期的に配列されていることをいう。第１の方向と第２の方向とは相互に垂直でなくてもよく、斜めであってもよい。また、光学シート本体２は、複数種類のレンズ２ｃを有していてもよい。例えば、光学シート本体２は、大きさの異なる複数種類のレンズ２ｃを有していてもよい。
【００４１】
光学シート本体２の光入射面２ａ側に配置されている光吸収層３は、複数の開口部３ａを有する。光吸収層３の光学シート本体２が配置された側とは反対側に配置されている光反射層４は、複数の開口部４ａを有する。複数の開口部３ａ，４ａはそれぞれ、複数のレンズ２ｃの頂点２ｅに対向する領域に設けられている。開口部３ａと開口部４ａとは、光シート本体２の光入射面２ａ側の面方向において、同じ位置に形成されている。すなわち、光出射面２ｂが上方になるように、かつ光入射面２ａが下方となるように光学シート１を配置したときに（図１（ｃ）の配置）、複数のレンズ２ｃの頂点２ｅの真下の領域に、複数の開口部３ａ，４ａがそれぞれ設けられている。言い換えれば、複数のレンズ２ｃの頂点２ｅから光入射面２ａに、図１（ｃ）に破線Ｙで示す垂線を下ろした場合に、該垂線が通過する領域を含むように、開口部３ａ，４ａがそれぞれ形成されている。
【００４２】
開口部３ａを有する光吸収層３及び開口部４ａを有する光反射層４が設けられているため、開口部３ａ，４ａのみから、光学シート本体２に光が入射される。このため、光学シート１の主面に対して、斜め方向からの光がレンズ２ｃの頂点２ｅ近傍に到達し難く、更に主面に対して直交方向に入射した光がレンズ２ｃの外周縁近傍に到達し難い。さらに、光反射層４により光が反射されるため、図１（ｃ）に矢印Ｚ１及びＺ２で示すように光が通過し難い。
【００４３】
光吸収層３の開口部３ａの深さＨの光吸収層３の開口部３ａの直径Ｌに対する比（深さＨ／直径Ｌ）は、１以上３以下である。光吸収層３の厚み及び光吸収層３の開口部３ａの深さＨは、１〜２０μｍであることが好ましい。
【００４４】
光吸収層３及び光反射層４の開口率はそれぞれ、０．１〜１５％の範囲内であることが好ましい。光吸収層３及び光反射層４の開口率のより好ましい上限は５％である。開口率は、光学シート本体２の光入射面２ａ側の光吸収層３又は光反射層４が設けられている領域と光吸収層３又は光反射層４が設けられていない領域（開口部３ａ，４ａ）との総面積１００％中の、光吸収層３又は光反射層４が設けられていない領域の面積を示す。
【００４５】
金属の蒸着により形成される光反射層４の厚みは、反射手段として機能が発揮される限り特に限定されない。光反射層４の厚みは、２０〜１０００ｎｍであることが好ましい。
【００４６】
光吸収層３は、適宜の光吸収性材料により形成できる。光吸収性材料は特に限定されない。光吸収性材料としては、例えば、樹脂と、カーボンブラック又は染料などとの混合物等が挙げられる。光吸収性材料の樹脂としては、光学シート本体の材料としての樹脂と同様の樹脂が挙げられる。光の吸収性能をより一層高める観点からは、光吸収層３を形成するための材料として、黒色塗料を用いることが好ましい。光吸収層３は、黒色塗料により形成されていることが好ましい。
【００４７】
光反射層４は、光入射面２ａ側からの光を、光入射面２ａ側に反射させる。光反射層４は、光吸収層３の光学シート本体２が配置された側とは反対側の表面３ａに、金属を蒸着させることにより形成されている。光反射層３を形成するための上記金属としては、銀又は錫等が挙げられる。光反射性能をより一層高める観点からは、光反射層３を形成するための上記金属として、銀を用いることが好ましい。光反射層３は、銀の蒸着により形成されていることが好ましい。
【００４８】
光反射層４は光を反射する。しかしながら、例えば、波長領域によっては、一部の波長の光が光反射層４を透過することがある。このような場合に、光反射層４を透過した波長の光が、光吸収層３により吸収される。光学シート１では、光吸収層３が設けられているため、光学シート１の主面に対して斜め方向からの光がレンズの頂点付近により一層到達し難くなり、更に主面に対して直交方向に入射した光がレンズの外周縁近傍により一層到達し難くなる。また、光吸収層３を設けることにより後述する光反射層４の開口部４ａの形成が容易になり、かつ開口部４ａを有する光反射層４を所定の領域に精度よく形成できる。
【００４９】
光学シート１を例えば液晶表示装置に用いる場合、図５に示すように、光入射面２ａの前段すなわち光源側に光拡散板１１を配置してもよい。図示しない光源からの光が矢印Ａ１〜Ａ５及びＢ１〜Ｂ５の方向に照射された場合、光反射層４の表面４ｂに達した光は、矢印Ｂ１〜Ｂ５で示すように光反射層４により反射される。ここでは、光反射層４の表面４ｂは粗面である。このため、例えば、光反射層４の表面４ｂに対して３０°の角度で光が到達しても、光反射層４の表面４ｂが粗面であるため、３０°の角度で反射されるとは限らない。すなわち、光反射層４の表面４ｂに到達した光は、様々な方向に乱反射される。なお、光反射層４の表面４ｂは平滑であってもよい。
【００５０】
光反射層４が設けられていない領域すなわち光反射層４の開口部４ａに達した光は、矢印Ａ１〜Ａ５で示すように開口部４ａを通過し、光学シート本体２の光入射面２ａから入射する。光学シート本体２に入射した光は直進し、レンズ２ｃの表面である光出射面２ｂから出射する。また、レンズ２ｃの光出射面２ｂから光が出射する際に、レンズ２ｃの表面形状により、光の進行方向が変わる。これによって、矢印Ｘ１〜Ｘ５で示すように、レンズ２ｃの光出射面２ｂから、矢印Ｘ１〜Ｘ５の方向に、光を出射させることができる。例えば、一つの方向に向かって、平行光を出射させることができる。
【００５１】
また、光反射層４により反射された光は、光拡散板１１側に導かれる。そして、光反射層４により反射された光は、光拡散板１１により、破線の矢印Ｃで示すように再度反射されたり、光拡散板１１を透過し光源の反対側の光反射体により再反射されたりする。光拡散板１１及び光源の反対側の光反射体により再反射された反射光は、光学シート１に導かれる。従って、上記反射光を利用することができ、レンズ２ａから出射される光の強度を高めることができる。よって、液晶表示装置において、光源からの光を効率良く利用でき、輝度を高めることができる。
【００５２】
光学シート本体２の製造方法は特に限定されない。光学シート本体２を製造するために、従来一般に使用されている製造方法を適用できる。光学シート本体２の製造方法としては、例えば、溶液流延法、溶融成形法等が挙げられる。上記溶融成形法としては、溶融押出成形法、プレス成形法及び射出成形法等が挙げられる。なかでも、溶融成形法の採用により、特に溶融押出成形法の採用により、光学シート本体２を効率的に製造できる。上記溶融押出成形法としては、例えば、Ｔダイ法及びインフレーション法等が挙げられる。
【００５３】
次に、溶融共押出法を用いた場合の、本発明の一実施形態に係る光学シートの製造方法を説明する。
【００５４】
先ず、光学シート本体２を形成するための第１の組成物と、光吸収層３を形成するための第２の組成物とを用意する。第２の組成物は、中間層を形成するための組成物である。
【００５５】
次に、図２に示すように、溶融押出装置２１の金型２２から、溶融状態の第１，第２の組成物を共押出し、第１の組成物層と第２の組成物層とが積層された積層シート２３を得る。積層シート２３を、型ロール２４とタッチロール２５との間に導く。第１の組成物層が型ロール２４に接触するように、かつ第２の組成物層がタッチロール２５に接触するように、積層シート２３を導く。なお、図２では、積層シート２３は、略図的に示されている。タッチロール２５にかえて、エアナイフ又は静電ピニング等を用いてもよい。
【００５６】
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、型ロール２４は、略円筒状の形状を有する。型ロール２４の外周側面には、複数の凹部２４ａが形成されている。この凹部２４ａは、前述したレンズ２ｃを反転した形状を有する。
【００５７】
従って、図３（ｃ）に示すように、複数の凹部２４ａが設けられている部分以外の残りの領域は、円筒曲面２４ｂである。
【００５８】
図２に示すように、型ロール２４を矢印Ｆ方向に回転し、タッチロール２５を矢印Ｇで示す方向に回転するように駆動する。
【００５９】
従って、型ロール２４とタッチロール２５との間を積層シート２３を通過する際に、積層シート２３が賦型され、凸状の複数のレンズ２ｃを形成するように第１の組成層の表面が処理される。
【００６０】
このようにして、図４に示すように、レンズ２ｃを有する光学シート本体２と、開口部を有さない光吸収層３Ａとを有する積層シート２３Ａを得ることができる。積層シート２３Ａは、レンズ２ｃが設けられた積層シートである。光学シート本体２と開口部を有さない光吸収層３Ａは、同時に形成されることが好ましく、溶融押出成形法により同時に形成されることがより好ましい。本実施形態の製造方法によれば、溶融押出された積層シート２３を型ロール２４とタッチロール２５とに圧接することにより、レンズ２ｃを形成できる。
【００６１】
次に、開口部を有さない光吸収層３Ａに、開口部３ａを形成する。開口部３ａを形成するために、光学シート本体２の光出射面２ｂ側から光を照射し、レンズ効果により光吸収層３Ａの所望の位置に集光させて、所望の位置の光吸収層３Ａを昇華、爆発又は溶融等により除去する。このようにして、開口部３ａを有する光吸収層３を形成できる。光吸収層３Ａに開口部３ａを形成するための光は特に限定されない。該光の一例として、５３２ｎｍのＹＡＧレーザーが挙げられる。
【００６２】
次に、光吸収層３の光学シート本体２が配置された側とは反対側の表面３ｂに、金属を蒸着させることにより、光反射層４を形成する。
【００６３】
本実施形態の主な特徴は、開口部３ａを形成する際に、開口部３ａの深さＨの開口部３ａの直径Ｌに対する比（深さＨ／直径Ｌ）が１以上３以下であるように、光吸収層３に開口部３ａを形成することにある。これによって、光学シート本体２の光入射面２ａの光吸収層３の開口部３ａが位置している部分に、光反射層４を形成する際に金属が蒸着し難い。開口部４ａを開口部３ａに対応する位置に形成できる。従って、光反射層４の開口部４ａを高精度に形成できる。このため、光学シート１では、光学シート本体２の光入射面２ａの光吸収層３の開口部３ａが位置している部分を光が効果的に透過する。
【００６４】
従って、本実施形態の製造方法では、簡単な製造工程で、光学シート１を効率良くかつ安価に提供することができる。さらに、光利用効率が高く、光源からの光を所望の照射範囲に出光させる光学シート１を得ることができる。
【００６５】
なお、液晶表示装置に用いられる光学シートについて説明した。光学シートは、透写型表示装置又はテレビジョン受像機などの様々な光学装置において、光源からの光の利用効率を高める用途に適宜用いることができる。さらに、光学シートは、照明器具にも用いることができる。
【００６６】
また、上記実施形態では、複数の半球状のレンズ２ｃが設けられたマイクロレンズアレイシートを説明した。本発明に係る光学シートは、複数のシリンドリカルレンズが設けられているレンチキュラーシートからなる光学シートにも適用できる。光の出射方向をより一層高精度に制御する観点からは、光学シートは、マイクロレンズアレイシートであることが好ましい。
【００６７】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明する。本発明はこれら実施例のみに限定されない。
【００６８】
（実施例１）
図２に示す溶融押出装置２１を用いて、共押出法により、光学シート本体２と、該光学シート本体２の光入射面２ａ側に設けられており、かつ開口部を有さない光吸収層３Ａとを有する積層シート２３Ａを作製した。
【００６９】
積層シート２３Ａの光学シート本体２をポリカーボネート樹脂により形成した。光学シート本体２の平均厚みは１００μｍ、複数のレンズ２ｃの頂点２ｅ間の距離Ｄ１は５５μｍ、複数のレンズ２ｃの直径Ｄ２は５０μｍ、隣り合うレンズ２ｃ，レンズ２ｃ間の隙間の距離Ｄ３は５μｍとした。レンズの形状は、回転楕円体の一部であった。
【００７０】
積層シート２３Ａの光吸収層３Ａを、ポリカーボネート樹脂とニトロセルロースとを含む混合物により形成した。
【００７１】
次に、光学シート本体２の光出射面２ｂ側から、光学シート本体２を介して光吸収層３Ａに、平行レーザー光として５３２ｎｍのＹＡＧレーザーを１４０×１０−６Ｊ／ｐｕｌｓｅのエネルギーで照射することにより開口部３ａを形成し、開口部３ａを有する光吸収層３とした。光吸収層３の平均厚みは１２μｍ、開口部３ａの深さＨは１２μｍ、開口部３ａの直径Ｌは１２μｍ、開口率は３．５％であった。
【００７２】
開口部３ａが形成された光吸収層３の光学シート本体２が配置された側とは反対側の表面３ｂに、銀を蒸着させることにより光反射層４を形成し、光学シート１を得た。光反射層４の平均厚みは２００ｎｍであった。
【００７３】
（実施例２）
ＹＡＧレーザーのエネルギーを１０５×１０−６Ｊ／ｐｕｌｓｅに変更したこと以外は実施例１と同様にして、開口部３ａを有する光吸収層３を形成した。光吸収層３の平均厚みは１２μｍ、開口部３ａの深さＨは１２μｍ、開口部３ａの直径Ｌは４μｍ、開口率は０．４％であった。
【００７４】
開口部３ａが形成された光吸収層３の光学シート本体２が配置された側とは反対側の表面３ｂに、銀を蒸着させることにより光反射層４を形成し、光学シート１を得た。光反射層４の平均厚みは２００ｎｍであった。
【００７５】
（比較例１）
ＹＡＧレーザーのエネルギーを２１０×１０−６Ｊ／ｐｕｌｓｅに変更したこと以外は実施例１と同様にして、開口部を有する光吸収層を形成した。光吸収層の平均厚みは１２μｍ、開口部の深さＨは１２μｍ、開口部の直径Ｌは１５μｍ、開口率は５．５％であった。
【００７６】
開口部が形成された光吸収層に、銀を蒸着させることにより光反射層を形成し、光学シートを得た。光反射層の平均厚みは２００ｎｍであった。
【００７７】
（比較例２）
ＹＡＧレーザーのエネルギーを７０×１０−６Ｊ／ｐｕｌｓｅに変更したこと以外は実施例１と同様にして、開口部を有する光吸収層を形成した。光吸収層の平均厚みは１２μｍ、開口部の深さＨは１２μｍ、開口部は形成できなかった。
【００７８】
開口部が形成された光吸収層に、銀を蒸着させることにより光反射層を形成し、光学シートを得た。光反射層の平均厚みは２００ｎｍであった。
【００７９】
（評価）
電子顕微鏡（Ｓ−４３００ＳＥＮ、ＥＤＸシステム、日立社製）による断面観察及び元素分析により、銀の蒸着の有無を評価した。得られた光学シートにおいて、光学シート本体の光入射面側の光吸収層の開口部が位置している部分に、銀が蒸着しているか否かを観察した。さらに、光反射層に開口部が形成されているか否かを観察した。
【００８０】
結果を下記の表１に示す。
【００８１】
【表１】
【００８２】
比較例１の光学シートでは、光学シート本体の光入射面側の光吸収層の開口部が位置している部分にも、銀が蒸着されていた。比較例２の光学シートでは、開口部を有さない光反射層が形成された。
【符号の説明】
【００８３】
１…光学シート
２…光学シート本体
２ａ…光入射面
２ｂ…光出射面
２ｃ…レンズ
２ｄ…基準面
２ｅ…頂点
３…光吸収層
３Ａ…開口部を有さない光吸収層
３ａ…開口部
３ｂ…表面
４…光反射層
４ａ…開口部
４ｂ…表面
１１…光拡散板
２１…溶融押出装置
２２…金型
２３…積層シート
２３Ａ…レンズが設けられた積層シート
２４…型ロール
２４ａ…凹部
２４ｂ…円筒曲面
２５…タッチロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射面と光出射面とを有し、かつ該光出射面側に凸状の複数のレンズを有する光学シート本体を用いて、該光学シート本体の光入射面側に、中間層を形成する工程と、
前記光学シート本体の前記光出射面側から、前記光学シート本体を介して前記中間層に光を照射し、開口部の深さの開口部の直径に対する比（深さ／直径）が１以上３以下であるように、前記中間層に開口部を形成する工程と、
開口部が形成された前記中間層の前記光学シート本体が配置された側とは反対側の表面に、金属を蒸着させることにより、光を反射する光反射層を形成する工程とを備える、光学シートの製造方法。
【請求項２】
前記中間層として、光を吸収する光吸収層を形成する、請求項１に記載の光学シートの製造方法。
【請求項３】
前記光学シート本体として、前記凸状の複数のレンズの形状が、球体の一部又は回転楕円体の一部である光学シート本体を用いる、請求項１又は２に記載の光学シートの製造方法。
【請求項４】
前記光反射層を形成するための前記金属として銀を用いる、請求項１〜３のいずれか１
項に記載の光学シートの製造方法。
【請求項５】
前記中間層を形成するための材料として黒色塗料を用いる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学シートの製造方法。
【請求項６】
光入射面と光出射面とを有し、かつ該光出射面側に凸状の複数のレンズを有する光学シート本体と、
前記光学シート本体の光入射面側に配置された中間層と、
前記中間層の前記光学シート本体が配置された側とは反対側に配置されており、光を反射する光反射層とを備え、
前記中間層及び前記光反射層が、複数の開口部を有し、該複数の開口部がそれぞれ、前記複数のレンズの頂点に対向する領域に設けられており、
前記中間層の前記開口部の深さの前記中間層の前記開口部の直径に対する比（深さ／直径）が１以上３以下であり、
前記光反射層が、前記中間層の前記光学シート本体が配置された側とは反対側の表面に、金属を蒸着させることにより形成されている、光学シート。
【請求項１】
光入射面と光出射面とを有し、かつ該光出射面側に凸状の複数のレンズを有する光学シート本体を用いて、該光学シート本体の光入射面側に、中間層を形成する工程と、
前記光学シート本体の前記光出射面側から、前記光学シート本体を介して前記中間層に光を照射し、開口部の深さの開口部の直径に対する比（深さ／直径）が１以上３以下であるように、前記中間層に開口部を形成する工程と、
開口部が形成された前記中間層の前記光学シート本体が配置された側とは反対側の表面に、金属を蒸着させることにより、光を反射する光反射層を形成する工程とを備える、光学シートの製造方法。
【請求項２】
前記中間層として、光を吸収する光吸収層を形成する、請求項１に記載の光学シートの製造方法。
【請求項３】
前記光学シート本体として、前記凸状の複数のレンズの形状が、球体の一部又は回転楕円体の一部である光学シート本体を用いる、請求項１又は２に記載の光学シートの製造方法。
【請求項４】
前記光反射層を形成するための前記金属として銀を用いる、請求項１〜３のいずれか１
項に記載の光学シートの製造方法。
【請求項５】
前記中間層を形成するための材料として黒色塗料を用いる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学シートの製造方法。
【請求項６】
光入射面と光出射面とを有し、かつ該光出射面側に凸状の複数のレンズを有する光学シート本体と、
前記光学シート本体の光入射面側に配置された中間層と、
前記中間層の前記光学シート本体が配置された側とは反対側に配置されており、光を反射する光反射層とを備え、
前記中間層及び前記光反射層が、複数の開口部を有し、該複数の開口部がそれぞれ、前記複数のレンズの頂点に対向する領域に設けられており、
前記中間層の前記開口部の深さの前記中間層の前記開口部の直径に対する比（深さ／直径）が１以上３以下であり、
前記光反射層が、前記中間層の前記光学シート本体が配置された側とは反対側の表面に、金属を蒸着させることにより形成されている、光学シート。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１０２９２３（Ｐ２０１１−１０２９２３Ａ）
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５８２６６（Ｐ２００９−２５８２６６）
【出願日】平成２１年１１月１１日（２００９．１１．１１）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１１日（２００９．１１．１１）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]