JP2021076645A - 光学シート及びその製造方法並びに光学シート用母材シート及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光吸収部及び光透過部を有する光学機能層と光学機能層上に設けられる表面層との密着性を向上できる光学シートを提供する。【解決手段】実施の形態にかかる光学シート１は、一対の主面を有し、光透過部１２ｂと光吸収部１２ａとが各前記主面に平行な第１方向Ｄ１に沿って配列される光学機能層１２と、光学機能層１２の一対の主面のうちの一方の主面上に設けられる第１表面層１３と、を備える。そして、光吸収部１２ａは、光学機能層１２の前記一方の主面側で第１表面層１３に向けて露出して当該一方の主面の一部を構成しており、光吸収部１２ａの前記一方の主面側の端部には前記一対の主面のうちの他方の主面に向けてへこむ凹部１２ｄが設けられる。そして、第１表面層１３は、凹部１２ｄに充填された状態で光学機能層１２を覆っている。【選択図】図１

Description

本発明は、映像表示装置が形成する映像光に光学的作用を付与する光学シート及びその製造方法、並びに光学シートを形成するための光学シート用母材シート及びその製造方法に関する。

液晶表示装置等の映像表示装置に設置され、映像表示装置が形成する映像光に光学的作用を付与する光学シートが従来から知られている。

例えば特許文献１には光学シートとしてのルーバーフィルムが開示され、このルーバーフィルムは、光吸収部と光透過部とを交互に配列する光学機能層と、光学機能層を保護するＯＣ層（オーバーコート層）とを備えている。

従来、ルーバーフィルムにはＯＣ層を備えないものもあったが、この構成では、例えば映像表示装置内にルーバーフィルムが組み込まれた後、ルーバーフィルムがこれと隣り合う偏光板等の他の部材と接触した際に、ルーバーフィルム及び／又は他の部材に傷が生じ得るという問題があった。このような問題に鑑みて特許文献１のルーバーフィルムはＯＣ層を設けている。

特許文献１にかかるＯＣ層は、他の部材との接触時に他の部材を傷つけないように高い摺動性を有しており、この摺動性は、ＯＣ層の材料となるベース樹脂にスリップ剤を含有させることで確保されている。

特開２０１７−４５０６０号公報

しかしながら、特許文献１にかかるＯＣ層は高い摺動性を確保することで他の部材における傷の発生を抑制できる一方、摺動性が高くなるがために光学機能層との密着性が損なわれる場合がある。ルーバーフィルムは一般にＯＣ層や光学機能層を含む母材シートから切り出されるが、ＯＣ層と光学機能層との密着性を十分に確保できない場合には、母材シートからのルーバーフィルムの切り出しの際に、ＯＣ層が割れ易くなる傾向がある。割れたＯＣ層は異物となるため、ルーバーフィルムを組み込む映像表示装置の品質に影響を及ぼす虞がある。また、ＯＣ層と光学機能層との密着性を十分に確保できない場合には、映像表示装置に組み込まれた後の温度変化等に起因してＯＣ層が剥がれ易くなったりする等の問題も懸念される。

また、ＯＣ層は粘着剤から形成されてもよく、この場合、切り出し時の割れの問題は解消し得る。しかしながら、ルーバーフィルムが映像表示装置に組み込まれた後に高温環境に晒された場合には、粘着層が不所望にはみ出す場合があり、その結果、周辺の部材が汚染され得るという問題が生じる場合があった。また、粘着層は他の部材と密着される必要があるため、光学性能に制約が生じ得るという問題もあった。

本発明は上記実情を鑑みてなされたものであり、光吸収部及び光透過部を有する光学機能層と光学機能層上に設けられる表面層との密着性を向上できる光学シート及びその製造方法、並びに光学シート用母材シート及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明にかかる光学シートは、一対の主面を有し、光透過部と光吸収部とが各前記主面に平行な第１方向に沿って配列される光学機能層と、前記光学機能層の前記一対の主面のうちの一方の主面上に設けられる表面層と、を備え、前記光吸収部は、前記光学機能層の前記一方の主面側で露出して前記表面層に向けて当該一方の主面の一部を構成しており、前記光吸収部の前記一方の主面側の端部には前記一対の主面のうちの他方の主面に向けてへこむ凹部が設けられており、前記表面層は、前記凹部に充填された状態で前記光学機能層を覆っている。

前記表面層は、硬化型樹脂を含んでもよい。

前記表面層は、紫外線硬化型樹脂を含んでもよい。

前記表面層は、スリップ剤を含んでもよい。

前記表面層の前記光学機能層側の面とは反対側の面は、マット面になっていてもよい。

前記表面層は、マット層でもよい。

本発明にかかる光学シートは、ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−１：１９９９に準拠した円筒形マンドレル法を行った際に、割れが生じ始めるマンドレルの直径が３５ｍｍ以下となる耐屈曲性を有してもよい。

前記表面層の前記光学機能層側の面とは反対側の面と、前記表面層の前記光学機能層側の面および前記反対側の面の間に位置する周縁とで形成される前記表面層の角部は、丸みを有していてもよい。

また本発明にかかる光学シートは、前記光学機能層に対する前記表面層の付着性をＪＩＳ−Ｋ５６００−５−６：１９９９に準拠するクロスカット法で評価したとき、分類が、０になり、且つ、ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−６：１９９９に準拠するクロスカット法において規定される６０°の引っ張り方向を１２０°に変え、その他の条件は同じにして、前記表面層の付着性の評価を行ったときも、分類が、０になるように構成されてもよい。

また前記凹部の深さは、１．５μｍ以上５μｍ以下でもよい。

前記凹部の深さ／前記第１方向における前記凹部の幅は、０．０５以上０．５以下でもよい。

前記光吸収部は、ベース樹脂と、前記ベース樹脂に保持される光吸収粒子とを含んでもよい。

また、本発明にかかる光学シートの製造方法は、
一対の主面を有する光透過部材料層に、前記一対の主面のうちの一方の主面から他方の主面に向けてへこむ複数の空隙を各前記主面に平行な第１方向に並ぶように形成するとともに、隣り合う前記空隙の間に光透過部を形成する工程と、
前記光透過部及び前記空隙を覆うように光吸収部材料層を設け、前記光吸収部材料層によって前記空隙を充填した状態で前記光透過部及び前記空隙を覆う工程と、
前記光吸収部材料層を掻き取りつつ前記光吸収部材料層を前記空隙内に押し込んだ後、前記空隙内の前記光吸収部材料層を硬化し、前記空隙が開放する側の端部に前記空隙の底面に向けてへこむ凹部を有する光吸収部を前記空隙内に形成する工程と、
前記光透過部及び前記光吸収部を覆うように表面層材料層を設け、前記表面層材料層によって前記凹部を充填した状態で前記光透過部及び前記光吸収部を覆う工程と、
前記表面層材料層を硬化して、表面層を形成し、前記光透過部及び前記光吸収部を有する光学機能層と前記表面層とを含む母材シートを形成する工程と、
前記母材シートから光学シートを切り出す工程と、を備える。

本発明にかかる光学シートの製造方法において、前記凹部は、１．５μｍ以上５μｍ以下の深さとなるように形成されてもよい。
また、前記光透過部及び前記光吸収部を覆うように前記表面層材料層を設ける際、前記表面層材料層は前記凹部に所定の圧力で押し込まれてもよい。

また、本発明にかかる光学シート用母材シートは、一対の主面を有し、光透過部と光吸収部とが各前記主面に平行な第１方向に沿って配列される光学機能層と、前記光学機能層の前記一対の主面のうちの一方の主面上に設けられる表面層と、を備え、前記光吸収部は、前記光学機能層の前記一方の主面側で前記表面層に向けて露出して当該一方の主面の一部を構成しており、前記光吸収部の前記一方の主面側の端部には前記一対の主面のうちの他方の主面に向けてへこむ凹部が設けられており、前記表面層は、前記凹部に充填された状態で前記光学機能層を覆っている。

また、本発明にかかる光学シート用母材シートの製造方法は、
一対の主面を有する光透過部材料層に、前記一対の主面のうちの一方の主面から他方の主面に向けてへこむ複数の空隙を各前記主面に平行な第１方向に並ぶように形成するとともに、隣り合う前記空隙の間に光透過部を形成する工程と、
前記光透過部及び前記空隙を覆うように光吸収部材料層を設け、前記光吸収部材料層によって前記空隙を充填した状態で前記光透過部及び前記空隙を覆う工程と、
前記光吸収部材料層を掻き取りつつ前記光吸収部材料層を前記空隙内に押し込んだ後、前記空隙内の前記光吸収部材料層を硬化し、前記空隙が開放する側の端部に前記空隙の底面に向けてへこむ凹部を有する光吸収部を前記空隙内に形成する工程と、
前記光透過部及び前記光吸収部を覆うように表面層材料層を設け、前記表面層材料層によって前記凹部を充填した状態で前記光透過部及び前記光吸収部を覆う工程と、
前記表面層材料層を硬化して、表面層を形成する工程と、を備える。

本発明によれば、光吸収部及び光透過部を有する光学機能層と光学機能層上に設けられる表面層との密着性を向上できる。

本発明の一実施の形態にかかる光学シートの層構成を示す概略的な断面図である。 図１の拡大図である。 図１に示す光学シートを構成する光学機能層の主面を対面方向で撮像したＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）画像を示す図である。 図１に示す光学シートを構成する光学機能層の主面を斜視的に撮像したＳＥＭ画像を示す図である。 図３の拡大図である。 図１に示す光学シートの製造方法の一例を説明する図である。 図１に示す光学シートの製造方法の一例を説明する図である。 図１に示す光学シートの製造方法の一例を説明する図である。 図１に示す光学シートの製造方法の一例を説明する図である。 図１に示す光学シートの製造方法の一例を説明する図である。 図１に示す光学シートの製造方法の一例を説明する図である。 図１に示す光学シートの製造方法の一例を説明する図である。 図１に示す光学シートの製造方法の一例を説明する図である。 図１に示す光学シートの製造方法の一例を説明する図である。 図１に示す光学シートの製造方法の一例を説明する図である。 一実施の形態にかかる光学シートの角部のＳＥＭ画像を示す図である。 図８Ｃに示す光学シートの角部の断面図である。 従来の光学シートを切り出す際の様子を示す図である。 従来の光学シートの角部のＳＥＭ画像を示す図である。 図９Ｂに示す光学シートの角部の断面図である。 図１に示す光学シートを備える液晶表示装置を概略的に示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態にかかる光学シート１及びその製造方法等について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

また、本明細書において、「板」、「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「光学シート」は板やフィルムと呼ばれ得るような部材をも含む概念であり、したがって、「光学シート」は、「光学フィルム」等と呼ばれる部材と、呼称の違いのみにおいて区別され得ない。

また、「シート面（板面、フィルム面）」とは、対象となるシート状（板状、フィルム状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材（板状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。また、シート面の法線とは、シート面に直交する線を意味し、法線に平行な方向のことを法線方向と呼ぶ。また、以下の説明では、シート面（板面、フィルム面）のことを、主面と呼ぶ場合もある。

また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件ならびにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

＜光学シート＞
図１は、本実施の形態にかかる光学シート１の層構成を示す概略的な断面図である。図１に示す光学シート１は、基材１１と、光学機能層１２と、第１表面層１３と、第２表面層１４と、を備える。基材１１及び光学機能層１２は互いに接合されており、第１表面層１３は光学機能層１２を基材１１側とは反対の側から覆い、第２表面層１４は基材１１を光学機能層１２側とは反対の側から覆っている。

（基材）
基材１１は、樹脂やガラス等からなる光透過性を有する透明基材であり、例えばポリカーボネート、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリオリフィン、ポリアクリレート、ポリアミドを主成分とするフィルム、ガラスなどから構成される。基材１１の厚みは、例えば６０μｍ以上２５０μｍ以下であり、基材１１の屈折率は、例えば１．４６以上１．６７以下である。なお、主成分とは、ある物質を構成する複数の成分のうちの物質全体に対して５０％以上の割合で含まれる成分又は最も多く含まれる成分のことを意味する。

（光学機能層）
光学機能層１２は光透過部１２ｂと光吸収部１２ａとを有する所謂ルーバーフィルムであり、光透過部１２ｂと光吸収部１２ａは、光学機能層１２の一対の主面の各々に平行な第１方向Ｄ１に沿って交互に配列されている。図１における符号Ｄ２は、上記一対の主面の各々に平行で且つ第１方向Ｄ１に直交する第２方向を示しており、光透過部１２ｂと光吸収部１２ａは第２方向Ｄ２で直線状に延びる。なお、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とは直交関係でなくてもよい。

光吸収部１２ａは光を吸収する部分であって、光吸収粒子をベース樹脂、言い換えるとバインダー樹脂中に含んだものである。光吸収粒子としては、例えばカーボンブラックを含有したアクリルビーズ等を用いることができる。なお、光吸収部１２ａは、バインダー樹脂に例えば黒色フィラーを含ませたものでもよく、その組成は特に限られるものではない。

光学シート１は、光学機能層１２から基材１１に向けて映像光を透過させるように設置されるものであり、本実施の形態における光吸収部１２ａの断面形状は、光の出光側へ先細りとなる台形形状となっている。一方、光透過部１２ｂの断面形状は、光の入光側へ先細りとなる台形形状となる。ただし、光吸収部１２ａ及び光透過部１２ｂの断面形状は要求される機能に応じて種々の形状を採用することができるものであって、特に限られるものではなく、例えば矩形状であってもよい。

以下においては、光学機能層１２の一対の主面のうちの入光側の主面のことを第１主面１２１と呼び、出光側の主面のことを第２主面１２２と呼ぶ。上述した基材１１は光学機能層１２の第２主面１２２上に設けられ、第１表面層１３は光学機能層１２の第１主面１２１上に設けられている。また、光吸収部１２ａは光学機能層１２の第１主面１２１側で光学機能層１２の外部に露出し第１主面１２１の一部を構成している。言い換えると、光吸収部１２ａは光学機能層１２の第１主面１２１側で第１表面層１３に向けて露出し第１主面１２１の一部を構成している。

光吸収部１２ａにおけるベース樹脂を構成する材料は特に限定されないが、硬化型樹脂であることが好ましい。具体的には例えば、紫外線若しくは電子線により硬化する樹脂である電離放射線硬化型樹脂、電離放射線硬化型樹脂と溶剤乾燥型樹脂（塗工時に固形分を調整するために添加した溶剤を乾燥させるだけで、被膜となるような樹脂）との混合物、又は、熱硬化型樹脂等が挙げられる。光吸収部１２ａにおけるベース樹脂の屈折率は１．４７以上１．６５以下であることが好ましく、１．４９以上１．５７以下であることがより好ましい。ベース樹脂の屈折率が高いと光吸収部１２ａが割れ易くなるため、屈折率は１．５７以下が良い。

一方で、光透過部１２ｂは光を透過させる部分であり、例えば可視光透過性の樹脂からなる。光透過部１２ｂの材料は特に限定されないが、硬化型樹脂であることが好ましい。具体的には例えば、紫外線若しくは電子線により硬化する樹脂である電離放射線硬化型樹脂、電離放射線硬化型樹脂と溶剤乾燥型樹脂（塗工時に固形分を調整するために添加した溶剤を乾燥させるだけで、被膜となるような樹脂）との混合物、又は、熱硬化型樹脂等が挙げられる。

なお、本実施の形態における光透過部１２ｂは基材１１と接合されるため、基材１１との接合強度を向上させる観点で基材１１と相性が良いことが望まれる。また光吸収部１２ａを充填させるために光透過部１２ｂに形成される空隙１５（図２参照）は金型によって形成されるため、光透過部１２ｂは離型剤を含有させる等により離型が良好となる性状を確保することが望まれる。例えば基材１１がポリカーボネートを主成分とする場合、上記二つの要望を充足させ得る光透過部１２ｂの材料としては、接合強度向上の観点でフェノキシレチルアクリレートと、離型性確保の観点でリン酸エステルとを含む材料が好適に用いられ得る。

また、光透過部１２ｂの屈折率は１．４７以上１．６５以下であることが好ましく、１．４９以上１．５７以下であることがより好ましい。屈折率が高いと光透過部１２ｂが割れ易くなるため、屈折率は１．５７以下が良い。また、光透過部１２ｂの屈折率は、上記光吸収部１２ａのベース樹脂の屈折率よりも高い又は同一であることが望ましい。光透過部１２ｂの屈折率が光吸収部１２ａのベース樹脂の屈折率よりも高い場合には、光透過部１２ｂから光吸収部１２ａに向かう光の全反射を利用した光学設計が可能となり、例えば光の利用効率を高めることができる。また、光透過部１２ｂの屈折率が光吸収部１２ａのベース樹脂の屈折率と同一の場合、光の全反射や屈折が起きないため、例えば表示装置の表面から光学シート１までの距離が離れたとしても、透過光と全反射光、屈折光の２重像の発生を防止することが可能となる。

また、光学機能層１２における光吸収部１２ａおよび光透過部１２ｂの配列のピッチは特に限定されないが、ルーバーフィルムの機能を効果的に発揮する観点から、１５μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。また、光吸収部１２ａの高さ（厚み）は６０μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましい。また、光学機能層１２には、光透過部１２ｂと一体であって各光透過部１２ｂをまとめて支持するように各光透過部１２ｂと連結するフィルム状のランド部１２ｃが含まれる。このランド部１２ｃの厚みは、１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。

図２は図１の拡大図であって、光吸収部１２ａの周辺を拡大して示している。また図３は光学機能層１２の第１主面１２１を対面方向で撮像したＳＥＭ画像を示す図であり、図４は光学機能層１２の第１主面１２１を斜視的に撮像したＳＥＭ画像を示す図である。ここで、光吸収部１２ａの第１主面１２１の端部には図２乃至図４に示すように第２主面１２２に向けてへこむ凹部１２ｄが設けられている。

図２を参照し、凹部１２ｄの深さＤは、０．５μｍ以上であることが好ましく、１．５μｍ以上であることがより好ましく、１．５μｍ以上５μｍ以下であることがさらに好ましい。また、アスペクト比である凹部１２ｄの深さＤ／凹部１２ｄの第１方向Ｄ１での幅Ｗは、０．０５以上０．５以下であることが好ましい。後述するように凹部１２ｄには第１表面層１３が充填された状態となり、これにより光学機能層１２と第１表面層１３との密着性が向上する。なお、図２における符号１２ｐは光吸収粒子を示している。

光学シート１は後述するように光学シート１と層構成を同じくする母材シートから切り出されるが、本件発明者は、鋭意研究の結果、凹部１２ｄの深さＤが０．５μｍ以上である場合には、切り出し時の第１表面層１３の割れを効果的に抑制できる程度の光学機能層１２と第１表面層１３との密着性及び耐屈曲性が得られることを知見し、凹部１２ｄの深さＤが１．５μｍ以上である場合には、切り出し時の第１表面層１３の割れをほぼ確実に抑制できる程度の光学機能層１２と第１表面層１３との密着性及び耐屈曲性が得られることを知見した。一方で、凹部１２ｄの深さＤが５μｍよりも大きくなる場合には、光吸収部１２ａの光吸収性能が損なわれ得る可能性があり、凹部１２ｄの深さＤの好ましい上限は５μｍ以下に定めている。また、アスペクト比（凹部１２ｄの深さＤ／凹部１２ｄの第１方向Ｄ１での幅Ｗ）が、０．０５未満であると、凹部１２ｄの深さＤを０．５μｍ以上確保する際の凹部１２ｄの幅Ｗが過剰に大きくなって所望の光学性能を得がたくなり、アスペクト比が、０．５よりも大きくなると第１表面層１３を凹部１２ｄに充填しがたくなって光吸収性能が損なわれ得る。このような観点から、アスペクト比は０．０５以上０．５以下であることが好ましいと言える。

なお凹部１２ｄの深さＤ及び幅Ｗの測定は、例えば光学シートの断面のＳＥＭ画像を用いて測定してもよい。

また図５は図３の拡大図を示している。図５に示すように凹部１２ｄの表面には、複数の光吸収粒子１２ｐによる隆起部１２ｅが形成されており、凹部１２ｄの表面はマット状、言い換えると梨地状又はしぼ加工面になっている。光吸収部１２ａに含まれる光吸収粒子１２ｐの平均粒径は、例えば４μｍ以下であり、最大粒径は３０μｍであることが好ましい。このような平均粒径の際、凹部１２ｄの表面に現れる隆起部１２ｅは、１００μｍ^２当たり９以上１０個以下であることが好ましい。また凹部１２ｄの表面の表面粗さＲａは、０．２μｍ以上０．４μｍ以下であることが好ましい。このように隆起部１２ｅが現れる場合及び／又は凹部１２ｄの表面の表面粗さＲａが０．２μｍ以上０．４μｍ以下となる場合には、製造の都合により形成される隆起部１２ｅを利用して光学機能層１２と第１表面層１３との密着性を効果的に向上できる。

なお隆起部１２ｅの個数の測定は、例えば図５に示すようなＳＥＭ画像を用いて目視で行ってもよい。また隆起部１２ｅの表面粗さＲａの測定は、公知の接触式又は非接触式の表面粗さ測定装置により特定され得る。なお、表面粗さＲａはＪＩＳ−Ｂ０６０１：２０１３に規定される表面粗さである。

（第１表面層）
第１表面層１３は、上述したように光吸収部１２ａの端部に形成される凹部１２ｄに充填された状態で光学機能層１２を覆うことにより、光学機能層１２と強固に接合されるようになっている。第１表面層１３の厚みは、例えば５μｍ以上５０μｍ以下であり、第１表面層１３の屈折率は、例えば１．４７以上１．６５以下である。

第１表面層１３の材料は特に限定されないが、硬化型樹脂であることが好ましい。具体的には例えば、紫外線若しくは電子線により硬化する樹脂である電離放射線硬化型樹脂、電離放射線硬化型樹脂と溶剤乾燥型樹脂（塗工時に固形分を調整するために添加した溶剤を乾燥させるだけで、被膜となるような樹脂）との混合物、又は、熱硬化型樹脂等が挙げられる。

本実施の形態では、光学シート１が表示装置に組み込まれた際に、第１表面層１３が他の光学部材と隣り合う状況になることが想定されるが、この状況下では、第１表面層１３が他の光学部材に接触したとしても、他の光学部材を傷付けず且つ他の光学部材と密着しないことが望まれる。そこで第１表面層１３は高い摺動性を確保することが望ましく、これを充足するためにスリップ剤を含んでもよい。スリップ剤としては、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アルミド、ワックス（パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス）、シリコーンオイル等が用いられ得る。

また第１表面層１３と他の光学部材との密着を抑制するために、第１表面層１３はマット層として形成されてもよく、光学機能層１２側の面とは反対側の面はマット面になっていてもよい。また他の光学部材との密着性が良くない材料により、第１表面層１３が形成されてもよい。例えば、他の光学部材がポリカーボネートを主成分とする材料から形成される場合には、第１表面層１３の材料として、アクリル系モノマーと、ウレタンアクリレート系オリゴマーとを含む材料が好適に用いられ得る。なお、この際、基材１１がポリカーボネートを主成分とする材料から形成され、且つ光透過部１２ｂの材料として、ポリカーボネートと密着性の良いアクリル系モノマーと、ウレタンアクリレート系オリゴマーとを含む材料や、上述したようなフェノキシレチルアクリレートと、リン酸エステルとを含む材料が用いられる場合には、光学機能層１２と第１表面層１３との密着性が低下し得るが、本実施の形態では、光吸収部１２ａの凹部１２ｄの存在により密着性が補償されることになる。

（第２表面層）
第２表面層１４は基材１１の保護のために設けられるものである。第２表面層１４の厚みは、例えば５μｍ以上５０μｍ以下であり、第２表面層１４の屈折率は、例えば１．４７以上１．６５以下である。第２表面層１４の材料は特に限定されないが、硬化型樹脂であることが好ましい。具体的には例えば、紫外線若しくは電子線により硬化する樹脂である電離放射線硬化型樹脂、電離放射線硬化型樹脂と溶剤乾燥型樹脂（塗工時に固形分を調整するために添加した溶剤を乾燥させるだけで、被膜となるような樹脂）との混合物、又は、熱硬化型樹脂等が挙げられる。

第２表面層１４の第１表面層１３と同じ材料で且つ同じ厚みで形成されることが好ましい。この場合、第２表面層１４の線膨張係数及び第１表面層１３の線膨張係数を揃えることができ、カール等の不具合が抑制され得る。また、製造コストの抑制も図れる。

＜光学シートの密着性及び耐屈曲性＞
上述したように、光学シート１では第１表面層１３が光吸収部１２ａの端部に形成される凹部１２ｄに充填されて光学機能層１２を覆うことにより、光学機能層１２と第１表面層１３との密着性が向上する。光学機能層１２と第１表面層１３との密着性としては、光学機能層１２に対する第１表面層１３の付着性をＪＩＳ−Ｋ５６００−５−６：１９９９に準拠するクロスカット法で評価したときに、分類が、０になるレベルを確保することが好ましい。さらには、ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−６：１９９９に準拠するクロスカット法において規定される６０°の引っ張り方向を１２０°に変え、その他の条件は同じにして、光学機能層１２に対する第１表面層１３の付着性の剥離評価を行ったときも、分類が、０になるレベルの密着性を確保することがより好ましい。

第１表面層１３の付着性をＪＩＳ−Ｋ５６００−５−６：１９９９に準拠するクロスカット法で評価したときに、分類が、０になる程度の光学機能層１２と第１表面層１３との密着性が確保される場合には、光学シート１において高い屈曲性が確保され、これにより母材シートから光学シート１を切り出す際に生じる第１表面層１３の割れを効果的に抑制できることを本件発明者は知見した。さらに、上記の付着性評価に加えて、ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−６：１９９９に準拠するクロスカット法において規定される６０°の引っ張り方向を１２０°に変え、その他の条件は同じにして、光学機能層１２に対する第１表面層１３の付着性の剥離評価を行ったときも、分類が、０になる程度の光学機能層１２と第１表面層１３との密着性が確保される場合には、光学シート１においては極めて高い屈曲性が確保され、これにより母材シートから光学シート１を切り出す際に生じる第１表面層１３の割れをほぼ確実に抑制できることを本件発明者は知見した。

なお、上述のように第１表面層１３の付着性をＪＩＳ−Ｋ５６００−５−６：１９９９に準拠するクロスカット法で評価したときに、分類が、０になり、且つ、ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−６：１９９９に準拠するクロスカット法において規定される６０°の引っ張り方向を１２０°に変え、その他の条件は同じにして、光学機能層１２に対する第１表面層１３の付着性の剥離評価を行ったときも、分類が、０になる程度の光学機能層１２と第１表面層１３との密着性が確保される場合には、光学シート１及びその母材シートにおいては、ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−１：１９９９に準拠した円筒形マンドレル法を行った際に、割れが生じ始めるマンドレルの直径が３５ｍｍ以下となる程度の耐屈曲性を確保し易くなる。このような耐屈曲性を母材シートが有している場合には、母材シートから光学シート１を切り出す際に生じる第１表面層１３の割れをほぼ確実に抑制することが可能となる。

＜光学シートの製造方法＞
次に、上述した光学シート１の製造方法の一例について図６Ａ〜６Ｄ、図７Ａ〜７Ｄ、図８Ａ〜８Ｄを用いて説明する。

ここで説明する例では、最初に基材１１と光学機能層１２とを含む母材シート１００（図８Ａ参照）が作製される。この際、まず、図６Ａに示すように基材１１上に光透過部材料層１２ｂＲが設けられる。光透過部材料層１２ｂＲは、硬化前の例えば硬化型樹脂から形成されており、図示しないがロールで搬送されている基材１１に連続的に塗工される。なお、本例では、基材１１に第２表面層１４が既に設けられているが、第２表面層１４の形成タイミングは特に限定されるものではない。

次いで、図６Ｂに示すように、光吸収部１２ａを充填するための空隙１５を光透過部材料層１２ｂＲに金型によって形成する。詳しくは、一対の主面を有する光透過部材料層１２ｂＲに、一対の主面のうちの一方の主面から他方の主面に向けてへこむ複数の空隙１５を各前記主面に平行な第１方向Ｄ１に並ぶように形成する。空隙１５の成型は、ロール金型で行われてもよい。そして、光透過部材料層１２ｂＲが硬化されることで隣り合う空隙１５の間に光透過部１２ｂが形成される。

次いで、図６Ｃに示すように、複数の光透過部１２ｂ及び空隙１５を覆うように光吸収部材料層１２ａＲが設けられる。ここで、光吸収部材料層１２ａＲは空隙１５内に充填される。光吸収部材料層１２ａＲは、硬化前の例えば硬化型樹脂をベース樹脂として含むとともに、光吸収粒子１２ｐを含む材料から形成されている。

次いで、図６Ｄに示すように、空隙１５内に光吸収部材料層１２ａＲが充填され且つ余分な光吸収部材料層１２ａＲが除去されるように、光吸収部材料層１２ａＲがスキージ１２０によって掻き取られる。そして、光吸収部材料層１２ａＲが硬化されることで、図７Ａに示すように光吸収部１２ａが形成され、光学機能層１２が形成される。ここで、光吸収部１２ａには凹部１２ｄが形成される。凹部１２ｄは、スキージ１２０を強めに光透過部１２ｂに押し付けつつ光吸収部材料層１２ａＲを掻き取ることで形成され易くなる。

次いで、図７Ｂに示すように、光透過部１２ｂ及び光吸収部１２ａを覆うように表面層材料層１３Ｒを設け、表面層材料層１３Ｒによって凹部１２ｄを充填した状態で光透過部１２ｂ及び光吸収部１２ａを覆う工程が行われる。そして、表面層材料層１３Ｒが硬化される。なお、この際、表面層材料層１３Ｒは完全に硬化されないが、完全に硬化させてもよい。

次いで、本例では、基材１１、第２表面層１４、光学機能層１２及び表面層材料層１３Ｒからなる積層体が一対のエンボス加工ローラ１４０，１４０の間を通される。ここで、一対のエンボス加工ローラ１４０，１４０のうちの一方の表面は、微細凹凸を有するマット状になっており、当該表面は、第１表面層１３に接して第１表面層１３にマット加工、言い換えると梨地加工又はしぼ加工を施す。これにより、図７Ｄに示すように、表面層材料層１３Ｒの表面に微細凹凸が形成され、第１表面層１３が形成される。本例では、以上により、母材シート１００が作製される。なお、上記積層体を一対のエンボス加工ローラ１４０，１４０の間に通す際には、表面層材料層１３Ｒが凹部１２ｄに所定の圧力で押し込まれるように、一対のエンボス加工ローラ１４０，１４０で積層体を挟み込むのが良い。具体的には、表面層材料層１３Ｒが凹部１２ｄに０．１Ｍｐａ以上０．６Ｍｐａ以下の圧力で押し込まれるようにするのが良い。

その後、母材シート１００はロール状に巻き取られ、巻回し体とされる。その後、図８Ａに示すように、母材シート１００を繰り出して、例えば図中の二点鎖線の輪郭に沿って抜き金型２００（図８Ｂ参照）により矩形状の光学シート１が切り出される。

図８Ｂには抜き金型２００による光学シート１の切り出しの様子が断面で示されている。本実施の形態では、光吸収部１２ａの凹部１２ｄによって光学機能層１２と第１表面層１３との密着性が向上し、これにより高い屈曲性が確保されることで、母材シート１００から光学シート１を切り出す際に生じる第１表面層１３の割れを効果的に抑制できる。切り出し時には、第１表面層１３が抜き金型２００の刃先側に引き込まれることで、図８Ｂに示すように第１表面層１３の角部が丸みを有するようになる。ただし、本実施の形態では光学機能層１２と第１表面層１３との密着性が高いことで、第１表面層１３が抜き金型２００の刃先側に大きく引き込まれることが抑制されるため、第１表面層１３の角部の丸みの曲率半径は小さくなる。ここで、第１表面層１３の角部の丸みの曲率半径は、１００μｍ以上１５００μｍ以下の範囲であることが好ましく、５００μｍ以上がより好ましく、１０００μｍ以上が特に好ましい。
図８Ｃは、光学シート１の角部のＳＥＭ画像を示す図であり、図８Ｄは、図８Ｃに示す光学シート１の角部の断面図である。図８Ｃの範囲Ｅ１及び図８Ｄに示すように、角部の丸みは緩やかになっている。丸みの寸法は面方向で２００μｍで、厚み方向で１８μｍである。
第１表面層１３上には、剥離可能な保護フィルムが貼合される場合があるが、第１表面層１３の角部が丸み場合には、保護フィルムの剥離作業が容易になる。なお、丸みが緩やかでわると保護フィルムと第１表面層１３との間への異物の進入が抑制され得るため、曲率半径はある程度大きい方がよく、曲率半径は５００μｍ以上であることが好ましく、１０００μｍ以上であることが特に好ましい。

一方で、図９Ａは、凹部１２ｄを有さない以外は、光学シート１と同じ構成を有する従来の光学シートを抜き金型２００により切り出す際の様子を示す図である。図９Ａに示すように、従来の光学シートでは多くの場合に割れが生じていた。また、図９Ｂは、偶発的に割れが生じなかった場合の従来の光学シートの角度のＳＥＭ画像を示す図であり、図９Ｃは、図９Ｂに示す光学シートの角部の断面図である。図９Ｂの範囲Ｅ２及び図９Ｃに示すように、角部の丸みは比較的曲率半径が小さくなっている。丸みの寸法は面方向で８０μｍで、厚み方向で５０μｍである。

＜光学シート１の使用例＞
ここで図１０を用いて光学シート１の使用例について説明しておく。図１０は光学シート１を備える液晶表示装置を概略的に示す図である。図１０に示す液晶表示装置は、光源２と、プリズムシート３と、反射型偏光分離シート３０と、光学シート１と、液晶パネル５０と、視認性調整シート６０と、をこの順で備えている。この例では、第１表面層１３が反射型偏光分離シート３０と接触し得るが、第１表面層１３にスリップ剤が含まれる場合には、反射型偏光分離シート３０を傷付ける状況が回避される。また第１表面層１３がマット面となっている場合には、反射型偏光分離シート３０との密着が回避される。

＜作用効果＞
以上に説明した本実施の形態にかかる光学シート１は、一対の主面を有し、光透過部１２ｂと光吸収部１２ａとが各前記主面に平行な第１方向Ｄ１に沿って配列される光学機能層１２と、光学機能層１２の一対の主面のうちの一方の主面上に設けられる第１表面層１３と、を備える。そして、光吸収部１２ａは、光学機能層１２の前記一方の主面側で露出して当該一方の主面の一部を構成しており、光吸収部１２ａの前記一方の主面側の端部には前記一対の主面のうちの他方の主面に向けてへこむ凹部１２ｄが設けられる。そして、第１表面層１３は、凹部１２ｄに充填された状態で光学機能層１２を覆っている。

このような構成では、光学機能層１２と第１表面層１３との接触面積を光吸収部１２ａに凹部１２ｄが設けられない場合に比べて大きく確保できる。その結果、光学機能層１２と第１表面層１３との密着性を向上できるようになる。

以下、本発明の実施例１〜４を説明する。実施例１では、凹部１２ｄの深さＤが０．５μｍとなる光学シート１を作製した。実施例２では、凹部１２ｄの深さＤが１μｍとなる光学シート１を作製した。実施例３では、凹部１２ｄの深さＤが１．５μｍとなる光学シート１を作製した。実施例４では、凹部１２ｄの深さＤが２μｍとなる光学シート１を作製した。

各実施例で使用した材料及び寸法は、以下の通りである。

基材１１として、厚み２５０μｍのポリカーボネイトフィルム（恵和社製、オプコン ＰＣ＃２５０ＫＭ２０Ｄ）を用いた。

光学機能層１２における光吸収部１２ａの材料として、ベース樹脂である感光性樹脂と、光吸収粒子であるカーボンブラックと、を含む材料を用いた。
光透過部１２ｂの材料として、ＵＶ硬化型樹脂である三洋化成社製ファインキュアＣＲ−０３を用いた。
光吸収部１２ａおよび光透過部１２ｂの配列のピッチは、３９．４μｍとした。光吸収部１２ａの高さ（厚み）は１０２μｍとした。ランド部１２ｃの厚みは、２５μｍとした。よって、光透過部１２ｂの厚みは、１２７μｍである。

第１表面層１３の材料として、ＵＶ硬化型樹脂である三洋化成社製ファインキュアＢＣＰ−３４を用いた。第１表面層１３の厚みは、２２μｍとした。

第２表面層１４の材料として、ＵＶ硬化型樹脂である三洋化成社製ファインキュアＢＣＰ−３４を用いた。第２表面層１４の厚みは、２２μｍとした。

そして各実施例においては、ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−６：１９９９に準拠した第１表面層１３の付着性を評価した。ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−６：１９９９に準拠する評価では、概略として、第１表面層１３を２５マス直角格子にカットして、透明感圧付着テープにより第１表面層１３の剥離を試みる。そして、以下の分類０〜５により、付着性が特定される。なお、下記の「塗膜」は、カットされた第１表面層１３の一部のことを意味する。

・０：カットの縁が完全に滑らかで，どの格子の目にもはがれがない。
・１：カットの交差点における塗膜の小さなはがれ。クロスカット部分で影響を受けるのは，明確に５％を上回ることはない。
・２：塗膜がカットの縁に沿って、及び／又は交差点においてはがれている。クロスカット部分で影響を受けるのは明確に５％を超えるが１５％%を上回ることはない。
・３：塗膜がカットの縁に沿って、部分的又は全面的に大はがれを生じており，及び／又は目のいろいろな部分が，部分的又は全面的にはがれている。クロスカット部分で影響を受けるのは，明確に１５%を超えるが３５%を上回ることはない。
・４：塗膜がカットの縁に沿って，部分的又は全面的に大はがれを生じており，及び／又は数か所の目が部分的又は全面的にはがれている。クロスカット部分で影響を受けるのは，明確に３５%を上回ることはない。
・５：分類４でも分類できないはがれ程度のいずれか。

そして、各実施例においては、分類が、０になるときに密着性が良好（○）と評価し、それ以外の分類のときは、密着性に（×）を付けている。以下の表１は、各実施例の評価結果を示している。

実施例の結果から、光学機能層１２と第１表面層１３との密着性を十分に高めるためには、凹部１２ｄの深さＤを１．５μｍ以上とすることが好ましいことが確認された。

１…光学シート
１１…基材
１２…光学機能層
１２１…第１主面
１２２…第２主面
１２ａ…光吸収部
１２ａＲ…光吸収部材料層
１２ｂ…光透過部
１２ｂＲ…光透過部材料層
１２ｃ…ランド部
１２ｄ…凹部
１２ｅ…隆起部
１２ｐ…光吸収粒子
１３…第１表面層
１３Ｒ…表面層材料層
１４…第２表面層
１５…空隙
１００…母材シート
１２０…スキージ
１４０…エンボス加工ローラ
２００…抜き金型

Claims (17)

1. 一対の主面を有し、光透過部と光吸収部とが各前記主面に平行な第１方向に沿って配列される光学機能層と、
   前記光学機能層の前記一対の主面のうちの一方の主面上に設けられる表面層と、を備え、
   前記光吸収部は、前記光学機能層の前記一方の主面側で前記表面層に向けて露出して当該一方の主面の一部を構成しており、
   前記光吸収部の前記一方の主面側の端部には前記一対の主面のうちの他方の主面に向けてへこむ凹部が設けられており、
   前記表面層は、前記凹部に充填された状態で前記光学機能層を覆っている、光学シート。
2. 前記表面層は、硬化型樹脂を含む、請求項１に機作の光学シート。
3. 前記表面層は、紫外線硬化型樹脂を含む、請求項２に記載の光学シート。
4. 前記表面層は、スリップ剤を含む、請求項２又は３に記載の光学シート。
5. 前記表面層の前記光学機能層側の面とは反対側の面がマット面になっている、請求項１乃至４のいずれかに記載の光学シート。
6. 前記表面層は、マット層である、請求項１乃至５のいずれかに記載の光学シート。
7. ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−１：１９９９に準拠した円筒形マンドレル法を行った際に、割れが生じ始めるマンドレルの直径が３５ｍｍ以下となる耐屈曲性を有している、請求項１乃至６のいずれかに記載の光学シート。
8. 前記表面層の前記光学機能層側の面とは反対側の面と、前記表面層の前記光学機能層側の面および前記反対側の面の間に位置する周縁とで形成される前記表面層の角部が、丸みを有している、請求項７に記載の光学シート。
9. 前記光学機能層に対する前記表面層の付着性をＪＩＳ−Ｋ５６００−５−６：１９９９に準拠するクロスカット法で評価したとき、分類が、０になり、且つ、
   ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−６：１９９９に準拠するクロスカット法において規定される６０°の引っ張り方向を１２０°に変え、その他の条件は同じにして、前記表面層の付着性の評価を行ったときも、分類が、０になる、請求項１乃至８のいずれかに記載の光学シート。
10. 前記凹部の深さが、１．５μｍ以上５μｍ以下である、請求項１乃至９のいずれかに記載の光学シート。
11. 前記凹部の深さ／前記第１方向における前記凹部の幅が、０．０５以上０．５以下である、請求項１乃至１０のいずれかに記載の光学シート。
12. 前記光吸収部は、ベース樹脂と、前記ベース樹脂に保持される光吸収粒子とを含む、請求項１乃至１１のいずれかに記載の光学シート。
13. 一対の主面を有する光透過部材料層に、前記一対の主面のうちの一方の主面から他方の主面に向けてへこむ複数の空隙を各前記主面に平行な第１方向に並ぶように形成するとともに、隣り合う前記空隙の間に光透過部を形成する工程と、
    前記光透過部及び前記空隙を覆うように光吸収部材料層を設け、前記光吸収部材料層によって前記空隙を充填した状態で前記光透過部及び前記空隙を覆う工程と、
    前記光吸収部材料層を掻き取りつつ前記光吸収部材料層を前記空隙内に押し込んだ後、前記空隙内の前記光吸収部材料層を硬化し、前記空隙が開放する側の端部に前記空隙の底面に向けてへこむ凹部を有する光吸収部を前記空隙内に形成する工程と、
    前記光透過部及び前記光吸収部を覆うように表面層材料層を設け、前記表面層材料層によって前記凹部を充填した状態で前記光透過部及び前記光吸収部を覆う工程と、
    前記表面層材料層を硬化して、表面層を形成し、前記光透過部及び前記光吸収部を有する光学機能層と前記表面層とを含む母材シートを形成する工程と、
    前記母材シートから光学シートを切り出す工程と、を備える、光学シートの製造方法。
14. 前記凹部は、１．５μｍ以上５μｍ以下の深さとなるように形成される、請求項１３に記載の光学シートの製造方法。
15. 前記光透過部及び前記光吸収部を覆うように前記表面層材料層を設ける際、前記表面層材料層は前記凹部に所定の圧力で押し込まれる、請求項１３又は１４に記載の光学シートの製造方法。
16. 一対の主面を有し、光透過部と光吸収部とが各前記主面に平行な第１方向に沿って配列される光学機能層と、
    前記光学機能層の前記一対の主面のうちの一方の主面上に設けられる表面層と、を備え、
    前記光吸収部は、前記光学機能層の前記一方の主面側で前記表面層に向けて露出して当該一方の主面の一部を構成しており、
    前記光吸収部の前記一方の主面側の端部には前記一対の主面のうちの他方の主面に向けてへこむ凹部が設けられており、
    前記表面層は、前記凹部に充填された状態で前記光学機能層を覆っている、光学シート用母材シート。
17. 一対の主面を有する光透過部材料層に、前記一対の主面のうちの一方の主面から他方の主面に向けてへこむ複数の空隙を各前記主面に平行な第１方向に並ぶように形成するとともに、隣り合う前記空隙の間に光透過部を形成する工程と、
    前記光透過部及び前記空隙を覆うように光吸収部材料層を設け、前記光吸収部材料層によって前記空隙を充填した状態で前記光透過部及び前記空隙を覆う工程と、
    前記光吸収部材料層を掻き取りつつ前記光吸収部材料層を前記空隙内に押し込んだ後、前記空隙内の前記光吸収部材料層を硬化し、前記空隙が開放する側の端部に前記空隙の底面に向けてへこむ凹部を有する光吸収部を前記空隙内に形成する工程と、
    前記光透過部及び前記光吸収部を覆うように表面層材料層を設け、前記表面層材料層によって前記凹部を充填した状態で前記光透過部及び前記光吸収部を覆う工程と、
    前記表面層材料層を硬化して、表面層を形成する工程と、を備える、光学シート用母材シートの製造方法。

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