CN102109623B - 凹凸形状形成片及其制造方法、防反射体、相位差板、工序片原版以及光学元件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种凹凸形状形成片,该凹凸形状形成片作为防反射体、相位差板等光学元件利用时表现优异的性能。本发明的凹凸形状形成片(10),包括树脂层(11)和设置在树脂层(11)的至少一部分的硬质层(12);硬质层(12)由金属或者金属化合物组成,硬质层(12)具有波状的凹凸形状(12a),凹凸形状(12a)的平均间距为1μm以下,凹凸形状(12a)的底部的平均深度为将所述平均间距当作100%时的10%以上。
Description
本申请是申请日为2007年5月8日,名称为凹凸形状形成片及其制造方法、防反射体、相位差板、工序片原版以及光学元件的制造方法,申请号为200710101761.6的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及防反射体、相位差板等光学元件所具备的凹凸形状形成片及其制造方法。还涉及使用凹凸形状形成片的防反射体、相位差板。还涉及工序片原版,用作制造形成有凹凸形状的片的模具。进一步涉及光学元件的制造方法。
背景技术
作为防反射体、相位差板等光学元件,已知可以利用凹凸形状形成片,在该凹凸形状形成片的表面形成由微细的波状凹凸组成的凹凸形状,凹凸形状的平均间距为可视光的波长以下(参考非专利文献1)。
这里,平均间距是指,当凹凸形状仅沿一个方向时,从凹凸形状的某凸部的顶部到该凸部相邻的凸部的顶部之间间隔的间距的平均值。而当凹凸形状未沿特定方向时,按照如下方式求出平均间距。首先,用原子间力显微镜拍摄凹凸形状的上面,将该图像变换为灰度文件(例如、tiff形式等)。在灰度文件的图像(参考图4)中,白度越低的部分,表示凹部的底部越深(白度越高的部分,凸部的顶部越高)。接着,对灰度文件的图像进行傅立叶变换。图5所示为傅立叶变换后的图像。在傅立叶变换后的图像中,从白色部分的中心看的方向表示灰度的方向性,而从中心到白色部分的距离的倒数表示灰度图像的周期。凹凸形状未沿特定方向时,成为如图5所示的显示出白色圆环的图像。接着,从傅立叶变换后的图像中的圆环的中心向外侧划出直线状的辅助线L2,并画出从中心开始的距离(X轴)对应的亮度(Y轴)曲线(参考图6)。然后,读取在该曲线中表示极大值的X轴的值r。该r的倒数(1/r)为平均间距。
凹凸形状形成片可以作为防反射体利用是由于以下的理由。
在片的表面未设置凹凸形状时,由于片与空气之间的界面中的折射率急剧变化而产生反射。但是,在片的表面即在与空气之间的界面设置波状的凹凸形状时,凹凸形状部分中的折射率表示为空气的折射率与凹凸形状形成片的折射率之间的值(以下,称为中间折射率),而且,该中间折射率在凹凸形状的深度方向上连续变化。具体地,在越深的位置处,越接近凹凸形状形成片的折射率。按这种方式中间折射率连续变化时,如上所述的界面中的折射率不会发生急剧变化,可以抑制光的反射。而且,如果凹凸形状的间距为可视光的波长以下,则在凹凸形状部分不易引起由可视光的衍射即可视光的干涉造成的着色。
另外,凹凸形状形成片可以作为相位差板利用是因为,在凹凸形状的部分交替配置折射率相互不同的空气和凹凸形状形成片时,其结果,对照到凹凸形状侧的光表现光学各向异性。而且,凹凸形状的间距与可视光的波长在相同范围内或者凹凸形状的间距为可视光的波长以下时,在广可视光波长区域出现表示相等相位差的现象。
作为这种凹凸形状形成片的具体例,例如,非专利文献2提出了通过如下方法得到的片,在加热的聚二甲基硅氧烷组成的片的一面蒸镀金属形成金属层之后冷却,使聚二甲基硅氧烷组成的片收缩,从而在金属层的表面形成波状的凹凸形状。
另外,专利文献1提出了如下的片,在热收缩性合成树脂膜的表面,依次形成衬底层和金属层之后,使热收缩性合成树脂膜热收缩,从而在金属层的表面形成波状的凹凸形状的片。
专利文献2提出了如下的片,形成通过曝光处理体积收缩的材料构成的层,对该层进行曝光处理,从而在表面形成凹凸的片。
但是,专利文献1、2及非专利文献2中记载的凹凸形状形成片,作为光学元件都没有显示出优异的性能。具体地,作为防反射体使用时,无法充分降低反射率,而作为相位差板使用时,无法充分扩大相位差,而且无法在广波长区域产生相等的相位差。
另外,作为制造凹凸形状形成片的方法,已知有使用图形掩模(patternmask)的可视光的光刻法(photolithography)。但是,该方法不能制造具有可作为光学元件利用的光的波长以下间距的凹凸形状形成片。因此,需要应用能更微细加工的紫外线激光干涉法、电子束曝光法(1ithography)。在这些方法中,对形成在基板上的抗蚀剂(resist)层用紫外线激光干涉光、电子束进行曝光并显影,形成抗蚀剂图形层,并将该抗蚀剂图形层作为掩模,通过干法蚀刻法等形成凹凸形状。但是,应用紫外线激光干涉法、电子束曝光法时,存在以下问题:难以在超过10cm的广区域加工,不适宜大量生产。
另外,专利文献3提出了在基板上配置粒子层,将粒子层作为蚀刻掩模对基板表面进行干法蚀刻的方法。但是,这种方法也存在以下问题:难以在超过30cm的广区域加工,不适宜大量生产。
专利文献1:特开昭63-301988号公报
专利文献2;特开2003-187503号公报
专利文献3:特开2005-279807号公报
非专利文献1:菊田久雄、岩田耕一著,《光学》,日本光学会发行,第27卷,第1号,1998年,p.12-17
非专利文献2:Ned Bowden等著,《自然(nature)》,第393号,1998年,p.146
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种作为防反射体、相位差板等光学元件利用时表现优异性能的凹凸形状形成片。另外,本发明的目的在于提供一种凹凸形状形成片的制造方法,能够简便、大面积地制造这种凹凸形状形成片。另外,本发明的目的在于提供一种反射率低的防反射体,提供一种在广波长区域产生相等相位差的相位差板。另外,本发明的目的在于提供一种工序片原版,能够简便且大量制造形成适合作为光学元件的凹凸形状的片。进一步,本发明的目的在于提供一种光学元件的制造方法,能够简便且大量制造光学元件,该光学元件上形成适合作为光学元件的平均间距及平均深度的凹凸形状。
本发明者对提高防反射体、相位差板等光学元件的性能进行研究的结果,发明了以下的凹凸形状形成片。而且,研究了用于制造这种凹凸形状形成片的制造方法,发明了以下的凹凸形状形成片的制造方法。而且,发明了以下的防反射体、相位差板、工序片原版以及光学元件的制造方法。
〔1〕一种凹凸形状形成片,包括树脂层和设置在该树脂层外面的至少一部分的硬质层,该硬质层具有波状的凹凸形状,其特征在于,
硬质层由金属或者金属化合物组成;
凹凸形状的平均间距为1μm以下,凹凸形状的底部的平均深度为将所述平均间距当作100%时的10%以上,
所述凹凸形状形成片由以下(1)~(4)中的任一种方法制造:
(1)在由向一个轴或者二个轴方向热收缩的收缩膜组成的树脂层的一面的全部设置硬质层,形成层压片,并通过使所述树脂层热收缩,将层压在所述树脂层的所述硬质层沿表面的一个方向或者二个方向以上进行压缩的方法;
(2)在树脂层的一面的全部设置硬质层,形成层压片,将所述层压片向一个方向延伸,使所述层压片在相对延伸方向正交的方向收缩,从而将所述硬质层沿表面的一个方向进行压缩的方法;
(3)在由未硬化的电离放射线硬化性树脂形成的树脂层层压硬质层,形成层压片,通过照射电离放射线硬化所述树脂层使所述树脂层收缩,将层压在所述树脂层的所述硬质层沿表面的至少一个方向进行压缩的方法;
(4)在利用溶剂膨润的膨胀树脂层上,层压硬质层,形成层压片,通过干燥并除去所述树脂层中的溶剂使所述树脂层收缩,将层压在所述树脂层的所述硬质层沿表面的至少一个方向进行压缩的方法。
〔2〕根据〔1〕所述的凹凸形状形成片,其中,硬质层由金属化合物组成。
〔3〕根据〔2〕所述的凹凸形状形成片,其中,金属化合物为,从氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化镁、氧化锡、氧化铜、氧化铟、氧化镉、氧化铅、氧化硅、氟化钡、氟化钙、氟化镁、硫化锌、砷化镓组成的群之中选择的至少1种金属化合物。
〔4〕根据〔1〕所述的凹凸形状形成片,其中,硬质层由金属组成。
〔5〕根据〔4〕所述的凹凸形状形成片,其中,金属为,从金、铝、银、碳、铜、锗、铟、镁、铌、钯、铅、白金、硅、锡、钛、钒、锌、铋组成的群之中选择的至少1种金属。
〔6〕一种凹凸形状形成片的制造方法,其特征在于,该方法包括以下工序:
在树脂层外面的至少一部分设置表面平滑的硬质层,形成层压片的工序;至少使该层压片的硬质层蛇行变形的工序;
其中,硬质层用金属或者金属化合物构成。
〔7〕一种防反射体,其中,该防反射体具有〔1〕~〔5〕中的任1项所述的凹凸形状形成片。
〔8〕一种相位差板,其中,该相位差板具有〔1〕~〔5〕中的任1项所述的凹凸形状形成片。
〔9〕一种工序片原版,该工序片原版具有〔1〕~〔5〕中的任1项所述的凹凸形状形成片;该工序片原版作为模具使用,该模具用于制造形成与该凹凸形状形成片相等的平均间距及平均深度的凹凸形状的片。
〔10〕一种光学元件的制造方法,该方法包括以下工序:
在〔9〕所述的工序片原版中形成凹凸形状的面,涂未硬化的硬化性树脂的工序;
使该硬化性树脂硬化后,从工序片原版剥离硬化的涂膜的工序。
〔11〕一种光学元件的制造方法,该方法包括以下工序:
在〔9〕所述的工序片原版中形成凹凸形状的面,接触片状热可塑性树脂的工序;
将该热可塑性树脂压在工序片原版的同时,加热使其软化后,进行冷却的工序;
从工序片原版剥离冷却的片状热可塑性树脂的工序。
〔12〕一种光学元件的制造方法,该方法包括以下工序:
在〔9〕所述的工序片原版中形成凹凸形状的面,层压凹凸形状转印用材料的工序;
从所述工序片原版剥离层压在凹凸形状的凹凸形状转印用材料,制作2次工序片的工序;
在该2次工序片中与所述工序片原版的凹凸形状相接的侧的面,涂未硬化的硬化性树脂的工序;
使该硬化性树脂硬化后,从2次工序片剥离硬化的涂膜的工序。
〔13〕一种光学元件的制造方法,该方法包括以下工序:
在〔9〕所述的工序片原版中形成凹凸形状的面,层压凹凸形状转印用材料的工序;
从所述工序片原版剥离层压在凹凸形状的凹凸形状转印用材料,制作2次工序片的工序;
在该2次工序片中与所述工序片原版的凹凸形状相接的侧的面,接触片状热可塑性树脂的工序;
将该热可塑性树脂压在2次工序片的同时,加热使其软化后,进行冷却的工序;
从2次工序片剥离冷却的片状热可塑性树脂的工序。
本发明的凹凸形状形成片,能够适合作为防反射体、相位差板等光学元件利用。另外,本发明的凹凸形状形成片,也可以适合作为工序片原版利用,该工序片原版作为制造形成波状的凹凸形状的片的模具而使用。
在本发明的凹凸形状形成片的制造方法中,由于能够容易地在表面大面积形成微细的凹凸形状,所以可以简便、大面积地制造适合利用于光学元件等的凹凸形状形成片。
本发明的防反射体,反射率低,性能优异。
本发明的相位差板,能够在广波长区域产生相等的相位差,性能优异。
通过使用本发明的工序片原版,可以简便且大量地制造形成适合作为光学元件的平均间距及平均深度的凹凸形状的片。
根据本发明的光学元件的制造方法,可以简便且大量地制造形成适合作为光学元件的平均间距及平均深度的凹凸形状的光学元件。
附图说明
图1为放大显示本发明的凹凸形状形成片的一个实施方式的一部分的放大斜视图。
图2为将图1的凹凸形状形成片按凹凸形状的形成方向的正交方向切断时的断面图。
图3所示为本发明的凹凸形状形成片的制造方法的一个实施方式中的层压片的断面图。
图4为用原子间力显微镜拍摄凹凸形状未沿特定方向时的表面所得到的图像的灰度变化图像。
图5为对图4的图像进行傅立叶变换的图像。
图6为从图5的图像中的圆环中心开始的距离对应的亮度曲线图。
图7为使用本发明的凹凸形状形成片制造光学元件的方法一例说明图。
符号的说明
10凹凸形状形成片 10a层压片
11树脂层 12硬质层
12a凹凸形状 12b底部
13表面平滑的硬质层(表面平滑硬质层)
具体实施方式
(凹凸形状形成片)
对本发明的凹凸形状形成片的一个实施方式进行说明。
图1所示为本实施方式的凹凸形状形成片。本实施方式的凹凸形状形成片10包括树脂层11和设置在树脂层11的一面全部的硬质层12;硬质层12具有沿该凹凸形状形成片10的宽度方向的周期性波状的凹凸形状12a。
树脂层11例如由聚对苯二甲酸乙二酯等聚酯、聚乙烯或聚丙烯等聚烯烃、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物等聚苯乙烯系树脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚二甲基硅氧烷等硅酮树脂、氟树脂、ABS树脂、聚酰胺、丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚环烯烃(po1y cycloo1efin)等树脂构成。
树脂层11的厚度较佳为0.3~500μm。如果树脂层11的厚度为0.3μm以上,则凹凸形状形成片10不易破损,如果厚度为500μm以下,则能够容易薄型化凹凸形状形成片10。另外,为了支持树脂层11,可以设置厚度5~500μm的树脂制的基材。
硬质层12由金属或者金属化合物组成。
考虑杨氏模量不过分增高,更容易地形成凹凸形状12a的理由,作为金属,较佳地从由金、铝、银、碳、铜、锗、铟、镁、铌、钯、铅、白金、硅、锡、钛、钒、锌、铋组成的群之中选择至少1种金属。这里所说的金属也包括碳、锗、锡等半金属。
出于同样的理由,作为金属化合物,较佳地从由氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化镁、氧化锡、氧化铜、氧化铟、氧化镉、氧化铅、氧化硅、氟化钡、氟化钙、氟化镁、硫化锌、砷化镓组成的群之中选择至少1种金属化合物。其中,氧化钛是被照射到光时分解附着在表面的有机物的光催化剂,具有自我清洗功能,所以较佳。
另外,硬质层12由金属组成时,层表面会被空气氧化形成空气氧化膜,但在本发明中,将这样的金属层表面被空气氧化的层,同样也视为由金属组成的层。
硬质层12的厚度较佳为1~30nm。如果硬质层12的厚度为1nm以上,则硬质层12不易产生缺陷,如果厚度为30nm以下,则硬质层12可以充分确保光透过性。
此外,硬质层12的厚度更较佳为10nm以下,尤其较佳为5nm以下。如果硬质层12的厚度为10nm以下,则如后面所述可以容易地制造凹凸形状形成片。
还有,以提高粘合性、形成更微细的结构为目的,在树脂层11与硬质层12之间,也可以形成底层(primer)。
而且,在硬质层12之上也可以设置树脂层。
凹凸形状形成片10的凹凸形状12a的平均间距A为1μm以下,较佳为0.7μm以下,更较佳为0.4μm以下。而且,考虑可以容易形成凹凸形状12a这点,平均间距A较佳为0.05μm以上。
这里,平均间距A为各间距A1、A2、A3......的平均值。
另外,如果凹凸形状不向一个方向扩展,而是向二维方向扩展时,通过对凹凸形状的图像进行傅立叶变换的方法求出平均间距。具体求法如下所示。
首先,将用原子间力显微镜拍摄的凹凸形状上面的图像变换为灰度文件,对该文件的图像(参考图4)进行傅立叶变换,得到白色圆环的图像(参考图5)。接着,画出在傅立叶变换后的图像中看到的从圆环中心开始的距离(X轴)对应的亮度(Y轴)曲线(参考图6)。然后,读取该曲线中表示极大值的X轴的值r,该r的倒数(1/r)为平均间距。
将平均间距A当作100%时,凹凸形状12a的底部12b的平均深度B为10%以上,较佳为30%以上,更较佳为100%以上。而且,考虑可以容易形成凹凸形状12a这点,平均深度B较佳为将平均间距A当作100%时的500%以下。
这里,底部12b是指凹凸形状12a的凹部的拐点,平均深度B为,观察沿长度方向切断凹凸形状形成片10的断面(参考图2)时,与凹凸形状形成片10整个面的方向平行的基准线L1到各凸部的顶部的长度B1、B2、B3......的平均值(Bav),与,基准线L1到各凹部的底部的长度b1、b2、b3......的平均值(bav)之间的差(bav-Bav)。
所述凸部的顶部及所述凹部的底部是指,挨着硬质层12中树脂层11侧的相反侧面的部分。
本发明者研究的结果表明,凹凸形状12a的平均间距A为1μm以下,尤其为0.4μm以下,凹凸形状12a的底部12b的平均深度B为将平均间距A当作100%时的10%以上,尤其为100%以上时,作为光学元件能够发挥优异的性能。具体地,将凹凸形状形成片10作为防反射体使用时,能够降低反射率,而作为相位差板使用时,能够在广波长区域产生相等的相位差。
这是因为不仅凹凸形状12a的平均间距A短至1μm以下,而且平均深度B深至将平均间距A当作100%时的10%以上。换句话说,平均间距A短,与可视光的波长相同或者为其以下,这样,由于凹凸,可视光不易产生衍射、散射。在这基础上,平均深度B深,这样,中间折射率连续变化的部分在厚度方向上延长,所以,可以显著地发挥抑制光的反射的效果。还有,平均间距A短、平均深度B深,这样,折射率互不相同的空气和凹凸形状形成片交替配置的部分在厚度方向上延长,表现光学各向异性的部分变长,因此可以产生相位差。而且,这种根据凹凸形状12a产生的相位差在广波长区域中略相等。
凹凸形状12a的各间距A1、A2、A3......均较佳地在平均间距A的±60%范围内,更较佳地在±30%范围内。如果各间距在平均间距A的±60%范围内,则间距均匀,作为光学元件发挥更优异的性能。
还有,各间距A1、A2、A3......在满足这些间距的平均间距A为1μm以下的情况下,也可以连续变化。
凹凸形状12a的各深度B1、B2、B3......均较佳地在平均深度B的±60%范围内,更较佳地在±30%范围内。如果各深度在平均深度B的±60%范围内,则深度均匀,作为光学元件发挥更优异的性能。
还有,各深度B1、B2、B3......在满足这些深度的平均深度B在将平均间距A当作100%时的10%以上的情况下,也可以连续变化。
如后续所述,本发明的凹凸形状形成片10除了可以应用于防反射体、相位差板等光学元件、光学元件制造用工序片以外,还可以利用于超疏水或者超亲水片。
另外,本发明的凹凸形状形成片并不局限于上述实施方式。例如,上述实施方式中,在硬质层形成了沿该凹凸形状形成片的宽度方向的周期性波状的凹凸形状,但除了该凹凸形状以外,也可以具有沿凹凸形状形成片的长度方向的周期性波状的凹凸形状。甚至,在硬质层也可以形成很多未沿特定方向的波状的凹凸形状。在这些情况下,凹凸形状的平均间距为1μm以下,凹凸形状的底部的平均深度为将所述平均间距当作100%时的10%以上,这样,也能够作为光学元件表现优异的性能。
凸部的形状考虑到折射率这点,较佳为前端陡峭,但前端也可以带有圆形。
在硬质层形成未沿特定方向的波状的凹凸形状时,作为测量其平均深度的方法可以采用的方法为,根据用原子间力显微镜拍摄的凹凸形状的断面的图像测量各底部的深度,并求出这些的平均值等方法。
(凹凸形状形成片的制造方法)
下面对本发明的凹凸形状形成片的制造方法的一个实施方式进行说明。
如图3所示,本实施方式的凹凸形状形成片的制造方法包括以下工序:在树脂层11的一面全部设置表面平滑的硬质层13(以下,称为表面平滑硬质层13)形成层压片10a的工序;在层压片10a中至少使表面平滑硬质层13蛇行变形的工序。
这里,表面平滑硬质层13是指JIS B0601中记载的中心线平均粗度为0.1μm以下的层。
该方法中,用金属或者金属化合物构成表面平滑硬质层13。由于用金属或者金属化合物构成表面平滑硬质层13,这样,使树脂层11变形的同时,将表面平滑硬质层13折曲呈波状,使其蛇行变形,从而可以容易地形成凹凸形状12a。
作为该制造方法,例如,可以应用下述方法(1)~(5)。
(1)在树脂层11的一面的全部设置表面平滑硬质层13,形成层压片10a,将层压片10a整体沿表面的一个方向进行压缩的方法。
(2)在由向一个轴或者二个轴方向热收缩的收缩膜组成的树脂层11的一面的全部设置表面平滑硬质层13,形成层压片10a,并通过使树脂层11热收缩,将层压在树脂层11的表面平滑硬质层13沿表面的一个方向或者二个方向以上进行压缩的方法。
(3)在树脂层11的一面的全部设置表面平滑硬质层13,形成层压片10a,将层压片10a向一个方向延伸,使其在相对延伸方向正交的方向收缩,从而将表面平滑硬质层13沿表面的一个方向进行压缩的方法。
(4)在由未硬化的电离放射线硬化性树脂形成的树脂层11层压表面平滑硬质层13,形成层压片10a,通过照射电离放射线硬化树脂层11使其收缩,将层压在树脂层11的表面平滑硬质层13沿表面的至少一个方向进行压缩的方法。
(5)在利用溶剂膨润的膨胀树脂层11上,层压表面平滑硬质层13,形成层压片10a,通过干燥并除去树脂层11中的溶剂使树脂层11收缩,将层压在树脂层11的表面平滑硬质层13沿表面的至少一个方向进行压缩的方法。
方法(1)中,作为形成层压片10a的方法,例如,可以列举在树脂层11的一面蒸镀金属、金属化合物的方法,在树脂层11的一面层压预先制作的表面平滑硬质层13的方法等。
该制造方法中,为了能够更容易地形成凹凸形状12a,较佳地将表面平滑硬质层13的杨氏模量设为0.1~500GPa,更较佳地设为1~150GPa。
为了将表面平滑硬质层13的杨氏模量设为前述范围,表面平滑硬质层13较佳地从由金、铝、银、碳、铜、锗、铟、镁、铌、钯、铅、白金、硅、锡、钛、钒、锌、铋组成的群之中选择至少1种金属构成。或者,表面平滑硬质层13较佳地从由氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化镁、氧化锡、氧化铜、氧化铟、氧化镉、氧化铅、氧化硅、氟化钡、氟化钙、氟化镁、硫化锌、砷化镓组成的群之中选择至少1种金属化合物构成。
这里,杨氏模量为在JIS Z 2280-1993“高温下金属材料杨氏模量的试验方法”中将温度变化为23℃后测量的值。硬质层由金属化合物组成时也同样。
表面平滑硬质层13的厚度较佳为10nm以下,更较佳为7nm以下,尤其较佳为5nm以下。如果表面平滑硬质层13的厚度为10nm以下,则能够可靠地将凹凸形状12a的平均间距A作成1μm以下。
而且,为了压缩后的硬质层12不易产生缺陷,表面平滑硬质层13较佳为1nm以上。
还有,表面平滑硬质层13的厚度也可以连续变化。当表面平滑硬质层13的厚度连续变化时,压缩后所形成的凹凸形状12a的间距A1、A2、A3......以及深度B1、B2、B3......会连续变化。
作为将整个层压片10a沿表面的一个方向进行压缩的方法,例如,可以列举用虎钳等夹住层压片10a的一个端部与其相反侧的端部进行压缩的方法等。
将层压片10a向一个方向变形时,较佳地以5%以上的变形率使表面平滑硬质层13变形,更较佳地以30%以上的变形率使表面平滑硬质层13变形。如果以5%以上的变形率使表面平滑硬质层13变形,则能够容易地使凹凸形状12a的底部12b的平均深度B成为将平均间距A当作100%时的10%以上。
而且,更较佳地以50%以上的变形率使表面平滑硬质层13变形。如果以50%以上的变形率使表面平滑硬质层13变形,则能够容易地使凹凸形状12a的底部12b的平均深度B成为将平均间距A当作100%时的100%以上。
这里,变形率是:(变形前的长度-变形后的长度)/(变形前的长度)×100(%)。或者是:(变形的长度)/(变形前的长度)×100(%)。
向二维方向变形时,将变形最大的方向的变形率较佳地设为5%以上,更较佳地设为50%以上。
方法(2)中,作为树脂层11使用的收缩膜,例如,可以列举聚对苯二甲酸乙二酯系收缩膜、聚苯乙烯系收缩膜、聚烯烃系收缩膜、聚氯乙烯系收缩膜等。在收缩膜之中,较佳的为收缩50~70%的收缩膜。使用收缩50~70%的收缩膜,则可以使上述变形率为50%以上,能够容易地制造凹凸形状12a的平均间距A为1μm以下、凹凸形状12a的底部12b的平均深度B为将平均间距A当作100%时的10%以上的凹凸形状形成片10。而且,也能够容易地制造凹凸形状12a的底部12b的平均深度B为将平均间距A当作100%时的100%以上的凹凸形状形成片10。
也可以使用拉伸膜代替收缩膜。
作为使树脂层11热收缩时的加热方法,可以列举通过热风、蒸气或者热水中的方法,其中,考虑到能够均匀收缩,较佳的方法为通过热水的方法。
对于使树脂层11热收缩时的加热温度,较佳地根据所使用的收缩膜的种类及凹凸形状12a的间距A以及底部12b的深度B的目标值,适当地选择。
使用向一个轴方向热收缩的收缩膜时,沿相对收缩方向正交的方向形成波状的凹凸形状12a。使用向二个轴方向热收缩的收缩膜时,形成不沿特定方向的波状的凹凸形状。
方法(2)中的表面平滑硬质层13可以使用与方法(1)中使用的表面平滑硬质层同样的金属及金属化合物,可以设为与其同样的厚度。另外,与方法(1)中同样地,层压片10a的形成方法可以应用在树脂层11的一面蒸镀金属或者金属化合物的方法,在树脂层11的一面层压预先制作的表面平滑硬质层13的方法。
方法(3)中,作为向一个方向延伸层压片10a的方法,例如,可以列举通过拉层压片10a的一端与其相反侧的端的方式延伸的方法等。
方法(4)中,作为电离放射线硬化性树脂可以列举紫外线硬化型树脂、电子束硬化型树脂等。
方法(5)中,根据构成树脂层11的树脂种类适当地选择溶剂。溶剂的干燥温度则根据溶剂的种类适当地选择。
对于方法(3)~(5)中的表面平滑硬质层13,也可以使用与方法(1)中使用的表面平滑硬质层同样的成分,可以设为与其同样的厚度。而且,与方法(1)中同样地,层压片10a的形成方法可以应用在树脂层11的一面蒸镀金属或者金属化合物的方法,在树脂层11的一面层压预先制作的表面平滑硬质层13的方法。
在以上说明的凹凸形状形成片的制造方法中,由于由金属或者金属化合物组成的表面平滑硬质层13的杨氏模量比树脂层11的杨氏模量相差非常大,所以,在对比树脂层11硬的表面平滑硬质层13进行压缩或者收缩时,相比厚度增加,会成为折叠状态。而且,由于表面平滑硬质层13被层压在树脂层11,所以,压缩、收缩过程中的应力会均匀地施加于整体。因此,根据本发明,能够容易地进行蛇行变形,制造凹凸形状形成片10。所以,可以简便且大面积地制造作为光学元件性能优异的凹凸形状形成片10。
而且,根据这种制造方法,不仅能够容易地缩短凹凸形状12a的平均间距A,而且能够容易地加深平均深度B。具体地,能够容易地将凹凸形状12a的平均间距A设为1μm以下,将凹凸形状12a的底部12b的平均深度B设为将平均间距A当作100%时的10%以上。
而且,根据这种制造方法,能够容易地使凹凸形状12a中的各间距A1、A2、A3......及各深度B1、B2、B3......均匀。
作为制造凹凸形状形成用片的方法,目前已知热纳米压印法和光纳米压印法。热纳米压印法为,将用于纳米压印的模具的凹凸形状压在加热并软化的片状热可塑性树脂后将其冷却;光纳米压印法为,在用于纳米压印的模具的凹凸形状上覆盖未硬化的电离放射线硬化性树脂组成物后,照射电离放射线使其硬化。
在热纳米压印法中,需要对模具整体施加均匀的压力,将形成有凹凸形状的模具压在热可塑性树脂,但在这种方法中,若模具的面积增大,则对模具施加的压力容易不均匀,其结果造成凹凸形状的转印变得不均匀。所以,该方法并不适用于液晶电视的显示器等所使用的大面积凹凸形状形成片的生产。
而且,在光纳米压印法中,由于模具与硬化的树脂之间不能充分地脱模,所以造成凹凸形状的转印变得不完全。而且,随着模具的重复使用次数增多,这种倾向越来越明显。
对此,上述凹凸形状形成片的制造方法由于省略了凹凸形状的转印,所以能够解决纳米压印法中的上述问题。
另外,上述实施方式中,在树脂层的一面全部设置表面平滑硬质层,但也可以在树脂层的一面的一部分设置表面平滑硬质层,还可以在树脂层的两面全部设置表面平滑硬质层,也可以在树脂层的两面的一部分设置表面平滑硬质层。
(防反射体)
本发明的防反射体包括上述凹凸形状形成片10。
在本发明的防反射体中,在凹凸形状形成片10的一面或者两面上也可以配置其它层。例如,在凹凸形状形成片10中形成有凹凸形状12a的侧的面上,为了防止该面被污染,可以配置含有以氟树脂或者硅酮树脂为主要成分的厚度1~5nm左右的防污层。
而且,在凹凸形状形成片10中未形成有凹凸形状12a的侧的面,例如可以配置基材。作为基材,例如,可以列举三乙酰纤维素等树脂制的片。
本发明的防反射体在凹凸形状形成片10的波状的凹凸形状12a的部分,表现为空气的折射率与凹凸形状形成片10的折射率(树脂层11的折射率)之间的中间折射率,该中间折射率连续变化。而且,凹凸形状12a的平均间距A为1μm以下,凹凸形状12a的底部12b的平均深度B为将平均间距A当作100%时的10%以上。由于这些点,能够显著地降低光的反射率,具体地,反射率几乎为0%。这是因为,如上所述,不仅凹凸形状形成片10的凹凸形状12a的平均间距A短至1μm以下,而且平均深度B深至将平均间距A当作100%时的10%以上,中间折射率连续变化的部分在厚度方向上延长,从而能够显著地发挥抑制光反射的效果。
这种防反射体,例如,可以安装于液晶显示板、等离子显示器等图像显示装置、发光二极管的发光部前端、太阳电池板的表面等。
安装于图像显示装置时,由于可以防止照明的反射,从而提高图像的视认性。安装于发光二极管的发光部前端时,提高发光效率。安装于太阳电池板的表面时,由于光的摄入量增多,从而提高太阳电池的发电效率。
(相位差板)
本发明的相位差板具备上述凹凸形状形成片10。但是,凹凸的方向不是随机的,而是沿一个方向。
在本发明的相位差板中,与上述防反射体同样地,在凹凸形状形成片10的一面或者两面上也可以配置其它层,例如,在凹凸形状形成片10中形成有凹凸形状12a的侧的面上可以配置防污层。
而且,在凹凸形状形成片10中未形成有凹凸形状12a的侧的面,例如可以配置基材。作为基材,例如,可以列举三乙酰纤维素等树脂制的片。
还有,在形成凹凸形状的面的相反侧面,还可以进一步形成凹凸形状。
本发明的相位差板能够显著地发挥产生相位差的效果。这是因为,如上所述,不仅凹凸形状形成片10的凹凸形状12a的平均间距A短至1μm以下,而且平均深度B深至将平均间距A当作100%时的10%以上,从而折射率相互不同的空气和凹凸形状形成片10交替配置的部分在厚度方向上延长,表现光学各向异性的部分变长。而且,凹凸形状的间距与可视光的波长相同或者为其以下时,能够在广可视光波长区域产生相等的相位差。
(工序片原版)
本发明的工序片原版具备上述凹凸形状形成片10,作为一种模具使用,通过用下面示出的方法将凹凸形状转印到其它材料,获得与该工序片原版具有相等的平均间距及平均深度的凹凸形状,大面积并大量地制造可作为防反射体、相位差板等光学元件使用的凹凸形状形成片。
工序片原版可以进一步包括用于支持凹凸形状形成片10的树脂制或者金属制的支持体。
作为使用工序片原版制造光学元件的具体方法,例如,可以列举下述方法(a)~(c)。
(a)方法包括:在工序片原版中形成凹凸形状的面,涂未硬化的电离放射线硬化性树脂的工序;照射电离放射线使所述硬化性树脂硬化后,从工序片原版剥离硬化的涂膜的工序。这里,电离放射线通常是指紫外线或者电子束,但本发明还包括可视光线、X射线、离子线等。
(b)方法包括:在工序片原版中形成凹凸形状的面,涂未硬化的液状热硬化性树脂的工序;加热使所述液状热硬化性树脂硬化后,从工序片原版剥离硬化的涂膜的工序。
(c)方法包括:在工序片原版中形成凹凸形状的面,接触片状的热可塑性树脂的工序;将该热可塑性树脂压在工程片原版的同时,加热使其软化后,进行冷却的工程;从工序片原版剥离该冷却的片状热可塑性树脂的工序。
另外,也可以使用工序片原版制作2次工序片,使用该2次工程片制造光学元件。作为使用2次工序片的具体方法,可以列举下述方法(d)~(f)。
(d)方法包括:在工序片原版中形成凹凸形状的面,镀上镍等金属,层压镀层(凹凸形状转印用材料)的工序;从工序片原版剥离该镀层,制作金属制的2次工序片的工序;接着,在2次工序片中与凹凸形状相接侧的面,涂未硬化的电离放射线硬化性树脂的工序;照射电离放射线使所述硬化性树脂硬化后,从2次工序片剥离硬化的涂膜的工序。
(e)方法包括:在工序片原版中形成凹凸形状的面,层压镀层(凹凸形状转印用材料)的工序;从工序片原版剥离该镀层,制作金属制的2次工序片的工序;在该2次工序片中与凹凸形状相接侧的面,涂未硬化的液状热硬化性树脂的工序;通过加热使该树脂硬化后,从2次工序片剥离硬化的涂膜的工序。
(f)方法包括:在工序片原版中形成凹凸形状的面,层压镀层(凹凸形状转印用材料)的工序;从工序片原版剥离该镀层,制作金属制的2次工序片的工序;在该2次工序片中与凹凸形状相接侧的面,接触片状热可塑性树脂的工序;将该热可塑性树脂压在2次工序片的同时,加热使其软化后,进行冷却的工序;从2次工序片剥离该冷却的片状热可塑性树脂的工序。
说明方法(a)的具体例。如图7所示,在板状的工序片原版110中形成凹凸形状112a的面,用涂布机(coater)120涂未硬化的液状电离放射线硬化性树脂112c。接着,滚动轧辊(roll)130的方式按压涂有该硬化性树脂的工序片原版110,将所述硬化性树脂充填于工序片原版110的凹凸形状112a内部。其后,用电离放射线照射装置140照射电离放射线,使硬化性树脂交联、硬化。然后,从工序片原版110剥离硬化后的电离放射线硬化性树脂,从而可以制造板状的光学元件150。
方法(a)中,为了提供脱模功能,在工序片原版中形成凹凸形状的面上,涂未硬化的电离放射线硬化性树脂之前,可以设置厚度为1~10nm左右的硅酮树脂、氟树脂等组成的层。
作为在工序片原版中形成凹凸形状的面上涂未硬化的电离放射线硬化性树脂的涂布机,可以列举T模涂布机(T-DIE coater)、辊涂布机(roll coater)、棒涂布机(bar coater)等。
作为未硬化的电离放射线硬化性树脂,可以列举包含从环氧丙烯酸酯、环氧化油丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、不饱和聚酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、乙烯/丙烯酸酯、多烯/丙烯酸酯、硅丙烯酸酯、聚丁二烯、聚苯乙烯甲基丙烯酸甲酯等预聚物、脂肪族丙烯酸酯、脂环式丙烯酸酯、芳香族丙烯酸酯、含羟基丙烯酸酯、含芳基丙烯酸酯、含丙三基丙烯酸酯、含羧基丙烯酸酯、含卤素丙烯酸酯等单体之中选择的1个种类以上成分的物质。未硬化的电离放射线硬化性树脂较佳地用溶剂等稀释。
另外,在未硬化的电离放射线硬化性树脂中也可以添加氟树脂、硅酮树脂等。
用紫外线对未硬化的电离放射线硬化性树脂进行硬化时,较佳地,在未硬化的电离放射线硬化性树脂中添加苯乙酮类、二苯甲酮类等光聚合起始剂。
涂上未硬化的液状电离放射线硬化性树脂后,可以贴合树脂、玻璃等组成的基材后照射电离放射线。电离放射线可以从具有电离放射线透过性的基材、工序片原版之中任意一方照射。
硬化后的电离放射线硬化性树脂的片的厚度较佳为0.1~100μm左右。如果硬化后的电离放射线硬化性树脂的片的厚度为0.1μm以上,则可以确保充分的强度,如果为100μm以上,则可以确保充分的可绕性。
上述图7所示的方法中,工程片原版为板状,但也可以为单张(枚葉)的片。使用单张的片时,可以应用将单张的片作为平板状模具使用的模压(stamp)法、将单张的片卷成滚筒(roll)作为圆筒状模具使用的转入压印法(roll in print)等。另外,可以把单张的工序片原版配置于射出成形机的模具的内侧。
但是,这些使用单张的片的方法中,为了大量生产光学元件,需要多次重复用于形成凹凸形状的工序。在电离放射线硬化性树脂与工序片原版之间的脱模性不好的情况下,多次重复之后在凹凸形状上会产生堵塞,存在凹凸形状的转印不完整的趋势。
与此相比,在图7所示的方法中,由于工序片原版为板状,能够大面积连续地形成凹凸形状,所以,虽然凹凸形状形成片的重复使用次数少,但也可以在短时间内制造所需量的光学元件。
方法(b)、(e)中,作为液状热硬化性树脂,例如,可以列举未硬化的三聚氰胺树脂、氨基甲酸乙酯(urethane)树脂、环氧树脂等。
另外,方法(b)中的硬化温度,较佳地低于工序片原版的玻璃转移温度。这是因为,若硬化温度为工序片原版的玻璃转移温度以上,则硬化时工序片原版的凹凸形状可能会变形。
方法(c)、(f)中,作为热可塑性树脂,例如,可以列举丙烯酸树脂、聚烯烃、聚酯等。
将片状热可塑性树脂压在2次工序片时的压力较佳为1~100MPa。如果按压时的压力为1MPa以上,则可以高精度地转印凹凸形状,如果为100MPa以下,则可以防止过分加压。
另外,方法(c)中的热可塑性树脂的加热温度,较佳地低于工序片原版的玻璃转移温度。这是因为,若加热温度为工序片原版的玻璃转移温度以上,则加热时工序片原版的凹凸形状可能会变形。
作为加热后的冷却温度,为了能够高精度地转印凹凸形状,较佳地不到热可塑性树脂的玻璃转移温度。
在方法(a)~(c)中也可以省略加热,考虑能够防止工序片原版的凹凸形状的变形这点,较佳的方法为使用电离放射线硬化性树脂的方法(a)。
在方法(d)~(f)中,金属制的2次工序片的厚度较佳为50~500μm左右。如果金属制的2次工序片的厚度为50μm以上,则2次工序片具有充分的强度,如果为500μm以下,则能够确保充分的可绕性。
在方法(d)~(f)中,使用热引起的变形小的金属制片作为工序片,所以作为凹凸形状形成片用的材料,可以任意使用电离放射线硬化性树脂、热硬化性树脂、热可塑性树脂。
另外,在(d)~(f)中是将工序片原版的凹凸形状转印到金属得到2次工序片,但也可以转印到树脂得到2次工序片。作为这种情况下可以使用的树脂,例如,可以列举聚碳酸酯、聚缩醛、聚砜以及在方法(a)中使用的电离放射线硬化性树脂等。使用电离放射线硬化性树脂时,与方法(a)同样地,依次进行电离放射线硬化性树脂的涂覆、硬化、剥离,得到2次工序片。
对于通过如上方法得到的光学元件,可以在形成凹凸形状的面和相反面上设置粘合剂层。而且,在形成凹凸形状的面和相反面上也可以进一步形成凹凸形状。
另外,作为工序片原版使用的凹凸形状形成片或者2次工序片可以不剥离,而是作为保护层使用,在使用光学元件之前剥离保护层。
〔实施例〕
以下例子中的杨氏模量为,使用拉伸测试机(オリエンテック株式会社制テンシロンRTC-1210),在JIS Z 2280-1993的“高温下金属材料杨氏模量试验方法”中将温度变更为23℃时所测量的值。硬质层由金属化合物组成时也同样。
(制造例1)
在向一个轴方向热收缩的厚度50μm的杨氏模量3GPa的聚对苯二甲酸乙二酯收缩膜(三菱树脂株式会社制ヒシペット LX-10S)的一面,真空蒸镀杨氏模量为115GPa的钛,其厚度为3nm,形成表面平滑硬质层,得到层压片。
接着,将该层压片在100℃中加热1分钟,使其热收缩为加热前长度的40%(即,以60%的变形率变形),得到在硬质层沿着相对收缩方向正交的方向形成周期性波状凹凸形状的凹凸形状形成片。
(制造例2)
除了真空蒸镀的钛的厚度为7nm以外,其它与制造例1同样,得到凹凸形状形成片。
(制造例3)
将层压片在75℃中加热1分钟,使其热收缩为加热前长度的70%(即,以30%的变形率变形),除此之外,其它与制造例1同样,得到凹凸形状形成片。
(制造例4)
代替ヒシペット LX-10S,使用向二个轴方向热收缩的厚度50μm的杨氏模量3GPa的聚对苯二甲酸乙二酯收缩膜(三菱树脂株式会社制ヒシペットPX-40S),除此之外,其它与制造例1同样,得到凹凸形状形成片。制造例4的凹凸形状形成片,在硬质层形成不沿特定方向的波状的凹凸形状。
(制造例5)
代替真空蒸镀钛,真空蒸镀杨氏模量为168GPa的白金,其厚度为3nm,除此之外,其它与制造例1同样,得到凹凸形状形成片。
(制造例6)
代替真空蒸镀钛,真空蒸镀杨氏模量为72Gpa的二氧化硅,其厚度为3nm,除此之外,其它与制造例1同样,得到凹凸形状形成片。
(制造例7)
代替真空蒸镀钛,真空蒸镀杨氏模量为300GPa的二氧化钛,其厚度为1nm,除此之外,其它与制造例1同样,得到凹凸形状形成片。该凹凸形状形成片具有光照射时分解表面附着的有机物的自我清洗功能。
(制造例8)
代替真空蒸镀钛,化学蒸镀杨氏模量为83GPa的砷化镓,其厚度为3nm,除此之外,其它与制造例1同样,得到凹凸形状形成片。
(制造例9)
将杨氏模量为2MPa的聚二甲基硅氧烷组成的厚度5mm的片,用拉伸装置拉伸至2倍的长度,并固定于该状态。然后,在该状态下,在该片的一面上真空蒸镀杨氏模量为115GPa的钛,其厚度为3nm,形成表面平滑硬质层,得到层压片。
然后,停止拉伸,使该层压片回到拉伸之前的长度,这样,以50%的变形率压缩硬质层,得到在硬质层沿着相对压缩方向正交的方向形成周期性波状凹凸形状的凹凸形状形成片。
(制造例10)
在杨氏模量为2MPa的聚二甲基硅氧烷组成的厚度5mm的片的一面,真空蒸镀杨氏模量为115GPa的钛,其厚度为3nm,得到树脂层与表面平滑硬质层层压的层压片。
接着,用拉伸装置将层压片拉伸至5倍的长度,使拉伸方向的法线方向的长度收缩50%(即,以50%的变形率变形),得到在硬质层沿着拉伸方向形成周期性波状凹凸形状的凹凸形状形成片。
(制造例11)
除了真空蒸镀的钛的厚度为15nm以外,其它与制造例1同样,得到凹凸形状形成片。
(制造例12)
代替收缩膜,使用厚度50μm的杨氏模量为5GPa的二轴延伸聚对苯二甲酸乙二酯膜(帝人株式会社制G2),除此之外,其它与制造例1同样的方法,尝试得到凹凸形状形成片,但是没有得到凹凸形状形成片。
(制造例13)
在向一个轴方向热收缩的厚度50μm的杨氏模量为3GPa的聚对苯二甲酸乙二酯收缩膜(三菱树脂株式会社制ヒシペット LX-10S)的一面,真空蒸镀杨氏模量为115GPa的钛,其厚度为3nm,形成表面平滑硬质层,得到层压片。
接着,将该层压片在70℃中加热1分钟,使其收缩为加热前长度的97%(即,以3%的变形率变形),除此之外,其它与制造例1同样,得到凹凸形状形成片。
(制造例14)
使用由制造例1得到的凹凸形状形成片作为工序片原版,通过如下方法得到光学元件。
即,在由制造例1得到的工序片原版中形成凹凸形状的面,涂上未硬化的紫外线硬化性树脂组成物,该紫外线硬化性树脂组成物包括:环氧丙烯酸酯系预聚物、丙烯酸2-乙基己酯及二苯甲酮系光聚合起始剂。
接着,在未硬化的紫外线硬化性树脂组成物的涂膜中不与工序片原版相接的面,重合厚度为50μm的三乙酰纤维素膜,并对其进行按压。
接着,从三乙酰纤维素膜上方照射紫外线,使未硬化的紫外线硬化性树脂硬化,从工序片原版剥离该硬化物与三乙酰纤维素的层压体,得到光学元件。
(制造例15)
使用由制造例1得到的凹凸形状形成片作为工序片原版,按照如下方法得到光学元件。
即,在由制造例1得到的工序片原版中形成凹凸形状的面镀镍,剥离该镍镀层,得到厚度为200μm的镍镀片。在该镍镀片中与工序片原版相接的侧的面,涂上未硬化的紫外线硬化性树脂组成物,该紫外线硬化性树脂组成物包括:环氧丙烯酸酯系预聚物、丙烯酸2-乙基己酯及二苯甲酮系光聚合起始剂。
接着,在未硬化的紫外线硬化性树脂组成物的涂膜中不与镍镀片相接的面,重合厚度为50μm的三乙酰纤维素膜,并对其进行按压。
接着,从三乙酰纤维素膜上方照射紫外线,使未硬化的紫外线硬化性树脂硬化,从镍镀片剥离该硬化物与三乙酰纤维素的层压体,得到光学元件。
(制造例16)
代替紫外线硬化性树脂组成物使用热硬化性环氧树脂,代替照射紫外线通过加热使该热硬化性环氧树脂硬化,除此之外,其它与制造例14同样,得到光学元件。
(制造例17)
按照与制造例15同样的方法,得到厚度为200μm的镍镀片。在该镍镀片中与工序片原版相接的侧的面,重叠厚度为50μm的聚丙烯酰胺膜,并对其加热。将加热软化的聚丙烯酰胺膜与镍镀片,从它们的两侧按压后,冷却、固化,从镍镀片剥离固化的聚丙烯酰胺膜,得到光学元件。
用原子间力显微镜(日本ビ一コ社制ナノスコ一プI I I)拍摄制造例1~11、13的凹凸形状形成片及制造例14~17的光学元件的上面。
对于制造例1、5~11、13的凹凸形状形成片及制造例14~17的光学元件,在原子间力显微镜的图像中测量10处凹凸形状的间距,对这些间距进行平均求出平均间距。
制造例4的凹凸形状形成片的平均间距,用本说明书第8页第24行~第9页第4行所记载的对凹凸形状的图像进行傅立叶变换的方法求出。
另外,对于制造例1~11、13的凹凸形状形成片及制造例14~17的光学元件的平均深度,在由原子间力显微镜得到的断面图像中,测量10处凹凸形状的各底部的深度,对这些深度进行平均求出平均深度。这些值如表1所示。
而且,根据凹凸形状的平均间距及底部的平均深度,用以下基准评价是否适合作为光学元件。评价结果如表1所示。
○:凹凸形状的平均间距为1μm以下,平均深度为将平均间距当作100%时的10%以上,适合作为光学元件。
×:凹凸形状的平均间距超过1μm,或者,平均深度不到将平均间距当作100%时的10%,不适合作为光学元件。
表1:
根据制造例1~11、13的制造方法,即对在树脂层的一面设置金属或者金属化合物组成的表面平滑硬质层的层压片进行收缩或者压缩的方法,容易地制造出了凹凸形状形成片。特别是,在制造例1~10中得到的凹凸形状形成片,凹凸形状的平均间距为1μm以下,底部的平均深度为将所述平均间距当作100%时的10%以上,适合作为光学元件。在制造例1~10中得到如上所述的平均间距及平均深度是因为,表面平滑硬质层的厚度为10nm以下杨氏模量低,而且,变形率为30%以上。
另外,在制造例11中,由于表面平滑硬质层的厚度超过10nm,所以得到的凹凸形状形成片中,凹凸形状的平均间距超过1μm。另外,在制造例13中,由于变形率为3%,所以得到的凹凸形状形成片中,凹凸形状的底部的平均深度不到将平均间距当作100%时的10%。这些不一定适合作为光学元件。
另外,根据使用制造例1中得到的凹凸形状形成片作为工序片原版的制造例14~17的制造方法,可以简便地制造出了光学元件,该光学元件形成有与凹凸形状形成片相等的平均间距及平均深度的凹凸形状。
相对与此,在使用二轴延伸聚对苯二甲酸乙二酯膜作为树脂层的制造例12中,由于表面平滑硬质层没有发生蛇行变形,所以没有形成凹凸形状。
本发明的凹凸形状形成片可以利用于例如偏光板、研磨膜、细胞培养片、燃料电池用电解质膜、脱模膜、防粘连膜、易粘合膜、印刷性提高膜等。另外,也可以兼用上述用途中的多个。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种凹凸形状形成片,包括树脂层和设置在该树脂层外面的至少一部分的10nm以下的硬质层,该硬质层具有波状的凹凸形状,其特征在于,
硬质层由金属或者金属化合物组成;
凹凸形状的平均间距为1μm以下,凹凸形状的底部的平均深度为将所述平均间距当作100%时的10%以上,
所述凹凸形状形成片由以下(1)~(4)中的任一种方法制造:
(1)在由向一个轴或者二个轴方向热收缩的收缩膜组成的树脂层的一面的全部设置硬质层,形成层压片,并通过使所述树脂层热收缩,将层压在所述树脂层的所述硬质层沿表面的一个方向或者二个方向以上进行压缩的方法;
(2)在树脂层的一面的全部设置硬质层,形成层压片,将所述层压片向一个方向延伸,使所述层压片在相对延伸方向正交的方向收缩,从而将所述硬质层沿表面的一个方向进行压缩的方法;
(3)在由未硬化的电离放射线硬化性树脂形成的树脂层层压硬质层,形成层压片,通过照射电离放射线硬化所述树脂层使所述树脂层收缩,将层压在所述树脂层的所述硬质层沿表面的至少一个方向进行压缩的方法;
(4)在利用溶剂膨润的膨胀树脂层上,层压硬质层,形成层压片,通过干燥并除去所述树脂层中的溶剂使所述树脂层收缩,将层压在所述树脂层的所述硬质层沿表面的至少一个方向进行压缩的方法。
2.根据权利要求1所述的凹凸形状形成片,其中,硬质层由金属化合物组成。
3.根据权利要求2所述的凹凸形状形成片,其中,金属化合物为,从氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化镁、氧化锡、氧化铜、氧化铟、氧化镉、氧化铅、氟化钡、氟化钙、氟化镁、硫化锌、砷化镓组成的群之中选择的至少1种金属化合物。
4.根据权利要求1所述的凹凸形状形成片,其中,硬质层由金属组成。
5.根据权利要求4所述的凹凸形状形成片,其中,金属为,从金、铝、银、铜、锗、铟、镁、铌、钯、铅、白金、锡、钛、钒、锌、铋组成的群之中选择的至少1种金属。
6.一种防反射体,其中,该防反射体具有权利要求1~5中的任1项所述的凹凸形状形成片。
7.一种相位差板,其中,该相位差板具有权利要求1~5中的任1项所述的凹凸形状形成片。
8.一种工序片原版,该工序片原版具有权利要求1~5中的任1项所述的凹凸形状形成片;该工序片原版作为模具使用,该模具用于制造形成与该凹凸形状形成片相等的平均间距及平均深度的凹凸形状的片。
9.一种光学元件的制造方法,该方法包括以下工序:
在权利要求8所述的工序片原版中形成凹凸形状的面,涂未硬化的硬化性树脂的工序;
使该硬化性树脂硬化后,从工序片原版剥离硬化的涂膜的工序。
10.一种光学元件的制造方法,该方法包括以下工序:
在权利要求8所述的工序片原版中形成凹凸形状的面,接触片状的热可塑性树脂的工序;
将该热可塑性树脂压在工序片原版的同时,加热使其软化后,进行冷却的工序;
从工序片原版剥离冷却的片状热可塑性树脂的工序。
11.一种光学元件的制造方法,该方法包括以下工序:
在权利要求8所述的工序片原版中形成凹凸形状的面,层压凹凸形状转印用材料的工序;
从所述工序片原版剥离层压在凹凸形状的凹凸形状转印用材料,制作2次工序片的工序;
在该2次工序片中与所述工序片原版的凹凸形状相接的侧的面,涂未硬化的硬化性树脂的工序;
使该硬化性树脂硬化后,从2次工序片剥离硬化的涂膜的工序。
12.一种光学元件的制造方法,该方法包括以下工序:
在权利要求8所述的工序片原版中形成凹凸形状的面,层压凹凸形状转印用材料的工序;
从所述工序片原版剥离层压在凹凸形状的凹凸形状转印用材料,制作2次工序片的工序;
在该2次工序片中与所述工序片原版的凹凸形状相接的侧的面,接触片状的热可塑性树脂的工序;
将该热可塑性树脂压在2次工序片的同时,加热使其软化后,进行冷却的工序;
从2次工序片剥离冷却的片状热可塑性树脂的工序。
13.根据权利要求1或2所述的凹凸形状形成片,其中,树脂层为收缩层。
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