CN109476073A - 光学构件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种不损害透明性而提高防污性和耐擦性的光学构件的制造方法。在本发明的光学构件的制造方法中,光学构件具备:基材;以及聚合物层,在其表面具有以可见光的波长以下的间距设有多个凸部的凹凸结构,光学构件的制造方法包括:工序(1),使光固化性树脂和脱模剂溶解于溶剂,调制树脂溶液;工序(2),将上述树脂溶液涂敷到上述基材的表面上;工序(3),进行从上述树脂溶液的涂敷物除去上述溶剂的加热处理,形成树脂层;工序(4),在将上述树脂层夹在中间的状态下,将上述基材按压于模具,将上述凹凸结构形成于上述树脂层的表面;以及工序(5),通过光照射使上述树脂层固化,形成上述聚合物层,上述光固化性树脂和上述脱模剂是在相互混合的情况下表现出规定的浊度的组合,上述光学构件的雾度不到1.0%。
Description
技术领域
本发明涉及光学构件的制造方法。更详细地说,涉及具有纳米尺寸的凹凸结构的光学构件的制造方法。
背景技术
对光学构件在各种领域中的应用已进行了研究(例如参照专利文献1~5)。特别是已知具有纳米尺寸的凹凸结构(纳米结构)的光学构件具有优异的防反射性。根据这种凹凸结构,折射率从空气层向基材连续变化,因此能使反射光急剧减少。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2007-178724号公报
专利文献2:特开2005-97371号公报
专利文献3:国际公开第2015/060458号
专利文献4:国际公开第2013/187506号
专利文献5:国际公开第2011/125970号
发明内容
发明要解决的问题
作为这种光学构件,例如可举出将在表面具有凹凸结构的聚合物层配置于基材的表面上的构成。然而,在现有的光学构件中,由于在表面具有凹凸结构,因此存在如下问题:难以擦除指纹,即防污性低。
对此,本发明的发明人尝试了使用光固化性树脂和脱模剂形成聚合物层,利用脱模剂的效果来提高防污性(指纹擦除性)。然而发现,由于凹凸结构的表面积大,因此仅通过将光固化性树脂和脱模剂配合,脱模剂的有效成分难以在凹凸结构的表面取向。其结果是,发现不仅无法充分得到防污性,也无法充分得到光滑性。在光滑性不充分的情况下,在擦拭聚合物层的表面时的负荷(摩擦阻力)变大,因此导致耐擦性降低。另外发现,当将光学构件放置在高温/高湿的环境下时,脱模剂的有效成分的取向性会发生变化,因此防污性和耐擦性显著降低。
对此,本发明的发明人尝试了提高脱模剂的有效成分的含有率(浓度),以使在凹凸结构的表面取向的量变多。然而发现,仅提高脱模剂的有效成分的含有率的话,会导致与光固化性树脂的相溶性降低,因此脱模剂变得不溶解。其结果是,发现光学构件的雾度变高,即透明性降低。
如以上那样,在现有的光学构件中,在不损害透明性而提高防污性和耐擦性的方面存在改善的余地。
上述专利文献1记载了使用包含氟化合物的光固化性树脂组成物形成凹凸结构的方法。然而,仅通过将氟化合物配合,防污性和耐擦性不充分,存在改善的余地。
上述专利文献2记载了使用包含含氟化合物的含氟树脂组成物形成有凹凸结构的光学物品。然而,含氟化合物会溶解于在实施例中使用的多官能固化剂,因此防污性和耐擦性不充分,存在改善的余地。
上述专利文献3记载了使用聚合性组成物(氟树脂)形成的硬涂层膜。然而,仅通过利用氟原子的取向性,防污性和耐擦性不充分,存在改善的余地。
上述专利文献4记载了在凹凸结构的表面上形成有包含氟原子的表面处理层的层叠体。然而,表面处理层容易剥离,因此耐擦性不充分,存在改善的余地。
上述专利文献5记载了使用包含表面自由能高的多官能单体以及与该多官能单体相溶的氟系(甲基)丙烯酸酯的活性能量射线固化性树脂组成物而形成的纳米凹凸结构体。然而,仅通过利用两种成分的表面自由能的差,使氟原子在表面取向的效果不充分。另外,氟系(甲基)丙烯酸酯相溶的量存在极限,使氟原子在表面取向的效果不充分。如此,防污性和耐擦性不充分,存在改善的余地。
本发明是鉴于上述现状而完成的,目的在于提供一种不损害透明性而提高防污性和耐擦性的光学构件的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明的发明人对不损害透明性而提高防污性和耐擦性的光学构件的制造方法进行了各种研究,关注了使用相互不相溶的光固化性树脂和脱模剂形成聚合物层的方法。并且,发现了:(1)使光固化性树脂和脱模剂溶解于溶剂后,除去该溶剂的方法;以及(2)将光固化性树脂和脱模剂分为两层进行涂敷后,使两层一体化的方法。如此,想到了能很好地解决上述问题,达到了本发明。
即,本发明的一个方式可以是一种光学构件的制造方法(以下,也称为本发明的第一光学构件的制造方法),上述光学构件具备:基材;以及聚合物层,其配置在上述基材的表面上,在表面具有以可见光的波长以下的间距设有多个凸部的凹凸结构,上述光学构件的制造方法的特征在于,包括:工序(1),使光固化性树脂和脱模剂溶解于溶剂,调制树脂溶液;工序(2),将上述树脂溶液涂敷到上述基材的表面上;工序(3),进行从上述树脂溶液的涂敷物除去上述溶剂的加热处理,形成树脂层;工序(4),在将上述树脂层夹在中间的状态下,将上述基材按压于模具,将上述凹凸结构形成于上述树脂层的表面;以及工序(5),通过光照射使上述树脂层固化,形成上述聚合物层,上述光固化性树脂和上述脱模剂是在相互混合的情况下表现出5度(高岭土)以上、25度(高岭土)以下的浊度的组合,上述光学构件的雾度不到1.0%。
本发明的另一个方式可以是一种光学构件的制造方法(以下,也称为本发明的第二光学构件的制造方法),上述光学构件具备:基材;以及聚合物层,其配置在上述基材的表面上,在表面具有以可见光的波长以下的间距设有多个凸部的凹凸结构,上述光学构件的制造方法的特征在于,包括:工序(1),涂敷第一树脂和第二树脂;工序(2),在将上述第一树脂和上述第二树脂夹在中间的状态下,将基材从上述第一树脂侧按压于模具,形成在表面具有上述凹凸结构的树脂层;以及工序(3),通过光照射使上述树脂层固化,形成上述聚合物层,上述第一树脂含有光固化性树脂,上述第二树脂含有脱模剂,上述第一树脂和上述第二树脂是在相互混合的情况下表现出15度(高岭土)以上、35度(高岭土)以下的浊度的组合,上述光学构件的雾度不到1.0%。
发明效果
根据本发明,能提供不损害透明性而提高防污性和耐擦性的光学构件的制造方法。
附图说明
图1是用于说明实施方式1的光学构件的制造方法的截面示意图。
图2是用于说明实施方式2的光学构件的制造方法的截面示意图。
图3是用于说明实施方式3的光学构件的制造方法的截面示意图。
具体实施方式
以下揭示实施方式,参照附图进一步详细说明本发明,但是本发明不限于这些实施方式。另外,各实施方式的构成在不脱离本发明的要旨的范围中可以适当地组合,也可以变更。
[实施方式1]
实施方式1的光学构件的制造方法涉及本发明的第一光学构件的制造方法。以下参照图1说明实施方式1的光学构件的制造方法。图1是用于说明实施方式1的光学构件的制造方法的截面示意图。
(工序(1):树脂溶液的调制)
使光固化性树脂和脱模剂溶解于溶剂,调制树脂溶液3。
树脂溶液3的调制例如按下述的顺序进行。
(i)使各种单体、光聚合引发剂等适当地混合,调制光固化性树脂(透明状态)。
(ii)调制光固化性树脂和脱模剂的混合物(白浊状态)。
(iii)使光固化性树脂和脱模剂的混合物溶解于溶剂,调制树脂溶液3(透明状态或者略微的白浊状态)。
作为树脂溶液3的调制方法,在上述的顺序中,是在使光固化性树脂和脱模剂混合后添加溶剂,但是也可以例如使光固化性树脂和溶剂混合后添加脱模剂。
(工序(2):树脂溶液的涂敷)
如图1的(a)所示,将树脂溶液3涂敷到基材2的表面上。
树脂溶液3的涂敷方法例如可举出通过喷涂方式、凹版印刷方式、缝口模头方式、棒涂方式等进行涂敷的方法。从能容易地调制膜厚并且减少装置成本的观点出发,优选通过喷涂方式进行涂敷的方法。其中,特别优选使用涡流喷嘴、静电喷嘴或者超声波喷嘴来进行涂敷。
(工序(3):树脂层的形成)
进行从树脂溶液3的涂敷物除去溶剂的加热处理。其结果是,如图1的(b)所示,形成树脂层4。
加热处理的方法例如可举出将在基材2的表面上配置有树脂溶液3的涂敷物的状态(图1的(a)的状态)的材料置入烘箱来进行加热的方法。优选以溶剂的沸点以上的温度进行加热处理。可以通过加热处理除去一部分溶剂,也可以将溶剂完全除去。
(工序(4):凹凸结构的形成)
如图1的(c)所示,在将树脂层4夹在中间的状态下,将基材2按压于模具5。其结果是,在树脂层4的表面(与基材2相反的一侧的表面)形成凹凸结构。
(工序(5):树脂层的固化)
通过光照射使树脂层4固化。其结果是,如图1的(d)所示,形成聚合物层6。
树脂层4的固化是通过光照射进行的,优选通过活性能量射线的照射进行。活性能量射线指的是紫外线、可见光线、红外线、等离子体等。优选树脂层4通过紫外线固化。对树脂层4的光照射可以从树脂层4的基材2侧进行,也可以从树脂层4的模具5侧进行。另外,对树脂层4的光照射次数可以是仅1次,也可以是多次。树脂层4的固化(上述工序(5))也可以按与向上述树脂层4形成凹凸结构(上述工序(4))相同的定时进行。
(工序(6):模具的剥离)
如图1的(e)所示,将模具5从聚合物层6剥离。其结果是,完成光学构件1。在聚合物层6的表面(与基材2相反的一侧的表面)形成的凹凸结构是以可见光的波长以下的间距(相邻的凸部7的顶点间的距离)P设有多个凸部(突起)7的结构,即相当于蛾眼结构(蛾子的眼睛状的结构)。因此,光学构件1能表现出由蛾眼结构带来的优异的防反射性(低反射性)。
在上述制造工序中,例如,如果使基材2为辊状,则能连续并且高效地进行上述工序(2)~(6)。
如此,根据实施方式1的光学构件的制造方法,使相互不相溶的光固化性树脂和脱模剂溶解于溶剂(上述工序(1))后,除去该溶剂(上述工序(3)),由此脱模剂变得不溶解,因此脱模剂的有效成分容易在树脂层4的表面(与基材2相反的一侧的表面)进行取向。因此,即使不大幅提高脱模剂的有效成分的含有率,也能使脱模剂的有效成分在聚合物层6的表面(与基材2相反的一侧的表面)高效地取向。即,根据实施方式1的光学构件的制造方法,能不损害透明性(不使雾度变高)而提高防污性和耐擦性。而且,根据实施方式1的光学构件的制造方法,即使脱模剂的量少也能提高防污性和耐擦性,因此能减少材料成本。
接着,以下说明制造光学构件1时使用的各构件。
基材2的材料例如可举出三乙酰纤维素(TAC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)等树脂。基材2除了包含上述材料以外,也可以适当包含可塑剂等添加剂。基材2的表面(聚合物层6侧的表面)也可以是被实施过易粘接处理,例如,能使用实施了易粘接处理的三乙酰纤维素膜。另外,基材2的表面(聚合物层6侧的表面)也可以是被实施过皂化处理,例如能使用实施了皂化处理的三乙酰纤维素膜。
基材2的形状例如可举出膜状、片状等。在制造膜状的光学构件1的情况下,使用膜状的基材2即可。另外,优选基材2为构成偏振板的一部分的形态。
从确保透明性和加工性的观点出发,优选基材2的厚度为50μm以上、100μm以下。
从确保透明性的观点出发,优选基材2的雾度为不到1%。
光固化性树脂和脱模剂是在相互混合的情况下表现出5度(高岭土)以上、25度(高岭土)以下的浊度的组合。这表示光固化性树脂与脱模剂不相溶。在本说明书中,多个材料“相溶”指的是将这些材料混合的情况下的浊度不到5度(高岭土)(透明状态)。另一方面,多个材料“不相溶”指的是将这些材料混合的情况下的浊度为5度(高岭土)以上(白浊状态)。若将光固化性树脂和脱模剂混合的情况下的浊度不到5度(高岭土),则在除去溶剂(上述工序(3))时,脱模剂的有效成分难以在聚合物层6的表面(与基材2相反的一侧的表面)取向,因此会导致防污性和耐擦性降低。若将光固化性树脂和脱模剂混合的情况下的浊度高于25度(高岭土),则光固化性树脂与脱模剂容易分离,因此特别会导致高温/高湿的环境下的防污性(例如,指纹擦除性)降低。优选光固化性树脂和脱模剂是在相互混合的情况下表现出7度(高岭土)以上、15度(高岭土)以下的浊度的组合。在本说明书中,浊度基于高岭土标准液来决定。例如,在三菱化学分析技术公司制造的积分球式浊度计“PT-200”中,将试料放入10mm比色皿中,使用预先设定的高岭土校准曲线,由此能测定浊度。
优选脱模剂为具有光反应性基团的氟树脂(以下,也简称为氟树脂),即为氟系脱模剂。根据这种构成,高温/高湿的环境下的渗出减少,光学构件1的可靠性提高。另外,氟树脂的表面自由能低,因此为了提高防污性(例如,指纹擦除性)而优选使用氟树脂。
氟树脂含有作为有效成分的具有光反应性基团的含氟单体(以下,也简称为含氟单体)。根据这种构成,聚合物层6的表面自由能变低,防污性提高。而且,氟原子在聚合物层6的表面(与基材2相反的一侧的表面)取向,因此光滑性提高。其结果是,耐擦性提高。在本说明书中,光反应性基团指的是由于光而与其它成分进行反应的官能基。这种光反应性基团可例如举出烷氧基甲硅烷基、甲硅烷基醚基团、烷氧基甲硅烷基水解后的硅醇基、羧基、羟基、环氧基、乙烯基、烯丙基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基等。从光反应性和操作性的观点出发,光反应性基团优选烷氧基甲硅烷基、甲硅烷基醚基团、硅醇基、环氧基、乙烯基、烯丙基、丙烯酰基或者甲基丙烯酰基,更优选乙烯基、烯丙基、丙烯酰基或者甲基丙烯酰基,进一步优选丙烯酰基或者甲基丙烯酰基。
优选含氟单体除了具有光反应性基团以外,还具有:包含从包括氟烷基(Fluoroalkyl group)、氟氧烷基(Fluorooxyalkyl group)、氟烯基(Fluoroalkenylgroup)、氟亚烷基(Fluoroalkanediyl group)以及氟氧基亚烷基(Fluorooxyalkanediylgroup)的群中选出的至少1个基团的部位。氟烷基、氟氧烷基、氟烯基、氟亚烷基以及氟氧基亚烷基分别是烷基、氧烷基、烯基、亚烷基以及氧基亚烷基所具有的氢原子中的至少一部分被氟原子取代而来的取代基。氟烷基、氟氧烷基、氟烯基、氟亚烷基以及氟氧基亚烷基都是主要由氟原子和碳原子构成的取代基,在其结构中可以存在分支部,这些取代基也可以多个相连结。
含氟单体的一个例子用下述通式(A)表示。
Rf1-R2-D1 (A)
在上述通式(A)中,Rf1表示包含从包括氟烷基、氟氧烷基、氟亚烷基以及氟氧基亚烷基的群中选出的至少1个基团的部位。R2表示亚烷基、次烷基(Alkanetriyl group)或者从它们导出的酯结构、氨基甲酸酯(Urethane)结构、醚结构、三嗪结构。D1表示光反应性基团。
用上述通式(A)表示的含氟单体例如可举出2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、2,2,3,3,3-五氟丙基丙烯酸酯、2-全氟丁基乙基丙烯酸酯、3-全氟丁基-2-羟基丙基丙烯酸酯、2-全氟己基乙基丙烯酸酯、3-全氟己基-2-羟基丙基丙烯酸酯、2-全氟辛基乙基丙烯酸酯、3-全氟辛基-2-羟基丙基丙烯酸酯、2-全氟癸基乙基丙烯酸酯、2-全氟-3-甲基丁基乙基丙烯酸酯、3-全氟-3-甲氧基丁基-2-羟基丙基丙烯酸酯、2-全氟-5-甲基己基乙基丙烯酸酯、3-全氟-5-甲基己基-2-羟基丙基丙烯酸酯、2-全氟-7-甲基辛基-2-羟基丙基丙烯酸酯、四氟丙基丙烯酸酯、八氟戊基丙烯酸酯、十二氟庚基丙烯酸酯、十六氟壬基丙烯酸酯、六氟丁基丙烯酸酯、2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯、2,2,3,3,3-五氟丙基甲基丙烯酸酯、2-全氟丁基乙基甲基丙烯酸酯、3-全氟丁基-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、2-全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯、3-全氟辛基-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、2-全氟癸基乙基甲基丙烯酸酯、2-全氟-3-甲基丁基乙基甲基丙烯酸、3-全氟-3-甲基丁基-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、2-全氟-5-甲基己基乙基甲基丙烯酸酯、3-全氟-5-甲基己基-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、2-全氟-7-甲基辛基乙基甲基丙烯酸酯、3-全氟-7-甲基辛基乙基甲基丙烯酸酯、四氟丙基甲基丙烯酸酯、八氟戊基甲基丙烯酸酯、十二氟庚基甲基丙烯酸酯、十六氟壬基甲基丙烯酸酯、1-三氟甲基三氯乙基甲基丙烯酸酯、六氟丁基甲基丙烯酸酯、三丙烯酰-十七氟壬烯基-季戊四醇等。
含氟单体的优选材料例如可举出具有氟聚醚部位的材料。氟聚醚部位是包括氟烷基、氧氟烷基(Oxyfluoroalkyl group)、氧氟亚烷基(Oxyfluoroalkyldiyl group)等的部位,是下述通式(B)或者(C)所代表的结构。
CFn1H(3-n1)-(CFn2H(2-n2))kO-(CFn3H(2-n3))mO- (B)
-(CFn4H(2-n4))pO-(CFn5H(2-n5))sO- (C)
在上述通式(B)和(C)中,n1为1~3的整数,n2~n5为1或者2,k、m、p以及s为0以上的整数。n1~n5的优选组合是n1为2或者3、n2~n5为1或者2的组合,更优选的组合是n1为3、n2和n4为2、n3和n5为1或者2的组合。
氟聚醚部位中包含的碳数优选4以上、12以下,更优选4以上、10以下,进一步优选6以上、8以下。在碳数不到4的情况下,表面自由能有可能会降低,在碳数多于12的情况下,对溶剂的溶解性有可能会降低。此外,含氟单体也可以在每1分子中具有多个氟聚醚部位。
含氟单体中的公知材料可举出大金工业公司制造的“OPTOOL(注册商标)DAC-HP”,UNIMATEC公司制造的“CHEMINOX(注册商标)FAAC-6”,旭硝子公司制造的“Afluid”,DIC公司制造的“Megafac(注册商标)RS-76-NS”,DIC公司制造的“Megafac RS-75”,油脂制品公司制造的“C10GACRY”,油脂制品公司制造的“C8HGOL”等。优选含氟单体通过紫外线固化(聚合)。优选含氟单体含有-OCF2-链和=NCO-链中的至少一方。脱模剂可以含有1种含氟单体,也可以含有多种。
氟树脂除了含氟单体以外,也可以还适当含有氟系界面活性剂、反应性单体等。
氟系界面活性剂中的公知材料例如可举出AGC清美化学公司制造的“瑟夫隆(Surflon)(注册商标)”,Neos公司制造的“FTERGENT(注册商标)650A”,3M公司制造的“FC-4430”,3M公司制造的“FC-4432”,三菱材料电子化学公司制造的“F TOP”等。优选氟系界面活性剂通过紫外线固化(聚合)。优选氟系界面活性剂含有-OCF2-链和=NCO-链中的至少一方。脱模剂可以含有1种氟系界面活性剂,也可以含有多种。
反应性单体例如可举出N-N-丙烯酰吗啉、N-(2-羟乙基)丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺等含酰胺基单体;1,4-环己烷二甲醇单丙烯酸酯、4-羟基丁基丙烯酸酯等含羟基单体;2-乙酰乙酰氧基乙基甲基丙烯酸酯等含乙酰乙酰氧基单体等。N-N-丙烯酰吗啉中的公知材料例如可举出KJ化学制品公司制造的“ACMO(注册商标)”等。N-(2-羟乙基)丙烯酰胺中的公知材料例如可举出KJ化学制品公司制造的“HEAA(注册商标)”等。N,N-二乙基丙烯酰胺中的公知材料例如可举出KJ化学制品公司制造的“DEAA(注册商标)”等。1,4-环己烷二甲醇单丙烯酸酯中的公知材料例如可举出日本化成公司制造的“CHDMMA”等。4-羟基丁基丙烯酸酯中的公知材料例如可举出日本化成公司制造的“4HBA”等。2-乙酰乙酰氧基乙基甲基丙烯酸酯中的公知材料例如可举出日本合成化学公司制造的“AAEM”等。脱模剂可以含有这些反应性单体中的1种,也可以含有多种。优选这些反应性单体在分子内含有酸酰胺键。
脱模剂除了上述氟系脱模剂(氟树脂)以外,例如可举出硅系脱模剂、磷酸酯系脱模剂等。
硅系脱模剂例如可举出硅二丙烯酸酯等,其中的公知材料例如可举出DAICEL-ALLNEX公司制造的“EBECRYL(注册商标)350”等。
磷酸酯系脱模剂例如可举出(聚)氧乙烯烷基磷酸酯等,其中的公知材料例如可举出日光化学公司制造的“NIKKOL(注册商标)TDP-2”等。
优选树脂层4中的脱模剂的有效成分的含有率为0.1重量%以上、10重量%以下,更优选为0.5重量%以上、9重量%以下,进一步优选为1重量%以上、5重量%以下。在树脂层4中的脱模剂的有效成分的含有率不到0.1重量%的情况下,会导致聚合物层6的表面(与基材2相反的一侧的表面)的脱模剂的有效成分的量过少,防污性和耐擦性有可能会降低。在树脂层4中的脱模剂的有效成分的含有率高于10重量%的情况下,会导致聚合物层6的表面(与基材2相反的一侧的表面)的脱模剂的有效成分的量过多,因此聚合物层6(凸部7)的弹性不足,当擦拭聚合物层6的表面(与基材2相反的一侧的表面)时,倒伏的凸部7有可能无法立起(不复原)。其结果是,耐擦性有可能会降低。
如果光固化性树脂与脱模剂混合的情况下的浊度为5度(高岭土)以上、25度(高岭土)以下,则也可以适当地含有各种单体、光聚合引发剂等。
各种单体例如可举出氨基甲酸酯丙烯酸酯、乙氧基化聚甘油聚丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯等。氨基甲酸酯丙烯酸酯中的公知材料例如可举出新中村化学工业公司制造的“U-10HA”等。乙氧基化聚甘油聚丙烯酸酯中的公知材料例如可举出新中村化学工业公司制造的“NK ECONOMER(注册商标)A-PG5027E”等。乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯中的公知材料例如可举出新中村化学工业公司制造的“ATM-35E”等。光固化性树脂可以含有这些各种单体中的1种,也可以含有多种。
光聚合引发剂相对于光(活性能量射线)是活性的,是为了引发使单体聚合的聚合反应而添加的。光聚合引发剂例如能使用自由基聚合引发剂、阴离子聚合引发剂、阳离子聚合引发剂等。这种光聚合引发剂可举出采用自由基聚合引发剂、阴离子聚合引发剂、阳离子聚合引发剂等。这种光聚合引发剂例如可举出对-叔丁基三氯苯乙酮、2,2’-二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮等苯乙酮类;二苯甲酮、4,4’-双二甲基氨基二苯甲酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2-乙基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮等酮类;安息香、安息香甲基醚、安息香异丙基醚、安息香异丁基醚等安息香醚类;苄基二甲基缩酮、羟基环己基苯基酮等苄缩酮类;2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦,双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦等酰基氧化膦类;1-羟基-环己基-苯基-酮等烷基酚类等。2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦中的公知材料例如可举出BASF公司制造的“IRGACURE(注册商标)TPO”。双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦中的公知材料例如可举出BASF公司制造的“IRGACURE819”等。1-羟基-环己基-苯基-酮中的公知材料例如可举出BASF公司制造的“IRGACURE184”等。光固化性树脂可以含有1种光聚合引发剂,也可以含有多种。
优选光固化性树脂含有与脱模剂相溶的相溶性单体。根据这种构成,在聚合物层6的表面(与基材2相反的一侧的表面)中,脱模剂的有效成分均匀分布,因此防污性提高。而且,利用相溶性单体,光固化性树脂与脱模剂的紧贴性提高,因此耐擦性提高。在光固化性树脂含有相溶性单体的情况下,虽然相溶性单体与脱模剂相溶,但是光固化性树脂整体上与脱模剂不相溶。
相溶性单体例如可举出N-N-丙烯酰吗啉(例如,KJ化学制品公司制造的“ACMO”)、N,N-二乙基丙烯酰胺(例如,KJ化学制品公司制造的“DEAA(注册商标)”)、N,N-二甲基丙烯酰胺(例如,KJ化学制品公司制造的“DMAA(注册商标)”)、四氢呋喃丙烯酸酯(例如大阪有机化学工业公司制造的“VISCOAT#150”)、环状三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯(例如大阪有机化学工业公司制造的“VISCOAT#200”)、4-羟基丁基丙烯酸酯(例如日本化成公司制造的“4HBA”)等。优选相溶性单体为具有酰胺基、醚基、羟基等极性基团的单官能单体。光固化性树脂可以含有1种相溶性单体,也可以含有多种。
优选光固化性树脂中的相溶性单体的含有率为5重量%以上、30重量%以下,更优选为10重量%以上、25重量%以下,进一步优选为15重量%以上、25重量%以下。在光固化性树脂中的相溶性单体的含有率不到5重量%的情况下,特别是高温/高湿的环境下的防污性和耐擦性有可能会降低。在光固化性树脂中的相溶性单体的含有率高于30重量%的情况下,聚合物层6的交联密度降低,并且键之间的凝聚力变强,因此聚合物层6的硬度变高,特别是高温/高湿的环境下的耐擦性有可能会降低。
溶剂只要能使光固化性树脂和脱模剂溶解即可,例如可举出醇(碳数1~10:例如甲醇、乙醇、正-或者异-丙醇、正-、仲-或者叔-丁醇、苄醇、辛醇等)、酮(碳数3~8:例如丙酮、甲基乙基酮(MEK)、甲基异丁基酮、二异丁基酮、二丁基酮、环己酮等)、酯或者醚酯(碳数4~10:例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯等)、γ-丁内酯、乙二醇单甲基乙酸酯、丙二醇单甲基乙酸酯、醚(碳数4~10:例如EG单甲醚(甲基溶纤剂)、EG单乙醚(乙基溶纤剂)、二乙二醇单丁醚(丁基溶纤剂)、丙二醇单甲醚等)、芳香族烃(碳数6~10:例如苯、甲苯、二甲苯等)、酰胺(碳数3~10:例如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等)、卤代烃(碳数1~2:例如二氯甲烷、二氯乙烷等)、石油系溶剂(例如石油醚、石脑油等)等。树脂溶液可以含有1种溶剂,也可以含有多种。
从使脱模剂的有效成分在聚合物层6的表面(与基材2相反的一侧的表面)以高浓度取向的观点出发,优选聚合物层6的厚度T薄。具体地说,优选聚合物层6的厚度T为5.0μm以上、20.0μm以下。如图1的(e)所示,聚合物层6的厚度T指的是从基材2侧的表面到凸部7的顶点的距离。
凸部7的形状例如可举出由柱状的下部和半球状的上部构成的形状(吊钟状)、锥体状(锥状、圆锥状)等向顶端变细的形状(锥面形)。另外,凸部7也可以是具有枝突起的形状。所谓枝突起,是指在进行用于制作模具的阳极氧化和蚀刻的过程中形成的与间隔不规则的部分对应的凸部。在图1的(e)中,相邻的凸部7的间隙的底边为倾斜的形状,也可以不倾斜而是水平的形状。
相邻的凸部7间的间距P只要为可见光的波长(780nm)以下即可,没有特别限定,但是从充分防止莫尔纹、彩虹状不均匀等光学现象发生的观点出发,优选为100nm以上、400nm以下,更优选为100nm以上、200nm以下。
从兼顾后述的凸部7的优选高宽比的观点出发,优选凸部7的高度为50nm以上、600nm以下,更优选为100nm以上、300nm以下。
优选凸部7的高宽比为0.8以上、1.5以下。在凸部7的高宽比不到0.8的情况下,无法充分防止莫尔纹、彩虹状不均匀等光学现象的发生,有可能无法得到良好的反射特性。在凸部7的高宽比大于1.5的情况下,蛾眼结构的加工性降低,有可能会发生粘连或者在形成蛾眼结构时的转印情况恶化(模具5堵塞或者缠绕等)。在本说明书中,凸部的高宽比指的是相邻的凸部间的间距与凸部的高度之比(高度/间距)。
凸部7可以随机配置,也可以规则配置。从充分防止莫尔纹发生的观点出发,优选凸部7随机配置。
光学构件1的雾度不到1.0%。在光学构件1的雾度为1.0%以上的情况下,透明性降低,其结果是,蛾眼结构带来的防反射性(低反射性)降低。优选光学构件1的雾度不到0.8%,更优选为不到0.5%。若与实施方式1的光学构件的制造方法不同,不是使相互不相溶的光固化性树脂和脱模剂溶解于溶剂,而是以白浊状态固化,则光学构件1的雾度会变高(例如1.0%以上),会损害透明性。
模具5例如能使用通过下述方法制作的模具。首先,通过溅射法使作为模具5的材料的铝在支撑基材的表面上成膜。接下来,对成膜后的铝层交替反复进行阳极氧化和蚀刻,由此能制作蛾眼结构的阴模(模具5)。此时,通过调整进行阳极氧化的时间以及进行蚀刻的时间,能模具5的凹凸结构变化。
支撑基材的材料例如能使用:玻璃;不锈钢、镍等金属材料;聚丙烯、聚甲基戊烯,环烯烃系高分子(代表性的是降冰片烯系树脂等日本瑞翁公司制造的“ZEONER(注册商标)”、JSR公司制造的“ARTON(注册商标)”)等聚烯烃系树脂;聚碳酸酯树脂;聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、三乙酰纤维素等树脂材料等。另外,也可以代替在支撑基材的表面上形成铝膜,而使用铝制的基材。
模具5的形状例如可举出平板状、辊状等。
优选模具5的表面被实施了脱模处理。由此,能使模具5容易地从聚合物层6剥离。另外,模具5的表面自由能变低,因此在上述工序(4)中,将基材2按压于模具5时,能使脱模剂的有效成分在树脂层4的表面(与基材2相反的一侧的表面)高效地取向。而且,能防止在使树脂层4固化前脱模剂的有效成分从树脂层4的表面(与基材2相反的一侧的表面)脱离。其结果是,在光学构件1中,能使脱模剂的有效成分在聚合物层6的表面(与基材2相反的一侧的表面)高效地取向。
模具5的脱模处理中使用的涂敷材料例如可举出氟系材料、硅系材料、磷酸酯系材料等。氟系材料中的公知材料例如可举出大金工业公司制造的“OPTOOL DSX”、大金工业公司制造的“OPTOOL AES4”等。
[实施方式2]
实施方式2的光学构件的制造方法涉及本发明的第二光学构件的制造方法。下面参照图2说明实施方式2的光学构件的制造方法。图2是用于说明实施方式2的光学构件的制造方法的截面示意图。在实施方式2的光学构件的制造方法中,除了将光固化性树脂和脱模剂分为双层进行涂敷后使两层一体化以外,与实施方式1的光学构件的制造方法是同样的,因此对重复之处适当地省略说明。
(工序(1):第一树脂和第二树脂的涂敷)
如图2的(a)所示,将含有光固化性树脂的第一树脂8涂敷到基材2的表面上。接下来,将含有脱模剂的第二树脂9涂敷到所涂敷的第一树脂8的表面(与基材2相反的一侧的表面)上。
第一树脂8以及第二树脂9的涂敷方法例如可举出通过喷涂方式、凹版印刷方式、缝口模头方式、棒涂方式等进行涂敷的方法。从能容易地调制膜厚并且减少装置成本的观点出发,优选用喷涂方式进行涂敷的方法。其中,特别优选使用涡流喷嘴、静电喷嘴或者超声波喷嘴进行涂敷。
第一树脂8的涂敷和第二树脂9的涂敷可以按不同的定时进行,也可以按相同的定时进行。将第一树脂8和第二树脂9按相同的定时进行涂敷的方法例如可举出以共挤出方式进行涂敷的方法。
(工序(2):树脂层的形成)
如图2的(b)所示,在将第一树脂8和第二树脂9夹在中间的状态下,将基材2从第一树脂8侧按压于模具5。其结果是,形成在表面(与基材2相反的一侧的表面)具有凹凸结构的树脂层4。树脂层4与第一树脂8以及第二树脂9一体化,不存在两种树脂的界面。
(工序(3):树脂层的固化)
接下来,通过光照射使树脂层4固化。其结果是,如图2的(c)所示,形成聚合物层6。
(工序(4):模具的剥离)
如图2的(d)所示,将模具5从聚合物层6剥离。其结果是,完成光学构件1。
如此,根据实施方式2的光学构件的制造方法,将相互不相溶的第一树脂8以及第二树脂9分为两层进行涂敷(上述工序(1))后,使两层一体化(上述工序(2)),由此第二树脂9中的脱模剂变得不溶解,因此脱模剂的有效成分容易在树脂层4的表面(与基材2相反的一侧的表面)取向。另外,在主要构成树脂层4的表面(与基材2相反的一侧的表面)的第二树脂9中含有脱模剂,因此脱模剂的有效成分容易在树脂层4的表面(与基材2相反的一侧的表面)取向。因此,即使不大幅提高脱模剂的有效成分的含有率,也能使脱模剂的有效成分在聚合物层6的表面(与基材2相反的一侧的表面)高效地取向。即,根据实施方式2的光学构件的制造方法,能不损害透明性(不使雾度变高)而提高防污性和耐擦性。而且,根据实施方式2的光学构件的制造方法,即使脱模剂的量少也能提高防污性和耐擦性,因此能减少材料成本。
第一树脂8和第二树脂9是在相互混合的情况下表现出15度(高岭土)以上、35度(高岭土)以下的浊度的组合。这表示第一树脂8和第二树脂9不相溶。在将第一树脂8和第二树脂9混合的情况下的浊度不到15度(高岭土)的情况下,在使两种树脂一体化(上述工序(2))时,第二树脂9中的脱模剂的有效成分难以在聚合物层6的表面(与基材2相反的一侧的表面)取向,因此会导致防污性和耐擦性降低。在将第一树脂8和第二树脂9混合的情况下的浊度高于35度(高岭土)的情况下,第一树脂8中的光固化性树脂和第二树脂9中的脱模剂容易分离,因此特别是高温/高湿的环境下的防污性(例如指纹擦除性)会降低。优选第一树脂8和第二树脂9是在相互混合的情况下表现出20度(高岭土)以上、30度(高岭土)以下的浊度的组合。
第二树脂9含有脱模剂。优选第二树脂9中的脱模剂与实施方式1同样为具有光反应性基团的氟树脂,即为氟系脱模剂。根据这种构成,高温/高湿的环境下的渗出减少,光学构件1的可靠性提高。另外,氟树脂的表面自由能低,因此为了提高防污性(例如指纹擦除性)而优选使用氟树脂。第二树脂9除了含有脱模剂以外,也可以还适当地含有各种单体。
优选树脂层4中的脱模剂的有效成分的含有率为0.1重量%以上、10重量%以下,更优选为0.5重量%以上、9重量%以下,进一步优选为1重量%以上、5重量%以下。在树脂层4中的脱模剂的有效成分的含有率不到0.1重量%的情况下,会导致聚合物层6(第二树脂9)的表面(与基材2相反的一侧的表面)的脱模剂的有效成分的量过少,防污性和耐擦性有可能会降低。在树脂层4中的脱模剂的有效成分的含有率高于10重量%的情况下,会导致聚合物层6(第二树脂9)的表面(与基材2相反的一侧的表面)的脱模剂的有效成分的量过多,因此聚合物层6(凸部7)的弹性不足,当擦拭聚合物层6的表面(与基材2相反的一侧的表面)时,倒伏的凸部7有可能无法立起(不复原)。其结果是,耐擦性有可能会降低。
第一树脂8含有光固化性树脂。只要将第一树脂8和第二树脂9混合的情况下的浊度为15度(高岭土)以上、35度(高岭土)以下即可,在第一树脂8中的光固化性树脂中,与实施方式1同样,也可以适当地含有各种单体、光聚合引发剂等。
与实施方式1同样,优选第一树脂8中的光固化性树脂含有与第二树脂9中的脱模剂相溶的相溶性单体。根据这种构成,在聚合物层6(第二树脂9)的表面(与基材2相反的一侧的表面)中,脱模剂的有效成分均匀分布,因此防污性提高。而且,利用相溶性单体,光固化性树脂与脱模剂的紧贴性提高,因此耐擦性提高。在光固化性树脂含有相溶性单体的情况下,虽然相溶性单体与脱模剂相溶,但是第一树脂8整体上与第二树脂9不相溶。
优选光固化性树脂中的相溶性单体的含有率为5重量%以上、30重量%以下,更优选为10重量%以上、25重量%以下,进一步优选为15重量%以上、25重量%以下。在光固化性树脂中的相溶性单体的含有率不到5重量%的情况下,特别是高温/高湿的环境下的防污性和耐擦性有可能会降低。在光固化性树脂中的相溶性单体的含有率高于30重量%的情况下,聚合物层6的交联密度降低,并且键之间的凝聚力变强,因此聚合物层6的硬度变高,特别是高温/高湿的环境下的耐擦性有可能会降低。
优选第一树脂8和第二树脂9不含有溶剂。即,优选第一树脂8和第二树脂9为无溶剂系。根据这种构成,能减少溶剂的使用所涉及的成本和环境方面的负荷(使用时的臭气等)。而且不需要用于除去溶剂的装置,能减少装置成本。
优选第一树脂8的厚度T1为3μm以上、30μm以下,优选为5μm以上、7μm以下。
优选第二树脂9的厚度T2为0.1μm以上、15μm以下,更优选为1μm以上、10μm以下,进一步优选为2μm以上、8μm以下,特别优选为5μm以上、8μm以下。
光学构件1的雾度不到1.0%。在光学构件1的雾度为1.0%以上的情况下,透明性降低,其结果是,蛾眼结构带来的防反射性(低反射性)降低。优选光学构件1的雾度不到0.8%,更优选不到0.5%。若与实施方式2的光学构件的制造方法不同,将第一树脂8和第二树脂9混合的情况下的浊度高于35度(高岭土),则光学构件1的雾度变高(例如1.0%以上),会损害透明性。
[实施方式3]
实施方式3的光学构件的制造方法涉及本发明的第二光学构件的制造方法。下面参照图3说明实施方式3的光学构件的制造方法。图3是用于说明实施方式3的光学构件的制造方法的截面示意图。在实施方式3的光学构件的制造方法中,除了将第二树脂涂敷到模具的表面上以外,与实施方式2的光学构件的制造方法是同样的,因此对重复之处适当地省略说明。
(工序(1):第一树脂和第二树脂的涂敷)
如图3的(a)所示,将含有光固化性树脂的第一树脂8涂敷到基材2的表面上。接下来,将含有脱模剂的第二树脂9涂敷到模具5的表面(凹凸面)上。
第一树脂8的涂敷和第二树脂9的涂敷可以按不同的定时进行,也可以按相同的定时进行。
(工序(2):树脂层的形成)
如图3的(b)所示,在将第一树脂8和第二树脂9夹在中间的状态下,将基材2从第一树脂8侧按压于模具5。其结果是,形成在表面(与基材2相反的一侧的表面)具有凹凸结构的树脂层4。
(工序(3):树脂层的固化)
接下来,通过光照射使树脂层4固化。其结果是,如图3的(c)所示,形成聚合物层6。
(工序(4):模具的剥离)
如图3的(d)所示,将模具5从聚合物层6剥离。其结果是,完成光学构件1。
关于上述工序(1),在实施方式2、3中,示出了将第一树脂8涂敷到基材2的表面上,将第二树脂9涂敷到第一树脂8或者模具5的表面上的工序,但是也可以将第二树脂9涂敷到第一树脂8以及模具5这两者的表面上。即,上述工序(1)也可以通过如下方式进行:将第一树脂8涂敷到基材2的表面上,将第二树脂9涂敷到第一树脂8和模具5中的至少一方的表面上。另外,上述工序(1)也可以通过如下方式进行:将第二树脂9涂敷到模具5的表面(凹凸面)上,将第一树脂8涂敷到第二树脂9的表面(与模具5相反的一侧的表面)上。
以下,举出实施例和比较例,更详细地对本发明进行说明,但是本发明不限于这些例子。
[评价1:本发明的第一光学构件的制造方法]
在实施例和比较例中,为了制造光学构件所使用的材料如下。
(基材)
使用富士胶卷公司制造的“TAC-TD80U”,其厚度为80μm,雾度为0.1%。
(光固化性树脂)
使用如表1所示的组成的光固化性树脂A1~A4。各材料名的简称如下。表1中的数值表示各光固化性树脂中的各材料的含有率。
<相溶性单体>
·“DM”:KJ化学制品公司制造的“DMAA”
<各种单体>
·“U”:新中村化学工业公司制造的“U-10HA”
·“DPH”:新中村化学工业公司制造的“A-DPH”
·“TMM”:新中村化学工业公司制造的“A-TMM-3LM-N”
·“ATM”:新中村化学工业公司制造的“ATM-35E”
·“PG”:新中村化学工业公司制造的“NK ECONOMER A-PG5027E”
<光聚合引发剂>
·“TPO”:BASF公司制造的“IRGACURE TPO”
[表1]
(脱模剂)
使用如表2所示的组成的脱模剂B1~B3。各材料名的简称如下。表2中的数值表示各脱模剂中的各材料的含有率。脱模剂B1中的有效成分的含有率为20重量%。脱模剂B2中的有效成分的含有率为40重量%。
<含氟单体>
·“DAC”:大金工业公司制造的“OPTOOL DAC-HP”
·“FAAC”:UNIMATEC公司制造的“CHEMINOX FAAC-6”
<反应性单体>
·“AC”:KJ化学制品公司制造的“ACMO”
[表2]
(溶剂)
使用甲基乙基酮(MEK,沸点:79.6℃)。
(模具)
使用通过下述方法制作的模具。首先,通过溅射法使作为模具的材料的铝在10cm见方的玻璃基板上成膜。成膜后的铝层的厚度为1.0μm。接下来,对成膜后的铝层交替反复进行阳极氧化和蚀刻,由此形成设有大量微小的孔(相邻的孔的底点间的距离为可见光的波长以下)的阳极氧化层。具体地说,按顺序进行阳极氧化、蚀刻、阳极氧化、蚀刻、阳极氧化、蚀刻、阳极氧化、蚀刻以及阳极氧化(阳极氧化:5次,蚀刻:4次),由此形成大量具有朝向铝的内部变细的形状(锥形)的微小的孔(凹部),其结果是,得到具有凹凸结构的模具。使用草酸(浓度:0.03重量%),在液温5℃、施加电压80V的条件下进行阳极氧化。进行1次阳极氧化的时间为25秒。使用磷酸(浓度:1mol/l)在液温30℃的条件下进行蚀刻。进行1次蚀刻的时间为25分钟。用扫描式电子显微镜对模具进行了观察,凹部的深度为290nm。此外,预先利用大金工业公司制造的“OPTOOL AES4”对模具的表面实施了脱模处理。
(实施例1-1)
通过实施方式1的光学构件的制造方法制作实施例1-1的光学构件。
(工序(1):树脂溶液的调制)
在将光固化性树脂A1和脱模剂B1混合后,使该混合物溶解于溶剂,调制树脂溶液3。在树脂溶液3中,光固化性树脂A1的含有率为80重量%,脱模剂B1的含有率为10重量%,溶剂的含有率为10重量%。即,树脂溶液3中的脱模剂B1的有效成分的含有率为2重量%。
(工序(2):树脂溶液的涂敷)
将树脂溶液3按带状滴下(涂敷)到基材2的表面上。然后,使用棒涂机将树脂溶液3扩展到基材2的整个表面。
(工序(3):树脂层的形成)
将在基材2的表面上配置有树脂溶液3的涂敷物的状态的材料置入烘箱,以温度80℃进行1分钟加热处理,使溶剂从树脂溶液3的涂敷物挥发。其结果是,形成了树脂层4。
(工序(4):凹凸结构的形成)
在将树脂层4夹在中间的状态下,用手压辊将基材2按压于模具5。其结果是,在树脂层4的表面(与基材2相反的一侧的表面)形成了凹凸结构。
(工序(5):树脂层的固化)
对在表面具有凹凸结构的树脂层4从基材2侧照射紫外线(照射量:200mJ/cm2)使其固化。其结果是,形成了聚合物层6。
(工序(6):模具的剥离)
将模具5从聚合物层6剥离。其结果是,完成了光学构件1。聚合物层6的厚度T为9.8μm。
光学构件1的表面规格如下。
凸部7的形状:吊钟状
相邻的凸部7间的间距P:200nm
凸部7的高度:200nm
凸部7的高宽比:1
光学构件1的表面规格的评价使用日立高新技术公司制造的扫描式电子显微镜“S-4700”来进行。此外,在评价时,使用MEIWA FOSIS公司制造的锇涂布机“Neoc-ST”,将和光纯药工业公司制造的氧化锇VIII(厚度:5nm)涂敷到光学构件1的表面(聚合物层6的与基材2相反的一侧的表面)上。具体地说,相邻的凸部7间的间距P为用上述扫描式电子显微镜拍摄的平面照片的1μm见方的区域内的除了枝突起以外的全部相邻的凸部间的距离的平均值。凸部7的高度为用上述扫描式电子显微镜拍摄的截面照片中的除了枝突起以外的连续排列的10个凸部的高度的平均值。但是,在选择10个凸部时,将存在缺损、变形的部分(准备测定用试料时发生了变形的部分等)的凸部排除在外。
(实施例1-2~1-9以及比较例1-1~1-8)
除了变更为表3~6所示的组成以外,与实施例1-1同样地制作各例的光学构件。
表3~6还示出了将光固化性树脂和脱模剂以各例的树脂溶液中的比率进行了混合的情况下的浊度(仅记为“浊度”)。在三菱化学分析技术公司制造的积分球式浊度计“PT-200”中,将试料放入10mm比色皿,使用预先设定的高岭土校准曲线,由此进行浊度的测定。
(评价内容和评价结果)
对实施例1-1~1-9以及比较例1-1~1-8的光学构件评价了透明性、防污性以及耐擦性。表3~6示出结果。
<透明性>
关于透明性,对各例的光学构件的雾度进行评价。具体地说,使用日本电色工业公司制造的雾度计“NDH7000”来测定各例的光学构件的雾度。判定基准如下。
◎:雾度为0.5%以下。
○:雾度为高于0.5%、0.8%以下。
△:雾度为高于0.8%、不到1.0%。
×:雾度为1.0%以上。
在此,将判定为◎、○或者△的情况判断为能容许的水平(透明性优异)。
<防污性>
关于防污性,对各例的光学构件的指纹擦除性进行评价。具体地说,首先,对各例的光学构件在基材的与聚合物层相反的一侧的表面隔着光学粘合层贴附黑丙烯酸板。接下来,将各例的光学构件在温度为60℃、湿度为95%的环境下放置101天,进而在温度为23℃,湿度为50%的环境下放置1天。然后,在使指纹附着到各例的光学构件的表面(聚合物层的与基材相反的一侧的表面)后,用旭化成纤维公司制造的“BEMCOT(注册商标)S-2”擦拭10个来回,在照度为100lx的环境下目视观察指纹是否被擦除。判定基准如下。
○:指纹被完全擦除,看不到擦拭残留。
△:指纹不醒目,但是用荧光灯映照时能略微看到擦拭残留。
×:指纹完全未被擦除。
在此,将判定为○或者△的情况判断为能容许的水平(防污性优异)。
<耐擦性>
关于耐擦性,对各例的光学构件评价用无纺布擦拭表面前后的反射率的变化率。具体地说,首先,对各例的光学构件在基材的与聚合物层相反的一侧的表面贴附黑丙烯酸板。然后,在温度为23℃,湿度为50%的环境下对各例的光学构件的表面(聚合物层的与基材相反的一侧的表面)从极角为5°的方位照射光源,测定入射角5°处的正反射分光反射率。使用岛津制作所公司制造的“UV-3100PC”在380~780nm的波长区域中进行反射率的测定。然后,根据测定结果算出450~650nm的波长区域中的平均反射率,将其值作为反射率A(单位:%)。
接下来,将各例的光学构件在温度为60℃,湿度为95%的环境下放置101天,进而返回到温度为23℃,湿度为50%的环境下放置1天。然后,使用旭化成纤维公司制造的“BEMCOT LABO(注册商标)”反复擦拭各例的光学构件的表面(聚合物层的与基材相反的一侧的表面)10个来回。然后,与上述方法同样地对各例的光学构件测定入射光5°处的正反射分光反射率。然后,根据测定结果算出450~650nm的波长区域中的平均反射率,将其值作为反射率B(单位:%)。
耐擦性的评价指标使用“擦拭前后的反射率的变化率(单位:%)=100×(反射率B-反射率A)/反射率A”,判定基准如下。
◎:反射率的变化率为15%以下
○:反射率的变化率为高于15%、不到25%
△:反射率的变化率为25%以上、30%以下
×:反射率的变化率为高于30%、不到50%
××:反射率的变化率为50%以上
在此,将判定为◎、○或者△的情况判断为能容许的水平(耐擦性优异)。
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
如表3和表4所示,在实施例1-1~1-9中,透明性、防污性以及耐擦性均优异。其中,实施例1-1、实施例1-4、实施例1-6以及实施例1-8的透明性、防污性以及耐擦性综合来看特别优异。另一方面,如表5和表6所示,比较例1-1~1-8中都是透明性、防污性以及耐擦性中的至少1项低。
[评价2:本发明的第二光学构件的制造方法]
在实施例和比较例中,为了制造光学构件而使用的材料如下。此外,基材和模具与在评价1中使用的材料是同样的。
(第一树脂)
使用如表7所示的组成的第一树脂C1~C3。各材料名的简称与评价1相同。表7中的数值表示各第一树脂中的各材料的含有率。
[表7]
(第二树脂)
使用如表8所示的组成的第二树脂D1~D4。各材料名的简称与评价1是同样的。表8中的数值表示各第二树脂中的各材料的含有率。例如第二树脂D1通过下述方法调制。首先,使用东京理化器械公司制造的旋转蒸发器“N-1110型”对大金工业公司制造的“OPTOOLDAC-HP”进行向N-N-丙烯酰吗啉(KJ化学制品公司制造的“ACMO”)的溶剂置换。然后,使用富山工业公司制造的迷你喷射炉“MD-92”以温度180℃进行5小时加热处理。在加热处理后,添加“ACMO”,由此将有效成分的含有率调整为10重量%。
[表8]
(实施例2-1)
通过实施方式2的光学构件的制造方法制作实施例2-1的光学构件。
(工序(1):第一树脂和第二树脂的涂敷)
将第一树脂C1用棒涂机涂敷到基材2的表面上。接下来,将第二树脂D1用棒涂机涂敷到所涂敷的第一树脂C1的表面(与基材2相反的一侧的表面)上。
(工序(2):树脂层的形成)
在将第一树脂C1和第二树脂D1夹在中间的状态下,用手压辊将基材2第一树脂C1侧按压于模具5。其结果是,形成了在表面(与基材2相反的一侧的表面)具有凹凸结构的树脂层4。
(工序(3):树脂层的固化)
对在表面具有凹凸结构的树脂层4从基材2侧照射紫外线(照射量:200mJ/cm2)使其固化。其结果是,形成了聚合物层6。
(工序(4):模具的剥离)
将模具5从聚合物层6剥离。其结果是,完成了光学构件1。聚合物层6的厚度T为10.5μm。光学构件1的表面规格如下。
凸部7的形状:吊钟状
相邻的凸部7间的间距P:220nm
凸部7的高度:200nm
凸部7的高宽比:约0.9
(实施例2-2以及比较例2-1~2-5)
除了变更为表9和表10所示的组成以外,与实施例2-1同样地制作各例的光学构件。表9和表10中还示出了将第一树脂和第二树脂按各例的树脂层中的比率混合的情况下的浊度(仅记为“浊度”)。
(评价内容和评价结果)
对实施例2-1、实施例2-2以及比较例2-1~2-5的光学构件,与评价1同样地对透明性、防污性以及耐擦性进行了评价。表9和表10示出结果。
[表9]
[表10]
如表9所示,实施例2-1以及、实施例2-2的透明性、防污性以及耐擦性优异。另一方面,如表10所示,比较例2-1~2-5中均是透明性、防污性以及耐擦性中的至少1项低。
[附注]
本发明的一个方式可以是一种光学构件的制造方法(本发明的第一光学构件的制造方法),上述光学构件具备:基材;以及聚合物层,其配置在上述基材的表面上,在表面具有以可见光的波长以下的间距设有多个凸部的凹凸结构,上述光学构件的制造方法的特征在于,包括:工序(1),使光固化性树脂和脱模剂溶解于溶剂,调制树脂溶液;工序(2),将上述树脂溶液涂敷到上述基材的表面上;工序(3),进行从上述树脂溶液的涂敷物除去上述溶剂的加热处理,形成树脂层;工序(4),在将上述树脂层夹在中间的状态下,将上述基材按压于模具,将上述凹凸结构形成于上述树脂层的表面;以及工序(5),通过光照射使上述树脂层固化,形成上述聚合物层,上述光固化性树脂和上述脱模剂是在相互混合的情况下表现出5度(高岭土)以上、25度(高岭土)以下的浊度的组合,上述光学构件的雾度不到1.0%。根据该方式,能实现不损害透明性而提高防污性和耐擦性的光学构件的制造方法。
本发明的另一个方式可以是一种光学构件的制造方法(本发明的第二光学构件的制造方法),上述光学构件具备:基材;以及聚合物层,其配置在上述基材的表面上,在表面具有以可见光的波长以下的间距设有多个凸部的凹凸结构,上述光学构件的制造方法的特征在于,包括:工序(1),涂敷第一树脂和第二树脂;工序(2),在将上述第一树脂和上述第二树脂夹在中间的状态下,将基材从上述第一树脂侧按压于模具,形成在表面具有上述凹凸结构的树脂层;以及工序(3),通过光照射使上述树脂层固化,形成上述聚合物层,上述第一树脂含有光固化性树脂,上述第二树脂含有脱模剂,上述第一树脂和上述第二树脂是在相互混合的情况下表现出15度(高岭土)以上、35度(高岭土)以下的浊度的组合,上述光学构件的雾度不到1.0%。根据该方式,能实现不损害透明性而提高防污性和耐擦性的光学构件的制造方法。
在本发明的第二光学构件的制造方法中,上述第一树脂和上述第二树脂也可以不含有溶剂。根据这种构成,能减少上述溶剂的使用所涉及的成本和环境方面的负荷(使用时的臭气等)。而且,不需要用于除去上述溶剂的装置,能减少装置成本。
在本发明的第一光学构件的制造方法和本发明的第二光学构件的制造方法中,上述树脂层中的上述脱模剂的有效成分的含有率也可以为0.1重量%以上、10重量%以下。根据这种构成,能合适地提高防污性和耐擦性。
在本发明的第一光学构件的制造方法和本发明的第二光学构件的制造方法中,上述脱模剂也可以为具有光反应性基团的氟树脂。根据这种构成,高温/高湿的环境下的渗出减少,上述光学构件的可靠性提高。另外,上述氟树脂的表面自由能低,因此为了提高防污性(例如指纹擦除性)而优选使用上述氟树脂。
在本发明的第一光学构件的制造方法和本发明的第二光学构件的制造方法中,上述光固化性树脂也可以含有与上述脱模剂相溶的相溶性单体,上述光固化性树脂中的上述相溶性单体的含有率为5重量%以上、30重量%以下。根据这种构成,能合适地提高防污性和耐擦性。
在本发明的第一光学构件的制造方法和本发明的第二光学构件的制造方法中,上述聚合物层的厚度也可以为5.0μm以上、20.0μm以下。根据这种构成,能使上述脱模剂的有效成分在上述聚合物层的表面(与上述基材相反的一侧的表面)以高浓度进行取向。
本发明的第一光学构件的制造方法和本发明的第二光学构件的制造方法中,上述间距也可以为100nm以上、400nm以下。根据这种构成,能充分防止莫尔纹、彩虹状不均匀等光学现象的发生。
在本发明的第一光学构件的制造方法和本发明的第二光学构件的制造方法中,上述多个凸部的高度也可以分别为50nm以上、600nm以下。根据这种构成,能兼顾上述多个凸部的优选高宽比。
在本发明的第一光学构件的制造方法和本发明的第二光学构件的制造方法中,上述多个凸部的高宽比也可以分别为0.8以上、1.5以下。根据这种构成,能充分防止莫尔纹,彩虹状不均匀等光学现象的发生,实现良好的反射特性。而且,能防止蛾眼结构的加工性降低、发生粘连以及在形成蛾眼结构时转印情况恶化。
附图标记说明
1:光学构件
2:基材
3:树脂溶液
4:树脂层
5:模具
6:聚合物层
7:凸部
8:第一树脂
9:第二树脂
P:间距
T:聚合物层的厚度
T1:第一树脂的厚度
T2:第二树脂的厚度。
Claims (10)
1.一种光学构件的制造方法,上述光学构件具备:基材;以及聚合物层,其配置在上述基材的表面上,在表面具有以可见光的波长以下的间距设有多个凸部的凹凸结构,上述光学构件的制造方法的特征在于,包括:
工序(1),使光固化性树脂和脱模剂溶解于溶剂,调制树脂溶液;
工序(2),将上述树脂溶液涂敷到上述基材的表面上;
工序(3),进行从上述树脂溶液的涂敷物除去上述溶剂的加热处理,形成树脂层;
工序(4),在将上述树脂层夹在中间的状态下,将上述基材按压于模具,将上述凹凸结构形成于上述树脂层的表面;以及
工序(5),通过光照射使上述树脂层固化,形成上述聚合物层,
上述光固化性树脂和上述脱模剂是在相互混合的情况下表现出5度(高岭土)以上、25度(高岭土)以下的浊度的组合,
上述光学构件的雾度不到1.0%。
2.一种光学构件的制造方法,上述光学构件具备:基材;以及聚合物层,其配置在上述基材的表面上,在表面具有以可见光的波长以下的间距设有多个凸部的凹凸结构,上述光学构件的制造方法的特征在于,包括:
工序(1),涂敷第一树脂和第二树脂;
工序(2),在将上述第一树脂和上述第二树脂夹在中间的状态下,将基材从上述第一树脂侧按压于模具,形成在表面具有上述凹凸结构的树脂层;以及
工序(3),通过光照射使上述树脂层固化,形成上述聚合物层,
上述第一树脂含有光固化性树脂,
上述第二树脂含有脱模剂,
上述第一树脂和上述第二树脂是在相互混合的情况下表现出15度(高岭土)以上、35度(高岭土)以下的浊度的组合,
上述光学构件的雾度不到1.0%。
3.根据权利要求2所述的光学构件的制造方法,其特征在于,
上述第一树脂和上述第二树脂不含有溶剂。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的光学构件的制造方法,其特征在于,
上述树脂层中的上述脱模剂的有效成分的含有率为0.1重量%以上、10重量%以下。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的光学构件的制造方法,其特征在于,
上述脱模剂为具有光反应性基团的氟树脂。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的光学构件的制造方法,其特征在于,
上述光固化性树脂含有与上述脱模剂相溶的相溶性单体,
上述光固化性树脂中的上述相溶性单体的含有率为5重量%以上、30重量%以下。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的光学构件的制造方法,其特征在于,
上述聚合物层的厚度为5.0μm以上、20.0μm以下。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的光学构件的制造方法,其特征在于,
上述间距为100nm以上、400nm以下。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的光学构件的制造方法,其特征在于,
上述多个凸部的高度分别为50nm以上、600nm以下。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的光学构件的制造方法,其特征在于,
上述多个凸部的高宽比分别为0.8以上、1.5以下。
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