CN1842726A - 具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种批量生产性优良、具备精度高的表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板(30)的制造方法。将形成对应所希望的表面微细结构的负片图案(14b)的金属模(14)固定在第1平板(20)上。使第1平板(20)和第2平板(22)对置,形成盒(27)。盒的模腔(26)的一面通过金属模划分。该模腔内注入甲基丙烯酸酯类树脂的单体混合物。使单体混合物在模腔内聚合、固化。通过将固化了的树脂成形体从盒中取出切成所希望的尺寸,制造铸塑板。

Description

具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板及其制造方法
技术区域
本发明涉及一种具有用于实现防反射和偏光分离等各种光学特性的表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板及其制造方法。
背景技术
目前,电子机器的显示器中使用具有防反射(AR)功能的光学元件,向光盘进行信息记录或从光盘进行信息再生的光学拾波器中,使用具有偏光分离功能的光学元件。这些光学元件具有由层压于基体上的多个膜构成的多层膜结构。(参照专利文献1、2)
通常多层膜结构的多层膜具有相互不同的折射率,通过多层膜的综合的光学特性,得到AR功能和偏光分离功能类的所希望的光学功能。
需要说明的是,所谓AR功能,是指抑制入射光的反射和散射,提高光学元件的透射率的功能。例如,在便携电话和计算机的显示器的表面,当外来光(入射光)反射或散射时,会发生使可见性下降的所谓映像。因此,在显示器的情况下通常使显示器表面的反射率降低,避免入射光的反射和扩散。
另外,所谓偏光分离功能,是指具有相互正交的偏光面的P偏光和S偏光中,只容许一种偏光透过光学元件,使另一种反射,将P偏光和S偏光分离的功能。
即使在滤光器和相位差板等的多层膜结构的光学元件情况下,也利用多层膜的综合的光学特性,实现所希望的光学特性。
专利文献1:特开平11-312330号公报
专利文献2:特开2000-76685号公报
专利文献3:特开2001-201746公报
发明内容
可是,在具有多层膜结构的光学元件的情况下,通过调节构成多层膜的各膜的厚度,可以得到所希望的光学特性。但是,各膜的厚度的调节很难,另外,根据成膜条件的不同,折射率也产生偏差,未必能得到所希望的光学特性。另外,可以构成多层膜的膜材料的种类受到限制,光学元件的设计自由度变低。
另一方面,近年来,由于半导体加工技术和电子束加工技术的进步,可以用光的波长以下的所谓亚微细粒度进行微细加工和微细成形。通过微细加工,在元件(基板)的表面形成附加各种光学特性的各种微细结构或微细图案正在成为可能。因此,现在对使用形成了微细结构或微细图案的基板作为主板(下模),例如,采用电铸法制作金属模,通过利用了该金属模的喷射成形和冲压成形等,低成本地大量生产透明塑料光学元件进行了研究。专利文献3提出了将形成微细结构的金属模装载在压力机上,通过将其金属模按压在透明的塑料平板上,使微细结构或微细图案转印在其平板上。
为了得到所希望的光学特性,必须形成高长宽比的微细结构或微细图案,亦即,必须相对其重复节距更深地形成微细结构和微细图案。但是,在喷射成形和冲压成形中,形成具有高长宽比的亚微细粒度的微细结构技术上是困难的。例如,在专利文献3记载的方法中,相对在金属模上设有的山的高度为0.9μm,转印在平板上的山的高度(凹部的深度)为0.8μm,其转印率只有88.9%。如果用现有的方法以亚微细粒度进行微细加工,则转印率更低。通过本申请发明者证实,用现有的成形方法转印有亚微细粒度的微细结构时,其转印率在喷射成形中约为70~80%,在冲压成形中约为80~90%。
本发明的目的在于,提供一种大量生产性优良、备有精度高的表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板及其制造方法。
为了达成上述目的,本发明的一种方式是提供一种具有通过使有效折射率变化来实现所希望的光学特性的表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板。前述甲基丙烯酸类树脂铸塑板是在备有具有对应前述表面微细结构的负片图案的至少一个内面的盒内,通过注入甲基丙烯酸类树脂的单体混合物的浇铸聚合形成的。
在一种实施方式中,前述单体混合物是以甲基丙烯酸甲酯为主剂的单体混合物。优选:前述单体混合物是含有50重量%以上的甲基丙烯酸甲酯单体,和能与该甲基丙烯酸甲酯共聚的其他单体的混合物。优选:能与前述甲基丙烯酸甲酯共聚的其他单体是甲基丙烯酸或其酯。优选:能与前述甲基丙烯酸甲酯共聚的其他单体是多官能不饱和单体。在一种实施方式中,前述单体混合物含有自由基聚合引发剂。在一种实施方式中,前述单体混合物含有光聚合引发剂。在一种实施方式中,前述负片图案具有该甲基丙烯酸类树脂铸塑板的表面处理用的涂料组合物涂敷过的表面,前述甲基丙烯酸类树脂铸塑板在前述浇铸聚合时,具备转印有前述涂料组合物的表面。在一种实施方式中,相对前述表面微细结构的负片图案的该甲基丙烯酸类树脂铸塑板的表面微细结构的转印率为94%以上。在一种实施方式中,前述表面微细结构是一种将长宽比为1以上、且节距为150~300nm的锥形凸起设成矩阵状的防反射结构。
本发明的另外的方式,是提供一种具有通过使有效折射率变化来实现所希望的光学特性的表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的制造方法。其方法具有:准备设置有具有对应前述表面微细结构的负片图案的至少一个内面的盒的工序;将甲基丙烯酸类树脂的单体混合物注入前述盒的工序;使前述单体混合物在前述盒内进行聚合反应的工序;将通过前述聚合反应固化了的树脂体从前述盒内取出的工序;将前述树脂体切成所希望的尺寸的工序。
本发明的再一个另外的方式,是提供一种具有通过使有效折射率变化来实现所希望的光学特性的表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的制造方法,其方法具有:准备包含传送带式的连续盒的浇铸槽的工序,其中连续盒的各盒备有具有对应前述表面微细结构的负片图案的至少一个内面;将甲基丙烯酸类树脂的单体混合物注入前述浇铸槽的工序;使前述单体混合物在前述浇铸槽内进行聚合反应的工序;将通过前述聚合反应固化了的树脂体切成所希望的尺寸的工序。
在一种实施方式中,前述单体混合物含有自由基聚合引发剂,进行前述聚合反应的工序,包含用于加速前述单体混合物的聚合反应的加热处理工序。
在一种实施方式中,前述单体混合物含有光聚合引发剂,前述聚合反应的工序,包含用于加速前述单体混合物的聚合反应的紫外线照射处理工序。
在一种实施方式中,在注入前述甲基丙烯酸类树脂的单体混合物的工序之前,还设有在具有前述负片图案的至少一个内面涂敷前述甲基丙烯酸类树脂铸塑板的表面处理用的涂料组合物的工序。
在一种实施方式中,进一步具有:在基板的表面,形成具有前述表面微细结构的图案的掩模的工序;使用前述掩模腐蚀前述基板,制作具有前述表面微细结构的主板的工序;使用前述主板、利用电铸制造具有前述负片图案的金属模的工序。准备前述盒的工序,包含使用前述金属模,提供前述盒的前述至少一个内面。
在一种实施方式中,进一步具有:在基板的表面,形成具有前述表面微细结构的图案的掩模的工序;使用前述掩模腐蚀前述基板,制作具有前述表面微细结构的主板的工序;在前述主板和透光性板材间的间隙,注入紫外线固化树脂的工序;在使前述主板和前述透光性板材接触的状态下,通过前述透光性板材,对前述紫外线固化性树脂照射紫外线,使前述紫外线固化树脂固化,形成具有前述负片图案的树脂层的工序。准备前述盒的工序,包含使用前述树脂层,提供前述盒的前述至少一个内面。
准备前述盒的工序包含:使用具有相当于多个前述主板的量的面积的前述金属模或前述树脂层,提供前述至少一个内面。
准备前述盒的工序包含:将提供具有前述负片图案的至少一个内面的部件,可以装卸地安装在前述盒上。
制作前述主板的工序包含:形成长宽比为1以上、且节距为150~300nm的锥形凸起配列成矩阵状的表面。
本发明的另外的方式是:提供一种具备有光学特性的光学树脂板。该树脂板具备形成有发挥前述光学特性的表面微细结构的至少一个表面、具有均匀的组成的树脂基板。前述表面微细结构包含由150~300nm的节距形成的多个锥形凸起,各锥形凸起的长宽比为1以上。
前述光学树脂板优选具备形成在前述树脂成形体的表面上的被膜,以覆盖前述多个锥形凸起。在一种实施方式中,前述被膜是保护前述多个锥形凸起的耐擦伤性被膜。在一种实施方式中,如权利要求26或27记载的光学树脂板,其前述被膜包含防止前述铸塑板带电的导电性微粒子。在一种实施方式中,前述树脂基板由甲基丙烯酸类树脂构成。在一种实施方式中,前述甲基丙烯酸类树脂是包含甲基丙烯酸甲酯的聚合物。在一种实施方式中,前述甲基丙烯酸类树脂包含甲基丙烯酸甲酯和其他单体的共聚物。在一种实施方式中,前述光学特性是防反射特性。
根据本发明,通过经聚合反应固化,可以得到具有非常高的转印率、具有转印有微细结构图案的表面的甲基丙烯酸类树脂铸塑板。通过表面的微细结构,该铸塑板具备了所希望的光学特性,作为光学元件非常有用。另外,本发明中,通过采用了浇铸聚合,其生产性也自然而然地提高,可以大量且廉价地提供具有非常高精度的表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板。
附图说明
图1(a)~(d)是表示本发明的第1实施方式的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的制造中使用的主板的制造工序的大致剖面图。
图2(a)~(c)是表示主板制造工序的大致剖面图。(d)是主板的大致透视图。
图3是表示使用了主板的金属模的形成工序的模式图。
图4是表示盒的形成工序的透视图。
图5是表示盒的形成工序的透视图。
图6是表示盒的形成工序的透视图。
图7是图6的俯视图。
图8是表示盒的形成工序的透视图。
图9是对应图8的A-A剖面的盒的剖面图。
图10是表示单体混合物的注入工序的透视图。
图11是表示单体混合物的聚合工序的透视图。
图12是表示从盒中取出甲基丙烯酸类树脂铸塑板的工序的透视图。
图13是本发明的第1实施方式的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的模式透视图。
图14是沿图13的铸塑板的B-B线的剖面图。
图15是对于具有第1实施方式的甲基丙烯酸类树脂铸塑板及现有的多层防反射膜的光学元件,表示反射率和波长的关系的曲线图。
图16是表示本发明的第2实施方式的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的制造方法的模式图。
图17是第2实施方式的盒的剖面图。
图18是表示盒的变形例的剖面图。
图19是表示大型盒的变形例的透视图。
图20是进行连续铸塑式的浇铸聚合的装置的模式图。
具体实施方式
下面,对涉及本发明的第1实施方式的甲基丙烯酸类树脂铸塑板及其制造方法进行说明。
涉及第1实施方式的甲基丙烯酸类树脂铸塑板,备有具有非常高精度的微细结构的表面。通过微细结构,实现高的AR(防反射或无反射)功能。
下面,对铸塑板的制造方法进行说明。涉及第1实施方式的铸塑板的制造方法大多包含以下工序A~D,用通过对置的2片平板或多个平板划分的至少一个盒重复进行浇铸,即采用所谓间歇式铸塑法。
工序A:在至少一个模腔面上,形成设有对应所希望的表面微细结构的负片图案(反转图案)的盒27(图9)。
工序B:在盒27内,将甲基丙烯酸类树脂的单体混合物注入(图10)。
工序C:使已经注入的单体混合物在盒27内进行聚合反应(图11)。通过聚合反应,单体混合物固化。
工序D:将固化了的树脂体(铸塑板30)从盒27中取出,将树脂铸塑板30切成所希望的尺寸(图12及图13)。
首先,参照图1~图3,对在工序A之前进行的、用于制作具有负片图案的金属模的前处理工序进行说明。前处理工序是由以下工序a1及b1构成的。
a1:在基板的表面涂敷保护层,将微细结构的图案描绘、显像后,形成适当的掩模,以该掩模为基础进行腐蚀,制作具有前述微细结构的主板(下模)13(图1及图2)。
b1:使用主板13,采用电铸,制作用作赋予微细结构的压模使用的金属模14(图3)。
在工序a1中,首先,如图1(a)所示,例如,在由硅(Si)或石英等构成的基板10上涂敷保护层11。然后,在保护层11上,通过采用电子束描绘和二光束干涉曝光等,对微细结构的图案进行描绘、显像,形成如图1(b)所示的保护层模。
其次,如图1(c)所示,从保护层图案的表面侧进行铬(Cr)的蒸镀。通过剥离只残留铬(Cr)膜12。接下来,通过除去保护层11,如图1(d)所示,在基板10上形成铬(Cr)掩模12a。掩模12a的图案是可见光的波长以下的亚微细粒度的微细图案,具体来讲,是具有250nm~300nm的重复节距P的2维图案。在第1实施方式中,从上面看时,掩模12a是矩阵状的图案。
然后,使用铬(Cr)掩模12a,腐蚀基板10的表面10a。在第1实施方式中,基板10是通过使用反应气的反应性离子腐蚀进行腐蚀的。反应气可以使用将C4F8和CH2F2以规定比例混合的混合气或CHF3。使用了C4F8和CH2F2的混合气时的腐蚀条件如下所述。
气体压力:0.5Pa
天线功率:1500W
偏压功率:450W
C4F8/CH2F2:16/14sccm
腐蚀时间:60sec
所谓天线功率是指:为了生成等离子体而施加在腐蚀装置内的天线上的高频率电功率。所谓偏压功率是指:为了在基板10上引入等离子体而施加的高频率电功率。反应气中的CH2F2的混合比例,可以在10~50%之间进行调整。CH2F2的比例低于10%时,用腐蚀除去的凹部的角度过大,凸起的长宽比会成为1.0以下。相反地,CH2F2的比例高于50%时,用腐蚀除去的凹部会成为带有圆角的U字型凹部。
图2(a)~(c)阶段性地表示基板10的腐蚀。随着腐蚀的推进,不仅从铬(Cr)掩模12a露出了的表面,而且铬(Cr)掩模12a也慢慢被腐蚀,其直径缩小。最终,如图2(c)所示,在基板10的表面,具备了具有一定的顶角(圆锥角)的锥形(圆锥形)凸起10b,形成具有防反射功能的表面微细结构。在第1实施方式中,确定腐蚀条件(反应气中的CH2F2的混合比例等),以使凸起10b的高度T1为300~500nm。凸起10b的节距P1和图1(d)的节距P对应。
经过以上处理,制作具有如图2(d)所示的表面微细结构的主板13。
然后,如图3所示,使用主板13制作金属模14(工序b)。金属模14是采用例如使用了镍(Ni)的电铸工序制作的。
在第1实施方式中,相对主板13,用溅射法使镍(Ni)的薄膜形成数百的膜厚,使其成为导电膜。然后,在由镍薄膜构成的导电膜上,直接进行镍电铸,使由该镍构成的金属层层压。将层压过的金属层从主板13剥离,得到金属模14。
通过这样的电铸加工,主板13的微细结构(微细图案)的反转结构(负片图案)几乎如实地转印在金属模14上。在以下的说明中,有时将负片图案称为反转图案。
这样,通过在工序A之前制作具有负片图案的金属模14,可以使工序A以后的工序有效地进行。
其次,参照图4~图9,对工序A进行说明。附带说一下,所谓工序A,是指如上所述形成设有负片图案的盒27的工序。
在第1实施方式中,通过2片平板20,22划分模腔26。因此,平板20,22优选是玻璃或金属制,其不侵入后述的以甲基丙烯酸甲酯为主剂的单体混合物。在第1实施方式中,根据甲基丙烯酸类树脂铸塑板的厚度,2片平板20,22的厚度为2.0~5.0cm左右。
图4是表示在构成盒27的2片平板中的一方上安装金属模14的工序的分解透视图。
如图4所示,金属模14安装在第1平板20上。第1平板20的外形尺寸和金属模14的外形尺寸大致相同。在平板20的各角上,形成用于固定金属模14的螺纹孔20a。在金属模14的各角上,形成对应于螺纹孔20a的开孔(贯通孔)14a。为了使形成负片图案(凹部14b)的面露出,通过将金属模14载置到平板20的上面,在金属模14的开孔14a及对应的平板20的螺纹孔20a上拧上螺栓21,将金属模14固定在平板20上。由此,得到一体具有负片图案的平板20。
然后,在平板20的表面,确切来讲,是在金属模14的形成负片图案(凹部14b)的面,涂敷甲基丙烯酸类树脂铸塑板的表面处理用的涂料组合物(图示略)。在第1实施方式中,该涂料组合物的主剂(主要成分)是具备了表面微细结构的保护功能的固化性化合物。固化性化合物通过紫外线或电子射线类的放射线的照射或通过温风、温水、红外线加热器等热源的加热固化,形成耐擦伤性被膜。固化性化合物中,可以混合实现抗静电性的导电性微粒子、调整涂料粘度的溶剂或固化催化剂等添加物。
固化性化合物例如有:丙烯酸酯、尿烷丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、羧基改性环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、共聚类丙烯酸酯、脂环式环氧树脂、缩水甘油醚环氧树脂、乙烯醚化合物、氧杂环丁烷化合物等。其中,赋予被膜高的耐擦伤性的固化性化合物例如有:多功能丙烯酸酯类、多功能尿烷丙烯酸酯类、多功能环氧丙烯酸酯类等自由基聚合类的固化性化合物;烷氧基硅烷、烷基烷氧基硅烷等热聚合类的固化性化合物。这些固化性化合物可以分别单独使用,也可以将多个化合物组合使用。
上述固化性化合物中的优选物质是分子中至少具有3个(甲基)丙烯酰氧基的化合物。例如:
三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、新戊三醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三或四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三、四、五或六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇四、五、六或七(甲基)丙烯酸酯类3元以上的多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯;
使具有羟基的(甲基)丙烯酸酯单体,以相对异氰酸酯基其羟基为等摩尔以上的比例与分子内至少具有2个异氰酸酯基的化合物进行反应,得到的1分子中的(甲基)丙稀酰氧基的数为3个以上的尿烷(甲基)丙烯酸酯(例如,通过二异氰酸酯和季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯的反应,得到3~6个官能团的尿烷(甲基)丙烯酸酯);
三(2-羟乙基)三聚异氰酸的三(甲基)丙烯酸酯。
固化性化合物可以直接使用例示的单体,也可以使用其二聚物、三聚物等低聚物,也可以同时使用单体和低聚物。
至少具有3个(甲基)丙烯酰氧基的化合物优选以每涂料组合物的固体成分100重量份,使用其含量为50重量份以上、进一步为60重量份以上。当至少具有3个(甲基)丙烯酰氧基的固化性化合物的含量低于50重量份时,表面硬度可能不充分。
需要说明的是,所谓(甲基)丙烯酰氧基,是指丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。另外,在本说明书中,(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸的(甲基)也同样。
赋予被膜抗静电性的导电性无机粒子例如有:掺杂锑的氧化锡、涂敷磷的氧化锡、氧化锑、锑酸锌、氧化钛、ITO(铟锡氧化物)等。导电性无机粒子的粒径可以根据粒子的种类适当选择,通常为0.5μm以下。从耐擦伤性被膜的抗静电性和透明性的观点考虑,优选平均粒径为0.001μm以上、0.1μm以下。导电性无机粒子的平均粒径超过0.1μm时,由于耐擦伤性被膜的雾度(haze)可能会变大,透明性下降,因此,更优选平均粒径为0.001μm以上、0.05μm以下。相对固化性化合物100重量份,导电性无机粒子的使用量通常为2~50重量份左右,优选为3~20重量份左右。当相对固化性化合物100重量份的导电性无机粒子的使用量低于2重量份时,抗静电性改善效果不足。另一方面,当使用量超过50重量份时,固化膜的透明性可能会下降。
导电性无机粒子可以通过例如气相分解法、等离子体蒸发法、醇盐分解法、共沉淀法、水热法等制造。另外,导电性无机粒子的表面,也可以用例如非离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、硅类偶合剂、铝类偶合剂等进行处理。
作为调整涂料组合物的粘度的溶剂,希望是可以溶解固化性组合物、且在涂料组合物涂敷后挥发的物质。溶剂例如有:双丙酮醇、甲醇、乙醇、异丙醇、1-甲氧基-2-丙醇类的醇类;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基甲酮类的酮类;甲苯、二甲苯类的芳香族碳氢化合物类;醋酸乙酯类的酯类;2-乙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇类的溶纤剂类;及水等。涂料组合物中的溶剂的使用量没有特别限制,根据固化性化合物的性状进行调整。
通过在涂料组合物中混合溶剂,可以促进导电性无机粒子在涂料组合物内的分散。在混合导电性无机粒子时,例如,可以在溶剂中混合了导电性无机粒子后与固化性化合物混合,也可以在固化性化合物和溶剂的混合物中加入导电性无机粒子进行混合。
使涂料组合物通过紫外线固化时,优选在该涂料组合物中添加光聚合引发剂。光聚合引发剂例如有:二苯甲酰、二苯甲酮和其衍生物、噻吨酮类、苄基二甲基乙酮醇类、α-羟烷基苯酮类、羟基酮类、氨烷基苯酮类、酰基膦化氧类等。相对固化性化合物100重量份,光聚合引发剂的添加量通常为0.1~5重量份的范围。固化性涂料含有溶剂时,可以涂敷涂料组合物、使溶剂挥发、然后使固化性被膜固化,也可以使溶剂的挥发和固化性被膜的固化同时亦即平行进行。
下面,对协助第1平板20划分模腔26的第2平板22进行详细叙述。
如图5所示,在第2平板22的表面22a上,沿着其外边缘,通过粘结剂等固定部件固定3根调整板厚用的方材23。各方材23的厚度L,具有和铸塑板30大致相同的厚度。在第1实施方式中,铸塑板30的厚度约为0.2~10mm的范围。
如图6所示,在3根方材23的内侧,沿方材23配设有由硅树脂等弹性材料构成的管24。如图7所示,管24的外径比方材23的厚度L、即所希望的铸塑板的厚度稍大。
如图8所示,使第1平板20和第2平板22对置,以使方材23及管24包围第1平板20的负片图案。
如图9所示,通过连接部件25使第1平板20和第2平板22连接。由此,管24弹性变形,平板20及22只间隔方材23的厚度L而对置,通过管24划分密封了的模腔26。这样一来,盒27完成。图9相当于在盒27完成的状态的沿图8的A-A线的剖面图。
其次,作为工序B,如图10所示,在完成的盒27内(模腔26),将以甲基丙烯酸甲酯为主剂的单体混合物注入。图10中,连接部件25没有示出。
使用包含50重量%以上的甲基丙烯酸甲酯单体和能与该甲基丙烯酸甲酯共聚的其他单体的混合物作为单体混合物。
上述能共聚的其他单体例如有:(甲基)丙烯酸或其酯。(甲基)丙烯酸酯例如有:
(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯等(甲基)丙烯酸和脂肪族醇的酯;
(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸环己酯等(甲基)丙烯酸和脂环族醇的酯;
(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸和芳香族醇的酯等(甲基)丙烯酸和醇的酯;
(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯等(甲基)丙烯酸羟基烷基酯等。
(甲基)丙烯酸类单体可以根据所希望的特性单独或将两种以上混合使用。(甲基)丙烯酸类单体是分子内具有1个能自由基聚合的双键的单官能不饱和单体,是能与甲基丙烯酸类单体共聚的化合物。
然后,作为工序C,在盒27内(模腔26)中,使单体混合物M进行聚合反应。在第1实施方式中,单体混合物M含有自由基聚合引发剂,加热单体混合物M,促进聚合反应。在单体混合物M中添加自由基聚合引发剂的时间,只要在聚合反应前,就没有特别限制。
图11表示单体混合物M注入了的盒27。实际上,将1个或多个盒27存放于没有图示的聚合槽,采用温风、温水或红外线加热器等没有图示的热源进行加热处理。通常,加热温度为50~130℃,加热时间为数10分钟~数十小时。加热处理的条件可以根据自由基聚合引发剂的种类和添加量变更。通过加热处理,加速单体混合物M的聚合反应,最终单体混合物M固化,得到具有均匀组成的树脂成形体(铸塑板30)。
另外,附着于第1平板20的表面(金属模14的负片图案面)的耐擦伤性被膜,在该聚合(浇铸聚合)过程中,吸附于树脂成形体,成为树脂成形体的表层。
在第1实施方式中可以采用的自由基聚合引发剂例如有:
1,1’-偶氮二(环己烷-1-腈)、2,2’-偶氮二(2,4,4-三甲基戊烯)、2,2’-偶氮二(2-甲基丙烷)、2-氰基-2-丙基偶氮甲酰胺、2,2’-偶氮二(2-羟基-甲基丙酸酯)、2,2’-偶氮二(2-甲基-丁腈)、2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]、二甲基2,2’-偶氮二(2-甲基丙酸酯)等偶氮化合物;
二枯基过氧化物、叔丁基枯基过氧化物、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰等的二烷基过氧化物类引发剂;
叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基己酸酯、叔丁基过氧化月桂酸酯、叔丁基过氧化异丁酯、叔丁基过氧化乙酸酯、二叔丁基过氧化六氢对苯二甲酯、二叔丁基过氧化壬二酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化-2-乙基己酸酯、叔戊基过氧化-2-乙基己酸酯等过氧化酯类引发剂;
叔丁基过氧化烯丙基碳酸酯、叔丁基过氧化异丙碳酸酯等过氧碳酸酯类引发剂;
1,1-二-叔丁基过氧化环己烷、1,1-二-叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二-叔己基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷等过氧化缩酮类引发剂等。
上述的自由基聚合引发剂,可以单独或混合两种以上使用。自由基聚合引发剂的添加量,相对以甲基丙烯酸甲酯为主剂的不饱和单体混合物100重量份,优选为0.01重量份~1重量份以下。该添加量低于0.01重量份时,聚合反应需要很长时间。另一方面,超过了1重量份时,有时聚合反应的控制变得困难。
然后,作为工序D,如图12所示,解除第1及第2的平板20、22的连接,分解盒27,将单体混合物M固化而成的铸塑板30从该盒27中取出。
在铸塑板30的区域Z,形成转印有金属模14的负片图案的凸起30a。
通过将铸塑板30切成需要的尺寸,如图13所示,具有包含如占有一个表面的全部那样形成的多个凸起30a的表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板30完成。
下面,对铸塑板30的结构进行说明。如图14所示,在甲基丙烯酸类树脂铸塑板30的表面,形成转印有负片图案的凸起30a。凸起30a的节距P2为250~300nm,高T2为300~500nm。根据本发明者证实,从如图2(c)所示过的主板13制作如图3所示过的金属模14时,尽管精度有些劣化,但是从金属模14向铸塑板30的转印率几乎为94%以上。节距P2和高T2保证转印率的高度。
另外,如图14所示,甲基丙烯酸类树脂铸塑板30与由从金属模14的表面转印的耐擦伤性被膜30b构成的表层形成一体。
图15是就采用了第1实施方式的铸塑板30和现有的多层膜的AR光学元件而言,表示反射率和波长依赖性的关系的曲线图。
在图15中,TM表示采用了使用蒸镀法形成的多层膜的AR光学元件(现有技术)的特性。MC表示具有凸起30a的节距和长宽比分别为300nm和1的微细结构图案的铸塑板(本发明)的特性。图15中,为了更准确地研究微细结构图案的反射率和波长的关系,表示了对没有形成耐擦伤性被膜30b的铸塑板30测定的特性。
由图15可知,采用了多层膜的AR光学元件(TM),在大约400nm~580nm的波长区域中,反射率为1%以下,在其他波长区域内不能较低地抑制反射率。与之相对应,铸塑板30(MC)在可见光的几乎全部波长区域中,反射率低,本发明的铸塑板30具备高的防反射功能。亦即,上述具有微细结构图案的铸塑板30,可以在更广泛的波长区域中实现适宜的无反射功能。
根据第1实施方式,得到以下优良效果。
(1)在配设有实现AR功能的表面微细结构的负片图案的盒27内,注入甲基丙烯酸类树脂的单体混合物M,通过使其在盒27内进行聚合反应,进行所谓的浇铸聚合,制造具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板30。单体混合物M遍及微细的负片图案的细部,经过聚合反应固化时,在甲基丙烯酸类树脂铸塑板30上,实现AR功能的表面微细结构图案以非常高的转印率转印。另外,由于采用了浇铸聚合,甲基丙烯酸类树脂铸塑板30的生产性提高。因此,可以大量且廉价地提供具有非常精度高的表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板30。
(2)使用含有50重量%以上的甲基丙烯酸甲酯单体和能与该甲基丙烯酸甲酯共聚的其他单体的单体混合物M。由此,得到透明性、耐候性及硬度高的甲基丙烯酸类树脂铸塑板30。
(3)添加了自由基聚合引发剂的单体混合物M在盒27内进行加热处理。由此,可以适当促进单体混合物M的聚合反应。
(4)在盒27中注入单体混合物M之前,在金属模14的负片图案表面涂敷含有固化性化合物和导电性微粒子的涂料组合物。随着浇铸聚合,该涂敷的涂料组合物吸附于具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的表层,赋予铸塑板耐擦伤性被膜30b。耐擦伤性被膜30b具有保护表面微细结构的功能(硬涂敷)或抗静电功能,使具有该表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的可靠性及实用性提高。附带说一下,甲基丙烯酸类树脂的成形体本来是难以进行表面处理的,但通过这样在甲基丙烯酸类树脂的单体混合物M的聚合反应的同时进行涂料组合物的附着,在该甲基丙烯酸类树脂的表层,可以采用涂料组合物进行准确的表面处理。在第1实施方式中,从盒27中取出时,铸塑板30的表面已经用耐擦伤性被膜30b覆盖。因此,即使在以甲基丙烯酸甲酯为主剂使用时,也抑制该铸塑板30和耐擦伤性被膜30b之间混入异物等不良情况。
(5)由于得到表面微细结构以非常高的转印率、具体来讲以94%以上的转印率转印的铸塑板30,因此,尽管因金属模14的制作精度而异,但是也可以比较容易地制造具有长宽比为1以上、且节距为250nm~300nm左右的表面微细结构(防反射结构)的甲基丙烯酸类树脂铸塑板30。由于所说的250nm~300nm的节距比全部可见光的波长短,因此,铸塑板30的防反射作用高。例如,只要将甲基丙烯酸类树脂铸塑板30用在各种电子机器的显示器上,映像就得到抑制,显示器的可见性大幅提高。
(6)采用备有工序A~D的铸塑板30的制造方法,可以容易且高效率地制造(生产)具有非常高的转印率、转印有表面微细结构的图案的甲基丙烯酸类树脂铸塑板。
(7)另外,在工序A之前,通过以具有精密微细结构的主板13为基础,采用电铸制作形成其压模的金属模14,可以高精度地制作负片图案本身。因此,可以准确地制造具有所希望的光学特性的铸塑板30。
(8)在第1实施方式中,由于在盒27内进行聚合反应,因此,甲基丙烯酸类树脂的单体混合物M以其原来的分子量固化。这样一来,与冲压成形和喷射成形等相比,表面硬度、刚性、耐热性、强度、耐溶剂性等热、化学、机械特性也维持得较高。
关于涉及本发明的第2实施方式的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板及其制造方法,参照图16及图17,将与第1实施方式的不同之处作为要点详细进行说明。在图16及图17中,对于与图1~图15所示过的第1实施方式的要素相同或对应的要素而言,分别标上相同或对应的标号,省略就那些要素的重复说明。
涉及第2实施方式的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板,通过在其表面转印的精度非常高的微细结构图案,实现光学精度高的AR(防反射或无反射)功能。下面,对其制造方法进行说明。
在第2实施方式中,采用重复使用一个或多个包含划分模腔26的2片平板的盒27a的所谓间歇式铸造法,经过第1实施方式的工序A~D,制造具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板。
但是,在第2实施方式中,替代金属模使用掩模图案。因此,在制作对应所希望的微细结构的负片图案的前处理工序中,在制作主板的工序a1之后,进行形成具有透光性的掩模图案的工序b2。
对形成掩模图案的工序b2进行说明。如图16所示,以具有形成有由锥形(圆锥形)的凸起10b构成的微细结构的表面(微细结构面)10a的基板10为主板使用。在基板10的表面10a与由玻璃和石英类的透光性高的材料构成的平板120之间,注入紫外线固化树脂。使基板10的表面10a和平板120接触。从平板120的背面120a侧照射紫外线UV,在平板120上,使紫外线固化树脂固化,形成树脂层114。
通过这样对平板120照射紫外线,在与平板120一体设置的树脂层114上,基板10的微细结构图案几乎如实地反转转印。亦即,在树脂层114上,形成包含对应基板10的凸起10b的凹部114b的负片图案。
然后,与第1实施方式同样,在平板120的表面、准确来讲是在形成了负片图案的树脂层114的上面,通过将涂料组合物涂敷、使其固化,形成耐擦伤性被膜(图示略)。在后面的工序中,耐擦伤性被膜转印于甲基丙烯酸类树脂铸塑板30的表面。需要说明的是,涂料组合物可以使用与第1实施方式的物质同样的物质。
然后,与第1实施方式的工序A同样操作,制作盒27a。亦即,替代平板20使用平板120,将由第2平板22、方材23及硅树脂等弹性材料构成的管24用前述方式组合,将2片的平板120及22用连接部件25连接。这样一来,在2片的平板120及22之间,被划分了的模腔26通过管24被密封,盒27a完成。
如图17所示,盒27a基本上与第1实施方式的盒27同样,平板120及22只间隔相当于方材23的厚度的距离而对置。在划分盒27a的模腔26的一个内面,如前所述,设有具有负片图案(凹部114b)的树脂层114。
其次,作为工序B,在盒27a(模腔26)内,注入以甲基丙烯酸甲酯为主剂的甲基丙烯酸类树脂的单体混合物M。
然后,作为工序C,使该注入的单体混合物M进行聚合反应。在第2实施方式中,作为工序C,为了加速聚合反应,进行紫外线照射处理,在该紫外线照射处理之前,预先在单体混合物M中添加光聚合引发剂。附带说一下,在第2实施方式中,实际上,将1个或多个盒27a存放于没有图示的聚合槽,采用没有图示的光源进行紫外线照射处理。通过紫外线照射处理,填充在盒27a内的单体混合物M的聚合反应加速,单体混合物M最终固化。
在平板120表面形成的耐擦伤性被膜(树脂层114),在该光聚合过程中,吸附于单体混合物M固化了的铸塑板30的表层。
在第2实施方式中可以采用的光聚合引发剂例如有:二苯甲酰、二苯甲酮和其衍生物、噻吨酮类、苄基二甲基乙酮醇类、α-羟烷基苯酮类、羟基酮类、氨烷基苯酮类、酰基膦化氧类等。
然后,通过与第1实施方式同样的工序D,具有与如图14所示的物质大致同样的表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板30完成。
如上所述,根据第2实施方式,可以得到以第1实施方式的(1)~(8)的效果为标准的效果。而且,在第2实施方式中,由于在平板120上可以直接形成作为负片图案发挥功能的树脂层114,因此,可以省略另外配设负片图案的工序,操作效率进一步提高。
需要说明的是,涉及本发明的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板及其制造方法,不限于各实施方式,例如也可以进行如下变更。
在第1实施方式中,金属模14通过螺栓21固定在平板20上,但金属模14的固定方式可以进行适当变更。例如,可以在平板20上形成预先配合了金属模14的外形的框架,将金属模嵌入该框架。另外,也可以使用适当的粘结剂等将金属模14和平板20直接固定。但是,作为通过表面的微细结构使有效折射率发生变化实现所希望的光学特性的光学元件,通常具有多个象具有防反射功能的光学元件和具有偏光分离功能的光学元件类的光学元件。因而,可以制作对应各种光学元件的表面微细结构的多种负片图案。因此,优选:采用将金属模14(负片图案)可以装卸即可以更换地装载在平板20上的机构。这时,负片图案的更换容易,可以很容易地对应具有具有多种不同的光学特性的多种表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的生产。
在各种实施方式中,在划分模腔26的平板中的一方上设有具有表面微细结构的负片图案,但负片图案的配设方式可以根据所希望的光学特性进行适当变更。例如,如图18所示,也可以使用在对置的2片平板20的每个上装载了具有负片图案的金属模14的盒27b,进行铸塑板的制造。这时,生成两面具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板。另外,这在图16及图17例示过的使用由紫外线固化树脂层114构成的负片图案的第2实施方式中也是同样的。
在各种实施方式中,使用了锥形(圆锥形)凸起10b设成矩阵状的主板13(参照图2(c))。凸起10b的排列是任意的,例如,可以使用具有圆锥凸起10b的列倾斜排列成的结构的主板。通过采用该排列,基板10的表面10a的露出面积更少,因此,期待可以制造具备更良好的防反射效果的甲基丙烯酸类树脂铸塑板。
在各种实施方式中,作为形成于甲基丙烯酸类树脂铸塑板的表面微细结构,成为具有其节距为250nm~300nm、深度为300nm~500nm的圆锥形凸起30a的结构。附带说一下,光的波长(λ)为400nm~800nm时,要求的节距相对上述波长范围中最短的波长400nm的光,作为折射率(n)≈1.5,其变成(400/1.5)=266.…nm。亦即,可以确保基本上是250nm左右的节距是充分的。但是,希望加工精度进一步提高时,优选节距为150nm~300nm的范围。
在各种实施方式中,在向盒27,27a(模腔26)注入单体混合物M之前,在模腔26的负片图案面预先涂敷实现耐擦伤性和抗静电性的涂料组合物。但是,这样的涂料组合物的材料、添加量等可以根据所希望的特性进行适当变更。例如,使用比甲基丙烯酸类树脂折射率高的材料作为涂料组合物时,由于折射率的不同,甲基丙烯酸类树脂铸塑板30的表面微细结构的长宽比会虚假地升高。
用甲基丙烯酸类树脂铸塑板30本身可以确保耐擦伤性和抗静电性等时,也可以省略表面处理工序。
作为负片图案,也可以使用具有相当于作为主板的基板10的多个量的面积的图案。亦即,通常来讲,主板本身缺乏大量生产性,另外,由于使用硅和石英等作为其基板,因此,面积也自然而然地限定了。但是,只要有最低一个主板,通过将其顺序位置替换等,也就可以制作作为金属模14的更大面积的物质。例如,如图19所示,将以一个主板为基础制作成的金属模14在平板(玻璃板)220上多个连结,也可以制作更大面积的负片图案。通过使用这样的负片图案,可以制作具有更大面积的表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板。另外,这在第2实施方式中也同样,通过在平板120上将主板进行顺序位置替换等使紫外线固化树脂114固化,或通过将以一个主板为基础制作的紫外线固化树脂层114被固化的透光性板材(平板)多个连结,可以制作大面积的负片图案。
在第2实施方式中,在划分模腔26的平板120的上面直接形成了作为负片图案的紫外线固化树脂层114,但也可以用具有透光性的其他板材另外形成该紫外线固化树脂层114,将该板材装载于平板120上。这时,追加在平板120上装载板材的工序,在此,通过将实现分别不同的光学特性的多种负片图案通过装卸且更换自由的机构进行其装载,可以很容易地对应具有对应多种光学特性的多种表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的生产。
在各种实施方式中,从金属模14转印包含紫外线固化树脂层114的表面微细结构。但是,也可以采用半导体加工技术和电子束加工技术,在平板20及22上直接形成负片图案。这时,盒的大量生产性降低,但与作为浇铸聚合的非常高的转印率相结合,可以生成具有更高精度的表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板。对于本发明重要的是,负片图案的形成手段本身是任意的。
只要在得到充分的转印率的范围内,作为单体混合物M,不一定是完全的单体,可以适当使用预先聚合过的可以说多少具有粘性的混合物。
在第1实施方式中,通过进行加热处理,加速了盒27内填充了的单体混合物M的聚合反应。但是,与金属模14对置的平板22由玻璃和石英等具有透光性的材料构成时,替代加热处理,也可以进行第2实施方式中采用过的紫外线照射处理。
在第2实施方式中,通过进行紫外线照射处理,加速了盒27a内填充了的单体混合物M的聚合反应。但是,虽然根据其条件不同而异,即使在第2实施方式中,也可以适用第1实施方式中采用过的加热处理。
在各种实施方式中,作为进行聚合反应的工序,采用加热处理或紫外线照射处理,加速了其聚合反应。考虑到生产性时,这样的加速的确是有效的,但对本发明而论,这些加速处理及引发剂的添加等不是必须的,也可以适当变更或省略。
在各种实施方式中,采用了通过间歇式铸塑法的浇铸聚合。但是,本发明不限于间歇式,也可以采用在传送带式的连续(循环)模腔内,使甲基丙烯酸类树脂的单体混合物进行聚合反应固化的所谓的连续盒铸塑式的浇铸聚合。在此,对使用该连续铸塑式的浇铸聚合制造甲基丙烯酸类树脂铸塑板的方法进行说明。该连续铸塑式的浇铸聚合备有以下工序A2~D2。
A2:在对置的两个面内的至少一方的面上,形成配设了对应所希望的表面微细结构的负片图案的传送带式连续盒。
B2:在连续盒的模腔内注入甲基丙烯酸类树脂的单体混合物。
C2:使单体混合物在连续盒(浇铸槽)内进行聚合反应。
D2:将通过聚合反应固化了的树脂切成所希望的尺寸。
图20示意性表示连续铸塑式的浇铸聚合使用的装置的一个实例。该装置备有连续驱动的1对环带ELB1及ELB2,环带ELB1及ELB2相互隔开规定的间隔L2配置。环带ELB1及ELB2是采用例如不锈钢合金形成的。在环带ELB1及ELB2之间,如图20中用空白箭头所示的那样,将甲基丙烯酸类树脂的单体混合物连续注入。伴随传动带ELB1,ELB2的驱动,单体混合物M按聚合区、热处理区、冷却区的顺序移动。如图20所示,环带ELB2的全面上,连续(循环)配设有具有对应所希望的表面微细结构的负片图案的薄的金属箔状的金属模214。在金属膜214上,基本上与金属膜14同样,例如,形成有包含节距为250nm~300nm、高度为300nm~500nm的凸起的负片图案。另外,环带ELB1及ELB2之间的空间的两侧,采用没有图示的隔板堵缝,由此形成浇铸槽。工序B2~D2与第1实施方式的工序B~D相同。根据连续盒铸塑式的浇铸聚合,没有为了取出通过聚合反应固化了的甲基丙烯酸类树脂的铸塑板30,分解盒27,27a的麻烦,因此可以更大量且更廉价地制造具有精度高的表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板。
在各种实施方式中,使用了甲基丙烯酸或其酯作为能共聚的其他单体,但也可以使用多官能不饱和单体。多官能不饱和单体是分子内具有2个以上能自由基聚合的双键的化合物。分子内具有2个以上能自由基聚合的双键的化合物例如有:甲基丙烯酸烯丙基酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯、二甲基丙烯酸聚丙二醇酯、二甲基丙烯酸1,3-丁二醇酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯、二甲基丙烯酸新戊二醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸二乙二醇酯、二丙烯酸三乙二醇酯、二丙烯酸聚乙二醇酯、二丙烯酸聚丙二醇酯、二丙烯酸1,3-丁二醇酯、二丙烯酸1,6-己二醇酯、二丙烯酸新戊二醇酯、二乙烯基苯、苯二甲酸二烯丙基酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、四羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯等。这些化合物可以分别单独使用,也可以将两种以上混合使用。这样的多官能不饱和单体也是能与甲基丙烯酸甲酯和(甲基)丙烯酸类单体共聚的化合物。

Claims (31)

1.一种甲基丙烯酸类树脂铸塑板,具有通过使有效折射率变化来实现所希望的光学特性的表面微细结构,其是在备有具有对应所述表面微细结构的负片图案的至少一个内面的盒内,通过将甲基丙烯酸类树脂的单体混合物注入的浇铸聚合形成的。
2.如权利要求1记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板,所述单体混合物是以甲基丙烯酸甲酯为主剂的单体混合物。
3.如权利要求2记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板,所述单体混合物是含有50重量%以上的甲基丙烯酸甲酯和能与该甲基丙烯酸甲酯共聚的其他单体的混合物。
4.如权利要求3记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板,能与所述甲基丙烯酸甲酯共聚的其他单体是甲基丙烯酸或其酯。
5.如权利要求3记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板,能与所述甲基丙烯酸甲酯共聚的其他单体是多官能不饱和单体。
6.如权利要求1~5中任一项记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板,所述单体混合物含有自由基聚合引发剂。
7.如权利要求1~5中任一项记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板,所述单体混合物含有光聚合引发剂。
8.如权利要求1~7中任一项记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板,所述负片图案具有涂敷该甲基丙烯酸类树脂铸塑板的表面处理用的涂料组合物的表面,所述甲基丙烯酸类树脂铸塑板在所述浇铸聚合时,具备转印有所述涂料组合物的表层。
9.如权利要求1~8中任一项记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板,其相对所述表面微细结构的负片图案的该甲基丙烯酸类树脂铸塑板的表面微细结构的转印率为94%以上。
10.如权利要求1~9中任一项记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板,所述表面微细结构是一种将长宽比为1以上、且节距为150~300nm的锥形凸起设成矩阵状的防反射结构。
11.一种具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的制造方法,制造具有通过使有效折射率变化来实现所希望的光学特性的表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板,其特征在于,其具有:
准备设置有具有对应所述表面微细结构的负片图案的至少一个内面的盒的工序;
将甲基丙烯酸类树脂的单体混合物注入所述盒内的工序;
使所述单体混合物在所述盒内进行聚合反应的工序;
将通过所述聚合反应固化的树脂体从所述盒内取出的工序;和
将所述树脂体切成所希望的尺寸的工序。
12.一种具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的制造方法,制造具有通过使有效折射率变化来实现所希望的光学特性的表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板,其特征在于,其具有:
准备包含传送带式的连续盒的浇铸槽的工序,该连续盒的各盒备有具有对应所述表面微细结构的负片图案的至少一个内面;
将甲基丙烯酸类树脂的单体混合物注入所述浇铸槽内的工序;
使所述单体混合物在所述浇铸槽内进行聚合反应的工序;和
将通过所述聚合反应固化的树脂体切成所希望的尺寸的工序。
13.如权利要求11或12记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的制造方法,所述单体混合物是以甲基丙烯酸甲酯为主剂的单体混合物。
14.如权利要求13记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的制造方法,所述单体混合物是含有50重量%以上的甲基丙烯酸甲酯单体和能与该甲基丙烯酸甲酯共聚的其他单体的混合物。
15.如权利要求14记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的制造方法,能与所述甲基丙烯酸甲酯共聚的其他单体是甲基丙烯酸或其酯。
16.如权利要求14记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的制造方法,能与所述甲基丙烯酸甲酯共聚的其他单体是多官能不饱和单体。
17.如权利要求11~16中任一项记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的制造方法,所述单体混合物含有自由基聚合引发剂,所述聚合反应的工序,包含用于加速所述单体混合物的聚合反应的加热处理工序。
18.如权利要求11~16中任一项记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的制造方法,所述单体混合物含有光聚合引发剂,所述聚合反应的工序,包含用于加速所述单体混合物的聚合反应的紫外线照射处理工序。
19.如权利要求11~18中任一项记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的制造方法,在注入所述甲基丙烯酸类树脂的单体混合物的工序之前,还设有在具有所述负片图案的至少一个内面涂敷所述甲基丙烯酸类树脂铸塑板的表面处理用的涂料组合物的工序。
20.如权利要求11~19中任一项记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的制造方法,进一步具有:
在基板的表面,形成具有所述表面微细结构的图案的掩模的工序;
使用所述掩模腐蚀所述基板,制作具有所述表面微细结构的主板的工序;和
使用所述主板,利用电铸制造具有所述负片图案的金属模的工序;
准备所述盒的工序,包含:使用所述金属模,提供所述盒的所述至少一个内面。
21.如权利要求11~19中任一项记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的制造方法,进一步具有:
在基板的表面,形成具有所述表面微细结构的图案的掩模的工序;
使用所述掩模腐蚀所述基板,制作具有所述表面微细结构的主板的工序;
在所述主板和透光性板材间的间隙,注入紫外线固化树脂的工序;和
在使所述主板和所述透光性板材接触的状态下,通过所述透光性板材,对所述紫外线固化性树脂照射紫外线,使所述紫外线固化树脂固化,形成具有所述负片图案的树脂层的工序,
准备所述盒的工序,包含:使用所述树脂层,提供所述盒的所述至少一个内面。
22.如权利要求20或21记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的制造方法,准备所述盒的工序包含:使用具有相当于多个所述主板的量的面积的所述金属模或所述树脂层,提供所述至少一个内面。
23.如权利要求20或22记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的制造方法,准备所述盒的工序包含:将提供具有所述负片图案的至少一个内面的部件,可以装卸地安装在所述盒上。
24.如权利要求20~23中任一项记载的具有表面微细结构的甲基丙烯酸类树脂铸塑板的制造方法,制作所述主板的工序包含:形成长宽比为1以上、且节距为150~300nm的锥形凸起排列成矩阵状的表面。
25.一种光学树脂板,具有光学特性,其具有树脂基板,该树脂基板具有形成有发挥所述光学特性的表面微细结构的至少一个表面,且具有均匀的组成;所述表面微细结构包含由150~300nm的节距形成的多个锥形凸起,各锥形凸起的长宽比为1以上。
26.如权利要求25记载的光学树脂板,其还具备形成在所述树脂成形体的表面上的被膜,以覆盖所述多个锥形凸起。
27.如权利要求26记载的光学树脂板,所述被膜是保护所述多个锥形凸起的耐擦伤性被膜。
28.如权利要求26或27记载的光学树脂板,所述被膜包含防止所述铸塑板带电的导电性微粒子。
29.如权利要求25记载的光学树脂板,所述树脂基板由甲基丙烯酸类树脂构成。
30.如权利要求29记载的光学树脂板,所述甲基丙烯酸类树脂是包含甲基丙烯酸甲酯的聚合物。
31.如权利要求29记载的光学树脂板,所述甲基丙烯酸类树脂包含甲基丙烯酸甲酯和其他单体的共聚物。
32.如权利要求25记载的光学树脂板,所述光学特性是防反射特性。
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