【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、溝頂点が鋭利な三角柱形態の凹部を形成できる凹部形成方法、及び横方向の入射光を効率よく縦方向に光路変換して薄型軽量の液晶表示装置を形成しうる光学フィルムの製造方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
従来、ストライプ状のプリズム構造からなる光出射手段を有するサイドライト型導光板を液晶パネルの視認側表面に配置してなるフロントライト式の反射型液晶表示装置が知られていた（特開平１１−２５０７１５号公報）。斯かる光出射手段の形成は、板の表面をダイヤモンドバイト等で切削する機械加工方式や、三角形の投影マスクを走査させるドライエッチング方式にて行われていた。
【０００３】
しかしながらストライプ状のプリズム構造では液晶パネルの画素と干渉してモアレが発生し、表示品位が低下しやすいこと、導光板が液晶パネルの前面に位置するフロントライト式では、外光の表面反射で液晶表示のコントラストが低下しやすく、また導光板の傷等の欠陥が目立ちやすいこと、さらに導光板の使用で嵩高・高重量化することなどの難点があった。
【０００４】
【発明の技術的課題】
前記に鑑みて本発明者等は、微小な三角柱形態の凹部（溝）の多数を分散分布させてなる光出射手段による方式に想到した。これによれば、前記したモアレ問題や表面反射問題、欠陥による視認阻害問題や嵩高・高重量化問題などを容易に克服しうる。しかしながら、斯かる微小な三角柱形態の凹部を分散分布させてなる光出射手段を従来の方法で製造することが困難な問題点があった。
【０００５】
すなわち機械加工では微小な三角柱形態の凹部を所定位置に精度よく分散分布させる断続構造を形成することが著しく困難であり、ダイヤモンド砥石を用いる方法でも断面形状が一定な三角柱形態の凹部の断続構造を形成することは著しく困難である。また三角形の投影マスクを走査させつつレーザー光を照射するドライエッチング方法にても、三角柱形態の凹部における溝頂点、すなわち断面三角溝を形成する斜面の交点の鋭利さ（尖り）や斜面の平面精度に乏しく光出射手段とした場合に輝度低下の原因となりやすい。
【０００６】
ドライエッチング方法では矩形の開口を設けた２枚の投影マスクを走査させつつレーザー光を照射して三角柱形態の凹部を形成する方法も提案されている（特開２００２−３４１１４６号公報）。しかし斯かる公報が教示するドッグ・イア（エッチングの異常進行部分）の発生を防止する方法においては、開口が閉じる前にエッチングを停止するため溝頂点が鋭利な三角溝からなる三角柱形態の凹部を形成しにくい問題点があった。
【０００７】
溝頂点の鋭利さに乏しい三角溝からなる三角柱形態の凹部ではその溝頂点の丸み（曲率半径）の大きさに応じて溝内の緩斜面の面積が低減されることとなり、光出射手段においては緩斜面がフィルム面方向（横方向）の入射光ないしその伝送光をフィルム厚方向（縦方向）に光路変換する役割をするものであることより、入射光等の利用効率が低減して面発光の輝度を低下させる。また溝頂点の丸みで前記入射光等や外光が散乱されて液晶表示のコントラストの低下など表示品位（視認性）も低下する。
【０００８】
前記に鑑みて本発明は、溝頂点の鋭利さに優れる、従ってその頂点部分の曲率半径が小さい三角溝からなる三角柱形態の凹部を形成できる方法、及びその三角柱形態の微細な凹部が位置精度よく分散分布して横方向の入射光を縦方向に効率よく光路変換する光出射手段を有する薄型軽量の光学フィルムが得られる方法の開発を課題とする。
【０００９】
【課題の解決手段】
本発明は、透過光を四辺形に規制する光透過部を形成する投影マスクを介したレーザー光の照射で高分子膜を部分的にエッチングして、その高分子膜に、その膜面での開口が方形状で、断面形状が三角形であり、その断面において緩斜面と急斜面が対面する三角柱形態の凹部を形成するにあたり、前記投影マスクによる光透過部を、緩斜面の形成と急斜面の形成とを分担する複数の部分マスクで形成して、その少なくとも緩斜面の形成を担う部分マスクを移動させることにより、当該光透過部を凹部形成開始の１００％開状態から４０〜５％の開状態まで閉塞しつつ、レーザー光を照射して高分子膜に前記緩斜面を形成した後、照射レーザー光のエネルギー密度を低減し、その低減レーザー光の照射下に当該光透過部を閉塞する凹部形成方法を提供するものである。
【００１０】
また本発明は、投影マスクによる光透過部を長方形とした前記の凹部形成方法により、当該長方形の短辺に平行な横断面において三角形を示す三角柱形態の凹部を形成する操作を繰り返して、高分子膜の片面に当該凹部の複数を不連続に分布させてなる光出射手段を形成する光学フィルムの製造方法を提供するものである。
【００１１】
さらに本発明は、前記の方法で製造した光学フィルムの光出射手段形成面上に電気鋳造により金属層を形成した後、その金属層と光学フィルムを分離して得た金型における光出射手段を形成しうる凸部を有する面に、放射線硬化型樹脂を密着させてその光出射手段の形状を写した成形層を形成し、その成形層に放射線を照射して硬化させたのち金型より分離する光学フィルムの製造方法、及び上記の方法により製造した光学フィルムを液晶セルの少なくとも片側に配置してなる液晶表示装置を提供するものである。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、マスク移動を介した光透過部の閉塞方式により、斜面の平面精度ないし直線性等の形状精度に優れる三角柱形態の凹部を形成することができる。また緩斜面形成後にレーザー光の照射強度を弱めて光透過部を閉塞する方式により、上記したドッグ・イアの発生を防止しつつ、溝頂点の曲率半径が例えば１μｍ以下であるものなどの、溝頂点が鋭利で緩斜面の面積が大きい三角柱形態の凹部を形成することができる。
【００１３】
また前記三角柱形態の微細な凹部も位置精度よく分散分布させて形成することができ、横方向の光を縦方向に効率よく光路変換する光出射手段を有して、入射光ないしその伝送光を高効率に利用して高輝度に面発光する光学フィルムを得ることができる。特に電鋳方式で形成した金型を介し放射線硬化型樹脂を所定形状に成形して硬化処理する方法では、所定の光出射手段を有する薄型軽量の光学フィルムを効率よく得ることができる。
【００１４】
前記の結果、斯かる光学フィルムを用いて液晶パネルの側面や角部より入射させた光を効率よくパネルの視認方向に光路変換でき、溝頂点による前記入射光やその伝送光や外光の散乱が発生しにくくて、コントラスト等の表示品位（視認性）に優れて薄型軽量で明るく、モアレが生じにくくて見易い表示の液晶表示装置を形成することができる。
【００１５】
【発明の実施形態】
本発明による凹部形成方法は、透過光を四辺形に規制する光透過部を形成する投影マスクを介したレーザー光の照射で高分子膜を部分的にエッチングして、その高分子膜に、その膜面での開口が方形状で、断面形状が三角形であり、その断面において緩斜面と急斜面が対面する三角柱形態の凹部を形成するにあたり、前記投影マスクによる光透過部を、緩斜面の形成と急斜面の形成とを分担する複数の部分マスクで形成して、その少なくとも緩斜面の形成を担う部分マスクを移動させることにより、当該光透過部を凹部形成開始の１００％開状態から４０〜５％の開状態まで閉塞しつつ、レーザー光を照射して高分子膜に前記緩斜面を形成した後、照射レーザー光のエネルギー密度を低減し、その低減レーザー光の照射下に当該光透過部を閉塞して三角柱形態の凹部を形成するものである。
【００１６】
前記方法の工程例を図１、２に示した。１がレーザー発振器、２、３が投影マスクを形成する部分マスク、２１、３１がレーザー光を四辺形に成形（規制）する光透過部を形成する開口部、５がレーザー光の照射を受ける高分子膜、５１が高分子膜５に形成した三角柱形態の凹部、すなわち三角柱凹部である。なお図１における４は、レーザー光の投影像４１を作り出す光学機器としてのレンズであり、必要に応じて配置される。また図２における矢印は、図外のレーザー発振器に基づくレーザー光であり、図２では光学機器４を介したレーザー光線像の制御系を設けない例を示している。
【００１７】
さらに図１において２Ａ、３Ａは、部分マスク２、３を固定保持するマスクステージ、６は高分子膜５を固定保持するワークステージである。図例のマスクステージ２Ａ、３Ａ及びワークステージ６は、図外の駆動源を介しそれぞれ独立して、三次元直交座標に基づくＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸方向に移動でき、かつＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸において軸回転可能である。
【００１８】
従ってマスクステージ２Ａの前記各軸方向における移動又は／及び軸回転を介して、部分マスク２の位置と配置角度を部分マスク３と高分子膜５とは独立に制御することができる。部分マスク３についてもマスクステージ３Ａを介して同様に部分マスク２と高分子膜５とは独立に制御することができる。
【００１９】
またワークステージ６の前記各軸方向における移動又は／及び軸回転を介して、高分子膜５の位置と配置角度を部分マスク２と部分マスク３とは独立に制御することができる。なおレーザー発振器１と光学機器４は、独立して前記各軸方向における移動と軸回転が可能となっており、マスクステージ２Ａ、３Ａ（部分マスク２、３）に対する位置と配置角度を制御できるようになっている。
【００２０】
図１の例ではレーザー発振器１と光学機器４は、投影マスク（２、３）に対する位置と配置角度を制御したのちは、凹部の形成に際してその状態が固定系として維持される。ただしそれらは、必要に応じマスクステージ２Ａ又は／及びマスクステージ３Ａと連動して、一体的に移動又は／及び軸回転可能に形成することもできる。
【００２１】
前記により、レーザー光の照射方向に基づいて上下の位置関係で配置された部分マスク２、３において、レーザー発振器１に基づくレーザー光が、先ず部分マスク２における四辺形の開口部２１より透過し、開口部以外の部分が他のレーザー光を不要光としてその透過を遮蔽して、そのレーザー光線像を部分マスク３に投影する。前記の開口部２１は、レーザー光の最大照射形状を画定する光透過部を形成するものとして機能し、従って開口部２１の寸法により形成される凹部の高分子膜面での方形状開口の最大寸法が決定される。
【００２２】
次に、部分マスク２を介して部分マスク３に投影されたレーザー光は、部分マスク３における四辺形の開口部３１より透過し、開口部以外の部分が他のレーザー光を不要光としてその透過を遮蔽して、その透過光に基づくレーザー光線像の大きさが必要に応じて配置されるレンズ４を介し制御（縮小）されて、高分子膜５に照射され、その高分子膜の形成材がレーザー光によりエッチングされて消失し、除去される。
【００２３】
なお前記の開口部３１は、部分マスク２の開口部２１と同寸以上のものとして形成でき、図２の例の如く少なくとも光透過部閉塞の移動方向における開口寸法が開口部２１よりも大きいことが形成する凹部のサイズの画一化を図る点より好ましい。図例では形成する三角柱凹部の長さに対応する方向の照射レーザー光の規制は、開口部２１が行う。
【００２４】
前記の場合に図２に例示の如く、部分マスク２と部分マスク３をその各開口部２１、３１がレーザー光を四辺形に成形し、かつその四辺形の開閉用の対向辺を部分マスク２と部分マスク３が一辺ずつ分担するように配置して凹部形成開始の開状態（Ａ）の光透過部を形成する。これにより緩斜面ａの形成と急斜面ｂの形成とを部分マスク２と部分マスク３に分担させることができる。なお前記した凹部の形成を開始する光透過部の開状態（Ａ）を１００％の開状態とする。
【００２５】
次に前記の透過レーザー光を四辺形に規制する１００％開状態の光透過部を介し高分子膜５にレーザー光を照射しつつ、緩斜面の形成を担う部分マスク２をそのマスクステージ２Ａを介して光透過部が閉塞する図上右側の方向に一定速度で移動させて、光透過部を所定の開状態（Ｂ）まで閉塞する。これにより、その部分マスク２の移動に基づいて形成目的の三角柱形態の凹部すなわち三角柱凹部５１における緩斜面ａが形成される。
【００２６】
前記の緩斜面ａの形成に際しては、急斜面の形成を担う部分マスク３における開口部３１の、レーザー光の照射形状を規制する側を介して急斜面ｂも形成される。その形成深さは、部分マスク２の前記閉塞の移動距離に応じた緩斜面形成の進行と共に大きくなる。形成される急斜面の、高分子膜平面に対する傾斜角θ２は、高分子膜の種類やレーザー光の照射強さ（エネルギー密度）などの製造条件により決まる。
【００２７】
図２の例の如く、部分マスク３を固定状態として定位置に維持し、レーザー光（矢印）を高分子膜平面に対し実質的に垂直に照射して、高分子膜５をその膜面に対して垂直にエッチング処理する場合でも、マスク３の開口エッジによる照射レーザー光の回折現象などに基づいてθ２が９０度の垂直面からなる急斜面の形成は困難である。
【００２８】
前記した部分マスク２の所定距離の移動を介し光透過部を１００％の開状態（Ａ）から所定の開状態（Ｂ）まで閉塞して、緩斜面ａと急斜面ｂを形成すると、次に照射レーザー光のエネルギー密度を低減してエッチング能を低下させ、その低減したエネルギー密度でレーザー光を高分子膜５に照射しつつ、部分マスク２をさらに移動させて当該光透過部を閉塞する（Ｃ）。
【００２９】
前記により、溝頂点部におけるドッグ・イアの発生を防止して曲率半径の小さい溝頂点を形成でき、図２に例示した如く断面において緩斜面ａと急斜面ｂが溝頂点ｃを介して対面する三角溝形状を有し、かつ図１に例示した如くその三角溝形状が当該断面と直交する方向に延設されてなる三角柱形態の凹部が形成される。なおちなみに前記方法によれば、緩斜面と急斜面の交点からなる溝頂点の曲率半径Ｒが式：０＜Ｒ≦１μｍを満足する三角柱凹部も形成することができる。
【００３０】
上記のように、少なくとも緩斜面を形成する役割の部分マスクを介した光透過部の開状態（四辺形）から閉塞状態への操作と、その間の照射レーザー光のエネルギー密度の切替えによる低減操作により、そのエネルギー密度を低減するまでは、当該部分マスクの移動距離に応じて高分子膜の形成材を連続的に除去でき、その場合にレーザー光の照射時間が長い位置（レーザー光透過量の積分値が多い位置）ほど、従って光透過部の閉塞位置に近づく方向に連続的に深くエッチングされて図２Ｂ、Ｃにおける如く、目的とする横断面形状が三角形でその断面において緩斜面ａと急斜面ｂとが対面し、高分子膜面での開口が方形状の三角柱凹部（溝）５１が形成される。
【００３１】
従って、緩斜面の形成と急斜面の形成とを分担する複数の部分マスクを用いて投影マスクによる光透過部を変形可能に形成し、その少なくとも緩斜面の形成を担う部分マスクを介した光透過部の開状態から閉塞状態への操作により、高分子膜に照射する四辺形のレーザー光線像を制御しつつ、前記緩斜面を形成する役割の部分マスクの移動方向におけるレーザー光透過量の積分値を増大させ、形成される凹部の深さ方向における単位面積当たりのエッチング量を増大させて緩斜面と急斜面を形成し、その緩斜面形成後に照射レーザー光のエネルギー密度を低減することにより緩急の両斜面が対面した三角柱形態の凹部を形成することができる。
【００３２】
なお上記において三角形ないし三角溝、方形や三角柱は、厳密なものでなくてもよく製造精度等に基づく変形が許容される。また上記の図例では部分マスク３を固定系としたが、必要に応じ部分マスク３もマスクステージ３Ａを介し図上左側に移動させて光透過部の閉塞に関与させることもできる。
【００３３】
従って急斜面の形成を担う部分マスクも光透過部の閉塞動作に関与させることができ、その場合には低減前の、緩斜面形成時のエネルギー密度でレーザー光が照射されている間における、急斜面の形成を担う部分マスクの移動距離に応じて形成される急斜面の高分子膜平面に対する傾斜角θ２を小さく（緩斜面化）することができる。
【００３４】
上記の図例では各部分マスクを１枚のマスクにて形成したが、２枚以上のマスクの組合せにて目的とする形態を形成する部分マスクとすることもできる。また図例では部分マスク２、３に設けた四辺形の開口部が上下で重畳する配置関係としてレーザー光を成形し、透過光を四辺形に規制する光透過部を形成したが、光透過部は、投影マスクを形成する２枚又は３枚以上の部分マスクの全体を介して、透過レーザー光を四辺形に規制する開口形態が形成されればよい。
【００３５】
従って例えば開口部を有しない短冊などからなる全遮蔽型の部分マスクの４枚を用いて投影マスクとし、それらを中央に四辺形の開口部が形成されるように口ノ字状に配置して透過レーザー光を四辺形に規制する光透過部を形成することもできる。またコノ字形やＬ字形の全遮蔽型の部分マスクの２枚、又はコノ字形とＩ字形の全遮蔽型の部分マスクの２枚を用いて投影マスクとし、それらを中央に四辺形の開口部が形成されるように口ノ字状に配置して透過レーザー光を四辺形に規制する光透過部を形成することもできる。
【００３６】
前記の如く投影マスクは、透過レーザー光を四辺形に規制する光透過部を形成できて、その光透過部を介したレーザー光の照射で高分子膜に三角柱凹部を形成する際に緩斜面の形成と急斜面の形成とを分担させることができ、かつ少なくともその緩斜面の形成を担う部分マスクを光透過部が閉塞する方向に一体的に移動できる適宜な形態を有する複数の部分マスクの組合せ体として形成することができる。
【００３７】
投影マスクを介して形成する光透過部の四辺形の大きさについては特に限定はない。光透過部によるレーザー光透過像は、必要に応じレンズ等の光学機器を介しその大きさを制御して、一般には縮小して高分子膜に照射することより、その過程でのサイズ制御も可能であり、従って前記四辺形の大きさは形成目的の三角柱凹部のサイズに応じて適宜に決定することができる。
【００３８】
また光透過部を介した透過レーザー光の四辺形の形態も任意であり、その透過レーザー光を必要に応じレンズ等を介し照射して高分子膜を部分的にエッチングして形成する、高分子膜面での開口が方形状で、断面形状が三角形であり、その断面において緩斜面と急斜面が溝頂点を介して対面する三角柱形態の凹部のサイズなどについても任意である。
【００３９】
なお高分子膜に照射する透過レーザー光の、三角柱凹部の長さ方向の規制、すなわち溝頂点の稜線方向の長さ規制は、上記の如く投影マスクの形成に用いる複数の部分マスクの組合せに応じて適宜な方式で行うことができる。図２の例の如く２枚の部分マスクで投影マスクを形成する場合、その緩斜面の形成を担う部分マスク又は／及び急斜面の形成を担う部分マスクにて前記長さ規制を行いうる。
【００４０】
形成される三角柱凹部の長さの画一化を図る点よりは、光透過部の閉塞の際に固定系として移動させない部分マスクにて前記長さ規制を行うことが好ましい。またその場合、移動させる部分マスクが仮に震え（ブレ）たとしてもそのブレで光透過部の当該長さ方向の寸法が変化しない大きさの開口形状に光透過部が形成されていることが好ましい。
【００４１】
形成する断面三角形の凹部、すなわち三角柱凹部における緩急両斜面の傾斜角の制御、従って図２の例における高分子膜平面に対する緩斜面ａの傾斜角θ１及び急斜面ｂの傾斜角θ２の制御は、光透過部を閉塞する際の部分マスクの移動速度や照射レーザー光のエネルギー密度の調節などにて行うことができる。
【００４２】
ちなみに部分マスクの移動速度を遅くして又は／及び照射レーザー光のエネルギー密度を大きくして、高分子膜に対するレーザー光の単位時間当たりの照射量を多くするほど、より深くエッチングでき、形成される凹部の深さを大きくするほど斜面の傾斜角を大きくすることができる。従って一定のエネルギー密度で照射する場合には、部分マスクの移動速度を速くするほど傾斜角の小さい斜面を形成することができる。
【００４３】
よって斜面の緩急の造り分けは、例えば部分マスクの移動速度を制御する方式にて行うことができる。光透過部を閉塞して緩斜面を形成する際に、急斜面の形成を担う部分マスクを固定するか遅速移動とし、その速度よりも高速で緩斜面の形成を担う部分マスクを移動させることにより、目的とする緩急の斜面を有する三角柱凹部を形成することができる。
【００４４】
また前記の場合に例えば、一定なエネルギー密度でレーザー光を照射して単位時間当たりのエッチング量を一定とし、急斜面の形成を担う部分マスクを固定するか一定速度の移動とし、かつ緩斜面の形成を担う部分マスクを一定速度で移動させて、光透過部の閉塞による三角柱凹部の形成操作を行うことにより傾斜角が一定な緩急の斜面を形成することができる。
【００４５】
三角柱凹部を形成するための光透過部の操作においては、緩斜面を形成するために、緩斜面の形成を担う部分マスクが必ず移動させられる。一方、急斜面の形成を担う部分マスクは、上記したように緩斜面の形成を担う部分マスクの移動速度よりも遅い速度で移動させることもできるし、定位置に固定しておくこともできる。急斜面を可及的に垂直面に近いエッチング面として形成する点よりは、急斜面の形成を担う部分マスクを移動させない位置固定方式が有利である。従って緩斜面の形成を担う部分マスクのみを移動させる方式が好ましい。
【００４６】
部分マスクを移動させる方向は、図２Ａ〜Ｃに例示した如く、投影マスクによる光透過部が凹部形成開始の１００％開状態（Ａ）から閉塞する方向（Ｂ、Ｃ）である。閉塞方式は、それとは逆に閉塞状態から開状態とする開放方式よりも、形状精度に優れる三角柱凹部を安定して形成できる利点を有する。
【００４７】
前記した光透過部の閉塞操作による三角柱凹部の形成に際しては、高分子膜に対する照射レーザー光のエネルギー密度を変化させる。すなわち先ず、少なくとも緩斜面の形成を担う部分マスクの移動を介して光透過部を１００％の開状態から４０〜５％の開状態まで閉塞し（第１閉塞）、その間は、高分子膜のエッチングが一定の割合で進行して所定傾斜角の緩斜面と急斜面が形成されるエネルギー密度でレーザー光を照射する。
【００４８】
次いで前記した光透過部の閉塞操作で予定した斜面長さの緩斜面を形成するとその後は、照射レーザー光のエネルギー密度を低減してエッチング能を低下させ、その低減したレーザー光を高分子膜に照射しつつ光透過部を閉塞する（第２閉塞）。その閉塞操作における部分マスクの移動速度や移動させる部分マスクは、前記４０〜５％の開状態までの閉塞操作と相違させることもできるが、一般には同じ条件とされる。
【００４９】
前記の第２閉塞操作では緩斜面の形成が実質的に進行せずに、急斜面の形成、特に溝頂点部の形成のためにエッチングが進行する。これによりドッグ・イア等の発生が防止される。第２閉塞操作で緩斜面の形成が進行せず、急斜面、特に溝頂点部の形成を可及的に優位に進行させて、溝頂点部におけるドッグ・イア等からなる過剰エッチングを防止して、曲率半径の小さい溝頂点を形成する点より、第１閉塞操作の終了時における好ましい開状態、すなわち照射レーザー光のエネルギー密度を低減する際の光透過部の好ましい開状態は、３８〜７％、就中３５〜１０％、特に３３〜１５％である。
【００５０】
また同様の理由で、第２閉塞操作時における照射レーザー光の好ましいエネルギー密度は、すなわち好ましい前記当該エネルギー密度の低減割合は、実質的な緩斜面の形成時である第１閉塞操作時を基準として、その１／２〜１／３０、就中１／３〜１／２０、特に１／５〜１／１５である。
【００５１】
レーザー光による高分子膜のエッチング処理は、光を連続照射する方式や、パルス方式の如く光を断続的に照射する方式などの適宜な方式で行いうる。連続照射方式では同期方式等にて光照射の開始と同時に部分マスクを移動させることにより傾斜角が一定な斜面を形成することができる。平面精度に優れる斜面を形成する点よりは、斯かるレーザ光の積算照射量をリニアに変化させうる連続照射方式が好ましい。
【００５２】
他方、断続的照射方式では階段状の斜面が形成される。従って厳密な意味での傾斜角が一定な斜面の形成は困難であるが、ステップの高さ制御で実用的には傾斜角が一定な斜面に準じた機能を示す（階段状の）斜面を形成しうる。断続的照射方式では部分マスクの移動も断続的に行えて、前記した第１閉塞操作時と第２閉塞操作時における照射レーザー光のエネルギー密度の低減操作などのエッチング操作が容易な利点がある。
【００５３】
なお前記の連続照射方式において、光透過部の第１閉塞操作時と第２閉塞操作時における照射レーザー光のエネルギー密度の低減操作は、コンピュ−タを介した同期方式などにて、部分マスクを連続移動させつつ部分マスクが所定位置に達したときに瞬間的に低減させる方式によってもよいし、第１閉塞操作の終了時に部分マスクの移動を一旦停止してエネルギー密度を低減し、その後に部分マスクの移動と共にその低減レーザー光の高分子膜に対する照射を再開する方式によってもよい。
【００５４】
上記において、レーザー光には高分子膜をエッチングできる適宜なものを用いることができ、高次の変調光として照射することもできる。そのレーザー発振器としては、例えばエキシマレーザーやＹＡＧレーザー、ＣＯ２レーザーやフェムト秒レーザーなどの適宜なものを１種又は２種以上用いうる。就中、微細加工精度等の点より波長４００ｎｍ以下の紫外領域のレーザー光の照射によるエッチング処理が好ましい。またエッチング処理は、アブレーション加工による方式が好ましい。
【００５５】
投影マスクを形成する部分マスクとしては、使用レーザー光を遮蔽しうる材料からなる適宜なものを用いうる。ちなみにその例としては、金属からなるもの、石英等からなるガラス板上に金属や誘電体等の適宜なレーザー光遮蔽性材料を蒸着し、必要に応じてその蒸着層をパターニングして光透過部を形成してなるガラスマスクなども用いうる。
【００５６】
前記のガラスマスクにおける蒸着材料としては、限定するものではないが、レーザー光に対する耐久性や解像力の点より、クロムやアルミニウム、モリブデンや誘電体多層膜などが好ましい。なお部分マスクは、上記したように２枚又は３枚以上のマスクで形成して、それらを所定の形態に組合せてレーザー光の照射に供することもできる。
【００５７】
エッチング対象の高分子膜としてはレーザー光を吸収してエッチング処理できる適宜な材質からなるものを用いることができ特に限定がない。一般には電気絶縁性の高分子フィルムが用いられる。通例では高分子膜の吸収波長域にない光にあっても２光子吸収によるアブレーション加工なども可能であるので高分子膜の種類は幅広く選択することができる。紫外域のレーザー光による加工性の点よりは、アクリル系やメタクリル系やウレタン系等の紫外線硬化樹脂などからなる紫外線吸収性のものが好ましい。また可視光域の透過率に優れるものが好ましい。
【００５８】
ちなみに前記高分子膜の例としては、ポリエステル系樹脂やセルロース系樹脂、ウレタン系樹脂やポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂やポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂やアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂やポリエーテル系樹脂、塩化ビニル系樹脂やポリエーテルスルホン系樹脂、ノルボルネン系樹脂やポリフェニレンスルフィド系樹脂、ＡＢＳ樹脂などの熱可塑性樹脂からなる塗工膜やフィルムなどがあげられる。
【００５９】
また特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）に記載のポリマー、例えば（Ａ）側鎖に置換又は／及び非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、（Ｂ）側鎖に置換又は／及び非置換のフェニル基並びにニトリル基を有する熱可塑性樹脂との前記Ａ、Ｂを含有する樹脂組成物、あるいはアクリル系やウレタン系、アクリルウレタン系やエポキシ系、シリコーン系等の熱や光、ないし紫外線や電子線等の放射線で重合処理しうる硬化型樹脂からなる塗工膜やフィルムなどよりなる高分子膜もあげられる。
【００６０】
なお前記Ａ、Ｂを含有する樹脂組成物の具体例としては、イソブテンとＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有するものなどがあげられる。フィルムは、樹脂組成物の押出成形などにて形成することができる。高分子膜は、１種のポリマー又は２種以上のポリマー混合物を用いて前記の如く塗工膜やフィルムなどとして形成することができる。
【００６１】
耐熱性や耐薬品性、レーザー加工性の点より好ましい高分子膜は、熱硬化性樹脂、特にポリイミド系樹脂からなる高分子フィルムである。高分子膜の厚さは、任意であるが加工時のハンドリング性や、形成される凹部におけるエッジ部分のシャープさ、加工表面のフラット性（平面精度）などの点より５００μｍ以下、就中５〜２００μｍ、特に１０〜１００μｍが好ましい。
【００６２】
高分子膜は、必要に応じガラス基板上や金属板上に保持して、ワークステージ上に配置することもできる。またエッチング処理に際しては形成される凹部におけるエッジ部分のシャープさの向上などを目的に高分子膜の上にカバー層を設けることもできる。
【００６３】
カバー層は、高分子膜に準じて形成でき、厚さは１〜５０μｍ、就中３〜３０μｍが一般的である。またカバー層は、凹部形成後に除去することが一般的であるが、残存させることもできる。従って高分子膜は、単層であることが通例であるが、複層膜として形成することもできる。
【００６４】
図２に例示の如く投影マスクによる光透過部を介した透過レーザー光（矢印）は、高分子膜（ワーク）５に直接照射することができる。また図１に例示の如く投影マスクとワーク５の間に、例えばレンズ等からなる投影像を作り出す光学機器４を配置し、その機器を介し光透過部を透過したレーザー光の大きさを制御して、一般には縮小してワークに照射することもできる。その場合、凹部の安定形成の点より光学機器は、照射するレーザー光と同軸に配置すること、すなわちレーザー光の照射方向と平行に配置することが好ましい。
【００６５】
高分子膜のエッチング処理による三角柱凹部の形成に際してワークに対するレーザー光の照射方向は、図２に例示の如く高分子膜平面に対して垂直であってもよいし、入射角をもたせた斜め照射であってもよい。斜め照射は、急斜面の傾斜角θ２を垂直面に近づけること、すなわち垂直照射方式の場合に形成される急斜面の傾斜角（限界テーパ角）よりも大きい傾斜角θ２の急斜面を形成することを目的とする。
【００６６】
斜め照射における前記の入射角は、緩斜面の形成側における、高分子膜に対する法線とレーザー光の照射角に基づく。従ってその場合、レーザー光は、緩斜面の形成側から急斜面の形成側に向かって斜め照射される。所定傾斜角の斜面を安定して形成する点より好ましい入射角は、３〜３５度、就中５〜３０度、特に７〜２０度である。なお当該入射角は、レーザー発振器又は／及び高分子膜を傾斜配置する方式などの適宜な方式で達成でき、レーザー光と高分子膜との相対的関係において達成されていればよい。
【００６７】
なお高分子膜のエッチング処理による三角柱凹部の形成に際しては必要に応じて、例えばビームホモジナイザやハエの目レンズなどからなる照射光の均一化手段や、例えばアッテネータ等の光量調節手段をレーザー発振器と投影マスクの間に配置することもできる。それらの機器も前記したレンズ等と同様に照射するレーザー光と同軸に配置することが好ましい。
【００６８】
形成する三角柱凹部における緩急の斜面の高分子膜平面に対する傾斜角θ１、θ２については、特に限定はなく使用目的に応じて適宜に決定することができる。一般には傾斜角が１〜８０度、就中３〜７０度、特に５〜５０度の緩斜面、その特定の緩斜面の傾斜角θ１よりも１度以上、就中３度以上、特に５度以上大きい傾斜角θ２を有する、その傾斜角が９０度未満の急斜面とされる。
【００６９】
上記したように光透過部の第１閉塞操作は、緩斜面の形成工程で第２閉塞操作は、緩斜面を実質的に成長させずに、その緩斜面がドッグ・イアの発生なく小さい曲率半径の溝頂点を介して、第１閉塞操作で形成された急斜面部分と連結するように、その溝頂点部分と急斜面の残り部分を形成する工程であり、形成される斜面の傾斜角は、照射レーザー光のエネルギー密度やその形成を担う部分マスクの移動速度、エッチング対象の高分子膜の種類などのエッチング条件により決まる。従って形成する緩急の斜面の前記した傾斜角θ１、θ２は、エッチング条件と共に予め決定される。
【００７０】
前記したエッチング条件の試験等による事前決定により、そのエッチング条件で形成される緩急の斜面の傾斜角θ１、θ２が画定し、それにより予定した緩斜面の形成、すなわち形成目的の三角柱凹部における緩斜面の形成に必要な、その形成を担う部分マスクの当該第１閉塞操作における移動距離を決定することができる。
【００７１】
前記の移動距離は、形成予定の三角柱凹部における緩斜面の終端、すなわち緩斜面側の溝頂点部分の始点に相当する。従って前記した第１閉塞操作による緩斜面の形成に伴い、形成目的の三角柱凹部における溝頂点部分とそれと急斜面との連結部分とを除く他の部分が形成される。
【００７２】
上記した三角柱凹部の形成方法は、図３、４に例示した如く凹部５１が分散分布してなる光出射手段を有する光学フィルム５の形成に好ましく適用することができる。すなわち例えば図１の例では、ワークステージ６を介した高分子膜５の移動とレーザー照射の断続による、上記した凹部を形成するためのエッチング操作の繰り返しで、高分子膜の所定位置における形成材を部分的に除去して、三角柱凹部の複数が分散分布してなる光出射手段を形成することができる。
【００７３】
液晶表示装置等に好ましく用いうる光学フィルムは、図例の如く高分子膜平面に対する傾斜角θ１が３５度以上〜４８度以下の緩斜面ａを具備する三角柱凹部５１の複数が高分子膜５の片面に不連続に分布してなる光出射手段を有するものである。またその場合、高分子膜平面に対する急斜面ｂの傾斜角θ２は、６０度以上〜９０度未満であることが好ましい。
【００７４】
前記光出射手段の形成は、例えば上記した三角柱形態の凹部形成方法において、投影マスクを介した光透過部によるレーザー光の規制形状を長方形とすると共に、その長方形の一対の長辺を、緩斜面の形成を担う部分マスクと急斜面の形成を担う部分マスクとで形成し、その少なくとも緩斜面の形成を担う部分マスクを当該長方形の短辺と平行な方向に移動させて、従って光透過部の閉塞操作を当該長方形の短辺と平行な方向に行って、当該長方形の短辺に平行な横断面において前記の傾斜角θ１、θ２を有する緩急の斜面ａ，ｂを具備する三角形を示す三角柱凹部を形成する操作を繰り返すことにより行うことができる。
【００７５】
また前記した傾斜角θ１、θ２を有する緩急の斜面ａ，ｂの形成は、例えば光透過部の第１閉塞操作における照射レーザー光のエネルギー密度を０．２〜５Ｊ／ｃｍ２とすることにより行うことができる。なお当該エネルギー密度は、光透過部に入射する際のレーザー光に基づく（以下同じ）。
【００７６】
前記において傾斜角θ１が３５〜４８度の緩斜面ａを、ドッグ・イアの発生なく、かつ小さい曲率半径の溝頂点の状態で安定して形成する点より好ましいエネルギー密度は、０．３〜３．０Ｊ／ｃｍ２、就中０．４〜２．０Ｊ／ｃｍ２、特に０．５〜１．０Ｊ／ｃｍ２である。斯かるエネルギー密度は、当該緩斜面ａを大きい斜面長で形成する点よりも好ましい。
【００７７】
また前記の場合、光透過部の第２閉塞操作における照射レーザー光のエネルギー密度を０．０１〜２．０Ｊ／ｃｍ２、就中０．０２〜０．５Ｊ／ｃｍ２、特に０．０３〜０．３Ｊ／ｃｍ２、さらには０．０５〜０．２Ｊ／ｃｍ２とすることが好ましい。上記したエネルギー密度のレーザー光の照射による光透過部の第１閉塞操作及び第２閉塞操作は、例えばエキシマレーザを用いてポリイミドを連続的にエッチング処理する場合などの、連続照射方式に特に好ましく適用することができる。
【００７８】
一方、パルス方式等の断続的照射方式では例えば、１パルス当たり０．０１〜５μｍ、就中０．０５〜４μｍ、特に０．１〜２μｍの高分子膜がエッチングされる強さのレーザー光の照射下に光透過部の第１閉塞操作を行い、その１／２〜１／３０倍の強さのレーザー光の照射下に光透過部の第２閉塞操作を行う方式などにより、上記した傾斜角θ１、θ２を満足する緩斜面ａと急斜面ｂを具備する三角柱凹部を形成することができる。
【００７９】
なお光透過部の第１閉塞操作又は／及び第２閉塞操作において、急斜面の形成を担う部分マスクも移動させる場合には、その光透過部を形成する部分マスクの移動速度比を急斜面形成側／緩斜面形成側に基づいて１／１５０〜４／５、就中１／１００〜７／１０、特に１／７０〜１／２とすることが前記傾斜角を安定に形成する点より好ましい。
【００８０】
三角柱凹部の複数を分布させてなる光出射手段の形成に際しては、必要に応じて高分子膜が移動させられるが、その場合に投影マスクないしそれを形成する部分マスクと高分子膜の両方を同期させて移動させる方式も採ることができる。またその場合に例えば、ワークスステージを介した高分子膜５の移動をランダムとしたり、さらにその移動距離に長短差をもたせることで三角柱凹部がランダムに配置され、あるいはさらに分布密度が変化する状態の光出射手段を容易に形成することができる。なお上記した光透過部の長方形や部分マスクの平行移動は、厳密なものでなくてもよく、製造精度等に基づく変形が許容される。
【００８１】
光学フィルムは、上記した方法で一体ずつ製造することができる。量産性等の点より光学フィルムの好ましい製造方法は、上記の方法で得た光学フィルムを母型に用いて、光学フィルム形成用の金型を製造し、その金型を用いて光学フィルムを量産する方法である。
【００８２】
すなわち上記のエッチング操作による製造方法で形成した光学フィルムにおける光出射手段を設けた面上に金属層を形成し、その金属層を光学フィルムと分離して光学フィルム形成用の金型を得、その金型における光出射手段を形成しうる凸部を有する面形状を高分子層に転写した後、その高分子層を固体の状態で金型より分離して光学フィルムを製造する方法である。
【００８３】
なお前記の光出射手段形態を金型に転写して光学フィルムを製造する方法は、その母型が光学フィルムでない場合にも適用でき、その非光学フィルムに設けた所定の形態を金型に転写し、その金型に転写した面形態を光学フィルム形成用の透明基材に転写する方法にても光学フィルムを形成することができる。従ってその場合には上記した高分子膜として透明基材以外のものも用いうる。
【００８４】
前記した光学フィルム形成用金型の製造は、例えば電気鋳造法を適用して行うことができる。これにより高分子膜等に設けた光出射手段に高精度に対応した凸部を有する金型を形成することができる。電気鋳造法は、高分子膜等の光出射手段を設けた側に金属を充填して、高分子膜等の当該光出射手段形状を写したレプリカを有する金属層からなる金型を形成する、従来に準じた方法を適用することができる。
【００８５】
金型の製造に際して高分子膜等は、ガラスや金属等からなる基板上に支持することができる。なお電気鋳造法による金型の形成に際しては絶縁性の高分子膜に導電膜が設けられるが、その導電膜の形成についても従来に準じた方法を適用することができる。
【００８６】
金型を形成する金属の種類については特に限定はない。一般には例えば金や銀、銅や鉄、ニッケルやコバルト、あるいはそれらの合金類などが用いられ、窒化物やリン等を添加したものなどであってもよい。用いる金属種は、１種でもよし、２種以上であってもよく、また異種金属を積層してなる金型を形成することもできる。
【００８７】
金型として形成する金属層の厚さは、適宜に決定してよい。高分子膜等と分離する際の破損防止や、光学フィルム形成時のハンドリング性などの点より、凸部を有しない部分の厚さが０．０２〜３ｍｍ程度の金属層からなる金属箔ないし金属板による金型としたものが好ましい。
【００８８】
前記の金型を介した光学フィルムの形成は、例えば放射線硬化型樹脂を必要に応じ透明フィルムや透明板等に塗布して支持した状態で、金型の凸部を形成した面に密着させて、放射線硬化型樹脂層に金型の凸部形成側の表面形状を写し、それにより当該表面形状を写した成形層を形成し、それに放射線を照射して成形層を硬化させ、その成形硬化層を金型から分離することにより行うことができる。
【００８９】
上記した方法の工程例を図５に示した。図例は、金型の形成（Ａ〜Ｃ）から光学フィルムの形成（Ｄ、Ｅ）までを示している。図例の如く光学フィルム８は、緩斜面ａと急斜面ｂとがフィルム面に対して所定の傾斜角θ１、θ２を有する状態で対面する形態の三角柱凹部８１の複数からなる光出射手段を、所定の凸部７１を有する金型７を介して成形することにより形成される。
【００９０】
光学フィルムの形成に際する、放射線硬化型樹脂の成形層に対する透明フィルム又は透明板からなる透明基材の密着配置には、前記した事前の塗工方式のほか、例えば金型上の成形層の上に透明基材を配置する事後方式などの、成形層上に透明基材を密着させた状態でその透明基材側より放射線を照射して成形層を硬化させうる適宜な方式を採ることができる。
【００９１】
前記の放射線硬化型樹脂には、例えば上記した紫外線硬化型樹脂などの紫外線の照射、就中、紫外線又は／及び電子線の照射にて硬化処理できる適宜な樹脂の１種又は２種以上を用いることができ、その種類について特に限定はない。就中、光透過率に優れる成形硬化層を形成できる放射線硬化型樹脂が好ましい。
【００９２】
また必要に応じ放射線硬化型樹脂の支持に用いて、光学フィルムを形成することのある透明フィルムや透明板は、必要に応じ照明装置等を介して入射させる光の波長域に応じそれに透明性を示す適宜な材料の１種又は２種以上を用いて形成しうる。ちなみに可視光域では、例えば上記の高分子膜で例示したものなどで代表される透明樹脂や、熱、紫外線、電子線等で重合処理しうる硬化型樹脂などがあげられる。
【００９３】
なお放射線硬化型樹脂の成形硬化層の形成に際し支持用の透明基材を用いた場合、光学フィルムはその透明基材と当該成形硬化層とが固着一体化したものとして得ることもできるし、透明基材とは分離された状態の当該成形硬化層からなるものとして得ることもできる。透明基材と当該成形硬化層の分離は、例えば透明基材を剥離剤で表面処理する方式などの適宜な方式にて達成することができる。
【００９４】
上記の金型を介した光学フィルムの形成方法としては、放射線硬化型樹脂に代えて熱硬化型樹脂を用いてそれを熱硬化処理する方法や、ホットプレス方式等にて熱可塑性樹脂に形状転写する方法もあげられる。また射出成形型内や注形型内に上記電気鋳造法等による金型を設置し、射出成形方式や注形方式にて光学フィルムを成形する方法などもあげられる。
【００９５】
従って金型を介した光学フィルムは、必要に応じ流動状態とした熱可塑性樹脂や硬化性樹脂等の適宜な材料を介して、金型における光出射手段に対応した凸部を有する面の形態を転写してなる透明基材を形成しうる適宜な方法にて形成することができる。
【００９６】
前記において熱可塑性樹脂からなる透明基材では、その基材全体が熱可塑性樹脂からなっていてもよいし、硬化樹脂の如き熱可塑性樹脂でない材料からなる基材に被転写層として表面に熱可塑性樹脂層を設けたものであってもよい。熱可塑性樹脂からなる層を被転写層として光出射手段形状を転写する場合、形状の転写精度の点より被転写層をそのガラス転移温度以上の加熱下に金型の所定面に密着させることが好ましい。
【００９７】
光学フィルムの好ましい製造方法は、変形性の金型を円柱状ないし円筒状の円形回転体の外周に捲着し、その回転体を介し金型を回転させながらその回転下の金型に、長尺の透明フィルムに設けた放射線硬化型樹脂の塗布層を順次圧着して金型の表面形状を写した成形層を連続的に形成しつつ、その成形層に透明フィルムを介し放射線を照射して、光学フィルムを連続的に製造する方法である。
【００９８】
なお金型上ないし透明基材上に形成する放射線硬化型樹脂の塗布層や熱可塑性樹脂からなる被転写層の厚さは、高精度に形状転写する点より金型における凸部の高さの１．２〜２０倍、就中１．５〜１０倍、特に２〜５倍が好ましいが、これに限定されない。
【００９９】
本発明による光学フィルム５（８）は、図３、４の例の如く横断面形状が三角形であり、その断面において所定傾斜角の緩斜面ａと急斜面ｂが溝頂点ｃを介して対面し、高分子膜面又はフィルム面での開口が矩形状の三角柱凹部５１（８１）の複数が片面に、不連続に分布してなる光出射手段を有するものである。その光出射手段は、横方向の入射光を縦方向に光路変換する機能を示し、その場合に三角柱凹部の緩斜面が反射効率に優れてその反射光が指向性に優れている。
【０１００】
光学フィルムは、透明板への付設によるサイドライト型導光板の形成や、液晶セルないし液晶パネルの視認側（フロントライト）又は／及び背面側（バックライト）への付設による薄型軽量で明るく、見易い表示の液晶表示装置の形成などに好ましく用いうる。
【０１０１】
前記の液晶表示装置では、セルないしパネルの側面や角部より光源を介して入射させた光ないしその伝送光を、光学フィルムがその三角柱凹部の緩斜面を介し反射して裏面側（光出射手段を有しない側）に、従って液晶パネルの視認方向に光路変換して出射させる。よってその出射光を液晶パネル等の照明光（表示光）として利用するものである。その場合、光学フィルムは通例、液晶セルの平面に沿う方向にその光出射手段の形成面が外側となるように配置される。
【０１０２】
緩斜面への入射効率を高めて、明るくてその均一性に優れる表示の液晶表示装置を得る点より光学フィルムの好ましい屈折率は、液晶セル、特にそのセル基板と同等以上、就中１．４９以上、特に１．５２以上である。またフロントライト方式とする場合の表面反射を抑制する点よりは１．６以下、就中１．５６以下、特に１．５４以下の屈折率であることが好ましい。なお斯かる屈折率は、可視光域の場合、Ｄ線に基づくことが一般的であるが、入射光の波長域に特異性等のある場合には前記に限定されず、その波長域に応じることもできる（以下同じ）。
【０１０３】
上記において緩斜面ａの傾斜角θ１が３５度未満では、液晶パネルより出射する表示光の角度が３０度を越えることとなり、視認に不利となる。一方、緩斜面の傾斜角が４８度を超えると、全反射されずに斜面から光洩れが生じやすくなり、光利用効率が低下する。
【０１０４】
横方向の入射光を緩斜面を介し効率よく全反射させて、光出射手段を有しない側より、光学フィルム面の法線方向に指向性よく出射させ、液晶セルを効率よく照明して明るくて見やすい液晶表示を達成する点より、緩斜面の好ましい傾斜角θ１は、３８〜４５度、就中４０〜４３度である。
【０１０５】
光学フィルムにおける光出射手段は、図３、４の例の如く不連続に断続する三角柱凹部の複数を分散分布させたものとして形成される。三角柱凹部は、その緩斜面ａに基づいて図３の例の如く平行に分布していてもよいし、不規則に分布していてもよい。さらに図４の例の如く仮想中心に対してピット状（同心円状）に配置された分布状態にあってもよい。
【０１０６】
ちなみに前記したピット状配置の分布は、レーザー光を照射する際に、高分子膜の端面又はその外側に仮想中心を想定し、その仮想中心より派生する仮想の放射線に対して直交する方向に部分マスクの光透過部閉塞線が形成されるように三角柱凹部を設けることにより形成することができる。なお二箇所以上の仮想中心を想定して、その各仮想中心に対してピット状に分布配置した複数の三角柱凹部からなる光出射手段とすることもできる。
【０１０７】
複数の三角柱凹部の分散分布による配置状態は、その凹部の形態などに応じて適宜に決定することができる。また三角柱凹部の分布面積は、フロントライトやバックライトなどの使用目的に応じて適宜に決定することができる。一般には凹部の表面開口による光出射手段の占有面積に基づいて８０％以下、就中２〜５０％、特に４〜２０％とされる。
【０１０８】
光学フィルムにおける三角柱凹部、ないしその緩斜面のサイズが大きいと、観察者にその斜面の存在が認識されやすくなって表示品位を大きく低下させやすくなり、液晶セルに対する照明の均一性も低下しやすくなる。斯かる点より高分子膜面での開口が矩形状の凹部において、その開口の長辺長が短辺長の３倍以上、就中５倍以上、特に８倍以上の三角柱凹部であることが好ましい。
【０１０９】
また緩斜面の長さを、三角柱凹部の深さの５倍以上、就中８倍以上、特に１０倍以上の凹部とすることが好ましい。さらに緩斜面の長さは、５００μｍ以下、就中２００μｍ以下、特に１０〜１５０μｍ、三角柱凹部の深さ及び幅は２〜１００μｍ、就中５〜８０μｍ、特に１０〜５０μｍとすることが好ましい。なお前記の長さは、緩斜面の長辺長に基づき、深さは光学フィルムの光出射手段形成面を基準とする。また幅は、緩斜面の長辺方向と深さ方向とに直交する方向の長さに基づく。
【０１１０】
なお上記したように三角柱凹部を形成する急斜面ｂは、横方向からの入射光を裏面より出射することに寄与するものではなく、急斜面の傾斜角θ２が小さいとフィルム面に対する投影面積が大きくなり、光学フィルムを視認側に配置するフロントライト方式による外光モードでは、その急斜面による表面反射光が観察方向に戻って表示品位を阻害しやすくなる。
【０１１１】
従って急斜面は、表示品位や光伝送ないし光出射に可及的に影響しないことが好ましく、その傾斜角θ２は大きいほど有利である。それによりフィルム面に対する投影面積を小さくできて全光線透過率の低下等を抑制でき、また緩斜面と急斜面による溝頂点の頂角も小さくできて表面反射光を低減でき、その反射光をフィルム面方向に傾けることができて液晶表示への影響を抑制することができる。
【０１１２】
前記の点より急斜面ｂの好ましい傾斜角θ２は、６０度以上、就中６５度以上、特に７０度以上〜９０度未満である。また緩斜面と急斜面の交点からなる溝頂点の曲率半径Ｒは、横方向からの入射光ないしその伝送光や外光の散乱防止等の点より３μｍ以下、就中２μｍ以下、特に０＜Ｒ≦１μｍであることが好ましい。
【０１１３】
光学フィルムの三角柱凹部５１（８１）を形成する緩急の斜面は、平面精度に優れて可及的に直線面であることが好ましい。また三角柱凹部の断面形状は、その傾斜角等がフィルムの全面で一定な形状であってもよいし、吸収ロスや先の光路変換による伝送光の減衰に対処して光学フィルム上での発光の均一化を図ることを目的に、光が入射する側の側面から遠離るほど三角柱凹部を大きくしてもよい。
【０１１４】
また三角柱凹部を一定ピッチで分散分布させた光出射手段とすることもできるし、光が入射する側の側面から遠離るほど徐々にピッチを狭くして、三角柱凹部の分布密度を高くした光出射手段とすることもできる。さらに三角柱凹部の分布密度や配置位置等が不規則なランダムピッチによる光出射手段にて、光学フィルム上での発光の均一化を図ることもできる。ランダムピッチは、画素との干渉によるモアレの防止に特に有利である。よって光出射手段は、ピッチに加えて、形状等も異なる三角柱凹部の組合せからなっていてもよい。
【０１１５】
三角柱凹部における緩斜面は、液晶セル等の側面方向より入射させる光の方向に対面していることが出射効率の向上の点より好ましい。従って線状光源を用いる場合の緩斜面は、一定の方向を向いていることが好ましい。また発光ダイオード等の点状光源を用いる場合の緩斜面は、その点状光源の発光中心の方向を向いていることが好ましい。
【０１１６】
三角柱凹部の断続端の形状等については特に限定はないが、その部分に入射する光の低減化等による影響の抑制の点より、鋭角に掘り込まれたものであることが好ましく、従って６０〜９０度の角度にあることが好ましい。
【０１１７】
また光学フィルムは、光出射手段を形成する三角柱凹部の部分を除き、その表裏面が可及的に平滑な平坦面であること、就中±２度以下の角度変化、特に０度の平坦面であることが好ましい。またその角度変化が長さ５ｍｍあたり１度以内であることが好ましい。斯かる平坦面とすることにより、フィルム面の大部分を角度変化が２度以下の平滑面とすることでき、液晶セル等の内部を伝送する光を効率よく利用できて、画像を乱さない均一な光出射を達成することができる。
【０１１８】
上記したように三角柱凹部のピット状配置は、点状光源を液晶パネルの側面等に配置し、その点状光源による側面方向からの放射状の入射光ないしその伝送光を緩斜面ａを介し光路変換して、光学フィルムを可及的に均一に発光させ、液晶セル等に対し法線方向の指向性に優れる光を光源光の利用効率よく光学フィルムから出射させることを目的とする。
【０１１９】
従って三角柱凹部のピット状配置は、点状光源の配置が容易となるように、光学フィルムの端面又はその外側に仮想中心が形成されるように行うことが好ましい。仮想中心は、同じ又は異なる光学フィルム端面に対して一箇所又は二箇所以上形成することができる。
【０１２０】
光学フィルムは、上記のように光源との組合せで照明機構を形成するものであるが、三角柱凹部の配置制御で良好な光透過性も持たせうることより、例えば反射型や透過型の外光・照明両用式の液晶表示装置などの種々の装置の形成に用いることができる。
【０１２１】
液晶表示装置の形成は、例えば光学フィルムをその光出射手段を有する側が外側となるように液晶セルの少なくとも片側に配置する方式などにより行うことができる。その場合、照明機構は、液晶セルの１又は２以上の側面や角部、特に光学フィルムを配置した側のセル基板の１又は２以上の側面や角部に１個又は２個以上の光源を配置することにより形成することができる。光学フィルムは、接着層を介し液晶セル等に接着することが明るい表示を達成する点より好ましい。なお光学フィルムは、サイドライト式の導光板などとして配置することもできる。
【０１２２】
前記の照明機構の形成に際し、ピット状配置の光出射手段を有する光学フィルムの場合には、点状光源による放射状入射光を効率よく利用して明るい表示を達成する点より、ピット状配置の光出射手段の仮想中心を含む垂直線上における液晶セルの側面に点状光源を配置することが好ましい。仮想中心に対応した点状光源の斯かる配置に際しては、光出射手段の仮想中心が光学フィルムの端面にあるかその外側にあるかに応じてセル基板の点状光源を配置する側を突出させる方式などの適宜な対応策を採ることができる。
【０１２３】
導光板や液晶セルの側面等に配置する光源としては、適宜なものを用いることができる。例えば前記した発光ダイオード等の点状光源のほか、（冷，熱）陰極管等の線状光源、点状光源を線状や面状等に配列したアレイ体、あるいは点状光源と線状導光板を組合せて点状光源からの入射光を線状導光板を介し線状光源に変換するようにしたものなどが好ましく用いうる。
【０１２４】
また光源は、光学フィルムの緩斜面が対面することとなる導光板やセル側面等に配置することが出射効率の点より好ましい。上記したピット状配置の場合も含めて緩斜面が光源に対して可及的に垂直に対面するように配置することにより、光源を介した側面等からの入射光を効率よく面光源に変換して高効率に発光させることができる。なおピット状配置の場合には、光学フィルムにおける光出射手段の仮想中心に対応した１個所又は２個所以上に点状光源を配置することもできる。
【０１２５】
光源は、その点灯による照明モードでの視認を可能とするものであり、外光・照明両用式の液晶表示装置の場合に外光による外光モードにて視認するときには点灯の必要がないので、その点灯・消灯を切り替えうるものとされる。その切り替え方式には任意な方式を採ることができ、従来方式のいずれも採ることができる。なお光源は、発光色を切り替えうる異色発光式のものであってもよく、また異種の光源を介して異色発光させうるものとすることもできる。
【０１２６】
光源に対しては必要に応じ、発散光を液晶セルの側面に導くためにそれを包囲するリフレクタなどの適宜な補助手段を配置した組合せ体とすることもできる。リフレクタとしては、高反射率の金属薄膜を付設した樹脂シートや、白色シートや、金属箔などの適宜な反射シートを用いうる。リフレクタは、その端部をセル基板等の端部に接着する方式などにて光源の包囲を兼ねる固定手段として利用することもできる。
【０１２７】
液晶表示装置は一般に、液晶シャッタとして機能する液晶セルとそれに付随の駆動装置、フロントライト又はバックライト及び必要に応じての反射層や偏光板、補償用位相差板等の構成部品を適宜に組立てることなどにより形成される。本発明においては、上記した光学フィルムと光源を用いて照明機構ないしサイドライト型導光板を形成する点を除いて特に限定はなく、従来のフロントライト型やバックライト型のものに準じて形成することができる。
【０１２８】
従って用いる液晶セルについては、特に限定はなく、セル基板間に封止材を介し液晶を封入し、その液晶等による光制御を介して表示光を得るようにした適宜な反射型や透過型のものを用いることができる。
【０１２９】
ちなみに前記した液晶セルの具体例としては、ＴＮ型液晶セルやＳＴＮ型液晶セル、ＩＰＳ型液晶セルやＨＡＮ型液晶セル、ＯＣＢ型液晶セルやＶＡ型液晶セルの如きツイスト系や非ツイスト系、ゲストホスト系や強誘電性液晶系の液晶セル、あるいは内部拡散式等の光拡散型の液晶セルなどがあげられる。また液晶の駆動方式も例えばアクティブマトリクス方式やパッシブマトリクス方式などの適宜なものであってよい。
【０１３０】
フロントライト式で反射型の液晶表示装置では反射層の配置が必須であるが、その配置位置については、液晶セルの内側に電極を兼ねるものとして設けることもできるし、液晶セルの外側に設けることもできる。
【０１３１】
反射層についは、例えばアルミニウムや銀、金や銅やクロム等の高反射率金属の粉末をバインダ樹脂中に含有する塗工層や、蒸着方式等による金属薄膜の付設層、その塗工層や付設層を基材で支持した反射シート、金属箔や透明導電膜、誘電体多層膜などの従来に準じた適宜な反射層として形成することができる。透過型の液晶表示装置で外光・照明両用式のものとする場合に、光学フィルムの外側に配置する反射層についても前記に準じて適宜なものとすることができる。
【０１３２】
一方、透過型の液晶表示装置は、液晶セルの視認背面側に光学フィルムをバックライトを構成するものとして、又はサイドライト型導光板として配置することにより形成しうる。その場合、光出射手段の背面側（外側）に反射層を設けることにより、緩斜面等から洩れる光を反射させて液晶セルの方向に戻すことでセル照明に利用でき、輝度の向上を図ることができる。
【０１３３】
前記の場合、その反射層を拡散反射面とすることで、反射光を拡散させて正面方向に向けることができ、視認により有効な方向に向けることができる。また前記の反射層を設けることで、上記したように透過型で、かつ外光・照明両用式の液晶表示装置として利用することもできる。
【０１３４】
【実施例】
実施例１
金属箔に長さ１５００μｍ、幅３００μｍ（上側配置）又は長さ２０００μｍ、幅４５０μｍ（下側配置）の長方形の開口を設けた２種類の部分マスクを、それらの開口の重畳で長さ１５００μｍ、幅１５０μｍの光透過部が形成されるように上下に配置して投影マスクを形成し、そのマスクを介し波長２４８ｎｍのエキシマレーザー光をエネルギー密度０．７Ｊ／ｃｍ２で照射し、投影マスクの透過光をレンズを介し１／１５に縮小して厚さ５０μｍのポリイミドフィルムに垂直に連続照射しながら、上側配置の部分マスクのみを幅方向に等速移動させ、前記光透過部を１００％の開状態から（図２Ａ）、２４％の開状態に閉塞して（図２Ｂ）、上側配置の部分マスクの移動に伴う緩斜面を形成した。
【０１３５】
前記した上側配置の部分マスクの移動距離は、形成を予定した緩斜面の幅方向の長さに匹敵する。従って前記２５％の開状態における上側配置の部分マスクの移動位置は、形成予定の三角柱凹部における緩斜面側の溝頂点部分の始点（緩斜面の終端）に相当する。これは、予め前記のエッチング条件で形成される緩斜面と急斜面の傾斜角を調べることにより、形成する三角柱凹部における断面三角形の形状を予定したことによる。なお緩斜面の形成に伴い、固定状態の下側配置の部分マスクに基づいて、溝頂点部分とそれと急斜面との連結部分とを除く他の部分からなる形成目的の三角柱凹部が形成された。
【０１３６】
次に、前記した上側配置の部分マスクのみの幅方向における等速移動を継続しつつ、その移動が２５％の開状態となった時にその移動と連動させたコンピュータ制御により照射レーザー光のエネルギー密度を瞬時に０．１Ｊ／ｃｍ２に低減して照射を続けながら光透過部を閉塞した（図２Ｃ）。
【０１３７】
前記により横断面が三角形であり、その断面においてフィルム面に対する傾斜角が約４２度の緩斜面と、傾斜角が約７５度の急斜面が溝頂点を介して対面した、長さ約１００μｍ、幅約１０μｍ、深さ約８μｍの三角柱凹部が形成された。この凹部は、緩急の斜面の平面精度と、溝頂点部分の整形性に優れてドッグ・イアの発生も認められず、溝頂点の曲率半径は１μｍ以下であった。
【０１３８】
ついで前記のエッチング加工を、ワークステージのＸＹＺθの各軸を走査してポリイミドフィルムに対する位置を変えながら繰り返して、ポリイミドフィルムの片面に前記した三角柱凹部の複数をランダムな分布状態で、かつ分布密度がフィルムの一辺より遠離るほど大きくなる状態で有する高分子膜（母型としての光学フィルム）を形成した（図５Ａ）。なお全三角柱凹部の開口がフィルム表面で占有する面積は、１／１０であった。
【０１３９】
次に、前記高分子膜の凹部付き面に電気鋳造法によりニッケルを充填して、厚さが約２００μｍの金属層を形成した後、高分子膜を剥離して所定の凸部形成面を有する金型を得た（図５Ｂ、Ｃ）。そしてその金型の凸部形成面に対して、放射線硬化型のアクリル系樹脂を７５μｍの厚さで塗布し、その上に透明フィルムを被せて余分な樹脂と気泡を押出し、金型の表面形状を写した成形層を形成した後、それに放射線を照射して成形層を硬化させ、形成された成形硬化層を金型より剥離して、光出射手段を有する光学フィルムを得た（図５Ｄ、Ｅ）。
【０１４０】
前記の光学フィルムにおける光出射手段は、フィルム面に対する傾斜角が約４２度の緩斜面と傾斜角が約７５度の急斜面が曲率半径１μｍ以下の溝頂点を介して対面した、長さ約１００μｍ、幅約１０μｍ、深さ約８μｍの三角柱凹部の複数からなり、これは母型のポリイミドフィルムに設けた三角柱凹部からなる光出射手段と高精度に対応するものであった。
【０１４１】
比較例１
機械加工によりストライプ状の連続三角柱凹部からなる光出射手段を形成した導光板を用いた。
【０１４２】
比較例２
照射レーザー光のエネルギー密度を低減することなく、かつ光透過部を１００％の開状態から閉塞状態（０％の開状態）まで連続して上側配置の部分マスクを移動させたほかは実施例１に準じて三角溝凹部を形成し、その凹部よりなる光学フィルムを得た。
【０１４３】
比較例３
照射レーザー光のエネルギー密度を低減する前の、第１閉塞操作終了時の状態による三角溝凹部としたほかは実施例１に準じて、その三角溝凹部よりなる光学フィルムを得た。
【０１４４】
評価試験
実施例１、比較例２、３による光学フィルム、又は比較例１による導光板を組み込んだ液晶表示装置を形成した。その結果、比較例１ではモアレの発生が確認された。また導光板とパネル間の空隙で界面反射が生じてコントラストが低下し、導光板の直視でその導光板における欠陥が非常に目立つものであった。
【０１４５】
一方、比較例２では三角柱凹部の溝頂点にドッグ・イアが発生し、比較例３では溝頂点の曲率半径が１μｍを大きく超えて、そのドッグ・イア部分ないし溝頂点部分での、照明モードによる側面からの入射光ないしその伝送光や外光の乱反射が多くて液晶パネルの表示品位（視認性）に乏しいものであった。
【０１４６】
前記に対し実施例１では、照明モードによる側面からの入射光ないしその伝送光や外光の乱反射が少なくて液晶パネルの表示品位に優れており、モアレも発生しなかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】凹部形成方法の斜視説明図
【図２】他の凹部形成方法の側面説明図
【図３】光学フィルムの斜視説明図
【図４】他の光学フィルムの平面説明図
【図５】光学フィルム製造方法の説明図
【符号の説明】
１：レーザー発振器
２、３：部分マスク（投影マスク）
２１、３１：開口部（光透過部）
４：光学機器
４１：投影像
５、８：高分子膜（光学フィルム）
５１、８１：凹部
ａ：緩斜面
ｂ：急斜面
ｃ：溝頂点
７：金型[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for forming a concave portion capable of forming a triangular prism-shaped concave portion having a sharp groove apex, and an optical film capable of forming a thin and light liquid crystal display device by efficiently converting the incident light in the horizontal direction in the vertical direction. Regarding the method.
[0002]
BACKGROUND OF THE INVENTION
Conventionally, there has been known a front light type reflection type liquid crystal display device in which a side light type light guide plate having a light emitting means having a striped prism structure is arranged on the viewing side surface of a liquid crystal panel (Japanese Patent Laid-Open No. 11-1990). 250715). Such light emitting means has been formed by a machining method in which the surface of the plate is cut with a diamond tool or the like, or a dry etching method in which a triangular projection mask is scanned.
[0003]
However, the striped prism structure interferes with the pixels of the liquid crystal panel, and moire is generated, and the display quality is likely to deteriorate. In the front light type in which the light guide plate is located in front of the liquid crystal panel, the liquid crystal is reflected by the surface reflection of external light. The display contrast tends to decrease, defects such as scratches on the light guide plate tend to be noticeable, and the use of the light guide plate increases the bulk and weight.
[0004]
[Technical Problem of the Invention]
In view of the above, the present inventors have come up with a method using a light emitting means in which a large number of concave portions (grooves) in the form of minute triangular prisms are dispersed. According to this, it is possible to easily overcome the above-described moire problem, surface reflection problem, visual obstruction problem due to defects, bulkiness / heavy weight problem, and the like. However, there is a problem that it is difficult to manufacture the light emitting means in which such minute triangular prism-shaped concave portions are distributed and distributed by the conventional method.
[0005]
That is, in machining, it is extremely difficult to form an intermittent structure in which minute triangular prism-shaped concave portions are accurately distributed and distributed at predetermined positions, and even with a method using a diamond grindstone, an intermittent structure of triangular prism-shaped concave portions having a constant cross-sectional shape It is extremely difficult to form. In addition, the dry etching method that irradiates laser light while scanning a triangular projection mask also makes the groove apex in the concave portion of the triangular prism shape, that is, the sharpness (sharpness) of the intersection of the slope forming the triangular groove and the plane accuracy of the slope. When the light emitting means is used, the luminance is likely to be lowered.
[0006]
As a dry etching method, there has also been proposed a method of forming a triangular prism-shaped recess by irradiating laser light while scanning two projection masks provided with rectangular openings (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-341146). However, in the method for preventing the occurrence of dog ears (abnormal progress portion of etching) taught by such publication, a triangular prism-shaped recess composed of a triangular groove having a sharp groove apex is provided to stop etching before the opening is closed. There was a problem that it was difficult to form.
[0007]
In the concave part of the triangular prism shape consisting of triangular grooves with poor groove apex, the area of the gentle slope in the groove is reduced according to the roundness (curvature radius) of the groove apex. The gentle slope functions to convert the incident light in the film surface direction (lateral direction) or its transmitted light into the film thickness direction (longitudinal direction), thereby reducing the use efficiency of the incident light and so on. Reduce the brightness. In addition, the incident light or the like or the external light is scattered by the roundness of the groove apex, and the display quality (visibility) such as the contrast of the liquid crystal display is also lowered.
[0008]
In view of the above, the present invention is excellent in the sharpness of the groove apex, and therefore, a method of forming a triangular prism-shaped recess composed of a triangular groove having a small radius of curvature at the apex portion, and the fine recess in the triangular prism form is highly accurate. It is an object of the present invention to develop a method for obtaining a thin and light optical film having a light emitting means for efficiently performing optical path conversion of incident light in the horizontal direction in the vertical direction by dispersion distribution.
[0009]
[Means for solving problems]
In the present invention, a polymer film is partially etched by laser light irradiation through a projection mask that forms a light transmission part that regulates transmitted light into a quadrilateral, and the polymer film is exposed to the film surface. When forming the concave portion of the triangular prism shape in which the opening has a square shape and the cross-sectional shape is a triangle, and the gentle slope and the steep slope face each other in the cross-section, the light transmission part by the projection mask is formed with a gentle slope and a steep slope. By moving the partial mask that is responsible for at least the formation of the gentle slope, the light transmission part is changed from the 100% open state at the start of the recess formation to the open state of 40 to 5%. A method of forming a recess that closes the light transmitting portion by irradiating a laser beam while forming the gentle slope on the polymer film while closing, then reducing the energy density of the irradiating laser light and irradiating the reduced laser light. It is intended to provide.
[0010]
Further, according to the present invention, by the above-described method for forming a concave portion in which the light transmitting portion by the projection mask is a rectangle, the operation of forming a triangular prism-shaped concave portion indicating a triangle in a cross section parallel to the short side of the rectangle is repeated. The present invention provides a method for producing an optical film for forming a light emitting means by discontinuously distributing a plurality of concave portions on one surface of a film.
[0011]
Furthermore, the present invention provides a light emitting means in a mold obtained by separating a metal layer and an optical film after forming a metal layer on the light emitting means forming surface of the optical film produced by the above method by electroforming. Form a molding layer that reflects the shape of the light emitting means by attaching a radiation curable resin to the surface with the convex portions that can be formed, and then irradiate the molding layer with radiation to cure it, and then separate from the mold The present invention provides a method for producing an optical film, and a liquid crystal display device in which the optical film produced by the above method is disposed on at least one side of a liquid crystal cell.
[0012]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to form a triangular prism-shaped recess that is excellent in shape accuracy such as plane accuracy or linearity of an inclined surface by a method of closing a light transmitting portion through mask movement. In addition, a groove having a radius of curvature at the top of the groove of, for example, 1 μm or less while preventing the occurrence of the above-described dog-ear by a method of closing the light transmitting portion by weakening the irradiation intensity of the laser light after forming the gentle slope. A triangular prism-shaped recess having a sharp apex and a large slope area can be formed.
[0013]
Further, the fine concave portions of the triangular prism shape can also be formed by being distributed and distributed with high positional accuracy, and has light emitting means for efficiently converting the light in the horizontal direction in the vertical direction, and the incident light or its transmitted light is transmitted. An optical film that emits surface light with high luminance can be obtained by utilizing it with high efficiency. In particular, in a method in which a radiation curable resin is molded into a predetermined shape and cured through a die formed by electroforming, a thin and light optical film having a predetermined light emitting means can be obtained efficiently.
[0014]
As a result, it is possible to efficiently change the optical path of light incident from the side or corner of the liquid crystal panel using such an optical film in the viewing direction of the panel, and to scatter the incident light, its transmitted light or external light by the groove apex. Therefore, it is possible to form a liquid crystal display device that is excellent in display quality (visibility) such as contrast, is thin, light and bright, is less likely to cause moire, and is easy to see.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The concave portion forming method according to the present invention is a method in which a polymer film is partially etched by laser light irradiation through a projection mask that forms a light transmitting portion that restricts transmitted light into a quadrilateral shape. In forming a triangular prism-shaped recess in which a gentle slope and a steep slope face each other in the cross section, the light transmission part by the projection mask is formed as a gentle slope. By forming a plurality of partial masks that share the formation of steep slopes, and moving the partial mask that at least forms the gentle slopes, the light transmission part is 40% to 5% from the 100% open state of the recess formation start. After the laser beam is irradiated to form the gentle slope while the polymer film is closed, the energy density of the irradiated laser beam is reduced, and the light transmitting part is closed under the reduced laser beam irradiation. And it forms a recess of triangular prism form and.
[0016]
Examples of steps of the method are shown in FIGS. 1 is a laser oscillator, 2 and 3 are partial masks that form a projection mask, 21 and 31 are openings that form a light transmitting part that shapes (regulates) the laser light into a quadrilateral, and 5 is a laser beam that is irradiated with laser light. The molecular film 51 is a triangular prism-shaped recess formed in the polymer film 5, that is, a triangular prism recess. Note that reference numeral 4 in FIG. 1 denotes a lens as an optical device that creates a projected image 41 of laser light, and is arranged as necessary. 2 indicates laser light based on a laser oscillator (not shown), and FIG. 2 shows an example in which a laser beam image control system via the optical device 4 is not provided.
[0017]
Further, in FIG. 1, 2A and 3A are mask stages for fixing and holding the partial masks 2 and 3, and 6 is a work stage for fixing and holding the polymer film 5. The mask stages 2A, 3A and the work stage 6 in the illustrated example can move independently in the respective X-axis, Y-axis, and Z-axis directions based on three-dimensional orthogonal coordinates via a drive source (not shown), and X Axial rotation is possible in each of the axis, the Y axis, and the Z axis.
[0018]
Accordingly, the partial mask 3 and the polymer film 5 can be independently controlled with respect to the position and the arrangement angle of the partial mask 2 through the movement or / and axial rotation of the mask stage 2A in the respective axial directions. Similarly, the partial mask 2 and the polymer film 5 can be controlled independently via the mask stage 3A.
[0019]
Further, the position and the arrangement angle of the polymer film 5 can be controlled independently of the partial mask 2 and the partial mask 3 through movement or / and axial rotation of the work stage 6 in the respective axial directions. The laser oscillator 1 and the optical device 4 can be independently moved and rotated in the respective axial directions so that the position and the arrangement angle with respect to the mask stages 2A and 3A (partial masks 2 and 3) can be controlled. It has become.
[0020]
In the example of FIG. 1, after the laser oscillator 1 and the optical device 4 control the position and the arrangement angle with respect to the projection mask (2, 3), the state is maintained as a fixed system when the recess is formed. However, they can also be formed so as to be movable or / and axially rotatable integrally with the mask stage 2A or / and the mask stage 3A as required.
[0021]
With the above, in the partial masks 2 and 3 arranged in a vertical positional relationship based on the irradiation direction of the laser light, the laser light based on the laser oscillator 1 is first transmitted from the quadrilateral opening 21 in the partial mask 2, A portion other than the opening shields the transmission of other laser light as unnecessary light, and projects the laser beam image onto the partial mask 3. The opening 21 functions as a light transmission part that defines the maximum irradiation shape of the laser beam, and therefore the maximum of the rectangular opening on the polymer film surface of the recess formed by the size of the opening 21. Dimensions are determined.
[0022]
Next, the laser light projected onto the partial mask 3 through the partial mask 2 is transmitted through the quadrangular opening 31 in the partial mask 3, and other portions other than the opening transmit the other laser light as unnecessary light. The size of the laser beam image based on the transmitted light is controlled (reduced) through the lens 4 arranged as necessary, and irradiated to the polymer film 5, and the polymer film forming material is It is etched away by laser light and disappears.
[0023]
Note that the opening 31 can be formed to have the same size or larger than the opening 21 of the partial mask 2, and at least the opening dimension in the moving direction of the light transmitting portion closing is larger than the opening 21 as in the example of FIG. Is preferable from the point of aiming to uniformize the size of the recess formed. In the illustrated example, the opening 21 controls the irradiation laser light in a direction corresponding to the length of the triangular prism recess to be formed.
[0024]
In the above case, as illustrated in FIG. 2, the openings 21 and 31 of the partial mask 2 and the partial mask 3 are formed into a quadrilateral shape of the laser beam, and the opposite sides for opening and closing the quadrilateral are formed as the partial mask 2. The partial mask 3 is arranged so as to share one side at a time to form a light transmission portion in an open state (A) at the start of the recess formation. Thereby, the formation of the gentle slope a and the formation of the steep slope b can be shared by the partial mask 2 and the partial mask 3. In addition, let the open state (A) of the light transmission part which starts formation of an above described recessed part be 100% of an open state.
[0025]
Next, the partial mask 2 responsible for the formation of the gentle slope is applied to the mask stage 2A while irradiating the polymer film 5 with the laser light through the 100% open light transmitting portion that regulates the transmitted laser light into a quadrilateral. Then, the light transmitting portion is moved at a constant speed in the right direction in the figure where the light transmitting portion is closed, and the light transmitting portion is closed to a predetermined open state (B). Thus, a gentle slope a in the triangular prism-shaped recess to be formed, that is, the triangular prism recess 51 is formed based on the movement of the partial mask 2.
[0026]
In forming the gentle slope a, the steep slope b is also formed through the side of the opening 31 in the partial mask 3 responsible for the formation of the steep slope that regulates the laser light irradiation shape. The formation depth increases with the progress of formation of the gentle slope according to the movement distance of the blockage of the partial mask 2. The inclination angle θ2 of the steep slope formed with respect to the polymer film plane is determined by manufacturing conditions such as the type of polymer film and the irradiation intensity (energy density) of laser light.
[0027]
As shown in the example of FIG. 2, the partial mask 3 is maintained in a fixed position, and a laser beam (arrow) is irradiated substantially perpendicular to the polymer film plane so that the polymer film 5 is applied to the film surface. On the other hand, even when etching is performed vertically, it is difficult to form a steep slope having a vertical plane with θ2 of 90 degrees based on the diffraction phenomenon of irradiation laser light by the opening edge of the mask 3.
[0028]
When the light transmitting portion is closed from the 100% open state (A) to the predetermined open state (B) through the movement of the partial mask 2 by a predetermined distance to form the gentle slope a and the steep slope b, the next irradiation is performed. The energy density of the laser beam is reduced to lower the etching performance, and the polymer film 5 is irradiated with the laser beam with the reduced energy density, and the partial mask 2 is further moved to close the light transmitting portion (C ).
[0029]
As described above, it is possible to prevent the occurrence of dog-ear at the groove apex portion and form the groove apex having a small radius of curvature, and as illustrated in FIG. A triangular prism-shaped recess is formed which has a groove shape and whose triangular groove shape extends in a direction perpendicular to the cross section as illustrated in FIG. Incidentally, according to the above method, it is also possible to form a triangular prism recess in which the radius of curvature R of the groove apex formed by the intersection of the gentle slope and the steep slope satisfies the formula: 0 <R ≦ 1 μm.
[0030]
As described above, at least by the operation from the open state (quadrangle) to the closed state of the light transmitting part through the partial mask that plays the role of forming a gentle slope, and the reduction operation by switching the energy density of the irradiation laser light in the meantime Until the energy density is reduced, the polymer film forming material can be continuously removed according to the movement distance of the partial mask, and in this case, the position where the laser beam irradiation time is long (integration of the laser beam transmission amount) 2), the target cross-sectional shape is a triangle, and the target surface has a gentle slope a and a steep slope b as shown in FIGS. 2B and 2C. And a triangular prism recess (groove) 51 having a square opening on the polymer film surface is formed.
[0031]
Therefore, the light transmission part by the projection mask is formed to be deformable by using a plurality of partial masks that share the formation of the gentle slope and the formation of the steep slope, and at least the light transmission part through the partial mask that is responsible for the formation of the gentle slope By operating from the open state to the closed state, the integral value of the amount of laser light transmission in the moving direction of the partial mask that plays the role of forming the gentle slope is increased while controlling the quadrilateral laser beam image irradiated to the polymer film By increasing the etching amount per unit area in the depth direction of the formed recess, a gentle slope and a steep slope are formed, and by reducing the energy density of the irradiated laser light after the gentle slope formation, both slow and steep slopes are formed. Confronted triangular prism-shaped recesses can be formed.
[0032]
In the above, the triangles or triangular grooves, squares and triangular prisms do not have to be exact, and deformation based on manufacturing accuracy and the like is allowed. In the above example, the partial mask 3 is a fixed system. However, the partial mask 3 can also be moved to the left side of the figure via the mask stage 3A as needed to be involved in the blocking of the light transmitting portion.
[0033]
Therefore, the partial mask responsible for the formation of the steep slope can also be involved in the blocking operation of the light transmission part, in which case the steep slope during the irradiation of the laser light with the energy density at the time of the gentle slope formation before the reduction is reduced. The inclination angle θ2 of the steep slope formed with respect to the polymer film plane can be reduced (gradual slope) according to the movement distance of the partial mask responsible for formation.
[0034]
In the above example, each partial mask is formed by a single mask. However, a combination of two or more masks can be used as a partial mask that forms a target form. Further, in the illustrated example, the laser beam is formed as an arrangement relationship in which the quadrilateral openings provided in the partial masks 2 and 3 overlap each other, and a light transmission part that restricts the transmitted light to the quadrilateral is formed. In this case, it is only necessary to form an opening shape for restricting the transmitted laser light into a quadrilateral shape through two or three or more partial masks forming the projection mask.
[0035]
Therefore, for example, four masks of all shield type partial masks composed of strips having no openings are used as projection masks, and they are arranged in a square shape so that a quadrilateral opening is formed at the center. It is also possible to form a light transmission part that restricts the transmitted laser light to a quadrilateral. Also, a projection mask using two cono-shaped and L-shaped all-shielded partial masks, or two cono-shaped and I-shaped all-shielded partial masks, with a quadrilateral opening at the center. It is also possible to form a light transmission part that restricts the transmitted laser light into a quadrilateral by being arranged in a square shape so as to be formed.
[0036]
As described above, the projection mask can form a light transmissive portion that restricts the transmitted laser light into a quadrilateral, and when the triangular prism recess is formed in the polymer film by irradiating the laser light through the light transmissive portion, A combination of a plurality of partial masks having an appropriate form that can share the formation and the formation of the steep slope and can move at least the partial mask responsible for the formation of the gentle slope in the direction in which the light transmitting portion is closed. Can be formed as
[0037]
There is no particular limitation on the size of the quadrilateral of the light transmission portion formed through the projection mask. The size of the laser light transmission image by the light transmission part can be controlled in the process by controlling the size via an optical device such as a lens as necessary, and generally reducing the size and irradiating the polymer film. Therefore, the size of the quadrilateral can be appropriately determined according to the size of the triangular prism recess to be formed.
[0038]
In addition, the quadrilateral form of the transmitted laser beam through the light transmitting part is also arbitrary, and the polymer is formed by partially etching the polymer film by irradiating the transmitted laser beam through a lens or the like as necessary. The opening on the film surface is rectangular and the cross-sectional shape is triangular, and the size of the concave portion in the form of a triangular prism in which the gentle slope and the steep slope face each other through the groove apex in the cross section is also arbitrary.
[0039]
It should be noted that the restriction on the length direction of the triangular prism recess, that is, the length restriction on the ridge line direction of the groove apex, of the transmitted laser light irradiated to the polymer film depends on the combination of a plurality of partial masks used for forming the projection mask as described above. Can be performed in an appropriate manner. When the projection mask is formed with two partial masks as in the example of FIG. 2, the length restriction can be performed with the partial mask responsible for forming the gentle slope and / or the partial mask responsible for forming the steep slope.
[0040]
The length restriction is preferably performed by a partial mask that is not moved as a fixed system when the light transmitting portion is closed, in order to uniformize the length of the formed triangular prism recess. In this case, it is preferable that the light transmission part is formed in an opening shape having a size that does not change the dimension of the light transmission part in the length direction even if the partial mask to be moved trembles (shakes). .
[0041]
The control of the inclination angle θ1 of the gentle slope a and the inclination angle θ2 of the steep slope b with respect to the polymer film plane in the example of FIG. This can be done by adjusting the moving speed of the partial mask when closing the transmission part or the energy density of the irradiation laser light.
[0042]
By the way, the slower the moving speed of the partial mask or / and the higher the energy density of the irradiation laser light, the more the amount of laser light irradiation per unit time on the polymer film, the deeper the etching and the more it can be formed. The inclination angle of the slope can be increased as the depth of the recess is increased. Therefore, when irradiating with a constant energy density, an inclined surface with a smaller inclination angle can be formed as the moving speed of the partial mask is increased.
[0043]
Therefore, it is possible to make the slopes slowly or steeply by, for example, a method of controlling the moving speed of the partial mask. When forming the gentle slope by closing the light transmission part, the partial mask responsible for the formation of the steep slope is fixed or moved slowly, and by moving the partial mask responsible for the formation of the gentle slope at a speed higher than that speed, It is possible to form a triangular prism recess having a target slow and steep slope.
[0044]
In the above case, for example, the laser beam is irradiated with a constant energy density, the etching amount per unit time is made constant, the partial mask responsible for forming the steep slope is fixed or moved at a constant speed, and the gentle slope is formed. By moving the partial mask responsible for this at a constant speed and performing the operation of forming the triangular prism recess by closing the light transmitting portion, it is possible to form a steep slope with a constant inclination angle.
[0045]
In the operation of the light transmitting portion for forming the triangular prism recess, the partial mask responsible for forming the gentle slope is always moved in order to form the gentle slope. On the other hand, the partial mask responsible for the formation of the steep slope can be moved at a speed slower than the movement speed of the partial mask responsible for the formation of the gentle slope as described above, or can be fixed at a fixed position. The position fixing method in which the partial mask responsible for forming the steep slope is not moved is more advantageous than the formation of the steep slope as an etching surface as close to the vertical plane as possible. Therefore, a method of moving only the partial mask responsible for forming the gentle slope is preferable.
[0046]
The direction in which the partial mask is moved is the direction (B, C) in which the light transmitting portion by the projection mask is closed from the 100% open state (A) at the start of the recess formation, as illustrated in FIGS. On the contrary, the closing method has an advantage that a triangular prism recess having excellent shape accuracy can be stably formed, compared to an opening method in which the closed state is changed to the open state.
[0047]
In forming the triangular prism recess by the above-described closing operation of the light transmission part, the energy density of the irradiation laser light with respect to the polymer film is changed. That is, first, the light transmitting portion is blocked from the open state of 100% to the open state of 40 to 5% through the movement of the partial mask that is responsible for at least the formation of the gentle slope (first block). Etching proceeds at a constant rate, and laser light is irradiated at an energy density at which a gentle slope and a steep slope with a predetermined inclination angle are formed.
[0048]
Next, when a gentle slope having a predetermined slope length is formed by the above-described operation of closing the light transmitting portion, the energy density of the irradiation laser light is reduced to lower the etching ability, and the reduced laser light is applied to the polymer film. The light transmitting portion is closed while irradiating (second closing). The moving speed of the partial mask in the closing operation and the partial mask to be moved can be different from the closing operation up to the open state of 40 to 5%, but generally the same conditions are used.
[0049]
In the second closing operation, the formation of the gentle slope does not proceed substantially, and the etching progresses for the formation of the steep slope, particularly for the formation of the groove apex. This prevents the occurrence of dog-ears and the like. In the second closing operation, the formation of the gentle slope does not proceed, the formation of the steep slope, particularly the groove apex part, is advanced as much as possible to prevent excessive etching consisting of dog ears etc. at the groove apex part, From the point of forming a groove apex with a small radius of curvature, a preferable open state at the end of the first closing operation, that is, a preferable open state of the light transmitting portion when reducing the energy density of the irradiation laser light is 38 to 7%, In particular, it is 35 to 10%, especially 33 to 15%.
[0050]
For the same reason, the preferable energy density of the irradiation laser light at the time of the second closing operation, that is, the preferable reduction ratio of the energy density is based on the first closing operation at the time of forming a substantially gentle slope. ½ to 1/30, especially 1/3 to 1/20, especially 1/5 to 1/15.
[0051]
The etching process of the polymer film by laser light can be performed by an appropriate method such as a method of continuously irradiating light or a method of intermittently irradiating light such as a pulse method. In the continuous irradiation method, an inclined surface having a constant inclination angle can be formed by moving the partial mask simultaneously with the start of light irradiation in a synchronous method or the like. A continuous irradiation method capable of linearly changing the integrated irradiation amount of the laser beam is preferable from the point of forming a slope having excellent planar accuracy.
[0052]
On the other hand, in the intermittent irradiation method, a stepped slope is formed. Therefore, it is difficult to form a slope with a constant inclination angle in the strict sense, but a stepped slope with a function equivalent to a slope with a constant inclination angle is practically formed by controlling the step height. Yes. In the intermittent irradiation method, the partial mask can be moved intermittently, and there is an advantage that an etching operation such as an operation of reducing the energy density of the irradiation laser light during the first closing operation and the second closing operation is easy.
[0053]
In the above-described continuous irradiation method, the operation of reducing the energy density of the irradiation laser light during the first closing operation and the second closing operation of the light transmitting portion is performed by using a synchronous method via a computer or the like. The partial mask may be instantaneously reduced when the partial mask reaches a predetermined position while continuously moving, or the movement of the partial mask is temporarily stopped at the end of the first closing operation to reduce the energy density, and then the partial mask is moved. A method of restarting irradiation of the polymer film with the reduced laser light along with the movement of the mask may be used.
[0054]
In the above, an appropriate laser beam that can etch the polymer film can be used, and irradiation with high-order modulated light is also possible. As the laser oscillator, for example, excimer laser, YAG laser, CO 2 One type or two or more types of lasers and femtosecond lasers can be used. In particular, an etching process by irradiation with laser light in an ultraviolet region having a wavelength of 400 nm or less is preferable from the viewpoint of fine processing accuracy and the like. Further, the etching process is preferably performed by an ablation process.
[0055]
As the partial mask for forming the projection mask, an appropriate mask made of a material capable of shielding the used laser light can be used. As an example, an appropriate laser light shielding material such as metal or dielectric is vapor-deposited on a glass plate made of metal, quartz or the like, and the vapor-deposited layer is patterned as necessary to transmit a light transmitting portion. A glass mask formed by forming can also be used.
[0056]
The vapor deposition material for the glass mask is not limited, but chromium, aluminum, molybdenum, a dielectric multilayer film, and the like are preferable from the viewpoint of durability against laser light and resolution. The partial mask may be formed by two or three or more masks as described above, and may be combined with a predetermined form to be irradiated with laser light.
[0057]
The polymer film to be etched can be made of any suitable material that can be etched by absorbing laser light, and is not particularly limited. In general, an electrically insulating polymer film is used. In general, ablation processing by two-photon absorption is possible even in light that is not in the absorption wavelength range of the polymer film, and therefore the type of polymer film can be selected widely. From the viewpoint of workability by laser light in the ultraviolet region, an ultraviolet absorbing material made of an ultraviolet curable resin such as acrylic, methacrylic or urethane is preferable. Moreover, the thing excellent in the transmittance | permeability of visible light region is preferable.
[0058]
Incidentally, examples of the polymer film include polyester resins, cellulose resins, urethane resins, polystyrene resins, polyethylene resins, polyamide resins, polyimide resins, acrylic resins, polycarbonate resins, and polyether resins. Examples thereof include coating films and films made of thermoplastic resins such as vinyl chloride resins, polyethersulfone resins, norbornene resins, polyphenylene sulfide resins, and ABS resins.
[0059]
Further, polymers described in JP-A No. 2001-343529 (WO01 / 37007), for example, (A) a thermoplastic resin having a substituted or / and unsubstituted imide group in the side chain, and (B) a substituted or / and substituted side chain. And a resin composition containing the above A and B with a thermoplastic resin having an unsubstituted phenyl group and a nitrile group, or heat or light of acrylic, urethane, acrylic urethane, epoxy, silicone, or the like, or Examples thereof include a polymer film made of a coating film or a film made of a curable resin that can be polymerized by radiation such as ultraviolet rays or electron beams.
[0060]
Specific examples of the resin composition containing A and B include those containing an alternating copolymer of isobutene and N-methylmaleimide and an acrylonitrile / styrene copolymer. The film can be formed by extrusion molding of a resin composition. The polymer film can be formed as a coating film or film as described above using one kind of polymer or a mixture of two or more kinds of polymers.
[0061]
A polymer film preferable from the viewpoint of heat resistance, chemical resistance and laser processability is a polymer film made of a thermosetting resin, particularly a polyimide resin. The thickness of the polymer film is arbitrary, but it is 500 μm or less, especially 5 to 5 μm from the viewpoints of handling properties during processing, sharpness of the edge portion in the formed recess, flatness of the processing surface (planar accuracy), etc. It is preferably 200 μm, particularly 10 to 100 μm.
[0062]
If necessary, the polymer film can be held on a glass substrate or a metal plate and placed on the work stage. In the etching process, a cover layer may be provided on the polymer film for the purpose of improving the sharpness of the edge portion in the formed recess.
[0063]
The cover layer can be formed according to a polymer film, and the thickness is generally 1 to 50 μm, and in particular 3 to 30 μm. The cover layer is generally removed after the formation of the recess, but can be left. Therefore, the polymer film is usually a single layer, but can also be formed as a multilayer film.
[0064]
As illustrated in FIG. 2, the polymer film (workpiece) 5 can be directly irradiated with the transmitted laser light (arrow) through the light transmission portion by the projection mask. In addition, as illustrated in FIG. 1, an optical device 4 that creates a projection image made up of, for example, a lens is disposed between the projection mask and the work 5, and the size of the laser light transmitted through the light transmitting portion is controlled via the device. In general, the work can be shrunk to irradiate the work. In that case, it is preferable to arrange | position an optical apparatus coaxially with the laser beam to irradiate, ie, parallel to the irradiation direction of a laser beam, from the point of the stable formation of a recessed part.
[0065]
When the triangular prism recess is formed by etching the polymer film, the irradiation direction of the laser beam to the workpiece may be perpendicular to the polymer film plane as illustrated in FIG. 2, or by oblique irradiation with an incident angle. There may be. The purpose of the oblique irradiation is to make the inclination angle θ2 of the steep slope close to the vertical plane, that is, to form a steep slope having an inclination angle θ2 larger than the inclination angle (limit taper angle) of the steep slope formed in the case of the vertical irradiation method. To do.
[0066]
The incident angle in the oblique irradiation is based on the normal to the polymer film and the irradiation angle of the laser beam on the gentle slope forming side. Therefore, in that case, the laser beam is obliquely irradiated from the gentle slope formation side to the steep slope formation side. A more preferable incident angle from the point which forms the slope of a predetermined inclination angle stably is 3 to 35 degree | times, especially 5 to 30 degree | times, especially 7 to 20 degree | times. Note that the incident angle can be achieved by an appropriate method such as a laser oscillator and / or a method in which a polymer film is inclined and may be achieved in a relative relationship between the laser beam and the polymer film.
[0067]
When forming a triangular prism recess by etching the polymer film, a laser light oscillator and a light intensity adjusting means such as a beam homogenizer or a fly-eye lens, or a light quantity adjusting means such as an attenuator are projected as necessary. It can also be placed between masks. These devices are also preferably arranged coaxially with the laser beam to be irradiated in the same manner as the lens described above.
[0068]
Inclination angles θ1 and θ2 with respect to the polymer film plane of the steep slope in the triangular prism recess to be formed are not particularly limited and can be appropriately determined according to the purpose of use. In general, the inclination angle is 1 to 80 degrees, especially 3 to 70 degrees, especially 5 to 50 degrees gentle slope, 1 degree or more than the inclination angle θ1 of the particular gentle slope, especially 3 degrees or more, especially 5 degrees A steep slope having a large inclination angle θ2 and having an inclination angle of less than 90 degrees is used.
[0069]
As described above, the first closing operation of the light transmitting portion is a process of forming a gentle slope, and the second closing operation does not substantially grow the gentle slope, and the gentle slope has a small radius of curvature without occurrence of dog-ear. The groove apex portion and the remaining portion of the steep slope are formed so as to be connected to the steep slope portion formed by the first closing operation via the groove apex of the groove. It depends on the etching conditions such as the energy density of light, the moving speed of the partial mask responsible for the formation, and the type of polymer film to be etched. Accordingly, the inclination angles θ1 and θ2 of the slow and steep slope to be formed are determined in advance together with the etching conditions.
[0070]
Predetermined by the above-described etching condition test and the like, the inclination angles θ1 and θ2 of the gentle slope formed under the etching conditions are defined, thereby forming the planned gentle slope, that is, the gentle slope in the triangular prism recess to be formed. It is possible to determine the movement distance in the first closing operation of the partial mask that is necessary for the formation of the partial mask responsible for the formation.
[0071]
The moving distance corresponds to the end of the gentle slope in the triangular prism recess to be formed, that is, the start point of the groove apex portion on the gentle slope side. Therefore, along with the formation of the gentle slope by the first closing operation described above, other parts are formed except for the groove apex portion and the connecting portion between it and the steep slope in the triangular prism recess to be formed.
[0072]
The method for forming the triangular concave portion described above can be preferably applied to the formation of the optical film 5 having the light emitting means in which the concave portions 51 are distributed and distributed as illustrated in FIGS. That is, in the example of FIG. 1, for example, the forming material at a predetermined position of the polymer film is obtained by repeating the etching operation for forming the concave portion by moving the polymer film 5 through the work stage 6 and intermittently irradiating laser. Can be partially removed to form light emitting means in which a plurality of triangular prism recesses are distributed and distributed.
[0073]
An optical film that can be preferably used for a liquid crystal display device or the like has a polymer film 5 in which a plurality of triangular prism recesses 51 each having a gentle slope a having an inclination angle θ1 of 35 degrees to 48 degrees with respect to the polymer film plane as shown in the figure. It has light emitting means that are discontinuously distributed on one side. In that case, the inclination angle θ2 of the steep slope b with respect to the polymer film plane is preferably 60 degrees or more and less than 90 degrees.
[0074]
The light emitting means is formed, for example, in the triangular prism-shaped recess forming method described above, in which the restriction shape of the laser light by the light transmitting portion through the projection mask is a rectangle, and a pair of long sides of the rectangle is formed on a gentle slope. A partial mask responsible for the formation of a steep slope and a partial mask responsible for the formation of a steep slope, and at least the partial mask responsible for the formation of a gentle slope is moved in a direction parallel to the short side of the rectangle, thus blocking the light transmitting portion. Triangular prism recesses showing a triangle having the steep slopes a and b having the inclination angles θ1 and θ2 in a cross section parallel to the short side of the rectangle by performing an operation in a direction parallel to the short side of the rectangle. This can be done by repeating the forming operation.
[0075]
In addition, the formation of the steep slopes a and b having the inclination angles θ1 and θ2 described above is performed by, for example, setting the energy density of the irradiation laser light in the first closing operation of the light transmitting portion to 0.2 to 5 J / cm. 2 This can be done. The energy density is based on the laser beam when entering the light transmission part (the same applies hereinafter).
[0076]
In the above description, the energy density is preferably 0.3 to 3 from the viewpoint that the gentle slope a having an inclination angle θ1 of 35 to 48 degrees is stably formed in the state of the groove apex having no small curvature radius without occurrence of dog-ear. .0J / cm 2 , Especially 0.4-2.0 J / cm 2 , Especially 0.5-1.0 J / cm 2 It is. Such an energy density is preferable to the point that the gentle slope a is formed with a large slope length.
[0077]
In the above case, the energy density of the irradiation laser light in the second closing operation of the light transmission part is 0.01 to 2.0 J / cm. 2 , Especially 0.02-0.5 J / cm 2 , Especially 0.03-0.3 J / cm 2 Furthermore, 0.05 to 0.2 J / cm 2 It is preferable that The first closing operation and the second closing operation of the light transmitting portion by the irradiation with the laser beam having the energy density described above are particularly preferably applied to a continuous irradiation method, for example, when the polyimide is continuously etched using an excimer laser. can do.
[0078]
On the other hand, in the intermittent irradiation method such as the pulse method, for example, the intensity of the laser beam is 0.01 to 5 μm per pulse, especially 0.05 to 4 μm, particularly 0.1 to 2 μm. The above-described inclination is performed by performing a first closing operation of the light transmitting portion under irradiation and performing a second closing operation of the light transmitting portion under irradiation of a laser beam having a 1/2 to 1/30 times the intensity thereof. A triangular prism recess having a gentle slope a and a steep slope b satisfying the angles θ1 and θ2 can be formed.
[0079]
When moving the partial mask responsible for forming the steep slope in the first closing operation and / or the second closing operation of the light transmitting portion, the moving speed ratio of the partial mask forming the light transmitting portion is set to the steep slope forming side / From the viewpoint of stably forming the inclination angle, 1/150 to 4/5, particularly 1/100 to 7/10, particularly 1/70 to 1/2 based on the gentle slope formation side.
[0080]
When forming a light emitting means that distributes a plurality of triangular prism recesses, the polymer film is moved as necessary. In this case, both the projection mask or the partial mask that forms it and the polymer film are synchronized. It is also possible to adopt a method of moving them. In this case, for example, the movement of the polymer film 5 through the works stage is random, and the triangular prism recesses are randomly arranged by changing the distance of the movement, or the distribution density is further changed. The light emitting means can be easily formed. Note that the parallel movement of the rectangle of the light transmitting portion and the partial mask does not have to be exact, and deformation based on manufacturing accuracy and the like is allowed.
[0081]
The optical film can be manufactured integrally by the above-described method. From the viewpoint of mass productivity, the preferred method for producing an optical film is to produce a mold for forming an optical film using the optical film obtained by the above method as a mother mold, and mass-produce the optical film using the mold. It is a method to do.
[0082]
That is, a metal layer is formed on the surface provided with the light emitting means in the optical film formed by the manufacturing method by the above etching operation, and the metal layer is separated from the optical film to obtain a mold for forming the optical film. This is a method for producing an optical film by transferring a surface shape having convex portions capable of forming light emitting means in a mold to a polymer layer and then separating the polymer layer from the mold in a solid state.
[0083]
The method of manufacturing the optical film by transferring the light emitting means form to the mold can be applied even when the base is not the optical film, and the predetermined form provided on the non-optical film is transferred to the mold. However, the optical film can also be formed by a method of transferring the surface form transferred to the mold to a transparent substrate for forming an optical film. Therefore, in that case, the polymer film other than the transparent substrate can be used.
[0084]
The above-described optical film forming mold can be manufactured by applying, for example, an electroforming method. As a result, it is possible to form a mold having convex portions corresponding to the light emitting means provided on the polymer film or the like with high accuracy. The electrocasting method fills a metal on the side where the light emitting means such as a polymer film is provided, and forms a metal mold having a replica having a replica of the shape of the light emitting means such as the polymer film. A conventional method can be applied.
[0085]
In manufacturing the mold, the polymer film or the like can be supported on a substrate made of glass, metal, or the like. In forming the mold by electroforming, a conductive film is provided on the insulating polymer film. A method according to the related art can be applied to the formation of the conductive film.
[0086]
There is no particular limitation on the type of metal forming the mold. In general, for example, gold, silver, copper, iron, nickel, cobalt, or alloys thereof are used, and nitrides, phosphorus, or the like may be added. The metal species to be used may be one or two or more, and a mold formed by laminating different metals can also be formed.
[0087]
The thickness of the metal layer formed as a mold may be determined as appropriate. Metal foil or metal consisting of a metal layer having a thickness of about 0.02 to 3 mm in thickness of the portion not having a convex portion from the viewpoint of preventing damage when separating from a polymer film, etc., and handling properties when forming an optical film A metal mold made of a plate is preferable.
[0088]
The optical film is formed through the mold by, for example, applying a radiation curable resin to a transparent film, a transparent plate, or the like, if necessary, in close contact with the surface on which the convex portion of the mold is formed. The surface shape of the convex portion forming side of the mold is copied to the radiation curable resin layer, thereby forming a molded layer that reflects the surface shape, and the molded layer is irradiated with radiation to cure the molded cured layer. Can be separated from the mold.
[0089]
A process example of the above-described method is shown in FIG. The illustrated example shows from the mold formation (A to C) to the optical film formation (D, E). As shown in the figure, the optical film 8 has a light emitting means comprising a plurality of triangular prism recesses 81 in a form in which the gentle slope a and the steep slope b face each other in a state having predetermined inclination angles θ1 and θ2. It forms by shape | molding via the metal mold | die 7 which has the convex part 71 of this.
[0090]
In the formation of the optical film, the transparent substrate or the transparent substrate made of a transparent plate is closely attached to the radiation-curable resin molding layer, in addition to the above-described prior coating method, for example, the molding layer on the mold It is possible to adopt an appropriate method that can cure the molding layer by irradiating radiation from the transparent substrate side in a state where the transparent substrate is in close contact with the molding layer, such as a posterior method of arranging the transparent substrate on the top. it can.
[0091]
As the radiation curable resin, for example, one or two or more kinds of appropriate resins that can be cured by irradiation with ultraviolet rays such as the above-described ultraviolet curable resin, in particular, irradiation with ultraviolet rays or / and electron beams are used. There is no particular limitation on the type. In particular, a radiation curable resin capable of forming a molded cured layer having excellent light transmittance is preferable.
[0092]
In addition, transparent films and transparent plates that may be used to support radiation-curable resins and form optical films as needed have transparency depending on the wavelength range of light incident through an illumination device or the like as necessary. It can be formed using one or more of the appropriate materials shown. Incidentally, in the visible light region, for example, transparent resins represented by those exemplified in the above polymer film, and curable resins that can be polymerized by heat, ultraviolet rays, electron beams, and the like can be mentioned.
[0093]
In addition, when a transparent base material for support is used in the formation of the molded cured layer of the radiation curable resin, the optical film can be obtained as the transparent base material and the molded cured layer are fixed and integrated. It can also be obtained as comprising the molded hardened layer in a state separated from the substrate. Separation of the transparent substrate and the molded cured layer can be achieved by an appropriate method such as a method of surface-treating the transparent substrate with a release agent.
[0094]
As a method for forming an optical film through the above-mentioned mold, a method of thermosetting a thermosetting resin instead of a radiation curable resin or a shape transfer to a thermoplastic resin by a hot press method or the like There are also ways to do this. In addition, a method of forming an optical film by an injection molding method or a casting method by installing a mold by the above-described electrocasting method or the like in an injection molding die or a casting die can be used.
[0095]
Therefore, the optical film through the mold has a form of a surface having a convex portion corresponding to the light emitting means in the mold through an appropriate material such as a thermoplastic resin or a curable resin in a fluidized state as necessary. It can form by the appropriate method which can form the transparent base material formed by transcription | transfer.
[0096]
In the transparent substrate made of a thermoplastic resin in the above, the entire substrate may be made of a thermoplastic resin, or the substrate is made of a material that is not a thermoplastic resin such as a cured resin, and the surface is thermoplastic as a transfer layer. A resin layer may be provided. When transferring the shape of the light emitting means using a layer made of a thermoplastic resin as the transfer layer, the transfer layer may be brought into close contact with a predetermined surface of the mold under heating above its glass transition temperature in terms of shape transfer accuracy. preferable.
[0097]
A preferred method for producing an optical film is to attach a deformable mold to the outer periphery of a cylindrical or cylindrical circular rotating body, and rotate the mold through the rotating body to the mold under the rotation. The coating layer of radiation curable resin provided on the transparent film of the scale is sequentially pressed to form a molding layer that reflects the surface shape of the mold, and the molding layer is irradiated with radiation through the transparent film. This is a method for continuously producing an optical film.
[0098]
Note that the thickness of the coating layer of radiation curable resin or thermoplastic layer formed on the mold or transparent substrate is the height of the convex part in the mold from the point of shape transfer with high accuracy. Although 1.2 to 20 times, especially 1.5 to 10 times, especially 2 to 5 times are preferable, it is not limited to this.
[0099]
The optical film 5 (8) according to the present invention has a triangular cross-sectional shape as in the example of FIGS. 3 and 4, and a gentle slope a and a steep slope b having a predetermined inclination angle face each other through the groove apex c in the cross section. A plurality of triangular prism recesses 51 (81) whose openings on the polymer film surface or the film surface are rectangular are provided on one surface with light emitting means that are discontinuously distributed. The light emitting means has a function of changing the path of incident light in the horizontal direction in the vertical direction, in which case the gentle slope of the triangular prism recess is excellent in reflection efficiency and the reflected light is excellent in directivity.
[0100]
The optical film is thin, light, bright and easy to see by forming a sidelight type light guide plate by attaching to a transparent plate, or by attaching to the viewing side (front light) or / and the back side (backlight) of a liquid crystal cell or liquid crystal panel. It can be preferably used for forming a liquid crystal display device for display.
[0101]
In the liquid crystal display device described above, the optical film reflects the light incident through the light source from the side surface or corner of the cell or panel or the transmitted light through the gentle slope of the triangular prism recess, and the back surface side (light emitting means) Therefore, the optical path is changed in the viewing direction of the liquid crystal panel and emitted. Therefore, the emitted light is used as illumination light (display light) for a liquid crystal panel or the like. In that case, the optical film is usually arranged such that the light emitting means is formed on the outer side in the direction along the plane of the liquid crystal cell.
[0102]
The refractive index of the optical film is preferably equal to or higher than that of a liquid crystal cell, particularly its cell substrate, in particular 1.49, from the viewpoint of obtaining a liquid crystal display device that is bright and excellent in its uniformity by increasing incidence efficiency on a gentle slope. Above, especially 1.52 or more. In addition, the refractive index is preferably 1.6 or less, particularly 1.56 or less, particularly 1.54 or less, from the viewpoint of suppressing surface reflection when the front light system is used. Note that such a refractive index is generally based on D-rays in the visible light region, but is not limited to the above when there is specificity in the wavelength region of incident light, and depends on the wavelength region. (The same applies below).
[0103]
In the above, when the inclination angle θ1 of the gentle slope a is less than 35 degrees, the angle of the display light emitted from the liquid crystal panel exceeds 30 degrees, which is disadvantageous for visual recognition. On the other hand, when the inclination angle of the gentle slope exceeds 48 degrees, light leakage is likely to occur from the slope without being totally reflected, and the light utilization efficiency is lowered.
[0104]
The incident light in the lateral direction is efficiently totally reflected through the gentle slope, and is emitted with good directivity in the normal direction of the optical film surface from the side without the light emitting means, and the liquid crystal cell is efficiently illuminated and brightened. From the viewpoint of achieving easy-to-see liquid crystal display, the preferable inclination angle θ1 of the gentle slope is 38 to 45 degrees, especially 40 to 43 degrees.
[0105]
The light emitting means in the optical film is formed as a plurality of triangular prism recesses that are discontinuously intermittently distributed as shown in the examples of FIGS. The triangular prism recesses may be distributed in parallel as shown in the example of FIG. 3 based on the gentle slope a, or may be distributed irregularly. Furthermore, as shown in the example of FIG. 4, the distribution state may be such that the pits (concentric circles) are arranged with respect to the virtual center.
[0106]
By the way, the distribution of the pit-like arrangement described above assumes a virtual center on the end face of the polymer film or outside thereof when irradiating the laser beam, and is partially in a direction perpendicular to the virtual radiation derived from the virtual center. It can be formed by providing a triangular prism recess so that the light transmission part blocking line of the mask is formed. In addition, assuming two or more virtual centers, the light emitting means may be composed of a plurality of triangular prism recesses distributed in a pit shape with respect to each virtual center.
[0107]
The arrangement state by the dispersion distribution of the plurality of triangular prism recesses can be appropriately determined according to the form of the recesses. In addition, the distribution area of the triangular prism recesses can be appropriately determined according to the purpose of use such as a front light and a backlight. Generally, it is 80% or less, especially 2 to 50%, especially 4 to 20% based on the area occupied by the light emitting means by the surface opening of the recess.
[0108]
If the size of the triangular prism recess in the optical film or its gentle slope is large, the presence of the slope will be easily recognized by the observer, and the display quality will be greatly reduced, and the uniformity of illumination for the liquid crystal cell will also be reduced. . From such a point, the opening on the polymer film surface is a rectangular recess, and the long side of the opening is a triangular prism recess that is at least 3 times the short side length, in particular, at least 5 times, especially at least 8 times. preferable.
[0109]
Further, it is preferable that the length of the gentle slope is 5 times or more, especially 8 times or more, especially 10 times or more the depth of the triangular prism recess. Further, it is preferable that the length of the gentle slope is 500 μm or less, especially 200 μm or less, particularly 10 to 150 μm, and the depth and width of the triangular prism recess is 2 to 100 μm, especially 5 to 80 μm, especially 10 to 50 μm. The length is based on the long side length of the gentle slope, and the depth is based on the light emitting means forming surface of the optical film. The width is based on the length in the direction perpendicular to the long side direction and the depth direction of the gentle slope.
[0110]
Note that the steep slope b forming the triangular prism recess as described above does not contribute to the emission of incident light from the lateral direction from the back surface, and if the slope angle θ2 of the steep slope is small, the projected area on the film surface increases, In the external light mode by the front light system in which the optical film is arranged on the viewing side, the surface reflected light by the steep slope returns to the observation direction and the display quality is easily hindered.
[0111]
Therefore, it is preferable that the steep slope does not affect the display quality, light transmission or light emission as much as possible, and the larger the inclination angle θ2, the more advantageous. As a result, the projected area on the film surface can be reduced and the decrease in the total light transmittance can be suppressed, and the apex angle of the groove apex caused by the gentle and steep slopes can be reduced to reduce the surface reflected light. The liquid crystal display can be suppressed from being tilted in the direction.
[0112]
A preferable inclination angle θ2 of the steep slope b from the above points is 60 degrees or more, especially 65 degrees or more, particularly 70 degrees or more and less than 90 degrees. Further, the radius of curvature R of the apex of the groove formed by the intersection of the gentle slope and the steep slope is 3 μm or less, particularly 2 μm or less, particularly 0 <R ≦ from the viewpoint of preventing scattering of incident light from the lateral direction or its transmitted light and external light. It is preferable that it is 1 micrometer.
[0113]
It is preferable that the steep slope forming the triangular prism recess 51 (81) of the optical film is as straight as possible with excellent planar accuracy. The cross-sectional shape of the triangular prism recess may be a shape whose inclination angle is constant over the entire surface of the film, or the light emission on the optical film in response to absorption loss or attenuation of the transmitted light due to the optical path conversion. For the purpose of achieving uniformity, the triangular prism recess may be enlarged as the distance from the side surface on which light is incident is increased.
[0114]
It is also possible to use light emitting means in which the triangular concave portions are distributed and distributed at a constant pitch, or the light is emitted with the pitch gradually narrowed away from the side surface on which light is incident to increase the distribution density of the triangular concave portions. It can also be a means. Furthermore, it is possible to make the light emission uniform on the optical film by light emitting means with a random pitch with irregular distribution density and arrangement position of the triangular prism recesses. The random pitch is particularly advantageous for preventing moire due to interference with pixels. Therefore, the light emitting means may be composed of a combination of triangular prism recesses having different shapes and the like in addition to the pitch.
[0115]
It is preferable from the viewpoint of improving the emission efficiency that the gentle slope in the triangular prism recess faces the direction of the incident light from the side surface direction of the liquid crystal cell or the like. Therefore, it is preferable that the gentle slope when using the linear light source is oriented in a certain direction. Moreover, it is preferable that the gentle slope in the case of using a point light source such as a light emitting diode is directed toward the light emission center of the point light source.
[0116]
There are no particular limitations on the shape of the intermittent end of the triangular prism recess, but it is preferably one that has been dug at an acute angle from the viewpoint of suppressing the influence due to the reduction of the light incident on that portion. Preferably, the angle is 90 degrees.
[0117]
The optical film has a flat surface that is as smooth as possible on the front and back surfaces, except for the triangular prism recesses that form the light emitting means. In particular, it has an angle change of ± 2 degrees or less, especially a flat surface of 0 degrees. It is preferable that The angle change is preferably within 1 degree per 5 mm length. By adopting such a flat surface, most of the film surface can be made a smooth surface with an angle change of 2 degrees or less, and the light transmitted inside the liquid crystal cell or the like can be used efficiently, and the image is not disturbed uniformly. Light emission can be achieved.
[0118]
As described above, the pit-like arrangement of the triangular prism recesses is such that a point light source is arranged on the side surface of the liquid crystal panel, and the incident light from the side direction by the point light source or its transmitted light is converted through the gentle slope a. An object of the present invention is to cause the optical film to emit light as uniformly as possible, and to emit light having excellent directivity in the normal direction with respect to the liquid crystal cell or the like from the optical film with high utilization efficiency of light source light.
[0119]
Therefore, the pit-like arrangement of the triangular prism recesses is preferably performed so that a virtual center is formed on the end face of the optical film or on the outside thereof so that the arrangement of the point light source is facilitated. The virtual center can be formed at one place or two or more places on the same or different optical film end faces.
[0120]
An optical film forms an illumination mechanism in combination with a light source as described above. However, since the optical film can provide good light transmission by controlling the arrangement of the triangular prism recesses, for example, reflective or transmissive external light. -It can be used for the formation of various devices such as an illumination-use liquid crystal display device.
[0121]
The liquid crystal display device can be formed by, for example, a method in which the optical film is disposed on at least one side of the liquid crystal cell so that the side having the light emitting means is on the outside. In that case, the illumination mechanism has one or more light sources on one or more side surfaces or corners of the liquid crystal cell, particularly on one or more side surfaces or corners of the cell substrate on which the optical film is disposed. It can be formed by arranging. The optical film is preferably adhered to a liquid crystal cell or the like through an adhesive layer from the viewpoint of achieving bright display. The optical film can also be disposed as a sidelight type light guide plate or the like.
[0122]
In the case of an optical film having a light emitting means with a pit arrangement in the formation of the illumination mechanism, the light with the pit arrangement is used in order to achieve a bright display by efficiently using the radial incident light from the point light source. It is preferable to arrange a point light source on the side surface of the liquid crystal cell on the vertical line including the virtual center of the emitting means. In such arrangement of the point light source corresponding to the virtual center, the side of the cell substrate where the point light source is arranged is protruded depending on whether the virtual center of the light emitting means is at the end face of the optical film or outside thereof. Appropriate countermeasures such as methods can be taken.
[0123]
An appropriate light source can be used as the light source disposed on the side surface of the light guide plate or the liquid crystal cell. For example, in addition to the above-described point light sources such as light-emitting diodes, linear light sources such as (cold, hot) cathode tubes, array bodies in which point light sources are arranged in a line or surface, or point light sources and linear light sources. A combination of light plates and converting incident light from a point light source into a linear light source via a linear light guide plate can be preferably used.
[0124]
Moreover, it is preferable from the point of radiation | emission efficiency that a light source is arrange | positioned at the light-guide plate or cell side surface etc. from which the gentle slope of an optical film will face. Including the above-mentioned pit-like arrangement, the incident light from the side surface via the light source is efficiently converted into a surface light source by arranging the gentle slope so as to face the light source as vertically as possible. And can emit light with high efficiency. In the case of the pit arrangement, the point light sources can be arranged at one place or two places or more corresponding to the virtual center of the light emitting means in the optical film.
[0125]
The light source enables visual recognition in the illumination mode by lighting, and it is not necessary to turn on when viewing in the external light mode by external light in the case of an external light / illumination type liquid crystal display device. It can be switched on and off. As the switching method, any method can be adopted, and any of the conventional methods can be adopted. The light source may be of a different color light emission type capable of switching the emission color, or may be capable of emitting different color light through different light sources.
[0126]
If necessary, the light source may be a combined body in which appropriate auxiliary means such as a reflector surrounding the diverging light is guided to guide the side surface of the liquid crystal cell. As the reflector, an appropriate reflective sheet such as a resin sheet provided with a highly reflective metal thin film, a white sheet, or a metal foil can be used. The reflector can also be used as a fixing means that also serves as an enclosure for the light source, such as by bonding its end to the end of a cell substrate or the like.
[0127]
In general, a liquid crystal display device appropriately assembles components such as a liquid crystal cell that functions as a liquid crystal shutter, a driving device associated therewith, a front light or a backlight, and a reflection layer, a polarizing plate, and a compensation retardation plate as necessary. And so on. In the present invention, there is no particular limitation except that an illumination mechanism or a sidelight type light guide plate is formed using the optical film and the light source described above, and the optical film and the light source are formed according to the conventional front light type or backlight type. be able to.
[0128]
Accordingly, the liquid crystal cell to be used is not particularly limited, and an appropriate reflection type or transmission type in which liquid crystal is sealed between cell substrates via a sealing material and display light is obtained through light control using the liquid crystal or the like. Things can be used.
[0129]
Incidentally, specific examples of the liquid crystal cell described above include TN type liquid crystal cell, STN type liquid crystal cell, IPS type liquid crystal cell, HAN type liquid crystal cell, OCB type liquid crystal cell and VA type liquid crystal cell, twist type, non-twist type, guest. Examples of the liquid crystal cell include a host system and a ferroelectric liquid crystal system, and a light diffusion type liquid crystal cell such as an internal diffusion type. Also, the liquid crystal driving method may be an appropriate one such as an active matrix method or a passive matrix method.
[0130]
In the front light type reflection type liquid crystal display device, the arrangement of the reflection layer is essential, but the arrangement position can be provided inside the liquid crystal cell also as an electrode, or provided outside the liquid crystal cell. You can also.
[0131]
For the reflective layer, for example, a coating layer containing a high-reflectance metal powder such as aluminum, silver, gold, copper, or chromium in a binder resin, an attachment layer of a metal thin film by a vapor deposition method, the coating layer, It can be formed as an appropriate reflective layer according to the prior art, such as a reflective sheet, a metal foil, a transparent conductive film, or a dielectric multilayer film, in which the attachment layer is supported by a base material. When the transmissive liquid crystal display device is of the external light / illumination type, the reflective layer disposed on the outer side of the optical film can also be appropriate according to the above.
[0132]
On the other hand, a transmissive liquid crystal display device can be formed by disposing an optical film as a backlight or as a sidelight type light guide plate on the viewing back side of the liquid crystal cell. In that case, by providing a reflective layer on the back side (outside) of the light emitting means, it can be used for cell illumination by reflecting light leaking from a gentle slope and returning it to the direction of the liquid crystal cell, thereby improving luminance. Can do.
[0133]
In the above case, by making the reflection layer a diffuse reflection surface, the reflected light can be diffused and directed in the front direction, and can be directed in an effective direction by visual recognition. Further, by providing the reflective layer, it can be used as a liquid crystal display device that is a transmission type as described above and that is used for both external light and illumination.
[0134]
【Example】
Example 1
Two partial masks provided with a rectangular opening having a length of 1500 μm and a width of 300 μm (upper arrangement) or a length of 2000 μm and a width of 450 μm (lower arrangement) on a metal foil are overlapped with the openings, and the length is 1500 μm and the width. A projection mask is formed so as to form a light transmission part of 150 μm, and an excimer laser beam having a wavelength of 248 nm is applied through the mask to an energy density of 0.7 J / cm. 2 Irradiating the projection mask through the lens with 1/15 and continuously irradiating the polyimide film with a thickness of 50 μm vertically, while moving only the partial mask on the upper side at a constant speed in the width direction, The light transmission part was closed from 100% open state (FIG. 2A) to 24% open state (FIG. 2B), and a gentle slope was formed as the partial mask placed on the upper side moved.
[0135]
The moving distance of the partial mask arranged on the upper side is comparable to the length in the width direction of the gentle slope planned to be formed. Therefore, the movement position of the upper partial mask in the 25% open state corresponds to the start point (end of the gentle slope) of the groove apex portion on the gentle slope side in the triangular prism recess to be formed. This is because the shape of the triangular section in the triangular prism recess to be formed is planned by examining the inclination angles of the gentle slope and the steep slope formed beforehand under the etching conditions. Along with the formation of the gentle slope, a triangular prism recess having a purpose of formation composed of the other portions excluding the groove apex portion and the connecting portion between the steep slope and the groove apex portion was formed on the basis of the partial mask arranged at the lower side in the fixed state.
[0136]
Next, while continuing the uniform speed movement in the width direction of only the partial mask arranged above, when the movement is in an open state of 25%, the energy density of the irradiation laser light is controlled by computer control in conjunction with the movement. 0.1J / cm instantaneously 2 The light transmission portion was blocked while continuing irradiation with the reduction (FIG. 2C).
[0137]
As described above, the cross section is a triangle, and a gentle slope with an inclination angle of about 42 degrees with respect to the film surface and a steep slope with an inclination angle of about 75 degrees face each other through the groove apex. A triangular prism recess having a depth of 10 μm and a depth of about 8 μm was formed. This concave portion was excellent in flat surface accuracy of the steep slope and the shapeability of the groove apex portion, and no dog-ear was observed, and the radius of curvature of the groove apex was 1 μm or less.
[0138]
Next, the etching process is repeated while changing the position with respect to the polyimide film by scanning each axis of XYZθ of the work stage, and a plurality of triangular prism recesses on one side of the polyimide film are in a randomly distributed state and the distribution density is A polymer film (an optical film as a matrix) having a larger size as the distance from one side of the film increases (FIG. 5A). The area occupied by the openings of all triangular prism recesses on the film surface was 1/10.
[0139]
Next, the surface of the polymer film with concave portions is filled with nickel by electroforming to form a metal layer having a thickness of about 200 μm, and then the polymer film is peeled off to have a predetermined convex portion forming surface. A mold was obtained (FIGS. 5B and 5C). Then, a radiation-curing acrylic resin is applied to the mold forming surface of the mold in a thickness of 75 μm, and a transparent film is applied thereon to extrude excess resin and air bubbles. After forming a molding layer that was copied, the radiation was irradiated to cure the molding layer, and the formed molding hardening layer was peeled from the mold to obtain an optical film having a light emitting means (FIG. 5D, E).
[0140]
The light emitting means in the optical film has a length of about 100 μm, with a gentle slope having an inclination angle of about 42 degrees and a steep slope having an inclination angle of about 75 degrees facing each other via a groove apex having a curvature radius of 1 μm or less, It consisted of a plurality of triangular prism recesses with a width of about 10 μm and a depth of about 8 μm, which corresponded to the light emitting means consisting of triangular prism recesses provided on the matrix polyimide film with high accuracy.
[0141]
Comparative Example 1
A light guide plate in which light emitting means composed of striped continuous triangular prism recesses was formed by machining was used.
[0142]
Comparative Example 2
Example 1 except that the upper partial mask was moved continuously from the open state of 100% to the closed state (open state of 0%) without reducing the energy density of the irradiation laser light. According to the above, a triangular groove concave portion was formed, and an optical film comprising the concave portion was obtained.
[0143]
Comparative Example 3
An optical film composed of the triangular groove concave portions was obtained in the same manner as in Example 1 except that the triangular groove concave portions were formed at the end of the first closing operation before the energy density of the irradiation laser light was reduced.
[0144]
Evaluation test
A liquid crystal display device incorporating the optical film according to Example 1, Comparative Examples 2 and 3, or the light guide plate according to Comparative Example 1 was formed. As a result, generation of moire was confirmed in Comparative Example 1. In addition, interface reflection occurs in the gap between the light guide plate and the panel, resulting in a decrease in contrast, and defects in the light guide plate are very noticeable when the light guide plate is viewed directly.
[0145]
On the other hand, in Comparative Example 2, dog ears occur at the groove apex of the triangular prism recess, and in Comparative Example 3, the radius of curvature of the groove apex greatly exceeds 1 μm, depending on the illumination mode at the dog ear part or groove apex part. The incident light from the side surface, the transmitted light or the diffuse reflection of external light was large, and the display quality (visibility) of the liquid crystal panel was poor.
[0146]
On the other hand, in Example 1, the incident light from the side surface due to the illumination mode or the irregular reflection of the transmitted light and the external light was small, the display quality of the liquid crystal panel was excellent, and no moire was generated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory perspective view of a recess forming method.
FIG. 2 is an explanatory side view of another method for forming a recess.
FIG. 3 is a perspective explanatory view of an optical film.
FIG. 4 is an explanatory plan view of another optical film.
FIG. 5 is an explanatory diagram of an optical film manufacturing method.
[Explanation of symbols]
1: Laser oscillator
2, 3: Partial mask (projection mask)
21, 31: Opening (light transmission part)
4: Optical equipment
41: Projected image
5, 8: Polymer film (optical film)
51, 81: recess
a: gentle slope
b: Steep slope
c: Groove vertex
7: Mold
