JP2005326458A - 拡散フィルム、およびこの作製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】拡散フィルムへ拡散領域を露光記録する場合において、拡散領域の境界部を記録することなく複数の拡散領域を連続的に、所謂シームレスに、感光性材料上に記録することによって拡散フィルムを作製する。
【解決手段】本発明の拡散フィルムの作製方法によれば、マスクパターンを感光性材料１１に露光記録することにより、マスクパターンに応じて屈折率の異なる領域Ａ、領域Ｂが感光性材料１１に規定され、屈折率の異なる領域Ａおよび領域Ｂの分布に応じた光拡散特性を有する拡散領域１８を形成することを繰り返すことによって拡散フィルム１０を作製する方法であって、マスクパターンを感光性材料１１に露光記録する場合に、各拡散領域１８の境界線を感光性材料１１上に露光記録することなくマスクパターンを感光性材料１１に露光記録する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、拡散フィルム、およびこの作製方法に係り、更に詳しくは、所定のマスクパターンに従って屈折率の異なる部分が規定された複数の拡散領域を感光性材料上に記録することによって形成された拡散フィルムと、このような拡散フィルムの作製方法に関する。

従来、この種の拡散フィルムは、図１０に示すように、フィルム状の感光性材料１１の一部を、所定のマスクパターンが形成されたマスク１２に貼り付け、それに紫外線等からなる露光用光Ｉを照射することによって、感光性材料１１にこのマスクパターンを露光し、拡散領域を記録することによって製造される。

そして、一つの拡散領域が記録されると、未記録の感光性材料１１を巻き付けてある巻き付けロール１４を回転方向Ｒに回転させることによって未記録の感光性材料１１がマスク１２に供給される一方、巻き取りロール１６を回転方向Ｒに回転させることによって、拡散領域が記録された感光性材料１１が巻き取りロール１６に巻き取られる。その後、未記録の感光性材料１１についても拡散領域を記録し、同様の動作を繰り返すことによって、感光性材料１１に拡散領域が順次露光記録され、拡散フィルムが製造される。

この場合、図１１に示すように、一般的には、隣接する拡散領域１８同士の間に、何も露光記録されていない間隙部ｇが存在する。

このような拡散フィルム２０を構成している拡散領域１８は、例えば図１２にその断面構造を示すように、高屈折率領域２２と低屈折率領域２３とがマスクパターンに従って配列されてなる体積型異方性拡散体として使用されうる。

マスク１２のサイズは、拡散領域１８の用途に対応しており、例えば、大型の液晶テレビ用に拡散領域１８を用いる場合には、この液晶テレビのサイズに応じた拡散領域１８が用いられる。近年、液晶テレビの大型化が進んでおり、これにあわせて大型の拡散領域１８を備えた拡散フィルムも必要とされている。

このような大型の拡散領域１８を備えた拡散フィルムを製造する場合には、それに伴ってマスク１２もまた大型のものとなる。しかしながら、図１０に示すように、感光性材料１１をマスク１２に貼り付けた状態で露光すると、感光性材料１１のマスク１２の端部に貼り付けられた部位が、図１１に示すように、境界線ｂとしてはっきりと記録されてしまう。この境界線ｂは、特許文献１で述べられているように、マスク１２のサイズが大きくなる程はっきりと記録される。
特開２０００−１７１６１９

しかしながら、このような従来の拡散フィルム２０では、以下のような問題がある。

すなわち、上述したような境界線ｂが拡散領域１８の周囲に記録されてしまうと、拡散フィルム２０は、この境界線ｂを回避して使用しなくてはならないために、実質的に使用可能な領域が限定されしまうという問題がある。これによって、未使用部分が発生するので、利用効率が低下するという問題がある。またこれらは、コストの増大を招く。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、拡散フィルムへ拡散領域を露光記録する場合において、拡散領域の境界部を記録することなく複数の拡散領域を連続的に、所謂シームレスに感光性材料上に記録し、もって、利用効率の向上を図るようにした拡散フィルム、およびこの作製方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。

すなわち、請求項１の発明は、マスクパターンを感光性材料に露光記録することにより、マスクパターンに応じて屈折率の異なる部分が感光性材料に規定され、屈折率の異なる部分の分布に応じた光拡散特性を有する拡散領域を形成することを繰り返すことによって拡散フィルムを作製する方法であって、マスクパターンを感光性材料に露光記録する場合に、各拡散領域の境界線を感光性材料上に露光記録することなくマスクパターンを感光性材料に露光記録する。

請求項２の発明は、請求項１の発明の作製方法において、隣接する拡散領域同士を互いに重なり合うことの無いように露光記録する。

請求項３の発明は、請求項１の発明の作製方法において、隣接する拡散領域同士を互いに重なり合うように露光記録する。

請求項４の発明は、マスクパターンを感光性材料に露光記録することにより、マスクパターンに応じて屈折率の異なる部分が感光性材料に規定され、屈折率の異なる部分の分布に応じた光拡散特性を有する拡散領域を形成することを繰り返すことによって拡散フィルムを作製する方法であって、複数の拡散領域を、所定方向に沿って、隣接する拡散領域の境界線を露光記録することなく、各拡散領域の所定方向に沿った長さよりも長い記録周期で感光性材料上に順次露光記録する。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のうち何れか１項の発明の作製方法において、各拡散領域をそれぞれ同一のマスクパターンで露光記録する。

請求項６の発明は、請求項１乃至４のうち何れか１項の発明の作製方法において、各拡散領域に露光記録されるマスクパターンを、複数の部分パターンを規則的かつ周期的に配置することによって形成し、各拡散領域にはそれぞれ同一の部分パターンが配置されるようにする一方、各拡散領域において配置が開始される部分パターンを、各拡散領域毎にランダムに決定する。

請求項７の発明は、請求項１乃至４のうち何れか１項の発明の作製方法において、各拡散領域に露光記録されるマスクパターンを、各拡散領域毎に異なるようにする。

請求項８の発明は、請求項１乃至７のうち何れか１項の発明の作製方法において、感光性材料に対して露光記録用光を間欠的に照射することによって露光記録を行う。

請求項９の発明は、請求項８の発明の作製方法において、パルスレーザまたはチョップトライトからの光を露光記録用光とする。

請求項１０の発明は、マスクパターンを感光性材料に露光記録することにより、マスクパターンに応じて屈折率の異なる部分が感光性材料に規定され、屈折率の異なる部分の分布に応じた光拡散特性を有する拡散領域を形成することを繰り返すことによって作製された拡散フィルムであって、請求項１乃至９の作製方法によって、複数の拡散領域を、感光性材料に露光記録されてなる。

本発明の拡散フィルムの作製方法によれば、拡散フィルムへ拡散領域を露光記録する場合において、拡散領域の境界部を記録することなく複数の拡散領域を連続的に、所謂シームレスに感光性材料上に記録することによって拡散フィルムを作製することができる。

以上により、この拡散フィルムを多くの異なる寸法に切断して使用することが可能となり、使用不可な領域の発生を極力抑えることができるので、拡散フィルムの利用効率の向上、ひいてはコストダウンを図ることが可能となる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。

なお、以下の各形態の説明に用いる図中の符号は、図１０乃至図１２と同一部分については同一符号を付して示すことにする。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る作製方法によって作製されることによって、感光性材料に露光記録されてなるシームレスな拡散フィルム１０の一例を示す概念図である。

図２は、このような拡散フィルム１０の詳細例を示す平面図である。また、図２に示す拡散フィルム１０の対応する断面図の例は、図１２の通りである。すなわち、図２に示すように平面上に分布する斑点状の領域Ａは、その周囲の領域Ｂとは屈折率が異なっている。つまり、領域Ａと領域Ｂとは、図１２に示す高屈折率領域２２と低屈折率領域２３との関係となっており、一方が高屈折率領域２２であれば、他方が低屈折率領域２３である。

このような構成をなす拡散フィルム１０を作製する本実施の形態に係る作製方法では、まず、マスクパターンを感光性材料１１に露光記録する。これによって、このマスクパターンに応じて屈折率の異なる部分が感光性材料１１に規定され、もって、屈折率の異なる部分の分布に応じた光拡散特性を有する拡散領域１８を形成する。更に、これを繰り返すことによって複数の拡散領域１８（＃１），１８（＃２），・・・からなる拡散フィルム１０を作製する。ただし、マスクパターンを感光性材料１１に露光記録する場合に、各拡散領域１８（＃１），１８（＃２），・・・の境界線を感光性材料１１上に露光記録することなくマスクパターンを感光性材料１１に露光記録する。これによって、感光性材料１１上に、境界線もなくシームレスに露光記録された複数の拡散領域１８からなるシームレスな拡散領域１９を備えている。

更に、図２に示す拡散フィルム１０は、領域Ａが規則的に分布されてなる複数の同一の拡散領域１８を、ロール方向Ｙに沿って一定ピッチＰ（例えば数１０μｍから数ｍｍのオーダ）で、感光性材料１１上に連続的に露光記録することによってシームレスな拡散領域１９を形成している。

なお、拡散領域１８の形状は図２に示すような四角形のような形状に限定されるものではなく、他の形状であっても良い。また、拡散領域１８は、直線で囲まれた領域に限るものではなく、曲線で囲まれた領域、あるいはジグザグ線で囲まれた領域等何れでも良く、特に限定されるものではない。

各拡散領域１８は、全く同一の形状、寸法、および領域Ａの分布パターンを有する。また、隣接する拡散領域１８の間には、領域Ａが存在しない間隙部ｇ（数μｍから数１００μｍのオーダ）が存在するものの、間隙部ｇと拡散領域１８との間の境界部は記録されていない。

図３は、拡散フィルム１０の別の詳細例を示す平面図である。この拡散フィルム１０’もまた図２と同様に複数の領域Ａが規則的に分布してなる複数の拡散領域１８を、ロール方向Ｙに沿って一定ピッチＰで規則的に連続的に露光記録することによって、シームレスな拡散領域１９を形成している。しかしながら、各拡散領域１８は、全く同一の状態で領域Ａが分布している訳ではないという点のみ図２の拡散フィルム１０と異なっている。すなわち、図３に示す拡散フィルム１０’において、各拡散領域１８には、フィルム幅方向Ｘに沿って領域Ａが、同じパターンに従って繰り返し分布しているものの、このパターンの開始点はそれぞれランダムに決定されるようにしている。

すなわち、図２に示す拡散フィルム１０では、フィルム幅方向Ｘにおける任意の場所において、ロール方向Ｙに沿って各拡散領域１８において同じ分布パターンで領域Ａが繰り返されるのに対して、図３に示す拡散フィルム１０’では、そうであるとは限らない。このように、フィルム幅方向Ｘにおける同一場所において、ロール方向Ｙに沿って同一のパターンが繰り返されるようにすることによって、モアレ発生の可能性を低減するようにしている。また、図示していないが、各拡散領域１８のそれぞれの領域Ａを平面から見た形状、および平面上における分布パターンを全て異なるようにしても良い。このようにしてもモアレの発生を阻止することができる。

次に、上述したような拡散フィルムの作製方法について説明する。図４は、本実施の形態に係る拡散フィルムの作製方法を適用した作製装置の概念図である。

すなわち、この作製装置は、ＵＶランプ３０と、レンズ３２と、シャッタ３４と、スリット３６と、マスク１２と、ロール４０とを備えている。

ＵＶランプ３０は、感光性材料１１に対する露光記録用光として紫外線を発生する。ＵＶランプ３０からの紫外線は、レンズ３２によってスリット３６に向けて集光されるようにしている。なお、シャッタ３４は、レンズ３２とスリット３６との間に設けられ、シャッタ３４が開閉することによって、感光性材料１１に紫外線が間欠的に照射されるようにしている。スリット３６の開口部３６ａのサイズは、拡散領域１８のサイズに一致している。例えばガラスからなるマスク１２には、拡散領域１８に記録するための領域Ａの分布パターン（以下、「拡散体パターン」とも称する）に対応したマスクパターンが、クロム等からなる遮光部１２ａによって形成されている。

なお、ＵＶランプ３０に代えて、レーザ光をパルス発振するレーザ光源を用いるようにしても良い。この場合、感光性材料１１に向けてレーザ光を照射する場合にのみ、レーザ光源からレーザ光をパルス発振することによって、シャッタ３４を省略することができる。

また、シャッタ３４に代えて、別の一般的な光チョッパ（図示せず）を用いるようにしても良い。

図５は、スリット３６、マスク１２、およびロール４０によってマスク１２に近接された感光性材料１１の位置関係を示す側面図である。

円柱状のロール４０は、図５に示すように、感光性材料１１をマスク１２に近接させる。感光性材料１１は、開口部３６ａの中心高さにおいてマスク１２に最も近接して配置されるが、マスク１２と接触することはない。また、ロール４０の表面が曲面であるために、マスク１２の上端部および下端部に行くにしたがって、マスク１２との距離は徐々に離れて行く。なお、感光性材料１１は、保護フィルム１１ａと感光材１１ｂと基板１１ｃとからなる３層構造で構成されており、基板１１ｃ側をロール４０の表面に密着させ、保護フィルム１１ａ側をマスク１２に向けるように配置する。

このような構成の下、ＵＶランプ３０からの紫外線がスリット３６に到達すると、スリット３６の開口部３６ａを通過した紫外線のみがマスク１２に達し、感光性材料１１を照射する。これによって、感光性材料１１の感光材１１ｂには、開口部３６ａのサイズに対応した領域のみに、拡散体パターン１１ｄが記録され、拡散領域１８（例えば、拡散領域１８＃ｎ）を形成するようにしている。

このようにして拡散領域１８（例えば、拡散領域１８＃ｎ）を形成すると、ロール４０を時計回り方向Ｗに所定角度回動させることによって、開口部３６ａに相当する位置に、次の拡散領域１８（例えば、拡散領域１８＃（ｎ＋１））を形成するために未記録の感光性材料１１を配置させる。

この感光性材料１１についても同様にして拡散体パターン１１ｄを記録した後に、ロール４０を時計回り方向Ｗに所定角度回動させることによって、開口部３６ａに相当する位置に、更に次の拡散領域１８（例えば、拡散領域１８＃（ｎ＋２））を形成するために、未記録の感光性材料１１を不連続にならないように配置させることを繰り返す。

これを繰り返すことによって、図１に示すように、シームレスな拡散領域１９からなる拡散フィルム１０を作製するようにしている。

次に、以上のように構成した本実施の形態に係る作製方法を適用した作製装置の動作について図６のフローチャートを用いて説明する。

この作製装置によって感光性材料１１に拡散体パターン１１ｄを記録するためには、先ず、ＵＶランプ３０を点灯し、紫外線を発生させる（Ｓ１）。この紫外線は、レンズ３２によってスリット３６に向けて集光される（Ｓ２）。なお、レンズ３２とスリット３６との間にはシャッタ３４が設けられており、このシャッタ３４が開閉することによって、紫外線が間欠的にスリット３６に向けて照射される（Ｓ３）。

スリット３６には、拡散領域１８のサイズに一致した開口部３６ａが設けられており、ＵＶランプ３０からの紫外線は、この開口部３６ａを通過してマスク１２を照射し、これによって、マスク１２に形成されたマスクパターンに従って、感光材１１ｂのうち、開口部３６ａに対応した領域が露光される（Ｓ４）。その結果、このマスクパターンにしたがって拡散体パターン１１ｄが記録された拡散領域１８＃ｎが形成される（Ｓ５）。

このようにして拡散領域１８＃ｎが形成されると、ロール４０を時計回り方向Ｗに所定角度回動させることによって、次の拡散領域１８＃（ｎ＋１）となる未記録の感光性材料１１の領域が、開口部３６ａに相当する位置に配置される（Ｓ６）。この所定角度は、拡散領域１８＃（ｎ＋１）となる未記録の感光性材料１１の領域が、既に形成された拡散領域１８＃ｎと不連続にならないように決定される。

その後、ステップＳ１からステップＳ６までの動作を繰り返すことによって、図１に示すようなシームレスな拡散領域１９からなる拡散フィルム１０が作製される（Ｓ７）。

上述したように、本実施の形態に係る作製方法を適用した作製装置では、上記のような作用により、感光性材料１１をマスク１２に貼り付けることなく、感光性材料１１に各拡散領域１８を記録することができるので、各拡散領域１８の間に境界線ｂが記録されるのを阻止することができる。

これによって、シームレスな拡散領域１９からなる拡散フィルム１０を作製できることから、使用不可な領域の発生を極力抑えることができ、拡散フィルム１０を多くの異なる寸法に切断して無駄なく使用することが可能となる。以上により、拡散フィルム１０の利用効率の向上、ひいてはコストダウンを図ることが可能となる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を説明する。

図７は、本実施の形態に係る拡散フィルム５０の詳細例を示す平面図である。すなわち、この拡散フィルム５０は、隣接する拡散領域１８同士が互いにオーバーラップしている。このような拡散フィルム５０は、以下に示すようにして作製している。

すなわち、図５に示すような構成の拡散フィルム５０は、第１の実施の形態に係る作製装置を用いて、感光性材料１１に、ある拡散領域１８（例えば拡散領域１８＃ｎ）を記録すると、その後、ロール４０を時計回り方向Ｗに僅かに回動させる。図７に示す例では、図２に示すような拡散フィルム５０を作製する場合に比べて、回動角度を１／５にしている。これによって、例えばロール方向Ｙに沿った拡散領域１８の長さが２．０ｍｍであるとき、ロール４０を時計回り方向Ｗに回動させる毎に感光性材料１１は０．４ｍｍ進み、感光性材料１１はそれぞれ５回露光される、すなわち５つの拡散領域１８によってオーバーラップされることになる。このオーバーラップは、５つに限るものではなく、２つから数１０にまで至りうる。

このような構成の拡散フィルム５０によれば、ＵＶランプ３０からの紫外線が拡散領域１８に到達する強度を、ロール方向Ｙに亘ってほぼ一定にすることができるので、一様な露光強度で拡散体パターン１１ｄを記録することができ、ロール方向Ｙに沿ってほぼ一定の光学特性をもった拡散フィルム５０を作製することが可能となる。

つまり、第１の実施の形態の拡散フィルム１０のように、拡散領域１８のオーバーラップがない場合には、マスク１２を介して感光性材料１１に到達する紫外線のロール方向Ｙに対する強度分布は、図８（ｂ）に示す通り、マスク１２に最も近接している中央側が強く、マスク１２からの距離が段々と遠くなる上下端側に行くほど弱くなるような分布になる。したがって、拡散領域１８の中央側から上下端側に行くにしたがって、拡散体パターン１１ｄの記録効率が低下し、各拡散領域１８のロール方向Ｙに対する上下端付近における回折効率が低下する恐れがある。

それに対して、本実施の形態の拡散フィルム５０のように、複数の拡散領域１８をオーバーラップさせている構成では、例えば５つの拡散領域１８をオーバーラップさせている場合には、１つの拡散領域１８に相当する領域に到達する紫外線のＹ方向強度分布は、図９（ｂ）に示すような５つの強度分布が合計されることによって、図９（ｃ）に示すようなほぼ平坦な分布となる。これによって、ロール方向Ｙに亘ってほぼ一定の効率で拡散体パターン１１ｄを記録することが可能となり、もって、ロール方向Ｙに亘ってほぼ一定の回折効率を有する拡散フィルム５０を実現することが可能となる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

第１の実施の形態に係る作製方法によって作製されることによって、感光性材料に露光記録されてなる拡散フィルムの一例を示す概念図。 拡散フィルムの詳細例を示す平面図。 拡散フィルムの別の詳細例を示す平面図。 第１の実施の形態の作製方法を適用した作製装置の概念図。 スリット、マスク、ロール、および感光性材料の位置関係を示す側面図。 第１の実施の形態に係る作製方法を適用した作製装置の動作を示すフローチャート。 第２の実施の形態に係る拡散フィルムの詳細例を示す平面図。 第１の実施の形態において感光性材料に到達する紫外線強度のロール方向における分布図。 第２の実施の形態において感光性材料に到達する紫外線強度のロール方向における分布図。 従来技術において拡散フィルムへ拡散体を記録する作製装置の概念を説明するための図。 従来技術による記録方法によって感光性材料に露光記録されてなる拡散フィルムの一例を示す概念図。 拡散フィルムの一例を示す断面図。

符号の説明

１０…拡散フィルム、１１…感光性材料、１１ａ…保護フィルム、１１ｂ…感光材、１１ｃ…基板、１１ｄ…拡散体パターン、１２…マスク、１２ａ…遮光部、１４…巻き付けロール、１６…巻き取りロール、１８，１９…拡散領域、２０…拡散フィルム、２２…高屈折率領域、２３…低屈折率領域、３０…ＵＶランプ、３２…レンズ、３４…シャッタ、３６…スリット、３６ａ…開口部、４０…ロール、５０…拡散フィルム

Claims (10)

1. マスクパターンを感光性材料に露光記録することにより、前記マスクパターンに応じて屈折率の異なる部分が前記感光性材料に規定され、前記屈折率の異なる部分の分布に応じた光拡散特性を有する拡散領域を形成することを繰り返すことによって拡散フィルムを作製する方法であって、
   前記マスクパターンを感光性材料に露光記録する場合に、前記各拡散領域の境界線を前記感光性材料上に露光記録することなく前記マスクパターンを感光性材料に露光記録するようにした作製方法。
2. 請求項１に記載の作製方法において、
   隣接する拡散領域同士を互いに重なり合うことの無いように露光記録した作製方法。
3. 請求項１に記載の作製方法において、
   隣接する拡散領域同士を互いに重なり合うように露光記録した作製方法。
4. マスクパターンを感光性材料に露光記録することにより、前記マスクパターンに応じて屈折率の異なる部分が前記感光性材料に規定され、前記屈折率の異なる部分の分布に応じた光拡散特性を有する拡散領域を形成することを繰り返すことによって拡散フィルムを作製する方法であって、
   複数の前記拡散領域を、所定方向に沿って、隣接する拡散領域の境界線を露光記録することなく、前記各拡散領域の所定方向に沿った長さよりも長い記録周期で前記感光性材料上に順次露光記録するようにした作製方法。
5. 請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の作製方法において、
   前記各拡散領域をそれぞれ同一のマスクパターンで露光記録するようにした作製方法。
6. 請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の作製方法において、
   前記各拡散領域に露光記録されるマスクパターンを、複数の部分パターンを規則的かつ周期的に配置することによって形成し、前記各拡散領域にはそれぞれ同一の部分パターンが配置されるようにする一方、前記各拡散領域において配置が開始される部分パターンを、前記各拡散領域毎にランダムに決定するようにした作製方法。
7. 請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の作製方法において、
   前記各拡散領域に露光記録されるマスクパターンを、前記各拡散領域毎に異なるようにした作製方法。
8. 請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の作製方法において、
   前記感光性材料に対して露光記録用光を間欠的に照射することによって前記露光記録を行うようにした作製方法。
9. 請求項８に記載の作製方法において、
   パルスレーザまたはチョップトライトからの光を前記露光記録用光とした作製方法。
10. マスクパターンを感光性材料に露光記録することにより、前記マスクパターンに応じて屈折率の異なる部分が前記感光性材料に規定され、前記屈折率の異なる部分の分布に応じた光拡散特性を有する拡散領域を形成することを繰り返すことによって作製された拡散フィルムであって、
    請求項１乃至９の作製方法によって、前記複数の拡散領域を、前記感光性材料に露光記録されてなる拡散フィルム。

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