JP2011150003A - 光学素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】樹脂層の片側に、微細凹凸表面6と平坦面5とを形成して微細凹凸形成層2とする(図3(a))。次に、全面に機能性粒子を含む溶液をコーティングしてその塗布膜3を形成する(図3(b))。そして、エアー又はドクターで平坦面5を覆う塗布膜3を除去し(図3(c))乾燥して、溶液中の機能性粒子を微細凹凸表面6の凹部に選択的に配置する(図3(d))。
【選択図】図3
Description
前記微細凹凸形成層の表面が複数の領域に区分されて、その一部が微細な凹凸が設けられた微細凹凸表面とされ、その他の一部又は全部の領域がこの微細凹凸表面に比較して平坦な表面とされており、
前記微細凹凸表面を平面視したときの単位面積当たりの表面積(構造表面積)が、比較的平坦な前記表面を平面視したときの単位面積当たりの表面積(構造表面積)に対して1.5倍以上であり、
かつ、前記光学機能層が前記微細凹凸表面の凹部に選択的に配置されている機能性粒子によって構成されていることを特徴とする光学素子である。
この両表面を被覆して、機能性粒子を含む溶液を塗布し、次に比較的平坦な前記表面から前記溶液を除去することにより、前記微細凹凸表面の凹部に選択的に機能性粒子を配置することを特徴とする光学素子の製造方法である。なお、機能性粒子を含む溶液を塗布したとき、前記微細凹凸表面の毛管現象によって機能性粒子は凹凸表面の凹部に保持される。
樹脂層の表面に微細凹凸表面と平坦面とを形成する方法は公知である。例えば、特許第4194073号公報に記載のプレス法、実用新案登録第2524092号公報に記載のキャスティング法、特許第4088884号公報に記載のフォトポリマー法等が挙げられる。
。
前述のように、微細凹凸形成層表面は、微細凹凸表面と平坦面とに区分される。この微細凹凸形成層表面を上から見て、それぞれの単位面積を切り取ったとき、微細凹凸表面は凹凸を有し、平坦面は凹凸がないため、微細凹凸表面から切り取った前記単位面積の表面積は平坦面から切り取った前記単位面積の表面積より大きい。すなわち、平面視単位面積当たりの表面積を構造表面積というとき、微細凹凸表面の構造表面積は平坦面の構造表面積より大きい。なお、平坦面は完全に平坦である必要はなく、微細凹凸表面の構造表面積より小さい構造表面積を有するものであればよい。望ましくは、微細凹凸表面の構造表面積は、比較的平坦な前記表面の構造表面積に対して1.5倍以上である。
微細凹凸表面は、微細凹凸形成層の片側であって平坦面と同じ側に配置され、光学機能層(3)を備えることにより光学素子として機能する。なお、この凹凸は、例えば、可視光を回折する回折格子として働く微細な凹凸が望ましい。可視光の回折格子の役割を果た
す凹凸は、一般に、その周期が50〜1000nmの微細な凹凸である。凹部の深さも50〜1000nmでよい。
光学機能層(3)は、微細凹凸表面を覆っており、電磁波を反射、吸収、又は散乱させるものである。このような機能を有する粒子(機能性粒子)を含む溶液を塗布し乾燥させることによって得られる。この機能性粒子が微細凹凸表面の凹部に選択的に配置されて光学機能層(3)を構成することから、機能性粒子は前記凹部における最小開口幅に対し1.0倍以下の粒径である必要がある。また、前記凹部の最小深さに対しても1.0倍以下の粒径であることが望ましい。
濡れ調整層は、微細凹凸表面の濡れ性が悪い場合に設置することで、所望する毛管現象を得ることが可能となる。
片状に砕いた顔料などの形態にすることも可能である。
本発明に係る光学素子を作成し評価するために、下記に示すように、微細凹凸形成層微細凹凸形成層のインキ組成物を用意した。
ウレタン(メタ)アクリレート(多官能、分子量6,000) 50.0重量部
メチルエチルケトン 30.0重量部
酢酸エチル 20.0重量部
光開始剤(チバスペシャリティー製イルガキュア184) 1.5重量部
微細凹凸形成層に対して、平坦面及び微細凹凸表面の凹凸構造を形成する方法としては、ロールフォトポリマー法を利用した。
成形後の微細凹凸形成層における平坦面は平滑面であり、微細凹凸表面は微細な凹凸を有していた。微細凹凸表面の凹凸は、深さ200nm、周期400nm、凸部と凹部の幅が1:1の矩形構造であり、微細凹凸表面の構造表面積は、平坦面に対して1.5倍である以外は実施例1と同様の方法によって評価用の光学素子を得た。
成形後の微細凹凸形成層に対して、25nmの二酸化珪素を真空蒸着法によって設けた後に、前記粒子溶液をスプレー塗布したこと以外は実施例1と同様の方法によって評価用の光学素子を得た。
成形後の微細凹凸形成層における平坦面は平滑面であり、微細凹凸表面は微細な凹凸を
有していた。微細凹凸表面の凹凸は、深さ80nm、周期400nm、凸部と凹部の幅が1:1の矩形構造であり、微細凹凸表面の構造表面積は、「第一の表面」に対して1.2倍である以外は実施例1と同様の方法によって光学素子を得た。
使用した酸化チタン粒子の粒径が500nmであること以外は実施例1と同様の方法によって偽造防止構造体を得た。
反射層の選択配置の評価は、微細凹凸表面形成層の微細凹凸表面のない側から観察した場合の、平坦面における可視光線透過率が90%を超え、且つ、微細凹凸表面における回折光が目視で確認できた場合に「○」とし、それ以外は「×」とした。
反射層の位置精度は、微細凹凸表面に対する、反射層の最大位置ズレ距離によって評価し、20ミクロン未満の位置ズレを生じている場合には「○」とし、20ミクロン以上の位置ズレを生じている場合には「×」とした。
2…微細凹凸形成層
3…光学機能層
4…濡れ調整層
5…平坦面
6…微細凹凸表面
10…光学素子
11…平坦面
12…微細凹凸表面
Claims (4)
- 微細凹凸形成層と、この微細凹凸形成層の一部を覆う光学機能層とを有する光学素子であって、
前記微細凹凸形成層の表面が複数の領域に区分されて、その一部が微細な凹凸が設けられた微細凹凸表面とされ、その他の一部又は全部の領域がこの微細凹凸表面に比較して平坦な表面とされており、
前記微細凹凸表面を平面視したときの単位面積当たりの表面積(構造表面積)が、比較的平坦な前記表面を平面視したときの単位面積当たりの表面積(構造表面積)に対して1.5倍以上であり、
かつ、前記光学機能層が前記微細凹凸表面の凹部に選択的に配置されている機能性粒子によって構成されていることを特徴とする光学素子。 - 光学機能層を構成する機能性粒子が、前記微細凹凸表面の凹部における最小開口幅又は最小深さに対し、1.0倍以下の粒径である機能性粒子であることを特徴とする請求項1に記載の光学素子。
- 前記微細凹凸表面と、光学機能層との間に、濡れ調整層を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学素子。
- 微細凹凸形成層と、この微細凹凸形成層の一部を覆う光学機能層とを有する光学素子の製造方法であって、前記微細凹凸形成層の表面が複数の領域に区分されて、その一部が微細な凹凸が設けられた微細凹凸表面とされ、その他の一部又は全部の領域が比較的平坦な表面とされている光学素子の製造方法において、
この両表面を被覆して、機能性粒子を含む溶液を塗布し、次に比較的平坦な前記表面から前記溶液を除去することにより、前記微細凹凸表面の凹部に選択的に機能性粒子を配置することを特徴とする光学素子の製造方法。
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