JP2012242803A - 光学部材積層体の製造方法および光学的機能を有する部材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明においては、光学的機能を有する機能性微細凹凸パターンを有する光学部材と、上記機能性微細凹凸パターンを保護する光学部材用保護フィルムとが積層されてなる光学部材積層体の製造方法であって、上記光学部材の上記機能性微細凹凸パターンに光学部材用保護フィルム形成用材料を充填する充填工程と、上記光学部材用保護フィルム形成用材料を硬化することにより、上記光学部材上に上記光学部材用保護フィルムを形成する光学部材用保護フィルム形成工程とを有することを特徴とする光学部材積層体の製造方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【選択図】図1
Description
しかしながら、粘着剤中の低分子量成分の含有量が少ないと、粘着剤層の硬度が大きくなり、光学フィルムとの密着性が低下するという問題が生じる。特に、モスアイ構造のような数nm〜数百nmの微細凹凸を有する光学フィルムでは、保護フィルムの粘着剤層の硬度が大きいと、粘着剤が微細凹凸内部まで入り込まず、他の被保護体に比べて光学フィルムと保護フィルムの粘着剤層との接触面積が小さくなるので、光学フィルムと保護フィルムとの密着性が大幅に低下し、光学フィルムの保管時や運搬時等に保護フィルムが剥がれてしまう。例えば、水洗工程(ケン化処理)での剥離が問題視されている。
まず、本発明の光学部材積層体の製造方法について説明する。本発明の光学部材積層体の製造方法は、光学的機能を有する機能性微細凹凸パターンを有する光学部材と、上記機能性微細凹凸パターンを保護する光学部材用保護フィルムとが積層されてなる光学部材積層体の製造方法であって、上記光学部材の前記機能性微細凹凸パターンに光学部材用保護フィルム形成用材料を充填する充填工程と、上記光学部材用保護フィルム形成用材料を硬化することにより、上記光学部材上に上記光学部材用保護フィルムを形成する光学部材用保護フィルム形成工程とを有することを特徴とするものである。
まず、本発明における充填工程について説明する。本発明における充填工程は、光学的機能を有する機能性微細凹凸パターンを有する光学部材の上記機能性微細凹凸パターンに光学部材用保護フィルム形成用材料を充填する工程である。本工程において「充填する」とは、上記機能性微細凹凸パターンへの上記光学部材用保護フィルム形成用材料の充填率が50%以上であることをいう。本発明においては、上記充填率が60%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、80%以上であることがさらに好ましく、100%であることが特に好ましい。上記充填率が高いほど、上記光学部材用保護フィルム形成用材料が上記機能性微細凹凸パターンの凹凸形状をより完全に追従することができ、上記光学部材と上記光学部材用保護フィルムとの密着性が向上するからである。特に、上記充填率が100%である場合は、上記光学部材と上記光学部材用保護フィルムとを隙間なく密着させることができる。なお、上記充填率は、走査型電子顕微鏡を用いて、本発明により得られる光学部材積層体における光学部材の機能性微細凹凸パターンの高さ(A)に対する光学部材用保護フィルムの食い込み高さ(B)の割合(B/A)を測定することにより、求めることができる。
本発明における第1態様の充填工程は、光学的機能を有する機能性微細凹凸パターンを有する光学部材の上記機能性微細凹凸パターン上に光学部材用保護フィルム形成用材料を塗布する工程である。
本態様に用いられる光学部材用保護フィルム形成用材料は、光学部材の機能性微細凹凸パターン上に塗布することにより上記機能性微細凹凸パターンに充填され、硬化されることにより上記光学部材上に光学部材用保護フィルムを形成することができるものであれば、特に限定されるものではない。上記光学部材用保護フィルム形成用材料としては、例えば、高分子材料を挙げることができ、具体的には、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等を挙げることができる。なお、上記光硬化性樹脂は、光照射により硬化し、上記熱硬化性樹脂は、加熱により硬化し、上記熱可塑性樹脂は、軟化点よりも低い温度(例えば、室温)に冷却することにより硬化するものである。
また、本態様においては、上記光学部材用保護フィルム形成用材料が、離型性を有するものであることが好ましい。離型性を有する光学部材用保護フィルム形成用材料を用いることで、本発明により得られる光学部材積層体において、離型剤等を用いることなく光学部材から光学部材用保護フィルムを剥離することが容易になるからである。
本態様においては、後述する光学部材の機能性微細凹凸パターン上に上記光学部材用保護フィルム形成用材料を塗布する。具体的な塗布方法としては、光学部材の機能性微細凹凸パターンをつぶす等、光学部材を傷つけることがなければ、特に限定されるものではなく、例えば、スプレー法、電着法、ディップ法、ディップコート法、ロールコート法、ダイコート法、キャストコート法、ブレードコート法、スピンコート法、バーコート法、ワイヤーバーコート法、キャスト法、LB法、静電塗装法、粉体塗装法、チューブやスリーブなどを被覆する方法などの公知の方法を用いることができる。なお、塗工後、適宜乾燥工程や熱またはUVやEBによるハーフキュア工程を入れてもよい。例えば、本態様において光学部材用保護フィルム形成用材料を塗布する際に、光学部材用保護フィルム形成用材料を溶媒に分散もしくは溶解してなる光学部材用保護フィルム形成用塗工液として塗布する場合は、通常、乾燥工程を行う。具体的な乾燥方法としては、光学部材用保護フィルム形成用材料および光学部材に影響を及ぼすことなく溶媒を除去することが可能な方法であれば、特に限定されるものではなく、例えば、加熱乾燥、送風乾燥、真空乾燥、赤外線加熱乾燥等、一般的な方法を用いることができる。また、本態様における乾燥温度および乾燥時間としては、特に限定されるものではなく、本態様に用いられる光学部材用保護フィルム形成用材料および溶媒等に応じて適宜設定されるものである。
本態様に用いられる光学部材は、光学的機能を有する機能性微細凹凸パターンを有するものである。
以下、反射防止フィルムについて説明する。
以下、反射防止フィルムにおける各構成について説明する。
なお、錐形の構造物が形成された周期、高さ、および間隔は、それぞれ図5におけるP、Q、およびRで表される距離を指すものである。
なお、上記間隔はすべての構造物において均一ではない場合があるが、その場合における上記距離は、単位面積あたりに形成された構造物間の間隔の平均距離を指すものとする。
本発明における第2態様の充填工程は、上記機能性微細凹凸パターン上に上記光学部材用保護フィルム形成用材料を配置し、上記光学部材用保護フィルム形成用材料上にフィルム基材を積層してから加圧する工程である。
なお、本態様に用いられる光学部材については、上記第1態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
また、本態様においては、加圧時に加熱を行ってもよい。加圧時の加熱温度は、光学部材用保護フィルム形成用材料に応じて適宜選択されるものであるが、例えば、50℃〜250℃の範囲内であることが好ましく、100℃〜200℃の範囲内であることがより好ましく、150℃〜180℃の範囲内であることがさらに好ましい。なお、加熱後に適宜室温での冷却工程を行ってもよい。
本発明における第3態様の充填工程は、フィルム基材上に上記光学部材用保護フィルム形成用材料を配置し、上記光学部材用保護フィルム形成用材料に上記機能性微細凹凸パターンが接するように、上記光学部材用保護フィルム形成用材料上に上記光学部材を積層してから加圧する工程である。
なお、本態様に用いられるフィルム基材については、上記第2態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
また、本態様に用いられる光学部材については、上記第1態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
次に、本発明における光学部材用保護フィルム形成工程について説明する。本発明における光学部材用保護フィルム形成工程は、上記光学部材用保護フィルム形成用材料を硬化することにより、上記光学部材上に光学部材用保護フィルムを形成する工程である。
本工程においては、上記光学部材用保護フィルム形成用材料を硬化する。具体的な硬化方法としては、上記光学部材用保護フィルム形成用材料の種類に応じて適宜選択されるものである。例えば、上記光学部材用保護フィルム形成用材料が光硬化性樹脂である場合は、光照射により上記光学部材用保護フィルム形成用材料を硬化し、上記光学部材用保護フィルム形成用材料が熱硬化性樹脂である場合は、加熱により上記光学部材用保護フィルム形成用材料を硬化し、上記光学部材用保護フィルム形成用材料が熱可塑性樹脂である場合は、軟化点より低い温度(例えば、室温)にすることにより上記光学部材用保護フィルム形成用材料を硬化する。なお、必要に応じて硬化前もしくは硬化後に乾燥工程を行ってもよい。
本工程により光学部材上に形成される光学部材用保護フィルムは、透明性を有していてもよく、有さなくてもよいが、光学部材の検査の観点から、透明性を有することが好ましい。
また、上記光学部材用保護フィルムは、光学部材積層体として光学部材とともに巻き取りを行う観点から、フレキシブル性を有することが好ましい。
本発明により得られる光学部材積層体は、用いられる光学部材の被保護面である機能性微細凹凸パターンを保護するように光学部材と光学部材用保護フィルムとが密着しているため、水洗工程においても光学部材と光学部材用保護フィルムとの剥離を防止することができる。また、上記光学部材積層体においては、光学部材から光学部材用保護フィルムを剥離する際に、光学部材の機能性微細凹凸パターン上に糊残りなく剥離することができ、光学部材の被保護面を汚染しないため、剥離後に光学部材の被保護面を清浄化する工程を行う必要がない。
次に、本発明の光学的機能を有する部材の製造方法について説明する。本発明の光学的機能を有する部材の製造方法は、上述した光学部材積層体の製造方法により得られた光学部材積層体を光学的機能を必要とする部材に組み込む光学部材積層体組み込み工程、および、光学部材から光学部材用保護フィルムを剥離する剥離工程を有することを特徴とするものである。なお、本発明においては、上記光学部材積層体組み込み工程を行ってから、上記剥離工程を行ってもよく、上記剥離工程を行ってから、上記光学部材積層体組み込み工程を行ってもよい。上記剥離工程を行ってから、上記光学部材積層体組み込み工程を行う場合は、上記光学部材積層体組み込み工程において組み込まれる光学部材積層体は、光学部材のみとなる。
まず、本発明における光学部材積層体組み込む工程について説明する。本発明における光学部材積層体組み込み工程は、上述した光学部材積層体の製造方法により得られた光学部材積層体を光学的機能を必要とする部材に組み込む工程である。
本発明に用いられる光学的機能を必要とする部材としては、例えば、光学表示装置、絵画、写真等を挙げることができ、中でも、光学表示装置が好ましい。光学表示装置としては、具体的には、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、プラズマ表示装置等を挙げることができる。
本工程においては、上記光学部材積層体を光学的機能を必要とする部材に組み込む。具体的には、光学部材積層体をそのまま光学的機能を必要とする部材に組み込んでもよく、粘着剤層等を用いて光学部材積層体を光学的機能を必要とする部材に貼りつけてもよい。光学部材積層体を光学的機能を必要とする部材に組み込んだ後で、光学部材積層体から光学部材用保護フィルムを剥離することができる。
次に、本発明における剥離工程について説明する。本発明における剥離工程は、光学部材から光学部材用保護フィルムを剥離する工程である。
本発明の光学的機能を有する部材の製造方法により得られる光学的機能を有する部材は、組み込まれた光学部材積層体から光学部材用保護フィルムを剥離することにより、光学的機能を有する機能性微細凹凸パターンを有する光学部材を有するため、優れた光学的機能を発揮することができる。
(光学部材の作製)
光学部材形成用材料としてウレタンアクリレートを用い、モスアイ形状用の金型ロールにて凹凸形状を転写賦型し、UV硬化させることにより、ピッチ150nm、高さ280nmの微細凹凸パターンを有する光学部材を作製した。なお、微細凹凸パターン形状は、日立ハイテクノロジーズ製走査型電子顕微鏡S−4500を用いて確認した。
(光学部材積層体の作製)
光学部材用保護フィルム形成用材料としてUV硬化性アクリル樹脂を用い、当該樹脂(固形分100%)をダイコート法にて上記光学部材の微細凹凸パターン上に塗布し、UV硬化することにより厚さ20μmの光学部材用保護フィルムを形成することで、光学部材積層体を作製した。
(光学部材の作製)
微細凹凸パターンの高さを240nmとしたこと以外は、実施例1−1と同様にして、光学部材を作製した。
(光学部材積層体の作製)
実施例1−1と同様にして、光学部材積層体を作製した。
(光学部材の作製)
微細凹凸パターンの高さを200nmとしたこと以外は、実施例1−1と同様にして、光学部材を作製した。
(光学部材積層体の作製)
実施例1−1と同様にして、光学部材積層体を作製した。
(光学部材の作製)
実施例1−2と同様にして、光学部材を作製した。
(光学部材積層体の作製)
光学部材用保護フィルム形成用材料としてUV硬化性ウレタン樹脂を用い、固形分が20%となるように当該樹脂を酢酸エチルからなる溶媒で希釈した光学部材用保護フィルム形成用塗工液をロールコート法にて上記光学部材の微細凹凸パターン上に塗布し、80℃で30秒間乾燥後、UV硬化することにより厚さ5μmの光学部材用保護フィルムを形成することで、光学部材積層体を作製した。
(光学部材の作製)
実施例1−2と同様にして、光学部材を作製した。
(光学部材積層体の作製)
光学部材用保護フィルム形成用材料としてUV硬化性アクリル樹脂を用い、固形分が50%となるように当該樹脂をメチルエチルケトン:トルエン=1:1からなる溶媒で希釈した光学部材用保護フィルム形成用塗工液をロールコート法にて上記光学部材の微細凹凸パターン上に塗布し、さらに厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)からなるフィルム基材を積層してから、80℃で30秒間乾燥後、圧力2.4N/mm2、温度25℃(室温)の条件で加圧し、室温まで冷却後、UV硬化することにより厚さ8μmの光学部材用保護フィルムを形成することで、光学部材積層体を作製した。
(光学部材の作製)
実施例1−2と同様にして、光学部材を作製した。
(光学部材積層体の作製)
光学部材用保護フィルム形成用材料として熱可塑−UV硬化性ポリウレタン樹脂を用い、固形分が40%となるように当該樹脂をメチルエチルケトン(MEK):トルエン=1:1からなる溶媒で希釈した光学部材用保護フィルム形成用塗工液をロールコート法にて上記光学部材の微細凹凸パターン上に塗布し、さらに厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)からなるフィルム基材を積層してから、80℃で30秒間乾燥後、圧力2.4N/mm2、温度180℃の条件で加圧し、室温まで冷却後、UV硬化することにより厚さ3μmの光学部材用保護フィルムを形成することで、光学部材積層体を作製した。
(光学部材の作製)
実施例1−2と同様にして、光学部材を作製した。
(光学部材積層体の作製)
光学部材用保護フィルム形成用材料としてUV硬化性ポリエステル樹脂を用い、固形分が30%となるようにイソプロピルアルコール(IPA)からなる溶媒で希釈した光学部材用保護フィルム形成用塗工液をバーコート法にて上記光学部材の微細凹凸パターン上に塗布し、さらに厚さ30μmの二軸延伸ポリプロピレン(OPP)からなるフィルム基材を積層してから、80℃で30秒間乾燥後、圧力2.4N/mm2、温度25℃(室温)の条件で加圧し、室温まで冷却後、UV硬化することにより厚さ12μmの光学部材用保護フィルムを形成することで、光学部材積層体を作製した。
(光学部材の作製)
実施例1−1と同様にして、光学部材を作製した。
(光学部材積層体の作製)
光学部材用保護フィルム形成用材料として熱可塑性エチレンアクリル酸メチル共重合体(EMA)樹脂を用い、当該樹脂(固形分100%)をドライラミネート法にて、厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)からなるフィルム基材上に配置し、上記光学部材の微細凹凸パターン上に、圧力2.4N/mm2、温度150℃の条件で加圧しながら積層し、室温まで冷却することにより厚さ30μmの光学部材用保護フィルムを形成することで、光学部材積層体を作製した。
(光学部材の作製)
実施例1−2と同様にして、光学部材を作製した。
(光学部材積層体の作製)
実施例6−1と同様にして、光学部材積層体を作製した。
(光学部材の作製)
実施例1−3と同様にして、光学部材を作製した。
(光学部材積層体の作製)
実施例6−1と同様にして、光学部材積層体を作製した。
(光学部材の作製)
実施例1−2と同様にして、光学部材を作製した。
(光学部材積層体の作製)
光学部材用保護フィルム形成用材料として熱可塑性酸変性ポリエチレン樹脂を用い、当該樹脂(固形分100%)をエクストルージョンコーティング(EC)法にて、厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)からなるフィルム基材上に配置し、上記光学部材の微細凹凸パターンに、圧力2.4N/mm2、温度140℃の条件で加圧しながら積層し、室温まで冷却することにより厚さ30μmの光学部材用保護フィルムを形成することで、光学部材積層体を作製した。
(光学部材の作製)
実施例1−2と同様にして、光学部材を作製した。
(光学部材積層体の作製)
光学部材用保護フィルム形成用材料として熱可塑性エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)樹脂を用い、当該樹脂(固形分100%)をエクストルージョンコーティング(EC)法にて、厚さ30μmの二軸延伸ポリプロピレン(OPP)からなるフィルム基材上に配置し、上記光学部材の微細凹凸パターンに、圧力2.4N/mm2、温度160℃の条件で加圧しながら積層し、室温まで冷却することにより厚さ20μmの光学部材用保護フィルムを形成することで、光学部材積層体を作製した。
(光学部材の作製)
実施例1−1と同様にして、光学部材を作製した。
(光学部材積層体の作製)
光学部材用保護フィルム形成用材料として粘着剤であるアクリルイソシアネート樹脂を用い、固形分が50%となるように当該樹脂を酢酸エチルからなる溶媒で希釈した光学部材用保護フィルム形成用塗工液をダイコート法にて、厚さ30μmのポリオレフィンからなるフィルム基材上に塗布し、80℃で30秒間乾燥し、上記光学部材の微細凹凸パターン上に積層することにより厚さ3μmの光学部材用保護フィルムを形成することで、光学部材積層体を作製した。
(光学部材の作製)
実施例1−2と同様にして、光学部材を作製した。
(光学部材積層体の作製)
比較例1−1と同様にして、光学部材積層体を作製した。
(光学部材の作製)
実施例1−3と同様にして、光学部材を作製した。
(光学部材積層体の作製)
比較例1−1と同様にして、光学部材積層体を作製した。
(光学部材の作製)
実施例1−2と同様にして、光学部材を作製した。
(光学部材積層体の作製)
光学部材用保護フィルム形成用材料として粘着剤であるアクリルイソシアネート樹脂を用い、固形分が50%となるように当該樹脂を酢酸エチルからなる溶媒で希釈した光学部材用保護フィルム形成用塗工液をダイコート法にて、厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)からなるフィルム基材上に塗布し、80℃で30秒間乾燥し、上記光学部材の微細凹凸パターン上に積層することにより厚さ5μmの光学部材用保護フィルムを形成することで、光学部材積層体を作製した。
(光学部材用保護フィルムの充填率)
日立ハイテクノロジーズ製走査型電子顕微鏡S−4500を用いて、光学部材積層体における光学部材の微細凹凸パターンの高さ(A)に対する光学部材用保護フィルムの食い込み高さ(B)の割合(B/A)を測定し、充填率とした。その結果を表1に示す。
オリエンテック製テンシロン万能材料試験機を用いて、25mm幅を180°、300mm/minの条件で、光学部材積層体における光学部材用保護フィルムを光学部材から剥離することにより、剥離強度を測定した。なお、上記剥離強度測定は、光学部材積層体の形成直後、または、光学部材積層体の保持後(25℃ドライ90日後、40℃ドライ90日後、60℃水中浸漬10分後)に、それぞれ行った。その結果を表1に示す。
光学部材用保護フィルム剥離後の光学部材の微細凹凸パターンにおける糊残りの有無を目視にて評価した。なお、上記糊残りの評価は、上述した光学部材用保護フィルムの剥離強度測定後の光学部材を用いて行った。その結果を表1に示す。
コニカミノルタ製ハンディ分光器を用いて、光学部材用保護フィルム形成前の光学部材の反射率、および、光学部材用保護フィルム剥離後の光学部材の反射率を測定し、両者の差(光学部材用保護フィルム剥離後−光学部材用保護フィルム形成前)を算出することにより、反射率の上昇値を評価した。なお、上記反射率の測定は、上述した光学部材用保護フィルムの剥離強度測定後の光学部材を用いて行った。その結果を表1に示す。
1’ … 光学部材用保護フィルム形成用材料
2 … 光学部材
2a … 機能性微細凹凸パターン
3 … 基材
4 … 凹凸層
5 … フィルム基材
10 … 光学部材積層体
Claims (7)
- 光学的機能を有する機能性微細凹凸パターンを有する光学部材と、前記機能性微細凹凸パターンを保護する光学部材用保護フィルムとが積層されてなる光学部材積層体の製造方法であって、
前記光学部材の前記機能性微細凹凸パターンに光学部材用保護フィルム形成用材料を充填する充填工程と、
前記光学部材用保護フィルム形成用材料を硬化することにより、前記光学部材上に前記光学部材用保護フィルムを形成する光学部材用保護フィルム形成工程と
を有することを特徴とする光学部材積層体の製造方法。 - 前記充填工程が、前記機能性微細凹凸パターン上に前記光学部材用保護フィルム形成用材料を塗布する工程であることを特徴とする請求項1に記載の光学部材積層体の製造方法。
- 前記充填工程が、前記機能性微細凹凸パターン上に前記光学部材用保護フィルム形成用材料を配置し、前記光学部材用保護フィルム形成用材料上にフィルム基材を積層してから加圧する工程であることを特徴とする請求項1に記載の光学部材積層体の製造方法。
- 前記充填工程が、フィルム基材上に前記光学部材用保護フィルム形成用材料を配置し、前記光学部材用保護フィルム形成用材料に前記機能性微細凹凸パターンが接するように、前記光学部材用保護フィルム形成用材料上に前記光学部材を積層してから加圧する工程であることを特徴とする請求項1に記載の光学部材積層体の製造方法。
- 前記光学部材用保護フィルム形成用材料が、離型性を有するものであることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載の光学部材積層体の製造方法。
- 前記機能性微細凹凸パターンの凸部間の平均ピッチが、60nm〜200nmの範囲内であることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかの請求項に記載の光学部材積層体の製造方法。
- 請求項1から請求項6までのいずれかの請求項に記載の光学部材積層体の製造方法により得られた光学部材積層体を光学的機能を必要とする部材に組み込む光学部材積層体組み込み工程、および、光学部材から光学部材用保護フィルムを剥離する剥離工程を有することを特徴とする光学的機能を有する部材の製造方法。
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