JP2016122163A - 光学フィルム及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の第1の構造体15が可視光波長以下のピッチで設けられているナノ構造の表面凹凸を有する原盤を作製する原盤の作製工程、原盤のナノ構造の表面凹凸を転写型として、ナノ構造の表面凹凸に対して反転した表面凹凸を有する反転凹凸樹脂層11を形成する工程を含むマスターフィルム10の形成工程、フィルムの片面に、マスターフィルム10の反転凹凸樹脂層11の表面凹凸を転写型としてナノ構造を形成すると共に、該フィルムの他面に該他面の凹部又は凸部からなる複数の第2の構造体26を一体成形するナノ構造フィルム21の形成工程を有し、マスターフィルム10とナノ構造フィルム21とを剥離可能に形成する。
【選択図】図1
Description
(ii)マスターフィルムと反対側のナノ構造フィルムの表面にも凹凸を形成し、その凹凸面上に接着剤層を設け、その接着剤層でナノ構造フィルムを被着体に貼着すると、ナノ構造フィルムの接着剤層側の表面凹凸によるアンカー効果でナノ構造フィルムと接着剤層の接着強度が高まるので、ナノ構造フィルムを接着剤層で被着体に貼着した後、マスターフィルムを剥離するときに、マスターフィルムと共にナノ構造フィルムが剥がれることを防止できること、
(iii)ナノ構造フィルムでは、基材を設けなくてもハンドリング性が向上するので、ナノ構造フィルムの厚さを低減できること、
(iv)マスターフィルムをナノ構造フィルムの保護フィルムとして使用することにより、別途保護フィルムを用意することが不要になること、
(v)マスターフィルムも反射防止フィルムとして使用できること
を見出し、本発明を完成させるに至った。
原盤のナノ構造の表面凹凸を転写型として、ナノ構造の表面凹凸に対して反転した表面凹凸を有する反転凹凸樹脂層を形成する工程を含むマスターフィルムの形成工程、
フィルムの片面に、マスターフィルムの反転凹凸樹脂層の表面凹凸を転写型としてナノ構造を形成すると共に、該フィルムの他面に該他面の凹部又は凸部からなる複数の第2の構造体を一体成形するナノ構造フィルムの形成工程を有し、
マスターフィルムとナノ構造フィルムとを剥離可能に形成する、
マスターフィルム付きナノ構造フィルムの製造方法である。
原盤のナノ構造の表面凹凸を転写型として、ナノ構造の表面凹凸に対して反転した表面凹凸を有する反転凹凸樹脂層を形成する工程を含むマスターフィルムの形成工程、
フィルムの片面に、マスターフィルムの反転凹凸樹脂層の表面凹凸を転写型としてナノ構造を形成すると共に、該フィルムの他面に該他面の凹部又は凸部からなる複数の第2の構造体を形成するナノ構造フィルムの形成工程を有し、
ナノ構造フィルムの形成工程において、構造体の高さと構造体の底面の径の比を構造体のアスペクト比とした場合に、第2の構造体のアスペクト比が第1の構造体のアスペクト比よりも小さいか、又は第2の構造体の個数密度が第1の構造体の個数密度よりも小さくし、マスターフィルムとナノ構造フィルムとを剥離可能に形成する、
マスターフィルム付きナノ構造フィルムの製造方法である。
は、同一又は同等の構成要素を表わしている。
図1は、本発明のマスターフィルム付きナノ構造フィルム1の一実施例の断面図である。
このマスターフィルム付きナノ構造フィルム1は、剥離可能に積層されたマスターフィルム10とナノ構造フィルム21と、ナノ構造フィルム21に必要に応じて積層された接着剤層23から形成されている。接着剤層23を被着体に押し付け、マスターフィルム10を剥離除去すると、ナノ構造フィルム21と接着剤層23からなる光学フィルム20が被着体に残り、被着体に反射防止機能が付与されるようにしたものである。
光学フィルム20はナノ構造フィルム21と接着剤層23から形成されている。ナノ構造フィルム21は、フィルムの片面に、該フィルム表面の凹部又は凸部により形成された複数の第1の構造体25が可視光波長以下の間隔で設けられているナノ構造を有し、該フィルムの他面に、該他面の凹部又は凸部により形成された複数の第2の構造体26をする。接着剤層23は、ナノ構造フィルム21の第2の構造体26の形成面側に積層されている。接着剤層23の表面には必要に応じて剥離フィルムが設けられる。
ナノ構造フィルム21の両面のナノ構造体の凹凸を含む層厚D1は、ナノ構造の製造安定性の点から好ましくは1〜60μm、より好ましくは1〜10μmとする。
一方、マスターフィルム10は、ナノ構造フィルム21の第1の構造体25による表面凹凸に対して反転した表面凹凸を有する反転凹凸樹脂層11とベースフィルム12の積層体となっている。従って、ナノ構造フィルム21において凸部として形成された第1の構造体25同士の間の凹部に対応する部分が、マスターフィルム10の反転凹凸樹脂層11における凸部の構造体15となり、この構造体15が可視光波長以下の間隔で多数設けられている。
反転凹凸樹脂層11の表面の凹凸を含む層厚D3は、ナノ構造の製造安定性の点から1〜60μmが好ましい。
マスターフィルム付きナノ構造フィルム1は次の工程から製造することができる。
(原盤の作製工程:工程1)ナノ構造フィルム21に形成しようとするナノ構造の表面凹凸31を表面に有する原盤30を作製する(図2A)。この原盤の作製方法自体には特に制限はなく、ナノ構造の原盤を作製する公知の方法を使用することができる。例えば、特許文献1に記載のように、ロールガラス原盤を、レーザ光を用いてフォトリソグラフの手法によりパターニングする方法を使用することができる。また、アルミニウムを陽極酸化して得られる陽極酸化ポーラスアルミナを原盤として使用してもよい(WO2006/059686)。
(工程2)原盤30のナノ構造の表面凹凸31の形成面に、第1の光硬化性樹脂11pを密着させる(図2B)。より具体的には、例えば、ベースフィルム12に塗布した第1の光硬化性樹脂11pを原盤30に密着させる。
また、第1の光硬化性樹脂11pの塗布厚は1〜60μmとすることが好ましい。
(工程4)マスターフィルム10の表面凹凸の形成面に第2の光硬化性樹脂21pを塗布し、塗布した第2の光硬化性樹脂21pの表面を、第2の構造体26に対して反転した表面凹凸を有するロール状の第2の原盤32で押さえつつマスターフィルム10側から紫外線を照射して第2の光硬化性樹脂21pを硬化させることにより、表面に第2の構造体26を有するナノ構造フィルム21を形成する(図2E)。
こうして、本発明のマスターフィルム付きナノ構造フィルム1Bを得ることができる(図2F)。
また、このマスターフィルム付きナノ構造フィルム1Bのナノ構造フィルム21の第2の構造体26の形成面に接着剤層23を積層することにより、図1に示したマスターフィルム付きナノ構造フィルム1を得ることができる。
マスターフィルム付きナノ構造フィルム1の使用方法としては、その接着剤層23を、反射防止機能を付与したいガラス等の被着体41に貼着し(図3A)、マスターフィルム10を剥離する(図3B)。こうして被着体41に、反射防止フィルムとして、ナノ構造フィルム21からなる光学フィルム20を貼着することができる。このナノ構造フィルム21の表面凹凸は、マスターフィルム10を剥離するまで、マスターフィルム10で保護されている。したがって、ナノ構造フィルム21のナノ構造が擦過等で傷つくことを、マスターフィルム10によって防止することができる。
なお、光学フィルム20から剥離したマスターフィルム10は、それ自体を従前の反射防止フィルムと同様に使用することができる。
図1に示した層構成のマスターフィルム付きナノ構造フィルム1を次のようにして製造した。
この場合、マスターフィルム10を構成するベースフィルム12として厚さ50μmのPETフィルムを使用し、反転凹凸樹脂層11を形成する光硬化性樹脂11pとしてシリコーン系離型剤(ビッグケミー社、シリコーン滑剤BYK333)を添加したUV硬化型アクリル樹脂(デクセリアルズ(株)、SK1100シリーズ)を使用し、光硬化により反転凹凸樹脂層11を厚さ約3μmに形成した。また、反転凹凸樹脂層11が有するナノ構造としては、図5A及び図5Bに示すように、個々の構造体15が砲弾型に近似した形状で、その凸部の高さL1を約200nm、構造体15の配列が千鳥配列、構造体15の長径方向の配列ピッチL2を約270nm、短径方向の配列ピッチL3を約153nmとした。
次いで、ナノ構造フィルム21に、接着剤層23として厚さ25μmの高透明性接着剤テープ(OCA)(アクリル粘着材、品名:FW25、日栄化工(株))を貼着し、マスターフィルム付きナノ構造フィルム1を得た。
実施例1において、ナノ構造フィルム21の接着剤層側の表面を平坦に形成する以外は実施例1と同様にして製造したナノ構造フィルム貼着体の分光反射スペクトルを実施例1と同様に計算した。
実施例1において、ナノ構造フィルム21の両面を平坦に形成する以外は実施例1と同様に製造したナノ構造フィルム貼着体の分光反射スペクトルを実施例1と同様に計算した。
実施例1において、接着剤層23の屈折率を1.7とし、被着体の屈折率を1.7とする以外は実施例1と同様にしてナノ構造フィルム貼着体の分光反射スペクトルを計算した。
比較例2a
実施例2において、ナノ構造フィルム21の接着剤層側の表面を平坦に形成する以外は実施例2と同様にしてナノ構造フィルム貼着体の分光反射スペクトルを計算した。
実施例2において、ナノ構造フィルム21の両面を平坦に形成する以外は実施例2と同様にしてナノ構造フィルム貼着体の分光反射スペクトルを計算した。
実施例1において、接着剤層23の屈折率を1.75とし、被着体の屈折率を1.75とする以外は実施例1と同様にしてナノ構造フィルム貼着体の分光反射スペクトルを計算した。
実施例3において、ナノ構造フィルム21の接着剤層側の表面を平坦に形成する以外は実施例3と同様にしてナノ構造フィルム貼着体の分光反射スペクトルを計算した。
実施例3において、ナノ構造フィルム21の両面を平坦に形成する以外は実施例3と同様にしてナノ構造フィルム貼着体の分光反射スペクトルを計算した。
実施例1において、ナノ構造フィルム21の第1の構造体の高さを220nm、第2の構造体の高さを200nmとし、実施例1と同様にナノ構造体フィルム被着体の分光反射スペクトルを計算した。結果を図8に示す。
実施例1において、ナノ構造フィルム21の第1の構造体の高さを220nmとし、ナノ構造フィルム21の接着剤層側の表面を平坦とし、実施例1と同様にナノ構造体フィルム被着体の分光反射スペクトルを計算した。結果を図8に示す。
なお、図8には、ナノ構造フィルム21の両面を平坦に形成した場合(比較例1b)の計算結果も示した。
実施例1において、ナノ構造フィルム21の第1の構造体の高さを220nm、第2の構造体の高さを100nmとし、実施例1と同様にナノ構造体フィルム被着体の分光反射スペクトルを計算した。結果を図8に示す。
実施例1と同様にしてマスターフィルムの反転凹凸樹脂層上にナノ構造フィルムを形成し、マスターフィルム付きナノ構造フィルムを得た。
光源:紫外線LEDランプ(波長385nm)
強度:1000mW/cm2
光源とナノ構造フィルム付き白板ガラスとの距離:2cm
照射時間:2時間
10 マスターフィルム
11 反転凹凸樹脂層
11p 第1の光硬化性樹脂
12 ベースフィルム
15 構造体
20、20B 光学フィルム
21 ナノ構造フィルム
21p 第2の光硬化性樹脂
23、23B 接着剤層
23b 光硬化性接着剤
25 第1の構造体
26 第2の構造体
30 原盤
31 ナノ構造の表面凹凸
32 第2の原盤
41 被着体
42 黒色PET板
50 タッチパネル
51 枠部
52 反射防止フィルム
53 粘着剤層
54 空隙
D1 ナノ構造フィルムの層厚
D2 接着剤層の層厚
D3 反転樹脂層の層厚
s 段差
Claims (33)
- フィルムの片面に該フィルム表面の凹部又は凸部により形成された複数の第1の構造体が可視光波長以下のピッチ設けられているナノ構造を有し、該フィルムの他面に該他面の凹部又は凸部により形成された複数の第2の構造体を有するナノ構造フィルムと、ナノ構造フィルムの第2の構造体の形成面に積層された接着剤層を有する光学フィルムであって、ナノ構造フィルムが一体成形されている光学フィルム。
- フィルムの片面に該フィルム表面の凹部又は凸部により形成された複数の第1の構造体が可視光波長以下のピッチで設けられているナノ構造を有し、該フィルムの他面に該他面の凹部又は凸部により形成された複数の第2の構造体を有するナノ構造フィルムと、ナノ構造フィルムの第2の構造体の形成面に積層された接着剤層を有する光学フィルムであって、構造体の高さと構造体の底面の径の比を構造体のアスペクト比とした場合に、第2の構造体のアスペクト比が第1の構造体のアスペクト比よりも小さいか、又は第2の構造体の個数密度が第1の構造体の個数密度よりも小さい光学フィルム。
- ナノ構造フィルムの両面の凹凸を含む厚さが1〜60μmである請求項1又は2記載の光学フィルム。
- 第2の構造体が可視光波長以下のピッチで設けられている請求項1〜3のいずれかに記載の光学フィルム。
- 第2の構造体のアスペクト比が第1の構造体のアスペクト比よりも小さい請求項1記載の光学フィルム。
- ナノ構造フィルムの両面の凹凸を含む厚さが1〜10μm、接着剤層の表面の凹凸を含む厚さが1〜50μmである請求項1〜5のいずれかに記載の光学フィルム。
- フィルムの片面に該フィルム表面の凹部又は凸部により形成された複数の第1の構造体が可視光波長以下のピッチで設けられているナノ構造を有し、該記フィルムの他面に該他面の凹部又は凸部により形成された複数の第2の構造体を有するナノ構造フィルム、及びナノ構造フィルムの第1の構造体の形成面側に剥離可能に積層されているマスターフィルムを有するマスターフィルム付ナノ構造フィルムであって、ナノ構造フィルムが一体成形されており、ナノ構造フィルムとマスターフィルムの互いの対向面の表面凹凸が反転しているマスターフィルム付きナノ構造フィルム。
- フィルムの片面に該フィルム表面の凹部又は凸部により形成された複数の第1の構造体が可視光波長以下のピッチで設けられているナノ構造を有し、該記フィルムの他面に該他面の凹部又は凸部により形成された複数の第2の構造体を有するナノ構造フィルム、及びナノ構造フィルムの第1の構造体の形成面側に剥離可能に積層されているマスターフィルムを有するマスターフィルム付ナノ構造フィルムであって、構造体の高さと構造体の底面の径の比を構造体のアスペクト比とした場合に、第2の構造体のアスペクト比が第1の構造体のアスペクト比よりも小さいか、又は第2の構造体の個数密度が第1の構造体の個数密度よりも小さく、ナノ構造フィルムとマスターフィルムの互いの対向面の表面凹凸が反転しているマスターフィルム付きナノ構造フィルム。
- ナノ構造フィルムの両面の凹凸を含む厚さが1〜60μmである請求項7又は8記載の
マスターフィルム付きナノ構造フィルム。 - 第2の構造体が可視光波長以下のピッチで設けられている請求項7〜9のいずれかに記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルム。
- 第2の構造体のアスペクト比が第1の構造体のアスペクト比よりも小さい請求項7記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルム。
- ナノ構造フィルムの両面の凹凸を含む厚さが1〜10μmである請求項7〜11のいずれかに記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルム。
- ナノ構造フィルムの第2の構造体の形成面側に接着剤層が積層されている請求項7〜12のいずれかに記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルム。
- 接着剤層の表面の凹凸を含む厚さが1〜50μmである請求項13記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルム。
- マスターフィルムが、ナノ構造フィルムの表面凹凸に対して反転した表面凹凸を有する反転凹凸樹脂層と該反転凹凸樹脂層と積層しているベースフィルムを有する請求項7〜14のいずれかに記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルム。
- マスターフィルムが、第1の構造体の形成面側表面に無機膜を有する請求項7〜15のいずれかに記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルム。
- ナノ構造フィルムとマスターフィルムの少なくとも一方に離型剤が添加されている請求項7〜16のいずれかに記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルム。
- ナノ構造フィルムとマスターフィルムの弾性率が異なる請求項7〜17のいずれかに記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルム。
- ナノ構造フィルムとマスターフィルムの表面凹凸が、それぞれ光硬化樹脂で形成されている請求項7〜18のいずれかに記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルム。
- ナノ構造フィルムの第1の構造体の形成面の分光反射率(波長350〜800nm)が0.1〜1.8%であり、マスターフィルムのナノ構造フィルムとの対向面の分光反射率(波長350〜800nm)が0.1〜1.5%である請求項7〜19のいずれかに記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルム。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の光学フィルムが、該光学フィルムの接着剤層により被着体に貼着されているナノ構造フィルム貼着体。
- 請求項7記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルムの製造方法であって、複数の第1の構造体が可視光波長以下のピッチで設けられているナノ構造の表面凹凸を有する原盤を作製する原盤の作製工程、
原盤のナノ構造の表面凹凸を転写型として、ナノ構造の表面凹凸に対して反転した表面凹凸を有する反転凹凸樹脂層を形成する工程を含むマスターフィルムの形成工程、
フィルムの片面に、マスターフィルムの反転凹凸樹脂層の表面凹凸を転写型としてナノ構造を形成すると共に、該フィルムの他面に該他面の凹部又は凸部からなる複数の第2の構造体を一体成形するナノ構造フィルムの形成工程を有し、
マスターフィルムとナノ構造フィルムとを剥離可能に形成する、
マスターフィルム付きナノ構造フィルムの製造方法。 - 請求項8記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルムの製造方法であって、複数の第1の構造体が可視光波長以下のピッチで設けられているナノ構造の表面凹凸を有する原盤を作製する原盤の作製工程、
原盤のナノ構造の表面凹凸を転写型として、ナノ構造の表面凹凸に対して反転した表面凹凸を有する反転凹凸樹脂層を形成する工程を含むマスターフィルムの形成工程、
フィルムの片面に、マスターフィルムの反転凹凸樹脂層の表面凹凸を転写型としてナノ構造を形成すると共に、該フィルムの他面に該他面の凹部又は凸部からなる複数の第2の構造体を形成するナノ構造フィルムの形成工程を有し、
ナノ構造フィルムの形成工程において、構造体の高さと構造体の底面の径の比を構造体のアスペクト比とした場合に、第2の構造体のアスペクト比が第1の構造体のアスペクト比よりも小さいか、又は第2の構造体の個数密度が第1の構造体の個数密度よりも小さくし、マスターフィルムとナノ構造フィルムとを剥離可能に形成する、
マスターフィルム付きナノ構造フィルムの製造方法。 - ナノ構造フィルムの両面の凹凸を含む厚さを1〜60μmに形成する請求項22又は23記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルムの製造方法。
- ナノ構造フィルムの形成工程において、第2の構造体を可視光波長以下のピッチで形成する請求項22〜24のいずれかに記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルムの製造方法。
- ナノ構造フィルムの両面の凹凸を含む厚さを1〜10μmに形成する請求項22〜25のいずれかに記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルムの製造方法。
- ナノ構造フィルムの第2の構造体の形成面側に接着剤層を形成する請求項22〜26のいずれかに記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルムの製造方法。
- 接着剤層の表面の凹凸を含む厚さを1〜50μmに形成する請求項27記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルムの製造方法。
- マスターフィルムの形成工程において、
原盤の表面凹凸の形成面に、第1の硬化性樹脂を密着させ、該第1の硬化性樹脂を硬化させ、原盤から剥離することにより反転凹凸樹脂層を形成し、
ナノ構造フィルムの形成工程において、
マスターフィルムの表面凹凸の形成面に第2の硬化性樹脂を塗布し、塗布した第2の硬化性樹脂の表面を、第2の構造体に対して反転した表面凹凸を有する原盤で押さえつつ第2の硬化性樹脂を硬化させてナノ構造フィルムを形成する、
請求項22〜28のいずれかに記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルムの製造方法。 - 第1の硬化性樹脂として、ベースフィルムに塗工されている第1の硬化性樹脂を使用する請求項29記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルムの製造方法。
- マスターフィルムの形成工程において、反転凹凸樹脂層を形成後、その表面凹凸の形成面に無機膜を形成する請求項22〜30のいずれかに記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルムの製造方法。
- 反転凹凸樹脂層を形成する樹脂と、ナノ構造フィルムを形成する樹脂の少なくとも一方に離型剤が添加されている請求項22〜31のいずれかに記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルムの製造方法。
- 第1の硬化性樹脂又は第2の硬化性樹脂に、第1の硬化性樹脂又は第2の硬化性樹脂が硬化後に低弾性となる樹脂を配合する請求項29〜32のいずれかに記載のマスターフィルム付きナノ構造フィルムの製造方法。
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