JP2016190418A - 原盤の製造方法、光学体、光学部材、および表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[1.1.原盤の構造]
まず、図1および図2を参照して、本発明の一実施形態に係る製造方法によって製造される原盤について説明する。図1は、本実施形態に係る製造方法により製造される原盤を模式的に示した斜視図である。また、図2は、本実施形態に係る原盤を厚み方向に切断した際の断面形状を模式的に示す断面図である。
次に、図3〜図5Cを参照して、上記で説明した本実施形態に係る原盤に対して、ランダムなミクロ凹凸構造に対応する潜像を形成するための露光方法について説明する。
次に、図6〜図12を参照して、本実施形態に係る原盤の製造方法について説明する。図6〜図12は、本実施形態に係る原盤の製造方法の各工程を説明する断面図である。なお、以下の各工程は、公知の一般的な装置を使用することで実施が可能である。また、各工程における具体的な条件については、一般的な製造条件を適用することが可能であるため、数値等の詳細な記載は省略する。
[2.1.光学体の製造方法]
続いて、本実施形態に係る原盤1を用いて製造される光学体について説明する。本実施形態に係る原盤1を用いて製造される光学体は、例えば、反射防止フィルム、迷光防止フィルムなどとして使用することができる。具体的には、光学体は、本実施形態に係る原盤1の外周面に形成されたマクロ凹凸構造11およびミクロ凹凸構造13を、ロールツーロール方式のナノインプリント法を用いて樹脂基材等に転写することで製造することができる。
続いて、図14A〜図14Bを参照して、本実施形態に係る原盤により製造された光学体の適用例について説明する。
以下では、実施例および比較例を参照しながら、本実施形態に係る原盤について、さらに具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、本実施形態に係る原盤およびその製造方法の実施可能性および効果を示すための一条件例であり、本発明に係る原盤およびその製造方法が以下の実施例に限定されるものではない。
まず、露光条件を変更しながらレーザ光による露光を行い、本実施形態に係る露光方法によって、ランダムなミクロ凹凸構造を形成可能であることを確認した。
まず、円筒形状の石英ガラスからなる基材(軸方向長さ480mm×外径直径132mm)の外周面に、酸化タングステンを含む材料にて、基材レジスト層をスパッタ法で約50〜60nm成膜した。次に、図3で示した露光装置により、レーザ光による熱反応リソグラフィを行い、基材レジスト層にランダムなミクロ凹凸構造に対応する潜像を形成した。続いて、露光した基材をNMD3(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド2.38質量%水溶液)(東京応化工業社製)にて現像処理し、基材レジスト層にミクロ凹凸構造を形成した。
円筒形基材の回転数を300rpmとし、基材の軸方向送り速度を0.5μm/秒とした以外は、試験例1と同様の条件で露光した。この時、露光パターンにおいて、制御信号の1ビットに対応するレーザ光の照射距離は、0.041μmであり、露光パターンのトラックピッチは、100nmであった。
基材の軸方向送り速度を2.76μm/秒とした以外は、試験例1と同様の条件で露光した。この時、露光パターンにおいて、制御信号の1ビットに対応するレーザ光の照射距離は、0.12μmであり、露光パターンのトラックピッチは、184nmであった。
基材の軸方向送り速度を1.125μm/秒とした以外は、試験例1と同様の条件で露光した。この時、露光パターンにおいて、制御信号の1ビットに対応するレーザ光の照射距離は、0.12μmであり、露光パターンのトラックピッチは、75nmであった。
上記で製造した試験例1〜4に係る評価サンプルを走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)にて20000倍で観察し、ランダムなミクロ凹凸構造が形成されていることを確認した。観察結果を表す画像を図15に示す。図15は、試験例1〜4に係る評価サンプルのSEMによる観察画像である。
続いて、以下の工程により、本実施形態に係る原盤を製造し、製造した原盤を用いて光学体を製造した。
まず、円筒形状の石英ガラスからなる基材(軸方向長さ480mm×外径直径132mm)の外周面に、酸化タングステンを含む材料にて、基材レジスト層をスパッタ法で約50〜60nm成膜した。次に、図3で示した露光装置200により、レーザ光による熱反応リソグラフィを行い、基材レジスト層にランダムなミクロ凹凸構造に対応する潜像を形成した。
露光時の基材の軸方向送り速度を2.76μm/秒とし、基材の軸方向におけるレーザ光の照射間隔を184nmとした以外は、実施例1と同様の方法で実施例2に係る原盤を製造した。また、実施例2に係る原盤を用いて、実施例1と同様の方法で光学体を製造した。
基材の周方向に沿って円形のドットが約230nmのピッチごとに列(トラック)になって配列され、隣接するトラック同士の間隔が約150nmである六方格子状の周期的配列を露光パターンに用いた以外は、実施例1と同様の方法で比較例1に係る原盤を製造した。また、比較例1に係る原盤を用いて、実施例1と同様の方法で光学体を製造した。
原盤に形成された凹凸構造が転写された光学体を評価することで、原盤に形成された凹凸構造を評価した。
続いて、図19〜図21を参照して、本実施形態に係る光学体を反射防止フィルムとして適用した場合の評価結果について説明する。具体的には、本実施形態に係る光学体を表示装置または表示板に貼付した場合に、表示面への外光の映り込みを防止することができるか否かを評価した。
無機レジスト層に酸化タングステンを用い、噴霧による有機レジスト層の形成後、CF4ガス(30sccm)を用いて、ガス圧0.5Pa、投入電力200Wにて無機レジスト層を10分間エッチングした点を除いては実施例1と同様にして原盤を製造し、さらに光学体を製造した。製造した光学体は、光学粘着シート(PANAC社製PDS1)を介して表示装置または表示板に貼付した。
噴霧による有機レジスト層の形成後、CHF3ガス(15sccm)およびCF4ガス(15sccm)を用いて、ガス圧0.5Pa、投入電力200Wにて無機レジスト層を20分間エッチングした。上記の有機レジスト層の形成および無機レジスト層のエッチングを1サイクルとして、該サイクルを7サイクル繰り返した点を除いては実施例1と同様にして原盤を製造し、さらに光学体を製造した。製造した光学体は、光学粘着シート(PANAC社製PDS1)を介して表示装置または表示板に貼付した。
上記の有機レジスト層の形成および無機レジスト層のエッチングからなるサイクルの繰り返し回数を3回とした点を除いては実施例4と同様にして原盤を製造し、さらに光学体を製造した。製造した光学体は、光学粘着シート(PANAC社製PDS1)を介して表示装置または表示板に貼付した。
実施例5に係る光学体をヘイズ値が45%である高ヘイズ粘着剤(試作品)を用いて表示装置または表示板に貼付した。
ポリエチレンテレフタレートフィルムを基材に用い、ヘイズ値が18%のAG(Antiglare)層をウェットコーティングによって基材の片面に積層した。AG層上に、順にSiOx(膜厚3nm)、Nb2O5(膜厚20nm)、SiO2(膜厚35nm)、Nb2O5(膜厚35nm)、SiO2(膜厚100nm)の多層薄膜をスパッタ法によって成膜することで反射防止層を形成した。以上の工程によって光学体を製造した。製造した光学体は、光学粘着シート(PANAC社製PDS1)を介して表示装置または表示板に貼付した。
セルローストリアセテート(TAC)フィルムを基材に用い、ヘイズ値が9%のAGハードコート層をウェットコーティングによって基材の片面に積層した。次に、AGハードコート層上に、AGハードコート層よりも屈折率が低く、フィラーを含む樹脂層をウェットコーティングによって積層し、反射防止層を形成した。以上の工程によって光学体を製造した。製造した光学体は、光学粘着シート(PANAC社製PDS1)を介して表示装置または表示板に貼付した。
比較例1において、基材レジスト層の現像処理後に基材レジスト層をマスクにして、CHF3ガスを用いて基材をエッチングし、基材の外周面にミクロ凹凸構造を形成した原盤を製造した。また、このようなミクロ凹凸構造のみが形成された原盤を用いて、実施例1と同様の方法で光学体を製造した。製造した光学体は、光学粘着シート(PANAC社製PDS1)を介して表示装置または表示板に貼付した。
ポリエチレンテレフタレートフィルム上に、ヘイズ値が約23%のアンチグレア層と、ハードコート層とが積層された市販のディスプレイ用防眩フィルムを購入した。購入した防眩フィルムは、光学粘着シート(PANAC社製PDS1)を介して表示装置または表示板に貼付した。
まず、実施例3〜6、および比較例2〜5に係る光学体の各種光学特性を評価した。
5:蛍光灯の光の輪郭が全く判別できない。
4:蛍光灯の光の輪郭がわずかに判別できる。
3:蛍光灯の光はぼやけるが、輪郭はほぼ判別できる。
2:蛍光灯の光はほとんどぼやけず、輪郭も判別できる。
1:蛍光灯の光は全くぼやけず、輪郭も明確に判別できる。
10 基材
11 マクロ凹凸構造
13 ミクロ凹凸構造
15 基材レジスト層
17 無機レジスト層
19 有機レジスト層
111 山部
113 谷部
131 凸部
133 凹部
Claims (15)
- 円筒または円柱形状の基材を含む原盤本体の外周面に、所定の範囲で周期性を有しない制御信号により変調されたレーザを照射することで、凹凸の平均周期が可視光波長以下であるミクロ凹凸構造を前記原盤本体の周方向および軸方向にランダムに形成するステップと、
前記原盤本体の外周面上にエッチングレジスト層を形成するステップと、
前記エッチングレジスト層に対して、凹凸の平均周期が可視光波長より大きいマクロ凹凸構造を形成するステップと、
前記エッチングレジスト層および前記原盤本体をエッチングすることで、前記基材の外周面上に前記ミクロ凹凸構造と、前記マクロ凹凸構造とを重畳して形成するステップと、
を含む原盤の製造方法。 - 前記制御信号の1ビットに対応する前記原盤本体の周方向に対する前記レーザの照射距離は、0.2μm以下である、請求項1に記載の原盤の製造方法。
- 前記原盤本体の軸方向に対する前記レーザの照射位置の間隔は、75nm以上350nm以下である、請求項1または2に記載の原盤の製造方法。
- 前記エッチングレジスト層は、前記原盤本体の外周面上に形成された無機レジスト層と、前記無機レジスト層上に形成された有機レジスト層とを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の原盤の製造方法。
- 前記有機レジスト層をマスクとする前記無機レジスト層へのエッチングと、前記無機レジスト層をマスクとする前記原盤本体へのエッチングとは、異なるガスを用いたドライエッチングで行われる、請求項4に記載の原盤の製造方法。
- 前記ドライエッチングは、少なくともフッ素原子を含み、炭素原子、フッ素原子、酸素原子および水素原子のうち少なくとも2つ以上を含むガスを用いた垂直異方性エッチングである、請求項5に記載の原盤の製造方法。
- 前記有機レジスト層は、溶媒にて希釈された有機レジストを微粒子化して噴霧することにより形成される、請求項4〜6のいずれか一項に記載の原盤の製造方法。
- 前記原盤本体は、前記基材と、前記基材の外周面上に形成された基材レジスト層とで構成されており、
前記ミクロ凹凸構造は、前記基材レジスト層に形成され、
前記無機レジスト層は、前記ミクロ凹凸構造を包埋するように前記基材レジスト層上に形成され、
前記基材レジスト層は、前記無機レジスト層と同時にエッチングされる、請求項4〜7のいずれか一項に記載の原盤の製造方法。 - 前記基材レジスト層のエッチングレートは、前記無機レジスト層のエッチングレートと異なる、請求項8に記載の原盤の製造方法。
- 前記原盤本体は、前記基材で構成されており、
前記ミクロ凹凸構造は、前記基材に形成される、請求項4〜7のいずれか一項に記載の原盤の製造方法。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載の製造方法により製造された原盤を用い、樹脂基材に対して前記原盤の外周面に形成された前記ミクロ凹凸構造および前記マクロ凹凸構造を転写した、光学体。
- ヘイズ値が20%以上である、請求項11に記載の光学体。
- 請求項11または12に記載の光学体を基板表面に積層した、光学部材。
- 請求項11または12に記載の光学体を表示面上に積層した、表示装置。
- 樹脂基材の表面に形成され、凹凸の平均周期が可視光波長より大きいマクロ凹凸構造と、前記マクロ凹凸構造に重畳され、凹凸の平均周期が可視光波長以下であるランダムに形成されたミクロ凹凸構造とを備え、ヘイズ値が20%以上である光学体と、
前記光学体を表示面上に積層した表示パネルと、
を備える表示装置。
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