JP2017531207A - ナノパターンを含む光学シート及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、（Ｓ１）：硬化性樹脂組成物を供給して単層レイヤーを形成する段階と、（Ｓ２）：前記（Ｓ１）段階で形成された単層レイヤーについて、５０〜５００ｎｍのピッチ（ｐｉｔｃｈ）および１．０〜５．０のアスペクト比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）を有するナノパターンが形成された離型モールドを通過させることで、表面にナノパターンが転写された単層レイヤーを得る段階と、（Ｓ３）：前記（Ｓ２）段階で得たナノパターンが転写された単層レイヤーを硬化させる段階とを含んでなる、光学シートの製造方法に関する。

Description

本発明は、液晶ディスプレイに使用される光学シートに係り、より具体的には、ナノパターンを含む光学シート及びその製造方法に関する。
最近、様々な研究によって、ディスプレイ、発光ダイオード、太陽電池などの光素子の表面に、可視光波長（約３８０乃至７８０ｎｍ）以下の周期を持つ微細凹凸構造を実現する場合、反射防止効果およびロータス効果（ｌｏｔｕｓ−ｅｆｆｅｃｔ）などが発現して光素子の効率が向上できることが知られている。このような微細凹凸構造は、モスアイ（ｍｏｔｈ−ｅｙｅ）構造と呼ばれるが、屈折率の異なる二つの媒質の間に発生する屈折率の変化に対して緩衝作用をする。つまり、光が異なる二つの媒質を通り過ぎると、屈折率の差によって反射現象が発生するが、二つの媒質の間に微細な凹凸が存在する場合、二つの媒質の屈折率が連続的に増加するので、反射現象が抑制されるのである。
光素子の表面に微細凹凸構造を形成する方法としては、例えば、下記の段階（ｉ）〜（
iii）を含む方法（ナノインプリント、ｎａｎｏ ｉｍｐｒｉｎｔ）が知られている。
（ｉ）前記微細凹凸構造とは反転の構造を持つモールドと、光透過性フィルムの本体で
ある基材フィルムとの間に、活性エネルギー線硬化性組成物を提供する段階と、
（ii）活性エネルギー線硬化性組成物に、紫外線などの活性エネルギー線を照射・硬化させることで、基材フィルムの表面に、微細凹凸構造を有する硬化樹脂層を形成する段階と、
（iii）硬化樹脂層からモールドを分離する工程。
ところが、前記モールドは、通常、細孔の周期がナノメートルであり、細孔のアスペクト比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）も比較的大きいため、モールドと活性エネルギー線硬化性組成物との接触界面が大幅に増加する。これにより、モールドに形成されたパターンを硬化性樹脂層に正確に刻印することが困難であり、界面力が増加するにつれて、前記工程（iii）でモールドを分離する作業自体が非常に難しくなる。特に、モールドを分離する作業は生産性に直結しうるので、従来、これを解決しようとする幾つかの特許技術が公開されている。
一例として、特開２００７−３２６３６７号公報には、モールドの微細凹凸構造が形成された側の表面を、離型剤（外部離型剤）によって処理する方法が開示されており、特開２００９−０６１６２８号公報には、内部離型剤として、リン酸エステル系化合物を含む光硬化性樹脂組成物からなる固体相の光硬化性転写層を用いる方法が開示されている。しかし、これらの特許のように単純に離型剤処理だけに頼った場合、繰り返しの転写作業により離型性が漸次低下したり、モールドの表面が離型剤の堆積により汚染したりする、おそれがあるという欠点がある。
一方、微細凹凸構造の硬化樹脂層が形成される基材フィルムとしては、ＰＥ、ＰＣ、ＰＭＭＡなどが使用されるが、このような基材フィルムは、透明性、柔軟性などには優れるものの、皺（しわ）やカールに脆弱であるおそれがある。また、このような基材フィルムの使用により、強度などの物性が向上できるが、物品の薄膜化の実現が難しく、製造コストの節減にも限界が発生するしかない状況である。
また、図１の如く、従来は、基材フィルムと硬化樹脂層とが区分される多層構造が形成されることにより、層間界面での光透過損失が発生し、透過しなかった光は、反射現象の、もう一つの原因として作用する。このため、基材層を使用しない技術が提案されているが、樹脂層を形成した後に基材フィルムを化学処理して剥離する方法に止まっており、実現可能なパターンサイズもマイクロ単位であるという限界がある。
そこで、本発明によって、ロール・ツー・ロール（ｒｏｌｌ ｔｏ ｒｏｌｌ）およびスタンプ（ｓｔａｍｐ）などの従来のパターン転写工程を適用するが、基材フィルムを使用せずに硬化性樹脂のみを用いてナノパターンを形成することにより、基材との界面による光透過損失（反射特性）が全く発生せず、９５％以上の優れた透過率を示す無基材(non-substrate or substrate-less)タイプのナノパターン光学シートを提供しようとする。
本発明に係る好適な第１実施形態は、下記の（Ｓ１）乃至（Ｓ３）の段階を含む、光学シートの製造方法を提供する。
（Ｓ１） 硬化性樹脂組成物を供給して単層レイヤーを形成する段階、
（Ｓ２） 前記（Ｓ１）段階で形成された単層レイヤーについて、５０〜５００ｎｍのピッチ（ｐｉｔｃｈ）および１．０〜５．０のアスペクト比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）を有するナノパターンが形成された離型モールドを通過させることで、表面にナノパターンが転写された単層レイヤーを得る段階、および
（Ｓ３） 前記（Ｓ２）段階で得たナノパターンが転写された単層レイヤーを硬化させる段階。
前記第１実施形態による硬化性樹脂組成物は、重量平均分子量１００〜３０，０００のウレタンアクリレート１００重量部と、前記ウレタンアクリレート１００重量部を基準として重量平均分子量１００〜１０，０００のフッ素含有シロキサン−アクリレートオリゴマー７５〜２５０重量部とを含むことができ、ここで、硬化性樹脂組成物には、ウレタンアクリレート１００重量部を基準として、６０〜１２５重量部の希釈剤および１０〜２５重量部の重合開始剤をさらに含むことができ、これによる硬化性樹脂組成物は１００〜３００ｃｐｓの粘度を有することができる。
また、前記第１実施形態に係る（Ｓ２）段階は、ナノパターンを転写しながら５０〜１５０ｍｊ／ｃｍ2の光量で単層レイヤーを仮硬化させる工程を含み、パターン転写の際に使用される離型モールドは、シリコーン、フッ素およびテフロン（登録商標）よりなる群から選ばれた１種以上の離型剤でコーティング処理されたものであり得る。
一方、本発明の好適な第２実施形態は、重量平均分子量１００〜３０，０００のウレタンアクリレート１００重量部と、前記ウレタンアクリレート１００重量部を基準として重量平均分子量１００〜１０，０００のフッ素含有シロキサン−アクリレートオリゴマー７５〜２５０重量部とを含む硬化性組成物から形成され、少なくとも一つの表面に、５０〜５００ｎｍのピッチ（ｐｉｔｃｈ）および１．０〜５．０のアスペクト比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）を有する、多数のナノパターンを含む光学シートである。
前記第２実施形態による光学シートは、５５０ｎｍの光の照射の際に透過率が９５％以上であり得、２３℃でのカール（ｃｕｒｌ）値が０ｍｍ〜２．０ｍｍであり得る。
また、前記第２実施形態による光学シートは、前記第１実施形態による製造方法で製造されたものであり得る。
本発明に係る光学シートは、基材を使用していない無基材タイプの光学シートであって、通常、基材層と樹脂パターン層との界面における屈折率の差に応じて発生する反射現象（光の損失）が発生しないので、９５％以上の透過率を示すとともに、光の集光および拡散の特性を向上させることができる。
また、硬化性樹脂のみを用いて単層の光学シートを製造することができるので、恒温恒湿（６０℃、ＲＨ８５％）および高温（１２０℃）条件下での信頼性テストの後にもシワやカール特性に優れるため、高信頼性の光学シートを製造することができ、薄膜化が可能である。また、既存のロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）工程をそのまま適用することができるので、大量生産ができるだけでなく、工程自体で基材フィルムを使用しないため、製造コストの節減による価格競争力を確保することができる。
基材層の一面または両面にナノパターン層を含む、通常のナノパターン光学シートの一例を示す断面図である。 多数のナノパターンを含む硬化性樹脂で形成された、本発明の無基材タイプの光学シートの一例を示す断面図である。 ナノパターンが形成された離型モールド（ソフトモールド）を用いて、単層レイヤー（硬化性樹脂）の一面にパターンを形成する、ロール・ツー・ロール工程の一例を示す概略図である。 ナノパターンが形成された離型モールド（ハードモールド）を用いて、単層レイヤー（硬化性樹脂）の一面にパターンを形成する、ロール・ツー・ロール工程の別の一例を示す概略図である。 ナノパターンが形成された離型モールドを用いて、単層レイヤー（硬化性樹脂）の両面にパターンを形成する、ロール・ツー・ロール工程の一例を示す概略図である。
本発明の一態様によれば、（Ｓ１） 硬化性樹脂組成物を供給して単層レイヤーを形成する段階と、（Ｓ２） 前記（Ｓ１）段階で形成された単層レイヤーについて、５０〜５００ｎｍのピッチ（ｐｉｔｃｈ）および１．０〜５．０のアスペクト比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）を有するナノパターンが形成された離型モールドを通過させることで、表面にナノパターンが転写された単層レイヤーを得る段階と、（Ｓ３） 前記（Ｓ２）段階で得たナノパターンが転写された単層レイヤーを硬化させる段階とを含んでなる、光学シートの製造方法を提供することができる。
従来のマイクロパターンまたはナノパターンが形成された光学シートの場合、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＴＡＣ、ＣＯＣ、ＣＯＰなどの基材フィルム（基材層）の上に硬化性樹脂をコーティングした後、パターニングする方法（パターン層の形成）で製造してきたが、図１の如く、基材層１００とパターン層２００との界面が発生して光の損失を引き起こすおそれがあり、これにより、透過度が著しく低下したり光が反射する現象が頻繁に起こった。また、かかる問題を解決するために、基材層上にパターン層を形成した後、基材層を除去することにより、単層レイヤーの構造を持つ光学シートの製造方法が提示されたが、基材層を分離する工程がさらに要求されるなど、製造工程が非常にやっかいであって実際工程への適用には限界があった。
しかも、光学シートにナノスケールのパターンを転写する場合、硬化性樹脂がモールドに接触する表面積が増えて、むしろモールドとの離型性が大幅に減少するので、従来の場合、基材層なしで、ナノパターンを持つ光学シートを実現するのは非常に困難であった。
しかし、本発明によると、煩雑な工程の追加なしでも、既存のロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）などのパターン転写工程に、直ちに適用して、図２の如く基材層が存在しない、無基材タイプの光学シートを実現することができるだけでなく、これと同時に、５０〜５００ｎｍのピッチ（ｐｉｔｃｈ）および１．０〜５．０のアスペクト比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）を有するナノスケールのパターンを、少なくとも一面に形成することができる。
このように従来のインプリント工程を適用して、本発明のように、ナノスケールのパターンを有する無基材タイプの光学シートを製造するために、本発明の前記硬化性樹脂組成物は、重量平均分子量１００〜３０，０００のウレタンアクリレート１００重量部と、前記ウレタンアクリレート１００重量部を基準として重量平均分子量１００〜１０，０００のフッ素含有シロキサン−アクリレートオリゴマー７５〜２５０重量部とを含むことが好ましい。
ここで、基材を使用していない光学シートが最終的に製造された際、過度に、脆く（ｂｒｉｔｔｌｅ）なるかフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）になることを防止するために、それぞれの重量平均分子量は上記の範囲を満足することが好ましい。前記重量平均分子量は、ＭＡＬＤＳ（Ｍａｔｒｉｘ−Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）またはＧＰＣ（Ｇｅｌ Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）といった、高分子の分子量を測定することができる方法を用いて測定された値であり得る。
特に、本発明において、前記ウレタンアクリレートは、光学シートの耐久性と、カール（ｃｕｒｌ）または黄変などに対する信頼性、柔軟性、および単層レイヤーとしての支持性などとを付与するために含まれる主成分であり、前記物性を確保することができる観点から、硬化性樹脂の全重量に対して２０〜４０重量％の割合で含むことができる。
また、本発明において、前記フッ素含有シロキサン−アクリレートオリゴマーは、硬化反応に参加する主成分であって、シロキサン−アクリレートにフッ素が置換されている分子構造を持っており、硬化後にモールドとの離型性を増加させることに、非常に重要な役割を果たすことができる。一般に、パターンを含む光学シートの場合、モールドとの離型性を付与するために、重量平均分子量９００乃至１，５００のシリコーンアクリレートを使用しているが、シリコーンアクリレートは、マクロサイズのパターン転写は十分に可能であるものの、ナノサイズの場合には離型性が、あまり満足できるものでない。また、離型性を確保するために、フッ素樹脂を使用する場合も存在するが、この場合には、樹脂が容易にモールドに残存してモールドを汚染させるから、繰り返しの再現性を確保することが困難である。
これに対し、本発明の場合、シロキサン−アクリレートにフッ素が置換されている独特な構造のオリゴマーを主成分として含むことにより、離型性と繰り返しパターン性の両方を確保することができる。但し、ウレタンアクリレート１００重量部に対して、フッ素含有シロキサン−アクリレートオリゴマーの含有量が７５重量部未満の場合には離型性及び転写率が劣り、パターンの凝集などの現象が発生することがある。フッ素含有シロキサン−アクリレートオリゴマーは、含有量が２５０重量部以下でも十分に離型性を確保することができるので、フッ素の単価を考慮して２５０重量部を超えないことが好ましい。
さらに、本発明において、前記硬化性樹脂組成物は、ウレタンアクリレート１００重量部に対して、６０〜１２５重量部の希釈剤、および１０〜２５重量部の重合開始剤をさらに含むことができる。本発明において、前記希釈剤は、樹脂の粘度を調節する目的で投入でき、アクリレート系モノマーであることが好ましい。希釈剤と主成分の両方がアクリレート系単量体を含んでいることにより、ビニル基の二重結合が壊れてラジカル重合が起こり、硬化反応が容易に起こりうる。
ここで、希釈剤の含有量は、樹脂の粘度を１００〜３００ｃｐｓに維持するために、上記の範囲を満足することが好ましい。硬化性樹脂組成物の粘度が１００ｃｐｓ未満である場合には、ロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）インプリント中に組成の流動性があまりに高くて、フィルムの厚さに偏差が発生することがあり、粘度が３００ｃｐｓを超える場合には、ナノパターンの間に、組成物が浸透してパターニングを行うことが難しくなる現象が起こることがあり好ましくない。
本発明において、前記重合開始剤は、ホスフィンオキシド系重合開始剤、プロパノン系重合開始剤、ケトン系重合開始剤及びギ酸塩系重合開始剤よりなる群から選ばれた少なくとも一つであることができる。重合反応が容易に起こるようにするとともに、着色または機械的強度の低下を防止するために、前記重合開始剤は、ウレタンアクリレート１００重量部に対して１０〜２５重量部添加されることが好ましい。
これに止まらず、本発明の前記硬化性樹脂組成物は、これに加えて、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、色安定剤、レベリング剤、酸化防止剤、消泡剤および帯電防止剤よりなる群から選ばれる１種以上の添加剤をさらに含むことができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
一方、本発明の光学シートは、ロール・ツー・ロール工程またはスタンプ工程によって製造でき、より好ましくは、ロール・ツー・ロール工程によって製造できる。この際、ロール・ツー・ロール工程は、(i) 図３乃至図５に示すように、軸となる２つのガイドロール１１、(ii) 光学シートにパターンを形成することを可能にするナノパターンが形成された離型モールド１および２、並びに(iii) 硬化性樹脂組成物をシート状に供給するスロットダイ１４を含むものであり得る。
本発明において、前記（Ｓ１）段階では、スロットダイに硬化性樹脂組成物を供給して単層レイヤーを形成することができる。単層レイヤーを形成する際に、厚さは使用用途に応じてロール・ツー・ロールシステムのラインスピードを調節して１０〜５００μｍに製造することができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。この際、スロットダイから吐出された単層レイヤーは、ナノパターンを形成する前に、１次的に硬化させることもできるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
前記（Ｓ１）段階で形成された単層レイヤーは、ナノパターンが形成された離型モールド（ソフトモールド：図３及び図５の１に相当、ハードモールド：図４及び図５の２に相当）を通過することで、モールドのパターンが単層レイヤーの一面または両面に転写されることにより、パターンを形成できる（Ｓ２段階）。ここで、前記パターンは、半球、円柱、三角錐、四角錐などの図形が繰り返されるマイクロレンズ状であってもよく、プリズムおよびレンチキュラーなどの線格子状であってもよいが、これに限定されない。但し、パターンが形成された単層レイヤーを、垂直方向に切断したときに観察される断面における、ナノパターンの単位形状は、ピッチ（ｐｉｔｃｈ）が５０〜５００ｎｍであり、アスペクト比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）が１．０〜５．０であることが好ましい。パターンが上記の範囲のナノサイズを有することにより、微細凹凸構造による屈折率の変化を緩和することができる。
本発明において、単層レイヤーにパターンを形成する（Ｓ２）段階では、パターン転写とともに、５０〜１５０ｍＪ／ｃｍ2の光量で、単層レイヤーを仮硬化する工程を行うことが好ましい。樹脂組成物に５０〜１５０ｍＪ／ｃｍ2の光量を照射することにより、仮硬化（予備硬化）を行うと、モールドからパターンが離型するとき、パターンの潰れやレイヤーの破れを防止することができ、基材がなくても、最終的に製造された光学シートのカール特性および透過度を確保することができる、但し、仮硬化時の光量が５０ｍＪ／ｃｍ2未満である場合には、基材なしにはパターンが形成され難いか、シートにおけるカール特性が悪くなるおそれがあり、仮硬化時の光量が１５０ｍＪ／ｃｍ2を超える場合には、無基材タイプのシートを形成することはできるが、モールド離型性および繰り返しの再現性が低下するおそれがある。
また、本発明において、前記離型モールドは、ロール・ツー・ロール工程で繰り返し使用できるように、単層レイヤーにパターンが転写された後、離型がうまく行わなければならないだけでなく、洗浄が容易でなければならない。これにともない、本発明の好適な態様によれば、前記離型モールドは、シリコーン、フッ素およびテフロン（登録商標）よりなる群から選ばれた１種以上の離型剤でコーティング処理されたものであり得る。
離型剤によるモールドの表面の処理方法としては、離型剤の希釈溶液にモールド本体を浸漬する方法や、離型剤またはその希釈溶液を、モールド本体の、微細凹凸構造が形成された側の表面に塗布する方法などを適用することができ、モールド本体の、微細凹凸構造が形成された側の表面を、ムラ（不均一）なく離型剤で処理することができるという点において、離型剤の希釈溶液にモールド本体を浸漬する方法が、より好ましい。
次いで、前記（Ｓ２）段階によってナノパターンが形成された単層レイヤーに１５０ｍＪ／ｃｍ2以上、好ましくは１５０〜１，０００ｍＪ／ｃｍ2の光量を照射することができ、これにより、最終的に、ナノパターンを含む無基材タイプの光学シートを製造することができる（Ｓ３段階）。ここで、照射される光量が１５０ｍＪ／ｃｍ2未満である場合には、未硬化が発生し、信頼性に問題があるおそれがあり、１０００ｍＪ／ｃｍ2を超える場合には、過硬化により、脆く（Ｂｒｉｔｔｌｅ）、取扱性の問題や信頼性への影響があり得る。但し、光量が必ずしもこれらに限定されるものではなく、硬化の際に、ロール・ツー・ロールシステムでは、ラインスピードを考慮して光量および硬化の程度を最適化することができる。
これにより、製造された本発明の光学シートは、５５０ｎｍの光の照射の際に透過率が９５％以上であり得、２３℃でのカール（ｃｕｒｌ）値が０ｍｍ〜２．０ｍｍであり得る。前記光学シートが上記の光学特性及び物性を持つことから、本発明は、基材層を含む光学シートに比べて、向上した透過率および安定した信頼性を確保した無基材タイプの光学シートを提供することができる。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。これらの実施例は、本発明をより具体的に説明するためのもので、本発明を限定するものではない。
実施例１
混合物の全重量に対して、メイン化合物として重量平均分子量５，５００のフッ素含有シロキサン−アクリレートオリゴマー５０重量％、重量平均分子量１，８００のポリウレタン・アクリレート２０重量％、希釈剤として１，６−ヘキサンジオール・ジアクリレート（１，６−ｈｅｘａｎｄｉｏｌ ｄｉａｃｒｙｌａｔｅ）２５重量％、および重合開始剤として１−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニル−ケトン（１−ｈｙｄｒｏｘｙ−ｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｐｈｅｎｙｌ−ｋｅｔｏｎｅ）５重量％を混合して粘度１５０ｃｐｓの硬化性樹脂組成物を製造した。これを、図３または図４に示すように離型モールド（綜研化学製）がシートの一面のみに備えられたロール・ツー・ロールシステムに供給し、下記の方法によって、ナノパターンを含む無基材タイプの光学シートを製造した。
（Ｓ１）段階：前記製造された硬化性組成物を、ロール・ツー・ロールシステムのスロットダイに供給し、スロットダイ１４により、厚さ７５μｍの単層レイヤーを形成した。
（Ｓ２）段階：前記（Ｓ１）段階で形成された単層レイヤーを、１００ｎｍのピッチおよび３．５のアスペクト比を有するナノプリズムパターンが形成された離型ソフトモールド１へ供給してパターン転写させることで、単層レイヤーの一面に蛾（が）の目（モスアイ、ｍｏｔｈ−ｅｙｅ）構造パターンを形成させた。また、パターン転写の際に、光量１００ｍＪ／ｃｍ2のＵＶを照射して仮硬化を行った。
（Ｓ３）段階：前記（Ｓ２）段階でパターンが形成された単層レイヤーを、５００ｍＪ／ｃｍ2の光量でＵＶ硬化させることで、最終的に、ナノパターンを含む光学シートを製造した。
実施例２
（Ｓ２）段階で図５に示すように単層レイヤーの両面に実施例１と同様のパターンを形成（上下のパターンが同じ）させた以外は、実施例１と同様にして、ナノパターンを含む光学シートを製造した。
実施例３
（Ｓ２）段階で仮硬化時の光量を５０ｍＪ／ｃｍ2に変更した以外は、実施例１と同様にして、ナノパターンを含む光学シートを製造した。
実施例４
（Ｓ２）段階で仮硬化時の光量を１５０ｍＪ／ｃｍ2に変更した以外は、実施例１と同様にして、ナノパターンを含む光学シートを製造した。
実施例５
フッ素含有シロキサン−アクリレートオリゴマーを３０重量％、ウレタンアクリレートを４０重量％添加した以外は、実施例１と同様にして、ナノパターンを含む光学シートを製造した。
比較例１．基材層を含むナノパターン光学シートの製造
実施例１と同じ硬化性組成物を使用し、ＰＥＴフィルム（ＫＯＬＯＮ社製、５０μｍ）を基材層にして、基材層の上部に、硬化性組成物を２５μｍの厚さに塗布する工程を（Ｓ１）段階で行う以外は、実施例１と同様にして、基材層を含むナノパターン光学シートを製造した。
比較例２．仮硬化工程の省略
実施例１と同じ硬化性組成物を使用し、（Ｓ２）段階で仮硬化を省略しようとしたが、硬化性組成物がモールドに、へばり付く現象が起こってシートとしての製造が不可能であった。
比較例３．仮硬化光量条件を変更した無基材タイプの光学シートの製造
実施例１と同じ硬化性組成物を使用し、（Ｓ２）段階で仮硬化時の光量を４５ｍＪ／ｃｍ2に変更した以外は、実施例１と同様にして、ナノパターンを含む光学シートを製造した。
比較例４．仮硬化光量条件を変更した無基材タイプの光学シートの製造
実施例１と同じ硬化性組成物を使用し、（Ｓ２）段階で仮硬化時の光量を１６０ｍＪ／ｃｍ2に変更した以外は、実施例１と同様にして、ナノパターンを含む光学シートを製造した。
比較例５．硬化性組成物の組成比が異なる無基材タイプの光学シートの製造
フッ素含有シロキサン・アクリレートオリゴマーを１０重量％、ウレタンアクリレートを６０重量％添加した以外は、実施例１と同様にして、ナノパターンを含む無基材光学シートを製造した。
比較例６．硬化性組成物の組成が異なる無基材タイプの光学シートの製造
フッ素含有シロキサン−アクリレートオリゴマーの代わりに分子量１，１００のポリシロキサンアクリレート（ミウォン社(Miwon Commercial Co., Ltd.)製）を３０重量％添加した以外は、実施例３と同様にして、ナノパターンを含む無基材光学シートを製造した。
比較例７．硬化性組成物の組成および組成比が異なる無基材タイプの光学シートの製造
ポリシロキサンアクリレート（ミウォン社(Miwon Commercial Co., Ltd.)製）を１０重量％さらに添加し、ウレタンアクリレートを３０重量％添加した以外は、実施例３と同様にして、ナノパターンを含む無基材光学シートを製造した。
比較例８．通常の組成を有する硬化性組成物を用いた無基材タイプの光学シートの製造
フッ素含有シロキサン−アクリレートオリゴマーまたはポリシロキサンアクリレートを添加せず、ウレタンアクリレートのみ７０重量％添加した以外は、実施例１と同様にして、ナノパターンを含む無基材光学シートを製造しようとしたが、組成物がモールドに、へばり付いてしまい、パターン形成が不可能であった。
実施例１〜５および比較例１〜８の光学シートを製造するためにそれぞれ使用された硬化性組成物の組成を下記表１にまとめて示す。
１）化合物Ａ：フッ素含有シロキサン−アクリレートオリゴマー
２）化合物Ｂ：ポリシロキサンアクリレート
３）化合物Ｃ：ウレタンアクリレート
４）希釈剤：（１，６−ヘキサンジオール・ジアクリレート）（１，６−Ｈｅｘａｎｄｉｏｌ ｄｉａｃｒｙｌａｔｅ）
５）硬化剤：１−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニル−ケトン（１−ｈｙｄｒｏｘｙ−ｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｐｈｅｎｙｌ−ｋｅｔｏｎｅ）
また、実施例１乃至５および比較例１乃至８のうち、パターン形成自体が不可能であった比較例２（仮硬化を行わない）と比較例８（通常の組成を使用）を除いては、下記の方法で離型性、光透過率およびカール特性を測定し、その結果を表２に示す。
＜測定例＞
転写率（離型性）および繰り返し再現性の測定
離型性は、モールド除去後のプリズムまたはパターニング後のモールドから転写されない場合、外観から既に欠点として見える。肉眼で認知される場合、無条件にＮＧ（Ｎｏｔ Ｇｏｏｄ）であり、ＳＥＭ分析の際に離型後のパターン転写率が９０％以上であることを良好と判断した。また、５回連続転写の際に光学フィルムの転写率が同じレベルに維持される場合、繰り返し再現性に優れたと判断したが、５回連続作業の結果、モールド表面の汚染などの問題により転写率が２０％以上低下する場合、繰り返し再現性が不良であると判断した。
光透過率の測定
シートをそれぞれ５ｃｍ＊５ｃｍに切断した後、分光色差計（モデル名ＣＭ−３６００）の分析機器を用いて波長５５０ｎｍを基準に透過度を分析した。
カール特性の測定
６５℃の温度および８５％の湿度条件下に１，０００時間放置して信頼性をテストした後、試験片を常温（２３℃）で１時間放置して鋼尺（スチール定規）または隙間ゲージ（Ｇａｂ ｇａｕｇｅ）でカール（Ｃｕｒｌ）を測定した。
表２から確認できるように、実施例１乃至５は、転写率、繰り返しの再現性、光透過率、およびカール特性のいずれにも優れること、特に、基材層を有する比較例１と比較したときに光透過率およびカール特性が著しく向上することが分かる。また、比較例３および４の結果から分かるように、仮硬化時の光量が５０ｍＪ／ｃｍ2未満の場合には、カール特性が悪くなり、仮硬化時の光量が１５０ｍＪ／ｃｍ2を超える場合には、無基材シートは製造されるものの、モールド離型性が良くないため生産性を阻害させることが確認された。
一方、硬化性組成物の組成において、比較例５のようにフッ素含有シロキサン−アクリレートオリゴマーの添加量が総組成物の３０重量％未満である場合には、パターンの凝集現象が起こって精密なナノパターンを形成することができなかった。それにより、光透過率が著しく低下することが確認できた。フッ素含有シロキサン−アクリレートオリゴマーの代わりに、フッ素を含有しない一般のポリシロキサン−アクリレートを添加した比較例６の場合も、離型性が著しく低下してナノパターンが全く実現されなかった。また、比較例７のようにフッ素含有シロキサン−アクリルレートオリゴマーの添加量が３０重量％以上であっても、ポリシロキサンアクリレートを一緒に混合して使用する場合には、ある程度の転写は可能であるかもしれないが、相対的にフッ素の含有量が低いため、繰り返しの再現性が低下し、結果的に量産工程システムに適用するには不適であることが分かった。
１ 離型モールド（ソフトモールド）
２ 離型モールド（ハードモールド）
１１ ガイドロール
１２ プレスロール
１３ 巻取ロール
１４ スロットダイ
１００ 基材層
２００ パターン層

Claims (10)

  1. （Ｓ１） 硬化性樹脂組成物を供給して単層レイヤーを形成する段階と、
    （Ｓ２） 前記（Ｓ１）段階で形成された単層レイヤーについて、５０〜５００ｎｍのピッチ（ｐｉｔｃｈ）および１．０〜５．０のアスペクト比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）を有するナノパターンが形成された離型モールドを通過させることで、表面にナノパターンが転写された単層レイヤーを得る段階と、
    （Ｓ３） 前記（Ｓ２）段階で得た、ナノパターンが転写された単層レイヤーを硬化させる段階とを含んでなる、光学シートの製造方法。
  2. 前記（Ｓ１）における硬化性樹脂組成物は、重量平均分子量１００〜３０，０００のウレタンアクリレート１００重量部と、前記ウレタンアクリレート１００重量部を基準として重量平均分子量１００〜１０，０００のフッ素含有シロキサン−アクリレートオリゴマー７５〜２５０重量部とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の光学シートの製造方法。
  3. 前記（Ｓ１）における硬化性樹脂組成物は、ウレタンアクリレート１００重量部を基準として、６０〜１２５重量部の希釈剤および１０〜２５重量部の重合開始剤をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の光学シートの製造方法。
  4. 前記（Ｓ１）における硬化性樹脂組成物は１００〜３００ｃｐｓの粘度を有することを特徴とする、請求項１に記載の光学シートの製造方法。
  5. 前記（Ｓ２）段階は、ナノパターンを転写しながら５０〜１５０ｍＪ／ｃｍ2の光量で単層レイヤーを仮硬化させる工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の光学シートの製造方法。
  6. 前記離型モールドは、シリコーン、フッ素およびテフロン（登録商標）よりなる群から選ばれた１種以上の離型剤でコーティング処理されたものであることを特徴とする、請求項１に記載の光学シートの製造方法。
  7. 重量平均分子量１００〜３０，０００のウレタンアクリレート１００重量部と、前記ウレタンアクリレート１００重量部を基準として重量平均分子量１００〜１０，０００のフッ素含有シロキサン−アクリレートオリゴマー７５〜２５０重量部とを含む硬化性組成物から形成され、
    少なくとも一つの表面に、５０〜５００ｎｍのピッチ（ｐｉｔｃｈ）および１．０〜５．０のアスペクト比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）を有する多数のナノパターンを含む光学シート。
  8. 前記光学シートは、５５０ｎｍの光の照射の際に透過率が９５％以上であることを特徴とする、請求項７に記載の光学シート。
  9. 前記光学シートは、２３℃でのカール（ｃｕｒｌ）値が０〜２．０ｍｍであることを特徴とする、請求項７に記載の光学シート。
  10. 前記光学シートは、請求項１〜６のいずれか一項の方法で製造されたものであることを特徴とする、請求項７に記載の光学シート。
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