JPWO2017164046A1 - 光学フィルムの製造方法、及び、金型 - Google Patents

光学フィルムの製造方法、及び、金型 Download PDF

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Abstract

本発明は、防汚性及び耐擦性に優れた光学フィルムの製造方法を提供する。本発明の光学フィルムの製造方法は、下層樹脂及び上層樹脂を塗布する工程(1)と、塗布された上記下層樹脂及び上記上層樹脂が積層された状態で、上記下層樹脂及び上記上層樹脂に金型を上記上層樹脂側から押し付け、凹凸構造を表面に有する樹脂層を形成する工程(2)と、上記樹脂層を硬化させる工程(3)とを含み、上記上層樹脂は、フッ素含有モノマーを含み、上記金型の表面には、離型剤が塗布されており、上記離型剤が塗布された上記金型の表面における、θ/2法によって測定されるヘキサデカンの接触角と、X線光電子分光法によって測定される、炭素原子の数、アルミニウム原子の数、酸素原子の数、及び、フッ素原子の数の合計数に対するフッ素原子の数の比率とは、所定の範囲である。

Description

本発明は、光学フィルムの製造方法、及び、金型に関する。より詳しくは、ナノメートルサイズの凹凸構造を有する光学フィルムの製造方法、及び、上記光学フィルムの製造方法に好ましく用いられる金型に関するものである。
ナノメートルサイズの凹凸構造(ナノ構造)を有する光学フィルムは、優れた反射防止性を有することが知られている。このような凹凸構造によれば、空気層から基材フィルムにかけて屈折率が連続的に変化するために、反射光を劇的に減少させることができる。
ナノサイエンス株式会社、「XPS分析の豆知識」、「カーボンの化学状態(C1sの結合エネルギーのシフト(化学シフト))」、[online]、2014年、[平成28年2月17日検索]、インターネット(URL:http://www.nanoscience.co.jp/knowledge/XPS/knowledge02.html) A.M.Ferraria等、「直接フッ素化されたHDPEに関するXPSの研究:問題及び解決策(XPS studies of directly fluorinated HDPE:problems and solutions)」、Polymer 44、2003、pp.7241−7249 サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社(Thermo Fisher Scientific Inc.)、「Oxygen」、「一般的な化学状態の結合エネルギー(Binding energies of common chemical states)」、[online]、2013年、[平成28年2月17日検索]、インターネット(URL:http://xpssimplified.com/elements/oxygen.php) N.Stobie等、「銀ドープされたパーフルオロポリエーテルウレタン塗布:抗菌性及び表面解析(Silver Doped Perfluoropolyether−Urethane Coatings:Antibacterial Activity and Surface Analysis)」、Colloids and Surfaces B:Biointerfaces、Vol.72、2009、pp.62−67
このような光学フィルムを製造する際には、通常、凹凸構造を形成するための金型が用いられる。そして、離型性を高めるために、金型に対して、離型剤による表面処理、すなわち、離型処理を施すことがあった。しかしながら、本発明者らが検討したところ、離型剤による離型効果が不充分である金型を用いる場合、得られる光学フィルムの撥水性及び撥油性、すなわち、防汚性が不充分であることが分かった。そのため、光学フィルムの表面に付着した指紋、油等の汚れが広がりやすく、更に、凸部間に入り込んだ汚れを拭き取ることが困難となる問題があった。また、光学フィルムの表面の摩擦抵抗が大きくなり(滑り性が低下し)、耐擦性が低下してしまう問題もあった。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、防汚性及び耐擦性に優れた光学フィルムの製造方法を提供することを目的とするものである。また、防汚性及び耐擦性に優れた光学フィルムを製造する際に用いられる金型を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、防汚性及び耐擦性に優れた光学フィルムの製造方法について種々検討したところ、下層樹脂及び上層樹脂を塗布し、その2層が積層された状態で、2層に金型を押し付け、ナノメートルサイズの凹凸構造を表面に有する樹脂層を形成した後、その樹脂層を硬化させる方法に着目した。そして、上層樹脂にフッ素含有モノマーを含ませることで、光学フィルムの表面(凹凸構造の表面)におけるフッ素原子の濃度が高まり、その結果、防汚性及び耐擦性が高まることを見出した。更に、フッ素原子を含む離型剤が表面に塗布された金型を用い、離型剤が塗布された金型の表面における、ヘキサデカンの接触角とフッ素原子の濃度とを所定の範囲とすることで、光学フィルムの表面におけるフッ素原子の濃度が顕著に高まり、その結果、防汚性及び耐擦性が顕著に高まることを見出した。以上により、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明の一態様は、複数の凸部が可視光の波長以下のピッチで設けられる凹凸構造を表面に有する光学フィルムの製造方法であって、下層樹脂及び上層樹脂を塗布する工程(1)と、塗布された上記下層樹脂及び上記上層樹脂が積層された状態で、上記下層樹脂及び上記上層樹脂に金型を上記上層樹脂側から押し付け、上記凹凸構造を表面に有する樹脂層を形成する工程(2)と、上記樹脂層を硬化させる工程(3)とを含み、上記上層樹脂は、フッ素含有モノマーを含み、上記金型の表面には、離型剤が塗布されており、上記離型剤は、炭素原子、酸素原子、及び、フッ素原子を構成原子として含み、上記金型は、アルミニウム原子、及び、酸素原子を構成原子として含み、上記離型剤が塗布された上記金型の表面にヘキサデカンを滴下し、θ/2法によって測定される、ヘキサデカン滴下直後の接触角をθ(単位:°)、ヘキサデカン滴下4分後の接触角をθ(単位:°)と定義すると、θ及びθは85°以上であり、かつ、θとθとの差は3.5°以下であり、X線ビーム径100μm、分析面積1000μm×500μm、及び、光電子の取り出し角度45°の条件下でのX線光電子分光法によって測定される、上記離型剤が塗布された上記金型の表面における炭素原子の数、アルミニウム原子の数、酸素原子の数、及び、フッ素原子の数の合計数に対するフッ素原子の数の比率は、30atom%以上である光学フィルムの製造方法であってもよい。
本発明の別の一態様は、複数の凹部が可視光の波長以下のピッチで表面に設けられる金型であって、上記金型の表面には、離型剤が配置されており、上記離型剤は、炭素原子、酸素原子、及び、フッ素原子を構成原子として含み、上記金型は、アルミニウム原子、及び、酸素原子を構成原子として含み、上記離型剤が配置された上記金型の表面にヘキサデカンを滴下し、θ/2法によって測定される、ヘキサデカン滴下直後の接触角をθ(単位:°)、ヘキサデカン滴下4分後の接触角をθ(単位:°)と定義すると、θ及びθは85°以上であり、かつ、θとθとの差は3.5°以下であり、X線ビーム径100μm、分析面積1000μm×500μm、及び、光電子の取り出し角度45°の条件下でのX線光電子分光法によって測定される、上記離型剤が配置された上記金型の表面における炭素原子の数、アルミニウム原子の数、酸素原子の数、及び、フッ素原子の数の合計数に対するフッ素原子の数の比率は、30atom%以上である金型であってもよい。
本発明によれば、防汚性及び耐擦性に優れた光学フィルムの製造方法を提供することができる。また、防汚性及び耐擦性に優れた光学フィルムを製造する際に用いられる金型を提供することができる。
実施形態1の光学フィルムの製造プロセスを説明するための断面模式図である(工程a〜d)。 実施形態1の金型を示す断面模式図である。 実施形態2の光学フィルムの製造プロセスを説明するための断面模式図である(工程a〜e)。 実施形態3の光学フィルムの製造プロセスを説明するための断面模式図である(工程a〜d)。 実施形態4の光学フィルムの製造プロセスを説明するための断面模式図である(工程a〜e)。 実施例1〜3、及び、比較例1、2の光学フィルムの表面のナロースペクトルを示すグラフであり、(a)はC1sピークを示し、(b)はN1sピークを示し、(c)はO1sピークを示し、(d)はF1sピークを示す。 図6(a)中の実施例1のC1sピークの解析結果を示すグラフである。 図6(a)中の実施例2のC1sピークの解析結果を示すグラフである。 図6(a)中の実施例3のC1sピークの解析結果を示すグラフである。 図6(a)中の比較例1のC1sピークの解析結果を示すグラフである。 図6(a)中の比較例2のC1sピークの解析結果を示すグラフである。 図6(c)中の実施例1のO1sピークの解析結果を示すグラフである。 図6(c)中の実施例2のO1sピークの解析結果を示すグラフである。 図6(c)中の実施例3のO1sピークの解析結果を示すグラフである。 図6(c)中の比較例1のO1sピークの解析結果を示すグラフである。 図6(c)中の比較例2のO1sピークの解析結果を示すグラフである。
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。また、各実施形態の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。
[実施形態1]
実施形態1の光学フィルムの製造方法について、図1を参照して以下に説明する。図1は、実施形態1の光学フィルムの製造プロセスを説明するための断面模式図である(工程a〜d)。
(a)下層樹脂及び上層樹脂の塗布
まず、図1(a)に示すように、下層樹脂5aを基材フィルム2上に塗布する。一方、上層樹脂5bを金型6上に塗布する。金型6の表面には、離型剤7が予め塗布されている。
下層樹脂5a、及び、上層樹脂5bの塗布方法としては特に限定されず、例えば、スプレー方式、グラビア方式、スロットダイ方式等で塗布する方法が挙げられる。膜厚が容易に調整可能であり、かつ、装置コストを低減する観点からは、スプレー方式で塗布する方法が好ましい。中でも、スワールノズル、静電ノズル、又は、超音波ノズルを用いて塗布することが特に好ましい。
(b)凹凸構造の形成
図1(b)に示すように、上層樹脂5bが塗布された金型6を、上層樹脂5b側から、基材フィルム2上に塗布された下層樹脂5aに押し付けることによって、下層樹脂5a上に上層樹脂5bを積層させると同時に凹凸構造を形成する。その結果、凹凸構造を基材フィルム2とは反対側の表面に有する樹脂層8が形成される。樹脂層8は、下層樹脂5a、及び、上層樹脂5bが一体化し、両者の界面が存在しないものである。
(c)樹脂層の硬化
凹凸構造が形成された樹脂層8を硬化(重合)させる。その結果、図1(c)に示すような重合体層3(樹脂層8の硬化物)が形成される。
樹脂層8の硬化は、活性エネルギー線の照射によって行われることが好ましい。本明細書中、活性エネルギー線は、紫外線、可視光線、赤外線、プラズマ等を指す。樹脂層8は、紫外線によって硬化するものであることが好ましい。活性エネルギー線の照射は、基材フィルム2側から行ってもよく、樹脂層8側から行ってもよい。また、樹脂層8に対する活性エネルギー線の照射回数は特に限定されず、1回のみであってもよいし、複数回であってもよい。
(d)金型の剥離
離型剤7が表面に塗布された金型6を、重合体層3から剥離する。その結果、図1(d)に示すような光学フィルム1が完成する。重合体層3の基材フィルム2とは反対側の表面に形成された凹凸構造は、複数の凸部(突起)4が可視光の波長以下のピッチ(隣接する凸部4の頂点間の距離)Pで設けられる構造、すなわち、モスアイ構造(蛾の目状の構造)に相当する。よって、光学フィルム1は、モスアイ構造を表面に有する反射防止フィルムに相当する。これにより、光学フィルム1は、モスアイ構造による優れた反射防止性(低反射性)を示すことができる。
上述した製造プロセスにおいて、例えば、基材フィルム2をロール状にすれば、上記工程(a)〜(d)を連続的に効率良く行うことができる。
続いて、光学フィルム1を製造する際に用いられる各部材について、以下に説明する。
基材フィルム2の材料としては、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリカーボネート(PC)等が挙げられ、使用環境に応じて選択すればよい。このような材料によれば、硬度が高く、透明性及び耐候性に優れた基材フィルム2が得られる。基材フィルム2には易接着処理が施されていてもよく、例えば、易接着処理が施されたトリアセチルセルロースフィルム(TACフィルム)等が用いられる。また、基材フィルム2にはケン化処理が施されていてもよく、例えば、ケン化処理が施されたトリアセチルセルロースフィルム(TACフィルム)等が用いられる。
基材フィルム2の厚みは特に限定されないが、透明性及び加工性を確保する観点から、10μm以上、120μm以下であることが好ましく、40μm以上、80μm以下であることがより好ましい。
上層樹脂5bは、フッ素含有モノマーを含んでいる。上層樹脂5bがフッ素含有モノマーを含むことによって、重合体層3の基材フィルム2とは反対側の表面におけるフッ素原子の濃度が高まる。その結果、重合体層3の表面エネルギーが低くなり、防汚性に優れた光学フィルム1が得られる。また、重合体層3の基材フィルム2とは反対側の表面の滑り性が高まり、耐擦性に優れた光学フィルム1が得られる。
フッ素含有モノマーは、反応性部位と、フルオロアルキル基、フルオロオキシアルキル基、フルオロアルケニル基、フルオロアルカンジイル基、及び、フルオロオキシアルカンジイル基からなる群より選択される少なくとも1つを含む部位とを有することが好ましい。
反応性部位は、光、熱等の外部エネルギーによって他の成分と反応する部位を指す。このような反応性部位としては、アルコキシシリル基、シリルエーテル基、アルコキシシリル基が加水分解されたシラノール基、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基等が挙げられる。反応性部位としては、反応性及び取り扱い性の観点から、アルコキシシリル基、シリルエーテル基、シラノール基、エポキシ基、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、又は、メタクリロイル基が好ましく、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、又は、メタクリロイル基がより好ましく、アクリロイル基、又は、メタクリロイル基が特に好ましい。
フルオロアルキル基、フルオロオキシアルキル基、フルオロアルケニル基、フルオロアルカンジイル基、及び、フルオロオキシアルカンジイル基は、各々、アルキル基、オキシアルキル基、アルケニル基、アルカンジイル基、及び、オキシアルカンジイル基が有する水素原子の少なくとも一部がフッ素原子で置換された置換基である。フルオロアルキル基、フルオロオキシアルキル基、フルオロアルケニル基、フルオロアルカンジイル基、及び、フルオロオキシアルカンジイル基は、いずれも主にフッ素原子及び炭素原子から構成される置換基であり、その構造中に分岐部が存在してもよく、これらの置換基は複数連結していてもよい。
フッ素含有モノマーの一例は、下記一般式(A)で表される。
f1−R−D (A)
上記一般式(A)中、Rf1は、フルオロアルキル基、フルオロオキシアルキル基、フルオロアルケニル基、フルオロアルカンジイル基、及び、フルオロオキシアルカンジイル基からなる群より選択される少なくとも1つを含む部位を表す。Rは、アルカンジイル基、アルカントリイル基、又は、それらから導出されるエステル構造、ウレタン構造、エーテル構造、トリアジン構造を表す。Dは、反応性部位を表す。
上記一般式(A)で表されるフッ素含有モノマーとしては、例えば、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフロオロプロピルアクリレート、2−パーフルオロブチルエチルアクリレート、3−パーフルオロブチル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−パーフルオロヘキシルエチルアクリレート、3−パーフルオロヘキシル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−パーフルオロオクチルエチルアクリレート、3−パーフルオロオクチル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−パーフルオロデシルエチルアクリレート、2−パーフルオロ−3−メチルブチルエチルアクリレート、3−パーフルオロ−3−メトキシブチル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−パーフルオロ−5−メチルヘキシルエチルアクリレート、3−パーフルオロ−5−メチルヘキシル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−パーフルオロ−7−メチルオクチル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、テトラフルオロプロピルアクリレート、オクタフルオロペンチルアクリレート、ドデカフルオロヘプチルアクリレート、ヘキサデカフルオロノニルアクリレート、ヘキサフルオロブチルアクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルメタクリレート、2−パーフルオロブチルエチルメタクリレート、3−パーフルオロブチル−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−パーフルオロオクチルエチルメタクリレート、3−パーフルオロオクチル−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−パーフルオロデシルエチルメタクリレート、2−パーフルオロ−3−メチルブチルエチルメタクリレート、3−パーフルオロ−3−メチルブチル−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−パーフルオロ−5−メチルヘキシルエチルメタクリレート、3−パーフルオロ−5−メチルヘキシル−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−パーフルオロ−7−メチルオクチルエチルメタクリレート、3−パーフルオロ−7−メチルオクチルエチルメタクリレート、テトラフルオロプロピルメタクリレート、オクタフルオロペンチルメタクリレート、ドデカフルオロヘプチルメタクリレート、ヘキサデカフルオロノニルメタクリレート、1−トリフルオロメチルトリフルオロエチルメタクリレート、ヘキサフルオロブチルメタクリレート、トリアクリロイル−ヘプタデカフルオロノネニル−ペンタエリスリトール等が挙げられる。
フッ素含有モノマーの好ましい材料としては、例えば、フルオロポリエーテル部位を有する材料が挙げられる。フルオロポリエーテル部位は、フルオロアルキル基、オキシフルオロアルキル基、オキシフルオロアルキルジイル基等からなる部位であり、下記一般式(B)又は(C)に代表される構造である。
CFn1(3−n1)−(CFn2(2−n2)O−(CFn3(2−n3)O− (B)
−(CFn4(2−n4)O−(CFn5(2−n5)O− (C)
上記一般式(B)及び(C)中、n1は1〜3の整数であり、n2〜n5は1又は2であり、k、m、p、及び、sは0以上の整数である。n1〜n5の好ましい組み合わせとしては、n1が2又は3、n2〜n5が1又は2である組み合わせであり、より好ましい組み合わせとしては、n1が3、n2及びn4が2、n3及びn5が1又は2である組み合わせである。
フルオロポリエーテル部位に含まれる炭素数は、4以上、12以下であることが好ましく、4以上、10以下であることがより好ましく、6以上、8以下であることが更に好ましい。炭素数が4未満である場合、表面エネルギーが低下する懸念がある。炭素数が12よりも多い場合、溶媒への溶解性が低下する懸念がある。なお、フッ素含有モノマーは、1分子当たりに複数のフルオロポリエーテル部位を有していてもよい。
フッ素含有モノマーを構成成分として含むフッ素含有化合物のうち公知のものとしては、例えば、ダイキン工業社製のフッ素系添加剤(製品名:オプツール(登録商標)DAC−HP)、ダイキン工業社製のフッ素系添加剤(製品名:オプツールDSX)、ダイキン工業社製のフッ素系添加剤(製品名:オプツールAES4)、旭硝子社製のフッ素系添加剤(製品名:Afluid)、DIC社製のフッ素系添加剤(製品名:メガファック(登録商標)RS−76−NS)、DIC社製のフッ素系添加剤(製品名:メガファックRS−75)、油脂製品社製のフッ素系添加剤(製品名:C10GACRY)、油脂製品社製のフッ素系添加剤(製品名:C8HGOL)等が挙げられる。フッ素含有モノマーは、紫外線によって重合するものであることが好ましく、−OCF−鎖及び/又は=NCO−鎖を有することが好ましい。上層樹脂5bは、1種類のフッ素含有モノマーを含んでいてもよく、複数種類のフッ素含有モノマーを含んでいてもよい。
フッ素含有モノマーは、下層樹脂5aにも含まれていてもよい。この場合、上層樹脂5b中のフッ素含有モノマーの濃度は、下層樹脂5a中のフッ素含有モノマーの濃度よりも高いことが好ましい。下層樹脂5aは、フッ素含有モノマーを含まないことが好ましい。
上層樹脂5b中のフッ素含有モノマーの濃度は、0重量%よりも高く、10重量%以下であることが好ましい。上層樹脂5b中のフッ素含有モノマーの濃度が10重量%よりも高い場合、フッ素含有モノマーが多過ぎることによる、ブリードアウトの発生、及び、コストの上昇が懸念される。
下層樹脂5a、及び、上層樹脂5bは、各々、多官能アクリレート、単官能アクリレート、重合開始剤等を適宜含んでいてもよい。
多官能アクリレートとしては、例えば、ウレタンアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリペンタエリスリトールアクリレートと、モノ及びジペンタエリスリトールアクリレートと、ポリペンタエリスリトールアクリレートとの混合物、エトキシ化ポリグリセリンポリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレート、ポリエチレングリコール200ジアクリレート、ポリエチレングリコール300ジアクリレート、ポリエチレングリコール400ジアクリレート、ポリエチレングリコール600ジアクリレート、6官能ポリエステルアクリレート、エトキシ化グリセリントリアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、エトキシ化(4モル付加物)ビスフェノールAジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート等が挙げられる。ウレタンアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、共栄社化学社製の多官能アクリレート(製品名:UA−306H)、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:U−10PA)、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:UA−7100)等が挙げられる。エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:ATM−35E)等が挙げられる。ペンタエリスリトールトリアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−TMM−3LM−N)、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−TMM−3L)、第一工業製薬社製の多官能アクリレート(製品名:PET−3)等が挙げられる。1,9−ノナンジオールジアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−NOD−N)等が挙げられる。ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、共栄社化学社製の多官能アクリレート(製品名:ライトアクリレートDPE−6A)、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−DPH)等が挙げられる。トリペンタエリスリトールアクリレートと、モノ及びジペンタエリスリトールアクリレートと、ポリペンタエリスリトールアクリレートとの混合物としては、例えば、大阪有機化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:ビスコート#802)等が挙げられる。エトキシ化ポリグリセリンポリアクリレートとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:NK ECONOMER(登録商標) A−PG5027E)等が挙げられる。トリメチロールプロパントリアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、共栄社化学社製の多官能アクリレート(製品名:ライトアクリレートTMP−A)等が挙げられる。アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、日本化薬社製の多官能アクリレート(製品名:KAYARAD(登録商標) DPEA−12)、日本化薬社製の多官能アクリレート(製品名:KAYARAD DPCA−30)等が挙げられる。ポリエチレングリコール200ジアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、第一工業製薬社製の多官能アクリレート(製品名:PE−200)等が挙げられる。ポリエチレングリコール300ジアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、第一工業製薬社製の多官能アクリレート(製品名:PE−300)等が挙げられる。ポリエチレングリコール400ジアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−400)等が挙げられる。ポリエチレングリコール600ジアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−600)等が挙げられる。6官能ポリエステルアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、ダイセル・オルネクス社製の多官能アクリレート(製品名:EBECRYL(登録商標)450)等が挙げられる。エトキシ化グリセリントリアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−GLY−9E)等が挙げられる。1,6−ヘキサンジオールジアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−HD−N)等が挙げられる。トリプロピレングリコールジアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:APG−200)等が挙げられる。エトキシ化(4モル付加物)ビスフェノールAジアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−BPE−4)等が挙げられる。ジプロピレングリコールジアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:APG−100)等が挙げられる。下層樹脂5a、及び、上層樹脂5bは、各々、1種類の多官能アクリレートを含んでいてもよく、複数種類の多官能アクリレートを含んでいてもよい。
単官能アクリレートのうち、アルキル基を含有するものとしては、例えば、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート等が挙げられる。ラウリルアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の単官能アクリレート(製品名:LA)等が挙げられる。ステアリルアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、日油社製の単官能アクリレート(製品名:ブレンマー(登録商標)SA)等が挙げられる。
単官能アクリレートのうち、エチレンオキサイド基又はプロポレンオキサイド基を含有するものとしては、例えば、ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノアクリレート等が挙げられる。ポリエチレングリコールモノアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の単官能アクリレート(製品名:AM−90G)等が挙げられる。ポリプロピレングリコールモノアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、日油社製の単官能アクリレート(製品名:ブレンマーAP−400)等が挙げられる。
単官能アクリレートのうち、水酸基を含有するものとしては、例えば、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート等が挙げられる。2−ヒドロキシエチルメタクリレートのうち公知のものとしては、例えば、日本触媒社製の単官能アクリレート(製品名:2HEMA)等が挙げられる。4−ヒドロキシブチルアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、日本化成社製の単官能アクリレート(製品名:4HBA)等が挙げられる。
単官能アクリレートのうち、アミド基を含有するもの(以下、単官能アミドモノマーとも言う。)としては、例えば、N−アクリロイルモルホリン、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−ビニル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N−メトキシ−N−メチル−3−フェニル−アクリルアミド等が挙げられる。N−アクリロイルモルホリンのうち公知のものとしては、例えば、KJケミカルズ社製の単官能アミドモノマー(製品名:ACMO(登録商標))等が挙げられる。N,N−ジメチルアクリルアミドのうち公知のものとしては、例えば、KJケミカルズ社製の単官能アミドモノマー(製品名:DMAA(登録商標))等が挙げられる。N,N−ジエチルアクリルアミドのうち公知のものとしては、例えば、KJケミカルズ社製の単官能アミドモノマー(製品名:DEAA(登録商標))等が挙げられる。N−ビニル−2−ピロリドンのうち公知のものとしては、例えば、日本触媒社製の単官能アミドモノマー(製品名:N−ビニルピロリドン)等が挙げられる。N,N−ジメチルメタクリルアミドのうち公知のものとしては、例えば、東京化成工業社製の単官能アミドモノマー(製品コード:D0745)等が挙げられる。N−メトキシ−N−メチル−3−フェニル−アクリルアミドのうち公知のものとしては、例えば、シグマアルドリッチ社製の単官能アミドモノマー等が挙げられる。
下層樹脂5aが単官能アミドモノマーを含む場合、アミド基の水素結合力によって、基材フィルム2と重合体層3との密着性を高めることができる。特に、基材フィルム2が極性の高いトリアセチルセルロースを含む場合、より具体的には、基材フィルム2の少なくとも重合体層3側の表面にトリアセチルセルロースが存在する場合であっても、基材フィルム2と重合体層3との密着性を高めることができる。単官能アミドモノマーは、N,N−ジメチルアクリルアミド、及び、N,N−ジエチルアクリルアミドのうちの少なくとも一方を含むことが好ましい。N,N−ジメチルアクリルアミド、及び、N,N−ジエチルアクリルアミドは、単官能アミドモノマーの中でも分子量が多く、ガラス転移温度が低いため、含有量が少量であっても、基材フィルム2と重合体層3との密着性を好ましく高めることができる。
下層樹脂5a、及び、上層樹脂5bは、各々、1種類の単官能アクリレートを含んでいてもよく、複数種類の単官能アクリレートを含んでいてもよい。
重合開始剤としては、例えば、光重合開始剤等が挙げられる。光重合開始剤は、活性エネルギー線に対して活性であり、モノマーを重合する重合反応を開始させるために添加されるものである。光重合開始剤としては、例えば、ラジカル重合開始剤、アニオン重合開始剤、カチオン重合開始剤等を用いることができる。このような光重合開始剤としては、例えば、p−tert−ブチルトリクロロアセトフェノン、2,2’−ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン等のアセトフェノン類;ベンゾフェノン、4,4’−ビスジメチルアミノベンゾフェノン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−エチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン等のケトン類;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾインエーテル類;ベンジルジメチルケタール、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のベンジルケタール類;2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド類;1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン等のアルキルフェノン類、等が挙げられる。2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイドのうち公知のものとしては、例えば、BASF社製の光重合開始剤(製品名:IRGACURE(登録商標) TPO)等が挙げられる。ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイドのうち公知のものとしては、例えば、BASF社製の光重合開始剤(製品名:IRGACURE 819)等が挙げられる。1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンのうち公知のものとしては、例えば、BASF社製の光重合開始剤(製品名:IRGACURE 184)等が挙げられる。
下層樹脂5a、及び、上層樹脂5bのうちの少なくとも一方は、溶剤を含有しないことが好ましい。すなわち、下層樹脂5a、及び、上層樹脂5bのうちの少なくとも一方は、無溶剤系であることが好ましい。下層樹脂5a、及び、上層樹脂5bのうちの少なくとも一方が無溶剤系である場合、溶剤の使用に係るコスト、及び、環境面での負荷(使用時の臭気等)を低減することができる。更に、溶剤を乾燥させて除去するための装置が不要であり、装置コストを低減することができる。一方、上層樹脂5bが溶剤を含有する場合、フッ素含有モノマーが混ざり過ぎてしまい、フッ素原子が重合体層3の基材フィルム2とは反対側の表面に配向しにくくなる懸念がある。
下層樹脂5aの厚みDaは特に限定されないが、5μm以上、10μm以下であることが好ましい。下層樹脂5aの厚みDaが5μm未満である場合、下層樹脂5aの塗布性が低下する(斑、レンズ欠陥等の欠点が発生する)懸念がある。下層樹脂5aの厚みDaが10μmよりも大きい場合、得られる光学フィルム1がカールしやすくなる懸念がある。本実施形態における下層樹脂5aの厚みDaは、図1(a)に示すように、基材フィルム2側の表面から基材フィルム2とは反対側の表面までの距離を指す。
下層樹脂5aの粘度は、25℃において、10cpよりも高く、10000cp未満であることが好ましい。下層樹脂5aの25℃における粘度が10cpよりも高い場合、下層樹脂5a、及び、上層樹脂5bが積層された状態で、上層樹脂5b中のフッ素含有モノマーが下層樹脂5a中に混入しにくく、上層樹脂5b(重合体層3)の基材フィルム2とは反対側の表面におけるフッ素原子の濃度が高まりやすくなる。下層樹脂5aの25℃における粘度が10000cp未満である場合、下層樹脂5aの塗布性が高まり、下層樹脂5aの厚みを容易に制御することができる。
上層樹脂5bの厚みDbは特に限定されないが、0.5μm以上、2μm以下であることが好ましい。本実施形態における上層樹脂5bの厚みDbは、図1(a)に示すように、金型6の凹部の底点に対応する位置から、金型6(離型剤7)とは反対側の表面までの距離を指す。
上層樹脂5bの粘度は、25℃において、0.1cpよりも高く、100cp未満であることが好ましい。上層樹脂5bの25℃における粘度が0.1cpよりも高い場合、上層樹脂5bの塗布性が高まり、上層樹脂5bの厚みを容易に制御することができる。上層樹脂5bの25℃における粘度が100cp未満である場合、上層樹脂5b中のフッ素含有モノマーの流動性が好ましく確保される。そのため、下層樹脂5a、及び、上層樹脂5bが積層された状態で、上層樹脂5b中のフッ素含有モノマーが下層樹脂5a中に混入しにくく、上層樹脂5b(重合体層3)の基材フィルム2とは反対側の表面におけるフッ素原子の濃度が高まりやすくなる。
金型6は、可視光の波長以下のピッチ(隣接する凹部の底点間の距離)Qで設けられる複数の凹部を表面に有している。よって、金型6によれば、樹脂層8の表面にモスアイ構造を形成することができる。
金型6は、アルミニウム原子、及び、酸素原子を構成原子として含んでいる。金型6としては、例えば、下記の方法で作製されるものを用いることができる。まず、金型6の材料となるアルミニウムを、支持基板上にスパッタリング法によって成膜する。次に、成膜されたアルミニウムの層に対して、陽極酸化及びエッチングを交互に繰り返すことによって、モスアイ構造の雌型(金型6)を作製することができる。この際、陽極酸化を行う時間、及び、エッチングを行う時間を調整することによって、金型6の凹凸構造を変化させることができる。
支持基板の材料としては特に限定されず、例えば、ガラス;ステンレス、ニッケル等の金属材料;ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、環状オレフィン系高分子(代表的には、ノルボルネン系樹脂等である、日本ゼオン社製の高分子(製品名:ゼオノア(登録商標))、JSR社製の高分子(製品名:アートン(登録商標)))等のポリオレフィン系樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース等の樹脂材料、等が挙げられる。また、支持基板上にアルミニウムを成膜したものの代わりに、アルミニウム製の基板を用いてもよい。
金型6の形状としては特に限定されず、例えば、平板状、ロール状等が挙げられる。
隣接する凹部間のピッチQは、可視光の波長(780nm)以下であれば特に限定されないが、後述する光学フィルム1の隣接する凸部4間の好ましいピッチPを実現する観点から、100nm以上、400nm以下であることが好ましく、100nm以上、200nm以下であることがより好ましい。本明細書中、金型の隣接する凹部間のピッチは、日立ハイテクノロジーズ社製の走査型電子顕微鏡(製品名:S−4700)で撮影される平面写真の1μm角の領域内における、すべての隣接する凹部間の距離の平均値を指す。
金型6の表面には、離型剤7が塗布されている。よって、上記工程(d)において、金型6を重合体層3から容易に剥離することができる。更に、金型6の表面エネルギーを低くすることができる。そのため、上記工程(b)において、金型6を上層樹脂5b側から下層樹脂5aに押し付ける際に、フッ素原子を上層樹脂5bの基材フィルム2とは反対側の表面に効率的に配向させることができる。更に、樹脂層8を硬化させる前に、フッ素原子が樹脂層8の基材フィルム2とは反対側の表面から離れてしまうことを防止することができる。その結果、光学フィルム1において、フッ素原子を重合体層3の基材フィルム2とは反対側の表面に効率的に配向させることができる。
離型剤7は、炭素原子、酸素原子、及び、フッ素原子を構成原子として含んでいる。離型剤7はフッ素原子を含んでいるため、上層樹脂5b中のフッ素含有モノマーとの相互作用が強くなり、上層樹脂5b中のフッ素原子を基材フィルム2とは反対側の表面により効率的に配向させることができる。
離型剤7としては、例えば、フッ素含有化合物を含むものが挙げられる。フッ素含有化合物のうち公知のものとしては、例えば、ダイキン工業社製のフッ素系添加剤(製品名:オプツール(登録商標)DAC−HP)、ダイキン工業社製のフッ素系添加剤(製品名:オプツールDSX)、ダイキン工業社製のフッ素系添加剤(製品名:オプツールAES4)、旭硝子社製のフッ素系添加剤(製品名:Afluid)、DIC社製のフッ素系添加剤(製品名:メガファック(登録商標)RS−76−NS)、DIC社製のフッ素系添加剤(製品名:メガファックRS−75)、油脂製品社製のフッ素系添加剤(製品名:C10GACRY)、油脂製品社製のフッ素系添加剤(製品名:C8HGOL)等が挙げられる。
例えば、ダイキン工業社製の「オプツールDAC−HP」は、下記材料を配合したものである。なお、各材料に付した数値は、各材料の配合比率を示す。
・フッ素含有化合物:15重量%以上、25重量%以下
・1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン:45重量%以上、55重量%以下
・プロピレングリコールモノメチルエーテル:25重量%以上、35重量%以下
例えば、ダイキン工業社製の「オプツールDSX」は、下記材料を配合したものである。なお、各材料に付した数値は、各材料の配合比率を示す。
・フッ素含有化合物:15重量%以上、25重量%以下
・パーフルオロヘキサン:75重量%以上、85重量%以下
離型剤7が塗布された金型6の表面にヘキサデカンを滴下し、θ/2法によって測定される、ヘキサデカン滴下直後の接触角をθ(単位:°)、ヘキサデカン滴下4分後の接触角をθ(単位:°)と定義すると、θ及びθは85°以上であり、かつ、θとθとの差は3.5°以下である。θ及びθは90°以上であり、かつ、θとθとの差は3°以下であることが好ましい。θ及びθは大きければ大きいほど望ましいが、θ及びθの好ましい上限値は、150°である。本明細書中、離型剤が塗布(配置)された金型の表面は、実質的に、金型上に塗布(配置)された離型剤の表面(金型とは反対側の表面)を含む。本明細書中、ヘキサデカン滴下直後は、滴下されたヘキサデカンが、離型剤が塗布(配置)された金型の表面に接触してから0.5秒以内を指す。本明細書中、接触角は、協和界面科学社製のポータブル接触角計(製品名:PCA−1)を用いて、θ/2法(θ/2=arctan(h/r)、θ:接触角、r:液滴の半径、h:液滴の高さ)で測定される、3箇所の接触角の平均値を指す。ここで、1箇所目の測定点としては、試料の中央部分を選択し、2箇所目及び3箇所目の測定点としては、1箇所目の測定点から試料の長手方向に25mm離れ、かつ、1箇所目の測定点に対して互いに点対称な位置にある2点を選択するものとする。
X線ビーム径100μm、分析面積1000μm×500μm、及び、光電子の取り出し角度45°の条件下でのX線光電子分光法(XPS:X−ray Photoelectron Spectroscopy)によって測定される、離型剤7が塗布された金型6の表面における炭素原子の数、アルミニウム原子の数、酸素原子の数、及び、フッ素原子の数の合計数に対するフッ素原子の数の比率(以下、フッ素含有率とも言う。)は、30atom%以上である。離型剤7が塗布された金型6の表面におけるフッ素含有率は、43atom%以上であることが好ましく、49atom%以上であることがより好ましい。離型剤7が塗布された金型6の表面におけるフッ素含有率の好ましい上限値は55atom%であり、より好ましい上限値は50atom%である。離型剤7が塗布された金型6の表面におけるフッ素含有率が55atom%よりも高い場合、得られる重合体層3が白濁する懸念がある。本明細書中、フッ素含有率は、アルバック・ファイ社製のX線光電子分光分析装置(製品名:PHI Quantera SXM)を用いて測定され、その装置仕様は下記の通りであった。
・X線源:単色化AlKα線(1486.6eV)
・分光器:静電同心半球型分析器
・増幅器:多チャンネル式
上層樹脂5bにフッ素含有モノマーを含ませることに加えて、離型剤7が塗布された金型6の表面におけるヘキサデカンの接触角とフッ素含有率とを上記範囲とすれば、重合体層3の基材フィルム2とは反対側の表面におけるフッ素原子の濃度が顕著に高まる。その結果、防汚性及び耐擦性を顕著に高めることができる。これに対して、離型剤7による離型効果が不充分である場合、離型剤7が塗布された金型6の表面における、ヘキサデカンの接触角とフッ素含有率とのうちの少なくとも一方は上記範囲外となってしまう。例えば、上記工程(b)を連続的に長期間行う場合、離型剤7による離型効果が徐々に低下してしまう。そのため、上記工程(b)をそのまま続けて行えば、金型6の材料(アルミニウム)が剥離してしまい、凹凸構造を形成することができなくなる懸念がある。なお、離型剤7が表面に塗布されていない金型6を用いる場合も同様に、金型6の材料(アルミニウム)が剥離してしまうことがあった。以上より、離型剤7による離型効果を維持する観点から、光学フィルム1の製造プロセスにおいて、金型6の表面に離型剤7を供給可能な(例えば、所定の時間毎に離型剤7を供給する)機構を設けることが好ましい。
離型剤7の厚みDcは特に限定されないが、1nm以上、5nm以下であることが好ましい。離型剤7の厚みDcが1nm未満である場合、離型剤7と金型6の表面(水酸基)とが効率的に結合して密着せず、更に、離型剤7中のフッ素含有モノマー(フッ素系単分子モノマー)同士の架橋によって形成される鎖が長くならず(架橋強度が高まらず)、その結果、離型剤7による離型効果が低下する懸念がある。離型剤7の厚みDcが5nmよりも大きい場合、離型剤7の表面形状が金型6の凹凸構造を反映した形状にならず、その結果、金型6によって形成されるモスアイ構造が変化し、その反射防止性及び機械性能が低下する懸念がある。本実施形態における離型剤7の厚みDcは、図1(a)に示すように、金型6側の表面から金型6とは反対側の表面までの距離を指す。
重合体層3の厚みDは特に限定されないが、フッ素原子を重合体層3の基材フィルム2とは反対側の表面に高濃度で配向させる観点から、薄いことが好ましい。具体的には、5μm以上、10μm以下であることが好ましい。重合体層3の厚みDが5μm未満である場合、重合体層3の形成時に、斑、レンズ欠陥等の欠点が発生する懸念がある。重合体層3の厚みDが10μmよりも大きい場合、得られる光学フィルム1がカールしやすくなる懸念がある。本実施形態における重合体層3の厚みDは、図1(d)に示すように、基材フィルム2側の表面から凸部4の頂点までの距離を指す。
凸部4の形状は特に限定されず、例えば、柱状の下部と半球状の上部とによって構成される形状(釣鐘状)、錐体状(コーン状、円錐状)等の、先端に向かって細くなる形状(テーパー形状)が挙げられる。また、凸部4は、枝突起を有する形状であってもよい。枝突起とは、モスアイ構造を形成する金型を作製するための陽極酸化及びエッチングを行う過程で形成されてしまった、間隔が不規則な部分に対応する凸部を示す。図1(d)中、隣接する凸部4の間隙の底辺は傾斜した形状となっているが、傾斜せずに水平な形状であってもよい。
隣接する凸部4間のピッチPは、可視光の波長(780nm)以下であれば特に限定されないが、モアレ、虹ムラ等の光学現象を充分に防止する観点からは、100nm以上、400nm以下であることが好ましく、100nm以上、200nm以下であることがより好ましい。本明細書中、光学フィルムの隣接する凸部間のピッチは、日立ハイテクノロジーズ社製の走査型電子顕微鏡(製品名:S−4700)で撮影される平面写真の1μm角の領域内における、枝突起を除くすべての隣接する凸部間の距離の平均値を指す。なお、隣接する凸部間のピッチは、メイワフォーシス社製のオスミウムコーター(製品名:Neoc−ST)を用いて、重合体層の凹凸構造上に和光純薬工業社製の酸化オスミウムVIII(厚み:5nm)を塗布した状態で測定される。
凸部4の高さは特に限定されないが、後述する凸部4の好ましいアスペクト比と両立させる観点から、50nm以上、600nm以下であることが好ましく、100nm以上、300nm以下であることがより好ましい。本明細書中、凸部の高さは、日立ハイテクノロジーズ社製の走査型電子顕微鏡(製品名:S−4700)で撮影される断面写真における、枝突起を除く連続して並んだ10個の凸部の高さの平均値を示す。ただし、10個の凸部を選択する際は、欠損や変形した部分(試料を準備する際に変形させてしまった部分等)がある凸部を除くものとする。試料としては、光学フィルムの特異的な欠陥がない領域でサンプリングされたものが用いられ、例えば、光学フィルムが連続的に製造されるロール状である場合、その中央付近でサンプリングされたものを用いる。なお、凸部の高さは、メイワフォーシス社製のオスミウムコーター(製品名:Neoc−ST)を用いて、重合体層の凹凸構造上に和光純薬工業社製の酸化オスミウムVIII(厚み:5nm)を塗布した状態で測定される。
凸部4のアスペクト比は特に限定されないが、0.8以上、1.5以下であることが好ましい。凸部4のアスペクト比が1.5以下である場合、モスアイ構造の加工性が充分に高まり、スティッキングが発生したり、モスアイ構造を形成する際の転写具合が悪化したりする(金型が詰まったり、巻き付いてしまう、等)懸念が低くなる。凸部4のアスペクト比が0.8以上である場合、モアレ、虹ムラ等の光学現象を充分に防止し、良好な反射特性を実現することができる。本明細書中、凸部のアスペクト比は、上述したような方法で測定される、隣接する凸部間のピッチと凸部の高さとの比(高さ/ピッチ)を指す。
凸部4の配置は特に限定されず、ランダムに配置されていても、規則的に配置されていてもよい。モアレの発生を充分に防止する観点からは、ランダムに配置されていることが好ましい。
以上より、実施形態1の光学フィルムの製造方法によれば、防汚性及び耐擦性に優れた光学フィルム1を製造することができる。
次に、実施形態1の金型について、図2を参照して以下に説明する。図2は、実施形態1の金型を示す断面模式図である。
金型6は、可視光の波長以下のピッチ(隣接する凹部の底点間の距離)Qで設けられる複数の凹部を表面に有している。よって、金型6によれば、対象物(例えば、樹脂層)の表面にモスアイ構造を形成することができる。金型6は、アルミニウム原子、及び、酸素原子を構成原子として含んでいる。
金型6の表面には、離型剤7が配置されている。離型剤7は、炭素原子、酸素原子、及び、フッ素原子を構成原子として含んでいる。これにより、離型性を有し、表面エネルギーが低い金型6が得られる。
離型剤7が配置された金型6の表面にヘキサデカンを滴下し、θ/2法によって測定される、ヘキサデカン滴下直後の接触角をθ(単位:°)、ヘキサデカン滴下4分後の接触角をθ(単位:°)と定義すると、θ及びθは85°以上であり、かつ、θとθとの差は3.5°以下である。
X線ビーム径100μm、分析面積1000μm×500μm、及び、光電子の取り出し角度45°の条件下でのX線光電子分光法によって測定される、離型剤7が配置された金型6の表面における炭素原子の数、アルミニウム原子の数、酸素原子の数、及び、フッ素原子の数の合計数に対するフッ素原子の数の比率は、30atom%以上である。
離型剤7が配置された金型6の表面における、ヘキサデカンの接触角とフッ素含有率とを上記範囲とすれば、離型剤7による離型効果が充分に得られる。よって、実施形態1の金型は、防汚性及び耐擦性に優れた光学フィルムを製造する際に好ましく用いられる。
実施形態1の金型の一例としては、上述した実施形態1の光学フィルムの製造方法に用いられる金型が挙げられる。
[実施形態2]
実施形態2の光学フィルムの製造方法について、図3を参照して以下に説明する。図3は、実施形態2の光学フィルムの製造プロセスを説明するための断面模式図である(工程a〜e)。実施形態2の光学フィルムの製造方法は、下層樹脂及び上層樹脂を基材フィルム上に順に塗布すること以外、実施形態1の光学フィルムの製造方法と同様であるため、重複する点については説明を適宜省略する。なお、実施形態2の金型は、実施形態1の金型と同様であるため、説明を省略する。
(a)下層樹脂の塗布
まず、図3(a)に示すように、下層樹脂5aを基材フィルム2上に塗布する。
(b)上層樹脂の塗布
図3(b)に示すように、塗布された下層樹脂5a上に上層樹脂5bを塗布する。その結果、上層樹脂5bは、下層樹脂5aの基材フィルム2とは反対側に形成される。
(c)凹凸構造の形成
図3(c)に示すように、塗布された下層樹脂5a、及び、上層樹脂5bが基材フィルム2側から順に積層された状態で、下層樹脂5a、及び、上層樹脂5bに金型6を上層樹脂5b側から押し付け、凹凸構造を表面に有する樹脂層8を形成する。金型6の表面には、離型剤7が予め塗布されている。
(d)樹脂層の硬化
凹凸構造が形成された樹脂層8を硬化させる。その結果、図3(d)に示すような重合体層3が形成される。
(e)金型の剥離
離型剤7が表面に塗布された金型6を、重合体層3から剥離する。その結果、図3(e)に示すような光学フィルム1が完成する。
[実施形態3]
実施形態3の光学フィルムの製造方法について、図4を参照して以下に説明する。図4は、実施形態3の光学フィルムの製造プロセスを説明するための断面模式図である(工程a〜d)。実施形態3の光学フィルムの製造方法は、下層樹脂及び上層樹脂を基材フィルム上に同時に塗布すること以外、実施形態1の光学フィルムの製造方法と同様であるため、重複する点については説明を適宜省略する。なお、実施形態3の金型は、実施形態1の金型と同様であるため、説明を省略する。
(a)下層樹脂及び上層樹脂の塗布
まず、図4(a)に示すように、下層樹脂5a、及び、上層樹脂5bを基材フィルム2上に同時に塗布する。その結果、上層樹脂5bは、下層樹脂5aの基材フィルム2とは反対側に形成される。下層樹脂5a、及び、上層樹脂5bを同時に塗布する方法としては、例えば、共押し出し方式で塗布する方法が挙げられる。
(b)凹凸構造の形成
図4(b)に示すように、塗布された下層樹脂5a、及び、上層樹脂5bが基材フィルム2側から順に積層された状態で、下層樹脂5a、及び、上層樹脂5bに金型6を上層樹脂5b側から押し付け、凹凸構造を表面に有する樹脂層8を形成する。金型6の表面には、離型剤7が予め塗布されている。
(c)樹脂層の硬化
凹凸構造が形成された樹脂層8を硬化させる。その結果、図4(c)に示すような重合体層3が形成される。
(d)金型の剥離
離型剤7が表面に塗布された金型6を、重合体層3から剥離する。その結果、図4(d)に示すような光学フィルム1が完成する。
実施形態3の光学フィルムの製造方法によれば、下層樹脂5a、及び、上層樹脂5bを同時に塗布するため、実施形態2の光学フィルムの製造方法と比較して、工程数を減らすことができる。
[実施形態4]
実施形態4の光学フィルムの製造方法について、図5を参照して以下に説明する。図5は、実施形態4の光学フィルムの製造プロセスを説明するための断面模式図である(工程a〜e)。実施形態4の光学フィルムの製造方法は、上層樹脂及び下層樹脂を金型上に順に塗布すること以外、実施形態1の光学フィルムの製造方法と同様であるため、重複する点については説明を適宜省略する。なお、実施形態4の金型は、実施形態1の金型と同様であるため、説明を省略する。
(a)上層樹脂の塗布
まず、図5(a)に示すように、上層樹脂5bを金型6上に塗布する。金型6の表面には、離型剤7が予め塗布されている。
(b)下層樹脂の塗布
図5(b)に示すように、塗布された上層樹脂5b上に下層樹脂5aを塗布する。その結果、下層樹脂5aは、上層樹脂5bの金型6とは反対側に形成される。
(c)凹凸構造の形成
図5(c)に示すように、塗布された上層樹脂5b、及び、下層樹脂5aが金型6側から順に積層された状態で、下層樹脂5a、及び、上層樹脂5bに基材フィルム2を下層樹脂5a側から押し付け、すなわち、下層樹脂5a、及び、上層樹脂5bに金型6を上層樹脂5b側から押し付け、凹凸構造を表面に有する樹脂層8を形成する。
(d)樹脂層の硬化
凹凸構造が形成された樹脂層8を硬化させる。その結果、図5(d)に示すような重合体層3が形成される。
(e)金型の剥離
離型剤7が表面に塗布された金型6を、重合体層3から剥離する。その結果、図5(e)に示すような光学フィルム1が完成する。
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
(材料及び部材)
実施例及び比較例において、光学フィルムを製造するために用いた材料及び部材は以下の通りである。
(下層樹脂LR−1)
下記材料の混合物(アクリル系樹脂)を用いた。なお、各材料に付した数値は、下層樹脂中の各成分の濃度を示す。
・ウレタンアクリレート(新中村化学工業社製の「UA−7100」):31.8重量%
・ペンタエリスリトールトリアクリレート(新中村化学工業社製の「A−TMM−3LM−N」):28.2重量%
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート(新中村化学工業社製の「ATM−35E」):40重量%
(上層樹脂UR−1)
下記材料の混合物(フッ素系樹脂)を用いた。なお、各材料に付した数値は、上層樹脂中の各成分の濃度を示す。上層樹脂UR−1の有効成分濃度(固形分濃度)は、20重量%であった。
・4−アクリロイルモルホリン:75重量%以上、85重量%以下
・パーフルオロポリエーテル:15重量%以上、25重量%以下
(上層樹脂UR−2)
有効成分濃度(固形分濃度)を10重量%に変更したこと以外、上層樹脂UR−1と同様なものを用いた。
(上層樹脂UR−3)
有効成分濃度(固形分濃度)を5重量%に変更したこと以外、上層樹脂UR−1と同様なものを用いた。
(金型M−1)
まず、アルミニウムを、10cm角のガラス基板上にスパッタリング法によって成膜した。成膜されたアルミニウムの層の厚みは、1.0μmであった。次に、成膜されたアルミニウムの層に対して、陽極酸化及びエッチングを交互に繰り返すことによって、多数の微小な穴(隣り合う穴の底点間の距離が可視光の波長以下)が設けられた陽極酸化層を形成した。具体的には、陽極酸化、エッチング、陽極酸化、エッチング、陽極酸化、エッチング、陽極酸化、エッチング、及び、陽極酸化を順に行う(陽極酸化:5回、エッチング:4回)ことによって、アルミニウムの内部に向かって細くなる形状(テーパー形状)を有する微小な穴(凹部)を多数形成し、その結果、凹凸構造を有する金型M−1が得られた。金型M−1のサイズは、5cm×10cmであった。陽極酸化は、シュウ酸(濃度:0.03重量%)を用いて、液温5℃、印加電圧80Vの条件下で行った。1回の陽極酸化を行う時間は、25秒とした。エッチングは、リン酸(濃度:1mol/l)を用いて、液温30℃の条件下で行った。1回のエッチングを行う時間は、25分とした。金型M−1の表面仕様は、下記の通りであった。
・隣接する凹部間のピッチQ:200nm
・凹部の深さ:400nm
その後、金型M−1の表面に離型剤を塗布することによって、離型処理を施した。離型剤としては、ダイキン工業社製の「オプツールDSX」をパーフルオロヘキサンで希釈し、固形分濃度を0.1重量%とした溶液を用いた。離型剤の厚みDcは、2〜3nmであった。
(金型M−2〜M−6)
金型M−1と同様な金型を用いて樹脂の転写を連続的に行い、その使用期間の短い順に、金型M−2、金型M−3、金型M−4、金型M−5、及び、金型M−6(使用期間が最も長い金型)を準備した。
[金型の評価]
金型M−1〜M−6について、離型剤が塗布された表面における、(i)接触角(水及びヘキサデカン)と、(ii)フッ素含有率とを測定した。測定結果を、表1及び表2に示す。
(i)接触角
離型剤が塗布された各金型の表面に対して、水(純水)及びヘキサデカンを滴下し、滴下直後、1分後、2分後、3分後、及び、4分後の接触角を測定した。表1及び表2には、滴下直後の接触角と滴下4分後の接触角との差も示した。なお、「着滴不可」とは、接触角が大き過ぎて着滴できない状態を指す。
(ii)フッ素含有率
離型剤が塗布された各金型の表面に対して、X線光電子分光法による測定を行った。具体的には、まず、離型剤が塗布された各金型の表面のサーベイスペクトルを測定した。サーベイスペクトルの測定条件は、下記の通りであった。
・X線ビーム径:100μm(12.5W、15kV)
・分析面積:1000μm×500μm
・光電子の取り出し角度:45°
・パスエネルギー:224eV
サーベイスペクトルを測定した結果、各金型において、C1sピーク、Al2pピーク、O1sピーク、及び、F1sピークが検出された。各金型の表面に塗布された離型剤は、炭素原子、酸素原子、及び、フッ素原子を構成原子として含んでおり、F1sピークは離型剤由来のものであった。また、各金型は、アルミニウム原子、及び、酸素原子を構成原子として含んでおり、Al2pピークは金型由来のものであった。
次に、得られたサーベイスペクトルから、離型剤が塗布された各金型の表面における炭素原子の数、アルミニウム原子の数、酸素原子の数、及び、フッ素原子の数の合計数に対するフッ素原子の数の比率(フッ素含有率)を算出した。なお、X線光電子分光法による測定で得られる、離型剤が塗布された金型の表面におけるフッ素含有率は、離型剤の最表面から深さ方向に6nm以内の領域におけるフッ素含有率を指す。
Figure 2017164046
Figure 2017164046
表1に示すように、金型M−1〜M−3はいずれも、表面に対するヘキサデカン滴下直後の接触角、及び、ヘキサデカン滴下4分後の接触角が85°以上であり、かつ、両者の差が3.5°以下であった。更に、金型M−1〜M−3はいずれも、表面におけるフッ素含有率が30atom%以上であった。
一方、表2に示すように、金型M−4は、表面に対するヘキサデカン滴下直後の接触角、及び、ヘキサデカン滴下4分後の接触角が85°未満であった。更に、金型M−4は、表面におけるフッ素含有率が30atom%未満であった。
表2に示すように、金型M−5は、表面に対するヘキサデカン滴下直後の接触角が85°以上であったものの、ヘキサデカン滴下4分後の接触角が85°未満であり、両者の差が3.5°よりも大きかった。更に、金型M−5は、表面におけるフッ素含有率が30atom%未満であった。
表2に示すように、金型M−6は、表面に対するヘキサデカン滴下直後の接触角、及び、ヘキサデカン滴下4分後の接触角が85°未満であり、かつ、両者の差が3.5°よりも大きかった。更に、金型M−6は、表面におけるフッ素含有率が30atom%未満であった。
(実施例1)
実施例1の光学フィルムを、実施形態4の光学フィルムの製造方法によって作製した。
(a)上層樹脂の塗布
まず、上層樹脂5bを金型6上(離型剤7が塗布された金型6の表面上)に、スポイトで滴下することによって塗布した。
上層樹脂5bとしては、上述した上層樹脂UR−1を用いた。上層樹脂5bの厚みDbは、1μmであった。離型剤7が表面に塗布された金型6としては、上述した金型M−2を用いた。
(b)下層樹脂の塗布
塗布された上層樹脂5b上(上層樹脂5bの金型6とは反対側の表面上)に、下層樹脂5aをスポイトで滴下することによって塗布した。
下層樹脂5aとしては、上述した下層樹脂LR−1を用いた。下層樹脂5aの厚みDaは、8μmであった。
(c)凹凸構造の形成
塗布された上層樹脂5b、及び、下層樹脂5aが金型6側から順に積層された状態で、下層樹脂5a上(下層樹脂5aの上層樹脂5bとは反対側の表面上)に基材フィルム2を被せ、基材フィルム2を下層樹脂5a側にローラーで押し付けた。すなわち、基材フィルム2に、上層樹脂5b、及び、下層樹脂5aが塗布された金型6を押し付けた。その結果、凹凸構造を基材フィルム2とは反対側の表面に有する樹脂層8が形成された。
基材フィルム2としては、東洋紡社製の易接着層付きポリエチレンテレフタレートフィルム(製品名:コスモシャイン(登録商標)A4300)を用いた。基材フィルム2の厚みは、60μmであった。
(d)樹脂層の硬化
凹凸構造が形成された樹脂層8に、基材フィルム2側から紫外線(照射量:1.2J/cm)を照射して硬化(重合)させた。その結果、重合体層3(樹脂層8の硬化物)が形成された。
(e)金型の剥離
離型剤7が表面に塗布された金型6を、重合体層3から剥離した。その結果、光学フィルム1が完成した。光学フィルム1の表面仕様は、下記の通りであった。
・凸部4の形状:釣鐘状
・隣接する凸部4間のピッチP:200nm
・凸部4の高さ:250nm
・凸部4のアスペクト比:1.25
(実施例2〜5、及び、比較例1〜5)
表3〜8に示すような材料及び部材に変更したこと以外、実施例1と同様にして、各例の光学フィルムを作製した。なお、表3〜8中の各材料及び各部材の表記は、下記の通りである。
<下層樹脂>
・「LR−1」:下層樹脂LR−1
<上層樹脂>
・「UR−1」〜「UR−3」:上層樹脂UR−1〜UR−3
<金型>
・「M−1」〜「M−6」:金型M−1〜M−6
[光学フィルムの評価]
実施例1〜5、及び、比較例1〜5の光学フィルムについて、防汚性及び耐擦性を評価した。結果を表3〜8に示す。
(防汚性)
防汚性としては、各例の光学フィルムの表面における、(i)接触角(水及びヘキサデカン)と、(ii)フッ素含有率とを評価した。
(i)接触角
各例の光学フィルムの表面(重合体層の基材フィルムとは反対側の表面)に対して、水(純水)及びヘキサデカンを滴下し、滴下直後、1分後、2分後、3分後、及び、4分後の接触角を測定した。
(ii)フッ素含有率
各例の光学フィルムの表面(重合体層の基材フィルムとは反対側の表面)に対して、X線光電子分光法による測定を行った。具体的には、まず、各例の光学フィルムの表面のサーベイスペクトルを測定した。サーベイスペクトルの測定条件は、下記の通りであった。
・X線ビーム径:100μm(12.5W、15kV)
・分析面積:1000μm×500μm
・光電子の取り出し角度:45°
・パスエネルギー:224eV
サーベイスペクトルを測定した結果、各例の光学フィルムにおいて、C1sピーク、N1sピーク、O1sピーク、及び、F1sピークが検出された。すなわち、各例の光学フィルムの重合体層は、炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び、フッ素原子を構成原子として含むことが分かった。
次に、得られたサーベイスペクトルから、重合体層の表面における炭素原子の数、窒素原子の数、酸素原子の数、及び、フッ素原子の数の合計数に対するフッ素原子の数の比率(フッ素含有率)を算出した。なお、X線光電子分光法による測定で得られる、重合体層の表面におけるフッ素含有率は、重合体層の最表面から深さ方向に6nm以内の領域におけるフッ素含有率を指す。
(耐擦性)
耐擦性としては、各例の光学フィルムの表面における、(i)摩擦抵抗と、(ii)スチールウール耐性とを評価した。
(i)摩擦抵抗
各例の光学フィルムの表面(重合体層の基材フィルムとは反対側の表面)を、日本スチールウール社製のスチールウール(製品名:#0000)に荷重400gを加えた状態で1回擦り、その際の動摩擦抵抗値を測定した。スチールウールで擦る際、試験機として新東科学社製の表面性測定機(製品名:14FW)を用い、ストローク幅を20mm、速度を0.5mm/sとした。
(ii)スチールウール耐性
各例の光学フィルムの表面(重合体層の基材フィルムとは反対側の表面)を、日本スチールウール社製のスチールウール(製品名:#0000)に所定の荷重を加えた状態で擦り、傷が付いた時点の荷重を評価指標とした。スチールウールで擦る際、試験機として新東科学社製の表面性測定機(製品名:14FW)を用い、ストローク幅を10mm、速度を100mm/s、擦る回数を10往復とした。また、傷の有無の確認は、照度100lx(蛍光灯)の環境下での目視観察により行った。判定基準は、下記の通りとした。
○:スチールウール耐性が80g以上であった。
△:スチールウール耐性が30g以上、80g未満であった。
×:スチールウール耐性が30g未満であった。
Figure 2017164046
Figure 2017164046
Figure 2017164046
Figure 2017164046
Figure 2017164046
Figure 2017164046
表3〜8に示すように、実施例1〜5は、比較例1〜5よりも、光学フィルムの表面(重合体層の表面)におけるフッ素含有率が高かった。実施例1〜5は、比較例1〜5よりも、光学フィルムの表面に対する水及びヘキサデカンの接触角(特に、滴下直後の接触角)が大きかった。例えば、下層樹脂及び上層樹脂の種類が同じである実施例1と比較例1とを比較すると、光学フィルムの表面に対する水の接触角(滴下直後)が、実施例1では140°よりも大きく着滴できなかったのに対して、比較例1では101.3°であった。よって、実施例1は比較例1よりも撥水性が優れていた。また、光学フィルムの表面に対するヘキサデカンの接触角(滴下直後)が、実施例1では89.5°であったのに対して、比較例1では20°よりも小さかった。よって、実施例1は比較例1よりも撥油性が優れていた。以上より、実施例1〜5は、比較例1〜5よりも防汚性が優れていた。
表3〜8に示すように、実施例1〜5は、比較例1〜5よりも、摩擦抵抗が小さく、スチールウール耐性が良好であった。よって、実施例1〜5は、比較例1〜5よりも耐擦性が優れていた。
以上より、実施例1〜5は、比較例1〜5よりも防汚性及び耐擦性が優れていた。すなわち、表面に対するヘキサデカン滴下直後の接触角、及び、ヘキサデカン滴下4分後の接触角が85°以上であり、かつ、両者の差が3.5°以下であり、表面におけるフッ素含有率が30atom%以上である金型(金型M−1〜M−3)を用いれば、防汚性及び耐擦性に優れた光学フィルムが得られることが分かった。
実施例1〜3、及び、比較例1、2の光学フィルムを更に解析した結果について、以下に説明する。
まず、上述した方法で得られたサーベイスペクトルから、重合体層の表面における炭素原子の数、窒素原子の数、酸素原子の数、及び、フッ素原子の数の合計数に対する、フッ素原子以外の各原子の数の比率を算出した。算出結果を表9に示す。表9には、上述したフッ素含有率(フッ素原子の数の比率)も示した。
Figure 2017164046
表9に示すように、実施例1〜3は、比較例1、2よりも、フッ素原子が重合体層の表面に高濃度で配向していることが分かった。
次に、X線光電子分光法によって、各例の光学フィルムの表面のナロースペクトルを測定した。図6は、実施例1〜3、及び、比較例1、2の光学フィルムの表面のナロースペクトルを示すグラフであり、(a)はC1sピークを示し、(b)はN1sピークを示し、(c)はO1sピークを示し、(d)はF1sピークを示す。図6中の縦軸の「c/s」は、「counts/秒」の略である。これは、他図においても同様である。ナロースペクトルの測定条件は、下記の通りであった。
・X線ビーム径:100μm(12.5W、15kV)
・分析面積:1000μm×500μm
・光電子の取り出し角度:45°
・パスエネルギー:112eV
次に、得られたナロースペクトルのC1sピーク及びO1sピークの各々を複数のピークに分離し、各ピーク位置及び形状から、各ピークに対応する結合種を同定した。
図7は、図6(a)中の実施例1のC1sピークの解析結果を示すグラフである。図8は、図6(a)中の実施例2のC1sピークの解析結果を示すグラフである。図9は、図6(a)中の実施例3のC1sピークの解析結果を示すグラフである。図10は、図6(a)中の比較例1のC1sピークの解析結果を示すグラフである。図11は、図6(a)中の比較例2のC1sピークの解析結果を示すグラフである。図7〜11中、ピークCsは、図6(a)中の各例のC1sピークに相当する。一方、ピークC1〜C7は、ピークCs(C1sピーク)に対して各結合種由来のピークでカーブフィッティングして得られたスペクトルである。なお、ピークC1の位置が284.6eVとなるように、得られたスペクトルの帯電補正を行った。
ピークC1〜C7の位置、及び、同定された結合種を表10に示す。各結合種を同定する際には、上記非特許文献1に記載の情報、及び、上記非特許文献2の表1を用いた。
Figure 2017164046
表10に示すように、ピークC7は、「CF結合及びOCF結合」と同定されているが、上記非特許文献2の表1に示すように、CF結合由来のピークとOCF結合由来のピークとはほぼ同じ位置にあるため、両者のピークに分離することが困難であった。
図12は、図6(c)中の実施例1のO1sピークの解析結果を示すグラフである。図13は、図6(c)中の実施例2のO1sピークの解析結果を示すグラフである。図14は、図6(c)中の実施例3のO1sピークの解析結果を示すグラフである。図15は、図6(c)中の比較例1のO1sピークの解析結果を示すグラフである。図16は、図6(c)中の比較例2のO1sピークの解析結果を示すグラフである。図12〜16中、ピークOsは、図6(c)中の各例のO1sピークに相当する。一方、ピークO1〜O3は、ピークOs(O1sピーク)に対して各結合種由来のピークでカーブフィッティングして得られたスペクトルである。
ピークO1〜O3の位置、及び、同定された結合種を表11に示す。各結合種を同定する際には、上記非特許文献3に記載の情報、及び、上記非特許文献4の図2を用いた。
Figure 2017164046
以上より、実施例1〜3、及び、比較例1、2について、光学フィルムの表面のナロースペクトルのC1sピーク及びO1sピークの各々を、各結合種由来のピークに分離することができた。
次に、得られたナロースペクトルから、重合体層の表面における各結合種の組成比を算出した。算出結果を表12及び表13に示す。
Figure 2017164046
Figure 2017164046
表12及び表13に示すように、実施例1〜3は、比較例1、2よりも、フッ素原子が重合体層の表面に高濃度で配向していることが分かった。
[付記]
本発明の一態様は、複数の凸部が可視光の波長以下のピッチで設けられる凹凸構造を表面に有する光学フィルムの製造方法であって、下層樹脂及び上層樹脂を塗布する工程(1)と、塗布された上記下層樹脂及び上記上層樹脂が積層された状態で、上記下層樹脂及び上記上層樹脂に金型を上記上層樹脂側から押し付け、上記凹凸構造を表面に有する樹脂層を形成する工程(2)と、上記樹脂層を硬化させる工程(3)とを含み、上記上層樹脂は、フッ素含有モノマーを含み、上記金型の表面には、離型剤が塗布されており、上記離型剤は、炭素原子、酸素原子、及び、フッ素原子を構成原子として含み、上記金型は、アルミニウム原子、及び、酸素原子を構成原子として含み、上記離型剤が塗布された上記金型の表面にヘキサデカンを滴下し、θ/2法によって測定される、ヘキサデカン滴下直後の接触角をθ(単位:°)、ヘキサデカン滴下4分後の接触角をθ(単位:°)と定義すると、θ及びθは85°以上であり、かつ、θとθとの差は3.5°以下であり、X線ビーム径100μm、分析面積1000μm×500μm、及び、光電子の取り出し角度45°の条件下でのX線光電子分光法によって測定される、上記離型剤が塗布された上記金型の表面における炭素原子の数、アルミニウム原子の数、酸素原子の数、及び、フッ素原子の数の合計数に対するフッ素原子の数の比率は、30atom%以上である光学フィルムの製造方法であってもよい。
上記工程(1)中の「下層樹脂及び上層樹脂を塗布する」とは、上記下層樹脂及び上記上層樹脂を同じ部材上に重ねて塗布する場合だけではなく、上記下層樹脂及び上記上層樹脂を異なる部材上に塗布する場合も含む。上記下層樹脂及び上記上層樹脂を異なる部材上に塗布する場合としては、例えば、上記下層樹脂を基材フィルム上に塗布し、上記上層樹脂を上記金型上に塗布するものであってもよい。
また、上記工程(2)中の「塗布された上記下層樹脂及び上記上層樹脂が積層された状態で、上記下層樹脂及び上記上層樹脂に金型を上記上層樹脂側から押し付ける」とは、上記下層樹脂及び上記上層樹脂が積層された後に上記金型を押し付ける場合だけではなく、上記下層樹脂及び上記上層樹脂を積層しつつ上記金型を押し付ける場合も含む。言い換えれば、上記工程(2)において、上記下層樹脂及び上記上層樹脂を積層させること(以下、積層化ステップとも言う。)と、上記下層樹脂及び上記上層樹脂に上記金型を上記上層樹脂側から押し付けること(以下、押し付けステップとも言う。)とを、同じタイミング又は異なるタイミングで行う方法を含む。
上記積層化ステップと上記押し付けステップとを同じタイミングで行う方法としては、以下の方法(i)が好ましい。
(i)上記下層樹脂を基材フィルム上に塗布し、上記上層樹脂を上記金型上に塗布し、その後、上記上層樹脂が塗布された上記金型を、上記上層樹脂側から、上記基材フィルム上に塗布された上記下層樹脂に押し付けつつ(上記押し付けステップ)、上記下層樹脂上に上記上層樹脂を積層させる(上記積層化ステップ)。
すなわち、上記工程(1)は、上記下層樹脂を基材フィルム上に塗布し、上記上層樹脂を上記金型上に塗布することによって行われ、上記工程(2)は、上記上層樹脂が塗布された上記金型を、上記上層樹脂側から、上記基材フィルム上に塗布された上記下層樹脂に押し付けることによって行われてもよい。この場合、上記上層樹脂を上記下層樹脂上へ積層させつつ、上記凹凸構造を形成することができる。更に、上記下層樹脂及び上記上層樹脂を上記基材フィルム上に順に塗布する場合(後述する方法(ii))よりも、工程数を減らすことができる。また、本方法によれば、防汚性を好ましく高めることができ、特に上記上層樹脂の構成材料のロスを最小限に抑えることができる。
上記積層化ステップと上記押し付けステップとを異なるタイミングで行う方法としては、以下の方法(ii)〜(v)が好ましい。
(ii)上記下層樹脂及び上記上層樹脂を基材フィルム上に順に塗布し(上記積層化ステップ)、その後、上記下層樹脂及び上記上層樹脂に上記金型を上記上層樹脂側から押し付ける(上記押し付けステップ)。
すなわち、上記工程(1)は、上記下層樹脂及び上記上層樹脂を基材フィルム上に順に塗布することによって行われてもよい。この場合、一般的な塗布方式(例えば、グラビア方式、スロットダイ方式等)の装置を併設することによって、上記下層樹脂及び上記上層樹脂の塗布を効率的に行うことができる。
(iii)上記下層樹脂及び上記上層樹脂を基材フィルム上に同時に塗布し(上記上層樹脂は、上記下層樹脂の基材フィルムとは反対側に形成される)(上記積層化ステップ)、その後、上記下層樹脂及び上記上層樹脂に上記金型を上記上層樹脂側から押し付ける(上記押し付けステップ)。
すなわち、上記工程(1)は、上記下層樹脂及び上記上層樹脂を基材フィルム上に同時に塗布することによって行われてもよい。この場合、上記下層樹脂及び上記上層樹脂の塗布を効率的に行うことができる。更に、上記下層樹脂及び上記上層樹脂を上記基材フィルム上に順に塗布する場合(上述した方法(ii))よりも、塗布装置を簡略化し、工程数を減らすことができるため、生産性が高まる。
(iv)上記上層樹脂及び上記下層樹脂を上記金型上に順に塗布し(上記積層化ステップ)、その後、基材フィルムに、上記上層樹脂及び上記下層樹脂が塗布された上記金型を押し付ける(上記押し付けステップ)。
すなわち、上記工程(1)は、上記上層樹脂及び上記下層樹脂を上記金型上に順に塗布することによって行われてもよい。この場合、例えば、上記金型としてフレキシブルなものを用いれば、上記基材フィルムの形状によらず、上記凹凸構造を容易に形成することができる。
(v)上記上層樹脂及び上記下層樹脂を上記金型上に同時に塗布し(上記下層樹脂は、上記上層樹脂の上記金型とは反対側に形成される)(上記積層化ステップ)、その後、基材フィルムに、上記上層樹脂及び上記下層樹脂が塗布された上記金型を押し付ける(上記押し付けステップ)。
すなわち、上記工程(1)は、上記上層樹脂及び上記下層樹脂を上記金型上に同時に塗布することによって行われてもよい。この場合、例えば、上記金型としてフレキシブルなものを用いれば、上記基材フィルムの形状によらず、上記凹凸構造を容易に形成することができる。
1:光学フィルム
2:基材フィルム
3:重合体層
4:凸部
5a:下層樹脂
5b:上層樹脂
6:金型
7:離型剤
8:樹脂層
P、Q:ピッチ
D:重合体層の厚み
Da:下層樹脂の厚み
Db:上層樹脂の厚み
Dc:離型剤の厚み
C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、Cs、O1、O2、O3、Os:ピーク

Claims (6)

  1. 複数の凸部が可視光の波長以下のピッチで設けられる凹凸構造を表面に有する光学フィルムの製造方法であって、
    下層樹脂及び上層樹脂を塗布する工程(1)と、
    塗布された前記下層樹脂及び前記上層樹脂が積層された状態で、前記下層樹脂及び前記上層樹脂に金型を前記上層樹脂側から押し付け、前記凹凸構造を表面に有する樹脂層を形成する工程(2)と、
    前記樹脂層を硬化させる工程(3)とを含み、
    前記上層樹脂は、フッ素含有モノマーを含み、
    前記金型の表面には、離型剤が塗布されており、
    前記離型剤は、炭素原子、酸素原子、及び、フッ素原子を構成原子として含み、
    前記金型は、アルミニウム原子、及び、酸素原子を構成原子として含み、
    前記離型剤が塗布された前記金型の表面にヘキサデカンを滴下し、θ/2法によって測定される、ヘキサデカン滴下直後の接触角をθ(単位:°)、ヘキサデカン滴下4分後の接触角をθ(単位:°)と定義すると、θ及びθは85°以上であり、かつ、θとθとの差は3.5°以下であり、
    X線ビーム径100μm、分析面積1000μm×500μm、及び、光電子の取り出し角度45°の条件下でのX線光電子分光法によって測定される、前記離型剤が塗布された前記金型の表面における炭素原子の数、アルミニウム原子の数、酸素原子の数、及び、フッ素原子の数の合計数に対するフッ素原子の数の比率は、30atom%以上であることを特徴とする光学フィルムの製造方法。
  2. 前記工程(1)は、前記下層樹脂を基材フィルム上に塗布し、前記上層樹脂を前記金型上に塗布することによって行われ、
    前記工程(2)は、前記上層樹脂が塗布された前記金型を、前記上層樹脂側から、前記基材フィルム上に塗布された前記下層樹脂に押し付けることによって行われることを特徴とする請求項1に記載の光学フィルムの製造方法。
  3. 前記工程(1)は、前記下層樹脂及び前記上層樹脂を基材フィルム上に順に塗布することによって行われることを特徴とする請求項1に記載の光学フィルムの製造方法。
  4. 前記工程(1)は、前記下層樹脂及び前記上層樹脂を基材フィルム上に同時に塗布することによって行われることを特徴とする請求項1に記載の光学フィルムの製造方法。
  5. 前記工程(1)は、前記上層樹脂及び前記下層樹脂を前記金型上に順に塗布することによって行われることを特徴とする請求項1に記載の光学フィルムの製造方法。
  6. 複数の凹部が可視光の波長以下のピッチで表面に設けられる金型であって、
    前記金型の表面には、離型剤が配置されており、
    前記離型剤は、炭素原子、酸素原子、及び、フッ素原子を構成原子として含み、
    前記金型は、アルミニウム原子、及び、酸素原子を構成原子として含み、
    前記離型剤が配置された前記金型の表面にヘキサデカンを滴下し、θ/2法によって測定される、ヘキサデカン滴下直後の接触角をθ(単位:°)、ヘキサデカン滴下4分後の接触角をθ(単位:°)と定義すると、θ及びθは85°以上であり、かつ、θとθとの差は3.5°以下であり、
    X線ビーム径100μm、分析面積1000μm×500μm、及び、光電子の取り出し角度45°の条件下でのX線光電子分光法によって測定される、前記離型剤が配置された前記金型の表面における炭素原子の数、アルミニウム原子の数、酸素原子の数、及び、フッ素原子の数の合計数に対するフッ素原子の数の比率は、30atom%以上であることを特徴とする金型。
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JP6550434B2 (ja) * 2017-09-29 2019-07-24 シャープ株式会社 防汚性フィルムの製造方法
JP6734331B2 (ja) * 2018-08-22 2020-08-05 シャープ株式会社 防汚性フィルムの製造方法
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102666055B (zh) * 2009-12-24 2014-09-17 三菱丽阳株式会社 有机系脱模剂的性能评价方法、模具的制造方法和表面具有微细凹凸结构的透明薄膜的制造方法
EP2862706B1 (en) * 2012-06-15 2020-12-23 Mitsubishi Chemical Corporation Laminate
CN104380151B (zh) * 2012-06-22 2016-04-27 夏普株式会社 防反射膜的制造方法
KR20160015160A (ko) * 2014-07-30 2016-02-12 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 방현 필름

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