KR102556583B1 - 광학체, 광학 필름 첩착체 및 광학체의 제조 방법 - Google Patents

광학체, 광학 필름 첩착체 및 광학체의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

[과제] 보호 필름을 사용하지 않고 광학 필름의 요철 구조를 보호할 수 있고, 광학 필름을 박막화할 수 있고, 핸들링성을 향상시킬 수 있고, 접착제층과 광학 필름의 굴절률차에서 기인하는 문제의 발생을 억제하고, 또한 광학 필름을 피착체에 보다 강고하게 첩부하는 것이 가능한, 신규 또한 개량된 광학체, 광학 필름 첩착체, 및 광학체의 제조 방법을 제공한다.
[해결 수단] 본 발명의 어느 관점에 의하면, 일방의 표면에 형성된 제 1 요철 구조와, 타방의 표면에 형성된 제 2 요철 구조를 구비하는 광학 필름과, 제 1 요철 구조를 덮는 마스터 필름을 구비하고, 제 1 요철 구조의 요철의 평균 주기는 가시광 파장 이하이고, 마스터 필름은, 제 1 요철 구조에 대향하는 표면에 형성되고, 또한 제 1 요철 구조의 반전 형상을 갖는 제 3 요철 구조를 구비하는, 광학체가 제공된다.

Description

광학체, 광학 필름 첩착체 및 광학체의 제조 방법{OPTICAL OBJECT, OPTICAL-FILM LAMINATE, AND PROCESS FOR PRODUCING OPTICAL OBJECT}
본 발명은, 광학체, 광학 필름 첩착체 (貼着體) 및 광학체의 제조 방법에 관한 것이다.
요철의 평균 주기가 가시광 파장 이하인 요철 구조가 형성된 광학 필름은, 가시광 파장역의 광에 대해 우수한 반사 방지 효과를 갖는다. 따라서, 요철 구조를 갖는 광학 필름은, 예를 들어 반사 방지 필름으로서 사용된다. 이와 같은 요철 구조는, 모스아이 구조라고도 칭해진다. 요철 구조가 형성된 광학 필름은, 예를 들어 특허문헌 1 ∼ 2 에 개시되어 있다.
요철 구조의 형성 방법으로서, 예를 들어 특허문헌 1 에 개시된 광 나노 임프린트법이 있다. 광 나노 임프린트법에서는, 표면에 요철 구조가 형성된 원반을 준비한다. 그리고, 기재 상에 미경화의 광 경화성 수지를 도포함으로써, 기재 상에 미경화 수지층을 형성한다. 그리고, 미경화 수지층에 원반의 요철 구조를 전사하고, 미경화 수지층을 경화시킨다. 이로써, 기재 상에 요철 구조 (이 요철 구조는, 원반의 요철 구조의 반전 형상을 갖는다) 를 형성한다.
그런데, 예를 들어 특허문헌 2 에 개시된 바와 같이 반사 방지 필름의 요철 구조에는, 반사 방지 필름의 보관 시, 운반 시, 사용 시 등에 요철 구조를 보호하기 위해, 보호 필름이 첩부 (貼付) 되는 경우가 있다. 보호 필름은, 접착제에 의해 요철 구조에 첩부된다. 이 때문에, 보호 필름을 요철 구조로부터 박리할 때에, 접착제가 요철 구조 상에 잔류하는 경우가 있다. 요철 구조 상에 접착제가 잔류한 경우, 이 접착제에 의해 반사 방지 필름에 성능이 열화되어 버리는 경우가 있다. 이 문제를 해결하는 방법으로서 접착제의 점착성을 낮게 하는 것이 생각되지만, 이 방법에서는, 보호 필름이 요철 구조로부터 떨어지기 쉬워져 버린다. 즉, 보호 필름에 의한 요철 구조의 보호가 불충분해질 가능성이 있다. 그래서, 특허문헌 2 에서는, 특정 접착제를 사용한 보호 필름을 사용하는 것이 제안되어 있다.
일본 공개특허공보 2011-053496호 일본 공개특허공보 2011-088356호
그런데, 반사 방지 필름의 핸들링성을 확보하기 위해서는, 반사 방지 필름에 어느 정도의 두께가 필요하였다. 그러나, 반사 방지 필름이 지나치게 두꺼우면, 반사 방지 필름의 첩착체가 후형화 (厚型化) 한다는 문제가 있었다. 또한, 표면에 큰 요철이 있는 피착체에 반사 방지 필름을 첩부하는 경우에, 반사 방지 필름을 피착체의 표면의 요철에 충분히 추종시킬 수 없는 경우가 있었다.
예를 들어, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 높이 (s) 가 50 ㎛ 인 프레임체 (51) 를 갖는 터치 패널 (50) 에, 두께 50 ㎛ 의 반사 방지 필름 (52) 을 두께 25 ㎛ 의 접착제층 (53) 에 의해 첩부하는 경우에, 반사 방지 필름 (52) 이 프레임체 (51) 의 높이 (s) 에 추종할 수 없는 경우가 있었다. 이 경우, 반사 방지 필름 (52) 의 첩착 후에는 공극 (54) 이 프레임체 (51) 의 주위에 형성되므로, 터치 패널 (50) 의 외관이 손상되어 버린다.
또한, 반사 방지 필름을 접착제에 의해 피착체에 첩부하는 경우에, 반사 방지 필름의 굴절률과 접착제층의 굴절률이 일치하지 않는 경우가 있었다. 이 경우, 반사 방지 필름의 반사율이 악화되어 버릴 (즉, 반사율이 높아져 버릴) 가능성이 있었다. 또한, 리플이 생기고, 간섭 무늬 발생 등의 외관의 문제가 발생할 가능성도 있었다.
상기 문제를 해결하는 방법으로서, 피착체의 표면에 직접 요철 구조를 형성하는 것도 생각된다. 이 방법은, 예를 들어 피착체의 표면이 평탄하고, 또한 피착체의 주위에 프레임체 및 배선 등이 존재하지 않는 경우, 혹은 피착체가 유연한 부재로 형성되어 있는 경우에는, 어느 정도의 효과를 기대할 수 있다. 그러나, 상기 이외의 경우 (예를 들어, 피착체의 표면이 만곡되어 있는 경우, 피착체의 주위에 프레임체 및 배선 등이 존재하는 경우 등) 에는, 요철 구조의 품질이 불안정해진다는 문제가 있다. 또한, 피착체의 표면에 직접 요철 구조를 형성한 경우, 그 후의 공정에 지장을 초래하는 경우가 있다. 따라서, 이 방법으로는 상기 문제를 근본적으로 해결할 수 없다.
또, 상기 문제를 해결하는 방법으로서 특허문헌 2 에 개시된 보호 필름을 후막화하는 방법도 생각된다. 이 방법에 의하면, 반사 방지 필름은 보호 필름과 일체로 된 광학체로서 운반 등이 되므로, 광학체의 핸들링성이 향상되고, 나아가서는 반사 방지 필름의 핸들링성도 향상된다. 그러나, 이 방법에서는 보호 필름이 필요로 되므로, 보호 필름을 사용하지 않고 요철 구조를 보호하고 싶다는 요구에 응할 수 없다.
또, 특허문헌 2 에 개시된 기술에서는, 보호 필름 및 반사 방지 필름이 일체로 된 광학체를 피착체에 첩부한 후에 보호 필름을 반사 방지 필름으로부터 분리한다. 이때, 반사 방지 필름이 피착체로부터 벗겨질 가능성이 있다는 다른 문제도 있었다.
그래서, 본 발명은, 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적으로 하는 점은, 보호 필름을 사용하지 않고 광학 필름의 요철 구조를 보호할 수 있고, 광학 필름을 박막화할 수 있고, 핸들링성을 향상시킬 수 있고, 접착제층과 광학 필름의 굴절률차에서 기인하는 문제의 발생을 억제하고, 또한 광학 필름을 피착체에 보다 강고하게 첩부하는 것이 가능한, 신규 또한 개량된 광학체, 광학 필름 첩착체, 및 광학체의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명자는, 이하의 사항을 알아내고, 이 결과 본 발명에 상도하였다. 즉, (i) 요철 구조 (제 4 요철 구조) 가 형성된 원반 (제 1 원반) 을 전사형 (轉寫型) 으로서 사용하여 마스터 필름을 제작한 경우, 그 마스터 필름을 전사형으로서 사용하여 광학 필름을 제작할 수 있다. 또한, 이와 같은 마스터 필름을 광학 필름의 보호 필름으로서 사용할 수 있다. 광학 필름의 일방의 표면, 즉 마스터 필름측의 표면에는, 요철 구조 (제 1 요철 구조) 가 형성된다.
(ii) 광학 필름 및 마스터 필름을 포함하는 광학체는, 마스터 필름에 의해 두께를 벌 수 있다. 이 때문에, 광학 필름을 박막화하면서, 광학 필름의 핸들링성을 향상시킬 수 있다.
(iii) 마스터 필름을 광학 필름의 보호 필름으로서 사용함으로써, 별도 보호 필름을 준비하는 것이 불필요해진다.
(iv) 광학 필름의 타방의 표면에도 요철 구조 (제 2 요철 구조) 를 형성하고, 또한 제 2 요철 구조 상에 접착제층을 형성한 경우, 제 2 요철 구조에 의한 앵커 효과에 의해 광학 필름과 접착제층의 접착 강도가 높아진다. 따라서, 광학 필름을 피착체에 첩부했을 때에, 광학 필름은 피착체에 보다 강고하게 첩부된다. 이 결과, 예를 들어 광학 필름을 피착체에 첩부한 후에 마스터 필름을 광학 필름으로부터 분리한 경우, 광학 필름은 피착체로부터 벗겨지기 어려워진다.
(v) 제 2 요철 구조가 접착제층과 광학 필름의 굴절률차에서 기인하는 광 반사를 억제한다. 이 결과, 당해 굴절률차에서 기인하는 문제 (반사율의 악화, 리플의 발생) 의 발생이 억제된다.
(vi) 마스터 필름도 광학 필름 (예를 들어, 반사 방지 필름) 으로서 사용할 수 있다.
본 발명의 어느 관점에 의하면, 일방의 표면에 형성된 제 1 요철 구조와, 타방의 표면에 형성된 제 2 요철 구조를 구비하는 광학 필름과, 제 1 요철 구조를 덮는 마스터 필름을 구비하고, 제 1 요철 구조의 요철의 평균 주기는 가시광 파장 이하이고, 마스터 필름은, 제 1 요철 구조에 대향하는 표면에 형성되고, 또한 제 1 요철 구조의 반전 형상을 갖는 제 3 요철 구조를 구비하는, 광학체가 제공된다.
여기서, 제 2 요철 구조의 어스펙트비는, 제 1 요철 구조의 어스펙트비보다 작고, 제 1 요철 구조의 어스펙트비는, 제 1 요철 구조를 구성하는 볼록부의 높이와 제 1 요철 구조를 구성하는 오목부의 저면의 직경의 비이고, 제 2 요철 구조의 어스펙트비는, 제 2 요철 구조를 구성하는 볼록부의 높이와 제 2 요철 구조를 구성하는 오목부의 저면의 직경의 비여도 된다.
또, 제 2 요철 구조의 요철의 밀도는, 제 1 요철 구조의 요철의 밀도보다 작아도 된다.
또, 광학 필름의 두께는 1 ∼ 60 ㎛ 여도 된다.
또, 제 2 요철 구조의 요철의 평균 주기는 가시광 파장 이하여도 된다.
또, 마스터 필름은, 기재 필름과, 기재 필름의 일방의 표면에 형성된 요철 수지층을 구비하고, 요철 수지층에 제 3 요철 구조가 형성되어 있어도 된다.
또, 마스터 필름은, 제 3 요철 구조를 덮는 무기막을 구비해도 된다.
또, 마스터 필름 및 광학 필름의 적어도 일방에 이형제가 첨가되어 있어도 된다.
또, 마스터 필름 및 광학 필름의 탄성률이 서로 상이해도 된다.
또, 제 1 ∼ 제 3 요철 구조 중, 적어도 1 종 이상은, 경화한 광 경화성 수지로 형성되어 있어도 된다.
또, 제 1 요철 구조가 형성된 표면의 분광 반사율 (파장 350 ∼ 800 ㎚) 은 0.1 ∼ 1.8 ％ 이고, 제 3 요철 구조가 형성된 표면의 분광 반사율 (파장 350 ∼ 800 ㎚) 은, 0.1 ∼ 1.5 ％ 여도 된다.
또, 광학 필름은, 일체 성형되어 있어도 된다.
또, 제 2 요철 구조를 덮는 접착제층을 추가로 구비해도 된다.
또, 접착제층의 두께는 1 ∼ 50 ㎛ 여도 된다.
본 발명의 다른 관점에 의하면, 피착체와, 피착체에 접착제층을 개재하여 첩부된 청구항 1 ∼ 14 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름을 구비하는, 광학 필름 첩착체가 제공된다.
본 발명의 다른 관점에 의하면, 상기에 기재된 광학체의 제조 방법으로서, 제 3 요철 구조의 반전 형상을 갖는 제 4 요철 구조가 표면에 형성된 제 1 원반을 준비하는 공정과, 제 2 요철 구조의 반전 형상을 갖는 제 5 요철 구조가 표면에 형성된 제 2 원반을 준비하는 공정과, 제 1 원반을 전사형으로서 사용하여, 마스터 필름을 제작하는 공정과, 마스터 필름 및 제 2 원반을 전사형으로서 사용하여, 마스터 필름 상에 광학 필름을 형성하는 공정을 포함하는, 광학체의 제조 방법이 제공된다.
여기서, 제 1 원반의 제 4 요철 구조를 마스터 필름용 미경화 수지층에 전사함으로써, 제 3 요철 구조를 마스터 필름용 미경화 수지층의 표면에 형성하는 공정과, 마스터 필름용 미경화 수지층을 경화시킴으로써, 마스터 필름을 제작하는 공정과, 마스터 필름의 표면에 형성된 제 3 요철 구조를, 광학 필름용 미경화 수지층의 일방의 표면에 전사함으로써, 제 1 요철 구조를 광학 필름용 미경화 수지층의 일방의 표면에 형성하는 공정과, 제 2 원반의 제 5 요철 구조를 광학 필름용 미경화 수지층의 타방의 표면에 전사함으로써, 제 2 요철 구조를 광학 필름용 미경화 수지층의 타방의 표면에 형성하는 공정과, 광학 필름용 미경화 수지층을 경화함으로써, 광학 필름을 제작하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
또, 마스터 필름용 미경화 수지층 및 광학 필름용 미경화 수지층의 적어도 일방에 이형제를 첨가해도 된다.
또, 마스터 필름용 미경화 수지층은, 기재 필름 상에 형성되어 있어도 된다.
또, 마스터 필름의 제 3 요철 구조 상에 무기막을 형성하는 공정을 추가로 포함하고, 무기막이 형성된 제 3 요철 구조를, 광학 필름용 미경화 수지층의 일방의 표면에 전사해도 된다.
또, 마스터 필름용 미경화 수지층 및 광학 필름용 미경화 수지층의 적어도 일방은, 미경화의 광 경화성 수지로 구성되어 있어도 된다.
또, 제 2 요철 구조의 어스펙트비는, 제 1 요철 구조의 어스펙트비보다 작고, 제 1 요철 구조의 어스펙트비는, 제 1 요철 구조를 구성하는 볼록부의 높이와 제 1 요철 구조를 구성하는 오목부의 저면의 직경의 비이고, 제 2 요철 구조의 어스펙트비는, 제 2 요철 구조를 구성하는 볼록부의 높이와 제 2 요철 구조를 구성하는 오목부의 저면의 직경의 비여도 된다.
또, 제 2 요철 구조의 요철의 밀도를, 제 1 요철 구조의 요철의 밀도보다 작게 해도 된다.
또, 광학 필름의 두께를 1 ∼ 60 ㎛ 로 해도 된다.
또, 제 5 요철 구조의 요철의 평균 주기는 가시광 파장 이하여도 된다.
또, 마스터 필름 및 광학 필름의 탄성률을 서로 상이한 값으로 해도 된다.
또, 광학 필름에 형성된 제 2 요철 구조 상에 접착제층을 형성하는 공정을 추가로 포함하고 있어도 된다.
또, 접착제층의 두께를 1 ∼ 50 ㎛ 로 해도 된다.
본 발명에 의하면, 마스터 필름을 광학 필름의 보호 필름으로서 사용할 수 있다. 이 때문에, 보호 필름을 사용하지 않고 광학 필름의 요철 구조 (제 1 요철 구조) 를 보호할 수 있다. 또한, 마스터 필름에 의해 두께를 벌 수 있다. 이 때문에, 광학 필름을 박막화하면서, 광학 필름의 핸들링성을 향상시킬 수 있다. 또한, 광학 필름은, 제 2 요철 구조를 갖는다. 이 때문에, 제 2 요철 구조에 의한 앵커 효과에 의해, 광학 필름과 접착제층의 접착 강도가 높아진다. 따라서, 광학 필름을 피착체에 보다 강고하게 첩부할 수 있다. 또한, 제 2 요철 구조가 접착제층과 광학 필름의 굴절률차에서 기인하는 광 반사를 억제한다. 이 결과, 당해 굴절률차에서 기인하는 문제 (반사율의 악화, 리플의 발생) 의 발생이 억제된다.
도 1 은 본 실시형태에 관련된 광학체의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2a 는 마스터 필름의 표면에 형성된 요철 구조 (제 3 요철 구조) 의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 2b 는 마스터 필름의 표면에 형성된 요철 구조의 일례를 나타내는 XX 단면도이다.
도 3a 는 요철 구조 (제 4 요철 구조) 가 둘레면에 형성된 원반 (제 1 원반) 의 외관예를 나타내는 사시도이다.
도 3b 는 요철 구조 (제 5 요철 구조) 가 둘레면에 형성된 원반 (제 2 원반) 의 외관예를 나타내는 사시도이다.
도 3c 는 광학체의 제조 프로세스를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3d 는 광학체의 제조 프로세스를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3e 는 광학체의 제조 프로세스를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3f 는 광학체의 제조 프로세스를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3g 는 광학체의 제조 프로세스를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3h 는 광학체의 제조 프로세스를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3i 는 노광 장치의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 3j 는 마스터 필름을 롤 투 롤로 제조하는 전사 장치의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3k 는 광학 필름을 롤 투 롤로 제조하는 전사 장치의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3l 은 광학체의 제조 프로세스를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4a 는 광학체의 사용 방법의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 4b 는 광학체의 사용 방법의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5a 는 광학체의 사용 방법의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 5b 는 광학체의 사용 방법의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 5c 는 광학체의 사용 방법의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 6a 는 마스터 필름의 분광 반사율의 측정 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6b 는 광학 필름의 분광 반사율의 측정 방법하기 위한 단면도이다.
도 7a 는 실시예 1, 비교예 1a, 1b 의 분광 반사 스펙트럼이다.
도 7b 는 실시예 2, 비교예 2a, 2b 의 분광 반사 스펙트럼이다.
도 7c 는 실시예 3, 비교예 3a, 3b 의 광학 필름의 분광 반사 스펙트럼이다.
도 8 은 실시예 4, 5, 비교예 1b, 4 의 광학 필름의 분광 반사 스펙트럼이다.
도 9 는 내(耐)광성 시험의 결과를 나타내는 분광 투과율 곡선이다.
도 10a 는 본 실시형태에 관련된 광학 필름이 첩부되어 있는 터치 패널의 단면도이다.
도 10b 는 도 9A 에 나타내는 광학 필름에 오토클레이브 처리한 후의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 11 은 종래의 반사 방지 필름이 첩부되어 있는 터치 패널의 단면도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.
＜1. 광학체의 전체 구성＞
먼저, 도 1 에 기초하여, 본 실시형태에 관련된 광학체 (1) 의 전체 구성에 대해 설명한다. 광학체 (1) 는, 마스터 필름 (10) 과, 광학 필름 (21) 과, 접착제층 (23) 을 구비한다. 또한, 접착제층 (23) 은 없어도 된다 (후술하는 제 2 사용 방법 참조).
마스터 필름 (10) 은, 광학 필름 (21) 을 보호하는 필름이다. 또, 마스터 필름 (10) 을 후막화함으로써, 광학 필름 (21) 을 박막화하면서 광학체 (1) 의 핸들링성을 향상시킬 수 있다. 또한, 마스터 필름 (10) 은 보호 필름으로서 사용 가능해지므로, 광학 필름 (21) 을 보호하기 위해서 별도 보호 필름을 준비할 필요가 없다. 마스터 필름 (10) 은, 광학 필름 (21) 에 대향하는 표면에 형성된 제 3 요철 구조 (15) 를 구비하고 있다. 제 3 요철 구조 (15) 의 요철의 평균 주기는 가시광 파장 이하로 되어 있다.
한편, 광학 필름 (21) 은, 마스터 필름 (10) 에 대향하는 표면 (일방의 표면) 에 형성된 제 1 요철 구조 (25) 를 구비하고 있다. 제 1 요철 구조 (25) 는, 제 3 요철 구조 (15) 의 반전 형상을 가지고 있고, 제 3 요철 구조 (15) 에 서로 맞물려 있다. 즉, 제 1 요철 구조 (25) 를 구성하는 제 1 볼록부 (25a) 가 제 3 요철 구조 (15) 를 구성하는 제 3 오목부 (15b) 에 들어가 있다. 또, 제 3 요철 구조 (15) 를 구성하는 제 3 볼록부 (15a) 가 제 1 요철 구조 (25) 를 구성하는 제 1 오목부 (25b) 에 들어가 있다. 또, 제 1 요철 구조 (25) 의 요철의 평균 주기는, 가시광 파장 이하로 되어 있다. 따라서, 광학 필름 (21) 뿐만 아니라, 마스터 필름 (10) 도 반사 방지 필름으로서 사용할 수 있게 되어 있다. 또, 마스터 필름 (10) 과 광학 필름 (21) 은 서로 박리 가능하게 되어 있다.
또, 광학 필름 (21) 은, 마스터 필름 (10) 에 대향하는 표면과 반대측의 표면 (타방의 표면) 에 형성된 제 2 요철 구조 (26) 를 구비한다. 제 2 요철 구조 (26) 의 요철의 평균 주기는 반드시 가시광 파장 이하일 필요는 없지만, 가시광 파장 이하인 것이 바람직하다. 접착제층 (23) 은, 제 2 요철 구조 (26) 상에 형성되어 있고, 제 2 요철 구조 (26) 를 덮고 있다. 접착제층 (23) 은, 광학 필름 (21) 을 피착체에 첩부하기 위해서 사용된다. 본 실시형태에서는, 제 2 요철 구조 (26) 에 의한 앵커 효과에 의해 접착제층 (23) 과 광학 필름 (21) 의 접착 강도를 높게 할 수 있다. 따라서, 광학 필름 (21) 을 피착체에 보다 강고하게 첩부할 수 있다. 또한, 제 2 요철 구조 (26) 가 접착제층과 광학 필름 (21) 의 굴절률차에서 기인하는 광 반사를 억제한다. 이 결과, 당해 굴절률차에서 기인하는 문제 (반사율의 악화, 리플의 발생) 의 발생이 억제된다.
＜2. 마스터 필름의 구성＞
다음으로, 도 1 ∼ 도 2b 에 기초하여, 마스터 필름 (10) 의 구성에 대해 설명한다. 마스터 필름 (10) 은, 기재 필름 (12) 과, 기재 필름 (12) 의 일방의 표면에 형성된 요철 수지층 (11) 을 구비한다. 또한, 기재 필름 (12) 과 요철 수지층 (11) 은 일체 성형되어도 된다. 예를 들어, 기재 필름 (12) 을 열가소성 수지 필름으로 함으로써, 기재 필름 (12) 과 요철 수지층 (11) 을 일체 성형할 수 있다. 자세한 것은 후술한다.
요철 수지층 (11) 의 표면 (즉, 마스터 필름 (10) 의 표면) 에는, 제 3 요철 구조 (15) 가 형성되어 있다. 제 3 요철 구조 (15) 는, 마스터 필름 (10) 의 막두께 방향으로 볼록한 복수의 제 3 볼록부 (15a) 와, 마스터 필름 (10) 의 막두께 방향으로 오목한 복수의 제 3 오목부 (15b) 를 갖는다. 제 3 볼록부 (15a) 및 제 3 오목부 (15b) 는, 마스터 필름 (10) 상에 주기적으로 배치된다. 예를 들어, 도 2a 의 예에서는, 제 3 볼록부 (15a) 및 제 3 오목부 (15b) 는 지그재그 격자상으로 배치된다. 물론, 제 3 볼록부 (15a) 및 제 3 오목부 (15b) 는 다른 배열 패턴으로 배치되어 있어도 된다. 예를 들어, 제 3 볼록부 (15a) 및 제 3 오목부 (15b) 는 사각형 격자상으로 배치되어 있어도 된다. 또, 제 3 볼록부 (15a) 및 제 3 오목부 (15b) 는, 랜덤으로 배치되어 있어도 된다. 제 3 볼록부 (15a) 및 제 3 오목부 (15b) 의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 제 3 볼록부 (15a) 및 제 3 오목부 (15b) 의 형상은, 예를 들어 포탄형, 뿔꼴상, 기둥상, 침상이어도 된다. 또한, 제 3 오목부 (15b) 의 형상은, 제 3 오목부 (15b) 의 내벽면에 의해 형성되는 형상을 의미한다.
제 3 요철 구조 (15) 의 요철의 평균 주기는, 가시광 파장 이하 (예를 들어, 830 ㎚ 이하) 이고, 바람직하게는 100 ㎚ 이상 350 ㎚ 이하이고, 더욱 바람직하게는 150 ㎚ 이상 280 ㎚ 이하이며, 더욱 바람직하게는 153 ∼ 270 ㎚ 이다. 따라서, 제 3 요철 구조 (15) 는, 이른바 모스아이 구조로 되어 있다. 여기서, 평균 주기가 100 ㎚ 미만인 경우, 제 3 요철 구조 (15) 의 형성이 곤란해질 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다. 또, 평균 주기가 350 ㎚ 를 초과하는 경우, 가시광의 회절 현상이 생길 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다.
제 3 요철 구조 (15) 의 평균 주기는, 서로 이웃하는 제 3 볼록부 (15a) 간 및 제 3 오목부 (15b) 간의 거리의 산술 평균값이다. 또한, 제 3 요철 구조 (15) 는, 예를 들어 주사형 전자현미경 (SEM), 혹은 단면 투과형 전자현미경 (단면 TEM) 등에 의해 관찰할 수 있다. 또, 평균 주기의 산출 방법은 예를 들어 이하와 같다. 즉, 이웃하는 제 3 오목부 (15b) 의 조합, 및 이웃하는 제 3 볼록부 (15a) 의 조합을 복수 개 픽업하고, 이들의 거리 (피치) 를 측정한다. 또한, 제 3 볼록부 (15a) 간의 거리는, 예를 들어 제 3 볼록부 (15a) 의 정점 간의 거리가 된다. 또, 제 3 오목부 (15b) 간의 거리는, 예를 들어 제 3 오목부 (15b) 의 중심점 간의 거리가 된다. 그리고, 측정값을 산술 평균함으로써, 평균 주기를 산출하면 된다. 다른 요철 구조의 평균 주기도 동일한 방법으로 측정할 수 있다.
또한, 제 3 볼록부 (15a) 및 제 3 오목부 (15b) 가 마스터 필름 (10) 상에 주기적으로 배열되는 경우, 제 3 볼록부 (15a)(또는 제 3 오목부 (15b)) 간의 피치는, 예를 들어 도트 피치 (L2) 및 트랙 피치 (L3) 로 구분된다. 즉, 제 3 볼록부 (15a) 및 제 3 오목부 (15b) 가 마스터 필름 (10) 상에 주기적으로 배열되는 경우, 제 3 요철 구조 (15) 는, 복수의 제 3 볼록부 (15a) 및 제 3 오목부 (15b) 로 이루어지는 트랙 (행) 이 서로 평행으로 배열된 것이라고 할 수 있다. 도 2a 의 예에서는, 트랙은 좌우 방향으로 신장되어 있고, 상하 방향으로 배열되어 있다. 또, 인접하는 트랙 간에 배치된 제 3 볼록부 (15a)(또는 제 3 오목부 (15b)) 는, 서로 제 3 볼록부 (15a)(또는 제 3 오목부 (15b)) 의 절반의 길이만큼 트랙의 길이 방향으로 어긋나 있다. 도트 피치 (L2) 는, 트랙의 길이 방향 상에 배열된 제 3 볼록부 (15a)(또는 제 3 오목부 (15b)) 간의 피치이다. 트랙 피치 (L3) 는, 트랙의 배열 방향 (도 2a 중 상하 방향) 상에 배열된 제 3 볼록부 (15a)(또는 제 3 오목부 (15b)) 간의 피치이다. 다른 요철 구조의 피치도 동일한 방법으로 구분된다.
또, 도 2b 에 나타내는 제 3 볼록부 (15a) 의 높이 (제 3 오목부 (15b) 의 깊이)(L1) 는 특별히 제한은 없고, 바람직하게는 150 ㎚ 이상 300 ㎚ 이하, 보다 바람직하게는 190 ㎚ 이상 300 ㎚ 이하, 보다 바람직하게는 190 ㎚ 이상 230 ㎚ 이하이다.
제 3 요철 구조 (15) 의 평균 주기 및 높이를 상기 범위 내의 값으로 함으로써, 마스터 필름 (10) 의 반사 방지 특성을 보다 향상시킬 수 있다. 구체적으로는, 제 3 요철 구조 (15) 의 분광 반사율 (파장 350 ∼ 800 ㎚ 에 있어서의 분광 정반사율) 을 0.1 ∼ 1.8 ％, 바람직하게는 0.1 ∼ 1.5 ％ 로 할 수 있다. 또, 후술하는 바와 같이 제 3 요철 구조 (15) 를 전사법에 의해 형성하는 경우, 전사 후에 마스터 필름 (10) 을 제 1 원반 (30) 으로부터 용이하게 이형할 수 있다. 또한, 제 3 볼록부 (15a) 의 높이는, 제 3 볼록부 (15a) 마다 상이해도 된다.
요철 수지층 (11) 은, 경화성 수지의 경화물로 구성된다. 경화성 수지의 경화물은, 투명성을 갖는 것이 바람직하다. 경화성 수지는, 중합성 화합물과 경화 개시제를 포함한다. 중합성 화합물은, 경화 개시제에 의해 경화하는 수지이다. 중합성 화합물로는, 예를 들어 에폭시 중합성 화합물, 및 아크릴 중합성 화합물 등을 들 수 있다. 에폭시 중합성 화합물은, 분자 내에 1 개 또는 2 개 이상의 에폭시기를 갖는 모노머, 올리고머, 또는 프리폴리머이다. 에폭시 중합성 화합물로는, 각종 비스페놀형 에폭시 수지 (비스페놀 A 형, F 형 등), 노볼락형 에폭시 수지, 고무 및 우레탄 등의 각종 변성 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 스틸벤형 에폭시 수지, 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 트리페닐메탄형 에폭시 수지, 및 이들의 프리폴리머 등을 들 수 있다.
아크릴 중합성 화합물은, 분자 내에 1 개 또는 2 개 이상의 아크릴기를 갖는 모노머, 올리고머, 또는 프리폴리머이다. 여기서, 모노머는, 또한 분자 내에 아크릴기를 1 개 갖는 단관능 모노머, 분자 내에 아크릴기를 2 개 갖는 2 관능 모노머, 분자 내에 아크릴기를 3 개 이상 갖는 다관능 모노머로 분류된다.
「단관능 모노머」로는, 예를 들어 카르복실산류 (아크릴산), 하이드록시류 (2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시프로필아크릴레이트, 4-하이드록시부틸아크릴레이트), 알킬 또는 지환류의 모노머 (이소부틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트), 그 외 기능성 모노머 (2-메톡시에틸아크릴레이트, 메톡시에틸렌글리콜아크릴레이트, 2-에톡시에틸아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 에틸카르비톨아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸아크릴레이트, N,N-디메틸아미노프로필아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, 아크릴로일모르폴린, N-이소프로필아크릴아미드, N,N-디에틸아크릴아미드, N-비닐피롤리돈, 2-(퍼플루오로옥틸)에틸아크릴레이트, 3-퍼플루오로헥실-2-하이드록시프로필아크릴레이트, 3-퍼플루오로옥틸-2-하이드록시프로필-아크릴레이트, 2-(퍼플루오로데실)에틸-아크릴레이트, 2-(퍼플루오로-3-메틸부틸)에틸아크릴레이트), 2,4,6-트리브로모페놀아크릴레이트, 2,4,6-트리브로모페놀메타크릴레이트, 2-(2,4,6-트리브로모페녹시)에틸아크릴레이트), 2-에틸헥실아크릴레이트 등을 들 수 있다.
「2 관능 모노머」로는, 예를 들어 트리(프로필렌글리콜)디아크릴레이트, 트리메틸올프로판-디알릴에테르, 우레탄아크릴레이트 등을 들 수 있다.
「다관능 모노머」로는, 예를 들어 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타 및 헥사아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기에서 열거한 아크릴 중합성 화합물 이외의 예로는, 아크릴모르폴린, 글리세롤아크릴레이트, 폴리에테르계 아크릴레이트, N-비닐포름아미드, N-비닐카프로락톤, 에톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜아크릴레이트, EO 변성 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, EO 변성 비스페놀 A 디아크릴레이트, 지방족 우레탄 올리고머, 폴리에스테르 올리고머 등을 들 수 있다. 중합성 화합물은, 마스터 필름 (10) 의 투명성, 광학 필름 (21) 과의 박리성의 관점에서는, 아크릴 중합성 화합물이 바람직하다.
경화 개시제는, 경화성 수지를 경화시키는 재료이다. 경화 개시제의 예로는, 예를 들어 열 경화 개시제, 광 경화 개시제 등을 들 수 있다. 경화 개시제는, 열, 광 이외의 어떠한 에너지선 (예를 들어 전자선) 등에 의해 경화하는 것이어도 된다. 경화 개시제가 열 경화 개시제로 되는 경우, 경화성 수지는 열 경화성 수지로 되고, 경화 개시제가 광 경화 개시제로 되는 경우, 경화성 수지는 광 경화성 수지로 된다.
여기서, 마스터 필름 (10) 의 투명성, 광학 필름 (21) 과의 박리성의 관점에서는, 경화 개시제는, 자외선 경화 개시제인 것이 바람직하다. 따라서, 경화성 수지는, 자외선 경화성 아크릴 수지인 것이 바람직하다. 자외선 경화 개시제는, 광 경화 개시제의 일종이다. 자외선 경화 개시제로는, 예를 들어 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-하이드록시-시클로헥실페닐케톤, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온 등을 들 수 있다.
또, 요철 수지층 (11) 에는, 광학체 (1) 의 용도에 따른 첨가제를 첨가해도 된다. 이와 같은 첨가제로는, 예를 들어 무기 필러, 유기 필러, 레벨링제, 표면 조정제, 소포제 등을 들 수 있다. 또한, 무기 필러의 종류로는, 예를 들어 SiO2, TiO2, ZrO2, SnO2, Al2O3 등의 금속 산화물 미립자를 들 수 있다. 또한, 요철 수지층 (11) 에는, 마스터 필름 (10) 과 광학 필름 (21) 을 용이하게 박리 가능하게 하기 위해, 이형제 등을 첨가해도 된다. 자세한 것은 후술한다.
요철 수지층 (11) 의 두께 (즉, 요철 수지층 (11) 의 기재 필름 (12) 측의 표면으로부터 제 3 볼록부 (15a) 의 정점까지의 거리 (D3)) 는, 제 3 요철 구조 (15) 의 제조 안정성의 점에서 1 ∼ 60 ㎛ 가 바람직하다. 또한, 요철 수지층 (11) 의 두께는, 예를 들어 미츠토요사 제조 Litematic VL-50S 두께 측정기에 의해 측정할 수 있다. 구체적으로는, 요철 수지층 (11) 형성 전의 기재 필름 (12) 의 두께와, 요철 수지층 (11) 형성 후의 기재 필름 (12), 즉 마스터 필름 (10) 의 두께를 측정하고, 이들의 차를 요철 수지층 (11) 의 두께로 하면 된다. 또한, 요철 수지층 (11) 의 두께는, 측정점마다 불규칙한 경우가 있다. 이 경우, 복수의 측정점에서의 값의 산술 평균값을 요철 수지층 (11) 의 두께 (D3) 로 하면 된다.
기재 필름 (12) 의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 마스터 필름 (10) 을 반사 방지 필름으로서 사용하는 경우, 투명하고 또한 파단되기 어려운 필름인 것이 바람직하다. 기재 필름 (12) 의 예로는, PET (폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름이나 TAC (트리아세틸셀룰로오스) 필름 등을 들 수 있다. 마스터 필름 (10) 을 반사 방지 필름으로서 사용하는 경우에는, 기재 필름 (12) 은, 투명성이 우수한 재료로 구성되는 것이 바람직하다.
본 실시형태에서는, 마스터 필름 (10) 이 광학 필름 (21) 의 제 1 요철 구조 (25) 를 보호할 수 있다. 또한, 마스터 필름 (10) 을 후막화함으로써, 광학체 (1) 의 핸들링성을 향상시킬 수 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 마스터 필름 (10) 에 의해 광학체 (1) 의 핸들링성을 확보할 수 있으므로, 광학 필름 (21) 을 박막화할 수 있다. 마스터 필름 (10) 의 후막화는, 예를 들어 기재 필름 (12) 을 후막화함으로써 된다. 기재 필름 (12) 의 두께는, 광학체 (1) 의 용도, 즉 광학체 (1) 에 요구되는 핸들링성에 따라 적절히 조정하면 된다. 기재 필름 (12) 의 두께는, 예를 들어 50 ∼ 125 ㎛ 여도 된다.
＜3. 광학 필름의 구성＞
다음으로, 도 1 에 기초하여, 광학 필름 (21) 의 구성에 대해 설명한다. 광학 필름 (21) 은, 일방의 표면 (마스터 필름 (10) 에 대향하는 측의 표면) 에 형성된 제 1 요철 구조 (25) 와, 타방의 표면 (접착제층 (23) 에 대향하는 측의 표면) 에 형성된 제 2 요철 구조 (26) 를 구비한다.
제 1 요철 구조 (25) 는, 광학 필름 (21) 의 막두께 방향으로 볼록한 복수의 제 1 볼록부 (25a) 와, 광학 필름 (21) 의 막두께 방향으로 오목한 복수의 제 1 오목부 (25b) 를 갖는다. 제 1 요철 구조 (25) 는, 제 3 요철 구조 (15) 의 반전 형상을 갖는다. 따라서, 제 1 요철 구조 (25) 의 평균 주기는 제 3 요철 구조 (15) 의 평균 주기에 대략 일치한다. 즉, 제 1 요철 구조 (25) 도, 요철의 평균 주기가 가시광 파장 이하로 되어 있다.
구체적으로는, 제 1 요철 구조 (25) 의 요철의 평균 주기는, 가시광 파장 이하 (예를 들어, 830 ㎚ 이하) 이고, 바람직하게는, 100 ㎚ 이상 350 ㎚ 이하이며, 더욱 바람직하게는 150 ㎚ 이상 280 ㎚ 이하이고, 더욱 바람직하게는 153 ∼ 270 ㎚ 이다. 평균 주기의 산출 방법은 상기 서술한 제 3 요철 구조 (15) 와 동일하다. 따라서, 제 1 요철 구조 (25) 는, 이른바 모스아이 구조로 되어 있다. 또, 제 1 볼록부 (25a) 의 높이는 특별히 제한은 없고, 바람직하게는 150 ㎚ 이상 300 ㎚ 이하, 보다 바람직하게는 190 ㎚ 이상 300 ㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 190 ㎚ 이상 230 ㎚ 이하이다.
제 1 요철 구조 (25) 의 평균 주기 및 높이를 상기 범위 내의 값으로 함으로서, 광학 필름 (21) 의 반사 방지 특성을 보다 향상시킬 수 있다. 구체적으로는, 제 1 요철 구조 (25) 의 분광 반사율 (파장 350 ∼ 800 ㎚) 을 0.1 ∼ 1.8 ％ 로 할 수 있다. 또한, 분광 반사 스펙트럼의 진동이 억제된다. 즉, 리플이 억제된다.
제 2 요철 구조 (26) 는, 광학 필름 (21) 의 막두께 방향으로 볼록한 복수의 제 2 볼록부 (26a) 와, 광학 필름 (21) 의 막두께 방향으로 오목한 복수의 제 2 오목부 (26b) 를 갖는다. 제 2 요철 구조 (26) 는, 앵커 효과에 의해 광학 필름 (21) 과 접착제층 (23) 의 접착 강도를 높게 할 수 있다. 또한, 제 2 요철 구조 (26) 의 요철의 평균 주기는 반드시 가시광 파장 이하일 필요는 없다. 단, 광학 필름 (21) 의 반사 방지 성능 향상의 관점에서는, 제 2 요철 구조 (26) 의 요철의 평균 주기는 가시광 파장 이하인 것이 바람직하다. 또한, 불필요한 회절광을 억제하는 관점에서, 제 2 요철 구조 (26) 의 요철의 평균 주기는, 제 1 요철 구조 (25) 의 요철의 평균 주기와 동일한 정도인 것이 바람직하다. 또, 제 2 볼록부 (26a) 의 높이도 제 1 볼록부 (25a) 의 높이와 동일한 정도인 것이 바람직하다. 즉, 제 2 요철 구조 (26) 는, 제 1 요철 구조 (25) 와 동일한 정도의 형상을 갖는 것이 바람직하다.
여기서, 제 2 요철 구조 (26) 는, 후술하는 제 2 원반 (40) 을 전사형으로서 사용하여 형성된다. 따라서, 제 2 원반 (40) 의 박리 강도 (바꿔 말하면, 제 2 원반 (40) 에 대한 앵커 효과) 가 마스터 필름 (10) 의 박리 강도 (바꿔 말하면, 마스터 필름 (10) 에 대한 앵커 효과) 보다 과도하게 높은 경우, 이하의 문제가 생길 수 있다. 즉, 제 2 원반 (40) 을 광학 필름 (21) 으로부터 박리할 때에, 제 2 원반 (40) 이 광학 필름 (21) 으로부터 박리되는 대신에, 마스터 필름 (10) 이 광학 필름 (21) 으로부터 박리될 가능성이 있다. 이 때문에, 제 2 원반 (40) 의 박리 강도가 과도하게 높아지지 않도록 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제 2 요철 구조 (26) 의 어스펙트비는, 제 1 요철 구조 (25) 의 어스펙트비보다 작은 것이 바람직하다. 여기서, 제 1 요철 구조 (25) 의 어스펙트비는, 제 1 볼록부 (25a) 의 높이와 제 1 오목부 (25b) 의 저면의 직경의 비 (높이/직경) 이다. 여기서, 제 1 오목부 (25b) 의 직경은, 구체적으로는 제 1 오목부 (25b) 간의 피치로 하면 된다. 여기서, 제 1 오목부 (25b) 의 피치는, 상기 서술한 바와 같이 트랙 피치 및 도트 피치로 구분된다. 따라서, 제 1 오목부 (25b) 의 직경은, 트랙 피치 및 도트 피치의 산술 평균값으로 하면 된다. 또, 제 2 요철 구조 (26) 의 어스펙트비는, 제 2 볼록부 (26a) 의 높이와 제 2 오목부 (26b) 의 저면의 직경의 비 (높이/직경) 이다. 또한, 복수의 측정점에서 어스펙트비를 측정한 경우, 측정값이 불규칙할 가능성이 있다. 이 경우, 측정값의 산술 평균값을 사용하면 된다.
또한, 마스터 필름 (10) 이 광학 필름 (21) 으로부터 박리되기 어렵게 하기 위한 다른 방법으로서, 제 2 요철 구조 (26) 의 요철의 밀도를, 제 1 요철 구조 (25) 의 요철의 밀도보다 작게 하는 것을 들 수 있다. 여기서, 제 1 요철 구조 (25) 의 요철의 밀도는, 단위면적당에 형성되는 제 1 볼록부 (25a)(또는 볼록부 (25b)) 의 수를 의미한다. 또, 제 2 요철 구조 (26) 의 요철의 밀도는, 단위면적당에 형성되는 제 2 볼록부 (26a)(또는 볼록부 (26b)) 의 수를 의미한다. 상기 어스펙트비를 조정하는 방법 및 요철의 밀도를 조정하는 방법 중, 적어도 일방이 실시되면 된다.
광학 필름 (21) 의 두께 (구체적으로는, 제 1 볼록부 (25a) 의 정점으로부터 제 2 볼록부 (26a) 의 정점까지의 거리 (D1)) 는, 특별히 제한되지 않지만, 제 1 요철 구조 (25) 및 제 2 요철 구조 (26) 의 제조 안정성의 점에서 1 ∼ 60 ㎛ 인 것이 바람직하다. 또한, 광학 필름 (21) 의 두께는, 예를 들어 미츠토요사 제조 Litematic VL-50S 두께 측정기에 의해 측정할 수 있다. 광학 필름 (21) 의 두께는, 측정점마다 불규칙한 경우가 있다. 이 경우, 복수의 측정점에서의 값의 산술 평균값을 광학 필름 (21) 의 두께로 하면 된다.
단, 본 실시형태에서는, 마스터 필름 (10) 에 의해 광학체 (1) 의 두께를 벌 수 있다. 따라서, 광학체 (1) 의 핸들링성을 확보하면서, 광학 필름 (21) 을 박막화할 수 있다. 예를 들어, 광학 필름 (21) 의 두께는, 1 ∼ 10 ㎛, 보다 바람직하게는 1 ∼ 6 ㎛ 여도 된다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 광학 필름 (21) 을 박막화할 수 있다. 따라서, 광학 필름 (21) 을 제작할 때에, 광학 필름용으로 별도 기재 필름을 준비하지 않아도 된다. 즉, 광학 필름 (21) 은, 일체 성형되는 것이 바람직하다. 물론, 광학 필름용 기재 필름을 준비하고, 이 기재 필름에 제 1 요철 구조 (25) 및 제 2 요철 구조 (26) 를 형성해도 된다. 또한, 이 경우라도, 제 1 요철 구조 (25) 는, 마스터 필름 (10) 을 사용하여 형성되면 되고, 제 2 요철 구조 (26) 는, 제 2 원반 (40) 을 사용하여 형성되면 된다. 혹은, 마스터 필름 (10) 을 사용하여 광학 필름 (21) 의 일방의 표면에 제 1 요철 구조 (25) 를 형성한다. 그리고, 제 2 요철 구조 (26) 를 갖는 요철 수지층을 별도 준비하고, 이들을 첩합해도 된다. 이 경우, 상기 서술한 어스펙트비의 조정은 반드시 필요하지 않다. 단, 광학 필름 (21) 의 박막화 및 제조 공정 간략화의 관점에서는, 광학 필름 (21) 은 일체 성형되는 것이 바람직하다. 광학 필름 (21) 은, 요철 수지층 (11) 과 동일한 경화성 수지 등으로 구성되면 된다.
＜3-1. 마스터 필름과 광학 필름을 박리 가능하게 하기 위한 구성＞
마스터 필름 (10) 은, 광학 필름 (21) 과 박리 가능하게 되어 있다. 보다 상세하게는, 마스터 필름 (10) 의 요철 수지층 (11) 과 광학 필름 (21) 은 서로 박리 가능하게 되어 있다.
마스터 필름 (10) 의 요철 수지층 (11) 과 광학 필름 (21) 을 박리 가능하게 하는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 이하의 방법을 들 수 있다. 이하의 방법을 단독으로 실시해도 되고, 복수의 방법을 병용해도 된다. 예를 들어, 요철 수지층 (11) 및 광학 필름 (21) 의 적어도 일방에 이형제를 첨가해도 된다. 여기서, 이형제의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 실리콘계, 불소계의 이형제 등을 들 수 있다.
또, 요철 수지층 (11) 의 탄성률 (영률) 을 광학 필름 (21) 의 탄성률과 상이한 값으로 해도 된다. 또한, 요철 수지층 (11) 의 탄성률과 광학 필름 (21) 의 탄성률의 차는, 400 ㎫ ∼ 1200 ㎫ 로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 광학 필름 (21) 의 탄성률을 300 ∼ 700 ㎫ 로 하고, 요철 수지층 (11) 의 탄성률을 700 ∼ 1500 ㎫ 로 해도 된다. 여기서, 요철 수지층 (11) 및 광학 필름 (21) 의 탄성률을 조정하는 방법으로는, 예를 들어 미경화의 경화성 수지에, 관능기수가 적은 변성 디아크릴레이트나, 경화 후에 저탄성이 되는 글리콜계 수지 등을 배합해도 된다. 여기서, 경화 후에 저탄성이 되는 글리콜계 수지로는, 예를 들어 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트 등을 들 수 있다.
또, 제 3 요철 구조 (15) 의 표면에 무기막 (예를 들어, 도 3j 에 나타내는 무기막 (16)) 을 형성해도 된다. 여기서, 무기막을 구성하는 재료로는, 산화규소, 규소, 산화텅스텐, ITO 등을 들 수 있다. 무기막의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 수 ㎚ ∼ 20 ㎚ 정도여도 된다. 무기막은, 예를 들어 스퍼터링법 등에 의해 제 3 요철 구조 (15) 의 표면에 형성된다. 제 3 요철 구조 (15) 의 표면에 무기막을 형성한 경우, 상기 서술한 처리는 생략되어도 된다.
＜4. 접착제층의 구성＞
접착제층 (23) 은, 제 2 요철 구조 (26) 상에 형성된다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 제 2 요철 구조 (26) 에 의한 앵커 효과에 의해, 광학 필름 (21) 과 접착제층 (23) 의 접착 강도를 높일 수 있다. 이 결과, 광학 필름 (21) 을 피착체에 강고하게 첩부할 수 있다.
접착제층 (23) 을 구성하는 재료는 특별히 제한되지 않고, 광학체 (1) 의 용도 등에 따라 적절히 선택되면 된다. 예를 들어, 접착제층 (23) 은, 광 경화성 접착제, 열 경화성 접착제 등의 경화성 접착제, 또는 감압성 접착제 (접착제) 등으로 구성된다. 보다 구체적으로는, 접착제층 (23) 은, 전광선 투과율이 높고, 헤이즈가 낮은 고투명성 접착제로 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 접착제층 (23) 은, 논캐리어 아크릴 점착 필름 등의 고투명성 접착제 테이프 (Optically Clear Adhesive Tape : OCA) 등으로 구성되는 것이 바람직하다. 또, 접착제층 (23) 은, 내광성, 내열성을 갖는 경화성 접착제로 구성되어도 된다. 이 경우, 광학체 (1) 의 내광성, 내열성을 향상시킬 수 있다. 또, 접착제층 (23) 의 굴절률은, 피착체의 굴절률에 대략 일치시키는 것이 바람직하다. 이로써, 광학 필름 (21) 을 피착체에 첩착시켰을 때에, 광학 필름측의 반사율을 현저하게 저하시킬 수 있다. 또, 광학 필름 (21) 을 피착체에 첩부하기 전에는, 접착제층 (23) 을 보호하는 관점에서, 보호 필름으로 접착제층 (23) 을 덮는 것이 바람직하다.
접착제층 (23) 의 두께 (즉, 제 2 오목부 (26b) 의 저면으로부터 접착제층 (23) 의 표면까지의 거리 (D2)) 는, 특별히 제한되지 않는다. 단, 첩부 작업 시의 광학체 (1) 의 핸들링성, 및 피착체 (광학체 (1) 가 첩부되는 물체) 의 표면 형상에 대한 광학체 (1) 의 추종성의 관점에서는, 1 ∼ 50 ㎛ 인 것이 바람직하다.
따라서, 본 실시형태에서는, 광학 필름 (21) 의 두께를 1 ∼ 60 ㎛, 바람직하게는 1 ∼ 10 ㎛ 로 하고, 접착제층 (23) 의 두께를 1 ∼ 50 ㎛ 로 할 수 있다. 따라서, 광학 필름 (21) 및 접착제층 (23) 의 총두께를 2 ∼ 110 ㎛, 바람직하게는 2 ∼ 60 ㎛ 로 할 수 있다.
이로써, 광학 필름 (21) 을 첩부한 광학 필름 첩착체를 박형화할 수 있다. 또, 광학 필름 (21) 을 피착체의 표면 형상에 충분히 추종시킬 수 있다. 예를 들어, 도 10a 에 나타내는 바와 같이, 높이 (s) 가 50 ㎛ 인 프레임체 (51) 를 갖는 터치 패널 (50) 에, 두께 5 ㎛ 의 광학 필름 (21) 을 두께 20 ㎛ 의 접착제층 (23) 에 의해 첩부하는 경우에, 프레임체 (51) 의 주위에 공극 (54) 을 거의 형성하는 일 없이, 광학 필름 (21) 을 터치 패널 (50) 및 프레임체 (51) 의 표면에 첩부할 수 있다. 또한, 광학 필름 (21) 의 첩부 후에, 오토클레이브 처리 등을 실시해도 된다. 이 경우, 도 10b 에 나타내는 바와 같이, 공극 (54) 을 더욱 작게 할 수 있다. 따라서, 광학 필름 (21) 은, 여러 가지 표면 형상을 갖는 피착체에 바람직하게 적용할 수 있다. 즉, 광학 필름 (21) 은, 액정 디스플레이 등의 평탄한 판상물에 더해, 단차를 갖는 투명한 기체, 예를 들어 프레임부를 갖는 터치 패널, 웨어러블 단말, 헤드 마운트 디스플레이, 곡면을 갖는 차재 디스플레이의 보호 플레이트, 쇼윈도우 등에도 바람직하게 첩부할 수 있다.
＜5. 제 1 원반의 구성＞
제 3 요철 구조 (15) 는, 예를 들어 도 3a 에 나타내는 제 1 원반 (30) 을 사용하여 제작된다. 그래서, 다음으로 제 1 원반 (30) 의 구성에 대해 설명한다. 제 1 원반 (30) 은, 예를 들어 나노 임프린트법에서 사용되는 원반이고, 원통 형상으로 되어 있다. 제 1 원반 (30) 은 원기둥 형상이어도 되고, 다른 형상 (예를 들어 평판상) 이어도 된다. 단, 제 1 원반 (30) 이 원기둥 또는 원통 형상인 경우, 롤 투 롤 방식에 의해 제 1 원반 (30) 의 제 4 요철 구조 (32) 를 수지 기재 등에 심리스로 전사할 수 있다. 이로써, 제 1 원반 (30) 의 제 4 요철 구조 (32) 가 전사된 마스터 필름 (10) 을 높은 생산 효율로 제작할 수 있다. 이와 같은 관점에서는, 제 1 원반 (30) 의 형상은, 원통 형상 또는 원기둥 형상인 것이 바람직하다.
제 1 원반 (30) 은, 원반 기재 (31) 와, 원반 기재 (31) 의 표면에 형성된 제 4 요철 구조 (32) 를 구비한다. 원반 기재 (31) 는, 예를 들어 유리체이고, 구체적으로는 석영 유리로 형성된다. 단, 원반 기재 (31) 는, SiO2 순도가 높은 것이면 특별히 한정되지 않고, 용융 석영 유리 또는 합성 석영 유리 등으로 형성되어도 된다. 원반 기재 (31) 의 형상은 원통 형상이지만, 원기둥 형상, 다른 형상이어도 된다. 단, 상기 서술한 바와 같이, 원반 기재 (31) 는 원통 형상 또는 원기둥 형상인 것이 바람직하다. 제 4 요철 구조 (32) 는, 제 3 요철 구조 (15) 의 반전 형상을 갖는다.
＜6. 제 2 원반의 구성＞
제 2 요철 구조 (26) 는, 예를 들어 도 3b 에 나타내는 제 2 원반 (40) 을 사용하여 제작된다. 그래서, 다음으로 제 2 원반 (40) 의 구성에 대해 설명한다. 제 2 원반 (40) 은, 예를 들어 나노 임프린트법에서 사용되는 원반이고, 원통 형상으로 되어 있다. 제 2 원반 (40) 은 원기둥 형상이어도 되고, 다른 형상 (예를 들어 평판상) 이어도 된다. 단, 제 2 원반 (40) 이 원기둥 또는 원통 형상인 경우, 롤 투 롤 방식에 의해 제 2 원반 (40) 의 제 5 요철 구조 (42) 를 수지 기재 등에 심리스로 전사할 수 있다. 이로써, 제 2 원반 (40) 의 제 5 요철 구조 (42) 가 전사된 광학 필름 (21) 을 높은 생산 효율로 제작할 수 있다. 이와 같은 관점에서는, 제 2 원반 (40) 의 형상은, 원통 형상 또는 원기둥 형상인 것이 바람직하다.
제 2 원반 (40) 은, 원반 기재 (41) 와, 원반 기재 (41) 의 표면에 형성된 제 5 요철 구조 (42) 를 구비한다. 원반 기재 (41) 는, 예를 들어 유리체이고, 구체적으로는 석영 유리로 형성된다. 단, 원반 기재 (41) 는, SiO2 순도가 높은 것이면 특별히 한정되지 않고, 용융 석영 유리 또는 합성 석영 유리 등으로 형성되어도 된다. 원반 기재 (41) 의 형상은 원통 형상이지만, 원기둥 형상, 다른 형상이어도 된다. 단, 상기 서술한 바와 같이, 원반 기재 (41) 는 원통 형상 또는 원기둥 형상인 것이 바람직하다. 제 5 요철 구조 (42) 는, 제 2 요철 구조 (26) 의 반전 형상을 갖는다.
＜6. 원반의 제조 방법＞
다음에, 제 1 원반 (30) 의 제조 방법을 설명한다. 또한, 제 2 원반 (40) 도 제 1 원반 (30) 과 동일한 공정으로 제작할 수 있다. 먼저, 원반 기재 (31) 상에, 기재 레지스트층을 형성 (성막) 한다. 여기서, 기재 레지스트층을 구성하는 레지스트재는 특별히 제한되지 않고, 유기 레지스트재 및 무기 레지스트재 중 어느 것이라도 된다. 유기 레지스트재로는, 예를 들어 노볼락계 레지스트, 또는 화학 증폭형 레지스트 등을 들 수 있다. 또, 무기 레지스트재로는, 예를 들어 텅스텐 (W) 또는 몰리브덴 (Mo) 등의 1 종 또는 2 종 이상의 천이 금속을 포함하는 금속 산화물 등을 들 수 있다. 단, 열반응 리소그래피를 실시하기 위해서는, 기재 레지스트층은, 금속 산화물을 포함하는 열반응형 레지스트로 형성되는 것이 바람직하다.
유기 레지스트재를 사용하는 경우, 기재 레지스트층은, 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 또는 스크린 인쇄 등을 이용함으로써 원반 기재 (31) 상에 형성되어도 된다. 또, 기재 레지스트층에 무기 레지스트재를 사용하는 경우, 기재 레지스트층은, 스퍼터법을 사용함으로써 형성되어도 된다.
다음으로, 노광 장치 (200)(도 3i 참조) 에 의해 기재 레지스트층의 일부를 노광함으로써, 기재 레지스트층에 잠상을 형성한다. 구체적으로는, 노광 장치 (200) 는, 레이저 광 (200A) 을 변조하고, 레이저 광 (200A) 을 기재 레지스트층에 대해 조사한다. 이로써, 레이저 광 (200A) 이 조사된 기재 레지스트층의 일부가 변성되기 때문에, 기재 레지스트층에 제 4 요철 구조 (32) 에 대응하는 잠상을 형성할 수 있다. 잠상은, 가시광 파장 이하의 평균 주기로 기재 레지스트층에 형성된다.
계속해서, 잠상이 형성된 기재 레지스트층 상에 현상액을 적하함으로써, 기재 레지스트층을 현상한다. 이로써, 기재 레지스트층에 요철 구조가 형성된다. 이어서, 기재 레지스트층을 마스크로 하여 원반 기재 (31) 및 기재 레지스트층을 에칭함으로써, 원반 기재 (31) 상에 제 4 요철 구조 (32) 를 형성한다. 또한, 에칭 방법은 특별히 제한되지 않지만, 수직 이방성을 갖는 드라이 에칭인 것이 바람직하고, 예를 들어 반응성 이온 에칭 (Reactive Ion Etching : RIE) 인 것이 바람직하다. 이상의 공정에 의해, 제 1 원반 (30) 을 제작한다. 또한, 알루미늄을 양극 산화하여 얻어지는 양극 산화 포러스 알루미나를 원반으로서 사용해도 된다. 양극 산화 포러스 알루미나는, 예를 들어 국제공개공보 제2006/059686호에 개시되어 있다.
＜7. 노광 장치의 구성＞
다음으로, 도 3i 에 기초하여, 노광 장치 (200) 의 구성에 대해 설명한다. 노광 장치 (200) 는, 기재 레지스트층을 노광하는 장치이다. 노광 장치 (200) 는, 레이저 광원 (201) 과, 제 1 미러 (203) 와, 포토 다이오드 (Photodiode : PD)(205) 와, 편향 광학계와, 제어 기구 (230) 와, 제 2 미러 (213) 와, 이동 광학 테이블 (220) 과, 스핀들 모터 (225) 와, 턴테이블 (227) 을 구비한다. 또, 원반 기재 (31) 는, 턴테이블 (227) 상에 재치되고, 회전할 수 있도록 되어 있다.
레이저 광원 (201) 은, 레이저 광 (200A) 을 발산하는 광원이고, 예를 들어 고체 레이저 또는 반도체 레이저 등이다. 레이저 광원 (201) 이 발산하는 레이저 광 (200A) 의 파장은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 400 ㎚ ∼ 500 ㎚ 의 청색광 대역의 파장이어도 된다. 또, 레이저 광 (200A) 의 스폿 직경 (레지스트층에 조사되는 스폿의 직경) 은, 제 4 요철 구조 (32) 의 오목부의 개구면의 직경보다 작으면 되고, 예를 들어 200 ㎚ 정도이면 된다. 레이저 광원 (201) 으로부터 발산되는 레이저 광 (200A) 은 제어 기구 (230) 에 의해 제어된다.
레이저 광원 (201) 으로부터 출사된 레이저 광 (200A) 은, 평행 빔인 채로 직진하고, 제 1 미러 (203) 에서 반사되어, 편향 광학계로 유도된다.
제 1 미러 (203) 는, 편광 빔 스플리터로 구성되어 있고, 편광 성분의 일방을 반사시키고, 편광 성분의 타방을 투과시키는 기능을 갖는다. 제 1 미러 (203) 를 투과한 편광 성분은, 포토 다이오드 (205) 에 의해 수광되고, 광전 변환된다. 또, 포토 다이오드 (205) 에 의해 광전 변환된 수광 신호는, 레이저 광원 (201) 에 입력되고, 레이저 광원 (201) 은, 입력된 수광 신호에 기초하여 레이저 광 (200A) 의 위상 변조를 실시한다.
또, 편향 광학계는, 집광 렌즈 (207) 와, 전기 광학 편향 소자 (Electro Optic Deflector : EOD)(209) 와, 콜리메이터 렌즈 (211) 를 구비한다.
편향 광학계에 있어서, 레이저 광 (200A) 은, 집광 렌즈 (207) 에 의해 전기 광학 편향 소자 (209) 에 집광된다. 전기 광학 편향 소자 (209) 는, 레이저 광 (200A) 의 조사 위치를 제어할 수 있는 소자이다. 노광 장치 (200) 는, 전기 광학 편향 소자 (209) 에 의해, 이동 광학 테이블 (220) 상으로 유도되는 레이저 광 (200A) 의 조사 위치를 변화시킬 수도 있다. 레이저 광 (200A) 은, 전기 광학 편향 소자 (209) 에 의해 조사 위치가 조정된 후, 콜리메이터 렌즈 (211) 에 의해 재차 평행 빔화된다. 편향 광학계로부터 출사된 레이저 광 (200A) 은, 제 2 미러 (213) 에 의해 반사되고, 이동 광학 테이블 (220) 상으로 수평 또한 평행하게 유도된다.
이동 광학 테이블 (220) 은, 빔 익스팬더 (Beam expader : BEX)(221) 와, 대물 렌즈 (223) 를 구비한다. 이동 광학 테이블 (220) 로 유도된 레이저 광 (200A) 은, 빔 익스팬더 (221) 에 의해 원하는 빔 형상으로 정형된 후, 대물 렌즈 (223) 를 개재하여, 원반 기재 (31) 상에 형성된 기재 레지스트층에 조사된다. 또, 이동 광학 테이블 (220) 은, 원반 기재 (31) 가 1 회전할 때마다 화살표 R 방향 (이송 피치 방향) 으로 1 이송 피치 (트랙 피치) 만큼 이동한다. 턴테이블 (227) 상에는, 원반 기재 (31) 가 설치된다. 스핀들 모터 (225) 는 턴테이블 (227) 을 회전시킴으로써, 원반 기재 (31) 를 회전시킨다.
또, 제어 기구 (230) 는, 포매터 (231) 와, 드라이버 (233) 를 구비하고, 레이저 광 (200A) 의 조사를 제어한다. 포매터 (231) 는, 레이저 광 (200A) 의 조사를 제어하는 변조 신호를 생성하고, 드라이버 (233) 는, 포매터 (231) 가 생성한 변조 신호에 기초하여, 레이저 광원 (201) 을 제어한다. 이로써, 원반 기재 (31) 에 대한 레이저 광 (200A) 의 조사가 제어된다.
포매터 (231) 는, 기재 레지스트층에 묘화하는 임의의 패턴이 그려진 입력 화상에 기초하여, 기재 레지스트층에 레이저 광 (200A) 을 조사하기 위한 제어 신호를 생성한다. 구체적으로는, 먼저 포매터 (231) 는, 기재 레지스트층에 묘화하는 임의의 패턴이 그려진 입력 화상을 취득한다. 입력 화상은, 축 방향으로 기재 레지스트층의 외주면을 절개하여 일평면으로 편, 기재 레지스트층의 외주면의 전개도에 상당하는 화상이다. 다음으로, 포매터 (231) 는, 입력 화상을 소정의 크기의 소영역으로 분할하고 (예를 들어, 격자상으로 분할하고), 소영역의 각각에 묘화 패턴이 포함되는지의 여부를 판단한다. 계속해서, 포매터 (231) 는, 묘화 패턴이 포함된다고 판단한 각 소영역에 레이저 광 (200A) 을 조사하도록 제어하는 제어 신호에 생성한다. 또한 드라이버 (233) 는, 포매터 (231) 가 생성한 제어 신호에 기초하여 레이저 광원 (201) 의 출력을 제어한다. 이로써, 기재 레지스트층에 대한 레이저 광 (200A) 의 조사가 제어된다.
＜8. 마스터 필름 및 광학 필름의 제조 방법＞
다음으로, 마스터 필름 (10) 및 광학 필름 (21) 의 제조 방법을 설명한다.
(공정 1)
공정 1 에서는, 도 3c 에 나타내는 바와 같이, 기재 필름 (12) 상에 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p) 을 형성한다. 여기서, 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p) 은, 미경화의 경화성 수지 등으로 구성된다. 여기서, 경화성 수지는 상기 서술한 것이다. 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p) 에는, 상기 서술한 이형제 등을 첨가해도 된다. 이어서, 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p) 을 제 1 원반 (30) 의 제 4 요철 구조 (32) 에 밀착시킨다. 이로써, 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p) 에 제 4 요철 구조 (32) 가 전사된다.
(공정 2)
공정 2 에서는, 도 3d 에 나타내는 바와 같이, 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p) 을 경화시킨다. 이로써, 기재 필름 (12) 상에 요철 수지층 (11) 을 형성한다. 즉, 마스터 필름 (10) 을 제작한다. 도 3d 의 예에서는, 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p) 에 자외선 (UV 광) 을 조사함으로써, 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p) 을 경화시키고 있다. 따라서, 이 예에서는, 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p) 은 자외선 경화성 수지 등으로 구성되어 있다. 이어서, 도 3e 에 나타내는 바와 같이, 마스터 필름 (10) 을 제 1 원반 (30) 으로부터 박리한다. 제 3 요철 구조 (15) 의 표면에는, 도 3l 에 나타내는 바와 같은 무기막 (16) 을 형성해도 된다.
또한, 공정 1, 2 는, 이른바 롤 투 롤 방식의 전사 장치에 의해 연속적으로 실시할 수도 있다. 이하, 도 3i 에 기초하여, 전사 장치 (300) 의 상세 구성에 대해 설명한다. 도 3i 에 나타내는 전사 장치 (300) 는, 제 1 원반 (30) 을 사용한 롤 투 롤 방식의 전사 장치이다. 마스터 필름 (10) 은, 이와 같은 전사 장치 (300) 를 사용하여 제작할 수 있다. 또한, 전사 장치 (300) 에서는, 광 경화성 수지를 사용하여 마스터 필름 (10) 을 제작한다. 물론, 다른 종류의 경화성 수지를 사용하여 마스터 필름 (10) 을 제작해도 된다.
전사 장치 (300) 는, 제 1 원반 (30) 과, 기재 공급 롤 (301) 과, 권취 롤 (302) 과, 가이드 롤 (303, 304) 과, 닙 롤 (305) 과, 박리 롤 (306) 과, 도포 장치 (307) 와, 에너지선원 (309) 을 구비한다.
기재 공급 롤 (301) 은, 장척의 기재 필름 (12) 이 롤상으로 감긴 롤이고, 권취 롤 (302) 은, 마스터 필름 (10) 을 권취하는 롤이다. 또, 가이드 롤 (303, 304) 은, 기재 필름 (12) 을 반송하는 롤이다. 닙 롤 (305) 은, 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p) 이 적층된 기재 필름 (12), 즉 피전사 필름 (100) 을 제 1 원반 (30) 에 밀착시키는 롤이다. 박리 롤 (306) 은, 요철 수지층 (11) 이 형성된 기재 필름 (12), 즉 마스터 필름 (10) 을 제 1 원반 (30) 으로부터 박리하는 롤이다.
도포 장치 (307) 는, 코터 등의 도포 수단을 구비하고, 미경화의 광 경화성 수지를 기재 필름 (12) 에 도포하여, 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p) 을 형성한다. 도포 장치 (307) 는, 예를 들어 그라비어 코터, 와이어 바 코터, 또는 다이코터 등이어도 된다. 또, 에너지선원 (309) 은, 광 경화성 수지를 경화 가능한 파장의 광을 발산하는 광원이고, 예를 들어 자외선 램프 등이어도 된다.
전사 장치 (300) 에서는, 먼저 기재 공급 롤 (301) 로부터 가이드 롤 (303) 을 개재하여, 기재 필름 (12) 이 연속적으로 송출된다. 또한, 송출 도중에 기재 공급 롤 (301) 을 별도 로트의 기재 공급 롤 (301) 로 변경해도 된다. 송출된 기재 필름 (12) 에 대해, 도포 장치 (307) 에 의해 미경화의 광 경화성 수지가 도포되고, 기재 필름 (12) 에 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p) 이 적층된다. 이로써, 피전사 필름 (100) 이 제작된다. 피전사 필름 (100) 은, 닙 롤 (305) 에 의해 제 1 원반 (30) 과 밀착된다. 이로써, 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p) 에 제 1 원반 (30) 의 제 4 요철 구조 (32) 가 전사된다. 에너지선원 (309) 은, 제 1 원반 (30) 의 외측에 설치된다. 그리고, 에너지선원 (309) 은, 제 1 원반 (30) 에 밀착한 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p) 에 광을 조사함으로써, 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p) 을 경화한다. 이로써, 기재 필름 (12) 상에 요철 수지층 (11) 이 형성된다. 계속해서, 요철 수지층 (11) 이 형성된 기재 필름 (12), 즉 마스터 필름 (10) 은, 박리 롤 (306) 에 의해 제 1 원반 (30) 으로부터 박리된다. 이어서, 마스터 필름 (10) 은, 가이드 롤 (304) 을 개재하여, 권취 롤 (302) 에 의해 권취된다.
이와 같이, 전사 장치 (300) 에서는, 피전사 필름 (100) 을 롤 투 롤로 반송하는 한편으로, 제 1 원반 (30) 의 둘레면 형상을 피전사 필름 (100) 에 전사한다. 이로써, 마스터 필름 (10) 이 제작된다.
또한, 마스터 필름 (10) 을 열가소성 수지로 제작하는 경우, 도포 장치 (307) 및 에너지선원 (309) 은 불필요해진다. 또, 기재 필름 (12) 을 열가소성 수지 필름으로 하고, 제 1 원반 (30) 보다 상류측에 가열 장치를 배치한다. 이 가열 장치에 의해 기재 필름 (12) 을 가열하여 유연하게 하고, 그 후 기재 필름 (12) 을 제 1 원반 (30) 에 압박한다. 이로써, 제 1 원반 (30) 의 둘레면에 형성된 제 4 요철 구조 (32) 가 기재 필름 (12) 에 전사된다. 이 경우, 기재 필름 (12) 과 요철 수지층 (11) 이 일체 성형되게 된다. 또한, 기재 필름 (12) 을 열가소성 수지 이외의 수지로 구성된 필름으로 하고, 기재 필름 (12) 과 열가소성 수지 필름을 적층해도 된다. 이 경우, 적층 필름은, 가열 장치로 가열된 후, 제 1 원반 (30) 에 압박된다.
따라서, 전사 장치 (300) 는, 제 1 원반 (30) 에 형성된 제 4 요철 구조 (32) 가 전사된 전사물, 즉 마스터 필름 (10) 을 연속적으로 제작할 수 있다. 여기서, 제 1 원반 (30) 의 둘레면에 형성된 제 4 요철 구조 (32) 는, 원하는 평균 주기를 갖는다. 따라서, 마스터 필름 (10) 에 형성된 제 3 요철 구조 (15) 는, 원하는 평균 주기를 갖는다.
(공정 3)
공정 3 에서는, 도 3f 에 나타내는 바와 같이, 제 3 요철 구조 (15) 상에 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 을 형성한다. 이로써, 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 에 제 3 요철 구조 (15) 를 전사한다.
여기서, 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 은, 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p) 과 동일한 재료로 구성되면 된다. 단, 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p), 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 의 구체적인 재료는, 요철 수지층 (11) 과 광학 필름 (21) 이 박리 가능해지도록 선택된다. 또, 제 3 요철 구조 (15) 상에 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 미경화의 경화성 수지를 스포이트로 제 3 요철 구조 (15) 상에 적하하는 방법 등을 들 수 있지만, 후술하는 바와 같이 그라비어 코터, 와이어 바 코터, 또는 다이 코터 등을 사용하는 방법이어도 된다. 이어서, 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 을 제 2 원반 (40) 의 제 5 요철 구조 (42) 에 밀착시킨다. 이로써, 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 에 제 5 요철 구조 (42) 가 전사된다.
(공정 4)
공정 4 에서는, 도 3g 에 나타내는 바와 같이, 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 을 경화시킨다. 이로써, 광학 필름 (21) 상에 제 2 요철 구조 (26) 를 형성한다. 도 3g 의 예에서는, 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 에 자외선 (UV 광) 을 조사함으로써, 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 을 경화시키고 있다. 따라서, 이 예에서는, 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 은 자외선 경화성 수지 등으로 구성되어 있다. 이어서, 도 3h 에 나타내는 바와 같이, 광학 필름 (21) 을 제 2 원반 (40) 으로부터 박리한다.
또한, 본 실시형태에서는, 광학 필름 (21) 의 표리 양면에 요철 구조가 형성된다. 이 때문에, 마스터 필름 (10) 에 대한 앵커 효과와, 제 2 원반 (40) 에 대한 앵커 효과 양방이 발생한다. 그리고, 제 2 원반 (40) 에 대한 앵커 효과가 마스터 필름 (10) 에 대한 앵커 효과보다 과도하게 큰 경우, 이하의 문제가 생길 수 있다. 즉, 제 2 원반 (40) 을 광학 필름 (21) 으로부터 박리할 때에, 제 2 원반 (40) 이 광학 필름 (21) 으로부터 박리되는 대신에, 마스터 필름 (10) 이 광학 필름 (21) 으로부터 박리될 가능성이 있다. 이 때문에, 상기 서술한 바와 같이 제 2 요철 구조 (26) 의 어스펙트비는, 제 1 요철 구조 (25) 의 어스펙트비보다 작은 것이 바람직하다.
(공정 5)
이어서, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 제 2 요철 구조 (26) 상에 접착제층 (23) 을 형성한다. 예를 들어, 접착제 테이프를 제 2 요철 구조 (26) 상에 첩부한다. 이로써, 광학체 (1) 를 제작한다.
또한, 공정 3, 4 는, 이른바 롤 투 롤 방식의 전사 장치에 의해 연속적으로 실시할 수도 있다. 이하, 도 3k 에 기초하여, 전사 장치 (400) 의 상세 구성에 대해 설명한다. 또한, 전사 장치 (400) 는 전사 장치 (300) 와 대략 동일한 구성을 가지므로 여기서는 상위점만 설명한다.
전사 장치 (400) 는, 기재 필름 (12) 대신에 마스터 필름 (10) 을 반송한다. 즉, 기재 공급 롤 (301) 은, 마스터 필름 (10) 이 롤상으로 감긴 롤이고, 권취 롤 (302) 은, 광학 필름 (21) 이 형성된 마스터 필름 (10) 을 권취하는 롤이다. 가이드 롤 (303, 304) 은, 마스터 필름 (10) 을 반송하는 롤이다. 닙 롤 (305) 은, 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 이 적층된 마스터 필름 (10), 즉 피전사 필름 (100) 을 제 2 원반 (40) 에 밀착시키는 롤이다. 박리 롤 (306) 은, 제 2 요철 구조 (26) 가 형성된 광학 필름 (21) 을 제 2 원반 (40) 으로부터 박리하는 롤이다. 도포 장치 (307) 는, 미경화의 광 경화성 수지를 마스터 필름 (10) 에 도포하고, 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 을 형성한다.
전사 장치 (400) 에서는, 먼저 기재 공급 롤 (301) 로부터 가이드 롤 (303) 을 개재하여, 마스터 필름 (10) 이 연속적으로 송출된다. 또한, 송출 도중에 기재 공급 롤 (301) 을 별도 로트의 기재 공급 롤 (301) 로 변경해도 된다. 송출된 마스터 필름 (10) 에 대해, 도포 장치 (307) 에 의해 미경화의 광 경화성 수지가 도포되고, 마스터 필름 (10) 에 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 이 적층된다. 이로써, 피전사 필름 (100) 이 제작된다. 피전사 필름 (100) 은, 닙 롤 (305) 에 의해 제 2 원반 (40) 과 밀착된다. 이로써, 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 에 제 2 원반 (40) 의 제 5 요철 구조 (42) 가 전사된다. 에너지선원 (309) 은, 제 2 원반 (40) 의 외측에 설치된다. 그리고, 에너지선원 (309) 은, 제 2 원반 (40) 에 밀착한 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 에 광을 조사함으로써, 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 을 경화한다. 이로써, 광학 필름 (21) 상에 제 2 요철 구조 (26) 가 형성된다. 계속해서, 제 2 요철 구조 (26) 가 형성된 광학 필름 (21) 은, 박리 롤 (306) 에 의해 제 2 원반 (40) 으로부터 박리된다. 이어서, 마스터 필름 (10) 및 광학 필름 (21) 은, 가이드 롤 (304) 을 개재하여, 권취 롤 (302) 에 의해 권취된다.
이와 같이, 전사 장치 (400) 에서는, 피전사 필름 (100) 을 롤 투 롤로 반송하는 한편으로, 제 2 원반 (40) 의 둘레면 형상을 피전사 필름 (100) 에 전사한다. 이로써, 광학 필름 (21) 상에 제 2 요철 구조 (26) 가 형성된다. 전사 장치 (400) 에 있어서도, 광학 필름 (21) 을 열가소성 수지로 제작할 수 있다.
＜9. 광학체의 사용 방법＞
(제 1 사용 방법)
다음으로, 도 4a ∼ 도 4b 에 기초하여, 광학체 (1) 의 제 1 사용 방법에 대해 설명한다. 이 사용 방법에서는, 광학체 (1) 에 접착제층 (23) 이 첩부되어 있다. 도 4a 에 나타내는 바와 같이, 먼저 피착체 (500) 의 표면에 광학체 (1) 의 접착제층 (23) 을 첩부한다. 마스터 필름 (10) 은, 광학 필름 (21) 의 제 1 요철 구조 (25) 를 보호할 수 있다. 예를 들어, 마스터 필름 (10) 은, 제 1 요철 구조 (25) 와 다른 물체의 접촉, 마찰 등을 방지할 수 있다. 이어서, 도 4b 에 나타내는 바와 같이, 마스터 필름 (10) 만을 광학체 (1) 로부터 박리한다. 이때, 마스터 필름 (10) 은 경화성 수지의 경화물로 형성되어 있으므로, 광학 필름 (21) 의 제 1 요철 구조 (25) 상에 마스터 필름 (10) 으로부터의 잔류물 등이 잔류하기 어렵다. 또한, 광학 필름 (21) 은 박막화 가능하므로, 마스터 필름 (10) 을 광학체 (1) 로부터 박리한 후에, 광학 필름 (21) 은 표면의 요철에 용이하게 추종할 수 있다. 또, 마스터 필름 (10) 은, 반사 방지 필름 등으로서 사용 가능해진다. 또한, 피착체 (500) 의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 피착체 (500) 는, 각종 광학 디바이스 (광학 부품), 표시 소자, 및 입력 소자여도 된다. 피착체 (500) 는, 예를 들어 카메라, 디스플레이, 프로젝터, 망원경, 터치 패널, 웨어러블 단말, 헤드 마운트 디스플레이, 차재 디스플레이, 쇼윈도우 등이어도 된다. 특히, 광학 필름 (21) 은, 피착체 (500) 의 표면 형상이 변형되어 있는 (예를 들어, 요철이 있는, 곡면이 있는 등) 경우라도, 피착체 (500) 의 표면 형상에 추종할 수 있다. 광학체 (1) 는, 이들 광학 디바이스의 반사 방지 필름으로서 사용되어도 된다. 물론, 광학체 (1) 는, 다른 피착체 (500) 에 첩부되어도 된다.
(제 2 사용 방법)
다음으로, 도 5a ∼ 도 5c 에 기초하여, 광학체 (1) 의 제 2 사용 방법에 대해 설명한다. 이 사용 방법에서는, 광학체 (1) 에 접착제층 (23) 이 첩부되어 있지 않다. 도 5a 에 나타내는 바와 같이, 먼저 피착체 (500) 의 표면에 미경화의 접착제층 (23b) 을 형성한다. 접착제층 (23b) 을 구성하는 접착제의 종류는 특별히 거론되지 않지만, 예를 들어 접착제층 (23) 을 구성하는 접착제와 동일하면 된다. 이어서, 도 5b 에 나타내는 바와 같이, 접착제층 (23b) 에 광학체 (1) 를 첩부한다. 이어서, 접착제층 (23b) 을 경화시킴으로써, 접착제층 (23b) 을 경화물층 (23B) 으로 한다. 예를 들어, 접착제층 (23b) 에 자외선을 조사함으로써, 접착제층 (23b) 을 경화시켜도 된다. 이 경우, 접착제층 (23b) 은, 광 경화성 수지로 구성된다. 이어서, 도 5c 에 나타내는 바와 같이, 마스터 필름 (10) 만을 광학체 (1) 로부터 박리한다.
이상에 의해, 본 실시형태에 의하면, 마스터 필름 (10) 에 의해 광학 필름 (21) 의 제 1 요철 구조 (25) 가 보호되므로, 보호 필름이 불필요해진다. 또한, 마스터 필름 (10) 은 경화성 수지의 경화물로 구성되어 있다. 이 때문에, 마스터 필름 (10) 을 광학 필름 (21) 으로부터 박리했을 때에, 광학 필름 (21) 의 제 1 요철 구조 (25) 상에 마스터 필름 (10) 으로부터의 잔류물 등이 잔류하기 어렵다. 또한, 마스터 필름 (10) 에 의해 광학체 (1) 의 두께를 벌 수 있으므로, 광학 필름 (21) 을 박막화하면서, 광학체 (1) 의 핸들링성을 향상시킬 수 있다. 또한, 광학 필름은, 제 2 요철 구조를 갖는다. 이 때문에, 제 2 요철 구조에 의한 앵커 효과에 의해 광학 필름과 접착제층의 접착 강도가 높아진다. 따라서, 광학 필름을 피착체에 보다 강고하게 첩부할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다.
(실시예 1)
실시예 1 에서는, 이하의 공정에 의해 광학체 (1) 를 제작하였다. 기재 필름 (12) 으로서 두께 50 ㎛ 의 PET 필름을 준비하였다. 또, 광 경화성 수지로서 실리콘계 이형제 (빅케미사, 실리콘 활제 BYK333) 를 첨가한 자외선 경화성 아크릴 수지 (덱세리얼즈 (주), SK1100 시리즈) 를 준비하였다. 그리고, 기재 필름 (12) 상에 광 경화성 수지를 도포함으로써, 기재 필름 (12) 상에 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p) 을 형성하였다. 한편, 상기 서술한 노광 장치 (200) 를 사용하여 제 1 원반 (30) 을 제작하였다. 이어서, 제 1 원반 (30) 의 둘레면을 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p) 에 압박함으로써, 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p) 에 제 1 원반 (30) 의 둘레면에 형성된 제 4 요철 구조 (32) 를 전사하였다. 이어서, 마스터 필름용 미경화 수지층 (11p) 을 경화시킴으로써, 요철 수지층 (11) 을 제작하였다. 즉, 마스터 필름 (10) 을 제작하였다.
여기서, 요철 수지층 (11) 의 두께를 약 3 ㎛ 로 하였다. 또, 제 3 요철 구조 (15) 의 제 3 볼록부 (15a) 및 제 3 오목부 (15b) 는 지그재그 격자상으로 배열하고 있다. 또, 제 3 볼록부 (15a) 의 형상은 포탄형에 근사한 형상으로 하고, 제 3 볼록부 (15a) 의 높이 (L1) 는 약 200 ㎚, 도트 피치 (L2) 는 약 270 ㎚, 트랙 피치 (L3) 는 약 153 ㎚ 로 하였다. 또한, 제 3 요철 구조 (15) 의 표면 형상은, 주사형 전자현미경 (SEM) 에 의해 확인하였다.
한편, 광학 필름 (21) 용의 광 경화성 수지로서, 다관능 특수 아크릴레이트 (덱세리얼즈 (주), SK1100 시리즈) 에 관능기수가 적은 변성 디아크릴레이트 (토아 합성 (주), M260) 를 첨가한 자외선 경화성 수지를 준비하였다. 즉, 실시예 1 에서는, 광학 필름 (21) 의 탄성률을 요철 수지층 (11) 의 탄성률보다 낮게 하기 위해서, 관능기수가 적은 변성 디아크릴레이트를 자외선 경화성 수지에 첨가하였다. 또한, 광학 필름 (21) 과 마스터 필름 (10) 의 박리성을 고려하여, 광학 필름 (21) 을 형성하는 광 경화성 수지에도 실리콘계 이형제 (빅케미사, 제품명 : 실리콘계 활제 BYK333) 를 첨가하였다.
그리고, 이 광 경화성 수지를 마스터 필름 (10) 의 제 3 요철 구조 (15) 상에 도포함으로써, 제 3 요철 구조 (15) 상에 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 을 형성하였다. 이 공정에 의해, 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 에 제 3 요철 구조 (15) 를 전사하였다. 즉, 광학 필름 (21) 상에 제 1 요철 구조 (25) 를 형성하였다. 제 1 요철 구조 (25) 는, 제 3 요철 구조 (15) 의 반전 형상을 갖는다. 제 1 요철 구조 (25) 의 어스펙트비는, 1.3 으로 하였다. 한편, 상기 서술한 노광 장치 (200) 를 사용하여 제 2 원반 (40) 을 제작하였다. 이어서, 제 2 원반 (40) 의 둘레면을 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 에 압박함으로써, 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 에 제 2 원반 (40) 의 둘레면에 형성된 제 5 요철 구조 (42) 를 전사하였다. 이어서, 광학 필름용 미경화 수지층 (21p) 을 경화시킴으로써, 광학 필름 (21) 상에 제 2 요철 구조 (26) 를 형성하였다. 또한, 제 2 요철 구조 (26) 의 제 2 볼록부 (26a) 및 제 2 오목부 (26b) 는 지그재그 격자상으로 배열하고 있다. 또, 제 2 볼록부 (26a) 는 포탄형에 근사한 형상으로 하고, 제 2 볼록부 (26a) 의 높이 (L1) 는 약 130 ㎚ 로 하고, 도트 피치 (L2) 및 트랙 피치 (L3) 는 제 1 요철 구조 (25) 및 제 3 요철 구조 (15) 와 동일하게 하였다. 또, 제 2 요철 구조 (26) 의 어스펙트비는, 0.62 로 하였다. 따라서, 제 2 요철 구조 (26) 의 어스펙트비는, 제 1 요철 구조 (25) 의 어스펙트비보다 작게 하였다. 또한, 제 2 요철 구조 (26) 의 표면 형상은, 주사형 전자현미경 (SEM) 에 의해 확인하였다.
여기서, 광학 필름 (21) 의 두께는 약 3 ㎛ 로 하였다. 또, 마스터 필름 (10) 의 탄성률 (구체적으로는, 요철 수지층 (11) 의 탄성률) 및 광학 필름 (21) 의 탄성률을 점탄성 측정기 (DMA)(텍사스 인스투르먼트사 제조 Rheometrics System Analyzer-3(RSA-3)) 에 의해 측정하였다. 이 결과, 마스터 필름 (10) 의 탄성률은, 2,710 ㎫ 이고, 광학 필름 (21) 의 탄성률은, 1,300 ㎫ 였다. 이어서, 광학 필름 (21) 에 접착제층 (23) 으로서 두께 25 ㎛ 의 고투명성 접착제 테이프 (OCA 테이프)(아크릴 점착재, 품명 : FW25, 니치에이 화공사) 를 첩부하였다. 이상의 공정에 의해, 광학체 (1) 를 제작하였다.
마스터 필름 (10) 의 분광 반사 스펙트럼은, 이하의 공정에 의해 측정하였다. 즉, 도 6a 에 나타내는 바와 같이, 마스터 필름 (10) 의 타방의 표면 (요철 수지층 (11) 이 형성되어 있지 않은 측의 표면) 에 흑색의 PET (폴리에틸렌테레프탈레이트) 판 (501) 을 OCA 테이프에 의해 첩부한다. 즉, 마스터 필름 (10) 의 타방의 표면으로부터의 반사를 캔슬할 수 있도록 하였다. 그리고, 제 3 요철 구조 (15) 상에서의 분광 정반사 스펙트럼을 측정하였다. 분광 정반사 스펙트럼은, 분광 광도계 (모델 V-550, 절대 반사율 측정 유닛 부착, 닛폰 분광사 제조) 를 사용하여 측정하였다. 또, 입사각 및 반사각을 모두 5° 로 하고, 파장 레인지를 350 ∼ 800 ㎚ 로 하고, 파장 분해능을 1 ㎚ 로 하였다. 이 결과, 분광 반사율은, 0.1 ∼ 1.5 ％ 의 값이 되는 것을 확인할 수 있었다.
광학 필름 (21) 의 분광 반사 스펙트럼은, 이하의 공정에 의해 측정하였다. 즉, 도 6b 에 나타내는 바와 같이, 광학체 (1) 를 접착제층 (23) 에 의해 유리제의 피착체 (502) 에 첩부하고, 마스터 필름 (10) 만을 박리한다. 이때, 광학 필름 (21) 은 피착체 (502) 로부터 떨어지는 일은 없었다. 또한, 피착체 (502) 의 타방의 표면 (광학 필름 (21) 이 첩부되어 있지 않은 측의 표면) 에, 흑색의 PET 판 (503) 을 OCA 테이프에 의해 첩부한다. 이로써, 피착체 (502) 의 타방의 표면으로부터의 반사를 캔슬할 수 있도록 하였다. 이상의 공정에 의해, 광학 필름 첩착체를 제작하였다. 그리고, 제 1 요철 구조 (25) 상에서의 분광 정반사 스펙트럼을 측정하였다. 구체적인 측정 방법은 마스터 필름 (10) 과 동일하게 하였다.
또한, 시뮬레이션 소프트웨어 (TFCalc, 휴링크스사 제조) 를 사용하여 광학 필름 (21) 의 분광 반사 스펙트럼을 계산하였다. 구체적으로는, 광학 필름 (21) 이 갖는 파라미터를 시뮬레이션 소프트웨어에 입력하였다. 여기서, 광학 필름 (21) 의 굴절률을 1.53 으로 하고, 접착제층 (23) 의 굴절률을 1.65 로 하고, 피착체 (502) 의 굴절률을 1.65 로 하였다. 또한, 제 1 요철 구조 (25) 가 2 차 함수로 얻어지는 포탄형이 되는 깊이 방향의 형상을 갖고, 가시 파장 이하의 피치로 형성되어 있는 것으로 하였다. 그리고, 광학 필름 (21) 의 제 1 요철 구조 (25) 를, 10 층의 다층막으로서 모델화하였다. 각 층은 요철의 높이를 10 분할하고 있는 것으로서 근사화하였다. 또, 입사각 및 반사각을 모두 5°로 하고, 파장 레인지를 350 ∼ 800 ㎚ 로 하였다.
시뮬레이션의 결과를 도 7a 에 나타낸다. 도 7a 로부터 분명한 바와 같이, 광학 필름 (21) 의 분광 반사율 (파장 350 ∼ 800 ㎚) 은 0.1 ∼ 1.8 ％ 인 것이 분명해졌다. 또한, 분광 광도계를 사용하여 실측한 분광 반사율도 대략 동일한 결과가 되었다. 또한, 도 7a ∼ 도 7c 의 가로축은 파장, 세로축은 분광 반사율 (정반사율) 을 나타낸다.
(비교예 1a)
광학 필름 (21) 의 접착제층측의 표면을 평탄하게 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 공정을 실시함으로써, 광학체를 제작하였다. 그리고, 실시예 1 과 동일한 공정으로 광학 필름 첩착체를 제작하였다. 이어서, 시뮬레이션 소프트웨어 (TFCalc, 휴링크스사 제조) 를 사용하여 광학 필름 첩착체의 분광 반사 스펙트럼을 계산하였다. 측정 조건은 실시예 1 과 동일하게 하였다. 결과를 도 1 에 나타낸다. 비교예 1a 는, 제 2 요철 구조 (26) 가 형성되어 있지 않은 분 분광 반사율이 약간 상승하고, 리플이 관측되었다. 따라서, 광학 필름 (21) 에는, 요철의 평균 주기가 가시광 파장 이하의 제 2 요철 구조 (26) 가 형성되어 있는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다.
(비교예 1b)
광학 필름 (21) 의 양면을 평탄하게 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 공정을 실시함으로써, 광학체를 제작하였다. 그리고, 실시예 1 과 동일한 공정으로 광학 필름 첩착체를 제작하였다. 이어서, 시뮬레이션 소프트웨어 (TFCalc, 휴링크스사 제조) 를 사용하여 광학 필름 첩착체의 분광 반사 스펙트럼을 계산하였다. 측정 조건은 실시예 1 과 동일하게 하였다. 결과를 도 1 에 나타낸다. 비교예 1b 에서는, 광학 필름 (21) 에 제 1 요철 구조 (25) 및 제 2 요철 구조 (26) 모두 형성되어 있지 않기 때문에, 분광 반사율이 대폭 상승하였다. 구체적으로는, 분광 반사율이 6 ％ 정도의 값이 되었다.
(실시예 2)
접착제층 (23) 의 굴절률을 1.7 로 하고, 피착체 (502) 의 굴절률을 1.7 로 하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 처리를 실시함으로써, 광학 필름 첩착체의 분광 반사 스펙트럼을 계산하였다. 이 결과를 표 7B 에 나타낸다. 실시예 2 에 있어서도, 실시예 1 과 대략 동일한 결과가 얻어졌다.
(비교예 2a)
광학 필름 (21) 의 접착제층측의 표면을 평탄하게 한 것 이외에는 실시예 2 와 동일한 처리를 실시함으로써, 광학 필름 첩착체의 분광 반사 스펙트럼을 계산하였다. 이 결과를 표 7B 에 나타낸다. 비교예 2a 에서는, 비교예 1a 와 대략 동일한 결과가 얻어졌다.
(비교예 2b)
광학 필름 (21) 의 양면을 평탄하게 한 것 이외에는 실시예 2 와 동일한 처리를 실시함으로써, 광학 필름 첩착체의 분광 반사 스펙트럼을 계산하였다. 이 결과를 표 7B 에 나타낸다. 비교예 2b 에서는, 비교예 1b 와 대략 동일한 결과가 얻어졌다. 단, 분광 반사율은 더욱 상승하여, 7 ％ 가까운 값이 되었다.
(실시예 3)
접착제층 (23) 의 굴절률을 1.75 로 하고, 피착체 (502) 의 굴절률을 1.75 로 하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 처리를 실시함으로써, 광학 필름 첩착체의 분광 반사 스펙트럼을 계산하였다. 이 결과를 표 7C 에 나타낸다. 실시예 3 에 있어서도, 실시예 1 과 대략 동일한 결과가 얻어졌다.
(비교예 3a)
광학 필름 (21) 의 접착제층측의 표면을 평탄하게 한 것 이외에는 실시예 3 과 동일한 처리를 실시함으로써, 광학 필름 첩착체의 분광 반사 스펙트럼을 계산하였다. 이 결과를 표 7C 에 나타낸다. 비교예 3a 에서는, 비교예 1a 와 대략 동일한 결과가 얻어졌다.
(비교예 3b)
광학 필름 (21) 의 양면을 평탄하게 한 것 이외에는 실시예 3 과 동일한 처리를 실시함으로써, 광학 필름 첩착체의 분광 반사 스펙트럼을 계산하였다. 이 결과를 표 7C 에 나타낸다. 비교예 3a 에서는, 비교예 1a 와 대략 동일한 결과가 얻어졌다. 단, 분광 반사율은 더욱 상승하여, 7 ％ 를 초과하였다. 따라서, 비교예 1b, 2b, 3b 에서는, 분광 반사율이 6 ∼ 8 ％ 정도가 되었다.
(실시예 4)
광학 필름 (21) 의 제 1 볼록부 (25a) 의 높이를 220 ㎚, 제 2 볼록부 (26a) 의 높이를 200 ㎚ 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 처리를 실시함으로써, 필름 피착체의 분광 반사 스펙트럼을 계산하였다. 결과를 도 8 에 나타낸다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 실시예 4 에 있어서도, 실시예 1 과 대략 동일한 결과가 얻어졌다.
(비교예 4)
광학 필름 (21) 의 제 1 볼록부 (25a) 의 높이를 220 ㎚ 로 하고, 접착제층측의 표면을 평탄하게 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 처리를 실시함으로써, 필름 피착체의 분광 반사 스펙트럼을 계산하였다. 결과를 도 8 에 나타낸다. 비교예 1a 는, 제 2 요철 구조 (26) 가 형성되어 있지 않은 분 분광 반사율이 약간 상승하고, 리플이 관측되었다. 또한, 도 8 에는, 비교예 1b 의 계산 결과도 나타냈다.
(실시예 5)
광학 필름 (21) 의 제 1 볼록부 (25a) 의 높이를 220 ㎚, 제 2 볼록부 (26a) 의 높이를 100 ㎚ 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 처리를 실시함으로써, 필름 피착체의 분광 반사 스펙트럼을 계산하였다. 결과를 도 8 에 나타낸다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 실시예 5 에 있어서는, 약간의 리플이 관측되었지만, 비교예 4 보다는 리플이 작아졌다.
따라서, 광학 필름 (21) 에는, 요철의 평균 주기가 가시광 파장 이하의 제 2 요철 구조 (26) 가 형성되어 있는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다. 또, 제 2 요철 구조 (26) 는, 제 1 요철 구조 (25) 와 동일한 정도의 형상을 갖는 것이 바람직한 것도 알 수 있었다.
(실시예 6)
실시예 6 에서는, 실시예 1 과 동일한 광학체 (1) 를 제작하였다. 이어서, 광 경화성 접착제인 실리콘 접착제 (신에츠 실리콘사 제조, KER2500) 를 백판 유리에 도포하였다 (도포 두께 0.005 ∼ 0.01 ㎜). 이어서, 광학체 (1) 의 광학 필름 (21) 을 실리콘 접착제층에 첩부하였다. 이어서, 실리콘 접착제층을 경화시켰다. 이어서, 마스터 필름 (10) 을 박리하였다. 이로써, 광학 필름이 부착된 백판 유리를 얻었다.
실시예 6 에서는, 이 광학 필름이 부착된 백판 유리의 내광성을 조사하였다. 구체적으로는, 광학 필름이 부착된 백판 유리의 광학 필름 (21) 측으로부터 이하의 조건으로 광을 조사하였다. 이어서, 광 조사의 전후로, 광학 필름이 부착된 백판 유리의 분광 투과율을 닛폰 분광 제조 V560 분광기와 절대 반사율 측정기 ARV474S 에 의해 측정하였다.
광 조사 조건
광원 : 자외선 LED 램프 (파장 385 ㎚)
강도 : 1000 ㎽/㎠
광원과 광학 필름이 부착된 백판 유리의 거리 : 2 ㎝
조사 시간 : 2 시간
또, 대조예 (I) 에 관련된 광학 필름으로서, 시클로올레핀 폴리머 (COP) 필름 (닛폰 제온사 제조, ZF14)(두께 100 ㎛) 을 준비하였다. 또한, 실시예 6 에서 사용한 실리콘 접착제를 백판 유리의 표면에 도포 두께 0.01 ㎜ 로 도포하고, 광 경화시킴으로써, 대조예 (II) 에 관련된 광학 필름을 준비하였다. 그리고, 이들 광학 필름의 분광 투과율을 동일하게 측정하였다.
결과를 도 9 에 나타낸다. 도 9 의 가로축은 파장을 나타내고, 세로축은 확산 투과율 (분광 투과율) 을 나타낸다. 도 9 에 의하면, 광학체 (1) 는, 자외선의 조사 전후로 투과율에 큰 변동은 없고, 또한 높은 투과율을 유지하고 있는 점에서, 일반적으로 광학 특성이 우수하다고 말해지는 COP 필름 (대조예 (I)) 이나, 실리콘 접착제를 경화시킨 광학 필름 (대조예 (II)) 보다 내광성이 우수한 것을 알 수 있었다.
(첩부 시험)
유리 기판의 표면에 높이 50 ㎛ 의 프레임체를 장착함으로써, 피착체를 제작하였다. 그리고, 이 피착체에 실시예 1 에서 제작된 광학체 (1) 를 첩부하고, 그 후 마스터 필름 (10) 을 박리하였다. 또, 동일한 피착체를 제작하고, 이 피착체에 OCA 테이프에 의해 마스터 필름 (10) 을 첩부하였다. 즉, 광학 필름 (21) 이 첩부된 필름 첩부체와, 마스터 필름 (10) 이 첩부된 필름 첩부체를 제작하였다. 그리고, 이들 필름 첩부체를 육안으로 관찰하였다. 이 결과, 광학 필름 (21) 을 첩부한 필름 첩부체에서는, 프레임체의 주위에서 공극 (54) 이 거의 관찰되지 않았다. 그러나, 마스터 필름 (10) 을 첩부한 필름 첩부체에서는, 프레임체의 주위에서 큰 공극 (54) 이 다수 관찰되었다.
또한, 각 필름 첩부체에 오토클레이브 처리 (조건 : 50 ℃, ＋0.5 atm, 0.5 h 유지) 를 실시하였다. 그리고, 오토클레이브 처리 후의 필름 첩부체를 육안으로 관찰하였다. 그 결과, 광학 필름 (21) 을 첩부한 필름 첩부체에서는, 공극 (54) 이 소실되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 마스터 필름 (10) 을 첩부한 필름 첩부체에서는, 공극 (54) 의 분포에 변화가 없었다. 즉, 여전히 큰 공극 (54) 이 다수 관찰되었다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술의 분야에 있어서의 통상적인 지식을 갖는 사람이면, 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에 있어서, 각종의 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 분명하고, 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.
본 발명의 광학 필름은, 카메라, 디스플레이, 프로젝터, 망원경 등의 광학 디바이스에 있어서, 반사 방지 기능을 부여하는 필름으로서 유용하다.
1 : 광학체
10 : 마스터 필름
11 : 요철 수지층
12 : 기재 필름
15 : 제 3 요철 구조
15a : 제 3 볼록부
15b : 제 3 오목부
21 : 광학 필름
23 : 접착제층
25 : 제 1 요철 구조
25a : 제 1 볼록부
25b : 제 1 오목부
26 : 제 2 요철 구조
26a : 제 2 볼록부
26b : 제 2 오목부

Claims (28)

  1. 일방의 표면에 형성된 제 1 요철 구조와, 타방의 표면에 형성된 제 2 요철 구조를 구비하는 광학 필름과,
    상기 제 1 요철 구조를 덮는 마스터 필름과,
    상기 제 2 요철 구조를 덮는 접착제층을 구비하고,
    상기 제 1 요철 구조의 요철의 평균 주기는 가시광 파장 이하이고,
    상기 마스터 필름은, 상기 제 1 요철 구조에 대향하는 표면에 형성되고, 또한 상기 제 1 요철 구조의 반전 형상을 갖는 제 3 요철 구조를 구비하고,
    상기 마스터 필름은 상기 광학 필름으로부터 박리 가능하며,
    상기 광학 필름의 상기 제 2 요철 구조의 형성 표면과 상기 접착제층 사이의 접착 강도가 상기 광학 필름의 상기 제 1 요철 구조의 형성 표면과 상기 마스터 필름 사이의 접착 강도보다 큰, 광학체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 요철 구조의 어스펙트비는, 상기 제 1 요철 구조의 어스펙트비보다 작고,
    상기 제 1 요철 구조의 어스펙트비는, 상기 제 1 요철 구조를 구성하는 볼록부의 높이와 상기 제 1 요철 구조를 구성하는 오목부의 저면의 직경의 비이고,
    상기 제 2 요철 구조의 어스펙트비는, 상기 제 2 요철 구조를 구성하는 볼록부의 높이와 상기 제 2 요철 구조를 구성하는 오목부의 저면의 직경의 비인, 광학체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 요철 구조의 요철의 밀도는, 상기 제 1 요철 구조의 요철의 밀도보다 작은, 광학체.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광학 필름의 두께는 1 ∼ 60 ㎛ 인, 광학체.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 요철 구조의 요철의 평균 주기는 가시광 파장 이하인, 광학체.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 마스터 필름은, 기재 필름과, 상기 기재 필름의 일방의 표면에 형성된 요철 수지층을 구비하고,
    상기 요철 수지층에 상기 제 3 요철 구조가 형성되어 있는, 광학체.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 마스터 필름은, 상기 제 3 요철 구조를 덮는 무기막을 구비하는, 광학체.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 마스터 필름 및 상기 광학 필름 중 적어도 일방에 이형제가 첨가되어 있는, 광학체.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 마스터 필름 및 상기 광학 필름의 탄성률이 서로 상이한, 광학체.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 ∼ 제 3 요철 구조 중, 적어도 1 종 이상은, 경화한 광 경화성 수지로 형성되어 있는, 광학체.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 요철 구조가 형성된 표면의 분광 반사율 (파장 350 ∼ 800 ㎚) 은 0.1 ∼ 1.8 ％ 이고,
    상기 제 3 요철 구조가 형성된 표면의 분광 반사율 (파장 350 ∼ 800 ㎚) 은, 0.1 ∼ 1.5 ％ 인, 광학체.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광학 필름은 일체 성형되어 있는, 광학체.
  13. 삭제
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 접착제층의 두께는 1 ∼ 50 ㎛ 인, 광학체.
  15. 피착체와,
    제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 광학 필름을 구비하며,
    상기 피착체와 상기 광학 필름은 상기 접착제층을 개재하여 첩부된, 광학 필름 첩착체.
  16. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 광학체의 제조 방법으로서,
    상기 제 3 요철 구조의 반전 형상을 갖는 제 4 요철 구조가 표면에 형성된 제 1 원반을 준비하는 공정과,
    상기 제 2 요철 구조의 반전 형상을 갖는 제 5 요철 구조가 표면에 형성된 제 2 원반을 준비하는 공정과,
    상기 제 1 원반을 전사형으로서 사용하여, 상기 마스터 필름을 제작하는 공정과,
    상기 마스터 필름 및 상기 제 2 원반을 전사형으로서 사용하여, 상기 마스터 필름 상에 상기 광학 필름을 형성하는 공정과,
    상기 광학 필름에 형성된 상기 제 2 요철 구조 상에 상기 접착제층을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 마스터 필름과 상기 광학 필름을 박리 가능하게 형성하며,
    상기 광학 필름의 상기 제 2 요철 구조의 형성 표면과 상기 접착제층 사이의 접착 강도를 상기 광학 필름의 상기 제 1 요철 구조의 형성 표면과 상기 마스터 필름 사이의 접착 강도보다 크게 하는, 광학체의 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 원반의 상기 제 4 요철 구조를 마스터 필름용 미경화 수지층에 전사함으로써, 상기 제 3 요철 구조를 상기 마스터 필름용 미경화 수지층의 표면에 형성하는 공정과,
    상기 마스터 필름용 미경화 수지층을 경화시킴으로써, 마스터 필름을 제작하는 공정과,
    상기 마스터 필름의 표면에 형성된 상기 제 3 요철 구조를, 광학 필름용 미경화 수지층의 일방의 표면에 전사함으로써, 상기 제 1 요철 구조를 상기 광학 필름용 미경화 수지층의 일방의 표면에 형성하는 공정과,
    상기 제 2 원반의 상기 제 5 요철 구조를 상기 광학 필름용 미경화 수지층의 타방의 표면에 전사함으로써, 상기 제 2 요철 구조를 상기 광학 필름용 미경화 수지층의 타방의 표면에 형성하는 공정과,
    상기 광학 필름용 미경화 수지층을 경화함으로써, 광학 필름을 제작하는 공정을 포함하는, 광학체의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 마스터 필름용 미경화 수지층 및 상기 광학 필름용 미경화 수지층 중 적어도 일방에 이형제를 첨가하는, 광학체의 제조 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 마스터 필름용 미경화 수지층은, 기재 필름 상에 형성되어 있는, 광학체의 제조 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 마스터 필름의 상기 제 3 요철 구조 상에 무기막을 형성하는 공정을 추가로 포함하고,
    상기 무기막이 형성된 상기 제 3 요철 구조를, 상기 광학 필름용 미경화 수지층의 일방의 표면에 전사하는, 광학체의 제조 방법.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 마스터 필름용 미경화 수지층 및 상기 광학 필름용 미경화 수지층 중 적어도 일방은, 미경화의 광 경화성 수지로 구성되어 있는, 광학체의 제조 방법.
  22. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 요철 구조의 어스펙트비는, 상기 제 1 요철 구조의 어스펙트비보다 작고,
    상기 제 1 요철 구조의 어스펙트비는, 상기 제 1 요철 구조를 구성하는 볼록부의 높이와 상기 제 1 요철 구조를 구성하는 오목부의 저면의 직경의 비이고,
    상기 제 2 요철 구조의 어스펙트비는, 상기 제 2 요철 구조를 구성하는 볼록부의 높이와 상기 제 2 요철 구조를 구성하는 오목부의 저면의 직경의 비인, 광학체의 제조 방법.
  23. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 요철 구조의 요철의 밀도를, 상기 제 1 요철 구조의 요철의 밀도보다 작게 하는, 광학체의 제조 방법.
  24. 제 16 항에 있어서,
    상기 광학 필름의 두께를 1 ∼ 60 ㎛ 로 하는, 광학체의 제조 방법.
  25. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 5 요철 구조의 요철의 평균 주기는 가시광 파장 이하인, 광학체의 제조 방법.
  26. 제 16 항에 있어서,
    상기 마스터 필름 및 상기 광학 필름의 탄성률을 서로 상이한 값으로 하는, 광학체의 제조 방법.
  27. 삭제
  28. 제 16 항에 있어서,
    상기 접착제층의 두께를 1 ∼ 50 ㎛ 로 하는, 광학체의 제조 방법.
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