TWI586536B - 表面微細凹凸體及表面微細凹凸體之製造方法 - Google Patents

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Description

表面微細凹凸體及表面微細凹凸體之製造方法
本發明係關於一種可較佳地用作光擴散體及光擴散體形成用底版之表面微細凹凸體、及其製造方法。
本發明係基於2013年3月18日在日本提出申請之日本專利特願2013-55722號、2014年2月25日在日本提出申請之日本專利特願2014-034687號而主張優先權，並將其內容引用於此。
已知表面形成有包含微細之波狀凹凸之凹凸圖案的片狀表面微細凹凸體因其光學特性而用作光擴散性片材等光擴散體。
作為光擴散性片材之製造方法，例如於專利文獻1中揭示有如下方法：對在包含加熱收縮性膜之樹脂製基材上設有樹脂製硬質層之積層片材進行加熱，使加熱收縮性膜收縮，藉此使硬質層以摺疊之方式變形而製成凹凸狀，而於硬質層之表面形成凹凸圖案。又，於專利文獻1中，記載有藉由於使加熱收縮性膜收縮後進行延伸，可形成配向之不均較小之凹凸圖案。若將此種片材製成光擴散性片材，則顯示出主擴散方向之擴散角度較大(例如25~30°左右)、與主擴散方向正交之方向之擴散角度較小(例如3°左右)之優異之各向異性。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2011-213051號公報
然而，最近，業界亦要求於在主擴散方向上維持較廣之擴散角度(至少18°)之情況下，在與主擴散方向正交之方向上亦具有某種程度之擴散角度(至少4°)之光擴散性片材。例如，於使形成為平緩之曲面狀之汽車之擋風玻璃顯示行駛速度等資訊之抬頭顯示器系統中，為了使圖像資訊擴散並清晰地顯示於擋風玻璃上，要求與主擴散方向正交之方向亦具有某種程度之擴散角度之光擴散性片材。一般認為，此種光擴散性片材例如亦可藉由使用作為加熱收縮性膜之沿雙軸方向熱收縮之雙軸方向熱收縮膜，使其沿雙軸方向收縮而製造。然而，上述方法之製造條件難以控制，難以穩定地獲得具有一定性能之光擴散性片材。
本發明係鑒於上述情況而完成者，提供一種表面微細凹凸體及其製造方法，該表面微細凹凸體於用作光擴散體之情形時，於在主擴散方向上維持較廣之擴散角度(至少18°)之情況下，與主擴散方向正交之方向亦具有某種程度之擴散角度(至少4°)，且製造亦較容易。
本發明具有以下態樣。
<1>一種表面微細凹凸體，其特徵在於：其係表面形成有微細凹凸者，上述微細凹凸包括包含以互相不平行之方式蜿蜒之複數個凸條部與形成於該複數個凸條部間之凹條部、最頻間距為3~20μm之波狀之凹凸圖案，及形成於上述波狀之凹凸圖案上之多個半球狀凹部或半球狀凸部；<2>如<1>之表面微細凹凸體，其中上述半球狀凹部或上述半球狀凸部之最頻直徑為1~10μm； <3>如<1>或<2>記載之表面微細凹凸體，其中上述凸條部之平均高度為4~7μm；<4>如<1>至<3>中任一項記載之表面微細凹凸體，其中上述微細凹凸中之上述半球狀凹部或上述半球狀凸部之佔有面積比率為30~70%；<5>如<1>至<4>中任一項記載之表面微細凹凸體，其係光擴散體；<6>如<1>至<4>中任一項記載之表面微細凹凸體，其係用以轉印上述微細凹凸而製造光擴散體之光擴散體形成用底版；<7>一種表面微細凹凸體之製造方法，其包括如下步驟：積層步驟，其於包含樹脂之基材膜之單面上設置於基質樹脂中分散多個粒子而成且厚度超過0.05μm且為5.0μm以下之硬質層而形成積層片材；變形步驟，其使上述積層片材之至少上述硬質層以摺疊之方式變形；且上述基質樹脂與構成上述基材膜之上述樹脂相比玻璃轉移溫度高10℃以上，上述粒子包含於未達較構成上述基材膜之上述樹脂之玻璃轉移溫度高10℃之溫度下，粒子形狀不會因熱而發生變化之材料，上述粒子之粒徑大於上述硬質層之厚度；<8>如<7>之表面微細凹凸體之製造方法，上述基材膜係單軸方向加熱收縮性膜，上述變形步驟係加熱上述積層片材而使上述單軸方向加熱收縮性膜收縮之步驟；<9>一種光擴散體之製造方法，其包括轉印步驟，其將以如<7>或<8>之製造方法所製造之表面微細凹凸體用作光擴散體形成用底版，而轉印該表面微細凹凸體之上述微細凹凸。
又，本發明具有以下之構成。
[1]一種表面微細凹凸體，其特徵在於：其係表面之至少一部分形成有微細凹凸之表面微細凹凸體，且上述微細凹凸包含波狀之凹凸 圖案、及形成於上述波狀之凹凸圖案上之複數個凹部或凸部，上述波狀之凹凸圖案包含不規則地形成之複數個凸條部、及上述複數個凸條部間之凹條部，上述複數個凸條部以互相不平行之方式蜿蜒，上述複數個凸條部之最頻間距為3~20μm，上述凹部或凸部之表觀之最頻徑為1~10μm。
[2]如[1]記載之表面微細凹凸體，其中上述凸條部之平均高度為4~7μm。
[3]如[1]或[2]記載之表面微細凹凸體，其中上述微細凹凸中之上述凹部或上述凸部之佔有面積比率為30~70%。
[4]如[1]至[3]中任一項記載之表面微細凹凸體，其係光擴散體。
[5]如[1]至[3]中任一項記載之表面微細凹凸體，其係用以轉印上述微細凹凸而製造光擴散體之光擴散體形成用底版。
[6]一種表面微細凹凸體之製造方法，其包括如下步驟：積層步驟，其於包含樹脂之基材膜之單面設置包含基質樹脂及分散於上述基質樹脂中之粒子且具有超過0.05μm且為5.0μm以下之厚度之硬質層而形成積層片材；變形步驟，其使上述積層片材之至少上述硬質層以摺疊之方式變形；且 上述基質樹脂之玻璃轉移溫度較構成上述基材膜之上述樹脂之玻璃轉移溫度高10℃以上， 上述粒子包含於未達較構成上述基材膜之上述樹脂之玻璃轉移溫度高10℃之溫度下，粒子形狀不會因熱而發生變化之材料， 上述粒子之粒徑大於上述硬質層之厚度。
[7]如[6]之表面微細凹凸體之製造方法，其中上述基材膜係單軸方向加熱收縮性膜，上述變形步驟係加熱上述積層片材而使上述單軸方向加熱收縮性膜收縮之步驟。
[8]一種光擴散體之製造方法，其包括轉印步驟，其將以如[6]或 [7]記載之製造方法所製造之表面微細凹凸體用作光擴散體形成用底版，而轉印上述表面微細凹凸體之上述微細凹凸。
根據本發明，可提供一種表面微細凹凸體及其製造方法，該表面微細凹凸體於用作光擴散體之情形時，於在主擴散方向上維持較廣之擴散角度(至少18°)之情況下，與主擴散方向正交之方向亦具有某種程度之擴散角度(至少4°)，且製造亦較容易。
10‧‧‧光擴散性片材
11‧‧‧基材
12‧‧‧表面層
13、13'‧‧‧波狀之凹凸圖案
13a、13a'‧‧‧凸條部
13b、13b'‧‧‧凹條部
14、14'‧‧‧凸部
20‧‧‧表面微細凹凸體(底版)
21‧‧‧基材
22‧‧‧硬質層
22a‧‧‧基質樹脂
22b‧‧‧粒子
30‧‧‧積層片材
31‧‧‧基材膜
32‧‧‧硬質層(未變形)
T‧‧‧凸條部之頂部
圖1A係觀察實施例1之光擴散性片材之微細凹凸而得之光學顯微鏡照片。
圖1B係觀察實施例1之光擴散性片材之微細凹凸而得之另一雷射顯微鏡照片。
圖2係模式性表示沿圖1A之光學顯微鏡照片中之I-I'線切斷之部分的放大縱截面圖。
圖3係根據圖1A之光擴散性片材之光學顯微鏡照片獲得灰度圖像，並對上述圖像進行傅立葉變換而得之傅立葉變換圖像。
圖4係模式性表示圖3之傅立葉變換圖像之模式圖。
圖5係以自圖3之中心起通過A1中成為最大頻度之點之方式作線L1-1，並對線L1-1之頻度分佈進行繪圖而得之曲線圖。
圖6係自圖3之中心起沿與L1-1正交之方向作線L1-2，並對線L1-2之頻度分佈進行繪圖而得之曲線圖。
圖7係藉由原子力顯微鏡觀察圖1A或B之光擴散性片材之微細凹凸形成面、根據該觀察結果而獲得之光擴散性片材之重要部分之縱截面圖。
圖8係求出凸部之平均高度之方法的說明圖。
圖9係求出凸部之平均高度之方法的說明圖。
圖10A係表示使用先前之各向異性較高之光擴散性片材之情形時之出射光的投影圖像之形狀之示意圖。
圖10B係表示使用由本發明獲得之光擴散性片材之情形時之出射光的投影圖像之形狀之示意圖。
圖11係用以製造圖1A或B之光擴散性片材之底版(表面微細凹凸體)的縱截面圖。
圖12係說明圖11之底版(表面微細凹凸體)之製造方法的剖面圖。
以下對本發明進行詳細說明。
<表面微細凹凸體>
圖1A係作為本發明之表面微細凹凸體之一實施形態例(下文所述之實施例1)之光擴散性片材(光擴散體)的單面之光學顯微鏡照片(俯視；表示縱0.4mm×橫0.5mm之視野部分)，圖1B係利用雷射顯微鏡(KEYENCE公司製造之「VK-8510」)觀察實施例1之光擴散性片材之微細凹凸而得之雷射顯微鏡照片。圖1B中之線α表示沿線β將上述光擴散性片材按圖中橫向切斷而得之切斷面中之高度分佈。再者，圖1A與圖1B中倍率並不相同。
圖2係模式性表示沿圖1A之光學顯微鏡照片中之I-I'線(沿下文所述之凸條部與凹條部重複之方向之線)切斷之部分的放大縱截面圖。再者，圖2係自容易理解光擴散性片材之縱截面形狀之觀點出發而簡化表示。
本說明書中，所謂「表面微細凹凸體」，意指表面具有微細之凹凸結構之物品。
如圖2所示，該例之光擴散性片材10係如下2層結構：包含聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之透明之基材11、及設置於上述基材11之其中一面上之包含電離輻射硬化性樹脂之硬化物的透明之表面層12，於表 面層12之露出側之面上形成有包含波狀之凹凸圖案13、及形成於上述凹凸圖案13上之多個凸部14之微細凹凸。於該例中，凸部14係形成為大致半球狀。又，於該例中，基材11之露出面(與設有表面層12之面相反側之面)係平滑面。
微細凹凸中之波狀之凹凸圖案13係於圖1A、B中縱向延伸、於圖2中向相對於紙面垂直之方向延伸之複數個條紋狀之凸條部13a與上述複數個凸條部13a間之凹條部13b沿一個方向(圖1及2中橫向)交替重複而成者。
各凸條部13a之縱截面形狀係如圖2所示，為分別自基端側向前端側變細之前端細形狀。
複數個凸條部13a係如圖1A、B所示，各自蜿蜒且互相不平行，以不規則之方式形成。即，於各凸條部13a中，脊線蜿蜒，於各凹條部13b中，谷線蜿蜒。又，鄰接之凸條部13a之脊線的間隔並不固定，鄰接之凹條部13b之谷線的間隔並不固定。
於本說明書中，所謂不規則，意指於自相對於基材為法線方向觀察光擴散片材10時，凸條部13a蜿蜒且互相不平行，各凸條部13a之脊線蜿蜒，各凹條部13b之谷線蜿蜒，且鄰接之凸條部13a之脊線的間隔並不固定，鄰接之凹條部13b之谷線的間隔並不固定。
又，於各凸條部13a中脊線之高度並不固定，於各凹條部13b中谷線之高度並不固定。因此，如圖2所示，各凸條部13a之縱截面形狀各不相同而不一致，並不規則。
微細凹凸包含此種波狀之凹凸圖案13、與無規分佈之多個凸部14。
此處，所謂「凸條部13a」之脊線，意指將凸條部13a之頂部連續連接之線。
於凸條部13a之脊線之中途存在凸部14之情形時，意指以通過凸 部14之頂部之方式所作之線。
作為圖2所記載之基材11，除了機械強度、尺寸穩定性優異之PET以外，可使用聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙二酯、聚苯乙烯等樹脂及玻璃等具有透明性之材料。基材11之厚度例如為30~500μm。
作為表面層12，除了電離輻射硬化性樹脂之硬化物以外，可列舉熱固性樹脂之硬化物、熱塑性樹脂等。作為電離輻射硬化性樹脂，可列舉紫外線硬化性樹脂或電子束硬化性樹脂。表面層12之厚度只要為對於形成波狀之凹凸圖案13而言充分之厚度即可，作為最厚之部分之厚度，較佳為10~25μm左右。又，表面層12之厚度意指使表面層12變形前之厚度，可使用光學式非接觸膜厚測定器進行測定。
又，於該例中，光擴散性片材10之微細凹凸包含波狀之凹凸圖案13與多個凸部14，本發明之表面微細凹凸體之微細凹凸亦可包含波狀之凹凸圖案與多個凹部。
再者，於光擴散性片材10中，存在以波狀之凹凸圖案13之重複方向(圖1A、B中橫向)為Y方向、以與上述Y方向正交之方向(圖1A、B中縱向)為X方向之情形。
又，於本說明書中，在該XY正交座標系統中，存在第1方向為Y軸方向、第2方向為X軸方向之情形。又，亦存在將與XY軸正交之方向稱為第3方向、或表面微細凹凸體之基材之法線方向的情況。
圖示例之光擴散性片材10中，就發揮光擴散性之觀點而言，將波狀之凹凸圖案13之最頻間距設為3~20μm。波狀之凹凸圖案13之最頻間距較佳為7~15μm，更佳為11~13μm。所謂間距，係相鄰之凸條部之頂部間之距離。
若最頻間距處於上述範圍內，則對於上述光擴散性片材10，於自形成有微細凹凸之面(以下存在稱為微細凹凸形成面之情形)或與上 述面相反側之平滑面側入射光之情形時，來自與入射面相反之面之出射光沿Y方向(主擴散方向)良好地擴散，於Y方向上顯示出充分之擴散角度(例如18°以上，較佳為23°以上，更佳為25°以上。1/10擴散角度為(擴散角度×1.4+25°)以下，較佳為(擴散角度×1.4+22°)以下，更佳為(擴散角度×1.4+20°)以下)。Y方向之擴散角度之上限值並無特別限制，例如為30°。
並且，圖示例之光擴散性片材10之微細凹凸除如上所述般具有主要擔負向主擴散方向之擴散之波狀之凹凸圖案13以外，具有無規形成之多個凸部14。因此，波狀之凹凸圖案13之各向異性被凸部14適度弱化。其結果為，於對於上述光擴散性片材10，自任何一面入射光之情形時，來自相反面之出射光亦沿X方向(與主擴散方向正交之方向)擴散，顯示出較Y方向更小之某種程度之擴散角度(例如4°以上，較佳為8°以上，更佳為10°以上。1/10擴散角度為(擴散角度×1.6+25°)以下，較佳為(擴散角度×1.6+20°)以下，更佳為(擴散角度×1.6+18°)以下)。X方向之擴散角度之上限值並無特別限制，例如為20°。
凸部14之表觀之最頻徑較佳為1~10μm，更佳為3~6μm，進而較佳為4~5μm。若凸部14之表觀之最頻徑處於上述範圍內，則可適度弱化波狀之凹凸圖案13之各向異性，易於將Y方向及X方向兩者之擴散角度控制為上述範圍，例如，易於將Y方向控制為較佳為25~30°，易於將X方向控制為較佳為10~15°。又，易於將Y方向及X方向兩者之1/10擴散角度控制為上述範圍，例如，易於將Y方向控制為較佳為(擴散角度×1.4+20°)以下，易於將X方向控制為較佳為(擴散角度×1.6+18°)以下。
本說明書中之擴散角度(通常存在稱為「FWHM」之情形)及1/10擴散角度可使用配光特性測定裝置(例如，GENESIA GonioFar Field Profiler(GENESIA公司製造))，藉由以下之方法而測定。
首先，對於光擴散性片材10，自任何一面、即微細凹凸形成面或相反側之平滑面側照射、入射光。此時，以自與入射面為相反面之側垂直射出之出射光(射出角度=0°)之照度為基準值，以相對於上述基準值之相對值之形式，每隔1°測定沿Y方向之射出角度-90°~+90°之範圍內之出射光的照度。然後對相對於各Y方向之射出角度之照度之值進行繪圖而獲得照度曲線。
以上述照度曲線中之半高寬(半峰全寬)作為主擴散方向(Y方向)之擴散角度。又，以十分之一高寬(十分之一高全寬值)作為主擴散方向(Y方向)之1/10擴散角度。
同樣地，以相對於上述基準值之相對值之形式，每隔1°測定沿X方向之射出角度-90°~+90°之範圍內之出射光的照度。然後對相對於各X方向之射出角度之照度之值進行繪圖而獲得照度曲線。以上述照度曲線中之半高寬(半峰全寬)作為與主擴散方向正交之方向(X方向)之擴散角度。又，以十分之一高寬(十分之一高全寬值)作為與主擴散方向正交之方向(X方向)之1/10擴散角度。
於本說明書中，波狀之凹凸圖案13之最頻間距、凸部14之表觀之最頻徑係以如下之方式測定、定義。
首先，關於表面微細凹凸體，獲得如圖1A之光學顯微鏡照片。此時之觀察視野設為縱0.4~1.6mm、橫0.5~2mm。於該圖像為jpeg等壓縮圖之情形時，將其轉換為灰度之Tif圖像。然後進行傅立葉變換，獲得如圖3之傅立葉變換圖像。
又，圖4表示圖3之傅立葉變換圖像之模式圖。
此處，於圖3中，符號A1及A2之白色部由於其形狀具有方向性，因此包含波狀之凹凸圖案之間距的資訊。白色之亮度表示頻度(其中中心點除外)。另一方面，圖3之白色圓環B由於其形狀不具方向性，因此包含多個凸部之直徑之資訊。
因此，若以自圖3之中心起通過A1中成為最大頻度之點之方式作線L1-1，對線L1-1之頻度分佈進行繪圖，則可獲得圖5之曲線圖。
又，若自圖3之中心起沿與L1-1正交之方向作線L1-2，對線L1-2之頻度分佈進行繪圖，則可獲得圖6之曲線圖。
於圖5中，頻度較高之1/XA成為光擴散性片材10中之波狀之凹凸圖案的最頻間距。
又，於圖5及圖6中，頻度較高之1/XB、1/YB分別成為光擴散性片材10中之多個凸部之L1-1方向、L1-2方向的最頻徑。即，1/XA為波狀之凹凸圖案之最頻間距，1/(XB+YB)為多個凸部之表觀之最頻徑。
再者，於圖3之傅立葉變換圖像中，自中心起之方位意指圖1A中存在之週期結構(凹凸圖案13)之方向，距中心之距離意指圖1A中存在之週期結構之週期的倒數。於該例中，如圖1A所示，由於波狀之凹凸圖案13沿圖中橫向重複，因此於傅立葉變換圖像中，在自中心起向圖中橫向延伸之線L1-1上，相當於最頻間距之倒數之部分的亮度(頻度)變高。
又，圖4中，XB係線L1-1(圖4中省略圖示)通過圓環之部分中頻度達到最大之位置，又，圖4中，YB係線L1-2(圖4中省略圖示)通過圓環之部分中頻度達到最大之位置。
拍攝至少5張如圖示例之光學顯微鏡照片，將關於各照片以上述方式求出之最頻間距之平均值定義為波狀之凹凸圖案13之「最頻間距」。即，所謂「最頻間距」，係指相鄰之凸條部之頂部間距離中出現頻度最高之頂部間距離。又，將關於各照片以上述方式求出之表觀之最頻徑的平均值定義為凸部14之「表觀之最頻徑」。即，所謂「表觀之最頻徑」，係指形成於凹凸圖案上之凸部之直徑中出現頻度最高之直徑。
再者，表面微細凹凸體之微細凹凸亦可含有凹部而取代凸部，凹部之「表觀之最頻徑」亦可利用與凸部之「表觀之最頻徑」相同之方法而求出。
構成波狀之凹凸圖案13之凸條部13a之平均高度較佳為4~7μm，更佳為5~6μm。若凸條部13a之平均高度為上述範圍，則可充分獲得光擴散性。
於本說明書中，波狀之凹凸圖案13之凸條部13a之平均高度係以如下方式測定、定義。
首先，藉由原子力顯微鏡觀察光擴散性片材10之微細凹凸形成面，根據該觀察結果，關於沿Y方向切斷波狀之凹凸圖案13而得之面，獲得如圖7之縱截面圖。然後，根據不存在凸部14之部分之凸條部13a的剖面圖，求出上述凸條部13之高度H。具體而言，凸條部13a之高度H於將上述凸條部13a之頂部T與位於上述凸條部13a之一側之凹條部13b之底部B1的垂直距離設為H1，將上述凸條部13a之頂部T與位於上述凸條部13a之另一側之凹條部13b之底部B2的垂直距離設為H2之情形時，係藉由H=(H1+H2)/2而求出。
對不存在凸部14之凸條部13a之50處進行該種測量，將50個數據之平均值定義為「凸條部之平均高度」。
另一方面，凸部14之平均高度較佳為0.5~3μm，更佳為1~2μm，進而較佳為1.1~1.5μm。若凸部14之平均高度為上述範圍，則可適度弱化波狀之凹凸圖案13之各向異性，易於將Y方向及X方向兩者之擴散角度控制為上述範圍。
於本說明書中，凸部14之平均高度係以如下方式測定、定義。
首先，以上述方式獲得圖7之剖面圖。然後，如圖8所示，波形分離為源自波狀之凹凸圖案13之形狀與源自凸部14之形狀。再者，波形分離係以源自波狀之凹凸圖案13之形狀為正弦曲線而進行。繼而， 自圖8之剖面圖除去源自波狀之凹凸圖案13之形狀，如圖9所示，獲得僅源自凸部14之形狀之剖面圖。然後，於圖9之剖面圖中，將凸部14之高度H'以H'=(H1'+H2')/2之形式求出。於圖9之剖面圖中，H1'係凸部14之頂部T'與上述凸部14之一側之基準線Lα之垂直距離，H2'係凸部14之頂部T'與上述凸部14之另一側之基準線Lβ之垂直距離。
對50個凸部14進行該種測量，將50個數據之平均值定義為「凸部之平均高度」。
光擴散性片材10之微細凹凸中之凸部14的佔有面積比率較佳為30~70%，更佳為40~60%，進而較佳為45~55%。若凸部14之佔有面積比率為上述範圍，則可適度弱化波狀之凹凸圖案13之各向異性，易於將Y方向及X方向兩者之擴散角度控制為上述範圍。
於本說明書中，光擴散性片材10中之凸部14之佔有面積比率γ(%)係以如下方式測定、定義。
首先，獲得如圖1A之光學顯微鏡照片，對整個視野之面積S2(例如縱0.4~1.6mm、橫0.5~2mm)中可觀察到之凸部14之個數n進行計數，求出於整個視野中n個凸部14所佔有之面積S1=nr2π。佔有面積比率γ(%)係藉由以下之式而求出。
γ(%)=S1×100/S2(其中，式中之r為凸部之表觀之最頻徑的1/2(即半徑))
如上所述，圖示例之光擴散性片材10於其單面具有包含主要擔負向Y方向之擴散之特定的波狀之凹凸圖案13與形成於上述波狀之凹凸圖案13上、適度弱化上述波狀之凹凸圖案13之各向異性、增加X方向之擴散之多個凸部14的微細凹凸。因此，於使光自任何一面入射至光擴散性片材10之情形時，Y方向上可獲得例如18°以上、較佳為23°以上、更佳為25°以上之充分之擴散角度。又，可獲得(擴散角度×1.4+25°)以下、較佳為(擴散角度×1.4+22°)以下、更佳為(擴散角度 ×1.4+20°)以下之充分之1/10擴散角度。另一方面，X方向上亦可獲得例如4°以上、較佳為8°以上、更佳為10°以上之擴散角度。又，可獲得(擴散角度×1.6+25°)以下、較佳為(擴散角度×1.6+20°)以下、更佳為(擴散角度×1.6+18°)以下之充分之1/10擴散角度。若使用先前之各向異性較高之光擴散性片材，則出射光雖然會向Y方向擴散，但幾乎不會向X方向擴散，因此出射光之投影圖像如圖10A所示，為扁平率較大之橢圓狀。與此相對，若使用圖示例之光擴散性片材10，則出射光亦會向X方向擴散，因此出射光之投影圖像如圖10B所示，為扁平率較小之橢圓狀。
又，構成圖示例之光擴散性片材10的波狀之凹凸圖案13之凸條部13a互相不平行，且各自蜿蜒，不具有規則性。因此，認為與凹凸圖案13之各向異性得以適度弱化、形成有凸部14所引起之效果相輔，增加X方向之擴散角度之效果得以更加顯著地表現。
作為增加X方向之擴散角度之方法，亦可考慮添加光擴散劑之方法。
然而，光擴散劑之添加具有降低光擴散性片材之透光率之傾向。與此相對，於如本發明所述藉由對微細凹凸進行特定控制而增加X方向之擴散角度之方法中，無需添加光擴散劑，又，即便於添加之情形時，亦可將其添加量設為少量。因此，可將透光率維持為較高。
此種圖示例之光擴散性片材10可作為擴散構件而較佳地用於例如使當前之速度資訊或汽車導航資訊等清晰地顯示於形成為平緩之曲面狀之汽車的擋風玻璃上之抬頭顯示器(HUD，head-up display)系統等中。
又，上述光擴散性片材10亦可較佳地用作：投影儀用之擴散構件；電視、監視器、筆記型個人電腦、平板型個人電腦、智慧型手機、行動電話等之背光源用之擴散構件；等。
又，上述光擴散性片材10亦可作為構成導光構件之出射面之擴散構件等而較佳地用於影印機等所使用之將LED光源線性排列之掃描器光源。
本發明之一種態樣係上述之表面微細凹凸體作為光擴散性片材、或光擴散構件之使用、或者其使用方法。又，於將本發明之表面微細凹凸體用作光擴散性片材、或光擴散構件之情形時，作為其用途，如上所述，可列舉抬頭顯示器系統、或者個人電腦或行動電話等之背光源、或者導光構件之出射面等之擴散構件等。
<表面微細凹凸體之製造方法>
圖示例之光擴散性片材10可使用表面具有微細凹凸之光擴散性片材形成用底版(光擴散體形成用底版)作為模具，藉由包括轉印上述光擴散性片材形成用底版(以下亦稱為「底版」)之微細凹凸之轉印步驟的方法而製造。
本發明之一種態樣係上述表面微細凹凸體之作為用以製造光擴散性片材、或擴散構件之底版之使用。
圖示例之光擴散性片材10係轉印底版之微細凹凸而獲得1次轉印品，繼而進一步轉印上述1次轉印品之微細凹凸而獲得之2次轉印品。1次轉印品所具有之微細凹凸係底版之微細凹凸之反轉圖案，2次轉印品之微細凹凸係與底版之微細凹凸相同之圖案。因此，於該例中作為底版，而製造具有與圖示例之光擴散性片材10相同之微細凹凸之表面微細凹凸體，將其作為轉印之模具進行2次轉印，而製造圖示例之光擴散性片材10。
又，於n次轉印品中，於n為偶數之情形時，上述轉印品所具有之微細凹凸係與底版之微細凹凸相同之圖案，於n為奇數之情形時，上述轉印品所具有之微細凹凸成為底版之微細凹凸之反轉圖案。並且，於為n為奇數之n次轉印品、且用於轉印之底版之微細凹凸為 具有凸部者之情形時，其n次轉印品(n為奇數)之微細凹凸成為具有凸部反轉而成之凹部者。如業已敍述般，本發明之表面微細凹凸體所具備之微細凹凸亦可為具有凹部而代替凸部之形態。因此，本發明之表面微細凹凸體不僅包含上述之底版與底版之n次轉印品(n為偶數)，亦包含底版之n次轉印品(n為奇數)。
以下對作為2次轉印品之圖示例的光擴散性片材10之製造方法進行說明。
[底版]
於製造圖示例之光擴散性片材10時，首先，製造如圖11所示之表面微細凹凸體20，將其用作底版。上述底版包含含有樹脂之基材21及設置於上述基材21之整個單面上之硬質層22，硬質層22之露出側之表面係形成為與圖示例之光擴散性片材10同樣之微細凹凸者。
於該例中，硬質層22包含基質樹脂22a與分散於上述基質樹脂22a中之粒子22b，對其進行如下設定：使其以摺疊之方式變形，並且使硬質層22之厚度t(不存在粒子之部分之厚度)小於粒子之粒徑d。因此，上述硬質層22具有微細凹凸，該微細凹凸包含藉由以摺疊方式進行變形所形成之波狀之凹凸圖案13'(凸條部13a'及凹條部13b')、及藉由分散於硬質層22中之各粒子22b突出至硬質層22之表面側所形成之凸部14'。基材21之與硬質層22之接觸面成為與以摺疊之方式而變形之硬質層22之形狀吻合之凹凸狀。
再者，硬質層22之厚度t係自相對於表面微細凹凸體20之面方向將其垂直切割而得之剖面(縱截面)之顯微鏡照片中隨機抽選10處以上硬質層22中不存在粒子22b之部分並沿法線方向測定各部分之厚度時所得之各數值之平均值。
又，所謂粒子22b之粒徑d，係藉由雷射繞射、散射式粒度分佈分析裝置對均勻地單分散之粒子進行測定而得之峰值徑(最頻徑)。
此種圖11之表面微細凹凸體20詳細而言如下文所述，可藉由包括如下步驟之方法而製造：積層步驟，其於包含樹脂之基材膜之單面設置於基質樹脂中分散粒子而成之硬質層而形成積層片材；變形步驟，其使積層片材之至少硬質層以摺疊之方式變形。藉由該方法，可形成各自蜿蜒、互相不平行、且不規則之凸條部13a'。又，各凸條部13a'之縱截面自基端側向前端側成為前端細形狀。
於圖11之表面微細凹凸體20中，基質樹脂22a之玻璃轉移溫度Tg2必須較構成基材21之樹脂之玻璃轉移溫度Tg1高10℃以上。又，粒子22b必須包含於未達較構成基材21之樹脂之玻璃轉移溫度高10℃之溫度下，粒子形狀不會因熱而發生變化之材料。
此處所謂「粒子形狀不發生變化」，意指加熱前後粒子之形狀、及粒徑不發生變化。
即，於構成基材21之樹脂與基質樹脂22a中，必須以該等之玻璃轉移溫度之差(Tg2-Tg1)成為10℃以上之方式進行選擇，上述差較佳為20℃以上，更佳為30℃以上。若(Tg2-Tg1)為10℃以上，則於Tg2與Tg1之間之溫度下，可容易地進行下文所述之變形步驟中加熱收縮等加工。又，若將Tg2與Tg1之間之溫度設為加工溫度，則可於基材之楊氏模數高於基質樹脂22a之楊氏模數之條件下進行加工，其結果為，於下文所述之變形步驟中，可於硬質層22上容易地形成波狀之凹凸圖案13'。所謂加工溫度，係於變形步驟中以摺疊至少硬質層22之方式使之變形時之溫度(例如熱收縮時之加熱溫度)。
又，就經濟方面而言無需使用Tg2超過400℃之樹脂，不存在Tg1低於-150℃之樹脂，因此(Tg2-Tg1)較佳為550℃以下，更佳為200℃以下。即，於本發明之一種態樣中，(Tg2-Tg1)較佳為10~550℃，更佳為30~200℃。再者，由於可容易地形成波狀之凹凸圖案13'，因此下文所述之變形步驟之加工溫度下的基材21與基質樹脂22a 之楊氏模數之差較佳為0.01~300GPa，更佳為0.1~10GPa。
楊氏模數係依據JIS K 7113-1995而測得之值。
Tg1較佳為-150~300℃，更佳為-120~200℃。不存在Tg1低於-150℃之樹脂，若Tg1為300℃以下，則可容易地升溫、加熱至上述之加工溫度。
上述之加工溫度下之構成基材21之樹脂的楊氏模數較佳為0.01~100MPa，更佳為0.1~10MPa。若構成基材21之樹脂之楊氏模數為0.01MPa以上，則為可用作基材之硬度，若為100MPa以下，則為可於硬質層22變形時同時吻合而變形之柔軟度。
構成粒子22b之材料可使用1種以上於未達較構成基材21之樹脂之玻璃轉移溫度高10℃之溫度下粒子形狀不會因熱而發生變化之材料。
例如，於構成粒子22b之材料為選自由具有玻璃轉移溫度之樹脂及具有玻璃轉移溫度之無機材料所組成之群中之1種以上之情形時，其玻璃轉移溫度Tg3必須滿足與基質樹脂之玻璃轉移溫度Tg2相同之條件，即，必須以(Tg3-Tg1)達到10℃以上之方式進行選擇，(Tg3-Tg1)更佳為20℃以上，進而較佳為30℃以上。若(Tg3-Tg1)為10℃以上，則於上述之加工溫度下，粒子22b不會變形或熔融，而確實地形成凸部14'。
於構成粒子22b之材料為不具有玻璃轉移溫度之材料、例如內部交聯型樹脂等之情形時，其維氏軟化溫度(由JIS K7206所規定)較佳為滿足上述條件、即較構成基材21之樹脂之玻璃轉移溫度高10℃以上，且較佳為高20℃以上，更佳為高30℃以上。
再者，於本說明書中，於粒子22b不具有玻璃轉移溫度、而含有具有維氏軟化溫度之材料之情形時，關於玻璃轉移溫度Tg3之較佳之溫度範圍等記載亦符合其維氏軟化溫度。
進而，作為構成粒子22b之材料，即便為無法測定玻璃轉移溫度、維氏軟化溫度者，只要為於未達較構成基材21之樹脂之玻璃轉移溫度Tg1高10℃之溫度下，粒子形狀不會因熱而發生變化之材料，則亦可用於本發明。
Tg2及Tg3較佳為40~400℃，更佳為80~250℃。若Tg2及Tg3為40℃以上，則可將上述之加工溫度設為室溫或室溫以上，較為有用，就經濟性之方面而言，無需使用Tg2超過400℃之基質樹脂22a或Tg3超過400℃之粒子22b。
上述之加工溫度下之基質樹脂22a之楊氏模數較佳為0.01~300GPa，更佳為0.1~10GPa。若基質樹脂22a之楊氏模數為0.01GPa以上，則可獲得較構成基材21之樹脂之加工溫度下之楊氏模數更充分之硬度，為於形成波狀之凹凸圖案13'後，對於維持上述凹凸圖案13'而言充分之硬度。就經濟性之方面而言，無需使用楊氏模數超過300GPa之樹脂作為基質樹脂22a。
作為構成基材21之樹脂，例如可列舉：聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯、聚乙烯或聚丙烯等聚烯烴、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物等聚苯乙烯系樹脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚二甲基矽氧烷等聚矽氧樹脂、氟樹脂、ABS樹脂(acrylonitrile-butadiene-styrene resin，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂)、聚醯胺、丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯、聚環烯烴等樹脂。
其中，由於收縮後容易獲得所需之凹凸形狀，故而較佳為聚酯、聚碳酸酯。
又，作為上述樹脂，更佳為質量平均分子量為1000~100萬者。更佳為1萬~10萬者。上述質量平均分子量係指使用凝膠滲透層析法測得之值。作為具體之測定條件，作為溶離液，可使用適當選自四氫呋喃、氯仿、六氟異丙醇等中者。又，作為分子量之標準物質，可使 用適當選自已知分子量之聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等中者。又，作為測定溫度，可於35~50℃之範圍內適當選擇。
作為基質樹脂22a，係以其玻璃轉移溫度Tg2滿足上述之條件之方式，根據基材21之種類等而選擇，例如可使用聚乙烯醇、聚苯乙烯、丙烯酸系樹脂、苯乙烯-丙烯酸系共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚醚碸、氟樹脂等。該等中，就透明性之方面而言，較佳為丙烯酸系樹脂。
又，作為上述基質樹脂，較佳為質量平均分子量為1000~1000萬者，更佳為1萬~200萬者。上述質量平均分子量係使用凝膠滲透層析法而測得之值。作為具體之測定條件，作為溶離液，可使用適當選自四氫呋喃、氯仿、六氟異丙醇等中者。又，作為分子量之標準物質，可使用適當選自已知分子量之聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等中者。又，作為測定溫度，可於35~50℃之範圍內適當選擇。
基質樹脂22a可單獨使用，亦可根據調整波狀之凹凸圖案之最頻間距、平均高度及配向度等目的而適當併用。例如，可併用為相同種類但玻璃轉移溫度不同之樹脂，或併用不同種類之樹脂。
作為構成粒子22b之樹脂，係以其玻璃轉移溫度Tg3(或維氏軟化點)滿足上述條件之方式，根據基材21之種類等而選擇，例如可列舉丙烯酸系熱塑性樹脂粒子、聚苯乙烯系熱塑性樹脂粒子、丙烯酸系交聯型樹脂粒子、聚苯乙烯系交聯型樹脂粒子等。又，作為無機材料，可列舉玻璃珠等。
基材21之厚度較佳為30~500μm。若基材之厚度為30μm以上，則所製造之底版不易破損，若為500μm以下，則可容易地將底版薄型化。再者，基材21之厚度係自相對於片材面將圖11之表面微細凹凸體(底版)20垂直切割而得之剖面(縱截面)之顯微鏡照片中隨機抽選10 處以上而測定基材21之厚度時所得之各數值之平均值。
又，為了支持基材21，亦可另行設置厚度5~500μm之樹脂製支持體。
硬質層22之厚度t較佳為超過0.05μm且為5μm以下，更佳為0.1~2μm。若硬質層22之厚度t超過0.05μm且為5μm以下，則可形成作為光擴散體較佳之波狀之凹凸圖案13'。又，以提高密接性或形成更微細之結構為目的，亦可於基材21與硬質層22之間形成底塗層。
粒子22b之粒徑d必須大於硬質層22之厚度t，係根據硬質層22之厚度t而設定。又，以將圖11之表面微細凹凸體20用作底版所製造之圖示例之光擴散性片材10的凸部14之表觀之最頻徑達到上述較佳之範圍之方式進行適當設定。較佳之粒徑d例如為5~10μm，更佳為5~8μm。
再者，圖11之表面微細凹凸體20除底版外，亦可用作光擴散體。於該情形時，用於基材21、基質樹脂22a、粒子22b之材料使用透明材料，以充分發揮上述表面微細凹凸體20作為光擴散體之功能。
[底版之製造方法]
圖11之表面微細凹凸體20可藉由包括如下步驟之方法而製造：積層步驟，其形成如圖12之積層片材30，即形成於含有樹脂之基材膜31之單面(平坦之面)設置包含基質樹脂、及分散於上述基質樹脂中之粒子22b且具有超過0.05μm且為5.0μm以下之厚度之硬質層32而成的積層片材30；變形步驟，其使積層片材30之至少硬質層32以摺疊之方式變形。此處，基材膜31相當於圖11之表面微細凹凸體20之基材21。又，此處，所謂平坦係JIS B0601所記載之中心線平均粗糙度為0.1μm以下之面。
(積層步驟)
於積層步驟中，首先，製備含有基質樹脂22a、粒子22b及溶劑 之塗佈液(分散液或溶液)，藉由旋轉塗佈機或棒式塗佈機等將上述塗佈液塗佈於基材膜31之單面上並將其乾燥，如圖12所示，形成厚度t'超過0.05μm、為5.0μm以下之硬質層32。該時點之硬質層32尚未以摺疊之方式變形。
除了以上述方式將塗佈液直接塗佈於基材膜31上而設置硬質層32以外，亦可藉由將預先製作之硬質層(粒子分散於基質樹脂中而成之膜)積層於基材膜上之方法設置硬質層32。
基材膜31較佳為含有樹脂之單軸方向加熱收縮性膜。若使用上述單軸方向加熱收縮性膜，則於後續之變形步驟中，藉由加熱積層片材30，可容易地使硬質層32以摺疊之方式變形而形成波狀之凹凸圖案13'。又，藉由該方法，可形成各自蜿蜒、互相不平行之不規則之凸條部13a'。
作為構成單軸方向加熱收縮性膜之樹脂，係如已作為構成基材21之樹脂而例示般。具體而言，可較佳地使用聚對苯二甲酸乙二酯系收縮膜、聚苯乙烯系收縮膜、聚烯烴系收縮膜、聚氯乙烯系收縮膜等收縮膜。
該等收縮膜中，較佳為於單軸方向收縮50~70%者。若使用收縮50~70%之收縮膜，則可使變形率成為50%以上，其結果為，可形成較佳之最頻間距、凸條部13a'之高度之波狀之凹凸圖案13'。
此處，所謂變形率係(變形前之長度-變形後之長度)×100/(變形前之長度)(%)。或者為(經變形之長度)×100/(變形前之長度)(%)。
又，由於如上所述，於將單軸方向加熱收縮性膜用作基材膜31而於後續之變形步驟中使其熱收縮之情形時，可更容易地形成凹凸圖案13'，因此較佳為將基質樹脂22a之楊氏模數設為0.01~300GPa，更佳為設為0.1~10GPa。
作為塗佈液所使用之基質樹脂22a及構成粒子22b之樹脂，可分 別使用已例示者，重要的是以基質樹脂22a之玻璃轉移溫度Tg2與粒子22b之玻璃轉移溫度Tg3較基材膜31之玻璃轉移溫度Tg1高10℃以上之方式選擇各材質並進行組合。以上述方式選擇各材質後，若使用將厚度t'超過0.05μm且為5.0μm以下之硬質層32設置於單軸方向加熱收縮性膜(基材膜31)之單面上而成之積層片材30，則藉由經由後續之變形步驟，易於形成最頻間距為3~20μm、凸條部13a'之平均高度為4~7μm之波狀之凹凸圖案13'。
作為塗佈液所使用之溶劑，亦取決於基質樹脂22a之種類，於基質樹脂22a例如為丙烯酸系樹脂之情形時，可使用甲基乙基酮及甲基異丁基酮等中之1種以上。
就塗佈性之方面而言，塗佈液中之基質樹脂22a之濃度較佳為淨含量(固形物成分量)為5~10質量%。又，粒子22b之量相對於基質樹脂22a之淨含量100質量份，較佳為10~50質量份，更佳為20~30質量份。若為此種範圍，則可將欲形成之微細凹凸中之凸部14a'或凹部之佔有面積比率控制為上述較佳之範圍內。
此處，所謂淨含量(固形物成分量)係指相對於塗佈液之質量(100質量%)，上述塗佈液中之溶劑揮發後殘留之固形物成分之質量的比率。
再者，若藉由積層步驟而形成之硬質層32之厚度t'處於超過0.05μm且為5.0μm以下之範圍內，則亦可連續地發生變化。於該情形時，藉由變形步驟而形成之凹凸圖案之間距及深度連續地發生變化。硬質層32之厚度t'即便經由後續之變形步驟亦幾乎不發生變化，可認為t'=t。
(變形步驟)
對以上述方式獲得之積層片材30進行加熱，使積層片材30之基材膜31熱收縮，藉此獲得圖11之表面微細凹凸體20。再者，作為變形 步驟，例如可採用日本專利第4683011號公報等揭示之公知之方法。
作為加熱方法，可列舉通過熱風、蒸氣、熱水或遠紅外線中之方法等，其中，通過熱風或遠紅外線之方法由於可使之均勻收縮，故而較佳。
使基材膜31熱收縮時之加熱溫度(加工溫度)較佳為設為Tg2與Tg1之間之溫度，具體而言，較佳為根據所使用之基材膜31之種類及作為目的之凹凸圖案13'之間距、凸條部13a'之高度等進行適當選擇。
該製造方法中，硬質層22之厚度越薄，又，硬質層22之楊氏模數越低，凹凸圖案13'之最頻間距越小，又，基材膜31之變形率越高，凸條部13a'之高度越大。因此，為了使凹凸圖案13'之最頻間距及凸條部13a'之高度成為所需之值，必須適當選擇上述條件。
再者，如圖11之構成之表面微細凹凸體20亦可藉由下述(1)~(4)之方法而製造。
(1)於整個平坦之基材膜之單面設置未變形之硬質層而形成積層片材、並將積層片材整體向沿表面之一個方向壓縮之方法。
於基材膜之玻璃轉移溫度未達室溫之情形時，積層片材之壓縮係於室溫下進行，於基材膜之玻璃轉移溫度為室溫以上之情形時，積層片材之壓縮係於基材之玻璃轉移溫度以上、未達硬質層之玻璃轉移溫度之溫度下進行。
(2)於整個平坦之基材膜之單面設置未變形之硬質層而形成積層片材，使積層片材向一個方向延伸，使相對於延伸方向之正交方向收縮，而將硬質層向沿表面之一個方向壓縮之方法。
於基材膜之玻璃轉移溫度未達室溫之情形時，積層片材之延伸係於室溫下進行，於基材膜之玻璃轉移溫度為室溫以上之情形時，積層片材之延伸係於基材膜之玻璃轉移溫度以上、未達硬質層之玻璃轉移溫度之溫度下進行。
(3)於藉由未硬化之電離輻射硬化性樹脂所形成之平坦之基材膜上積層未變形之硬質層而形成積層片材，照射電離輻射而使基材膜硬化，藉此使之收縮，將積層於基材膜上之硬質層向沿表面之至少一個方向壓縮之方法。
(4)於使溶劑膨潤並膨脹而成之平坦之基材膜上積層未變形之硬質層而形成積層片材，乾燥基材膜中之溶劑並除去，藉此使之收縮，將積層於基材膜上之硬質層向沿表面之至少一個方向壓縮之方法。
於(1)之方法中，作為形成積層片材之方法，例如可列舉：藉由旋轉塗佈機或棒式塗佈機等於平坦之基材膜之單面塗佈含有粒子之樹脂之溶液或分散液，並使溶劑乾燥之方法；於平坦之基材膜之單面積層預先製作之硬質層之方法等。作為將積層片材整體向沿表面之一個方向壓縮之方法，例如可列舉藉由虎鉗等夾著積層片材之一端部與其相反側之端部而壓縮之方法等。
於(2)之方法中，作為將積層片材向一個方向延伸之方法，例如可列舉拉伸積層片材之一端部與其相反側之端部而延伸之方法等。
於(3)之方法中，作為電離輻射硬化性樹脂，可列舉紫外線硬化性樹脂或電子束硬化性樹脂等。
於(4)之方法中，溶劑係根據構成基材膜之樹脂之種類而適當選擇。溶劑之乾燥溫度係根據溶劑之種類而適當選擇。
(2)~(4)之方法中之硬質層亦可使用與(1)之方法所使用者相同之成分，可製成相同之厚度。又，積層片材之形成方法與(1)之方法相同，可應用於基材膜之單面塗佈塗佈液並使溶劑乾燥之方法、於基材膜之單面積層預先製作之硬質層之方法。
[利用使用底版之轉印進行之表面微細凹凸體之製法]
於將圖11之表面微細凹凸體20用作底版而製造圖示例之光擴散性片材10之情形時，進行將上述表面微細凹凸體(底版)20之微細凹凸轉 印至其他材料上之轉印步驟。於該例中，將形成於上述表面微細凹凸體(底版)20之硬質層22之表面的微細凹凸轉印至其他材料上，獲得表面具有底版之微細凹凸之反轉圖案的1次轉印品，繼而將上述1次轉印品之反轉圖案轉印至其他材料上，獲得作為2次轉印品之圖示例之光擴散性片材10。作為轉印步驟，例如可採用日本專利第4683011號公報等揭示之公知之方法。
本發明之一種態樣係將上述之表面微細凹凸體用作底版之表面微細凹凸體之製造方法。
具體而言，藉由T模塗佈機、輥式塗佈機、棒式塗佈機等塗佈機，以收斂於例如3~30μm之厚度之方式，對作為底版之圖11之表面微細凹凸體20之微細凹凸塗佈含有脫模劑之未硬化之電離輻射硬化性樹脂，照射電離輻射使之硬化後，將底版剝離，而獲得1次轉印品。1次轉印品具有底版之微細凹凸之反轉圖案。另一方面，準備含有PET之透明之基材11，以充分被覆微細凹凸之厚度於其單面塗佈未硬化之電離輻射硬化性樹脂。然後，將先前獲得之1次轉印品之具有反轉圖案之面抵壓於所塗佈之未硬化之電離輻射硬化性樹脂之層上，照射電離輻射而使之硬化後，將1次轉印品剝離。電離輻射之照射可自1次轉印品側、透明之PET基材側中具有電離輻射透過性之任一側進行。藉此，獲得包含含有PET之透明之基材11、與形成於其單面上之電離輻射硬化性樹脂硬化物之表面層12、且於表面層12之表面形成有微細凹凸之圖1及圖2之光擴散性片材(2次轉印品)10。
作為電離輻射硬化性樹脂，可列舉紫外線硬化性樹脂、電子束硬化性樹脂等。所照射之電離輻射之種類係根據樹脂之種類而適當選擇。作為電離輻射，通常指紫外線及電子束之情況較多，於本說明書中，亦包括可見光線、X射線、離子束等。
作為未硬化之電離輻射硬化性樹脂，可列舉含有選自如下物質 中之1種以上之成分者：環氧丙烯酸酯、環氧化油丙烯酸酯、丙烯酸胺基甲酸酯、不飽和聚酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、乙烯/丙烯酸酯、多烯/丙烯酸酯、聚矽氧丙烯酸酯、聚丁二烯、聚苯乙烯甲基丙烯酸甲酯等預聚物，脂肪族丙烯酸酯、脂環式丙烯酸酯、芳香族丙烯酸酯、含羥基之丙烯酸酯、含烯丙基之丙烯酸酯、含縮水甘油基之丙烯酸酯、含羧基之丙烯酸酯、含鹵素之丙烯酸酯等單體。未硬化之電離輻射硬化性樹脂較佳為藉由溶劑等稀釋。亦可於未硬化之電離輻射硬化性樹脂中添加氟樹脂、聚矽氧樹脂等。又，於未硬化之電離輻射硬化性樹脂為紫外線硬化性之情形時，較佳為於未硬化之電離輻射硬化性樹脂中添加苯乙酮類、二苯甲酮類等光聚合起始劑。
又，例如亦可使用未硬化之三聚氰胺樹脂、胺基甲酸酯樹脂、環氧樹脂等熱固性樹脂或丙烯酸系樹脂、聚烯烴、聚酯等熱塑性樹脂代替電離輻射硬化性樹脂進行轉印，只要可轉印微細凹凸，則其具體方法、轉印之材料並無限制。
於使用熱固性樹脂之情形時，可列舉例如將液狀之未硬化之熱固性樹脂塗佈於微細凹凸上、藉由加熱使之硬化之方法，於使用熱塑性樹脂之情形時，可列舉使用熱塑性樹脂之片材，一面抵壓於微細凹凸上一面加熱而使其軟化後進行冷卻之方法。
又，如上所述，於製造2次轉印品之情形時，例如亦可列舉於日本專利第4683011號公報等中記載之使用鍍輥之方法。具體而言，首先，製造長條之片狀物作為底版，將上述底版捲曲並貼附於圓筒之內側，於將輥插入上述圓筒之內側之狀態下進行鍍敷，將輥自圓筒取出而獲得鍍輥(1次轉印品)。繼而，藉由轉印上述鍍輥之微細凹凸，獲得光擴散性片材(2次轉印品)。
作為底版，可使用單片型者，亦可使用網格型者。若使用網格型之底版，則可獲得網格型之1次轉印品及2次轉印品。於單片型中， 可適用將上述單片型之底版用作平板狀模具之印模法、將單片型之底版捲繞於輥上而用作圓筒狀模具之輥壓印法等。又，亦可於射出成形機之模具內側配置單片型之底版。其中，於該等使用單片型之底版之方法中，為了大量生產如圖示例之光擴散性片材，必須多次重複轉印。於轉印性(脫模性)較低之情形時，存在應轉印之微細凹凸發生堵塞、微細凹凸之轉印變得不完全之情況。與此相對，若將底版製成網格型，則可大面積且連續轉印微細凹凸，即便不多次重複轉印，亦可於短時間內製造所需量之光擴散性片材。
[底版之製造方法及利用使用底版之轉印進行之表面微細凹凸體之製法的變形例]
於上述之[底版之製造方法]的積層步驟中，使用含有基質樹脂22a、粒子22b及溶劑之塗佈液。然而，亦可使用不含粒子、含有基質樹脂與溶劑之塗佈液而形成硬質層，藉由變形步驟製成波狀之凹凸圖案，其後於上述凹凸圖案上形成多個凹部或凸部。硬質層之形成方法除了不使用粒子以外，與上述方法同樣地進行。變形步驟亦與上述方法同樣地進行。作為其後進行之於所形成之凹凸圖案上形成多個凹部或凸部之方法，可列舉如下文所述之(5)~(8)之方法。
(5)藉由旋轉式精密切削加工機進行切削加工之方法。
(6)將具有與凹部或凸部相同之大小、直徑之突起物壓抵於上述波狀之凹凸圖案上而形成凹陷之方法。
(7)使將樹脂或無機物之熔融物微粒化而成者附著於上述波狀之凹凸圖案上後，冷卻固化而形成藉由上述樹脂或無機物所形成之凸部之方法。
(8)使將樹脂或無機物分散於分散介質中而成之液體附著於上述波狀之凹凸圖案上後，將分散介質蒸發而形成藉由上述樹脂或無機物所形成之凸部之方法。
再者，於上述(7)或(8)之方法中，藉由應用噴墨印刷方式，可以高精度於波狀之凹凸圖案上形成多個凹部或凸部。
又，亦可以使用不含粒子、含有基質樹脂與溶劑之塗佈液而形成硬質層，並且藉由變形步驟製成波狀之凹凸圖案者(尚未形成多個凹部或凸部者)作為底版，獲得轉印品，對於上述轉印品，藉由上述(5)~(8)之方法，於凹凸圖案上形成多個凹部或凸部。並且，藉由以此為底版進行轉印，亦可製造表面微細凹凸體。
<關於其他形態>
於以上之說明中，係以藉由積層步驟與變形步驟所製造之表面微細凹凸體作為底版，獲得轉印上述表面微細凹凸體之微細凹凸而成之1次轉印品，繼而獲得轉印上述1次轉印品之微細凹凸(底版之反轉圖案)而成之2次轉印品，將該2次轉印品製成光擴散性片材10。
然而，本發明並不限定於以上之形態。
即，亦可將上述之藉由積層步驟與變形步驟所製造之如圖11之表面微細凹凸體20本身用作光擴散性片材。又，亦可將以藉由積層步驟與變形步驟所製造之表面微細凹凸體20作為底版而獲得之1次轉印品、或n次轉印品(n為3以上之整數)用作光擴散性片材，只要為轉印品，則並不限定於2次轉印品。
又，亦可使用底版，於具有曲面之成形體之上述曲面上轉印微細凹凸。
又，亦可將藉由積層步驟與變形步驟所製造之表面微細凹凸體或其n次轉印品用作底版，射出成形丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯樹脂等透明之熱塑性樹脂，而製造於表面之至少一部分上形成有微細凹凸之射出成形品。
再者，於以先前具體例示之藉由積層步驟與變形步驟所製造之表面微細凹凸體20作為底版而獲得之n次轉印品中，於n為奇數之情 形時，作為微細凹凸，於特定之波狀之凹凸圖案上形成凹部而非凸部。其原因在於，於n為奇數之n次轉印品中，形成基於粒子所形成之凸部之反轉圖案、即凹部。由此，作為微細凹凸，即便為具有特定之波狀之凹凸圖案且具有凹部之表面微細凹凸體，由於波狀之凹凸圖案之各向異性因凹部而弱化，故而Y方向上具有充分之擴散角度，且X方向上亦顯示某種程度之擴散角度。因此，即便為n為奇數之n次轉印品，亦顯示與n為偶數之n次轉印品相同之光擴散性。
又，作為用於形成硬質層之粒子，可使用樹脂粒子、無機粒子，只要於變形步驟、或轉印微細凹凸之步驟中不熔融或變形，可為含有任意材料者。其中，如上所述，於如圖11般將具備粒子本身之表面微細凹凸體20用作光擴散性片材之情形時，作為粒子，必須使用透明粒子，較佳為丙烯酸系交聯型樹脂粒子、玻璃珠、聚苯乙烯系交聯型樹脂粒子等。
又，於以上之例中，作為表面微細凹凸體、光擴散性片材，已例示片狀物，但並不限定於片狀物，亦可為立體成形體。
又，只要為表面微細凹凸體之表面之至少一部分，則可根據目的而於任意部分形成微細凹凸。例如，於表面微細凹凸體為片狀物之情形時，可僅於其中一面上形成，亦可於兩面上形成，亦可於各面中僅於一部分上形成，亦可於片狀物之周面(端面)之至少一部分上形成。進而，於表面微細凹凸體為立體成形體之情形時，亦可於整個表面之整個面上形成，亦可僅於一部分上形成。再者，於表面微細凹凸體為立體成形體之情形時，上述立體成形體可用於與關於光擴散性片材而例示之用途相同之用途。即，可較佳地用作如下擴散構件：HUD系統用之擴散構件；投影儀用之擴散構件；電視、監視器、筆記型個人電腦、平板型個人電腦、智慧型手機、行動電話等之背光源用之擴散構件；影印機等所使用之將LED光源線性排列之掃描器光源中構 成導光構件之至少出射面之擴散構件；等。
又，具有以下方面。
一種表面微細凹凸體，其特徵在於：其係表面之至少一部分形成有微細凹凸之表面微細凹凸體，上述微細凹凸具有波狀之凹凸圖案、及形成於上述波狀之凹凸圖案上之凹部或凸部，上述波狀之凹凸圖案包含沿第1方向排列之複數個凸條部、及上述複數個凸條部間之凹條部，自上述表面微細凹凸體之基材之法線方向觀察，上述複數個凸條部之脊線以互相不平行之方式蜿蜒，上述複數個凸條部之第1方向上之最頻間距為3~20μm，上述凹部、或凸部之表觀之最頻徑為1~10μm，上述凹部、或凸部之形狀為半球狀。
又，本發明具有以下方面。
一種表面微細凹凸體，其特徵在於：其係表面之至少一部分形成有微細凹凸之表面微細凹凸體，上述微細凹凸具有波狀之凹凸圖案、及形成於上述波狀之凹凸圖案上之凹部或凸部，上述波狀之凹凸圖案包含沿第1方向排列之複數個凸條部、及上述複數個凸條部間之凹條部，自上述表面微細凹凸體之法線方向觀察，上述複數個凸條部之脊線以互相不平行之方式蜿蜒，上述複數個凸條部之第1方向上之最頻間距為3~20μm，上述凹部、或凸部之表觀之最頻徑為1~10μm，上述凹部、或凸部之形狀為半球狀，上述凹部、或凸部相對於形成有微細凹凸之面之總面積的佔有 比率為30~70質量%。
又，本發明具有以下方面。
一種表面微細凹凸體之製造方法，其特徵在於：其包括如下步驟：積層步驟，其於包含樹脂之基材膜之單面，以乾燥後之厚度超過0.05μm且為5.0μm以下之方式，塗佈包含基質樹脂及粒子之塗佈液而設置硬質層，形成積層片材；變形步驟，其使上述積層片材之至少上述硬質層以摺疊之方式變形；且上述樹脂為聚酯系樹脂，上述基質樹脂係選自由聚乙烯醇、聚苯乙烯、丙烯酸系樹脂、苯乙烯-丙烯酸系共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚醚碸、及氟樹脂所組成之群中之至少1種樹脂，且具有較構成上述基材膜之樹脂高10℃以上之玻璃轉移溫度，上述粒子係選自由丙烯酸系熱塑性樹脂粒子、聚苯乙烯系熱塑性樹脂粒子、丙烯酸系交聯型樹脂粒子、聚苯乙烯系交聯型樹脂粒子、及玻璃珠所組成之群中之至少1種粒子，且於未達較構成上述基材膜之上述樹脂之玻璃轉移溫度高10℃之溫度之溫度下，粒子形狀不發生變化，上述粒子之粒徑為5~10μm，上述硬化層相對於上述基質樹脂100質量份，含有10~50質量份之上述粒子。
[實施例]
以下，例示實施例而對本發明進行具體說明。
[實施例1]
以塗佈乾燥後之硬質層之厚度t'達到2μm之方式，藉由棒式塗 佈機(邁耶棒#14)，將下述塗佈液(1)塗佈於聚對苯二甲酸乙二酯單軸方向加熱收縮性膜(東洋紡股份有限公司製造之「SC807」，厚度：30μm，玻璃轉移溫度Tg1=80℃)之單面上，獲得積層片材。
(塗佈液(1))
以固形物成分質量比70：30混合丙烯酸系樹脂A(玻璃轉移溫度Tg2=128℃)與粒徑d為5μm之丙烯酸系交聯型樹脂粒子(積水化成品工業股份有限公司製造之「SSX105」，維氏軟化溫度200℃以上)，加入甲苯中，獲得固形物成分濃度7.7質量%之塗佈液(1)。
再者，上述丙烯酸系樹脂A之固形物成分濃度為20質量%，但本例中之質量比及濃度係以淨含量(固形物成分量)計算而得之值。以下之例亦以淨含量進行計算。
繼而，使用熱風式烘箱，於150℃下將上述積層片材加熱1分鐘，藉此使聚對苯二甲酸乙二酯單軸方向加熱收縮性膜於單軸方向上熱收縮為加熱前之長度之49%(變形率為51%)，而使硬質層以摺疊之方式變形。藉此，獲得於硬質層之表面形成有具有波狀之凹凸圖案及形成於其上之多個凸部之微細凹凸的表面微細凹凸片材(底版)。又，所形成之凸條部各自蜿蜒且互相不平行，以不規則之方式形成。
以厚度達到20μm之方式，於所得之表面微細凹凸片材(底版)之微細凹凸形成面上塗佈含有脫模劑之未硬化之紫外線硬化性樹脂A(綜研化學公司製造)，並照射紫外線而使之硬化，硬化後剝離而獲得具有表面微細凹凸片材之微細凹凸之反轉圖案的1次轉印品。
繼而，以厚度達到20μm之方式，於透明PET基材(東洋紡股份有限公司製造「A4300」，厚度：188μm)之單面上塗佈未硬化之紫外線硬化性樹脂B(Sony Chemical公司製造)，將1次轉印品之具有上述反轉圖案之面抵壓於所塗佈之紫外線硬化性樹脂B上，並照射紫外線而使之硬化，硬化後，將1次轉印品剝離，獲得於透明PET基材上 形成含有紫外線硬化性樹脂之硬化物之表面層、且於上述表面層之表面形成與上述之表面微細凹凸片材(底版)相同之微細凹凸的光擴散性片材(2次轉印品)。
[實施例2]
於實施例1中，變更塗佈液(1)而使用下述塗佈液(2)，除此以外，以與實施例1相同之方式而獲得光擴散性片材。
(塗佈液(2))
以固形物成分質量比80：20混合丙烯酸系樹脂A(玻璃轉移溫度Tg2=128℃)與粒徑d為5μm之丙烯酸系交聯型樹脂粒子(積水化成品工業股份有限公司製造之「SSX105」)，加入甲苯中，獲得固形物成分濃度7.7質量%之塗佈液(2)。
[實施例3]
於實施例1中，變更塗佈液(1)而使用下述塗佈液(3)，除此以外，以與實施例1相同之方式而獲得光擴散性片材。
(塗佈液(3))
以固形物成分質量比35：35：30混合丙烯酸系樹脂A(玻璃轉移溫度Tg2=128℃)、丙烯酸系樹脂B(玻璃轉移溫度Tg2=132℃)及粒徑d為5μm之丙烯酸系交聯型樹脂粒子(積水化成品工業股份有限公司製造之「SSX105」)，加入甲苯中，獲得固形物成分濃度7.7質量%之塗佈液(3)。
[比較例1]
於實施例1中，變更塗佈液(1)而使用下述塗佈液(4)，除此以外，以與實施例1相同之方式而獲得光擴散性片材。
(塗佈液(4))
將丙烯酸系樹脂A(玻璃轉移溫度Tg2=128℃)加入甲苯中，獲得固形物成分濃度7.7質量%之塗佈液(4)。
[實施例4]
於實施例1中，變更塗佈液(1)而使用下述塗佈液(5)，除此以外，以與實施例1相同之方式而獲得光擴散性片材。
(塗佈液(5))
以固形物成分質量比70：30混合丙烯酸系樹脂A(玻璃轉移溫度Tg2=128℃)與粒徑d為10μm之丙烯酸系交聯型樹脂粒子(積水化成品工業股份有限公司製造之「SSX110」，維氏軟化溫度點200℃以上)，加入甲苯中，獲得固形物成分濃度7.7質量%之塗佈液(5)。
[實施例5]
於實施例1中，變更塗佈液(1)而使用下述塗佈液(6)，除此以外，以與實施例1相同之方式而獲得光擴散性片材。
(塗佈液(6))
以固形物成分質量比50：50混合丙烯酸系樹脂A(玻璃轉移溫度Tg2=128℃)與粒徑d為5μm之丙烯酸系交聯型樹脂粒子(積水化成品工業股份有限公司製造之「SSX105」)，加入甲苯中，獲得固形物成分濃度7.7質量%之塗佈液(6)。
[實施例6]
於實施例1中，以塗佈乾燥後之硬質層之厚度t'達到3μm之方式，藉由棒式塗佈機(邁耶棒#20)進行塗佈，使聚對苯二甲酸乙二酯單軸方向加熱收縮性膜於單軸方向上熱收縮為加熱前之長度之60%(變形率為40%)，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得光擴散性片材。
[實施例7]
於利用與實施例1相同之方法獲得之表面微細凹凸片材(底版)之表面，藉由鎳電鑄法，以達到500μm之厚度之方式沈積鎳。繼而，將所沈積之鎳自表面微細凹凸片材(底版)剝離，獲得表面轉印有表面 微細凹凸片材之微細凹凸之鎳2次底版。將上述鎳2次底版組裝於射出成形機之模具中，進行丙烯酸系樹脂之射出成形，藉此獲得表面轉印有微細凹凸之射出成形品。所得之射出成形品為300mm×10mm×2mm之長方體，係一對2mm×300mm之面中之一面上轉印有微細凹凸、其他面為平滑面者。
(評價)
(1)對於上述之各例中所得之光擴散性片材及射出成形品之微細凹凸，利用上述之方法求出波狀之凹凸圖案之最頻間距、波狀之凹凸圖案之凸條部的平均高度、凸部之表觀之最頻徑及平均高度、微細凹凸中凸部之佔有面積比率。將結果示於表1。
(2)使用GENESIA GonioFar Field Profiler(GENESIA公司製造)，自平滑面側向上述之各例所得之光擴散性片材及射出成形品入射光，測定Y方向之擴散角度及1/10擴散角度以及X方向之擴散角度及1/10擴散角度。將結果示於表1。
(3)自上述之各例所得之光擴散性片材及射出成形品之平滑面側向其入射紅色雷射指示器之光，使擴散光自相反面側出射。於光擴散性片材及射出成形品之上述相反面側，以與光擴散性片材及射出成形品平行之方式配置白色之紙。以4個等級對於白色之紙上映出之紅色雷射指示器之擴散光的形狀(投影圖像)進行目視評價。將結果示於表1。
(4)自上述之各例所得之光擴散性片材及射出成形品之平滑面側向其入射LED光源(照射角10°)之光，使透過光自相反面(微細凹凸形成面)側出射。於法線方向上距光擴散性片材及射出成形品之上述相反面側1m之位置配置亮度計SR-3(Topcon公司製造)，測定亮度。將結果示於表1。再者，表1之亮度係將以上述方法測定實施例1之光擴散性片材之情形時的亮度設為100時之相對亮度。
(5)自上述之各例所得之光擴散性片材及射出成形品之微細凹凸形成面側入射光，依據JIS K 7105「塑膠之光學特性試驗方法」，測定全光線透過率(%)。將結果示於表1。
再者，由於實施例7所製造之射出成形品為長方體，因此形成有微細凹凸之面與平滑面平行。然而，於製造形成有微細凹凸之面與平滑面不平行之射出成形品之情形時，較佳為藉由適當切割上述射出成形品，以切下與形成有微細凹凸之面平行之平滑面者作為樣品，而將上述樣品供於上述(2)~(5)之測定。
投影圖像之形狀係自最佳者起，按(◎→○→△→×)之順序以4個等級進行評價。
根據表1之結果，藉由形成有微細凹凸之各實施例之光擴散性片材及射出成形品，Y方向之擴散角度充分大，且X方向之擴散角度為4°以上，上述微細凹凸包含含有以互相不平行之方式蜿蜒之不規則之複數個凸條部與上述複數個凸條部間之凹條部、且最頻間距為3~20μm之波狀之凹凸圖案，及表觀之最頻徑為1~10μm之多個凸部。又，藉由實施例1~5及實施例7之光擴散性片材及射出成形品，X、Y方向之擴散角度適度地大，又，Y方向及X方向之1/10擴散角度分別為(擴散角度×1.4+25°)以下、(擴散角度×1.6+25°)以下，相對亮度充分大。因此，可知該等可較佳地用於例如需使行駛速度等資訊清晰地擴散於汽車之擋風玻璃上之抬頭顯示器系統等中。其中實施例1~3之光擴散性片材及實施例7之射出成形品於將Y方向之擴散角度維持為非常高之情況下，X方向之擴散角度亦較大，又，與相對亮度之平衡以較佳，具有非常高之性能。
另一方面，藉由比較例之光擴散性片材，雖然Y方向之擴散角度充分大，但X方向之擴散角度非常小，各向異性過高，可知不適合用於上述之抬頭顯示器系統等中。
又，各實施例之光擴散性片材具有充分之光透過性。
又，可知實施例7之射出成形品可較佳地用於影印機等所使用之將LED光源線性排列之掃描器光源的導光構件等。
10‧‧‧光擴散性片材
11‧‧‧基材
12‧‧‧表面層
13‧‧‧波狀之凹凸圖案
13a‧‧‧凸條部
13b‧‧‧凹條部
14‧‧‧凸部

Claims (9)

  1. 一種表面微細凹凸體，其特徵在於：其係表面之至少一部分形成有微細凹凸之表面微細凹凸體，且上述微細凹凸包含波狀之凹凸圖案、及形成於上述波狀之凹凸圖案上之複數個凹部或凸部，上述波狀之凹凸圖案包含不規則地形成之複數個凸條部、及上述複數個凸條部間之凹條部，上述複數個凸條部以互相不平行之方式蜿蜒，上述複數個凸條部之最頻間距為3~20μm，上述凹部或凸部之表觀之最頻徑為1~10μm。
  2. 如請求項1之表面微細凹凸體，其中上述凸條部之平均高度為4~7μm。
  3. 如請求項1之表面微細凹凸體，其中上述微細凹凸中之上述凹部或上述凸部之佔有面積比率為30~70%。
  4. 如請求項2之表面微細凹凸體，其中上述微細凹凸中之上述凹部或上述凸部之佔有面積比率為30~70%。
  5. 如請求項1至4中任一項之表面微細凹凸體，其係光擴散體。
  6. 如請求項1至4中任一項之表面微細凹凸體，其係用以轉印上述微細凹凸而製造光擴散體之光擴散體形成用底版。
  7. 一種表面微細凹凸體之製造方法，其包括如下步驟：積層步驟，其於包含樹脂之基材膜之單面設置包含基質樹脂及分散於上述基質樹脂中之粒子且具有超過0.05μm且為5.0μm以下之厚度之硬質層而形成積層片材；變形步驟，其使上述積層片材之至少上述硬質層以摺疊之方式變形；且 上述基質樹脂之玻璃轉移溫度較構成上述基材膜之上述樹脂之玻璃轉移溫度高10℃以上，上述粒子包含於未達較構成上述基材膜之上述樹脂之玻璃轉移溫度高10℃之溫度下，粒子形狀不會因熱而發生變化之材料，上述粒子之粒徑大於上述硬質層之厚度。
  8. 如請求項7之表面微細凹凸體之製造方法，其中上述基材膜係單軸方向加熱收縮性膜，上述變形步驟係加熱上述積層片材而使上述單軸方向加熱收縮性膜收縮之步驟。
  9. 一種光擴散體之製造方法，其包括轉印步驟，其將以如請求項7或8之製造方法所製造之表面微細凹凸體用作光擴散體形成用底版，而轉印上述表面微細凹凸體之微細凹凸。
TW103110208A 2013-03-18 2014-03-18 表面微細凹凸體及表面微細凹凸體之製造方法 TWI586536B (zh)

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