專利名稱:凹凸圖案形成片及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及作為光漫射片等使用的光學(xué)片和光漫射片。
本發(fā)明涉及使光源發(fā)出的光漫射的漫射導(dǎo)光體。另外,還涉及配置于液晶顯示裝置的背光單元。
本發(fā)明涉及配備于防反射體、相位差板等光學(xué)元件的凹凸圖案形成片及其制造方法。另外,涉及使用凹凸圖案形成片的防反射體、相位差板。另外,涉及光學(xué)元件制造用工序片,其被作為制造具有凹凸圖案的光學(xué)元件的模具使用。
本發(fā)明要求下列發(fā)明的優(yōu)先權(quán)2007年2月21日在日本申請(qǐng)的特愿2007-040694號(hào)、2007年6月7日在日本申請(qǐng)的特愿2007-151676號(hào)、2007年6月7日在日本申請(qǐng)的特愿2007-151677號(hào)、2007年6月7日在日本申請(qǐng)的特愿2007-151795號(hào)、和2007年10月4日在日本申請(qǐng)的特愿2007-261176號(hào)專利,這里引用其內(nèi)容。
背景技術(shù):
通常利用表面形成有波浪狀凹凸圖案的凹凸圖案形成片作為光漫射體。
例如,在專利文獻(xiàn)1中,公開了作為形成有凹凸圖案的光漫射體的物質(zhì),其在透光性基材的至少一個(gè)面上形成有多個(gè)突起體,突起體的高度為2~20μm,突起體頂點(diǎn)間的間隔為1~10μm,突起體的長(zhǎng)寬比為1以上。另外,在專利文獻(xiàn)1中,還公開了作為形成突起體的方法,通過對(duì)透光性基材的表面照射KrF準(zhǔn)分子激光等能量束來進(jìn)行加工的方法。
在專利文獻(xiàn)2中,公開了在一個(gè)面上形成有由波浪狀凹凸構(gòu)成的各向異性漫射圖案的光漫射體。另外,在專利文獻(xiàn)2中,公開了作為形成各向異性圖案的方法,通過對(duì)感光性樹脂的薄膜進(jìn)行激光照射而曝光、顯影,形成一個(gè)面上形成有凹凸的主全息圖,將該主全息圖轉(zhuǎn)印到模具,利用該模具來成形樹脂的方法。
專利文獻(xiàn)1日本特開平10-123307號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2日本特開2006-261064號(hào)公報(bào) 作為具有光漫射性等的光學(xué)片,已知有表面形成有凹凸的片。例如,在專利文獻(xiàn)3中,公開了在基板表面形成有多個(gè)點(diǎn)狀凸部的光漫射片。專利文獻(xiàn)3所述的光學(xué)片,通過噴墨在基板上噴出墨水,通過使墨水固著來形成點(diǎn)狀的凸部。
專利文獻(xiàn)3日本特開2004-157430號(hào)公報(bào) 已知表面形成有由微細(xì)波浪狀凹凸構(gòu)成的凹凸圖案、凹凸圖案的眾數(shù)間距(modal pitch)為可見光的波長(zhǎng)以下的凹凸圖案形成片,可以作為防反射體、相位差板等光學(xué)元件使用(參照非專利文獻(xiàn)1)。
凹凸圖案形成片可以作為防反射體利用,是由于以下原因。
在片表面未設(shè)置凹凸圖案時(shí),在片與空氣的界面,由于折射率急劇變化導(dǎo)致產(chǎn)生反射。但在片的表面、即片與空氣的界面設(shè)置有波浪狀凹凸圖案時(shí),在凹凸圖案部分,折射率顯示為空氣折射率和凹凸圖案形成片的折射率之間的值(以下,稱為中間折射率),并且該中間折射率沿著凹凸圖案的深度方向連續(xù)變化。具體地,位置越深,越接近凹凸圖案形成片的折射率。由于中間折射率像這樣連續(xù)變化,在上述這樣的界面的折射率不會(huì)發(fā)生急劇變化,可以抑制光的反射。另外,凹凸圖案的間距為可見光的波長(zhǎng)以下時(shí),在凹凸圖案部分不易發(fā)生可見光的衍射,即由可見光的干涉引起的著色。
另外,凹凸圖案形成片可以作為相位差板利用是由于,在凹凸圖案的部分,折射率互不相同的空氣和凹凸圖案形成片交互配置,結(jié)果對(duì)光顯現(xiàn)光學(xué)各向異性。進(jìn)一步,凹凸圖案的間距與可見光的波長(zhǎng)相同或?yàn)槠湟韵聲r(shí),出現(xiàn)在寬的可見光波長(zhǎng)區(qū)域顯示同等相位差的現(xiàn)象。
作為這樣的凹凸圖案形成片的具體實(shí)例,例如,在非專利文獻(xiàn)2中,提出在加熱了的由聚二甲基硅氧烷構(gòu)成的片的一個(gè)面上蒸鍍金以形成金屬層,然后冷卻使得由聚二甲基硅氧烷構(gòu)成的片收縮,得到在金屬層表面形成了波浪狀凹凸圖案的片。
另外,在專利文獻(xiàn)4中,提出在熱收縮性合成樹脂薄膜的表面,依次形成基底層和金屬層,然后使熱收縮性合成樹脂薄膜熱收縮,得到在金屬層表面形成有波浪狀凹凸圖案的片。
在專利文獻(xiàn)5中,提出形成由會(huì)因?yàn)槠毓馓幚韺?dǎo)致體積收縮的材料構(gòu)成的層,通過對(duì)該層進(jìn)行曝光處理,得到在表面形成有凹凸的片。
然而,專利文獻(xiàn)4、5和非專利文獻(xiàn)2所記載的凹凸圖案形成片,作為光學(xué)元件都不顯示優(yōu)異性能。具體地,作為防反射體使用時(shí)無法充分降低反射率,另外,作為相位差板使用時(shí),無法充分增大相位差,另外不能在寬的波長(zhǎng)區(qū)域產(chǎn)生同等的相位差。
另外,作為制造凹凸圖案形成片的方法,已知有使用圖案掩模的利用可視光的光刻法。然而,該方法無法制造可用作光學(xué)元件的具有光的波長(zhǎng)以下的間距的凹凸圖案形成片。因此,需要利用可以進(jìn)行更微細(xì)加工的紫外線激光干涉法、電子射線光刻法。這些方法是利用紫外線激光干涉光、電子射線使基板上形成的抗蝕層曝光、顯影,形成抗蝕圖案層,以該抗蝕圖案層作為掩模,通過干法刻蝕法等形成凹凸形狀。然而,適用紫外線激光干涉法、電子射線光刻法時(shí),難以對(duì)超過10cm的寬區(qū)域進(jìn)行加工,存在不適合大量生產(chǎn)的問題。
另外,在專利文獻(xiàn)6中,提出在基板上配置顆粒層,以顆粒層作為刻蝕掩模,對(duì)基板表面進(jìn)行干法刻蝕的方法。然而,這種方法也難以對(duì)超過30cm的寬區(qū)域進(jìn)行加工,存在不適合大量生產(chǎn)的問題。
專利文獻(xiàn)4日本特開昭63-301988號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)5日本特開2003-187503號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)6日本特開2005-279807號(hào)公報(bào) 非專利文獻(xiàn)1菊田久雄,巖田耕一著,“光學(xué)”,日本光學(xué)會(huì)發(fā)行,第27卷,第1號(hào),1998年,p.12~17 非專利文獻(xiàn)2Ned Bowden等著,“Nature”,第393號(hào),1998年,p.146
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題 專利文獻(xiàn)1、2所記載的光漫射體具有足夠的光漫射性。然而,專利文獻(xiàn)1所記載的通過能量束進(jìn)行照射的方法,專利文獻(xiàn)2所記載的通過激光對(duì)感光性樹脂的薄膜進(jìn)行曝光、顯影的方法存在方法比較復(fù)雜的問題。另外,專利文獻(xiàn)1、2的光漫射體的漫射的各向異性不充分。
鑒于上述情況,本發(fā)明的目的在于提供可以簡(jiǎn)便制造的可以作為光漫射體利用的凹凸圖案形成片。另外,本發(fā)明的目的在于提供可以簡(jiǎn)便制造作為光漫射體利用的凹凸圖案形成片凹凸圖案形成片的制造方法。另外,本發(fā)明的目的在于提供漫射的各向異性優(yōu)異的光漫射體。進(jìn)一步,本發(fā)明的目的在于提供可以簡(jiǎn)便且大量制造光漫射體的光漫射體制造用工序片和光漫射體的制造方法,所述光漫射體形成有與凹凸圖案形成片同等的眾數(shù)間距和平均深度的凹凸圖案。
在試圖通過凹凸來控制光的漫射、反射時(shí),如果凹凸部間的間隔為與光的波長(zhǎng)程度相當(dāng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生由于干涉引起著色的問題,另外,該間隔超過數(shù)10μm時(shí),可能會(huì)產(chǎn)生可以目視辨認(rèn)的亮線等,因此期望凹凸部間的間隔為20μm以下。然而,專利文獻(xiàn)3所記載的光學(xué)片,如果凹凸部間的間隔為數(shù)10μm~數(shù)100μm,則可以形成穩(wěn)定的間隔,但是想要得到所期望的20μm以下的間隔,則比較困難。
另外,對(duì)于光學(xué)片,有時(shí)會(huì)使光漫射性等光學(xué)特性不均勻,使其在規(guī)定的位置變高或者變低從而變得不均勻。例如,在液晶顯示裝置的背光單元中所使用的導(dǎo)光板,為了防止在導(dǎo)光板表面映出配置在其側(cè)端面的線狀光源的圖像,將導(dǎo)光板的該線狀光源附近的出光側(cè)表面的光漫射性提高。另外,在液晶顯示裝置中使用具有多個(gè)線狀光源、點(diǎn)狀光源的正下方型背光單元時(shí),使其從線狀光源、點(diǎn)狀光源之間到其正上方的光漫射性逐漸提高。
對(duì)于表面形成有凹凸的光學(xué)片,為了將其光學(xué)特性調(diào)整為不均勻,考慮根據(jù)位置來改變凹凸部間的間隔,但專利文獻(xiàn)3中所記載的光學(xué)片,將凹凸部間的間隔設(shè)為20μm以下,則難以對(duì)間隔進(jìn)行變化,因此,專利文獻(xiàn)3所記載的光學(xué)片難以使得光學(xué)特性在規(guī)定位置變高或者變低從而變得不均勻。
因此,本發(fā)明的目的在于提供目標(biāo)光學(xué)特性(光漫射性等)優(yōu)異,并且易于使光學(xué)特性不均勻的光學(xué)片。另外,本發(fā)明的目的在于提供目標(biāo)光漫射性優(yōu)異,并且易于使光漫射性不均勻的光漫射片。
由于專利文獻(xiàn)1、2所記載的漫射導(dǎo)光體的光漫射各向異性不充分,從具備這些漫射導(dǎo)光體的背光單元的光源發(fā)出的光不能被充分地各向異性漫射。因此,從漫射導(dǎo)光體射出的出射光的亮度根據(jù)位置而不同,液晶顯示裝置的圖像的亮度會(huì)不均勻。
本發(fā)明的目的在于提供可以使從光源發(fā)出的光充分地各向異性漫射的漫射導(dǎo)光體和背光單元。
本發(fā)明的目的在于提供作為防反射體、相位差板等光學(xué)元件使用時(shí)顯示優(yōu)異性能的凹凸圖案形成片。另外,本發(fā)明的目的在于提供可以簡(jiǎn)便、大面積地、并且大量地制造這種凹凸圖案形成片的凹凸圖案形成片的制造方法。另外,本發(fā)明的目的在于提供低反射率的防反射體、在寬的波長(zhǎng)區(qū)域產(chǎn)生同等的相位差的相位差板。進(jìn)一步,本發(fā)明的目的在于提供可以簡(jiǎn)便并且大量地制造的光學(xué)元件制造用工序片,所述光學(xué)元件形成有與凹凸圖案形成片的眾數(shù)間距和平均深度同等的凹凸圖案。
用于解決問題的方案 本發(fā)明包含以下方案。
[1]一種凹凸圖案形成片,其特征在于,所述凹凸圖案形成片具有樹脂制基材和設(shè)置在所述基材的一個(gè)面上的樹脂制硬質(zhì)層,在所述硬質(zhì)層表面形成有沿著一個(gè)方向的凹凸圖案,構(gòu)成硬質(zhì)層的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg2與構(gòu)成基材的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg1之差(Tg2-Tg1)為10℃以上,凹凸圖案的眾數(shù)間距為超過1μm且在20μm以下,在以所述眾數(shù)間距為100%時(shí),凹凸圖案底部的平均深度為10%以上。
[2]一種凹凸圖案形成片的制造方法,其特征在于,具有在樹脂制基材的一個(gè)面上設(shè)置表面平滑的、厚度為超過0.05μm且在5.0μm以下的樹脂制硬質(zhì)層而形成層壓片的工序和使所述層壓片的至少硬質(zhì)層折疊變形的工序,硬質(zhì)層由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比構(gòu)成基材的樹脂高10℃以上的樹脂構(gòu)成。
[3]根據(jù)[2]所述的凹凸圖案形成片的制造方法,其使用單軸方向加熱收縮性薄膜作為樹脂制基材,在使硬質(zhì)層折疊變形的工序中,加熱層壓片而使單軸方向加熱收縮性薄膜收縮。
[4]一種光漫射體,其具備[1]所述的凹凸圖案形成片,所述凹凸圖案形成片的基材和硬質(zhì)層是透明的。
[5]一種凹凸圖案形成片,其特征在于,所述片具有樹脂制基材和設(shè)置在所述基材的一個(gè)面上的硬質(zhì)層,在所述硬質(zhì)層表面形成有沿著一個(gè)方向的凹凸圖案,硬質(zhì)層由金屬或者金屬化合物構(gòu)成,凹凸圖案的眾數(shù)間距為超過1μm且在20μm以下,在以所述眾數(shù)間距作為100%時(shí),凹凸圖案底部的平均深度為10%以上。
[6]根據(jù)[5]所述的凹凸圖案形成片,其硬質(zhì)層由金屬構(gòu)成。
[7]根據(jù)[5]所述的凹凸圖案形成片,所述金屬是選自由金、鋁、銀、碳、銅、鍺、銦、鎂、鈮、鈀、鉛、鉑、硅、錫、鈦、釩、鋅、鉍所組成的組中的至少1種金屬。
[8]一種凹凸圖案形成片,其特征在于,具有在樹脂制基材的一個(gè)面上設(shè)置表面平滑的、厚度為超過0.01μm且在0.2μm以下的金屬制或者金屬化合物制硬質(zhì)層而形成層壓片的工序和使所述層壓片的至少硬質(zhì)層折疊變形的工序,硬質(zhì)層由金屬或者金屬化合物構(gòu)成。
[9]一種[8]所述的凹凸圖案形成片的制造方法,其使用單軸方向加熱收縮性薄膜作為樹脂制基材,在使硬質(zhì)層折疊變形的工序中,加熱層壓片而使單軸方向加熱收縮性薄膜收縮。
[10]一種光漫射體制造用工序片原版,其作為制造光漫射體的模具使用,其具備[1]、[5]、[8]所述的凹凸圖案形成片,所述光漫射體在表面形成有與所述凹凸圖案同等的眾數(shù)間距和平均深度的凹凸圖案。
[11]一種光漫射體的制造方法,其具有以下工序在[10]所述的光漫射體制造用工序片原版的形成有凹凸圖案的面上,涂布未固化的固化性樹脂的工序;和使所述固化性樹脂固化后,將固化后的涂膜從工序片原版剝離的工序。
[12]一種光漫射體的制造方法,其具有以下工序使片狀熱塑性樹脂與權(quán)利要求10所述的光漫射體制造用工序片原版的形成有凹凸圖案的面接觸的工序;將所述片狀熱塑性樹脂按壓于工序片原版上,并加熱使其軟化,然后冷卻的工序;和將冷卻后的片狀熱塑性樹酯從工序片原版剝離的工序。
[13]一種光漫射體的制造方法,其具有以下工序在權(quán)利要求10所述的光漫射體制造用工序片原版的形成有凹凸圖案的面上,層壓凹凸圖案轉(zhuǎn)印用材料的工序;將層壓于凹凸圖案上的凹凸圖案轉(zhuǎn)印用材料從前述工序片原版剝離從而制作2次工序用成形物的工序;在所述2次工序用成形物的與所述工序片原版的凹凸圖案接觸一側(cè)的面上,涂布未固化的固化性樹脂的工序;和使所述固化性樹脂固化后,將固化的涂膜從2次工序用成形物剝離的工序。
[14]一種光漫射體的制造方法,其特征在于,其包含以下工序在[10]所述的光漫射體制造用工序片原版的形成有凹凸圖案的面上層壓凹凸圖案轉(zhuǎn)印用材料的工序;將層壓于凹凸圖案上的凹凸圖案轉(zhuǎn)印用材料從前述工序片原版剝離從而制作2次工序用成形物的工序;使片狀熱固化性樹脂與所述2次工序用成形物的與前述工序片原版的凹凸圖案接觸一側(cè)的面接觸的工序;將所述片狀熱塑性樹脂按壓于2次工序用成形物上,并加熱使其軟化,然后冷卻的工序;和將冷卻后的片狀熱塑性樹脂從2次工序用成形物剝離的工序。
[15]一種光學(xué)片,其特征在于,在平坦的一面或者兩面,分散配置有具有凹凸的凹凸區(qū)域。
[16]根據(jù)[15]所述的光學(xué)片,其特征在于,其凹凸區(qū)域被不均勻地配置。
[17]一種光漫射片,其具備[15]所述的光學(xué)片。
[18]根據(jù)[17]所述的光漫射片,其凹凸區(qū)域內(nèi)的凹凸的眾數(shù)間距A為超過1μm且在20μm以下,相對(duì)于眾數(shù)間距A,凹凸的平均深度B的比(A/B)為0.1~3.0。
[19]根據(jù)[18]所述的光漫射片,其特征在于,其凹凸區(qū)域呈點(diǎn)狀分散。
[20]一種漫射導(dǎo)光體,其特征在于,該漫射導(dǎo)光體由在一個(gè)面上形成有蛇行波浪狀凹凸圖案的透明樹脂層構(gòu)成,其凹凸圖案的眾數(shù)間距為超過1.0μm且在20μm以下,相對(duì)于眾數(shù)間距A,凹凸的平均深度B的比(B/A)為0.1~3.0。
[21]一種背光單元,其特征在于,其具有[20]所述的漫射導(dǎo)光體、反射板和光源,所述反射板與該漫射導(dǎo)光體的與形成有凹凸圖案的面相反一側(cè)的面相向配設(shè),所述光源配設(shè)于所述漫射導(dǎo)光體和所述反射板之間。
[22]一種背光單元,其特征在于,其具有[20]所述的漫射導(dǎo)光體、反射板和光源,所述反射板與該漫射導(dǎo)光體的與形成有凹凸圖案的面相反一側(cè)的面相向配設(shè),所述光源與所述漫射導(dǎo)光體任意一個(gè)側(cè)面相鄰。
[23]一種凹凸圖案形成片,其特征在于,所述片具有樹脂制基材和設(shè)置于所述基材外表面的至少一部分的樹脂制硬質(zhì)層,所述硬質(zhì)層是具有波浪狀凹凸圖案的凹凸圖案形成片,其中,構(gòu)成硬質(zhì)層的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg2與構(gòu)成基材的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg1之差(Tg2-Tg1)為10℃以上,凹凸圖案的眾數(shù)間距為1μm以下,在以所述眾數(shù)間距為100%時(shí),凹凸圖案底部的平均深度為10%以上。
[24]一種凹凸圖案形成片的制造方法,其特征在于,具有在樹脂制基材外表面的至少一個(gè)部分設(shè)置表面平滑的樹脂制硬質(zhì)層而形成層壓片的工序和使前述層壓片的至少硬質(zhì)層蛇行變形的工序,硬質(zhì)層由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比構(gòu)成基材的樹脂高10℃以上的樹脂構(gòu)成。
[25]一種防反射體,其具備[23]所述的凹凸圖案形成片。
[26]一種相位差板,其具備[23]所述的凹凸圖案形成片。
[27]一種光學(xué)元件制造用片,其作為制造光學(xué)元件的模具使用,其具備[23]所述的凹凸圖案形成片的特征,所述光學(xué)元件具有與所述凹凸圖案同等的眾數(shù)間距和平均深度的凹凸圖案。
發(fā)明效果 本發(fā)明的形成凹凸片可以作為光漫射體使用,可以簡(jiǎn)便地制造。
通過本發(fā)明的凹凸圖案形成片的制造方法,可以簡(jiǎn)便地制造作為光漫射體使用的凹凸圖案形成片。
本發(fā)明的光漫射體的漫射各向異性優(yōu)異。
通過本發(fā)明的光漫射體制造用工序片和光漫射體的制造方法,可以簡(jiǎn)便并且大量地制造光漫射體,其形成有與凹凸圖案片同等的眾數(shù)間距和平均深度的凹凸圖案。
本發(fā)明的光學(xué)片的目標(biāo)光學(xué)特性優(yōu)異,并且易于使其光學(xué)特性不均勻。
本發(fā)明的光漫射片的目標(biāo)光漫射性優(yōu)異,并且易于使其光漫射性不均勻。
通過本發(fā)明的漫射導(dǎo)光體和背光單元,可以使從光源發(fā)出的光充分地各向異性漫射。
本發(fā)明的凹凸圖案形成片,適宜作為防反射體、相位差板等光學(xué)元件使用。另外,本發(fā)明的凹凸圖案形成片還適宜作學(xué)元件制造用工序片,用于制造具有波浪狀凹凸圖案的光學(xué)元件的模具。
本發(fā)明的凹凸圖案形成片的制造方法可以容易地在表面大面積地形成微細(xì)的凹凸圖案,因此可以簡(jiǎn)便并且大量地制造適宜用作光學(xué)元件等的凹凸圖案形成片。
本發(fā)明的防反射體反射率低,性能優(yōu)異。
本發(fā)明的相位差板,可以在寬的波長(zhǎng)范圍產(chǎn)生同等的相位差,性能優(yōu)異。
通過使用本發(fā)明的光學(xué)元件制造用工序片,可以簡(jiǎn)便并且大量地制造光學(xué)元件,其具有與凹凸圖案形成片同等的眾數(shù)間距和平均深度的凹凸圖案。
圖1示出了將本發(fā)明的凹凸圖案形成片的一個(gè)實(shí)施方式的一部分放大了的放大立體圖。
圖2是將圖1的凹凸圖案形成片沿與凹凸圖案的形成方向垂直的方向切斷后的截面圖。
圖3是通過表面光學(xué)顯微鏡對(duì)凹凸圖案的表面照相得到的圖像的灰度變換圖像。
圖4是將圖3的圖像進(jìn)行傅立葉變換后得到的圖像。
圖5是以圖4的圖像中亮度相對(duì)于離圓環(huán)中心的距離作圖得到的圖表。
圖6是對(duì)圖4的圖像中的輔助線L3上的亮度作圖得到的圖表。
圖7表示本發(fā)明的凹凸圖案形成片的制造方法的一個(gè)實(shí)施方式的層壓片的截面圖。
圖8是對(duì)使用本發(fā)明的凹凸圖案形成片的光漫射體的制造方法的一個(gè)實(shí)例進(jìn)行說明的圖。
圖9是通過表面光學(xué)顯微鏡對(duì)比較例4的凹凸圖案的表面照相得到的圖像的灰度變換圖像。
圖10是將圖9的圖像進(jìn)行傅立葉變換后得到的圖像。
圖11是以圖10的圖像中亮度相對(duì)于離圓環(huán)中心的距離作圖得到的圖。
圖12是對(duì)圖10的圖像中的輔助線L5上的亮度作圖得到的圖表。
圖13是表示本發(fā)明的光學(xué)片的第1實(shí)施方式的立體圖。
圖14是表示制造圖13所示的光學(xué)片時(shí)使用的印刷片的截面圖。
圖15是印刷片表面的透射電子顯微鏡照片。
圖16是光學(xué)片表面的透射電子顯微鏡照片。
圖17是表示本發(fā)明的光學(xué)片的第2實(shí)施方式的立體圖。
圖18是表示本發(fā)明的光學(xué)片的第3實(shí)施方式的立體圖。
圖19是表示本發(fā)明的光學(xué)片的第4實(shí)施方式的立體圖。
圖20是表示本發(fā)明的漫射導(dǎo)光體的其他實(shí)施方式的截面圖。
圖21是表示本發(fā)明的背光單元的第1實(shí)施方式的截面圖。
圖22是表示本發(fā)明的背光單元的第2實(shí)施方式的截面圖。
圖23是表示將本發(fā)明的凹凸圖案形成片的一實(shí)施方式的一部分放大后的放大立體圖。
圖24是通過原子力顯微鏡對(duì)不沿著特定方向的凹凸圖案的表面照相得到的圖像的灰度變換圖像。
圖25是對(duì)圖24的圖像進(jìn)行傅立葉變換后得到的圖像。
圖26是圖25的圖像中亮度相對(duì)于離圓環(huán)中心的距離作圖得到的圖。
附圖標(biāo)記 10 凹凸圖案形成片;10a 層壓片;11 基材(透明樹脂層);11a 加熱收縮性薄膜;12 硬質(zhì)層;12a 凹凸圖案;12b 底部;13 表面平滑的樹脂制硬質(zhì)層(表面平滑硬質(zhì)層);210a、210b、210c、210d 光學(xué)片;211 平坦的一面;212、215、216、217 凹凸區(qū)域;213 加熱收縮性薄膜;214 凹凸區(qū)域形成用凸部;100、200 背光單元;310 漫射導(dǎo)光體;315 表面;316 里面;320 反射板;330 光源;340 漫射薄膜;350 棱鏡片;360 亮度上升薄膜
具體實(shí)施例方式 1.凹凸圖案形成片 (凹凸圖案形成片-1) 對(duì)本發(fā)明的凹凸圖案形成片的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖1和圖2示出了本實(shí)施方式的凹凸圖案形成片。本實(shí)施方式的凹凸圖案形成片10具有基材11和設(shè)置于基材11的一個(gè)面上的硬質(zhì)層12,硬質(zhì)層12具有凹凸圖案12a。
凹凸圖案形成片10的凹凸圖案12a具有沿大致同一方向的波浪狀的凹凸,該波浪狀的凹凸為蛇行。另外,本實(shí)施方式的凹凸圖案12a的凸部的頂端帶有圓滑。
構(gòu)成硬質(zhì)層12的樹脂(以下稱為第2樹脂。)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg2與構(gòu)成基材11的樹脂(以下稱為第1樹脂。)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg1之差(Tg2-Tg1)為10℃以上、優(yōu)選為20℃以上、更優(yōu)選為30℃以上。通過使(Tg2-Tg1)之差為10℃以上,可以在Tg2與Tg1之間的溫度下容易地進(jìn)行加工。將Tg2與Tg1之間的溫度作為加工溫度時(shí),可以在使得基材11的楊氏模量比硬質(zhì)層12的楊氏模量高的條件下進(jìn)行加工,結(jié)果,容易在硬質(zhì)層12上形成凹凸圖案12a。
另外,由于從經(jīng)濟(jì)性方面考慮,沒有必要使用Tg2超過400℃的樹脂,不存在Tg1低于-150℃的樹脂,因此,優(yōu)選(Tg2-Tg1)為550℃以下,更優(yōu)選為200℃以下。
從可以容易地形成凹凸圖案12a考慮,在制造凹凸圖案形成片10時(shí)的加工溫度下,基材11和硬質(zhì)層12的楊氏模量之差優(yōu)選為0.01~300GPa,更優(yōu)選為0.1~10GPa。
這里所說的加工溫度是指,例如,后述的凹凸圖案形成片的制造方法中進(jìn)行熱收縮時(shí)的加熱溫度。另外,楊氏模量是基于JIS K 7113-1995測(cè)得的值。
第1樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg1優(yōu)選為-150~300℃,更優(yōu)選為-120~200℃。因?yàn)椴淮嬖诓AЩD(zhuǎn)變溫度Tg1低于-150℃的樹脂,第1樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg1為300℃以下時(shí),可以在制造凹凸圖案形成片10時(shí)的加工溫度(Tg2與Tg1之間的溫度)下容易地進(jìn)行加熱。
在制造凹凸圖案形成片10時(shí)的加工溫度下,第1樹脂的楊氏模量?jī)?yōu)選為0.01~100MPa,更優(yōu)選為0.1~10MPa。第1樹脂的楊氏模量為0.01MPa以上時(shí),具有可以作為基材11使用的硬度,為100MPa以下時(shí),具有可以在硬質(zhì)層12發(fā)生變形的同時(shí)跟隨其發(fā)生變形的柔軟度。
作為第1樹脂,可以列舉例如,聚對(duì)苯二甲酸乙二酯等聚酯,聚乙烯、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、聚二甲基硅氧烷等有機(jī)硅樹脂、氟樹脂、ABS樹脂、聚酰胺、丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯、聚環(huán)烯烴等樹脂。
第2樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg2優(yōu)選為40~400℃、更優(yōu)選為80~250℃。因?yàn)?,?樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg2為40℃以上時(shí),可以將制造凹凸圖案形成片10時(shí)的加工溫度設(shè)為室溫或者室溫以上,所以有用,從經(jīng)濟(jì)性方面考慮,沒有必要使用玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg2超過400℃的樹脂作為第2樹脂。
在制造凹凸圖案形成片10時(shí)的加工溫度下,第2樹脂的楊氏模量?jī)?yōu)選為0.01~300GPa、更優(yōu)選為0.1~10GPa。因?yàn)?,?樹脂的楊氏模量為0.01GPa以上時(shí),可得到比第1樹脂的加工溫度下的楊氏模量更充分的硬度,形成凹凸圖案12a后具有用于維持凹凸圖案的足夠的硬度,從經(jīng)濟(jì)性方面考慮,沒有必要使用楊氏模量超過300GPa的樹脂作為第2樹脂。
作為第2樹脂,雖然也隨第1樹脂的種類而不同,可以使用例如聚乙烯醇、聚苯乙烯、丙烯酸類樹脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚醚砜、氟樹脂等。其中,從兼具防污性能考慮,優(yōu)選氟樹脂。
基材11的厚度優(yōu)選為0.3~500μm?;?1的厚度為0.3μm以上時(shí),凹凸圖案形成片10不易破,為500μm以下時(shí),凹凸圖案形成片10可以容易地薄型化。
另外,也可以設(shè)置厚度為5~500μm的樹脂制支撐體用于支撐基材11。另外,在用作光漫射體時(shí),為了使光漫射性更高,可以在基材11上貼附含有微細(xì)氣泡的薄膜。
將凹凸圖案形成片10作為光漫射體使用時(shí),以進(jìn)一步提高光漫射效果為目的,可以在不會(huì)對(duì)透光性等光學(xué)特性有大的損害的范圍內(nèi),在基材11中含有由無機(jī)化合物構(gòu)成的光漫射劑、由有機(jī)化合物構(gòu)成的有機(jī)光漫射劑。
作為無機(jī)光漫射劑,可以列舉氧化硅、白炭黑、滑石、氧化鎂、氧化鋅、氧化鈦、碳酸鈣、氫氧化鋁、硫酸鋇、玻璃、云母等。
作為有機(jī)光漫射劑,可以列舉苯乙烯系聚合物顆粒、丙烯酸系聚合物顆粒、硅氧烷系聚合物顆粒等。這些光漫射劑可以單獨(dú)使用,或者組合2種以上使用。
從不易損害透光性考慮,相對(duì)于100質(zhì)量份第1樹脂,光漫射劑的含量?jī)?yōu)選為10質(zhì)量份以下。
另外,將凹凸圖案形成片10用作光漫射體時(shí),以進(jìn)一步提高漫射效果為目的,可以在不會(huì)對(duì)透光性等光學(xué)特性有大的損害的范圍內(nèi),在基材11中含有微細(xì)氣泡。微細(xì)氣泡對(duì)光的吸收少而不易降低光透射率。
作為微細(xì)氣泡的形成方法,適用在基材11中混入發(fā)泡劑的方法(例如,日本特開平5-212811號(hào)公報(bào),日本特開平6-107842號(hào)公報(bào)所公開的方法);對(duì)丙烯酸系發(fā)泡樹脂進(jìn)行發(fā)泡處理使其含有微細(xì)氣泡的方法(例如,日本特開2004-2812號(hào)公報(bào)所公開的方法)等。進(jìn)一步,從可以進(jìn)行更均勻的面照射考慮,優(yōu)選使微細(xì)氣泡在特定的位置不均勻地發(fā)泡(例如,日本特開2006-124499號(hào)公報(bào)所公開的方法)的方法。
另外,可以組合使用前述光漫射劑和微細(xì)氣泡。
硬質(zhì)層12的厚度優(yōu)選為超過0.05μm且在5μm以下,更優(yōu)選為0.1~2μm。硬質(zhì)層的厚度為超過0.05μm且在5μm以下時(shí),容易地如后述那樣制造凹凸圖案形成片。
另外,以提高密合性、形成更微細(xì)的結(jié)構(gòu)為目的,可以在基材11和硬質(zhì)層12之間形成底漆層。
凹凸圖案形成片10的凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A為超過1μm且在20μm以下,優(yōu)選為超過1μm且在10μm以下。眾數(shù)間距A低于1μm時(shí),光透射,超過20μm時(shí),光漫射性變差。
在以眾數(shù)間距A為100%時(shí),凹凸圖案12a的底部12b的平均深度B為10%以上(即,長(zhǎng)寬比為0.1以上),優(yōu)選為30%以上(即,長(zhǎng)寬比為0.3以上)。以眾數(shù)間距A為100%,平均深度B低于10%時(shí),即使將凹凸圖案形成片10作為光漫射體制造用工序片原版使用,也難以得到光漫射性高的光漫射體。
另外,從容易形成凹凸圖案12a的觀點(diǎn)考慮,在以眾數(shù)間距A為100%時(shí),平均深度B優(yōu)選為300%以下(即,長(zhǎng)寬比為3.0以下),更優(yōu)選為200%以下(即,長(zhǎng)寬比為2.0以下)。
這里所說的底部12b是指凹凸圖案12a的凹部的最小值,平均深度B是指,在觀察沿長(zhǎng)度方向?qū)纪箞D案形成片10切斷后的截面(參照?qǐng)D2)時(shí),從與凹凸圖案形成片10整體的面方向平行的基準(zhǔn)線L1到各凸部頂部的長(zhǎng)度B1、B2、B3...的平均值(BAV),與從基準(zhǔn)線L1到各凹部的底部的長(zhǎng)度b1、b2、b3...的平均值(bAV)之差(bAV-BAV)。
前述凸部的頂部和前述凹部的底部,是在硬質(zhì)層12的與基材11側(cè)的相反側(cè)相接的部分。
作為測(cè)定平均深度B的方法,采用通過原子力顯微鏡照相得到的凹凸圖案的截面的圖像來測(cè)定各底部的深度,求得它們的平均值的方法。
從得到光漫射的各向異性高的光漫射體的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選凹凸圖案12a為一定程度的蛇行,相鄰的凸部間的間距沿著凹凸圖案12a的方向分散。這里,凹凸圖案12a的取向的分散稱為取向度。取向度越大,取向越分散。該取向度通過以下方法求得。
首先,通過表面光學(xué)顯微鏡對(duì)凹凸圖案的上面照相,將該圖像變換為灰度文件(例如,tiff形式等)。在灰度文件的圖像(參照?qǐng)D3)中,白度越低,表示凹部的底部越深(白度越高,表示凸部的頂部越高)。接著,對(duì)灰度文件的圖像進(jìn)行傅立葉變換。圖4示出了傅立葉變換后的圖像。從圖4的圖像的中心擴(kuò)大到兩側(cè)的白色部分包含了凹凸圖案12a的間距和朝向的信息。
接著,從圖4的圖像中心沿水平方向引輔助線L2,對(duì)該輔助線上的亮度作圖(參照?qǐng)D5)。圖5的圖的橫軸表示間距的倒數(shù),縱軸表示頻率,頻率最大的值X的倒數(shù)1/X表示凹凸圖案12a的眾數(shù)間距。
接著,在圖4中,引出與輔助線L2垂直于值X部分的輔助線L3,對(duì)該輔助線L3上的亮度作圖(參照?qǐng)D6)。其中,為了可以比較各種凹凸結(jié)構(gòu),圖6的橫軸是除以X的值后的數(shù)值。圖6的橫軸是表示相對(duì)于凹凸的形成方向(圖3中的上下方向)的傾斜程度的指標(biāo)(取向性),縱軸表示頻率。在圖6的作圖中,峰值的半值寬度W1(頻率為最大值的一半時(shí)的高度上的峰寬)表示凹凸圖案的取向度。半值寬帶W1越大,表示蛇行的間距越分散。
上述取向度優(yōu)選為0.3~1.0。由于取向度為0.3~1.0時(shí),凹凸圖案12a的間距分散越大,將該凹凸圖案形成片和使用該凹凸圖案形成片作為工序片原版使用的光漫射體的光漫射性變得更高。由于取向度超過1.0時(shí),凹凸圖案的方向在一定程度上變得無序,因此雖然光漫射性會(huì)變高,但各向異性有變低的傾向。
為了使取向度為0.3~1.0,在制造凹凸圖案形成片時(shí),選擇適宜的方法,使其受到必要的壓縮應(yīng)力的作用。
構(gòu)成硬質(zhì)層12的第2樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg2與構(gòu)成基材11的第1樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg1之差(Tg2-Tg1)為10℃以上的本發(fā)明的凹凸圖案形成片10,可以通過后述的凹凸圖案形成片的制造方法制得,因此可以簡(jiǎn)便地制造。
另外,本發(fā)明人等研究后結(jié)果發(fā)現(xiàn),基材11和硬質(zhì)層12均透明時(shí),本發(fā)明的凹凸圖案形成片10的凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A為超過1μm且在20μm以下,以前述眾數(shù)間距A為100%時(shí),凹凸圖案12a的底部12b的平均深度B為10%以上,其具有充分的光漫射性,因此可以作為光漫射體使用。
但是,本發(fā)明的凹凸圖案形成片不受上述實(shí)施方式的限定。例如,本發(fā)明的凹凸圖案形成片的凹凸圖案的凸部的頂端也可以是尖的。然而,從使漫射的各向異性變得更高的觀點(diǎn)考慮,凹凸圖案的凸部的形狀優(yōu)選為頂端帶有圓滑。
(凹凸圖案形成片-2) 進(jìn)一步,本發(fā)明人等研究后結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過使凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A為1μm以下,特別是為0.04μm以下,以眾數(shù)間距A為100%時(shí),凹凸圖案12a的底部12b的平均深度B為10%以上,特別是為100%以上時(shí),作為光學(xué)元件可以發(fā)揮優(yōu)異的性能。具體地,發(fā)現(xiàn)將凹凸圖案形成片10作為防反射體使用時(shí)反射率可以較低,另外,作為相位差板使用時(shí)可以在寬的范圍產(chǎn)生同等的相位差。
這是因?yàn)?,凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A為1μm以下這樣短,并且以眾數(shù)間距A為100%時(shí),平均深度B為10%以上這樣深。即,眾數(shù)間距A短,與可見光的波長(zhǎng)相同或者為其以下,不易產(chǎn)生由于凹凸引起的可見光的衍射、漫射。并且,由于平均深度B深,沿厚度方向的中間折射率連續(xù)變化的部分變長(zhǎng),可以顯著發(fā)揮抑制光反射的效果。另外,由于眾數(shù)間距A短,平均深度B深,沿厚度方向,折射率互不相同的空氣和凹凸圖案形成片相互配置的部分變長(zhǎng),顯示光學(xué)各向異性的部分變長(zhǎng),因此可以產(chǎn)生相位差。進(jìn)一步,由這樣的凹凸圖案12a產(chǎn)生的相位差在寬的范圍內(nèi)大致相同。
這時(shí),相對(duì)于基材11,硬質(zhì)層12的折射率低,但因?yàn)榭梢缘玫礁叩姆婪瓷涮匦?,所以?yōu)選。
進(jìn)一步,硬質(zhì)層12的厚度優(yōu)選為1~100nm。硬質(zhì)層12的厚度為1nm以上時(shí),硬質(zhì)層12不易產(chǎn)生缺陷,厚度為100nm以下時(shí),可以充分確保硬質(zhì)層12的透光性。
另外,硬質(zhì)層12的厚度更優(yōu)選為50nm以下,特別優(yōu)選為20nm以下。硬質(zhì)層12的厚度為50nm以下時(shí),容易制造后述那樣的凹凸圖案形成片。
另外,以提高密合性、形成更微細(xì)的結(jié)構(gòu)為目的,可以在基材11與硬質(zhì)層12之間形成底漆層。
進(jìn)一步,也可以在硬質(zhì)層12上設(shè)置樹脂層。
凹凸圖案形成片10的凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A為1μm以下,優(yōu)選為0.4μm以下。另外,從可以容易地形成凹凸圖案12a的觀點(diǎn)考慮,眾數(shù)間距A優(yōu)選為0.05μm以上。
凹凸圖案12a的各間距A1、A2、A3...均優(yōu)選為眾數(shù)間距A的±60%的范圍,更優(yōu)選為±30%的范圍內(nèi)。各間距為眾數(shù)間距A的±60%的范圍內(nèi)時(shí),間距變得均勻,作為光學(xué)元件可以發(fā)揮更優(yōu)異的性能。
另外,在滿足眾數(shù)間距A為1μm以下的條件下,各間距A1、A2、A3...可以連續(xù)變化。
凹凸圖案12a的各深度B1、B2、B3...均優(yōu)選為平均深度B的±60%的范圍內(nèi),更優(yōu)選為±30%的范圍內(nèi)。各間距為平均深度B的±60%的范圍內(nèi)時(shí),深度變得均勻,作為光學(xué)元件可以發(fā)揮更優(yōu)異的性能。
另外,在以眾數(shù)間距A為100%時(shí)平均深度B為10%以上的條件下,各深度B1、B2、B3...可以連續(xù)變化。
如后所述,凹凸圖案形成片10除了可以適用于防反射體、相位差板等光學(xué)元件、光學(xué)元件制造用工序片外,還可以作為超疏水或者超親水片等利用。
另外,凹凸圖案形成片不受上述實(shí)施方式的限定。例如,上述實(shí)施方式中,硬質(zhì)層沿著該凹凸圖案形成片的寬度方向具有周期性的波浪狀凹凸圖案,但除了該凹凸圖案以外,也可以具有沿著凹凸圖案形成片的長(zhǎng)度方向的周期性的波浪狀凹凸圖案。進(jìn)一步,大多數(shù)情況下,硬質(zhì)層也可以具有不沿特定方向的波浪狀凹凸圖案。在這些情形下,由于凹凸圖案的眾數(shù)間距為1μm以下,在以前述眾數(shù)間距為100%時(shí),凹凸圖案底部的平均深度為10%以上,作為光學(xué)元件顯示優(yōu)異的性能。
從折射率的觀點(diǎn)考慮,凸部的頂端優(yōu)選為尖的,但頂端也可以是帶有圓滑的。
凹凸圖案為不沿特定方向時(shí),通過下述方法求得眾數(shù)間距。首先,通過原子力顯微鏡對(duì)凹凸圖案的上面照相,將該圖像變換為灰度文件(例如,tiff形式等)。
在灰度文件的圖像(參照?qǐng)D24)中,白度越低,表示凹部的底部越深(白度越高,表示凸部的頂部越高)。接著,對(duì)灰度文件的圖像進(jìn)行傅立葉變換。圖25示出了傅立葉變換后的圖像。在傅立葉變換后的圖像中,從白色部分的中心觀察的方向表示灰度的方向性,另外,從中心到白色部分的距離的倒數(shù)表示灰度圖像的周期。凹凸圖案不沿特定方向時(shí),成為如圖25所示的白色圓環(huán)的圖像。然后,在傅立葉變換后的圖像上從圓環(huán)中心向外側(cè)引直線狀的輔助線L2,以亮度(Y軸)相對(duì)于離中心的距離(X軸)作圖(參照?qǐng)D26)。然后,讀取該圖中顯示最大值的X軸的值r。該r的倒數(shù)(1/r)為眾數(shù)間距。
(凹凸圖案形成片-3) 從容易得到凹凸圖案形成片10的觀點(diǎn)考慮,硬質(zhì)層12由金屬或者金屬化合物構(gòu)成時(shí),優(yōu)選金屬。
從楊氏模量不變得過高,更容易形成凹凸圖案12a的觀點(diǎn)考慮,作為金屬,優(yōu)選為選自由金、鋁、銀、碳、銅、鍺、銦、鎂、鈮、鈀、鉛、鉑、硅、錫、鈦、釩、鋅、鉍所組成的組中的至少1種金屬。這里所說的金屬也包含半金屬。
因?yàn)橥瑯拥睦碛桑鳛榻饘倩衔?,?yōu)選為選自由氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氧化錫、氧化銅、氧化銦、氧化鎘、氧化鉛、氧化硅、氟化鋇、氟化鈣、氟化鎂、硫化鋅、砷化鎵所組成的組中的至少1種金屬化合物。
另外,硬質(zhì)層12由金屬構(gòu)成時(shí),層表面會(huì)被空氣氧化形成空氣氧化膜,但在本發(fā)明中,這樣的金屬層表面被空氣氧化后的層也看作是由金屬構(gòu)成的層。
硬質(zhì)層12的厚度優(yōu)選為超過0.01μm且在0.2μm以下、更優(yōu)選為0.02~0.1μm。硬質(zhì)層的厚度為超過0.01μm且在0.2μm以下時(shí),如后所述,容易制造凹凸圖案形成片。
另外,以提高密合性、形成更微細(xì)的結(jié)構(gòu)為目的,可以在基材11與硬質(zhì)層12之間形成底漆層。
凹凸圖案形成片10的凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A為超過1μm且在20μm以下,優(yōu)選為超過1μm且在10μm以下。眾數(shù)間距A低于1μm時(shí),以及超過20μm時(shí),即使將凹凸圖案形成片10作為光漫射體制造用工序片原版使用,也難以得到光漫射性高的光漫射體。
2.凹凸圖案形成片的制造方法 對(duì)本發(fā)明的凹凸圖案形成片的制造方法的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明。
本實(shí)施方式的凹凸圖案形成片的制造方法包括下列工序如圖7所示,在作為樹脂制基材的加熱收縮性薄膜11a的一個(gè)面上設(shè)置表面平滑的硬質(zhì)層13(以下,稱為表面平滑硬質(zhì)層13。),形成層壓片10a的工序(以下,稱為第1工序。)和使加熱收縮性薄膜11a加熱收縮,使得層壓片10a的至少表面平滑硬質(zhì)層13折疊變形的工序(以下,稱為第2工序。)。
這里,表面平滑硬質(zhì)層13是指,JIS BO601所述的中心線平均粗糙度為0.1μm以下的層。
·第1工序-1 在第1工序中,在加熱收縮性薄膜11a的一個(gè)面上設(shè)置樹脂制的表面平滑硬質(zhì)層13而形成層壓片10a的方法,可以列舉例如,通過旋涂機(jī)、棒涂機(jī)等在加熱收縮性薄膜11a的一個(gè)面涂布第2樹脂的溶液或者分散液,然后使溶劑干燥的方法;在加熱收縮性薄膜11a的一個(gè)面層壓預(yù)先制作的表面平滑硬質(zhì)層13的方法等。
作為加熱收縮性薄膜11a,可以使用例如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯系收縮薄膜、聚苯乙烯系收縮薄膜、聚烯烴系收縮薄膜、聚氯乙烯系收縮薄膜等。
在收縮薄膜中,優(yōu)選收縮50~70%的膜。使用收縮50~70%的收縮薄膜時(shí),變形率可以為50%以上,可以容易地制造凹凸圖案形成片10,使得其凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A為超過1μm且在20μm以下,在以眾數(shù)間距A為100%時(shí),凹凸圖案12a的底部12b的平均深度B為10%以上。進(jìn)一步,也可以容易地制造凹凸圖案形成片10,使得其以眾數(shù)間距A為100%時(shí),凹凸圖案12a的底部12b的平均深度B為100%以上。
這里的變形率是指,(變形前長(zhǎng)度-變形后長(zhǎng)度)/(變形前長(zhǎng)度)×100(%)?;蛘撸?變形后長(zhǎng)度)/(變形前長(zhǎng)度)×100(%)。
另外,通過以下工序,可以使以眾數(shù)間距A為100%時(shí),凹凸圖案12a的平均深度B為300%。
在加熱收縮性薄膜11a上涂布玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于加熱收縮性薄膜11a的底漆樹脂層,形成在該底漆樹脂層上設(shè)置了表面硬質(zhì)平滑層13的層壓片。使該層壓片加熱收縮從而形成凹凸圖案形成片。
將加熱收縮后的加熱收縮性薄膜11a從層壓片剝離,再貼合其他的加熱收縮性薄膜,形成層壓片。與使1張加熱收縮性薄膜加熱收縮相比,通過使該層壓片加熱收縮,可以使平均深度B變大。通過多次重復(fù)該工序,可以在以眾數(shù)間距A為100%時(shí),凹凸圖案12a的平均深度B為300%。
本發(fā)明的表面平滑硬質(zhì)層13的厚度為超過0.05μm且在5.0μm以下,優(yōu)選為0.1~1.0μm。通過使表面平滑硬質(zhì)層13的厚度為前述范圍內(nèi),可以保證凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A確實(shí)處于超過1μm且在20μm以下的范圍。
然而,表面平滑硬質(zhì)層13的厚度為0.05μm以下時(shí),眾數(shù)間距A可能會(huì)變?yōu)?μm以下,超過5μm時(shí),眾數(shù)間距A可能會(huì)超過20μm。
另外,本發(fā)明的表面平滑硬質(zhì)層13由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比構(gòu)成加熱收縮性薄膜的樹脂(第1樹脂)高10℃以上的樹脂(第2樹脂)構(gòu)成。通過使第1樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與第2樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為前述關(guān)系,可以使凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A確實(shí)處于超過1μm且在20μm以下的范圍。
表面平滑硬質(zhì)層13的厚度也可以連續(xù)變化。表面平滑硬質(zhì)層13的厚度為連續(xù)變化時(shí),壓縮后形成的凹凸圖案12a的間距和深度為連續(xù)變化。
為了可以更容易地形成凹凸圖案12a,該制造方法的表面平滑硬質(zhì)層13的楊氏模量?jī)?yōu)選為0.01~300GPa,更優(yōu)選為0.1~10GPa。
使層壓片10a變形時(shí),優(yōu)選以5%以上的變形率使表面平滑硬質(zhì)層13變形。以5%以上的變形率使表面平滑硬質(zhì)層13變形時(shí),能夠容易在以眾數(shù)間距A為100%時(shí),凹凸圖案12a的底部12b的平均深度B為10%以上。
進(jìn)一步,更優(yōu)選以50%以上的變形率使表面平滑硬質(zhì)層13變形。以50%以上的變形率使表面平滑硬質(zhì)層13變形時(shí),能夠容易在以眾數(shù)間距A為100%時(shí),凹凸圖案12a的底部12b的平均深度B為100%以上。
第1工序-2 另外,硬質(zhì)層12由金屬或者金屬化合物構(gòu)成時(shí),作為形成層壓片10a的方法,可以列舉例如,在加熱收縮性薄膜11a的一個(gè)面上蒸鍍金屬、金屬化合物的方法;在加熱收縮性薄膜11a的一個(gè)面層壓預(yù)先制作的表面平滑硬質(zhì)層13的方法等。
為了使該制造方法可以更容易地形成凹凸圖案12a,表面平滑硬質(zhì)層13的楊氏模量?jī)?yōu)選為0.1~500GPa,更優(yōu)選為1~150GPa。
為了使表面平滑硬質(zhì)層13的楊氏模量在前述范圍內(nèi),表面平滑硬質(zhì)層13優(yōu)選由選自金、鋁、銀、碳、銅、鍺、銦、鎂、鈮、鈀、鉛、鉑、硅、錫、鈦、釩、鋅、鉍所組成的組中的至少1種金屬構(gòu)成?;蛘撸砻嫫交操|(zhì)層13優(yōu)選由選自氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氧化錫、氧化銅、氧化銦、氧化鎘、氧化鉛、氧化硅、氟化鋇、氟化鈣、氟化鎂、硫化鋅、砷化鎵所組成的組中的至少1種金屬化合物構(gòu)成。
這里,楊氏模量是基于JIS Z 2280-1993的“金屬材料的高溫楊氏模量試驗(yàn)方法”,將溫度改變?yōu)?3℃下測(cè)得的值。硬質(zhì)層由金屬化合物構(gòu)成時(shí)也一樣。
表面平滑硬質(zhì)層13的厚度為超過0.01μm且在0.2μm以下,優(yōu)選為0.02~0.1μm。通過使表面平滑硬質(zhì)層13的厚度為前述范圍內(nèi),可以保證凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A確實(shí)處于超過1μm且在20μm以下的范圍。然而,表面平滑硬質(zhì)層13的厚度低于0.01μm時(shí),眾數(shù)間距A變?yōu)?μm以下,超過0.2μm時(shí),眾數(shù)間距A超過20μm。
另外,表面平滑硬質(zhì)層13的厚度也可以連續(xù)變化。表面平滑硬質(zhì)層13的厚度為連續(xù)變化時(shí),壓縮后形成的凹凸圖案12a的間距和深度為連續(xù)變化。
使層壓片10a變形時(shí),優(yōu)選以5%以上的變形率使表面平滑硬質(zhì)層13變形。以5%以上的變形率使表面平滑硬質(zhì)層13變形時(shí),能夠容易在以眾數(shù)間距A為100%時(shí),凹凸圖案12a的底部12b的平均深度B為10%以上。
進(jìn)一步,更優(yōu)選以50%以上的變形率使表面平滑硬質(zhì)層13變形。以50%以上的變形率使表面平滑硬質(zhì)層13變形時(shí),能夠容易在以眾數(shù)間距A為100%時(shí),凹凸圖案12a的底部12b的平均深度B為100%以上。
·第2工序-1 在第2工序中,通過使加熱收縮性薄膜11a熱收縮,在表面平滑硬質(zhì)層13上沿著與收縮方向垂直的方向形成波浪狀凹凸圖案12a,得到硬質(zhì)層12。
使加熱收縮性薄膜11a加熱收縮時(shí)的加熱方法可以列舉熱風(fēng)、蒸氣或者在熱水中通過的方法等,其中,從可以使膜均勻收縮的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選在熱水中通過的方法。
使加熱收縮性薄膜11a熱收縮時(shí)的加熱溫度優(yōu)選根據(jù)使用的加熱收縮性薄膜的種類和目標(biāo)凹凸圖案12a的間距以及底部12b的深度適宜選擇。
在該制造方法中,表面平滑硬質(zhì)層13的厚度越薄,表面平滑硬質(zhì)層13的楊氏模量越低,則凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A變得越小,基材的變形率越高,平均深度B變得越深。因此,為了使凹凸圖案12a為規(guī)定的眾數(shù)間距A、平均深度B,需要適宜選擇前述條件。
以上說明的凹凸圖案形成片的制造方法,由于構(gòu)成表面平滑硬質(zhì)層13的第2樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比構(gòu)成加熱收縮性薄膜11a的第1樹脂高10℃以上,在第1樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與第2樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的之間的溫度下,表面平滑硬質(zhì)層13的楊氏模量變得比加熱收縮性薄膜11a高。并且,由于表面平滑硬質(zhì)層13的厚度為超過0.05μm且在5.0μm以下,在第1樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與第2樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度之間的溫度下進(jìn)行加工時(shí),隨著厚度的增加,表面平滑硬質(zhì)層13也發(fā)生折疊。進(jìn)一步,由于表面平滑硬質(zhì)層13層壓于加熱收縮性薄膜11a上,因此加熱收縮性薄膜11a的收縮產(chǎn)生的應(yīng)力均勻地分布于整個(gè)面。因此,通過本發(fā)明,可以使表面平滑硬質(zhì)層13折疊變形,可以簡(jiǎn)便并且大面積地制造作為光漫射體的性能優(yōu)異的凹凸圖案形成片10。
并且,通過該制造方法,可以容易地使得凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A為超過1μm且在20μm以下,使得以眾數(shù)間距A為100%時(shí),凹凸圖案12a的底部12b的平均深度B為10%以上。
另外,作為凹凸圖案形成片的制造方法,下述(1)~(4)的方法也可以適用。
(1)在基材11的一個(gè)整面設(shè)置表面平滑硬質(zhì)層13,形成層壓片10a,使層壓片10a整體沿著表面的一個(gè)方向壓縮的方法。
基材11的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于室溫時(shí),層壓片10a的壓縮在室溫下進(jìn)行,基材11的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為室溫以上時(shí),層壓片10a的壓縮在高于基材11的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度且低于表面平滑硬質(zhì)層13的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度下進(jìn)行。
(2)在基材11的一個(gè)整面設(shè)置表面平滑硬質(zhì)層13,形成層壓片10a,沿著一個(gè)方向拉伸層壓片10a,使其沿著拉伸方向的垂直方向收縮,從而使得表面平滑硬質(zhì)層13沿著表面的一個(gè)方向壓縮的方法。
基材11的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于室溫時(shí),層壓片10a的拉伸在室溫下進(jìn)行,基材11的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為室溫以上時(shí),層壓片10a的拉伸在高于基材11的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度且低于表面平滑硬質(zhì)層13的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度下進(jìn)行。
(3)在由未固化的電離輻射線固化性樹脂形成的基材11上層壓表面平滑硬質(zhì)層13,形成層壓片10a,通過照射電離輻射線來固化基材11,使基材11收縮,從而使基材11上層壓的表面平滑硬質(zhì)層13沿著表面的至少一個(gè)方向壓縮的方法。
(4)在通過溶劑溶脹而膨脹了的基材11上,層壓表面平滑硬質(zhì)層13,形成層壓片10a,通過干燥除去基材11中的溶劑使層壓片10a收縮,從而使層壓在基材11上的表面平滑硬質(zhì)層13沿著表面的至少一個(gè)方向壓縮。
在方法(1)中,作為形成層壓片10a的方法,可以列舉例如,通過旋涂機(jī)、棒涂機(jī)等在基材11的一個(gè)面上涂布樹脂的溶液或者分散液,再使溶劑干燥的方法;在基材11的一個(gè)面上層壓預(yù)先制作的表面平滑硬質(zhì)層13的方法等。
作為使層壓片10a整體沿著表面的一個(gè)方向壓縮的方法,可以列舉例如,用虎鉗等夾持層壓片10a的一個(gè)端部和與其相反側(cè)的端部,使其壓縮的方法等。
在方法(2)中,作為沿一個(gè)方向拉伸層壓片10a的方法,例如,用拉伸機(jī)拉伸層壓片10a的一個(gè)端部和其相反側(cè)的端部的方法等。
在方法(3)中,作為電離輻射線固化性樹脂可以列舉紫外線固化型樹脂、電子射線固化型樹脂等。
在方法(4)中,溶劑根據(jù)第1樹脂的種類適宜選擇。根據(jù)溶劑的種類選擇適宜的溶劑干燥溫度。
方法(2)~(4)中的表面平滑硬質(zhì)層13可以使用與方法(1)中使用的物質(zhì)相同的成分,可以為相同的厚度。另外,層壓片10a的形成方法可以和方法(1)一樣,適用在基材11的一個(gè)面涂布樹脂溶液或者分散液,再使溶劑干燥的方法;在基材11的一個(gè)面上層壓預(yù)先制作的表面平滑硬質(zhì)層13的方法。
·第2工序-2 凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A為1μm以下時(shí),對(duì)于方法(1),表面平滑硬質(zhì)層13的厚度優(yōu)選為50nm以下,更優(yōu)選為20nm以下。表面平滑硬質(zhì)層13的厚度為50mm以下時(shí),凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A可以確實(shí)為1μm以下。
另外,從壓縮后的硬質(zhì)層12不易產(chǎn)生缺陷的觀點(diǎn)考慮,表面平滑硬質(zhì)層13優(yōu)選為1nm以上。
這時(shí),表面平滑硬質(zhì)層13由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比第1樹脂高10℃以上的第2樹脂構(gòu)成。通過使表面平滑硬質(zhì)層13由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比第1樹脂高10℃以上的第2樹脂構(gòu)成,在壓縮時(shí)使基材11變形,并且使表面平滑硬質(zhì)層13形成波浪狀彎曲的蛇行變形,可以容易地形成凹凸圖案12a。
在以上說明的凹凸圖案形成片的制造方法中,由于構(gòu)成表面平滑硬質(zhì)層13的第2樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比構(gòu)成基材11的第1樹脂高10℃以上,在第1樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與第2樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度之間的溫度下,表面平滑硬質(zhì)層13的楊氏模量變得比基材11高。因此,在第1樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與第2樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度之間的溫度下進(jìn)行加工時(shí),隨著厚度的增加,表面平滑硬質(zhì)層13也發(fā)生折疊。進(jìn)一步,由于表面平滑硬質(zhì)層13層壓于基材11上,由于壓縮、收縮產(chǎn)生的應(yīng)力均勻地分布于整體。因此,通過本發(fā)明,可以容易地使其蛇行變形,制造凹凸圖案形成片10,可以簡(jiǎn)便并且大面積地制造作為光學(xué)元件的性能優(yōu)異的凹凸圖案形成片10。
并且,通過該制造方法,可以容易地使得凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A變短,并且使得平均深度B變深。具體地,可以容易地使得凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A為1μm以下,在以眾數(shù)間距A為100%時(shí),凹凸圖案12a的底部12b的平均深度B為10%以上。
進(jìn)一步,通過該制造方法,可以容易地使得凹凸圖案12a中各間距A1、A2、A3...和各深度B1、B2、B3...均勻。
第2工序-3 作為制造表面平滑硬質(zhì)層,使用金屬或者金屬化合物進(jìn)行制造時(shí),在第2工序中,通過使加熱收縮性薄膜11a熱收縮,在表面平滑硬質(zhì)層13的與收縮方向垂直的方向上形成波浪狀凹凸圖案12a,得到硬質(zhì)層12。
作為使加熱收縮性薄膜11a加熱收縮時(shí)的加熱方法,可以列舉熱風(fēng)、蒸氣或者在熱水中通過的方法等,其中,從可以使其均勻收縮的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選在熱水中通過的方法。
使加熱收縮性薄膜11a熱收縮時(shí)的加熱溫度優(yōu)選根據(jù)使用的加熱收縮性薄膜的種類和目標(biāo)凹凸圖案12a的間距以及底部12b的深度適宜選擇。
在該制造方法中,表面平滑硬質(zhì)層13的厚度越薄,表面平滑硬質(zhì)層13的楊氏模量越低,則凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A變得越小,基材的變形率越高,則平均深度B變得越深。因此,為了使凹凸圖案12a為規(guī)定的眾數(shù)間距A、平均深度B,需要適宜選擇前述條件。
在以上說明的凹凸圖案形成片的制造方法中,由于由金屬或者金屬化合物構(gòu)成的表面平滑硬質(zhì)層13的楊氏模量遠(yuǎn)大于加熱收縮性薄膜11a,熱壓縮比加熱收縮性薄膜11a硬的表面平滑硬質(zhì)層13時(shí),其在厚度增加的同時(shí),也發(fā)生折疊。進(jìn)一步,由于表面平滑硬質(zhì)層13層壓于加熱收縮性薄膜11a上,加熱收縮性薄膜11a收縮產(chǎn)生的應(yīng)力均勻地分布于整體。因此,通過本發(fā)明,可以使表面平滑硬質(zhì)層13折疊變形,可以簡(jiǎn)便并且大面積地制造用于制造光漫射體的工程片的性能優(yōu)異的凹凸圖案形成片10。
并且,通過該制造方法,可以容易地使得凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A為超過1μm且在20μm以下,使得在以眾數(shù)間距A為100%時(shí),凹凸圖案12a的底部12b的平均深度B為10%以上。
另外,一直以來,作為制造凹凸圖案形成用片的方法,已知有將納米壓印用模具的凹凸圖案按壓在加熱軟化的片狀熱塑性樹脂上后,使其冷卻的熱納米壓印法;在納米壓印用模具的凹凸圖案上被覆上未固化的電離輻射線固化性樹脂組成物后,照射電離輻射線使其固化的光納米壓印法。
熱納米壓印法需要對(duì)模具整體施加均勻的壓力,在熱塑性樹脂上按壓具有凹凸圖案的模具,在這樣的方法中,當(dāng)模具的面積變大時(shí),對(duì)模具施加的壓力變得不均勻,結(jié)果,會(huì)導(dǎo)致凹凸圖案的轉(zhuǎn)印變得不均勻。因此,不適于液晶電視的顯示屏等中所使用的大面積的凹凸圖案形成片的生產(chǎn)。
另外,在光納米壓印法中,由于模具與固化樹脂的脫模性不夠,導(dǎo)致凹凸圖案的轉(zhuǎn)印變得不完全。并且,模具重復(fù)使用的次數(shù)越多,該傾向越明顯。
相對(duì)于這些納米壓印法,上述凹凸圖案形成片的制造方法由于可以省略凹凸圖案的轉(zhuǎn)印,因此可以解決納米壓印法存在的上述問題。
另外,雖然上述實(shí)施方式是在基材的一個(gè)整面設(shè)置硬質(zhì)層,但也可以在基材的一個(gè)面的一部分設(shè)置硬質(zhì)層,可以在基材的兩面的整面都設(shè)置硬質(zhì)層,還可以在基材的兩面的一部分設(shè)置硬質(zhì)層。
3.光漫射體 本發(fā)明的光漫射體具有眾數(shù)間距A為超過1μm且在20μm以下的上述凹凸圖案形成片10。
對(duì)于本發(fā)明的光漫射體,也可以在凹凸圖案形成片10的一個(gè)面或者兩面具有其他的層。例如,在凹凸圖案形成片10的形成有凹凸圖案12a一側(cè)的面上,為了防止該面被污染而含有以氟樹脂或者有機(jī)硅樹脂為主要成分的厚度為1~5nm左右的防污層。
另外,也可以在光漫射體的基材11一側(cè)的面上,具備透明樹脂制或者玻璃制支撐體。
進(jìn)一步,也可以在基材11一側(cè)的面上形成粘接劑層,為了使其具有適宜的功能性,也可以含有色素。
上述具有表面形成有凹凸圖案的凹凸圖案形成片10的本發(fā)明的光漫射體具有充分的光漫射性。
4.光漫射體制造用工序片原版和光漫射體的制造方法 本發(fā)明的光漫射體制造用工序片原版(以下,稱作工序片原版。)具備上述凹凸圖案形成片10,通過以下所示方法,將凹凸圖案12a轉(zhuǎn)印到其他材料,作為可以用于大面積并且大量地制造光漫射體的模具,該光漫射體在表面形成有與該工序片原版同等的眾數(shù)間距和平均深度的凹凸圖案。
工序片原版可以進(jìn)一步具備用于支撐凹凸圖案形成片10的樹脂制或者金屬制支撐體。
作為使用工序片原版制造光漫射體的具體方法,可以列舉例如,下述(a)~(c)的方法。
(a)具有以下工序的方法在工序片原版的形成有凹凸圖案的面上,涂布未固化的電離輻射線固化性樹脂的工序,以及照射電離輻射線,使前述固化性樹脂固化,然后將固化的涂膜從工序片原版剝離的工序。這里,電離輻射線通常是指紫外線或者電子射線,但本發(fā)明也包含可見光線、X射線、離子射線等。
(b)具有以下工序的方法在工序片原版的形成有凹凸圖案的面上,涂布未固化的液狀熱固化性樹脂的工序,以及加熱使得前述液狀熱固化性樹脂固化,然后將固化的涂膜從工序片原版剝離的工序。
(c)具有以下工序的方法使工序片原版的形成有凹凸圖案的面與片狀熱塑性樹脂接觸的工序;和將該片狀熱塑性樹脂按壓于工序片原版,并加熱使其軟化,然后冷卻的工序;以及將該冷卻的片狀熱塑性樹脂從工序片原版剝離的工序。
另外,也可以使用工序片原版制作2次工序用成形物,再使用該2次工序用成形物制造光漫射體。作為2次工序用成形物,可以列舉例如,2次工序片。另外,作為2次工序用成形物,可以列舉將工序片原版卷繞,貼附于圓筒的內(nèi)側(cè),在該圓筒內(nèi)側(cè)插有輥的狀態(tài)下進(jìn)行鍍覆,將輥從圓筒取出,得到鍍覆輥。
作為使用2次工序用成形物的具體方法,可以列舉下述(d)~(f)的方法。
(d)具有以下工序的方法在工序片原版的形成有凹凸圖案的面上,進(jìn)行鎳等金屬鍍覆從而層壓鍍覆層(凹凸圖案轉(zhuǎn)印用材料)的工序;將該鍍覆層從工序片原版剝離從而制作金屬制2次工序用成形物的工序,接著,在2次工序用成形物的與凹凸圖案接觸的一側(cè)的面上,涂布未固化的電離輻射線固化性樹脂的工序;照射電離輻射線使前述固化性樹脂固化,然后將固化后的涂膜從2次工序用成形物剝離的工序。
(e)具有以下工序的方法在工序片原版的形成有凹凸圖案的面上,層壓鍍覆層(凹凸圖案轉(zhuǎn)印用材料)的工序;將該鍍覆層從工序片原版剝離從而制作金屬制2次工序用成形物的工序;以及在該2次工序用成形物的與凹凸圖案接觸的一側(cè)的面上,涂布未固化的液狀熱固化性樹脂的工序;通過加熱使該樹脂固化后,將固化后的涂膜從2次工序用成形物剝離的工序。
(f)具有以下工序的方法在工序片原版的形成有凹凸圖案的面上,層壓鍍覆層(凹凸圖案轉(zhuǎn)印用材料)的工序;將該鍍覆層從工序片原版剝離從而制作金屬制2次工序用成形物的工序;將該2次工序用成形物的與凹凸圖案接觸的一側(cè)的面與片狀熱塑性樹脂接觸的工序;將該片狀熱塑性樹脂按壓于2次工序用成形物上,并加熱使其軟化,然后冷卻的工序;以及將該冷卻的片狀熱塑性樹脂從2次工序用成形物剝離的工序。
對(duì)方法(a)的具體實(shí)例進(jìn)行說明。如圖8所示,首先,在網(wǎng)狀工序片原版110的形成有凹凸圖案112a的面上,通過涂布器120涂布未固化的液狀電離輻射線固化性樹脂112c。接著,使輥130通過涂布有該固化性樹脂的工序片原版110來進(jìn)行按壓,使前述固化性樹脂填充到工序片原版110的凹凸圖案112a的內(nèi)部。之后,通過電離輻射線照射裝置140照射電離輻射線,使固化性樹脂交聯(lián)、固化。然后,將固化后的電離輻射線固化性樹脂從工序片原版110剝離,從而可以制造網(wǎng)狀光漫射體150。
對(duì)于方法(a),以賦予脫模性為目的,可以在涂布未固化的電離輻射線固化性樹脂前,在工序片原版的形成有凹凸圖案的面上設(shè)置由有機(jī)硅樹脂、氟樹脂等構(gòu)成的厚度為1~10nm左右的層。
作為在工序片原版的形成有凹凸圖案的面上涂布未固化的電離輻射線固化性樹脂的涂布器,可以列舉T模頭涂布器、輥涂機(jī)、棒涂器等。
作為未固化的電離輻射線固化性樹脂,可以列舉含有選自下列單體中的1種以上成分的物質(zhì)環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧化油丙烯酸酯、丙烯酸尿烷酯、不飽和聚酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、乙烯/丙烯酸酯、聚烯/丙烯酸酯、有機(jī)硅丙烯酸酯、聚丁二烯、聚苯乙烯基甲基甲基丙烯酸酯等預(yù)聚物、脂肪族丙烯酸酯、脂環(huán)式丙烯酸酯、芳香族丙烯酸酯、含羥基的丙烯酸酯、含烯丙基的丙烯酸酯、含縮水甘油醚基的丙烯酸酯、含羧基的丙烯酸酯、含鹵素的丙烯酸酯等單體。未固化的電離輻射線固化性樹脂優(yōu)選用溶劑等進(jìn)行稀釋。
另外,在未固化的電離輻射線固化性樹脂中也可以添加氟樹脂、有機(jī)硅樹脂等。
通過紫外線對(duì)未固化的電離輻射線固化性樹脂進(jìn)行固化時(shí),優(yōu)選在未固化的電離輻射線固化性樹脂中添加苯乙酮類,二苯甲酮類等光聚合引發(fā)劑。
在涂布未固化的液狀電離輻射線固化性樹脂后,可以貼合由樹脂、玻璃等構(gòu)成的基材后再照射電離輻射線。電離輻射線的照射可以從基材、工序片原版的具有電離輻射線透過性的任意一方進(jìn)行照射。
固化后的電離輻射線固化性樹脂的片的厚度優(yōu)選為0.1~100μm左右。固化后的電離輻射線固化性樹脂的片的厚度為0.1μm以上時(shí),可以確保得到充分的強(qiáng)度,為100μm以下時(shí),可以確保得到充分的撓性。
在上述圖8所示的方法中,工序片原版為網(wǎng)狀,但也可以為薄片。使用薄片時(shí),適于將薄片作為平板狀模具使用的壓印法、將薄片卷附于輥?zhàn)鳛閳A筒狀模具使用的輥壓印法等。另外,也可以在注射成型機(jī)的模具內(nèi)側(cè)配置薄片的工序片原版。
然而,為了大量生產(chǎn)光漫射體,對(duì)于使用這些薄片的方法,需要多次重復(fù)形成凹凸圖案的工序。在電離輻射線固化性樹脂與工序片原版的脫模性低時(shí),多次重復(fù)后,有產(chǎn)生阻塞凹凸圖案、凹凸圖案轉(zhuǎn)印不完全的傾向。
相對(duì)于此,如圖8所示,由于工序片原版為網(wǎng)狀,可以形成大面積的連續(xù)凹凸圖案,即使凹凸圖案形成片的重復(fù)使用次數(shù)少,也可以在短時(shí)間制造所需要量的光漫射體。
在方法(b)、(e)中,作為液狀熱固化性樹脂,可以列舉例如,未固化的三聚氰胺樹脂、聚氨酯樹脂,環(huán)氧樹脂等。
另外,方法(b)中的固化溫度優(yōu)選低于工序片原版的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。因?yàn)楣袒瘻囟葹楣ば蚱娴牟AЩD(zhuǎn)變溫度以上時(shí),固化時(shí)工序片原版的凹凸圖案有可能變形。
作為方法(c)、(f)中的熱塑性樹脂,可以列舉例如丙烯酸類樹脂、聚烯烴、聚酯等。
將片狀熱塑性樹脂按壓于2次工序用成形物時(shí)的壓力優(yōu)選為1~100MPa。按壓時(shí)的壓力為1MPa以上時(shí),可以高精度地轉(zhuǎn)印凹凸圖案,為100MPa以下時(shí),可以防止過度加壓。
另外,方法(c)中,熱塑性樹脂的加熱溫度優(yōu)選低于工序片原版的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。加熱溫度為工序片原版的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上時(shí),加熱時(shí)工序片原版的凹凸圖案有可能變形。
從可以高精度地轉(zhuǎn)印凹凸圖案的觀點(diǎn)考慮,加熱后的冷卻溫度優(yōu)選為低于熱塑性樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
在方法(a)~(c)中,從可以防止工序片原版的凹凸圖案變形的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選可以省略加熱,使用電離輻射線固化性樹脂的方法(a)。
在方法(d)~(f)中,金屬制2次工序用成形物的厚度優(yōu)選為50~500μm左右。金屬制2次工序用成形物的厚度為50μm以上時(shí),2次工序用成形物具有足夠的強(qiáng)度,為500μm以下時(shí),可以確保得到足夠的撓性。
在方法(d)~(f)中,由于使用了熱引起的變形較小的金屬制片作為工序片,作為凹凸圖案形成片用的材料,可以使用電離輻射線固化性樹脂、熱固化性樹脂、熱塑性樹脂的任意一種。
在方法(a)~(f)中,將制得的凹凸圖案形成片作為光漫射體使用時(shí),以進(jìn)一步提高光漫射效果為目的,可以含有由前述無機(jī)化合物構(gòu)成的光漫射劑、由有機(jī)化合物構(gòu)成的有機(jī)光漫射劑、或者微細(xì)氣泡。
另外,在(d)~(f)中,雖然將工序片原版的凹凸圖案轉(zhuǎn)印到金屬上得到了2次工序用成形物,但是,也可以轉(zhuǎn)印到樹脂而得到2次工序用成形物。這時(shí),作為可以使用的樹脂,可以列舉例如聚碳酸酯、聚縮醛、聚砜、方法(a)中所使用的電離輻射線固化性樹脂等。使用電離輻射線固化性樹脂時(shí),與方法(a)一樣,依次進(jìn)行電離輻射線固化性樹脂的涂布、固化、剝離,得到2次工序用成形物。
也可以在上述這樣得到的光漫射體的形成有凹凸圖案的面相反一側(cè)的面設(shè)置粘接劑層。另外,也可以在形成有凹凸圖案的面相反一側(cè)的面,進(jìn)一步形成凹凸圖案。
另外,也可以不剝離用作工序片原版的凹凸圖案形成片或者2次工序用成形物而將其作為保護(hù)層使用,可以在使用光漫射體之前立即剝離保護(hù)層。
由于通過上述制造方法制得的光漫射體,形成有與上述凹凸圖案形成片10相同的凹凸圖案,因而凹凸的取向分散,漫射的各向異性優(yōu)異。
對(duì)于光漫射體,也可以在凹凸圖案形成片的一個(gè)面或者兩面設(shè)置其他的層。例如,可以在凹凸圖案形成片的,形成有凹凸圖案一側(cè)的面上,為了防止該面被污染而設(shè)置含有以氟樹脂或者有機(jī)硅樹脂為主要成分的厚度為1~5nm左右的防污層。
另外,也可以在光漫射體的未形成凹凸圖案一側(cè)的面,設(shè)置透明樹脂制或者玻璃制支撐體。
5.光學(xué)片 5-1.第1實(shí)施方式 對(duì)本發(fā)明的光學(xué)片的第1實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖13示出了本實(shí)施方式的光學(xué)片。另外,為了易于說明,將圖13的凹凸區(qū)域212放大,并且,稀疏地表示該配置。
本實(shí)施方式的光學(xué)片210a被作為在長(zhǎng)度方向的一端α配置有光源330的光漫射片使用,在平坦的一面11上,點(diǎn)狀分散配置有外形為橢圓形狀的凹凸區(qū)域212的圖案,其沿著光學(xué)片210a的長(zhǎng)度方向從一端α到另一端β逐漸變密。另外,在本發(fā)明中,平坦是指JIS BO601記載的中心線平均粗糙度為0.1μm以下。另外,凹凸區(qū)域是指JIS BO601記載的中心線平均粗糙度為超過0.1μm、特別是超過0.5μm以上。
·凹凸區(qū)域 凹凸區(qū)域12是具有凹凸圖案的區(qū)域。在本實(shí)施方式中,如圖1所示,在凹凸區(qū)域12的表面形成有蛇行的波浪狀凹凸圖案12a。
對(duì)于用于光漫射片的本實(shí)施方式的光學(xué)片210a,其凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A優(yōu)選為超過1μm且在20μm以下,更優(yōu)選為超過1μm且在10μm以下。眾數(shù)間距A低于1μm時(shí),為可見光的波長(zhǎng)以下,可見光在凹凸圖案12a不發(fā)生折射而透過光,超過前述上限值時(shí),漫射的各向異性變低,有容易產(chǎn)生亮度不平衡的傾向。
相對(duì)于凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A的凹凸圖案的平均深度B的比(B/A,以下,稱為長(zhǎng)寬比。)優(yōu)選為0.1~3.0。長(zhǎng)寬比低于0.1時(shí),不能得到目標(biāo)光學(xué)特性。相反地,長(zhǎng)寬比大于3.0時(shí),在光學(xué)片210a的制造中,有難以形成凹凸圖案12a的傾向。
這里,平均深度B是指,凹凸圖案12a的底部12b的平均深度。
另外,底部12b是凹凸圖案12a的凹部的最低點(diǎn),平均深度B是如下值觀察沿短軸方向?qū)纪箙^(qū)域12切斷后的截面(參照?qǐng)D2)時(shí),從與光學(xué)片10a整面方向平行的基準(zhǔn)線L1到各凸部頂部的長(zhǎng)度B1、B2、B3...的平均值(BAV),與從基準(zhǔn)線L1到各凹部的底部的長(zhǎng)度b1、b2、b3...的平均值(bAV)之差(bAV-BAV)。
作為測(cè)定平均深度B的方法,采用通過原子力顯微鏡照相得到的凹凸圖案12a的截面的圖像來測(cè)定各底部12b的深度,求得它們的平均值的方法等。
如本實(shí)施方式這樣,凹凸圖案12a沿著一個(gè)方向的蛇行是指,通過下述方法求得的凹凸圖案的取向度為0.3以上。該取向度是凹凸圖案的取向的分散的指標(biāo),該值越大,表示取向越分散。
上述取向度低于0.3時(shí),由于凹凸圖案12a的取向的分散變小,因此光的漫射性變小。
另外,取向度優(yōu)選為1.0以下。取向度超過1.0時(shí),由于凹凸圖案12a的方向在一定程度上變得無序,雖然光漫射性變高,但各向異性有變低的傾向。
為了使取向度為0.3以上,例如,在后述的制造中,可以適宜選擇加熱收縮性薄膜和凹凸區(qū)域形成用凸部。
另外,也可以使用在一個(gè)表面上形成有取向度為0.3以上的凹凸圖案的模具來成形透明樹脂的方法。
相對(duì)于光學(xué)片210a的一個(gè)面的面積,凹凸區(qū)域212的面積的比例,雖然根據(jù)目標(biāo)光漫射性而不同,但優(yōu)選為30~100%。凹凸區(qū)域212的面積比例為30%以上時(shí),可以發(fā)揮充分的光漫射性。
·光學(xué)片的構(gòu)成材料 光學(xué)片210a由對(duì)可見光的透射率高(具體來說,可見光的全光線透射率為85%以上)的透明樹脂構(gòu)成。
另外,以提高耐熱性、耐光性為目的,在不會(huì)對(duì)光透射率等光學(xué)特性造成損害的范圍內(nèi),可以在光學(xué)片10a中含有添加劑。作為添加劑可以列舉光穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、潤滑劑、光漫射劑等。其中,優(yōu)選添加光穩(wěn)定劑,相對(duì)于100質(zhì)量份透明樹脂,其添加量?jī)?yōu)選為0.03~2.0質(zhì)量份。光穩(wěn)定劑的添加量為0.03質(zhì)量份以上時(shí),可以充分發(fā)揮其添加效果,但超過2.0質(zhì)量份時(shí),變得過量,導(dǎo)致不必要的成本增加。
另外,以進(jìn)一步提高光漫射效果為目的,在不會(huì)對(duì)光透射率等光學(xué)特性造成損害的范圍內(nèi),可以在光學(xué)片210a中含有由無機(jī)化合物構(gòu)成的無機(jī)光漫射劑、由有機(jī)化合物構(gòu)成的有機(jī)光漫射劑。
作為無機(jī)光漫射劑,可以列舉二氧化硅、白炭黑、滑石、氧化鎂、氧化鋅、氧化鈦、碳酸鈣、氫氧化鋁、硫酸鋇、硅酸鈣、硅酸鎂、硅酸鋁、硅酸鋁鈉、硅酸鋅、玻璃、云母等。
作為有機(jī)光漫射劑,可以列舉苯乙烯系聚合顆粒、丙烯酸系聚合顆粒、硅氧烷系聚合顆粒、聚酰胺系聚合顆粒等。這些光漫射劑可以分別單獨(dú)使用或者組合2種以上使用。
另外,為了得到優(yōu)異的光漫射特性,這些光漫射劑可以為花瓣?duì)罨蛘咔蚓畹榷嗫捉Y(jié)構(gòu)。
從不易損害透光性的觀點(diǎn)考慮,相對(duì)于100質(zhì)量份透明樹脂,光漫射劑的含量?jī)?yōu)選為10質(zhì)量份以下。
進(jìn)一步,以進(jìn)一步提高光漫射效果為目的,不會(huì)對(duì)透光性等光學(xué)特性有大的損害的范圍內(nèi),可以在光學(xué)片210a中含有微細(xì)氣泡。由于微細(xì)氣泡對(duì)光的吸收少,因此難以引起光透射率降低。
作為微細(xì)氣泡的形成方法,可以適用在光學(xué)片210a中混入發(fā)泡劑的方法(例如,日本特開平5-212811號(hào)公報(bào),日本特開平6-107842號(hào)公報(bào)所公開的方法)、對(duì)丙烯酸系發(fā)泡樹脂進(jìn)發(fā)泡處理,使其含有微細(xì)氣泡的方法(例如,日本特開2004-2812號(hào)公報(bào)所公開的方法)等。進(jìn)一步,從可以進(jìn)行更均勻的面照射考慮,優(yōu)選使微細(xì)氣泡在特定的位置不均勻地發(fā)泡的方法(例如,日本特開2006-124499號(hào)公報(bào)所公開的方法)。
另外,可以將前述光漫射劑和微細(xì)發(fā)泡組合使用。
·光學(xué)片的厚度 光學(xué)片10a的厚度優(yōu)選為0.02~3.0mm、更優(yōu)選為0.05~2.5mm、特別優(yōu)選為0.1~2.0mm。光學(xué)片10a的厚度低于0.02mm時(shí),因?yàn)槠浔劝纪箞D案12a的深度還小,所以不合適,比3.0mm厚時(shí),由于光學(xué)片10a的質(zhì)量變大,有不易進(jìn)行處理的傾向。
光學(xué)片210a也可以由2層以上的樹脂層構(gòu)成。光學(xué)片10a由2層以上的層構(gòu)成時(shí),光學(xué)片210a的厚度也優(yōu)選為0.02~3.0mm。
·使用方法 上述光學(xué)片210a,可以作為光漫射片使用。具體來說,使光學(xué)片210a的一端α與光源330相鄰來使用。通過在光學(xué)片210a的一端α配置光源330,可以使光在光學(xué)片210a內(nèi)傳播。另外,可以使在光學(xué)片210a內(nèi)傳播的光在凹凸區(qū)域212被漫射,然后從形成有凹凸區(qū)域212一側(cè)的面出射。進(jìn)一步,由于凹凸區(qū)域212是從一端α到另一端β依次變密的圖案被配置的,可以使在另一端β出射的光的出射量較多。通常,離光源330越遠(yuǎn),在光學(xué)片210a內(nèi)傳播的光的強(qiáng)度變得越弱,但由于越接近另一端β,光的出射量變得越多,可以使從光學(xué)片210a出射的光的強(qiáng)度均勻。
使用光學(xué)片120a時(shí),為了提高光源330的光利用效率,優(yōu)選在沒有凹凸區(qū)域212的面設(shè)置反射板。
以上說明的第1實(shí)施方式的光學(xué)片210a通過在凹凸區(qū)域212的表面形成的凹凸圖案12a而發(fā)揮光漫射性。另外,配置凹凸區(qū)域212,使得沿光學(xué)片210a的長(zhǎng)度方向的另一端β一側(cè)的圖案變密,從而使得在長(zhǎng)度方向的另一端β一側(cè)的光漫射性變高。這樣,可以通過調(diào)整凹凸區(qū)域212之間的間隔來調(diào)整光學(xué)片210a的光漫射性,容易在期望的位置得到期望的光漫射性。
·制造方法 對(duì)制造光學(xué)片210a的方法的例子進(jìn)行說明。
(第1制造方法) 第1制造方法是使用加熱收縮性薄膜制造光學(xué)片210a的方法。
即,第1制造方法是制造構(gòu)成光學(xué)片210a的凹凸圖案形成片的方法,其具備以下工序在加熱收縮性薄膜的一個(gè)面上,印刷表面平滑的樹脂制凹凸區(qū)域形成用凸部從而形成印刷片的工序(以下,稱為第1工序。);使加熱收縮性薄膜加熱收縮從而使得印刷片的至少凹凸區(qū)域形成用凸部折疊變形的工序(以下,稱為第2工序。)。
·第1工序 如圖14和圖15所示,在第1工序中,作為在加熱收縮性薄膜13的一個(gè)面上印刷凹凸區(qū)域形成用凸部14的方法,可以適用例如絲網(wǎng)印刷、凹版印刷、平版膠印、噴墨印刷等。
作為加熱收縮性薄膜13,可以使用例如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯系收縮薄膜、聚苯乙烯系收縮薄膜、聚烯烴系收縮薄膜、聚氯乙烯系收縮薄膜等。
在加熱收縮性薄膜213中,優(yōu)選收縮50~70%的膜。使用收縮50~70%的收縮薄膜時(shí),變形率可以為50%以上,可以容易地制造凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A為超過1μm且在20μm以下且長(zhǎng)寬比為0.1以上的凹凸圖案形成片。
這里,變形率是指,(變形前長(zhǎng)度-變形后長(zhǎng)度)/(變形前長(zhǎng)度)×100(%)?;蛘咧福?變形后長(zhǎng)度)/(變形前長(zhǎng)度)×100(%)。
從易于形成蛇行波浪狀凹凸圖案12a考慮,凹凸區(qū)域形成用凸部214由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比構(gòu)成加熱收縮性薄膜213的樹脂(第1樹脂)高10℃以上的樹脂(第2樹脂)構(gòu)成。
作為第2樹脂,可以使用例如聚乙烯醇、聚苯乙烯、丙烯酸類樹脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚醚砜、氟樹脂等。
從容易形成期望的凹凸圖案12a考慮,在凹凸區(qū)域形成用凸部214的表面,JIS BO601中所述的中心線平均粗糙度為0.1μm以下。
另外,凹凸區(qū)域形成用凸部214的厚度優(yōu)選為0.05~5.0μm,更優(yōu)選為0.1~1.0μm。凹凸區(qū)域形成用凸部214的厚度為前述范圍時(shí),凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A可以確實(shí)為超過1μm且在20μm以下。并且,凹凸區(qū)域形成用凸部214的厚度低于0.05μm時(shí),眾數(shù)間距A為1μm以下,超過5.0μm時(shí),眾數(shù)間距A超過20μm。
進(jìn)一步,凹凸區(qū)域形成用凸部214的厚度也可以不為一定值,例如,可以沿著一個(gè)方向連續(xù)變厚、也可以變薄。
另外,從更容易形成蛇行波浪狀凹凸圖案12a考慮,凹凸區(qū)域形成用凸部214的楊氏模量?jī)?yōu)選為0.01~300GPa,更優(yōu)選為0.1~10GPa。
第2工序 在第2工序中,通過使加熱收縮性薄膜213熱收縮,在凹凸區(qū)域形成用凸部214的與收縮方向垂直的方向上形成波浪狀凹凸圖案12a,得到凹凸區(qū)域212(參照?qǐng)D16)。
作為使加熱收縮性薄膜213加熱收縮時(shí)的加熱方法,可以列舉在熱風(fēng)、蒸氣或者在熱水中通過的方法等,其中,從可以使其均勻收縮的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選在熱水中通過的方法。
在該制造方法中,凹凸區(qū)域形成用凸部214的厚度越薄,凹凸區(qū)域形成用凸部214的楊氏模量越低,則凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A變得越小,加熱收縮性薄膜的變形率越高,則平均深度B變得越深。
在上述第1制造方法中,在第1樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與第2樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度之間的溫度下,凹凸區(qū)域形成用凸部214的楊氏模量變得比加熱收縮性薄膜213高。因此,在第1樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與第2樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度之間的溫度下進(jìn)行加工時(shí),凹凸區(qū)域形成用凸部214比厚度增加更多地進(jìn)行折疊。進(jìn)一步,由于凹凸區(qū)域形成用凸部214層壓于加熱收縮性薄膜213上,因此,由于加熱收縮性薄膜213的收縮產(chǎn)生的應(yīng)力均勻地分布于整體。因此,通過使加熱收縮性薄膜213收縮,使得凹凸區(qū)域形成用凸部214折疊變形,可以形成凹凸區(qū)域212。因此,通過上述制造方法,可以得到構(gòu)成光學(xué)片210a的凹凸圖案形成片。
上述這樣得到的凹凸圖案形成片可以直接作為光學(xué)片210a使用。這時(shí),通過加熱收縮性薄膜213和凹凸區(qū)域形成用凸部214形成了光學(xué)片210a。
(第2制造方法) 第2制造方法是將第1制造方法得到的凹凸圖案形成片作為工序片原版,制造光學(xué)片210a的方法。
工序片原版也可以是薄片狀,還可以是連續(xù)片狀的網(wǎng)狀。
作為第2制造方法的具體方法,可以列舉例如,下述(a)~(c)的方法。
(a)具有以下工序的方法在工序片原版的形成有凹凸區(qū)域的面上,涂布未固化的電離輻射線固化性樹脂的工序;以及照射電離輻射線,使前述固化性樹脂固化,然后將固化的涂膜從工序片原版剝離的工序。這里,電離輻射線一般是指紫外線或者電子射線,但本發(fā)明也包含可見光線,X射線,離子射線等。
(b)具有以下工序的方法在工序片原版的形成有凹凸區(qū)域的面上,涂布未固化的液狀熱固化性樹脂的工序;以及加熱使得前述液狀熱固化性樹脂固化,然后將固化的涂膜從工序片原版剝離的工序。
(c)具有以下工序的方法使工序片原版的形成有凹凸區(qū)域的面與片狀透明熱塑性樹脂接觸的工序;將該片狀透明熱塑性樹脂按壓于工序片原版,并加熱使其軟化,然后冷卻的工序;以及將該冷卻的片狀透明熱塑性樹脂從工序片原版剝離的工序。
另外,可以使用工序片原版制作2次工序用成形物,再使用該2次工序用成形物制造光學(xué)片10a。作為使用2次工序用成形物的具體方法,可以列舉下述(d)~(f)的方法。
(d)具有以下工序的方法在工序片原版的形成有凹凸區(qū)域的面上,進(jìn)行鎳等金屬鍍覆從而層壓鍍覆層的工序;將鍍覆層從工序片原版剝離從而制作金屬制2次工序用成形物的工序;接著,在2次工序用成形物的與凹凸區(qū)域接觸一側(cè)的面上,涂布未固化的電離輻射線固化性樹脂的工序;以及照射電離輻射線使前述固化性樹脂固化,然后將固化的涂膜從2次工序用成形物剝離的工序。
(e)具有以下工序的方法在工序片原版的形成有凹凸區(qū)域的面上層壓鍍覆層的工序;將該鍍覆層從工序片原版剝離從而制作金屬制2次工序用成形物的工序;在該2次工序用成形物的與凹凸區(qū)域接觸一側(cè)的面上,涂布未固化的液狀熱固化性樹脂的工序;以及通過加熱使該樹脂固化,然后將固化的涂膜從2次工序用成形物剝離的工序。
(f)具有以下工序的方法在工序片原版的形成有凹凸區(qū)域的面上層壓鍍覆層的工序;將該鍍覆層從工序片原版剝離從而制作金屬制2次工序用成形物的工序;將該2次工序用成形物的與凹凸區(qū)域接觸一側(cè)的面與片狀透明熱塑性樹脂接觸的工序;將該片狀透明熱塑性樹脂按壓于2次工序用成形物,并加熱使其軟化,然后冷卻的工序;以及將該冷卻的片狀透明熱塑性樹脂從2次工序用成形物剝離的工序。
對(duì)方法(a)的具體實(shí)例進(jìn)行說明。如圖8所示,首先,在工序片原版110的形成有網(wǎng)狀凹凸區(qū)域112a的面上,通過涂布器120涂布未固化的液狀電離輻射線固化性樹脂112c。接著,使輥130通過涂布有該固化性樹脂的工序片原版110來進(jìn)行按壓,使前述固化性樹脂填充到工序片原版110的凹凸圖案112a的內(nèi)部。之后,通過電離輻射線照射裝置140照射電離輻射線,使固化性樹脂交聯(lián)、固化。然后,將固化后的電離輻射線固化性樹脂從工序片原版110剝離,可以制造網(wǎng)狀光學(xué)片210a。
對(duì)于方法(a),以賦予脫模性為目的,可以在涂布未固化的電離輻射線固化性樹脂前,在工序片原版的形成有凹凸區(qū)域的面上設(shè)置由有機(jī)硅樹脂、氟樹脂等構(gòu)成的厚度為1~10nm程度的層。
作為在工序片原版的形成有凹凸區(qū)域的面上涂布未固化的電離輻射線固化性樹脂的涂布器,可以列舉T模頭涂布器、輥涂機(jī)、棒涂器等。
作為未固化的電離輻射線固化性樹脂可以列舉含有選自下列單體中的1種以上成分的物質(zhì)環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧化油丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、不飽和聚酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、乙烯/丙烯酸酯、聚烯/丙烯酸酯、有機(jī)硅丙烯酸酯、聚丁二烯、聚苯乙烯基甲基甲基丙烯酸酯等預(yù)聚物、脂肪族丙烯酸酯、脂環(huán)式丙烯酸酯、芳香族丙烯酸酯、含羥基的丙烯酸酯、含烯丙基的丙烯酸酯、含縮水甘油醚基的丙烯酸酯、含羧基的丙烯酸酯、含鹵素的丙烯酸酯等單體。未固化的電離輻射線固化性樹脂優(yōu)選用溶劑等進(jìn)行稀釋。
另外,未固化的電離輻射線固化性樹脂也可以添加氟樹脂、有機(jī)硅樹脂等。
通過紫外線對(duì)未固化的電離輻射線固化性樹脂進(jìn)行固化時(shí),優(yōu)選在未固化的電離輻射線固化性樹脂中添加苯乙酮類,二苯甲酮類等的光聚合引發(fā)劑。
作為(d)的具體方法,除了將方法(a)中的工序片原版變?yōu)槭褂迷摴ば蚱嬷谱鞯?次工序用成形物以外,與上述方法(a)一樣。
作為方法(b)、(e)中的液狀熱固化性樹脂,可以列舉例如未固化的,三聚氰胺樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂等。
另外,方法(b)中的固化溫度優(yōu)選低于工序片原版的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。因?yàn)楣袒瘻囟葹楣ば蚱娴牟AЩD(zhuǎn)變溫度以上時(shí),固化時(shí)工序片原版的凹凸圖案有可能變形。
作為方法(c)、(f)中的透明熱塑性樹脂,可以列舉例如,苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、環(huán)烯烴聚合物(COP)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、PET-G、聚醚砜(PES)、聚氯乙烯(PVC)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)等樹脂等。其中,從成形加工的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選MS、PMMA、PS、COP、PC,從吸濕性和成本的觀點(diǎn)考慮,更優(yōu)選為苯乙烯含有率為30~90質(zhì)量%的MS。
這些透明熱塑性樹脂可以為單層或者多層結(jié)構(gòu)。例如,可以使用在PS層的兩面都設(shè)有PMMA層的3層結(jié)構(gòu)的透明熱塑性樹脂等。
進(jìn)一步,也可以使用在前述透明熱塑性樹脂的表面設(shè)有高折射率樹脂的樹脂。作為高折射率的樹脂,可以列舉例如芴系環(huán)氧化合物、芴系丙烯酸酯化合物、芴系聚酯(OKP)、聚甲基苯基硅烷(PMPS)、聚二苯基硅烷(PDPS)等。
在方法(c)中,將片狀熱塑性樹脂按壓于工序片原版時(shí)的壓力以及在方法(f)中,將片狀熱塑性樹脂按壓于2次工序用成形物時(shí)的壓力均優(yōu)選為1~100MPa。按壓時(shí)的壓力為1MPa以上時(shí),可以高精度地轉(zhuǎn)印凹凸圖案,為100MPa以下時(shí),可以防止過度加壓。
另外,方法(c)中,熱塑性樹脂的加熱溫度優(yōu)選低于工序片原版的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。加熱溫度為工序片原版的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上時(shí),加熱時(shí)工序片原版的凹凸圖案有可能變形。
從可以高精度地轉(zhuǎn)印凹凸圖案考慮,加熱后的冷卻溫度優(yōu)選為低于熱塑性樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
(第3制造方法) 第3制造方法是將樹脂制的層的表面設(shè)置有金屬制或者金屬化合物制凹凸區(qū)域的凹凸圖案形成片作為工序片原版來制造光學(xué)片210a的方法。
設(shè)置有金屬制或者金屬化合物制凹凸區(qū)域的凹凸圖案形成片,除了用金屬制或者金屬化合物制凹凸區(qū)域形成用凸部代替樹脂制凹凸區(qū)域形成用凸部,用蒸鍍代替印刷形成凹凸區(qū)域形成用凸部以外,可以通過與第1制造相同的方法得到。
即,設(shè)置有金屬制或者金屬化合物制凹凸區(qū)域的凹凸圖案形成片的制造方法具有以下工序在加熱收縮性薄膜的一個(gè)面真空蒸鍍金屬制或者金屬化合物制凹凸區(qū)域形成用凸部從而形成蒸鍍片的工序以及使加熱收縮性薄膜加熱收縮從而使蒸鍍片的至少凹凸區(qū)域形成用凸部折疊變形的工序。
在該凹凸圖案形成片的制造方法中,由于金屬制或者金屬化合物制的凹凸區(qū)域形成用凸部的楊氏模量遠(yuǎn)大于加熱收縮性薄膜的楊氏模量,在熱壓縮時(shí),其比厚度增加更多地進(jìn)行折疊。結(jié)果,可以得到設(shè)置有凹凸區(qū)域的凹凸圖案形成片。另外,該凹凸圖案形成片的凹凸區(qū)域與光學(xué)片210a一樣。
從更容易地形成凹凸圖案12a考慮,作為第3制造方法中構(gòu)成凹凸區(qū)域形成用凸部的金屬,優(yōu)選為選自由金、鋁、銀、碳、銅、鍺、銦、鎂、鈮、鈀、鉛、鉑、硅、錫、鈦、釩、鋅、鉍所組成的組中的至少1種金屬。這里所說的金屬,也包括半金屬。
由于同樣的理由,作為金屬化合物,優(yōu)選為選自由氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氧化錫、氧化銅、氧化銦、氧化鎘、氧化鉛、氧化硅、氟化鋇、氟化鈣、氟化鎂、硫化鋅、砷化鎵所組成的組中的至少1種金屬化合物。
從容易形成期望的凹凸圖案12a考慮,在凹凸區(qū)域形成用凸部的表面,JIS BO601中記載的中心線平均粗糙度為0.1μm以下。
金屬制或者金屬化合物制凹凸區(qū)域形成用凸部的厚度優(yōu)選為0.01~0.2μm,更優(yōu)選為0.05~0.1μm。凹凸區(qū)域形成用凸部的厚度為前述范圍時(shí),凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A,可以確實(shí)為超過1μm且在20μm以下。然而,凹凸區(qū)域形成用凸部的厚度低于0.01μm時(shí),眾數(shù)間距A變?yōu)?μm以下,為超過0.2μm時(shí),眾數(shù)間距A超過20μm。
進(jìn)一步,凹凸區(qū)域形成用凸部的厚度也可以不為一定值,例如,可以沿著一個(gè)方向連續(xù)變厚、也可以變薄。
在加熱收縮性薄膜上蒸鍍金屬或者金屬化合物制凹凸區(qū)域形成用凸部時(shí),可以在加熱收縮性薄膜的表面上,放上以與將要形成的凹凸區(qū)域形成用凸部相同的圖案開口的掩模。
作為使加熱收縮性薄膜加熱收縮時(shí)的加熱方法,可以列舉在熱風(fēng)、蒸氣或者熱水中通過的方法等,其中,從可以使其均勻收縮考慮,優(yōu)選在熱水中通過的方法。
作為第3制造方法的具體方法,可以列舉在將第2制造方法的方法(a)~(f)中所使用的作為工序片原版用金屬制或者金屬化合物制的設(shè)置有凹凸區(qū)域的凹凸圖案形成片來代替第2樹脂制的設(shè)置有凹凸區(qū)域的凹凸圖案形成片的方法。
(第4制造方法) 第4制造方法是,使用具備模具、加熱冷卻該模具的加熱冷卻單元以及對(duì)該模具加壓的加壓?jiǎn)卧某尚窝b置,由未成形的透明熱塑性樹脂來制造光學(xué)片10a的方法。作為第4制造方法使用的透明熱塑性樹脂,可以列舉使用與第2制造方法所使用的透明熱塑性樹脂相同的樹脂。
具體地,在第4制造方法中,首先,在模具內(nèi)填充透明熱塑性樹脂的小球或者粉體,通過加熱冷卻單元對(duì)模具加熱,并且通過加壓?jiǎn)卧獙?duì)模具內(nèi)加壓。接著,通過加熱冷卻單元使模具內(nèi)冷卻,停止加壓,得到光學(xué)片210a。
該制造方法中,作為模具,使用在光學(xué)片210a的與出射面接觸的面上形成有蛇行波浪狀凹凸圖案的模具。例如,作為模具,可以使用第1~第3制造方法中的在一個(gè)面上附加有凹凸圖案形成片的模具、通過激光照射等在一個(gè)面形成了蛇行波浪狀凹凸圖案的模具。
作為第4制造方法的成形方法,可以適用例如,壓制成形法、注射成形法。
通過上述第1~第4制造方法得到的光學(xué)片210a可以直接使用,也可以通過粘接劑貼合于透明樹脂制或者玻璃制增強(qiáng)用基板上作為最終的光學(xué)片使用。
以上說明的光學(xué)片210a的制造方法,可以容易在平坦的一面上,配置凹凸區(qū)域212使其沿著光學(xué)片210a的長(zhǎng)度方向的另一端β側(cè)圖案逐漸變密。因此,可以容易地得到長(zhǎng)度方向的另一端β側(cè)的光漫射性高的光學(xué)片210a。
5-2.第2實(shí)施方式 對(duì)本發(fā)明的光學(xué)片的第2實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖17示出了本實(shí)施方式的光學(xué)片。另外,為了易于說明,在圖17中,將凹凸區(qū)域215放大,并且,稀疏地表示該配置。
本實(shí)施方式的光學(xué)片210b被作為在長(zhǎng)度方向的一端α配置有光源330的光漫射片使用,在平坦的一面211上分散配置有沿著光學(xué)片210b的寬度方向形成帶狀凹凸區(qū)域215,使其沿著光學(xué)片210b的長(zhǎng)度方向從一端α到另一端β圖案逐漸變密。
與第1實(shí)施方式的光學(xué)片210a一樣,通過配置這樣的凹凸區(qū)域215,可以使得光學(xué)片210b的另一端β側(cè)的光漫射性高。
第2實(shí)施方式的凹凸區(qū)域215的凹凸圖案與第1實(shí)施方式的凹凸區(qū)域12的凹凸圖案12a相同。相對(duì)于光學(xué)片210b的一個(gè)面的面積的凹凸區(qū)域215的面積比例也與第1實(shí)施方式的面積比例相同。
第2實(shí)施方式的光學(xué)片210b可以通過與第1實(shí)施方式的光學(xué)片210a的制造方法相同的制造方法來制造。
5-3.第3實(shí)施方式 對(duì)本發(fā)明的光學(xué)片的第3實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖18示出了本實(shí)施方式的光學(xué)片。另外,為了易于說明,在圖18中,也將凹凸區(qū)域216放大,并且,稀疏地表示該配置。
本實(shí)施方式的光學(xué)片210c被作為在長(zhǎng)度方向的一端α配置有光源330的光漫射片使用,在平坦的一面211上,分散配置有網(wǎng)狀凹凸區(qū)域216,其由沿著光學(xué)片210c長(zhǎng)度方向的帶狀部分216a和沿著寬度方向的帶狀部分216b構(gòu)成。凹凸區(qū)域216的沿著光學(xué)片210c寬度方向的部分216b,被沿著光學(xué)片210c的長(zhǎng)度方向從一端α到另一端β逐漸變密地配置。
第3實(shí)施方式的凹凸區(qū)域216的凹凸圖案與第1實(shí)施方式的凹凸區(qū)域212的凹凸圖案12a相同。相對(duì)于光學(xué)片210c的一個(gè)面的面積的凹凸區(qū)域216的面積比例,也與第1實(shí)施方式的面積比例相同。
第3實(shí)施方式的光學(xué)片210c可以通過與第1實(shí)施方式的光學(xué)片210a的制造方法相同的制造方法來制造。
5-4.第4實(shí)施方式 對(duì)本發(fā)明的光學(xué)片的第4實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖19示出了本實(shí)施方式的光學(xué)片。另外,為了易于說明,在圖19中,將凹凸區(qū)域217放大,并且,稀疏地表示該配置。
本實(shí)施方式的光學(xué)片210d被作為在未形成有凹凸區(qū)域217側(cè)的面C配置有線狀光源330的光漫射片使用。另外,在該光學(xué)片210d的平坦的一面211上,離光源330越近,橢圓形狀的凹凸區(qū)域217被越密地分散配置。
在本實(shí)施方式中,從光源330發(fā)出的光不均勻地入射到光學(xué)片210d,但由于越強(qiáng)的光到達(dá)的部分,凹凸區(qū)域217被越密地配置,可以使光被漫射并出射。因此,可以使從光學(xué)片210d出射的光的強(qiáng)度均勻化。
第4實(shí)施方式的凹凸區(qū)域217的凹凸圖案,與第1實(shí)施方式的凹凸區(qū)域212的凹凸圖案12a相同。相對(duì)于光學(xué)片210d的一個(gè)面的面積的凹凸區(qū)域217的面積比例也與第1實(shí)施方式的面積比例相同。
第4實(shí)施方式的光學(xué)片210d,可以通過與第1實(shí)施方式的光學(xué)片210a的制造方法相同的制造方法來制造。
5-5.其他實(shí)施方式 另外,本發(fā)明的光學(xué)片不受上述實(shí)施方式的限制。
例如,對(duì)于上述第1實(shí)施方式、第4實(shí)施方式,凹凸區(qū)域的外形為橢圓形狀,但也可以為圓形、矩形等。
另外,對(duì)于本發(fā)明的光學(xué)片,凹凸區(qū)域也可以無規(guī)地形成。
另外,凹凸區(qū)域的凹凸圖案也可以不為蛇行,為直線也可以。
另外,也可以在光學(xué)片的兩面形成凹凸區(qū)域。
另外,也可以用增強(qiáng)用基材來增強(qiáng)光學(xué)片。
6.漫射導(dǎo)光體 對(duì)本發(fā)明的漫射導(dǎo)光體的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖1示出了本實(shí)施方式的漫射導(dǎo)光體。本實(shí)施方式的漫射導(dǎo)光體10是由在一面形成有蛇行波浪狀凹凸圖案12a的透明樹脂層11構(gòu)成的。本實(shí)施方式的透明樹脂層11的其它面(里面)為未形成凹凸圖案的平滑的面。
凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A為超過1μm且在20μm以下,優(yōu)選為超過1μm且在10μm以下。眾數(shù)間距A低于1μm時(shí),為可見光的波長(zhǎng)以下,可見光在凹凸處不發(fā)生折射而透過光,超過20μm時(shí),漫射的各向異性變低,容易產(chǎn)生亮度不均勻。
相對(duì)于凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A的凹凸的平均深度B的比(B/A,以下,稱為長(zhǎng)寬比。)為0.1~3.0。長(zhǎng)寬比低于0.1時(shí),漫射的各向異性變低,容易產(chǎn)生亮度不均勻。相反地,長(zhǎng)寬比大于3.0時(shí),在漫射導(dǎo)光體10的制造中,難以形成凹凸圖案12a。
這里,平均深度B是凹凸圖案12a的底部12b的平均深度。另外,底部12b是凹凸圖案12a的凹部的最小值,平均深度B是指,觀察沿長(zhǎng)度方向?qū)⒙鋵?dǎo)光體10切斷后的截面(參照?qǐng)D2)時(shí),從與漫射導(dǎo)光體10整面方向平行的基準(zhǔn)線L1到各凸部頂部的長(zhǎng)度B1、B2、B3...的平均值(BAV),與從基準(zhǔn)線L1到各凹部的底部的長(zhǎng)度b1、b2、b3...的平均值(bAV)之差(bAV-BAV)。
作為測(cè)定平均深度B的方法,采用通過原子力顯微鏡照相得到的凹凸圖案12a的截面的圖像來測(cè)定各底部12b的深度,求得它們的平均值的方法等。
本發(fā)明的蛇行是指,通過下述方法求得的凹凸圖案的取向度為0.3以上。該取向度是凹凸圖案的取向的分散的指標(biāo),該值越大,表示取向越分散。
為了求得取向度,首先,通過表面光學(xué)顯微鏡對(duì)凹凸圖案的上面照相,將該圖像變換為灰度文件(例如,tiff形式等)。在灰度文件的圖像(參照?qǐng)D3)中,白度越低,表示凹部的底部越深(白度越高,表示凸部的頂部越高)。接著,對(duì)灰度文件的圖像進(jìn)行傅立葉變換。圖4示出了傅立葉變換后的圖像。從圖4的圖像的中心擴(kuò)展到兩邊的白色部分包含了凹凸圖案12a的間距和朝向的信息。
接著,從圖4的圖像的中心沿水平方向引輔助線L2,對(duì)該輔助線上的亮度作圖(參照?qǐng)D5)。圖5中圖的橫軸是表示間距的倒數(shù),縱軸表示頻率,頻率最大時(shí)的值X的倒數(shù)1/X表示凹凸圖案12a的眾數(shù)間距。
接著,在圖4中,引出與輔助線L2垂直于值X部分的輔助線L3,對(duì)該輔助線L3上的亮度作圖(參照?qǐng)D6)。不過,為了可以比較各種凹凸結(jié)構(gòu),圖6的橫軸是被X的值除后的數(shù)值。圖6的橫軸是顯示相對(duì)于凹凸的形成方向(圖3中的上下方向)的傾斜程度的指標(biāo)(取向性),縱軸表示頻率。在圖6的作圖中,峰值的半值寬度W1(頻率為最大值的一半時(shí)的高度上的峰寬)表示凹凸圖案的取向度。半值寬帶W1越大,表示蛇行的間距越分散。
由于上述取向度低于0.3時(shí),凹凸圖案12a的取向的分散變小,因此光的漫射性變小。
另外,取向度優(yōu)選為1.0以下。取向度超過1.0時(shí),由于凹凸圖案12a的方向在一定程度上變得無序,雖然光漫射性變高,但各向異性有變低的傾向。
為了使取向度為0.3以上,例如在后述制造中,適宜選擇加熱收縮性薄膜和表面平滑硬質(zhì)層即可。例如,加熱收縮性薄膜的收縮率越高,或者表面平滑硬質(zhì)層的楊氏模量越小,取向性變得越大。通過該制造方法得到的漫射導(dǎo)光體10是由2層樹脂層構(gòu)成的。
另外,也可以使用在一個(gè)表面形成有取向度為0.3以上的凹凸圖案的模具來成形透明樹脂的方法。通過該制造方法得到的漫射導(dǎo)光體10是由1層樹脂層構(gòu)成的。
另外,上述那樣利用傅立葉變換求得的凹凸圖案的眾數(shù)間距與平均間距同等。
透明樹脂層11由對(duì)可見光的透射率高(具體來說,可見光的全光線透射率為85%以上)的透明樹脂構(gòu)成。
另外,以提高耐熱性、耐光性為目的,可以在不會(huì)對(duì)光透射率等光學(xué)特性造成損害的范圍內(nèi),在透明樹脂層11中含有添加劑。作為添加劑可以列舉光穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、潤滑劑、光漫射劑等。其中,優(yōu)選添加光穩(wěn)定劑,相對(duì)于100質(zhì)量份透明樹脂,其添加量?jī)?yōu)選為0.03~2.0質(zhì)量份。光穩(wěn)定劑的添加量為0.03質(zhì)量份以上時(shí),可以充分發(fā)揮其添加效果,但超過2.0質(zhì)量份時(shí),變得過量,導(dǎo)致不必要的成本增加。
另外,以進(jìn)一步提高光漫射效果為目的,可以在不會(huì)對(duì)光透射率等光學(xué)特性造成大的損害的范圍內(nèi),在透明樹脂層11中含有由無機(jī)化合物構(gòu)成的無機(jī)光漫射劑、由有機(jī)化合物構(gòu)成的有機(jī)光漫射劑。
作為無機(jī)光漫射劑,可以列舉硅、白炭黑、滑石、氧化鎂、氧化鋅、氧化鈦、碳酸鈣、氫氧化鋁、硫酸鋇、硅酸鈣、硅酸鎂、硅酸鋁、硅酸鋁鈉、硅酸鋅、玻璃、云母等。
作為有機(jī)光漫射劑,可以列舉苯乙烯系聚合顆粒、丙烯酸系聚合顆粒、硅氧烷系聚合顆粒、聚酰胺系聚合顆粒等。這些光漫射劑可以分別單獨(dú)使用,或者組合2種以上使用。
另外,為了得到優(yōu)異的光漫射特性,這些光漫射劑可以為花瓣?duì)罨蛘咔蚓畹鹊亩嗫捉Y(jié)構(gòu)。
從不易損害透光性考慮,相對(duì)于100質(zhì)量份透明樹脂,光漫射劑的含量?jī)?yōu)選為10質(zhì)量份以下。
進(jìn)一步,以進(jìn)一步提高光漫射效果為目的,可以在不會(huì)對(duì)光透射率等光學(xué)特性造成大的損害的范圍內(nèi),在透明樹脂層11中含有微細(xì)氣泡。微細(xì)氣泡對(duì)光的吸收少,因此難以引起光透射率降低。
作為微細(xì)氣泡的形成方法,可以適用在透明樹脂層11中混入發(fā)泡劑的方法(例如,日本特開平5-212811號(hào)公報(bào),日本特開平6-107842號(hào)公報(bào)所公開的方法);對(duì)丙烯酸系發(fā)泡樹脂進(jìn)發(fā)泡處理,使其含有微細(xì)氣泡的方法(例如,日本特開2004-2812號(hào)公報(bào)所公開的方法)等。進(jìn)一步,從可以進(jìn)行更均勻的面照射的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選使微細(xì)氣泡在特定的位置不均勻地發(fā)泡的方法(例如,日本特開2006-124499號(hào)公報(bào)所公開的方法)。
另外,可以將前述光漫射劑和微細(xì)發(fā)泡組合使用。
透明樹脂層11的厚度優(yōu)選為0.02~3.0mm、更優(yōu)選為0.05~2.5mm、特別優(yōu)選為0.1~2.0mm。透明樹脂層11的厚度低于0.02mm時(shí),因其比凹凸圖案的深度還小,所以不合適,厚于3.0mm時(shí),由于漫射導(dǎo)光體10的質(zhì)量變大,有不易進(jìn)行處理的傾向。
透明樹脂層11也可以由2層以上的樹脂層構(gòu)成。透明樹脂層11由2層以上的層構(gòu)成時(shí),透明樹脂層11的厚度也優(yōu)選為0.02~3.0mm。
·制造方法 可以用與前述光學(xué)片的制造方法相同的制造方法來制造。
·功能 上述漫射導(dǎo)光體10具有光的各向異性漫射性。具體地,在漫射導(dǎo)光體10的未形成凹凸圖案12a一側(cè)的面(里面)設(shè)置光源時(shí),從光源發(fā)出的光由里面入射到漫射導(dǎo)光體10,從漫射導(dǎo)光體10內(nèi)通過然后到達(dá)凹凸面。這里,以0度以上且低于臨界角的角度的入射角到達(dá)的光發(fā)生折射,并出射到漫射導(dǎo)光體10的外表面。由于從漫射導(dǎo)光體10內(nèi)通過的光的方向并不是一個(gè)方向,漫射導(dǎo)光體10的凹凸面與光的角度不為定值,光在寬的角度范圍發(fā)生折射。并且,由于凹凸為蛇行地分散取向,漫射的各向異性變高。
另外,相對(duì)于凹凸面,以臨界角以上的角度到達(dá)的光發(fā)生全反射后再通過漫射導(dǎo)光體內(nèi),之后,以低于臨界角的角度到達(dá)凹凸面時(shí)出射。另外,以0度的角度的入射角到達(dá)的光不發(fā)生折射,直接出射到漫射導(dǎo)光體的外表面。
另外,在漫射導(dǎo)光體10的一個(gè)側(cè)面?zhèn)仍O(shè)置光源時(shí),也與上述一樣,在漫射導(dǎo)光體10內(nèi)通過,以0度以上且低于臨界角的角度的入射角到達(dá)的光,發(fā)生折射并出射到漫射導(dǎo)光體的外表面。這里,凹凸為蛇行地分散取向,因而漫射的各向異性變高。
另外,本發(fā)明的漫射導(dǎo)光體不受上述實(shí)施方式的限制。例如,在透明樹脂層的里面?zhèn)扰渲霉庠磿r(shí),為了提高光的入射效率,優(yōu)選在透明樹脂層的里面形成具有防反射功能的微細(xì)波浪狀凹凸。這里,微細(xì)波浪狀凹凸的眾數(shù)間距優(yōu)選為1μm以下,并且,長(zhǎng)寬比優(yōu)選為0.1以上。這是因?yàn)?,眾?shù)間距超過1μm時(shí),或者長(zhǎng)寬比超過0.1時(shí),不能得到防反射功能。
前述微細(xì)波浪狀凹凸,也可以與形成光漫射用的凹凸圖案一起形成于透明樹脂層的里面。例如,通過壓制成形、注射成形制造漫射導(dǎo)光體時(shí),作為模具,可以使用在與透明樹脂層的出射面(表面)側(cè)相接的面形成有光漫射用的凹凸圖案,且在與透明樹脂層的入射面(里面)側(cè)相接的面形成有微細(xì)波浪狀凹凸圖案的模具的方法。
另外,前述微細(xì)的波浪狀的凹凸,也可以與光漫射用的凹凸圖案不同地形成于透明樹脂層的里面。例如,可以通過粘接劑將形成有微細(xì)波浪狀凹凸圖案的薄膜貼附在透明樹脂層的里面?zhèn)取?br>
另外,為了進(jìn)一步提高光漫射的各向異性,可以在入射面?zhèn)然蛘叱錾涿鎮(zhèn)忍砀胶形⒓?xì)氣泡的薄膜。如圖20所示,在入射面?zhèn)忍砀胶形⒓?xì)氣泡的薄膜317時(shí),為了有效利用從光源330發(fā)出的光,優(yōu)選在光源330的光強(qiáng)烈照射的部分317a,微細(xì)氣泡的含量多,在其它部分317b,微細(xì)氣泡的含量少,或者,不含有。
本發(fā)明的漫射導(dǎo)光體也可以為從一端到另一端厚度逐漸變薄的楔形,光源配置于楔形的漫射導(dǎo)光體的厚的一側(cè)。
本發(fā)明的漫射導(dǎo)光體必須在一個(gè)面上形成有蛇行波浪狀凹凸圖案,但是不限于只在一個(gè)面形成有凹凸圖案。即,在透明樹脂層的另一面上也可以形成有蛇行波浪狀凹凸圖案。
7.背光單元 7-1.第1實(shí)施方式 對(duì)于本發(fā)明的背光單元的第1實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖21示出了本實(shí)施方式的背光單元。本實(shí)施方式的背光單元100是所謂的正下方型,具備漫射導(dǎo)光體310、反射板320和多個(gè)光源330、330......,其中,漫射導(dǎo)光體310的形成有凹凸圖案的面(表面315)的相反面(里面316)與反射板320相向配設(shè),多個(gè)光源330配設(shè)于漫射導(dǎo)光體310和反射板320之間。另外,在漫射導(dǎo)光體310的表面315一側(cè)依次層壓有漫射薄膜340、棱鏡片350、亮度上升膜360。
作為光源330,可以列舉例如,冷陰極管、發(fā)光二極管等。
作為反射板320,可以列舉例如,表面為鏡面狀的金屬板,或者具備這樣的金屬板的層壓板等。
作為漫射薄膜340,可以列舉例如,含有透明顆粒的樹脂膜等。漫射薄膜340使得由漫射導(dǎo)光體出射的光進(jìn)一步漫射。
作為棱鏡片350,可以列舉例如,在一個(gè)面具有多個(gè)規(guī)則的圓錐狀或者角錐狀的突起的樹脂片(例如,Sumitomo 3MLimited制造,商品名為Vikuiti BEFIII)等。棱鏡片350使得從漫射薄膜340出射的光的前進(jìn)方向?yàn)橄鄬?duì)于面的垂直方向。
作為亮度上升膜360,可以列舉例如,僅使光的縱波(P波)通過,而使橫波(S波)反射的片(例如,Sumitomo 3M Limited制造,商品名Vikuiti DBEF-D400)等。
7-2.第2實(shí)施方式 對(duì)本發(fā)明的背光單元的第2實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖22示出了本實(shí)施方式的背光單元。本實(shí)施方式的背光單元200,是所謂的邊緣光型,具備漫射導(dǎo)光體310、反射板320和多個(gè)光源330,漫射導(dǎo)光體310的形成有凹凸圖案的面(表面315)的相反面(里面316)與反射板320相向配設(shè),多個(gè)光源330配設(shè)于漫射導(dǎo)光體310的一個(gè)側(cè)面。另外,在漫射導(dǎo)光體310的表面315一側(cè)依次層壓有漫射薄膜340、棱鏡片350、亮度上升膜360。
本實(shí)施方式所使用的漫射導(dǎo)光體310、反射板320、光源330、漫射薄膜340、棱鏡片350和亮度上升膜360與第1實(shí)施方式相同。
具備形成有蛇行波浪狀凹凸圖案的漫射導(dǎo)光體310的上述實(shí)施方式的背光單元100,從光源330發(fā)出的光在漫射導(dǎo)光體310的凹凸面以高的各向異性漫射。因此,具備背光單元100、200的液晶顯示裝置不易發(fā)生圖像的亮度不均勻。
8.防反射體 本發(fā)明的防反射體具備上述眾數(shù)間距A為1μm以下的凹凸圖案12a的凹凸圖案形成片10。
對(duì)于本發(fā)明的防反射體,也可以在凹凸圖案形成片10的一個(gè)面或者兩面具有其他層。例如,可以在凹凸圖案形成片10的形成有凹凸圖案12a一側(cè)的面上,具有為了防止該面被污染而設(shè)置的含有以氟樹脂或者硅樹脂為主要成分的厚度為1~5nm左右的防污層。
本發(fā)明的防反射體的凹凸圖案形成片10的波浪狀凹凸圖案12a部分,顯示空氣折射率與凹凸圖案形成片10的折射率(基材11的折射率)之間的中間折射率,該中間折射率連續(xù)變化。并且,凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A為1μm以下,且以眾數(shù)間距A為100%時(shí),凹凸圖案12a的底部12b的平均深度B為10%以上。由于這些原因,光的反射率可以特別低,具體地,反射率可以幾乎為0%。這是因?yàn)椋缟纤?,凹凸圖案形成片10的凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A為1μm以下這么短,以眾數(shù)間距A為100%時(shí),平均深度B為10%以上這么深,沿著厚度方向的中間折射率連續(xù)變化部分變長(zhǎng),可以顯著發(fā)揮抑制光反射的效果。
這樣的防反射體可以安裝在例如,液晶顯示板、等離子體顯示屏等圖像顯示裝置,發(fā)光二極管的發(fā)光部頂端,太陽能電池板的表面等。
安裝于圖像顯示裝置時(shí),由于可以防止照明的反射,從而可以提高圖像的可視性。安裝于發(fā)光二極管的發(fā)光部頂端時(shí),可以提高光的出射效率。安裝于太陽能電池板的表面時(shí),由于使得光的入射量變多,從而可以提高太陽能電池的發(fā)電效率。
9.相位差板 本發(fā)明的相位差板具備眾數(shù)間距A為1μm以下的凹凸圖案12a的上述凹凸圖案形成片10。不過,凹凸的方向并不是無規(guī)的,而是沿著一個(gè)方向的。
與上述防反射體一樣,對(duì)于本發(fā)明的相位差板,也可以在凹凸圖案形成片10的一個(gè)面或者兩面具備其他層,例如,可以在凹凸圖案形成片10的形成有凹凸圖案12a一側(cè)的面具備防污層。
本發(fā)明的相位差板可以顯著發(fā)揮產(chǎn)生相位差的效果。這是因?yàn)?,如上所述,凹凸圖案形成片10的凹凸圖案12a的眾數(shù)間距A為1um以下這么短,且以眾數(shù)間距A為100%時(shí),平均深度B為10%以上這么深,沿著厚度方向,折射率互不相同的空氣和凹凸圖案形成片10交互配置部分變長(zhǎng),顯示光學(xué)各向異性的部分變長(zhǎng)。進(jìn)一步,凹凸圖案的間距為與可見光的波長(zhǎng)相同程度或者為其以下時(shí),可以在寬的可見光波長(zhǎng)范圍內(nèi)產(chǎn)生同等相位差。
(光學(xué)元件制造用工序片) 本發(fā)明的光學(xué)元件制造用工序片(以下,簡(jiǎn)稱為工序片),具備上述眾數(shù)間距A為1μm以下的凹凸圖案12a的凹凸圖案形成片10,通過以下所示的方法將凹凸圖案轉(zhuǎn)印到其他材料上,可以作為模具使用,用于大量地制造大面積地可以作為防反射體、相位差板等光學(xué)元件使用的凹凸圖案形成片,該凹凸圖案形成片具有與該工序片同等的眾數(shù)間距和平均深度的凹凸圖案。
使用工序片制造光學(xué)元件的具體方法與前述光學(xué)片的方法相同。
實(shí)施例1 以下例子的楊氏模量是使用拉伸試驗(yàn)儀(TESTERSANGYO CO.,LTD.制造的TE-7001)并基于JIS K 7113-1995測(cè)得的值。在沒有對(duì)溫度進(jìn)行特別記載時(shí),為在23℃下的值。
(實(shí)施例1) 沿單軸方向熱收縮的厚度為50μm、楊氏模量為3GPa的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯制加熱收縮性薄膜(Mitsubishi Plastic,Inc.制造的HISHIPET LX-60S,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為70℃)的一個(gè)面上,使用棒涂器涂布用甲苯稀釋的聚甲基丙烯酸甲酯(ポリマ一ソ一ス株式會(huì)社制P4831-MMA,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為100℃),使其厚度為200nm,形成硬質(zhì)層從而得到層壓片。
接著,將該層壓片在80℃下加熱1分鐘,使其熱收縮到加熱前長(zhǎng)度的40%(即,使其變形的變形率為60%),得到硬質(zhì)層在沿著相對(duì)于收縮方向垂直的方向具有周期性的波浪狀凹凸圖案的凹凸圖案形成片(光漫射體)。
另外,聚對(duì)苯二甲酸乙二酯制加熱收縮性薄膜和該聚甲基丙烯酸甲酯在80℃下的楊氏模量分別為50Mpa、1GPa。
(實(shí)施例2) 除了涂布用甲苯稀釋的聚苯乙烯(ポリマ一ソ一ス株式會(huì)社制PS,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為100℃)以外,與實(shí)施例1一樣,得到凹凸圖案形成片(光漫射體)。
另外,聚對(duì)苯二甲酸乙二酯制加熱收縮性薄膜和該聚苯乙烯在80℃下的楊氏模量分別為50Mpa、1GPa。
(實(shí)施例3) 除了聚苯乙烯的涂布厚度為1μm以外,與實(shí)施例2一樣,得到凹凸圖案形成片(光漫射體)。
(實(shí)施例4) 除了將層壓片在70℃下加熱1分鐘,使其熱收縮到加熱前長(zhǎng)度的90%(即,使其變形的變形率為10%)以外,與實(shí)施例2一樣,得到凹凸圖案形成片(光漫射體)。
(實(shí)施例5) 使用由實(shí)施例1得到的凹凸圖案形成片(光漫射體)作為工序片原版使用,按照以下方法,得到光漫射體。
即,在由實(shí)施例1得到的工序片原版的形成有凹凸圖案的面涂布含有環(huán)氧丙烯酸酯系預(yù)聚物、2-乙基己基丙烯酸酯和二苯甲酮系光聚合引發(fā)劑的未固化的紫外線固化性樹脂組合物。
接著,在未固化的紫外線固化性樹脂組合物的涂膜的與工序片原版未相接的面上,疊合厚度為50μm的三醋酸纖維素薄膜,并按壓。
然后,從三醋酸纖維素薄膜的上面照射紫外線,使未固化的紫外線固化性樹脂組合物固化,將該固化物從工序片原版剝離,得到光漫射體。
(實(shí)施例6) 使用由實(shí)施例1得到的凹凸圖案形成片(光漫射體)作為工序片原版使用,按照以下方法得到光學(xué)元件。
即,在由實(shí)施例1得到的工序片原版的形成有凹凸圖案的面上,實(shí)施鎳鍍覆,將該鎳鍍層剝離,得到厚度為200μm的2次工序片。在該2次工序片的形成有凹凸圖案的面上,涂布含有環(huán)氧丙烯酸酯系預(yù)聚物、2-乙基己基丙烯酸酯和二苯甲酮系光聚合引發(fā)劑的未固化的紫外線固化性樹脂組合物。
接著,在未固化的紫外線固化性樹脂組合物的涂膜的、未與2次工序片相接的面上,疊合厚度為50μm的三醋酸纖維素薄膜,并按壓。
然后,從三醋酸纖維素薄膜的上面照射紫外線,使未固化的紫外線固化性樹脂組合物固化,將該固化物從2次工序片剝離,得到光漫射體。
(實(shí)施例7) 除了使用熱固化性環(huán)氧樹脂代替紫外線固化性樹脂組合物,使用加熱代替紫外線照射使該熱固化性樹脂固化以外,與實(shí)施例6一樣,得到光漫射體。
(實(shí)施例8) 與實(shí)施例6一樣,得到厚度為200μm的2次工序片。在該2次工序片的形成有凹凸圖案的面上,疊合厚度為50μm的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜,并加熱。從兩側(cè)按壓加熱軟化的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜和2次工序片,然后使其冷卻固化,再將其從2次工序片剝離,得到光漫射體。
(比較例1) 除了聚苯乙烯的涂布厚度為6μm以外,與實(shí)施例2一樣,得到凹凸圖案形成片(光漫射體)。
(比較例2) 除了聚苯乙烯的涂布厚度為40nm以外,與實(shí)施例2一樣,得到凹凸圖案形成片(光漫射體)。
(比較例3) 除了將Mitsubishi Plastic,Inc.制造的HISHIPET LX-60S用同HISHIPET LX-10S(楊氏模量為3GPa)代替,以及將該層壓片在70℃下加熱1分鐘,使其收縮為加熱前長(zhǎng)度的97%(即,使其變形的變形率為3%)以外,與實(shí)施例1一樣,得到凹凸圖案形成片(光漫射體)。
(比較例4) 使用專利文獻(xiàn)2所示的各向異性漫射圖案的制造方法得到凹凸圖案形成片。
即,將遮蔽板與感光性薄膜板相互平行地設(shè)置,并使得相互之間的間隔為1m,所述遮蔽板具有寬度為1mm,長(zhǎng)度為10cm的狹縫,狹縫中嵌入有磨砂玻璃那樣的漫射板使激光漫射而透過,所述感光性薄膜板涂布有厚度100μm的市售感光性樹脂。
然后,用波長(zhǎng)為514nm的氬激光從前述遮蔽板側(cè)照射,通過前述狹縫,然后被磨砂玻璃漫射的氬激光,使得感光性薄膜板上的感光性樹脂曝光。
重復(fù)前述所示曝光,使得感光性薄膜板整面的感光性樹脂曝光。然后,使曝光后的感光性薄膜顯影,得到凹凸圖案形成片(光漫射體)。
另外,比較例4的灰度文件變換圖像示于圖9,灰度文件圖像的傅立葉變換圖像示于圖10。另外,從圖10的圖像中心沿著水平方向引輔助線L4,以該輔助線上的亮度作圖得到的圖示于圖11。進(jìn)一步,在圖10中,引與輔助線L4垂直于值Y部分的輔助線L5,以該輔助線L5上的亮度作圖得到的圖示于圖12。
(比較例5) 除了使用厚度為50μm、楊氏模量為5GPa的2軸拉伸聚對(duì)苯二甲酸乙二酯薄膜(帝人株式會(huì)社制G2)代替加熱收縮性薄膜以外,與實(shí)施例1一樣,試圖得到凹凸圖案形成片(光漫射體)。然而,未能形成波浪狀凹凸圖案,沒有得到凹凸圖案形成片(光漫射體)。
(比較例6) 在沿著單軸方向熱收縮的厚度為50μm、楊氏模量為3GPa的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯制加熱收縮性收縮薄膜(MitsubishiPlastic,Inc.制造的HISHIPET LX-10S,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為70℃)的一個(gè)面上,采用棒涂布法,涂布稀釋于甲苯的楊氏模量為2MPa的聚二甲基硅氧烷(信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社KS847T,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-120℃)和鉑催化劑(信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社CAT-PL-50T)的分散液,使其厚度為200mm,形成硬質(zhì)層,從而得到層壓片。
接著,將該層壓片在100℃下加熱1分鐘,使其熱收縮,試圖得到凹凸圖案形成片,但是未能使硬質(zhì)層折疊變形,沒有形成波浪狀凹凸圖案。
通過原子力顯微鏡(Veeco Instruments制造的NanoScopeIII)從實(shí)施例1~8和比較例1~6的凹凸圖案形成片的光漫射體的上面照相。
利用原子力顯微鏡的圖像來測(cè)定實(shí)施例1~8和比較例1~4的凹凸圖案形成片的10處的凹凸圖案的深度,將這些值平均,求得平均深度。
另外,凹凸圖案的取向度通過以下方法求得。
首先,通過表面光學(xué)顯微鏡對(duì)凹凸圖案的上面照相,將該圖像變換為灰度文件(參照?qǐng)D3)。接著,將灰度文件的圖像進(jìn)行傅立葉變換。圖4示出了傅立葉變換后的圖像。接著,從圖4的圖像中心沿著水平方向引輔助線L2,以該輔助線上的亮度作圖(參照?qǐng)D5)。接著,在圖5中,引與輔助線L2垂直于值X部分(眾數(shù)間距的倒數(shù))的輔助線L3,以該輔助線L3上的亮度作圖(參照?qǐng)D6)。然后,通過圖6作圖中的峰值的半值寬度W1求得凹凸圖案的取向度。這些值示于表1。
另外,基于以下基準(zhǔn),通過凹凸圖案的眾數(shù)間距和底部的平均深度來評(píng)價(jià)作為光漫射體的合適性。該評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1。
○凹凸圖案的眾數(shù)間距為超過1μm且在20μm以下,以眾數(shù)間距為100%時(shí),平均深度為10%以上,取向度為0.3~1.0,適宜作為光漫射體。
△凹凸圖案的眾數(shù)間距為1μm以下或者超過20μm,或者,以眾數(shù)間距為100%時(shí),平均深度低于10%,或者取向度低于0.3,作為光漫射體不一定適合。
×不能形成凹凸圖案 表1
使層壓片的表面平滑硬質(zhì)層折疊變形的實(shí)施例1~8,可以容易地制造凹凸圖案形成片。
進(jìn)一步,實(shí)施例1~8的凹凸圖案形成片的凹凸圖案的眾數(shù)間距為超過1μm且在20μm以下,以前述眾數(shù)間距為100%時(shí),底部的平均深度為10%以上,適合作為光漫射體。實(shí)施例1~4可以得到上述那樣的眾數(shù)間距和平均深度是因?yàn)楸砻嫫交操|(zhì)層的厚度為超過0.05μm且在5μm以下、變形率為10%以上。
另外,通過將實(shí)施例1得到的凹凸圖案形成片(光漫射體)用作工序片的實(shí)施例5~8的制造方法,可以簡(jiǎn)便地制造光漫射體,使其具有與凹凸圖案形成片(光漫射體)同等的眾數(shù)間距和平均深度的凹凸圖案。
相對(duì)于此,在比較例1和2中,由于表面硬質(zhì)平滑層的厚度為0.05μm以下或者超過5μm,得到的凹凸圖案形成片(光漫射體)的凹凸圖案的眾數(shù)間距為1μm以下或者超過20μm。另外,由于比較例3的變形率為3%,得到的凹凸圖案形成片,以眾數(shù)間距為100%時(shí),凹凸圖案底部的平均深度低于10%。另外,比較例4的取向度低于0.3。這些比較例1~4,作為光漫射體不一定適合。
另外,使用2軸拉伸聚對(duì)苯二甲酸乙二酯薄膜作為樹脂層的比較例5,以及使用第2樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比第1樹脂低的層壓片的比較例6的制造方法,由于表面平滑硬質(zhì)層未能折疊變形,沒有形成凹凸圖案。
以下實(shí)施例中的楊氏模量,是使用拉伸試驗(yàn)儀(ORIENTEC Co.,LTD.制造的TENSILON RTC-1210),采用JIS Z2280-1993的“金屬材料的高溫楊氏模量試驗(yàn)方法”,將溫度改為23℃后測(cè)得的值。硬質(zhì)層由金屬化合物構(gòu)成時(shí)也一樣。
(實(shí)施例9) 在沿著單軸方向熱收縮的厚度為50μm、楊氏模量為3GPa的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯制加熱收縮性薄膜(MitsubishiPlastic,Inc.制造的HISHIPET LX-10S)的一個(gè)面上,真空蒸鍍楊氏模量為70GPa的鋁,使其厚度為0.05μm,得到形成了表面平滑硬質(zhì)層的層壓片。
接著,將該層壓片在100℃下加熱1分鐘,使其熱收縮為加熱前長(zhǎng)度的40%(即,變形的變形率為60%),得到硬質(zhì)層為沿著相對(duì)于收縮方向垂直的方向具有周期性的波浪狀凹凸圖案的凹凸圖案形成片。
接著,將凹凸圖案形成片作為工序片原版,按照以下方法,得到光漫射體。
即,在工序片原版的形成有凹凸圖案的面上,涂布含有環(huán)氧丙烯酸酯系預(yù)聚物、2-乙基己基丙烯酸酯和二苯甲酮系光聚合引發(fā)劑的未固化的紫外線固化性樹脂組合物。
然后,在未固化的紫外線固化性樹脂組合物的涂膜的與工序片原版未相接的面上,疊合厚度為50μm的三醋酸纖維素薄膜,然后按壓。
然后,從三醋酸纖維素薄膜的上面照射紫外線,使未固化的紫外線固化性樹脂固化,將該固化物從工序片原版剝離,得到光漫射體。
(實(shí)施例10) 將通過實(shí)施例9的方法得到的凹凸圖案形成片作為工序片原版使用,按照以下的方法得到光漫射體。
即,在實(shí)施例9得到的工序片原版的形成有凹凸圖案的面上,實(shí)施鎳鍍覆,將該鎳鍍層剝離,得到厚度為200μm的2次工序片。在該2次工序片的形成有凹凸圖案的面上,涂布含有環(huán)氧丙烯酸酯系預(yù)聚物、2-乙基己基丙烯酸酯和二苯甲酮系光聚合引發(fā)劑的未固化的紫外線固化性樹脂組合物。
接著,在未固化的紫外線固化性樹脂組合物的涂膜的、未與2次工序片相接的面上,疊合厚度為50μm的三醋酸纖維素薄膜,然后按壓。
然后,從三醋酸纖維素薄膜的上面照射紫外線,使未固化的固化性樹脂固化,將該固化物從2次工序片剝離,得到光漫射體。
(實(shí)施例11) 除了使用熱固化性環(huán)氧樹脂代替紫外線固化性樹脂組合物,通過加熱代替紫外線照射使該熱固化性環(huán)氧樹脂固化以外,與實(shí)施例10一樣,得到光漫射體。
(實(shí)施例12) 與實(shí)施例10一樣,得到厚度為200μm的2次工序片。在該2次工序片的形成有凹凸圖案的面上,疊合厚度為50μm的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜,然后加熱。從兩側(cè)按壓加熱軟化的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜和2次工序片,然后使其冷卻固化,將固化后的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜從2次工序片剝離,得到光漫射體。
(比較例7) 除了真空蒸鍍的鋁的厚度為0.3μm以外,與實(shí)施例9一樣,得到光漫射體。
(比較例8) 除了真空蒸鍍的鋁的厚度為0.01μm以外,與實(shí)施例9一樣,得到光漫射體。
(比較例9) 在沿著單軸方向熱收縮的厚度為50μm、楊氏模量為3GPa的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯制加熱收縮性薄膜(MitsubishiPlastic,Inc.制HISHIPET LX-10S)的一個(gè)面上,真空蒸鍍楊氏模量為70GPa的鋁,使其厚度為0.05μm,得到形成了表面平滑硬質(zhì)層的層壓片。
然后,除了將該層壓片在70℃下加熱1分鐘,使其收縮到加熱前長(zhǎng)度的97%(即,變形的變形率為3%)以外,與實(shí)施例9一樣,得到光漫射體。
通過原子力顯微鏡(Veeco Instruments制造的NanoScopeIII)從實(shí)施例9~12和比較例7~9的凹凸圖案形成片的光漫射體的上面照相。
利用原子力顯微鏡的圖像來測(cè)定實(shí)施例9~12和比較例7~9的凹凸圖案形成片的10處的凹凸圖案的深度,將這些值平均,求得平均深度。
另外,凹凸圖案的取向度通過以下方法求得。
首先,通過表面光學(xué)顯微鏡對(duì)凹凸圖案的上面照相,將該圖像變換為灰度文件(參照?qǐng)D3)。接著,將灰度文件的圖像進(jìn)行傅立葉變換。圖4示出了傅立葉變換后的圖像。接著,從圖4的圖像中心沿著水平方向引輔助線L2,以該輔助線上的亮度作圖(參照?qǐng)D5)。在圖5中,引與輔助線L2垂直于值X部分(眾數(shù)間距的倒數(shù))的輔助線L3,以該輔助線L3上的亮度作圖(參照?qǐng)D6)。然后,通過圖6的圖案中的峰值的半值寬度W1求得凹凸圖案的取向度。
這些值示于表2。
另外,基于以下基準(zhǔn),通過凹凸圖案的眾數(shù)間距和底部的平均深度,評(píng)價(jià)作為光漫射體的合適性。該評(píng)價(jià)結(jié)果示于表2。
○凹凸圖案的眾數(shù)間距為超過1μm且在20μm以下,以眾數(shù)間距為100%時(shí),平均深度為10%以上,取向度為0.3~1.0,適宜作為光漫射體。
△凹凸圖案的眾數(shù)間距為1μm以下或者超過20μm,或者,以眾數(shù)間距為100%時(shí),平均深度低于10%,或者取向度低于0.3,不一定適合作為光漫射體。
×不能形成凹凸圖案 表2 將使層壓片的表面平滑硬質(zhì)層折疊變形得到的凹凸圖案形成片作為工序片原版使用的實(shí)施例9~12,可以容易地制造具有凹凸圖案的光漫射體。特別地,由實(shí)施例9~12得到的光漫射體的凹凸圖案的眾數(shù)間距為超過1μm且在20μm以下,以前述眾數(shù)間距為100%時(shí),底部的平均深度為10%以上,適宜作為光漫射體。在實(shí)施例9~12中,能夠得到上述那樣的眾數(shù)間距和平均深度,這是因?yàn)楸砻嫫交操|(zhì)層的厚度為超過0.01μm且在0.2μm以下,變形率為10%以上。
相對(duì)于此,在比較例7和8中,由于表面硬質(zhì)平滑層的厚度為0.01μm以下或者超過0.2μm,得到的光漫射體的凹凸圖案的眾數(shù)間距為1μm以下或者超過20μm。另外,在比較例9中,由于變形率為3%,以眾數(shù)間距為100%時(shí)得到的光漫射體的凹凸圖案底部的平均深度低于10%。另外,比較例10的取向度低于0.3。它們不一定適合作為光漫射體。
(實(shí)施例13) 在單軸方向熱收縮的厚度為50μm、楊氏模量為3GPa的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯制加熱收縮性薄膜(Mitsubishi Plastic,Inc.制HISHIPET LX-60S,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為70℃)的一個(gè)面上,涂布用甲苯稀釋的聚苯乙烯(ポリマ一ソ一ス株式會(huì)社制PS,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為100℃),利用凹版印刷機(jī)(松尾產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社制造的Kプリンティングブル一フア一)印刷直徑為50μm、厚度為500mm的點(diǎn)狀,得到印刷片。
點(diǎn)圖案是指,在寬度5cm×長(zhǎng)度10cm范圍,從該長(zhǎng)度方向的一端到另一端,點(diǎn)面積比例在0~100%的范圍,每1cm增加10%的梯度圖案。另外,點(diǎn)面積比例0%表示完全沒有印刷,100%表示整面印刷。
然后,通過將該印刷片在80℃下加熱1分鐘,使其熱收縮為加熱前長(zhǎng)度的40%(即,變形的變形率為60%)。在80℃下,聚苯乙烯的楊氏模量(1GPa)比聚對(duì)苯二甲酸乙二酯制加熱收縮性薄膜的楊氏模量(50MPa)高。因此,在熱收縮時(shí)點(diǎn)折疊變形,沿著相對(duì)于收縮方向垂直的方向形成具有周期性的波浪狀凹凸圖案。由此,得到在平坦的一面上形成有凹凸區(qū)域的凹凸圖案形成片。
在該凹凸圖案形成片的凹凸區(qū)域的凹凸圖案的眾數(shù)間距為5μm,長(zhǎng)寬比為1,取向度為0.3。
對(duì)得到的凹凸圖案形成片的光漫射性進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),相對(duì)于收縮方向垂直的方向,在平行方向具有使光更強(qiáng)烈地漫射的各向異性漫射性。另外,光漫射性也沿著凹凸區(qū)域的面積比例變大的方向逐漸增加。這樣的實(shí)施例13的凹凸圖案形成片可以用作光漫射片。
(實(shí)施例14) 除了使用沿著二軸方向加熱收縮,厚度為25μm、楊氏模量為3GPa的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯收縮薄膜(Mitsubishi Plastic,Inc.制造的HISHIPET PX-40S)代替Mitsubishi P1astic,Inc.制造的HISHIPET PX-60S以外,與實(shí)施例13一樣,得到凹凸圖案形成片。在該凹凸圖案形成片的一個(gè)面上,形成不沿特定的方向的波浪狀凹凸圖案。
該凹凸圖案形成片的凹凸區(qū)域的凹凸圖案的眾數(shù)間距為5μm,長(zhǎng)寬比為1。
對(duì)實(shí)施例14的凹凸圖案形成片的光學(xué)特性進(jìn)行了研究,其具有各向同性的光漫射性。因此,實(shí)施例14的凹凸圖案形成片可以作為光漫射片利用。
(實(shí)施例15) 除了利用噴墨打印機(jī)(FUJIFILM Corporation的DimatixMaterials Printer DMP-2831)印刷點(diǎn)以外,與實(shí)施例13一樣,得到凹凸圖案形成片。該凹凸圖案形成片的凹凸區(qū)域的凹凸圖案的眾數(shù)間距為5μm,長(zhǎng)寬比為1,取向度為0.3。
對(duì)得到的凹凸圖案形成片的光學(xué)特性進(jìn)行了研究,其具有與實(shí)施例13相同的各向異性漫射性。因此,實(shí)施例15的凹凸圖案形成片可以用作光漫射片。
(實(shí)施例16) 使用通過實(shí)施例13的方法得到的凹凸圖案形成片作為工序片原版,按照以下方法得到光漫射片。
即,在由實(shí)施例13得到的工序片原版的形成有凹凸圖案的面上,涂布含有環(huán)氧丙烯酸酯系預(yù)聚物、2-乙基己基丙烯酸酯和二苯甲酮系光聚合引發(fā)劑的未固化的紫外線固化性樹脂組合物。
然后,在未固化的紫外線固化性樹脂組合物的涂膜的、未與工序片原版相接的一面上,疊合厚度為50μm的三醋酸纖維素薄膜,然后按壓。
然后,從三醋酸纖維素薄膜的上面進(jìn)行紫外線照射,使未固化的紫外線固化性樹脂固化,將該固化物從工序片原版剝離,得到光漫射片。
得到的光漫射片,與實(shí)施例13的光漫射片具有相同的凹凸區(qū)域,相同的光漫射性。
(實(shí)施例17) 使用通過實(shí)施例13的方法得到的凹凸圖案形成片作為工序片原版,按照以下方法得到光漫射片。
即,在通過實(shí)施例13得到的工序片原版的形成有凹凸圖案的面上,實(shí)施鎳鍍覆,將該鎳鍍層剝離,得到厚度為200μm的2次工序片。在該2次工序片的形成有凹凸圖案的面上,涂布含有環(huán)氧丙烯酸酯系預(yù)聚物、2-乙基己基丙烯酸酯和二苯甲酮系光聚合引發(fā)劑的未固化的紫外線固化性樹脂組合物。
接著,在未固化的紫外線固化性樹脂組合物涂膜的與2次工序片未相接的面上,疊合厚度為50μm的三醋酸纖維素薄膜,然后按壓。
然后,從三醋酸纖維素薄膜的上面進(jìn)行紫外線照射,使未固化的固化性樹脂固化,將該固化物從2次工序片剝離,得到光漫射片。
得到的光漫射片,與實(shí)施例13的光漫射片具有相同的凹凸區(qū)域,相同的光漫射性。
(實(shí)施例18) 除了使用熱固化性環(huán)氧樹脂代替紫外線固化性樹脂組合物,利用加熱代替紫外線照射使該熱固化性環(huán)氧樹脂固化以外,與實(shí)施例17一樣,得到光漫射片。
得到的光漫射片,與實(shí)施例13的光漫射片具有相同的凹凸區(qū)域,相同的光漫射性。
(實(shí)施例19) 與實(shí)施例17一樣,得到厚度為200μm的2次工序片。在該2次工序片的形成有凹凸圖案的面上,疊合厚度為50μm的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜,然后加熱。從兩側(cè)按壓加熱軟化的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜和2次工序片,然后使其冷卻固化,將固化后的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜從2次工序片剝離,得到光漫射片。
得到的光漫射片,與實(shí)施例13的光漫射片具有相同的凹凸區(qū)域,相同的光漫射性。
(實(shí)施例20) 在單軸方向熱收縮的厚度為50μm、楊氏模量為3GPa的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯制加熱收縮性薄膜(Mitsubishi Plastic,Inc.制造的HISHIPET LX-10S,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為70℃)的一個(gè)面上,放置形成有多個(gè)點(diǎn)狀開口部(孔徑50μm)的掩模。
掩模開口部的圖案是在寬度5cm×長(zhǎng)度10cm范圍,從該長(zhǎng)度方向的一端到另一端,開口部面積比例在0~100%的范圍,每1cm增加10%的梯度圖案。另外,開口部面積比例為0%表示沒有開口,為100%表示整面開口。
接著,在加熱收縮性薄膜的一個(gè)面上放置有掩模的狀態(tài)下,真空蒸鍍楊氏模量為70GPa的鋁,使其厚度為0.05μm,得到蒸鍍片。
這時(shí),在加熱收縮性薄膜的一個(gè)面上形成鋁點(diǎn)。該點(diǎn)圖案是,在寬度5cm×長(zhǎng)度10cm范圍,從該長(zhǎng)度方向的一端到另一端,點(diǎn)面積比例在0~100%的范圍,每1cm增加10%的梯度圖案。另外,點(diǎn)面積比例0%表示完全沒有蒸鍍。100%表示整面蒸鍍。
然后,通過將該蒸鍍片在100℃下加熱1分鐘,使其熱收縮為加熱前長(zhǎng)度的40%(即,變形的變形率為60%)。在熱收縮時(shí)點(diǎn)折疊變形,沿著相對(duì)于收縮方向垂直的方向形成具有周期性的波浪狀凹凸圖案。由此,得到在一個(gè)面上形成有凹凸區(qū)域的凹凸圖案形成片。
在該凹凸圖案形成片的凹凸區(qū)域的凹凸圖案的眾數(shù)間距為3μm,長(zhǎng)寬比為1,取向度為0.3。
然后,將得到的凹凸圖案形成片作為工序片原版使用,按照以下方法得到光漫射片。
即,在得到的工序片原版的形成有凹凸圖案的面上,涂布含有環(huán)氧丙烯酸酯系預(yù)聚物、2-乙基己基丙烯酸酯和二苯甲酮系光聚合引發(fā)劑的未固化的紫外線固化性樹脂組合物。
然后,在未固化的紫外線固化性樹脂組合物的涂膜的與工序片原版未相接的一面上,疊合厚度為50μm的三醋酸纖維素薄膜后然后按壓。
然后,從三醋酸纖維素薄膜的上面進(jìn)行紫外線照射,使未固化的紫外線固化性樹脂固化,將該固化物從工序片原版剝離,得到光漫射片。
對(duì)得到的光漫射片進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),其具有與實(shí)施例13相同的各向異性光漫射性。
(實(shí)施例21) 除了使用沿著二軸方向加熱收縮的厚度為25μm、楊氏模量為3GPa的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯收縮薄膜(Mitsubishi Plastic,Inc.制造的HISHIPET PX-40S)代替Mitsubishi Plastic,Inc.制造的HISHIPET LX-60S以外,與實(shí)施例20一樣,得到凹凸圖案形成片。在該凹凸圖案形成片的凹凸區(qū)域的凹凸圖案的眾數(shù)間距為3μm,長(zhǎng)寬比為1。
接著,使用該凹凸圖案形成片,與實(shí)施例20一樣,得到光漫射片。對(duì)實(shí)施例21的光漫射片的光學(xué)特性進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),其具有各向同性的光漫射性。
(實(shí)施例22) 將通過實(shí)施例20的方法得到的凹凸圖案形成片作為工序片原版使用,按照以下方法得到光漫射片。
即,在通過實(shí)施例20得到的工序片原版的形成有凹凸圖案的面上,實(shí)施鎳鍍覆,使該鎳鍍層剝離,得到厚度為200μm的2次工序片。在該2次工序片的形成有凹凸圖案的面上,涂布含有環(huán)氧丙烯酸酯系預(yù)聚物、2-乙基己基丙烯酸酯和二苯甲酮系光聚合引發(fā)劑的未固化的紫外線固化性樹脂組合物。
接著,在未固化的紫外線固化性樹脂組合物的涂膜的、未與2次工序片相接的面上,疊合厚度為50μm的三醋酸纖維素薄膜,然后按壓。
然后,從三醋酸纖維素薄膜的上面進(jìn)行紫外線照射,使未固化的固化性樹脂固化,將該固化物從2次工序片剝離,得到光漫射片。
得到的光漫射片,與實(shí)施例20的光漫射片具有相同的凹凸區(qū)域,相同的光漫射性。
(實(shí)施例23) 除了使用熱固化性環(huán)氧樹脂代替紫外線固化性樹脂組合物,使用加熱代替紫外線照射使該熱固化性環(huán)氧樹脂固化以外,與實(shí)施例22一樣,得到光漫射片。
得到的光漫射片,與實(shí)施例20的光漫射片具有相同的凹凸區(qū)域,相同的光漫射性。
(實(shí)施例24) 與實(shí)施例22一樣,得到厚度為200μm的2次工序片。在該2次工序片的形成有凹凸圖案的面上,疊合厚度為50μm的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜,然后加熱。從兩側(cè)按壓加熱軟化的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜和2次工序片,然后使其冷卻固化,將固化的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜從2次工序片剝離,得到光漫射片。
得到的光漫射片,具有與實(shí)施例20的光漫射片相同的凹凸區(qū)域,具有相同的光漫射性。
對(duì)于一個(gè)面混有凹凸區(qū)域的實(shí)施例13~24的光學(xué)片,由于凹凸區(qū)域的凹凸圖案使得光發(fā)生漫射,因此光漫射性優(yōu)異。另外,由于上述光學(xué)片的凹凸區(qū)域在長(zhǎng)度方向的另一端被緊密配置,長(zhǎng)度方向的另一端的光漫射性高。
以下實(shí)施例的楊氏模量,是使用拉伸試驗(yàn)儀(TESTERSANGYO CO.,LTD制造的TE-7001),基于JIS K 7113-1995基準(zhǔn)測(cè)得的值。在沒有對(duì)溫度進(jìn)行特別記載時(shí),為在23℃下的值。
(實(shí)施例25) 在單軸方向熱收縮的厚度為50μm、楊氏模量為3GPa的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯收縮薄膜(Mitsubishi Plastic,Inc.制造的HISHIPET LX-60S,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為70℃)的一個(gè)面上,通過旋涂法涂布用甲苯稀釋的聚甲基丙烯酸甲酯(ポリマ一ソ一ス株式會(huì)社制P4831-MMA,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為100℃),使其厚度為12nm,得到形成了硬質(zhì)層的層壓片。
然后,將該層壓片在80℃下加熱1分鐘,使其收縮為加熱前長(zhǎng)度的40%(即,變形的變形率為60%),得到硬質(zhì)層在相對(duì)于收縮方向垂直的方向具有周期性的波浪狀凹凸圖案的凹凸圖案形成片。
另外,聚對(duì)苯二甲酸乙二酯收縮薄膜和該聚甲基丙烯酸甲酯在80℃下的楊氏模量分別為50Mpa、1GPa。
(實(shí)施例26) 在單軸方向熱收縮的厚度為50μm、楊氏模量為3GPa的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯收縮薄膜(Mitsubishi Plastic,Inc.制HISHIPETLX-61S,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為70℃)的一個(gè)面上,涂布用水稀釋的聚乙烯醇(KURARAY CO.,LTD.制造的PVA 105,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為85℃),使其厚度為12nm,得到形成了硬質(zhì)層的層壓片。
然后,將該層壓片在75℃下加熱1分鐘,使其收縮為加熱前長(zhǎng)度的50%(即,變形的變形率為50%),得到硬質(zhì)層在相對(duì)于收縮方向垂直的方向具有周期性的波浪狀凹凸圖案的凹凸圖案形成片。
另外,聚對(duì)苯二甲酸乙二酯收縮薄膜和該聚甲基丙烯酸甲酯在75℃下的楊氏模量分別為50Mpa、1GPa。
(實(shí)施例27) 在單軸方向熱收縮的厚度為50μm、楊氏模量為3GPa的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯收縮薄膜(Mitsubishi Plastic,Inc.制造的HISHIPET LX-61S,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為70℃)的一個(gè)面上,蒸鍍氟樹脂(T & K Inc.制造的NANOS B)并固化,使其厚度為12μm,得到形成硬質(zhì)層的層壓片。
然后,將該層壓片在75℃下加熱1分鐘,從而使其收縮為加熱前長(zhǎng)度的50%(即,變形的變形率為50%),得到硬質(zhì)層具有在相對(duì)于收縮方向垂直的方向具有周期性的波浪狀凹凸圖案的凹凸圖案形成片。
(實(shí)施例28) 利用拉伸裝置,將由聚二甲基硅氧烷構(gòu)成的楊氏模量為2MPa、厚度為5mm的片拉伸,使其長(zhǎng)度變?yōu)?倍,然后將其固定在該狀態(tài)下。然后,在該狀態(tài)下,在該片的一個(gè)面上,涂布用甲苯稀釋的聚甲基丙烯酸甲酯(ポリマ一ソ一ス株式會(huì)社制P4831-MMA,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為100℃),使其厚度為12nm,得到形成了硬質(zhì)層的層壓片。
然后,停止拉伸,使該層壓片回復(fù)到拉伸前的長(zhǎng)度,使得硬質(zhì)層以變形率50%壓縮,得到硬質(zhì)層具有在相對(duì)于壓縮方向垂直的方向具有周期性的波浪狀凹凸圖案的凹凸圖案形成片。
(實(shí)施例29) 在由聚二甲基硅氧烷構(gòu)成的楊氏模量2MPa、厚度5mm的片的一個(gè)面上,涂布用甲苯稀釋的聚甲基丙烯酸甲酯(ポリマ一ソ一ス株式會(huì)社制P4831-MMA,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為100℃),使其厚度為12nm,得到形成硬質(zhì)層的層壓片。
然后,通過拉伸裝置將層壓片的長(zhǎng)度拉伸到5倍的長(zhǎng)度,沿拉伸方向的法線方向的長(zhǎng)度收縮50%(即,變形的變形率為50%),得到硬質(zhì)層具有沿著拉伸方向具有周期性的波浪狀凹凸圖案的凹凸圖案形成片。
(比較例10) 除了涂布聚甲基丙烯酸甲酯,使其厚度為60nm以外,與實(shí)施例25一樣,得到凹凸圖案形成片。
(比較例11) 除了使用厚度為50μm、楊氏模量為5GPa的2軸拉伸聚對(duì)苯二甲酸乙二酯薄膜(帝人株式會(huì)社制G2)代替收縮薄膜以外,與實(shí)施例25一樣,試圖得到凹凸圖案用工序片。然而,未能形成波浪狀凹凸圖案,沒有得到凹凸圖案用工序片。
(比較例12) 在單軸方向熱收縮的厚度為50μm、楊氏模量為3GPa的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯收縮薄膜(Mitsubishi Plastic,Inc.制造的HISHIPET LX-10S,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度70℃)的一個(gè)面上,涂布用甲苯稀釋的聚甲基丙烯酸甲酯(ポリマ一ソ一ス株式會(huì)社制P4831-MMA,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為100℃),使其厚度為12nm,得到形成了表面平滑硬質(zhì)層的層壓片。
然后,將該層壓片在70℃下加熱1分鐘,使其收縮到加熱前長(zhǎng)度的97%(即,變形的變形率為3%),得到凹凸圖案工序用片以外,與實(shí)施例25一樣,得到凹凸圖案形成片。
(比較例13) 在單軸方向熱收縮的厚度為50μm、楊氏模量為3GPa的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯收縮薄膜(Mitsubishi Plastic,Inc.制造的HISHIPET LX-10S,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為70℃)的一個(gè)面上,采用旋涂法,涂布用甲苯稀釋的楊氏模量為2MPa的聚二甲基硅氧烷(信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社KS847T,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-120℃)和鉑催化劑(信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社PS-1)的分散液,使其厚度為12nm,得到形成了硬質(zhì)層的層壓片。
然后,將該層壓片在100℃下加熱1分鐘,企圖通過使其加熱收縮得到凹凸圖案形成片,但未能使硬質(zhì)層蛇行變形,未能形成波浪狀凹凸圖案。
(實(shí)施例30) 將由實(shí)施例25得到的凹凸圖案形成片作為工序片使用,按照以下方法得到光學(xué)元件。
即,在由實(shí)施例25得到的工序片的形成有凹凸圖案的面上,涂布含有環(huán)氧丙烯酸酯系預(yù)聚物、2-乙基己基丙烯酸酯和二苯甲酮系光聚合引發(fā)劑的未固化的紫外線固化性樹脂組合物。
接著,在未固化的紫外線固化性樹脂組合物的涂膜的、未與工序片相接的面上,疊合厚度為50μm的三醋酸纖維素薄膜,然后按壓。
然后,從三醋酸纖維素薄膜的上面進(jìn)行紫外線照射,使未固化的固化性樹脂固化,將該固化物從工序片剝離,得到光學(xué)元件。
(實(shí)施例31) 將由實(shí)施例25得到的凹凸圖案形成片用作工序片,按照以下方法得到光學(xué)元件。
即,在由實(shí)施例25得到的工序片的形成有凹凸圖案的面上,實(shí)施鎳鍍覆,將該鎳鍍層剝離,得到厚度為200μm的鎳鍍覆片。在該鎳鍍覆片的形成有凹凸圖案的面上,涂布含有環(huán)氧丙烯酸酯系預(yù)聚物、2-乙基己基丙烯酸酯和二苯甲酮系光聚合引發(fā)劑的未固化的紫外線固化性樹脂組合物。
接著,在未固化的紫外線固化性樹脂組合物的涂膜的、未與工序片相接的面上,疊合厚度為50μm的三醋酸纖維素薄膜,然后按壓。
然后,從三醋酸纖維素薄膜的上面進(jìn)行紫外線照射,使未固化的固化性樹脂固化,將該固化物從工序片剝離,得到光學(xué)元件。
(實(shí)施例32) 除了使用熱固化性環(huán)氧樹脂代替紫外線固化性樹脂組合物,使用加熱代替紫外線照射使該熱固化性樹脂固化以外,與實(shí)施例31一樣,得到光學(xué)元件。
(實(shí)施例33) 與實(shí)施例11一樣,得到厚度為200μm的鎳鍍覆片。在該鎳鍍覆片的形成有凹凸圖案的面上,疊合厚度為50μm的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜,并加熱。從兩側(cè)按壓加熱軟化的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜和鎳鍍覆片,然后使其冷卻固化,將其從鎳鍍覆片剝離,得到凹凸圖案形成片。
通過原子力顯微鏡(Veeco Instruments制造的NanoScopeIII),從實(shí)施例25~33、比較例10~13的凹凸圖案形成片的光學(xué)元件的上面照相。
利用原子力顯微鏡的圖像來測(cè)定實(shí)施例25~33、比較例10~13的凹凸圖案形成片的光學(xué)元件的10處的凹凸圖案的深度,將這些值平均,求得平均深度。
這些值示于表3。
另外,基于以下基準(zhǔn),通過凹凸圖案的眾數(shù)間距和底部的平均深度來評(píng)價(jià)作為光漫射體的合適性。該評(píng)價(jià)結(jié)果示于表3。
○凹凸圖案的眾數(shù)間距為1μm以下,以眾數(shù)間距為100%時(shí),平均深度為10%以上,適宜作為光學(xué)元件。
×凹凸圖案的眾數(shù)間距超過1μm以下,或者,以眾數(shù)間距為100%時(shí),平均深度低于10%,不適合作為光學(xué)元件。
表3
使在第1樹脂制的基材的一個(gè)面上設(shè)置有由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比第1樹脂高10℃以上的第2樹脂構(gòu)成的硬質(zhì)層的層壓片蛇行變形的實(shí)施例25~29、比較例10、12的制造方法,可以容易地制造凹凸圖案形成片。另外,由實(shí)施例25~29得到的凹凸圖案形成片的凹凸圖案的眾數(shù)間距為1μm以下,在前述眾數(shù)間距為100%時(shí),底部的平均深度為10%以上,適宜作為光學(xué)元件。在實(shí)施例25~29中,可以得到上述那樣的眾數(shù)間距和平均深度,這是因?yàn)楸砻嫫交操|(zhì)層的厚度為50nm以下,變形率為50%以上。
另外,通過將由實(shí)施例25得到的凹凸圖案形成片作為工序片的實(shí)施例30~33的制造方法,可以簡(jiǎn)便地制造光學(xué)元件,使其具有與凹凸圖案形成片同等的眾數(shù)間距和平均深度的凹凸圖案。
另外,在比較例10中,由于表面硬質(zhì)平滑層的厚度超過50nm,因此得到的凹凸圖案形成片的凹凸圖案的眾數(shù)間距超過1μm。另外,由于比較例12的變形率為3%,在以眾數(shù)間距為100%時(shí),得到的凹凸圖案形成片的凹凸圖案底部的平均深度低于10%。因此,它們不一定適于用作光學(xué)元件。
相對(duì)于此,在作為樹脂層,使用2軸拉伸聚對(duì)苯二甲酸乙二酯薄膜的比較例11以及使用第2樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比第1樹脂低的層壓片的比較例13的制造方法,由于表面平滑硬質(zhì)層沒有蛇行變形,因此沒有形成凹凸圖案。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性 本發(fā)明的凹凸圖案形成片可以用作光漫射體,可以簡(jiǎn)便地制造。通過本發(fā)明的凹凸圖案形成片的制造方法,可以簡(jiǎn)便地制造用作光漫射體的凹凸圖案形成片。
本發(fā)明的光漫射體的漫射的各向異性優(yōu)異。通過本發(fā)明的光漫射體制造用工序片和光漫射體的制造方法,可以簡(jiǎn)便并且大量地制造光漫射體,使其形成有具有與凹凸圖案形成片同等的眾數(shù)間距和平均深度的凹凸圖案。
本發(fā)明的光學(xué)片的目標(biāo)光學(xué)特性優(yōu)異,并且可以容易地使光學(xué)特性不均勻。本發(fā)明的光漫射片的目標(biāo)光漫射性優(yōu)異,并且可以容易地使光漫射性不均勻。
通過本發(fā)明的漫射導(dǎo)光體和背光單元,可以使從光源發(fā)出的光充分地各向異性漫射。
本發(fā)明的凹凸圖案形成片,適宜作為防反射體、相位差板等光學(xué)元件使用。另外,本發(fā)明的凹凸圖案形成片也適宜作為光學(xué)元件制造用工序片使用,其被作為用于制造具有波浪狀凹凸圖案的光學(xué)元件的模具。
權(quán)利要求
1.一種凹凸圖案形成片,其特征在于,所述凹凸圖案形成片具有樹脂制基材和設(shè)置在所述基材的一個(gè)面上的樹脂制硬質(zhì)層,在所述硬質(zhì)層表面形成有沿著一個(gè)方向的凹凸圖案,
構(gòu)成硬質(zhì)層的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg2與構(gòu)成基材的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg1之差即Tg2-Tg1為10℃以上,
凹凸圖案的眾數(shù)間距為超過1μm且在20μm以下,在以所述眾數(shù)間距為100%時(shí),凹凸圖案底部的平均深度為10%以上。
2.一種凹凸圖案形成片的制造方法,其特征在于,具有在樹脂制基材的一個(gè)面上設(shè)置表面平滑的、厚度為超過0.05μm且在5.0μm以下的樹脂制硬質(zhì)層而形成層壓片的工序和使所述層壓片的至少硬質(zhì)層折疊變形的工序,
硬質(zhì)層由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比構(gòu)成基材的樹脂高10℃以上的樹脂構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的凹凸圖案形成片的制造方法,其使用單軸方向加熱收縮性薄膜作為樹脂制基材,在使硬質(zhì)層折疊變形的工序中,加熱層壓片而使單軸方向加熱收縮性薄膜收縮。
4.一種光漫射體,其具備權(quán)利要求1所述的凹凸圖案形成片,所述凹凸圖案形成片的基材和硬質(zhì)層是透明的。
5.一種凹凸圖案形成片,其特征在于,所述片具有樹脂制基材和設(shè)置在所述基材的一個(gè)面上的硬質(zhì)層,在所述硬質(zhì)層表面形成有沿著一個(gè)方向的凹凸圖案,其中,
硬質(zhì)層由金屬或者金屬化合物構(gòu)成,
凹凸圖案的眾數(shù)間距為超過1μm且在20μm以下,在以所述眾數(shù)間距為100%時(shí),凹凸圖案底部的平均深度為10%以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的凹凸圖案形成片,其硬質(zhì)層由金屬構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的凹凸圖案形成片,金屬是選自由金、鋁、銀、碳、銅、鍺、銦、鎂、鈮、鈀、鉛、鉑、硅、錫、鈦、釩、鋅、鉍所組成的組中的至少1種金屬。
8.一種凹凸圖案形成片,其特征在于,具有在樹脂制基材的一個(gè)面上設(shè)置表面平滑的、厚度為超過0.01μm且在0.2μm以下的金屬制或者金屬化合物制硬質(zhì)層而形成層壓片的工序和使所述層壓片的至少硬質(zhì)層折疊變形的工序,
硬質(zhì)層由金屬或者金屬化合物構(gòu)成。
9.一種權(quán)利要求8所述的凹凸圖案形成片的制造方法,其使用單軸方向加熱收縮性薄膜作為樹脂制基材,在使硬質(zhì)層折疊變形的工序中,加熱層壓片而使單軸方向加熱收縮性薄膜收縮。
10.一種光漫射體制造用工序片原版,其作為制造光漫射體的模具使用,其具備權(quán)利要求1、5、8所述的凹凸圖案形成片,所述光漫射體在表面形成有與所述凹凸圖案同等的眾數(shù)間距和平均深度的凹凸圖案。
11.一種光漫射體的制造方法,其具有以下工序
在權(quán)利要求10所述的光漫射體制造用工序片原版的形成有凹凸圖案的面上,涂布未固化的固化性樹脂的工序,和
使所述固化性樹脂固化后,將固化的涂膜從工序片原版剝離的工序。
12.一種光漫射體的制造方法,其具有以下工序
使片狀熱塑性樹脂與權(quán)利要求10所述的光漫射體制造用工序片原版的形成有凹凸圖案的面接觸的工序,
將所述片狀熱塑性樹脂按壓于工序片原版上并加熱使其軟化,然后冷卻的工序,和
將冷卻了的片狀熱塑性樹酯從工序片原版剝離的工序。
13.一種光漫射體的制造方法,其具有以下工序
在權(quán)利要求10所述的光漫射體制造用工序片原版的形成有凹凸圖案的面上,層壓凹凸圖案轉(zhuǎn)印用材料的工序,
將層壓于凹凸圖案上的凹凸圖案轉(zhuǎn)印用材料從前述工序片原版剝離從而制作2次工序用成形物的工序,
在所述2次工序用成形物的與所述工序片原版的凹凸圖案接觸一側(cè)的面上,涂布未固化的固化性樹脂的工序,
使所述固化性樹脂固化后,將固化的涂膜從2次工序用成形物剝離的工序。
14.一種光漫射體的制造方法,其具有以下工序
在權(quán)利要求10所述的光漫射體制造用工序片原版的形成有凹凸圖案的面上層壓凹凸圖案轉(zhuǎn)印用材料的工序,
將層壓于凹凸圖案上的凹凸圖案轉(zhuǎn)印用材料從前述工序片原版剝離從而制作2次工序用成形物的工序,
使片狀熱固化性樹脂與所述2次工序用成形物的與前述工序片原版的凹凸圖案接觸一側(cè)的面接觸的工序,
將所述片狀熱塑性樹脂按壓于2次工序用成形物上并加熱使其軟化,然后冷卻的工序,和
將冷卻了的片狀熱塑性樹脂從2次工序用成形物剝離的工序。
15.一種光學(xué)片,其特征在于,在平坦的一面或者兩面,分散配置有具有凹凸的凹凸區(qū)域。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光學(xué)片,其凹凸區(qū)域被不均勻地配置。
17.一種光漫射片,其具備權(quán)利要求15所述的光學(xué)片。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光漫射片,其凹凸區(qū)域內(nèi)的凹凸的眾數(shù)間距A為超過1μm且在20μm以下,相對(duì)于眾數(shù)間距A的凹凸的平均深度B的比A/B為0.1~3.0。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的光漫射片,其特征在于,其凹凸區(qū)域呈點(diǎn)狀分散。
20.一種漫射導(dǎo)光體,其特征在于,該漫射導(dǎo)光體由在一個(gè)面上形成有蛇行波浪狀凹凸圖案的透明樹脂層構(gòu)成,其中,
其凹凸圖案的眾數(shù)間距為超過1.0μm且在20μm以下,相對(duì)于眾數(shù)間距A的凹凸的平均深度B的比B/A為0.1~3.0。
21.一種背光單元,其特征在于,其具有權(quán)利要求20所述的漫射導(dǎo)光體、反射板和光源,所述反射板與該漫射導(dǎo)光體的與所述形成有凹凸圖案的面相反一側(cè)的面相向配設(shè),所述光源配設(shè)于所述漫射導(dǎo)光體和所述反射板之間。
22.一種背光單元,其特征在于,其具有權(quán)利要求20所述的漫射導(dǎo)光體、反射板和光源,所述反射板與該漫射導(dǎo)光體的與所述形成有凹凸圖案的面相反一側(cè)的面相向配設(shè),所述光源與所述漫射導(dǎo)光體任意一個(gè)側(cè)面相鄰。
23.一種凹凸圖案形成片,其特征在于,所述凹凸圖案形成片具有樹脂制基材和設(shè)置于所述基材外表面的至少一部分上的樹脂制硬質(zhì)層,所述硬質(zhì)層具有波浪狀凹凸圖案,
構(gòu)成硬質(zhì)層的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg2與構(gòu)成基材的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg1之差即Tg2-Tg1為10℃以上,
凹凸圖案的眾數(shù)間距為1μm以下,在以所述眾數(shù)間距為100%時(shí),凹凸圖案底部的平均深度為10%以上。
24.一種凹凸圖案形成片的制造方法,其特征在于,其具有在樹脂制基材外表面的至少一部分上設(shè)置表面平滑的樹脂制硬質(zhì)層而形成層壓片的工序和使前述層壓片的至少硬質(zhì)層蛇行變形的工序,
硬質(zhì)層由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比構(gòu)成基材的樹脂高10℃以上的樹脂構(gòu)成。
25.一種防反射體,其具備權(quán)利要求23所述的凹凸圖案形成片。
26.一種相位差板,其具備權(quán)利要求23所述的凹凸圖案形成片。
27.一種光學(xué)元件制造用工序片,其作為制造光學(xué)元件的模具使用,其具備權(quán)利要求23所述的凹凸圖案形成片的特征,所述光學(xué)元件具有與所述凹凸圖案同等的眾數(shù)間距和平均深度的凹凸圖案。
全文摘要
本發(fā)明提供一種凹凸圖案形成片及其制造方法,其特征在于,所述凹凸圖案形成片具有樹脂制基材和設(shè)置在該基材的一個(gè)面上的樹脂制硬質(zhì)層,所述硬質(zhì)層表面形成有凹凸圖案,構(gòu)成硬質(zhì)層的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg2與構(gòu)成基材的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg1之差(Tg2-Tg1)為10℃以上,在以所述眾數(shù)間距為100%時(shí),凹凸圖案底部的平均深度為10%以上。
文檔編號(hào)G02B1/11GK101611332SQ20078005149
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2007年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月21日
發(fā)明者岡安俊樹, 森幸惠, 藤木保武 申請(qǐng)人:王子制紙株式會(huì)社