光学フィルム及びそれを用いた光学装置
【課題】等方的発光の光学デバイスに適用して光取り出し効率の向上および出射光波長の出射角度依存性の抑制の双方が可能な光取り出し用光学フィルムを提供する。
【解決手段】光学フィルム1の凹凸構造部12は、凹凸単位12aが少なくとも2つの方向に繰り返し配列されている。凹凸単位12aは、大略、角錐形状、角錐台形状、円錐形状、円錐台形状、屋根形状、半球形状もしくは半球台形状の突起又は窪みを形成している。凹凸構造部12の少なくとも一部が粗面化部12b,12cである。
【解決手段】光学フィルム1の凹凸構造部12は、凹凸単位12aが少なくとも2つの方向に繰り返し配列されている。凹凸単位12aは、大略、角錐形状、角錐台形状、円錐形状、円錐台形状、屋根形状、半球形状もしくは半球台形状の突起又は窪みを形成している。凹凸構造部12の少なくとも一部が粗面化部12b,12cである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学フィルムに係るものであり、とくに、照明装置または表示装置等の光学装置において光学デバイスから発せられる光の取り出し効率の向上に寄与する光学フィルム、及びそれを用いた光学装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
薄型化が可能な面発光デバイスとして、エレクトロルミネッセント(EL)素子を用いたものが提案されている。EL素子による発光の効率を高めるためには、EL素子において発光層から発せられ透明電極を経て透明基材へと進行した光を該透明基材の表面から効率良く取り出すことが必要である。
【0003】
このようなEL素子における光取り出しの効率を向上させるために、EL素子の透明基材の表面に凹凸構造を有するシートを設けることが提案されている(特許文献1および特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2003−59641号公報
【特許文献2】WO2004/017106号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、発光分布が発光面内での方向に実質上依存しない等方的発光を行う、EL素子等の光学デバイスから発せられる光の取り出し効率の向上に寄与する光学フィルムに関しては、その光取り出し効率の向上とともに、これら光学フィルムを装着した光学デバイスの出射光波長の出射角度依存性が極力小さいことが要請される。すなわち、光学デバイスからの出射光が光学フィルムを通過して該光学フィルムから出射する際に、波長による出射角度の違いができるだけ小さいこと、換言すれば、光学フィルムからの出射光分布に波長依存性ができるだけ少ないこと、が要請される。しかるに、特許文献1および2には、出射光波長の出射角度依存性の抑制に関する記載はない。
【0006】
本発明の目的は、以上のような等方的発光の光学デバイスに適用して光取り出し効率の向上に寄与する光学フィルム(光取り出し用光学フィルム)における技術的課題に鑑み、光取り出し効率の向上および出射光波長の出射角度依存性の抑制の機能が一層高められた光取り出し用光学フィルムを提供することにある。また、本発明の他の目的は、以上のような光取り出し用光学フィルムを用いた光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明によれば、上記いずれかの目的を達成するものとして、
少なくとも凹凸構造部を有する光学フィルムであって、
前記凹凸構造部は凹凸単位が少なくとも2つの方向に繰り返し配列され、
前記凹凸単位は、大略、角錐形状、角錐台形状、円錐形状、円錐台形状、屋根形状、半球形状もしくは半球台形状の突起又は窪みを形成しており、
前記凹凸構造部の少なくとも一部が粗面化部であることを特徴とする光学フィルム、
が提供される。
【0008】
本発明の一態様においては、前記凹凸構造部は、前記凹凸単位と前記凹凸単位の存在しない凹凸単位非存在部とからなり、前記粗面化部は少なくとも前記凹凸単位非存在部に存在する。本発明の一態様においては、前記光学フィルムは、透光性基材フィルムの一方の面に前記凹凸構造部が形成されている。
【0009】
また、本発明によれば、上記いずれかの目的を達成するものとして、
上記の光学フィルムを製造する方法であって、
前記凹凸構造部の表面形状にほぼ対応する形状の形状転写面を持つ型部材を作製し、
次いで、前記形状転写面の少なくとも一部の粗面化処理を行って前記粗面化部に対応する形状を形成した型部材を用いて、前記型部材に形成された形状転写面を透光性材料の表面に転写することで、前記凹凸構造部を形成する、
ことを特徴とする光学フィルムの製造方法、
が提供される。
【0010】
また、本発明によれば、
上記の光学フィルムを製造するためのモールドであって、
少なくとも凹凸構造部を有し、
前記凹凸構造部は凹凸単位が少なくとも2つの方向に繰り返し配列され、
前記凹凸単位は、大略、角錐形状、角錐台形状、円錐形状、円錐台形状、屋根形状、半球形状もしくは半球台形状の突起又は窪みを形成しており、
前記凹凸構造部の少なくとも一部が粗面化部であることを特徴とするモールド、
が提供される。
【0011】
更に、本発明によれば、上記いずれかの目的を達成するものとして、
上記の光学フィルムと、前記凹凸構造部が形成された面の反対側に位置する、前記光学フィルムの面に接合された光学デバイスと、を備えており、
前記光学デバイスから発せられる光を前記光学フィルムの前記凹凸構造部の表面から出射させるようにしてなることを特徴とする光学装置、
が提供される。
【発明の効果】
【0012】
以上のような本発明によれば、等方的発光の光学デバイスに適用して光取り出し効率の向上、および出射光波長の出射角度依存性の抑制の双方が可能な光取り出し用光学フィルム、およびそれを用いた光学装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明による光学フィルム及びそれを用いた光学装置の一実施形態を示す模式図である。
【図2】凹凸構造部の凹凸単位の具体例を示す図である。
【図3】凹凸構造部の凹凸単位の具体例を示す図である。
【図4】凹凸構造部の凹凸単位の具体例を示す図である。
【図5】凹凸構造部の凹凸単位の具体例を示す図である。
【図6】凹凸構造部の凹凸単位の具体例を示す図である。
【図7】本発明による光学フィルム及びそれを用いた光学装置の一実施形態を示す模式図である。
【図8】本発明による光学フィルムの製造方法の一実施形態における型部材の作製を説明するための模式的断面図である。
【図9】光学フィルムの製造装置を示す模式図である。
【図10】比較例1で得られた光学フィルムの凹凸構造部のSEM写真である。
【図11】実施例1で得られた光学フィルムの凹凸構造部のSEM写真である。
【図12】実施例2で得られた光学フィルムの凹凸構造部のSEM写真である。
【図13】実施例3で得られた転写用型部材の光学顕微鏡写真である。
【図14】実施例4で得られた転写用型部材の光学顕微鏡写真である。
【図15】実施例5で得られた転写用型部材の光学顕微鏡写真である。
【図16】実施例6で得られた転写用型部材の光学顕微鏡写真である。
【図17】実施例7で得られた転写用型部材の光学顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【0015】
図1は本発明による光学フィルム及びそれを用いた光学装置の一実施形態を示す模式図である。
【0016】
本実施形態の光学装置は、光学フィルム1と光学デバイス2とを備えている。光学デバイス2は、公知の有機EL発光素子であり、透明基材層22、透明電極層24、有機発光層26および金属電極層28をこの順に積層したものからなる。図1はボトムエミッション構造の有機EL発光素子の例であるが、本発明においては、トップエミッション構造の有機EL発光素子も同様に用いることが出来る。光学デバイス2は、後述するように、光学フィルム1の凹凸構造部が形成された面の反対側の面に接合されている。
【0017】
光学フィルム1は、層状の凹凸構造部12および該凹凸構造部12に接合された透明基材フィルム14を有する。
【0018】
凹凸構造部12は、互いに反対側に位置する第1の面(図1では上側の表面)及び第2の面(図1では下側の表面)を備えている。凹凸構造部12は、第1の面が凹凸構造を持つ。この凹凸構造は、凹凸単位12aの繰り返し配列により特徴付けられる。即ち、凹凸構造部12の第1の面は、凹凸単位12aを上側表面に沿って少なくとも2つの方向に繰り返し配列してなる形状を有する。凹凸単位12aは、大略、角錐形状、角錐台形状、円錐形状、円錐台形状、屋根形状、半球形状または半球台形状の突起又は窪みを形成している。ここで、屋根形状とは、底面が長方形であり、凹又は凸を形成する4つの側面のうちの対向する2つの面が三角形で、対向する残りの2つの面が台形である形状をいう。
【0019】
なお、この凹凸単位12aを凹凸構造部12の第1の領域という。
【0020】
ここで、凹凸単位12aにつき「大略」とは、必ずしも幾何学的に厳密な各形状であるもののみならず、全体形状において幾何学的に厳密な形状からのずれがあってもよく、または部分的に幾何学的に厳密な形状からの変形があってもよいことを意味する。凹凸単位12aの寸法としては、とくに制限はないが、たとえば高さが10〜1000μmで、基底寸法が10〜1000μmであるものが例示される。凹凸単位12aの表面が角錐形状、角錐台形状、円錐形状、円錐台形状および屋根形状等の平面からなる場合には、凹凸単位12aの表面と基底面とのなす角度(底角)は、たとえば20〜70°である。尚、凹凸単位12aの表面が半球形状および半球台形状等の曲面である場合には、凹凸単位12aの縦断面形状(即ち、凹凸構造部12の層厚方向を通る断面の形状)における片側の曲線を一次近似により直線で近似した場合の当該直線と基底面とのなす角度を底角とする。この底角は、たとえば20〜70°である。
【0021】
また、凹凸構造部12は、凹凸単位12aだけでなく、凹凸単位12aが存在しない凹凸単位非存在部12cを有していてもよい。この凹凸単位非存在部12cを凹凸構造部12の第2の領域という。
【0022】
凹凸構造部12の厚さは、たとえば10〜2000μmである。
【0023】
図2〜図6に、凹凸単位12aの具体例を示す。図2は、凹凸単位12aが屋根形状である例の電子顕微鏡(SEM)写真図を示す。ここでは、凹凸単位12aは凹凸構造部層に沿って互いに直交する2つの方向に繰り返し配列されている。図3は、凹凸単位12aが三角錐形状である例の電子顕微鏡(SEM)写真図を示す。ここでは、凹凸単位12aは凹凸構造部層に沿って互いに60°で交わる3つの方向に繰り返し配列(但し、各方向につき凹凸単位の方向性が交互に反転して配列)されている。図4は、凹凸単位12aが半球形状である例の3Dレーザー顕微鏡写真図を示す。ここでは、凹凸単位12aは凹凸構造部層に沿って互いに60°で交わる3つの方向に繰り返し配列されている。図5は、凹凸単位12aが四角錐台形状である例の3Dレーザー顕微鏡写真図を示す。ここでは、凹凸単位12aは凹凸構造部層に沿って互いに直交する2つの方向に繰り返し配列されている。図6は、凹凸単位12aが四角錐台形状である例のレーザー顕微鏡写真図を示す。ここでは、凹凸単位12aは凹凸構造部層に沿って互いに直交する2つの方向に繰り返し配列されている。
【0024】
凹凸単位12aは、互いに隣接するもの同士が密接して配列されていても良いが、密接せずに互いに隣接するもの同士の間に隙間が存在していても良い。即ち、繰り返し配列のピッチは凹凸単位12aの当該配列方向に関する基底寸法と同等またはそれより幾分大きいものである。
【0025】
以上のような凹凸単位12aは、突起状であってもよいし、又は窪み状であってもよい。
【0026】
本発明の光学フィルムにおいては、凹凸構造部12の第1の面(上側表面、即ち、凹凸単位12aの形成された面)の少なくとも一部が粗面化部である。この形状を図1に戻り説明する。符号12bは粗面化された凹凸単位(換言すれば凹凸単位の粗面化部)を示し、符号12cは粗面化された凹凸単位非存在部(換言すれば凹凸単位非存在部の粗面化部)を示している。即ち図1では、凹凸構造部12の上側表面側の全面が粗面化部である構造を示している。
【0027】
一方、図7は本発明による光学フィルム及びそれを用いた光学装置の別の実施形態を示す模式図である。ここでは、凹凸単位12aは粗面化されていない構造であり、凹凸単位非存在部のみに粗面化部12cが設けられている。光束量という観点からは、凹凸単位非存在部のみに粗面化部12cが設けられていることが好ましい。
【0028】
本発明の光学フィルムは、上記のように粗面化部が凹凸構造部の第1の面に存在することで、この光学フィルムを用いた光学デバイスからの出射光を拡散する効果を有し、出射光波長の出射角度依存性が小さく、良好な光学特性を発現する。
【0029】
粗面化部12b,12cの表面の粗面化度は、中心線平均粗さRaにおいて0.03〜2μmの範囲が好ましく、より好ましくは0.05〜1μmである。また十点平均粗さRzにおいて0.2〜5μmの範囲が好ましく、より好ましくは0.3〜3μmである。さらに算術平均傾斜角RΔaは0.4〜20度の範囲が好ましく、より好ましくは0.5〜10度の範囲である。Ra、Rz及びRΔaそれぞれの値を上記範囲の上限以下の範囲である場合に、光の取り出し効率が良好となる傾向にある。一方、Ra、Rz及びRΔaそれぞれの値を上記範囲の下限以上の範囲である場合に、充分な光拡散効果が得られ、出射光波長の出射角度依存性が小さくなり、良好な光学特性が得られる傾向にある。
【0030】
上記の粗面化部12b,12cの表面形状の測定は、たとえばレーザー顕微鏡(例えばオリンパス社製のLEXT OLS3000[商品名])を用いて行うことができる。
【0031】
凹凸構造部12は透光性材料からなる。透光性材料としては例えば活性エネルギー線硬化樹脂が挙げられる。活性エネルギー線硬化樹脂としては、紫外線、電子線等の活性エネルギー線で硬化させたものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ポリエステル類、エポキシ系樹脂、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート系樹脂等が挙げられる。中でも、(メタ)アクリレート系樹脂がその光学特性等の観点から特に好ましい。このような硬化樹脂に使用される活性エネルギー線硬化性組成物としては、取扱い性や硬化性等の点で、多官能アクリレートおよび/または多官能メタクリレート(以下、多官能(メタ)アクリレートと記載)、モノアクリレートおよび/またはモノメタクリレート(以下、モノ(メタ)アクリレートと記載)、および活性エネルギー線による光重合開始剤を主成分とするものが好ましい。代表的な多官能(メタ)アクリレートとしては、ポリオールポリ(メタ)アクリレート、ポリエステルポリ(メタ)アクリレート、エポキシポリ(メタ)アクリレート、ウレタンポリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは、単独あるいは2種以上の混合物として使用される。また、モノ(メタ)アクリレートとしては、モノアルコールのモノ(メタ)アクリル酸エステル、ポリオールのモノ(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。
【0032】
また、透光性材料は光透過率の高い透光性樹脂から構成することができる。このような透光性樹脂としては、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂が例示できる。特に、メタクリル樹脂が、光透過率の高さ、耐熱性、力学的特性、成形加工性に優れており、最適である。このようなメタクリル樹脂としては、メタクリル酸メチルを主成分とする樹脂であり、メタクリル酸メチルが80重量%以上であるものが好ましい。
【0033】
光学フィルム1の凹凸単位は、以上のような凹凸構造部12が透光性材料からなる透明基材フィルム14の一方の面に形成されている。
【0034】
透明基材フィルム14は、凹凸構造部12の凹凸単位12aの形成された面の反対側の面に接合されている。従って、本実施形態の光学装置において、光学デバイス2は、凹凸構造部12の第2の面(下側表面、即ち、凹凸単位12aの形成された面の反対側の面)に接合されていることになる。
【0035】
尚、光学フィルム1において、凹凸構造部12のみで形状保持が可能な場合には、透明基材フィルム14を省略してもよい。
【0036】
透明基材フィルム14としては、活性エネルギー線を透過するものであれば特に限定はなく、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂等の樹脂やガラスからなるフィルム、シートまたは板等が使用できる。透明基材フィルム14の厚さは、たとえば25〜250μmである。
【0037】
また、透明基材フィルム14と凹凸構造部12との密着性を向上させるために、透明基材フィルム14の表面に密着性向上のための表面処理を施して表面処理層を形成してから凹凸構造部12を設けてもよい。この表面処理としては、例えば、透明基材フィルム14の表面にポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などからなる易接着層を形成する方法や、透明基材フィルム14の表面を粗面化処理するなどの方法が挙げられる。更に、透明基材フィルム14の凹凸構造部12と反対側に、光の取り出し効率をさらに向上させるため、あるいは、透過光の出射角度における波長依存性(上記の出射光波長の出射角度依存性に相当)を低減して、より均一にするために光拡散層を設けても良い。この光拡散層は、例えば活性エネルギー線硬化性樹脂に屈折率の異なる有機系微粒子やシリカ微粒子等の拡散剤を配合することで形成することができる。
【0038】
また、透明基材フィルム14には、帯電防止、反射防止、基材同士の密着防止など他の処理を施すこともできる。
【0039】
以上のような凹凸構造部12は、凹凸単位12a及び粗面化部12b,12cを有する第1の面(凹凸構造面)を転写形成する形状転写面を有する型部材を用いて、透光性樹脂シートの表面に対する賦形を行うことで、製造することができる。この型部材の作製に関して、図8を参照しながら説明する。
【0040】
先ず、図8(a)に示されるように、粗面化された凹凸単位12bにほぼ対応する形状の第1の領域12b”と粗面化された凹凸単位非存在部12cにほぼ対応する形状の第2の領域12c”とからなる形状転写面を持つ型部材12’を作製する。換言すれば、凹凸単位の表面形状にほぼ対応する形状の形状転写面を持つ型部材12’を作製する。ここで、第1の領域12b”の形状につき「粗面化された凹凸単位12bにほぼ対応する」形状とは、後述のブラスト加工、エンドミル切削加工及び研削加工の何れか一つの処理により粗面化された凹凸単位12bに対応する形状が得られるような形状のことを指す。同様に、第2の領域12c”の形状につき「粗面化された凹凸単位非存在部12cにほぼ対応する」形状とは、後述のブラスト加工、エンドミル切削加工及び研削加工の何れか一つの処理により粗面化された凹凸単位非存在部12cに対応する形状が得られるような形状のことを指す。
【0041】
次いで、図8(b)に示されるように、型部材12’の形状転写面に対してブラスト加工、エンドミル切削加工及び研削加工の何れか一つの処理を行うことで、図8(a)の第1の領域12b”及び第2の領域12c”を粗面化し、それぞれ粗面化された第1の領域12b’及び粗面化された第2の領域12c’とする。ここで、図8(b)の粗面化された第1の領域12b’及び粗面化された第2の領域12c’は、それぞれ粗面化された凹凸単位12b及び粗面化された凹凸単位非存在部12cに対応する形状をもつ。
【0042】
ブラスト加工によって粗面化部を形成するためには、ブラスト粒子BPの大きさ(粒径)として、型部材12’の第1の領域12b”の開口径より小さいものを用いることができる。すなわちブラスト粒子BPの粒径が第1の領域12b”より小さいために、吹き付け時に型部材12’の凹部の奥まで入り込み、第1の領域12b”を粗面化することができる。
【0043】
一方、上記とは逆に、ブラスト粒子BPの大きさ(粒径)として、型部材12’の第1の領域12b”の開口径より大きいものを用いた場合には、ブラスト粒子BPは型部材12’の凹部の奥には入り込まないため、第2の領域12c”のみが粗面化され、この型部材12’から転写により得られる凹凸構造面は、図7に示されるように粗面化された凹凸単位非存在部12cのみが形成される。
【0044】
ブラスト粒子BPとしては、ガラスビーズ研削材の他、アルミナ系、セラミック系、樹脂系の研磨材等も使用可能である。
【0045】
以上のようにして作製される型部材と、平面状の形状転写面を持つ型部材とを用いて、透光性樹脂の成形を行なうことで、凹凸構造部12を得ることができる。即ち、以上のようにして作製される型部材を用いて透光性樹脂の表面の賦形を行なうことで凹凸構造部12を得、ひいては所要の光学フィルムを得ることができる。この透光性樹脂の表面の賦形は、熱プレス、押出成形または射出成形等により行うことができる。
【0046】
エンドミル切削加工によって粗面化部を形成するためには、精密旋盤加工機或いは精密平板加工機上に型部材12’をセットし、エンドミル工具が取付けられたモータスピンドルを回転させながら型部材12’の第2の領域12c”を切削する。これにより、第2の領域12c”は粗面化される。つまり、第2の領域12c”のみが粗面化された型部材12’を得ることができる。
【0047】
エンドミル切削加工は、モータスピンドルの回転速度、加工速度、エンドミル工具の種類、エンドミル工具の回転半径、エンドミル工具の型部材12’への切込み量を変えることで粗面化部のパターン或いは粗さを自由に変えることができる。
【0048】
研削加工によって粗面化部を形成するためには、精密旋盤加工機或いは精密平板加工機上に型部材12’をセットし、研削砥石を回転させながら型部材12’の第2の領域12c”を研削する。これにより、第2の領域12c”は粗面化される。つまり、第2の領域12c”のみが粗面化された型部材12’を得ることができる。
【0049】
図9は、透光性樹脂の表面の賦形の他の実施形態に使用する光学フィルム1の製造装置を示す。図9を参照して、光学フィルム1の製造方法につき、以下に説明する。
【0050】
光学フィルム1の凹凸構造部12の凹凸単位12aおよび粗面化部12b,12cの形成された面を転写形成するための形状転写面を有する例えば銅製の薄膜を外周に巻き付けた円筒形金型7と、ゴム製ニップロール6との間に、透明シート状基材5(即ち上記透明基材フィルム14)を導入する。透明シート状基材5が導入された状態において、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物10をタンク8から先端にノズルを取り付けた配管9を通して、円筒形金型7と透明シート状基材5との間に供給しながら、透明シート状基材5を移動させる。この時、円筒形金型7はこれに合わせて回転しており、円筒形金型7と透明シート状基材5との間に挟まれた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物10は、高圧水銀灯等を光源とした紫外線照射装置11付近に来たところで、紫外線照射により硬化する。硬化した活性エネルギー線硬化性樹脂により上記凹凸構造部12が形成される。紫外線照射装置11を通過した後、凹凸構造部12の付与された透明シート状基材5を円筒形金型7から離型し、光学フィルム1’(即ち光学フィルム1)を得る。
【0051】
なお、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を貯蔵するタンク8および円筒形金型7の内部あるいは外部には、温度を一定に制御するためシーズヒータや温水ジャケットなどの熱源設備が配置されており、タンク8内の樹脂温度および円筒形金型7の表面温度を適宜維持する。
【0052】
光学フィルム1の製造に用いる金型(型部材)としては、例えば、アルミニウム、黄銅、鋼などの金属製の型、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ABS樹脂、フッ素樹脂、ポリメチルペンテン樹脂などの合成樹脂製の型、これらの材料にメッキを施したものや各種金属粉を混合した材料より作製した型などが挙げられる。特に、金属製の型は、耐熱性や強度の面から好ましく、また、連続生産に適している。より具体的には、金属製の型は、重合発熱に強い、変形しにくい、傷が付きにくい、温度制御が可能である、精密成形に適しているなどの利点がある。
【0053】
これらの金型において、光学フィルム1の凹凸構造部12の凹凸単位12aの形成された面を転写形成するための転写面を作成する方法としては、ダイヤモンドバイトによる切削、或いはWO2008/069324号公報に記載されるようなエッチング(当該公報の図12〜14を参照して説明される製法)が挙げられる。前者は、凹凸単位12aが、角錐形状、角錐台形状、円錐形状、円錐台形状および屋根形状等の大略平面の組合せによるものである場合に好適であり、後者は、凹凸単位12aが、半球形状または半球台形状等の曲面を有するものの場合に好適である。また、これらの転写面形状の凹凸が反転した形状の転写面を有するマスター型から電鋳法を用いて作製した金属薄膜をロール芯部材に巻きつけて、円筒形金型を作製する方法も用いることができる。
【0054】
活性エネルギー線発光光源としては、例えば、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、無電極UVランプ(フュージョンUVシステムズ社製)、可視光ハロゲンランプ、キセノンランプ、太陽光等が使用できる。活性エネルギー線照射時の雰囲気は、空気中でもよいし、窒素、アルゴン等の不活性ガス中でもよい。照射エネルギーとしては、例えば、200〜600nm、好ましくは320〜390nmの波長の波長範囲における積算エネルギーが、例えば、0.01〜10J/cm2、好ましくは0.5〜8J/cm2となるように照射することが適当である。
【実施例】
【0055】
以下、実施例及び比較例によって本発明を説明する。
【0056】
以下の実施例及び比較例において、「部」はとくに断らない限り質量部を意味する。
【0057】
以下の実施例及び比較例における評価法は次の通りとした。
【0058】
電子顕微鏡観察(SEM):
走査電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製、S−4300−SE/N)を使用して測定した。
【0059】
法線輝度、色度変化量:
市販の有機EL素子(LUMIOTEC社製、デザインサンプルキット、発光部寸法:125mm×125mm)の表面の光学フィルムを剥離してガラス表面をむき出しにして、評価用の光源とした。評価用光源に1.5Aの電流を通電して点灯し、輝度計(トプコン社製、BM−7)を用いて、評価用光源の真正面方向(0度)から、斜め方向(80度)まで評価用光源を2.5度ずつ傾斜させて、それぞれの角度で輝度およびYxy表色系の色度x,yを測定した。ここで0度、すなわち評価用光源の真正面方向において得られた輝度値を法線輝度とし、0度から80度の間におけるx,yそれぞれの最大値と最小値の差Δx,Δyを算出し、色度変化量とした。なお、評価用光源に光学フィルムを貼り付ける場合には、厚み25μmの基材レス両面接着テープ(日東電工社製、LUCIACS CS9621T)を用いて、測定対象の光学フィルムを凹凸構造面が出光側に向くように評価用光源のガラス表面に貼り付けた。
【0060】
出射光束量:
法線輝度及び色度変化量の測定時と同一の評価用光源を同様の条件で点灯し、発光部を、直径25mmの開口部を設けた積分球(Labsphere社製)に密着させ、光源表面からの出射光を積分球の中に入光させた。入光した総放射束量を、積分球に接続したマルチチャンネル分光器(浜松ホトニクス社製、PMA−11)で測定し、標準視感度曲線による補正を行なって出射光束量を算出した。なお、評価用光源に光学フィルムを貼り付ける場合には、法線輝度及び色度変化量の測定時と同様に、厚み25μmの基材レス両面接着テープ(日東電工社製、LUCIACS CS9621T)を用いて、測定対象の光学フィルムを凹凸構造面が出光側に向くように評価用光源のガラス表面に貼り付けた。
【0061】
表面粗さ測定:
オリンパス社製のLEXT OLS3000を用いて、光学フィルムの表面を2400倍の倍率で撮影した。次いで、撮影画像から装置付属の解析ソフトを用いて、中心線平均粗さRa、十点平均粗さRz、及び算術平均傾斜角RΔaの値をそれぞれ算出した。
【0062】
[製造例]活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の製造:
硝子製フラスコに、ヘキサメチレンジイソシアネート117.6g(0.7モル)およびイソシアヌレート型のヘキサメチレンジイソシアネート3量体151.2g(0.3モル)と、水酸基を有する(メタ)アクリロイル化合物として、2−ヒドロキシプロピルアクリレート128.7g(0.99モル)およびペンタエリスリトールトリアクリレート693g(1.54モル)と、触媒として、ジラウリル酸ジ−n−ブチル錫100ppmと、重合禁止剤として、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.55gとを仕込み、70〜80℃の条件にて残存イソシアネート濃度が0.1%以下になるまで反応させ、ウレタンアクリレート化合物を得た。
【0063】
前記ウレタンアクリレート化合物を35部、下記式(1)で表されるジメタクリレート(商品名アクリエステルPBOM、三菱レイヨン(株)製)を25部、および下記式(2)で表されるジメタクリレート(商品名ニューフロンティアBPEM−10、第一工業製薬(株)製)を40部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(商品名イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)を1.2部、混合して活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を得た。
【0064】
【化1】
【0065】
【化2】
【0066】
[参考例]
前記の評価用光源(すなわち表面に光学フィルムが存在しない状態)の法線輝度及び出射光束量を測定したところ、法線輝度は3570[cd/m2]、出射光束量は62.8×10−3[lm]であり、色度変化量はΔx=0.0298,Δy=0.0289であった。
【0067】
[比較例1]
WO2008/069324号公報に記載されるエッチングする製法でマイクロレンズ形状の型部材(第1の型部材)を作製した。得られた型部材の形状転写面は半球形状の凹部が配列した形状をもつものであった。
【0068】
この第1の型部材に製造例1で作製した活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を均一に塗布し、その上に厚み188μmのPETフィルム(東洋紡社製、コスモシャインA4300)を置き、ハンドロールで均一に伸ばした。その後PETフィルム上からUV照射を行ない、型部材とPETフィルムとの間で伸ばされた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させ、活性エネルギー線硬化性樹脂からなる凹凸構造部を形成した。型部材から凹凸構造部と共にPETフィルムを剥離し、光学フィルムAを得た。光学フィルムAは、透明基材フィルムとしてのPETフィルムの表面に、型部材の凹形状が反転した凸形状を表面に有する凹凸構造部が接合されたものである。光学フィルムAの表面すなわち凹凸構造部の表面のSEM画像を図10に示す。SEM画像で示す通り、凹凸構造部の表面には、直径が50μmで高さが25μmの凸半球形状が、それらの間の平均距離が約3μmとなるように、3方向に繰り返し配列(六方配列)している。
【0069】
また凸半球形状が存在しない部分(凹凸単位12aの隙間)について、表面粗さ測定を行なった結果を表1に示す。さらに得られた光学フィルムAの法線輝度、色度変化量、出射光束量の評価を実施した結果を表1に示す。
【0070】
[実施例1]
比較例1において使用した第1の型部材にブラストマシン(ニッチュー社製エアーブラスト装置PAM107型)、により、アルミナビーズ(昭和電工社製モランダムA#400S)を用いて、ブラスト処理を行った。このブラスト処理の条件は、型部材表面から吹付けノズルまでの距離を320mm、ノズル移動速度5.0m/min、吹付け圧力0.13MPa、スクリュー噴射量31%であった。これにより、表面が粗面化された型部材(第2の型部材)を得た。
【0071】
得られた第2の型部材を用いて、比較例1と同様にして、光学フィルムBを得た。光学フィルムBの表面すなわち凹凸構造部の表面のSEM画像を図11に示す。SEM画像で示す通り、凸半球形状の表面及び凸半球形状間の隙間の表面が、ブラスト処理により粗面化されていた(粗面化された凹凸単位12b及び粗面化された凹凸単位非存在部12c)。ここで、粗面化された凹凸単位非存在部12c(凹凸単位12aの隙間)について、表面粗さ測定を行なった結果を表1に示す。さらに得られた光学フィルムBを装着した有機EL素子の法線輝度、色度変化量、出射光束量の評価を実施した結果を表1に示す。
【0072】
[実施例2]
比較例1において使用した第1の型部材に、吹き付け圧力を0.25MPaとした以外は実施例1と同様にブラスト処理を行い、表面が粗面化された型部材(第3の型部材)を得た。
【0073】
得られた第3の型部材を用いて、比較例1と同様にして、光学フィルムCを得た。光学フィルムCの表面すなわち凹凸構造部の表面のSEM画像を図12に示す。SEM画像で示す通り、凸半球形状の表面及び凸半球形状間の隙間の表面が、ブラスト処理により、実施例1に比べて強く粗面化されていた。ここで、粗面化された凹凸単位非存在部12c(凹凸単位12aの隙間)について、表面粗さ測定を行なった結果を表1に示す。さらに得られた光学フィルムCを装着した有機EL素子の法線輝度、色度変化量、出射光束量の評価を実施した結果を表1に示す。
【0074】
[実施例3]
比較例1において使用した第1の型部材12’に、超精密平板加工機を用いて、エンドミル切削加工を行った。エンドミル切削は、ナカニシ社製のモータスピンドルに日進工具社製のボールエンドミル工具を取付け、工具を回転させながら第1の型部材12’の第2の領域12c”のみエンドミル切削加工を施した。加工条件は、工具回転半径80μm、工具回転数45000rpm、加工速度100mm/min、切込み量0.4μmに設定した。その結果として、12c”のみが粗面化された型部材(第4の型部材)を得た。前記型部材を光学顕微鏡で観察した結果を図13に示す。
【0075】
得られた第4の型部材を用いて、比較例1と同様にして、光学フィルムDを得た。粗面化された凹凸単位非存在部12c(凹凸単位12aの隙間)について、表面粗さ測定を行った結果を表1に示す。さらに得られた光学フィルムDを装着した有機EL素子の法線輝度、色度変化量、出射光束量の評価を実施した結果を表1に示す。
【0076】
[実施例4]
比較例1において使用した第1の型部材12’に、実施例3で示す方法でエンドミル切削加工を施した。加工条件は、工具回転半径80μm、工具回転数45000rpm、加工速度500mm/min、切込み量0.4μmに設定した。その結果として、12c”のみが粗面化された型部材(第5の型部材)を得た。前記型部材を光学顕微鏡で観察した結果を図14に示す。
【0077】
得られた第5の型部材を用いて、比較例1と同様にして、光学フィルムEを得た。粗面化された凹凸単位非存在部12c(凹凸単位12aの隙間)について、表面粗さ測定を行った結果を表1に示す。さらに得られた光学フィルムEを装着した有機EL素子の法線輝度、色度変化量、出射光束量の評価を実施した結果を表1に示す。
【0078】
[実施例5]
比較例1において使用した第1の型部材12’に、実施例3で示す方法でエンドミル切削加工を施した。加工条件は、工具回転半径80μm、工具回転数45000rpm、加工速度500mm/min、切込み量0.6μmに設定した。その結果として、12c”のみが粗面化された型部材(第6の型部材)を得た。前記型部材を光学顕微鏡で観察した結果を図15に示す。
【0079】
得られた第6の型部材を用いて、比較例1と同様にして、光学フィルムFを得た。粗面化された凹凸単位非存在部12c(凹凸単位12aの隙間)について、表面粗さ測定を行った結果を表1に示す。さらに得られた光学フィルムFを装着した有機EL素子の法線輝度、色度変化量、出射光束量の評価を実施した結果を表1に示す。
【0080】
[実施例6]
比較例1において使用した第1の型部材12’に、実施例3で示す方法でエンドミル切削加工を施した。加工条件は、工具回転半径3μm、工具回転数40000rpm、加工速度300mm/min、切込み量0.4μmに設定した。その結果として、12c”のみが粗面化された型部材(第7の型部材)を得た。前記型部材を光学顕微鏡で観察した結果を図16に示す。
【0081】
得られた第7の型部材を用いて、比較例1と同様にして、光学フィルムGを得た。粗面化された凹凸単位非存在部12c(凹凸単位12aの隙間)について、表面粗さ測定を行った結果を表1に示す。さらに得られた光学フィルムGを装着した有機EL素子の法線輝度、色度変化量、出射光束量の評価を実施した結果を表1に示す。
【0082】
[実施例7]
比較例1において使用した第1の型部材12’に、実施例3で示す方法でエンドミル切削加工を施した。加工条件は、工具回転半径3μm、工具回転数40000rpm、加工速度500mm/min、切込み量0.4μmに設定した。その結果として、12c”のみが粗面化された型部材(第8の型部材)を得た。前記型部材を光学顕微鏡で観察した結果を図17に示す。
【0083】
得られた第8の型部材を用いて、比較例1と同様にして、光学フィルムHを得た。粗面化された凹凸単位非存在部12c(凹凸単位12aの隙間)について、表面粗さ測定を行った結果を表1に示す。さらに得られた光学フィルムHを装着した有機EL素子の法線輝度、色度変化量、出射光束量の評価を実施した結果を表1に示す。
【0084】
表1で示す通り、表面に粗面化部を有する凹凸構造部をもつ光学フィルムを用いた場合には、表面に粗面化部が存在しない凹凸構造部をもつ光学フィルムを用いた場合と比較して、同等の法線輝度及び光束量にもかかわらず、色度変化、即ち出射光波長の出射角度依存性が改善していた。
【0085】
【表1】
【符号の説明】
【0086】
1 光学フィルム
12 凹凸構造部
12a 凹凸単位
12b 粗面化された凹凸単位
12c 粗面化された凹凸単位非存在部
14 透明基材フィルム
2 光学デバイス
22 透明基材層
24 透明電極層
26 有機発光層
28 金属電極層
12’型部材
12b’、12b’’ 第1の領域
12c’、12c’’ 第2の領域
BP ブラスト粒子
5 透明シート状基材
6 ゴム製ニップロール
7 円筒形金型
8 タンク
9 配管
10 活性エネルギー線硬化性樹脂組成物
11 紫外線照射装置
1’ 光学フィルム
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学フィルムに係るものであり、とくに、照明装置または表示装置等の光学装置において光学デバイスから発せられる光の取り出し効率の向上に寄与する光学フィルム、及びそれを用いた光学装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
薄型化が可能な面発光デバイスとして、エレクトロルミネッセント(EL)素子を用いたものが提案されている。EL素子による発光の効率を高めるためには、EL素子において発光層から発せられ透明電極を経て透明基材へと進行した光を該透明基材の表面から効率良く取り出すことが必要である。
【0003】
このようなEL素子における光取り出しの効率を向上させるために、EL素子の透明基材の表面に凹凸構造を有するシートを設けることが提案されている(特許文献1および特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2003−59641号公報
【特許文献2】WO2004/017106号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、発光分布が発光面内での方向に実質上依存しない等方的発光を行う、EL素子等の光学デバイスから発せられる光の取り出し効率の向上に寄与する光学フィルムに関しては、その光取り出し効率の向上とともに、これら光学フィルムを装着した光学デバイスの出射光波長の出射角度依存性が極力小さいことが要請される。すなわち、光学デバイスからの出射光が光学フィルムを通過して該光学フィルムから出射する際に、波長による出射角度の違いができるだけ小さいこと、換言すれば、光学フィルムからの出射光分布に波長依存性ができるだけ少ないこと、が要請される。しかるに、特許文献1および2には、出射光波長の出射角度依存性の抑制に関する記載はない。
【0006】
本発明の目的は、以上のような等方的発光の光学デバイスに適用して光取り出し効率の向上に寄与する光学フィルム(光取り出し用光学フィルム)における技術的課題に鑑み、光取り出し効率の向上および出射光波長の出射角度依存性の抑制の機能が一層高められた光取り出し用光学フィルムを提供することにある。また、本発明の他の目的は、以上のような光取り出し用光学フィルムを用いた光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明によれば、上記いずれかの目的を達成するものとして、
少なくとも凹凸構造部を有する光学フィルムであって、
前記凹凸構造部は凹凸単位が少なくとも2つの方向に繰り返し配列され、
前記凹凸単位は、大略、角錐形状、角錐台形状、円錐形状、円錐台形状、屋根形状、半球形状もしくは半球台形状の突起又は窪みを形成しており、
前記凹凸構造部の少なくとも一部が粗面化部であることを特徴とする光学フィルム、
が提供される。
【0008】
本発明の一態様においては、前記凹凸構造部は、前記凹凸単位と前記凹凸単位の存在しない凹凸単位非存在部とからなり、前記粗面化部は少なくとも前記凹凸単位非存在部に存在する。本発明の一態様においては、前記光学フィルムは、透光性基材フィルムの一方の面に前記凹凸構造部が形成されている。
【0009】
また、本発明によれば、上記いずれかの目的を達成するものとして、
上記の光学フィルムを製造する方法であって、
前記凹凸構造部の表面形状にほぼ対応する形状の形状転写面を持つ型部材を作製し、
次いで、前記形状転写面の少なくとも一部の粗面化処理を行って前記粗面化部に対応する形状を形成した型部材を用いて、前記型部材に形成された形状転写面を透光性材料の表面に転写することで、前記凹凸構造部を形成する、
ことを特徴とする光学フィルムの製造方法、
が提供される。
【0010】
また、本発明によれば、
上記の光学フィルムを製造するためのモールドであって、
少なくとも凹凸構造部を有し、
前記凹凸構造部は凹凸単位が少なくとも2つの方向に繰り返し配列され、
前記凹凸単位は、大略、角錐形状、角錐台形状、円錐形状、円錐台形状、屋根形状、半球形状もしくは半球台形状の突起又は窪みを形成しており、
前記凹凸構造部の少なくとも一部が粗面化部であることを特徴とするモールド、
が提供される。
【0011】
更に、本発明によれば、上記いずれかの目的を達成するものとして、
上記の光学フィルムと、前記凹凸構造部が形成された面の反対側に位置する、前記光学フィルムの面に接合された光学デバイスと、を備えており、
前記光学デバイスから発せられる光を前記光学フィルムの前記凹凸構造部の表面から出射させるようにしてなることを特徴とする光学装置、
が提供される。
【発明の効果】
【0012】
以上のような本発明によれば、等方的発光の光学デバイスに適用して光取り出し効率の向上、および出射光波長の出射角度依存性の抑制の双方が可能な光取り出し用光学フィルム、およびそれを用いた光学装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明による光学フィルム及びそれを用いた光学装置の一実施形態を示す模式図である。
【図2】凹凸構造部の凹凸単位の具体例を示す図である。
【図3】凹凸構造部の凹凸単位の具体例を示す図である。
【図4】凹凸構造部の凹凸単位の具体例を示す図である。
【図5】凹凸構造部の凹凸単位の具体例を示す図である。
【図6】凹凸構造部の凹凸単位の具体例を示す図である。
【図7】本発明による光学フィルム及びそれを用いた光学装置の一実施形態を示す模式図である。
【図8】本発明による光学フィルムの製造方法の一実施形態における型部材の作製を説明するための模式的断面図である。
【図9】光学フィルムの製造装置を示す模式図である。
【図10】比較例1で得られた光学フィルムの凹凸構造部のSEM写真である。
【図11】実施例1で得られた光学フィルムの凹凸構造部のSEM写真である。
【図12】実施例2で得られた光学フィルムの凹凸構造部のSEM写真である。
【図13】実施例3で得られた転写用型部材の光学顕微鏡写真である。
【図14】実施例4で得られた転写用型部材の光学顕微鏡写真である。
【図15】実施例5で得られた転写用型部材の光学顕微鏡写真である。
【図16】実施例6で得られた転写用型部材の光学顕微鏡写真である。
【図17】実施例7で得られた転写用型部材の光学顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【0015】
図1は本発明による光学フィルム及びそれを用いた光学装置の一実施形態を示す模式図である。
【0016】
本実施形態の光学装置は、光学フィルム1と光学デバイス2とを備えている。光学デバイス2は、公知の有機EL発光素子であり、透明基材層22、透明電極層24、有機発光層26および金属電極層28をこの順に積層したものからなる。図1はボトムエミッション構造の有機EL発光素子の例であるが、本発明においては、トップエミッション構造の有機EL発光素子も同様に用いることが出来る。光学デバイス2は、後述するように、光学フィルム1の凹凸構造部が形成された面の反対側の面に接合されている。
【0017】
光学フィルム1は、層状の凹凸構造部12および該凹凸構造部12に接合された透明基材フィルム14を有する。
【0018】
凹凸構造部12は、互いに反対側に位置する第1の面(図1では上側の表面)及び第2の面(図1では下側の表面)を備えている。凹凸構造部12は、第1の面が凹凸構造を持つ。この凹凸構造は、凹凸単位12aの繰り返し配列により特徴付けられる。即ち、凹凸構造部12の第1の面は、凹凸単位12aを上側表面に沿って少なくとも2つの方向に繰り返し配列してなる形状を有する。凹凸単位12aは、大略、角錐形状、角錐台形状、円錐形状、円錐台形状、屋根形状、半球形状または半球台形状の突起又は窪みを形成している。ここで、屋根形状とは、底面が長方形であり、凹又は凸を形成する4つの側面のうちの対向する2つの面が三角形で、対向する残りの2つの面が台形である形状をいう。
【0019】
なお、この凹凸単位12aを凹凸構造部12の第1の領域という。
【0020】
ここで、凹凸単位12aにつき「大略」とは、必ずしも幾何学的に厳密な各形状であるもののみならず、全体形状において幾何学的に厳密な形状からのずれがあってもよく、または部分的に幾何学的に厳密な形状からの変形があってもよいことを意味する。凹凸単位12aの寸法としては、とくに制限はないが、たとえば高さが10〜1000μmで、基底寸法が10〜1000μmであるものが例示される。凹凸単位12aの表面が角錐形状、角錐台形状、円錐形状、円錐台形状および屋根形状等の平面からなる場合には、凹凸単位12aの表面と基底面とのなす角度(底角)は、たとえば20〜70°である。尚、凹凸単位12aの表面が半球形状および半球台形状等の曲面である場合には、凹凸単位12aの縦断面形状(即ち、凹凸構造部12の層厚方向を通る断面の形状)における片側の曲線を一次近似により直線で近似した場合の当該直線と基底面とのなす角度を底角とする。この底角は、たとえば20〜70°である。
【0021】
また、凹凸構造部12は、凹凸単位12aだけでなく、凹凸単位12aが存在しない凹凸単位非存在部12cを有していてもよい。この凹凸単位非存在部12cを凹凸構造部12の第2の領域という。
【0022】
凹凸構造部12の厚さは、たとえば10〜2000μmである。
【0023】
図2〜図6に、凹凸単位12aの具体例を示す。図2は、凹凸単位12aが屋根形状である例の電子顕微鏡(SEM)写真図を示す。ここでは、凹凸単位12aは凹凸構造部層に沿って互いに直交する2つの方向に繰り返し配列されている。図3は、凹凸単位12aが三角錐形状である例の電子顕微鏡(SEM)写真図を示す。ここでは、凹凸単位12aは凹凸構造部層に沿って互いに60°で交わる3つの方向に繰り返し配列(但し、各方向につき凹凸単位の方向性が交互に反転して配列)されている。図4は、凹凸単位12aが半球形状である例の3Dレーザー顕微鏡写真図を示す。ここでは、凹凸単位12aは凹凸構造部層に沿って互いに60°で交わる3つの方向に繰り返し配列されている。図5は、凹凸単位12aが四角錐台形状である例の3Dレーザー顕微鏡写真図を示す。ここでは、凹凸単位12aは凹凸構造部層に沿って互いに直交する2つの方向に繰り返し配列されている。図6は、凹凸単位12aが四角錐台形状である例のレーザー顕微鏡写真図を示す。ここでは、凹凸単位12aは凹凸構造部層に沿って互いに直交する2つの方向に繰り返し配列されている。
【0024】
凹凸単位12aは、互いに隣接するもの同士が密接して配列されていても良いが、密接せずに互いに隣接するもの同士の間に隙間が存在していても良い。即ち、繰り返し配列のピッチは凹凸単位12aの当該配列方向に関する基底寸法と同等またはそれより幾分大きいものである。
【0025】
以上のような凹凸単位12aは、突起状であってもよいし、又は窪み状であってもよい。
【0026】
本発明の光学フィルムにおいては、凹凸構造部12の第1の面(上側表面、即ち、凹凸単位12aの形成された面)の少なくとも一部が粗面化部である。この形状を図1に戻り説明する。符号12bは粗面化された凹凸単位(換言すれば凹凸単位の粗面化部)を示し、符号12cは粗面化された凹凸単位非存在部(換言すれば凹凸単位非存在部の粗面化部)を示している。即ち図1では、凹凸構造部12の上側表面側の全面が粗面化部である構造を示している。
【0027】
一方、図7は本発明による光学フィルム及びそれを用いた光学装置の別の実施形態を示す模式図である。ここでは、凹凸単位12aは粗面化されていない構造であり、凹凸単位非存在部のみに粗面化部12cが設けられている。光束量という観点からは、凹凸単位非存在部のみに粗面化部12cが設けられていることが好ましい。
【0028】
本発明の光学フィルムは、上記のように粗面化部が凹凸構造部の第1の面に存在することで、この光学フィルムを用いた光学デバイスからの出射光を拡散する効果を有し、出射光波長の出射角度依存性が小さく、良好な光学特性を発現する。
【0029】
粗面化部12b,12cの表面の粗面化度は、中心線平均粗さRaにおいて0.03〜2μmの範囲が好ましく、より好ましくは0.05〜1μmである。また十点平均粗さRzにおいて0.2〜5μmの範囲が好ましく、より好ましくは0.3〜3μmである。さらに算術平均傾斜角RΔaは0.4〜20度の範囲が好ましく、より好ましくは0.5〜10度の範囲である。Ra、Rz及びRΔaそれぞれの値を上記範囲の上限以下の範囲である場合に、光の取り出し効率が良好となる傾向にある。一方、Ra、Rz及びRΔaそれぞれの値を上記範囲の下限以上の範囲である場合に、充分な光拡散効果が得られ、出射光波長の出射角度依存性が小さくなり、良好な光学特性が得られる傾向にある。
【0030】
上記の粗面化部12b,12cの表面形状の測定は、たとえばレーザー顕微鏡(例えばオリンパス社製のLEXT OLS3000[商品名])を用いて行うことができる。
【0031】
凹凸構造部12は透光性材料からなる。透光性材料としては例えば活性エネルギー線硬化樹脂が挙げられる。活性エネルギー線硬化樹脂としては、紫外線、電子線等の活性エネルギー線で硬化させたものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ポリエステル類、エポキシ系樹脂、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート系樹脂等が挙げられる。中でも、(メタ)アクリレート系樹脂がその光学特性等の観点から特に好ましい。このような硬化樹脂に使用される活性エネルギー線硬化性組成物としては、取扱い性や硬化性等の点で、多官能アクリレートおよび/または多官能メタクリレート(以下、多官能(メタ)アクリレートと記載)、モノアクリレートおよび/またはモノメタクリレート(以下、モノ(メタ)アクリレートと記載)、および活性エネルギー線による光重合開始剤を主成分とするものが好ましい。代表的な多官能(メタ)アクリレートとしては、ポリオールポリ(メタ)アクリレート、ポリエステルポリ(メタ)アクリレート、エポキシポリ(メタ)アクリレート、ウレタンポリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは、単独あるいは2種以上の混合物として使用される。また、モノ(メタ)アクリレートとしては、モノアルコールのモノ(メタ)アクリル酸エステル、ポリオールのモノ(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。
【0032】
また、透光性材料は光透過率の高い透光性樹脂から構成することができる。このような透光性樹脂としては、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂が例示できる。特に、メタクリル樹脂が、光透過率の高さ、耐熱性、力学的特性、成形加工性に優れており、最適である。このようなメタクリル樹脂としては、メタクリル酸メチルを主成分とする樹脂であり、メタクリル酸メチルが80重量%以上であるものが好ましい。
【0033】
光学フィルム1の凹凸単位は、以上のような凹凸構造部12が透光性材料からなる透明基材フィルム14の一方の面に形成されている。
【0034】
透明基材フィルム14は、凹凸構造部12の凹凸単位12aの形成された面の反対側の面に接合されている。従って、本実施形態の光学装置において、光学デバイス2は、凹凸構造部12の第2の面(下側表面、即ち、凹凸単位12aの形成された面の反対側の面)に接合されていることになる。
【0035】
尚、光学フィルム1において、凹凸構造部12のみで形状保持が可能な場合には、透明基材フィルム14を省略してもよい。
【0036】
透明基材フィルム14としては、活性エネルギー線を透過するものであれば特に限定はなく、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂等の樹脂やガラスからなるフィルム、シートまたは板等が使用できる。透明基材フィルム14の厚さは、たとえば25〜250μmである。
【0037】
また、透明基材フィルム14と凹凸構造部12との密着性を向上させるために、透明基材フィルム14の表面に密着性向上のための表面処理を施して表面処理層を形成してから凹凸構造部12を設けてもよい。この表面処理としては、例えば、透明基材フィルム14の表面にポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などからなる易接着層を形成する方法や、透明基材フィルム14の表面を粗面化処理するなどの方法が挙げられる。更に、透明基材フィルム14の凹凸構造部12と反対側に、光の取り出し効率をさらに向上させるため、あるいは、透過光の出射角度における波長依存性(上記の出射光波長の出射角度依存性に相当)を低減して、より均一にするために光拡散層を設けても良い。この光拡散層は、例えば活性エネルギー線硬化性樹脂に屈折率の異なる有機系微粒子やシリカ微粒子等の拡散剤を配合することで形成することができる。
【0038】
また、透明基材フィルム14には、帯電防止、反射防止、基材同士の密着防止など他の処理を施すこともできる。
【0039】
以上のような凹凸構造部12は、凹凸単位12a及び粗面化部12b,12cを有する第1の面(凹凸構造面)を転写形成する形状転写面を有する型部材を用いて、透光性樹脂シートの表面に対する賦形を行うことで、製造することができる。この型部材の作製に関して、図8を参照しながら説明する。
【0040】
先ず、図8(a)に示されるように、粗面化された凹凸単位12bにほぼ対応する形状の第1の領域12b”と粗面化された凹凸単位非存在部12cにほぼ対応する形状の第2の領域12c”とからなる形状転写面を持つ型部材12’を作製する。換言すれば、凹凸単位の表面形状にほぼ対応する形状の形状転写面を持つ型部材12’を作製する。ここで、第1の領域12b”の形状につき「粗面化された凹凸単位12bにほぼ対応する」形状とは、後述のブラスト加工、エンドミル切削加工及び研削加工の何れか一つの処理により粗面化された凹凸単位12bに対応する形状が得られるような形状のことを指す。同様に、第2の領域12c”の形状につき「粗面化された凹凸単位非存在部12cにほぼ対応する」形状とは、後述のブラスト加工、エンドミル切削加工及び研削加工の何れか一つの処理により粗面化された凹凸単位非存在部12cに対応する形状が得られるような形状のことを指す。
【0041】
次いで、図8(b)に示されるように、型部材12’の形状転写面に対してブラスト加工、エンドミル切削加工及び研削加工の何れか一つの処理を行うことで、図8(a)の第1の領域12b”及び第2の領域12c”を粗面化し、それぞれ粗面化された第1の領域12b’及び粗面化された第2の領域12c’とする。ここで、図8(b)の粗面化された第1の領域12b’及び粗面化された第2の領域12c’は、それぞれ粗面化された凹凸単位12b及び粗面化された凹凸単位非存在部12cに対応する形状をもつ。
【0042】
ブラスト加工によって粗面化部を形成するためには、ブラスト粒子BPの大きさ(粒径)として、型部材12’の第1の領域12b”の開口径より小さいものを用いることができる。すなわちブラスト粒子BPの粒径が第1の領域12b”より小さいために、吹き付け時に型部材12’の凹部の奥まで入り込み、第1の領域12b”を粗面化することができる。
【0043】
一方、上記とは逆に、ブラスト粒子BPの大きさ(粒径)として、型部材12’の第1の領域12b”の開口径より大きいものを用いた場合には、ブラスト粒子BPは型部材12’の凹部の奥には入り込まないため、第2の領域12c”のみが粗面化され、この型部材12’から転写により得られる凹凸構造面は、図7に示されるように粗面化された凹凸単位非存在部12cのみが形成される。
【0044】
ブラスト粒子BPとしては、ガラスビーズ研削材の他、アルミナ系、セラミック系、樹脂系の研磨材等も使用可能である。
【0045】
以上のようにして作製される型部材と、平面状の形状転写面を持つ型部材とを用いて、透光性樹脂の成形を行なうことで、凹凸構造部12を得ることができる。即ち、以上のようにして作製される型部材を用いて透光性樹脂の表面の賦形を行なうことで凹凸構造部12を得、ひいては所要の光学フィルムを得ることができる。この透光性樹脂の表面の賦形は、熱プレス、押出成形または射出成形等により行うことができる。
【0046】
エンドミル切削加工によって粗面化部を形成するためには、精密旋盤加工機或いは精密平板加工機上に型部材12’をセットし、エンドミル工具が取付けられたモータスピンドルを回転させながら型部材12’の第2の領域12c”を切削する。これにより、第2の領域12c”は粗面化される。つまり、第2の領域12c”のみが粗面化された型部材12’を得ることができる。
【0047】
エンドミル切削加工は、モータスピンドルの回転速度、加工速度、エンドミル工具の種類、エンドミル工具の回転半径、エンドミル工具の型部材12’への切込み量を変えることで粗面化部のパターン或いは粗さを自由に変えることができる。
【0048】
研削加工によって粗面化部を形成するためには、精密旋盤加工機或いは精密平板加工機上に型部材12’をセットし、研削砥石を回転させながら型部材12’の第2の領域12c”を研削する。これにより、第2の領域12c”は粗面化される。つまり、第2の領域12c”のみが粗面化された型部材12’を得ることができる。
【0049】
図9は、透光性樹脂の表面の賦形の他の実施形態に使用する光学フィルム1の製造装置を示す。図9を参照して、光学フィルム1の製造方法につき、以下に説明する。
【0050】
光学フィルム1の凹凸構造部12の凹凸単位12aおよび粗面化部12b,12cの形成された面を転写形成するための形状転写面を有する例えば銅製の薄膜を外周に巻き付けた円筒形金型7と、ゴム製ニップロール6との間に、透明シート状基材5(即ち上記透明基材フィルム14)を導入する。透明シート状基材5が導入された状態において、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物10をタンク8から先端にノズルを取り付けた配管9を通して、円筒形金型7と透明シート状基材5との間に供給しながら、透明シート状基材5を移動させる。この時、円筒形金型7はこれに合わせて回転しており、円筒形金型7と透明シート状基材5との間に挟まれた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物10は、高圧水銀灯等を光源とした紫外線照射装置11付近に来たところで、紫外線照射により硬化する。硬化した活性エネルギー線硬化性樹脂により上記凹凸構造部12が形成される。紫外線照射装置11を通過した後、凹凸構造部12の付与された透明シート状基材5を円筒形金型7から離型し、光学フィルム1’(即ち光学フィルム1)を得る。
【0051】
なお、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を貯蔵するタンク8および円筒形金型7の内部あるいは外部には、温度を一定に制御するためシーズヒータや温水ジャケットなどの熱源設備が配置されており、タンク8内の樹脂温度および円筒形金型7の表面温度を適宜維持する。
【0052】
光学フィルム1の製造に用いる金型(型部材)としては、例えば、アルミニウム、黄銅、鋼などの金属製の型、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ABS樹脂、フッ素樹脂、ポリメチルペンテン樹脂などの合成樹脂製の型、これらの材料にメッキを施したものや各種金属粉を混合した材料より作製した型などが挙げられる。特に、金属製の型は、耐熱性や強度の面から好ましく、また、連続生産に適している。より具体的には、金属製の型は、重合発熱に強い、変形しにくい、傷が付きにくい、温度制御が可能である、精密成形に適しているなどの利点がある。
【0053】
これらの金型において、光学フィルム1の凹凸構造部12の凹凸単位12aの形成された面を転写形成するための転写面を作成する方法としては、ダイヤモンドバイトによる切削、或いはWO2008/069324号公報に記載されるようなエッチング(当該公報の図12〜14を参照して説明される製法)が挙げられる。前者は、凹凸単位12aが、角錐形状、角錐台形状、円錐形状、円錐台形状および屋根形状等の大略平面の組合せによるものである場合に好適であり、後者は、凹凸単位12aが、半球形状または半球台形状等の曲面を有するものの場合に好適である。また、これらの転写面形状の凹凸が反転した形状の転写面を有するマスター型から電鋳法を用いて作製した金属薄膜をロール芯部材に巻きつけて、円筒形金型を作製する方法も用いることができる。
【0054】
活性エネルギー線発光光源としては、例えば、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、無電極UVランプ(フュージョンUVシステムズ社製)、可視光ハロゲンランプ、キセノンランプ、太陽光等が使用できる。活性エネルギー線照射時の雰囲気は、空気中でもよいし、窒素、アルゴン等の不活性ガス中でもよい。照射エネルギーとしては、例えば、200〜600nm、好ましくは320〜390nmの波長の波長範囲における積算エネルギーが、例えば、0.01〜10J/cm2、好ましくは0.5〜8J/cm2となるように照射することが適当である。
【実施例】
【0055】
以下、実施例及び比較例によって本発明を説明する。
【0056】
以下の実施例及び比較例において、「部」はとくに断らない限り質量部を意味する。
【0057】
以下の実施例及び比較例における評価法は次の通りとした。
【0058】
電子顕微鏡観察(SEM):
走査電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製、S−4300−SE/N)を使用して測定した。
【0059】
法線輝度、色度変化量:
市販の有機EL素子(LUMIOTEC社製、デザインサンプルキット、発光部寸法:125mm×125mm)の表面の光学フィルムを剥離してガラス表面をむき出しにして、評価用の光源とした。評価用光源に1.5Aの電流を通電して点灯し、輝度計(トプコン社製、BM−7)を用いて、評価用光源の真正面方向(0度)から、斜め方向(80度)まで評価用光源を2.5度ずつ傾斜させて、それぞれの角度で輝度およびYxy表色系の色度x,yを測定した。ここで0度、すなわち評価用光源の真正面方向において得られた輝度値を法線輝度とし、0度から80度の間におけるx,yそれぞれの最大値と最小値の差Δx,Δyを算出し、色度変化量とした。なお、評価用光源に光学フィルムを貼り付ける場合には、厚み25μmの基材レス両面接着テープ(日東電工社製、LUCIACS CS9621T)を用いて、測定対象の光学フィルムを凹凸構造面が出光側に向くように評価用光源のガラス表面に貼り付けた。
【0060】
出射光束量:
法線輝度及び色度変化量の測定時と同一の評価用光源を同様の条件で点灯し、発光部を、直径25mmの開口部を設けた積分球(Labsphere社製)に密着させ、光源表面からの出射光を積分球の中に入光させた。入光した総放射束量を、積分球に接続したマルチチャンネル分光器(浜松ホトニクス社製、PMA−11)で測定し、標準視感度曲線による補正を行なって出射光束量を算出した。なお、評価用光源に光学フィルムを貼り付ける場合には、法線輝度及び色度変化量の測定時と同様に、厚み25μmの基材レス両面接着テープ(日東電工社製、LUCIACS CS9621T)を用いて、測定対象の光学フィルムを凹凸構造面が出光側に向くように評価用光源のガラス表面に貼り付けた。
【0061】
表面粗さ測定:
オリンパス社製のLEXT OLS3000を用いて、光学フィルムの表面を2400倍の倍率で撮影した。次いで、撮影画像から装置付属の解析ソフトを用いて、中心線平均粗さRa、十点平均粗さRz、及び算術平均傾斜角RΔaの値をそれぞれ算出した。
【0062】
[製造例]活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の製造:
硝子製フラスコに、ヘキサメチレンジイソシアネート117.6g(0.7モル)およびイソシアヌレート型のヘキサメチレンジイソシアネート3量体151.2g(0.3モル)と、水酸基を有する(メタ)アクリロイル化合物として、2−ヒドロキシプロピルアクリレート128.7g(0.99モル)およびペンタエリスリトールトリアクリレート693g(1.54モル)と、触媒として、ジラウリル酸ジ−n−ブチル錫100ppmと、重合禁止剤として、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.55gとを仕込み、70〜80℃の条件にて残存イソシアネート濃度が0.1%以下になるまで反応させ、ウレタンアクリレート化合物を得た。
【0063】
前記ウレタンアクリレート化合物を35部、下記式(1)で表されるジメタクリレート(商品名アクリエステルPBOM、三菱レイヨン(株)製)を25部、および下記式(2)で表されるジメタクリレート(商品名ニューフロンティアBPEM−10、第一工業製薬(株)製)を40部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(商品名イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)を1.2部、混合して活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を得た。
【0064】
【化1】
【0065】
【化2】
【0066】
[参考例]
前記の評価用光源(すなわち表面に光学フィルムが存在しない状態)の法線輝度及び出射光束量を測定したところ、法線輝度は3570[cd/m2]、出射光束量は62.8×10−3[lm]であり、色度変化量はΔx=0.0298,Δy=0.0289であった。
【0067】
[比較例1]
WO2008/069324号公報に記載されるエッチングする製法でマイクロレンズ形状の型部材(第1の型部材)を作製した。得られた型部材の形状転写面は半球形状の凹部が配列した形状をもつものであった。
【0068】
この第1の型部材に製造例1で作製した活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を均一に塗布し、その上に厚み188μmのPETフィルム(東洋紡社製、コスモシャインA4300)を置き、ハンドロールで均一に伸ばした。その後PETフィルム上からUV照射を行ない、型部材とPETフィルムとの間で伸ばされた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させ、活性エネルギー線硬化性樹脂からなる凹凸構造部を形成した。型部材から凹凸構造部と共にPETフィルムを剥離し、光学フィルムAを得た。光学フィルムAは、透明基材フィルムとしてのPETフィルムの表面に、型部材の凹形状が反転した凸形状を表面に有する凹凸構造部が接合されたものである。光学フィルムAの表面すなわち凹凸構造部の表面のSEM画像を図10に示す。SEM画像で示す通り、凹凸構造部の表面には、直径が50μmで高さが25μmの凸半球形状が、それらの間の平均距離が約3μmとなるように、3方向に繰り返し配列(六方配列)している。
【0069】
また凸半球形状が存在しない部分(凹凸単位12aの隙間)について、表面粗さ測定を行なった結果を表1に示す。さらに得られた光学フィルムAの法線輝度、色度変化量、出射光束量の評価を実施した結果を表1に示す。
【0070】
[実施例1]
比較例1において使用した第1の型部材にブラストマシン(ニッチュー社製エアーブラスト装置PAM107型)、により、アルミナビーズ(昭和電工社製モランダムA#400S)を用いて、ブラスト処理を行った。このブラスト処理の条件は、型部材表面から吹付けノズルまでの距離を320mm、ノズル移動速度5.0m/min、吹付け圧力0.13MPa、スクリュー噴射量31%であった。これにより、表面が粗面化された型部材(第2の型部材)を得た。
【0071】
得られた第2の型部材を用いて、比較例1と同様にして、光学フィルムBを得た。光学フィルムBの表面すなわち凹凸構造部の表面のSEM画像を図11に示す。SEM画像で示す通り、凸半球形状の表面及び凸半球形状間の隙間の表面が、ブラスト処理により粗面化されていた(粗面化された凹凸単位12b及び粗面化された凹凸単位非存在部12c)。ここで、粗面化された凹凸単位非存在部12c(凹凸単位12aの隙間)について、表面粗さ測定を行なった結果を表1に示す。さらに得られた光学フィルムBを装着した有機EL素子の法線輝度、色度変化量、出射光束量の評価を実施した結果を表1に示す。
【0072】
[実施例2]
比較例1において使用した第1の型部材に、吹き付け圧力を0.25MPaとした以外は実施例1と同様にブラスト処理を行い、表面が粗面化された型部材(第3の型部材)を得た。
【0073】
得られた第3の型部材を用いて、比較例1と同様にして、光学フィルムCを得た。光学フィルムCの表面すなわち凹凸構造部の表面のSEM画像を図12に示す。SEM画像で示す通り、凸半球形状の表面及び凸半球形状間の隙間の表面が、ブラスト処理により、実施例1に比べて強く粗面化されていた。ここで、粗面化された凹凸単位非存在部12c(凹凸単位12aの隙間)について、表面粗さ測定を行なった結果を表1に示す。さらに得られた光学フィルムCを装着した有機EL素子の法線輝度、色度変化量、出射光束量の評価を実施した結果を表1に示す。
【0074】
[実施例3]
比較例1において使用した第1の型部材12’に、超精密平板加工機を用いて、エンドミル切削加工を行った。エンドミル切削は、ナカニシ社製のモータスピンドルに日進工具社製のボールエンドミル工具を取付け、工具を回転させながら第1の型部材12’の第2の領域12c”のみエンドミル切削加工を施した。加工条件は、工具回転半径80μm、工具回転数45000rpm、加工速度100mm/min、切込み量0.4μmに設定した。その結果として、12c”のみが粗面化された型部材(第4の型部材)を得た。前記型部材を光学顕微鏡で観察した結果を図13に示す。
【0075】
得られた第4の型部材を用いて、比較例1と同様にして、光学フィルムDを得た。粗面化された凹凸単位非存在部12c(凹凸単位12aの隙間)について、表面粗さ測定を行った結果を表1に示す。さらに得られた光学フィルムDを装着した有機EL素子の法線輝度、色度変化量、出射光束量の評価を実施した結果を表1に示す。
【0076】
[実施例4]
比較例1において使用した第1の型部材12’に、実施例3で示す方法でエンドミル切削加工を施した。加工条件は、工具回転半径80μm、工具回転数45000rpm、加工速度500mm/min、切込み量0.4μmに設定した。その結果として、12c”のみが粗面化された型部材(第5の型部材)を得た。前記型部材を光学顕微鏡で観察した結果を図14に示す。
【0077】
得られた第5の型部材を用いて、比較例1と同様にして、光学フィルムEを得た。粗面化された凹凸単位非存在部12c(凹凸単位12aの隙間)について、表面粗さ測定を行った結果を表1に示す。さらに得られた光学フィルムEを装着した有機EL素子の法線輝度、色度変化量、出射光束量の評価を実施した結果を表1に示す。
【0078】
[実施例5]
比較例1において使用した第1の型部材12’に、実施例3で示す方法でエンドミル切削加工を施した。加工条件は、工具回転半径80μm、工具回転数45000rpm、加工速度500mm/min、切込み量0.6μmに設定した。その結果として、12c”のみが粗面化された型部材(第6の型部材)を得た。前記型部材を光学顕微鏡で観察した結果を図15に示す。
【0079】
得られた第6の型部材を用いて、比較例1と同様にして、光学フィルムFを得た。粗面化された凹凸単位非存在部12c(凹凸単位12aの隙間)について、表面粗さ測定を行った結果を表1に示す。さらに得られた光学フィルムFを装着した有機EL素子の法線輝度、色度変化量、出射光束量の評価を実施した結果を表1に示す。
【0080】
[実施例6]
比較例1において使用した第1の型部材12’に、実施例3で示す方法でエンドミル切削加工を施した。加工条件は、工具回転半径3μm、工具回転数40000rpm、加工速度300mm/min、切込み量0.4μmに設定した。その結果として、12c”のみが粗面化された型部材(第7の型部材)を得た。前記型部材を光学顕微鏡で観察した結果を図16に示す。
【0081】
得られた第7の型部材を用いて、比較例1と同様にして、光学フィルムGを得た。粗面化された凹凸単位非存在部12c(凹凸単位12aの隙間)について、表面粗さ測定を行った結果を表1に示す。さらに得られた光学フィルムGを装着した有機EL素子の法線輝度、色度変化量、出射光束量の評価を実施した結果を表1に示す。
【0082】
[実施例7]
比較例1において使用した第1の型部材12’に、実施例3で示す方法でエンドミル切削加工を施した。加工条件は、工具回転半径3μm、工具回転数40000rpm、加工速度500mm/min、切込み量0.4μmに設定した。その結果として、12c”のみが粗面化された型部材(第8の型部材)を得た。前記型部材を光学顕微鏡で観察した結果を図17に示す。
【0083】
得られた第8の型部材を用いて、比較例1と同様にして、光学フィルムHを得た。粗面化された凹凸単位非存在部12c(凹凸単位12aの隙間)について、表面粗さ測定を行った結果を表1に示す。さらに得られた光学フィルムHを装着した有機EL素子の法線輝度、色度変化量、出射光束量の評価を実施した結果を表1に示す。
【0084】
表1で示す通り、表面に粗面化部を有する凹凸構造部をもつ光学フィルムを用いた場合には、表面に粗面化部が存在しない凹凸構造部をもつ光学フィルムを用いた場合と比較して、同等の法線輝度及び光束量にもかかわらず、色度変化、即ち出射光波長の出射角度依存性が改善していた。
【0085】
【表1】
【符号の説明】
【0086】
1 光学フィルム
12 凹凸構造部
12a 凹凸単位
12b 粗面化された凹凸単位
12c 粗面化された凹凸単位非存在部
14 透明基材フィルム
2 光学デバイス
22 透明基材層
24 透明電極層
26 有機発光層
28 金属電極層
12’型部材
12b’、12b’’ 第1の領域
12c’、12c’’ 第2の領域
BP ブラスト粒子
5 透明シート状基材
6 ゴム製ニップロール
7 円筒形金型
8 タンク
9 配管
10 活性エネルギー線硬化性樹脂組成物
11 紫外線照射装置
1’ 光学フィルム
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも凹凸構造部を有する光学フィルムであって、
前記凹凸構造部は凹凸単位が少なくとも2つの方向に繰り返し配列され、
前記凹凸単位は、大略、角錐形状、角錐台形状、円錐形状、円錐台形状、屋根形状、半球形状もしくは半球台形状の突起又は窪みを形成しており、
前記凹凸構造部の少なくとも一部が粗面化部であることを特徴とする光学フィルム。
【請求項2】
前記凹凸構造部は、前記凹凸単位と前記凹凸単位の存在しない凹凸単位非存在部とからなり、前記粗面化部は少なくとも前記凹凸単位非存在部に存在することを特徴とする、請求項1に記載の光学フィルム。
【請求項3】
前記光学フィルムは、透光性基材フィルムの一方の面に前記凹凸構造部が形成されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の光学フィルム。
【請求項4】
請求項1から3のいずれか一項に記載の光学フィルムを製造する方法であって、
前記凹凸構造部の表面形状にほぼ対応する形状の形状転写面を持つ型部材を作製し、
次いで、前記形状転写面の少なくとも一部の粗面化処理を行って前記粗面化部に対応する形状を形成した型部材を用いて、前記型部材に形成された形状転写面を透光性材料の表面に転写することで、前記凹凸構造部を形成する、
ことを特徴とする光学フィルムの製造方法。
【請求項5】
前記粗面化処理が、ブラスト加工、エンドミル切削加工及び研削加工の何れか一つの処理である、請求項4に記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項6】
請求項1から3のいずれか一項に記載の光学フィルムを製造するためのモールドであって、
少なくとも凹凸構造部を有し、
前記凹凸構造部は凹凸単位が少なくとも2つの方向に繰り返し配列され、
前記凹凸単位は、大略、角錐形状、角錐台形状、円錐形状、円錐台形状、屋根形状、半球形状もしくは半球台形状の突起又は窪みを形成しており、
前記凹凸構造部の少なくとも一部が粗面化部であることを特徴とするモールド。
【請求項7】
請求項1から3のいずれか一項に記載の光学フィルムと、前記凹凸構造部が形成された面の反対側に位置する、前記光学フィルムの面に接合された光学デバイスと、を備えており、
前記光学デバイスから発せられる光を前記光学フィルムの前記凹凸構造部の表面から出射させるようにしてなることを特徴とする光学装置。
【請求項1】
少なくとも凹凸構造部を有する光学フィルムであって、
前記凹凸構造部は凹凸単位が少なくとも2つの方向に繰り返し配列され、
前記凹凸単位は、大略、角錐形状、角錐台形状、円錐形状、円錐台形状、屋根形状、半球形状もしくは半球台形状の突起又は窪みを形成しており、
前記凹凸構造部の少なくとも一部が粗面化部であることを特徴とする光学フィルム。
【請求項2】
前記凹凸構造部は、前記凹凸単位と前記凹凸単位の存在しない凹凸単位非存在部とからなり、前記粗面化部は少なくとも前記凹凸単位非存在部に存在することを特徴とする、請求項1に記載の光学フィルム。
【請求項3】
前記光学フィルムは、透光性基材フィルムの一方の面に前記凹凸構造部が形成されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の光学フィルム。
【請求項4】
請求項1から3のいずれか一項に記載の光学フィルムを製造する方法であって、
前記凹凸構造部の表面形状にほぼ対応する形状の形状転写面を持つ型部材を作製し、
次いで、前記形状転写面の少なくとも一部の粗面化処理を行って前記粗面化部に対応する形状を形成した型部材を用いて、前記型部材に形成された形状転写面を透光性材料の表面に転写することで、前記凹凸構造部を形成する、
ことを特徴とする光学フィルムの製造方法。
【請求項5】
前記粗面化処理が、ブラスト加工、エンドミル切削加工及び研削加工の何れか一つの処理である、請求項4に記載の光学フィルムの製造方法。
【請求項6】
請求項1から3のいずれか一項に記載の光学フィルムを製造するためのモールドであって、
少なくとも凹凸構造部を有し、
前記凹凸構造部は凹凸単位が少なくとも2つの方向に繰り返し配列され、
前記凹凸単位は、大略、角錐形状、角錐台形状、円錐形状、円錐台形状、屋根形状、半球形状もしくは半球台形状の突起又は窪みを形成しており、
前記凹凸構造部の少なくとも一部が粗面化部であることを特徴とするモールド。
【請求項7】
請求項1から3のいずれか一項に記載の光学フィルムと、前記凹凸構造部が形成された面の反対側に位置する、前記光学フィルムの面に接合された光学デバイスと、を備えており、
前記光学デバイスから発せられる光を前記光学フィルムの前記凹凸構造部の表面から出射させるようにしてなることを特徴とする光学装置。
【図1】
【図7】
【図8】
【図9】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図7】
【図8】
【図9】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【公開番号】特開2013−29804(P2013−29804A)
【公開日】平成25年2月7日(2013.2.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−92808(P2012−92808)
【出願日】平成24年4月16日(2012.4.16)
【出願人】(000006035)三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年2月7日(2013.2.7)
【国際特許分類】
【出願日】平成24年4月16日(2012.4.16)
【出願人】(000006035)三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Fターム(参考)】
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