光学部品およびその製造方法
【課題】防眩層による基材の被覆率を高くすることができる光学部品の製造方法を提供する。
【解決手段】インクを吐出するための複数のノズルを有するインクジェット装置を用いて基材上に防眩層を形成する。防眩層の形成は、ドット成形工程を複数回繰り返すことによって行う。ドット成形工程とは、複数のノズルのうちから使用するノズルを選択しながら基材上にインクを吐出させて当該基材上にランダムな配置でドット２ａ（または２ｂ）を形成し、その後にドットを硬化させる工程である。
【解決手段】インクを吐出するための複数のノズルを有するインクジェット装置を用いて基材上に防眩層を形成する。防眩層の形成は、ドット成形工程を複数回繰り返すことによって行う。ドット成形工程とは、複数のノズルのうちから使用するノズルを選択しながら基材上にインクを吐出させて当該基材上にランダムな配置でドット２ａ（または２ｂ）を形成し、その後にドットを硬化させる工程である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種ディスプレイや光学デバイスに用いられる、防眩層を有する光学部品およびその製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭においてもオフィスにおいても映像機器や情報機器、携帯機器の利用が急拡大している。それぞれの機器にはディスプレイが装着されており、最近の傾向としてそれらの画面サイズの大型化や高画質化が進展している。大型化や高画質化にともなって、より見やすくなるよう視認性の改善が求められ、一般的には反射防止層や防眩層が形成された光学フィルムをディスプレイ前面に貼り付けている。特に外光の映り込み防止には防眩層が有効で、いろいろなタイプの防眩層が検討されている。
【０００３】
防眩層はその表面に適切なサイズやピッチで凹凸が付与されたものであり、その形成方法としては、転写やエンボス加工によるものと、微粒子を塗布液に添加しダイコート法やスピンコート法、ディップコート法などのウェットプロセスによるものとが実用化されている。転写やエンボス加工による防眩層の形成は、ロールの製作やメンテナンスにコストがかかる、生産性に劣る、微細な凹凸構造を形成することは極めて困難である、という課題を有する。ウェットプロセスによる防眩層の形成は、コストや量産性では優れているものの、所望の突起部を効果的に形成するためには塗布むらを発生させることなく微粒子を適切に分散させなければならず、大面積にわたりそれを実現することはきわめて困難であるという課題を有する。
【０００４】
最近、ウェットプロセスの一種であるインクジェット法により防眩層を形成することも検討され始めている。このインクジェット法は、基材上に着弾させたインクをそのまま硬化させることにより突起を形成するものである。例えば、特許文献１には、インクジェット装置を用いて基材上にランダムな配置でドットを形成し、このドットを硬化させることにより防眩層を形成することが記載されている。そして、特許文献１には、ドットをランダムに配置する方法として、インクジェット装置のヘッド部分に振動を与える方法と、任意のノズルからインクを吐出させる方法とが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１５１６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、インクジェット装置のヘッド部分に振動を与える方法では、ヘッド部分から吐出されたインクが近い位置に落ちて隣り合うドット同士が混じりあってしまい、微細な突起だけでなく大きく扁平な突起が形成されることがある。このように大きく扁平な突起が形成されると、その部分における防眩性が低下する。これに対し、任意のノズルからインクを吐出させる方法では、隣り合うドット同士が混じりあうことがないものの、基材上でドットをランダムに配置するために複数のノズルのうちのある程度離れた位置のノズルを使用する必要があるため、ドットの分布密度が小さくなって防眩層による基材の被覆率をあまり高くすることができない。そして、このように被覆率があまり高くない光学部品では、基材の表面による反射の影響が大きく、映り込みをあまり抑えられない。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、防眩層による基材の被覆率を高くすることができる光学部品の製造方法およびこの製造方法によって得られる光学部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は、インクを吐出するための複数のノズルを有するインクジェット装置を用いて基材上に防眩層を形成することにより光学部品を製造する方法であって、前記複数のノズルのうちから使用するノズルを選択しながら前記基材上に前記インクを吐出させて当該基材上にランダムな配置でドットを形成した後に前記ドットを硬化させるドット成形工程を複数回繰り返すことにより前記防眩層を形成する光学部品の製造方法を提供する。
【０００８】
また、本発明は、基材と、この基材上に形成された防眩層とを備え、前記防眩層は、前記基材上にランダムに配置された、同一の防眩性付与組成物からなる複数のドットで構成されており、これらのドットのうちの少なくとも一部のドット同士は、断面において稜線が重なりかつ頂点が独立した状態で互いに重なり合っている光学部品を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
上記の方法によれば、ドット成形工程を複数回繰り返すことにより、ランダムなドットパターンが重ね合わされるようになるため、防眩層による基材の被覆率を向上させることができる。しかも、一旦ドットを硬化させた後に再度ドットを形成するので、先に形成したドットと後に形成したドットが混じりあうことなくそれぞれが突起を形成するようになり、大きく扁平な突起が形成されることがない。すなわち、本発明によれば、多数の微細突起を有する防眩層によって高い被覆率で基材が覆われた光学部品を得ることができる。そして、このような光学部品であれば、映り込みを効果的に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照しながら説明する。
【００１１】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る製造方法によって製造される光学部品の一例を示す断面図である。図１において、光学部品は、基材１と防眩層２から構成されている。基材１は、透明なものであり、厚さ１〜３ｍｍの強化ガラスや、厚さ５０〜２００μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、アクリル、ポリイミドなどのプラスチックフィルムである。この上に形成された防眩層２は、インクジェット方式で形成された防眩性付与組成物からなるものである。防眩性付与組成物は、詳しくは後述するが、セルロースエステル樹脂やポリカーボネート樹脂などの熱硬化樹脂、またはアクリレート系樹脂やシリコーン系樹脂などの紫外線硬化樹脂からなる。なお、プラスチックフィルムの場合はガラスに比べ硬度が低く耐擦傷性に劣るため、基材１と防眩層２の間には高硬度の熱硬化型の樹脂や紫外線硬化型の樹脂などのハードコート層を設ける場合もある。
【００１２】
インクジェット方式による防眩層２の形成は、防眩性付与組成物をインクとして採用したインクジェット装置を用いて基材１上にヘッドアセンブリからインクを吐出して塗布し、さらにこれを硬化させることにより行う。ヘッドアセンブリは複数個のヘッドモジュールから構成され、さらにヘッドモジュールは複数個のヘッドセルの集合体から構成されている。図２は、本実施形態および後述する各実施形態で用いるヘッドセルの模式図を示す。ヘッドセルＡはヘッドモジュールの、さらにはヘッドアセンブリの基本構成要素である。ヘッドセルＡは、ＳＵＳからなる圧力室隔壁３、圧力室隔壁３の上に配置されたピエゾアクチュエーターＢ、圧力室隔壁３の下に配置されたノズル板４から構成されている。
【００１３】
ピエゾアクチュエーターＢは、ピエゾ素子５が電極６で挟まれた構造を有している。ノズル板４の材質はＳＵＳであり、吐出面側の表面には撥水処理が施されていて、ここには直径２０μｍ〜３０μｍのノズル７が開けられている。圧力室Ｃは圧力室隔壁３とピエゾアクチュエーターＢに囲まれた部分である。
【００１４】
まず、防眩性付与組成物からなるインク８が圧力室Ｃに導入される。圧力室Ｃの上に配置されているピエゾ素子５に電極６から電圧を印加することにより、圧力室Ｃ内のインク８に圧力をかけ、ノズル７からインク８を微小液滴９として吐出させる。このとき、ピエゾ素子５にかける振動周波数やパルス数、そのパルス波形を調整することにより、さらには、ノズル形状などの最適化を図ることにより、ノズル７から吐出する液滴のサイズを直径１０〜１００μｍに制御する。このようにしてインクジェット方式では微小ノズルから微小液滴として防眩性付与組成物からなるインクを吐出して基材上に着弾させてドットを形成し、そのドットを硬化させることにより凹凸構造を形成する。すなわち、ドットがそのまま突起となって、多数の突起を有する防眩層２が形成される。着弾したドットの径は一般に液滴の径より大きくなり、また、小さい液滴からは小さいドットが、大きい液滴からは大きいドットが形成される。また、同じ液滴の径でも基材温度や溶剤の含有量などでドットの径が変化するので、インク材料やプロセス条件を最適化する。隣り合う突起の平均中心間距離は２０〜１２０μｍ、各突起の高さは０．１〜５μｍ、防眩層２による基材１の被服率は３５〜１００％が好ましい。各ドットはドットに反射された光同士の干渉による干渉縞の発生を防ぐためにランダムに配置することが求められる。これはランダムなパターンデータ（例えば、要素が０と１からなり、その並びがランダムな行列状のデータ）をパーソナルコンピューターで作成し、それを吐出のオンオフ信号に変換してヘッドアセンブリに送信し、最終的には各ヘッドセルＡのピエゾアクチュエーターＢにオンオフ信号に基づく電圧を印加することによって基材上にパターンデータと同様のランダムな配置でドットを形成することができる。
【００１５】
本実施形態では材料の選択性の広さからピエゾ方式を採用しているが、インクを加熱して気泡を発生させる、いわゆるバブルジェット（登録商標）方式や、サーマル方式も用いることができる。
【００１６】
図３は、図２のヘッドセルＡが複数連なったヘッドモジュールＤの模式図を示す。これはヘッドモジュールＤを吐出面側からみた概略図である。図ではノズル板４とノズル７のみが示されているが、その裏側には圧力室ＣやピエゾアクチュエーターＢがそれぞれのノズル７に対応して形成されている。ヘッドモジュールＤは、例えば幅が１．５ｃｍ、長さが４．５ｃｍの長方形状の形状を有している。ヘッドモジュールＤには、その長手方向に４０μｍのピッチＰで一列に並ぶように、直径２０μｍのノズル７が５００個形成されている。インクを吐出させるノズル７を適宜選択することにより、最狭４０μｍピッチからその整数倍のピッチで微小液滴を吐出できる。図４は、図３のヘッドモジュールＤを複数有するヘッドアセンブリＥの模式図を示す。ヘッドアセンブリＥでは、広い面積の塗布に対応させるためにヘッドモジュールＤが複数個千鳥状に配置されていて、ノズル７が所定方向（以下、「Ｙ方向」という。）にピッチＰで連続的に直線状に配列されている。本実施形態では５０ｃｍの幅で塗布するために２５個のヘッドモジュールＤからなるヘッドアセンブリＥを採用している。ただし、モジュール数はこれに限定されるものではなく基材の幅に応じて決定すればよい。
【００１７】
次に、該インクジェット方式による光学部品の製造方法について詳細に説明する。この製造方法は、同じ防眩性付与組成物をインクとして用いてドット成形工程を複数回繰り返すことを特徴とする。ここで、ドット成形工程とは、複数のノズル７のうちから使用するノズル７を選択しながら基材１上にインクを吐出させて当該基材１上にランダムな配置でドットを形成し、その後にドットを硬化させる一連の工程をいう。なお、基材１上へのインクの吐出は、基材１を搬送しながら行う。
【００１８】
図５は、図４のヘッドアセンブリＥを用いて基材１上にインクを吐出させる仕方を示す。例えば２５個のヘッドモジュールＤからなるヘッドアセンブリＥを備えるインクジェット装置は温湿度やクリーン度が管理された部屋に置かれている。特に、防眩性付与組成物であるインクの粘度は周囲温度に強く影響を受け、それにより基材１上に形成されるドットの形状が変化するために、インクジェット装置、特にヘッド部や材料供給部は温度変化が±２℃以内に収まるように厳密に管理する。基材１はサイズが縦５０ｃｍ、横８５ｃｍで厚さ３ｍｍの強化ガラスである。基材はこれに限定されるものではなくＰＥＴ、ＴＡＣ、アクリルなどのプラスチックフィルムでもよい。また、サイズや厚み形状もこれに限定されるものではなく目的やデバイスに応じて決定する。基材１の表面は、事前に前の工程で紫外線の照射や放電ガスとの接触を通じて洗浄されている。このことにより基材と防眩層の接着強度が確保できる。本実施形態では１８５ｎｍや２５４ｎｍの短波長紫外線を利用した表面改質装置を用いて１〜２分間の基材１の表面処理をしている。この表面処理された基材１の上にインクジェット方式で防眩性付与組成物からなるインクを吐出していく。
【００１９】
防眩性付与組成物は、重合性有機化合物、有機溶剤、添加剤から構成されている。重合性有機化合物は、ビニル基、アリル基などの不飽和結合を有しラジカル重合で硬化する化合物やシロキサンなどのカチオン重合で硬化する化合物などである。本実施形態では紫外線硬化樹脂であるシリコーン樹脂を用いているが、熱硬化樹脂でも硬化温度が基材の物性に影響を与えない範囲であるなら使用可能である。有機溶剤は、例えば、炭化水素類、アルコール類、ケトン類、エステル類、グリコールエーテル類、その他有機溶媒の中から適宜選択し、あるいはこれらを混合したものを用いる。一般には溶剤を加えるとドットのサイズや高さを調整できる範囲が拡大する。本実施形態ではエタノール、イソプロピルアルコール、ダイアセトンアルコール、酢酸カルビトール、乳酸メチル、ＰＧＭＥ（プロピレングリコールモノメチルエーテル）、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）、デカリンなどから吐出性やドットサイズを考慮して適宜選択している。重合性有機化合物の中には溶剤を加えなくても粘度が低いものがあるが、このときは吐出ができるのであれば、特に溶剤を加えることはしなくてもよい。添加剤は、主に硬化触媒である。このような防眩性付与組成物からなるインクは、例えば粘度３〜１５ｍＰａ・ｓ、表面張力２０〜４０ｄｙｎｅ／ｃｍであり、インクジェット方式で安定に塗布できるような材料構成や配合比となっている。
【００２０】
次に、防眩性付与組成物のインクジェット方式による塗布条件について説明する。ヘッドモジュールの吐出面と基材の間の距離は例えば約０．８ｍｍであり、この間で球状の液滴が形成される。液滴はおよそ直径が２０μｍでその容積は３〜４ｐＬが好適である。発生した液滴による塗布は、ヘッドアセンブリＥと基材１を平行に配置し、ヘッドアセンブリＥを固定し、基材をＹ方向と直交する方向（以下、「Ｘ方向」という。）の一方（図５では左側）に移動して行う。これにより、図５に示すように、基材１のヘッドアセンブリＥの下を通過した部分の所定領域１ａ中に液滴による塗布が行われる。なお、所定領域１ａ内において、液滴の塗布によるドット成形工程は複数回行われる。
【００２１】
まず最初に、着弾する液適の基材上でのドットサイズからドットピッチを決定する。ドットサイズは、溶剤の種類や量、基材の表面処理や温度によって変化するため、予め確認しておく。ドットサイズの確認は、基材１を停止してワンショット信号で一滴吐出し、硬化させて光学顕微鏡で観察すればよい。例えば、直径が３０〜３５μｍ、６５〜７５μｍ、１４０〜１５０μｍのドットが形成されるように、基材の表面処理ならびに溶剤の種類および量を選定しておいてもよい。
【００２２】
ドットピッチにはＸ方向のピッチとＹ方向のピッチの２種類がある。Ｙ方向のドットピッチはヘッドモジュールのノズルのうちのどのノズルから吐出を行うかを特定して調整する。すなわちノズルのピッチＰを４０μｍとした場合、Ｙ方向のドットピッチは、全てのノズルから吐出させると４０μｍとなり、一つおきに吐出させると８０μｍ、二つおきに吐出させると１２０μｍ、三つおきに吐出させると１６０μｍとなる。このようにノズルのピッチＰの整数倍のドットピッチを実現できる。ドットピッチがドットサイズに近づいたりドットサイズ以下になったりすると、隣接するドットが合体して大きなドットになるので、これを避けるためにドットピッチとドットサイズの間に余裕をもたせてドット同士が接触しないようにすることが好ましい。ただし、あまり余裕を持たせすぎると被覆率が低下し、それにともなって防眩効果が低下するので最適な範囲を求めるようにする。例えば、Ｙ方向のドットピッチを、ドットサイズが３０〜３５μｍのときは４０μｍ、ドットサイズが６５〜７５μｍのときは８０μｍ、ドットサイズが１４０〜１５０μｍのときは１６０μｍとする。そして、決定したドットピッチが実現できるように、ピッチＰの一定倍の間隔で並ぶノズルを使用するノズルとして特定する。例えば、Ｙ方向のドットピッチが４０μｍのときは、ピッチＰの１倍の間隔で並ぶノズル、すなわち全てのノズルを使用するノズルとして特定し、Ｙ方向のドットピッチが８０μｍのときは、ピッチＰの２倍の間隔で並ぶノズルを使用するノズルとして特定する。同様に、Ｙ方向のドットピッチが１６０μｍのときは、ピッチＰの４倍の間隔で並ぶノズルを使用するノズルとして特定する。
【００２３】
Ｘ方向のドットピッチは、Ｙ方向のドットピッチと基本的には同じ長さとする。すなわち、Ｙ方向のドットピッチが４０μｍの場合はＸ方向のドットピッチも４０μｍとする。Ｘ方向のドットピッチは、吐出間隔と基材搬送速度で調整する。すなわち吐出間隔を５００μｓｅｃと一定にすると基材搬送速度を８ｃｍ／ｓｅｃ、１６ｃｍ／ｓｅｃ、２４ｃｍ／ｓｅｃ、３２ｃｍ／ｓｅｃとすることでそれぞれ４０μｍ、８０μｍ、１２０μｍ、１６０μｍのドットピッチが得られる。あるいは、基材搬送速度を３２ｃｍ／ｓｅｃと一定にすると吐出間隔を１２５μｓｅｃ、２５０μｓｅｃ、３７５μｓｅｃ、５００μｓｅｃとすることで４０μｍ、８０μｍ、１２０μｍ、１６０μｍのドットピッチが得られる。
【００２４】
Ｘ方向およびＹ方向のドットピッチを決定し、使用するノズルを特定した後は、特定したノズルが任意に選択されるように、前述したパーソナルコンピューターでランダムなパターンデータを作成する。すなわち、行列状のパターンデータの列数は、特定したノズル（ピッチＰの一定倍の間隔で並ぶノズル）の数と一致している。なお、パターンデータの行数は、基材１の大きさによって決められる。連続したインクの吐出は複数回行うので、パターンデータはその回数分作成する。以下、ドットサイズが６５〜７５μｍでドットピッチが８０μｍの場合を中心に、図６（ａ）および（ｂ）を参照して説明する。図中の直線は、ドットピッチを示している。各回の吐出では作成されたパターンデータに基づいて特定したノズルのうちから任意に選択したノズルからインクが吐出される。図６（ａ）は１回目の吐出により形成されるドットパターンを示しており、ドット２ａがランダムに配置される。図６（ｂ）は２回目の吐出により形成されるドットパターンを示しており、１回目とは違うパターンでドット２ｂがランダムに配置される。
【００２５】
吐出１回目、吐出２回目のそれぞれの被覆率は２０〜３０％である。図７および図８は同じ基材上で吐出１回目と吐出２回目を繰り返した場合を示す。このときは１回目に形成されたドット２ａと後に形成されたドット２ｂとが重なり合うところもでてくるが、２回目に形成されたドット２ｂによって１回目に形成されたドット２ａの隙間が埋められるようになる。このために、例えば重なり代を５％とみれば、防眩層による基材の被覆率は３５〜５５％に上昇する。すなわち、本製造方法により得られる光学部品では、少なくとも一部のドット同士が断面において稜線が重なりかつ頂点が独立した状態で互いに重なり合っている。吐出をさらに繰り返すと被覆率が１００％まで段々と上がっていくことはいうまでもないが、繰り返しの回数は求められる性能で決める。例えば、ドット成形工程を３回繰り返せば、被覆率は５０〜８０％となり、ドット成形工程を４回繰り返せば、被覆率は６５〜１００％となる。
【００２６】
各吐出の後は毎回、乾燥、硬化を行う。ドット中の溶剤を蒸発させるためには、熱風を吹きかける、ヒーターで加熱する、赤外線ランプなどの輻射熱を利用するなどの方法が挙げられる。溶剤の特性に合わせて上記の乾燥方法を単独で、あるいは組み合わせて行い、また、熱のかけ方もドット側から、あるいは裏側から、あるいは両方からと最適な条件で行う。本実施形態では、室温で１分間放置する自然乾燥を行った。ただ、高沸点溶剤の比率が多い場合は５０〜１００℃のオーブンに１〜３分入れて乾燥させている。
【００２７】
乾燥後、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ、キセノンランプなどを有する紫外線硬化装置で形成されたドットを硬化させる。このときの照射時間は３〜１０秒で、積算光量は２００〜１５００ｍＪ／ｃｍ2である。この条件下ではドットは十分硬化し、基材にしっかりと密着する。
【００２８】
以上の工程を経て防眩用の光学部品は完成する。本実施形態では、ドットの直径が３０〜３５μｍ、６５〜７５μｍ、１４０〜１５０μｍとなるように、基材の表面処理ならびに溶剤の種類および量を選定し、これらの３種類の条件化で上述したようにしてドット成形工程を２回繰り返して光学部品を製造した。得られた光学部品に対して、ＪＩＳ Ｋ７１０５−１９８１にある「プラスチックの光学的特性試験方法」に記載されている方法（透過および反射の光を移動する光学くしを通して測定）によって、透過光の測定により得られる像鮮明度および反射光の測定により得られる映り込み度（鮮鋭性や視認性）の評価を行った。その結果を図１１中に点ｃで示す。なお、点ｃは、ドットの直径を６５〜７５μｍとしたときのものであるが、ドットの直径を３０〜３５μｍ、１４０〜１５０μｍとしたときも略同じ位置にプロットできたのでこれらを省略する。
【００２９】
ドット成形工程を１回だけ行った光学部品では、図１１中に点ｂで示すように、基材単体の光学特性（点ａ）に対して、透過の像鮮明度をほとんど低下させることなく映り込み度（反射の像鮮明度）を下げることができた。さらに本実施形態の製造方法によりドット成形工程を２回繰り返して製造した光学部品では、被覆率向上によると思われる効果が出て、さらに映り込み度を下げることができた。
【００３０】
この方式では、ガラス基材上に防眩層を直接形成することができ、コストダウンできるメリットもある。一方、フィルムやシート上にも形成することができるが、その場合は粘着剤でフィルムやシートをガラス基材に接着させる必要がある。
【００３１】
（実施形態２）
実施形態２の製造方法は、防眩層の上にさらにインクジェット装置を用いて低屈折率層を形成するものであり、図９はこの製造方法により製造される光学部品の断面図である。図９において基材１は実施形態１と同様の材質である。この上に防眩層２が、さらにその上に低屈折率層１１が積層されていて、この２層により防眩性反射防止効果を得ている。それぞれの層はそれぞれの層に対応した２種類の材料組成物、すなわち防眩性付与組成物と低屈折率層形成用組成物が個々にインクジェット方式で塗布された後に硬化されることにより形成される。
【００３２】
次に、この２層構造の防眩性反射防止膜の作製について説明する。最初の防眩層２の形成に関しては、実施の形態１と同様であり、防眩性付与組成物からなるインクをインクジェット方式で吐出し硬化させていく際の材料組成やプロセスは実施形態１と共通するためその詳細は割愛する。ここでは低屈折率層１１の形成について説明する。
【００３３】
ここで用いる低屈折率層形成用組成物は重合性有機化合物、低屈折微粒子、有機溶剤、添加剤から構成されている。低反射率を実現するためには、屈折率が低い低屈折微粒子を用いること、重合性有機化合物はできるだけ少なくすることが重要である。重合性有機化合物、すなわちバインダーは、ビニル基、アリル基などの不飽和結合を有しラジカル重合で硬化する化合物やシロキサンなどのカチオン重合で硬化する化合物などである。本実施例では紫外線硬化樹脂であるシリコーン樹脂を用いているが、熱硬化樹脂でも硬化温度が基材の物性に影響を与えない範囲であるなら使用可能である。低屈折微粒子は、中空球状シリカ、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウムなどの無機微粒子やフッ素系樹脂からなる有機微粒子であり、その粒径は１０〜１００ｎｍ、屈折率は１．３５〜１．４５である。本実施形態では屈折率が１．３５〜１．４０のフッ素系樹脂の有機微粒子を用いている。２００ｎｍより大きな粒子を使用した場合はノズルで目詰まりが発生しやすい傾向にあることから上記の範囲が適切である。このほかフッ素をもつ架橋構造を有するポリマーをバインダー兼低屈折材料として用いることも何ら問題はない。有機溶剤は、例えば、炭化水素類、アルコール類、ケトン類、エステル類、グリコールエーテル類、その他有機溶媒の中から適宜選択し、あるいはこれらを混合したものを用いる。本実施形態ではエタノール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ダイアセトンアルコールを混合したものを用いている。添加剤は硬化触媒や界面活性剤、表面張力調整剤などである。
【００３４】
該微粒子とバインダーの比率は微粒子１質量部に対して、バインダーが０．５〜２質量部である。バインダー量を増やすと硬化後の基材との接着性はよくなるが、一方、低屈折率層の屈折率が低下するためそれらのバランスを考慮して決める。有機溶剤が重量比で９２〜９６％と最も高く、その他の材料、すなわち、重合性有機化合物、低屈折微粒子、添加剤を合わせたものは残りの４〜８％である。このように低濃度の設計をしているのは、その他の材料の質量比率を上げていくとノズルでの目詰まりが発生しやすくなることが１つの理由であり、もう１つの理由は、低濃度の場合は比較的厚い膜での塗布となり、膜厚の制御性や管理が容易となるためである。このように作製された低屈折率層形成用組成物からなるインクは、例えば粘度３〜１５ｍＰａ・ｓ、表面張力２０〜４０ｄｙｎｅ／ｃｍであり、インクジェット方式で安定に塗布できるような材料構成や配合比となっている。金属アルコキシド材料からなる反射防止組成物を用いてゾルゲル法によって低屈折率層を形成してもよいが、このときには反応に２００〜３００℃と高温が必要とされるため使用できる基材に制限がある。
【００３５】
次に、インクジェット方式による低屈折率層形成用組成物の塗布条件について説明する。塗布は図５の防眩層形成のための塗布と同様に行う。すなわち、温湿度やクリーン度が管理された部屋に置かれている例えば２５個のヘッドモジュールからなるヘッドアセンブリＥを有するインクジェット装置を用い、特に、精密な膜厚管理のために、実施形態１と同様、ヘッドや材料供給系は温度変化が±２℃以内に収まるように管理する。基材１には、すでに防眩層２が形成されており、その後、防眩層２と低屈折率層１１の接着性を改善するために、紫外線の照射や放電ガスとの接触で表面を洗浄する。本実施形態では１８５ｎｍや２５４ｎｍの短波長紫外線を利用した表面改質装置を用いて１〜２分間の防眩層２の表面処理をしている。
【００３６】
この表面処理された防眩層２の上に低屈折率相形成用組成物からなるインクをインクジェット方式で形成していく。ヘッドモジュールの吐出面と基材の距離は例えば約０．８ｍｍであり、この間で球状の液滴が形成される。液滴はおよそ直径が３０μｍでその容積は１５ｐＬが好適である。発生した液滴による塗布はヘッドアセンブリＥと基材１は平行に配置し、ヘッドアセンブリＥを固定し、基材をＸ方向の一方に移動しておこなう。低屈折率層１１は連続した膜となるように着弾したドットがつながる条件を求める。そのためには、まず最初に、基材１を停止させてワンショット信号で一滴吐出し、硬化させて光学顕微鏡で観察しドットサイズを求める。次に、液滴を着弾させるドットピッチ、すなわち走行方向（Ｘ方向）とヘッド方向（Ｙ方向）のドットピッチを決める。このとき、ドットサイズ以下のドットピッチに設定することにより連続した膜が得られる。本実施形態の低屈折率層形成用組成物からなるインクでは、ドットサイズは１００〜２００μｍであり、Ｙ方向のドットピッチはノズル間隔で決定されるが、上記条件より４０μｍか８０μｍを採用し、Ｘ方向のドットピッチは上記条件を満足する１μｍ〜１００μｍの中から管理しやすい条件を選ぶ。Ｘ方向のドットピッチは吐出間隔と基材搬送速度で一義的に決めることができ、例えば、ドットピッチを４．８μｍにするには、吐出間隔は８０μｓｅｃ、基材搬送速度は６ｃｍ／ｓｅｃとなる。
【００３７】
塗布厚みは１〜１０μｍであり、その厚みはＸ方向やＹ方向のドットピッチやアクチュエーターの駆動パルス数や駆動電圧で調整できる。本実施形態では塗布厚は２〜５μｍが中心であり、硬化後の厚みでは７０〜１２０ｎｍ、いわゆる光学膜厚（光学膜厚とは、層の屈折率とｎと膜厚ｄとの積により定義される量である）でλ／４近傍となるように調整している。
【００３８】
塗布後は塗布膜の乾燥、硬化を行う。塗布膜中の溶剤を蒸発させるためには、熱風を吹きかける、ヒーターで加熱する、赤外線ランプなどの輻射熱を利用するなどの方法が挙げられる。溶剤の特性に合わせて上記の乾燥方法を単独で、あるいは組み合わせて行い、また、熱のかけ方も塗膜面側から、あるいは裏側から、あるいは両方からと最適化な条件で行う。本実施形態では急激な乾燥による塗布むらを避けるため、室温で１分間放置する自然乾燥を行った。ただ、高沸点溶剤の比率が多い場合は５０〜１００℃のオーブンに１〜３分入れて乾燥させている。
【００３９】
乾燥後、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ、キセノンランプなどを有する紫外線硬化装置で塗布膜を硬化させる。このとき照射時間は３〜１０秒で、積算光量は２００〜１５００ｍＪ／ｃｍ2である。この条件下では塗布膜は十分硬化し、防眩層のついた基材にしっかりと密着する。
【００４０】
以上の工程を経て防眩性反射防止膜を有する光学部品は完成する。完成した光学部品の膜強度は鉛筆硬度で３Ｈ、低屈折率層の屈折率は１．３５〜１．４０であった。実施形態１と同様に像鮮明度および移り込み度（鮮鋭性や視認性）を評価した。その結果を図１１中に点ｄで示す。基材単体の光学特性（点ａ）に対して、その上に防眩層と低屈折率層を形成した光学部品の光学特性（点ｄ）は、透過の像鮮明度を低下させることなく映り込み度が改善され、さらに実施形態１よりもいっそう低減させることができた。また、３波長蛍光灯での観察においても、広い面積において干渉縞が見られないことを確認した。
【００４１】
また、実施形態２では、インクジェット装置を用いて低屈折率層１１を形成しているので、光学部品をシンプルな装置で連続生産することができる。
【００４２】
（実施形態３）
よりいっそう反射率を低減させるためには多層構造とし、各層の屈折率や膜厚を最適化し、表面反射光と界面反射光を干渉、打ち消しあわせることが有効であることは一般に知られている。実施形態３の製造方法は、防眩層の上にさらにインクジェット装置を用いて２層の反射防止膜を積層するものであり、図１０はこの製造方法により製造される光学部品の断面図である。図１０において基材１は実施形態１と同様の材質である。この上に防眩層２が、さらにその上には高屈折率層１２と低屈折率層１１が積層されていて、この３層により防眩性反射防止効果を得ている。それぞれの膜はそれぞれの膜に対応した３種類の材料組成物、すなわち防眩性付与組成物、高屈折率層形成用組成物と低屈折率層形成用組成物が個々にインクジェット方式で塗布された後に硬化されることにより形成される。
【００４３】
次に、３層構造の防眩性反射防止膜の作製について説明する。最初の防眩層２の形成に関しては、実施形態１と同様であり、防眩性付与組成物からなるインクをインクジェット方式で吐出し硬化させていく際の材料組成やプロセスは実施形態１と共通するためその詳細は割愛する。ここでは高屈折率層１２の形成について説明する。ここで用いる高屈折率層形成用組成物は、重合性有機化合物、高屈折微粒子、有機溶剤、添加剤から構成されている。低反射を実現するためには、高屈折率層１２は屈折率が高いほうがよく、そのためにはより高い屈折率の微粒子を用いること、また、重合性有機化合物はできるだけ少なくすることが重要である。重合性有機化合物は、いわゆるバインダーであり高屈折微粒子材料と相性のよいものを選択するが、一般的にはビニル基、アリル基などの不飽和結合を有しラジカル重合で硬化する化合物やシロキサンなどのカチオン重合で硬化する化合物などである。本実施形態では紫外線硬化樹脂であるシリコーン樹脂を用いているが、熱硬化樹脂でも硬化温度が基材の物性に影響を与えない範囲であるなら使用可能である。高屈折微粒子は、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化スズ、ＩＴＯなどの無機微粒子であり、その粒径は１０〜１００ｎｍ、屈折率は１．６５〜２．２０である。本実施形態では屈折率が１．８０〜２．２０の二酸化チタンの無機微粒子を用いている。２００ｎｍより大きな粒子を使用した場合はノズルで目詰まりが発生しやすい傾向にあり、実施形態２と同様避けたほうがよい。有機溶剤は、例えば、炭化水素類、アルコール類、ケトン類、エステル類、グリコールエーテル類、その他有機溶媒の中から適宜選択し、あるいはこれらを混合したものを用いる。本実施形態ではエタノール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ダイアセトンアルコールの混合したものを用いている。添加剤は硬化触媒や界面活性剤、表面張力調整剤などである。該微粒子とバインダーの比率は微粒子１質量部に対して、バインダーが０．５〜２質量部である。バインダー量を増やすと硬化後の基材との接着性はよくなるが、一方、高屈折率層の屈折率が低下するためそれらのバランスを考慮して決める。有機溶剤が質量比で９２〜９６％と最も高く、その他の材料、すなわち、重合性有機化合物、高屈折微粒子、添加剤を合わせたものは残りの４〜８％である。このように低濃度の設計をしているのは、その他の材料の質量比率を上げていくとインクジェットヘッドでの目詰まりが発生しやすい傾向にあることが１つの理由であり、もう１つの理由は、低濃度の場合は比較的厚い膜での塗布となり、膜厚の制御性や管理が容易となるためである。このように作製された高屈折率層形成用組成物からなるインクは、例えば粘度３〜１５ｍＰａ・ｓ、表面張力２０〜４０ｄｙｎｅ／ｃｍであり、インクジェット方式で安定に塗布できるような材料構成や配合比となっている。
【００４４】
次に、インクジェット方式による高屈折率層形成用組成物の塗布条件について説明する。塗布は図５の防眩層形成のための塗布と同様に行う。すなわち、温湿度やクリーン度が管理された部屋に置かれている例えば２５個のヘッドモジュールからなるヘッドアセンブリＥを有するインクジェット装置を用い、特に、精密な膜厚管理のために、実施形態１，２と同様、ヘッドや材料供給系は温度変化が±２℃以内に収まるように管理する。基材１には、すでに防眩層２が形成されており、その後、防眩層２と高屈折率層１２の接着性を改善するために、紫外線の照射や放電ガスとの接触で表面を洗浄する。本実施形態では１８５ｎｍや２５４ｎｍの短波長紫外線を利用した表面改質装置を用いて１〜２分間の防眩層２の表面処理をしている。この表面処理された防眩層２の上に高屈折組成物のインク材料をインクジェット方式で形成していく。ヘッドモジュールの吐出面と基材の距離は例えば約０．８ｍｍであり、この間で球状の液滴が形成される。液滴はおよそ直径が３０μｍでその容積は１５ｐＬが好適である。発生した液滴による塗布はヘッドアセンブリＥと基材１は平行に配置し、ヘッドアセンブリＥを固定し、基材をＸ方向の一方に移動しておこなう。高屈折率層１２は連続した膜となるようにドットがつながる条件を求める。そのためには、まず最初に、基材１を停止させてワンショット信号で一滴吐出し、硬化させて光学顕微鏡で観察しドットサイズを求める。次に、液滴を着弾させるドットピッチ、すなわち走行方向（Ｘ方向）とヘッド方向（Ｙ方向）のドットピッチを決める。このとき、ドットサイズ以下のドットピッチに設定することにより連続した膜が得られる。本実施形態の高屈折率層形成用率組成物からなるインクでは、ドットサイズは１００〜２００μｍであり、Ｙ方向のドットピッチはメズル間隔で決定されるが、上記条件より４０μｍか８０μｍを採用し、Ｘ方向のドットピッチは上記条件を満足する１μｍ〜１００μｍの中から管理しやすい条件を選ぶ。Ｘ方向のドットピッチは吐出間隔と基材搬送速度で一義的に決めることができ、例えば、ドットピッチを４．８μｍにするには、吐出間隔は８０μｓｅｃ、基材搬送速度は６ｃｍ／ｓｅｃとなる。
【００４５】
塗布厚みは１〜１０μｍであり、その厚みはＸ方向やＹ方向のドットピッチやアクチュエーターの駆動パルス数や駆動電圧で調整できる。本実施形態では塗布厚は２〜５μｍが中心であり、硬化後の厚みでは６０〜９０ｎｍ、いわゆる光学膜厚（光学膜厚とは、層の屈折率とｎと膜厚ｄとの積により定義される量である）でλ／４近傍となるように調整している。
【００４６】
塗布後は塗布膜の乾燥、硬化を行う。塗布膜中の溶剤を蒸発させるためには、熱風を吹きかける、ヒーターで加熱する、赤外線ランプなどの輻射熱を利用するなどの方法が挙げられる。溶剤の特性に合わせて上記の乾燥方法を単独で、あるいは組み合わせて行い、また、熱のかけ方も塗膜面側から、あるいは裏側から、あるいは両方からと最適化な条件で行う。本実施形態では急激な乾燥による塗布むらを避けるため、室温で１分間放置する自然乾燥を行った。ただ、高沸点溶剤の比率が多い場合は５０〜１００℃のオーブンに１〜３分入れて乾燥させている。
【００４７】
乾燥後、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ、キセノンランプなどを有する紫外線硬化装置で塗布膜を硬化させる。このとき照射時間は３〜１０秒で、積算光量は２００〜１５００ｍＪ／ｃｍ2である。この条件下では塗布膜は十分硬化し、防眩層のついた基材にしっかりと密着する。硬化後の高屈折率層は、膜強度は鉛筆硬度で３Ｈ、屈折率は１．６５〜１．８０であった。
【００４８】
次に、この上に低屈折率層１１を形成するが、その前に低屈折率層１１との接着性を改善するために、高屈折率層１２の表面を紫外線の照射や放電ガスとの接触で表面を洗浄する。本実施形態では１８５ｎｍや２５４ｎｍの短波長紫外線を利用した表面改質装置を用いて１〜２分間の基材の表面処理をしている。
【００４９】
この表面処理された高屈折率層１２の上に低屈折率層形成用組成物からなるインクをインクジェット方式で塗布していく。このときの材料組成やプロセスは実施形態２と共通するためその詳細は割愛する。塗布された低屈折率層形成用組成物（塗布膜）の乾燥や硬化も実施形態２と同様であり、これにより３層目である低屈折率層１１が形成される。
【００５０】
以上の工程を経て防眩性反射防止膜を有する光学部品は完成する。実施形態１，２と同様に像鮮明度および映り込み度（鮮鋭性や視認性）を評価した。その結果を図１１中に点ｅで示す。基材の光学特性（点ａ）に対して、その上に防眩層、高屈折率層、および低屈折率層を形成したものの光学特性（点ｅ）は、透過の像鮮明度を低下させることなく映り込み度が改善され、実施形態２よりもよりいっそう低減させることができた。また、３波長蛍光灯での観察においても、広い面積において干渉縞が見られないことを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明によれば、光学干渉ムラのないすぐれた視認性、鮮鋭性を有する防眩性光学部品が得られること、また、大気中での防眩層の形成が可能なシンプルで小型な生産設備でよいためにダイコート法などよりも工程が簡略化され、生産のタクトが短縮されて高スループットが実現でき、結果的には低コストで製造できることから、本発明は光学部品の製造にはきわめて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態１に係る製造方法により製造される光学部品の断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る製造方法に用いるインクジェット装置のヘッドセルの模式図である。
【図３】図２のヘッドセルが複数連なったヘッドモジュールの模式図である。
【図４】図３のヘッドモジュールを複数有するヘッドアセンブリの模式図である。
【図５】図４のヘッドアセンブリを用いて基材上にインクを吐出させる仕方を示す説明図である。
【図６】（ａ）は１回目のインクの吐出により形成されるドットパターンを示す図、（ｂ）は２回目のインクの吐出により形成されるドットパターンを示す図である。
【図７】図６（ａ）と図６（ｂ）を重ね合わせたときのドットパターンを示す図である。
【図８】ドット成形工程を２回繰り返して製造された光学部品の断面図である。
【図９】本発明の実施形態２に係る製造方法により製造される光学部品の断面図である。
【図１０】本発明の実施形態３に係る製造方法により製造される光学部品の断面図である。
【図１１】光学部品の光学特性を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 基材
２ 防眩層
２ａ，２ｂ ドット
３ 圧力室隔壁
４ ノズル板
５ ピエゾ素子
６ 電極
７ ノズル
８ インク
９ 液滴
１１ 低屈折率層
１２ 高屈折率層
Ａ ヘッドセル
Ｂ ピエゾアクチュエーター
Ｃ 圧力室
Ｄ ヘッドモジュール
Ｅ ヘッドアセンブリ
Ｐ ピッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種ディスプレイや光学デバイスに用いられる、防眩層を有する光学部品およびその製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭においてもオフィスにおいても映像機器や情報機器、携帯機器の利用が急拡大している。それぞれの機器にはディスプレイが装着されており、最近の傾向としてそれらの画面サイズの大型化や高画質化が進展している。大型化や高画質化にともなって、より見やすくなるよう視認性の改善が求められ、一般的には反射防止層や防眩層が形成された光学フィルムをディスプレイ前面に貼り付けている。特に外光の映り込み防止には防眩層が有効で、いろいろなタイプの防眩層が検討されている。
【０００３】
防眩層はその表面に適切なサイズやピッチで凹凸が付与されたものであり、その形成方法としては、転写やエンボス加工によるものと、微粒子を塗布液に添加しダイコート法やスピンコート法、ディップコート法などのウェットプロセスによるものとが実用化されている。転写やエンボス加工による防眩層の形成は、ロールの製作やメンテナンスにコストがかかる、生産性に劣る、微細な凹凸構造を形成することは極めて困難である、という課題を有する。ウェットプロセスによる防眩層の形成は、コストや量産性では優れているものの、所望の突起部を効果的に形成するためには塗布むらを発生させることなく微粒子を適切に分散させなければならず、大面積にわたりそれを実現することはきわめて困難であるという課題を有する。
【０００４】
最近、ウェットプロセスの一種であるインクジェット法により防眩層を形成することも検討され始めている。このインクジェット法は、基材上に着弾させたインクをそのまま硬化させることにより突起を形成するものである。例えば、特許文献１には、インクジェット装置を用いて基材上にランダムな配置でドットを形成し、このドットを硬化させることにより防眩層を形成することが記載されている。そして、特許文献１には、ドットをランダムに配置する方法として、インクジェット装置のヘッド部分に振動を与える方法と、任意のノズルからインクを吐出させる方法とが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１５１６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、インクジェット装置のヘッド部分に振動を与える方法では、ヘッド部分から吐出されたインクが近い位置に落ちて隣り合うドット同士が混じりあってしまい、微細な突起だけでなく大きく扁平な突起が形成されることがある。このように大きく扁平な突起が形成されると、その部分における防眩性が低下する。これに対し、任意のノズルからインクを吐出させる方法では、隣り合うドット同士が混じりあうことがないものの、基材上でドットをランダムに配置するために複数のノズルのうちのある程度離れた位置のノズルを使用する必要があるため、ドットの分布密度が小さくなって防眩層による基材の被覆率をあまり高くすることができない。そして、このように被覆率があまり高くない光学部品では、基材の表面による反射の影響が大きく、映り込みをあまり抑えられない。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、防眩層による基材の被覆率を高くすることができる光学部品の製造方法およびこの製造方法によって得られる光学部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は、インクを吐出するための複数のノズルを有するインクジェット装置を用いて基材上に防眩層を形成することにより光学部品を製造する方法であって、前記複数のノズルのうちから使用するノズルを選択しながら前記基材上に前記インクを吐出させて当該基材上にランダムな配置でドットを形成した後に前記ドットを硬化させるドット成形工程を複数回繰り返すことにより前記防眩層を形成する光学部品の製造方法を提供する。
【０００８】
また、本発明は、基材と、この基材上に形成された防眩層とを備え、前記防眩層は、前記基材上にランダムに配置された、同一の防眩性付与組成物からなる複数のドットで構成されており、これらのドットのうちの少なくとも一部のドット同士は、断面において稜線が重なりかつ頂点が独立した状態で互いに重なり合っている光学部品を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
上記の方法によれば、ドット成形工程を複数回繰り返すことにより、ランダムなドットパターンが重ね合わされるようになるため、防眩層による基材の被覆率を向上させることができる。しかも、一旦ドットを硬化させた後に再度ドットを形成するので、先に形成したドットと後に形成したドットが混じりあうことなくそれぞれが突起を形成するようになり、大きく扁平な突起が形成されることがない。すなわち、本発明によれば、多数の微細突起を有する防眩層によって高い被覆率で基材が覆われた光学部品を得ることができる。そして、このような光学部品であれば、映り込みを効果的に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照しながら説明する。
【００１１】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る製造方法によって製造される光学部品の一例を示す断面図である。図１において、光学部品は、基材１と防眩層２から構成されている。基材１は、透明なものであり、厚さ１〜３ｍｍの強化ガラスや、厚さ５０〜２００μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、アクリル、ポリイミドなどのプラスチックフィルムである。この上に形成された防眩層２は、インクジェット方式で形成された防眩性付与組成物からなるものである。防眩性付与組成物は、詳しくは後述するが、セルロースエステル樹脂やポリカーボネート樹脂などの熱硬化樹脂、またはアクリレート系樹脂やシリコーン系樹脂などの紫外線硬化樹脂からなる。なお、プラスチックフィルムの場合はガラスに比べ硬度が低く耐擦傷性に劣るため、基材１と防眩層２の間には高硬度の熱硬化型の樹脂や紫外線硬化型の樹脂などのハードコート層を設ける場合もある。
【００１２】
インクジェット方式による防眩層２の形成は、防眩性付与組成物をインクとして採用したインクジェット装置を用いて基材１上にヘッドアセンブリからインクを吐出して塗布し、さらにこれを硬化させることにより行う。ヘッドアセンブリは複数個のヘッドモジュールから構成され、さらにヘッドモジュールは複数個のヘッドセルの集合体から構成されている。図２は、本実施形態および後述する各実施形態で用いるヘッドセルの模式図を示す。ヘッドセルＡはヘッドモジュールの、さらにはヘッドアセンブリの基本構成要素である。ヘッドセルＡは、ＳＵＳからなる圧力室隔壁３、圧力室隔壁３の上に配置されたピエゾアクチュエーターＢ、圧力室隔壁３の下に配置されたノズル板４から構成されている。
【００１３】
ピエゾアクチュエーターＢは、ピエゾ素子５が電極６で挟まれた構造を有している。ノズル板４の材質はＳＵＳであり、吐出面側の表面には撥水処理が施されていて、ここには直径２０μｍ〜３０μｍのノズル７が開けられている。圧力室Ｃは圧力室隔壁３とピエゾアクチュエーターＢに囲まれた部分である。
【００１４】
まず、防眩性付与組成物からなるインク８が圧力室Ｃに導入される。圧力室Ｃの上に配置されているピエゾ素子５に電極６から電圧を印加することにより、圧力室Ｃ内のインク８に圧力をかけ、ノズル７からインク８を微小液滴９として吐出させる。このとき、ピエゾ素子５にかける振動周波数やパルス数、そのパルス波形を調整することにより、さらには、ノズル形状などの最適化を図ることにより、ノズル７から吐出する液滴のサイズを直径１０〜１００μｍに制御する。このようにしてインクジェット方式では微小ノズルから微小液滴として防眩性付与組成物からなるインクを吐出して基材上に着弾させてドットを形成し、そのドットを硬化させることにより凹凸構造を形成する。すなわち、ドットがそのまま突起となって、多数の突起を有する防眩層２が形成される。着弾したドットの径は一般に液滴の径より大きくなり、また、小さい液滴からは小さいドットが、大きい液滴からは大きいドットが形成される。また、同じ液滴の径でも基材温度や溶剤の含有量などでドットの径が変化するので、インク材料やプロセス条件を最適化する。隣り合う突起の平均中心間距離は２０〜１２０μｍ、各突起の高さは０．１〜５μｍ、防眩層２による基材１の被服率は３５〜１００％が好ましい。各ドットはドットに反射された光同士の干渉による干渉縞の発生を防ぐためにランダムに配置することが求められる。これはランダムなパターンデータ（例えば、要素が０と１からなり、その並びがランダムな行列状のデータ）をパーソナルコンピューターで作成し、それを吐出のオンオフ信号に変換してヘッドアセンブリに送信し、最終的には各ヘッドセルＡのピエゾアクチュエーターＢにオンオフ信号に基づく電圧を印加することによって基材上にパターンデータと同様のランダムな配置でドットを形成することができる。
【００１５】
本実施形態では材料の選択性の広さからピエゾ方式を採用しているが、インクを加熱して気泡を発生させる、いわゆるバブルジェット（登録商標）方式や、サーマル方式も用いることができる。
【００１６】
図３は、図２のヘッドセルＡが複数連なったヘッドモジュールＤの模式図を示す。これはヘッドモジュールＤを吐出面側からみた概略図である。図ではノズル板４とノズル７のみが示されているが、その裏側には圧力室ＣやピエゾアクチュエーターＢがそれぞれのノズル７に対応して形成されている。ヘッドモジュールＤは、例えば幅が１．５ｃｍ、長さが４．５ｃｍの長方形状の形状を有している。ヘッドモジュールＤには、その長手方向に４０μｍのピッチＰで一列に並ぶように、直径２０μｍのノズル７が５００個形成されている。インクを吐出させるノズル７を適宜選択することにより、最狭４０μｍピッチからその整数倍のピッチで微小液滴を吐出できる。図４は、図３のヘッドモジュールＤを複数有するヘッドアセンブリＥの模式図を示す。ヘッドアセンブリＥでは、広い面積の塗布に対応させるためにヘッドモジュールＤが複数個千鳥状に配置されていて、ノズル７が所定方向（以下、「Ｙ方向」という。）にピッチＰで連続的に直線状に配列されている。本実施形態では５０ｃｍの幅で塗布するために２５個のヘッドモジュールＤからなるヘッドアセンブリＥを採用している。ただし、モジュール数はこれに限定されるものではなく基材の幅に応じて決定すればよい。
【００１７】
次に、該インクジェット方式による光学部品の製造方法について詳細に説明する。この製造方法は、同じ防眩性付与組成物をインクとして用いてドット成形工程を複数回繰り返すことを特徴とする。ここで、ドット成形工程とは、複数のノズル７のうちから使用するノズル７を選択しながら基材１上にインクを吐出させて当該基材１上にランダムな配置でドットを形成し、その後にドットを硬化させる一連の工程をいう。なお、基材１上へのインクの吐出は、基材１を搬送しながら行う。
【００１８】
図５は、図４のヘッドアセンブリＥを用いて基材１上にインクを吐出させる仕方を示す。例えば２５個のヘッドモジュールＤからなるヘッドアセンブリＥを備えるインクジェット装置は温湿度やクリーン度が管理された部屋に置かれている。特に、防眩性付与組成物であるインクの粘度は周囲温度に強く影響を受け、それにより基材１上に形成されるドットの形状が変化するために、インクジェット装置、特にヘッド部や材料供給部は温度変化が±２℃以内に収まるように厳密に管理する。基材１はサイズが縦５０ｃｍ、横８５ｃｍで厚さ３ｍｍの強化ガラスである。基材はこれに限定されるものではなくＰＥＴ、ＴＡＣ、アクリルなどのプラスチックフィルムでもよい。また、サイズや厚み形状もこれに限定されるものではなく目的やデバイスに応じて決定する。基材１の表面は、事前に前の工程で紫外線の照射や放電ガスとの接触を通じて洗浄されている。このことにより基材と防眩層の接着強度が確保できる。本実施形態では１８５ｎｍや２５４ｎｍの短波長紫外線を利用した表面改質装置を用いて１〜２分間の基材１の表面処理をしている。この表面処理された基材１の上にインクジェット方式で防眩性付与組成物からなるインクを吐出していく。
【００１９】
防眩性付与組成物は、重合性有機化合物、有機溶剤、添加剤から構成されている。重合性有機化合物は、ビニル基、アリル基などの不飽和結合を有しラジカル重合で硬化する化合物やシロキサンなどのカチオン重合で硬化する化合物などである。本実施形態では紫外線硬化樹脂であるシリコーン樹脂を用いているが、熱硬化樹脂でも硬化温度が基材の物性に影響を与えない範囲であるなら使用可能である。有機溶剤は、例えば、炭化水素類、アルコール類、ケトン類、エステル類、グリコールエーテル類、その他有機溶媒の中から適宜選択し、あるいはこれらを混合したものを用いる。一般には溶剤を加えるとドットのサイズや高さを調整できる範囲が拡大する。本実施形態ではエタノール、イソプロピルアルコール、ダイアセトンアルコール、酢酸カルビトール、乳酸メチル、ＰＧＭＥ（プロピレングリコールモノメチルエーテル）、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）、デカリンなどから吐出性やドットサイズを考慮して適宜選択している。重合性有機化合物の中には溶剤を加えなくても粘度が低いものがあるが、このときは吐出ができるのであれば、特に溶剤を加えることはしなくてもよい。添加剤は、主に硬化触媒である。このような防眩性付与組成物からなるインクは、例えば粘度３〜１５ｍＰａ・ｓ、表面張力２０〜４０ｄｙｎｅ／ｃｍであり、インクジェット方式で安定に塗布できるような材料構成や配合比となっている。
【００２０】
次に、防眩性付与組成物のインクジェット方式による塗布条件について説明する。ヘッドモジュールの吐出面と基材の間の距離は例えば約０．８ｍｍであり、この間で球状の液滴が形成される。液滴はおよそ直径が２０μｍでその容積は３〜４ｐＬが好適である。発生した液滴による塗布は、ヘッドアセンブリＥと基材１を平行に配置し、ヘッドアセンブリＥを固定し、基材をＹ方向と直交する方向（以下、「Ｘ方向」という。）の一方（図５では左側）に移動して行う。これにより、図５に示すように、基材１のヘッドアセンブリＥの下を通過した部分の所定領域１ａ中に液滴による塗布が行われる。なお、所定領域１ａ内において、液滴の塗布によるドット成形工程は複数回行われる。
【００２１】
まず最初に、着弾する液適の基材上でのドットサイズからドットピッチを決定する。ドットサイズは、溶剤の種類や量、基材の表面処理や温度によって変化するため、予め確認しておく。ドットサイズの確認は、基材１を停止してワンショット信号で一滴吐出し、硬化させて光学顕微鏡で観察すればよい。例えば、直径が３０〜３５μｍ、６５〜７５μｍ、１４０〜１５０μｍのドットが形成されるように、基材の表面処理ならびに溶剤の種類および量を選定しておいてもよい。
【００２２】
ドットピッチにはＸ方向のピッチとＹ方向のピッチの２種類がある。Ｙ方向のドットピッチはヘッドモジュールのノズルのうちのどのノズルから吐出を行うかを特定して調整する。すなわちノズルのピッチＰを４０μｍとした場合、Ｙ方向のドットピッチは、全てのノズルから吐出させると４０μｍとなり、一つおきに吐出させると８０μｍ、二つおきに吐出させると１２０μｍ、三つおきに吐出させると１６０μｍとなる。このようにノズルのピッチＰの整数倍のドットピッチを実現できる。ドットピッチがドットサイズに近づいたりドットサイズ以下になったりすると、隣接するドットが合体して大きなドットになるので、これを避けるためにドットピッチとドットサイズの間に余裕をもたせてドット同士が接触しないようにすることが好ましい。ただし、あまり余裕を持たせすぎると被覆率が低下し、それにともなって防眩効果が低下するので最適な範囲を求めるようにする。例えば、Ｙ方向のドットピッチを、ドットサイズが３０〜３５μｍのときは４０μｍ、ドットサイズが６５〜７５μｍのときは８０μｍ、ドットサイズが１４０〜１５０μｍのときは１６０μｍとする。そして、決定したドットピッチが実現できるように、ピッチＰの一定倍の間隔で並ぶノズルを使用するノズルとして特定する。例えば、Ｙ方向のドットピッチが４０μｍのときは、ピッチＰの１倍の間隔で並ぶノズル、すなわち全てのノズルを使用するノズルとして特定し、Ｙ方向のドットピッチが８０μｍのときは、ピッチＰの２倍の間隔で並ぶノズルを使用するノズルとして特定する。同様に、Ｙ方向のドットピッチが１６０μｍのときは、ピッチＰの４倍の間隔で並ぶノズルを使用するノズルとして特定する。
【００２３】
Ｘ方向のドットピッチは、Ｙ方向のドットピッチと基本的には同じ長さとする。すなわち、Ｙ方向のドットピッチが４０μｍの場合はＸ方向のドットピッチも４０μｍとする。Ｘ方向のドットピッチは、吐出間隔と基材搬送速度で調整する。すなわち吐出間隔を５００μｓｅｃと一定にすると基材搬送速度を８ｃｍ／ｓｅｃ、１６ｃｍ／ｓｅｃ、２４ｃｍ／ｓｅｃ、３２ｃｍ／ｓｅｃとすることでそれぞれ４０μｍ、８０μｍ、１２０μｍ、１６０μｍのドットピッチが得られる。あるいは、基材搬送速度を３２ｃｍ／ｓｅｃと一定にすると吐出間隔を１２５μｓｅｃ、２５０μｓｅｃ、３７５μｓｅｃ、５００μｓｅｃとすることで４０μｍ、８０μｍ、１２０μｍ、１６０μｍのドットピッチが得られる。
【００２４】
Ｘ方向およびＹ方向のドットピッチを決定し、使用するノズルを特定した後は、特定したノズルが任意に選択されるように、前述したパーソナルコンピューターでランダムなパターンデータを作成する。すなわち、行列状のパターンデータの列数は、特定したノズル（ピッチＰの一定倍の間隔で並ぶノズル）の数と一致している。なお、パターンデータの行数は、基材１の大きさによって決められる。連続したインクの吐出は複数回行うので、パターンデータはその回数分作成する。以下、ドットサイズが６５〜７５μｍでドットピッチが８０μｍの場合を中心に、図６（ａ）および（ｂ）を参照して説明する。図中の直線は、ドットピッチを示している。各回の吐出では作成されたパターンデータに基づいて特定したノズルのうちから任意に選択したノズルからインクが吐出される。図６（ａ）は１回目の吐出により形成されるドットパターンを示しており、ドット２ａがランダムに配置される。図６（ｂ）は２回目の吐出により形成されるドットパターンを示しており、１回目とは違うパターンでドット２ｂがランダムに配置される。
【００２５】
吐出１回目、吐出２回目のそれぞれの被覆率は２０〜３０％である。図７および図８は同じ基材上で吐出１回目と吐出２回目を繰り返した場合を示す。このときは１回目に形成されたドット２ａと後に形成されたドット２ｂとが重なり合うところもでてくるが、２回目に形成されたドット２ｂによって１回目に形成されたドット２ａの隙間が埋められるようになる。このために、例えば重なり代を５％とみれば、防眩層による基材の被覆率は３５〜５５％に上昇する。すなわち、本製造方法により得られる光学部品では、少なくとも一部のドット同士が断面において稜線が重なりかつ頂点が独立した状態で互いに重なり合っている。吐出をさらに繰り返すと被覆率が１００％まで段々と上がっていくことはいうまでもないが、繰り返しの回数は求められる性能で決める。例えば、ドット成形工程を３回繰り返せば、被覆率は５０〜８０％となり、ドット成形工程を４回繰り返せば、被覆率は６５〜１００％となる。
【００２６】
各吐出の後は毎回、乾燥、硬化を行う。ドット中の溶剤を蒸発させるためには、熱風を吹きかける、ヒーターで加熱する、赤外線ランプなどの輻射熱を利用するなどの方法が挙げられる。溶剤の特性に合わせて上記の乾燥方法を単独で、あるいは組み合わせて行い、また、熱のかけ方もドット側から、あるいは裏側から、あるいは両方からと最適な条件で行う。本実施形態では、室温で１分間放置する自然乾燥を行った。ただ、高沸点溶剤の比率が多い場合は５０〜１００℃のオーブンに１〜３分入れて乾燥させている。
【００２７】
乾燥後、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ、キセノンランプなどを有する紫外線硬化装置で形成されたドットを硬化させる。このときの照射時間は３〜１０秒で、積算光量は２００〜１５００ｍＪ／ｃｍ2である。この条件下ではドットは十分硬化し、基材にしっかりと密着する。
【００２８】
以上の工程を経て防眩用の光学部品は完成する。本実施形態では、ドットの直径が３０〜３５μｍ、６５〜７５μｍ、１４０〜１５０μｍとなるように、基材の表面処理ならびに溶剤の種類および量を選定し、これらの３種類の条件化で上述したようにしてドット成形工程を２回繰り返して光学部品を製造した。得られた光学部品に対して、ＪＩＳ Ｋ７１０５−１９８１にある「プラスチックの光学的特性試験方法」に記載されている方法（透過および反射の光を移動する光学くしを通して測定）によって、透過光の測定により得られる像鮮明度および反射光の測定により得られる映り込み度（鮮鋭性や視認性）の評価を行った。その結果を図１１中に点ｃで示す。なお、点ｃは、ドットの直径を６５〜７５μｍとしたときのものであるが、ドットの直径を３０〜３５μｍ、１４０〜１５０μｍとしたときも略同じ位置にプロットできたのでこれらを省略する。
【００２９】
ドット成形工程を１回だけ行った光学部品では、図１１中に点ｂで示すように、基材単体の光学特性（点ａ）に対して、透過の像鮮明度をほとんど低下させることなく映り込み度（反射の像鮮明度）を下げることができた。さらに本実施形態の製造方法によりドット成形工程を２回繰り返して製造した光学部品では、被覆率向上によると思われる効果が出て、さらに映り込み度を下げることができた。
【００３０】
この方式では、ガラス基材上に防眩層を直接形成することができ、コストダウンできるメリットもある。一方、フィルムやシート上にも形成することができるが、その場合は粘着剤でフィルムやシートをガラス基材に接着させる必要がある。
【００３１】
（実施形態２）
実施形態２の製造方法は、防眩層の上にさらにインクジェット装置を用いて低屈折率層を形成するものであり、図９はこの製造方法により製造される光学部品の断面図である。図９において基材１は実施形態１と同様の材質である。この上に防眩層２が、さらにその上に低屈折率層１１が積層されていて、この２層により防眩性反射防止効果を得ている。それぞれの層はそれぞれの層に対応した２種類の材料組成物、すなわち防眩性付与組成物と低屈折率層形成用組成物が個々にインクジェット方式で塗布された後に硬化されることにより形成される。
【００３２】
次に、この２層構造の防眩性反射防止膜の作製について説明する。最初の防眩層２の形成に関しては、実施の形態１と同様であり、防眩性付与組成物からなるインクをインクジェット方式で吐出し硬化させていく際の材料組成やプロセスは実施形態１と共通するためその詳細は割愛する。ここでは低屈折率層１１の形成について説明する。
【００３３】
ここで用いる低屈折率層形成用組成物は重合性有機化合物、低屈折微粒子、有機溶剤、添加剤から構成されている。低反射率を実現するためには、屈折率が低い低屈折微粒子を用いること、重合性有機化合物はできるだけ少なくすることが重要である。重合性有機化合物、すなわちバインダーは、ビニル基、アリル基などの不飽和結合を有しラジカル重合で硬化する化合物やシロキサンなどのカチオン重合で硬化する化合物などである。本実施例では紫外線硬化樹脂であるシリコーン樹脂を用いているが、熱硬化樹脂でも硬化温度が基材の物性に影響を与えない範囲であるなら使用可能である。低屈折微粒子は、中空球状シリカ、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウムなどの無機微粒子やフッ素系樹脂からなる有機微粒子であり、その粒径は１０〜１００ｎｍ、屈折率は１．３５〜１．４５である。本実施形態では屈折率が１．３５〜１．４０のフッ素系樹脂の有機微粒子を用いている。２００ｎｍより大きな粒子を使用した場合はノズルで目詰まりが発生しやすい傾向にあることから上記の範囲が適切である。このほかフッ素をもつ架橋構造を有するポリマーをバインダー兼低屈折材料として用いることも何ら問題はない。有機溶剤は、例えば、炭化水素類、アルコール類、ケトン類、エステル類、グリコールエーテル類、その他有機溶媒の中から適宜選択し、あるいはこれらを混合したものを用いる。本実施形態ではエタノール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ダイアセトンアルコールを混合したものを用いている。添加剤は硬化触媒や界面活性剤、表面張力調整剤などである。
【００３４】
該微粒子とバインダーの比率は微粒子１質量部に対して、バインダーが０．５〜２質量部である。バインダー量を増やすと硬化後の基材との接着性はよくなるが、一方、低屈折率層の屈折率が低下するためそれらのバランスを考慮して決める。有機溶剤が重量比で９２〜９６％と最も高く、その他の材料、すなわち、重合性有機化合物、低屈折微粒子、添加剤を合わせたものは残りの４〜８％である。このように低濃度の設計をしているのは、その他の材料の質量比率を上げていくとノズルでの目詰まりが発生しやすくなることが１つの理由であり、もう１つの理由は、低濃度の場合は比較的厚い膜での塗布となり、膜厚の制御性や管理が容易となるためである。このように作製された低屈折率層形成用組成物からなるインクは、例えば粘度３〜１５ｍＰａ・ｓ、表面張力２０〜４０ｄｙｎｅ／ｃｍであり、インクジェット方式で安定に塗布できるような材料構成や配合比となっている。金属アルコキシド材料からなる反射防止組成物を用いてゾルゲル法によって低屈折率層を形成してもよいが、このときには反応に２００〜３００℃と高温が必要とされるため使用できる基材に制限がある。
【００３５】
次に、インクジェット方式による低屈折率層形成用組成物の塗布条件について説明する。塗布は図５の防眩層形成のための塗布と同様に行う。すなわち、温湿度やクリーン度が管理された部屋に置かれている例えば２５個のヘッドモジュールからなるヘッドアセンブリＥを有するインクジェット装置を用い、特に、精密な膜厚管理のために、実施形態１と同様、ヘッドや材料供給系は温度変化が±２℃以内に収まるように管理する。基材１には、すでに防眩層２が形成されており、その後、防眩層２と低屈折率層１１の接着性を改善するために、紫外線の照射や放電ガスとの接触で表面を洗浄する。本実施形態では１８５ｎｍや２５４ｎｍの短波長紫外線を利用した表面改質装置を用いて１〜２分間の防眩層２の表面処理をしている。
【００３６】
この表面処理された防眩層２の上に低屈折率相形成用組成物からなるインクをインクジェット方式で形成していく。ヘッドモジュールの吐出面と基材の距離は例えば約０．８ｍｍであり、この間で球状の液滴が形成される。液滴はおよそ直径が３０μｍでその容積は１５ｐＬが好適である。発生した液滴による塗布はヘッドアセンブリＥと基材１は平行に配置し、ヘッドアセンブリＥを固定し、基材をＸ方向の一方に移動しておこなう。低屈折率層１１は連続した膜となるように着弾したドットがつながる条件を求める。そのためには、まず最初に、基材１を停止させてワンショット信号で一滴吐出し、硬化させて光学顕微鏡で観察しドットサイズを求める。次に、液滴を着弾させるドットピッチ、すなわち走行方向（Ｘ方向）とヘッド方向（Ｙ方向）のドットピッチを決める。このとき、ドットサイズ以下のドットピッチに設定することにより連続した膜が得られる。本実施形態の低屈折率層形成用組成物からなるインクでは、ドットサイズは１００〜２００μｍであり、Ｙ方向のドットピッチはノズル間隔で決定されるが、上記条件より４０μｍか８０μｍを採用し、Ｘ方向のドットピッチは上記条件を満足する１μｍ〜１００μｍの中から管理しやすい条件を選ぶ。Ｘ方向のドットピッチは吐出間隔と基材搬送速度で一義的に決めることができ、例えば、ドットピッチを４．８μｍにするには、吐出間隔は８０μｓｅｃ、基材搬送速度は６ｃｍ／ｓｅｃとなる。
【００３７】
塗布厚みは１〜１０μｍであり、その厚みはＸ方向やＹ方向のドットピッチやアクチュエーターの駆動パルス数や駆動電圧で調整できる。本実施形態では塗布厚は２〜５μｍが中心であり、硬化後の厚みでは７０〜１２０ｎｍ、いわゆる光学膜厚（光学膜厚とは、層の屈折率とｎと膜厚ｄとの積により定義される量である）でλ／４近傍となるように調整している。
【００３８】
塗布後は塗布膜の乾燥、硬化を行う。塗布膜中の溶剤を蒸発させるためには、熱風を吹きかける、ヒーターで加熱する、赤外線ランプなどの輻射熱を利用するなどの方法が挙げられる。溶剤の特性に合わせて上記の乾燥方法を単独で、あるいは組み合わせて行い、また、熱のかけ方も塗膜面側から、あるいは裏側から、あるいは両方からと最適化な条件で行う。本実施形態では急激な乾燥による塗布むらを避けるため、室温で１分間放置する自然乾燥を行った。ただ、高沸点溶剤の比率が多い場合は５０〜１００℃のオーブンに１〜３分入れて乾燥させている。
【００３９】
乾燥後、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ、キセノンランプなどを有する紫外線硬化装置で塗布膜を硬化させる。このとき照射時間は３〜１０秒で、積算光量は２００〜１５００ｍＪ／ｃｍ2である。この条件下では塗布膜は十分硬化し、防眩層のついた基材にしっかりと密着する。
【００４０】
以上の工程を経て防眩性反射防止膜を有する光学部品は完成する。完成した光学部品の膜強度は鉛筆硬度で３Ｈ、低屈折率層の屈折率は１．３５〜１．４０であった。実施形態１と同様に像鮮明度および移り込み度（鮮鋭性や視認性）を評価した。その結果を図１１中に点ｄで示す。基材単体の光学特性（点ａ）に対して、その上に防眩層と低屈折率層を形成した光学部品の光学特性（点ｄ）は、透過の像鮮明度を低下させることなく映り込み度が改善され、さらに実施形態１よりもいっそう低減させることができた。また、３波長蛍光灯での観察においても、広い面積において干渉縞が見られないことを確認した。
【００４１】
また、実施形態２では、インクジェット装置を用いて低屈折率層１１を形成しているので、光学部品をシンプルな装置で連続生産することができる。
【００４２】
（実施形態３）
よりいっそう反射率を低減させるためには多層構造とし、各層の屈折率や膜厚を最適化し、表面反射光と界面反射光を干渉、打ち消しあわせることが有効であることは一般に知られている。実施形態３の製造方法は、防眩層の上にさらにインクジェット装置を用いて２層の反射防止膜を積層するものであり、図１０はこの製造方法により製造される光学部品の断面図である。図１０において基材１は実施形態１と同様の材質である。この上に防眩層２が、さらにその上には高屈折率層１２と低屈折率層１１が積層されていて、この３層により防眩性反射防止効果を得ている。それぞれの膜はそれぞれの膜に対応した３種類の材料組成物、すなわち防眩性付与組成物、高屈折率層形成用組成物と低屈折率層形成用組成物が個々にインクジェット方式で塗布された後に硬化されることにより形成される。
【００４３】
次に、３層構造の防眩性反射防止膜の作製について説明する。最初の防眩層２の形成に関しては、実施形態１と同様であり、防眩性付与組成物からなるインクをインクジェット方式で吐出し硬化させていく際の材料組成やプロセスは実施形態１と共通するためその詳細は割愛する。ここでは高屈折率層１２の形成について説明する。ここで用いる高屈折率層形成用組成物は、重合性有機化合物、高屈折微粒子、有機溶剤、添加剤から構成されている。低反射を実現するためには、高屈折率層１２は屈折率が高いほうがよく、そのためにはより高い屈折率の微粒子を用いること、また、重合性有機化合物はできるだけ少なくすることが重要である。重合性有機化合物は、いわゆるバインダーであり高屈折微粒子材料と相性のよいものを選択するが、一般的にはビニル基、アリル基などの不飽和結合を有しラジカル重合で硬化する化合物やシロキサンなどのカチオン重合で硬化する化合物などである。本実施形態では紫外線硬化樹脂であるシリコーン樹脂を用いているが、熱硬化樹脂でも硬化温度が基材の物性に影響を与えない範囲であるなら使用可能である。高屈折微粒子は、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化スズ、ＩＴＯなどの無機微粒子であり、その粒径は１０〜１００ｎｍ、屈折率は１．６５〜２．２０である。本実施形態では屈折率が１．８０〜２．２０の二酸化チタンの無機微粒子を用いている。２００ｎｍより大きな粒子を使用した場合はノズルで目詰まりが発生しやすい傾向にあり、実施形態２と同様避けたほうがよい。有機溶剤は、例えば、炭化水素類、アルコール類、ケトン類、エステル類、グリコールエーテル類、その他有機溶媒の中から適宜選択し、あるいはこれらを混合したものを用いる。本実施形態ではエタノール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ダイアセトンアルコールの混合したものを用いている。添加剤は硬化触媒や界面活性剤、表面張力調整剤などである。該微粒子とバインダーの比率は微粒子１質量部に対して、バインダーが０．５〜２質量部である。バインダー量を増やすと硬化後の基材との接着性はよくなるが、一方、高屈折率層の屈折率が低下するためそれらのバランスを考慮して決める。有機溶剤が質量比で９２〜９６％と最も高く、その他の材料、すなわち、重合性有機化合物、高屈折微粒子、添加剤を合わせたものは残りの４〜８％である。このように低濃度の設計をしているのは、その他の材料の質量比率を上げていくとインクジェットヘッドでの目詰まりが発生しやすい傾向にあることが１つの理由であり、もう１つの理由は、低濃度の場合は比較的厚い膜での塗布となり、膜厚の制御性や管理が容易となるためである。このように作製された高屈折率層形成用組成物からなるインクは、例えば粘度３〜１５ｍＰａ・ｓ、表面張力２０〜４０ｄｙｎｅ／ｃｍであり、インクジェット方式で安定に塗布できるような材料構成や配合比となっている。
【００４４】
次に、インクジェット方式による高屈折率層形成用組成物の塗布条件について説明する。塗布は図５の防眩層形成のための塗布と同様に行う。すなわち、温湿度やクリーン度が管理された部屋に置かれている例えば２５個のヘッドモジュールからなるヘッドアセンブリＥを有するインクジェット装置を用い、特に、精密な膜厚管理のために、実施形態１，２と同様、ヘッドや材料供給系は温度変化が±２℃以内に収まるように管理する。基材１には、すでに防眩層２が形成されており、その後、防眩層２と高屈折率層１２の接着性を改善するために、紫外線の照射や放電ガスとの接触で表面を洗浄する。本実施形態では１８５ｎｍや２５４ｎｍの短波長紫外線を利用した表面改質装置を用いて１〜２分間の防眩層２の表面処理をしている。この表面処理された防眩層２の上に高屈折組成物のインク材料をインクジェット方式で形成していく。ヘッドモジュールの吐出面と基材の距離は例えば約０．８ｍｍであり、この間で球状の液滴が形成される。液滴はおよそ直径が３０μｍでその容積は１５ｐＬが好適である。発生した液滴による塗布はヘッドアセンブリＥと基材１は平行に配置し、ヘッドアセンブリＥを固定し、基材をＸ方向の一方に移動しておこなう。高屈折率層１２は連続した膜となるようにドットがつながる条件を求める。そのためには、まず最初に、基材１を停止させてワンショット信号で一滴吐出し、硬化させて光学顕微鏡で観察しドットサイズを求める。次に、液滴を着弾させるドットピッチ、すなわち走行方向（Ｘ方向）とヘッド方向（Ｙ方向）のドットピッチを決める。このとき、ドットサイズ以下のドットピッチに設定することにより連続した膜が得られる。本実施形態の高屈折率層形成用率組成物からなるインクでは、ドットサイズは１００〜２００μｍであり、Ｙ方向のドットピッチはメズル間隔で決定されるが、上記条件より４０μｍか８０μｍを採用し、Ｘ方向のドットピッチは上記条件を満足する１μｍ〜１００μｍの中から管理しやすい条件を選ぶ。Ｘ方向のドットピッチは吐出間隔と基材搬送速度で一義的に決めることができ、例えば、ドットピッチを４．８μｍにするには、吐出間隔は８０μｓｅｃ、基材搬送速度は６ｃｍ／ｓｅｃとなる。
【００４５】
塗布厚みは１〜１０μｍであり、その厚みはＸ方向やＹ方向のドットピッチやアクチュエーターの駆動パルス数や駆動電圧で調整できる。本実施形態では塗布厚は２〜５μｍが中心であり、硬化後の厚みでは６０〜９０ｎｍ、いわゆる光学膜厚（光学膜厚とは、層の屈折率とｎと膜厚ｄとの積により定義される量である）でλ／４近傍となるように調整している。
【００４６】
塗布後は塗布膜の乾燥、硬化を行う。塗布膜中の溶剤を蒸発させるためには、熱風を吹きかける、ヒーターで加熱する、赤外線ランプなどの輻射熱を利用するなどの方法が挙げられる。溶剤の特性に合わせて上記の乾燥方法を単独で、あるいは組み合わせて行い、また、熱のかけ方も塗膜面側から、あるいは裏側から、あるいは両方からと最適化な条件で行う。本実施形態では急激な乾燥による塗布むらを避けるため、室温で１分間放置する自然乾燥を行った。ただ、高沸点溶剤の比率が多い場合は５０〜１００℃のオーブンに１〜３分入れて乾燥させている。
【００４７】
乾燥後、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ、キセノンランプなどを有する紫外線硬化装置で塗布膜を硬化させる。このとき照射時間は３〜１０秒で、積算光量は２００〜１５００ｍＪ／ｃｍ2である。この条件下では塗布膜は十分硬化し、防眩層のついた基材にしっかりと密着する。硬化後の高屈折率層は、膜強度は鉛筆硬度で３Ｈ、屈折率は１．６５〜１．８０であった。
【００４８】
次に、この上に低屈折率層１１を形成するが、その前に低屈折率層１１との接着性を改善するために、高屈折率層１２の表面を紫外線の照射や放電ガスとの接触で表面を洗浄する。本実施形態では１８５ｎｍや２５４ｎｍの短波長紫外線を利用した表面改質装置を用いて１〜２分間の基材の表面処理をしている。
【００４９】
この表面処理された高屈折率層１２の上に低屈折率層形成用組成物からなるインクをインクジェット方式で塗布していく。このときの材料組成やプロセスは実施形態２と共通するためその詳細は割愛する。塗布された低屈折率層形成用組成物（塗布膜）の乾燥や硬化も実施形態２と同様であり、これにより３層目である低屈折率層１１が形成される。
【００５０】
以上の工程を経て防眩性反射防止膜を有する光学部品は完成する。実施形態１，２と同様に像鮮明度および映り込み度（鮮鋭性や視認性）を評価した。その結果を図１１中に点ｅで示す。基材の光学特性（点ａ）に対して、その上に防眩層、高屈折率層、および低屈折率層を形成したものの光学特性（点ｅ）は、透過の像鮮明度を低下させることなく映り込み度が改善され、実施形態２よりもよりいっそう低減させることができた。また、３波長蛍光灯での観察においても、広い面積において干渉縞が見られないことを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明によれば、光学干渉ムラのないすぐれた視認性、鮮鋭性を有する防眩性光学部品が得られること、また、大気中での防眩層の形成が可能なシンプルで小型な生産設備でよいためにダイコート法などよりも工程が簡略化され、生産のタクトが短縮されて高スループットが実現でき、結果的には低コストで製造できることから、本発明は光学部品の製造にはきわめて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態１に係る製造方法により製造される光学部品の断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る製造方法に用いるインクジェット装置のヘッドセルの模式図である。
【図３】図２のヘッドセルが複数連なったヘッドモジュールの模式図である。
【図４】図３のヘッドモジュールを複数有するヘッドアセンブリの模式図である。
【図５】図４のヘッドアセンブリを用いて基材上にインクを吐出させる仕方を示す説明図である。
【図６】（ａ）は１回目のインクの吐出により形成されるドットパターンを示す図、（ｂ）は２回目のインクの吐出により形成されるドットパターンを示す図である。
【図７】図６（ａ）と図６（ｂ）を重ね合わせたときのドットパターンを示す図である。
【図８】ドット成形工程を２回繰り返して製造された光学部品の断面図である。
【図９】本発明の実施形態２に係る製造方法により製造される光学部品の断面図である。
【図１０】本発明の実施形態３に係る製造方法により製造される光学部品の断面図である。
【図１１】光学部品の光学特性を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 基材
２ 防眩層
２ａ，２ｂ ドット
３ 圧力室隔壁
４ ノズル板
５ ピエゾ素子
６ 電極
７ ノズル
８ インク
９ 液滴
１１ 低屈折率層
１２ 高屈折率層
Ａ ヘッドセル
Ｂ ピエゾアクチュエーター
Ｃ 圧力室
Ｄ ヘッドモジュール
Ｅ ヘッドアセンブリ
Ｐ ピッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するための複数のノズルを有するインクジェット装置を用いて基材上に防眩層を形成することにより光学部品を製造する方法であって、
前記複数のノズルのうちから使用するノズルを選択しながら前記基材上に前記インクを吐出させて当該基材上にランダムな配置でドットを形成した後に前記ドットを硬化させるドット成形工程を複数回繰り返すことにより前記防眩層を形成する光学部品の製造方法。
【請求項２】
前記複数のノズルは、所定のピッチで配列されており、前記ドット成形工程では、前記複数のノズルのうちから前記ピッチの一定倍の間隔で並ぶノズルを特定し、この特定したノズルのうちから任意に選択したノズルから前記インクを吐出させる請求項１に記載の光学部品の製造方法。
【請求項３】
前記インクは、重合性有機化合物、有機溶剤、添加剤を含む防眩性付与組成物である請求項１または２に記載の光学部品の製造方法。
【請求項４】
前記重合性有機化合物は、紫外線硬化樹脂であり、前記ドット成形工程では、前記ドットに紫外線を照射して当該ドットを硬化させる請求項３に記載の光学部品の製造方法。
【請求項５】
前記防眩層の上に、インクジェット装置を用いて低屈折率層形成用組成物からなる低屈折率層を形成する請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学部品の製造方法。
【請求項６】
前記低屈折率層形成用組成物は、重合性有機化合物、低屈折微粒子、有機溶剤、添加剤を含む請求項５に記載の光学部品の製造方法。
【請求項７】
前記重合性有機化合物は、紫外線硬化樹脂である請求項６に記載の光学部品の製造方法。
【請求項８】
前記防眩層の上に、インクジェット装置を用いて高屈折率層形成用組成物からなる高屈折率層を形成し、さらにこの高屈折率層の上に、インクジェット装置を用いて低屈折率層形成用組成物からなる低屈折率層を形成する請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学部品の製造方法。
【請求項９】
前記高屈折率層形成用組成物は、重合性有機化合物、高屈折微粒子、有機溶剤、添加剤を含み、前記低屈折率層形成用組成物は、重合性有機化合物、低屈折微粒子、有機溶剤、添加剤を含む請求項８に記載の光学部品の製造方法。
【請求項１０】
前記高屈折率層形成用組成物の前記重合性有機化合物および前記高屈折率層形成用組成物の前記重合性有機化合物は、紫外線硬化樹脂である請求項９に記載の光学部品の製造方法。
【請求項１１】
基材と、この基材上に形成された防眩層とを備え、
前記防眩層は、前記基材上にランダムに配置された、同一の防眩性付与組成物からなる複数のドットで構成されており、これらのドットのうちの少なくとも一部のドット同士は、断面において稜線が重なりかつ頂点が独立した状態で互いに重なり合っている光学部品。
【請求項１２】
前記防眩層による前記基材の被覆率は、３５％以上１００％以下である請求項１１に記載の光学部品。
【請求項１３】
前記防眩層の上に形成された低屈折率層をさらに備える請求項１１または１２に記載の光学部品。
【請求項１４】
前記防眩層の上に形成された高屈折率層と、この高屈折率層の上に形成された低屈折率層とをさらに備える請求項１１または１２に記載の光学部品。
【請求項１】
インクを吐出するための複数のノズルを有するインクジェット装置を用いて基材上に防眩層を形成することにより光学部品を製造する方法であって、
前記複数のノズルのうちから使用するノズルを選択しながら前記基材上に前記インクを吐出させて当該基材上にランダムな配置でドットを形成した後に前記ドットを硬化させるドット成形工程を複数回繰り返すことにより前記防眩層を形成する光学部品の製造方法。
【請求項２】
前記複数のノズルは、所定のピッチで配列されており、前記ドット成形工程では、前記複数のノズルのうちから前記ピッチの一定倍の間隔で並ぶノズルを特定し、この特定したノズルのうちから任意に選択したノズルから前記インクを吐出させる請求項１に記載の光学部品の製造方法。
【請求項３】
前記インクは、重合性有機化合物、有機溶剤、添加剤を含む防眩性付与組成物である請求項１または２に記載の光学部品の製造方法。
【請求項４】
前記重合性有機化合物は、紫外線硬化樹脂であり、前記ドット成形工程では、前記ドットに紫外線を照射して当該ドットを硬化させる請求項３に記載の光学部品の製造方法。
【請求項５】
前記防眩層の上に、インクジェット装置を用いて低屈折率層形成用組成物からなる低屈折率層を形成する請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学部品の製造方法。
【請求項６】
前記低屈折率層形成用組成物は、重合性有機化合物、低屈折微粒子、有機溶剤、添加剤を含む請求項５に記載の光学部品の製造方法。
【請求項７】
前記重合性有機化合物は、紫外線硬化樹脂である請求項６に記載の光学部品の製造方法。
【請求項８】
前記防眩層の上に、インクジェット装置を用いて高屈折率層形成用組成物からなる高屈折率層を形成し、さらにこの高屈折率層の上に、インクジェット装置を用いて低屈折率層形成用組成物からなる低屈折率層を形成する請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学部品の製造方法。
【請求項９】
前記高屈折率層形成用組成物は、重合性有機化合物、高屈折微粒子、有機溶剤、添加剤を含み、前記低屈折率層形成用組成物は、重合性有機化合物、低屈折微粒子、有機溶剤、添加剤を含む請求項８に記載の光学部品の製造方法。
【請求項１０】
前記高屈折率層形成用組成物の前記重合性有機化合物および前記高屈折率層形成用組成物の前記重合性有機化合物は、紫外線硬化樹脂である請求項９に記載の光学部品の製造方法。
【請求項１１】
基材と、この基材上に形成された防眩層とを備え、
前記防眩層は、前記基材上にランダムに配置された、同一の防眩性付与組成物からなる複数のドットで構成されており、これらのドットのうちの少なくとも一部のドット同士は、断面において稜線が重なりかつ頂点が独立した状態で互いに重なり合っている光学部品。
【請求項１２】
前記防眩層による前記基材の被覆率は、３５％以上１００％以下である請求項１１に記載の光学部品。
【請求項１３】
前記防眩層の上に形成された低屈折率層をさらに備える請求項１１または１２に記載の光学部品。
【請求項１４】
前記防眩層の上に形成された高屈折率層と、この高屈折率層の上に形成された低屈折率層とをさらに備える請求項１１または１２に記載の光学部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１３９４６５（Ｐ２００９−１３９４６５Ａ）
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１３３７６（Ｐ２００７−３１３３７６）
【出願日】平成１９年１２月４日（２００７．１２．４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月４日（２００７．１２．４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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