JP2009205876A - Light guide film, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な構造で丈夫であり、光拡散シートを用いなくとも、光源からの光を広範囲で均一な輝度となり、明るくてむら無く拡散させることができ、液晶上で綺麗な映像を得るのに用いられる耐久性に優れた導光フィルム、及び簡便かつ歩留まり良く製造できる導光フィルムの製造方法を提供する。
【解決手段】導光フィルム１は、表面に、ナノメートルオーダーの凹凸２が付されて粗されている。それの製造方法は、透光性樹脂で導光シート４を形成し、光学パターンを転写させる転写用凹凸が設けられたローラーで押圧して前記光学パターンの凹凸２を付したシリコーン膜３を、前記導光シート４の片面の表面に形成するというものである。
【選択図】図１[PROBLEMS] To obtain a beautiful image on a liquid crystal, which is durable with a simple structure and can diffuse light from a light source in a wide range and uniform brightness without using a light diffusing sheet. Provided are a light guide film having excellent durability and a method for producing a light guide film that can be produced simply and with high yield.
A light guide film 1 is roughened with irregularities 2 on the order of nanometers on its surface. The manufacturing method thereof comprises forming a light guide sheet 4 with a translucent resin, and pressing a silicone film 3 provided with unevenness 2 of the optical pattern by pressing with a roller provided with transfer unevenness for transferring the optical pattern. The light guide sheet 4 is formed on one surface.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、光源からの光を導光させて広範囲に拡散しながら出射させるもので液晶ディスプレイのバックライト等に用いられる明るいシリコーン製フィルムのような導光フィルム、及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a light guide film such as a bright silicone film used for a backlight of a liquid crystal display, and the like, and a method for manufacturing the same. .
液晶ディスプレイは、携帯電話やデジタルカメラの小型ディスプレイ、パーソナルコンピュータやテレビの大型ディスプレイとして、汎用されている。このような液晶ディスプレイは、電圧を印加すると分子の向きが揃って一定方向の光のみを透過させる液晶を有するパネルと、その液晶パネルに光を照射するバックライトとを有している。 Liquid crystal displays are widely used as small displays for mobile phones and digital cameras, and large displays for personal computers and televisions. Such a liquid crystal display has a panel having a liquid crystal that aligns molecules and transmits only light in a certain direction when a voltage is applied, and a backlight that irradiates the liquid crystal panel with light.
バックライトには、光源の光を導光板の端部から照射し、導光板の全面から液晶へ向けて出射させるもので主に小型ディスプレイに採用されているエッジライト方式と、液晶の裏側に並べられた複数の光源から拡散板へ向けて照射し、拡散板の全面から液晶へ向けて出射させるもので主に大型ディスプレイに採用されている直下方式とが、ある。いずれの方式でも、光源に近いほど明るく光源から遠いほど暗くなる結果、輝度むらを生じ易い。 The backlight emits light from the light source from the edge of the light guide plate and emits it from the entire surface of the light guide plate toward the liquid crystal. There is a direct system that is mainly used in a large display and emits light from a plurality of light sources to a diffusion plate and emits the light from the entire surface of the diffusion plate toward a liquid crystal. In any of the methods, as the distance from the light source increases, the brightness becomes darker as the distance from the light source increases.
そこで光を拡散させて均一な輝度を得るため、特許文献１には、透明な基材層の表面側に積層される光拡散層を備え、この光拡散層が樹脂製のビーズと樹脂製のバインダーとを有し、光拡散層の表面に部分球体状の凸部を散点的に有している光拡散シートが開示されている。また、特許文献２には、矩形状の一辺縁部に切り欠きを形成した導光板が開示されている。
Accordingly, in order to obtain uniform brightness by diffusing light,
パーソナルコンピュータの画像処理能力の向上や、ハイビジョン放送の普及に伴い、光源からの光を広範囲で均一な輝度となるように拡散させつつ、一層明るくてむらが無く、綺麗な映像を得るのに用いられる導光フィルムが求められるようになってきた。 Used to improve the image processing ability of personal computers and to spread high-definition broadcasts, to diffuse light from a light source to a uniform brightness over a wide range, and to obtain even brighter, more uniform images. There has been a demand for a light guide film that can be used.
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、簡易な構造で丈夫であり、光拡散シートを用いなくとも、光源からの光を広範囲で均一な輝度となり、明るくてむら無く拡散させることができ、液晶上で綺麗な映像を得るのに用いられる耐久性に優れた導光フィルム、及び簡便かつ歩留まり良く製造できる導光フィルムの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is simple and strong. Even without using a light diffusing sheet, the light from the light source has a wide range and uniform brightness, and is diffused brightly and uniformly. Another object of the present invention is to provide a light guide film excellent in durability used for obtaining a beautiful image on a liquid crystal, and a method for producing a light guide film that can be produced simply and with high yield.
前記の目的を達成するためになされた特許請求の範囲の請求項１に記載の導光フィルムは、表面に、ナノメートルオーダーの凹凸が付されて粗されていることを特徴とする。
The light guide film according to
請求項２に記載の導光フィルムは、請求項１に記載されたもので、透光性樹脂で形成された導光シートの少なくとも片方の面がシリコーン膜で被覆され、前記シリコーン膜の露出表面に、前記凹凸の光学パターンが形成されていることを特徴とする。
The light guide film according to
請求項３に記載の導光フィルムは、請求項１に記載されたもので、前記凹凸が、５０〜２０００ｎｍの前記ナノメートルオーダーの表面粗さを有することを特徴とする。 The light guide film according to a third aspect is the light guide film according to the first aspect, wherein the unevenness has a surface roughness of the nanometer order of 50 to 2000 nm.
請求項４に記載の導光フィルムは、請求項２に記載されたもので、前記導光フィルムの一端が光源に向いて配置されて用いられ、前記シリコーン膜と反対側の前記導光フィルムの面に、前記光源から遠いほど大きな反射材からなるドットが、付されていることを特徴とする。 A light guide film according to a fourth aspect is the light guide film according to the second aspect, wherein one end of the light guide film is arranged facing a light source, and the light guide film on the side opposite to the silicone film is used. The surface is provided with a dot made of a reflective material that is larger as it is farther from the light source.
請求項５に記載の導光フィルムは、請求項２に記載されたもので、前記シリコーン膜がシリコーン樹脂又はシリコーンゴムで形成されていることを特徴とする。 A light guide film according to a fifth aspect is the light guide film according to the second aspect, wherein the silicone film is formed of a silicone resin or a silicone rubber.
請求項６に記載の導光フィルムは、請求項２に記載されたもので、前記導光シートが、ポリアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、又はシリコーンゴムで形成されていることを特徴とする。 A light guide film according to a sixth aspect is the light guide film according to the second aspect, wherein the light guide sheet is formed of a polyacrylic resin, a polycarbonate resin, a silicone resin, or a silicone rubber. .
請求項７に記載の導光フィルムは、請求項２に記載されたもので、前記導光シート及び／又はシリコーン膜に、散乱剤が含有されていることを特徴とする。 A light guide film according to a seventh aspect is the light guide film according to the second aspect, wherein the light guide sheet and / or the silicone film contains a scattering agent.
請求項８に記載の導光フィルムの製造方法は、透光性樹脂で導光シートを形成し、光学パターンを転写させる転写用凹凸が設けられたローラーで押圧して前記光学パターンの凹凸を付したシリコーン膜を、前記導光シートの片面の表面に積層することを特徴とする。 The method for producing a light guide film according to claim 8 forms a light guide sheet with a translucent resin, and presses with a roller provided with unevenness for transfer to transfer the optical pattern, thereby attaching the unevenness of the optical pattern. The silicone film is laminated on one surface of the light guide sheet.
請求項９に記載の導光フィルムの製造方法は、請求項８に記載されたもので、前記導光シートに、シリコーン原料組成物を塗布し加熱又は光照射によって硬化を進行させつつ前記ローラーで押圧して、前記シリコーン膜を形成することを特徴とする。 The method for producing a light guide film according to claim 9 is the method according to claim 8, wherein a silicone raw material composition is applied to the light guide sheet and curing is progressed by heating or light irradiation with the roller. The silicone film is formed by pressing.
請求項１０に記載の導光フィルムの製造方法は、請求項８に記載されたもので、シリコーン原料組成物を膜状にして硬化を進め、加熱しつつ前記ローラーで押圧し該硬化を終了して前記シリコーン膜を形成させた後、前記導光シートの片面に、前記シリコーン膜を接着することを特徴とする。
The method for producing a light guide film according to
請求項１１に記載の導光フィルムの製造方法は、請求項８に記載されたもので、前記ローラーに、電子ビームリソグラフィー処理、ブラスト処理、ナノメートルオーダー径の微粒子を含む組成物を吹付ける吹付塗装処理、及び／又はケミカルエッチング処理を施すことにより、前記転写用凹凸を設けることを特徴とする。 The method for producing a light guide film according to claim 11 is the method according to claim 8, wherein the roller is sprayed with an electron beam lithography process, a blast process, and a composition containing fine particles having a nanometer order diameter. The unevenness for transfer is provided by performing a coating process and / or a chemical etching process.
請求項１２に記載の導光フィルムの製造方法は、金属ベルト又は樹脂ベルト上へ載せられ、硬化が進行中のシリコーン膜、導光フィルム、及び導光シートに積層されたシリコーン膜の何れかに、光学パターンを転写させる転写用凹凸が設けられたローラーで押圧しながら硬化を終了してから、該シリコーン膜、又は該導光フィルムを前記ベルトから剥離することを特徴とする。 The method for producing a light guide film according to claim 12 may be any one of a silicone film that is placed on a metal belt or a resin belt and is being cured, a light guide film, and a silicone film laminated on the light guide sheet. The silicone film or the light guide film is peeled off from the belt after being cured while being pressed with a roller provided with transfer irregularities for transferring the optical pattern.
本発明の導光フィルムは、導光シートの光出射面を被覆したシリコーン膜の露出表面に、形成されている凹凸の光学パターンにより、発光ダイオードや冷陰極管のような光源から導光シートに入射した光が拡散して広範囲へ均一に出射する。しかもその際の光量の損失が小さいから、明るいものである。 The light guide film of the present invention is applied to the light guide sheet from a light source such as a light emitting diode or a cold cathode tube by an uneven optical pattern formed on the exposed surface of the silicone film covering the light emitting surface of the light guide sheet. The incident light is diffused and emitted uniformly over a wide area. Moreover, since the loss of light quantity at that time is small, it is bright.
この導光フィルムは、わざわざ光拡散シートを用いなくてよく、導光フィルムのシリコーン膜の表面に、直接設けられた凹凸の光学パターンで、導光された光を拡散させながら出射させるものであるから、簡易な構成で丈夫であり、また長期間使用しても劣化しない。とりわけシリコーン膜がシリコーン樹脂やシリコーンゴムであると、光源からの強力な光に長期間曝されても黄変等の劣化をせず、透明なままである。この導光フィルムは、薄膜であって可撓性があるから、曲げても、割れず劣化せず強度低下を引き起さない。しかもシリコーン膜が静電気を帯び難く塵や埃を吸着し難く、光や熱に長期間強く曝されても黄変も劣化もせず、耐久性に優れているから、導光フィルムは、汚れ難く寿命信頼性がある。 This light guide film does not have to use a light diffusing sheet. The light guide film is an uneven optical pattern provided directly on the surface of the silicone film of the light guide film and emits the light guided while diffusing. Therefore, it is durable with a simple structure and does not deteriorate even when used for a long time. In particular, when the silicone film is a silicone resin or silicone rubber, it does not deteriorate, such as yellowing, and remains transparent even when exposed to strong light from a light source for a long period of time. Since this light guide film is a thin film and flexible, even if it is bent, it does not break and does not deteriorate and does not cause a decrease in strength. In addition, the silicone film is difficult to be charged with static electricity, it is difficult to adsorb dust and dust, and even if it is exposed to light and heat for a long period of time, it does not yellow or deteriorate, and it has excellent durability. Reliable.
この導光フィルムは、液晶ディスプレイのバックライト用の導光板として用いられる。この導光フィルムは、発光ダイオードや冷陰極管のような光源からの光を効率良く拡散させ、その損失を極小さなものとしているから、液晶ディスプレイを小型化にしたり逆に大型化したりしても、導光フィルム全体で光が均一に散乱して出射する。 This light guide film is used as a light guide plate for a backlight of a liquid crystal display. This light guide film diffuses light from light sources such as light-emitting diodes and cold cathode tubes efficiently and minimizes the loss, so even if the liquid crystal display is downsized or conversely enlarged In the whole light guide film, light is uniformly scattered and emitted.
導光フィルムの製造方法によれば、ローラーに設けられた転写用凹凸を、精密にシリコーン膜に転写し、凸レンズや凹レンズやフレネルレンズやナノメートルオーダーの凹凸を有する導光フィルムを、得ることができる。この製造方法は、簡便であり、歩留まりが良く、高品質の導光フィルムを大量に製造できる。特にシリコーン膜は、他の透光性樹脂製の膜よりも、転写特性が極めて優れているので、ローラーに設けられた転写用凹凸がたとえ５〜数１０ｎｍ程度であっても、再現性よく正確に転写できる。 According to the method for producing a light guide film, transfer unevenness provided on a roller can be precisely transferred to a silicone film to obtain a convex lens, a concave lens, a Fresnel lens, or a light guide film having nanometer order unevenness. it can. This production method is simple, has a good yield, and can produce a large amount of high quality light guide films. In particular, the silicone film has much better transfer characteristics than other translucent resin films, so even if the transfer unevenness provided on the roller is about 5 to several tens of nm, it is accurate with good reproducibility. Can be transferred to.
以下、本発明を実施するための好ましい形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。 Hereinafter, although the preferable form for implementing this invention is demonstrated in detail, the scope of the present invention is not limited to these forms.
本発明の導光フィルム１の実施の態様について、図１を参照しながら説明する。
An embodiment of the
導光フィルム１は、同図（Ａ）に示すように、透光性樹脂であるポリアクリル樹脂で形成された導光シート４の光出射面を、シリコーン膜３で被覆されたものである。シリコーン膜３の光出射面である露出表面の一面に、凹凸の光学パターン２が形成されている
As shown in FIG. 1A, the
シリコーン膜３の凹凸の光学パターン２の部分拡大図である同図（Ｂ）に示すように、ナノメートルオーダーの表面粗さの成形表面凹凸２を、四方に連続して形成している。表面粗さは、それを表わすパラメータとして例えばＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４のように粗さ曲線から求められる算術平均粗さ、最大高さ、十点平均粗さ、凹凸の平均間隔、局部山頂の平均間隔、及び負荷長さ率で定められる。具体的にはそれらの値を例えば５〜３０００ｎｍ、好ましくは５０〜２０００ｎｍ、より好ましくは７０〜１０００ｎｍ、より一層好ましくは２００〜１０００ｎｍとすることによって粗らされている。さらに、凹凸の最大高さ、最小高さ、最大間隔、最小間隔も、局部山頂の最大間隔、最小間隔も、前記の範囲内であることが好ましい。同図（Ｂ）中、凹凸２の深さである最大高さＨを、例えば５００ｎｍとする例である。凹凸の間隔であるピッチＨ、又は平均ピッチＨadv（不図示）を、３００ｎｍ程度にしてもよい。５０〜２０００ｎｍ、好ましくは２００〜８００ｎｍ、一層好ましくは４００〜５００ｎｍの表面粗さの凹凸が付されていてもよい。この範囲であると、表面反射が無くなり、光電効率が良くなる。特に、最近は液晶ディスプレイを至近距離で観ることが多くなってきており、どの方向からでも明瞭に観たり屋内外の明るい環境で観たりできるように、また均質な画像が得られるように、前記範囲となっていることが好ましい。
As shown in FIG. 2B, which is a partially enlarged view of the uneven
この導光フィルム１は、例えば所謂、導光板であり、液晶ディスプレイのエッジライト方式のバックライトモジュールに用いられる。バックライトモジュールは、この導光フィルム１と、その側部の端面に対峙して向いている発光ダイオード又は冷陰極管である光源１２とを有している。光源１２は、そこからの光１４ａを導光フィルム１へ誘導する反射性のリフレクターフィルム１３で覆われている。導光フィルム１は、そのシリコーン膜３と反対の面に、光源から遠いほど大きな反射性光散乱材からなる反射性光散乱ドット５が付されている。導光フィルム１のシリコーン膜３側に、液晶パネル１１が配置され、液晶ディスプレイを形成している。
The
導光フィルム１は、目的に応じて厚さを適宜調節してもよいが、例えば液晶ディスプレイに用いる場合、厚さが１ｍｍ以下であると好ましく、０．１〜０．２ｍｍであると一層好ましい。
The thickness of the
導光フィルム１は、導光シート４とシリコーン膜３とが、同質のシリコーンであって一体化していてもよい。反射防止膜や防眩膜を付していてもよい。
In the
この導光フィルム１を有する液晶ディスプレイは、以下のよう動作する。
The liquid crystal display having the
光源１２を発光させると、その光１４ａは、同図（Ａ）の実線矢印で代表して示すように、導光フィルム１の側部の端面へ入射する。導光フィルム１に入射した光は、表面反射を繰り返して導光フィルム１の広範囲に拡がる。この際、反射性光散乱ドット５に当った光は、表面反射と異なる反射角度で反射して散乱する。
When the light source 12 emits light, the light 14a is incident on the end face of the side portion of the
散乱した光１４ｂは、シリコーン膜３を透過しその凹凸の光学パターン２を経て、出射する。例えば同図（Ｂ）に示すように光１０（ａ）は、その光学パターン２の一つの凹凸を経て、屈折しながら、出射する。別な光１０（ｂ）は、別な凹凸の一つを経て、光１０（ａ）とは別方向に屈折しながら、出射する。また別な光１０（ｃ）が僅かながら別な凹凸の一つで反射したとしても、同様に出射する。反射性光散乱ドット５は、光源１２から遠いほど大きくなっており、導光フィルム１から出射する光で、導光フィルム１のシリコーン膜３の凹凸の光学パターン２から、均一に光が出射する。このようにして光拡散しながら均一に出射する結果、全方向へ光が殆どロスなく進行して、導光フィルム１は、明るく輝く。反射性光散乱ドット５は、酸化チタンとシリコーン樹脂とを混合した樹脂組成物などを塗布して設けることができる。
The
なお、導光フィルム１を、液晶ディスプレイのバックライトに用いる例を示したが、フロントライトに用いてもよい。また、表面のぎらつき防止フィルムとして用いてもよい。
In addition, although the example which uses the
図１に、凹凸の光学パターン２は、各凹凸が不規則的に連続している例を示したが、図２の（Ａ）〜（Ｅ）のように、規則的に連続していてもよく、何れも効率的に光を拡散させる。
FIG. 1 shows an example in which the uneven
この導光フィルム１の製造方法の一態様は、図３を参照しながら説明すると、以下の通りである。
An embodiment of the method for producing the
先ず、ポリアクリル樹脂製の導光シートロール２１からその導光シート４を引き出し、その上に、シリコーン樹脂であるポリジメチルシロキサンの液状原料２２を塗布し、硬化させてシリコーン平膜２３を形成する。そのシリコーン平膜２３を導光シート４ごとゆっくりと引き出す。光学パターンを転写させる転写用凹凸２５が電子ビームリソグラフィーによって設けられたローラー２４を加熱しながら、シリコーン平膜２３に押圧する。引き出されているシリコーン平膜２３上に、ローラー２４の転写用凹凸２５とそっくりに凹凸の光学パターン２が転写される。適切な長さとなるようにカッター２６で切断するとシリコーン膜３上に粗らされたナノメートルオーダーの凹凸の光学パターン２が付されている導光フィルム１が得られる。
First, the
この導光フィルム１の製造方法の別な態様を、図４を参照しながら説明すると、以下のとおりである。
Another aspect of the method for manufacturing the
先ず、液状のシリコーン樹脂原料を膜状に付し、硬化を途中まで進め、半硬化させたシリコーン平膜２３を形成する。そのシリコーン平膜２３をゆっくりと引き出す。光学パターンを転写させる転写用凹凸２５が設けられたローラー２４を加熱しながら、シリコーン平膜２３に押圧する。引き出されているシリコーン平膜２３上に、ローラー２４の転写用凹凸２５とそっくりに凹凸の光学パターン２が転写され、その光学パターン２がおもて面側に付されたシリコーン膜３が得られる。次いで、ポリアクリル樹脂製の導光シートロール２１からその導光シート４を引き出す。凹凸の光学パターン２が付されたシリコーン膜３のうら面側に、導光シート４を接着する。適切な長さになるようにカッター２６で切断すると、シリコーン膜３上に粗れたナノメートルオーダーの凹凸の光学パターン２が付されている導光フィルム１が得られる。
First, a liquid silicone resin raw material is applied in the form of a film, and curing is advanced halfway to form a semi-cured silicone
ポリアクリル樹脂製の導光シート４を、プライマー処理してから、シリコーン膜３を接着することが好ましい。
It is preferable to adhere the
この導光フィルム１の製造方法の別な態様を、図５（Ａ）を参照しながら説明すると、以下のとおりである。
Another aspect of the method for producing the
先ず、液状のシリコーン樹脂原料２２を、周回している金属ベルト２７又は樹脂ベルト上に膜状に塗布しシリコーン平膜２３を形成する。そのシリコーン平膜２３をそのベルト上でヒーター２９により加熱し熱硬化反応を部分的に進行させて半硬化させ、その後で光学パターンを転写させる転写用凹凸２５が設けられたローラー２４を加熱しながら、シリコーン平膜２３に押圧する。引き出されているシリコーン平膜２３上に、ローラー２４の転写用凹凸２５とそっくりに凹凸の光学パターン２が転写されつつ熱硬化反応の進行の終了により完全に硬化され、その光学パターン２がおもて面側に付されたシリコーン膜３が得られる。次いで、ベルトを引き剥がし、シリコーン膜３が、シームレスフィルムとして得られる。必要に応じて、巻取りドラム２８に巻取り、必要な長さに切断すると、導光フィルム１が得られる。
First, the liquid silicone resin
この導光フィルム１の製造方法の別な態様を、図５（Ｂ）を参照しながら説明すると、以下のとおりである。
Another aspect of the method for manufacturing the
先ず、液状のシリコーン樹脂原料２２（ａ）を、周回している金属ベルト２７又は樹脂ベルト上に膜状に塗布し、ヒーター２９により加熱し熱硬化反応を部分的に進行させて半硬化させ、又は完全に硬化させ、シリコーン平膜２３（ａ）を形成する。そのシリコーン平膜２３（ａ）上に、前記のものと同一又は異なる液状のシリコーン樹脂原料２２（ｂ）を膜状に塗布し、シリコーン平膜２３（ｂ）を形成する。その後、光学パターンを転写させる転写用凹凸２５が設けられたローラー２４を加熱しながら、シリコーン平膜２３（ｂ）に押圧する。引き出されているシリコーン平膜２３（ｂ）上に、ローラー２４の転写用凹凸２５とそっくりに凹凸の光学パターン２が転写されつつ熱硬化反応の終了により完全に硬化され、その光学パターン２がおもて面側に付されたシリコーン膜３が得られる。次いで、ベルトを引き剥がし、シリコーン膜３が、シームレスフィルムとして得られる。必要に応じて、巻取りドラム２８に巻取り、必要な長さに切断すると、導光フィルム１が得られる。
First, the liquid silicone resin raw material 22 (a) is applied in a film form on the circulating
この場合、四塩化ケイ素ガスを酸化炎で酸化させて得られる酸化ケイ素を、接着面に付し酸化ケイ素膜を形成するいわゆるイトロ処理を施してもよく、(CH2=CH-)(CH3O-)2Si-O-[(CH2=CH-)(CH3O-)Si-O]n-Si(-OCH3)2(-CH=CH2)で例示されるビニルメトキシシロキサン（ＶＭＳ）に浸漬するＶＭＳ処理を施してもよい。コロナ放電処理を施してもよい。 In this case, silicon oxide obtained by oxidizing silicon tetrachloride gas with an oxidization flame may be subjected to a so-called itro treatment for forming a silicon oxide film on the bonding surface, and (CH 2 = CH-) (CH 3 O-) 2 Si-O-[(CH 2 = CH-) (CH 3 O-) Si-O] n -Si (-OCH 3 ) 2 (-CH = CH 2 ) You may perform the VMS process immersed in VMS). Corona discharge treatment may be performed.
ローラー２４に、転写用凹凸２５が電子ビームリソグラフィーによって設けられた例を示したが、その作製方法は特に限定されない。その作製方法の一例は、以下の通りである。図６（Ｉ）のように、ローラー２４を真空チャンバー内に入れ、電子ビームリソグラフィー装置のカソード、アノードを経て電磁コイル３１で、高電圧下、電子を集束させて加速させた電子ビーム３２を、ローラー２４の表面に、衝突させて電子ビームリソグラフィー処理を施すと、ナノメートルオーダーの凹凸ができる。ローラー２４の表面に、ナノメートルオーダーのピッチ毎に、電子ビームリソグラフィー処理を繰り返して施す。ローラー２４の表面全面を粗らして、そこに転写用凹凸２５を付す。
Although an example in which the
転写用凹凸２５を付すのに、電子ビームリソグラフィー処理の例を示したが、同図（II）に示すように、サンドブラスト３３をローラー２４の表面に吹付けるようなブラスト処理により形成されてもよく、同図（III）に示すようにナノメートルオーダー径の微粒子例えば気相法で生成させたナノシリカ微粒子３４と、硬化性樹脂とが含まれた組成物を、ローラー２４表面に吹付けて硬化させ、得られた硬化膜からシリカ微粒子３４を露出させる吹付塗装処理で形成させてもよく、ドライエッチング等のケミカルエッチング処理で形成させてもよい。
Although an example of the electron beam lithography process has been shown to attach the
導光フィルム１は、導光シート４上のシリコーン膜３上に凸レンズ、凹レンズ、又はフレネルレンズを有する光学パターン２が形成されたものであってもよい。
The
導光フィルム１を成形するための透光性樹脂が、ポリジメチルシロキサンである例を示したが、ポリジフェニルシロキサンのような別な硬質のシリコーン樹脂や、軟質のシリコーンゴム又はゲル状シリコーン樹脂であってもよい。
Although the translucent resin for shape | molding the
シリコーン膜３は、シリコーン原料組成物を硬化させることにより得ることができる。シリコーン原料組成物としては、特に、液状の付加反応硬化型のシリコーン原料組成物が好ましい。液状の付加反応硬化型のシリコーン原料組成物は、無溶媒であるため発泡することなく表面も内部も均一に硬化させることができるので好適である。
The
上記付加反応硬化型のシリコーン原料組成物としては、熱硬化により透明なシリコーンを形成するものであれば特に制限されないが、例えば、オルガノポリシロキサンをベースポリマーとし、オルガノハイドロジェンポリシロキサン及び白金系触媒等の重金属系触媒を含むものが挙げられる。 The addition reaction curable silicone raw material composition is not particularly limited as long as it forms a transparent silicone by heat curing. For example, an organopolysiloxane is used as a base polymer, and an organohydrogenpolysiloxane and a platinum catalyst. And those containing heavy metal catalysts such as
上記オルガノポリシロキサンとしては、下記平均単位式
ＲａＳｉＯ（４−ａ）／２
（式中、Ｒは非置換又は置換一価炭化水素基で、好ましくは炭素数１〜１０、特に１〜８のものである。ａは０．８〜２、特に１〜１．８の正数である。）
で示されるものが挙げられる。ここで、Ｒとしてはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基等のアラルキル基や、これらの炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換されたクロロメチル基、クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン置換炭化水素基、或いはシアノ基で置換された２−シアノエチル基等のシアノ基置換炭化水素基などが挙げられ、Ｒは同一であっても異なっていてもよいが、Ｒとしてフェニル基を含むもの、特に、全Ｒのうち５〜８０モル％がフェニル基であるものが、導光フィルム１の耐熱性及び透明性の点から好ましい。
Examples of the organopolysiloxane include the following average unit formula R a SiO (4-a) / 2
Wherein R is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group, preferably having 1 to 10 carbon atoms, particularly 1 to 8. a is a positive number of 0.8 to 2, particularly 1 to 1.8. Number.)
The thing shown by is mentioned. Here, R is an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group or a butyl group, an alkenyl group such as a vinyl group, an allyl group or a butenyl group, an aryl group such as a phenyl group or a tolyl group, or an aralkyl such as a benzyl group. A halogen-substituted hydrocarbon group such as a chloromethyl group, a chloropropyl group, or a 3,3,3-trifluoropropyl group in which some or all of the hydrogen atoms bonded to these carbon atoms are substituted with a halogen atom, Or a cyano group-substituted hydrocarbon group such as a 2-cyanoethyl group substituted with a cyano group, and R may be the same or different, but those containing a phenyl group as R, particularly all R Among them, the one in which 5 to 80 mol% is a phenyl group is preferable from the viewpoint of heat resistance and transparency of the
また、Ｒとしてビニル基等のアルケニル基を含むもの、特に全Ｒのうちの１〜２０モル％がアルケニル基であるものが好ましく、中でもアルケニル基を１分子中に２個以上有するものが好ましく用いられる。このようなオルガノポリシロキサンとしては、例えば、末端にビニル基等のアルケニル基を有するジメチルポリシロキサンやジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体等の末端アルケニル基含有ジオルガノポリシロキサンが挙げられ、特に、常温で液状のものが好ましく用いられる。 Further, those containing an alkenyl group such as a vinyl group as R, particularly those in which 1 to 20 mol% of all R are alkenyl groups are preferred, and those having two or more alkenyl groups in one molecule are preferably used. It is done. Examples of such organopolysiloxane include terminal alkenyl group-containing diorganopolysiloxanes such as dimethylpolysiloxane having a terminal alkenyl group such as vinyl group and dimethylsiloxane / methylphenylsiloxane copolymer, A liquid at room temperature is preferably used.
一方、オルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、３官能以上（即ち、１分子中にケイ素原子に結合する水素原子（Ｓｉ−Ｈ基）を３個以上有するもの）が好ましく、例えば、メチルハイドロジェンポリシロキサン、メチルフェニルハイドロジェンポリシロキサン等が挙げられ、特に、常温で液状のものが好ましい。また、触媒としては、白金、白金化合物、ジブチル錫ジアセテートやジブチル錫ジラウリレート等の有機金属化合物、又はオクテン酸錫のような金属脂肪酸塩などが挙げられる。これらオルガノハイドロジェンポリシロキサンや触媒の種類や量は、架橋度や硬化速度を考慮して適宜決定すればよい。 On the other hand, the organohydrogenpolysiloxane is preferably trifunctional or higher (that is, one having three or more hydrogen atoms (Si-H groups) bonded to a silicon atom in one molecule), for example, methylhydrogenpolysiloxane. , Methylphenyl hydrogen polysiloxane, and the like, and liquids at room temperature are particularly preferable. Examples of the catalyst include platinum, platinum compounds, organometallic compounds such as dibutyltin diacetate and dibutyltin dilaurate, and metal fatty acid salts such as tin octenoate. The types and amounts of these organohydrogenpolysiloxanes and catalysts may be appropriately determined in consideration of the degree of crosslinking and the curing rate.
導光フィルム１のシリコーン膜３に用いられるシリコーンは、その他の公知のもの、例えば特開2004-221308号公報、特開2006-328102号公報、特開2006-328103号公報、特開2006-324596号公報に記載されたものであってもよい。
Silicones used for the
また、シリコーン原料組成物は、上記成分以外に、得られるシリコーン樹脂の強度や透明度を損なわない程度に充填剤、耐熱材、可塑剤等を添加してもよい。 In addition to the above components, the silicone raw material composition may contain a filler, a heat-resistant material, a plasticizer, and the like to the extent that the strength and transparency of the resulting silicone resin are not impaired.
シリコーン原料組成物としては、信越化学工業株式会社製のＫＪＲ６３２等の市販品を用いることができる。 As the silicone raw material composition, commercially available products such as KJR632 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. can be used.
また、このシリコーンは、前記のシリコーン樹脂と同種で比較的低分子のオルガノポリシロキサンが架橋したシリコーンゴムであってもよい。シリコーンゴム製のシリコーン膜３を、１−ブロモプロパンやトリクロロエチレンのような有機溶媒で洗浄し、減圧し、又は例えば１５０〜２００℃、好ましくは１５０〜１７０℃に加熱し、シリコーンゴム中の低分子シロキサンを揮発させる前処理が施されていることが好ましい。二次加硫処理や、溶媒抽出処理が施されていてもよい。
The silicone may be a silicone rubber which is the same type as the silicone resin and is crosslinked with a relatively low molecular weight organopolysiloxane. The silicone
シリコーン膜３は、上記シリコーン原料組成物を成形してシリコーン成形体とする従来公知の方法により得ることができ、例えば、射出成形、押出成形、注型成形等により成形することができる。
The
シリコーン膜３の透過率は、９０％以上であることが好ましく、９２％以上であると一層好ましい。ポリジメチルシロキサンで成形したシリコーン膜３の透過率は約９４％、ポリジフェニルシロキサンで成形したシリコーン膜３の透過率は約９２％であり、長期に使用してもその透過率は維持される。シリコーン膜３は、ポリジメチルシロキサンのような硬いシリコーン樹脂で成形されていると、膨張し難いうえ、紫外線などの短波長側で劣化し難く、光学特性を維持するのに適切であるため、一層好ましい。
The transmittance of the
シリコーン膜３がシリコーンゴム製であると、水分や低分子シロキサンのような揮発成分が残存し易いので、それらを揮発させることが好ましい。
If the
導光フィルム１の表面、例えば凹凸の光学パターン２に、ポリパラキシリレン類である「パリレンＣ」（日本パリレン株式会社製の商品名；「パリレン」は登録商標；-[(ＣＨ２)-Ｃ６Ｈ３Ｃｌ-(ＣＨ２)]ｎ- ）の被膜を設けてもよい。「パリレンＣ」の原料ダイマーである粉末状のモノクロロパラキシリレン類２量体を気化室に入れ減圧下で加熱して、蒸発したダイマーが熱分解室に誘導され反応性の高いパラキシリレンモノマーのラジカルとした後、光学部品１の天面部に蒸着させて５〜３０００ｎｍ、好ましくは５０〜２０００ｎｍ、更に好ましくは１００〜１０００ｎｍのポリパラキシリレン類コーティング処理をして、被膜する。
On the surface of the
凹凸の光学パターン２の表面を被覆するのに「パリレンＣ」に代えて、パラキシリレンダイマー（ＤＰＸ）から得られる「パリレンＮ」（日本パリレン株式会社製の商品名）、テトラクロロパラキシリレンダイマーから得られる「パリレンＤ」（日本パリレン株式会社製の商品名）を用いてもよい。この原料であるダイマーを低圧下で約６００℃に加熱して昇華させて、反応性の高いパラキシリレンラジカルガスを生成させ、蒸着させてポリパラキシリレン類の被膜を形成してもよい。中でも、「パリレンＣ」で、ポリパラキシリレン類の被膜が蒸着されていると一層好ましい。これらポリパラキシリレン類の屈折率ｎd 23は、例えば「パリレンＮ」が１.６６１、「パリレンＣ」が１.６３９であり、シリコーン樹脂の屈折率１.４３より、高い。そのため、可視光例えば波長λの光を透過させる凹凸の光学パターン２と、これらパリレンのような被膜の膜厚及びλの整数倍となる光学距離とを適宜選択することにより、表面反射防止等の光学特性を一層向上させることができる。
Instead of “Parylene C” to cover the surface of the uneven
ポリパラキシリレン類の被膜は、原料のダイマーの量や蒸着時間を調節することにより、均一に所望の厚さに調製できる。 The coating of polyparaxylylene can be uniformly prepared to a desired thickness by adjusting the amount of raw material dimer and the deposition time.
このようなポリパラキシリレン類の蒸着によれば、導光フィルム１を加熱する必要がないので、導光フィルム１を熱変形させてしまう恐れがない。また、ジパラキシリレンラジカルの導光フィルム１への付着と重合とが同時に進行して蒸着されているため、製造工程が短く簡易である。
According to such vapor deposition of polyparaxylylene, there is no need to heat the
ポリパラキシリレン類は、蒸着によりレンズに付された例を示したが、ディッピング、スプレーコーティング、スピンコーティング、スパッタリング、塗布により付されていてもよい。 The polyparaxylylene has been shown as an example applied to a lens by vapor deposition, but may be applied by dipping, spray coating, spin coating, sputtering, or application.
被膜は、シリコーン膜３との屈折率の差が少なくとも０．０５であるシリコーン樹脂、好ましくはその屈折率差が０．１〜０．５であるシリコーン樹脂、一層好ましくはシリコーン膜３のシリコーンよりも低屈折率の透明なシリコーン樹脂で、形成されていてもよい。また、被膜は、異なるシリコーン樹脂を複数用いることにより、シリコーン膜３よりも少しずつ低屈折率にしてもよい。
The coating is made of a silicone resin having a refractive index difference from the
前記導光シート及び／又はシリコーン膜が、光散乱剤を含有していてもよい。光散乱剤は、例えばシリカ粉末や炭酸カルシウム粉末のような無機粉末、アクリル樹脂粉末のような有機粉末が挙げられる。中でも光散乱剤は、市販の多孔質シリカ、フュームドシリカ、高い光散乱係数を示す炭酸カルシウム粉末が好ましい。その平均粒径は、２００〜７０００ｎｍ程度であることが好ましい。 The light guide sheet and / or the silicone film may contain a light scattering agent. Examples of the light scattering agent include inorganic powders such as silica powder and calcium carbonate powder, and organic powders such as acrylic resin powder. Among them, the light scattering agent is preferably commercially available porous silica, fumed silica, or calcium carbonate powder showing a high light scattering coefficient. The average particle size is preferably about 200 to 7000 nm.
本発明の導光フィルムを試作した例を以下に示す。 An example in which the light guide film of the present invention is prototyped is shown below.
（実施例１）
導光フィルム１を、図５（Ｂ）に示すようにして作製した。先ず、ポリジメチルシロキサン原料組成物２２（ａ）を、周回している金属ベルト２７へ膜状に塗布し加熱して硬化させてポリジメチルシロキサンのシリコーン平膜２３（ａ）を形成した。その後、その上へポリジメチルシロキサン原料組成物２２（ｂ）を膜状に塗布し、転写用凹凸２５が設けられたローラー２４を加熱しながら、シリコーン平膜２３（ｂ）に押圧すると両方の平膜２３（ａ）・２３（ｂ）が一体化して硬化され、その光学パターン２がおもて面側に付されたシリコーン膜３が得られ、それを巻き取ってから、所望の長さに切断して、導光フィルム１を作製した。
Example 1
The
（比較例１）
実施例１のポリジメチルシロキサン原料組成物による膜形成にかえて、ポリエステル原料組成物を用いて熱可塑により膜形成したこと以外は実施例１と同様にして、ポリエステル製の導光フィルム１を作製した。
(Comparative Example 1)
A
本発明を適用する実施例１の導光フィルムは、ポリジメチルシロキサンの優れた転写性のためにナノメートルオーダーの凹凸がローラーの転写用凹凸通りに転写されており、その凹凸が微細なものとなっていた。それに対し、本発明を適用外の比較例１の導光フィルムは、ポリエステルが熱収縮してしまうため凹凸がローラーの転写用凹凸通りに転写できず、その凹凸が実施例１のものよりも格段に粗くなっていた。 In the light guide film of Example 1 to which the present invention is applied, the unevenness of nanometer order is transferred according to the unevenness for transfer of the roller for the excellent transferability of polydimethylsiloxane, and the unevenness is fine. It was. On the other hand, in the light guide film of Comparative Example 1 to which the present invention is not applied, the polyester is thermally contracted, so that the unevenness cannot be transferred according to the transfer unevenness of the roller, and the unevenness is much higher than that of Example 1. It was rough.
本発明のフィルムは、光学材料、医療器材料、検査キット材料として有用である。例えば、再生医療や検査キットの細胞培養の際に用いると、シリコーン膜の表面のナノメートルオーダーの凹凸に、培養細胞が付着しないので、損傷することなく培養細胞を剥離して再生医療での細胞シートを得るのに用いられる。 The film of the present invention is useful as an optical material, a medical device material, and a test kit material. For example, when used for cell culture in regenerative medicine or test kits, the cultured cells do not adhere to the nanometer-order irregularities on the surface of the silicone membrane. Used to obtain a sheet.
本発明の導光フィルムは、液晶ディスプレイのバックライトやフロントライト、各種光学製品のレンズ、プリズム、被覆キャップ、ディスプレイへの貼付シート、フィルタとして、用いられる。 The light guide film of the present invention is used as a backlight or a front light of a liquid crystal display, a lens of various optical products, a prism, a covering cap, a sheet attached to a display, or a filter.
１は導光フィルム、２は凹凸の光学パターン、３はシリコーン膜、４は導光シート、５は反射性光散乱ドット、１０（ａ）〜１０（ｃ）は光、１１は液晶パネル、１２は光源、１３はリフレクターフィルム、１４ａ・１４ｂは光、２１は導光シートロール、２２・２２（ａ）・２２（ｂ）はシリコーン原料組成物、２３・２３（ａ）・２３（ｂ）はシリコーン平膜、２４はローラー、２５は転写用凹凸、２６はカッター、２７はベルト、２８は巻取りドラム、２９はヒーター、３１は電子ビームリソグラフィー装置の電磁コイル、３２は電子ビーム、３３はサンドブラスト、３４は微粒子、Ｈは凹凸の光学パターンの深さ、Ｐは凹凸の光学パターンのピッチである。 1 is a light guide film, 2 is an uneven optical pattern, 3 is a silicone film, 4 is a light guide sheet, 5 is a reflective light scattering dot, 10 (a) to 10 (c) is light, 11 is a liquid crystal panel, 12 Is a light source, 13 is a reflector film, 14a and 14b are light, 21 is a light guide sheet roll, 22 and 22 (a) and 22 (b) are silicone raw material compositions, and 23, 23 (a) and 23 (b) are Silicone flat film, 24 roller, 25 irregularities for transfer, 26 cutter, 27 belt, 28 winding drum, 29 heater, 31 electromagnetic coil of electron beam lithography apparatus, 32 electron beam, 33 sandblast , 34 are fine particles, H is the depth of the uneven optical pattern, and P is the pitch of the uneven optical pattern.
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