JP4100350B2

JP4100350B2 - 防眩フィルムの製造方法

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Publication number: JP4100350B2
Application number: JP2004023108A
Authority: JP
Inventors: 真人桑原
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2024-01-30
Also published as: JP2005215418A

Description

本発明は、画像表示装置における偏光フィルムなどの光学用途に好適に用いられる防眩フィルムの製造方法に関するものである。詳しくは、特定の反射プロファイルを得るのに有効な防眩フィルムを製造するのに好適な方法に関するものである。

液晶表示装置をはじめとする画像表示装置は、その画像表示面に外光が映り込むと、視認性が著しく損なわれる。画質を重視するテレビやパーソナルコンピュータなどの用途、外光の強い屋外で使用されるビデオカメラやデジタルカメラなどの用途、また反射光を利用して表示を行う携帯電話のような反射型液晶表示装置などの用途では、これらの映り込みを防止する処理が表示装置表面になされるのが通例である。映り込み防止処理は、光学多層膜による干渉を利用した無反射処理と、表面に微細な凹凸を形成することにより入射光を散乱させ、映り込み像をぼかすいわゆる防眩処理とに大別される。前者の無反射処理は、均一な光学膜厚の多層膜を形成する必要上、コスト高になってしまう。これに対して後者の防眩処理は、比較的安価に実現できるため、大型のパーソナルコンピュータやモニタなどの用途に用いられている。

防眩性のフィルムは、例えば、フィラーを分散させた紫外線硬化型樹脂を透明基材上に塗布し、乾燥させた後、紫外線を照射して樹脂を硬化させ、フィルム表面にランダムな凹凸を形成する等の方法により製造されている。

一方、特開平 6-16851号公報（特許文献１）や特開平 7-124969 号公報（特許文献２）には、予め凹凸形状が付与されたフィルムに、紫外線硬化型樹脂層を有する透明基材をその紫外線硬化型樹脂層側にて密着させた状態で、その紫外線硬化型樹脂層に紫外線を照射して、凹凸形状を紫外線硬化樹脂に転写する方法が開示されている。しかしながら、予め凹凸形状が付与されたフィルムとして、特許文献１には、フィラーとバインダーからなる樹脂組成物を基材フィルム上に塗布したものが開示されるだけであり、特許文献２には、フィラーを内添したフィルムを延伸する方法と、フィルムを事後的にサンドブラストする方法が開示されるだけである。

また、特開 2002-365410号公報（特許文献３）には、表面に微細な凹凸が形成された光学フィルムであって、そのフィルムの表面に、法線に対して−１０°方向から光線を入射し、表面からの反射光のみを観測したときの反射光のプロファイルが特定の関係を満たす防眩フィルムが開示されている。

特開平６−１６８５１号公報（請求項１、段落００３６）特開平７−１２４９６９号公報（請求項１、段落００１７）特開２００２−３６５４１０号公報（請求項１）

従来公知の防眩処理フィルム、特にフィラーを分散させることによって得られる防眩フィルムでは、所望の場所に所望の大きさの凹凸を形成することは不可能であった。また、フィラーは塗布によってランダムに配置されるため、フィラーの密度分布、延いては表面に形成された凹凸の密度分布が生じていた。さらに、工業的な生産においては、フィラーの凝集などが生じやすく、それに起因してムラなどが発生することがあった。さらには、このようにして得られた凹凸を有するフィルムを原版とし、その形状を他のフィルムに転写させる方法においても、同様の問題が発生していた。

一方、画像表示装置に用いられる防眩フィルムでは、一つの画素内に複数個の凹凸があることが好ましいため、個々の凹凸の大きさは適用しようとする画像表示装置の画素の大きさよりも小さくする必要がある。そして、このようなサイズの凹凸による光の反射が最適になるよう、凹凸の形状や配置を設計する必要があるが、その際には、反射光に、個々の凹凸の形状による幾何光学的な要素及び、凹凸のサイズが小さいことに起因する光の干渉や回折といった波動光学的な要素を考慮する必要がある。例えば、液晶表示装置やプラズマディスプレイパネルなどの画像表示装置に対応できる防眩フィルムにおいて、数μm から数十μm で同じ大きさの凹凸がランダムに配置されているような場合、凹凸の大きさが同じであることに起因する干渉や回折が生じ、結果的に表面の凹凸による反射光が虹色に見えたり、ある特定の反射角度で反射光が強く見えたりするといった問題が生じることになる。

本発明者らは特願 2004-4308号（優先権主張：特願 2003-8744号）において、基材上に形成されたフォトレジストにフォトリソグラフィーにより凹凸を形成する工程と、得られたフォトレジストの凹凸面上に金属を電鋳した後その金属をフォトレジストから剥離してフォトレジスト上の凹凸形状を金属に転写する工程と、この凹凸付き金属板を金型として用い、フィルム表面に凹凸を転写する工程とを経て、表面に凹凸を有する防眩フィルムを製造する方法を提案している。

本発明の目的は、表面に形成される凹凸を制御して、光学特性に優れた防眩フィルムを製造しうる方法を提供することにある。本発明者は、かかる目的のもと、上記特願 2004-4308号で提案した方法をベースにさらに研究を行った結果、フォトリソグラフィーにより凹凸を形成する工程でのフォトマスクを工夫することにより、高性能の防眩フィルムが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明によれば、基材上に形成されたフォトレジスト膜にフォトリソグラフィーにより凹凸を形成するリソグラフィー工程と、得られたフォトレジスト膜の凹凸面上に金属を電鋳して当該凹凸形状を金属に転写した後、凹凸形状が転写された金属板をフォトレジスト膜から剥離して金型を作製する電鋳金型作製工程と、こうして凹凸形状が転写された金属板を金型として用い、その表面の凹凸形状をフィルムの表面に転写する凹凸フィルム作製工程とを含む、表面に凹凸を有する防眩フィルムの製造方法であって、前記リソグラフィー工程は、大きさが異なる少なくとも２種類のパターンを有するフォトマスクを介してフォトレジスト膜を露光し、次いで現像することによって行われる方法が提供される。

この方法において、フォトマスクは、最も小さいパターンの直径に対する最も大きいパターンの直径の比が１.１倍以上２倍以下となるようにパターンが形成されているのが有利である。またフォトマスクは、大きさが異なる少なくとも２種類のパターンそれぞれの占める合計面積の比が０.７〜１.３の範囲となるようにパターンが形成されているのが有利である。

上記のフォトマスクを介した露光は、フォトマスクをフォトレジスト膜表面から間隔を置いて配置するプロキシミティー露光によって行うのが好ましい。さらにこの露光は、フォトマスクとフォトレジスト膜表面との間隔をＬ（μm ）、フォトマスクのパターンの平均直径をＤ（μm ）として、Ｌ／Ｄ² の値が１.３以上２.８以下となるような条件で行うのが有利である。

フォトマスクは、所定の面積からなるユニットセルを並進対称性が保たれるように複数枚並べて構成することができる。また、凹凸形状が転写された金属板を金型として用い、その凹凸形状をフィルムの表面に転写する際には、この金属板をその凹凸面が外側となるようにロールの表面に巻きつけて、凹凸フィルム作製工程に付することもできる。

本発明によれば、光学特性に優れた防眩フィルムが、生産性良く、しかも再現性良く製造できる。

以下、本発明を詳細に説明する。本発明では、基材上に形成されたフォトレジスト膜にフォトリソグラフィーにより凹凸を形成するリソグラフィー工程と、得られたフォトレジスト膜の凹凸面上に金属を電鋳して当該凹凸形状を金属に転写した後、凹凸形状が転写された金属板をフォトレジスト膜から剥離して金型を作製する電鋳金型作製工程と、こうして凹凸形状が転写された金属板を金型として用い、その表面の凹凸形状をフィルムの表面に転写する凹凸フィルム作製工程とを経て、防眩フィルムが製造される。これらの工程について、その例を示す図１を参照しながら説明する。図１においては、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示す工程が全体で上記のリソグラフィー工程に相当し、（Ｄ）及び（Ｅ）に示す工程が全体で上記の電鋳金型作製工程に相当し、そして（Ｆ）及び（Ｇ）に示す工程が全体で上記の凹凸フィルム作製工程に相当する。

まず、図１（Ａ）に示すように、フォトレジスト膜形成用基材１１の表面にフォトレジスト膜１２を形成する。ここで用いる基材１１は、表面が平坦なものであってフォトレジスト膜が適度に接着するものであれば、特に制限なく使用することができる。例えば、ガラス、石英、アルミナのような無機透明基材や、銅、ステンレス鋼のような金属基材などが挙げられる。また、この基材１１上に塗布されるフォトレジストは、感光性を有し、適度の解像度を有するものであればよく、露光部分が現像液に可溶性となって現像後に除去されるポジ型フォトレジスト、また露光部分が硬化して現像液に不溶となり、現像により未露光部分が除去されるネガ型フォトレジストのいずれも用いることができる。例えば、ノボラック樹脂、アクリル系樹脂、スチレンとアクリル酸との共重合体、ポリビニルフェノール、ポリ（α−メチルビニルフェノール）のようなアルカリ可溶性樹脂と、キノンジアジド基含有化合物のような感光性化合物とを有機溶剤に溶解してなるポジ型フォトレジスト組成物や、アルカリ可溶性樹脂、光酸発生剤、架橋剤などを含有する感光性樹脂を有機溶剤に溶解してなるネガ型フォトレジスト組成物などが挙げられる。ただし、後の露光の際、プロキシミティー露光によりエッジ部に光の回折を起こさせ、その後の現像により丸みを帯びた凹部を形成させるためには、ポジ型フォトレジストが好ましい。図１を参照して以下に示す例は、ポジ型フォトレジストを用いた場合のものである。

基材１１上に形成されるフォトレジスト膜１２の厚さは、防眩フィルムの表面に形成しようとする凹凸の深さや形状等によって適宜調整すればよく、目的とする凹凸の深さと同等、又はそれよりやや厚めに成膜するのが好ましい。具体的な膜厚の範囲としては、目的とする凹凸の深さ以上、目的とする凹凸の深さ＋５μm 以下であることが好ましい。

基材１１上にフォトレジスト膜１２を形成するには、例えば、スピンコート法、ディップコート法、ロールコート法など、公知の適宜の塗布法が採用できる。成膜後は、フォトレジスト中に含まれる溶剤を除去するために、通常はプリベークが施される。プリベークは、例えば、ホットプレートやオーブンなどを用い、６０〜１２０℃程度の温度で０.５〜１０分程度の時間行われる。プリベークの温度及び時間は、フォトレジストの種類やフォトレジストに求められる感度等によって、適宜調整することができる。

こうして基材１１上に形成されたフォトレジスト膜１２に対し、次いで図１（Ｂ）に示すように、二階調のフォトマスク１４を介して階調露光が施される。二階調のフォトマスクとは、露光光源に対して透明なガラスや石英などからなる基板上に、露光光源からの光を透過する部分であって透過率が１００％又はそれに近い透過部と、露光光源からの光を遮蔽する部分であって透過率が０％又はそれに近い遮光部とが形成されたものである。具体的には例えば、露光光源に対して透明な基板上にクロム等の金属が遮光部として形成されたメタルマスクや、乳剤等を感光させることによって遮光部が形成されたエマルジョンマスクなどが挙げられる。

露光に用いる光源は、フォトレジスト膜１２を感光させることができるものであればよく、フォトレジストの種類に応じて適宜の光源が用いられる。例えば、高圧水銀灯や超高圧水銀灯などを光源として、そこから発するｇ線、ｈ線、ｉ線等の近紫外線を用いたり、これらの水銀の輝線に近い波長に発信波長を有するレーザー光を用いたりすることができる。露光の際には、本発明による作用を損なわない範囲で、露光光源とフォトレジスト膜との間に、レンズ系の如き光学部材や、マスクアライメント系の如き機械部材などが介在していてもよい。

かくして階調露光が施されたフォトレジスト膜１２には、次いで現像処理が施されて、図１（Ｃ）に示すように、凹凸が形成されたフォトレジスト膜１３が得られる。現像処理は、例えば、基板１１上に形成された露光後のフォトレジスト膜１２を、その種類に応じた現像液に接触させ、ポジ型フォトレジストの場合には露光部を取り除くことにより、フォトレジスト膜１２上に凹凸を形成させるものである。現像液は、従来公知のものから、フォトレジストの種類に応じて適宜選択して用いることができる。現像後には通常、水によるリンス、さらにはポストベークが施される。ポストベークにより、残存フォトレジスト膜の強度を向上させることができ、また基板１１との密着性を高めることができる。ポジ型フォトレジストの場合は、このポストベークが、未露光残膜部の感光性を失活させる作用もする。ポストベークは、例えば、オーブンやホットプレートなどを用い、１００〜２００℃程度の温度で０.５〜３０分程度の時間行われる。

凹凸が形成されたフォトレジスト膜１３には、次いで、図１（Ｄ）に示すように、金属１７を電鋳して、フォトレジスト膜１３の表面の凹凸を電鋳された金属１７に転写する。電鋳に用いる金属は、従来から電気メッキの分野で用いられているものでよく、例えば、ニッケル、ニッケル−リン合金、鉄−ニッケル合金、クロム、クロム合金などを挙げることができる。電鋳によりフォトレジスト膜１３上に形成する金属１７の厚みは特に制限されないが、耐久性等の点からは、０.０５〜３mm 程度とするのが好ましい。フォトレジスト膜１３上に直接電鋳を行う場合には、電鋳前にフォトレジスト膜１３の表面を導電化する必要があり、この導電化処理は、例えば、厚み１μm 以下の金属膜を蒸着やスパッタリング等により形成する方法や無電解メッキによる方法などで行うことができる。フォトレジスト膜１３上に直接電鋳を行いたくない場合、例えば、フォトレジスト膜１３上の凹形状を金属１７に転写して凸形状を形成させるのではなく、フォトレジスト膜１３上の凹形状と同じものを金属１７に転写して凹形状としたい場合には、例えば、フォトレジスト膜１３に形成された凹凸形状を樹脂に転写した後、その樹脂の凹凸面に対して上述したような方法で導電化処理を施し、そこに電鋳する方法を採用することができる。

フォトレジスト膜１３からの凹凸が転写された金属板１７は、その後、フォトレジスト膜１３から剥離して、あるいはフォトレジスト膜１３の凹凸を樹脂に転写してからそこに電鋳した場合はその樹脂から剥離して、図１（Ｅ）に示すような、表面に凹凸が形成された金属板１８となる。

こうして得られる表面に凹凸が形成された金属板１８を金型として用い、その表面に形成された凹凸をフィルム２０の表面に転写して、防眩フィルムを得る。図１の（Ｆ）及び（Ｇ）に示す例では、透明基材フィルム２１の上に紫外線硬化型樹脂２２を塗工し、その紫外線硬化型樹脂２２側で金型１８の凹凸面に密着させ、その状態で、透明基材フィルム２１側から紫外線を照射して、紫外線硬化型樹脂２２を硬化させ、透明基材フィルム２１の上に凹凸を有する紫外線硬化樹脂２２の層が形成された防眩フィルム２０を得るようになっている。この例に限らず、熱可塑性の透明樹脂フィルムを加熱状態で上記の金型１８に押し当てて賦型する方法によっても同様に、表面に凹凸が形成された防眩フィルムを得ることができる。

図１の（Ｆ）及び（Ｇ）に示す例のように、透明基材フィルム２１の上に紫外線硬化型樹脂２２を塗工し、その紫外線硬化型樹脂２２側に凹凸を転写する場合、紫外線硬化型樹脂としては、市販されている任意のものを用いることができる。例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等の多官能アクリレートをそれぞれ単独で、あるいはそれら２種以上を混合して用い、それと、“イルガキュアー 907”、“イルガキュアー 184”（以上、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製）、“ルシリン TPO”（ＢＡＳＦ社製）等の光重合開始剤とを混合したものを、紫外線硬化型樹脂とすることができる。

一方、熱可塑性の透明樹脂フィルムを用い、そこに金型１８の凹凸を賦型する方法を採用する場合、熱可塑性の透明樹脂フィルムとしては、実質的に透明なものであれば、いかなるものであっても用いることができ、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロース、ノルボルネン系化合物をモノマーとする非晶性環状ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂の溶剤キャストフィルムや押出フィルムなどを用いることができる。これらの透明樹脂フィルムはまた、上で説明した紫外線硬化型樹脂を用いる場合の透明基材フィルム２１ともなりうる。

そして本発明では、リソグラフィー工程、特に図１（Ｂ）に示した露光工程において、大きさが異なる少なくとも２種類のパターンを有するフォトマスク１４を用いる。ここでいうパターンとは、少なくとも露光光の波長に比べて充分大きいサイズを有する個々の透過部（開口）又は遮光部である。すなわち、露光光の波長と同レベルかそれより小さいサイズであって、電子線描画装置等の高解像度のフォトマスク描画装置を用いて露光光の波長より充分小さいサイズの透過部と遮光部とを設け、透過部と遮光部との面積比で階調を表現して階調マスクとする場合の、露光光の波長より充分小さな透過部や遮光部のことを指してはいない。また本発明では、パターンの面積と同じ面積を与える円の直径をもってパターンの大きさということにする。

二階調のフォトマスクとして同じ大きさのパターンを有するものを用いた場合、フォトリソグラフィーによりフォトレジスト膜上に形成される凹凸の形状は、ほぼ同じ大きさを持ったものになる。前述したように、液晶表示装置やプラズマディスプレイパネルなどの画像表示装置における画素の大きさを考慮すると、フォトレジスト膜上に形成されるパターンがほぼ同じ大きさの場合、その凹凸を電鋳により金属板に転写し、さらにその金属板の凹凸をフィルムに転写した後でも、フィルム上の凹凸はほぼ同じ大きさになるため、反射光同士の干渉や回折により、表面の凹凸に基づく反射光が虹色に着色して見える傾向になる。

本発明では、大きさが異なるパターンを有するフォトマスクを用いてフォトリソグラフィーを行うため、フォトレジスト膜上に形成される形状はさまざまな大きさになり、前述したような反射光同士の干渉や光の回折が生じにくく、表面の凹凸による反射光の着色や特定の角度で特定の波長の光の反射率が高くなるような現象が少なくなる。

このフォトマスクにおいて、パターンの大きさの差が小さすぎると、フォトレジスト膜上に形成される凹凸がほぼ同じ大きさになってしまい、本発明で意図する効果が十分に発揮されにくく、一方でパターンの大きさの差が大きすぎると、フォトマスク上でパターンがある場所とない場所の粗密が大きくなりすぎて、均一な防眩性の発現が達成されにくくなる傾向にある。そこで、フォトマスク上に形成するパターンの大きさは、最小の大きさ（直径）に対する最大の大きさ（直径）の比が、１.１倍以上、また２倍以下となるようにするのが好ましい。このパターンの大きさの比は、好ましくは１.２倍以上、また１.５倍以下であり、さらに好ましくは１.３倍以下である。それぞれのパターンは、目的とする防眩フィルムが適用される表示装置に応じて、直径が概ね１〜５０μm の範囲となるようにするのが好ましく、さらには５μm 以上、また３０μm 以下となるようにするのがより好ましい。

大きさが異なる各パターンのフォトマスク上における合計面積は、それぞれのパターンの間であまり大きく違わないようにするのが好ましい。すなわち、例えば、ある大きさのパターンＸと別の大きさのパターンＹとを混在させる場合、パターンＸの合計面積とパターンＹの合計面積との比が、０.７〜１.３程度の範囲となるようにするのが好ましい。大きさが異なる３種類以上のパターンを混在させる場合には、それらの間のいずれか２種類の間で、このような関係を満足すればよいが、大きさが異なるそれぞれのパターンの間でこれらの関係を満足するのが一層好ましい。

また図１（Ｂ）に示すように、二階調のフォトマスク１４をフォトレジスト膜１２の表面からやや間隔を置いて配置し、プロキシミティー露光を行うのが好ましい。プロキシミティー露光とはこのように、フォトマスク１４をフォトレジスト膜１２に近接させるが、密着はさせず、やや間隔を置いて配置し、露光することをいう。このような二階調のフォトマスク１４を用いたプロキシミティー露光を行うことで、図１（Ｂ）にも模式的に示すように、フォトマスク１４のマスクパターンのエッジ部において光の回折が生じ、フォトマスク１４の像がぼけ、その透過部を通過した光束１５が遮光部背面にわたって広がりをみせ、連続的な光量の分布が生じる。そして、プロキシミティー露光された光量の分布に応じてフォトレジスト膜１２が感光するため、その後の現像により、照射光量に応じてフォトレジスト残膜厚が変化し、現像後のフォトレジスト膜１２の表面には、マスクパターン、露光量、フォトマスクとフォトレジスト膜の間の間隔（「露光ギャップ」又は「プロキシミティーギャップ」と呼ばれる）などに応じた凹凸が形成される。

上記のような二階調のフォトマスクを用いてプロキシミティ露光を行うにあたっては、フォトマスクとフォトレジスト膜との間隔をＬ（μm ）、フォトマスクのパターンの平均直径をＤ（μm ）としたときに、Ｌ／Ｄ² の値が１.３以上２.８以下となるような条件、すなわち、下式（１）を満足するような条件で露光を行うのが好ましい。

１.３≦Ｌ／Ｄ²≦２.８（１）

フォトマスクとフォトレジスト膜との間隔Ｌとフォトマスクのパターンの平均直径Ｄとの関係を、図１（Ｂ）の一部を拡大して示す図２に基づいて説明する。この図に示すように、フォトマスク１４とフォトレジスト膜１２の表面との間隔をＬとする。そして本発明では、大きさが異なる少なくとも２種類のパターンを有するフォトマスクを用いることから、例えば、フォトマスク１４が３種類のパターンを有するとして、それぞれのパターンの直径をＤ₁、Ｄ₂及びＤ₃ とする。パターンの平均直径Ｄは、これら異なる種類のパターンそれぞれの大きさとそれぞれの数を加味した加重平均とする。図２に示すような直径がＤ₁、Ｄ₂及びＤ₃ である３種類のパターンを有する場合、フォトマスク全体又は単位面積中にあるそれぞれのパターンの個数をＮ₁個、Ｎ₂個及びＮ₃個とすると、平均直径Ｄは、次式（２）で計算される。

さて、微細な開口を通過した光の像の広がりは、開口とフォトレジスト膜との間隔Ｌ、開口部寸法Ｄ、及び光の波長λからなる指標（Ｌ／Ｄ²・λ ）に応じて変化するが、開口とフォトレジスト膜との間隔が小さい場合は、フォトレジスト膜上に開口の形状がほぼそのまま転写されるのに対し、開口とフォトレジスト膜との間隔が大きくなるに従って、フォトレジスト膜上には光軸を中心とした拡散光が照射されることになる。そのため、Ｌ／Ｄ² の値があまり小さいと、フォトレジスト膜上に形成される露光像はフォトマスク上の開口部パターンを反映したものとなり、エネルギー分布も開口形状に対応して急峻に変化するので、フォトレジスト膜に貫通孔が形成されやすく、それから得られる防眩フィルムの光の散乱機能が低下する傾向にある。一方、Ｌ／Ｄ² の値があまり大きいと、フォトマスクで回折した光が拡散してしまい、フォトレジスト膜表面へのパターン形成が困難となる傾向にある。Ｌ／Ｄ² の値が１.３以上２.８以下の範囲にあれば、概ね良好な露光像が形成できることを実験により確認している。

なお、図１を参照した説明では、（Ａ）〜（Ｅ）に従って、フォトレジスト膜１２上に階調露光を施して現像し、凹凸を形成させたものを原版とし、最終的にはフィルム上に連続的に凹凸形状が転写された防眩フィルム２０を作製するようにしている。そのため、原版用のフォトマスク１４を作るためにマスクパターンを設計する必要がある。このようなマスクパターンをフォトマスク１４の全面にわたって設計することは、非常に手間のかかる作業であり、マスクパターンのデータ容量が大きくなるため、マスク描画機への負担も大きくなることから、現状の計算機の能力を考慮すると、原理的には可能であるものの、必ずしも現実的とはいえない。そこで、所定の面積からなるユニットセルを構成するマスクパターンを設計し、かかるユニットセルを並進対称性が保たれるように複数枚並べて、フォトレジスト膜１２の全面を覆うフォトマスクとするのが有利である。このような手法を採用することにより、フォトマスク１４全体としてのマスクパターンを設計する手間を軽減することができ、工業的に有利となる。ここで並進対称性とは、前後左右方向あるいは斜め方向など、一定の方向に上記のユニットセルが並んでいることを意味する。マスクパターンが並進対称性を保つように配置された状態の例としては、各ユニットセルの重心座標が、正方格子状、直方格子状、斜方格子状、六方格子状等の格子状に配置された状態を挙げることができる。

大きさが異なる少なくとも２種類のパターンを有するフォトマスクにおいて、パターンの種類は少なくとも２種類あればよく、その種類の上限は特に限定されない。ただ、パターンの種類が多くなるほど、やはりマスクパターンを設計する際のデータ容量が大きくなってしまう。そこで実用的には、パターンの種類は、２種類、３種類、４種類及び５種類程度の範囲から、目的とする性能に応じて適宜選択するのが好ましい。

また、上記のようにして凹凸が形成された金属板（金型）１８をロールに巻きつけて、あるいは必要に応じてかかる金型１８を複数枚ロール表面に並べた状態で巻きつけて、表面に凹凸を有するエンボスロールを作製し、このエンボスロールを用いて、凹凸形状をフィルム表面に連続的に転写する方法も好適である。このような方法を採用すれば、広い面積のフィルムに対して凹凸形状を連続的に効率よく転写することができ、高い生産性を確保することができる。

以上説明したような、大きさの異なる少なくとも２種類のパターンを有するフォトマスクを介して露光し、現像するフォトリソグラフィーにより凹凸を形成し、そこへ金属を電鋳することにより金型を作製し、その金型を用いてフィルム表面に凹凸を転写する方法によって、表面に微細な凹凸が形成され、防眩性能が良好で光学特性にも優れた防眩フィルムを製造することができる。この際、フォトマスクのパターン、露光量、露光ギャップなどの条件を適切に選択することによって、防眩性能や光学特性を制御できる。

本発明においては、フォトリソグラフィーによる凹凸の形成とそこへの金属の電鋳を組み合わせて、微細な凹凸を有する金型を作製し、その金型を用いてフィルムの表面に凹凸を転写する方法を採用したので、防眩性に影響を与える凹凸の分布が均一で、高い性能を示す防眩フィルムを、良好な生産性で製造することができる。具体的には例えば、防眩フィルムの法線方向から５〜３０゜のいずれかの角度で入射した入射光に対する正反射方向への反射率（正反射率）をＲ(０)とし、正反射方向から防眩フィルム側に傾斜した角度θへの、入射光に対する反射率をＲ(θ)としたとき、Ｒ(θ)のθ依存性をプロットした反射プロファイルが単調減少しているものが、容易に得られる。

この反射プロファイル測定の概念を図３に示す。すなわち、正反射方向とは、防眩フィルム２０の法線方向２５に対して角度ψで光線３０が入射するとき、その法線２５と入射光線方向３０を含む平面２６内にて入射光線方向３０とは反対方向に角度ψで反射する光３２の方向をいう。ψは入射角度であり、正反射角度ともなるが、厳密には、その符号が正負逆になる。入射光方向３０からの入射光に対する正反射方向３２への反射率が、正反射率Ｒ(０)となる。そして、入射角度ψを５°から３０°の間で任意に設定したときに、フィルム法線方向２５と入射光線方向３０を含む平面２６内で、正反射方向３２から防眩フィルム２０側へ角度θだけ傾斜した方向３４で、入射光に対する反射率を測定し、これをＲ(θ)とする。傾斜角度θを０°（すなわち正反射方向）から９０°−ψ（すなわちフィルム面と平行な方向）の間で変化させて、傾斜角度θ毎に反射率Ｒ(θ)を測定してプロットすると、一般にθ＝０°のときのＲ(θ)、すなわちＲ(０)が最大となる。かかる傾斜角度θに対する反射率Ｒ(θ)のグラフにおいて、図４に模式的に示すような、Ｒ(θ)のθ依存性が単調減少しているプロファイルを与えるものが、本発明の方法により容易に得られる。

以下に実施例を示して、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。例中、含有量ないし使用量を表す％は、特記ないかぎり重量基準である。

実施例１
１０mm×１０mm角の領域に、直径が８μm 、９μm 及び１０μm である円形の開口部がそれぞれ、２３３,６２４個、１９６,０８５個及び１５８,６２７個配置され、最も近接した開口の中心座標間距離の平均値が１５μm となるように、ユニットセルを設計した。このユニットセルが、６インチ角（約１５２mm角）の石英基板上の１００mm×１００mmの領域全面に１０mm周期で正方格子状に配置された二階調のフォトマスクを用意した。このフォトマスクにおける開口部の平均直径は、前記式（２）より８.９μmと計算される。

一方、１００mm×１００mm角のガラス基板上に、ポジ型で黒色顔料が混合されたフォトレジストである東京応化工業（株）製の“P70BK ”（商品名）を、プリベーク後の膜厚が約１.１μmとなるようにスピンコートした。得られたフォトレジスト膜付きガラス基板を８５℃に加熱したホットプレート上に１２０秒間置き、プリベークを行った。このフォトレジスト膜上に、上記のフォトマスクを露光ギャップが１２０μm となるように保持し、そのフォトマスクを介して、露光光源である超高圧水銀灯からのｇ線、ｈ線及びｉ線のマルチライン光を、ｇ線換算で２４０mJ／cm² の露光光量となるように照射してプロキシミティ露光を行った。このときの露光ギャップＬと開口部の平均直径Ｄとの関係Ｌ／Ｄ² は１.５１と計算される。露光後のフォトレジスト膜付きガラス基板を２３℃の０.５％水酸化カリウム水溶液に８０秒間浸漬して現像し、次に純水でリンスした。その後、１８０℃に加熱したオーブン中で２０分間加熱してポストベークすることにより、表面に凹凸が形成されたフォトレジスト層を得た。

こうして得られた凹凸付きフォトレジスト層の凹凸面に、蒸着法によりニッケル膜を形成し、フォトレジスト層表面の導電化処理を行った。次いでこの導電化処理面に、電鋳によって約０.３mm の厚みとなるようにニッケル膜を形成させた。フォトレジスト層の凹凸面にニッケル膜が付着した状態のまま、ニッケル膜の裏面を研削し、さらに研磨して、その膜厚が０.２mmとなるようにした。研磨後のニッケル膜をフォトレジスト層から剥離して、表面に多数の凹凸を有するニッケル板を作製した。

別途、大日本インキ化学工業(株)製の光硬化性樹脂組成物“Grandic 806T”（商品名）を酢酸エチルに溶解して、５０％濃度の塗布液を調製した。この塗布液を厚さ８０μm のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム上に、乾燥後の塗布厚みが５μm となるように塗布し、６０℃に設定した乾燥機中で３分間乾燥した。乾燥後のフィルムを、上で作製した表面に凹凸を有するニッケル板の凹凸面に、光硬化性樹脂組成物層がニッケル板側となるようにゴムロールで押し付けて密着させた。この状態でＴＡＣフィルム側から、強度２０mW／cm² の高圧水銀灯からの光をｈ線換算光量で２００mJ／cm² となるように照射して、光硬化性樹脂組成物層を硬化させた。この後、ＴＡＣフィルムを硬化樹脂ごとニッケル板から剥離して、表面に凹凸を有する硬化樹脂とＴＡＣフィルムとの積層体からなる透明な防眩フィルムを得た。

得られた防眩フィルムによる反射光を目視にて観測したところ、反射光の色つきは認められなかった。

本発明によって製造される防眩フィルムは、フォトリソグラフィーに用いるフォトマスクにおけるパターンの大きさや形状を任意に制御し、またその際の露光条件を制御することで、大面積であっても品質が均一で防眩性能及び光学特性に優れたものとなる。したがってこの防眩フィルムは、液晶表示装置をはじめとする各種表示装置の防眩性能を高めるのに有用である。

本発明による防眩フィルムの製造方法の一例を工程毎に示す断面模式図である。図１（Ｂ）の一部を拡大して示す断面模式図である。正反射率と、正反射方向からフィルム側に傾斜した角度θへの反射率の関係を説明するための斜視図である。入射光に対する正反射率をＲ(０)とし、正反射方向からフィルム側に傾斜した角度θへの反射率をＲ(θ)としたときに、Ｒ(θ)がＲ(０)を最大として、θの増加に伴い単調減少している様子を示す模式的なグラフである。

符号の説明

１１……フォトレジスト膜形成用の基板、
１２……フォトレジスト膜、
１３……凹凸が形成されたフォトレジスト膜、
１４……フォトマスク、
１５……フォトマスク通過後の露光光束、
１７……電鋳された金属、
１８……凹凸が転写された金型、
２０……防眩フィルム又はその前駆体、
２１……透明基材フィルム、
２２……紫外線硬化型樹脂又はその硬化物、
２５……防眩フィルムの法線方向、
２６……防眩フィルムの法線と入射光方向を含む面、
３０……入射光線方向、
３２……正反射方向、
３４……正反射方向から防眩フィルム側へ角度θだけ傾斜した方向、
ψ………入射角度（＝正反射角度）、
θ………正反射方向から防眩フィルム側への傾斜角度。

Claims

基材上に形成されたフォトレジスト膜の表面にフォトリソグラフィーにより凹凸を形成するリソグラフィー工程と、
得られたフォトレジスト膜の凹凸面上に金属を電鋳して当該凹凸形状を金属に転写した後、凹凸形状が転写された金属板をフォトレジスト膜から剥離して金型を作製する電鋳金型作製工程と、
こうして凹凸形状が転写された金属板を金型として用い、その表面の凹凸形状をフィルムの表面に転写する凹凸フィルム作製工程と
を含む、表面に凹凸を有する防眩フィルムの製造方法であって、
前記リソグラフィー工程は、大きさが異なる少なくとも２種類のパターンを有し、最も小さいパターンの直径に対する最も大きいパターンの直径の比が１.１倍以上２倍以下となるようにパターンが形成されているフォトマスクを介して、該フォトマスクをフォトレジスト膜表面から間隔を置いて配置するプロキシミティー露光によってフォトレジスト膜を露光し、次いで現像することによって行われることを特徴とする、防眩フィルムの製造方法。
フォトマスクは、大きさが異なる少なくとも２種類のパターンそれぞれの占める合計面積の比が０.７〜１.３の範囲となるようにパターンが形成されている請求項１に記載の方法。
フォトマスクとフォトレジスト膜表面との間隔をＬ（μm ）、フォトマスクのパターンの平均直径をＤ（μm ）として、Ｌ／Ｄ ² の値が１.３以上２.８以下となるような条件で露光を行う請求項１又は２に記載の方法。
フォトマスクは、所定の面積からなるユニットセルを並進対称性が保たれるように複数枚並べて構成される請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
凹凸形状が転写された金属板をロールの表面に巻きつけて、凹凸フィルム作製工程に付する請求項１〜４のいずれかに記載の方法。