JP5998600B2 - 光学フィルム及びそれを用いた光学装置 - Google Patents

Description

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。

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。

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）。

特開２００３−５９６４１号公報 ＷＯ２００４／０１７１０６号公報

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。

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。

本発明によれば、以上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、
前記凹凸単位は、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凹凸単位非存在部が、その表面の算術平均傾斜角ＲΔａが０．４〜２０度の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。

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。

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。

また、本発明によれば、
上記の光学フィルムを転写により製造するための型部材であって、
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ことを特徴とする型部材、
が提供される。

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。

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。

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。 凹凸構造部の凹凸単位の具体例を示す図である。 凹凸構造部の凹凸単位の具体例を示す図である。 凹凸構造部の凹凸単位の具体例を示す図である。 凹凸構造部の凹凸単位の具体例を示す図である。 凹凸構造部の凹凸単位の具体例を示す図である。 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。 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。 光学フィルムの製造装置を示す模式図である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

凹凸構造部１２の厚さは、たとえば１０〜２０００μｍである。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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/ｃｍ^２、好ましくは０．５〜８Ｊ/ｃｍ^２となるように照射することが適当である。

以下、実施例及び比較例によって本発明を説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

［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／ｍ^２］、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。

［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。

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。

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。

［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。

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。

［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。

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。

[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。

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。

[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。

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。

[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。

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。

[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。

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。

[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。

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。

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。

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

Claims (8)

1. 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、
   前記凹凸単位は、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前記凹凸単位非存在部が、その表面の算術平均傾斜角ＲΔａが０．４〜２０度の粗面化部であることを特徴とする光学フィルム。
2. 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に記載の光学フィルム。
3. 前記粗面化部は、前記凹凸単位に設けれておらず、前記凹凸単位非存在部のみに設けられている請求項１または２に記載の光学フィルム。
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。
5. 前記粗面化処理が、ブラスト加工である、請求項４に記載の光学フィルムの製造方法。
6. 前記粗面化処理が、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。
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を転写により製造するための型部材であって、
   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ことを特徴とする型部材。
8. 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。