(57)【要約】【課題】発光素子の光取り出し効率を向上させ、かつ、レーザーにより改質層を形成するダイシングにより良好に個片化することが可能となる光学フィルムの提供。【解決手段】保護層と構造層とを含む光学フィルムであって、該構造層の該保護層に接する面が、構造域と、該構造域の形成エリアの境界線に沿って形成された隙間路とを有し、該構造域は凹凸微細構造を有し、そして該隙間路の波長３００ｎｍ〜８００ｎｍにおける透過率の最大値が４０％以上である前記光学フィルム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護層と構造層とを含む光学フィルムであって、該構造層の該保護層に接する面が、構造域と、該構造域の形成エリアの境界線に沿って形成された隙間路とを有し、該構造域は凹凸微細構造を有し、そして該隙間路の波長３００ｎｍ〜８００ｎｍにおける透過率の最大値が４０％以上である前記光学フィルム。
【請求項２】
前記構造域の凹凸微細構造が、高さ１５０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の高さを持ち、アスペクト比が０．３以上２以下である、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項３】
前記構造層の屈折率が１．６０以上である、請求項１又は２に記載の光学フィルム。
【請求項４】
前記構造層の片面にさらに接着層を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学フィルム。
【請求項５】
前記接着層の波長３００ｎｍ〜８００ｎｍにおける透過率の最大値が７０％以上である、請求項４に記載の光学フィルム。
【請求項６】
前記接着層の厚みが５００ｎｍ以下である、請求項４又は５に記載の光学フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤ等の半導体発光素子はエポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の透明樹脂により封止された発光素子として用いられている。この発光装置では、発光素子の表面部分にサファイアや透明導電膜屈折率が透光性樹脂材料の屈折率よりも高いため、ＬＥＤの構造に応じて、発光面に対して様々な材質が発光面の上部に配されることになるが、発光素子表面と封止部材との界面において全反射の条件が成立する角度範囲が存在するため、この角度内で素子内部から当該界面へ入射する光については発光素子から取り出すことができない。
【０００３】
全反射された光は発光効率のロスにつながるだけでなく、熱に変換されるため、発光素子の輝度を落とすだけでなく、素子の発熱により樹脂を悪化させ、更には素子を破損させることとなる。このため、界面での全反射を防ぎ、光を取り出すことは素子の信頼性の上でも重要な発光装置の設計となる。
光の取り出しを向上させる方法として、封止形状の制御やサファイアに微細構造を形成させた上に、半導体層を成長させるＰＳＳ、発光層表面に光拡散層を設ける等が挙げられる。発光素子に簡易に光取り出し効果を付与する方法として、以下の特許文献１には、光学フィルム及び接着フィルムからなり、光学フィルムに凹凸又は屈折率変化をもつ封止フィルムが開示されており、該封止フィルムを貼りつけることで、光取り出しと封止性を付与し、工程が簡略化できることが記載されている。
【０００４】
一方、ＬＥＤ、半導体メモリ、表示素子などの製造工程において、基板上に作製した多数の素子を個片化するプロセスとして、ダイシング工程がある。以下の特許文献２には、レーザー光を利用して基板内部に改質層を設けることで、基板上の素子にダメージを与えずにダイシングする技術が開示されている。他のダイシング技術としては、機械的に基板に傷をつけるブレードダイシングが古くから利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２９５０７号公報
【特許文献２】特開２００２−１９２３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の封止フィルムでは、光取り出し向上のために凹凸構造を形成した面からレーザーにより改質層を形成するダイシングをする場合、凹凸構造によりレーザー光が散乱してしまい、基板内部に改質層を形成できないという問題があった。
前記した従来技術に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、発光素子の光取り出し効率を向上させ、かつレーザーにより改質層を形成するダイシングにより良好に個片化することが可能となる光学フィルムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決すべく、本願発明者らは鋭意検討し、実験を重ねた結果、以下の解決手段により上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりのものである。
［１］保護層と構造層とを含む光学フィルムであって、該構造層の該保護層に接する面が、構造域と、該構造域の形成エリアの境界線に沿って形成された隙間路とを有し、該構造域は凹凸微細構造を有し、そして該隙間路の波長３００ｎｍ〜８００ｎｍにおける透過率の最大値が４０％以上である前記光学フィルム。
【０００８】
［２］前記構造域の凹凸微細構造が、高さ１５０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の高さを持ち、アスペクト比が０．３以上２以下である、前記［１］に記載の光学フィルム。
【０００９】
［３］前記構造層の屈折率が１．６０以上である、前記［１］又は［２］に記載の光学フィルム。
【００１０】
［４］前記構造層の片面にさらに接着層を有する、前記［１］〜［３］のいずれかに記載の光学フィルム。
【００１１】
［５］前記接着層の波長３００ｎｍ〜８００ｎｍにおける透過率の最大値が７０％以上である、前記［４］に記載の光学フィルム。
【００１２】
［６］前記接着層の厚みが５００ｎｍ以下である、前記［４］又は［５］に記載の光学フィルム。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る光学フィルムは、発光素子の光取り出し効率を向上させ、レーザーにより改質層を形成するダイシングにより良好に個片化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】光学フィルムの断面構造を説明する図である。
【図２】光学フィルムの構造層２の平面図を説明する図である。
【図３】凹凸微細構造層の微細構造の形状、寸法を説明する図面に代わる写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」とも言う。）について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
（光学フィルム）
図１と図２に示すように、本実施形態は、保護層１と構造層２とを含む光学フィルムであって、該構造層の保護層に接する面が、構造域２Ａと、該構造域２Ａの形成エリアの境界線に沿って形成された隙間路２Ｂとを有し、該構造域２Ａは凹凸微細構造を有し、該隙間路２Ｂは３００ｎｍ〜８００ｎｍにおける透過率の最大値が４０％以上であることを特徴とする光学フィルムである。
【００１６】
（構造層）
本実施形態における構造層は、構造域２Ａと隙間路２Ｂとを有する。
構造層の保護層と接する面と反対側の面は、平坦な表面を有する。平坦性は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１、ＪＩＳ  Ｂ  ００３１により定義される。平坦性は十点平均粗さＲｚや算術平均粗さＲａ、最大高さＲｙで評価することができるが、本開示で構造層の反対側の平坦度を表す場合、表面粗度とは対象表面における算術平均粗さＲａを意味する。
上記表面粗度は、後述する接着層を有する場合は、好ましくは接着層の厚みの３分の２以下、より好ましくは接着層の厚みの２分の１以下、更に好ましくは接着層の厚みの５分の１以下である。また、上記表面粗度は１ｎｍ以上であることが好ましい。表面粗度が接着層の厚みの３分の２以下である場合、ＩＴＯ、サファイア等の発光基材への接着性の点で有利である。また、１ｎｍ以上の表面粗度である場合、アンカー効果によって接着層と構造層の接着性の点で有利である。
【００１７】
構造層の厚みは、好ましくは１ｎｍ以上２０００ｎｍ以下、より好ましくは３ｎｍ以上１８００ｎｍ以下、更に好ましくは５ｎｍ以上１５００ｎｍ以下である。厚みが１ｎｍ以上である場合、成長基板との密着性の点で有利であり、２０００ｎｍ以下である場合、耐クラック性の点で有利である。本開示で、構造層の厚みとは、構造層の凹凸微細構造における凹部の厚み（上記突起の底部における厚み、図３にけるｔ２）を意味する。
【００１８】
凹凸微細構造層の屈折率としては、成長基板により近い屈折率が好ましく、光取り出し効率の点から１．６０以上が好ましく、より好ましくは１．７０以上である。該屈折率は、凹凸微細構造層の透明性の点から、好ましくは２．２０以下であり、より好ましくは２．００以下である。尚、上記屈折率は、エリプソメーターで測定することができる。
凹凸微細構造層の材質としては、高屈折無機材料、及び、樹脂又は金属酸化物等の分散媒に高屈折ナノ粒子を分散させた高屈折ナノ粒子分散体等の透光性高屈折率材料、高い原子屈折又は分子屈折を有する原子を含有してなる有機物樹脂等が挙げられる。
上記高屈折率無機材料としては、ＧａＮ等のガリウム窒化物や炭化珪素等の半導体、サファイア、スピネル、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化ニオブ、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウムの金属酸化物、並びにホウ化ジルコニウム等の高屈折率無機材料が挙げられる。
【００１９】
上記高屈折ナノ粒子分散体の分散媒質としては、シリケート等の金属酸化物前駆体となる低分子若しくはオリゴマー、変性シリコーン樹脂、変性エポキシ樹脂、変性ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。耐溶剤性の点から、熱又は光により硬化する樹脂であることが好ましく、より好ましくは、露光による露光現像性の点から、光開始剤と光反応性官能基とを有する変性シリコーン樹脂、変性エポキシ樹脂、変性ポリイミド樹脂、アクリル樹脂が好ましく、汎用性の観点から、変性シリコーン樹脂や金属酸化物前駆体、アクリル樹脂が望ましく、耐候性の点から変性シリコーン樹脂や金属酸化物前駆体が好ましい。
上記高屈折ナノ粒子分散体の高屈折ナノ粒子としては、窒化シリコン等の金属窒化物粒子、酸化チタン等の金属酸化物粒子等が挙げられるが、屈折率が１．６０以上の粒子が好ましく、特に、屈折率が１．６０以上の金属酸化物粒子が好ましい。
上記金属酸化物粒子に含まれる金属酸化物としては、好ましい屈折率を得る観点から、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｃｅ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｂａ、及びＳｒからなる群から選択される１種又は２種以上を含有してなる金属酸化物が好ましく、屈折率、入手容易性、及び経済性を併せて考慮すると、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム及びＩＴＯが特に好ましい。
【００２０】
凹凸微細構造層の金属酸化物含有比率は、特に耐熱性の観点から、組成の３０質量％以上であることが好ましく、５０質量％以上であることがより好ましく、７０質量％以上であること更に好ましい。当該含有比率の上限に特に制限はなく、１００質量％であってもよい。これらは、貼り付けを行う発光素子の最表面と同等の屈折率を有することが好ましい。また、表面を平滑にするために、レベリング剤を添加してもよい。
上記高屈折ナノ粒子、例えば金属酸化物粒子の平均一次粒子径は、サイズに由来する量子効果が顕著である点、及び表面粗度の観点から、１００ｎｍ以下であることが好ましく、７０ｎｍ以下であることがより好ましい。該平均一次粒子径は、透明性の点から３ｎｍ以上であることが好ましく、５０ｎｍ以上であることがより好ましい。なお本開示において、平均一次粒子径とは数平均での値を意味する。上記平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡で観察されるナノ粒子５０個の数平均値である。
【００２１】
上記高屈折ナノ粒子分散体における高屈折ナノ粒子の含有比率は、用いる高屈折ナノ粒子及び分散媒の種類により屈折率が異なるので、一律に規定することはできないが、凹凸微細構造層の屈折率を１．６０〜２．００の範囲に制御できるように、高屈折ナノ粒子及び分散媒の種類、及び高屈折ナノ粒子の含有率を調整することが好ましい。このように、高屈折ナノ粒子（例えば、無機微粒子）及び分散媒（例えば、樹脂）の種類、及び高屈折ナノ粒子の含有率を調整することにより、発光素子の発光領域と光透過領域との界面における全反射を低減することができ、発光素子の光取り出し効率を大幅に改善することができる。
レベリング剤としては、特に組成が限定されるものではないが、分散溶媒に溶解する組成の物を選択することが好ましい。また、添加する際は屈折率の観点から、固形分に対して０．０５質量％〜２質量％であることが好ましい。
【００２２】
所望の凹凸パターンが形成された凹凸微細構造層は、用いる材料に応じて、種々の方法、例えば、周知の有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）により平滑膜を形成した後にエッチングする方法、未硬化塗布膜の形成、凹凸モールドを用いた転写、及び、乾燥又は光若しくは熱による注型硬化、を経る方法、プレス加工、射出成形等の公知の加工方法、等により形成できる。
また、高い原子屈折又は分子屈折を有する原子を含有してなる有機物樹脂としては、硫黄、セレン等の原子を有する樹脂、又は、ベンゼン環等の芳香環、若しくはトリアジン骨格等の複素環を骨格中に有する有機樹脂が挙げられる。これらの樹脂に、不飽和結合基やチオール基等の熱反応性又は光反応性の官能基を導入することにより、凹凸モールドから容易にパターンの形成ができ、凹凸微細構造層を作製することができる。
【００２３】
本実施形態における光学フィルムから構造層を貼り付けるために、構造層の平坦面側を基板に押し付けて、ラミネートする等の公知の貼り付け方法、等により貼り付けることができる。また、張り合わせる基板の上に接着剤を塗布し、熱、光、湿度等により接着剤を固化させることにより貼り付けることができる。接着剤はアクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリチオエーテル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、シアヌアクレリレート等を用いることができ張り合わせることが可能であれば特に制限されるものはないが、耐久性の観点からシリコーン樹脂であることが好ましい。
【００２４】
（構造域）
構造域２Ａは、発光素子の光取出し効率を向上させる凹凸微細構造を有している。上記凹凸微細構造のパターンは、典型的には、凹凸微細構造として、多数の突起を有する。突起は、周期的な配置であっても、周期的な配置でなくてもよく、長期的な秩序を持っていてもよい。また、各突起の形状は、同じでも異なっていてもよい。図３を参照すれば、各々の突起に関して、頂部Ｔと底部Bとを画定できる。凹凸パターンの大きさとしては、凹凸パターンの幅W（上記突起における底部の幅）が貼り付けを行う発光素子の発光波長と同程度かそれ以下であることが好ましく、また、凹凸パターンの高さ（上記突起における底部から頂部までの高さｈ）が貼り付けを行う発光素子の発光波長と同程度かそれ以上のものであることが好ましい。この場合、発光素子と周囲の封止部材との界面でのこれらの間の屈折率差がより緩和されて光の反射が抑制されるとともに、光散乱の効果が良好に得られる。その結果、凹凸パターンがない場合には、発光素子と周囲の封止部材との界面で臨界角を超えて全反射し、発光素子の内部に閉じ込められていた光も、光の進行方向が変化するために、臨界角以内に入る割合が増加することによって光取り出し量が向上する。
【００２５】
特に、凹凸パターン（凹凸微細構造）の高さ（図３におけるｈ）は、好ましくは１５０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下、より好ましくは３００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下、更に好ましくは３３０ｎｍ以上１３００ｎｍ以下、特に好ましくは３５０ｎｍ以上１２００ｎｍ以下である。微細構造の高さが１５０ｎｍ以上である場合、光散乱効果の点で有利であり、２０００ｎｍ以下である場合、生産性の点で有利である。
光散乱性は反射スペクトルから判断でき、発光素子の光の波長に対して反射率が０％以上１０％以下であることが好ましく、０．２％以上５％以下であることが光取り出し効率の観点からより好ましく、０．４％以上３％以下であることが更に好ましい。
【００２６】
また、凹凸パターンの幅ｗは、好ましくは１００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下、より好ましくは２００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下、更に好ましくは２５０ｎｍ以上１４００ｎｍ以下である。微細構造の幅が１００ｎｍ以上である場合、光り取り出し性の点で有利であり、２０００ｎｍ以下である場合、歩留まり、生産性の点で有利である。
【００２７】
凹凸微細構造のアスペクト比は凹凸微細構造の高さ（ｈ）／幅（ｗ）で定義される。凹凸パターンのｈ、ｗは、図３に示すように、凹凸微細構造としての突起の底部Ｂと頂部Ｔとを画定し、底部から頂部までの高さをｈとし、底部の幅をｗとして測定することができる。上記測定は、走査型電子顕微鏡を用い、本明細書の実施例の項に記載の方法又はこれと同等であることが当業者に理解される方法を用いて測定される。
凹凸微細構造のアスペクト比は、好ましくは０．３以上２以下である。
【００２８】
構造域２Ａにおける凹凸構造の高さは、本明細書の実施例の項に記載の走査型電子顕微鏡を用いた方法、又はこれと同等であることが当業者に理解される方法で測定される値である。また、構造域２Ａにおける凹凸構造の幅ｗ、及び先述の構造層２の厚みｔ２も、同様の方法によって測定することができる。
【００２９】
（隙間路）
隙間路２Ｂは構造域２Ａのように構造層を形成していてもよく、形成していなくてもよい。隙間路２Ｂはレーザーにより改質層を形成するダイシングを行うレーザー光の波長で４０％以上の透過率があればよく、構造層のダメージを軽減できる点から６０％以上が好ましく、量産性の観点から７０％以上であることがより好ましい。レーザーにより改質層を形成するダイシングに用いられるレーザー光としてはダイシングする基材に対して透過性を有するパルスレーザー光が用いられるが、透明光学材料において３００ｎｍ〜８００ｎｍにおける透過率の最大値が４０％以上であれば、ＩＲ領域においても４０％以上の透過率を有すると考えられる。
【００３０】
レーザーにより改質層を形成するダイシングでは、基板の内部に集光点を合わせて、集光点におけるピークパワー密度が１×１０８（Ｗ/ｃｍ２）以上でかつパルス幅が１μｓ以下の条件で、基材に対して透過性を有するレーザー光を、隙間路２Ｂを介して基板の裏面から入射させ、基板の切断予定ラインに沿って基板の内部にクラック領域を含む改質領域を形成する工程を備えることを特徴とする。
隙間路２Ｂは上記の透過率を有する場合に限り、凹凸構造が形成されていてもよいし、形成されず平坦化されていてもよい。平坦化度は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１、ＪＩＳ  Ｂ  ００３１により定義される平均算術粗さＲａで表現でき、原子間力顕微鏡を用いた方法で求めることができる。Ｒａは、０ｎｍ超５０ｎｍ未満であることが好ましく、４０ｎｍ未満であることがより好ましく、更に好ましくは３０ｎｍ未満であり、より更に好ましくは１０ｎｍ未満である。５０ｎｍ未満の場合、レーザー光の透過率が高くなり、基材に改質層を形成する上で有利である。隙間路２Ｂは、発光素子を個片化するために切断される境界線の位置に形成されることが好ましい。これにより、レーザーにより改質層を形成するダイシングで、発光素子が個片化できる。
【００３１】
隙間路２Ｂの透過率は基板との屈折率差、隙間路の光の吸収、及び表面形状に依存する。好ましい表面形状として、表面粗さの小さい平坦な形状、及び使用するレーザーの波長より十分小さい高さ、幅を有する微細凹凸形状を表面に有する反射防止形状が挙げられる。
隙間路２Ｂの幅は、レーザー光のスポットサイズより大きいことが好ましく、具体的には、０．４μｍ以上が好ましく、より好ましくは１．０μｍ以上、更に好ましくは１０μｍ以上、特に好ましくは１００μｍ以上である。また、光取り出しの観点で、１００００μｍ以下が好ましく、より好ましくは１０００μｍ以下が、更に好ましくは１００μｍ以下が、特に好ましくは５０μｍ以下である。
隙間路２Ｂの材質は、構造域２Ａと同質であってもよく、異なっていてもよいが、生産性の観点で、同質のほうが好ましい。
【００３２】
（接着層）
本実施形態における光学フィルムは、上記構造層の凹凸構造と反対側の面に、接着層３を有することが生産性の観点から好ましい。接着層は、サファイア及びＩＴＯ表面に代表される発光素子の接着対象表面と、構造層との密着性に優れ、例えば、ＬＥＤ製造時のチップ化ダイシング工程に耐えることができる。このような効果を奏する理由は明らかではないが、接着対象表面と構造層の表面自由エネルギーの間となる表面自由エネルギーを持つ接着層を介することでより強固な表面濡れを達成できるためと考えられる。
接着層による光散乱を防止し、効果的に光取り出しが行われるようにするために、接着層の厚さ（図３におけるｔ１）は発光層で発せられる光の波長の１／２以下であることが好ましく、光散乱をより低減するために、該波長の１／４以下であることがより好ましい。また、接着層は基材及び凹凸微細構造層の表面の凹凸に対して追従して変形するため、数ｎｍの厚みを持つことが好ましい。この観点から、接着層の膜厚は、好ましくは１ｎｍ以上５００ｎｍ以下、より好ましくは３ｎｍ以上２００ｎｍ以下、更に好ましくは５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。上記膜厚は、走査型電子顕微鏡を用い、本明細書の実施例の項に記載の方法又はこれと同等であることが当業者に理解される方法を用いて測定される値である。
【００３３】
また、接着層の波長３００ｎｍ〜８００ｎｍにおける透過率の最大値は、ダイシング性の観点から好ましくは７０％以上である。
【００３４】
また、接着層３を形成するために用いる接着剤としては、熱又は光潜在硬化性を有する、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリチオエーテル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができる。これらの樹脂系の接着剤は、光ラジカル開始剤や光カチオン発生剤等の光開始剤を用いることにより、露光による接着が可能となるため、生産性の点で優れる。
接着層３は、凹凸微細構造層上に、希釈された又は非希釈の液状の接着剤を塗布した後、ポストベークして形成してもよいし、接着層がガラス転移温度を有する固形の樹脂固形状態の樹脂であればフィルム状の凹凸微細構造層と接着される面とを貼り合わせた後、加熱・加圧条件下でラミネートすることで形成してもよい。ラミネートは空気下で行うことも出来るが、エアの混入による貼り付け歩留まりの低下を軽減できる点から、真空状態でラミネートすることがより好ましい。
【００３５】
接着層３は、熱ラミネートでの転写性を高めることから、ガラス転移温度を有することが好ましい。ガラス転移温度は１０℃以上の温度であることが好ましく、ガラス転移温度以上でのヤング率が低くなる点から１５℃以上であることがより好ましく、貼り付け性の点から２０℃以上であることが更に好ましい。ガラス転移温度は動的粘弾性測定装置により測定される貯蔵弾性率Ｇ’と損失弾性率Ｇ”の比である損失係数ｔａｎδのピーク温度から算出される。
ガラス転移点を基準に、−２０℃の貯蔵弾性率と＋２０℃の貯蔵弾性率の比が３以上６００以下であると、熱ラミネート後の保護フィルムの剥離時の凹凸賦形構造層のパターンの未転写部分が減少する点で好ましい。３以上であることで、良好な接着層の強度が得られる観点から好ましい。６００以下であることで、樹脂にクラックが入りにくい観点から好ましい。上記−２０℃の貯蔵弾性率と＋２０℃の貯蔵弾性率の比は、１０以上５５０以下であると凹凸賦形構造層と貼り付け基板との密着力がより高くなる点からより好ましく、１５以上５００以下であることで、樹脂にクラックが入りにくい点から更に好ましい。
【００３６】
貯蔵弾性率は、可塑剤等を加える、若しくは樹脂の分子量を下げることにより任意に下げることができ、又は、接着層の分子量を上げる、若しくは樹脂に架橋密度を上げることにより上げることができる。接着層はガラス転移温度以上での貯蔵弾性率が減少することにより樹脂が軟化し、段差追従し、熱ラミネートを行う際に基材に対して密着しやすくなることから、ガラス転移温度＋２０℃での貯蔵弾性率が１０ＭＰａ以下となることが好ましく、表面追従性によるアンカー効果により接着力がより高くなる点から５ＭＰａ以下であることがより好ましく、転写欠陥が減る点から３ＭＰａ以下となることが更に好ましい。
一方で、接着層はガラス転移温度以下での貯蔵弾性率が増大することにより樹脂が硬くなり、熱ラミネート後に保護フィルムの剥離が容易になり、また凹凸賦形構造層が基板に対して密着しやすくなり、貼り付け信頼性が大きく向上する点からガラス転移温度−２０℃での貯蔵弾性率が１０ＭＰａ以上となることが好ましく、凹凸賦形構造層と貼り付け基板との接着力がより高くなる点から２０ＭＰａ以上であることがより好ましく、タック性が無くなりハンドリング性に優れることから３０ＭＰａ以上であることが更に好ましい。
接着剤を成長基板上に塗布する方法としては特に限定されず、スピンコーター、バーコーター、キャピラリーコーター、Ｒ＆Ｒコーター、スロットダイコーター、リップコーター、コンマコーター、グラビアコーター等の方法を用いることができる。
【００３７】
接着層３は、熱又はＵＶ光により反応する官能基および反応を進行させる触媒、開始剤を用いることにより重合させ硬化することができる。熱又は光により硬化する官能基としてはアクリル基、メタクリル基、スチリル基などの不飽和結合基、エポキシ基、オキセタン基等の開環重合基、ヒドロシリル化反応、エン−チオール反応、フィスゲン反応等を用いることができる。
接着層３が貼り付けられる基板としては、ＬＥＤ等光半導体の最表面に来る透明導電膜、サファイア、シリコン、ＧａＮ、シリコンカーバイド等が好ましく、汎用性の点からＩＴＯ又はサファイアが特に好ましい。
【００３８】
（保護層）
本実施の形態の光学フィルムにおいて、構造層２を保護するために保護層１が形成されている。保護層１は、構造域２Ａと隙間路２Ｂを形成するための凹凸モールドであることができる。以下、保護層が凹凸モールドである場合について詳説する。
凹凸モールドとしては、金型、ガラスモールド、樹脂モールド等を用いることができる。特にコスト、生産性、離形性、構造域２Ａと隙間路２Ｂとの作り分けの観点から、樹脂モールドを用いることが好ましい。また、樹脂モールドは、用いる材料に応じて、単一の組成からなるフィルム自身が凹凸を有するもの、平坦なフィルム（基材フィルム１０）に凹凸を持つ樹脂モールド層１１を形成するもの等を使用することができる。
【００３９】
基材フィルム１０の材料としては、ＰＥＴやＴＡＣ，ＣＯＰ，ＰＥＮ等の透明フィルムを用いることができ、コスト、生産性の点からＰＥＴやＴＡＣが好ましい。
基材フィルム１０の膜厚としては、３０μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、汎用性及びロールとして巻き取り性に優れることから５０μｍ以上３００μｍ以下であることがより好ましい。
樹脂モールド層１１に用いられる樹脂としては、特に限定されるものではないが、熱や光に対して硬化する樹脂であることが好ましく、生産性の点から露光により硬化する樹脂であることがより好ましい。光により硬化する樹脂としては、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられ、貼り付け転写時に凹凸微細構造層との離型性に優れることが好ましく、樹脂内にＳｉ原子やＦ原子といった原子を有することが更に好ましい。
凹凸モールドの凹凸パターンとしては、構造層２に対して反対の構造をもつこととなり、構造層２の構造に追従する構造となる。
【００４０】
（光学フィルムの製造方法）
所望の形状を有する構造域２Ａと隙間路２Ｂとが形成された構造層２は、用いる材料に応じて、種々の方法、例えば、ＭＯＣＶＤ法により平滑膜を形成した後にエッチングする方法、未硬化塗布膜の形成、凹凸モールドを用いた転写、及び、乾燥又は光若しくは熱による注型硬化、を経る方法、プレス加工、射出成形等の公知の加工方法、等により形成できる。特に、生産性の観点から、凹凸モールドを用いて、塗工、乾燥を行う方式が、好ましい。
塗工方法は、スピンコーター、バーコーター、キャピラリーコーター、Ｒ＆Ｒコーター、スロットダイコーター、リップコーター、コンマコーター、グラビアコーター等の方法を用いることができる。生産性及び膜厚の観点から、グラビアコーターによる塗工が好ましい。
【００４１】
接着層３の形成は、凹凸微細構造層の上に直接塗工を行う方法、又は接着層を別途塗工し、貼り合わせる方法により形成できる。塗工方法は、スピンコーター、バーコーター、キャピラリーコーター、Ｒ＆Ｒコーター、スロットダイコーター、リップコーター、コンマコーター、グラビアコーター等の方法を用いることができる。生産性及び膜厚の観点から、グラビアコーター、キャピラリーコーター、リップコーターによる塗工が好ましい。
接着層を直接凹凸微細構造層に塗工する場合は、接着剤の濡れ性を高めるために、凹凸微細構造層表面に、オゾン、プラズマ、コロナ等による表面処理を組み合わせてもよい。
接着層を別途塗工する場合は、使用する基材は限定されないが、成膜性の観点から、表面凹凸の少ない基材を用いることが好ましい。更に貼り合わせ後の剥離性の観点から、表面に剥離処理が施されている基材がより好ましい。
【００４２】
（光学フィルムの基板への貼り付け）
本実施の形態の光学フィルムは、使用形態のひとつとして発光素子を具備する基板上に貼り付けることにより使用される。
発光素子を具備する基板の所望の位置に構造域と隙間路を形成するための位置合わせは、公知の方法を用いることができる。例えば、基板のオリフラ、又は刻印を目印に光学フィルムを張り付ける方法などがある。また、光学フィルムに刻印をつけておくこともできる。光学フィルムに刻印をつける方法を用いると、位置合わせを簡便に行うことができ、生産性の観点で有利である。
【００４３】
（発光素子）
凹凸構造を有する発光素子は、上記の基板と光学フィルムとの構造体を個片化することで形成することができる。凹凸構造を有する発光素子は、界面での全反射による光のロスが低減されることで光取り出し効率が向上する点で好ましい。
【００４４】
（発光素子の製造方法）
凹凸構造と平坦な隙間路を有する前記構造体を発光素子に個片化する方法として、ダイシングを用いることができる。ダイシングの種類としては、機械的に基板を切断するブレードダイシング、レーザーを用いて基板表面でアブレーションを起こさせて基板を切断する方法、レーザーで基板内部に改質層を形成し割断するダイシング等の公知の手法が用いられる。レーザーで基板内部に改質層を形成し割断するダイシングを用いる場合、切除除去エリアが小さく、カケが発生しにくいため生産性の観点で有利である。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例及び比較例により本実施形態を具体的に説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。
＜特性評価＞
各実施例及び比較例で製造した光学フィルムについて、下記の装置及び方法により評価を行った。
（１）構造層の屈折率の測定
シリコンウェハ上に構造層となる樹脂を、スピンコーターを用いて１０ｎｍ厚に塗布し、１２０℃で１分加熱し、１，０００ｍＪ／ｃｍ２で露光硬化し、自動エリプソメーター（溝尻光学工業所製、ＤＶＡ−３６ＬＡ）で波長５８９ｎｍにおける屈折率を測定した。
【００４６】
（２）隙間路の透過率の測定
隙間路に焦点をしぼり、島津製作所製の紫外可視光分光光度計  ＵＶ−１６００ＰＣを用いて、波長８００ｎｍ〜３００ｎｍにおける透過率を測定した。
【００４７】
（３）隙間路の表面粗さの測定
原子間力顕微鏡ＡＦＭ（キーエンス製ＶＮ−８０００）を用いて測定し、付属の解析ソフト（ＶＮ−ＨＩＶ８）を用いて隙間路の表面粗さＲａを算出した。
【００４８】
（４）凹凸微細構造層における微細構造の高さ、及び接着層厚み
ダイシング後のチップを１インチＳＥＭ台にカーボンペーストを用いて貼り付け、オスミウム蒸着したものを、ＦＥ−ＳＥＭ（日立ハイテク社製の電界放出形走査電子顕微鏡、ＳＵ−８０１０）を用いて５０，０００倍で観察し、凹凸微細構造層の微細構造の高さ及び幅、凹凸微細構造層の厚み、並びに接着層厚みを確認した。上記電子顕微鏡像において、図３に示すように、凹凸微細構造としての突起の底部Ｂと頂部Ｔとを画定し、微細構造の高さｈを求めた。また凹凸微細構造としての突起の幅ｗ、凹凸微細構造層の厚みｔ２、及び接着層の厚みｔ１をそれぞれ画定及び計測した。
【００４９】
（５）接着層の透過率の測定
２インチの１００ミクロン厚の両面研磨サファイアウェハの上に、スピンコーターを用いて１ミクロン厚に塗布したサンプルを形成し、島津製作所製の紫外可視光分光光度計  ＵＶ−１６００ＰＣを用いて、波長８００ｎｍ〜３００ｎｍにおける透過率を測定した。
【００５０】
（６）光取り出し効率
１ｍｍ□に個片化した発光素子の上に３ｍｍφ半球レンズ型にＬＥＤ封止材（ＳＣＲ１０１６、信越シリコーン製）を成形し、１００℃で１時間、１５０℃で５時間加熱し、半導体発光素子を作製した。作製した半導体発光素子について、発光量の測定を行い、リファレンスに対して発光量が１．２倍以上のものをＡＡＡ、１．１倍以上１．２倍未満のものをＡＡ、1.０５倍以上１．０倍未満のものをＡ、1．０倍未満のものをＢとした。
【００５１】
（７）ダイシング性
浜松ホトニクス製のレーザーダイシングエンジンを用い、特開２００２−１９２３６７号公報に準ずるダイシング条件に従い隙間路に沿って（隙間路を有さない場合は基板の個片化する所定の位置で）基板の改質を行い、基板の改質を形成でき所定の位置で基板を個片化できたものを○、一部改質されたが、基板を個片化できなかったものを△、基板の改質が出来なかったものを×とした。
【００５２】
（８）貼り付け性
真空ラミネータ（名機製作所社製、ＭＶＬＰ）を用いて１２０℃、４ｂａｒの加圧条件下で２インチのサファイアウェハ上に接着層付き光学フィルムを貼り付けた。室温まで戻した後、保護フィルムモールドを手で剥離した際に、接着層及び構造層がサファイアウェハ上に、その面積の８０％以上転写されたもの○、３０％以上８０％未満転写されたものを△、３０％未満転写されたものを×とした。
【００５３】
＜モールド用ＵＶ硬化樹脂の作製＞
ガラス製遮光ビンにＭ−３５０を４００質量部（東亞合成製）、ＤＡＣ−ＨＰ（ダイキン工業製）７０質量部、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４（ＢＡＳＦジャパン）を８質量部、をよく混合することでＵＶ硬化樹脂を得た。
【００５４】
＜モールドの作製＞
離形処理を施した、２Ａ構造域と２Ｂ隙間路に対応する領域を持つマスターモールド（ＰＥＴフィルム）に、ＵＶ硬化樹脂を塗布し、ＰＥＴフィルムをかぶせた。３００ｍＪ／ｃｍ２で露光しＵＶ硬化樹脂を硬化し、剥離することで構造域と隙間路を有するモールド（Ｇ２モールド）を得た。
【００５５】
［実施例１］
＜構造層の作製＞
以下の表１に示すパターン構造を有する構造層と隙間路を有するＧ２モールド上に１，２−エタンジチオール（東京化成製）を６８重量部質量部にテトラビニルシラン３２重量部質量部（信越シリコーン製）、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（ Ｄａｒｏｃｕｒｅ（登録商標）１１７３（ＢＡＳＦ（株）製））１．５重量部質量部、Ｎ−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩（和光純薬工業（株）製：商品名「Ｑ−１３０１」）０．００２５重量部質量部を配合し、よく混合し硬化性組成物を得た。バーコーターを用いて塗布し、メタルハライドランプ（フュージョンＵＶシステムズ・ジャパン製ＣＶ−１１０Ｑ−Ｇ）を用いて１，０００ｍＪ／ｃｍ２で露光、硬化して、保護層と構造層の積層体を得た。
【００５６】
＜接着層の作製＞
凹凸賦形シートにＳＣＲ１０１１（信越シリコーン製）のＡ液とＢ液の重量比１：１の混合物のプロピレングリコールモノメチルエーテル２−アセテート（ＰＧＭＥＡ）１０質量％溶液を、乾燥後の膜厚が５００ｎｍとなるよう、構造層の保護層と接する面と反対側の面にバーコーターで塗布し、１２０℃、２ｈ加熱することで接着層を有する光学フィルムを作製した。
【００５７】
＜光学フィルムの貼り付け＞
２インチのサファイアウェハ上に、光学フィルムの接着層側の面を重ね合わせ、真空ラミネータ（名機製作所）を用いて、１２０℃、４ｂａｒで張り合わせた後、３０℃でＧ２モールドを剥離することでサファイア表面上に接着層を介して構造層を貼り付けた。
作製した光学フィルムについて、上記の方法にて各特性を評価した。結果を以下の表１に示す。
【００５８】
＜素子の作製＞
サファイア基材上に、ＭＯＣＶＤにより、ＡｌＧａＮ低温バッファ層、ｎ型ＧａＮ層、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、IｎＧａＮ発光層（ＭＱＷ）、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、ｐ型ＧａＮ層をこの順で積層し、更に電子ビーム蒸着により、ＩＴＯ層を積層した。その後、フォトリソグラフィーでレジストをパターニングし、ｐ側電極、及びｎ側電極が形成される領域の光取出し層をドライエッチングで除去した。いったんレジストを剥離した後、ｎ側電極が形成される領域は、更にフォトリソグラフィーによるレジストパターニングとＩＴＯエッチング、塩素系ガスによるドライエッチングを行ってエッチング加工を行い、ｎ型ＧａＮ層を露出させた。再度レジスト剥離を行い、フォトリソグラフィーでレジストをパターニングし、リフトオフ法を用いて金属を蒸着して電極パッドを取り付けて、ｐ側電極及びｎ側電極を形成した。その後、サファイア基板の発光層と反対側の面を研磨した。以上により、発光層付基板を作製した。上記の発光層付基板の発光層と反対側の面に、光学シートを張り付けることで、積層体を形成し、１ｍｍ□に個片化した。発光素子の上に３ｍｍφ半球レンズ型にＬＥＤ封止材（ＳＣＲ１０１６、信越シリコーン製）を成形し、１００℃で１時間、１５０℃で５時間加熱し、半導体発光素子を封止した。
【００５９】
［実施例２］
＜凹凸賦形構造層の作製＞
以下の表１に示すパターン構造を有する構造層と隙間路を有するＧ２モールド上にＮＲＣ−１３７ＲＥ（ナガセケムテック製、酸化ジルコニウムを含む樹脂２０質量％のシクロヘキサノン溶液）を、バーコーターを用いて塗布し、４０℃ホットプレート上で、５分間乾燥した。メタルハライドランプ（フュージョンＵＶシステムズ・ジャパン製ＣＶ−１１０Ｑ−Ｇ）を用いて１，０００ｍＪ／ｃｍ２で露光、硬化して、保護層と構造層の積層体を得た。
＜接着層の作製＞
乾燥後の膜厚を２００ｎｍに調整した以外は実施例１に準じた。
＜光学フィルムの貼り付け＞
実施例１に準じた。
＜素子の作製＞
実施例１に準じた。
【００６０】
［実施例３］
＜凹凸賦形構造層の作製＞
以下の表１に示すパターン構造を有する構造層と隙間路を有するＧ２モールドを用いた以外は実施例２に準じた。
＜接着層の作製＞
乾燥後の膜厚を１００ｎｍに調整した以外は実施例１に準じた。
＜光学フィルムの貼り付け＞
実施例１に準じた。
＜素子の作製＞
実施例１に準じた。
【００６１】
［実施例４］
＜凹凸賦形シートの作製＞
以下の表１に示すパターン構造を有する構造層と隙間路を有するＧ２モールドを用い、ＮＲＣ−１３７ＲＥをＮＲＣ−３１３２Ｐ（ナガセケムテック製、酸化チタンナノ粒子を含む樹脂２０質量％のプロピレングリコールモノメチルエーテル溶液）に変えた以外は実施例２に準じた。
＜接着層の作製＞
接着層としてアロニックス０２３９−Ｆ（東亜合成化学工業）のプロピレングリコールモノメチルエーテル２−アセテート（ＰＧＭＥＡ）１０質量％溶液を、乾燥後の膜厚が１５０ｎｍとなるようバーコーターで塗布し、メタルハライドランプ（フュージョンＵＶシステムズ・ジャパン製ＣＶ−１１０Ｑ−Ｇ）を用いて３００ｍＪ／ｃｍ２で露光、硬化し接着層を有する光学フィルムを作製した。
＜光学フィルムの貼り付け＞
実施例１に準じた。
＜素子の作製＞
実施例１に準じた。
【００６２】
［実施例５］
＜凹凸賦形シートの作製＞
以下の表１に示すパターン構造を有する構造層と隙間路を有するＧ２モールドを用いた以外は実施例４に準じた。
＜接着層の作製＞
ＳＣＲ１０１１（信越シリコーン製）のＡ液とＢ液の重量比１：１の混合物のプロピレングリコールモノメチルエーテル２−アセテート（ＰＧＭＥＡ）１０質量％溶液を、上記混合物の５質量％溶液に変えて、乾燥後の膜厚を５０ｎｍとなるようバーコーターで塗布した以外は実施例１に準じた。
＜光学フィルムの貼り付け＞
実施例１に準じた。
＜素子の作製＞
実施例１に準じた。
【００６３】
［比較例１］
＜凹凸賦形シートの作製＞
以下の表１に示すパターン構造を有する構造層を有し、隙間路を有さないＧ２フィルムを用いた以外は、実施例４に準じた。
＜接着層の作製＞
乾燥後の膜厚が１５０ｎｍとなるようにバーコーターで塗布した以外は実施例１に準じた。
＜光学フィルムの貼り付け＞
実施例１に準じた。
＜素子の作製＞
実施例１に準じた。
【００６４】
［比較例２］
＜凹凸賦形シートの作製＞
凹凸構造層を有さないＧ２フィルムを用いた以外は、実施例５に準じた。
＜接着層の作製＞
乾燥後の膜厚が１５０ｎｍとなるようにバーコーターで塗布した以外は実施例１に準じた。
＜光学フィルムの貼り付け＞
実施例１に準じた。
＜素子の作製＞
実施例１に準じた。
【００６５】
［比較例３］
＜凹凸賦形シートの作製＞
実施例４に準じた。
＜接着層の作製＞
乾燥後の膜厚が１５０ｎｍとなるようにバーコーターで塗布した以外は実施例１に準じた。
＜光学フィルムの貼り付け＞
基板への貼り付け前に保護層を剥離した後、真空ラミネータ（名機製作所）を用いて、１２０℃、４ｂａｒで張り合わせることでサファイア表面上に接着層を介して構造層を貼り付けたが、構造層が破壊され貼り付けられなかった。
＜素子の作製＞
実施例１に準じた。
【００６６】
【表１】
2015201276.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明に係る光学フィルムを貼り付けた半導体発光素子は高い光取り出し効率によって輝度向上の効果を奏するので、白色ＬＥＤ照明、ディスプレイバックライト等の分野において好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１    保護層
１０    基材フィルム
１１    樹脂モールド層
２    構造層
２Ａ    構造域
２Ｂ    隙間路
３    接着層
Ｂ    凹凸微細構造の突起の底部
Ｔ    凹凸微細構造の突起の頂部
ｗ    凹凸微細構造の突起の幅
ｔ２    凹凸微細構造層の厚み
ｔ１    接着層の厚み
【図１】
2015201276.tif 000004
【図２】
2015201276.tif 000005
【図３】
2015201276.tif 000006