(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー層としてのポリマーフィルムの両面に、そのポリマーフィルムを形成するポリマー層とは屈折率の異なるポリマー層を設けてなり、そのフィルム両面に設けたポリマー層が同じポリマーからなるフィルムＦを積層密着してなる積層体を、その積層方向が幅方向となるように薄層切断して、積層したポリマー層が平面方向に配列してなる薄層体を形成することを特徴とする異種ポリマー配列板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の異種ポリマー配列板の製造方法において、ポリマーフィルムの両面に設けたポリマー層がキャスト方式で形成したものである異種ポリマー配列板の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の異種ポリマー配列板の製造方法において、各ポリマー層の厚さが２００μm以下のフィルムＦを用いた積層体をそれに積層方向のズラシ力を負荷して各ポリマー層が厚さ方向に傾斜配列した変形処理下に薄層切断する異種ポリマー配列板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、導波路型拡散板などとして有用な異種ポリマー配列板の製造方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
従来、導波路型拡散板としては、フォトリソグラフィー方式によるものが知られていた。しかしながら、量産性に乏しく、製造に特殊配合の樹脂組成物を要してその調製に多時間、多労力を要する問題点があった。
【０００３】
【発明の技術的課題】
本発明は、汎用なポリマーを用いることができて屈折率差等の光学特性を幅広く設定でき、量産が容易な異種ポリマー配列板の製造方法の開発を課題とする。
【０００４】
【課題の解決手段】
本発明は、ポリマー層としてのポリマーフィルムの両面に、そのポリマーフィルムを形成するポリマー層とは屈折率の異なるポリマー層を設けてなり、そのフィルム両面に設けたポリマー層が同じポリマーからなるフィルムＦを積層密着してなる積層体を、その積層方向が幅方向となるように薄層切断して、積層したポリマー層が平面方向に配列してなる薄層体を形成することを特徴とする異種ポリマー配列板の製造方法を提供するものである。
【０００５】
【発明の効果】
本発明によれば、屈折率の異なるポリマー層の積層体を切断する方式にて形成できて量産性に優れると共に、フォトリソグラフィー装置の如き特殊装置の必要なく製造でき、また積層方式であることより積層するポリマー層を汎用なポリマーなどより幅広く選択できて屈折率差等の光学特性を幅広く設定でき、積層の際にフィルムを表裏の区別なく用いることができて積層効率に優れている。
【０００６】
【発明の実施形態】
本発明による異種ポリマー配列板は、屈折率の異なるポリマー層が所定の繰返し単位にて平面方向に密着状態で配列したものからなる。その例を図１、図２、図３に示した。１，２、３，４が屈折率の異なるポリマー層である。なお図は、異種ポリマー配列板の概略を示したものである。
【０００７】
かかる異種ポリマー配列板の製造は、ポリマー層としてのポリマーフィルムの両面に、そのポリマーフィルムを形成するポリマー層とは屈折率の異なるポリマー層を設けてなり、そのフィルム両面に設けたポリマー層が同じポリマーからなるフィルムＦを積層密着してなる積層体を、その積層方向が幅方向となるように薄層切断して、積層したポリマー層が平面方向に配列してなる薄層体を形成する方法にて行うことができる。
【０００８】
前記積層体の形成は、適宜な方式にて行うことができる。ちなみにその例としては、図５に例示した如くポリマーフィルム１４の両面に、そのポリマーフィルムを形成するポリマーとは屈折率の異なるポリマー層１３を塗工付設し、そのフィルム両面のポリマー層１３を同じポリマーからなるものとしたフィルムＦを形成してそれを積層する方式があげられる。なお図４は、参考例を示したものであり、屈折率の異なるポリマーフィルム１１，１２，・・・を所定の繰返し順序で積層したものである。
【０００９】
また図６に例示した如く、多層押出し方式やポリマー液の重ね塗り方式などで屈折率の異なるポリマー１５，１６，１７からなるラミネートフィルム１８を形成し、それを積層する方式などにても前記した積層体を形成することができる。なおポリマー１５，１７は、同じものである。ポリマーフィルムの両面に設けるポリマー層は、前記した塗工付設方式等のキャスト方式にて形成することが好ましい。
【００１０】
フィルムＦの全積層数は、目的とする異種ポリマー配列板の幅長さなどに応じて適宜に決定することができる。
【００１１】
積層する屈折率相違のポリマー層の組合せは、使用目的になどに応じて適宜に決定しうるが、導波路型拡散板などを得る点よりは隣接するポリマー層の屈折率差が０．００１〜０．５、就中０．００３〜０．４、特に０．００５〜０．２であることが好ましい。
【００１２】
積層体における各ポリマー層の厚さは、使用目的などに応じて適宜に決定しうるが、一般には０．１〜２００μm、就中０．５〜１００μm、特に１〜５０μmとされる。積層効率などの点よりは、フィルムなどとしたものを積層する方式が好ましい。ポリマーフィルムの両面に屈折率相違のポリマー層を設け、そのポリマー層をフィルムの両側で同じものとしたフィルムＦは、それを積層する際に表裏の区別なく用いることができて積層効率などの点より有利である。
【００１３】
なおフィルム等を用いて積層したことにより、ポリマー層間の密着処理を要する場合には、例えば積層界面を形成するポリマー層が溶融する温度に積層体を加熱してプレス処理する方式などにより密着処理することができる。またポリマー系接着剤を介して密着処理する方式なども採ることができる。その接着剤には、ホットメルト型や感圧接着型などの適宜なものを用いうる。
【００１４】
積層体を形成する屈折率相違のポリマー種については特に限定はなく、適宜な種類のものであってよい。また一般には透明性に優れるポリマーが好ましく用いうるが、これに限定されない。ちなみに前記ポリマーの例としては、アクリル系ポリマーやシリコーン系ポリマー、ポリエステルやポリウレタン、ポリエーテルスルホンやポリカーボネート、ポリアミドやポリイミド、ポリオレフィンやアセテート系ポリマー、ポリビニルアルコールやポリスチレン、酢酸ビニル系ポリマーやポリ塩化ビニル、ポリエーテルや各種ゴム系ポリマー、各種液晶ポリマー、あるいはフェノール系やメラミン系、アクリル系やウレタン系、アクリルウレタン系やエポキシ系やシリコーン系等の熱硬化型、ないし紫外線硬化型の樹脂などがあげられる。
【００１５】
本発明による異種ポリマー配列板における屈折率相違のポリマー層の界面における屈折率特性は、ステップインデックス型やグレーデッドインデックス型などの適宜なものであってよい。ちなみにグレーデッドインデックス型の屈折率特性は、例えば屈折率相違のポリマー層の界面にそれらの層を形成するポリマー同士が相互に混合融合するように融着処理して明確な界面を消失させる方式などにより付与することができる。
【００１６】
また異種ポリマー配列板における屈折率相違のポリマー層の界面は、図１，２に例示の如く平滑面からなっていてもよいが、拡散効果の向上などの点よりは図３に例示した如く凹凸構造に形成されていることが好ましい。かかる凹凸構造は、例えば表面を粗面化処理したフィルムを感圧接着層等を介して積層する方式などにより得ることができる。
【００１７】
また前記した拡散効果の向上をはかる点などよりは、繰返し単位を形成する屈折率相違のポリマー層の少なくとも一層に、屈折率が相違する微粒子を分散含有させる方式も有効である。その含有微粒子に基づいてポリマー層の界面に前記した凹凸構造を付与することもできる。
【００１８】
前記した屈折率相違の微粒子としては、有機系や無機系の適宜なものを用いうる。ちなみにその例としては、例えばシリカやアルミナ、チタニアやジルコニア、酸化錫や酸化インジウム、酸化カドミウムや酸化アンチモン等からなる金属酸化物系粒子や金属粒子やその他の無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などがあげられる。目立ちにくさの点等よりは透明微粒子が好ましく用いうる。
【００１９】
本発明による異種ポリマー配列板の製造は、上記したフィルムＦを積層密着してなる積層体をその積層方向が幅方向となるように薄層切断して、積層したポリマー層が平面方向に配列してなる薄層体を形成する方法にて行うことができる。
【００２０】
図７に例示した如く、切断にはカッター等の適宜な切断手段６を用いうるが、その切断処理は積層体５の積層構造が現れた面５１に対して施すことが、切断対象面の同質化による切断処理の安定性、ひいては均厚切断性などの点より好ましい。積層方向の切断処理では切断対象のポリマー層１１，１２が順次交代して物性の相違による切断特性の変化で不安定な切断となりやすい。
【００２１】
また前記の切断に際しては図８に例示した如く、積層体５に変形処理を加えることもできる。すなわち切断処理は、積層体５に変形処理を加えることなく行って、図１に例示した如きポリマー層１，２が板平面に垂直な方向に配列した異種ポリマー配列板を得ることもできるが、積層体の変形処理下に切断処理して図２に例示した如く、ポリマー層１，２が板平面に対して、従って厚さ方向に傾斜配列した異種ポリマー配列板を得ることもできる。
【００２２】
前記したポリマー層の傾斜配列化は、透過光が屈折率相違のポリマー層界面を経由することで拡散効果が発生し、従って拡散効果の向上などに有効である。なおポリマー層の傾斜配列における傾斜角は、全反射の防止などの点より臨界角以下であることが好ましく、従ってかかる傾斜角は０度から臨界角の範囲で適宜に決定することができる。
【００２３】
前記した積層体の変形処理は、適宜な方式で行うことができる。図８の例では、積層体をプレス軸７１に巻き付けて円筒体５２とし、それをプレス軸７１と共に雌型７２に装着してプレス処理し、円筒体に積層方向のズラシ力を負荷することにより積層体を形成するポリマー層が傾斜配列してその状態が固定化されるようになっている。
【００２４】
そして図９に例示した如く、形成されたポリマー層が傾斜配列した円筒体５２を切断手段６を介し切断して薄層体を得ることにより、図２に例示の如きポリマー層が傾斜配列した異種ポリマー配列板を得ることができる。なお切断処理して得た異種ポリマー配列板は、必要に応じ表面仕上げや厚さ調節などを目的に研削処理等の適宜な処理を施すことができる。
【００２５】
本発明による異種ポリマー配列板の厚さは、使用目的などにより適宜に決定することができ、１mm以上の厚さとすることもできる。一般には軽量性や柔軟性等の取扱性などの点より、１μm〜１mm、就中５〜５００μm、特に１０〜２００μmとされる。
【００２６】
本発明による異種ポリマー配列板は、屈折率の異なるポリマー層が平面方向に配列した構造に基づいて、光の透過性や拡散性等の各種の光学特性を示し、導波路や拡散板などの各種の光学素子として好ましく用いることができる。
【００２７】
【実施例】
実施例１
厚さ６μmのポリカーボネートキャストフィルムの両面にキャスト方式で厚さ２μmのポリメタクリル酸メチル層を形成し、その１万枚を積層して熱プレスし、積層界面を密着処理して厚さ１０cmの積層体を得、それを上記図８に準じた方式で変形処理してポリマー層を２０度傾斜させた。
【００２８】
前記傾斜処理の円筒体をカッターを介し積層方向が幅方向となるように薄層切断処理して、積層したフィルム層が平面方向に配列してなる厚さ５０μm、長さ３０cm（幅１０cm）の図２の如き傾斜配列型の異種ポリマー配列板を得た。その異種ポリマー配列板に垂直平行光を入射させたところ、拡散光からなる透過光を光透過率よく得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】  異種ポリマー配列板例の概略を示した断面図
【図２】  他の異種ポリマー配列板例の概略を示した断面図
【図３】  さらに他の異種ポリマー配列板例の概略を示した断面図
【図４】  積層体の参考例を示した説明図
【図５】  積層体形成例の説明図
【図６】  他の積層体形成例の説明図
【図７】  積層体切断例の説明図
【図８】  積層体変形処理例の説明図
【図９】  他の積層体切断例の説明図
【符号の説明】
１，２，３，４：ポリマー層
１１，１２，１４：ポリマーフィルム
１３：ポリマー塗工層
１８：ラミネートフィルム
５，５２：積層体
６：切断手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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