JP2005205683A - 樹脂基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 アスペクト比の高い凹凸形状を備えた樹脂基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 樹脂基材２の上に熱可塑性樹脂を含む樹脂層３が形成され、樹脂層３がその表面に凹凸を備え、上記凹凸の凸部の高さが５μｍ以上２ｍｍ以下であり、上記凹凸のアスペクト比が１以上１００以下であり、上記熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇ１、樹脂基材２のガラス転移温度をＴｇ２とすると、Ｔｇ１が１０℃以上１００℃以下であり、Ｔｇ１−Ｔｇ２が２０℃以下である樹脂基板とする。また、表面に凹凸を備えた金型６を準備する工程と、樹脂基材２の表面に、ガラス転移温度が１００℃以下の熱可塑性樹脂を含む樹脂層３を形成する工程と、樹脂層３に対して、上記熱可塑性樹脂のガラス転移温度より１０℃以上高い温度に加熱した金型６の凹凸を押し当てて加圧する加圧工程とを含む樹脂基板の製造方法とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電気泳動表示装置、磁気泳動表示装置、有機電界発光素子等に使用される微細隔壁を備えたディスプレイパネルや、液晶表示装置に使用される凹凸形状を有する光反射板、導光板等に用いられる微細な凹凸の表面形状を有する樹脂基板とその製造方法に関する。

近年、低消費電力かつ薄型で、目への負担が少ない表示装置として、外光を利用した反射型の表示装置の研究、開発が盛んに行われており、その一例として、電気泳動型や磁気泳動型の表示装置が提案されている。これらの表示装置においては、所定の間隔を開けて配置されている２枚の基板間に、電荷や磁気を持った着色粒子を封入し、電圧や磁気により粒子を回転もしくは移動させることによって、表示を行うことを特徴としている。

これらの表示装置においては、電荷や磁気を持つ粒子同士の凝集や粒子の横方向の移動によって粒子の偏在が生じ、表示にムラができる問題がある。この問題を解決するため、基板上に凹凸を設けて微細な隔壁を形成し、その隔壁間に粒子を封入することによって粒子の凝集や横方向の移動を制限し、粒子の偏りを防ぎ、表示ムラを防止する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、他の表示装置としては、外部から入射した光を反射させて表示を行う反射型の液晶ディスプレイが、薄型で小型の表示素子として実用化されている。この表示装置において利用されている反射板の一つとして、凹凸を有する樹脂基材の上に金属膜を蒸着して光を反射、拡散する方式の基板が用いられている。この基板においては、外光を効率よく利用して明るい表示を得るために、反射板上の反射膜を適切な反射特性になるように制御することが必要である。要求される反射特性としては、使用環境や表示エリア等の条件によって、鏡面性の強い反射板から、拡散性の強い拡散板まで様々であり、それぞれの用途にあった凹凸表面を有する基板が必要とされている。

一方、自発発光型の表示装置として、有機電界発光素子の開発が進められている。この有機電界発光素子は、有機化合物からなる薄膜に電界をかけて光を放出する表示装置であり、大面積の発光素子の製造の可能性を有する表示装置として注目されている。この表示装置においては、陽極と発光層と陰極が積層した構造を基本としており、陽極から注入された正孔と、陰極から注入された電子とが、発光層中で再結合することによって発光が観測される。

上記有機電界発光素子においては、隣接する画素間の有機材料の混合や、発光層に注入された正孔や電子の拡散を防ぐため、画素間に絶縁性の隔壁を設けた構造とすることが提案されており（例えば、特許文献２参照。）、高精細化、多色化のためには、より微細な隔壁が不可欠である。

このように、これらの表示素子においては、微細かつ高精度な凹凸形状を有する基材が使用されており、このような微細な凹凸形状を樹脂基材上に形成する方法として、従来から様々な手段が用いられている。例えば、フォトリソグラフィーを用いて基材上に凹凸形状を形成する方法（例えば、特許文献３参照。）や、紫外線硬化樹脂を用いて金型で凹凸を型転写する方法（例えば、特許文献４参照。）、また、エンボス加工によって、熱可塑性のフィルムを直接的に凹凸状に加工する方法（例えば、特許文献５参照。）が知られている。
特開２００２−１４８６６２号公報 特開平８−２２７２７６号（特許第３４０１３５６号）公報 特開平４−２４３２２６号公報 特開２００１−２６０２１９号公報 特開２００３−２０８１０７号公報

しかしながら、フォトリソグラフィーによって基材上に微細な凹凸形状を形成するには、複雑な工程が数多く必要となるため、簡便に凹凸形状を形成することができない。また、従来のフォトリソグラフィーによる加工では、凹凸のアスペクト比、すなわち凹凸の凸部の線幅に対する凸部の高さの比率の高い凹凸形状を製造することが困難である。

また、紫外線硬化樹脂を用いて金型で凹凸を型転写する方法においては、金型で凹凸を形成する時に樹脂に紫外線を照射する必要があるため、紫外線を透過しない金属製の金型等を用いた場合には、金型と接していない基材側から紫外線を照射しなければならず、紫外線を透過しない基材を用いることができないという問題がある。

さらに、熱可塑性のフィルムを直接エンボス加工する方法は、基材の軟化温度近くかそれ以上の温度まで基材を熱する必要があるため、表面のみを加工したい場合においても、基材全体が変形する可能性がある。また、表面に電極パターンが形成されたフィルムにおいては、電極を損傷させずにアスペクト比の高い凹凸形状を形成することができないという問題もある。

本発明の樹脂基板は、樹脂基材の上に熱可塑性樹脂を含む樹脂層が形成された樹脂基板であって、前記樹脂層がその表面に凹凸を備え、前記凹凸の凸部の高さが５μｍ以上２ｍｍ以下であり、前記凹凸のアスペクト比が１以上１００以下であり、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇ１、前記樹脂基材のガラス転移温度をＴｇ２とすると、Ｔｇ１が１０℃以上１００℃以下であり、Ｔｇ１−Ｔｇ２が２０℃以下であることを特徴とする。

また、本発明の樹脂基板の製造方法は、表面に凹凸を備えた金型を準備する工程と、樹脂基材の表面に、ガラス転移温度が１００℃以下の熱可塑性樹脂を含む樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層に対して、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度より１０℃以上高い温度に加熱した前記金型の凹凸を押し当てて加圧する加圧工程とを含むことを特徴とする。

本発明の樹脂基板は、アスペクト比の高い凹凸形状を簡易に形成することが可能である。また、本発明の樹脂基板の製造方法は、軟化点の高い基材、光を透過しない基材、電極付きの基材等の表面上にも、基材を変形させることなく、アスペクト比の高い凹凸形状を容易に形成することが可能である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

先ず、本発明の樹脂基板の実施の形態について説明する。本発明の樹脂基板の一例は、樹脂基材の上に熱可塑性樹脂を含む樹脂層が形成された樹脂基板であって、上記樹脂層がその表面に凹凸を備え、上記凹凸の凸部の高さが５μｍ以上２ｍｍ以下であり、上記凹凸のアスペクト比が１以上１００以下であり、上記熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇ１、上記樹脂基材のガラス転移温度をＴｇ２とすると、Ｔｇ１が１０℃以上１００℃以下であり、Ｔｇ１−Ｔｇ２が２０℃以下であることを特徴とする。上記凸部の高さのより好ましい範囲は１０μｍ以上５００μｍ以下であり、上記アスペクト比のより好ましい範囲は２以上１０以下であり、Ｔｇ１のより好ましい範囲は５０℃以上９０℃以下であり、Ｔｇ１−Ｔｇ２のより好ましい範囲は１０℃以下である。

凸部の高さが５μｍ未満では必要なアスペクト比が得られにくく、２ｍｍを超えると凹凸の形成が困難となる。また、凹凸のアスペクト比が１未満では、凹凸の凸部の線幅に対する凸部の高さの比率の高い凹凸形状を得るという本発明の目的の一つが達成できず、１００を超えると凹凸の形成が困難となる。さらに、Ｔｇ１が１０℃未満では形状の保持が困難であり、Ｔｇ１が１００℃を超えると樹脂基材に変形等が生じる。また、Ｔｇ１−Ｔｇ２が２０℃を超えると樹脂基材に変形等が生じる。

ここで、本明細書における凹凸のアスペクト比とは、凹凸の凸部の高さの値をその凸部の幅の値で除した値を意味する。

次に、本発明の樹脂基板の製造方法の実施の形態について説明する。本発明の樹脂基板の製造方法の一例は、表面に凹凸を備えた金型を準備する工程と、樹脂基材の表面に、ガラス転移温度が１００℃以上の熱可塑性樹脂を含む樹脂層を形成する工程と、上記樹脂層に対して、上記熱可塑性樹脂のガラス転移温度より１０℃以上高い温度に加熱した上記金型の凹凸を押し当てて加圧する加圧工程とを含むことを特徴とする。

本実施形態によれば、金型の形状を直接樹脂層に転写することができるため、金型の型形状に応じて、微細でアスペクト比の高い凹凸形状を形成することが可能である。また、カレンダー装置によって加圧工程を行うことにより、簡便な方法で、かつ大面積に微細な凹凸加工を施すことができる。

また、軟化温度が高い樹脂基材を用いる場合においては、熱可塑性樹脂の軟化温度および金型やプレス盤の加熱温度を調整することで、樹脂基材が変形しない温度条件で凹凸形状を形成することが可能である。このため、凹凸加工による樹脂基材の変形を防ぐことが可能であり、さらに、電極層が形成された樹脂基材においても、その電極層を損傷することなく、凹凸形状を形成することが可能である。

さらに、本実施形態によれば、凹凸加工の際に紫外線を照射する必要性がないため、光を透過しない樹脂基材や、電極層が形成された樹脂基材の上にも、凹凸パターンを形成することが可能である。また、樹脂基材上に形成する樹脂層の熱可塑性樹脂の種類を選択することにより、樹脂基材の種類によらず、様々な特性を持つ隔壁を形成することが可能である。

なお、ここで作製される凹凸形状は限定されるものではなく、後述する図１に示すような格子状だけではなく、ストライプ状やハニカム状などの金型の模様によって、種々の凹凸形状に加工することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面に基づき説明する。

（実施形態１）
先ず、本発明の樹脂基板の実施の形態について説明する。図１は、本発明の樹脂基板の一例を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。図１において、本実施形態の樹脂基板１は、樹脂基材２の上に熱可塑性樹脂を含む樹脂層３が形成された樹脂基板である。樹脂層３はその表面に凸部４と凹部５とを備え、凸部４の高さａは５μｍ以上２ｍｍ以下である必要があり、より好ましくは１０μｍ以上５００μｍ以下である。また、凸部４の高さａを凸部４の幅ｂで除した値であるアスペクト比（ａ／ｂ）は１以上１００以下であることが必要であり、より好ましくは２以上１０以下である。さらに、上記熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇ１、上記樹脂基材のガラス転移温度をＴｇ２とすると、Ｔｇ１は１０℃以上１００℃以下であることが必要であり、より好ましくは５０℃以上９０℃以下であり、Ｔｇ１−Ｔｇ２は２０℃以下であることが必要であり、より好ましくは１０℃以下である。

樹脂基材２の材質としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、ナイロン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等が使用できるが、これらに限定されない。また、樹脂基材２の形状としては、熱プレスによって表面加工を施す製造工程を考慮すると、例えば、フィルム状、シート状、薄板状のような平面状であることが好ましい。

上記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂等が好ましい。これらの樹脂は、熱プレス後の形状安定性に優れているからである。また、これらの樹脂は単独で用いてもよく、複数を混合して用いてもよい。さらに、全体としての熱可塑性が失われない限り、他の樹脂成分を混合してもよい。

（実施形態２）
次に、本発明の樹脂基板の製造方法の実施の形態を説明する。

図２は、本発明の樹脂基板の製造方法の一例を示す工程図であり、樹脂基板と金型の部分のみを断面図で示したものである。先ず、図２（ａ）に示すように、樹脂基材２の上に熱可塑性樹脂を含む樹脂層３を形成する。次に、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、最終的に樹脂層３の上に形成される凹凸形状とは逆の凹凸パターンを備えた金型６を樹脂層３の上に重ね、加圧装置７によって金型６を加圧することによって、樹脂層３に凹凸形状を形成する。ここで、金型６は、加圧前に予め加熱されている。続いて、図２（ｄ）に示すように、金型６と樹脂層３とを剥離して、凹凸形状を有する樹脂基板１を作製する。

樹脂基材２としては、実施形態１で用いたものと同様のものが使用できる。また、本実施形態においては、紫外線硬化樹脂を用いた凹凸形状の形成とは異なり、加工の際に樹脂に対して紫外線を照射する必要がない。このため、樹脂基材２としては、透光性を有する樹脂基材だけではなく、紫外線を透過しない樹脂基材や、紫外線を吸収または反射するようなフィラーが混合されている樹脂基材をも使用することが可能である。また、本実施形態においては、凹凸形状は熱可塑性樹脂の加工によって形成されるため、樹脂基材２自体のガラス転移温度は制限されるものではない。

樹脂基材２の表面には、電極層や電極パターン、あるいはハードコート等の別の樹脂層が存在していてもよい。本実施形態においては、最表層の熱可塑性樹脂を凹凸形状に加工するため、このような別の中間層が存在する樹脂基材においても、表面に凹凸形状を形成することが可能である。

上記熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇ１、樹脂基材２のガラス転移温度をＴｇ２とすると、Ｔｇ１は１０℃以上が好ましく、１００℃以下であることが必要であり、より好ましくは５０℃以上９０℃以下である。Ｔｇ１が１０℃未満では形状の保持が困難となり、Ｔｇ１が１００℃を超えると樹脂基材に変形等が生じるからである。

また、Ｔｇ１−Ｔｇ２は２０℃以下が好ましく、より好ましくは１０℃以下である。Ｔｇ１−Ｔｇ２が２０℃を超えると、熱可塑性樹脂を熱プレスする際に高い温度が必要となるため、フィルムのように薄く変形しやすい形状の樹脂基材を用いた場合において、樹脂基材２が変形しやすくなるからである。また、樹脂の熱伝導性は一般に低いため、Ｔｇ１がＴｇ２より高い場合であっても、その差が２０℃以下である場合には、樹脂基材２は変形しにくい。

上記熱可塑性樹脂としては、実施形態１で用いたものと同様のものが使用できる。また、加工後の凹凸形状の加工精度および強度を向上させるために、イソシアネート基等の反応性の置換基や、エポキシ基などの熱硬化性の置換基を有する熱可塑性樹脂を用いることもできる。さらに、これらの置換基を有する低分子量の有機化合物を熱可塑性樹脂と混合させた混合樹脂も用いることができる。低分子量の有機化合物を混合して用いる場合には、ベースとなる熱可塑性樹脂として水酸基やアミノ基等の反応性の置換基を有する熱可塑性樹脂を利用し、反応性を高めることが好ましい。これらの樹脂からなる樹脂層を加熱および加圧して凹凸形状を形成した後に、室温あるいは加熱して硬化反応を行わせることによって、元の樹脂よりも高い硬度を有する樹脂層３とすることができ、凹凸形状の精度および強度を向上させることができる。

また、上記熱可塑性樹脂の中には、有機フィラーまたは無機フィラーを混合してもよい。フィラーを混合する際には、フィラーの割合は熱可塑性樹脂全体の重量割合で２０重量％以下であることが好ましい。また、フィラーの大きさは使用する金型の溝幅よりも小さいことが好ましく、金型の溝幅の２分の１以下の大きさであることがより好ましい。混合するフィラーの量が多すぎると樹脂層３の凹凸形状の形成状態が悪くなる可能性があるからである。また、フィラーの大きさが金型の溝幅よりも大きすぎると、確実に凹凸形状を形成することができなくなり、また、フィラーの大きさが金型の溝幅の２分の１を超える場合には、凹凸の加工精度が落ちる傾向があるからである。

上記熱可塑性樹脂を含む樹脂層３の厚さとしては、樹脂層３に接する金型６の溝の総体積を、金型６に接する樹脂層３の表面積で割った値（Ｈ）以上であればよく、樹脂層３の厚さは、Ｈの１．１倍以上が好ましく、Ｈの１．５倍以上がより好ましい。この範囲内であれば、金型６の全ての溝に樹脂が充填されるため、加圧による凹凸の形成が完全に行えるからである。また、樹脂基材２の表面のうち、樹脂層３が形成される側に、電極等の段差や凹凸が存在する場合には、その段差や凹凸の高さ分を上記Ｈに加えた厚さに樹脂層３を形成する必要がある。

また、樹脂層３の厚さは、樹脂基材２の厚さよりも薄いことが好ましい。樹脂層３が樹脂基材２よりも厚くなると、樹脂基材２の剛性等の物理的特性が、樹脂層３によって大きく変化する可能性があるからである。

樹脂層３は、樹脂基材２の表面との付着性が高いことが好ましい。樹脂基材２の表面と樹脂層３との付着性が悪いと、金型６から樹脂基板１を外す際に、樹脂層３と樹脂基材２との間で剥離が起こり、凹凸形状の形成が困難となる場合があるからである。

樹脂層３を形成する方法としては特に限定されないが、例えば、グラビアコート法やスプレーコート法等の塗布による方法が好ましい。樹脂基材２の表面に電極等の他の層が存在している場合においては、下層を損傷しないような条件で樹脂層３を形成する必要があるからである。

本実施形態で用いる金型６の材質については特に限定されず、金属製金型や樹脂製金型等を使用できるが、加工時の温度条件において樹脂層３の硬度よりも金型６の硬度が大きいことが必要である。

金型の形状としては、平面状、ロール状等の金型を用いることができる。ロール状の金型を用いると、加圧工程をカレンダー装置によって行うこともできる。図３は、カレンダー装置を用いた本発明の樹脂基板の製造方法の一例を示す工程図であり、樹脂基板の部分のみを断面図で示したものである。ここで、８はカレンダーロール状の金型、９は平滑なカレンダーロールを示しており、金型８を熱可塑性樹脂を含む樹脂層３に押し当てながら加圧することにより、樹脂基材２の上の樹脂層３に凹凸形状を形成することができる。この方法によれば、簡便な方法で、かつ大面積の基材に微細な凹凸加工を施すことが可能である。

カレンダーロール状の金型８は、ロールに溝を直接加工したものが望ましいが、ロールに溝を直接加工することが困難である場合には、あらかじめ平面状の金型を作製しておき、これを平滑なカレンダーロールに巻きつけることによって金型を作製してもよい。図４に、平滑なカレンダーロール１０に平面状の金型１１を巻き付けて形成した金型１２の側面図を示す。図４において、１３は巻き付けた平面状の金型１１の接合部である。

金型１２が、平滑なカレンダーロール１０の表面に平面状の金型１１を巻き付けて形成されたものであり、上記金型１２の凹凸の形状が一定の周期で繰り返される繰り返しパターンを有する場合は、平面状の金型１１を巻き付けた後の金型１２の外周の長さは、上記繰り返しパターンのピッチの長さの整数倍の長さと同じ長さであるのが最も好ましいが、厳密に同じ長さにするのは困難である。しかし、上記金型１２の外周の長さと、上記繰り返しパターンのピッチの長さの整数倍の長さとの差が、上記繰り返しパターンのピッチの長さの１５％以内、より好ましくは１０％以内、またはその差が、１０μｍと上記ピッチの長さの１％の長さから選ばれるいずれか小さい長さ以上であれば実用上の問題はほとんどない。但し、上記金型１２の外周の長さが上記範囲から外れると、図４における接合部１３において凹凸パターンの位置合わせに不都合が生じるため、連続した凹凸パターンを形成することが困難になる場合がある。

加圧を行う際の金型の加熱温度は、上記熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇ１に対して１０℃以上の温度であることが必要であり、１２０℃以下の温度であることが好ましく、２０℃以上１００℃以下がより好ましく、３０℃以上９０℃以下であることが特に好ましい。金型の加熱温度がＴｇ１に対して１０℃を下回ると、樹脂層３の変形が起こりにくく、凹凸の形成が不完全となり、また凹凸形成に必要な圧力が高くなるという不都合が生じる場合がある。また、金型の加熱温度がＴｇ１に対して１２０℃を超えると、樹脂基材２が変形しやすくなるという問題が生じる場合がある。

また、図２で示したようにバッチ式で加圧を行う場合においては、加圧工程の前において金型６を予め加熱しておくことが好ましい。これにより、樹脂層３の凹凸の形成がより容易となるからである。

また、上記加圧工程において、樹脂層３が形成されていない側の樹脂基材２の表面を加圧部材（例えば、プレス盤、カレンダーロール）により加圧する際には、上記加圧部材の温度を樹脂基材２のガラス転移温度より低い温度に設定することが好ましい。これにより、樹脂基材２の温度の上昇を抑制でき、樹脂基材２の熱変形を防止することができるからである。

カレンダー装置によって加圧を行う場合には、加圧工程の前後に、加熱ロールや熱風装置等の加熱装置、および冷却ロールや冷風装置等の冷却装置を設けることが好ましい。図５に、加熱ロール１４および冷却ロール１５を設けたカレンダー装置の模式図を示す。樹脂層３が形成された樹脂基材２は、加熱ロール１４で樹脂層３を加熱した後、カレンダーロール状の金型８と、平滑なカレンダーロール９の間で加圧されて凹凸が形成される。その後、樹脂基材２は冷却ロール１５で冷却され、ガイドロール１６によって金型８から剥離される。加熱ロール１４によってあらかじめ樹脂層３を加熱しておくことによって、短時間で凹凸の形成を行うことが可能となり、カレンダースピードを上げることができ、生産性を向上することができる。また、冷却ロール１５で樹脂基材２を冷却しながら金型８から剥離することにより、金型８と樹脂基材２の剥離性が向上し、また形成された凹凸の形状を保持しやすくすることが可能である。

形成される凹凸の形状は特に限定されないが、凹凸の凸部の高さは５μｍ以上２ｍｍ以下が好ましく、１０μｍ以上５００μｍ以下であることがより好ましい。また、上記凹凸のアスペクト比は１以上１００以下であることが好ましく、２以上１０以下であることがより好ましい。フォトリソグラフィーを用いる方法、または樹脂基材を直接エンボス加工する方法では、アスペクト比が１以上で凸部の高さが５μｍ以上の凹凸を形成することは困難であるが、本実施形態では可能である。また、凸部の高さが２ｍｍを超える場合、またはアスペクト比が１００を超える場合は、金型から樹脂基材を剥離する際に、凹凸の一部が破損する可能性が高くなり、凹凸の完全な形成が行えなくなる場合がある。

以下、実施例に基づき本発明を説明する。但し、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
樹脂基材としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム(帝人製、ガラス転移温度（Ｔｇ）：７０℃)を用い、このＰＥＴフィルムの表面に、熱可塑性樹脂としてウレタン樹脂（東洋紡製“ＵＲ８２００”、Ｔｇ：７３℃）の３０重量（ｗｔ）％のメチルエチルケトン溶液を塗布し、厚さ４０μｍのウレタン樹脂からなる樹脂層を形成した。次に、雛型となる金型をプレス機の下部熱盤の上に載置し、１１０℃に金型を加熱した。プレス機としては、東邦マシナリー製の油圧成型機を用い、金型としては、幅５０μｍ、深さ６０μｍ、ピッチ２００μｍの形状で格子パターン状に溝が形成された厚さ０．５ｍｍ、３ｃｍ四方の平面状のニッケル製金型を使用した。続いて、加熱した金型の上に、樹脂基材のウレタン樹脂層の面を下にして重ね、プレス機の上部熱盤の温度を３０℃、圧力を１００ＭＰａに設定し、３分間熱プレスを行って実施例１の樹脂基板を得た。樹脂基板が室温になった時点で金型から外し、形状を観察したところ、ＰＥＴフィルムの変形は見られなかった。この樹脂基板の表面を光学顕微鏡によって観察したところ、凸部の幅５０μｍ、ピッチ２００μｍの格子パターンが形成されていた。また、凸部の高さを触針式表面粗さ計（Ｖｅｅｃｏ社製“ＤＥＫＴＡＫ３ＳＴ”）を用いて測定したところ、高さは６０μｍであり、そのアスペクト比は１．２であった。

（実施例２）
金型の溝幅を２０μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして実施例２の樹脂基板を得た。樹脂基板が室温になった時点で金型から外し、形状を観察したところ、ＰＥＴフィルムの変形は見られなかった。この樹脂基板の表面を実施例１と同様にして観察および測定したところ、凸部の幅２０μｍ、ピッチ２００μｍ、高さ６０μｍの格子パターンが形成されており、そのアスペクト比は３であった。

（実施例３）
金型の溝幅を１０μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして実施例３の樹脂基板を得た。樹脂基板が室温になった時点で金型から外し、形状を観察したところ、ＰＥＴフィルムの変形は見られなかった。この樹脂基板の表面を実施例１と同様にして観察および測定したところ、凸部の幅１０μｍ、ピッチ２００μｍ、高さ６０μｍの格子パターンが形成されており、そのアスペクト比は６であった。

（実施例４）
ＰＥＴフィルムに、ポリビニルアセタール樹脂（積水化学製“ＢＨ−３”、Ｔｇ：７１℃）の３０ｗｔ％のメチルエチルケトン溶液を塗布し、厚さ３５μｍのポリビニルアセタール樹脂からなる樹脂層を形成し、金型の溝幅を４０μｍ、金型の温度を１０５℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例４の樹脂基板を得た。樹脂基板が室温になった時点で金型から外し、形状を観察したところ、ＰＥＴフィルムの変形は見られなかった。この樹脂基板の表面を実施例１と同様にして観察および測定したところ、凸部の幅４０μｍ、ピッチ２００μｍ、高さ６０μｍの格子パターンが形成されており、そのアスペクト比は１．５であった。

（実施例５）
金型の溝幅を２０μｍとしたこと以外は、実施例４と同様にして実施例５の樹脂基板を得た。樹脂基板が室温になった時点で金型から外し、形状を観察したところ、ＰＥＴフィルムの変形は見られなかった。この樹脂基板の表面を実施例１と同様にして観察および測定したところ、凸部の幅２０μｍ、ピッチ２００μｍ、高さ６０μｍの格子パターンが形成されており、そのアスペクト比は３であった。

（実施例６）
ＰＥＴフィルムに、ポリメチルメタクリレート樹脂（三菱レイヨン製“ダイヤナールＢＲ１０６”、Ｔｇ：５０℃）の３０ｗｔ％のトルエン溶液を塗布し、厚さ３５μｍのポリメチルメタクリレート樹脂からなる樹脂層を形成し、金型の温度を９０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例６の樹脂基板を得た。樹脂基板が室温になった時点で金型から外し、形状を観察したところ、ＰＥＴフィルムの変形は見られなかった。この樹脂基板の表面を実施例１と同様にして観察および測定したところ、凸部の幅５０μｍ、ピッチ２００μｍ、高さ６０μｍの格子パターンが形成されており、そのアスペクト比は１．２であった。

（実施例７）
金型の溝幅を３０μｍとしたこと以外は、実施例６と同様にして実施例７の樹脂基板を得た。樹脂基板が室温になった時点で金型から外し、形状を観察したところ、ＰＥＴフィルムの変形は見られなかった。この樹脂基板の表面を実施例１と同様にして観察および測定したところ、凸部の幅３０μｍ、ピッチ２００μｍ、高さ６０μｍの格子パターンが形成されており、そのアスペクト比は２であった。

（実施例８）
実施例１と同様にして、ＰＥＴフィルムの表面にウレタン樹脂からなる樹脂層を形成した。この樹脂基材を、図５に示したカレンダー装置を用い、加熱ロール１４の温度を１５０℃、金型８の温度を１５０℃、対向するカレンダーロール９の温度を３０℃、冷却ロール１５の温度を１０℃に設定し、圧力２０ＭＰａ、通過速度２ｍ／ｍｉｎで熱プレスを行って実施例８の樹脂基板を得た。金型８としては、幅２０μｍ、深さ３０μｍ、ピッチ１ｍｍの形状で格子パターン状に溝が形成された厚さ０．３ｍｍの平板状の金型を、直径１９１．０ｍｍ、円周６００．１２ｍｍの平滑なロールに巻きつけた金型を使用した。この樹脂基板の表面を実施例１と同様にして観察および測定したところ、凸部の幅２０μｍ、ピッチ１ｍｍ、高さ３０μｍの格子パターンが形成されており、そのアスペクト比は１．５であった。

（比較例１）
金型の温度を８０℃としたこと以外は、実施例２と同様にして比較例１の樹脂基板を得た。樹脂基板が室温になった時点で金型から外し、形状を観察したところ、ＰＥＴフィルムの変形は見られなかった。この樹脂基板の表面を実施例１と同様にして観察および測定したところ、凸部の幅２０μｍ、ピッチ２００μｍの格子パターンが形成されていたが、凸部の高さは５μｍから２０μｍの範囲でばらついており、凹凸の形成状態は不完全であった。

（比較例２）
ＰＥＴフィルムに、ポリメチルメタクリレート樹脂（三菱レイヨン製“ダイヤナールＢＲ８０”、Ｔｇ：１０５℃）の３０ｗｔ％のトルエン溶液を塗布し、厚さ３５μｍのポリメチルメタクリレート樹脂からなる樹脂層を形成し、金型の温度を１１０℃としたこと以外は、実施例７と同様にして比較例２の樹脂基板を得た。樹脂基板が室温になった時点で金型から外し、形状を観察したところ、ＰＥＴフィルムの変形は見られなかった。この樹脂基板の表面を実施例１と同様にして観察および測定したところ、凸部の幅３０μｍ、ピッチ２００μｍの格子パターンが形成されていたが、凸部の高さは５μｍから１０μｍの範囲でばらついており、凹凸の形成状態は不完全であった。

（比較例３）
金型の温度を１４５℃としたこと以外は、比較例２と同様にして比較例３の樹脂基板を得た。樹脂基板が室温になった時点で金型から外し、形状を確認したところ、ＰＥＴフィルムの一部に変形が見られた。この樹脂基板の表面を実施例１と同様にして観察および測定したところ、凸部の幅３０μｍ、ピッチ２００μｍ、高さ６０μｍの格子パターンが形成されており、そのアスペクト比は２であった。

表１に、実施例１から８および比較例１から３の上記結果を示す。表１において、（Ａ）は熱可塑性樹脂のＴｇからＰＥＴフィルム（樹脂基材）のＴｇを引いた値であり、（Ｂ）は金型温度から熱可塑性樹脂のＴｇを引いた値である。

表１から明らかなように、実施例１から８においては、熱可塑性樹脂のＴｇおよび金型温度を特定の条件にすることによって、高いアスペクト比の凹凸形状を樹脂基材を変形させることなく形成することができた。一方、比較例１および比較例２では、金型温度から熱可塑性樹脂のＴｇを引いた値（Ｂ）が１０℃を下回ったため、凹凸の形成状態が不完全であった。また、比較例３では、熱可塑性樹脂のＴｇが１００℃を超えたため、樹脂基材に変形が生じた。

また、図６に、実施例３で作製した凹凸を有する樹脂基板の拡大写真を示す。この拡大写真は、１００倍の倍率の光学顕微鏡によって樹脂基板の真上から撮影した写真である。図６から明らかなように、実施例３の樹脂基板の表面には、アスペクト比の高い微細な格子パターンが、高精度に形成されていることがわかる。

以上のように本発明に係る樹脂基板は、その表面に微細な凹凸を容易に形成できるので、電気泳動型、磁気泳動型等の反射型の表示装置、液晶ディスプレイ、および有機電界発光素子等の基板とし利用できるとともに、投影スクリーン用のパネル、レンズシート等に用いる微細な凹凸の表面形状を有する樹脂基板にも利用可能である。

本発明の樹脂基板の一例を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。 本発明の樹脂基板の製造方法の一例を示す工程図である。 カレンダー装置を用いた本発明の樹脂基板の製造方法の一例を示す工程図である。 平滑なカレンダーロールに平面状の金型を巻き付けて形成した金型の側面図である。 加熱ロールおよび冷却ロールを設けたカレンダー装置の模式図である。 実施例３で作製した凹凸を有する樹脂基板の拡大写真である。

符号の説明

１ 樹脂基板
２ 樹脂基材
３ 樹脂層
４ 凸部
５ 凹部
ａ 凸部の高さ
ｂ 凹部の幅
６ 平面状の金型
７ 加圧装置
８ カレンダーロール状の金型
９ カレンダーロール
１０ カレンダーロール
１１ 平面状の金型
１２ 平面状の金型を巻き付けて形成した金型
１３ 接合部
１４ 加熱ロール
１５ 冷却ロール
１６ ガイドロール

Claims (8)

1. 樹脂基材の上に熱可塑性樹脂を含む樹脂層が形成された樹脂基板であって、
   前記樹脂層が、その表面に凹凸を備え、
   前記凹凸の凸部の高さが、５μｍ以上２ｍｍ以下であり、
   前記凹凸のアスペクト比が、１以上１００以下であり、
   前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇ１、前記樹脂基材のガラス転移温度をＴｇ２とすると、Ｔｇ１が１０℃以上１００℃以下であり、Ｔｇ１−Ｔｇ２が２０℃以下であることを特徴とする樹脂基板。
2. 前記熱可塑性樹脂が、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、フッ素樹脂、およびアクリル樹脂から選ばれる少なくとも１種の樹脂である請求項１に記載の樹脂基板。
3. 表面に凹凸を備えた金型を準備する工程と、
   樹脂基材の表面に、ガラス転移温度が１００℃以下の熱可塑性樹脂を含む樹脂層を形成する工程と、
   前記樹脂層に対して、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度より１０℃以上高い温度に加熱した前記金型の凹凸を押し当てて加圧する加圧工程と、
   を含むことを特徴とする樹脂基板の製造方法。
4. 前記金型がロールの形状を有し、かつ前記加圧工程がカレンダー装置によって行われる請求項３に記載の樹脂基板の製造方法。
5. 前記金型がカレンダーロールの表面に平面状の金型を巻きつけて形成されたものであり、前記金型の凹凸の形状が一定の周期で繰り返される繰り返しパターンを有し、前記金型の外周の長さと、前記繰り返しパターンのピッチの長さの整数倍の長さとの差が、前記繰り返しパターンのピッチの長さの１５％以内である請求項４に記載の樹脂基板の製造方法。
6. 前記加圧工程の後において、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度より低い温度に設定された冷却ロールを、前記樹脂層が形成されていない側の前記樹脂基材の表面に押し付ける工程をさらに含む請求項４または５に記載の樹脂基板の製造方法。
7. 前記加圧工程の前において、前記樹脂層を加熱する工程をさらに含む請求項３〜６のいずれかに記載の樹脂基板の製造方法。
8. 前記加圧工程において、前記樹脂層が形成されていない側の前記樹脂基材の表面を加圧部材によりさらに加圧し、前記加圧部材の温度が前記樹脂基材のガラス転移温度より低い温度に設定されている請求項３〜７のいずれかに記載の樹脂基板の製造方法。

Images