JP5500961B2

JP5500961B2 - 成形体の製造方法

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Publication number: JP5500961B2
Application number: JP2009278321A
Authority: JP
Inventors: 俊介茶谷; 俊明服部
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2029-12-08
Also published as: JP2011123097A

Description

本発明は、成形体製造方法に関し、詳細には、回折、偏光、拡散等の光学特性を有する光学物品として使用される光学フィルム等の成形体製造方法に関する。

高分子材料は、選択できる種類が豊富であり、高分子材料を原料とした製品に多様な機能を付与できるため、近年、高分子材料を光学用途へ適用しようとする試みが盛んになされている。例えば、高分子材料で形成され一次元あるいは二次元の微細構造が内部に形成された成形体を、光制御素子や光回折素子として利用することが提案されている。

このような成形体として、高分子材料のマトリックス中に、マトリックスと屈折率が異なる複数の柱状構造体が略同一方向に配向された構造を有するフィルムが知られている。このような構造を有するフィルムは、入射角度に応じて、構造体の配置に起因した角度で光を散乱、回折させることができるので、異方性光散乱素子、異方性光回折素子等として利用されている。

このようなフィルムを、異方性光回折素子として利用するためには、柱状構造体が、配向方向と垂直な面において規則的な格子状に配置される必要がある。このような構造を有するフィルムの製造方法として、薄膜状に配置された光重合性組成物（光重合性組成物材料すなわち未反応の光重合性組成物）にフォトマスクを介して平行光を照射する工程（第１光照射ステップ）と、フォトマスクを取除いて光重合性組成物に平行光を照射し光重合性組成物の硬化を完了させて成形体（フィルム）とする工程（第２光照射ステップ）とを有する製造方法が知られている（特許文献１）。

特開２００８−１３４６３０号公報

しかしながら、上記製造方法では、少なくともフォトマスクを用いる第１光照射ステップはバッチ処理で行わざるを得ないため、成形体を連続的に生産することができず、生産効率が向上させることが困難であった。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、上記成形体を、連続的に製造することができる成形体製造方法を提供するものである。

本発明によれば、
光重合性組成物の硬化物からなるマトリックス中に、該マトリックスと屈折率が異なる複数の柱状構造体が略同一方向に配向された構造を有する成形体の製造方法であって、
未硬化の光重合性組成物を、スペーサで所定間隔に維持されて搬送される２枚の長尺状フィルムの間に供給するステップと、
前記光重合性組成物が供給されたフィルムを搬送しながら、マスクパターンを介して前記フィルム間の光重合性組成物に光照射を行う第１光照射ステップと、
前記フィルム間の光重合性組成物に、光強度分布が略一定の平行光を照射し、前記フィルム間の光重合性組成物の硬化を完了させる第２光照射ステップと、を備え、
前記第１光照射ステップが、間に前記光重合性組成物が配置された前記２枚のフィルムの搬送速度と同じ速度で回転するマスクパターンが表面に配置されたロールの表面に搬送しながら、ロールの内部に配置された光源からの前記マスクパターンを介した光照射によって行われ、
ことを特徴とする成形体の製造方法が提供される。

このような構成によれば、光重合性組成物がマスクパターンを介して光照射される第１光照射ステップを連続的に行うことができるので、高分子材料のマトリックス中に、マトリックスと屈折率が異なる複数の柱状構造体が略同一方向に配向された構造を有する成形体を連続的に生産することが可能となる。

本発明の他の態様によれば、
光重合性組成物の硬化物からなるマトリックス中に、該マトリックスと屈折率が異なる複数の柱状構造体が略同一方向に配向された構造を有する成形体の製造方法であって、
未硬化の光重合性組成物をスペーサで所定間隔に維持されて搬送される２枚の長尺状フィルムの間に供給するステップと、
前記光重合性組成物が供給されたフィルムを搬送しながら、マスクパターンを介して前記フィルム間の光重合性組成物に光照射を行う第１光照射ステップと、
前記フィルム間の光重合性組成物に、光強度分布が略一定の平行光を照射し、前記フィルム間の光重合性組成物の硬化を完了させる第２光照射ステップと、を備え、
前記第１光照射ステップが、間に前記光重合性組成物が配置された前記２枚のフィルムをマスクパターンが表面に配置された無端ベルト上を搬送しながら、無端ベルトの内部に配置された光源からの前記マスクパターンを介した光照射によって行われる、
ことを特徴とする成形体の製造方法が提供される。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記光源が、棒状光源であって、該棒状光源に複数枚の円盤状の光遮蔽板が、前記光源の径方向に取付けられている。
本発明の他の好ましい態様によれば、前記フィルム間の光重合性組成物に到達する光の拡がり角が０．１ｒａｄ以下である。

本発明によれば、上記成形体を、連続的に製造することができる成形体製造方法が提供される。

本発明の好ましい実施形態の成形体製造方法によって製造される成形体１の構成を示す模式的な斜視図である。本発明の実施形態の成形体製造方法を実施する成形体製造装置の構成を概略的に示す図面である。本発明の実施形態で使用されるフォトマスクの模式的な図面である。本発明の実施形態で使用される光源の構成を示す模式的な図面である。第１光照射装置の他の構成例を示す模式的な図面である。

以下、本発明の好ましい実施形態の成形体製造方法を図面に沿って詳細に説明する。
図１は、本発明の好ましい実施形態の成形体製造方法によって製造される成形体１の構成を示す模式的な斜視図である。

図１に示されているように、成形体１は、光重合性組成物の硬化物からなる薄板状のマトリックス２と、略同一方向に配向され、且つ、該配向方向と垂直な面において規則的な格子状に配置された光重合性組成物の硬化物からなる多数の柱状構造体４と、を備えた相分離構造を備えている。

マトリックス２は、１０μｍないし５００μｍ程度の範囲の略均一な厚さを備えている。また、柱状構造体４は、マトリックス２とは異なった屈折率を有する。この柱状構造体４の径、ピッチ、形状は特に定められたものではないが、柱状構造体４の断面を真円形とした場合、その円の直径は８０ｎｍ〜２０μｍが好ましく、さらに好ましくは１μｍ〜１０μｍであり、ピッチは１２０ｎｍ〜３０μｍが好ましく、さらに好ましくは２μｍ〜２０μｍである。

各柱状構造体４は、略同一形状を有し、その軸線が、薄板（フィルム）形状の成形体１を厚さ方向に貫通して延び、１０以上のアスペクト比を有していることが好ましい。詳細には、柱状構造体４は、軸線方向の断面形状が略一定である円柱形状を有し、その軸線が同一方向となるように、即ち互いに略平行に配向され、規則的な三角格子状に配置されていることが好ましい。
本実施態様では、柱状構造体４は、その配向方向（軸線方向）が、成形体１の厚さ方向と略同一方向となるように配向されているが、成形体１の厚さ方向に対して所定角度を成すように配向されてもよい。
さらに、複数の柱状構造体４が、規則的な三角格子状に配列されているが、他の規則的なパターンで配置されていてもよいし，不規則に配置されていてもよい。例えば、正方格子等の、他の任意の格子状に配置されていてもよい。
次に、成形体１の製造方法について説明する。図２は、本実施形態の成形体製造方法を実施する成形体製造装置１０の構成を概略的に示す図面である。

図２に記載されているように、成形体製造装置１０は、成形体１の原料である光重合性組成物（未硬化の光重合性組成物）を支持体上に供給(塗布)する材料給装置１２と、光重合性組成物が配置された支持体を搬送しながら、マスクパターンを介して支持体上の光重合性組成物に光照射を行う第１光照射装置１４と、支持体上の光重合性組成物に光強度分布が略一定の平行光をさらに照射し、支持体上の光重合性組成物の硬化を完了させ成形体とする第２光照射装置１６と、を備えている。

本実施形態の成形体製造装置１０の材料給装置１２では、成形体１の原料である流動性を有する未硬化の光重合性組成物１８をディスペンサのノズル２０から、一定速度でロール２２、２４から巻き出されて搬送される２枚の長尺状のフィルム２６、２８間に吐出することによって、支持体としての下方フィルム２６、２８上に供給している。
材料給装置１２では、ニップロール３０で、間に光重合性組成物１８が吐出された２枚のフィルム２６、２８を加圧し、光重合性組成物１８を所定の厚さで下方および下方フィルム(支持体)２６、２８に配置する。
光重合性組成物１８とこれを挟持した上方フィルム２８および下方フィルム２６からなる積層体Ｌは、搬送ローラ３２等によって、矢印Ａで示されるように、第１光照射装置１４に向けて一定速度で搬送される。

下方フィルム２６は、照射装置１４、１６において光源側に配置されるので、光重合性組成物１８に含まれる光重合開始剤の感光波長の光を９０％以上透過する透明性の材料で形成されていることが好ましい。さらに、下方フィルム２６は、光重合性組成物１８に照射される光が、回折作用により拡がって劣化しないよう、厚さは１００μｍ以下であることが好ましい。

そのような透明性のフィルム材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート、ポリイミド（ＰＩ）、芳香族ポリアミド、ポリスルホン（ＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、セロファン、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、シクロオレフィン樹脂等が挙げられる。好ましくは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）である。
上方フィルム２８の光透過率は特に規定されないが、光重合性組成物１８が硬化した後にソリを生じにくくするために、下方フィルム２６と同じ材質、同じ厚みであることが好ましい。

２枚のフィルム２６、２８間の光重合性組成物１８の厚みは、例えば、上方フィルム２８と下方フィルム２６の間にスペーサＳを挟むことにより制御可能である。この際に用いるスペーサとしては、圧力により大きく変形しないものであれば何を用いてもよく、例えば、ＳＵＳ製シムやプラスチックフィルム等を用いることができる。
スペーサは、厚みが１０〜５００μｍのものが好ましく、形状は、例えば幅が０．５〜５ｃｍ程度のテープ状のものが好ましい。

上記実施形態の材料給装置１２に代えて、バーコータ、スリットダイコータ、スピンコータ、円コータ、グラビアコータ、ＣＡＰコータ等を用いて支持体上に光重合性組成物を塗布する構成でもよい。この場合は、光重合性組成物が塗布された支持体を、光照射工程で不活性ガス雰囲気下に置くことが望ましい。不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素などが挙げられる。尚、不活性ガスを用いる目的は酸素による重合阻害の防止であるので、酸素を含まない他の気体であれば不活性ガス以外の気体を用いることができる。

本実施形態で使用される光重合性組成物１８としては、例えば、特開２００８−１３４６３０号公報に示された光重合性モノマーあるいはオリゴマーの単体物、または組成物と、光重合開始剤とを含有したものが挙げられる。

光重合性組成物１８には、多官能モノマーが含まれることが好ましい。このような多官能モノマーとしては、（メタ）アクリロイル基を含む（メタ）アクリルモノマーや、ビニル基、アリル基等を含有するものが特に好ましい。

多官能モノマーの具体例としては、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１、４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１、６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、水添ジシクロペンタジエニルジ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、多官能のエポキシ（メタ）アクリレート、多官能のウレタン（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジアリルクロレンデート、Ｎ、Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、ジアリルフタレート等が挙げられ、これらを単独であるいは２種以上の混合物として使用することができる。
中でも、分子内に３個以上の重合性炭素−炭素二重結合を有する多官能性モノマーは、重合度差による架橋密度の粗密がより大きくなりやすく、上述の柱状構造体が形成されやすくなる。

特に好ましい３個以上の重合性炭素−炭素二重結合を有する多官能性モノマーとしては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートがある。

光重合性組成物１８として２種以上の多官能モノマーあるいはそのオリゴマーを使用する場合には、それぞれの単独重合体としたときに互いに屈折率が異なるものを使用することが好ましく、その屈折率差が大きいものを組み合わせることがより好ましい。

回折、偏向、拡散などの機能を高効率で得られるようにする為には屈折率差を大きくとることが必要であり、その屈折率差が０．０１以上であることが好ましく、０．０５以上であることがより好ましい。また、重合過程でモノマーが拡散することにより屈折率差が大きくなるので、拡散係数の差が大きい組み合わせが好ましい。

なお、３種以上の多官能モノマーあるいはオリゴマーを使用する場合は、それぞれの単独重合体の少なくともいずれか２つの屈折率差が上記範囲内となるようにすればよい。また、単独重合体の屈折率差が最も大きい２つのモノマーあるいはオリゴマーは、高効率な回折、偏向、拡散などの機能を得る為に、重量比で１０：９０〜９０：１０の割合で用いることが好ましい。

また、光重合性組成物１８には、上記のような多官能モノマーあるいはオリゴマーとともに、分子内に１個の重合性炭素−炭素二重結合を有する単官能モノマーあるいはオリゴマーを使用してもよい。このような単官能モノマーあるいはオリゴマーとしては、（メタ）アクリロイル基を含む（メタ）アクリルモノマーや、ビニル基、アリル基等を含有するものが特に好ましい。

単官能モノマーの具体例としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、エチルカルビトール（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレート、フェニルカルビトール（メタ）アクリレート、ノニルフェノキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルオキシエチルサクシネート、（メタ）アクリロイルオキシエチルフタレート、フェニル（メタ）アクリレート、シアノエチル（メタ）アクリレート、トリブロモフェニル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、トリブロモフェノキシエチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ｐ−ブロモベンジル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、２、２、３、３−テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート化合物；スチレン、ｐ−クロロスチレン、ビニルアセテート、アクリロニトリル、Ｎ−ビニルピロリドン、ビニルナフタレン等のビニル化合物；エチレングリコールビスアリルカーボネート、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート等のアリル化合物等が挙げられる。

これら単官能モノマーあるいはオリゴマーは成形体１に柔軟性を付与するために用いられ、その使用量は多官能モノマーあるいはオリゴマーとの合計量のうち１０〜９９質量％の範囲が好ましく、１０〜５０質量％の範囲がより好ましい。
また、光重合性組成物１８には、前記多官能モノマーあるいはオリゴマーと重合性炭素−炭素二重結合を持たない化合物を含む均一溶解混合物を用いることもできる。

重合性炭素−炭素二重結合を持たない化合物としては、例えば、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ナイロン等のポリマー類、トルエン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアルコール、エチルアルコール、酢酸エチル、アセトニトリル、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフランのような低分子化合物、有機ハロゲン化合物、有機ケイ素化合物、可塑剤、安定剤のような添加剤等が挙げられる。

これら重合性炭素−炭素二重結合を持たない化合物は、成形体１を製造する際に光重合性組成物１８の粘度を調節し取り扱い性を良くする為や、光重合性組成物１８中のモノマー成分比率を下げて、硬化性を良くする為に用いられ、その使用量は多官能モノマーあるいはオリゴマーとの合計量のうち１〜９９質量％の範囲とすることが好ましく、取り扱い性も良くしつつ規則的な配列を持った柱状構造体を形成させる為には１〜５０質量％の範囲がより好ましい。

光重合性組成物１８に使用する光重合開始剤は、紫外線等の活性エネルギー線を照射して重合を行う通常の光重合で用いられるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、ベンゾフェノン、ベンジル、ミヒラーズケトン、２−クロロチオキサントン、ベンゾインエチルエーテル、ジエトキシアセトフェノン、ｐ−ｔ−ブチルトリクロロアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピルフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１、ジベンゾスベロン等が挙げられる。

これら光重合開始剤の使用量は、その他の光重合性組成物の重量に対して０.００１〜１０質量％の範囲とすることが好ましく、成形体１の透明性を落とさないようにする為に０.０１〜５質量％とすることがより好ましい。
第１光照射装置１４は、前記積層体Ｌの幅より長い中空円筒状のロール３４と、ロール３４の内部に配置された光源３６とを備えている。第１光照射ステップは、積層体Ｌがロール３４の回転駆動速度と同一速度でロール３４へ搬送され、ロールの内部に配置された光源からの前記マスクパターンを介した光照射によって実施される。

ロール３４の基材は、ロール３４の内部に配置された光源３６からの光でロール３４の径方向外方に配置された積層体Ｌを照射して光重合性組成物を光重合させることができるようにするため、光重合開始剤の感光波長を９０％以上透過する材料であり、且つ光源３６からの光で劣化しない基材であるのが好ましく、本実施形態では、石英ガラスが使用されている。

ロール３４の表面には、図３に示されているような、孔３８が規則的に配置されたマスクパターンを有するフォトマスク４０が配置されている。フォトマスク４０は、従来のバッチ処理による成形体製造で使用されていたフォトマスクと同様に、めっきしたクロムをエッチングする方法や、レーザー描画法等によって製造される。また、フォトマクスとして、光を通さないフィルムに印刷法、レーザー描画法等によって孔を形成したマスクパターンを有するフィルムを使用してもよい。

孔３８のサイズ、配置、ピッチ、形状は特に限定されるものではないが、孔が円孔の場合、直径は８０ｎｍ〜５０μｍ、ピッチは１２０ｎｍ〜７５μｍが好ましい。また、孔３８の配置は、本実施形態の六方格子に限らず他のパターンでもよい。
光重合性組成物を挟持したフィルム（積層体Ｌ）は、ロール３４の外周に直接巻き付けられる。フィルム１枚で片面側に光重合性組成物が塗布される構成では、フィルム側がロール３４に沿うように配置される。

光源３６としては、棒状光源が好ましい。ランプの種類としては，高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等が用いられる。光源３６が発生させる光の波長は、光重合開始剤の感光波長と合致していることが好ましい。具体的には、通常水銀ランプの３６５ｎｍや、３１３ｎｍの波長の光が使用される。

本実施形態では、複数枚の円盤状の光遮蔽板４２が、光源３６の径方向に延びるように一定間隔で光源３６に取付けられている（図４)。このような構成によれば、光源３６からの光のうち拡がり角が大きい光は光遮蔽板に吸収されるが、拡がり角が小さい（指向性が高い）光は、吸収されずに光遮蔽板４２の間を抜けて光重合性組成物に到達する。
薄板状の光遮蔽板４２を用いる場合は、隣接する光遮蔽板４２の取付け間隔及び大きさが、光遮蔽板４２に吸収されずに光重合性組成物に到達する光の拡がり角が０．１ｒａｄ以下となるようにすることが好ましい。
光遮蔽板４２の材質は、特に限定されるものではなく、ガラス、金属等が使用可能であるが、光や熱に対して耐久性がある材質が好ましい。
光遮蔽板４２は、光源３６から放射される光の軸方向への拡がりを抑えるために用いられるため、光を反射させないよう黒色化処理を施したものが好ましい。

第２照射装置１６は、積層体Ｌの搬送方向下流側に設けられ、積層体Ｌ内の光重合性組成物１８に、平行光源４４から光強度分布が略一定の平行光Ｈを照射し、光重合性組成物１８の硬化を完了させ、光重合性組成物が成形体（フィルム）となった積層体Ｌ２とするように構成されている。
平行光源は、例えば、点光源からの光の進行方向をレンズやミラー等を用いて揃えることにより得られる。
さらに、第２照射装置１６の下流側には、第２照射ステップを終えた積層体Ｌ２を巻き取る巻取りロール４６が設けられている。
次に、本実施形態の成形体製造装置１０の動作について説明する。

材料給装置１２で、一定速度でロール２２、２４から巻き出された２枚の長尺状のフィルム２６、２８を搬送しながら、２枚の長尺状のフィルム２６、２８間に、成形体１の原料である液状の光重合性組成物（未反応の光重合性組成物）１８がディスペンサのノズル２０から吐出され、２枚の長尺状のフィルム（支持体）２６、２８間に配置される。
さらに、ニップロール３０によって２枚のフィルム２６、２８を加圧が加圧され、２枚のフィルム２６、２８間に挟持された光重合性組成物１８が所定の厚さに調整される。

光重合性組成物１８とこれを挟持した上方フィルム２８および下方フィルム２６からなる積層体Ｌは、搬送ローラ３２等によって、矢印Ａで示されるように、第１光照射装置１４に向けて一定速度で搬送され、第１光照射装置１４内においても、下流側の搬送ローラ等の作用により一定速度で搬送される。

第１光照射装置１４内では、積層体Ｌは、下方のフィルム２６を内方に向けた状態で中空円筒状のロール３４の外周に沿って搬送されながら、ロール３４の内部に配置された光源３６からの光でフォトマスク４０を介して照射される（第１光照射ステップ）。光重合性組成物１８は、２枚のフィルムに挟持されているので、下方のフィルム２６を介して光が照射される。この第１光照射ステップで、柱状構造体４の形成位置が定められる。
尚、光重合性組成物を挟持したフィルム（積層体Ｌ）は、ロール３４の外周に直接巻き付けられる。
第１光照射ステップに必要な時間は、光重合性組成物、開始剤の種類等によって変化するが、光源の照射強度や、ロールの直径、ベルトの長さ、回転速度等により調節することが可能である。

光源３６からの光の照射強度が高いほど生産速度を上げることが可能となるが、第１光照射ステップで光重合性組成物が全体的に硬化してしまうと、マトリックス２と柱状構造体４との間に有意な屈折率差が得られず、目的とする光学特性が得られない場合があるので、マトリックス２と柱状構造体４との間に有意な屈折率差が得られるように、照射強度は設定される。
具体的には、第１光照射ステップでは、光重合性組成物の硬化度が１０％〜８０％の範囲となるまで、より好ましくは、２０％〜６０％の範囲となるまで光照射を行う。

本実施形態では、光ＤＳＣ法で、光重合性組成物が完全に反応し光照射してもそれ以上発熱しない状態を硬化率１００％としている。そして、第１光照射ステップでは、光ＤＳＣ法での発熱量から計算した硬化率が、所定の硬化度（１０％〜８０％）となるまで、光重合性組成物に対して、所定量の光照射を行う。

次いで、第２光照射装置１６で、波長半値全幅が１００ｎｍ以下であり光強度分布が略一定の平行光源４４からの平行光Ｈが、下方のフィルム２６側から、積層体Ｌに照射される（第２光照射ステップ）。このとき、平行光源４４と積層体Ｌの間には、フォトマスク等は配置されていない。

この第２光照射ステップにより、第１光照射ステップで形成位置が定められた柱状構造体４の部位と、それ以外のマトリックス２の部位からなる柱状相分離構造が膜厚方向に形成され、マトリックス２と複数の柱状構造体４との間の屈折率差を高めつつ光重合性組成物の硬化が完全に終了させられる。この結果、上下のフィルム２６、２８間に挟持された光重合性組成物１８が長尺状の成形体Ｌ２とされる。
さらに、成形体Ｌ２は、上下のフィルム２６、２８間に挟持された状態で巻取りロール４６に巻き取られる。
本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の変更又は変形が可能である。

例えば、図５に示されているように、マスクパターンを有するフィルム４８を回転駆動可能な無端ベルト状に配置し、さらに、無端ベルト状のフィルムの内方に２本の光源５０を設けることによって、第１光照射装置を構成し、フィルムを積層体Ｌの搬送速度と同一速度で回転させながら、光源５０からマスクパターンを介して積層体Ｌに光を照射することによって、第１光照射ステップを行う構成でもよい。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
（実施例１）

フェノキシエチルアクリレート３０質量部とトリメチロールプロパントリメタクリレート７０質量部からなる混合物に、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．６質量部を溶解させ、光重合性組成物を得た。
得られた光重合性組成物を、図２に示した成形体製造装置１０を用いて成形体を製造した。まず，光重合性組成物の厚みが０．２ｍｍとなるようＳＵＳ製シムを用いて上方フィルム上に充填し、上方フィルム２６と下方フィルム２８とで把持してロールで搬送した。上方及び下方フィルムは、表面、裏面ともに０．０５ｍｍ厚のＰＥＴを用いた。

ロール表面に配置するマスクパターンは、２μｍφの光通過域が５μｍピッチで六方格子状に配列したものを用いた。マスクは基材石英ガラスの厚さ１０ｍｍ、ロール直径４００ｍｍのものを用いた。光源は直径２０ｍｍ、長さ１５００ｍｍの高圧水銀ランプを用い、周囲に厚さ１ｍｍの黒色処理した円盤状のＳＵＳ板を１０ｍｍ間隔で配置した。ＳＵＳ板の直径は３００ｍｍであった。第１の光照射工程通過後の硬化度が４０％となるようロールスピードや光照射強度を調節して第１の光照射を行い、続いて、第２光照射工程で全体が完全に硬化するまで光照射を行った。具体的には，ロールスピードは１ｍ／ｍｉｎとし，第１の光照射は照射強度２０ｍＷ／ｃｍ²にて行った。第１の光照射工程の積算光量はおよそ８００ｍＪ／ｃｍ²であった。第２の光照射は照射エリア長１ｍ、照射強度１００ｍＷ／ｃｍ²にて行い、第２の光照射工程の積算光量はおよそ６０００ｍＪ／ｃｍ²であった。
以上の手順により得られたフィルムの光学特性を以下に示す。フィルムは内部の規則的相分離構造に起因した回折点を示し、１次回折点の合計強度が全透過光の７５％であった。

１：成形体
２：マトリクス
４：柱状構造体
１０：成形体製造装置
１２：材料給装置
１４：第１光照射装置
１６：第２光照射装置
１８：光重合性組成物
２６：下方フィルム
２８：上方フィルム
３４：ロール
３６：光源
４０：フォトマスク
４２：光遮蔽板
４４：平行光源

Claims

光重合性組成物の硬化物からなるマトリックス中に、該マトリックスと屈折率が異なる複数の柱状構造体が略同一方向に配向された構造を有する成形体の製造方法であって、
未硬化の光重合性組成物を、スペーサで所定間隔に維持されて搬送される２枚の長尺状フィルムの間に供給するステップと、
前記光重合性組成物が供給されたフィルムを搬送しながら、マスクパターンを介して前記フィルム間の光重合性組成物に光照射を行う第１光照射ステップと、
前記フィルム間の光重合性組成物に、光強度分布が略一定の平行光を照射し、前記フィルム間の光重合性組成物の硬化を完了させる第２光照射ステップと、を備え、
前記第１光照射ステップが、間に前記光重合性組成物が配置された前記２枚のフィルムの搬送速度と同じ速度で回転するマスクパターンが表面に配置されたロールの表面に搬送しながら、ロールの内部に配置された光源からの前記マスクパターンを介した光照射によって行われ、
ことを特徴とする成形体の製造方法。
光重合性組成物の硬化物からなるマトリックス中に、該マトリックスと屈折率が異なる複数の柱状構造体が略同一方向に配向された構造を有する成形体の製造方法であって、
未硬化の光重合性組成物をスペーサで所定間隔に維持されて搬送される２枚の長尺状フィルムの間に供給するステップと、
前記光重合性組成物が供給されたフィルムを搬送しながら、マスクパターンを介して前記フィルム間の光重合性組成物に光照射を行う第１光照射ステップと、
前記フィルム間の光重合性組成物に、光強度分布が略一定の平行光を照射し、前記フィルム間の光重合性組成物の硬化を完了させる第２光照射ステップと、を備え、
前記第１光照射ステップが、間に前記光重合性組成物が配置された前記２枚のフィルムをマスクパターンが表面に配置された無端ベルト上を搬送しながら、無端ベルトの内部に配置された光源からの前記マスクパターンを介した光照射によって行われる、
ことを特徴とする成形体の製造方法。
前記光源が、棒状光源であって、前記棒状光源に複数枚の円盤状の光遮蔽板が、前記光源の径方向に取付けられている
請求項１または２に記載の成形体の製造方法。
前記フィルム間の光重合性組成物に到達する光の拡がり角が０．１ｒａｄ以下である、
請求項３に記載の成形体の製造方法。