JP5796441B2 - ロール金型の製造方法及び光学シートの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、表面に微細な凹凸形状を有する光学シートを製造する際に用いられるロール金型を製造する方法、及び当該ロール金型の製造方法を含む光学シートの製造方法に関する。

プラズマテレビや液晶表示装置のような、映像を観察者に出射する映像表示装置には、映像光源と、該映像光源からの映像光の質を高めて観察者に透過する各種機能を有する光学シートと、が備えられている。

このような光学シートでは通常、複数の層が積層され、当該層の１つには、その表面に微細な凹凸形状が設けられた層を備えることがある。このように表面に微細な凹凸を有するシートを製造するために、通常は、この凹凸に対応した形状を転写することのできる溝、及び突起を有するロール金型が用いられる。

特許文献１には、光学シートに適用されるロール金型の製造方法が開示されている。ここには、点欠陥、線状欠陥の発生を抑制することができる光学シート製造用金型を製作するためのバイト形状に関する技術が記載されている。

特開２００３−２１１４５７号公報

ロール金型の表面に形成される溝及び突起は、ロール金型上に数本形成すればよいというものではなく、非常に多くの溝及び突起をロール金型上に形成しなければならない。そしてロール金型から転写されて製造される光学シートの品質を確保する観点から、当該無数の溝及び突起はロール金型上のいずれの部位でもできるだけ均一である必要がある。

従来における光学シート製造用のロール金型を製造する方法では、ロール金型の表面に形成される溝及び突起の断面形状に対応する切削工具の形状は考慮されていた。しかしながら、これを長く用いて切削することにより、特に切削が終了する部位及びその近くにおいて、ロール金型表面に形成された溝及び突起のうちの突起が倒れるように曲がる現象が発生することがあった。このようなロール金型で光学シートを製造すれば、ロール金型の溝及び突起形状が光学シートに転写され、光学シートの特性にも影響を与える可能性がある。

そこで本発明は、光学シートを成型するロール金型を製造するに際し、溝の切削開始部と溝の切削終了部とで、溝形状が変化してしまうことを抑制できるロール金型の製造方法を提供する。また、このロール金型の製造方法を含む光学シートの製造方法を提供する。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

請求項１に記載の発明は、凹凸形状を有する光学シート（１０）の凹凸部分を成型するための環状突起（２２）と溝（２３）とを交互に有するロール金型（２０）を製造する方法であって、表面に被加工層が形成されたロール基体（２１）を回転させ、切削工具（３０）により光学シートの凸部に対応する溝を被加工層に形成する切削工程を含み、該切削工程は、溝が完成後の開口部形状を有するように溝の開口部側の一部を切削し、該切削は切削工具をロール基体の軸方向にずらしながら複数回切削することによって行われる、第１切削工程と、該第１切削工程によって開口部側の一部が切削された溝であって、該溝の両側の溝に対しても第１切削工程が行われている溝について、目的の深さまで切削する、第２切削工程と、を含んでいる、ロール金型の製造方法である。

ここに「該溝の両側の溝」とは、第１切削工程によって開口部側の一部が切削された溝の、該溝に隣接する環状突起を介して両隣にある溝を意味する。また、「目的の深さ」とは、ロール金型として用いる際に必要とされる深さを意味する。

ここに「切削工具をロール基体の軸方向にずらしながら複数回切削する」とは、切削工具でロール基体を切削した後、その切削した位置からロール基体の軸方向にずらした位置で再度切削工具により切削することを、少なくとも１度行うことを意味する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロール金型の製造方法において、第２切削工程より前に、該第２切削工程によって切削される溝に隣接する環状突起の先端を切削する工程を含むことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のロール金型の製造方法において、第２切削工程は、切削工具による切り込みが、切削工具のバイト角度のうち、送り方向後ろ側となるバイト角度と同じ角度となるように送りつつロール基体の回転軸に近付ける方向に行われることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法によりロール金型（２０）を製造し、ロール金型と基材（１１’）との間に光硬化性材料を充填する工程、及び、充填された状態で光硬化性材料に光を照射して光硬化性材料を硬化させる工程を含む光学シートの製造方法である。

本発明によれば、光学シートを成型するロール金型を製造するに際し、溝の切削開始部と溝の切削終了部とで、溝の形状が変化することを抑制できる。従って、１つの切削工具でより長い距離の溝を形成することも可能となる。
また、このようなロール金型の製造方法を含み、このロール金型を用いた光学シートの製造方法によれば、光学的に均一性の高い光学シートを製造することができる。

１つの実施形態にかかる製造方法により製造した光学シートの断面の一部を概略的に示した図である。 図１の一部を拡大した図である。 ロール金型の外観を概略的に示した図である。 ロール金型の環状突起、及び溝を拡大して示した図である。 切削工具の形状を概略的に示した図である。 他の切削工具の形状を概略的に示した図である。 （ａ）乃至（ｄ）はロール金型の製造方法の工程の一部を説明する図である。 （ａ）及び（ｂ）はロール金型の製造方法の工程の一部を説明する図である。 （ａ）乃至（ｃ）は切削順を説明する図である。 光学シートを製造する方法の工程の一部を説明する図である。

本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。

初めに１つの実施形態にかかる製造方法により製造された光学シート１０の構成について説明する。これは後述するロール金型を用いて製造された光学シートの一例である。

図１は、光学シート１０の厚さ方向断面の一部を示し、その層構成を模式的に表した図である。図１では、見易さのため繰り返しとなる符号は一部省略している（以降に示す各図において同じ。）。光学シート１０は、映像表示装置に配置されたときに映像光源より観察者側に備えられ、観察者側から照射された光（いわゆる外光）を適切に遮蔽し、コントラストを向上させることができるシート状の部材である。

光学シート１０は、基材層１１と、該基材層１１上に形成された光学機能層１２とを有している。以下に基材層１１及び光学機能層１２について説明する。

基材層１１は、後で詳しく説明する光学機能層１２を形成するための基材となる層である。基材層１１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分とした材料で構成されることが好ましい。基材層１１がＰＥＴを主成分とする場合、基材層１１には、他の樹脂が含まれてもよい。また、各種添加剤を適宜添加してもよい。一般的な添加剤としては、フェノール系等の酸化防止剤、ラクトン系等の安定剤等を挙げることができる。ここで「主成分」とは、基材層を形成する材料全体に対して当該物質が５０質量％以上含有されていることを意味する（以下、同様とする。）。

ただし、基材層１１を構成する材料の主成分は、必ずしもＰＥＴであることは必要なく、その他の材料でもよい。これには例えば、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、テレフタル酸−イソフタル酸−エチレングリコール共重合体、テレフタル酸−シクロヘキサンジメタノール−エチレングリコール共重合体などのポリエステル系樹脂、ナイロン６などのポリアミド系樹脂、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン系樹脂、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、イミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂等を挙げることができる。また、これら樹脂中には、必要に応じて適宜、紫外線吸収剤、充填剤、可塑剤、帯電防止剤等の添加剤を加えても良い。
なお、性能に加え、量産性、価格、入手可能性等の観点からは、ＰＥＴを主成分とする樹脂によって基材層１１を構成することが好ましい。

光学機能層１２は、映像光源側からの映像光の光路を制御するとともに、迷光や外光を適切に吸収する機能を有する層である。光学機能層１２は、図１に示した断面を有して紙面奥／手前側に延在する形状を備える。すなわち、図１に表れる断面において、断面が略台形である光透過部１３と、該光透過部１３の間に形成され、断面が略台形の凹部１３ａ（図２参照）に形成される光吸収部１４とを備えている。図２には、図１に示した光学シート１０のうち、１つの光吸収部１４及びこれに隣接する光透過部１３を拡大して示した。

光透過部１３は光を透過する部位であり、図１、図２に表れる断面において、基材層１１側となる面に下底を有し、これとは反対側の面に下底より短い上底を有する略台形断面の要素である。そして、光透過部１３は、シート面に沿って所定の間隔で並列されるとともに、その間には、略台形断面を有する凹部１３ａが形成されている。凹部１３ａは、光透過部１３の上底側に下底を有し、光透過部１３の下底側に上底を有する台形断面を備え、ここに後述する必要な材料が充填されることにより光吸収部１４が形成される。

光透過部１３が並列される間隔（１つの光透過部１３とこれに隣接する光透過部１３との間隔、ピッチ）は、特に限定されることはないが、２０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。

図２には、凹部１３ａの各寸法をＡ〜Ｄで表わした。図２にＡで表わしたのは凹部１３ａの開口部側において漏斗状に広がった部分を除いた部分の幅である。Ｂは凹部１３ａの底部側の幅（上底の長さ）、Ｃは凹部１３ａの深さ、Ｄは凹部１３ａのうち漏斗状に広がった部分を除いた部分について、略台形断面の斜辺がシート法線となす角度である。各寸法Ａ〜Ｄとも光学シートとして必要な性能を有するように設計され、その値は特に限定されるものはないが、Ａは５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。同様にＢはＡと同一又はＡよりも小さく、かつ、２μｍ以上２０μｍ以下、Ｃは５０μｍ以上１５０μｍ以下、Ｄは０度以上５度以下であることが好ましい。
後述するように、ここで必要とされる各寸法に対応したロール金型が製造される。

光透過部１３は屈折率がＮｐであり、光透過性を有する。このような光透過部１３は、例えば後述する光透過部構成組成物を硬化させることにより形成することができる。詳しくは後で説明する。屈折率Ｎｐの値は特に限定されることはないが、適用する材料の入手性の観点等から１．４９〜１．５６であることが好ましい。

次に、光吸収部１４について説明する。光吸収部１４は、上記した光透過部１３間の凹部１３ａに形成され、全体として光を吸収することができるように構成されている。従って、その形状は概ね凹部１３ａに沿うものとなっている。

光吸収部１４は、光透過部１３の屈折率Ｎｐと同じ、又はこれより小さい屈折率Ｎｂを有する所定の材料により構成される。光透過部１３の屈折率Ｎｐと光吸収部１４の屈折率ＮｂとをＮｐ＞Ｎｂとしたときには、光吸収部１４と光透過部１３との界面において、屈折率差と該界面への入光角との関係に基づいて、一部の映像光をこの界面で適切に反射させて観察者側に出光することができる。これにより、界面に入射することなく光透過部１３を透過した映像光に加え、このように反射した映像光が観察者に提供され、明るい映像とすることができる。また、外光や迷光の一部は、界面で反射することなく光吸収部１４に入射して吸収され、映像の質の向上が図られている。ＮｐとＮｂとの屈折率の差は特に限定されるものではないが、０以上０．０７以下であることが好ましい。屈折率差が大きいほど界面での反射がしやすくなる。

本実施形態では、光吸収部１４は、光吸収粒子１６を含有することにより光吸収性能を有するものとされている。すなわち、光吸収粒子１６を分散させたバインダ（光吸収部構成組成物）が凹部１３ａに充填されている。従ってこの場合にはバインダーが屈折率Ｎｂである物質となる。光吸収部１４を形成する材料や方法等は後で詳しく説明する。

なお、光を吸収させるための手段は本実施形態のように光吸収粒子による方法に限定されるものではない。他には例えば、顔料や染料により光吸収部全体を着色することもできる。

このような光学シート１０によれば、外光を適切に遮蔽することができる。図１に、光学シート１０に入射した外光の光路例を概略的に示した。この説明に際しては図１の紙面上を観察者側とする。すなわち、図１に示すように、所定の角度を有して光学シート１０に入射した外光Ｌ１は、光学シート１０を透過中に、光吸収部１４によって吸収される。これによりコントラストを向上させることができる。

次に以上のような光学シート１０のうち、光学機能層１２の凹凸（凹部１３ａ）を形成するためのロール金型２０について説明する。図３は、ロール金型２０の外観を概略的に示した斜視図である。図４は、図３に示したロール金型２０の外周面に形成された環状突起２２及び溝２３の断面の一部を拡大して示した図である。当該断面は環状突起２２及び溝２３が延在する方向に直交する断面で、ロール金型２０の回転軸に沿った方向の断面である。

図３に示すように、ロール金型２０は、円柱状のいわゆるロール状の金型であり、円柱状のロール基体２１の外周面から突出する複数の環状突起２２、及び該環状突起２２間に形成される溝２３を有している。ここで環状突起２２及び溝２３は、ロール金型２０においてその円周方向に延び、これがさらに幅方向（ロール回転軸方向）に並列されるように具備されている。さらに詳しくは次の通りである。

ロール基体２１は、ベースとなる基体及び該基体外表面に積層された被加工層を有している。
基体は、ロール基体２１の剛性を確保するための部位で、ロール基体２１の大部分を占めている。かかる観点から基体は、機械構造用の鉄系材料が用いられることが好ましい。また、必要な剛性を確保しつつも軽量化をする観点から、基体は両端に底を有する有底の円筒状であってもよい。また、ロール金型２０表面の温度調節ができるようにロール基体２１の内部に冷水や温水、蒸気又は高温の油を循環できるように２重構造にするのが一般的である。
一方、被加工層は、基体の外表面を被覆するように積層された層である。基体は上記したように構造上の観点からその材料が選択されるので、加工が困難である場合が多い。そこで、実際に加工するのはロール基体２１の表面付近のみでよいことから、加工される部分に比較的加工のしやすい被加工層を設ける。従って、被加工層は、銅メッキ層、ニッケルメッキ層等の加工が容易な材料によるメッキ層であることが好ましい。被加工層の厚さは、その性質上、加工されるべき形状により決められる。例えば銅メッキ層の厚さは、必要な形状の高さ以上あれば問題ないが、通常は０．３ｍｍから１．０ｍｍである。

環状突起２２及び溝２３は、図４を図１、図２と対比させることからわかるように、光学機能層１２の光透過部１３及び凹部１３ａに対応する形状となっている。すなわち環状突起２２が凹部１３ａの形状であり、溝２３が光透過部１３の形状となっている。従って、図２に表わしたＡ〜Ｄは、図４におけるＡ’〜Ｄ’のそれぞれに対応する寸法となっている。ただし、光透過部を構成する材料を成形するときに伸縮があること等を考慮すれば、図２のＡ〜Ｄが、図４のＡ’〜Ｄ’と完全に同一の寸法になるとは限らないことはいうまでもない。

図３、図４からわかるように、光学シートに微細な凹凸を形成するためのロール金型２０では、溝２２及び環状突起２３自体が非常に微細であるとともに、この溝２２及び環状突起２３がロール金型２０の周方向に延びるとともに、ロール金型２０の幅方向（ロール回転軸方向）の略全長（両端部を除く。）に亘って並ぶように密に形成されている。また、ロール金型２０は光学的な部材を成形するためのものであるため、溝２２及び環状突起２３の精度を十分に確保する必要がある。従って、ロール金型２０を製造する際には、精度を保ちつつも長く効率よく環状突起２２及び溝２３を形成することが必要である。以下、ロール金型２０の製造方法について説明する。

基体上に被加工層が積層されたロール基体２１を準備し、これをロール回転軸により回転させる。はじめに基準面を得るための前加工として、所定の切削工具（Ｒバイト）により、必要な切り込み深さ及び送りで鏡面加工をおこなう。Ｒバイトとは、先端の形状が円弧状のバイトであり、曲率半径が２ｍｍから１０ｍｍのダイヤモンドバイトがよく用いられる。送りピッチは０．１ｍｍから０．４ｍｍが一般的である。ここで、ロール基体２１の直径は特に限定されることはないが、３００ｍｍ以上５００ｍｍ以下であることが好ましい。
その後、得られた基準面に基づいてロール基体２１を回転させつつ切削工具により溝２３を形成する。ここで切削工具は例えば次のような形状を具備している。図５に使用される切削工具の一例である切削チップ３０の概略的な図を示した。図５ではすくい面を符号３１、前逃げ面を符号３２、横逃げ面を符号３３でそれぞれ表わしている。図５（ａ）は斜視図、図５（ｂ）はすくい面３１側からみた図、図５（ｃ）は前逃げ面３２側から見た図、及び図５（ｄ）は横逃げ面３３側から見た図である。

切削チップ３０の主要な寸法は、溝２３の形状を形成できるように設定される。

また、図５に表わしたバイト角度θａ１、θａ２、横逃げ角θｂ、及び前逃げ角θｃは、次の通りである。ここでバイト角度θａ１とθａ２との和を頂角と呼ぶ。頂角は、製造されるべき光学シートの形状により決められる角度である。図５（ｂ）のｗはバイト先端幅である。頂角及びバイト先端幅は形成されるべき溝の形状により適宜変更する。

横逃げ角θｂは、２度以上５度以下が好ましい。当該横逃げ角θｂを２度以上にすることにより、切削チップ３０の切れ性が向上し、切削チップへの負担が減少するので、摩耗を減らすことができ、１つの切削チップで精度良く加工することができる。すなわち、溝２３の深さを深くしたり、ピッチを小さくして切削本数を増やすことが可能となる。従って、切削チップを交換することなく、又はその交換回数を抑制して光学シートのロール金型を製造することができる。すなわち、ロール金型２０の製造の効率及び精度を向上させ、最終製品である光学シート１０の凹凸形状も高精度に製造することが可能となる。また、横逃げ角θｂを５度よりも大きくすると、前逃げ角も大きくする必要があり、切削チップ３０の強度が低下する懸念が出てくる。
前逃げ角θｃは、通常５度以上２０度以下にすることが多い。５度より小さいと横逃げ角と同様に切れ性が悪くなる傾向にある。一方、２０度よりも大きくすると切削チップ先端の剛性がなくなり、欠けやチッピングが生じやすい。

なお、本発明において切削工具の形状は特に限定されない。図５に例示した切削チップ３０は、先端部に、すくい面から見た形状が台形である凸部３０ａ（図５（ｂ）参照）を備えているが、当該凸部は備えられていなくてもよい。図６は他の切削チップ１３０を概略的に示した図である。図６（ａ）は図５（ａ）に、図６（ｂ）は図５（ｂ）に、図６（ｃ）は図５（ｃ）に、図６（ｄ）は図５（ｄ）にそれぞれ対応している。また、切削チップ１３０において、切削チップ３０と同様の機能を果たす部位には同符号を付している。本発明では、切削チップ１３０のように先端が平らな切削チップを用いることもできる。

切削チップの材質は被加工層の材質、加工形状等により適宜選択できる。これには例えば超硬合金、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）、ダイヤモンド等を挙げることができる。このなかでも高い精度を得ることができる観点からダイヤモンドであることが好ましい。ダイヤモンドには天然及び合成のものがあるが特に限定されることはない。

切削時におけるロール基体２１の回転速度は特に限定されるものではないが、３００ｒｐｍ以上６００ｒｐｍ以下であることが好ましい。ロール基体２１の直径にもよるが、例えば直径が４００ｍｍの場合、３００ｒｐｍ未満だと切削速度が遅いため、切削チップへの負担が大きくなり精度良く加工することができなくなる虞がある。６００ｒｐｍはおおよそ旋盤の最大回転速度である。ロール基体２１の回転速度を上げていくとロール基体の振れが生じやすくなり、かかる観点から４００ｒｐｍ程度が好ましい。

上記した切削チップ３０を用いて次のように溝２３及び環状突起２２を形成する。図７及び図８に模式図を示した。図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）、図７（ｄ）、図８（ａ）、図８（ｂ）の順に切削が進められていく。

溝２３の形成は、上述したようにして境面加工を行ったロール基体２１を回転させ、ロール基体２１の表面に形成された被加工層を切削チップ３０（切削工具）により切削することによって行われる。この切削工程は、以下に説明するように、完成後の開口部形状を有するように溝の開口部側の一部を切削する、すなわち、完成した溝２３の開口部側の形状と同じになるように、溝２３の開口部側の一部を切削する第１切削工程と、該第１切削工程によって開口部側の一部が切削された溝２３’（以下、未完成の溝２３を溝２３’と表記することがある。）であって、該溝２３’の隣の溝に対しても第１切削工程が行われている溝２３’について、目的の深さまで切削する、第２切削工程とを含んでいる。

第１切削工程では、まず、図７（ａ）に示したように、切削チップ３０によりロール基体２１の外周面からロール基体２１の回転軸の軸心方向に向けていわゆる切り込みをおこなう。第１切削工程では、このようにして溝２３の開口部側の一部を切削し、溝２３’を形成する。なお、切削チップ３０は先端に向かうほど細くなっているため、第２切削工程でも同じ形状の切削チップ３０を用いて溝２３を形成する場合、図７（ａ）に示したようにして一度切削しただけでは、切削した部分の開口部形状が溝２３の完成後の開口部形状より小さくなる。したがって、第１切削工程では、図７（ａ）に示した状態から、切削チップ３０を溝２３’からロール基体２１の半径方向に後退させ、次に図７（ｂ）に示したように、切削チップ３０をロール基体２１の軸方向にずらしてから再度、切削チップ３０によりロール基体２１の外周面からロール基体２１の回転軸の軸心方向に向けて切り込みをおこなう。このようにして、第１切削工程において、溝２３の開口部側の一部を、当該溝２３が完成した後の形状と同じになるように切削することができる。第１切削工程において、切削チップ３０をロール基体２１の軸方向にずらして切削する回数は特に限定されない。また、ずらす量は溝２３及び切削チップ３０の形状に応じて適宜変更すればよい。なお、第１切削工程で用いる切削チップ３０の先端幅を第２切削工程で用いる切削チップ３０より大きいものとし、第１切削工程において切削チップ３０をロール基体２１の軸方向にずらして再度切削することなく溝２３の開口部側の一部を形成することも可能である。

第１切削工程において切り込む深さは、溝２３の完成後の深さに対して、例えば２０％以上５０％以下とすることができ、２５％以上４０％以下とすることが好ましい。第１切削工程において切り込む深さを上記所定の深さとすることによって、後に説明するように、環状突起２２の倒れを防止しやすくなる。第１切削工程において切り込む深さが小さすぎると第２切削工程において環状突起が倒れ易くなる。また、第１切削工程において切り込む深さが大きすぎると第１切削工程において環状突起が倒れる易くなる。

切削チップ３０によって溝２３を形成する際、該溝２３の隣の形成されつつある環状突起２２’（以下、未完成の環状突起２２を環状突起２２’と表記することがある。）が切削チップ３０によって押される。その結果、環状突起２２’が、該環状突起２２’を介して切削チップ３０によって切削されている溝２３’とは反対側の溝２３’の方に曲がるようにして倒れる虞がある。しかしながら、上記第１切削工程では溝２３の開口部側の一部のみを形成しており、環状突起２２’の高さは低いため、切削チップ３０によって押されたとしても環状突起２２’は倒れ難い。

次に、図７（ｂ）に示した状態から、切削チップ３０を溝２３’からロール基体２１の半径方向に後退させる。そして、溝２３のピッチの半ピッチ分送り、図７（ｃ）に示したように環状突起２２の外周部位置までロール基体２１の半径方向に切り込む。これにより、図７（ｄ）に示したように環状突起２２の外周部２２ａが形成される。
その後、切削チップ３０をロール基体２１の半径方向に後退させ、次の溝を切削するために切削チップ３０を送る。

次に、第２切削工程について説明する。上述したようにして第１切削工程及び環状突起２２の外周部２２ａの形成を繰り返すことにより、溝２３の開口部側の一部及び環状突起２２の外周部２２ａを形成することができる。第２切削工程では、第１切削工程によって開口部側の一部が形成された溝２３について、図８（ａ）に示したように、切削チップ３０によりロール基体２１の外周面からロール基体２１の回転軸の軸心方向に向けて目的の深さまで切り込みをおこなう。

第２切削工程によって切削されようとしている溝２３’の隣の溝２３’についても第１切削工程が行われていると、該第２切削工程によって切削されようとしている溝２３’には環状突起２２’が隣接していることになる。しかしながら、上述したように環状突起２２の外周側を切削したことによって当該環状突起２３’の高さは低くなっている。したがって、第２切削工程によって溝２３’を切削する際に、切削チップ３０によって環状突起２２’が押されたとしても、該環状突起２２’は倒れ難い。

また、第２切削工程では、切り込みの方向を、ロール基体２１の回転軸の軸心方向に向かいつつ、送り方向（紙面左方向）にも進むような斜め方向とすることが好ましい。より具体的には、図８（ａ）に矢印ＶＩＩＩで示したように、切削チップ３０のうち、切削時において送り方向と反対側（紙面右方向）となるバイト角度θａ１と同じ角度となるように送りつつ、回転軸の軸心方向に切り込んでいく。そして図８（ｂ）の位置にまで切り込んで１つの溝２３が形成される。

上述したように、切削チップ３０によって溝２３を形成する際、環状突起２２’が曲がるようにして倒れる虞がある。しかしながら、上述したようにして斜めに切り込みをおこなうことにより、切削チップ３０によって環状突起２２’に加えられる力を小さく抑え、環状突起２２’が上記のようにして倒れることを抑制することができる。特に切削が進むにつれて切削チップ３０の切れ性が低下するにともない、環状突起２２’にかかる当該倒そうとする力が大きくなる傾向にある。これに対して、上記のように斜めに切り込みをおこなうことにより、切削の開始部位から終了部位の全部に亘って当該倒そうとする力を抑制できるので、切削ロールの部位によって溝形状が異なることを抑制し、形状安定性を向上させることができる。上記のように斜めに切り込みをおこなうことによる効果は、特に本実施形態の上記した光学機能層１２のような、凹部１３ａの開口部（図２にＡで示した寸法）が狭く、奥行き（図２にＣで示した寸法）が大きい光学シートを成型するのに用いるロール金型を製造する場合により顕著である。

以上のようにしてロール基体２１の周方向に延びるとともに、ロール基体２１の回転軸方向（幅方向）の略全長（両端部は除く。）に亘って並列されるように環状突起２２及び溝２３を形成する。本製造方法では、上記したように、環状突起の倒れを防止することによって、溝の切削開始部と溝の切削終了部とで、溝形状が変化してしまうことを抑制できる。すなわち、ロール金型全域に亘って環状突起及び溝の形状の変化を抑制することが可能となる。従って、切削チップ（切削工具）を交換することなく、又はその交換回数を従来よりも少なくしてロール金型を製造することもできる。

本製造方法は、ロール金型に形成されるそれぞれの溝について、上述したように第１切削工程及び第２切削工程が行われればよい。図９（ａ）、図９（ｂ）及び図９（ｃ）には、ロール金型に形成される溝の切削順の具体例を示した。図９（ａ）、図９（ｂ）及び図９（ｃ）において、○で囲まれた数字は切削順を示している。すなわち、図９（ａ）は、ロール金型に形成される全ての溝について第１切削工程を行った後、第２切削工程を行う例を示している。また、図９（ｂ）は、第１切削工程と第２切削工程とを交互に行うことによって、ロール金型の一方の端から順に溝を形成してく例を示している。さらに、図９（ｃ）は、ある程度の数の溝について第１切削工程を行った後、ある程度の数の溝について第２切削工程を行う例を示している。

第１切削工程及び第２切削工程において、切り込み速度は、２（μｍ／回転）以上、５（μｍ／回転）以下であることが好ましい。さらに、切削チップ（切削工具）が切り込み深さに達したとき、そのままの姿勢でロール基体２１を１回転以上させてから切削チップ３０を後退させることが好ましい。これにより、ロール基体２１の円周方向全周にわたり所定の切り込み深さになる。１回転未満で切削チップ３０を後退させると、円周方向で部分的に所定の切り込み深さまで達していない箇所ができてしまう虞があり、外観不良や光学性能にばらつきが生じることがある。

上記切削工程により環状突起２２及び溝２３が形成された後には、ロール金型の表面が腐食することの防止や、後述する光透過部構成組成物の離型性向上などの観点から、ロール金型の表面をクロム等でメッキすることが好ましい。

次に、上記ロール金型２０を用いて、光学シート１０を製造する方法を説明する。図１０に概要図を示した。はじめに基材１１上に光透過部１３を形成する。すなわち、図１０からわかるようにロール金型２０とこれに対向するように配置されたニップロール４１との間に、基材層１１となる基材１１’を挿入する。このとき、基材１１’とロール金型２０との間に光透過部構成組成物１３’を供給しながら図１０に矢印で示したようにロール金型２０及びニップロール４１を回転させる。これによりロール金型２０の表面に形成された溝２３内に光透過部構成組成物１３’が充填され、該光透過部構成組成物１３’がロール金型２０の表面形状に沿ったものとなる。

ここで、光透過部構成組成物１３’としては、例えば、光硬化型プレポリマー（Ｐ１）に、反応性希釈モノマー（Ｍ１）及び光重合開始剤（Ｓ１）を配合した光硬化型樹脂組成物が好ましく用いられる。

上記光硬化型プレポリマー（Ｐ１）としては、例えば、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、ポリチオール系等のプレポリマーを挙げることができる。

また、上記反応性希釈モノマー（Ｍ１）としては、例えば、ビニルピロリドン、２−エチルヘキシルアクリレート、β−ヒドロキシアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート等を挙げることができる。

また、上記光重合開始剤（Ｓ１）としては、例えば、ヒドロキシベンゾイル化合物（２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインアルキルエーテル等）、ベンゾイルホルメート化合物（メチルベンゾイルホルメート等）、チオキサントン化合物（イソプロピルチオキサントン等）、ベンゾフェノン（ベンゾフェノン等）、リン酸エステル化合物（１，３，５−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイド等）、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。これらの中から、光硬化型樹脂組成物を硬化させるための照射装置及び光硬化型樹脂組成物の硬化性から任意に選択することができる。なお、光透過部１３、１３、…の着色防止の観点から好ましいのは、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及びビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイドである。

光硬化型樹脂組成物に含まれる光重合開始剤（Ｓ１）の量は、光硬化型樹脂組成物の硬化性及びコストの観点から、光透過部構成組成物全量を基準（１００質量％）として、０．５質量％以上５．０質量％以下であることが好ましい。一般に、光重合開始剤は少なくとも部分的に可溶性（例えば、樹脂の処理温度で）であり、重合された後、実質的に無色である。光重合開始剤を着色（例えば、黄色に着色）していてもよいが、光透過部構成組成物を硬化させて光透過部を形成したときに実質的に無色になることを条件とする。

これらの光硬化型プレポリマー（Ｐ１）、反応性希釈モノマー（Ｍ１）及び光重合開始剤（Ｓ１）は、それぞれ、１種類で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

ロール金型２０と基材１１’との間に挟まれ、ここに充填された光透過部構成組成物に対し、基材１１’側から光照射装置４２により光を照射する。これにより、光透過部構成組成物１３’を硬化させ、その形状を固定させることができる。そして、離型ロール４３によりロール金型２０から基材層１１及び成形された光透過部１３を離型する。

次に、光吸収部１４を形成する。光吸収部１４を形成するには、まず、凹部１３ａに光吸収部構成組成物を過剰に塗布する。その後、余剰分の光吸収部構成組成物をドクターブレード等で掻き落とす。そして、凹部１３ａに残った光吸収部構成組成物に光透過部側から光を照射することによって、光吸収部構成組成物に含まれるバインダ１５を硬化させ、光吸収部１４を形成することができる。

バインダとして用いられるものは特に限定されないが、これには例えば、光硬化型プレポリマー（Ｐ２）に、反応性希釈モノマー（Ｍ２）及び光重合開始剤（Ｓ２）を配合した光硬化型樹脂組成物が好ましく用いられる。

光硬化型プレポリマー（Ｐ２）としては、例えば、ウレタン（メタ）アクリレート、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、およびブタジエン（メタ）アクリレート等を挙げることができる。

また、反応性希釈モノマー（Ｍ２）としては、例えば、単官能モノマーとして、ビニルモノマー、（メタ）アクリル酸エステルモノマー、（メタ）アクリルアミド誘導体が挙げられる。また、多官能モノマーとして、（メタ）アクリレート系のものが挙げられる。

また、光重合開始剤（Ｓ２）としては、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイド等が挙げられる。これらの中から、光硬化型樹脂組成物を硬化させるための照射装置及び光硬化型樹脂組成物の硬化性から任意に選択することができる。

なお、光硬化型樹脂組成物に含まれる光重合開始剤（Ｓ２）の量は、光硬化型樹脂組成物の硬化性及びコストの観点から、光硬化型樹脂組成物全量を基準（１００質量％）として、０．５質量％以上１０．０質量％以下であることが好ましい。

これらの光硬化型プレポリマー（Ｐ２）、反応性希釈モノマー（Ｍ２）及び光重合開始剤（Ｓ２）は、それぞれ、１種類で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

具体的には、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレートおよびメトキシトリエチレングリコールアクリレートからなる光重合性成分（詳しくは、光硬化型プレポリマー（Ｐ２）及び反応性希釈モノマー（Ｍ２））の屈折率、粘度、又は光学機能層１２の性能への影響等を考慮して任意に配合して用いる。

また必要に応じて、添加剤として、シリコーン、消泡剤、レベリング剤及び溶剤等を光吸収部構成組成物に添加してもよい。

光吸収粒子１６としては、カーボンブラック等の光吸収性の着色粒子が好ましく用いられるが、これらに限定されるものではなく、映像光の特性に合わせて特定の波長を選択的に吸収する着色粒子を使用してもよい。具体的には、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、染料、顔料等で着色した有機微粒子や着色したガラスビーズ等を挙げることができる。特に、着色した有機微粒子が、コスト面、品質面、入手の容易さ等の観点から好ましく用いられる。より具体的には、カーボンブラックを含有したアクリル架橋微粒子や、カーボンブラックを含有したウレタン架橋微粒子等が好ましく用いられる。こうした着色粒子は、通常、上記の光吸収部構成組成物中に３質量％以上３０質量％以下の範囲で含まれる。着色粒子の平均粒子径は１．０μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。後に説明するように、光吸収部１４を形成する際には、着色粒子を含有する光吸収部構成組成物を光透過部１３間の凹部１３ａに充填した後にドクターブレードを用いて余剰分の光吸収部構成組成物を掻き落とす工程が含まれる。このとき、平均粒子径が１．０μｍ以上の着色粒子を用いることによって、着色粒子がドクターブレードと光透過部１３の上部との間の隙間を抜け難くなり、光透過部１３の上部に着色粒子が残留することを防止できる。

以上により、基材層１１上に光透過部１３及び光吸収部１４を形成することによって光学シート１０を得ることができる。

光学シート１０には、さらに必要に応じて他の機能を有する層が積層されてもよい。具体的には、例えば電磁波遮蔽層、波長フィルタ層、防眩層、反射防止層、ハードコート層等を、粘着層を用いて貼合することで構成することができる。これらの層の積層順、及び積層数は、光学シートの用途に応じて適宜決定される。いずれの層も公知のものを適用することができる。以下に各層について説明する。

電磁波遮蔽層は、電磁波を遮断する機能を有する層である。当該機能を有する層であれば、電磁波を遮断する手段は特に限定されるものではない。これには、例えばエッチング方式、印刷方式、蒸着方式、スパッタ方式等の方法で形成された金属メッシュを挙げることができる。

波長フィルタ層は、所定の波長の光を減衰して透過する機能を有する層である。減衰されるべき波長の光は必要に応じて適宜選択することができるが、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）から出射されるネオン線を減衰・遮断する層、赤外線、近赤外線や紫外線を減衰・遮断する層、及び色調を補正する層を挙げることができる。

防眩層は、いわゆるぎらつきを抑制する機能を有する層であり、アンチグレア層、ＡＧ層と呼ばれることもある。

反射防止層は最も観察者側に配置され、外光の反射を防止する機能を有する層である。これによれば、外光が光学シートの観察者側面で反射して観察者側へ戻って、いわゆる映り込みが生じて映像が見え難くなることを抑制することができる。

ハードコート層は、保護層やＨＣ層とも呼ばれることもある。これは、画像表示面に傷がつくことを抑えるために耐擦傷性を付与することができる機能を有するフィルムが配置された層である。

粘着層は、粘着剤が配置される層である。該粘着剤としてアクリル系粘着剤を挙げることができる。ただし、必要な光透過性、粘着性、耐候性を得ることができれば粘着剤はこれに限定されるものではない。また、層構成によっては、色素の劣化を防止するために、紫外線を吸収する効果のあるＵＶ吸収剤（ベンゾトリアゾール系など）を粘着剤に含めることが望ましい。また、粘着層にはＵＶ吸収剤、近赤外吸収剤、ネオン線吸収剤、及び調色色素などを粘着剤に含める場合もある。

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。ただし本発明は実施例に限定されるものではない。

直径４００ｍｍの金型シリンダーを用意し、被加工層としての硬質銅メッキ（ビッカース硬度２１０Ｈｖ）を厚さ（片肉）０．５ｍｍで表面に形成した。これをロール基体とした。そして、当該ロール基体の幅（軸方向の長さ）１４６０ｍｍの部分に溝を形成してロール金型を製造した。切り込み対象となる溝は、ピッチ（図４に示したＰ）を４５μｍとし、溝における切り込み深さは９４μｍ、環状突起の外周部を形成する際の切り込み深さは１０μｍとした。旋盤は東芝機械株式会社製のＵＬＲ−６３５を使用した。ロール基体の回転数は４４０ｒｐｍに設定した。切削チップとしては、先端幅３５μｍ、テーパー角度１．８３度のダイヤモンドバイトを使用した。また切り込みは、ロール基体の半径方向に対して送り方向に１．８３度の方向に斜めにした。すなわち、バイト角と同じである。切り込み速度は２μｍ／回転とした。なお、基体の軸方向の一方の端から１４６０ｍｍまでの部分は本発明の方法にて溝を形成し、その後、残りの幅２００ｍｍの部分は従来の方法にて溝を形成した。ここで、本発明の方法とは、上述したようにしてバイト（切削工具）をロール基体の軸方向にずらしながら２回に分けて切削することによって溝の開口部側から３０μｍの部分を形成し（第１切削工程）、その後、隣接する環状突起の先端を切削することを繰り返し、同様に全ての溝について開口部側の一部を形成した後、さらに切削（第２切削工程）して溝を完成させる方法である。また、従来の方法とは、一つの溝について目的の深さまで切削した後、該溝に隣接する溝の環状突起の先端を切削することを繰り返す方法である。

上記のようにしてロール金型を製造した結果、従来の方法で溝を形成した部分に比べて、本発明の方法で溝を形成した部分では環状突起の倒れが少なかった。

１０ 光学シート
１１ 基材層
１２ 光学機能層
１３ 光透過部
１４ 光吸収部
１５ バインダ部
１６ 光吸収粒子
２０ ロール金型
２１ ロール基体
２２ 環状突起
２３ 溝

Claims (4)

1. 凹凸形状を有する光学シートの前記凹凸部分を成型するための環状突起と溝とを交互に有するロール金型を製造する方法であって、
   表面に被加工層が形成されたロール基体を回転させ、切削工具により前記光学シートの凸部に対応する前記溝を前記被加工層に形成する切削工程を含み、
   前記切削工程は、
   前記溝が完成後の開口部形状を有するように前記溝の開口部側の一部を切削し、該切削は前記切削工具を前記ロール基体の軸方向にずらしながら複数回切削することによって行われる、第１切削工程と、
   該第１切削工程によって開口部側の一部が切削された溝であって、該溝の両側の溝に対しても前記第１切削工程が行われている前記溝について、目的の深さまで切削する、第２切削工程と
   を含んでいる、ロール金型の製造方法。
2. 前記第２切削工程より前に、該第２切削工程によって切削される前記溝に隣接する前記環状突起の先端を切削する工程を含む、請求項１に記載のロール金型の製造方法。
3. 前記第２切削工程において、前記切削工具による切り込みは、前記切削工具のバイト角度のうち、送り方向後ろ側となるバイト角度と同じ角度となるように送りつつ前記ロール基体の回転軸に近付ける方向に行われることを特徴とする、請求項１又は２に記載のロール金型の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法によりロール金型を製造し、
   前記ロール金型と基材との間に光硬化性材料を充填する工程、及び、前記充填された状態で前記光硬化性材料に光を照射して前記光硬化性材料を硬化させる工程を含む光学シートの製造方法。

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