JP2012006177A - 金型ロールの製造方法、金型ロール、及び光学シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学シートの金型ロールに関し、広い幅の金型ロールであっても切削工具の交換をすることなく、又は交換回数を減らすことができる金型ロールの製造方法を提供する。
【解決手段】凹凸形状を有する光学シートの凹凸部分を成形する金型ロール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凹凸に対応する溝を形成させる工程を含み、切削工具の横逃げ角を２度以上、５度以下とすることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、表面に微細な凹凸形状が形成される光学シートを製造する際に用いられる金型ロールの製造方法、該製造方法により製造された金型ロール、及び該金型ロールによる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ための各種機能を有する層を具備する光学シートと、が備えられている。

このような光学シートの中には、その表面に微細な凹凸形状を有する層（シート）を備えることがある。このように表面に凹凸を有するシートを製造するために、この凹凸に対応してこれを転写することができる凹凸を表面に備える金型ロールを用いる。

特許文献１には、光学シートに適用される金型ロール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凹凸形状を有する光学シート製造用金型を製造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

このような凹凸形状は、ロール上に数本形成すればよいというものではなく、非常に多くの凹凸をロール上に形成しなければならない。そしてここから製造される光学シートの品質を確保する観点から、当該無数の凹凸形状はロール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。

しかしながら、従来における光学シート製造用の金型ロール製造方法では、凹凸の断面形状に対応する切削工具の形状は考慮されているものの、切削工具の寿命や均一で精度よい切削を長くおこなうことについて考慮されているものはなかった。このような微細で精度を要する凹凸を多く（１本の溝を螺旋状に形成する場合には長く）形成するためには途中で切削工具を交換するしかなかった。

切削工具を途中で交換することは、金型ロールの製造効率を悪くしたり、その交換による前後部分で精度が低下したりする虞があり、可能であれば回避したいことであった。

そこで本発明は、光学シートの金型ロールに関し、広い幅の金型ロールであっても切削工具の交換をすることなく、又は交換回数を減らすことができる金型ロールの製造方法、該製造方法による金型ロール、及びこれにより製造される光学シートの製造方法を提供することを課題とする。

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）の凹凸部分を成形する金型ロール（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凹凸に対応する溝（２３、２３、…）を形成させる工程を含み、切削工具の横逃げ角を２度以上、５度以下とすることを特徴とする金型ロールの製造方法である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の金型ロールの製造方法において、ロール基体（２１）の直径が３００ｍｍ以上、５００ｍｍ以下であり、ロール基体の回転数を３００ｒｍｐ以上、６００ｒｐｍ以下で溝を形成させることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の金型ロールの製造方法において、切削工具（３０）の切り込み方向がロール基体回転軸の軸方向に直交する方向であ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金型ロールの製造方法において、切削工具（３０）の切り込み速度が２μｍ／回転以上、５μｍ／回転以下であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の金型ロールの製造方法において、切削工具（３０）が切り込み深さに達した姿勢で、ロール基体を１回転以上させてから切削工具を後退させることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の金型ロールの製造方法において、ロール基体（２１）に形成されるべき凹凸の凹部の底部と、凸部の外周部と、を交互に切削するように、凹部のピッチの半分のピッチで切削工具を送ることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の金型ロールの製造方法により製造された金型ロールである。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の金型ロール（２０）と、基材（２１）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、切削工具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金型ロールを製造することができる。すなわち、１つの金型ロール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の凹凸形状も高精度に製造することが可能である。

１つの実施形態にかかる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。 金型ロールの外観を概略的に示した図である。 金型ロールの環状突起、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。 金型ロールの製造方法を説明する図である。 光学シートを製造する方法である。

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光学シート１０について説明する。これは後述する金型ロールにより製造される対象の１つの形態にかかる光学シートである。
図１は、光学シート１０の断面の一部を示し、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、映像表示装置において映像光源の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および光学機能層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上記ＰＥＴ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など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などのスチレン系樹脂、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、帯電防止剤など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、１３、…と、該光透過部１３、１３、…の間に形成された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、１４、…とを備えている。図２に、図１に示した光学シート１０のうち、１つの光吸収部１４とこれに隣接する光透過部１３、１３を拡大して示した。

光透過部１３、１３、…は光透過部として機能する部位であり、図１、図２に表れる断面において、一方側のシート面に上底、他方側（基材層１１側）の面に下底を有する略台形の断面を有する要素である。そして、光透過部１３、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有し、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、１３、…が並列される間隔（光透過部１３と隣りの光透過部１３との間隔、ピッチ）は、特に限定されないが、３０μｍ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の下底の長さである。同様に、Ｂは上底の長さ、Ｃは高さ、Ｄは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、３μｍ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金型ロールが製造される。

光透過部１３、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、１３、…は、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以上、１．５６以下であることが好ましい。

次に、光吸収部１４、１４、…について説明する。光吸収部１４、１４、…は、上記した光透過部１３、１３、…間の凹部１３ａ、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、１３ａに沿うものとなっている。

光吸収部１４、１４、…は、光透過部１３、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、１３…の屈折率Ｎｐと光吸収部１４、１４、…の屈折率ＮｂとをＮｐ≧Ｎｂとすることにより、所定の条件で光透過部１３、１３、…に入射した光源からの映像光を光吸収部１４、１４、…と光透過部１３、１３、…との界面で適切に反射させて観察者に明るい映像を提供することができる。また、光吸収部に外光や迷光の一部を反射することなく吸収し、映像の質の向上を図ることもできる。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０．０６以下であることが好ましい。

本実施形態では、光吸収部１４、１４、…は、光吸収粒子１６、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、１６、…を分散させたバインダ（光吸収部構成組成物）が凹部１３ａ、１３ａ、…に充填されている。光吸収部１４、１４、…を形成する材料や方法など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、所定の角度をもって光学シート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、１３ａ、…）を形成するための金型ロール２０について説明する。図３は、金型ロール２０の外観を概略的に示した斜視図である。図４は、図３に示した金型ロール２０の外周面に形成された環状突起２２、…及び溝２３、２３、…の断面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ある。

図３に示すように、金型ロール２０は、円柱状のいわゆるロールであり、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、２２、…、及び該環状突起２２、２２、…間に形成される溝２３、２３、…を有している。ここで環状突起２２、２２、…及び溝２３、２３、…は、金型ロール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、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の大部分を構成している。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、基体は両側が有底である円筒状であってもよい。また、ロール基体表面の温度調節ができるようにロール基体内部に冷水や温水、蒸気また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、基体の外表面に被覆され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の表面付近のみであることから、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というものである。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、２２、…及び溝２３、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の溝形状であり、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の成形時における伸縮を考慮すれば、図２のＡ〜Ｄが、図４のＡ’〜Ｄ’と同じ寸法になるとは限らないことはいうまでもない。

図１、図２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金型ロールでは、凹凸自体は非常に微細であるが、この凹凸が金型ロールの周方向に延びるとともに、金型ロールの幅方向（ロール回転軸方向）全長に亘って並ぶように密に形成されている。また、光学的な部材であるため、凹凸の精度を十分に確保する必要がある。従って、金型ロールを製造する際には、精度を保ちつつも長く効率よく製造することが必要である。以下、金型ロール２０の製造方法について説明する。

被加工層が積層されたロール基体を準備し、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により鏡面加工をおこなう。Ｒバイトとは、先端の形状が円弧のバイトであり、曲率半径が２ｍｍから１０ｍｍのダイヤモンドがよく用いられる。送りピッチは０．１ｍｍから０．２ｍｍが一般的である。ここで、ロール基体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θａ２とθａ２との和を頂角と呼ぶ。頂角は、設計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溝により適宜変更する。
横逃げ角θｂは、２度以上５度以下とする。当該横逃げ角を２度以上にすることにより、切削チップの切れ性が向上し、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金型ロールを製造することができる。すなわち、１つの金型ロール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、切削チップの強度が低下する懸念が出てくる。
前逃げ角θｃは、通常５°以上２０°以下にすることが多い。横逃げ角と同様に角度が小さいと切れ性が悪くなる。２０°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。

切削チップ３０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。

ロール基体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。６００ｒｐｍはおおよそ旋盤の最大回転速度である。ロール基体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、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を形成する。図６に模式図を示した。図６（ａ）に示したように、１つの溝２３が切削チップ３０により形成される。次に、該切削チップ３０を溝２３から後退させ、溝２３、２３間のピッチの半ピッチ分送り、図６（ｂ）に示したように環状突起２２の外周端面位置まで切り込む。これにより環状突起の外周端面が形成される。さらに、そのあと、切削チップ３０を後退させ、半ピッチ分送り、図６（ｃ）に示したように他の溝２３を形成するように切削チップ３０を切り込む。

ここで、上記切り込みは、ロール基体の回転軸に対して直交方向におこなわれることが好ましい。また、切り込み速度は、２μｍ／回転以上、５μｍ／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を１回転以上させてから切削チップを後退させることが好ましい。これにより、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い、金型ロールの外観不良や、該金型により光学シートを形成したときに該光学シートの光学性能にばらつきがでてしまう虞がある。

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の回転軸方向全長にわたって並列されるように溝２３、２３、…を形成する。本発明の金型ロールの製造方法では、上記したように切削チップ（切削工具）を交換することなく、又はその交換回数を抑制して金型ロールを製造することができる。特に本実施形態の上記した光学機能層１２のような形状では、凹部１３ａ、１３ａ、…の開口部（図２のＡで示した寸法）が狭く、奥行き（図２にＣで示した寸法）が大きいのでその効果はより顕著である。

上記切削により環状突起２２、２２、…及び溝２３、２３、…が形成された後には、腐食することを防止するなどの観点からは、金型ロールの表面をクロム等でメッキすることが好ましい。

次に、上記金型ロール２０を用いて、光学シート１０を製造する方法を説明する。図７に概要図を示した。はじめに基材１１上に光透過部１３、１３、…を形成する。すなわち、図７からわかるように金型ロール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’と金型ロール２０との間に光透過部構成組成物１３’を供給しながら図７に矢印で示したように金型ロール２０及びニップロール４１を回転させる。これにより金型ロール２０の表面に形成された溝２３、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’が金型ロール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およ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およびビス（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およ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）および光重合開始剤（Ｓ１）は、それぞれ、１種類で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。

また必要に応じて、光透過部構成組成物中に、塗膜の改質や塗布適性、金型ロールからの離型性を改善させるため、種々の添加剤としてシリコーン系添加剤、レオロジーコントロール剤、脱泡剤、離型剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、等を添加することも可能である。

金型ロール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１３’に対し、基材１１’側から光照射装置４２により硬化させるための光を照射する。これにより、光透過部構成組成物を硬化させ、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により金型ロール２０から基材層１１および成形された光透過部１３、１３、…を離型する。

次に、光吸収部１４、１４、…を形成する。光吸収部１４、１４、…を形成するには、まず、凹部１３ａ、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などで掻き落とす。そして、凹部１３ａ、１３ａ、…に残った光吸収部構成組成物に光透過部側から紫外線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、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）および光重合開始剤（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、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクトン、ビニルイミダゾール、ビニルピリジン、スチレン等のビニルモノマー、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシジプロピレングリコール（メタ）アクリレート、パラクミルフェノキシエチル（メタ）アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール（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、イソボルニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレ−ト、ベンジルメタクリレ−ト、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、アクリロイルモルホリン等の（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、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、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、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ（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、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、３−メチル−１，５−ペンタンジオールジ（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、ジメチロール−トリシクロデカンジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡポリプロポキシジオールジ（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、エトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化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トリ（メタ）アクリレ−ト、グリセリルトリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化グリセリルトリ（メタ）アクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレ−ト、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレ−ト、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレ−ト、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレ−ト等が挙げられる。

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およ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およ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）および光重合開始剤（Ｓ２）は、それぞれ、１種類で、あるいは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）および反応性希釈モノマー（Ｍ２））の屈折率、粘度、あるいは光学機能層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、レベリング剤およ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、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。光吸収部１４、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、１３、…間の凹部１３ａ、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、１３、…の上部との間の隙間を抜け難くなり、光透過部１３、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、１３、…および光吸収部１４、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、例えば電磁波シールド層、波長フィルタ層、防眩層、反射防止層、ハードコート層などを、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。

電磁波シールド層は、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、スパッタ方式で形成されるものを挙げることができ、遮断すべき電磁波により適宜設計される。

波長フィルタ層は、所定の波長の光をフィルタリングする機能を有する層である。フィルタリングされるべき波長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カットしたり、赤外線、近赤外線や紫外線をカットしたり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。このような防眩層としては市販のものを用いることができる。

反射防止層は最も観察者側に配置されて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。このような反射防止層は、市販の反射防止フィルムを用いる等して構成することが可能である。

ハードコート層は、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、接着層にはＵＶ吸収剤、近赤外吸収剤、Ｎｅカット吸収剤（ネオン線を吸収するもの）、およ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。

＜実施例１＞
実施例１では、直径４００ｍｍ、幅１０００ｍｍの大きさで、表面に厚さ０．５ｍｍの硬質銅メッキ（ビッカース硬度２１０Ｈｖ）を施した基体に、溝を形成して金型ロールを製造した。切り込み対象となる溝は、ピッチを５１μｍとし、溝部における切り込み深さは７９μｍ、環状突起の外周面における切り込み深さは１０μｍとした。また、基体の回転速度は４００ｒｐｍ、切り込み速度は４μｍ／回転で切削した。
実施例１では、ダイヤモンドチップを用い、頂角を６度、横逃げ角を３度、前逃げ角を６度、及びバイト先端幅を４１μｍとした。
その結果、切削始点から終点までを１つのダイヤモンドチップで切削することができ、溝形状も公差内におさめることができた。

＜実施例２＞
実施例２では、切り込み対象とする溝においてピッチを５８μｍ、溝部における切り込み深さを１１５μｍとした。また、ダイヤモンドチップの頂角を１度、横逃げ角を２．５度、前逃げ角を１５度、及びバイト先端幅を４６μｍとした。その他の条件はいずれも実施例１と同じである。
その結果、実施例２でも切削始点から終点までを１つのダイヤモンドチップで切削することができ、溝形状も公差内におさめることができた。

＜実施例３＞
実施例３では、切り込み対象とする溝においてピッチを４５μｍ、溝部における切り込み深さを８０μｍとした。また、ダイヤモンドチップの頂角を３．８度、横逃げ角を２．５度、前逃げ角を１５度、及びバイト先端幅を３６μｍとした。
切り込み速度は２μｍ／回転で切削した。その他の条件はいずれも実施例１と同じである。
その結果、実施例３でも切削始点から終点までを１つのダイヤモンドチップで切削することができ、溝形状も公差内におさめることができた。

＜実施例４＞
実施例４では、切り込みスピードを１．５μｍ／回転から５．５μｍ／回転まで条件を変更した。その他の条件は全て実施例１と同じとした。すなわち、ダイヤモンドチップは、頂角を６度、横逃げ角を３度、前逃げ角を６度、及びバイト先端幅を４１μｍとした。結果を表１に示す。ここで、「切削スタート部」は、切削を開始した部位における環状突起の形状を意味し、「切削エンド部」は、切削を完了した部位における環状突起の形状を意味する。表１において、「◎」は環状突起の形状が良好である場合、「○」は環状突起に若干の倒れがあるが良好の範囲である場合、及び「△」は、「○」よりも環状突起形状の倒れが大きいが、許容範囲内である場合である。

表１からわかるように、切り込み速度が２．０（μｍ／回転）以上、５．０（μｍ／回転）以下である場合、切削スタート部から切削エンド部に至るまでさらに良好な環状突起形状をえることができる。

＜比較例１＞
比較例１では、実施例１の条件において、ダイヤモンドチップの横逃げ角を１度とし、その他の条件は全て実施例１と同じとした。
その結果、１つのダイヤモンドチップで切削したものの、幅１０００ｍｍの基体のうち、７００ｍｍ程度の付近から外観において筋状の模様が現れ、環状突起が倒れて良好な溝及び環状突起を得ることができなかった。

１０ 光学シート
１１ 基材層（基材）
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 金型ロール
２１ ロール基体
２２ 環状突起
３０ 切削チップ（切削工具）

Claims (8)

1. 凹凸形状を有する光学シートの前記凹凸部分を成形する金型ロール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凹凸に対応する溝を形成させる工程を含み、
   前記切削工具の横逃げ角を２度以上、５度以下とすることを特徴とする金型ロールの製造方法。
2. 前記ロール基体の直径が３００ｍｍ以上、５００ｍｍ以下であり、ロール基体の回転数を３００ｒｍｐ以上、６００ｒｐｍ以下で前記溝を形成させることを特徴とする請求項１に記載の金型ロールの製造方法。
3. 前記切削工具の切り込み方向が前記ロール基体回転軸の軸方向に直交する方向であることを特徴とする請求項１又は２に記載の金型ロールの製造方法。
4. 前記切削工具の切り込み速度が２μｍ／回転以上、５μｍ／回転以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の金型ロールの製造方法。
5. 前記切削工具が切り込み深さに達した姿勢で、前記ロール基体を１回転以上させてから前記切削工具を後退させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の金型ロールの製造方法。
6. 前記ロール基体に形成されるべき凹凸の凹部の底部と、凸部の外周部と、を交互に切削するように、前記凹部のピッチの半分のピッチで前記切削工具を送ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の金型ロールの製造方法。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の金型ロールの製造方法により製造された金型ロール。
8. 請求項７に記載の金型ロールと、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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