エンボスシートの製造方法
【課題】転写用立体模様が設けられた一つの原盤から、種々の立体模様を有するエンボスシートを製造できるエンボスシートの製造方法を提供する。
【解決手段】第１の立体模様が設けられたプリズムシート１１ａに対して、矢印Ｐに示す稜線方向に加重をかけると、プリズムシート１１ａは、稜線方向に平行な軸に沿って延伸し、断面方向に平行な軸に沿って縮む。これにより、プリズムシート１１ａから、第１の立体模様と相似形の第２の立体模様が設けられたプリズムシート１１ｂを得ることができる。
【解決手段】第１の立体模様が設けられたプリズムシート１１ａに対して、矢印Ｐに示す稜線方向に加重をかけると、プリズムシート１１ａは、稜線方向に平行な軸に沿って延伸し、断面方向に平行な軸に沿って縮む。これにより、プリズムシート１１ａから、第１の立体模様と相似形の第２の立体模様が設けられたプリズムシート１１ｂを得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一主面に所望の立体模様が形成されることにより、光学機能が付与されたエンボスシートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、合成樹脂の光特性を利用したフィルム又はシート類は、産業面および生活面に深くかかわっている。しかしながら、その大部分は表面状態が平滑なもので、単に合成樹脂の透明性を競ったり、又は高々表面をマット状にしたり、添加物を加えたりすることによって、光線透過率を調節するものであった。
【０００３】
近年に至って、特殊な表面構造を持たせ、主として反射、屈折、散乱等の作用を活用したエンボスシートやこれらを複合したエンボスシートが脚光を浴びてきている。このようなエンボスシートは、例えば、ノート型ＰＣ（Personal Computer）、液晶テレビ等に用いられる液晶表示装置の一構成単位であるプリズムシート、防眩シートや拡散シート等の光透過フィルムとして広く用いられている。
【０００４】
従来、立体模様をプラスチック表面に形成する方法としては、所望の立体模様をもった原盤を用いてプレス成形する方法、あるいは射出成形する方法がある。例えば、下記特許文献１には、プレス成形の一例として、立体模様が一面に設けられた一の金型と、他の金型とを用いて、シートを熱プレスして、所望の立体模様が設けられたエンボスシートを作製する方法が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３６０７７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、エンボスシートの立体模様を形成するために用いる原盤の作製には、精密な切削工程等が必要であり、長時間を要する。さらに原盤自体は、形状の精度が必要であり高価なものとなる。
【０００７】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、転写用立体模様が設けられた一つの原盤から、種々の立体模様を有するエンボスシートを製造できるエンボスシートの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するにあたり、本発明のエンボスシートの製造方法は、一主面に第１の立体模様が設けられたエンボスシートを少なくとも１軸方向に変形させて、上記一主面に第２の立体模様を形成する工程を有する。
【０００９】
第１の立体模様が設けられたエンボスシートを少なくとも１軸方向に変形させて第２の立体模様を形成することで、一つの原盤から種々の立体模様が設けられたエンボスシートを製造することができる。
【００１０】
エンボスシートは、第１の立体模様の稜線方向に平行な軸に沿って延伸することで、第１の立体模様と相似形の第２の立体模様を形成することができる。また、エンボスシートは、第１の立体模様の断面方向に平行な軸に沿って延伸することで、第１の立体模様を扁平させた第２の立体模様を形成することができる。
【００１１】
本発明において、相似形とは、第１および第２の立体模様の断面が均等に拡大または縮小して重ね合わせられることをいう。ここで、第１および第２の立体模様の断面は、延伸方向に垂直な面で第１および第２の立体模様を切断した場合の断面である。
【００１２】
また、立体模様とは、典型的には、断面が各種の頂角の二等辺三角形、ややこれを傾かせた不等辺三角形、大小の三角形等の連なった形状、断面が正弦曲線様の波形、断面が多数連なった半円状を伏せた形状、ピラミッド形や半球状の単位を配備したレンズアレー形状をいう。
【００１３】
断面が各種の頂角の二等辺三角形、ややこれを傾かせた不等辺三角形、大小の三角形等の連なった形状が設けられたエンボスシートとしては、プリズムシートがある。
断面が正弦曲線様の波形、断面が多数連なった半円状を伏せた形状が設けられたエンボスシートとしては、レンチキュラーシートがある。
ピラミッド形や半球状の単位を配備したレンズアレー形状が設けられたエンボスシートとしては、レンズアレーシートがある。
【００１４】
さらに、立体模様としては、典型的には、横断面が凸状または凸弧状の多数の山部と横断面が凹状または凹弧状の多数の谷部とが交互に且つ略平行に配列されたものをいう。この場合、片面に交互に略平行に形成された横断面が凸状または凸弧状の山部と横断面が凹状または凹弧状の谷部とで形成される斜面、山頂部及び谷底部は一つもしくは複数の平面により構成されていてもよく、曲面から形成されていてもよく、また平面と曲面の双方から形成されていてもよい。平面及び曲面の斜面の傾斜は光を正面に集める性能上非常に重要であるが、所望する性能に併せて設計すればよい。また、略平行に形成された山部と山部、谷部と谷部の間隔は狭ければ狭いほど面均一さに優れ、好ましくは１５０μｍ以下がよい。
【００１５】
さらに、シートとは、典型的には、厚みによって限定される厳密な意味でのシートのみならず、通常フィルムと呼ばれる薄手のものも含む。その平均厚さは、典型的には、５０μｍ以上が好ましく、より好ましくは、典型的には、１００μｍ〜３５０μｍである。
【００１６】
一方、エンボスシートを延伸させて第２の立体模様を形成する際、エンボスシートの面内において延伸方向と非延伸方向とで屈折率に差をもたせることができる。具体的に、合成樹脂製のエンボスシートは、材料の種類に応じて延伸方向に屈折率が大きくなる又は小さくなる特性を有しているので、延伸後のエンボスシートは面内に屈折率異方性をもつことになる。これにより、延伸方向と非延伸方向とで屈折率に差をもつことで光学特性に面内異方性を具備する光透過フィルムを構成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上述べたように、本発明によれば、転写用の立体模様が設けられた一つの原盤から、種々の立体模様が設けられたエンボスシートを製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
まず、この発明の一実施形態によるプリズムシートの製造方法について説明する。この製造方法は、転写用の立体模様が設けられた１つの原盤から、第１の立体模様が設けられたプリズムシートを製造し、この第１の立体模様を変形させて、種々の立体模様を有するプリズムシートを製造するものである。
【００２０】
図１は、本実施形態によるプリズムシートの製造方法により製造されるプリズムシートの一例を示す。このプリズムシート１は、例えば、液晶ディスプレイ（液晶表示装置）のバックライトの輝度向上、配向特性の改良のために用いられる。図１に示すように、プリズムシート１の一主面には、断面が直角二等辺三角形のプリズム列が複数連なった立体模様が設けられている。
【００２１】
プリズムシート１の材料としては、所定温度で変形できる光透過性の熱可塑性樹脂を用いることができる。ここでいう所定温度とは、例えば、当該熱可塑性樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）近傍、より具体的には、例えば、Ｔｇ±４０℃の範囲とされる。
【００２２】
例えば、プリズムシート１の材料は、光学用途、特に液晶ディスプレイ用の面状発光体光制御シートの材料として用いる点から、光透過性を有する必要があり、例えば、光の出射方向を制御する機能が必要とされる場合は、屈折率１．４以上の熱可塑性樹脂が好ましい。
【００２３】
プリズムシート１の材料として、より具体的には、例えば、アラミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂に代表されるアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステル樹脂や非晶性共重合ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等を挙げることができる。また、第１の立体模様と相似形状の第２の立体模様を得る点からは、アラミド樹脂、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）が好ましい。
【００２４】
次に、本発明の第１の実施形態によるプリズムシートの製造方法の一例について説明する。本実施形態では、第１の立体模様が設けられたプリズムシートから、第１の立体模様と相似な形状の第２の立体模様が設けられたプリズムシートを形成する例について説明する。
【００２５】
図２は、第１の立体模様が設けられたプリズムシートの製造工程について説明するための模式図である。まず、図２を参照して、第１の立体模様が設けられたプリズムシートの製造工程に用いられるプリズムシートの製造装置について説明する。このプリズムシートの製造装置は、加圧プレート３４ａ，３４ｂを備え、この加圧プレート３４ａ，３４ｂの間に鏡面プレート３３および平板金型３２が配置され、されに、これらの鏡面プレート３３および平板金型３２の間に、シート３１が配置される。なお、図示を省略するが、この透過フィルム（プリズムシート）の製造装置は、加圧プレート３４ａ，３４ｂをプレスするためのプレス機構と、加圧プレート３４ａ，３４ｂ付近を真空雰囲気にするための真空チャンバとを有する。
【００２６】
加圧プレート３４ａ，３４ｂは、鏡面プレート３３および平板金型３２によって挟み込まれたシート３１を加圧するためのものである。加圧プレート３４ａ，３４ｂの内部にはヒータなどの加熱機構および冷却管などの冷却機構が設けられ、加圧プレート３４ａ，３４ｂを加熱および冷却可能に構成されている。なお、冷却管に供給される冷媒としては、例えば、水または油などが用いられる。
【００２７】
鏡面プレート３３は、プリズムシート１の光入射側の面を形成するためのものであり、薄板状の形状を有し、その両主面は平面状とされている。平板金型３２は、プリズムシート１の光出射側の面を形成するためのものであり、薄板状の形状を有する。そして、その一方の主面には、シート３１の一方の主面にプリズム（またはプリズムレンズ）を形成するための微細形状が設けられ、他方の主面は、平面状とされている。プリズムを形成するための微細形状は、例えば、ダイヤモンドバイトによる精密切削又はレーザー加工により形成される。なお、加圧プレート３４ｂのプレス面に平板金型３２が着脱可能に設けられて、加圧プレート３４ｂと平板金型３２とが一体化された構成としてもよい。また、加圧プレート３４ａのプレス面に鏡面プレート３３が着脱可能に設けられて、加圧プレート３４ｂと鏡面プレート３３とが一体化された構成としてもよい。
【００２８】
次に、図２を参照しながら、第１の立体模様が設けられたプリズムシートの製造工程について説明する。まず、平板金型３２と鏡面プレート３３との間にシート３１を配置し、平板金型３２と鏡面プレート３３を加圧プレート３４ａ，３４ｂで挟み込み、真空チャンバ内を真空引きする。その後、矢印に示す方向へ加圧プレート３４ｂに所定の力を加えて、シート３１を加圧する。この際、加圧プレート３４ａ，３４ｂを所定温度に加熱しておくようにする。これにより、平板金型３２の一主面に設けられた微細形状の転写をより容易にすることができる。
【００２９】
そして、一定時間加圧した後、内部に備えられた冷却管（図示省略）によって、加圧プレート３４ａ，３４ｂを冷却し、加圧プレート３４ａ，３４ｂの温度が室温程度に達したら加圧プレート３４ａ，３４ｂを開く。以上の工程により、第１の立体模様が設けられたプリズムシートを得ることができる。
【００３０】
次に、図３を参照して、第１の立体模様から第２の立体模様に変形する工程について説明する。図３は、第１の立体模様が設けられたプリズムシートを示す。このプリズムシート３１ａの一主面には、断面が三角形のプリズム列が複数連なった形状が設けられている。
【００３１】
第１の立体模様から第２の立体模様を変形する工程は、例えば、一軸方向に荷重をかけてプリズムシート３１ａを延伸することにより行う。延伸は、例えば、プリズムシート３１ａの材料が変形できる所定の温度環境下で行う。ここで、所定の温度とは、例えば、プリズムシート３１ａの材料のＴｇ近傍、より具体的には、例えば、Ｔｇ±４０℃の範囲とされる。
【００３２】
例えば、第１の立体模様が設けられたプリズムシート３１ａに対して、矢印Ｐに示す稜線方向に荷重をかけると、プリズムシート３１ａは、稜線方向に平行な軸に沿って延伸し、断面方向に平行な軸に沿って縮む。そして、図４に示すように、プリズムシート３１ａは、第１の立体模様と相似形の第２の立体模様が設けられたプリズムシート３１ｂに変形する。以上により、本発明の第１の実施形態によるプリズムシートが製造される。
【００３３】
上述の例では、第１の立体模様と第２の立体模様とが相似となる場合について説明したが、第１の立体模様と第２の立体模様とが相似とならない場合にも適用が可能である。この場合は、例えば、延伸方向、延伸の際の温度条件等を変えることで、一つの立体模様から種々の形状の形成が可能となる。
【００３４】
さらに、上述の例では、第１の立体模様が設けられたプリズムシートを延伸させる際に、稜線方向に荷重をかけて一軸延伸させたが、荷重をかける方向は、稜線方向に限定されない。例えば、断面方向に荷重をかけて一軸延伸させて、第１の立体模様の断面形状が、扁平となるように変形した第２の立体模様を形成することも可能である。
【００３５】
また、上述の例では、第１の立体模様が設けられたプリズムシートを、熱プレス法で製造する場合について説明したが、第１の立体模様が設けられたプリズムシートを製造する方法は、これに限定されない。例えば、射出成形、キャスト法、押出成形などの方法を用いることができる。
【００３６】
上述のように、本実施形態では、一つの原盤から転写された第１の立体模様が設けられたプリズムシートを一軸方向に変形し、所望とする第２の立体模様が設けられたプリズムシートを形成する。これにより、一つの原盤から、種々の立体模様を有するプリズムシートを作製でき、原盤に高精度な精密加工を必要とすることなく所望の微細な立体模様を有するエンボスシートを作製することができる。また、稜線方向に平行な軸に沿って延伸させることで、第１の立体模様が設けられたプリズムシートと相似な形状の第２の立体模様が設けられたプリズムシートを形成できる。
【００３７】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。上述した第１の実施形態では、断面が二等辺三角形のプリズム列が複数連なるプリズムシートについて説明したが、本実施形態では、一主面にシリンドリカルレンズが多数連なって設けられたレンチキュラーシートの製造方法について説明する。
【００３８】
図５は、本実施形態によるレンチキュラーシートの一例を示す。図５に示すように、レンチキュラーシート２の一主面には、シリンドリカルレンズが多数連なって設けられている。レンチキュラーシート２を構成する材料は、上述の第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００３９】
次に、本実施形態によるレンチキュラーシート２の製造方法について説明する。まず、一主面にシリンドリカルレンズが多数連なって設けられているレンチキュラーシート２ａを製造する。図６にこのレンチキュラーシート２ａの断面形状を示す。
【００４０】
次に、図６に示すように、レンチキュラーシート２ａを矢印Ｔで示す断面方向に平行な軸に沿って荷重をかけると、レンチキュラーシート２ａは、断面方向に平行な軸に沿って延伸する。そして、図７に示すように、レンチキュラーシート２ａに設けられた第１の立体模様を扁平させるようにして、第２の立体模様が設けられたレンチキュラーシート２ｂに変形する。以上により、本発明の第２の実施形態によるレンチキュラーシートを製造できる。なお、延伸は、例えば、レンチキュラーシート２ａの材料が変形できる所定の温度環境下で行う。ここで、所定の温度とは、例えば、レンチキュラーシート２ａの材料のＴｇ近傍、より具体的には、例えば、Ｔｇ±４０℃の範囲とされる。
【００４１】
本実施形態では、一つの原盤から、一主面にシリンドリカルレンズが多数連なった形状の第１の立体模様を有するレンチキュラーシート２ａを得て、この第１の立体模様を変形させることによって、用途に応じた種々の第２の立体模様を得ることができ、一つの原盤から、所望の配向特性および視野特性を有するレンチキュラーシートを製造することができる。なお、レンチキュラーシートを構成するレンズ体は上述したシリンドリカルレンズ体に限らず、双曲面または放物面を有するレンチキュラーレンズ体や高次の非球面を有するレンチキュラーレンズ体などが含まれる。
【００４２】
（第３の実施形態）
続いて、図８を参照して本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態では、エンボスシートとしてプリズムシートの製造方法について説明する。
【００４３】
本実施形態のプリズムシートは、図８Ａに示すように、一方の面にプリズム構造面が形成された樹脂フィルム２３を成形する工程と、この樹脂フィルム２３をプリズムの延在方向に延伸させて、プリズムの断面形状を相似形に縮小する工程とを経て、製造される。
【００４４】
樹脂フィルム２３の成形方法は特に限定されないが、例えば、熱プレス法や溶融押出し加工法等が適用可能である。また、平坦な樹脂シートをベースとし、その上にプリズム層を作製してもよい。なお、樹脂フィルム２３は、ロール方式で連続的に作製できる方法が好ましい。
【００４５】
作製した樹脂フィルム２３は、プリズム延在方向に延伸されることで目的とする縮小倍率のプリズムシートが得られることになる。延伸率は、必要とする縮小率、樹脂フィルムの材料の種類等に応じて適宜設定することができる。
【００４６】
樹脂材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）及びこれらの混合物またはＰＥＴ−ＰＥＮコポリマー等の共重合体、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリアミド等が挙げられる。
【００４７】
ここで、延伸方向をプリズム延在方向とするのは、延伸前後におけるプリズム形状の変動によって、目的とする光学特性が変化することを抑えるためである。図８Ｂは延伸前後におけるプリズム構造面の外形状の変化の様子を示しており、実線は延伸前、一点鎖線は延伸後を示している。延伸方向をプリズム延在方向（Ｘ方向）とすることにより、延伸後のプリズム断面形状が延伸前のプリズム断面形状に対してほぼ相似関係となるので、１つの原盤から所望のピッチのプリズム形状を得ることが可能となる。
【００４８】
一方、樹脂フィルム２３を延伸させてプリズムシートを作製する際、プリズムシートの面内において、延伸方向と非延伸方向とで屈折率に差をもたせることができる。具体的に、プリズムの延在方向（Ｘ方向）とプリズムの配列方向（Ｙ方向）との間において屈折率の異方性を生じさせることができる。その結果、プリズムシートのもつ屈折率の面内異方性によって当該プリズムシートを透過する光の透過特性をその偏光方向に応じて異ならせることが可能となる。
【００４９】
樹脂フィルム２３の構成材料としては、延伸方向に屈折率が大きくなる樹脂材料を用いてもよいし、延伸方向に屈折率が小さくなる樹脂材料を用いてもよい。延伸方向に屈折率が大きくなる樹脂材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ＰＥＴ、ＰＥＮおよびこれらの混合物またはＰＥＴ−ＰＥＮコポリマー等の共重合体が挙げられる。逆に、延伸方向に屈折率が小さくなる樹脂材料としては、例えば、メタクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体（ＡＳ樹脂）、スチレン−メチルメタクリレート共重合体およびこれらの混合物等がある。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５１】
（実施例１）
熱プレス用の金属製エンボス原盤として、その表面が、横断面形状が頂角９０度である直角二等辺三角形で交互且つ平行に山部と山部、谷部と谷部が５０μｍ間隔で規則的に連続して彫刻されたものを用いた。熱可塑性樹脂として、２００μｍポリカーボネート樹脂シート（ＦＥ２０００、三菱エンジニアリングプラスチック（株））を１７０℃、１０分間、１００ｋｇｆ／ｃｍ2（９．８ＭＰａ）のプレス条件で第１の立体模様が設けられたプリズムシートを作製した。
【００５２】
次に、第１の立体模様が設けられたプリズムシートを、１６０℃のオーブン内で稜線方向に１ｋｇｆ／ｃｍになるように荷重をかけ、その後１０分間放置して、第２の立体模様が設けられた実施例４のプリズムシートを得た。本実施例のプリズムシートでは、稜線方向に１５０％、断面方向に７０％の伸縮があった。
【００５３】
次に、延伸前のプリズムシートおよび延伸後のプリズムシートの断面形状を表面粗さ計（サーフコーダーＥＴ４００１Ａ、小坂研究所（株）製）で下記の測定条件下で測定したところ、延伸後のプリズムシートの断面形状は、９０度ではない頂角をもつ二等辺三角形が規則的に連続した形状であった。さらに、第１の立体模様のピッチは、原盤と同じ５０μｍピッチであったのに対し、第２の立体模様のピッチは、３５μｍピッチであった。これより、第１の立体模様と異なる第２の立体模様を得ることができることがわかる。
【００５４】
表面粗さ計の測定条件を以下に示す。
［測定条件］
カットオフ値 Ｒ＋Ｗ（ｍｍ）
フィルタ特性 ２ＣＲ
予備長さ カットオフ値
レベリング なし
評価長さ １ｍｍ
表示倍率 縦 ２００００
横 ５０
送り速さ ０．０２ｍｍ／ｓ
測定力 ５０μＮ
なお、以下に説明する実施例２，３も実施例１と同様の測定機を用いて、同様の条件の下で測定を行った。
【００５５】
（実施例２）
［プリズムシートの成形］
樹脂フィルムにプリズム形状を転写形成するための熱プレス用の金属製エンボス原盤として、その表面が、横断面形状が頂角９０度である直角二等辺三角形で交互且つ平行に山部と山部、谷部と谷部が５０μｍ間隔で規則的に連続して彫刻されたものを用いた。樹脂フィルムは熱可塑性樹脂であり、２００μｍ厚みのＡ−ＰＥＴ（アモルファスＰＥＴ）シート（三菱化学社製「ノバクリア（商標）ＳＧ００７」、Ｔｇ約７０℃）を用いた。この樹脂フィルムを１００℃、１０分間、１００ｋｇｆ／ｃｍ2（９．８ＭＰａ）の熱プレス条件で、プレス後すぐに氷水に投入し、透明な等方性プリズムシートを得た。
【００５６】
［プリズムシートの延伸］
得られた等方性プリズムシートを縦（プリズム稜線方向）８ｃｍ×横５ｃｍの長方形状に裁断した後、長手方向の両端部の三角断面（プリズム断面）を手動延伸機でチャックし、プリズム延在方向に５５℃の温水中でサンプル中央が３．５倍になるように延伸速度１ｃｍ／秒で一軸延伸を行い、縮小ピッチプリズムシートを得た。
【００５７】
得られた縮小ピッチプリズムシートと延伸前の等方性プリズムシートの三角断面を表面粗さ計（サーフコーダーＥＴ４００１Ａ、小坂研究所（株）製）で測定したところ、両者とも原盤と同じ４５度底角をもつ二等辺三角形であった。さらに、延伸前のサンプルのプリズムは原盤と同じ約５０μｍピッチであったのに対して、延伸後のサンプルのプリズムは約３０μｍピッチであった。
【００５８】
図９は、延伸前後におけるプリズムシートの概略断面形状を示している。図中、一点鎖線は延伸前のサンプルの断面形状を示し、実線は延伸後のサンプルの断面形状を示している。延伸前後にわたってプリズムが相似形であることがわかる。
なお、二点鎖線は、縦１．５ｃｍ×横５ｃｍに裁断したサンプルを縦方向（プリズム稜線方向）に延伸させたときのプリズム形状を示している。図示の例から明らかなように、縦／横比が１未満のサンプルを縦方向に延伸したときにはシート断面形状が歪んで相似形のプリズム形状を得ることができない。従って、縦／横比が１以上となるようにサンプルを切り出すことが好ましい。
【００５９】
［複屈折性の測定］
次に、得られた縮小ピッチプリズムシートの複屈折性を測定した。複屈折性の測定には、図１０に示すように、シート４５のプリズム面から偏光を垂直に入射させ、透過光を測定器４６で検出し、透過光の出射角φの違いにより、プリズム稜線方向の屈折率ｎｖとプリズム配列方向の屈折率ｎｈとの差Δｎ（＝ｎｖ−ｎｈ）を算出した。すなわち、透過光の出射角φは、入射偏光方向によって異なり、図１１に示すようにプリズム稜線方向に平行に振動する偏光成分（以下これを「垂直偏光Ｌｘ」という。）の出射角φｘは、プリズム配列方向に平行に振動する偏光成分（以下これを「水平偏光Ｌｙ」という。）の出射角φｙよりも大きい。これを利用して、Δｎを算出することができる。
【００６０】
図１２は、シート４５を透過した垂直偏光Ｌｘおよび水平偏光Ｌｙの光量と出射角との関係を示す測定結果である。縦軸の単位（a.u.）は、arbitrary unit（任意単位）のことで「相対値」であることを示している。測定の結果、図１３に示すように、得られたプリズムシート４５のプリズム稜線方向の屈折率ｎｘは１．６２、プリズム配列方向の屈折率ｎｙは１．５５であり、Δｎは０．０７であった。
【００６１】
以上の結果より、Ａ−ＰＥＴシートを熱プレスしプリズム形状を付与した後、一軸延伸することにより、プリズム形状の相似形を保持したまま、原盤よりもプリズムピッチが縮小されたプリズムシートを得ることができた。
【００６２】
また、Ａ−ＰＥＴシートを熱プレスしプリズム形状を付与した後、一軸延伸することにより、プリズム稜線方向と配列方向とで屈折率が異なる異方性プリズムシートを得ることができた。なお、図１２に示したように、垂直偏光Ｌｘに比べて水平偏光Ｌｙの方が、透過率が高いことが確認できる。これは、プリズム稜線方向の屈折率ｎｘがプリズム配列方向の屈折率ｎｙよりも大きいため、プリズム稜線方向に平行な偏光成分Ｌｘのプリズム斜面における全反射作用が高くなり、Ｌｙに比べて透過光量が減少するからである。
【００６３】
（実施例３）
［プリズムシートの成形］
樹脂フィルムにプリズム形状を転写形成するための熱プレス用の金属製エンボス原盤として、その表面が、横断面形状が頂角９０度である直角二等辺三角形で交互且つ平行に山部と山部、谷部と谷部が５０μｍ間隔で規則的に連続して彫刻されたものを用いた。樹脂フィルムは熱可塑性樹脂であり、２００μｍ厚みのＡ−ＰＥＮ（アモルファスＰＥＮ）シート（Ｔｇ約１２０℃）を用いた。この樹脂フィルムを１５０℃、１０分間、１００ｋｇｆ／ｃｍ2（９．８ＭＰａ）の熱プレス条件で、プレス後すぐに氷水に投入し、等方性プリズムシートを得た。
【００６４】
［プリズムシートの延伸］
得られた等方性プリズムシートを縦（プリズム延在方向）８ｃｍ×横５ｃｍの長方形状に裁断した後、長手方向の両端部の三角断面（プリズム断面）を手動延伸機でチャックし、プリズム延在方向に１４０℃の環境下でサンプル中央が３．５倍になるように延伸速度１ｃｍ／秒で一軸延伸を行い、縮小ピッチプリズムシートを得た。
【００６５】
得られた縮小ピッチプリズムシートと延伸前の等方性プリズムシートの三角断面を表面粗さ計（サーフコーダーＥＴ４００１Ａ、小坂研究所（株）製）で測定したところ、両者とも原盤と同じ４５度底角をもつ二等辺三角形であった。さらに、延伸前のサンプルのプリズムは原盤と同じ約５０μｍピッチであったのに対して、延伸後のサンプルのプリズムは約３０μｍピッチであった。
【００６６】
図１４は、延伸前後におけるプリズムシートの概略断面形状を示している。図中、実線は延伸前のサンプルの断面形状を示し、破線は延伸後のサンプルの断面形状を示している。延伸前後にわたってプリズムが相似形であることがわかる。
【００６７】
［複屈折性の測定］
次に、得られた縮小ピッチプリズムシートの複屈折性を測定した。複屈折性の測定には、実施例２と同様の測定を行った。
【００６８】
図１５は、上記プリズムシートを透過した垂直偏光Ｌｘおよび水平偏光Ｌｙの光量と出射角との関係を示す測定結果である。縦軸の単位（a.u.）は、arbitrary unit（任意単位）のことで「相対値」であることを示している。測定の結果、図１６に示すように、得られたプリズムシート４５のプリズム稜線方向の屈折率ｎｘは１．７９、プリズム配列方向の屈折率ｎｙは１．５６であり、Δｎは０．２３であった。
【００６９】
以上の結果より、Ａ−ＰＥＮシートを熱プレスしプリズム形状を付与した後、一軸延伸することにより、プリズム形状の相似形を保持したまま、原盤よりもプリズムピッチが縮小されたプリズムシートを得ることができた。
【００７０】
また、Ａ−ＰＥＮシートを熱プレスしプリズム形状を付与した後、一軸延伸することにより、プリズム稜線方向と配列方向とで屈折率が異なる異方性プリズムシートを得ることができた。なお、図１５に示したように、垂直偏光Ｌｘに比べて水平偏光Ｌｙの方が、透過率が高いことが確認できる。これは、プリズム稜線方向の屈折率ｎｘがプリズム配列方向の屈折率ｎｙよりも大きいため、プリズム稜線方向に平行な偏光成分Ｌｘのプリズム斜面における全反射作用が高くなり、Ｌｙに比べて透過光量が減少するからである。
【００７１】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００７２】
例えば以上の実施形態において挙げた数値はあくまでも例にすぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。
【００７３】
また、以上の実施形態では、エンボスシートとして、プリズムシートやレンチキュラーシートを例に挙げて説明したが、本発明はこれらに限られない。例えば、角錐・円錐などの２次元広がりにより発現する光機能の付与された連続したプラスチックのシート、例えばプラスチックレンズ、光反射シート、防眩シート、拡散シート等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施形態によるプリズムシートの製造方法により製造されるプリズムシートの一例を示す斜視図である。
【図２】第１の立体模様が設けられたプリズムシートの製造工程について説明するための模式図である。
【図３】第１の立体模様から第２の立体模様に変形する工程を説明するための概略図である。
【図４】第１の立体模様から第２の立体模様に変形後の態様を説明するための概略図である。
【図５】本発明の第２の実施形態によるレンチキュラーシートの製造方法により製造されるレンチキュラーシートの一例を示す斜視図である。
【図６】第１の立体模様から第２の立体模様に変形する工程を説明するための断面図である。
【図７】第１の立体模様から第２の立体模様に変形後の態様を説明するための断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態によるプリズムシートの製造方法を説明するための図である。
【図９】本発明の実施例２において説明するプリズムシートの断面形状を測定した結果を示す図である。
【図１０】本発明の実施例２において作製したプリズムシートの複屈折性測定方法を説明するための図である。
【図１１】図１０においてプリズムシートに対する垂直偏光と水平偏光の出射角の違いを説明するための図である。
【図１２】本発明の実施例２において作製したプリズムシートの光透過特性を示す図である。
【図１３】本発明の実施例２において作製したプリズムシートの面内各方向の屈折率を説明する概略斜視図である。
【図１４】本発明の実施例３において説明するプリズムシートの断面形状を測定した結果を示す図である。
【図１５】本発明の実施例３において作製したプリズムシートの光透過特性を示す図である。
【図１６】本発明の実施例３において作製したプリズムシートの面内各方向の屈折率を説明する概略斜視図である。
【符号の説明】
【００７５】
１，３１ａ，３１ｂ…プリズムシート、２，２ａ，２ｂ…レンチキュラーシート、２３…樹脂フィルム、３１…シート、３２…平板金型、３３…鏡面プレート、３４ａ，３４ｂ…加圧プレート、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一主面に所望の立体模様が形成されることにより、光学機能が付与されたエンボスシートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、合成樹脂の光特性を利用したフィルム又はシート類は、産業面および生活面に深くかかわっている。しかしながら、その大部分は表面状態が平滑なもので、単に合成樹脂の透明性を競ったり、又は高々表面をマット状にしたり、添加物を加えたりすることによって、光線透過率を調節するものであった。
【０００３】
近年に至って、特殊な表面構造を持たせ、主として反射、屈折、散乱等の作用を活用したエンボスシートやこれらを複合したエンボスシートが脚光を浴びてきている。このようなエンボスシートは、例えば、ノート型ＰＣ（Personal Computer）、液晶テレビ等に用いられる液晶表示装置の一構成単位であるプリズムシート、防眩シートや拡散シート等の光透過フィルムとして広く用いられている。
【０００４】
従来、立体模様をプラスチック表面に形成する方法としては、所望の立体模様をもった原盤を用いてプレス成形する方法、あるいは射出成形する方法がある。例えば、下記特許文献１には、プレス成形の一例として、立体模様が一面に設けられた一の金型と、他の金型とを用いて、シートを熱プレスして、所望の立体模様が設けられたエンボスシートを作製する方法が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３６０７７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、エンボスシートの立体模様を形成するために用いる原盤の作製には、精密な切削工程等が必要であり、長時間を要する。さらに原盤自体は、形状の精度が必要であり高価なものとなる。
【０００７】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、転写用立体模様が設けられた一つの原盤から、種々の立体模様を有するエンボスシートを製造できるエンボスシートの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するにあたり、本発明のエンボスシートの製造方法は、一主面に第１の立体模様が設けられたエンボスシートを少なくとも１軸方向に変形させて、上記一主面に第２の立体模様を形成する工程を有する。
【０００９】
第１の立体模様が設けられたエンボスシートを少なくとも１軸方向に変形させて第２の立体模様を形成することで、一つの原盤から種々の立体模様が設けられたエンボスシートを製造することができる。
【００１０】
エンボスシートは、第１の立体模様の稜線方向に平行な軸に沿って延伸することで、第１の立体模様と相似形の第２の立体模様を形成することができる。また、エンボスシートは、第１の立体模様の断面方向に平行な軸に沿って延伸することで、第１の立体模様を扁平させた第２の立体模様を形成することができる。
【００１１】
本発明において、相似形とは、第１および第２の立体模様の断面が均等に拡大または縮小して重ね合わせられることをいう。ここで、第１および第２の立体模様の断面は、延伸方向に垂直な面で第１および第２の立体模様を切断した場合の断面である。
【００１２】
また、立体模様とは、典型的には、断面が各種の頂角の二等辺三角形、ややこれを傾かせた不等辺三角形、大小の三角形等の連なった形状、断面が正弦曲線様の波形、断面が多数連なった半円状を伏せた形状、ピラミッド形や半球状の単位を配備したレンズアレー形状をいう。
【００１３】
断面が各種の頂角の二等辺三角形、ややこれを傾かせた不等辺三角形、大小の三角形等の連なった形状が設けられたエンボスシートとしては、プリズムシートがある。
断面が正弦曲線様の波形、断面が多数連なった半円状を伏せた形状が設けられたエンボスシートとしては、レンチキュラーシートがある。
ピラミッド形や半球状の単位を配備したレンズアレー形状が設けられたエンボスシートとしては、レンズアレーシートがある。
【００１４】
さらに、立体模様としては、典型的には、横断面が凸状または凸弧状の多数の山部と横断面が凹状または凹弧状の多数の谷部とが交互に且つ略平行に配列されたものをいう。この場合、片面に交互に略平行に形成された横断面が凸状または凸弧状の山部と横断面が凹状または凹弧状の谷部とで形成される斜面、山頂部及び谷底部は一つもしくは複数の平面により構成されていてもよく、曲面から形成されていてもよく、また平面と曲面の双方から形成されていてもよい。平面及び曲面の斜面の傾斜は光を正面に集める性能上非常に重要であるが、所望する性能に併せて設計すればよい。また、略平行に形成された山部と山部、谷部と谷部の間隔は狭ければ狭いほど面均一さに優れ、好ましくは１５０μｍ以下がよい。
【００１５】
さらに、シートとは、典型的には、厚みによって限定される厳密な意味でのシートのみならず、通常フィルムと呼ばれる薄手のものも含む。その平均厚さは、典型的には、５０μｍ以上が好ましく、より好ましくは、典型的には、１００μｍ〜３５０μｍである。
【００１６】
一方、エンボスシートを延伸させて第２の立体模様を形成する際、エンボスシートの面内において延伸方向と非延伸方向とで屈折率に差をもたせることができる。具体的に、合成樹脂製のエンボスシートは、材料の種類に応じて延伸方向に屈折率が大きくなる又は小さくなる特性を有しているので、延伸後のエンボスシートは面内に屈折率異方性をもつことになる。これにより、延伸方向と非延伸方向とで屈折率に差をもつことで光学特性に面内異方性を具備する光透過フィルムを構成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上述べたように、本発明によれば、転写用の立体模様が設けられた一つの原盤から、種々の立体模様が設けられたエンボスシートを製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
まず、この発明の一実施形態によるプリズムシートの製造方法について説明する。この製造方法は、転写用の立体模様が設けられた１つの原盤から、第１の立体模様が設けられたプリズムシートを製造し、この第１の立体模様を変形させて、種々の立体模様を有するプリズムシートを製造するものである。
【００２０】
図１は、本実施形態によるプリズムシートの製造方法により製造されるプリズムシートの一例を示す。このプリズムシート１は、例えば、液晶ディスプレイ（液晶表示装置）のバックライトの輝度向上、配向特性の改良のために用いられる。図１に示すように、プリズムシート１の一主面には、断面が直角二等辺三角形のプリズム列が複数連なった立体模様が設けられている。
【００２１】
プリズムシート１の材料としては、所定温度で変形できる光透過性の熱可塑性樹脂を用いることができる。ここでいう所定温度とは、例えば、当該熱可塑性樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）近傍、より具体的には、例えば、Ｔｇ±４０℃の範囲とされる。
【００２２】
例えば、プリズムシート１の材料は、光学用途、特に液晶ディスプレイ用の面状発光体光制御シートの材料として用いる点から、光透過性を有する必要があり、例えば、光の出射方向を制御する機能が必要とされる場合は、屈折率１．４以上の熱可塑性樹脂が好ましい。
【００２３】
プリズムシート１の材料として、より具体的には、例えば、アラミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂に代表されるアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステル樹脂や非晶性共重合ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等を挙げることができる。また、第１の立体模様と相似形状の第２の立体模様を得る点からは、アラミド樹脂、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）が好ましい。
【００２４】
次に、本発明の第１の実施形態によるプリズムシートの製造方法の一例について説明する。本実施形態では、第１の立体模様が設けられたプリズムシートから、第１の立体模様と相似な形状の第２の立体模様が設けられたプリズムシートを形成する例について説明する。
【００２５】
図２は、第１の立体模様が設けられたプリズムシートの製造工程について説明するための模式図である。まず、図２を参照して、第１の立体模様が設けられたプリズムシートの製造工程に用いられるプリズムシートの製造装置について説明する。このプリズムシートの製造装置は、加圧プレート３４ａ，３４ｂを備え、この加圧プレート３４ａ，３４ｂの間に鏡面プレート３３および平板金型３２が配置され、されに、これらの鏡面プレート３３および平板金型３２の間に、シート３１が配置される。なお、図示を省略するが、この透過フィルム（プリズムシート）の製造装置は、加圧プレート３４ａ，３４ｂをプレスするためのプレス機構と、加圧プレート３４ａ，３４ｂ付近を真空雰囲気にするための真空チャンバとを有する。
【００２６】
加圧プレート３４ａ，３４ｂは、鏡面プレート３３および平板金型３２によって挟み込まれたシート３１を加圧するためのものである。加圧プレート３４ａ，３４ｂの内部にはヒータなどの加熱機構および冷却管などの冷却機構が設けられ、加圧プレート３４ａ，３４ｂを加熱および冷却可能に構成されている。なお、冷却管に供給される冷媒としては、例えば、水または油などが用いられる。
【００２７】
鏡面プレート３３は、プリズムシート１の光入射側の面を形成するためのものであり、薄板状の形状を有し、その両主面は平面状とされている。平板金型３２は、プリズムシート１の光出射側の面を形成するためのものであり、薄板状の形状を有する。そして、その一方の主面には、シート３１の一方の主面にプリズム（またはプリズムレンズ）を形成するための微細形状が設けられ、他方の主面は、平面状とされている。プリズムを形成するための微細形状は、例えば、ダイヤモンドバイトによる精密切削又はレーザー加工により形成される。なお、加圧プレート３４ｂのプレス面に平板金型３２が着脱可能に設けられて、加圧プレート３４ｂと平板金型３２とが一体化された構成としてもよい。また、加圧プレート３４ａのプレス面に鏡面プレート３３が着脱可能に設けられて、加圧プレート３４ｂと鏡面プレート３３とが一体化された構成としてもよい。
【００２８】
次に、図２を参照しながら、第１の立体模様が設けられたプリズムシートの製造工程について説明する。まず、平板金型３２と鏡面プレート３３との間にシート３１を配置し、平板金型３２と鏡面プレート３３を加圧プレート３４ａ，３４ｂで挟み込み、真空チャンバ内を真空引きする。その後、矢印に示す方向へ加圧プレート３４ｂに所定の力を加えて、シート３１を加圧する。この際、加圧プレート３４ａ，３４ｂを所定温度に加熱しておくようにする。これにより、平板金型３２の一主面に設けられた微細形状の転写をより容易にすることができる。
【００２９】
そして、一定時間加圧した後、内部に備えられた冷却管（図示省略）によって、加圧プレート３４ａ，３４ｂを冷却し、加圧プレート３４ａ，３４ｂの温度が室温程度に達したら加圧プレート３４ａ，３４ｂを開く。以上の工程により、第１の立体模様が設けられたプリズムシートを得ることができる。
【００３０】
次に、図３を参照して、第１の立体模様から第２の立体模様に変形する工程について説明する。図３は、第１の立体模様が設けられたプリズムシートを示す。このプリズムシート３１ａの一主面には、断面が三角形のプリズム列が複数連なった形状が設けられている。
【００３１】
第１の立体模様から第２の立体模様を変形する工程は、例えば、一軸方向に荷重をかけてプリズムシート３１ａを延伸することにより行う。延伸は、例えば、プリズムシート３１ａの材料が変形できる所定の温度環境下で行う。ここで、所定の温度とは、例えば、プリズムシート３１ａの材料のＴｇ近傍、より具体的には、例えば、Ｔｇ±４０℃の範囲とされる。
【００３２】
例えば、第１の立体模様が設けられたプリズムシート３１ａに対して、矢印Ｐに示す稜線方向に荷重をかけると、プリズムシート３１ａは、稜線方向に平行な軸に沿って延伸し、断面方向に平行な軸に沿って縮む。そして、図４に示すように、プリズムシート３１ａは、第１の立体模様と相似形の第２の立体模様が設けられたプリズムシート３１ｂに変形する。以上により、本発明の第１の実施形態によるプリズムシートが製造される。
【００３３】
上述の例では、第１の立体模様と第２の立体模様とが相似となる場合について説明したが、第１の立体模様と第２の立体模様とが相似とならない場合にも適用が可能である。この場合は、例えば、延伸方向、延伸の際の温度条件等を変えることで、一つの立体模様から種々の形状の形成が可能となる。
【００３４】
さらに、上述の例では、第１の立体模様が設けられたプリズムシートを延伸させる際に、稜線方向に荷重をかけて一軸延伸させたが、荷重をかける方向は、稜線方向に限定されない。例えば、断面方向に荷重をかけて一軸延伸させて、第１の立体模様の断面形状が、扁平となるように変形した第２の立体模様を形成することも可能である。
【００３５】
また、上述の例では、第１の立体模様が設けられたプリズムシートを、熱プレス法で製造する場合について説明したが、第１の立体模様が設けられたプリズムシートを製造する方法は、これに限定されない。例えば、射出成形、キャスト法、押出成形などの方法を用いることができる。
【００３６】
上述のように、本実施形態では、一つの原盤から転写された第１の立体模様が設けられたプリズムシートを一軸方向に変形し、所望とする第２の立体模様が設けられたプリズムシートを形成する。これにより、一つの原盤から、種々の立体模様を有するプリズムシートを作製でき、原盤に高精度な精密加工を必要とすることなく所望の微細な立体模様を有するエンボスシートを作製することができる。また、稜線方向に平行な軸に沿って延伸させることで、第１の立体模様が設けられたプリズムシートと相似な形状の第２の立体模様が設けられたプリズムシートを形成できる。
【００３７】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。上述した第１の実施形態では、断面が二等辺三角形のプリズム列が複数連なるプリズムシートについて説明したが、本実施形態では、一主面にシリンドリカルレンズが多数連なって設けられたレンチキュラーシートの製造方法について説明する。
【００３８】
図５は、本実施形態によるレンチキュラーシートの一例を示す。図５に示すように、レンチキュラーシート２の一主面には、シリンドリカルレンズが多数連なって設けられている。レンチキュラーシート２を構成する材料は、上述の第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００３９】
次に、本実施形態によるレンチキュラーシート２の製造方法について説明する。まず、一主面にシリンドリカルレンズが多数連なって設けられているレンチキュラーシート２ａを製造する。図６にこのレンチキュラーシート２ａの断面形状を示す。
【００４０】
次に、図６に示すように、レンチキュラーシート２ａを矢印Ｔで示す断面方向に平行な軸に沿って荷重をかけると、レンチキュラーシート２ａは、断面方向に平行な軸に沿って延伸する。そして、図７に示すように、レンチキュラーシート２ａに設けられた第１の立体模様を扁平させるようにして、第２の立体模様が設けられたレンチキュラーシート２ｂに変形する。以上により、本発明の第２の実施形態によるレンチキュラーシートを製造できる。なお、延伸は、例えば、レンチキュラーシート２ａの材料が変形できる所定の温度環境下で行う。ここで、所定の温度とは、例えば、レンチキュラーシート２ａの材料のＴｇ近傍、より具体的には、例えば、Ｔｇ±４０℃の範囲とされる。
【００４１】
本実施形態では、一つの原盤から、一主面にシリンドリカルレンズが多数連なった形状の第１の立体模様を有するレンチキュラーシート２ａを得て、この第１の立体模様を変形させることによって、用途に応じた種々の第２の立体模様を得ることができ、一つの原盤から、所望の配向特性および視野特性を有するレンチキュラーシートを製造することができる。なお、レンチキュラーシートを構成するレンズ体は上述したシリンドリカルレンズ体に限らず、双曲面または放物面を有するレンチキュラーレンズ体や高次の非球面を有するレンチキュラーレンズ体などが含まれる。
【００４２】
（第３の実施形態）
続いて、図８を参照して本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態では、エンボスシートとしてプリズムシートの製造方法について説明する。
【００４３】
本実施形態のプリズムシートは、図８Ａに示すように、一方の面にプリズム構造面が形成された樹脂フィルム２３を成形する工程と、この樹脂フィルム２３をプリズムの延在方向に延伸させて、プリズムの断面形状を相似形に縮小する工程とを経て、製造される。
【００４４】
樹脂フィルム２３の成形方法は特に限定されないが、例えば、熱プレス法や溶融押出し加工法等が適用可能である。また、平坦な樹脂シートをベースとし、その上にプリズム層を作製してもよい。なお、樹脂フィルム２３は、ロール方式で連続的に作製できる方法が好ましい。
【００４５】
作製した樹脂フィルム２３は、プリズム延在方向に延伸されることで目的とする縮小倍率のプリズムシートが得られることになる。延伸率は、必要とする縮小率、樹脂フィルムの材料の種類等に応じて適宜設定することができる。
【００４６】
樹脂材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）及びこれらの混合物またはＰＥＴ−ＰＥＮコポリマー等の共重合体、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリアミド等が挙げられる。
【００４７】
ここで、延伸方向をプリズム延在方向とするのは、延伸前後におけるプリズム形状の変動によって、目的とする光学特性が変化することを抑えるためである。図８Ｂは延伸前後におけるプリズム構造面の外形状の変化の様子を示しており、実線は延伸前、一点鎖線は延伸後を示している。延伸方向をプリズム延在方向（Ｘ方向）とすることにより、延伸後のプリズム断面形状が延伸前のプリズム断面形状に対してほぼ相似関係となるので、１つの原盤から所望のピッチのプリズム形状を得ることが可能となる。
【００４８】
一方、樹脂フィルム２３を延伸させてプリズムシートを作製する際、プリズムシートの面内において、延伸方向と非延伸方向とで屈折率に差をもたせることができる。具体的に、プリズムの延在方向（Ｘ方向）とプリズムの配列方向（Ｙ方向）との間において屈折率の異方性を生じさせることができる。その結果、プリズムシートのもつ屈折率の面内異方性によって当該プリズムシートを透過する光の透過特性をその偏光方向に応じて異ならせることが可能となる。
【００４９】
樹脂フィルム２３の構成材料としては、延伸方向に屈折率が大きくなる樹脂材料を用いてもよいし、延伸方向に屈折率が小さくなる樹脂材料を用いてもよい。延伸方向に屈折率が大きくなる樹脂材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ＰＥＴ、ＰＥＮおよびこれらの混合物またはＰＥＴ−ＰＥＮコポリマー等の共重合体が挙げられる。逆に、延伸方向に屈折率が小さくなる樹脂材料としては、例えば、メタクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体（ＡＳ樹脂）、スチレン−メチルメタクリレート共重合体およびこれらの混合物等がある。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５１】
（実施例１）
熱プレス用の金属製エンボス原盤として、その表面が、横断面形状が頂角９０度である直角二等辺三角形で交互且つ平行に山部と山部、谷部と谷部が５０μｍ間隔で規則的に連続して彫刻されたものを用いた。熱可塑性樹脂として、２００μｍポリカーボネート樹脂シート（ＦＥ２０００、三菱エンジニアリングプラスチック（株））を１７０℃、１０分間、１００ｋｇｆ／ｃｍ2（９．８ＭＰａ）のプレス条件で第１の立体模様が設けられたプリズムシートを作製した。
【００５２】
次に、第１の立体模様が設けられたプリズムシートを、１６０℃のオーブン内で稜線方向に１ｋｇｆ／ｃｍになるように荷重をかけ、その後１０分間放置して、第２の立体模様が設けられた実施例４のプリズムシートを得た。本実施例のプリズムシートでは、稜線方向に１５０％、断面方向に７０％の伸縮があった。
【００５３】
次に、延伸前のプリズムシートおよび延伸後のプリズムシートの断面形状を表面粗さ計（サーフコーダーＥＴ４００１Ａ、小坂研究所（株）製）で下記の測定条件下で測定したところ、延伸後のプリズムシートの断面形状は、９０度ではない頂角をもつ二等辺三角形が規則的に連続した形状であった。さらに、第１の立体模様のピッチは、原盤と同じ５０μｍピッチであったのに対し、第２の立体模様のピッチは、３５μｍピッチであった。これより、第１の立体模様と異なる第２の立体模様を得ることができることがわかる。
【００５４】
表面粗さ計の測定条件を以下に示す。
［測定条件］
カットオフ値 Ｒ＋Ｗ（ｍｍ）
フィルタ特性 ２ＣＲ
予備長さ カットオフ値
レベリング なし
評価長さ １ｍｍ
表示倍率 縦 ２００００
横 ５０
送り速さ ０．０２ｍｍ／ｓ
測定力 ５０μＮ
なお、以下に説明する実施例２，３も実施例１と同様の測定機を用いて、同様の条件の下で測定を行った。
【００５５】
（実施例２）
［プリズムシートの成形］
樹脂フィルムにプリズム形状を転写形成するための熱プレス用の金属製エンボス原盤として、その表面が、横断面形状が頂角９０度である直角二等辺三角形で交互且つ平行に山部と山部、谷部と谷部が５０μｍ間隔で規則的に連続して彫刻されたものを用いた。樹脂フィルムは熱可塑性樹脂であり、２００μｍ厚みのＡ−ＰＥＴ（アモルファスＰＥＴ）シート（三菱化学社製「ノバクリア（商標）ＳＧ００７」、Ｔｇ約７０℃）を用いた。この樹脂フィルムを１００℃、１０分間、１００ｋｇｆ／ｃｍ2（９．８ＭＰａ）の熱プレス条件で、プレス後すぐに氷水に投入し、透明な等方性プリズムシートを得た。
【００５６】
［プリズムシートの延伸］
得られた等方性プリズムシートを縦（プリズム稜線方向）８ｃｍ×横５ｃｍの長方形状に裁断した後、長手方向の両端部の三角断面（プリズム断面）を手動延伸機でチャックし、プリズム延在方向に５５℃の温水中でサンプル中央が３．５倍になるように延伸速度１ｃｍ／秒で一軸延伸を行い、縮小ピッチプリズムシートを得た。
【００５７】
得られた縮小ピッチプリズムシートと延伸前の等方性プリズムシートの三角断面を表面粗さ計（サーフコーダーＥＴ４００１Ａ、小坂研究所（株）製）で測定したところ、両者とも原盤と同じ４５度底角をもつ二等辺三角形であった。さらに、延伸前のサンプルのプリズムは原盤と同じ約５０μｍピッチであったのに対して、延伸後のサンプルのプリズムは約３０μｍピッチであった。
【００５８】
図９は、延伸前後におけるプリズムシートの概略断面形状を示している。図中、一点鎖線は延伸前のサンプルの断面形状を示し、実線は延伸後のサンプルの断面形状を示している。延伸前後にわたってプリズムが相似形であることがわかる。
なお、二点鎖線は、縦１．５ｃｍ×横５ｃｍに裁断したサンプルを縦方向（プリズム稜線方向）に延伸させたときのプリズム形状を示している。図示の例から明らかなように、縦／横比が１未満のサンプルを縦方向に延伸したときにはシート断面形状が歪んで相似形のプリズム形状を得ることができない。従って、縦／横比が１以上となるようにサンプルを切り出すことが好ましい。
【００５９】
［複屈折性の測定］
次に、得られた縮小ピッチプリズムシートの複屈折性を測定した。複屈折性の測定には、図１０に示すように、シート４５のプリズム面から偏光を垂直に入射させ、透過光を測定器４６で検出し、透過光の出射角φの違いにより、プリズム稜線方向の屈折率ｎｖとプリズム配列方向の屈折率ｎｈとの差Δｎ（＝ｎｖ−ｎｈ）を算出した。すなわち、透過光の出射角φは、入射偏光方向によって異なり、図１１に示すようにプリズム稜線方向に平行に振動する偏光成分（以下これを「垂直偏光Ｌｘ」という。）の出射角φｘは、プリズム配列方向に平行に振動する偏光成分（以下これを「水平偏光Ｌｙ」という。）の出射角φｙよりも大きい。これを利用して、Δｎを算出することができる。
【００６０】
図１２は、シート４５を透過した垂直偏光Ｌｘおよび水平偏光Ｌｙの光量と出射角との関係を示す測定結果である。縦軸の単位（a.u.）は、arbitrary unit（任意単位）のことで「相対値」であることを示している。測定の結果、図１３に示すように、得られたプリズムシート４５のプリズム稜線方向の屈折率ｎｘは１．６２、プリズム配列方向の屈折率ｎｙは１．５５であり、Δｎは０．０７であった。
【００６１】
以上の結果より、Ａ−ＰＥＴシートを熱プレスしプリズム形状を付与した後、一軸延伸することにより、プリズム形状の相似形を保持したまま、原盤よりもプリズムピッチが縮小されたプリズムシートを得ることができた。
【００６２】
また、Ａ−ＰＥＴシートを熱プレスしプリズム形状を付与した後、一軸延伸することにより、プリズム稜線方向と配列方向とで屈折率が異なる異方性プリズムシートを得ることができた。なお、図１２に示したように、垂直偏光Ｌｘに比べて水平偏光Ｌｙの方が、透過率が高いことが確認できる。これは、プリズム稜線方向の屈折率ｎｘがプリズム配列方向の屈折率ｎｙよりも大きいため、プリズム稜線方向に平行な偏光成分Ｌｘのプリズム斜面における全反射作用が高くなり、Ｌｙに比べて透過光量が減少するからである。
【００６３】
（実施例３）
［プリズムシートの成形］
樹脂フィルムにプリズム形状を転写形成するための熱プレス用の金属製エンボス原盤として、その表面が、横断面形状が頂角９０度である直角二等辺三角形で交互且つ平行に山部と山部、谷部と谷部が５０μｍ間隔で規則的に連続して彫刻されたものを用いた。樹脂フィルムは熱可塑性樹脂であり、２００μｍ厚みのＡ−ＰＥＮ（アモルファスＰＥＮ）シート（Ｔｇ約１２０℃）を用いた。この樹脂フィルムを１５０℃、１０分間、１００ｋｇｆ／ｃｍ2（９．８ＭＰａ）の熱プレス条件で、プレス後すぐに氷水に投入し、等方性プリズムシートを得た。
【００６４】
［プリズムシートの延伸］
得られた等方性プリズムシートを縦（プリズム延在方向）８ｃｍ×横５ｃｍの長方形状に裁断した後、長手方向の両端部の三角断面（プリズム断面）を手動延伸機でチャックし、プリズム延在方向に１４０℃の環境下でサンプル中央が３．５倍になるように延伸速度１ｃｍ／秒で一軸延伸を行い、縮小ピッチプリズムシートを得た。
【００６５】
得られた縮小ピッチプリズムシートと延伸前の等方性プリズムシートの三角断面を表面粗さ計（サーフコーダーＥＴ４００１Ａ、小坂研究所（株）製）で測定したところ、両者とも原盤と同じ４５度底角をもつ二等辺三角形であった。さらに、延伸前のサンプルのプリズムは原盤と同じ約５０μｍピッチであったのに対して、延伸後のサンプルのプリズムは約３０μｍピッチであった。
【００６６】
図１４は、延伸前後におけるプリズムシートの概略断面形状を示している。図中、実線は延伸前のサンプルの断面形状を示し、破線は延伸後のサンプルの断面形状を示している。延伸前後にわたってプリズムが相似形であることがわかる。
【００６７】
［複屈折性の測定］
次に、得られた縮小ピッチプリズムシートの複屈折性を測定した。複屈折性の測定には、実施例２と同様の測定を行った。
【００６８】
図１５は、上記プリズムシートを透過した垂直偏光Ｌｘおよび水平偏光Ｌｙの光量と出射角との関係を示す測定結果である。縦軸の単位（a.u.）は、arbitrary unit（任意単位）のことで「相対値」であることを示している。測定の結果、図１６に示すように、得られたプリズムシート４５のプリズム稜線方向の屈折率ｎｘは１．７９、プリズム配列方向の屈折率ｎｙは１．５６であり、Δｎは０．２３であった。
【００６９】
以上の結果より、Ａ−ＰＥＮシートを熱プレスしプリズム形状を付与した後、一軸延伸することにより、プリズム形状の相似形を保持したまま、原盤よりもプリズムピッチが縮小されたプリズムシートを得ることができた。
【００７０】
また、Ａ−ＰＥＮシートを熱プレスしプリズム形状を付与した後、一軸延伸することにより、プリズム稜線方向と配列方向とで屈折率が異なる異方性プリズムシートを得ることができた。なお、図１５に示したように、垂直偏光Ｌｘに比べて水平偏光Ｌｙの方が、透過率が高いことが確認できる。これは、プリズム稜線方向の屈折率ｎｘがプリズム配列方向の屈折率ｎｙよりも大きいため、プリズム稜線方向に平行な偏光成分Ｌｘのプリズム斜面における全反射作用が高くなり、Ｌｙに比べて透過光量が減少するからである。
【００７１】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００７２】
例えば以上の実施形態において挙げた数値はあくまでも例にすぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。
【００７３】
また、以上の実施形態では、エンボスシートとして、プリズムシートやレンチキュラーシートを例に挙げて説明したが、本発明はこれらに限られない。例えば、角錐・円錐などの２次元広がりにより発現する光機能の付与された連続したプラスチックのシート、例えばプラスチックレンズ、光反射シート、防眩シート、拡散シート等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施形態によるプリズムシートの製造方法により製造されるプリズムシートの一例を示す斜視図である。
【図２】第１の立体模様が設けられたプリズムシートの製造工程について説明するための模式図である。
【図３】第１の立体模様から第２の立体模様に変形する工程を説明するための概略図である。
【図４】第１の立体模様から第２の立体模様に変形後の態様を説明するための概略図である。
【図５】本発明の第２の実施形態によるレンチキュラーシートの製造方法により製造されるレンチキュラーシートの一例を示す斜視図である。
【図６】第１の立体模様から第２の立体模様に変形する工程を説明するための断面図である。
【図７】第１の立体模様から第２の立体模様に変形後の態様を説明するための断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態によるプリズムシートの製造方法を説明するための図である。
【図９】本発明の実施例２において説明するプリズムシートの断面形状を測定した結果を示す図である。
【図１０】本発明の実施例２において作製したプリズムシートの複屈折性測定方法を説明するための図である。
【図１１】図１０においてプリズムシートに対する垂直偏光と水平偏光の出射角の違いを説明するための図である。
【図１２】本発明の実施例２において作製したプリズムシートの光透過特性を示す図である。
【図１３】本発明の実施例２において作製したプリズムシートの面内各方向の屈折率を説明する概略斜視図である。
【図１４】本発明の実施例３において説明するプリズムシートの断面形状を測定した結果を示す図である。
【図１５】本発明の実施例３において作製したプリズムシートの光透過特性を示す図である。
【図１６】本発明の実施例３において作製したプリズムシートの面内各方向の屈折率を説明する概略斜視図である。
【符号の説明】
【００７５】
１，３１ａ，３１ｂ…プリズムシート、２，２ａ，２ｂ…レンチキュラーシート、２３…樹脂フィルム、３１…シート、３２…平板金型、３３…鏡面プレート、３４ａ，３４ｂ…加圧プレート、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面に第１の立体模様が設けられたエンボスシートを少なくとも１軸方向に変形させて、前記一主面に第２の立体模様を形成する工程を有する
ことを特徴とするエンボスシートの製造方法。
【請求項２】
前記エンボスシートの材料のガラス転移点近傍で、前記エンボスシートの変形を行う
ことを特徴とする請求項１に記載のエンボスシートの製造方法。
【請求項３】
前記第２の立体模様は、前記第１の立体模様の相似形である
ことを特徴とする請求項１に記載のエンボスシートの製造方法。
【請求項４】
一主面に第１の立体模様が設けられたエンボスシートを前記第１の立体模様の稜線方向に平行な軸に沿って延伸させることで、前記一主面に前記第１の立体模様と相似形の第２の立体模様を形成する工程を有する
ことを特徴とするエンボスシートの製造方法。
【請求項５】
前記第１，第２の立体模様は、プリズム体またはシリンドリカルレンズ体である
ことを特徴とする請求項４に記載のエンボスシートの製造方法。
【請求項６】
前記エンボスシートの材料がＰＥＮ、ＰＥＴ、ＰＥＮ−ＰＥＴコポリマー、アラミド樹脂のいずれか１つを含む
ことを特徴とする請求項４に記載のエンボスシートの製造方法。
【請求項７】
前記エンボスシートを延伸させることによって、前記第２の立体模様を有するエンボスシートの面内において延伸方向と非延伸方向とで屈折率に差をもたせる
ことを特徴とする請求項４に記載のエンボスシートの製造方法。
【請求項８】
一主面に第１の立体模様が設けられたエンボスシートを前記第１の立体模様の断面方向に平行な軸に沿って延伸し、前記第１の立体模様を扁平させるように第２の立体模様を形成する工程を有する
ことを特徴とするエンボスシートの製造方法。
【請求項１】
一主面に第１の立体模様が設けられたエンボスシートを少なくとも１軸方向に変形させて、前記一主面に第２の立体模様を形成する工程を有する
ことを特徴とするエンボスシートの製造方法。
【請求項２】
前記エンボスシートの材料のガラス転移点近傍で、前記エンボスシートの変形を行う
ことを特徴とする請求項１に記載のエンボスシートの製造方法。
【請求項３】
前記第２の立体模様は、前記第１の立体模様の相似形である
ことを特徴とする請求項１に記載のエンボスシートの製造方法。
【請求項４】
一主面に第１の立体模様が設けられたエンボスシートを前記第１の立体模様の稜線方向に平行な軸に沿って延伸させることで、前記一主面に前記第１の立体模様と相似形の第２の立体模様を形成する工程を有する
ことを特徴とするエンボスシートの製造方法。
【請求項５】
前記第１，第２の立体模様は、プリズム体またはシリンドリカルレンズ体である
ことを特徴とする請求項４に記載のエンボスシートの製造方法。
【請求項６】
前記エンボスシートの材料がＰＥＮ、ＰＥＴ、ＰＥＮ−ＰＥＴコポリマー、アラミド樹脂のいずれか１つを含む
ことを特徴とする請求項４に記載のエンボスシートの製造方法。
【請求項７】
前記エンボスシートを延伸させることによって、前記第２の立体模様を有するエンボスシートの面内において延伸方向と非延伸方向とで屈折率に差をもたせる
ことを特徴とする請求項４に記載のエンボスシートの製造方法。
【請求項８】
一主面に第１の立体模様が設けられたエンボスシートを前記第１の立体模様の断面方向に平行な軸に沿って延伸し、前記第１の立体模様を扁平させるように第２の立体模様を形成する工程を有する
ことを特徴とするエンボスシートの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００７−１３７０５８（Ｐ２００７−１３７０５８Ａ）
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８４３８５（Ｐ２００６−２８４３８５）
【出願日】平成１８年１０月１８日（２００６．１０．１８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１８日（２００６．１０．１８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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