マイクロレンズシートの成形型の製造方法、マイクロレンズシートの成形型及びマイクロレンズシート
【課題】非対称の形状をしたレンズを有するマイクロレンズシートの製造に用いられる成形型を製造する方法を提供する。
【解決手段】
母材５１にレジストを塗布して、マスク６５を形成する（ステップＳ２）。マスク６５に形成される開口６６の形状を設定する形状設定工程が行われる（ステップＳ３）。レーザが、設定された形状に基づいてマスク６５に照射され、複数の開口６６がマスク６５に形成される（ステップＳ４，Ｓ５）。ステップＳ３において設定される開口６６は、仮想分割線６６ｙにより分割される第１領域６６Ｒ及び第２領域６６Ｌを有する。仮想分割線６６ｙは、開口６６を線対称に分割する仮想二等分線６６ｘに直交する。第１領域６６Ｒの面積は、第２領域６６Ｌの面積よりも小さい。第１領域６６Ｒにおけるエッチング速度が、第２領域６６Ｌにおけるエッチング速度よりも小さくなるため、左右非対称の凹部６２が、銅めっき層６４に形成される。
【解決手段】
母材５１にレジストを塗布して、マスク６５を形成する（ステップＳ２）。マスク６５に形成される開口６６の形状を設定する形状設定工程が行われる（ステップＳ３）。レーザが、設定された形状に基づいてマスク６５に照射され、複数の開口６６がマスク６５に形成される（ステップＳ４，Ｓ５）。ステップＳ３において設定される開口６６は、仮想分割線６６ｙにより分割される第１領域６６Ｒ及び第２領域６６Ｌを有する。仮想分割線６６ｙは、開口６６を線対称に分割する仮想二等分線６６ｘに直交する。第１領域６６Ｒの面積は、第２領域６６Ｌの面積よりも小さい。第１領域６６Ｒにおけるエッチング速度が、第２領域６６Ｌにおけるエッチング速度よりも小さくなるため、左右非対称の凹部６２が、銅めっき層６４に形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロレンズシートの製造に用いられる成形型の製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、マイクロレンズシートをエンボス加工により製造するために用いる成形型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイに代表される表示装置は、高い正面輝度を求められる。そのため、表示装置を構成するバックライト装置には、正面輝度を向上するためのマイクロレンズシートが敷設される。
【０００３】
マイクロレンズシートの一方の表面（以下、主面という）には、半球状の形状をした複数の凸レンズ（マイクロレンズ）がマトリクス状に配列される。マイクロレンズシートの他方の表面には、光源からの拡散光が入射される。マイクロレンズは、他方の表面から入射した拡散光を、主面に対して垂直な方向に集光して出射する。
【０００４】
マイクロレンズシートの製造方法が、下記の特許文献１，２に開示されている。特許文献１，２に開示されているマイクロレンズシートの製造方法は、ロール状の金型を用いたエンボス加工により、マイクロレンズシートを製造する。しかし、下記特許文献１，２には、非対称な形状を有するマイクロレンズを有する光学シートの製造に用いる金型の製造方法が開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−５８４９４号公報
【特許文献２】特開２０１０−４４２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、非対称の形状を有するレンズが配置されたマイクロレンズシートの製造に用いられる成形型を製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
本発明によるマイクロレンズシートの成形型の製造方法は、塗布工程と、開口形成工程と、エッチング工程と、形状設定工程とを備える。塗布工程は、成形型の母材の表面にレジストを塗布して、レジスト層からなるマスクを形成する。開口形成工程は、マスクにレーザを照射して、複数の開口をマスクに形成する。エッチング工程は、複数の開口を有するマスクが形成された母材に対してウェットエッチングを行い、複数の開口に対応した複数の凹部を母材表面に形成する。形状設定工程は、複数の開口を前記マスクに形成する前に、複数の開口の形状を設定する。形状設定工程により設定される開口は、第１及び第２領域を含む。第１及び第２領域は、開口を線対称に分割する仮想二等分線の中心を通り、仮想二等分線と直交する仮想分割線により分けられる。第１領域の面積は、第２領域の面積よりも小さい。
【０００８】
第１領域の面積が第２領域の面積よりも小さいため、第１領域に対応する母材表面のエッチング速度は、第２領域に対応する母材表面のエッチング速度よりも小さくなる。これにより、成形型に形成される凹部の形状を非対称とすることができるため、非対称な形状を有するマイクロレンズが配置された光学シートを製造することが可能となる。
【０００９】
好ましくは、開口形成工程では、複数の開口のそれぞれに対応する仮想二等分線が互いに並行する。
【００１０】
この場合、各開口における第２領域から見た第１領域の方向が、仮想二等分線の方向に揃えられる。マイクロレンズの向きを制御することができるため、マイクロレンズシートの光学特性を制御することができる。
【００１１】
好ましくは、仮想二等分線の指す方向の一方を第１方向とした場合、第１領域は、前記仮想分割線から見て第１方向側に配置される。
【００１２】
この場合、各開口における第２領域から見た第１領域の方向を第１方向に揃えられるため、マイクロレンズシートの光学特性を制御することができる。
【００１３】
好ましくは、開口は、三角形状である。好ましくは、開口形成工程では、第１領域内に前記マスクの一部が残存するように、前記開口を設定する。本発明によるマイクロレンズシートの成形型は、上述の製造方法によって製造される。
【００１４】
本発明によるマイクロレンズシートは、基材部と、複数の光学素子とを備える。基材部は、主面と、主面と反対側の裏面とを有する。複数の光学素子は、主面側に形成される。複数の光学素子は、主面からの高さが最大となる頂点を通り、かつ、主面に垂直な仮想面に対して左右非対称な形状をそれぞれ有する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による第１の実施の形態に係る光学シートの平面図である。
【図２】図１に示す光学シートのＫ−Ｋ断面図である。
【図３】図１に示すレンズの拡大図である。
【図４】図３に示すレンズの側面図である。
【図５】光学シートを利用したバックライト装置の構成を示す模式図である。
【図６】バックライト装置の輝度特性を示すグラフである。
【図７】光学シートの製造に用いられる金型ロールの斜視図である。
【図８】金型ロールのロール表面の展開図である。
【図９】図８に示すロール表面のＭ−Ｍ断面図である。
【図１０】図８に示すロール表面の拡大図である。
【図１１】成形型の製造手順を示すフローチャートである。
【図１２】成形型の母材の断面図である。
【図１３】マスクに形成される開口を示す図である。
【図１４】図１３に示す開口の拡大図である。
【図１５】光学シートの製造装置の構成を示す模式図である。
【図１６】本発明による第２の実施の形態において、マスクに形成される開口を示す図である。
【図１７】図１６に示す開口の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１７】
｛第１の実施の形態｝
［光学シート１の構造］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光学シート１の平面図である。図２は、図１に示すＫ−Ｋ断面図である。図１及び図２を参照して、光学シート１は、基材部１１と、複数のレンズ１２とを備えたマイクロレンズシートである。図１及び図２において、一部のレンズ１２に対する符号の表示を省略している。
【００１８】
以下、図１に示す矢印Ｘが指す方向を横方向と呼び、矢印Ｙが指す方向を縦方向と呼ぶ。図２に示す矢印Ｚが指す方向を上方向と呼ぶ。
【００１９】
基材部１１は、シート状またはフィルム状であり、可視光に対して透明である。基材部１１は、主面１３と、裏面１４とを有する。主面１３には、複数のレンズ１２が形成される。裏面１４は、主面１３と反対側に配置される。基材部１１は、樹脂からなる。樹脂は、たとえば、ポリエチレンテレフタレートや、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、トリアセチルセルロース、アクリル、ポリ塩化ビニルなどである。
【００２０】
レンズ１２は、主面１３上のランダムな位置に形成される。レンズ１２は、非対称の形状を有する。本実施の形態では、レンズ１２は、たまごを半分に割った形状（以下、半たまご形という）である。レンズ１２は、たとえば、活性エネルギ線硬化樹脂からなる。活性エネルギ線硬化樹脂は、紫外線や電子線、可視光に代表される活性エネルギ線で硬化する。活性エネルギ線硬化樹脂は、たとえば、ポリエステル系アクリレート樹脂、ウレタン系アクリレート樹脂、ポリエーテル系アクリレート樹脂、エポキシ系アクリレート樹脂、ポリエステル系メタクリレート樹脂、ウレタン系メタクリレート樹脂、ポリエーテル系メタクリレート樹脂である。
【００２１】
図３は、図１に示す領域ＡＲ１の拡大図である。図４は、図３に示すレンズ１２の側面図である。図３及び図４を参照して、レンズ１２において、主面１３からの高さが最大となる点を頂点１２ａとする。ここで、レンズ１２の横軸１２ｘ、縦軸１２ｙ、及び高さ軸１２ｚを定義する。高さ軸１２ｚは、頂点１２ａを通り、主面１３に対して垂直な直線である。横軸１２ｘは、矢印Ｘに平行な主面１３上の直線であり、高さ軸１２ｚと交差する。レンズ１２の平面視において、横軸１２ｘは、レンズ１２を線対称に分割する仮想二等分線である。縦軸１２ｙは、矢印Ｙに平行な主面１３上の直線であり、高さ軸１２ｚと交差する。
【００２２】
レンズ１２は、平面視でたまご形の形状である。レンズ１２は、横軸１２ｘ及び高さ軸１２ｚを含む仮想面に対して左右対称である。レンズ１２は、縦軸１２ｙ及び高さ軸１２ｚを含む仮想面に対して左右非対称の形状である。つまり、レンズ１２は、平面視で、縦軸１２ｙに対して左右非対称な形状を有する。 レンズ１２が基材部１１に接する縁部のうち、横軸１２ｘと交わる部位を端部１２ｂ，１２ｃとする。端部１２ｂは、頂点１２ａよりも紙面右側（矢印Ｘの方向）に位置する。端部１２ｃは、頂点１２ａよりも紙面左側（矢印Ｘの反対方向）に位置する。端部１２ｃから端部１２ｂを見た方向を、レンズ１２の順方向とする。図１を参照して、レンズ１２の順方向は、矢印Ｘの指す方向と一致する方が好ましい。
【００２３】
図３及び図４を参照して、レンズ１２の表面は、縦軸１２ｙを含む仮想面により、表面１２Ｌと表面１２Ｒとに分割される。表面１２Ｌは、端部１２ｃ側に配置される。表面１２Ｒは、端部１２ｂ側に配置される。表面１２Ｒは、表面１２Ｌよりより緩やかな曲面を有する。そして、表面１２Ｒの表面積は、表面１２Ｌの表面積よりも大きい。したがって、光学シート１の裏面１４から入射した光のうち、表面１２Ｒで屈折する光の量は、表面１２Ｌで屈折する光の量よりも多い。
【００２４】
［光学シート１の光学特性］
図５は、光学シート１を利用したバックライト装置１００の構成を示す模式図である。バックライト装置１００は、エッジライト型の照明装置である。バックライト装置１００は、光源１０１と、導光板１０２と、反射シート１０３と、プリズムシート２と、光学シート１とを備える。矢印Ｚ方向を、バックライト装置１００の正面方向とする。
【００２５】
プリズムシート２の構成を簡単に説明する。プリズムシート２は、基材部２１と、複数の光学素子２２とを有する。基材部２１は、透明なフィルム状又はシート状である。基材部２１の上に、紙面手前側から奥方向（Ｙ方向）に延びる複数の光学素子２２が形成されている。ＸＺ平面における光学素子２２の横断形状は、Ｚ軸方向に関して非対称である。光学素子２２は、尾根部３０，４０を有する。尾根部３０は、プリズムシート２の紙面左側の端部２ａ側に配置される。尾根部４０は、プリズムシート２の紙面右側の端部２ｂ側に配置され、尾根部３０よりも低い。
【００２６】
尾根部３０は、一対の傾斜面３１，３２を含む。尾根部４０は、一対の傾斜面４１，４２を含む。傾斜面３１は、端部２ａ側に配置され、基材部２１まで延びる。傾斜面３２は、端部２ｂ側に配置される。傾斜面４１は、端部２ａ側に配置される。傾斜面３２の下端と傾斜面４１の下端とは、つながっている。傾斜面４２は、端部２ｂ側に配置され、基材部２１まで延びる。
【００２７】
光学シート１は、レンズ１２の表面１２Ｌが表面１２Ｒよりも光源１０１に近くなるように、プリズムシート２上に配置される。
【００２８】
バックライト装置１００における光の経路について説明する。導光板１０２は、光源１０１から出射した光を、プリズムシート２に導く。光源１０１から出射した光は、導光板１０２の端面から入射する。端面からの入射光は、導光板１０２の内部を進行して出射面１０２ａから出射光５４として出射する。出射光５４は、プリズムシート２の下面に入射する。プリズムシート２は、下面から入射した出射光５４を、光学素子２２の表面（傾斜面３２，４１，４２）でＺ方向に屈折することにより、出射光５２として出射する。光学シート１は、裏面１４から入射した出射光５２を矢印Ｚ方向に屈折させることにより、出射光５３として矢印Ｚ方向に出射する。
【００２９】
出射光５４の輝度のピーク方向は、Ｚ軸方向から紙面右側（光源１０１と反対側）に角度Ａ５４傾斜する。同様に、出射光５２の輝度のピーク方向は、Ｚ軸方向から紙面右側（光源１０１と反対側）に角度Ａ５２傾斜する。出射光５３の輝度のピーク方向は、Ｚ軸方向から紙面右側に角度Ａ５３傾斜する。出射光５４〜５３のそれぞれの輝度のピーク方向は、光学シート１側に進むに従って、矢印Ｚの指す方向に近づく。すなわち、角度Ａ５２〜Ａ５４の関係は、角度Ａ５３＜角度Ａ５２＜角度Ａ５４となる。
【００３０】
図６は、図５に示す構成を有するバックライト装置１００の輝度特性を示すグラフである。図６を参照して、実線は、出射光５３の輝度分布を示し、バックライト装置１００の輝度特性に対応する。破線は、光学シート１に代えて、従来のマイクロレンズシートを用いたバックライト装置の輝度特性である。光学シート１を用いたバックライト装置１００の輝度特性のピーク（出射光５３の輝度ピーク）が、従来のバックライト装置の輝度特性のピークよりも正面方向（視野角０°）に近い。
【００３１】
上述のとおり、光学シート１は、レンズ１２の表面１２Ｌが表面１２Ｒよりも光源１０１に近くなるように配置される。そのため、光学シート１は、角度Ａ５２だけ傾いた入射した光５２を受け、出射光５３をＺ方向に近づけることができる。
【００３２】
また、光学シート１の複数のレンズ１２はランダムに配置される。そのため、視野角をある程度広く維持できる。さらに、モアレの発生が抑制される。
【００３３】
以上のとおり、本実施の形態の光学シート１をバックライト装置１００などの照明装置に用いることにより、上述のとおり輝度特性が改善される。
【００３４】
［光学シート１の成形型の構造］
光学シート１は、成形型を用いたエンボス加工により製造される。以下、光学シート１の製造に用いる成形型の構成を説明する。
【００３５】
図７は、光学シート１の製造に用いられる成形型５０の斜視図である。図７を参照して、成形型５０は、ロール状の金型である。成形型５０は、ロール胴部６０と、ロール軸部７０とを備える。ロール胴部６０は、円柱状である。ロール軸部７０は、ロール胴部６０と同軸に配置される。ロール胴部６０は、ロール表面６１を有する。矢印Ｃは、ロール胴部６０の円周方向を示す。矢印Ａは、ロール胴部６０の軸方向を示す。矢印Ｒは、ロール胴部６０の半径方向を示す。
【００３６】
図８は、ロール表面６１の展開図であり、ロール表面６１を矢印Ｒ方向から見た図に相当する。矢印Ｃ，Ａは、それぞれ矢印Ｘ，Ｙ（図１参照）にそれぞれ対応する。ロール表面６１には、レンズ１２の形状に対応した複数の凹部６２がランダムな位置に形成される。２〜３個の凹部６２が、つながるようにして形成されている。これは、図１に示すように、光学シート１において、２個以上のレンズ１２がつながって形成されることがあるためである。
【００３７】
図９は、図８に示すロール表面６１のＭ−Ｍ断面図である。図１０は、図８に示す領域ＡＲ２の拡大図である。図９を参照して、ロール胴部６０の表面には、銅めっき層６４が形成されている。ロール表面６１は、銅めっき層６４の露出面に相当する。凹部６２は、銅めっき層６４に形成される。
【００３８】
図９及び図１０を参照して、凹部６２は、レンズ１２の形状に対応した窪みである。凹部６２において最も深い点を最深点６２ａとする。凹部６２において、横軸６２ｘ及び縦軸６２ｙを定義する。横軸６２ｘは、ロール表面６１上に配置される矢印Ｃに並行な直線であり、最深点６２ａの真上を通過する。
【００３９】
縦軸６２ｙは、ロール表面６１上に配置される矢印Ａに並行な直線であり、最深点６２ａの真上を通過する。横軸６２ｘ及び縦軸６２ｙは、レンズ１２の横軸１２ｘ及び縦軸１２ｙにそれぞれ対応する。凹部６２は、縦軸６２ｙを含み、かつロール表面６１に垂直な仮想面に対して非対称な形状である。
【００４０】
ロール表面６１と凹部６２との境界に相当する輪郭のうち、横軸６２ｘとの交点を端部６２ｂ，６２ｃとする。端部６２ｂは、レンズ１２の端部１２ｂに対応し、最深点６２ａより紙面右側に位置する。端部６２ｃは、レンズ１２の端部１２ｃに対応し、最深点６２ａよりも紙面左側に位置する。端部６２ｃから端部６２ｂを見た方向を、凹部６２の順方向とする。凹部６２の順方向と、レンズ１２の順方向とは、一致する。
【００４１】
図９及び図１０を参照して、凹部６２の表面は、縦軸６２ｙを含む仮想面により、表面６２Ｒと表面６２Ｌとに分割される。表面６２Ｒは、曲面であり、最深点６２ａから紙面右側に配置される。表面６２Ｌは、曲面であり、最深点６２ａから紙面左側に配置される。表面６２Ｒは、表面６２Ｌよりより緩やかな曲面を有する。そして、表面６２Ｒの表面積は、表面６２Ｌの表面積よりも大きい。
【００４２】
［成形型５０の製造方法］
以下、成形型５０の製造方法について説明する。図１１は、成形型５０の製造手順を示すフローチャートである。図１２は、成形型５０の素材である母材５１の断面図である。図１２は、現像工程（ステップＳ５、図１１参照）の後における、母材５１の断面を示し、成形型５０のロール胴部６０のＭ−Ｍ断面に対応する。
【００４３】
図１１及び図１２を参照して、最初に、円柱状の母材５１を準備する（ステップＳ１）。母材５１は、ロール胴部６０と、ロール軸部７０とを備える。ロール胴部６０の円周面には、既に銅めっき層６４が形成されている。
【００４４】
塗布工程（ステップＳ２）では、母材５１の表面にレジストを塗布して、レジスト層からなるマスク６５を形成する。すなわち、マスク６５が、銅めっき層６４の上に形成される。レジストとして、たとえば、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなどを用いることができる。ステップＳ２の塗布工程が終了した段階では、凹部６２及び開口６６は、形成されていない。
【００４５】
形状設定工程（ステップＳ３）では、マスク６５に形成される開口６６の形状が設定される。つまり、マスク６５に対してレーザを照射する領域を、レーザ照射装置（図示省略）に対して設定する。
【００４６】
露光工程（ステップＳ４）では、形状設定工程（ステップＳ３）により設定された開口６６の形状に基づいて、マスク６５にレーザが照射される。
【００４７】
次に、現像工程（ステップＳ５）では、マスク６５のうちレーザが照射された領域のレジストが除去される。これにより、開口６６が形成される（図１２参照）。レジストの除去には、レジストに用いられた材料に応じた現像剤が用いられる。つまり、露光工程（ステップＳ４）及び現像工程（ステップＳ５）は、マスク６５にレーザを照射して、複数の開口６６をマスク６５に形成する開口形成工程である。
【００４８】
なお、マスク６５の露光にレーザアブレーション露光を用いた場合、露光された領域が開口６６となる。この場合、現像工程（ステップＳ５）を省略することができる。
【００４９】
図１３を参照して、マスク６５に形成された開口６６を示す。説明の便宜上、凹部６２の位置を破線で示す。開口６６は、三角形状であり、マスク６５上のランダムな位置に配置される。
【００５０】
図１４は、開口６６の拡大図である。説明の便宜のために、凹部６２と、凹部６２の各部位を図１４に示す。図１４を参照して、開口６６は、三角形状である。より具体的には、三角形の三辺の一部が階段状となっている。本明細書において、三角形状とは、階段状の辺を有するものも含む。階段状の辺が形成されるのは、図示しないレーザ照射装置の解像度が矩形状に制限されるためである。なお、開口６６の各辺は、直線であってもよいし、曲線であってもよい。
【００５１】
開口６６は、第１領域６６Ｒと、第２領域６６Ｌとを含む。第１領域６６Ｒ及び第２領域６６Ｌは、仮想分割線６６ｙにより分けられる。仮想分割線６６ｙは、仮想二等分線６６ｘの中点６６Ｍを通り、仮想二等分線６６ｘと直交する。仮想二等分線６６ｘは、開口６６を線対称に分割する。仮想二等分線６６ｘは、端部６２ｂと端部６２ｃとをつなぐ横軸６２ｘの一部である（図１０参照）。
【００５２】
第１領域６６Ｒの面積は、第２領域６６Ｌの面積よりも小さい。より具体的には、第１領域６６Ｒの形状は、三角形状であり、第２領域６６Ｒの形状は、台形状である。開口６６は、仮想分割線６６ｙにより左右非対称に分割される。
【００５３】
各開口６６における仮想二等分線６６ｘは、互いに並行である。矢印Ｃの指す方向を第１方向とする。第１領域６６Ｒは、開口６６の第１方向側に配置される。第２領域６６Ｌは、開口６６の第１方向側と反対側に配置される。つまり、頂点６６Ａが、仮想分割線６６ｙよりも紙面右側に配置される。底辺６６Ｓが、仮想分割線６６ｙよりも紙面左側に配置される。これにより、各凹部６２の順方向を揃えることが可能となる。
【００５４】
現像工程（ステップＳ５）の後に、エッチング工程が行われる（ステップＳ６）。エッチング工程では、複数の開口６６を有するマスク６５が形成された母材５１に対してウェットエッチングを行い、複数の開口６６に対応した複数の凹部６２を母材５１の表面に形成する。母材５１の表面には銅めっき層６４が形成されている。そのため、エッチング液として、たとえば、塩化第二銅用液や、塩化第二鉄用液、硫酸／過酸化水素系エッチング液などが用いられる。
【００５５】
ウェットエッチングにより、開口６６により露出した銅めっき層６４だけでなく、開口６６の周囲のマスク６５の下にある銅めっき層６４もエッチングされる。したがって、開口６６を三角形状としても、平面視でたまご形の凹部６２（図８参照）が形成される。
【００５６】
図１４を参照して、最深点６２ａと、仮想二等分線６６ｘの中点６６Ｍとは、一致するとは限らない。第１領域６６Ｒの面積が第２領域６６Ｌよりも小さいために、第２領域６６Ｌに対応する銅めっき層６４のエッチング速度が、第１領域６６Ｒに対応する銅めっき層６４のエッチング速度よりも大きくなるためである。また、第１領域６６Ｒと第２領域６６Ｌとにおけるエッチング速度の違いにより、なだらかな傾斜を有する表面６２Ｒと、急な傾斜を有する表面６２Ｌとを有する左右非対称の凹部６２が形成される（図９参照）。
【００５７】
最後に、除去工程（ステップＳ７）として、母材５１の表面に形成されたマスク６５を除去する。これにより、成形型５０の全ての製造工程が終了する。なお、除去工程（ステップＳ７）の後に、無電解メッキ法により、銅めっき層６４上にニッケル層を形成してもよい。ニッケル層は表面保護の役割を有する。
【００５８】
以上の工程により、開口６６を有するマスク６５を用いて、成形型５０が容易に製造される。
【００５９】
［光学シート１の製造工程］
上述の成形型５０を用いて、エンボス加工により光学シート１を製造する。図１５を参照して、光学シート１の製造装置３２０は、基材フィルムロール３２１と、巻き取りロール３０２と、ニップロール３０３と、バックアップロール３０４と、遮蔽板３０５と、照射装置３０６と、形成型５０と、塗布装置３０８とを備える。基材フィルムロール３２１は円柱状であり、そのロール表面には、基材部１１に相当する基材フィルム（以降、基材フィルム１１という）が巻かれている。
【００６０】
製造装置３２０を用いた光学シート１の製造方法は以下のとおりである。まず、基材フィルム１１が巻かれた基材フィルムロール３２１を準備し、所定の位置に配置する。そして、液状の活性エネルギ線硬化樹脂を準備する。活性エネルギ線硬化樹脂は、レンズ１２の素材である。
【００６１】
配置された基材フィルムロール３２１から基材フィルム１１を巻き出して、基材フィルム１１を成形型５０に向かって搬送する。
【００６２】
塗布装置３０８は、ダイコータ等である。塗布装置３０８から、液状の活性エネルギ線硬化樹脂をロール表面６１上に塗布する。塗布された活性エネルギ線硬化樹脂は、ロール表面６１上に拡がって活性エネルギ線硬化樹脂層２００を形成する。活性エネルギ線硬化樹脂層２００は未硬化である。
【００６３】
基材フィルム１１がニップロール３０３と成形型５０との間を通過するとき、ニップロール３０３により基材フィルム１１を成形型５０に押しつける。このとき、ロール表面６１上の活性エネルギ線硬化樹脂層２００に基材フィルム１１が接触する。その結果、活性エネルギ線硬化樹脂層２００は、基材フィルム１１と成形型５０のロール表面６１との間に挟まれる。このとき、活性エネルギ線硬化樹脂が各凹部６２に充填される。
【００６４】
次に、照射装置３０６により、成形型５０の下方から活性エネルギ線を活性エネルギ線硬化樹脂層２００に照射する。基材フィルム１１とロール表面６１との間に挟まれた活性エネルギ線硬化樹脂層２００は硬化し、レンズ１２が形成される。遮蔽板３０５は、ロール表面６１の凹凸が活性エネルギ線硬化樹脂層２００に確実に転写された後で活性エネルギ線が活性エネルギ線硬化樹脂層２００に照射されるように、活性エネルギ線の拡散を防止する。
【００６５】
以上の工程により製造された光学シート１を、成形型５０から引き剥がし、バックアップロール３０４を介して巻き取りロール３０２に向かって搬送する。そして、巻き取りロール３０２で巻き取る。以上の工程により光学シート１が製造される。
【００６６】
このように、本実施の形態では、露光工程（ステップＳ４）及び現像工程（ステップＳ５）により、第１領域６６Ｒと第２領域６６Ｌとを含む開口６６が、マスク６５に形成される。第１領域６６Ｒの面積は、第２領域６６Ｌの面積よりも小さい。エッチング工程（ステップＳ６）において、第１領域６６Ｒにおけるエッチング速度が、第２領域６６Ｌにおけるエッチング速度よりも小さくなる。これにより、左右非対称の形状の凹部６２を有する成形型５０を製造することができる。
【００６７】
｛第２の実施の形態｝
本発明の第２の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態では、成形型５０の製造工程のうち、形状設定工程（ステップＳ３、図１１参照）により設定される開口の形状が、第１の実施の形態と異なる。以下、上記第１の実施の形態と異なる点を中心に、本実施の形態について詳しく説明する。
【００６８】
図１６は、本実施の形態において、マスク６５に形成される開口６７を示す図である。図１６を参照して、開口６７は、第１の実施の形態と異なり、円形状である。開口６７は、マスク６５上のランダムな位置に配置される。
【００６９】
図１７は、開口６７の拡大図である。図１７を参照して、レーザ装置の解像度の制限を受けるために、開口６７の周縁は、階段状である。このように、開口６７の形状は、正確な円でなくてもよい。本明細書にいう「円形状」とは、円周が、図１７に示すような階段状のものも含む。
【００７０】
開口６７における仮想二等分線６７ｘ及び仮想分割線６７ｙを定義する。仮想二等分線６７ｘは、矢印Ｃに平行な直線であり、開口６７を線対称に分割する。仮想二等分線６７ｘは、横軸６２ｘの一部である。仮想分割線６７ｙは、仮想二等分線６７ｘの中点６７Ｍを通り、仮想二等分線６７ｘに直交する直線である。開口６７は、第１の実施の形態と同様に、仮想分割線６７ｙにより、第１領域６７Ｒと、第２領域６７Ｌとに分割される。
【００７１】
図１７において、開口６７の内側に残存するマスク６５を格子模様で示す。第１領域６７Ｒには、マスク６５の一部が残存している。一方、第２領域６７Ｌには、マスク６５が残存していない。このため、第１領域６７Ｒの面積は、第２領域６７Ｌの面積よりも小さい。つまり、形状設定工程（ステップＳ３）では、マスク６５の一部が第１領域６７Ｒに残存するように、レーザの照射パターンが設定される。
【００７２】
第１の実施の形態と同様に、第１領域６７Ｒの面積が第２領域６７Ｌの面積よりも小さいため、第１領域６７Ｒにおけるエッチング速度が、第２領域６７Ｌにおけるエッチング速度よりも小さくなる。このため、凹部６２が開口６７に基づいて形成された場合であっても、最深点６２ａの位置と、中点６６Ｍの位置とが一致するとは限らない。また、第１領域６７Ｒと第２領域６７Ｌとでエッチング速度が異なるため、そのため、開口６７を有するマスクを用いた場合でも、母材５１には、凹部６２が形成される。つまり、開口６７により、なだらかな傾斜を有する表面６２Ｒと、急な傾斜を有する表面６２Ｌとを有する凹部６２が形成される。
【００７３】
このように、本実施の形態では、内部にマスク６５の一部が残存する第１領域６７Ｒと、内部にマスク６５が残存しない第２領域６７Ｌとが形成される。これにより、第１領域６７Ｒ及び第２領域６７Ｌのそれぞれに対応する銅めっき層６４のエッチング速度を制御することができるため、左右非対称な凹部６２を有する成形型５０を作成することが可能となる。
【００７４】
なお、本実施の形態において、開口６７の形状を円形状としたが、これに限られない。開口６７の形状は、レンズ１２の形状に応じて適宜変更することが可能である。また、上記実施の形態では、光学シート１の製造にロール状の成形型５０を用いる例を説明した。しかし、ロール状の成形型５０に代えて、平板状の成形型５０を用いて光学シート１を製造してもよい。
【００７５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１ 光学シート
１１ 基材部
１２ レンズ
１２ａ 頂点
１３ 主面
１４ 裏面
５０ 成形型
５１ 母材
６０ ロール胴部
６１ ロール表面
６２ 凹部
６２ａ 最深点
６５ マスク
６６，６７ 開口
６６Ｒ，６７Ｒ 第１領域
６６Ｌ，６６Ｒ 第２領域
６６ｘ，６７ｘ 仮想二等分線
６６ｙ，６７ｙ 仮想分割線
７０ ロール軸部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロレンズシートの製造に用いられる成形型の製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、マイクロレンズシートをエンボス加工により製造するために用いる成形型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイに代表される表示装置は、高い正面輝度を求められる。そのため、表示装置を構成するバックライト装置には、正面輝度を向上するためのマイクロレンズシートが敷設される。
【０００３】
マイクロレンズシートの一方の表面（以下、主面という）には、半球状の形状をした複数の凸レンズ（マイクロレンズ）がマトリクス状に配列される。マイクロレンズシートの他方の表面には、光源からの拡散光が入射される。マイクロレンズは、他方の表面から入射した拡散光を、主面に対して垂直な方向に集光して出射する。
【０００４】
マイクロレンズシートの製造方法が、下記の特許文献１，２に開示されている。特許文献１，２に開示されているマイクロレンズシートの製造方法は、ロール状の金型を用いたエンボス加工により、マイクロレンズシートを製造する。しかし、下記特許文献１，２には、非対称な形状を有するマイクロレンズを有する光学シートの製造に用いる金型の製造方法が開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−５８４９４号公報
【特許文献２】特開２０１０−４４２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、非対称の形状を有するレンズが配置されたマイクロレンズシートの製造に用いられる成形型を製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
本発明によるマイクロレンズシートの成形型の製造方法は、塗布工程と、開口形成工程と、エッチング工程と、形状設定工程とを備える。塗布工程は、成形型の母材の表面にレジストを塗布して、レジスト層からなるマスクを形成する。開口形成工程は、マスクにレーザを照射して、複数の開口をマスクに形成する。エッチング工程は、複数の開口を有するマスクが形成された母材に対してウェットエッチングを行い、複数の開口に対応した複数の凹部を母材表面に形成する。形状設定工程は、複数の開口を前記マスクに形成する前に、複数の開口の形状を設定する。形状設定工程により設定される開口は、第１及び第２領域を含む。第１及び第２領域は、開口を線対称に分割する仮想二等分線の中心を通り、仮想二等分線と直交する仮想分割線により分けられる。第１領域の面積は、第２領域の面積よりも小さい。
【０００８】
第１領域の面積が第２領域の面積よりも小さいため、第１領域に対応する母材表面のエッチング速度は、第２領域に対応する母材表面のエッチング速度よりも小さくなる。これにより、成形型に形成される凹部の形状を非対称とすることができるため、非対称な形状を有するマイクロレンズが配置された光学シートを製造することが可能となる。
【０００９】
好ましくは、開口形成工程では、複数の開口のそれぞれに対応する仮想二等分線が互いに並行する。
【００１０】
この場合、各開口における第２領域から見た第１領域の方向が、仮想二等分線の方向に揃えられる。マイクロレンズの向きを制御することができるため、マイクロレンズシートの光学特性を制御することができる。
【００１１】
好ましくは、仮想二等分線の指す方向の一方を第１方向とした場合、第１領域は、前記仮想分割線から見て第１方向側に配置される。
【００１２】
この場合、各開口における第２領域から見た第１領域の方向を第１方向に揃えられるため、マイクロレンズシートの光学特性を制御することができる。
【００１３】
好ましくは、開口は、三角形状である。好ましくは、開口形成工程では、第１領域内に前記マスクの一部が残存するように、前記開口を設定する。本発明によるマイクロレンズシートの成形型は、上述の製造方法によって製造される。
【００１４】
本発明によるマイクロレンズシートは、基材部と、複数の光学素子とを備える。基材部は、主面と、主面と反対側の裏面とを有する。複数の光学素子は、主面側に形成される。複数の光学素子は、主面からの高さが最大となる頂点を通り、かつ、主面に垂直な仮想面に対して左右非対称な形状をそれぞれ有する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による第１の実施の形態に係る光学シートの平面図である。
【図２】図１に示す光学シートのＫ−Ｋ断面図である。
【図３】図１に示すレンズの拡大図である。
【図４】図３に示すレンズの側面図である。
【図５】光学シートを利用したバックライト装置の構成を示す模式図である。
【図６】バックライト装置の輝度特性を示すグラフである。
【図７】光学シートの製造に用いられる金型ロールの斜視図である。
【図８】金型ロールのロール表面の展開図である。
【図９】図８に示すロール表面のＭ−Ｍ断面図である。
【図１０】図８に示すロール表面の拡大図である。
【図１１】成形型の製造手順を示すフローチャートである。
【図１２】成形型の母材の断面図である。
【図１３】マスクに形成される開口を示す図である。
【図１４】図１３に示す開口の拡大図である。
【図１５】光学シートの製造装置の構成を示す模式図である。
【図１６】本発明による第２の実施の形態において、マスクに形成される開口を示す図である。
【図１７】図１６に示す開口の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１７】
｛第１の実施の形態｝
［光学シート１の構造］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光学シート１の平面図である。図２は、図１に示すＫ−Ｋ断面図である。図１及び図２を参照して、光学シート１は、基材部１１と、複数のレンズ１２とを備えたマイクロレンズシートである。図１及び図２において、一部のレンズ１２に対する符号の表示を省略している。
【００１８】
以下、図１に示す矢印Ｘが指す方向を横方向と呼び、矢印Ｙが指す方向を縦方向と呼ぶ。図２に示す矢印Ｚが指す方向を上方向と呼ぶ。
【００１９】
基材部１１は、シート状またはフィルム状であり、可視光に対して透明である。基材部１１は、主面１３と、裏面１４とを有する。主面１３には、複数のレンズ１２が形成される。裏面１４は、主面１３と反対側に配置される。基材部１１は、樹脂からなる。樹脂は、たとえば、ポリエチレンテレフタレートや、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、トリアセチルセルロース、アクリル、ポリ塩化ビニルなどである。
【００２０】
レンズ１２は、主面１３上のランダムな位置に形成される。レンズ１２は、非対称の形状を有する。本実施の形態では、レンズ１２は、たまごを半分に割った形状（以下、半たまご形という）である。レンズ１２は、たとえば、活性エネルギ線硬化樹脂からなる。活性エネルギ線硬化樹脂は、紫外線や電子線、可視光に代表される活性エネルギ線で硬化する。活性エネルギ線硬化樹脂は、たとえば、ポリエステル系アクリレート樹脂、ウレタン系アクリレート樹脂、ポリエーテル系アクリレート樹脂、エポキシ系アクリレート樹脂、ポリエステル系メタクリレート樹脂、ウレタン系メタクリレート樹脂、ポリエーテル系メタクリレート樹脂である。
【００２１】
図３は、図１に示す領域ＡＲ１の拡大図である。図４は、図３に示すレンズ１２の側面図である。図３及び図４を参照して、レンズ１２において、主面１３からの高さが最大となる点を頂点１２ａとする。ここで、レンズ１２の横軸１２ｘ、縦軸１２ｙ、及び高さ軸１２ｚを定義する。高さ軸１２ｚは、頂点１２ａを通り、主面１３に対して垂直な直線である。横軸１２ｘは、矢印Ｘに平行な主面１３上の直線であり、高さ軸１２ｚと交差する。レンズ１２の平面視において、横軸１２ｘは、レンズ１２を線対称に分割する仮想二等分線である。縦軸１２ｙは、矢印Ｙに平行な主面１３上の直線であり、高さ軸１２ｚと交差する。
【００２２】
レンズ１２は、平面視でたまご形の形状である。レンズ１２は、横軸１２ｘ及び高さ軸１２ｚを含む仮想面に対して左右対称である。レンズ１２は、縦軸１２ｙ及び高さ軸１２ｚを含む仮想面に対して左右非対称の形状である。つまり、レンズ１２は、平面視で、縦軸１２ｙに対して左右非対称な形状を有する。 レンズ１２が基材部１１に接する縁部のうち、横軸１２ｘと交わる部位を端部１２ｂ，１２ｃとする。端部１２ｂは、頂点１２ａよりも紙面右側（矢印Ｘの方向）に位置する。端部１２ｃは、頂点１２ａよりも紙面左側（矢印Ｘの反対方向）に位置する。端部１２ｃから端部１２ｂを見た方向を、レンズ１２の順方向とする。図１を参照して、レンズ１２の順方向は、矢印Ｘの指す方向と一致する方が好ましい。
【００２３】
図３及び図４を参照して、レンズ１２の表面は、縦軸１２ｙを含む仮想面により、表面１２Ｌと表面１２Ｒとに分割される。表面１２Ｌは、端部１２ｃ側に配置される。表面１２Ｒは、端部１２ｂ側に配置される。表面１２Ｒは、表面１２Ｌよりより緩やかな曲面を有する。そして、表面１２Ｒの表面積は、表面１２Ｌの表面積よりも大きい。したがって、光学シート１の裏面１４から入射した光のうち、表面１２Ｒで屈折する光の量は、表面１２Ｌで屈折する光の量よりも多い。
【００２４】
［光学シート１の光学特性］
図５は、光学シート１を利用したバックライト装置１００の構成を示す模式図である。バックライト装置１００は、エッジライト型の照明装置である。バックライト装置１００は、光源１０１と、導光板１０２と、反射シート１０３と、プリズムシート２と、光学シート１とを備える。矢印Ｚ方向を、バックライト装置１００の正面方向とする。
【００２５】
プリズムシート２の構成を簡単に説明する。プリズムシート２は、基材部２１と、複数の光学素子２２とを有する。基材部２１は、透明なフィルム状又はシート状である。基材部２１の上に、紙面手前側から奥方向（Ｙ方向）に延びる複数の光学素子２２が形成されている。ＸＺ平面における光学素子２２の横断形状は、Ｚ軸方向に関して非対称である。光学素子２２は、尾根部３０，４０を有する。尾根部３０は、プリズムシート２の紙面左側の端部２ａ側に配置される。尾根部４０は、プリズムシート２の紙面右側の端部２ｂ側に配置され、尾根部３０よりも低い。
【００２６】
尾根部３０は、一対の傾斜面３１，３２を含む。尾根部４０は、一対の傾斜面４１，４２を含む。傾斜面３１は、端部２ａ側に配置され、基材部２１まで延びる。傾斜面３２は、端部２ｂ側に配置される。傾斜面４１は、端部２ａ側に配置される。傾斜面３２の下端と傾斜面４１の下端とは、つながっている。傾斜面４２は、端部２ｂ側に配置され、基材部２１まで延びる。
【００２７】
光学シート１は、レンズ１２の表面１２Ｌが表面１２Ｒよりも光源１０１に近くなるように、プリズムシート２上に配置される。
【００２８】
バックライト装置１００における光の経路について説明する。導光板１０２は、光源１０１から出射した光を、プリズムシート２に導く。光源１０１から出射した光は、導光板１０２の端面から入射する。端面からの入射光は、導光板１０２の内部を進行して出射面１０２ａから出射光５４として出射する。出射光５４は、プリズムシート２の下面に入射する。プリズムシート２は、下面から入射した出射光５４を、光学素子２２の表面（傾斜面３２，４１，４２）でＺ方向に屈折することにより、出射光５２として出射する。光学シート１は、裏面１４から入射した出射光５２を矢印Ｚ方向に屈折させることにより、出射光５３として矢印Ｚ方向に出射する。
【００２９】
出射光５４の輝度のピーク方向は、Ｚ軸方向から紙面右側（光源１０１と反対側）に角度Ａ５４傾斜する。同様に、出射光５２の輝度のピーク方向は、Ｚ軸方向から紙面右側（光源１０１と反対側）に角度Ａ５２傾斜する。出射光５３の輝度のピーク方向は、Ｚ軸方向から紙面右側に角度Ａ５３傾斜する。出射光５４〜５３のそれぞれの輝度のピーク方向は、光学シート１側に進むに従って、矢印Ｚの指す方向に近づく。すなわち、角度Ａ５２〜Ａ５４の関係は、角度Ａ５３＜角度Ａ５２＜角度Ａ５４となる。
【００３０】
図６は、図５に示す構成を有するバックライト装置１００の輝度特性を示すグラフである。図６を参照して、実線は、出射光５３の輝度分布を示し、バックライト装置１００の輝度特性に対応する。破線は、光学シート１に代えて、従来のマイクロレンズシートを用いたバックライト装置の輝度特性である。光学シート１を用いたバックライト装置１００の輝度特性のピーク（出射光５３の輝度ピーク）が、従来のバックライト装置の輝度特性のピークよりも正面方向（視野角０°）に近い。
【００３１】
上述のとおり、光学シート１は、レンズ１２の表面１２Ｌが表面１２Ｒよりも光源１０１に近くなるように配置される。そのため、光学シート１は、角度Ａ５２だけ傾いた入射した光５２を受け、出射光５３をＺ方向に近づけることができる。
【００３２】
また、光学シート１の複数のレンズ１２はランダムに配置される。そのため、視野角をある程度広く維持できる。さらに、モアレの発生が抑制される。
【００３３】
以上のとおり、本実施の形態の光学シート１をバックライト装置１００などの照明装置に用いることにより、上述のとおり輝度特性が改善される。
【００３４】
［光学シート１の成形型の構造］
光学シート１は、成形型を用いたエンボス加工により製造される。以下、光学シート１の製造に用いる成形型の構成を説明する。
【００３５】
図７は、光学シート１の製造に用いられる成形型５０の斜視図である。図７を参照して、成形型５０は、ロール状の金型である。成形型５０は、ロール胴部６０と、ロール軸部７０とを備える。ロール胴部６０は、円柱状である。ロール軸部７０は、ロール胴部６０と同軸に配置される。ロール胴部６０は、ロール表面６１を有する。矢印Ｃは、ロール胴部６０の円周方向を示す。矢印Ａは、ロール胴部６０の軸方向を示す。矢印Ｒは、ロール胴部６０の半径方向を示す。
【００３６】
図８は、ロール表面６１の展開図であり、ロール表面６１を矢印Ｒ方向から見た図に相当する。矢印Ｃ，Ａは、それぞれ矢印Ｘ，Ｙ（図１参照）にそれぞれ対応する。ロール表面６１には、レンズ１２の形状に対応した複数の凹部６２がランダムな位置に形成される。２〜３個の凹部６２が、つながるようにして形成されている。これは、図１に示すように、光学シート１において、２個以上のレンズ１２がつながって形成されることがあるためである。
【００３７】
図９は、図８に示すロール表面６１のＭ−Ｍ断面図である。図１０は、図８に示す領域ＡＲ２の拡大図である。図９を参照して、ロール胴部６０の表面には、銅めっき層６４が形成されている。ロール表面６１は、銅めっき層６４の露出面に相当する。凹部６２は、銅めっき層６４に形成される。
【００３８】
図９及び図１０を参照して、凹部６２は、レンズ１２の形状に対応した窪みである。凹部６２において最も深い点を最深点６２ａとする。凹部６２において、横軸６２ｘ及び縦軸６２ｙを定義する。横軸６２ｘは、ロール表面６１上に配置される矢印Ｃに並行な直線であり、最深点６２ａの真上を通過する。
【００３９】
縦軸６２ｙは、ロール表面６１上に配置される矢印Ａに並行な直線であり、最深点６２ａの真上を通過する。横軸６２ｘ及び縦軸６２ｙは、レンズ１２の横軸１２ｘ及び縦軸１２ｙにそれぞれ対応する。凹部６２は、縦軸６２ｙを含み、かつロール表面６１に垂直な仮想面に対して非対称な形状である。
【００４０】
ロール表面６１と凹部６２との境界に相当する輪郭のうち、横軸６２ｘとの交点を端部６２ｂ，６２ｃとする。端部６２ｂは、レンズ１２の端部１２ｂに対応し、最深点６２ａより紙面右側に位置する。端部６２ｃは、レンズ１２の端部１２ｃに対応し、最深点６２ａよりも紙面左側に位置する。端部６２ｃから端部６２ｂを見た方向を、凹部６２の順方向とする。凹部６２の順方向と、レンズ１２の順方向とは、一致する。
【００４１】
図９及び図１０を参照して、凹部６２の表面は、縦軸６２ｙを含む仮想面により、表面６２Ｒと表面６２Ｌとに分割される。表面６２Ｒは、曲面であり、最深点６２ａから紙面右側に配置される。表面６２Ｌは、曲面であり、最深点６２ａから紙面左側に配置される。表面６２Ｒは、表面６２Ｌよりより緩やかな曲面を有する。そして、表面６２Ｒの表面積は、表面６２Ｌの表面積よりも大きい。
【００４２】
［成形型５０の製造方法］
以下、成形型５０の製造方法について説明する。図１１は、成形型５０の製造手順を示すフローチャートである。図１２は、成形型５０の素材である母材５１の断面図である。図１２は、現像工程（ステップＳ５、図１１参照）の後における、母材５１の断面を示し、成形型５０のロール胴部６０のＭ−Ｍ断面に対応する。
【００４３】
図１１及び図１２を参照して、最初に、円柱状の母材５１を準備する（ステップＳ１）。母材５１は、ロール胴部６０と、ロール軸部７０とを備える。ロール胴部６０の円周面には、既に銅めっき層６４が形成されている。
【００４４】
塗布工程（ステップＳ２）では、母材５１の表面にレジストを塗布して、レジスト層からなるマスク６５を形成する。すなわち、マスク６５が、銅めっき層６４の上に形成される。レジストとして、たとえば、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなどを用いることができる。ステップＳ２の塗布工程が終了した段階では、凹部６２及び開口６６は、形成されていない。
【００４５】
形状設定工程（ステップＳ３）では、マスク６５に形成される開口６６の形状が設定される。つまり、マスク６５に対してレーザを照射する領域を、レーザ照射装置（図示省略）に対して設定する。
【００４６】
露光工程（ステップＳ４）では、形状設定工程（ステップＳ３）により設定された開口６６の形状に基づいて、マスク６５にレーザが照射される。
【００４７】
次に、現像工程（ステップＳ５）では、マスク６５のうちレーザが照射された領域のレジストが除去される。これにより、開口６６が形成される（図１２参照）。レジストの除去には、レジストに用いられた材料に応じた現像剤が用いられる。つまり、露光工程（ステップＳ４）及び現像工程（ステップＳ５）は、マスク６５にレーザを照射して、複数の開口６６をマスク６５に形成する開口形成工程である。
【００４８】
なお、マスク６５の露光にレーザアブレーション露光を用いた場合、露光された領域が開口６６となる。この場合、現像工程（ステップＳ５）を省略することができる。
【００４９】
図１３を参照して、マスク６５に形成された開口６６を示す。説明の便宜上、凹部６２の位置を破線で示す。開口６６は、三角形状であり、マスク６５上のランダムな位置に配置される。
【００５０】
図１４は、開口６６の拡大図である。説明の便宜のために、凹部６２と、凹部６２の各部位を図１４に示す。図１４を参照して、開口６６は、三角形状である。より具体的には、三角形の三辺の一部が階段状となっている。本明細書において、三角形状とは、階段状の辺を有するものも含む。階段状の辺が形成されるのは、図示しないレーザ照射装置の解像度が矩形状に制限されるためである。なお、開口６６の各辺は、直線であってもよいし、曲線であってもよい。
【００５１】
開口６６は、第１領域６６Ｒと、第２領域６６Ｌとを含む。第１領域６６Ｒ及び第２領域６６Ｌは、仮想分割線６６ｙにより分けられる。仮想分割線６６ｙは、仮想二等分線６６ｘの中点６６Ｍを通り、仮想二等分線６６ｘと直交する。仮想二等分線６６ｘは、開口６６を線対称に分割する。仮想二等分線６６ｘは、端部６２ｂと端部６２ｃとをつなぐ横軸６２ｘの一部である（図１０参照）。
【００５２】
第１領域６６Ｒの面積は、第２領域６６Ｌの面積よりも小さい。より具体的には、第１領域６６Ｒの形状は、三角形状であり、第２領域６６Ｒの形状は、台形状である。開口６６は、仮想分割線６６ｙにより左右非対称に分割される。
【００５３】
各開口６６における仮想二等分線６６ｘは、互いに並行である。矢印Ｃの指す方向を第１方向とする。第１領域６６Ｒは、開口６６の第１方向側に配置される。第２領域６６Ｌは、開口６６の第１方向側と反対側に配置される。つまり、頂点６６Ａが、仮想分割線６６ｙよりも紙面右側に配置される。底辺６６Ｓが、仮想分割線６６ｙよりも紙面左側に配置される。これにより、各凹部６２の順方向を揃えることが可能となる。
【００５４】
現像工程（ステップＳ５）の後に、エッチング工程が行われる（ステップＳ６）。エッチング工程では、複数の開口６６を有するマスク６５が形成された母材５１に対してウェットエッチングを行い、複数の開口６６に対応した複数の凹部６２を母材５１の表面に形成する。母材５１の表面には銅めっき層６４が形成されている。そのため、エッチング液として、たとえば、塩化第二銅用液や、塩化第二鉄用液、硫酸／過酸化水素系エッチング液などが用いられる。
【００５５】
ウェットエッチングにより、開口６６により露出した銅めっき層６４だけでなく、開口６６の周囲のマスク６５の下にある銅めっき層６４もエッチングされる。したがって、開口６６を三角形状としても、平面視でたまご形の凹部６２（図８参照）が形成される。
【００５６】
図１４を参照して、最深点６２ａと、仮想二等分線６６ｘの中点６６Ｍとは、一致するとは限らない。第１領域６６Ｒの面積が第２領域６６Ｌよりも小さいために、第２領域６６Ｌに対応する銅めっき層６４のエッチング速度が、第１領域６６Ｒに対応する銅めっき層６４のエッチング速度よりも大きくなるためである。また、第１領域６６Ｒと第２領域６６Ｌとにおけるエッチング速度の違いにより、なだらかな傾斜を有する表面６２Ｒと、急な傾斜を有する表面６２Ｌとを有する左右非対称の凹部６２が形成される（図９参照）。
【００５７】
最後に、除去工程（ステップＳ７）として、母材５１の表面に形成されたマスク６５を除去する。これにより、成形型５０の全ての製造工程が終了する。なお、除去工程（ステップＳ７）の後に、無電解メッキ法により、銅めっき層６４上にニッケル層を形成してもよい。ニッケル層は表面保護の役割を有する。
【００５８】
以上の工程により、開口６６を有するマスク６５を用いて、成形型５０が容易に製造される。
【００５９】
［光学シート１の製造工程］
上述の成形型５０を用いて、エンボス加工により光学シート１を製造する。図１５を参照して、光学シート１の製造装置３２０は、基材フィルムロール３２１と、巻き取りロール３０２と、ニップロール３０３と、バックアップロール３０４と、遮蔽板３０５と、照射装置３０６と、形成型５０と、塗布装置３０８とを備える。基材フィルムロール３２１は円柱状であり、そのロール表面には、基材部１１に相当する基材フィルム（以降、基材フィルム１１という）が巻かれている。
【００６０】
製造装置３２０を用いた光学シート１の製造方法は以下のとおりである。まず、基材フィルム１１が巻かれた基材フィルムロール３２１を準備し、所定の位置に配置する。そして、液状の活性エネルギ線硬化樹脂を準備する。活性エネルギ線硬化樹脂は、レンズ１２の素材である。
【００６１】
配置された基材フィルムロール３２１から基材フィルム１１を巻き出して、基材フィルム１１を成形型５０に向かって搬送する。
【００６２】
塗布装置３０８は、ダイコータ等である。塗布装置３０８から、液状の活性エネルギ線硬化樹脂をロール表面６１上に塗布する。塗布された活性エネルギ線硬化樹脂は、ロール表面６１上に拡がって活性エネルギ線硬化樹脂層２００を形成する。活性エネルギ線硬化樹脂層２００は未硬化である。
【００６３】
基材フィルム１１がニップロール３０３と成形型５０との間を通過するとき、ニップロール３０３により基材フィルム１１を成形型５０に押しつける。このとき、ロール表面６１上の活性エネルギ線硬化樹脂層２００に基材フィルム１１が接触する。その結果、活性エネルギ線硬化樹脂層２００は、基材フィルム１１と成形型５０のロール表面６１との間に挟まれる。このとき、活性エネルギ線硬化樹脂が各凹部６２に充填される。
【００６４】
次に、照射装置３０６により、成形型５０の下方から活性エネルギ線を活性エネルギ線硬化樹脂層２００に照射する。基材フィルム１１とロール表面６１との間に挟まれた活性エネルギ線硬化樹脂層２００は硬化し、レンズ１２が形成される。遮蔽板３０５は、ロール表面６１の凹凸が活性エネルギ線硬化樹脂層２００に確実に転写された後で活性エネルギ線が活性エネルギ線硬化樹脂層２００に照射されるように、活性エネルギ線の拡散を防止する。
【００６５】
以上の工程により製造された光学シート１を、成形型５０から引き剥がし、バックアップロール３０４を介して巻き取りロール３０２に向かって搬送する。そして、巻き取りロール３０２で巻き取る。以上の工程により光学シート１が製造される。
【００６６】
このように、本実施の形態では、露光工程（ステップＳ４）及び現像工程（ステップＳ５）により、第１領域６６Ｒと第２領域６６Ｌとを含む開口６６が、マスク６５に形成される。第１領域６６Ｒの面積は、第２領域６６Ｌの面積よりも小さい。エッチング工程（ステップＳ６）において、第１領域６６Ｒにおけるエッチング速度が、第２領域６６Ｌにおけるエッチング速度よりも小さくなる。これにより、左右非対称の形状の凹部６２を有する成形型５０を製造することができる。
【００６７】
｛第２の実施の形態｝
本発明の第２の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態では、成形型５０の製造工程のうち、形状設定工程（ステップＳ３、図１１参照）により設定される開口の形状が、第１の実施の形態と異なる。以下、上記第１の実施の形態と異なる点を中心に、本実施の形態について詳しく説明する。
【００６８】
図１６は、本実施の形態において、マスク６５に形成される開口６７を示す図である。図１６を参照して、開口６７は、第１の実施の形態と異なり、円形状である。開口６７は、マスク６５上のランダムな位置に配置される。
【００６９】
図１７は、開口６７の拡大図である。図１７を参照して、レーザ装置の解像度の制限を受けるために、開口６７の周縁は、階段状である。このように、開口６７の形状は、正確な円でなくてもよい。本明細書にいう「円形状」とは、円周が、図１７に示すような階段状のものも含む。
【００７０】
開口６７における仮想二等分線６７ｘ及び仮想分割線６７ｙを定義する。仮想二等分線６７ｘは、矢印Ｃに平行な直線であり、開口６７を線対称に分割する。仮想二等分線６７ｘは、横軸６２ｘの一部である。仮想分割線６７ｙは、仮想二等分線６７ｘの中点６７Ｍを通り、仮想二等分線６７ｘに直交する直線である。開口６７は、第１の実施の形態と同様に、仮想分割線６７ｙにより、第１領域６７Ｒと、第２領域６７Ｌとに分割される。
【００７１】
図１７において、開口６７の内側に残存するマスク６５を格子模様で示す。第１領域６７Ｒには、マスク６５の一部が残存している。一方、第２領域６７Ｌには、マスク６５が残存していない。このため、第１領域６７Ｒの面積は、第２領域６７Ｌの面積よりも小さい。つまり、形状設定工程（ステップＳ３）では、マスク６５の一部が第１領域６７Ｒに残存するように、レーザの照射パターンが設定される。
【００７２】
第１の実施の形態と同様に、第１領域６７Ｒの面積が第２領域６７Ｌの面積よりも小さいため、第１領域６７Ｒにおけるエッチング速度が、第２領域６７Ｌにおけるエッチング速度よりも小さくなる。このため、凹部６２が開口６７に基づいて形成された場合であっても、最深点６２ａの位置と、中点６６Ｍの位置とが一致するとは限らない。また、第１領域６７Ｒと第２領域６７Ｌとでエッチング速度が異なるため、そのため、開口６７を有するマスクを用いた場合でも、母材５１には、凹部６２が形成される。つまり、開口６７により、なだらかな傾斜を有する表面６２Ｒと、急な傾斜を有する表面６２Ｌとを有する凹部６２が形成される。
【００７３】
このように、本実施の形態では、内部にマスク６５の一部が残存する第１領域６７Ｒと、内部にマスク６５が残存しない第２領域６７Ｌとが形成される。これにより、第１領域６７Ｒ及び第２領域６７Ｌのそれぞれに対応する銅めっき層６４のエッチング速度を制御することができるため、左右非対称な凹部６２を有する成形型５０を作成することが可能となる。
【００７４】
なお、本実施の形態において、開口６７の形状を円形状としたが、これに限られない。開口６７の形状は、レンズ１２の形状に応じて適宜変更することが可能である。また、上記実施の形態では、光学シート１の製造にロール状の成形型５０を用いる例を説明した。しかし、ロール状の成形型５０に代えて、平板状の成形型５０を用いて光学シート１を製造してもよい。
【００７５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１ 光学シート
１１ 基材部
１２ レンズ
１２ａ 頂点
１３ 主面
１４ 裏面
５０ 成形型
５１ 母材
６０ ロール胴部
６１ ロール表面
６２ 凹部
６２ａ 最深点
６５ マスク
６６，６７ 開口
６６Ｒ，６７Ｒ 第１領域
６６Ｌ，６６Ｒ 第２領域
６６ｘ，６７ｘ 仮想二等分線
６６ｙ，６７ｙ 仮想分割線
７０ ロール軸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロレンズシートの成形型の製造方法であって、
前記成形型の母材の表面にレジストを塗布して、レジスト層からなるマスクを形成する塗布工程と、
前記マスクにレーザを照射して、複数の開口を前記マスクに形成する開口形成工程と、
前記複数の開口を有する前記マスクが形成された前記母材に対してウェットエッチングを行い、前記複数の開口に対応した複数の凹部を前記母材表面に形成するエッチング工程と、
前記複数の開口を前記マスクに形成する前に、前記複数の開口の形状を設定する形状設定工程とを備え、
前記形状設定工程により設定される開口は、
前記開口を線対称に分割する仮想二等分線の中心を通り、前記仮想二等分線と直交する仮想分割線により分けられる第１及び第２領域を含み、
前記第１領域の面積は、前記第２領域よりも小さいマイクロレンズシートの成形型の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロレンズシートの成形型の製造方法であって、
前記開口形成工程では、前記複数の開口のそれぞれに対応する複数の前記仮想二等分線が互いに並行する、マイクロレンズシートの成形型の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のマイクロレンズシートの成形型の製造方法であって、
前記仮想二等分線の指す方向の一方を第１方向とした場合、前記第１領域は、前記仮想分割線から見て第１方向側に配置される、マイクロレンズシートの成形の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のマイクロレンズシートの成形型の製造方法であって、
前記開口は、三角形状である、マイクロレンズシートの成形型の製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載のマイクロレンズシートの成形型の製造方法であって、
前記開口形成工程では、前記第１領域内に前記マスクの一部が残存するように、前記開口を設定する、マイクロレンズシートの成形型の製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の製造方法により製造された、マイクロレンズシートの製造に用いられる成形型。
【請求項７】
請求項６に記載の成形型を用いて製造されたマイクロレンズシートであって、
主面と、前記主面と反対側の裏面とを有する基材部と、
前記主面側に形成された複数の前記光学素子とを備え、
前記複数の光学素子は、
前記主面からの高さが最大となる頂点を通り、かつ、前記主面に垂直な仮想面に対して左右非対称な形状をそれぞれ有するマイクロレンズシート。
【請求項１】
マイクロレンズシートの成形型の製造方法であって、
前記成形型の母材の表面にレジストを塗布して、レジスト層からなるマスクを形成する塗布工程と、
前記マスクにレーザを照射して、複数の開口を前記マスクに形成する開口形成工程と、
前記複数の開口を有する前記マスクが形成された前記母材に対してウェットエッチングを行い、前記複数の開口に対応した複数の凹部を前記母材表面に形成するエッチング工程と、
前記複数の開口を前記マスクに形成する前に、前記複数の開口の形状を設定する形状設定工程とを備え、
前記形状設定工程により設定される開口は、
前記開口を線対称に分割する仮想二等分線の中心を通り、前記仮想二等分線と直交する仮想分割線により分けられる第１及び第２領域を含み、
前記第１領域の面積は、前記第２領域よりも小さいマイクロレンズシートの成形型の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロレンズシートの成形型の製造方法であって、
前記開口形成工程では、前記複数の開口のそれぞれに対応する複数の前記仮想二等分線が互いに並行する、マイクロレンズシートの成形型の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のマイクロレンズシートの成形型の製造方法であって、
前記仮想二等分線の指す方向の一方を第１方向とした場合、前記第１領域は、前記仮想分割線から見て第１方向側に配置される、マイクロレンズシートの成形の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のマイクロレンズシートの成形型の製造方法であって、
前記開口は、三角形状である、マイクロレンズシートの成形型の製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載のマイクロレンズシートの成形型の製造方法であって、
前記開口形成工程では、前記第１領域内に前記マスクの一部が残存するように、前記開口を設定する、マイクロレンズシートの成形型の製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の製造方法により製造された、マイクロレンズシートの製造に用いられる成形型。
【請求項７】
請求項６に記載の成形型を用いて製造されたマイクロレンズシートであって、
主面と、前記主面と反対側の裏面とを有する基材部と、
前記主面側に形成された複数の前記光学素子とを備え、
前記複数の光学素子は、
前記主面からの高さが最大となる頂点を通り、かつ、前記主面に垂直な仮想面に対して左右非対称な形状をそれぞれ有するマイクロレンズシート。
【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１７】
【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１７】
【公開番号】特開２０１１−２５５６１８（Ｐ２０１１−２５５６１８Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３３０４５（Ｐ２０１０−１３３０４５）
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
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