形状評価方法
【課題】光制御板に形成された凹凸形状を簡易に評価することが可能な形状評価方法を提供する。
【解決手段】凹凸形状13が形成された第１の面11と当該第１の面11と反対側に位置する第２の面12とを有し、凹凸形状13が第１の方向11に延在しているサンプル光制御板1の凹凸形状13を評価する形状評価方法は、第１の面11から光を入射した場合の第１の全光線透過率Tt1及び第２の面12から光を入射した場合の第２の全光線透過率Tt2の少なくとも一方を用いて規定される指標を凹凸形状13を表す指標とし、サンプル光制御板1に対して、第１及び第２の全光線透過率Tt1，Tt2の少なくとも一方を測定して上記指標を取得する取得工程と、凹凸形状が既知の基準光制御板に対して予め取得した指標と凹凸形状との相関関係に基づき、取得工程で取得した上記指標から、サンプル光制御板1の凹凸形状13を評価する評価工程とを有している。
【解決手段】凹凸形状13が形成された第１の面11と当該第１の面11と反対側に位置する第２の面12とを有し、凹凸形状13が第１の方向11に延在しているサンプル光制御板1の凹凸形状13を評価する形状評価方法は、第１の面11から光を入射した場合の第１の全光線透過率Tt1及び第２の面12から光を入射した場合の第２の全光線透過率Tt2の少なくとも一方を用いて規定される指標を凹凸形状13を表す指標とし、サンプル光制御板1に対して、第１及び第２の全光線透過率Tt1，Tt2の少なくとも一方を測定して上記指標を取得する取得工程と、凹凸形状が既知の基準光制御板に対して予め取得した指標と凹凸形状との相関関係に基づき、取得工程で取得した上記指標から、サンプル光制御板1の凹凸形状13を評価する評価工程とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状評価方法に関し、詳しくは、光制御板の表面に形成された凹凸形状を評価する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
入射する光を均一に出射させるための光学部品として光拡散板といった光制御板がある。光制御板としては、近年、表面に微細な凹凸を形成し、出射光の均一化を図ったものが知られている。このような光制御板においては、当該凹凸の形状によって出射性能が変化する。このため、形成された凹凸形状が所望の凹凸形状となっているか否かの検査が行われている。
【０００３】
凹凸形状の検査のための凹凸形状を評価する方法として、特許文献１（特開２００７−２７０１３２号公報）には、水平力顕微鏡を用いて光学シートに形成された凹凸形状を評価する方法が記載されている。また、特許文献２（特開平１０−１１９０９６号公報）には、レーザ顕微鏡によって金型及び成形品の２次元平面像と３次元立体像とをそれぞれ取得し、これらの像から金型側の凹部の容積と成形品の凸部の容積とを算出し、凹凸形状を評価する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７０１３２号公報
【特許文献２】特開平１０−１１９０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に開示された方法では、光制御板に形成された凹凸形状を顕微鏡で観察するために、凹凸形状の評価の対象となる光制御板の試験断面片を用意する必要がある。また、光制御板は透明部材であることが多いので、当該形状を顕微鏡で明確に把握するために着色をする等の工夫が必要であり手間を要する。
【０００６】
本発明は、光制御板に形成された凹凸形状を簡易に評価することが可能な形状評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る形状評価方法は、凹凸形状が形成された第１の面と、当該第１の面と反対側に位置する第２の面とを有しており、凹凸形状を構成する凹部又は凸部が第１の方向に延在しているサンプル光制御板の凹凸形状を評価する形状評価方法であって、以下の取得工程及び評価工程を有する。
取得工程：第１の面から光を入射した場合の第１の全光線透過率及び第２の面から光を入射した場合の第２の全光線透過率の少なくとも一方を用いて規定される指標を凹凸形状を表す指標とし、サンプル光制御板に対して、第１及び第２の全光線透過率の少なくとも一方を測定して前記指標を取得する工程。
評価工程：凹凸形状が既知の基準光制御板に対して予め取得した指標と凹凸形状との相関関係に基づき、取得工程で取得した指標から、サンプル光制御板の凹凸形状を評価する工程。
【０００８】
この形状評価方法では、顕微鏡等で観察することにより凹凸形状を評価するのではなく、第１及び第２の全光線透過率の少なくとも一方を測定することにより上記指標を取得し、光制御板の凹凸形状を評価している。これにより、光制御板の凹凸形状を評価するために、顕微鏡等で観察するための試験断面片を用意する必要がなくなる。また、上記指標を規定する第１及び第２の全光線透過率は、例えば透過率計等を用いて容易に測定することができる。この結果、光制御板に形成された凹凸形状を簡易に評価することが可能となる。
【０００９】
また、本発明に係る形状評価方法では、第１の全光線透過率の測定の際に第１の面に入射する光は、第１の方向と直交する方向に延びるスリットを通過した光であり、第２の全光線透過率の測定の際に第２の面に入射する光は、第１の方向と一致する方向に延びるスリットを通過した光とすることができる。
【００１０】
この形状評価方法では、第１の全光線透過率では、光制御板の構成材料等による影響が大きく、凹凸形状による影響が小さくなる傾向があり、第２の全光線透過率では、光制御板の構成材料等及び凹凸形状の両方に影響を受けやすいという傾向がある。ここでは、これらの第１及び第２の全光線透過率の少なくとも一方を用いて上記指標を規定している。これにより、例えば光制御板の構成材料等に応じて、適宜上記指標を規定することができるようになり、より正確に光制御板の凹凸形状を評価することが可能となる。
【００１１】
上記の指標は、第１の全光線透過率と第２の全光線透過率との差であってもよいし、第２の全光線透過率であってもよい。
【００１２】
上記指標を、第１の全光線透過率と第２の全光線透過率との差とした場合には、凹凸形状によって影響を受けた度合いを抽出することができるので、より正確に光制御板の凹凸形状を評価することができる。また、上記指標を、第２の全光線透過率とした場合には、より簡易に光制御板の凹凸形状を評価することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光制御板に形成された凹凸形状を簡易に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る形状評価方法によって測定される光拡散板の斜視図である。
【図２】樹脂シートを製造する製造装置の概略構成図及びＢ部を拡大して樹脂シートの層構造を模式的に示した拡大図である。
【図３】下ロールとして装着される形状ロールの要部拡大断面図である。
【図４】本実施形態に係る形状評価方法を示すフローチャートである。
【図５】全光線透過率の取得方法を説明するための模式図である。
【図６】第１の全光線透過率の取得方法を説明するための模式図である。
【図７】第２の全光線透過率の取得方法を説明するための模式図である。
【図８】本実施例に係る下ロールとして装着される形状ロールの要部拡大断面図である。
【図９】本実施例に係る形状評価方法により取得された凸部の高さ及び断面観察法により取得された凸部の高さを示した図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明に係る形状評価方法の実施形態について説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００１６】
〔光拡散板〕
最初に、本実施形態に係る形状評価方法によって評価される凹凸形状が形成された光拡散板１について、図１を参照しながら説明する。図１に示すように、光拡散板１は、第１の面１１と第２の面１２とを有する。第２の面１２は、第１の面１１と反対側に位置する面である。第１の面１１から入射した光は、第２の面１２から出射可能である。
【００１７】
第１の面１１には、凸部１３が形成されている。この凸部１３は、第１の方向Ｘ１１に延在すると共に、第１の方向Ｘ１１と直交する第２の方向Ｘ１２に並列して複数形成されている。従って、第１の面１１には、複数の凸部１３により凹凸形状が形成されていることになる。凸部１３は、第１の方向Ｘ１１に直交する断面が半円弧形状に形成されており、その高さＨは、例えば５μｍ〜５００μｍに形成されている。なお、凸部１３の断面形状は、図１に示すような半円弧形状のものだけでなく、例えば円柱体をその軸線を含まない平面で切ったうちのいずれか一方の部材に相当する形状（シリンドリカルレンズ形状）であってもよい。また、凸部１３の断面形状としては、半楕円弧形状、扁平な湾曲線形状等であってもよい。第２の面１２は、通常、平坦面であり、光拡散性を有しない平滑面とすることもできる。ただし、第２の面１２は、全面に亙って光拡散性を有する面とすることもできる。このような光拡散板は、例えば液晶テレビといった透過型画像表示装置において好適に用いられ、具体的には、複数の光源上に配置され、光源からの入射光を均一化して、輝度均斉度の高い面状の光の生成に用いられる。
【００１８】
〔光拡散板の製造方法〕
次に、光拡散板１の製造方法について図２及び図３を参照しながら説明する。図２（Ａ）は、光拡散板となるべき樹脂シートを製造する製造装置の概略構成図である。図２（Ｂ）は、Ｂ部を拡大して樹脂シートの層構造を模式的に示した拡大図である。図３は、下ロールとして装着される形状ロールの要部拡大断面図である。
【００１９】
光拡散板１は、図２（Ａ）に示すような樹脂シート製造装置３によって製造される。樹脂シート製造装置３は、基層（中間層）１６（図２（Ｂ）参照）の透光性樹脂を加熱溶融するための第１押出機３１と、表層１５（図２（Ｂ）参照）の透光性樹脂を加熱溶融するための第２押出機３２と、第１及び第２押出機３１，３２で溶融された樹脂が供給されるフィードブロック３３と、フィードブロック３３内の樹脂をシート状態で押し出すためのダイ３４と、ダイ３４から押し出されたシート状樹脂を成形するための３つの押圧ロール３５〜３７とを備えている。
【００２０】
第１及び第２押出機３１，３２としては、例えば、一軸押出機、二軸押出機など、公知の押出成形機を用いることができる。第１及び第２押出機３１，３２には、押出機のシリンダ内に樹脂を投入するためのホッパ３８，３９が取り付けられている。
【００２１】
フィードブロック３３としては、２種以上の樹脂をダイ３４に供給し、積層した状態で共押出しできる型式であれば特に制限されず、例えば２種２層分配型など、公知のフィードブロックを用いることができる。
【００２２】
ダイ３４としては、共押出し用のダイであれば特に制限されず、例えばマルチマニホールドダイなど、公知のダイを用いることができる。
【００２３】
３つの押圧ロール３５〜３７は、それぞれ円柱状の金属製（例えば、ステンレス鋼製、鉄鋼製など）ロールからなり、全ての回転軸が平行な状態で上下方向に連続して配置されている。本明細書では、図２（Ａ）に示す３つの押圧ロール３５〜３７を、上から順に上ロール３５、中間ロール３６及び下ロール３７と称す。なお、３つの押圧ロール３５〜３７は、水平方向に連続して配置されていてもよい。隣り合う押圧ロールの間には、樹脂を所定の厚さで通過させるための微小な隙間が形成されている。また、各押圧ロール３５〜３７の直径は、例えば１００ｍｍ〜５００ｍｍである。
【００２４】
上ロール３５の周面及び中間ロール３６の周面は、例えば鏡面加工が施されることにより平滑面とされている。下ロール３７の周面には、図３に示すように、半円弧形状の凸部１３とは反対型の複数の凹溝５２が、下ロール３７の周方向に沿って筋状に形成されている。すなわち、凹溝５２は、その長手方向（周方向）に直交する切断面が略半円弧形状の輪郭を有している。凹溝５２の深さＤは、凸部１３の高さＨよりもやや大きく形成してもよい。
【００２５】
次に、上記製造装置を用いた光拡散板１の製造方法について、図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図３を参照しながら説明する。まず、第１押出機３１のホッパ３８に基層１６となる透光性樹脂が投入され、溶融混練された後、フィードブロック３３に供給される。一方、第２押出機３２のホッパ３９に表層１５となる透光性樹脂が投入され、溶融混練された後、フィードブロック３３に供給される。
【００２６】
次に、フィードブロック３３内の樹脂が、ダイ３４から共押出しされる。これにより、基層１６及び当該基層１６を挟む表層１５から形成される３層の樹脂シート２（図２（Ｂ）参照）が連続的に押し出される。
【００２７】
次に、ダイ３４から押し出された連続樹脂シートとしての樹脂シート２は、図２（Ａ）に示すように、上ロール３５と中間ロール３６とで挟み込まれて押圧された後、中間ロール３６の周面に密着して搬送され、その際に冷却される。
【００２８】
その後、樹脂シート２は、中間ロール３６と下ロール３７とで挟み込まれて押圧される。そして、中間ロール３６と下ロール３７との押圧の際、樹脂シート２の一方の面２ａには、下ロール３７の周面に形成された凹溝５２が転写される。これにより、樹脂シート２には、シートの流れ方向に平行な複数の筋状の凸部１３が形成される。
【００２９】
以上の工程を経て樹脂シート２が製造され、この後、樹脂シート２がさらに冷却された後、適当な大きさで切断されることにより、上記光拡散板１が得られる。このように製造された光拡散板１は３層構造のものである。なお、図１では、これらの層を明示せずに模式的に示している。
【００３０】
光拡散板１は透光性材料からなる。透光性材料の屈折率は通常１．４６〜１．６２である。透光性材料としては、透光性樹脂材料、透光性ガラス材料が例示でき、透光性樹脂材料としては、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）（屈折率１．４９）、シクロオレフィン樹脂（屈折率１．５１〜１．５５）、ポリカーボネート樹脂（屈折率：１．５９）、ＭＳ樹脂（メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂）（屈折率：１．５６〜１．５９）、ポリスチレン樹脂（屈折率：１．５９）、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂）（屈折率：１．５６〜１．５９）などが例示され、コストの面および吸湿率が低い点で、好ましくはポリスチレン樹脂である。
【００３１】
〔凸部の高さの評価方法〕
次に、上記光拡散板１に形成された凸部１３の形状を評価する方法（形状評価方法）について、図４〜図７を参照しながら説明する。本実施形態おいては、凹凸形状として凸部１３の高さＨに着目し、当該高さＨを求めることにより、この凹凸形状を評価する。図４は、実施形態に係る形状評価方法を示すフローチャートである。
【００３２】
本実施形態の光拡散板の形状評価方法は、光拡散板１の断面を顕微鏡で観察することによって凹凸の形状を評価する従来の形状評価方法とは異なり、後述する条件で凹凸形状の評価対象であるサンプル光拡散板（サンプル光制御板）の第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２を測定することによって凹凸形状を評価している点に特徴を有している。
【００３３】
本実施形態の光拡散板の形状評価方法では、図４に示すように、まず、複数の基準光拡散板（基準光制御板）に基づいて、第１の全光線透過率Ｔｔ１と第２の全光線透過率Ｔｔ２との差によって規定される指標と、基準光拡散板における凸部の高さとの相関関係を求める（Ｓ１：準備工程）。基準光拡散板とは、既知の凹凸形状を有する光拡散板である。
【００３４】
ここで、上記指標を規定する第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２について、図５〜図７を用いて説明する。なお、説明の便宜のため、サンプル光拡散板及び基準光拡散板も光拡散板１として示している。
【００３５】
第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２としての全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１（１９９７年）に準拠して測定されるものである。すなわち、図５に模式的に示すように、光源６１と光拡散板１との間にスリット６２を設け、光源６１から出力されスリット６２を通った光を光拡散板１に照射し、積分球６３で受光した当該透過光に基づいて測定されたものである。ただし、第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２は、スリット６２と光拡散板１との配置関係において、下記に示すように互いに異なる。
【００３６】
第１の全光線透過率Ｔｔ１は、図６に示すように、スリット６２の開放部の長辺方向Ｘ２２と、凸部１３の延在方向Ｘ１１とを互いに直交させると共に、凸部１３が形成された第１の面１１を光源６１に向けて光拡散板１を配置することによって測定した値である。
【００３７】
第２の全光線透過率Ｔｔ２は、図７に示すように、スリット６２の開放部の長辺方向Ｘ２１と、凸部１３の延在方向Ｘ１１とを互いに一致させると共に、凸部１３が形成されていない第２の面１２を光源６１に向けて光拡散板１を配置することによって測定した値である。
【００３８】
準備工程Ｓ１における上記相関関係は、例えば複数の基準光拡散板の第１の全光線透過率Ｔｔ１と第２の全光線透過率Ｔｔ２との差により規定される指標と、基準光拡散板の凸部の高さとに基づいて、最小二乗法を用いて求めることができる。基準光拡散板の凸部の高さは、例えば顕微鏡等を使用した断面観察法によって取得しておけばよい。
【００３９】
図４に戻り、次に、サンプル光拡散板の第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２を測定して上記指標を取得する（Ｓ２：取得工程）。サンプル光拡散板とは、凹凸形状の評価対象となる光拡散板である。サンプル光拡散板としての光拡散板１（以下、サンプル光拡散板１と示す）の第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２は、上述したようにＪＩＳ Ｋ７３６１−１（１９９７年）に準拠して、透過率計を用いて測定される。なお、第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２についての詳細は、上述したとおりである。
【００４０】
次に、準備工程Ｓ１において基準光拡散板に基づいて予め取得した相関関係に基づき、取得工程Ｓ２で取得した上記指標から、サンプル光拡散板１の凸部１３の高さＨを求めることにより凹凸形状を評価する（Ｓ３：評価工程）。具体的には、準備工程Ｓ１において予め相関関係として取得した関係式に、取得工程Ｓ２において第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２の測定値から取得された上記指標を代入し、サンプル光拡散板１の凸部１３の高さＨを求めることにより凹凸形状を評価する。
【００４１】
以上に説明したように、本実施形態の形状評価方法によれば、顕微鏡等で観察することにより凸部１３の高さＨを求めて凹凸形状を評価するのではなく、第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２を測定することにより凸部１３の高さＨを求めて凹凸形状を評価している。これにより、サンプル光拡散板１の凹凸形状を評価するために、顕微鏡等で観察するための試験断面片を用意する必要がなくなる。また、上記指標を取得するための第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２は、透過率計等を用いて容易に測定することができる。この結果、サンプル光拡散板１に形成された凹凸形状を簡易に評価することが可能となる。
【００４２】
また、本実施形態の形状評価方法によれば、指標は、第１の全光線透過率Ｔｔ１と第２の全光線透過率Ｔｔ２との差を用いて規定しているので、凹凸形状の高さ、すなわち凹凸形状を構成する凸部１３の高さＨをより正確に評価できる。この点について以下に説明する。
【００４３】
すなわち、本発明者らは、凸部が形成された光拡散板の全光線透過率を測定方法について検討した結果、
（１）図６に示すような配置関係で取得した第１の全光線透過率Ｔｔ１では、光拡散板の凸部の高さの影響よりも、その他の要因、例えば光拡散板に添加される拡散剤の濃度等による影響の方が大きい傾向があること、
（２）図７に示すような配置関係で取得した第２の全光線透過率Ｔｔ２では、光拡散板に添加される拡散剤の濃度の影響も受けるが、光拡散板の凸部の高さの影響の方がより大きい傾向があること、
を見出した。
【００４４】
そこで、本実施形態では、上記傾向（１）及び（２）を用いて、例えば光拡散板１に添加される拡散剤の濃度等のその他の要因と、光拡散板に形成された凸部の高さとの要因とを切り分けている。すなわち、第１の全光線透過率Ｔｔ１と第２の全光線透過率Ｔｔ２との差により規定される指標を用いることにより、凸部１３の高さＨによって影響を受けた度合いを明確に抽出することができるので、より正確に光拡散板１の凸部１３の高さＨ、すなわち凹凸形状を評価することができる。
【００４５】
〔実施例〕
以下、本実施形態における形状評価方法の実施例について、主に図８及び図９を参照しながら説明する。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、本実施例に係る下ロールとして装着される形状ロールの要部拡大断面図である。図９は本実施例に係る形状評価方法により取得された凸部の高さ及び断面観察法により取得された凸部の高さを示した図表である。
【００４６】
＜樹脂シートの原料＞
本実施例では、樹脂シートの原料として、以下に示す２種類の透光性樹脂Ａ，Ｂを用意した。
（１）透光性樹脂Ａ
スチレン樹脂（東洋スチレン製「ＨＲＭ４０」、屈折率１．５９）
（２）透光性樹脂Ｂ
ＭＳ樹脂（新日鐵化学製「ＭＳ２００ＮＴ」、屈折率１．５７、スチレン／メタクリル酸メチル＝８０質量部／２０質量部）
【００４７】
＜樹脂シートの製造装置の構成＞
本実施例では、図２に示すような樹脂シート製造装置３と同様の構成を有する装置を用いた。その際、下ロール３７として装着される２種類の形状ロール５１Ａ，５１Ｂを用意した。
（１）形状ロール５１Ａ
形状ロール５１Ａの周面には、図８（Ａ）に示すように、周方向に一周する断面半円弧形状の複数の凹溝５２Ａが、互いに平行に筋状に形成されている。隣り合う凹溝５２ＡのピッチＰＡは３００μｍであり、凹溝５２Ａの深さＤＡは２１０μｍである。
（２）形状ロール５１Ｂ
形状ロール５１Ｂの周面には、図８（Ｂ）に示すように、周方向に一周する断面半円弧形状の複数の凹溝５２Ｂが、互いに平行に筋状に形成されている。隣り合う凹溝５２ＢのピッチＰＢは２５０μｍであり、凹溝５２Ｂの深さＤＢは１１０μｍである。
【００４８】
＜樹脂シートの製造＞
樹脂シート製造装置３における下ロール３７として形状ロール５１Ａを装着した。次いで、上記透光性樹脂Ａを、シリンダ内の温度が１９０〜２５０℃の第１押出機３１で溶融混練した後フィードブロック３３に供給した。また、上記透光性樹脂Ｂを、シリンダ内の温度が１９０〜２５０℃の第２押出機で溶融混練した後、フィードブロック３３に供給した。
【００４９】
次いで、第１押出機３１からフィードブロック３３に供給された樹脂が基層１６となり、第２押出機３２からフィードブロック３３に供給された樹脂が表層１５となるように、フィードブロック３３内の樹脂を、押出樹脂温度２５０℃でダイ３４により共押出成形をした。そして、共押出成形された樹脂シート２を、上ロール３５、中間ロール３６及び形状ロール５１Ａで押圧・冷却した。このようにして、厚さ２．０ｍｍの３層（中間層１．９ｍｍ、表層０．０５ｍｍ×２）から構成される樹脂シート２を製造した。この後、樹脂シート２をさらに冷却し、適当な大きさで切断して光拡散板を作製した。
【００５０】
樹脂シートの作製過程では、ダイ３４から共押出しされた樹脂は、形状ロール５１Ａと中間ロール３６とで挟み込まれて押圧される際、樹脂シート２の一方の面２ａは、形状ロール５１Ａの周面に形成された凹溝５２Ａが転写され、微細な凸部１３が形成される。この際、形状ロール５１Ａの表面温度を変化させることで、転写率をそれぞれ調整した光拡散板１０１〜１０３を作製した。
【００５１】
次いで、樹脂シート製造装置３における下ロール３７として形状ロール５１Ｂを装着し、上記と同様の方法により、光拡散板１０４〜１０７を作製した。
【００５２】
＜全光線透過率の測定＞
上述の方法により作製された、光拡散板１０１〜１０７のそれぞれについての第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２を、透過率計（村上色彩技術研究所製「ＨＭ−１５０」）を用いて、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１（１９９７年）に準拠して測定した。なお、測定時には、図５に示すスリット６２と被測定物となる光拡散板１０１〜１０７における光源６１側の面までの距離を１３．１ｍｍ、被測定物となる光拡散板１０１〜１０７における積分球６３側の面と積分球６３までの距離を１．０ｍｍとした。積分球６３は、その直径が１５０ｍｍ、その入口開口が２０ｍｍΦのものを使用し、その内面にはＢａＳｏ４を塗布した。また、光源６１としては、ダイクロイックミラー付ハロゲンランプ（１２Ｖ５０Ｗ）を採用し、その光束が１４ｍｍΦのものを使用した。
【００５３】
また、図６に示すように、スリット６２の開放部の長辺方向Ｘ２２と、凸部１３の延在方向Ｘ１１とを互いに直交させると共に、凸部１３が形成された第１の面１１を光源６１に向けてサンプル光拡散板としての光拡散板１０１〜１０７を配置することによって、第１の全光線透過率Ｔｔ１を測定した。また、図７に示すように、スリット６２の開放部の長辺方向Ｘ２１と、凸部１３の延在方向Ｘ１１とを互いに一致させると共に、凸部１３が形成されていない第２の面１２を光源６１に向けてサンプル光拡散板としての光拡散板１０１〜１０７を配置することによって、第２の全光線透過率Ｔｔ２を測定した。測定された光拡散板１０１〜１０７の第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２は、図９に示すとおりである。
【００５４】
＜光拡散板の形状の評価＞
上述した方法で測定された第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２を、予め求めた下記式（１）に代入して、凸部１３の高さＨを求めた。下記式（１）は、複数の基準光拡散板に基づいて、Ｔｔ１とＴｔ２との差と凸部１３の高さＨの測定値とに基づいて、最小二乗法を用いて求めた。下記式（１）においては、各転写率での透過率測定値の平均が、断面測定の値の平均と比較して、５μｍ以内に収まるように関係式を規定した。
【００５５】
Ｈ＝｛Ｋ１×（Ｔｔ２−Ｔｔ１＋８０）２＋｛Ｋ２×（Ｔｔ２−Ｔｔ１＋８０）｝＋Ｋ３・・・（１）
Ｋ１：０．０６８
Ｋ２：−１３．８
Ｋ３：６８７
Ｔｔ１：７５％≦Ｔｔ１≦９０％
この結果、求められた光拡散板１０１〜１０７の凸部１３の高さＨは、図９に示すとおりである。そして、求められたこれらの凸部１３の高さＨに基づいて、サンプル光拡散板１としての光拡散板１０１〜１０７の凹凸形状を評価する。
【００５６】
なお、上記式（１）における定数Ｋ１は、０．０６８±０．０００５の範囲で設定することができる。定数Ｋ２は、−１３．８±０．０８の範囲で設定することができる。定数Ｋ３は、６８７±０．５の範囲で設定することができる。また、上記式（１）は、最小二乗法を用いて求めた例を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。
【００５７】
＜評価の検証＞
このようにして求められた凸部１３の高さＨと、断面観察法による形状高さｈとの整合性を検討するため、光拡散板１０１〜１０７について顕微鏡を用いた断面観察法により凸部１３のピッチｐ及び高さｈを測定した。この断面観察法により測定された光拡散板１０１〜１０７のピッチｐ及び高さｈは、図９に示すとおりである。
【００５８】
例えば断面観察法による形状ピッチｐの測定値が３００μｍ、形状高さｈの測定値が１９０．７ｍｍ光拡散板１０１については、第１の全光線透過率Ｔｔ１が８１．６％、第２の全光線透過率Ｔｔ１が４８．１％であった。そして、この第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２を上記関係式（１）に代入して凸部１３の高さＨを求めると、その値は１８０．５となった。なお、他の光拡散板１０２〜１０７については図９に示す図表のとおりであり、ここでの説明は省略する。図９に示すように光拡散板１０１〜１０７について、本実施形態の形状評価方法により求められる凸部１３の高さＨは、断面観察法によって測定される凸部１３の高さｈとほぼ一致することが確認できた。これにより、本実施形態の形状評価方法により求められる高さＨと断面観察法によって測定される高さｈとの間には整合性があり、凹凸形状を適切に評価できることが確認できた。
【００５９】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００６０】
上記実施形態においては、第１の全光線透過率Ｔｔ１と第２の全光線透過率Ｔｔ２との差を指標とする例を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。指標は、第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２の少なくとも一方を用いて規定すればよく、指標を、第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２の一方を用いて規定する場合には、より簡易に光拡散板１の凸部１３の高さＨを求めて、凹凸形状の評価をすることが可能である。なお、より正確に測定する観点から、第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２の一方を用いて規定する指標を使用する場合、光拡散板１に添加されている拡散剤の濃度が既知であり、当該濃度が低い場合（拡散剤の屈折率にもよるが、例えば３％以下、より好ましくは１％以下の場合）であることが好ましい。凹凸形状の影響が全光線透過率により反映されやすいからである。更に、第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２の一方を指標として用いる場合には、第２の全光線透過率Ｔｔ２を指標とすることがより好ましい。第２の全光線透過率の測定では、出射側に凹凸形状が配置されているので、全光線透過率に凹凸形状の影響が反映されやすいからである。
【００６１】
上記実施形態では、第１の全光線透過率は、図６に示すような配置関係で取得した例を挙げて説明したがこれに限定されるものではない。例えば、図６に示す光拡散板１を、凸部１３の延在方向Ｘ１１がスリット６２の長辺方向Ｘ２２と一致するように配置して、第１の全光線透過率を測定してもよい。また、第２の全光線透過率についても同様であり、図７に示す光拡散板１を、凸部１３の延在方向Ｘ１１がスリット６２の長辺方向Ｘ２１と直交するように配置して、第２の全光線透過率を測定してもよい。この場合、光拡散板１の構成材料等の特性に応じて、適宜、上記指標を規定し、当該指標と凸部の高さとの相関関係を予め求めておけばよい。そうすれば、このような第１及び第２の全光線透過率の測定結果を用いる場合でも、上記実施形態と同様に、凸部１３の高さＨを求めることができる。
【００６２】
また、上記実施例においては、樹脂シートの原料として、スチレン樹脂と、ＭＳ樹脂とを併用して使用する例に挙げて説明したがこれに限定されるものではなく、公知の透光性樹脂を用いることができる。透光性樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン、環状オレフィン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂）、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂）などが挙げられる。また、上記透光性樹脂は、単独使用または２種以上併用することができる。
【００６３】
また、上記実施形態では、図２（Ｂ）に示すように、光拡散板１が３層により構成される例を挙げて説明したがこれに限定されるものではなく、１層、２層、または４層以上の層により構成される光拡散板であってもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、複数の凸部１３によって凹凸形状が形成された光拡散板１を例に挙げて説明したが、複数の凹部が形成されることによって凹凸形状が形成されていてもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、光制御板を光拡散板１として説明したが、これに限定されるものではなく、複数の光源から出力された光の、複数の光源が配置される平面に平行な平面内での輝度の均一性を調整する光部品であればよい。例えば、光制御板は、光拡散剤を含有しておらず透明材料からなる板の光の入射側に上述した凹凸形状を有する輝度調整板であってもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、凹凸形状を評価するために凸部１３の高さＨを求める例を挙げて説明した。すなわち、例えばピッチ等は、ほぼ型どおりに転写されているとした。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、凹凸形状を構成する並列配置された凸部のアスペクト比等を求めることにより凹凸形状を評価することができる。この場合、アスペクト比に対して相関関係を取得しておけばよい。
【符号の説明】
【００６７】
１…光拡散板（光制御板）、２…樹脂シート、３…樹脂シート製造装置、１１…第１の面、１２…第２の面、１３…凸部、１５…表層、１６…基層、３１…第１押出機、３２…第２押出機、３３…フィードブロック、３４…ダイ、３５…上ロール、３６…中間ロール、３７…下ロール、３８，３９…ホッパ、５１Ａ，５１Ｂ…形状ロール、５２，５２Ａ，５２Ｂ…凹溝、６１…光源、６２…スリット、６３…積分球、１０１〜１０７…光拡散板（光制御板）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状評価方法に関し、詳しくは、光制御板の表面に形成された凹凸形状を評価する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
入射する光を均一に出射させるための光学部品として光拡散板といった光制御板がある。光制御板としては、近年、表面に微細な凹凸を形成し、出射光の均一化を図ったものが知られている。このような光制御板においては、当該凹凸の形状によって出射性能が変化する。このため、形成された凹凸形状が所望の凹凸形状となっているか否かの検査が行われている。
【０００３】
凹凸形状の検査のための凹凸形状を評価する方法として、特許文献１（特開２００７−２７０１３２号公報）には、水平力顕微鏡を用いて光学シートに形成された凹凸形状を評価する方法が記載されている。また、特許文献２（特開平１０−１１９０９６号公報）には、レーザ顕微鏡によって金型及び成形品の２次元平面像と３次元立体像とをそれぞれ取得し、これらの像から金型側の凹部の容積と成形品の凸部の容積とを算出し、凹凸形状を評価する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７０１３２号公報
【特許文献２】特開平１０−１１９０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に開示された方法では、光制御板に形成された凹凸形状を顕微鏡で観察するために、凹凸形状の評価の対象となる光制御板の試験断面片を用意する必要がある。また、光制御板は透明部材であることが多いので、当該形状を顕微鏡で明確に把握するために着色をする等の工夫が必要であり手間を要する。
【０００６】
本発明は、光制御板に形成された凹凸形状を簡易に評価することが可能な形状評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る形状評価方法は、凹凸形状が形成された第１の面と、当該第１の面と反対側に位置する第２の面とを有しており、凹凸形状を構成する凹部又は凸部が第１の方向に延在しているサンプル光制御板の凹凸形状を評価する形状評価方法であって、以下の取得工程及び評価工程を有する。
取得工程：第１の面から光を入射した場合の第１の全光線透過率及び第２の面から光を入射した場合の第２の全光線透過率の少なくとも一方を用いて規定される指標を凹凸形状を表す指標とし、サンプル光制御板に対して、第１及び第２の全光線透過率の少なくとも一方を測定して前記指標を取得する工程。
評価工程：凹凸形状が既知の基準光制御板に対して予め取得した指標と凹凸形状との相関関係に基づき、取得工程で取得した指標から、サンプル光制御板の凹凸形状を評価する工程。
【０００８】
この形状評価方法では、顕微鏡等で観察することにより凹凸形状を評価するのではなく、第１及び第２の全光線透過率の少なくとも一方を測定することにより上記指標を取得し、光制御板の凹凸形状を評価している。これにより、光制御板の凹凸形状を評価するために、顕微鏡等で観察するための試験断面片を用意する必要がなくなる。また、上記指標を規定する第１及び第２の全光線透過率は、例えば透過率計等を用いて容易に測定することができる。この結果、光制御板に形成された凹凸形状を簡易に評価することが可能となる。
【０００９】
また、本発明に係る形状評価方法では、第１の全光線透過率の測定の際に第１の面に入射する光は、第１の方向と直交する方向に延びるスリットを通過した光であり、第２の全光線透過率の測定の際に第２の面に入射する光は、第１の方向と一致する方向に延びるスリットを通過した光とすることができる。
【００１０】
この形状評価方法では、第１の全光線透過率では、光制御板の構成材料等による影響が大きく、凹凸形状による影響が小さくなる傾向があり、第２の全光線透過率では、光制御板の構成材料等及び凹凸形状の両方に影響を受けやすいという傾向がある。ここでは、これらの第１及び第２の全光線透過率の少なくとも一方を用いて上記指標を規定している。これにより、例えば光制御板の構成材料等に応じて、適宜上記指標を規定することができるようになり、より正確に光制御板の凹凸形状を評価することが可能となる。
【００１１】
上記の指標は、第１の全光線透過率と第２の全光線透過率との差であってもよいし、第２の全光線透過率であってもよい。
【００１２】
上記指標を、第１の全光線透過率と第２の全光線透過率との差とした場合には、凹凸形状によって影響を受けた度合いを抽出することができるので、より正確に光制御板の凹凸形状を評価することができる。また、上記指標を、第２の全光線透過率とした場合には、より簡易に光制御板の凹凸形状を評価することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光制御板に形成された凹凸形状を簡易に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る形状評価方法によって測定される光拡散板の斜視図である。
【図２】樹脂シートを製造する製造装置の概略構成図及びＢ部を拡大して樹脂シートの層構造を模式的に示した拡大図である。
【図３】下ロールとして装着される形状ロールの要部拡大断面図である。
【図４】本実施形態に係る形状評価方法を示すフローチャートである。
【図５】全光線透過率の取得方法を説明するための模式図である。
【図６】第１の全光線透過率の取得方法を説明するための模式図である。
【図７】第２の全光線透過率の取得方法を説明するための模式図である。
【図８】本実施例に係る下ロールとして装着される形状ロールの要部拡大断面図である。
【図９】本実施例に係る形状評価方法により取得された凸部の高さ及び断面観察法により取得された凸部の高さを示した図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明に係る形状評価方法の実施形態について説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００１６】
〔光拡散板〕
最初に、本実施形態に係る形状評価方法によって評価される凹凸形状が形成された光拡散板１について、図１を参照しながら説明する。図１に示すように、光拡散板１は、第１の面１１と第２の面１２とを有する。第２の面１２は、第１の面１１と反対側に位置する面である。第１の面１１から入射した光は、第２の面１２から出射可能である。
【００１７】
第１の面１１には、凸部１３が形成されている。この凸部１３は、第１の方向Ｘ１１に延在すると共に、第１の方向Ｘ１１と直交する第２の方向Ｘ１２に並列して複数形成されている。従って、第１の面１１には、複数の凸部１３により凹凸形状が形成されていることになる。凸部１３は、第１の方向Ｘ１１に直交する断面が半円弧形状に形成されており、その高さＨは、例えば５μｍ〜５００μｍに形成されている。なお、凸部１３の断面形状は、図１に示すような半円弧形状のものだけでなく、例えば円柱体をその軸線を含まない平面で切ったうちのいずれか一方の部材に相当する形状（シリンドリカルレンズ形状）であってもよい。また、凸部１３の断面形状としては、半楕円弧形状、扁平な湾曲線形状等であってもよい。第２の面１２は、通常、平坦面であり、光拡散性を有しない平滑面とすることもできる。ただし、第２の面１２は、全面に亙って光拡散性を有する面とすることもできる。このような光拡散板は、例えば液晶テレビといった透過型画像表示装置において好適に用いられ、具体的には、複数の光源上に配置され、光源からの入射光を均一化して、輝度均斉度の高い面状の光の生成に用いられる。
【００１８】
〔光拡散板の製造方法〕
次に、光拡散板１の製造方法について図２及び図３を参照しながら説明する。図２（Ａ）は、光拡散板となるべき樹脂シートを製造する製造装置の概略構成図である。図２（Ｂ）は、Ｂ部を拡大して樹脂シートの層構造を模式的に示した拡大図である。図３は、下ロールとして装着される形状ロールの要部拡大断面図である。
【００１９】
光拡散板１は、図２（Ａ）に示すような樹脂シート製造装置３によって製造される。樹脂シート製造装置３は、基層（中間層）１６（図２（Ｂ）参照）の透光性樹脂を加熱溶融するための第１押出機３１と、表層１５（図２（Ｂ）参照）の透光性樹脂を加熱溶融するための第２押出機３２と、第１及び第２押出機３１，３２で溶融された樹脂が供給されるフィードブロック３３と、フィードブロック３３内の樹脂をシート状態で押し出すためのダイ３４と、ダイ３４から押し出されたシート状樹脂を成形するための３つの押圧ロール３５〜３７とを備えている。
【００２０】
第１及び第２押出機３１，３２としては、例えば、一軸押出機、二軸押出機など、公知の押出成形機を用いることができる。第１及び第２押出機３１，３２には、押出機のシリンダ内に樹脂を投入するためのホッパ３８，３９が取り付けられている。
【００２１】
フィードブロック３３としては、２種以上の樹脂をダイ３４に供給し、積層した状態で共押出しできる型式であれば特に制限されず、例えば２種２層分配型など、公知のフィードブロックを用いることができる。
【００２２】
ダイ３４としては、共押出し用のダイであれば特に制限されず、例えばマルチマニホールドダイなど、公知のダイを用いることができる。
【００２３】
３つの押圧ロール３５〜３７は、それぞれ円柱状の金属製（例えば、ステンレス鋼製、鉄鋼製など）ロールからなり、全ての回転軸が平行な状態で上下方向に連続して配置されている。本明細書では、図２（Ａ）に示す３つの押圧ロール３５〜３７を、上から順に上ロール３５、中間ロール３６及び下ロール３７と称す。なお、３つの押圧ロール３５〜３７は、水平方向に連続して配置されていてもよい。隣り合う押圧ロールの間には、樹脂を所定の厚さで通過させるための微小な隙間が形成されている。また、各押圧ロール３５〜３７の直径は、例えば１００ｍｍ〜５００ｍｍである。
【００２４】
上ロール３５の周面及び中間ロール３６の周面は、例えば鏡面加工が施されることにより平滑面とされている。下ロール３７の周面には、図３に示すように、半円弧形状の凸部１３とは反対型の複数の凹溝５２が、下ロール３７の周方向に沿って筋状に形成されている。すなわち、凹溝５２は、その長手方向（周方向）に直交する切断面が略半円弧形状の輪郭を有している。凹溝５２の深さＤは、凸部１３の高さＨよりもやや大きく形成してもよい。
【００２５】
次に、上記製造装置を用いた光拡散板１の製造方法について、図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図３を参照しながら説明する。まず、第１押出機３１のホッパ３８に基層１６となる透光性樹脂が投入され、溶融混練された後、フィードブロック３３に供給される。一方、第２押出機３２のホッパ３９に表層１５となる透光性樹脂が投入され、溶融混練された後、フィードブロック３３に供給される。
【００２６】
次に、フィードブロック３３内の樹脂が、ダイ３４から共押出しされる。これにより、基層１６及び当該基層１６を挟む表層１５から形成される３層の樹脂シート２（図２（Ｂ）参照）が連続的に押し出される。
【００２７】
次に、ダイ３４から押し出された連続樹脂シートとしての樹脂シート２は、図２（Ａ）に示すように、上ロール３５と中間ロール３６とで挟み込まれて押圧された後、中間ロール３６の周面に密着して搬送され、その際に冷却される。
【００２８】
その後、樹脂シート２は、中間ロール３６と下ロール３７とで挟み込まれて押圧される。そして、中間ロール３６と下ロール３７との押圧の際、樹脂シート２の一方の面２ａには、下ロール３７の周面に形成された凹溝５２が転写される。これにより、樹脂シート２には、シートの流れ方向に平行な複数の筋状の凸部１３が形成される。
【００２９】
以上の工程を経て樹脂シート２が製造され、この後、樹脂シート２がさらに冷却された後、適当な大きさで切断されることにより、上記光拡散板１が得られる。このように製造された光拡散板１は３層構造のものである。なお、図１では、これらの層を明示せずに模式的に示している。
【００３０】
光拡散板１は透光性材料からなる。透光性材料の屈折率は通常１．４６〜１．６２である。透光性材料としては、透光性樹脂材料、透光性ガラス材料が例示でき、透光性樹脂材料としては、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）（屈折率１．４９）、シクロオレフィン樹脂（屈折率１．５１〜１．５５）、ポリカーボネート樹脂（屈折率：１．５９）、ＭＳ樹脂（メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂）（屈折率：１．５６〜１．５９）、ポリスチレン樹脂（屈折率：１．５９）、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂）（屈折率：１．５６〜１．５９）などが例示され、コストの面および吸湿率が低い点で、好ましくはポリスチレン樹脂である。
【００３１】
〔凸部の高さの評価方法〕
次に、上記光拡散板１に形成された凸部１３の形状を評価する方法（形状評価方法）について、図４〜図７を参照しながら説明する。本実施形態おいては、凹凸形状として凸部１３の高さＨに着目し、当該高さＨを求めることにより、この凹凸形状を評価する。図４は、実施形態に係る形状評価方法を示すフローチャートである。
【００３２】
本実施形態の光拡散板の形状評価方法は、光拡散板１の断面を顕微鏡で観察することによって凹凸の形状を評価する従来の形状評価方法とは異なり、後述する条件で凹凸形状の評価対象であるサンプル光拡散板（サンプル光制御板）の第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２を測定することによって凹凸形状を評価している点に特徴を有している。
【００３３】
本実施形態の光拡散板の形状評価方法では、図４に示すように、まず、複数の基準光拡散板（基準光制御板）に基づいて、第１の全光線透過率Ｔｔ１と第２の全光線透過率Ｔｔ２との差によって規定される指標と、基準光拡散板における凸部の高さとの相関関係を求める（Ｓ１：準備工程）。基準光拡散板とは、既知の凹凸形状を有する光拡散板である。
【００３４】
ここで、上記指標を規定する第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２について、図５〜図７を用いて説明する。なお、説明の便宜のため、サンプル光拡散板及び基準光拡散板も光拡散板１として示している。
【００３５】
第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２としての全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１（１９９７年）に準拠して測定されるものである。すなわち、図５に模式的に示すように、光源６１と光拡散板１との間にスリット６２を設け、光源６１から出力されスリット６２を通った光を光拡散板１に照射し、積分球６３で受光した当該透過光に基づいて測定されたものである。ただし、第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２は、スリット６２と光拡散板１との配置関係において、下記に示すように互いに異なる。
【００３６】
第１の全光線透過率Ｔｔ１は、図６に示すように、スリット６２の開放部の長辺方向Ｘ２２と、凸部１３の延在方向Ｘ１１とを互いに直交させると共に、凸部１３が形成された第１の面１１を光源６１に向けて光拡散板１を配置することによって測定した値である。
【００３７】
第２の全光線透過率Ｔｔ２は、図７に示すように、スリット６２の開放部の長辺方向Ｘ２１と、凸部１３の延在方向Ｘ１１とを互いに一致させると共に、凸部１３が形成されていない第２の面１２を光源６１に向けて光拡散板１を配置することによって測定した値である。
【００３８】
準備工程Ｓ１における上記相関関係は、例えば複数の基準光拡散板の第１の全光線透過率Ｔｔ１と第２の全光線透過率Ｔｔ２との差により規定される指標と、基準光拡散板の凸部の高さとに基づいて、最小二乗法を用いて求めることができる。基準光拡散板の凸部の高さは、例えば顕微鏡等を使用した断面観察法によって取得しておけばよい。
【００３９】
図４に戻り、次に、サンプル光拡散板の第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２を測定して上記指標を取得する（Ｓ２：取得工程）。サンプル光拡散板とは、凹凸形状の評価対象となる光拡散板である。サンプル光拡散板としての光拡散板１（以下、サンプル光拡散板１と示す）の第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２は、上述したようにＪＩＳ Ｋ７３６１−１（１９９７年）に準拠して、透過率計を用いて測定される。なお、第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２についての詳細は、上述したとおりである。
【００４０】
次に、準備工程Ｓ１において基準光拡散板に基づいて予め取得した相関関係に基づき、取得工程Ｓ２で取得した上記指標から、サンプル光拡散板１の凸部１３の高さＨを求めることにより凹凸形状を評価する（Ｓ３：評価工程）。具体的には、準備工程Ｓ１において予め相関関係として取得した関係式に、取得工程Ｓ２において第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２の測定値から取得された上記指標を代入し、サンプル光拡散板１の凸部１３の高さＨを求めることにより凹凸形状を評価する。
【００４１】
以上に説明したように、本実施形態の形状評価方法によれば、顕微鏡等で観察することにより凸部１３の高さＨを求めて凹凸形状を評価するのではなく、第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２を測定することにより凸部１３の高さＨを求めて凹凸形状を評価している。これにより、サンプル光拡散板１の凹凸形状を評価するために、顕微鏡等で観察するための試験断面片を用意する必要がなくなる。また、上記指標を取得するための第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２は、透過率計等を用いて容易に測定することができる。この結果、サンプル光拡散板１に形成された凹凸形状を簡易に評価することが可能となる。
【００４２】
また、本実施形態の形状評価方法によれば、指標は、第１の全光線透過率Ｔｔ１と第２の全光線透過率Ｔｔ２との差を用いて規定しているので、凹凸形状の高さ、すなわち凹凸形状を構成する凸部１３の高さＨをより正確に評価できる。この点について以下に説明する。
【００４３】
すなわち、本発明者らは、凸部が形成された光拡散板の全光線透過率を測定方法について検討した結果、
（１）図６に示すような配置関係で取得した第１の全光線透過率Ｔｔ１では、光拡散板の凸部の高さの影響よりも、その他の要因、例えば光拡散板に添加される拡散剤の濃度等による影響の方が大きい傾向があること、
（２）図７に示すような配置関係で取得した第２の全光線透過率Ｔｔ２では、光拡散板に添加される拡散剤の濃度の影響も受けるが、光拡散板の凸部の高さの影響の方がより大きい傾向があること、
を見出した。
【００４４】
そこで、本実施形態では、上記傾向（１）及び（２）を用いて、例えば光拡散板１に添加される拡散剤の濃度等のその他の要因と、光拡散板に形成された凸部の高さとの要因とを切り分けている。すなわち、第１の全光線透過率Ｔｔ１と第２の全光線透過率Ｔｔ２との差により規定される指標を用いることにより、凸部１３の高さＨによって影響を受けた度合いを明確に抽出することができるので、より正確に光拡散板１の凸部１３の高さＨ、すなわち凹凸形状を評価することができる。
【００４５】
〔実施例〕
以下、本実施形態における形状評価方法の実施例について、主に図８及び図９を参照しながら説明する。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、本実施例に係る下ロールとして装着される形状ロールの要部拡大断面図である。図９は本実施例に係る形状評価方法により取得された凸部の高さ及び断面観察法により取得された凸部の高さを示した図表である。
【００４６】
＜樹脂シートの原料＞
本実施例では、樹脂シートの原料として、以下に示す２種類の透光性樹脂Ａ，Ｂを用意した。
（１）透光性樹脂Ａ
スチレン樹脂（東洋スチレン製「ＨＲＭ４０」、屈折率１．５９）
（２）透光性樹脂Ｂ
ＭＳ樹脂（新日鐵化学製「ＭＳ２００ＮＴ」、屈折率１．５７、スチレン／メタクリル酸メチル＝８０質量部／２０質量部）
【００４７】
＜樹脂シートの製造装置の構成＞
本実施例では、図２に示すような樹脂シート製造装置３と同様の構成を有する装置を用いた。その際、下ロール３７として装着される２種類の形状ロール５１Ａ，５１Ｂを用意した。
（１）形状ロール５１Ａ
形状ロール５１Ａの周面には、図８（Ａ）に示すように、周方向に一周する断面半円弧形状の複数の凹溝５２Ａが、互いに平行に筋状に形成されている。隣り合う凹溝５２ＡのピッチＰＡは３００μｍであり、凹溝５２Ａの深さＤＡは２１０μｍである。
（２）形状ロール５１Ｂ
形状ロール５１Ｂの周面には、図８（Ｂ）に示すように、周方向に一周する断面半円弧形状の複数の凹溝５２Ｂが、互いに平行に筋状に形成されている。隣り合う凹溝５２ＢのピッチＰＢは２５０μｍであり、凹溝５２Ｂの深さＤＢは１１０μｍである。
【００４８】
＜樹脂シートの製造＞
樹脂シート製造装置３における下ロール３７として形状ロール５１Ａを装着した。次いで、上記透光性樹脂Ａを、シリンダ内の温度が１９０〜２５０℃の第１押出機３１で溶融混練した後フィードブロック３３に供給した。また、上記透光性樹脂Ｂを、シリンダ内の温度が１９０〜２５０℃の第２押出機で溶融混練した後、フィードブロック３３に供給した。
【００４９】
次いで、第１押出機３１からフィードブロック３３に供給された樹脂が基層１６となり、第２押出機３２からフィードブロック３３に供給された樹脂が表層１５となるように、フィードブロック３３内の樹脂を、押出樹脂温度２５０℃でダイ３４により共押出成形をした。そして、共押出成形された樹脂シート２を、上ロール３５、中間ロール３６及び形状ロール５１Ａで押圧・冷却した。このようにして、厚さ２．０ｍｍの３層（中間層１．９ｍｍ、表層０．０５ｍｍ×２）から構成される樹脂シート２を製造した。この後、樹脂シート２をさらに冷却し、適当な大きさで切断して光拡散板を作製した。
【００５０】
樹脂シートの作製過程では、ダイ３４から共押出しされた樹脂は、形状ロール５１Ａと中間ロール３６とで挟み込まれて押圧される際、樹脂シート２の一方の面２ａは、形状ロール５１Ａの周面に形成された凹溝５２Ａが転写され、微細な凸部１３が形成される。この際、形状ロール５１Ａの表面温度を変化させることで、転写率をそれぞれ調整した光拡散板１０１〜１０３を作製した。
【００５１】
次いで、樹脂シート製造装置３における下ロール３７として形状ロール５１Ｂを装着し、上記と同様の方法により、光拡散板１０４〜１０７を作製した。
【００５２】
＜全光線透過率の測定＞
上述の方法により作製された、光拡散板１０１〜１０７のそれぞれについての第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２を、透過率計（村上色彩技術研究所製「ＨＭ−１５０」）を用いて、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１（１９９７年）に準拠して測定した。なお、測定時には、図５に示すスリット６２と被測定物となる光拡散板１０１〜１０７における光源６１側の面までの距離を１３．１ｍｍ、被測定物となる光拡散板１０１〜１０７における積分球６３側の面と積分球６３までの距離を１．０ｍｍとした。積分球６３は、その直径が１５０ｍｍ、その入口開口が２０ｍｍΦのものを使用し、その内面にはＢａＳｏ４を塗布した。また、光源６１としては、ダイクロイックミラー付ハロゲンランプ（１２Ｖ５０Ｗ）を採用し、その光束が１４ｍｍΦのものを使用した。
【００５３】
また、図６に示すように、スリット６２の開放部の長辺方向Ｘ２２と、凸部１３の延在方向Ｘ１１とを互いに直交させると共に、凸部１３が形成された第１の面１１を光源６１に向けてサンプル光拡散板としての光拡散板１０１〜１０７を配置することによって、第１の全光線透過率Ｔｔ１を測定した。また、図７に示すように、スリット６２の開放部の長辺方向Ｘ２１と、凸部１３の延在方向Ｘ１１とを互いに一致させると共に、凸部１３が形成されていない第２の面１２を光源６１に向けてサンプル光拡散板としての光拡散板１０１〜１０７を配置することによって、第２の全光線透過率Ｔｔ２を測定した。測定された光拡散板１０１〜１０７の第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２は、図９に示すとおりである。
【００５４】
＜光拡散板の形状の評価＞
上述した方法で測定された第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２を、予め求めた下記式（１）に代入して、凸部１３の高さＨを求めた。下記式（１）は、複数の基準光拡散板に基づいて、Ｔｔ１とＴｔ２との差と凸部１３の高さＨの測定値とに基づいて、最小二乗法を用いて求めた。下記式（１）においては、各転写率での透過率測定値の平均が、断面測定の値の平均と比較して、５μｍ以内に収まるように関係式を規定した。
【００５５】
Ｈ＝｛Ｋ１×（Ｔｔ２−Ｔｔ１＋８０）２＋｛Ｋ２×（Ｔｔ２−Ｔｔ１＋８０）｝＋Ｋ３・・・（１）
Ｋ１：０．０６８
Ｋ２：−１３．８
Ｋ３：６８７
Ｔｔ１：７５％≦Ｔｔ１≦９０％
この結果、求められた光拡散板１０１〜１０７の凸部１３の高さＨは、図９に示すとおりである。そして、求められたこれらの凸部１３の高さＨに基づいて、サンプル光拡散板１としての光拡散板１０１〜１０７の凹凸形状を評価する。
【００５６】
なお、上記式（１）における定数Ｋ１は、０．０６８±０．０００５の範囲で設定することができる。定数Ｋ２は、−１３．８±０．０８の範囲で設定することができる。定数Ｋ３は、６８７±０．５の範囲で設定することができる。また、上記式（１）は、最小二乗法を用いて求めた例を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。
【００５７】
＜評価の検証＞
このようにして求められた凸部１３の高さＨと、断面観察法による形状高さｈとの整合性を検討するため、光拡散板１０１〜１０７について顕微鏡を用いた断面観察法により凸部１３のピッチｐ及び高さｈを測定した。この断面観察法により測定された光拡散板１０１〜１０７のピッチｐ及び高さｈは、図９に示すとおりである。
【００５８】
例えば断面観察法による形状ピッチｐの測定値が３００μｍ、形状高さｈの測定値が１９０．７ｍｍ光拡散板１０１については、第１の全光線透過率Ｔｔ１が８１．６％、第２の全光線透過率Ｔｔ１が４８．１％であった。そして、この第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２を上記関係式（１）に代入して凸部１３の高さＨを求めると、その値は１８０．５となった。なお、他の光拡散板１０２〜１０７については図９に示す図表のとおりであり、ここでの説明は省略する。図９に示すように光拡散板１０１〜１０７について、本実施形態の形状評価方法により求められる凸部１３の高さＨは、断面観察法によって測定される凸部１３の高さｈとほぼ一致することが確認できた。これにより、本実施形態の形状評価方法により求められる高さＨと断面観察法によって測定される高さｈとの間には整合性があり、凹凸形状を適切に評価できることが確認できた。
【００５９】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００６０】
上記実施形態においては、第１の全光線透過率Ｔｔ１と第２の全光線透過率Ｔｔ２との差を指標とする例を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。指標は、第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２の少なくとも一方を用いて規定すればよく、指標を、第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２の一方を用いて規定する場合には、より簡易に光拡散板１の凸部１３の高さＨを求めて、凹凸形状の評価をすることが可能である。なお、より正確に測定する観点から、第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２の一方を用いて規定する指標を使用する場合、光拡散板１に添加されている拡散剤の濃度が既知であり、当該濃度が低い場合（拡散剤の屈折率にもよるが、例えば３％以下、より好ましくは１％以下の場合）であることが好ましい。凹凸形状の影響が全光線透過率により反映されやすいからである。更に、第１及び第２の全光線透過率Ｔｔ１，Ｔｔ２の一方を指標として用いる場合には、第２の全光線透過率Ｔｔ２を指標とすることがより好ましい。第２の全光線透過率の測定では、出射側に凹凸形状が配置されているので、全光線透過率に凹凸形状の影響が反映されやすいからである。
【００６１】
上記実施形態では、第１の全光線透過率は、図６に示すような配置関係で取得した例を挙げて説明したがこれに限定されるものではない。例えば、図６に示す光拡散板１を、凸部１３の延在方向Ｘ１１がスリット６２の長辺方向Ｘ２２と一致するように配置して、第１の全光線透過率を測定してもよい。また、第２の全光線透過率についても同様であり、図７に示す光拡散板１を、凸部１３の延在方向Ｘ１１がスリット６２の長辺方向Ｘ２１と直交するように配置して、第２の全光線透過率を測定してもよい。この場合、光拡散板１の構成材料等の特性に応じて、適宜、上記指標を規定し、当該指標と凸部の高さとの相関関係を予め求めておけばよい。そうすれば、このような第１及び第２の全光線透過率の測定結果を用いる場合でも、上記実施形態と同様に、凸部１３の高さＨを求めることができる。
【００６２】
また、上記実施例においては、樹脂シートの原料として、スチレン樹脂と、ＭＳ樹脂とを併用して使用する例に挙げて説明したがこれに限定されるものではなく、公知の透光性樹脂を用いることができる。透光性樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン、環状オレフィン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂）、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂）などが挙げられる。また、上記透光性樹脂は、単独使用または２種以上併用することができる。
【００６３】
また、上記実施形態では、図２（Ｂ）に示すように、光拡散板１が３層により構成される例を挙げて説明したがこれに限定されるものではなく、１層、２層、または４層以上の層により構成される光拡散板であってもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、複数の凸部１３によって凹凸形状が形成された光拡散板１を例に挙げて説明したが、複数の凹部が形成されることによって凹凸形状が形成されていてもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、光制御板を光拡散板１として説明したが、これに限定されるものではなく、複数の光源から出力された光の、複数の光源が配置される平面に平行な平面内での輝度の均一性を調整する光部品であればよい。例えば、光制御板は、光拡散剤を含有しておらず透明材料からなる板の光の入射側に上述した凹凸形状を有する輝度調整板であってもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、凹凸形状を評価するために凸部１３の高さＨを求める例を挙げて説明した。すなわち、例えばピッチ等は、ほぼ型どおりに転写されているとした。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、凹凸形状を構成する並列配置された凸部のアスペクト比等を求めることにより凹凸形状を評価することができる。この場合、アスペクト比に対して相関関係を取得しておけばよい。
【符号の説明】
【００６７】
１…光拡散板（光制御板）、２…樹脂シート、３…樹脂シート製造装置、１１…第１の面、１２…第２の面、１３…凸部、１５…表層、１６…基層、３１…第１押出機、３２…第２押出機、３３…フィードブロック、３４…ダイ、３５…上ロール、３６…中間ロール、３７…下ロール、３８，３９…ホッパ、５１Ａ，５１Ｂ…形状ロール、５２，５２Ａ，５２Ｂ…凹溝、６１…光源、６２…スリット、６３…積分球、１０１〜１０７…光拡散板（光制御板）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸形状が形成された第１の面と、当該第１の面と反対側に位置する第２の面とを有しており、前記凹凸形状を構成する凹部又は凸部が第１の方向に延在しているサンプル光制御板の前記凹凸形状を評価する形状評価方法であって、以下の取得工程及び評価工程を有する形状評価方法。
取得工程：前記第１の面から光を入射した場合の第１の全光線透過率及び前記第２の面から光を入射した場合の第２の全光線透過率の少なくとも一方を用いて規定される指標を前記凹凸形状を表す指標とし、前記サンプル光制御板に対して、前記第１及び前記第２の全光線透過率の少なくとも一方を測定して前記指標を取得する工程。
評価工程：凹凸形状が既知の基準光制御板に対して予め取得した前記指標と前記凹凸形状との相関関係に基づき、前記取得工程で取得した前記指標から、前記サンプル光制御板の前記凹凸形状を評価する工程。
【請求項２】
前記第１の全光線透過率の測定の際に前記第１の面に入射する前記光は、前記第１の方向と直交する方向に延びるスリットを通過した光であり、
前記第２の全光線透過率の測定の際に前記第２の面に入射する前記光は、前記第１の方向と一致する方向に延びるスリットを通過した光である、
請求項１に記載の形状評価方法。
【請求項３】
前記指標は、前記第１の全光線透過率と前記第２の全光線透過率との差である、
請求項２に記載の形状評価方法。
【請求項４】
前記指標は、前記第２の全光線透過率である、
請求項２に記載の形状評価方法。
【請求項１】
凹凸形状が形成された第１の面と、当該第１の面と反対側に位置する第２の面とを有しており、前記凹凸形状を構成する凹部又は凸部が第１の方向に延在しているサンプル光制御板の前記凹凸形状を評価する形状評価方法であって、以下の取得工程及び評価工程を有する形状評価方法。
取得工程：前記第１の面から光を入射した場合の第１の全光線透過率及び前記第２の面から光を入射した場合の第２の全光線透過率の少なくとも一方を用いて規定される指標を前記凹凸形状を表す指標とし、前記サンプル光制御板に対して、前記第１及び前記第２の全光線透過率の少なくとも一方を測定して前記指標を取得する工程。
評価工程：凹凸形状が既知の基準光制御板に対して予め取得した前記指標と前記凹凸形状との相関関係に基づき、前記取得工程で取得した前記指標から、前記サンプル光制御板の前記凹凸形状を評価する工程。
【請求項２】
前記第１の全光線透過率の測定の際に前記第１の面に入射する前記光は、前記第１の方向と直交する方向に延びるスリットを通過した光であり、
前記第２の全光線透過率の測定の際に前記第２の面に入射する前記光は、前記第１の方向と一致する方向に延びるスリットを通過した光である、
請求項１に記載の形状評価方法。
【請求項３】
前記指標は、前記第１の全光線透過率と前記第２の全光線透過率との差である、
請求項２に記載の形状評価方法。
【請求項４】
前記指標は、前記第２の全光線透過率である、
請求項２に記載の形状評価方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−３７４８４（Ｐ２０１２−３７４８４Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８０４７１（Ｐ２０１０−１８０４７１）
【出願日】平成２２年８月１１日（２０１０．８．１１）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１１日（２０１０．８．１１）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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