(57)【要約】【課題】ナノ構造体を含んだ光学シートの複屈折率の値および複屈折の面内バラツキを効果的に低減する。【解決手段】光学シート１０は、１μｍ未満のピッチで単位要素２１が配列されたナノ構造体２０を、少なくとも一方の面１０ａに、有する。ナノ構造体２０は、熱可塑性樹脂を用いて形成されている。光学シートの複屈折率の平均値Δｎａｖｅおよび光学シートの複屈折率の標準偏差σΔｎが、次の条件（ａ）および（ｂ）を満たす。       Δｎａｖｅ≦５０×１０−６       ・・・条件（ａ）       （σΔｎ／Δｎａｖｅ）≦／１０   ・・・条件（ｂ）【選択図】図１
2014071326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１μｍ未満のピッチで単位要素が配列されたナノ構造体を、少なくとも一方の面に、備え、
前記ナノ構造体は、熱可塑性樹脂を用いて形成され、
複屈折率の平均値Δｎａｖｅおよび複屈折率の標準偏差σΔｎが、次の条件（ａ）および（ｂ）を満たす、光学シート。
Δｎａｖｅ≦５０×１０−６       ・・・条件（ａ）
（σΔｎ／Δｎａｖｅ）≦０．１０ ・・・条件（ｂ）
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂を用いて形成され且つ前記ナノ構造体を含む単層の光学シートである、請求項１に記載の光学シート。
【請求項３】
前記熱可塑性樹脂を用いて形成され且つ前記ナノ構造体を含む第１の層と、
前記第１の層と積層され且つ熱可塑性樹脂を用いて形成された第２の層と、を含み、
前記第１の層と前記第２の層とが異なる材料を含んでいる、請求項１に記載の光学シート。
【請求項４】
前記ナノ構造体を含む層の厚みは、２５０μｍ以上である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項５】
１μｍ未満のピッチで単位要素が配列された第２のナノ構造体を、他方の面に、さらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学シートを含む、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１μｍ未満のピッチで単位要素が配列されたナノ構造体を表面に形成された光学シート、及び、この光学シートを有する表示装置に関する。
【発明の背景】
【０００２】
今日、いわゆるモスアイ型の反射防止構造体や回折構造体等のように、ナノオーダーのピッチで単位要素が配列されたナノ構造体が、光学シートの表面に形成されて、種々の分野及び種々の用途で、利用に供されている。このような光学シートは、基材シート上に、電離放射線硬化型樹脂を賦型することによって、作製され得る。
【０００３】
しかしながら、電離放射線硬化型樹脂を用いた製造方法は、賦型性の面で優れているが、製造コストの点からは、光学シートの製造方法として普及している他の方法と比較して不利である。また、電離放射線硬化型樹脂を用いて作製された光学シートは、必然的に、電離放射線硬化型樹脂より形成されたナノ構造体を含む層とは別途に、基材を含むことになる。そして、光学シートの一部をなす基材は、製造条件の面や製造コストの面での制約から、ナノ構造体を含む層との間に好ましくない界面を形成してしまうこともある。結果として、電離放射線硬化型樹脂により形成されたナノ構造体を含む光学シートを、種々の用途に広く適用できないこともある。
【０００４】
一方、特許文献１に開示されているように、射出成型により、ナノ構造体を作製することも検討されている。特許文献１に開示された製造方法によれば、ナノ構造体を含む単層の光学シートを作製することができる。
【０００５】
しかしながら、一般的に、射出成型で作製されたナノ構造体を含む光学シートでは、射出時の樹脂の流動に起因して、複屈折率が当該光学シートの面内でばらついてしまう。また、光学シートの厚みや使用される樹脂等によっては、複屈折率の値が大きくなってしまう。複屈折率が面内でばらついている光学シートや複屈折率が大きい光学シートは、特定の条件下で使用することができない。一例として、このような光学シートを偏光板との組み合わせにおいて用いると、例えば虹模様のような干渉色が視認されるようになる。
【０００６】
また、一般的に、射出成型で形成されたナノ構造体を含む光学シートは、電離放射線硬化型樹脂により形成されたナノ構造体を含む光学シートと比較して、コスト面で顕著な優位性を示すことはない。
【０００７】
その一方で、本発明者らは、以上のような点を考慮しながら鋭意研究を重ねた結果、ナノ構造体を含む光学シートについて、基材を不要としながら、複屈折率の値および複屈折の面内バラツキを低減することができた。すなわち、本発明は、ナノ構造体を含んだ光学シートの複屈折率の値および複屈折率の面内バラツキを効果的に低減することを目的とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−００８３０９号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による光学シートは、
１μｍ未満のピッチで単位要素が配列されたナノ構造体を、少なくとも一方の面に、備え、
前記ナノ構造体は、熱可塑性樹脂を用いて形成され、
複屈折率の平均値Δｎａｖｅおよび複屈折率の標準偏差σΔｎが、次の条件（ａ）および（ｂ）を満たす。
Δｎａｖｅ≦５０×１０−６       ・・・条件（ａ）
（σΔｎ／Δｎａｖｅ）≦０．１０ ・・・条件（ｂ）
【００１０】
本発明による光学シートにおいて、前記熱可塑性樹脂を用いて形成され且つ前記ナノ構造体を含む単層の光学シートであってもよい。
【００１１】
本発明による光学シートが、
前記熱可塑性樹脂を用いて形成され且つ前記ナノ構造体を含む第１の層と、
前記第１の層と積層され且つ熱可塑性樹脂を用いて形成された第２の層と、を含み、
前記第１の層と前記第２の層とが異なる材料を含むようにしてもよい。
【００１２】
本発明による光学シートにおいて、前記ナノ構造体を含む層の厚みは２５０μｍ以上となっていてもよい。
【００１３】
本発明による光学シートが、１μｍ未満のピッチで単位要素が配列された第２のナノ構造体を、他方の面に、さらに備えるようにしてもよい。
【００１４】
本発明による光学シートにおいて、前記光学シートは、樹脂で形成された型面を有する型を用いて押し出し成型法により作製された押し出し材であってもよい。
【００１５】
本発明による表示装置は、上述した本発明による光学シートのいずれかを含む。
【００１６】
本発明による表示装置が、前記光学シートを積層された液晶表示パネルを、さらに備えるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ナノ構造体を含んだ光学シートの複屈折率の値および複屈折率の面内バラツキを効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、光学シートの一例を示す図である。
【図２】図２は、光学シートの他の例を示す図である。
【図３】図３は、光学シートのさらに他の例を示す図である。
【図４】図４は、光学シートのさらに別の例を示す模式図である。
【図５】図５は、光学シートに含まれるナノ構造の断面形状を模式的に示す図である。
【図６】図６は、複屈折率の測定箇所を説明するための図であって、測定対象となるサンプルを示す平面図である。
【図７】図７は、光学シートの製造方法の一例を説明するための図である。
【図８】図８は、光学シートの製造方法の他の例を説明するための図である。
【図９】図９は、ナノ構造体の一例を斜め上方から示す顕微鏡写真である。
【図１０】図１０は、図９のナノ構造体を拡大して斜め上方から示す顕微鏡写真である。
【図１１】図１１は、ナノ構造体の他の例を斜め上方から示す顕微鏡写真である。
【図１２】図１２は、図１１のナノ構造体を拡大して斜め上方から示す顕微鏡写真である。
【図１３】図１３は、ナノ構造体のさらに他の例を斜め上方から示す顕微鏡写真である。
【図１４】図１４は、図１３のナノ構造体を拡大して斜め上方から示す顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図９〜図１４の写真を除き、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００２０】
なお、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「フィルム」はシートや板と呼ばれ得るような部材も含む概念であり、したがって、「光学シート」は、「光学フィルム」や「光学板」と呼ばれる部材と呼称の違いのみにおいて区別され得ない。
【００２１】
また、「シート面（フィルム面、板面、パネル面）」とは、対象となるシート状（フィルム状、板状、パネル状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材（フィルム状部材、板状部材、パネル状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。
【００２２】
さらに、本件明細書において用いる形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、「平行」、「直交」等の用語は、厳密な意味に縛られることなく、同様の光学的機能を期待し得る程度の誤差範囲を含めて解釈することとする。
【００２３】
図１〜図４に示すように、光学シート１０は、少なくとも一方の表面１０ａにナノ構造体２０を有している。ナノ構造体２０は、凸部や凹部等の単位要素２１が、１μｍ未満のナノオーダーのピッチで配列されることによって形成された部位である。この光学シート１０は、後に詳述するように、溶融押し出し成型法によって熱可塑性樹脂を用いて形成され得る。
【００２４】
図１及び図２に示された光学シート１０では、ナノ構造体２０が一方の表面１０ａのみに形成されている。一方、図３及び図４に示された光学シート１０では、ナノ構造体２０が一方の表面１０ａに形成されるとともに、第２ナノ構造体２５が他方の表面１０ｂに形成されている。なお、図１及び図２に点線で示すように、図１及び図２に示された光学シート１０では、当該光学シートの用途に応じて、他方の表面１０ｂに構造体２９が設けられるようにしてもよい。溶融押し出し成型法によれば、光学シート１０をなすようになる押し出し材の両表面に、構造体２０，２５，２９を並行して形成することができる。一具体例として、ナノ構造体２０が形成された一方の表面１０ａに対向する他方の表面１０ｂに、凹凸構造体２９、具体例として、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズム、集光レンズ、として構成されたレンズ構造体２９を形成することができる。
【００２５】
また、図１に示された光学シート１０は、ナノ構造体２０を一方の表面１０ａに含む熱可塑性樹脂からなる単一の層からなっている。図３に示された光学シート１０は、ナノ構造体２０を一方の表面１０ａに含むとともに第２ナノ構造体２５を他方の表面１０ｂに含む単一の層からなっている。
【００２６】
一方、図２及び図４に示された光学シート１０は、例えば共押し出しにより、一方の表面１０ａをなすナノ構造体２０を含む第１層１１と、第１層１１と隣接し且つ他方の表面１０ｂを形成する第２層１２と、を有している。共押し出しによって形成された第１層１１及び第２層１２によれば、第１層１１及び第２層１２の界面をぼやかすことができ、光学シート１０を透過する光が、第１層１１及び第２層１２の界面から意図しない光学作用を顕著に受けてしまうことを効果的に防止することができる。
【００２７】
次に、ナノ構造体２０，２５についてさらに説明する。ナノ構造体２０，２５は、シート状のシート本体部１５上に形成され、シート本体部１５とともに光学シート１０を構成する。ナノ構造体２０，２５は、凸部や凹部等の単位要素２１が、１μｍ未満のナノオーダーのピッチで規則的または不規則的に配列されることによって形成された部位である。ナノ構造体２０，２５は、単位要素２１によって、光学的な機能を発揮することができる。とりわけ、単位要素２１が、光学作用を及ぼす対象となる光の波長未満のピッチで配置されている場合には、優れた光学機能を発揮することができる。図９〜図１４に示された写真には、反射防止構造体３０として形成されたナノ構造体２０が示されている。
【００２８】
詳しくは後述するように、図９〜図１４に示されたナノ構造体２０を含む光学シート１０は、後述の製造方法により、図１の構成を有するように、すなわち、一方の表面１０ａのみにナノ構造体２０を含む熱可塑性樹脂の単層として、作製されている。また、熱可塑性樹脂として、屈折率１．４９のアクリル樹脂を用いている。
【００２９】
図９〜図１４に示された光学シート１０のナノ構造体２０は、反射防止対象となる光の波長未満のピッチで配列された凸部２１ａまたは凹部２１ｂを有している。光学シート１０での反射防止対象となる光を可視光波長域のいずれかの光とするならば、凸部２１ａまたは凹部２１ｂからなる単位要素２１のピッチを、ＪＩＳＺ８１２０での定義に従って可視光波長域の最長波長である８３０ｎｍ未満に設定することになる。さらに、この光学シート１０での反射防止対象となる光を可視光波長域全域の光とするならば、凸部２１ａまたは凹部２１ｂからなる単位要素２１のピッチを、ＪＩＳＺ８１２０での定義に従って可視光波長域の最短波長である３６０ｎｍ未満に設定すればよい。
【００３０】
光学シート１０のシート面と平行な断面における凸部２１ａまたは凹部２１ｂの断面形状は、光学シート１０の厚み方向の中心となる位置に最も近い基端部２２ａから（言い換えるとシート本体部１５に最も近い基端部２２ａから）、光学シート１０の厚み方向の中心となる位置から最も離間した先端部２２ｂまで（言い換えるとシート本体部１５から最も離間した先端部２２ｂまで）、しだいに変化している（図５参照）。理想的には、凸部２１ａまたは凹部２１ｂを含むナノ構造体２０の断面形状は、単位要素２１の基端部２２ａの側から先端部２２ｂの側へ向けて、しだいに減少していく。このため、ナノ構造体２０は、入射光に対して屈折率が大きく変化する界面を形成しない。単位要素２１のピッチよりも長い波長の光は、屈折率が徐々に変化していく部位として、ナノ構造体２０，２５を通過するようになる。すなわち、図９〜図１４に示された光学シート１０のナノ構造体２０は、いわゆるモスアイ型の反射防止構造体を形成している。
【００３１】
図９および図１０に示された光学シート１０のナノ構造体２０は、１５０ｎｍ〜３００ｎｍ程度のピッチで不規則的に二次元配列された多数の単位要素２１によって形成されている。図１１及び図１２に示された光学シート１０のナノ構造体２０は、１５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度のピッチで不規則的に二次元配列された多数の単位要素２１によって形成されている。図９および図１０に示された光学シート１０並びに図１１及び図１２に示された光学シート１０では、単位要素２１は凸部２１ａとして形成されている。図１１及び図１２に示されたナノ構造体は、図９及び図１０に示されたナノ構造体よりも、凸部２１ａが短ピッチで配列されている。また、図１１及び図１２に示されたナノ構造体では、図９及び図１０に示されたナノ構造体よりも、ナノ構造体をなす凸部のアスペクト比が大きくなっている。具体的には、図１１及び図１２に示されたナノ構造体２０では、光学シート１０のシート面への法線方向に沿った凸部２１ａの高さｈ〔μｍ〕（図５参照）、光学シート１０のシート面に沿って凸部２１ａのピッチｐ〔μｍ〕（図５参照）および光学シート１０のシート面への法線方向に沿った光学シート１０の厚みｔ〔ｍｍ〕（図５参照）が、次の式（１）および式（２）を満たすようになっていた。
０．５  ≦  ｈ／ｐ  ≦  ３  ・・・式（１）
０．６  ≦  ｈ／ｐ＋０．４７ｔ  ≦  ５．５       ・・・式（２）
【００３２】
一方、図１３及び図１４に示された光学シート１０のナノ構造体２０は、１５０ｎｍ〜３００ｎｍ程度のピッチで不規則的に二次元配列された設けられた多数の単位要素２１によって形成されている。ただし、図１３及び図１４に示されたナノ構造体２０では、単位要素２１は凹部２１ｂとして形成されている。したがって、図１３及び図１４に示されたナノ構造体２０によれば、モスアイ型の反射防止構造体における固有の問題と考えられていた耐擦傷性を大幅に改善することができる。
【００３３】
本件発明者らは、図９及び図１０の光学シート、図１１及び図１２の光学シート、並びに、図１３及び図１４の光学シートについて、反射率を実際に測定した。反射率の測定は、コニカミノルタ製のＣＭ−２６００ｄを用いてＩＳＯ７７２４に準拠して行い、光学シートのシート面への法線方向に沿って当該光学シートへ入射する光のうちの反射光の割合を求めた。図９及び図１０の光学シートについての反射率は０．３６％であった。図１１及び図１２の光学シートについての反射率は０．４３％であった。図１３及び図１４の光学シートについての反射率は０．４５％であった。
【００３４】
なお、光学シート１０に反射防止機能が期待される場合、当然、光学シート１０の内部での反射を防止すべく、光学シート１０の内部に屈折率界面が存在しないことが好ましい。この点において、図１や図３に示されているように、光学シート１０が単一の層からなることは有利である。また、図２や図４に示されている光学シート１０において、第１層１１及び第２層１２が共押し出しにより形成されている場合には、第１層１１及び第２層１２の界面がぼやけるので、この界面での正反射を抑制することができる。
【００３５】
また、光学シート１０の他方の表面１０ｂにも、反射防止構造体としてのナノ構造体２０と同様の構成を有する第２ナノ構造体２５を設けるようにしてもよい。この場合、光学シート１０の他方の表面１０ｂでの反射を効果的に防止することができる。さらに、光学シート１０の他方の表面１０ｂに、所定の光学作用を入射光に対して及ぼし得る構造体２９を設けることも可能である。例えば、レンズ機能を発揮し得る構造体２９を、光学シート１０の他方の表面１０ｂに設けることにより、入射光の反射を防止しながら当該入射光の配光特性を調整することができる。
【００３６】
反射防止構造体以外のナノ構造体２０，２５の例として、ホログラムとして機能する回折構造体が挙げられる。回折構造体としてのナノ構造体２０は、単位要素（凸部または凹部）２１を規則的または不規則的に配列してなる凹凸パターンを、一方の表面１０ａに有している。回折構造体としてのナノ構造体２０，２５は、光学シート１０の一方の表面１０ａをなす凹凸パターンに対応したパターンにて、光学シート１０の一方の表面１０ａを透過する光に位相変調を生じさせる。すなわち、ナノ構造体２０は、位相変調型のホログラムを構成している。
【００３７】
回折構造体としてのナノ構造体２０，２５をなす凹凸パターンは、二値的に構成されて、凸部または凹部が一定の高さまたは深さを有するようにしてもよい。あるいは、回折構造体としてのナノ構造体２０，２５をなす凹凸パターンが多段に形成されるようにしてもよい。また、回折構造体としてのナノ構造体２０，２５が、いわゆる回折格子として形成され、凹凸パターンが規則的なパターンを有するようにしてもよい。
【００３８】
回折構造体をなすナノ構造体２０，２５の凹凸パターンは、いわゆる計算機合成ホログラム（ＣＧＨ）の技術を用いて、所望の回折特性を呈するように設計され得る。より具体的には、計算機合成ホログラムの技術を用いることにより、特定の配光特性を示す光が光学シート１０に入射した場合に一方の表面１０ａにて所望の輝度分布が実現されるよう、ナノ構造体２０の回折特性を設計することが可能となる。
【００３９】
一具体例として、ナノ構造体が、異方性光拡散機能を発揮する回折構造体として形成され得る。異方性光拡散機能を発揮し得る回折構造体は、直線状に延びる凸部２１ａをその長手方向に直交する方向に規則的または不規則的なピッチで配列することによって、構成され得る。
【００４０】
なお、光学シート１０のナノ構造体２０に回折機能が期待される場合、ナノ構造体２０で期待した回折作用が得られるよう、光学シート１０の内部で意図しない光路変更が生じないことが好ましい。この点において、図１や図３に示されているように、光学シート１０が単一の層からなることは有利である。また、図２や図４に示されている光学シート１０において、第１層１１及び第２層１２が共押し出しにより形成されている場合には、第１層１１及び第２層１２の界面がぼやけるので、この界面で屈折することによる規則的な光路変更を抑制することができる。
【００４１】
また、光学シート１０の一方の表面１０ａに回折構造体としてのナノ構造体２０を設けるとともに、光学シート１０の他方の表面１０ｂに、回折構造体としてのナノ構造体２０と同様の構成を有する第２ナノ構造体２５や、所定の光学作用を入射光に対して及ぼし得る構造体２９を設けるようにしてもようにしてもよい。この場合、光学シート１０の他方の表面１０ｂでも、入射光の光路を調整することができる。すなわち、一方の表面１０ａ及び他方の表面１０ｂの二段階で光路変更を生じさせることにより、出射光の配光特性を、入射光の配光特性とは大きく異なるものとすることができる。さらに、光学シート１０の一方の表面１０ａに回折構造体としてのナノ構造体２０を設けるとともに、光学シート１０の他方の表面１０ｂに、図９〜図１４を参照しながら説明した反射防止構造体をなすナノ構造体２０，２５を設けるようにしてもよい。この場合、入射光の反射を防止しながら当該入射光の配光特性を調整することができる。
【００４２】
ところで、ここで説明する光学シート１０は、複屈折率の平均値Δｎａｖｅおよび複屈折率の標準偏差σΔｎが、次の条件（ａ）および（ｂ）を満たすようになる。
Δｎａｖｅ≦５０×１０−６       ・・・条件（ａ）
（σΔｎ／Δｎａｖｅ）≦０．１０ ・・・条件（ｂ）
【００４３】
ここで、複屈折率とは、光学シート１０のシート面に沿って延びる方向のうち最も屈折率が大きくなる遅相軸方向での屈折率ｎｓと、光学シート１０のシート面に沿って延びる方向のうち最も屈折率が小さくなる進相軸方向での屈折率ｎｆと、の差（Δｎ＝ｎｓ−ｎｆ）である。
【００４４】
複屈折率は、まずリタデーション値を求め、得られたリタデーション値から算出することができる。ここで、リタデーション値とは、面内の複屈折性の程度、言い換えると、光学シートを通過する際に光の偏光状態に依存して生じる光路差や位相差を表す指標である。具体的には、リタデーション値は、「複屈折率の測定対象となる光学シートの厚み×当該光学シートの複屈折率」の値である。したがって、複屈折率は、測定対象となる光学シートの厚みでリタデーション値を除することにより、算出される。リタデーション値は、例えば、王子計測機器製ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用いて、測定角０°かつ測定波長５４８．２ｎｍに設定して、測定された値とすることができる。一方、光学シートの厚みは、株式会社ミツトヨ製のマイクロメーターを用いて測定され得る。
【００４５】
他の方法として、光学シート１０のシート面に沿った各方向の屈折率を実際に測定して、複屈折率を求めることもできる。具体的にはまず、吸収軸が互いに直交するようにして配置された二枚の偏光板、すなわちクロスニコルで配置された二枚の偏光板の間で、光学シート１０を回転させた際の明るさの変化から、光学シート１０の遅相軸方向および進相軸方向を特定する。次に、特定された遅相軸方向および進相軸方向の屈折率を、アッベ屈折率計（アタゴ社製  ＮＡＲ−４Ｔ）によって測定し、測定値から複屈折率を求めることができる。
【００４６】
また、条件（ａ）および条件（ｂ）の充足を判断する際における複屈折率の平均値Δｎａｖｅおよび複屈折率の標準偏差σΔｎは、略矩形形状（略長方形または略正方形）からなる測定対象（光学シート）４０に対し九つの測定箇所にて測定された複屈折率Δｎの平均値または標準偏差を用いる。図６に示すように、サンプル４０の九つの測定箇所は、次のように決定される。まず、平面視において矩形形状からなるサンプルについて、一方の一対の対向する縁部４４，４２と平行に延び且つ他方の一対の縁部４１，４３を二等分する第１線分４６と、他方の一対の対向する縁部４１，４３と平行に延び且つ一方の一対の縁部４２，４４を二等分する第２線分４７と、を特定する。なお、サンプルの平面視形状が矩形形状から大きくずれている場合には、サンプル４０の平面視での外輪郭に内接する最も大面積となる矩形形状を特定し、当該矩形形状について、上述の第１線分４６及び第２線分４７を特定する。
【００４７】
ここまでの手順により、図６に示すように、特定された二つの二等分線４６，４７により、サンプル４０が面方向において四つの区域に分割され、四つの区域の各中心部を第１〜第４の測定箇所とする。また、第１線分４６および第２線分４７の交点周辺を第５測定箇所とする。さらに、第１線分４６と他方の一対の縁部４１，４３の各々との交点周辺を第６測定箇所、第７測定箇所とする。さらに、第２線分４７と一方の一対の縁部４４，４３の各々との交点を第８測定箇所、第９測定箇所とする。
【００４８】
複屈折率が大きくなって条件（ａ）が満たされない場合、入射光の偏光状態に応じて、当該入射光が、予定していなかった不要な光学作用を受けることになる。この結果、光学シート１０がもはや期待された光学機能を発揮し得なくなる、或いは、当該不要な光学作用が欠陥等を引き起こしてしまう。また、複屈折率が面内でばらついて条件（ｂ）が満たされない場合、当該予定していなかった不要な光学作用を受ける程度が、面内においてばらつき、上記の不具合が目立ちやすくなってしまう。とりわけ、光学シート１０は、ナノ構造体２０，２５による繊細で緻密な光学機能を期待されており、複屈折率の大きさや複屈折率のバラツキの影響を非常に受けやすい。
【００４９】
例えば、回折構造体として形成されたナノ構造体２０，２５を含む光学シート１０は、入射光に対して所定パターンで所定量の位相変調量を生じさせる。この光学シート１０の複屈折率が大きい又は面内でばらついている場合、光学シート１０から出射する光に生じる位相変調は、パターン及び量において、回折構造体に期待された位相変調と異なるようになる。したがって、光学シート１０は、その本来の目的である所望の回折現象を引き起こすことができなくなる。
【００５０】
また、今般使用されている多くの機器、とりわけ光学機器には、偏光板が組み込まれている。偏光板から出射する偏光した光が、複屈折率が大きい又は複屈折率が面内でばらついている光学シート１０へ入射すると、光学シート１０上に虹模様のような干渉色が生じてしまう。光学シート１０に干渉色が視認されるようになると、多くの場合、光学シート１０が組み込まれた機器の品位を大きく低下させてしまうことになる。典型的には、偏光板を含んだ液晶表示装置の表示面に、複屈折率が大きい又は複屈折率が面内でばらついている光学シートを積層した場合、表示画質を著しく劣化させることになり、表示装置の品位を大幅に下げることになる。
【００５１】
一方、上述した条件（ａ）及び条件（ｂ）が満たされる場合、以上の不具合が生じず、ナノ構造体２０，２５が反射防止機能を有効に発揮することができる。
【００５２】
次に、光学シート１０の製造方法について説明する。以下の説明において、光学シート１０は、押し出し成型装置５０を用いた溶融押し出し成型法により、熱可塑性樹脂から形成される。
【００５３】
押し出し成型装置５０は、熱可塑性樹脂をシート状に押し出す押し出し機５５と、押し出し機５５からの押し出し材４９を、誘導するロール群６１，６２，６３，６４，６６，６７と、押し出し材４９を成型する際の型として機能する賦型シート７４を供給する賦型シート供給機構７０と、を含んでいる。押し出し機５５は、原料となるペレット状の熱可塑性樹脂を加熱し、シート状の押し出し材４９をダイ５６から押し出す。押し出し材４９は、第１主ロール６１及び第２主ロール６２の間に進み、その後、第２主ロール６２及び第３主ロール６３の間と第３主ロール６３及び第４主ロール６４の間とを通過するようにして、第２主ロール６２、第３主ロール６３及び第４主ロール６４の外周面に支持されて移動する。その後、押し出し材４９は、第１案内ロール６６及び第２案内ロール６７の間を通過する。
【００５４】
一方、賦型シート供給機構７０は、長尺の賦型シート７４を巻き取った状態で保持する供給ロール７１と、供給ロール７１から繰り出される賦型シート７４を巻き取り回収する回収ロール７２と、を有している。賦型シート７４は、供給ロール７１から繰り出されると、第１主ロール６１と第２主ロール６２との間に進む。次に、賦型シート７４は、第２主ロール６２及び第３主ロール６３の間と第３主ロール６３及び第４主ロール６４の間とを通過するようにして、第２主ロール６２、第３主ロール６３及び第４主ロール６４の外周面に支持されて移動する。その後、賦型シート７４は、第１案内ロール６６及び第２案内ロール６７の間を通過して、回収ロール７２に巻き取られて回収される。
【００５５】
図７に示すように、押し出し成型装置５０から押し出された高温の押し出し材４９は、第１主ロール６１及び第２主ロール６２の間を賦型シート７４に接触して通過し、その後、第１案内ロール６６及び第２案内ロール６７の間を通過するまで賦型シート７４と接触した状態で同期して移動する。押し出し材４９と賦型シート７４とが重ね合わされて移動する間、とりわけ、第２主ロール６２、第３主ロール６３及び第４主ロール６４の外周面に支持されて移動している間、押し出し材４９と賦型シート７４は互いに向けて押圧された状態となっている。そして、賦型シート７４は、押し出し材４９に形状を転写するための型として機能し、押し出し材４９と対面する側の面に、押し出し材４９に転写すべき凹凸に対応した凹凸が形成されている。この結果、ナノ構造体２０をなす凹凸パターンが押し出し材４９に賦型され、光学シート１０が作製される。
【００５６】
ここで、賦型シート７４は、少なくとも押し出し材４９と接触するようになる面を樹脂によって作製されている。例えば、賦型シート７４は、樹脂製の基材上に電離放射線硬化型樹脂を賦型することによって、予め準備される。基材上に電離放射線硬化型樹脂を賦型することによれば、賦型シート７４に所望の形状を精度良く付与することができる。
【００５７】
すなわち、以上の光学シート１０の製造方法では、比較的に熱容量が小さく且つ比較的に熱伝導性に劣る樹脂によって、押し出し材４９を成型するための型面が形成されている。このため、押し出し成型装置５０から押し出された高温の押し出し材４９の熱が、賦型シート７４に接触することによって、押し出し材４９から賦型シート７４に急速に奪われてしまうことはない。この結果、高温の押し出し材４９が、賦型シート７４の表面に形成された凹凸に精度よく追従して変形することができる。
【００５８】
また、主ロール６１，６２から案内ロール６６，６７を通過するまでの間の長期間に亘って、押し出し材４９が賦型シート７４と接触し続ける。このため、押し出し材４９が案内ロール６６，６７へ到達する際には、押し出し材４９の温度は、賦型シート７４からの離型に適した温度にまで十分に低下することができる。この結果、押し出し材４９は賦型シート７４から円滑に離型することができる。さらに、賦型シート７４から離れたとき、押し出し材４９の温度が既に十分低下しているので、押し出し材４９に賦型された形状が、賦型シート７４から離れた後に平坦化してしまうことが効果的に抑制される。
【００５９】
これらのことから、押し出し材４９に対して、単位要素２１の緻密パターンを有したナノ構造体２０，２５を、高精度に成型することが可能となる。本件発明者らが実験したところ、上述した式（１）または式（２）、さらには式（１）および式（２）の両方を満たす、高アスペクト比（ｈ／ｐ）且つ微細な単位要素２１を配列してなるナノ構造体２０，２５を賦型することができた。とりわけ、式（１）および式（２）の両方を満たすようにして、厚みｔが０．２５０ｍｍ以上５ｍｍ以下となる光学シート１０を作製することもできた。
０．５  ≦  ｈ／ｐ  ≦  ３  ・・・式（１）
０．６  ≦  ｈ／ｐ＋０．４７ｔ  ≦  ５．５       ・・・式（２）
【００６０】
加えて、賦型シート７４を用いた場合には、以上のように成型精度（転写精度、賦型精度）が向上するため、主ロール６１〜６４から押し出し材４９および賦型シート７４へ向けた加圧力を、著しく高める必要は無い。この点から、押し出し材４９に強い剪断力が加えられることを回避することができ、上述した条件（ａ）および条件（ｂ）が満たされるようになる。すなわち、得られた光学シート１０の複屈折率を、低い値にて、光学シート１０のシート面に沿った面内で安定させることができる。
【００６１】
また、主ロール６１〜６４からの加圧力を低下させることにより、賦型シート７４の損傷を緩和することができ、賦型シート７４を繰り返し利用することが可能となる。これにより、光学シート１０の製造原価を直接的に低下させることができる。
【００６２】
以上のようにして、比較的に安価な溶融押し出し成型法によって、高精細な凹凸パターンを有したナノ構造体２０，２５を含む光学シート１０を製造することができる。
【００６３】
なお、図９及び図１０に示されたナノ構造体２０を有した光学シート１０、図１１及び図１２に示されたナノ構造体２０を有した光学シート１０、並びに、図１３及び図１４に示されたナノ構造体２０を有した光学シート１０は、図７の押し出し成型装置５０を用いて上述の溶融押し出し成型法によって、アクリル樹脂からなる単層押し出し材として、実際に作製したものである。この際、図１３及び図１４に示されたナノ構造体２０を有した光学シート１０は、図１１及び図１２に示されたナノ構造体２０を有した光学シート１０を賦型シートとして用いた。すなわち、図１３及び図１４に示された光学シート１０を作製するための賦型シート７４は、押し出し材であった。図１１〜図１４の写真を比較することにより、極めて高い成型精度（賦型精度、転写精度）で成型が行われていることを視覚的に確認することができる。
【００６４】
なお、図７に示された製造方法によれば、図１に示された熱可塑性樹脂の単層からなる光学シート１０が得られる。このような製造方法によれば、基材上に電離放射線硬化型樹脂を賦型することによって得られる光学シートと比較して、厚みの厚い、例えば２５０μｍを超える厚み光学シート１０を単層で作製することができる。このように厚みを２５０μｍ程度まで厚くすると、ナノ構造体２０を支持するための支持体を不要とすることができ、ナノ構造体内に反射や屈折等の光学作用を誘発する界面が形成されることを防止することができる。
【００６５】
また、押し出し成型装置５０において、第２主ロール６２の外周面に凹凸を形成しておくことにより、図１及び図２に点線で示すように、当該凹凸に対応する構造体２９を光学シート１０の他方の表面１０ｂに形成することができる。
【００６６】
さらに、押し出し成型装置５０の押し出し機５５が共押し出しを行うことにより、製造される光学シート１０が、ナノ構造体２０を含む第１層１１と、第１層１１に隣接する第２層１２と、を含むようにすることができる。共押し出しによれば、第１層１１及び第２層１２が、異なる材料を含むようになる。例えば、図２に示すように、ナノ構造体２０を含む第１層１１をアクリル樹脂で作製することによって、微細構造を有したナノ構造体２０に優れた耐擦傷性を付与することができ、同時に、第２層１２をポリカーボネイト樹脂で作製することによって、光学シート１０に柔軟性を付与することができる。
【００６７】
共押し出しで光学シート１０を作製する場合、第１層１１及び第２層１２のうちの少なくとも一方が、熱可塑性樹脂からなる母材と、母材中に分散した拡散成分と、を有するようにしてもよい。この際、第１層１１および第２層１２のうちの一方の母材をなす熱可塑性樹脂と、第１層１１および第２層１２のうちの他方をなす母材の熱可塑性樹脂が同一の屈折率を有するようにしてもよい。例えば、第１層１１の材料および第２層１２の材料が、拡散成分の有無の点のみにおいて、異なるようにしてもよい。このような例によれば、第１層１１および第２層１２の間に、透過光に光学作用を及ぼし得る光学界面が、実質的に存在しないことになる。
【００６８】
またさらに、共押し出しで光学シート１０を作製する場合、各層１１，１２を、厚みの厚い、例えば２５０μｍを超える層として作製することができる。
【００６９】
加えて、図８に示すように、押し出し成型装置５０に、第２賦型シート供給機構７５をさらに設けるようにしてもよい。第２賦型シート供給機構７５は、賦型シート供給機構７０と同様に、長尺の第２賦型シート７９を巻き取った状態で保持する第２供給ロール７６と、第２供給ロール７６から繰り出される第２賦型シート７９を巻き取り回収する第２回収ロール７７と、を有している。第２賦型シート７９は、第２供給ロール７６から繰り出されると、第１主ロール６１と第２主ロール６２との間に進む。次に、賦型シート７４は、第２主ロール６２及び第３主ロール６３の間と第３主ロール６３及び第４主ロール６４の間とを通過するようにして、第２主ロール６２、第３主ロール６３及び第４主ロール６４の外周面に支持されて移動する。その後、第２賦型シート７９は、第１案内ロール６６及び第２案内ロール６７の間を通過して、第２回収ロール７７に巻き取られて回収される。
【００７０】
第２賦型シート７９は、第１主ロール６１と第２主ロール６２との間から第１案内ロール６６と第２案内ロール６７との間を通過するまで、賦型シート７４とは逆側から押し出し材４９に接触する。この結果、図３に示すように、光学シート１０は、賦型シート７４によって賦型された一方の表面１０ａのナノ構造体２０と、第２賦型シート７９によって賦型された他方の表面１０ｂの第２ナノ構造体２５と、を有するようになる。
【００７１】
なお、第２回収ロール７７に回収された第２賦型シート７９は、賦型シート７４と同様に、再利用され得る。また、図８に示された押し出し成型装置５０にて、押し出し機５５が共押し出しを行うことにより、図４に示された光学シート１０のように、一方の表面１０ａに形成されたナノ構造体２０と、他方の表面１０ｂに形成された第２ナノ構造体２５とを、異なる材料を含む層１１，１２として形成することができる。
【００７２】
ところで、光学シート１０が上述した条件（ａ）および条件（ｂ）を満たすようになるのは、光学シート１０が上述した溶融押し出し成型法により製造されることに起因している。射出成型で作製された光学シートは、作製されるべき光学シートの厚み等に依存して条件（ａ）を安定して満たすことができず、さらに、条件（ｂ）をほぼ満たすことは不可能である。また、電離放射線硬化型樹脂を基材上に賦型する方法で作製された光学シートも、主として基材に起因して、条件（ａ）および条件（ｂ）が満たされないことが多い。
【００７３】
ここで、表１は、本件発明者らが、溶融押し出し成型法により作製された樹脂フィルム（サンプル１，２）と、射出成型により作製された樹脂フィルム（サンプル３，４）とに対して、複屈折率の平均値Δｎａｖｅおよび複屈折率の標準偏差σΔｎを調査した結果の一例を示している。複屈折率の平均値Δｎａｖｅおよび複屈折率の標準偏差σΔｎを正確に測定するため、サンプル１〜４は、ナノ構造体を含まない単なる板状材とし、その平面視のおける形状は、１０ｃｍ×１０ｃｍの正方形形状とした。サンプル１及びサンプル２は、アクリル樹脂の押し出し材とした。サンプル１は、溶融押し出し時の線圧（上述した第１主ロール６１および第２主ロール６２の間での圧力を押し出し材の幅で除した値）を３０ｋｇ／ｃｍとして作製し、サンプル２は、溶融押し出し時の線圧を９０ｋｇ／ｃｍとして作製した。サンプル３及びサンプル４は、アクリル樹脂の射出成型品とした。
【００７４】
複屈折率は、まず、各サンプルのリタデーション値（Ｒｅ）および厚み（ｔ）を測定し、その後、リタデーション値（Ｒｅ）を厚み（ｔ）で割ることによって求めた。各サンプルに対する複屈折率の測定箇所は、上述した第１〜第９測定箇所とした（図６参照）。リタデーション値（Ｒｅ）の測定は、王子計測機器製ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用いて、測定角０°かつ測定波長５４８．２ｎｍに設定して、行った。一方、厚みの測定は、株式会社ミツトヨ製のマイクロメーターを用いて行った。リタデーション値（Ｒｅ）の測定結果および厚み（ｔ）の測定結果を、複屈折率の値とともに、表１に示す。
【００７５】
サンプル１及びサンプル２は、上述の条件（ａ）及び条件（ｂ）を十分に満たしていた。一方、サンプル３及びサンプル４は、上述の条件（ａ）を満たしたが、条件（ｂ）を満たしていなかった。
【００７６】
また、互いの吸収軸が直交するようにして配置された一対の偏光板、すなわち、クロスニコル配置された一対の偏光板の間に、各サンプルを配置した状態で、一方の偏光板の側から照明しながら他方の偏光板上に、虹模様等の干渉色が観察されるか否かを確認した。サンプル１及びサンプル２については、注意深く観察したが、虹模様等の干渉色の存在が確認されなかった。一方、サンプル３及びサンプル４については、他の測定箇所よりも複屈折率の測定値が相対的に高くなった第６測定箇所に対応する部分に、局所的に模様が確認された。サンプル３及びサンプル４の第６測定箇所は、射出成型時のゲートに最も近い部位であり、確認された模様はゲートから射出される樹脂の流れに沿っていると考えられた。
【００７７】
【表１】
2014071326.tif 000003
【００７８】
以上のように本実施の形態によれば、光学シート１０が、１μｍ未満のピッチで単位要素２１が配列されたナノ構造体２０，２５を、少なくとも一方の面１０ａに、備えており、且つ、複屈折率の平均値Δｎａｖｅおよび複屈折率の標準偏差σΔｎが、次の条件（ａ）および（ｂ）を満たす。
Δｎａｖｅ≦５０×１０−６       ・・・条件（ａ）
（σΔｎ／Δｎａｖｅ）≦０．１０ ・・・条件（ｂ）
このような光学シート１０は、樹脂で形成された型面を有する型（賦型シート）７４，７９を用いた溶融押し出し成型法により、作製され得る。樹脂で形成された型面を有する型７４，７９を用いた溶融押し出し成型法によれば、次の条件（１）または条件（２）を満たす、さらには式（１）および式（２）の両方を満たすアスクペクト（ｈ／ｐ）が高く且つ微小な単位要素２１を緻密に配置してなるナノ構造体２０，２５を、極めて安価に製造することができる。
０．５  ≦  ｈ／ｐ  ≦  ３  ・・・式（１）
０．６  ≦  ｈ／ｐ＋０．４７ｔ  ≦  ５．５       ・・・式（２）
また、熱可塑性樹脂の押し出し材からなる光学シート１０によれば、条件（ａ）及び条件（ｂ）を十分に満たすことができ、入射光の偏光状態に応じて意図しない光学機能が発現されることを効果的に防止することができる。これにより、高精細なナノ構造体２０，２５の構成に対応した極めて優れた光学機能が、阻害されることなく有効に発揮されるようになる。
【００７９】
なお、上述した一実施の形態は、例示であって、様々な変更を加えることが可能である。以下、変形の一例について説明する。以下の説明では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。
【００８０】
例えば、図９〜図１４を参照しながら、反射防止構造体としてのナノ構造体２０を説明したが、図９〜図１４に示されたナノ構造体は、反射防止構造体としての一例に過ぎない。したがって、例えば、図９〜図１４に示されたナノ構造体２０の単位要素２１の形状および寸法等を適宜変更してもよい。
【００８１】
また、ナノ構造体２０，２５は、上述した反射防止機能および回折機能に限られることなく、その他の光学機能を発揮する構造体として構成されてもよい。またさらに、光学シート１０は、上述した条件（ａ）および条件（ｂ）を満たすといった光学性質に起因した光学機能を発揮しながら、当該光学シート１０のナノ構造体２０，２５が、その凸部２１ａや凹部２１ｂの構成に基づき、光学機能以外の種々の機能、例えば、物質を吸着する機能、触媒等の物質を担持する機能、音や衝撃等を吸収緩和する機能、断熱機能等を発現するようにしてもよい。光学シート１０は、条件（ａ）および条件（ｂ）に起因した光学機能を発揮しながら、ナノ構造体２０，２５のこれらの機能に対応した用途にて、例えば、吸着シート、触媒担体、衝撃緩和部材、断熱壁としても用いられ得る。
【符号の説明】
【００８２】
１０   光学シート
１０ａ 一方の表面
１０ｂ 他方の表面
１１   第１層
１２   第２層
１５   シート本体部
２０   ナノ構造体
２１   単位要素
２１ａ 凸部
２１ｂ 凹部
２２ａ 基端部
２２ｂ 先端部
２５   ナノ構造体、第２ナノ構造体
２９   構造体
４０   サンプル
４１，４２，４３，４４      縁部
４６，４７    線分
４９   押し出し材
５０   押し出し成型装置
５５   押し出し機
５６   ダイ
６１，６２，６３，６４      主ロール
６６，６７    案内ロール
７０   賦型シート供給機構
７１   供給ロール
７２   回収ロール
７４   賦型シート
７５   第２賦型シート供給機構
７６   第２供給ロール
７７   第２回収ロール
７９   第２賦型シート
【図１】
2014071326.tif 000004
【図２】
2014071326.tif 000005
【図３】
2014071326.tif 000006
【図４】
2014071326.tif 000007
【図５】
2014071326.tif 000008
【図６】
2014071326.tif 000009
【図７】
2014071326.tif 000010
【図８】
2014071326.tif 000011
【図９】
2014071326.tif 000012
【図１０】
2014071326.tif 000013
【図１１】
2014071326.tif 000014
【図１２】
2014071326.tif 000015
【図１３】
2014071326.tif 000016
【図１４】
2014071326.tif 000017