(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝間のピッチが20μm以下の微細な溝部を有するプリズムパターンが表面に形成された、第１の領域および第２の領域を有する、光学フィルム製造用のロール金型であって、
前記第１の領域および前記第２の領域では、前記プリズムパターンの溝部は、前記溝間ピッチの２倍以上のピッチのねじ切り方式によって切削される螺旋軌跡を有する第１の溝を有し、
前記第１の溝とは前記溝間ピッチだけ離間して、前記溝間ピッチの２倍以上のピッチのねじ切り方式によって切削される螺旋軌跡を有する第２の溝を有し、
前記第１の領域と前記第２の領域との間に前記溝間ピッチ以上の平坦部が形成されていることを特徴とする光学フィルム製造用のロール金型。
【請求項２】
溝間のピッチが20μm以下の微細な溝部を有するプリズムパターンが表面に形成された、第１の領域および第２の領域を有する、光学フィルム製造用のロール金型であって、
前記第１の領域および前記第２の領域では、
前記プリズムパターンの溝部は、前記溝間ピッチの２倍以上のピッチにより、リング状の切削軌跡にて円周方向に溝部を切削した第１の複数の溝部と、
前記第１の溝部と前記溝間ピッチ離れた位置に前記溝間ピッチの２倍以上のピッチにより、リング状の切削軌跡にて円周方向に溝部を切削した第２の複数の溝部を有し、
前記第１の領域と前記第２の領域との間に前記溝間ピッチ以上の平坦部が形成されていることを特徴とする光学フィルム製造用のロール金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロール状の金型表面にプリズムパターンを形成する切削加工方法に関するもので、特にプリズムパターンの溝間ピッチが20μｍ以下の微細なプリズムパターンをフィルムの表面に転写して光学フィルムを得るフィルム転写成形用のロール金型の切削加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイのバックライトには、光源からの光を視野方向に反射・拡散させてディスプレイを発光させるためのプラスチック製板状部品あるいはフィルム状の部品が用いられる。これらの光学部品は表面に微細なプリズムパターンが形成されており、プリズムパターンによって光源からの光の反射・透過方向を制御してディスプレイの視野方向に光を導くものである。これらの光学部品は透明なプラスチック部品やフィルムなどの樹脂成形品であり、転写原版である金型を製作し、金型より転写成形して樹脂成形品が製造される。
【０００３】
樹脂成形品には，Ｖ字型の溝部からなるプリズムパターンが形成されている。プリズムパターンは、転写原型である金型表面に切削加工などにより微細なプリズムパターンの反転を形成し、切削した金型を用いて樹脂成形品に転写成形することによって、プリズムパターンが樹脂成形品の表面に形成される。特にフィルム状の光学部品については、生産効率向上のためロール金型を用いて、連続転写成形により製造される。
【０００４】
金型表面に形成されるプリズムパターンは、幅寸法が数ミクロン〜数百ミクロンである。また、光が透過する際の損失を低減するため表面はサブミクロンオーダーの表面粗さが必要である。このため金型の加工では、切削工具にダイヤモンドバイトを用いた超精密切削加工が用いられる。ダイヤモンドバイトの刃先形状として先端がＶ字形をしたダイヤモンドバイトを用いて切削することにより、金型表面に溝形状を形成し、溝形状を繰り返し切削することで所望の面積のプリズムパターンを形成する。ロール金型に上記のような溝部を形成する場合は、ロールを回転させながらダイヤモンドバイトを近接させて金型表面への切込みを行い、溝形状を切削加工する。
【０００５】
ロール金型への溝部の加工方法としては、2種類の方法があり、リング状の溝を切削して、それを連ねてプリズムパターンを形成する方法と、螺旋状のねじ切り軌跡にてプリズムパターンを形成する方法がある。リング状の溝を切削する場合には、切削工具にて所定の深さまで切込んだ後、工具を一度金型より遠ざけた後、溝ピッチ分の工具の横移動を与えて、再び所定の深さまで切込みを実施する。これを繰り返して所望の形状を得る。
【０００６】
螺旋状の溝部を形成する場合には、ロール金型を回転させながら工具をロール金型の軸方向に移動することによって、螺旋状の溝部がロール金型表面に切削される。ロール金型1回転あたりの軸方向の工具移動量を、溝ピッチ分として切削することによりプリズムパターンが形成できる。ロール金型加工では、加工効率の点から主に後者の螺旋軌跡を用いた切削加工が用いられる。ロール状の金型を被加工材として、ロール金型の表面にプリズムパターンを得る加工装置として、「特許文献１」や「特許文献２」に見られるような装置が開示されている。また、螺旋状の溝部を形成する方法として、超硬材質などの部品への雌ネジ部分の加工方法として「特許文献３」に示す加工法が開示されている。これは，ネジを加工するための砥石を複数個同軸上に配置して１条の螺旋軌跡のネジ部の溝を加工する方法である。
【０００７】
また、通常ロール金型のプリズム形成部の材質には、非鉄系の金属材料が用いられる。これは、ダイヤモンドバイトの切削では、鉄系の被削材では摩耗が激しく加工が困難なためである。非鉄系の金属材料を被削材とした例として、円筒状の母材の表面に銅めっき層を形成し、この銅めっき層に溝を切削し、プリズムパターンを形成する方法がある。銅めっきは良好な被削性を示すため、工具摩耗も少なく大面積のロール金型加工が可能である。
【０００８】
反面、銅めっきはさびが発生し易く、そのままで使用すると表面にさびによる染みが発生する。金型に発生した染みの部分は、成形したフィルムにおいても観察されて光学フィルムの外観不良となる。そのため、通常は表面保護用のめっき処理がなされる。保護めっき材質としては無電解Ｎｉ−Ｐめっきや硬質クロムめっきが用意される。このような手法として「特許文献３」や「特許文献４」に示す加工プロセスが開示されている。なお、以上のような技術は「非特許文献１」にも開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特表２００２−５３６７０２号公報
【特許文献２】特開２００４−２２３８３６号公報
【特許文献３】特開平６−２３６２７号公報
【特許文献４】特開平１１−１００６８３号公報
【特許文献５】特開２００３−２１１４５７号
【非特許文献１】最新の超精密加工・成形技術と部品化プロセス技術,P19-26,2001,(株)技術情報協会
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
金型の被削材として，銅めっき材を用い、切削後に保護めっき処理してフィルム成形に用いる場合が多いが、表面保護めっき処理の際に微細な付着物や切削油剤の残存が要因で保護めっき処理時に染み発生などのめっき欠陥が生じる場合がある。特に、プリズムパターンの溝ピッチが微細となった形状や、溝の角度が小さくなった形状では、加工後の付着物の完全除去が難しく、欠陥発生の可能性が高くなる。
【００１１】
この対策としては、錆の発生しない被削材を直接切削して、表面保護処理を不要とする方法がある。被削材としては表面保護めっき材としても用いられる無電解Ｎｉ−Ｐめっきが適しており、加工面積が比較的小さい導光板成形用の平板金型のプリズム加工で用いられている。しかし、無電解Ｎｉ−Ｐめっきは銅めっきと比較して被削性が劣り、硬度が大きい材料であるため、工具摩耗が大きいという問題がある。
【００１２】
切削面積の小さい金型ならば，工具摩耗も小さく、切削可能であるが、フィルム成形用のロール金型では直径がφ100mm以上、長さも400mm以上必要であるため、切削面積が大きくなり工具摩耗が大きくなる。また、プリズムパターンの溝角度が小さくなるほど工具刃先の角度も小さくなり、工具摩耗が増加する。また、プリズムパターンの溝ピッチが微細化すると、ロール金型のプリズムパターンに含まれる溝本数が増大するため、切削距離が増加し工具摩耗が大きくなる。工具摩耗が大きく発生すると、溝加工部の形状がくずれてプリズムパターンの形状精度が低下し、成形した光学フィルムの性能が低下する。また、摩耗した工具は切れ刃の被削性能が低下するため、溝加工部でバリの発生が大きくなり、形状精度低下の要因になる。
【００１３】
特に本発明が対象とするプリズムパターンの溝ピッチは、20μm以下と微細なため、ロール金型の切削距離は非常に大きくなり、工具摩耗によって溝加工部の形状がくずれ、形状精度が低下する問題がある。また、溝加工部の切削開始側と終了側では、工具摩耗進行により終了側に近づくに従って徐々に溝加工部の形状精度が低下し、金型を転写成形したフィルムにおいて、幅方向に光学特性が低下する問題がある。
また、溝のピッチが微細であることと、溝ピッチはサブミクロンオーダの精度が必要であるため、溝ピッチと同じピッチで複数個の工具を配置することは困難であった。
これらの理由から、微細なプリズムパターンを高精度に形成したロール金型を得ることと、それを用いた光学フィルムの成形が困難となっていた。
【００１４】
本発明は、前記問題点を解決し微細なプリズムパターンからなる溝部を高精度に切削加工することにより得られたロール金型を提供し、その金型を用いて高精度な微細なプリズムパターンを有する光学フィルム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】
【００１５】
上記課題を解決するために本発明では、溝間のピッチが20μm以下の微細な溝部を有するプリズムパターンが表面に形成された、第１の領域および第２の領域を有する、光学フィルム製造用のロール金型を、前記第１の領域および前記第２の領域では、前記プリズムパターンの溝部は、前記溝間ピッチの２倍以上のピッチのねじ切り方式によって切削される螺旋軌跡を有する第１の溝を有し、前記第１の溝とは前記溝間ピッチだけ離間して、前記溝間ピッチの２倍以上のピッチのねじ切り方式によって切削される螺旋軌跡を有する第２の溝を有し、前記第１の領域と前記第２の領域との間に前記溝間ピッチ以上の平坦部が形成されているように構成した。
【００１６】
また、上記課題を解決するために本発明では、溝間のピッチが20μm以下の微細な溝部を有するプリズムパターンが表面に形成された、第１の領域および第２の領域を有する、光学フィルム製造用のロール金型を、前記第１の領域および前記第２の領域では、前記プリズムパターンの溝部は、前記溝間ピッチの２倍以上のピッチにより、リング状の切削軌跡にて円周方向に溝部を切削した第１の複数の溝部と、前記第１の溝部と前記溝間ピッチ離れた位置に前記溝間ピッチの２倍以上のピッチにより、リング状の切削軌跡にて円周方向に溝部を切削した第２の複数の溝部を有し、前記第１の領域と前記第２の領域との間に前記溝間ピッチ以上の平坦部が形成されているように構成した。
【発明の効果】
【００２１】
本手法を用いることで、微細なプリズムパターンの切削加工における工具1本あたりの切削距離を小さくできる。この結果、工具摩耗による影響を小さくでき、プリズムパターンにおいて、形状精度に優れた溝形状を得ることが可能となる。その結果、形状精度の低下が少ないプリズムパターンをロール金型に切削することができ、形状精度の優れたロール金型を得ることができる。また、単位幅のプリズムパターン領域を設定することで、工具摩耗が発生しやすい微細なプリズムパターンをロール金型全面に加工することができるようになり、本ロール金型を用いることで、高精度な溝部からなる微細プリズムパターンをフィルムに転写成形することで、光利用効率に優れた光学フィルムの入手が可能となる。
【００２２】
本発明によれば、２０μｍ以下のような、非常にピッチの小さいプリズムシートを形成することが出来る。このようなピッチの小さいプリズムシートを使用すると、光の屈折効果によってバックライトを正面に集めるのみでなく、プリズムの回折効果によって光を正面に集める効果も発生するので、より明るい画面を形成することが出来る。
【００２３】
また、本発明によれば、プリズムシートの溝形状を非対称に形成することが出来るので、バックライトの光源の位置に対応して、より効率的に光を正面に集めることが出来るので、より明るい画像を形成することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下本発明の実施形態に基づいて、図面を参照して具体的に説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１に、本発明方法が対称とする光学フィルム製造用のロール金型を示す。図1において（ａ）はロール金型の外観図を、（ｂ）は（ａ）における領域Ａの断面図を示している。１はロール金型であり、１ａは金型に形成されたプリズムパターンである。プリズムパターン１ａは、円周方向に多数の溝部から形成されている。プリズムパターン１ａは（ｂ）図に示す如く、ピッチＰ、深さｄからなるＶ字型の溝部１ｂが連続した形状となっている。
【００２６】
ロール金型にプリズムパターン1ａを形成する方法として、切削加工により溝部を形成する方法がある。図２に、従来方法による切削加工の模式図を示す。図２において、２は切削工具として用いるダイヤモンドバイトである。光学フィルムを対象としたロール金型の場合、切削加工面の鏡面性が必要となるため、切削工具には加工精度と鋭い切れ刃形状が得られるダイヤモンドバイトが用いられる。ダイヤモンドバイト２の先端部には、ダイヤモンドチップ２ａが取付けられている。
【００２７】
また、ロール金型の表面には、銅めっきや無電解ニッケル・燐めっきが施され、めっき面をダイヤモンドバイト２により切削することで、溝部を得る。ここで銅めっきは、被削性に優れ、工具摩耗も少ないが、表面が腐食しやすいため、加工後に保護めっきが必要となる。保護めっき処理をすると加工部に保護めっきの厚さ分溝部の形状が変化するため、形状精度に優れた溝部を必要とする際には、無電解ニッケル・燐めっきを用いる。無電解ニッケル・燐めっきは、耐食性にすぐれる反面、銅めっきに比べて硬度が高く工具が磨耗しやすい性質があり、工具摩耗は切削距離に応じて増大する。
【００２８】
従来方法において、ロール金型１への溝加工方法としては、ダイヤモンドバイト２によりＺ方向に溝部１ｂの深さｄに切込みを行い、ロール金型を回転させると同時にＸ軸方向にダイヤモンドバイト２を移動させることにより、１回転あたりの送りピッチがＰである螺旋軌跡３が生成され、ロール金型１の表面に溝部１ｂが形成される。この動作をＸ軸方向に連続して行うことにより、図１に示すプリズムパターン１ａを有するロール金型が切削できる。しかし、ピッチＰが小さくなると、１回転あたりの送り量が細かくなり、ロール金型１のプリズムパターン１ａを切削する際の切削距離が増加する。
【００２９】
例えば、ピッチＰを20μmとした場合、ロール金型の直径がφ150mm、X軸方向の長さを400mmとした場合、螺旋軌跡３での切削距離は150×π×400÷0.02で算出され、約9.5kmとなる。切削距離が大きくなると、先に述べたとおり、ダイヤモンドバイトの切れ刃部分では、工具摩耗が発生する。図3に工具摩耗の形態を示す。
【００３０】
図３（ａ）はダイヤモンドバイト２の全体図であり、（ｂ）図はダイヤモンドチップ２ａをＤ方向から見た図を、（ｃ）図はダイヤモンドチップ２ａをＥ方向から見た図を示す。切削距離が大きくなると（ｂ）、（ｃ）図の斜線で示した箇所に摩耗が発生し、摩耗が過大になると、斜線部分で微小な欠けであるチッピングの発生や、切れ刃先端部の欠損が発生し、切削した溝部において表面粗さが低下し、溝形状の精度低下となる問題があった。予備実験において、溝角度が45°程度の溝加工では切削距離が5km以上となると刃先の工具摩耗により溝形状の崩れが発生することを確認している。つまり、溝角度が４５度のように小さいと、ピッチに対して溝の深さが大きくなるので、刃先にかかる負担が過酷になる。
【００３１】
次に、前記問題を解決するための本発明方式の実施例について述べる。図４は、本発明方式による図１に示すロール金型１のプリズムパターン１ａの形成方法の実施例を示す。図４（ａ）図において、ダイヤモンドバイト２を用い、プリズムパターン１ａの３倍のピッチ（３×Ｐ）を有する螺旋軌跡により、ロール金型１の表面に溝部４ａを切削する。続いて、図４(ｂ)に示すように、溝部４ａに対してダイヤモンドバイト２をＸ軸方向にピッチＰ分だけ移動した位置より、プリズムパターン１ａの３倍のピッチ（３×Ｐ）を有する螺旋軌跡により、ロール金型１の表面に溝部４ｂを切削する。
【００３２】
これにより、ロール金型には、溝部４ａと溝部４ｂが連続した溝部が形成される。続いて、図４（ｃ）で示すように、溝部４ｂに対してダイヤモンドバイト２をＸ軸方向にピッチＰ分だけ移動した位置より、プリズムパターン１ａの３倍のピッチ（３×Ｐ）を有する螺旋軌跡により、ロール金型１の表面に溝部４ｃを切削する。これにより、ロール金型には、溝部４ａと溝部４ｂと溝部４ｃが連続した溝部が形成され、溝部４ｃと溝部４ａが連続することにより、溝ピッチＰにて連続するプリズムパターン１ａが形成される。
【００３３】
本発明方式では、溝部４ａ、４ｂ、４ｃを切削する際の切削距離は、図２で示す従来の切削方式に対して１/３となり、工具摩耗を小さくできる。工具であるダイヤモンドバイト１本にて切削加工する場合、図２の従来手法では、工具が徐々に磨耗するため、幅方向の大きい部分では、摩耗により形状精度が低下した溝形状となるが、本発明方式では、摩耗が小さい状態で、ロール金型１の幅方向全体に溝部４ａを形成し、続いて、溝部４ｂを幅方向全体に、更に溝部４ｃを幅方向全体に形成することで、工具摩耗進行による溝部の形状精度低下の影響を幅方向全体に均一化できる。これにより、成形したフィルムでの光学特性（輝度分布など）がフィルムの幅方向で均一化される効果が得られる。
【００３４】
図１１はこのようにして形成されたプリズムパンターンを持つロール金型１によって形成されたプリズムシート５０の溝の例である。図１１において、溝４ａは第１回目の切削による溝であり、溝４ｂは第２回目の切削による溝であり、溝４ｃは第３回目の切削による溝である。図１１に示すように、第１回目の切削で形成された溝４ａの両側には第２回目の切削による溝４ｂあるいは第３回目の切削による溝４ｃが存在している。
【００３５】
すなわち、第１回目の切削によって形成された溝４ａの両側にはそれよりも浅い溝４ｂおよび４ｃが存在している。これを言い換えると次のようになる。すなわち、溝ピッチをＰとし、溝の深さをｄとしたとき、溝４ａにおけるｄ／Ｐはその両側の溝のｄ／Ｐよりも大きいことになる。
【００３６】
図１２は切削を２回に分けておこなった場合の、プリズムパンターンを持つロール金型１によって形成されたプリズムシート５０の溝の例である。図１２において、溝４ａは第１回目の切削による溝であり、溝４ｂは第２回目の切削による溝である。図１２に示すように、第１回目の切削で形成された溝４ａの両側には第２回目の切削による溝４ｂが存在している。
【００３７】
すなわち、この場合も、第１回目の切削によって形成された溝４ａの両側にはそれよりも浅い溝４ｂが存在している。したがって、この場合も、溝ピッチをＰとし、溝の深さをｄとしたとき、溝４ａにおけるｄ／Ｐはその両側の溝のｄ／Ｐよりも大きいことになる。
【００３８】
また、溝部４ａ、４ｂ、４ｃを切削する際に工具を交換することで、工具１本当たりの切削距離を低減できるため、工具摩耗による溝部の形状精度の低下が少ない溝を得ることが可能となる。溝部の形状精度の低下を小さくすることで、成形した光学フィルムの光学特性を向上でき、優れた光学フィルムを成形可能なロール金型１を得ることができる。
【００３９】
溝部４ａ、４ｂ、４ｃを切削する際に工具を交換すると、図１１または図１２に示すような、隣り合う溝間で切削バイトの刃先の磨耗による影響でｄ／Ｐが周期的に変化することは無い。しかし、切削バイトの刃先の形状等によるプリズムパターンの溝形状が変化することはある。すなわち、ロール金型に溝を形成する際、切削バイトの刃先が異なると、ロール金型に形成された溝の微視的な傷等が異なる。このような傷はプリズムシート５０に転写される。図１３はこのようにして形成されたロール金型１によって形成されたプリズムシート５０の溝形状の例である。
【００４０】
図１３（ａ）において、プリズムパンターンの溝の側壁に形成された、実線５１あるいは破線５２は傷を表す。第１回目の切削で用いたバイトの刃先による傷を実線で表し、第２回目の切削で用いたバイトの刃先による傷を破線で表す。実線５１あるいは破線５２は、単に傷の種類が異なるというだけで、どちらの傷が大きいというものではない。図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＡ−Ａ断面であり、溝の側壁に形成された傷の例を示す。図１３（ｂ）に示すよに、傷の種類として、例えば、傷の深さｄｄ、傷のピッチｐｐ等形状で表すことが出来る。
【００４１】
傷の深さは例えば、５ｎｍ〜１０ｎｍ程度である。バイトの刃先が異なれば、形成される傷の深さｄｄ、あるいはピッチｐｐが異なることになる。そして、本実施例を用いた場合は、プリズムパンターンの溝の側壁には、同じ種類の傷が周期的に現れることになる。図１３（ａ）の例では、２ピッチ毎に同じ種類の傷が現れることになる。
【００４２】
なお、本実施例の説明では、溝部４ａ，４ｂ、４ｃの切削加工は、Ｚ軸方向に１回の切込みにて切削する方法にて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、１つの溝部をＺ軸方向に複数回の切込みにて切削する場合でも可能である。通常、溝深さが大きい場合には複数回に分けて切込みを実施する。この際は、溝部４ａ，４ｂ、４ｃの順にＺ軸方向に第一の切込みにて切削加工し、続いてＺ軸方向に第２の切込みにて同様の切削を実施し、所望の溝深さｄまでＺ軸方向に切込みを実施することで、目的のプリズムパターン１ａが得られる。
【００４３】
Ｚ軸方向に切込みを複数回実施して切削する場合、Ｚ軸方向に切込みするごとに工具を交換しても良いが、仕上げ工程であるＺ軸方向の最終切込み工程にて、溝部４ａ，４ｂ、４ｃを切削する際に工具交換を実施することにより、使用する工具本数を少なくでき、かつ形状精度の高い溝部を得ることができる。また、本発明は溝部４ａ，４ｂ、４ｃの加工順序を規定するものではなく、切削する際の順序を入れ替えても良い。
【００４４】
ここで、本実施例では、切削する溝部のピッチをプリズムパターンの溝部ピッチＰの３倍としたが、本発明法はこれに限るものではなく、切削距離に応じて、ピッチの倍数を増減することで対応が可能である。例えば、切削距離が少ない場合には、２倍のピッチで加工し、切削距離が多い場合には４倍以上のピッチにて加工する。
【００４５】
図８に本発明方式における、ロール金型１を回転駆動させて切削加工するためのロール金型加工機２０を示す。図８（ａ）は加工機２０をY方向より見た図を示しており、切削工具であるダイヤモンドバイト２は、図示していない加工機のＺ軸に取付けされ、ロール金型１への接近や切込み移動が可能である。ロール金型加工機２０において、２２はロール金型を滑らかに回転させるためのベアリング支持部であり、超精密切削を行うためベアリング支持部２２は空気静圧式や油静圧式のベアリングを用いる。２４はロール金型１を回転駆動するためのモータであり、カップリング２１とベアリング支持部２２を介して回転力をロール金型１に伝達する。ロール金型１の回転と、ダイヤモンドバイト２のＺ軸方向の移動により、ロール金型１に溝部を切削加工する。図８(ｂ)は、ロール金型加工機２０をＸ方向より見た図であり、図７（ａ）においてダイヤモンドバイト２が位置するＸ軸位置でのＦ−Ｆ‘断面を示したものである。
【実施例２】
【００４６】
次に、本発明方式における第２の実施例について説明する。図５は、本発明方式による図１に示すロール金型１のプリズムパターン１ａの形成方法の実施例を示す。図４では、切削工具による切削軌跡は、プリズムパターン１ａのピッチＰの３倍による螺旋軌跡としたが、図５においては、螺旋軌跡ではなくリング状の軌跡で実施する。
【００４７】
図５に示すリング状の軌跡での切削加工では、ロール金型１の回転中にダイヤモンドバイト２のＸ軸方向の移動は実施せず、Ｚ軸方向にのみダイヤモンドバイト２を移動し切込みを行う。目的の切込みが実施された後、ダイヤモンドバイト２をロール金型１より離し、プリズムパターン１ａのピッチＰの３倍の移動量でＸ軸方向にダイヤモンドバイト２の移動を実施した後、再度切込みを実施する。これを繰り返すことにより、リング状の軌跡にて溝部６ａを得る。続いて、プリズムパターン１ａの溝ピッチＰ分だけダイヤモンドバイト２をＸ軸方向に移動し、前記６ａの溝部と同様な手順で溝部６ｂ、６ｃをリング状の軌跡にて切削する。これにより、リング状の溝部で形成されたプリズムパターン１ａを得ることができる。
【００４８】
このようにして形成されたロール金型１によって形成されたプリズムシート５０の溝形状は図１１あるいは図１２のような形状となる。図１１あるいは図１２については、実施例１において説明にしたので、ここでは省略する。
【００４９】
溝部６ａ，６ｂ、６ｃの切削加工に際し、それぞれの溝部を工具交換して切削することにより、工具摩耗による溝形状精度の低下を低減し、形状精度に優れたプリズムパターン１ａを得ることができる。このように、工具を交換する場合であっても、プリズムパンターンの溝に形成される微小な傷等は、工具によって異なるので、異なる種類の傷が、ロール金型に周期的に形成される。したがって、プリズムシート５０の溝には、図１３に示すように、異なる種類の傷が周期的に現れることになる。図１３の説明は実施例１で行ったので、ここでは省略する。
【００５０】
また、切込みを複数回実施する場合も実施例１と同様な手順にて可能である。複数回切込みを実施する場合には、最終切込み工程にて工具交換を実施することで、切削加工に使用する工具の本数を低減することが可能である。
【００５１】
以下本発明方式を用いた具体的な実施例について述べる。直径130mm長さ400mmのロール金型に対し、ピッチ5μm、深さ5.5μm、V溝の角度が45°の寸法仕様である微細プリズムパターンを有するロール金型の切削加工を実施した。ロール金型４の表面にはダイヤモンドバイトによる切削加工に適しためっき材料である無電解ニッケル・燐めっきを１００ミクロン施し、めっき部分をダイヤモンドバイトで切削した。切削工具は溝形状と同じ先端がV字型の単結晶ダイヤモンドバイトである。
【００５２】
まず、図２で示す従来方式による、溝ピッチと同じ螺旋軌跡でロール表面に切削加工を実施した。加工の結果、幅方向が大きくなるに従って外観の変化が見られた。加工部をSEM観察した結果、工具摩耗による溝形状の変形が発生していることがわかった。工具を観察した結果、先端が細くなるように摩耗しており、バイトの先端角度が変化していた。成形した転写フィルムにおいて、光学特性を調べた結果、幅方向が大きくなるに従って目的の輝度分布特性が得られず、プリズムパターンが目的通りできていないことを確認した。
【００５３】
そこで、本発明方式による切削方式により、ロール金型の切削を実施した。切削工具の軌跡は螺旋軌跡である。溝部の螺旋ピッチは溝ピッチの3倍の15μmとした。従って切削に用いた工具の本数は３本である。本発明方式による切削加工の結果、若干の工具摩耗はみられたが、溝形状の形状変化は少なかった。本ロール金型から成形した転写フィルムにおいて光学特性を調べた結果、設計した形状とほぼ等しい輝度分布特性を得た。
【実施例３】
【００５４】
図６は本発明方式において切削したロール金型を示している。図６（ａ）は金型全体図を、（ｂ）図は領域Ｂの断面拡大図を示す。図６のロール金型において、表面にプリズムパターン５ａが複数配置されている。これは、プリズムパターン１ａのピッチが更に微細化した際に、切削距離の増加に伴う工具摩耗増大による溝部の形状精度の低下を抑止する手法を示している。プリズムパターン５ａの切削方法に関しては、前記実施例１，２にまたは実施例３示した手法にて形成する。
【００５５】
形成したプリズムパターン５ａを、目的のロール金型１の加工幅を満たす個数分だけ配置することで、ロール金型１の幅方向全体にプリズムパターン１ａと同じ形状のプリズムパターンを得る。図６の場合（ｂ）図に示したようにプリズムパターン５ａの間に、平坦部５ｂを設けている。図６に示したロール金型1から成形したフィルムの用途としては、プリズムパターン５ａの幅寸法に裁断して使用されるフィルムを想定しており、平坦部５ｂを形成することにより、フィルム成形後の裁断位置の特定を容易にしている。
【００５６】
また、連続したプリズムパターン１ａが必要な場合には、図７に示す形状にすることで対応が可能である。図７において（ａ）図は金型全体図を、（ｂ）図は領域Ｄの断面拡大図を示す。切削加工する際の工具の座標設定により、プリズムパターン５ａの溝部を連続させている。（ｂ）図の断面図に示したとおり、プリズムパターン５ａの両端部の溝部をオーバラップするようにして、境界部５ｃを形成している。なお、（ａ）図において説明の都合上、境界部５ｃの部分を太線で示しているが、実際には、加工機の座標設定の分解能が0.01μｍと高いため、境界部５ｃを目視で判別できない程度に加工することが可能である。
【実施例４】
【００５７】
図９は、本発明方式による切削加工方法により得られたロール金型１よりフィルム部材３０を成形する状態を示している。ロール金型１には切削加工によるプリズムパターン１ａが形成されている。フィルム部材３０には表面に未硬化の樹脂材料が塗布してあり、ロール金型４に対しフィルム部材３０を押し付けるようにしてプリズムパターン１ａを未硬化の樹脂材料が塗布されたフィルム部材３０に転写成形する。
【００５８】
ロール金型１を回転させ、かつフィルム部材３０をロール金型４に押し付けながら矢印方向に移動することでロール金型１のプリズムパターン１ａを、フィルム部材３０に凹凸形成部３０ｄが形成される。また、フィルム部材の表面に紫外線硬化樹脂を塗布し、転写成形のプリズムパターンが転写される部分に紫外線をあてながら成形することで、転写と樹脂の硬化が同時にでき、効率よいフィルムの製造が可能となる。
【実施例５】
【００５９】
図１０は、本発明方式による切削加工方法により得られたロール金型１よりフィルム部材３０を成形するロール転写成形部を示している。塗工用ダイ４４、支持ロール４５、ロール金型１、押しロール４２、剥離ロール４３を備える。本機構部により基材フィルム３０ａに紫線硬化樹脂を塗工、成形、硬化し、フィルム３０を成形する。基材フィルム３０ａはロール状に巻かれた素材より供給され、またフィルム３０は図示していない巻き取り部によってロール状に巻き取られる。
【００６０】
塗工用ダイ４４には、紫外線硬化樹脂が供給され開口部から紫外線硬化樹脂を吐出する。支持ロール４５は外周面が金属であり、塗工用ダイ４４と対面する位置に配置されている。塗工用ダイ４４と支持ロール４５は基材フィルム３０ａへの紫外線効果樹脂の塗工部を構成している。基材フィルム３０ａは塗工用ダイ４４と支持ロール４５との間を通過し、支持ロール４５により搬送される。塗工用ダイ４４は搬送される基材フィルム３０ａ上に未硬化の紫外線硬化樹脂層３０ｂを形成する。
【００６１】
ロール金型１には外周面に紫外線硬化樹脂を成形すべきプリズムパターン１ａが形成されている。押しロール４２は外周面がロール金型１の外周面と向き合う位置に配置されている。これにより、押しロール４２は基材フィルム３０ａの搬送方向を変更し、ロール金型１に巻き付けるとともに、基材フィルム３０ａをロール金型１に対して押圧し、未硬化の紫外線硬化樹脂層３０ｂをプリズムパターン１ａに押し込む。
【００６２】
剥離ロール４３はロール金型１に巻き付いて搬送されていた基材フィルム３０ａの搬送方向を変更し、ロール金型１から剥離する位置に配置されている。また、押しロール４２と剥離ロール４３との間にロール金型１の外周面に対向して紫外線照射装置４１が配置されている。紫外線照射装置４１はロール金型１に巻き付いている基材フィルム３０ａの裏面側から紫外線を照射する。
【００６３】
これにより未硬化の紫外線硬化樹脂層３０ｂはプリズムパターン１ａを充填した状態のまま硬化し、硬化した紫外線硬化樹脂層３０ｃに変化する。硬化した紫外線硬化樹脂層３０ｃが付着した基材フィルム３０ａは剥離ロール４３まで走行する途中でロール金型１から剥離する。これにより基材フィルム３０ａ状に紫外線硬化樹脂層３０ｃが形成されたフィルム部材３０を得ることができる。
【実施例６】
【００６４】
図１４は本発明によって形成されたプリズムシート５０の他の例である。本実施例のプリズムシート５０に形成された溝は対称ではなく、図１４に示すように、片側の側壁角度θ１と他の側の側壁角度θ２を有している。このようなプリズムシートはバックライトからの入射光が指向性を持ってプリズムシートに入射する場合に、画面正面により効果的に光を集光する場合に効果がある。
【００６５】
このようなプリズムシート５０をロール金型１で形成する場合、バイトの刃先は非対称となるが、特に、図１４に示すθ１側において、刃先に加わるストレスは過酷になり、この部分で刃先の磨耗が進行する。したがって、図１４に示すような、非対称な溝を持つプリズムシートを形成するためのロール金型の製作には、本発明は特に効果がある。
【００６６】
図１４に示すような、溝形状を有するプリズムシート５０の場合であっても、本発明を使用した場合は、図１１、図１２、あるいは、図１３に示すような溝形状の特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】プリズムパターンを有するロール金型の斜視図である。
【図２】従来方式によるプリズムパターン切削方式の説明図である。
【図３】ダイヤモンドバイトの外観図と刃先の摩耗部を示した図である。
【図４】本発明方式における螺旋軌跡によるプリズムパターン切削方式の説明図である。
【図５】本発明方式におけるリング状の軌跡によるプリズムパターン切削方式の説明図である。
【図６】複数のプリズムパターンを有するロール金型の斜視図である。
【図７】複数のプリズムパターンが連続したロール金型の斜視図である。
【図８】切削加工装置の外観図である。
【図９】フィルム部材の成形状態を示した斜視図である。
【図１０】フィルム部材の転写成形部を示した図である。
【図１１】プリズムシートの溝部の１例を示す拡大図である。
【図１２】プリズムシートの溝部他の例の拡大図である。
【図１３】プリズムシートの溝部さらに他の例の拡大図である。
【図１４】プリズムシートの他の例である。
【符号の説明】
【００６８】
１…ロール金型、１ａ…プリズムパターン断面、１ｂ…溝部、２…ダイヤモンドバイト、
２ａ…ダイヤモンドチップ、３…溝ピッチＰでの螺旋軌跡、
４ａ…３倍の溝ピッチによる第一の螺旋軌跡、４ｂ…３倍の溝ピッチによる第二の螺旋軌跡、４ｃ…３倍の溝ピッチによる第三の螺旋軌跡、５ａ…単位幅のプリズムパターン、５ｂ…単位幅のプリズムパターン間の平坦部、５ｃ…単位幅のプリズムパターン間の境界部、６ａ…３倍の溝ピッチによる第一のリング状の切削軌跡、６ｂ…３倍の溝ピッチによる第二のリング状の切削軌跡、６ｃ…３倍の溝ピッチによる第三のリング状の切削軌跡、２０…ロール金型加工機、
２１…カップリング、２２…ベアリング支持部、２３…ロール加工機ベース、２４…モータ、３０…フィルム部材、３０ａ…基材フィルム、３０ｂ…未硬化の紫外線硬化樹脂層、３０ｃ…硬化後の紫外線硬化樹脂層、３０ｄ…フィルム上に転写されたプリズムパターン、４１…紫外線照射機構部、４２…押しロール、４３…剥離ロール、４４…塗工用ダイ、４５…支持ロール、５０…プリズムシート、５１…プリズムシートの傷、５２…プリズムシートの傷。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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