(57)【要約】  複数の分割レンズ間にわたって、分割レンズ構造の最も高い箇所の高さの５０％〜１２０％の一定の高さのリブ部４０を設けることで、高速でロール成形を行っても、気泡の噛み込みを抑え、樹脂流動を促進することが可能となるため、表面にレンズ形状が形成され、特殊な光学効果を有する光学素子１０を構造の欠陥が少なく、生産性が高く得られる。
2017204309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基材と、
この透明基材上に設けられ、分割レンズ面によって仕切られた複数の分割レンズを具備する分割レンズ構造を有する透明材料からなるレンズ層と、
前記複数の分割レンズ間にわたって形成され、構造高さが一定であり、かつ、前記分割レンズ構造の最も高い箇所の高さの５０％〜１２０％の高さであるリブ部と
を備えている光学素子。
【請求項２】
前記分割レンズ構造は、ブレーズド構造、リニアフレネルレンズ構造、シリンドリカルレンズアレイ構造のいずれかの構造であって前記分割レンズが平行に配置される構造を含み、前記リブ部が、前記分割レンズ面に対して直交する方向に直線状に形成されている請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記分割レンズ構造は、フレネルレンズ構造またはマイクロフレネルレンズアレイ構造の構造であって前記分割レンズが同心円状に配置される構造を含み、前記リブ部が、前記分割レンズの各同心円の中心を通過する直線状に形成されている請求項１に記載の光学素子。
【請求項４】
前記リブ部の幅は、前記同心円の外周側において狭く形成されている請求項３に記載の光学素子。
【請求項５】
透明基材と、
この透明基材上に設けられ、分割レンズ面によって仕切られた複数の分割レンズを具備するレンズ状凹版部を有する透明材料からなるレンズ層と、
前記複数の分割レンズ間にわたって形成され、構造深さが一定であり、かつ、前記レンズ状凹版部の最も低い箇所の高さの５０％〜１２０％の高さである溝部と
を備えている光学素子版構造。
【請求項６】
前記レンズ状凹版部は、ブレーズド構造、リニアフレネルレンズ構造、シリンドリカルレンズアレイ構造のいずれかの構造であって前記分割レンズが平行に配置される構造を含み、前記溝部が、前記分割レンズ面に対して直交する方向に直線状に形成されている請求項５に記載の光学素子版構造。
【請求項７】
前記レンズ状凹版部は、フレネルレンズ構造またはマイクロフレネルレンズアレイ構造の構造であって前記分割レンズが同心円状に配置される構造を含み、前記溝部が、前記分割レンズの各同心円の中心を通過する直線状に形成されている請求項５に記載の光学素子版構造。
【請求項８】
前記溝部の幅は、前記同心円の外周側において狭く形成されている請求項７に記載の光学素子版構造。
【請求項９】
請求項１〜４のいずれか記載の光学素子を備えた印刷物。
【請求項１０】
分割面によって仕切られた複数の分割レンズを有する分割レンズ構造を含んだ光学素子の製造方法であって、
透明の基材フィルムを供給し、
この基材フィルムの前記分割レンズ構造が形成される面に透明樹脂を供給し、
前記複数の分割レンズに対応する版構造を有し、この版構造間にわたって形成され、構造深さが一定であり、かつ、前記版構造の最も低い箇所の深さの５０％〜１２０％の深さである溝部が表面に形成された型ロールに、前記基材フィルムを押しロールにより押圧し、
前記透明樹脂を硬化させ、
前記型ロールから前記基材フィルムを剥離する光学素子の製造方法。
【請求項１１】
前記溝部は、前記透明樹脂の流動方向に対し、その幅が狭くなるように設定されている請求項１０記載の光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子、光学素子版構造、印刷物及び光学素子の製造方法に係り、特に、表面に分割レンズ形状が形成され、特殊な光学効果を有するエンボスフィルム等のフィルム状物に用いることができ、欠陥なく高品質で、かつ、生産性よく製造することが可能なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイや照明等の光学装置向けの用途として、反射防止効果を有するエンボスフィルム、レンチキュラーレンズやフライアイレンズ等の平板状レンズ、光拡散フィルム、輝度向上フィルム、光導波路、プリズムシート等の種々のフィルムが使用されている。このようなフィルムとしては、表面に規則的な凹凸形状が形成されたものが一般的であり、このような規則的な凹凸形状を形成する手法として、各種の製造方法が知られている（例えば、日本国特許公開公報特開平１１−３００７６８号公報及び特開２００１−６２８５３号公報参照。）。【０００３】
例えば、特開平１１−３００７６８号公報には、表面に規則的な凹凸形状が形成されている版胴表面に樹脂を塗布し、連続走行されるフィルムを版胴と圧胴とで挟み、版胴の樹脂をフィルムに接触させた状態で、電離放射線を樹脂に照射して硬化させ、その後フィルムを剥離ロールに巻き掛け、その後、版胴から剥離させる技術が開示されている。【０００４】
また、特開２００１−６２８５３号公報には、連続走行されるフィルムの表面に予め樹脂を塗布しておき、このフィルムを、規則的なレンズ形状が形成されている版胴と圧胴とで挟み、版胴の凹凸形状を樹脂に転写させた状態で、電離放射線を樹脂に照射して硬化させ、その後フィルムを剥離ロールに巻き掛けて版胴から剥離させる技術が開示されている。
【発明の開示】
【０００５】
上記の製造方法では、搬送速度を増加させていくと、フィルム表面の硬化樹脂の膜と版胴との間に空気が巻き込まれ、フィルム表面に気泡による欠陥が発生する虞があり、生産性向上の障害となっていた。特に、日本国特許公開公報特開平１１−３００７６８号公報の方法では、版胴において樹脂が滞留しながら幅方向に押し広げられる滞留部を形成しているが、膜形成を不安定化させる懸念があり、また、高速化するほど、条件設定が難しいという問題点がある。
【０００６】
そこで本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、表面に分割レンズ構造が形成された光学素子について、より欠陥を抑えて高品質で、かつ生産性よく製造するのに好適な光学素子、印刷物、光学素子版構造、印刷物及び光学素子の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明の一態様として、第１の発明は、光学素子は、透明基材と、この透明基材上に設けられ、分割レンズ面によって仕切られた複数の分割レンズを具備する分割レンズ構造を有する透明材料からなるレンズ層と、前記複数の分割レンズ間にわたって形成され、構造高さが一定であり、かつ、前記分割レンズ構造の最も高い箇所の高さの５０％〜１２０％の高さであるリブ部と備えている。
【０００８】
この第１の発明によれば、高速でロール成形を行っても、樹脂流動を促進し、気泡の噛み込みを抑えることが可能となるため、構造の欠陥が少なく、生産性を高めることができる。
【０００９】
本発明の一態様として、第２の発明は、光学素子は、前記分割レンズ構造は、ブレーズド構造、リニアフレネルレンズ構造、シリンドリカルレンズアレイ構造のいずれかの構造であって前記分割レンズが平行に配置される構造を含み、前記リブ部が、前記分割レンズ面に対して直交する方向に直線状に形成されている。
【００１０】
この第２の発明によれば、ブレーズド構造、リニアフレネルレンズ構造、シリンドリカルレンズアレイ構造のいずれかの直線状の分割レンズ構造を含んだ構造において、欠陥が少ない光学素子が提供される。
【００１１】
本発明の一態様として、第３の発明は、光学素子は、前記分割レンズ構造は、フレネルレンズ構造またはマイクロフレネルレンズアレイ構造の構造であって前記分割レンズが同心円状に配置される構造を含み、前記リブ部が、前記分割レンズの各同心円の中心を通過する直線状に形成されている。
【００１２】
この第３の発明によれば、フレネルレンズ構造またはマイクロフレネルレンズアレイ構造とし、リブ部または溝部を、各フレネルレンズ構造の中心を通過する直線状構造とすることで、同心円状分割レンズ構造の欠陥が少ない光学素子が提供される。
【００１３】
本発明の一態様として、第４の発明は、前記リブ部の幅は、前記同心円の外周側において狭く形成されている。
【００１４】
この第４の発明によれば、成形樹脂のリブ部に沿った流動性が低下するため、成形樹脂は分割レンズ構造に回り込み、成形率が向上する。
【００１５】
本発明の一態様として、第５の発明は、光学素子版構造は、透明基材と、この透明基材上に設けられ、分割レンズ面によって仕切られた複数の分割レンズを具備するレンズ状凹版部を有する透明材料からなるレンズ層と、前記複数の分割レンズ間にわたって形成され、構造深さが一定であり、かつ、前記レンズ状凹版部の最も低い箇所の高さの５０％〜１２０％の高さである溝部とを備えている。
【００１６】
この第５の発明によれば、高速でロール成形を行っても、樹脂流動を促進し、気泡の噛み込みを抑えることが可能となるため、構造の欠陥が少なく、生産性を高めることができる。
【００１７】
本発明の一態様として、第６の発明は、光学素子版構造は、前記レンズ状凹版部は、ブレーズド構造、リニアフレネルレンズ構造、シリンドリカルレンズアレイ構造のいずれかの構造であって前記分割レンズが平行に配置される構造を含み、前記溝部が、前記分割レンズ面に対して直交する方向に直線状に形成されている。
【００１８】
この第６の発明によれば、ブレーズド構造、リニアフレネルレンズ構造、シリンドリカルレンズアレイ構造のいずれかの直線状の分割レンズ構造を含んだ構造において、欠陥が少ない光学素子が提供される。
【００１９】
本発明の一態様として、第７の発明は、光学素子版構造は、前記レンズ状凹版部は、フレネルレンズ構造またはマイクロフレネルレンズアレイ構造の構造であって前記分割レンズが同心円状に配置される構造を含み、前記溝部が、前記分割レンズの各同心円の中心を通過する直線状に形成されている。
【００２０】
この第７の本発明によれば、フレネルレンズ構造またはマイクロフレネルレンズアレイ構造とし、リブ部を、各フレネルレンズ構造の中心を通過する直線状構造とすることで、同心円状分割レンズ構造の欠陥が少ない光学素子が提供される。
【００２１】
本発明の一態様として、第８の発明は、前記溝部の幅は、前記同心円の外周側において狭く形成されている。
【００２２】
この第８の発明によれば、成形樹脂の溝部に沿った流動性が低下するため、成形樹脂は分割レンズ構造に回り込み、成形率が向上する。
【００２３】
本発明の一態様として、第９の発明は、印刷物は、上述した光学素子を備えた。
【００２４】
この第７の発明によれば、第１〜４の発明の光学素子を用いることで、光学効果の優れた印刷物がより安価に提供される。
【００２５】
本発明の一態様として、第１０の発明は、光学素子の製造方法は、分割面によって仕切られた複数の分割レンズを有する分割レンズ構造を含んだ光学素子の製造方法であって、透明の基材フィルムを供給し、この基材フィルムの前記分割レンズ構造が形成される面に透明樹脂を供給し、前記複数の分割レンズに対応する版構造を有し、この版構造間にわたって形成され、構造深さが一定であり、かつ、前記版構造の最も低い箇所の深さの５０％〜１２０％の深さである溝部が表面に形成された型ロールに、前記基材フィルムを押しロールにより押圧し、前記樹脂を硬化させ、前記型ロールから前記基材フィルムを剥離する。
【００２６】
この第１０の発明によれば、光学素子の製造方法が提供される。これにより、光学素子のロール成形が可能となる。
【００２７】
本発明の一態様として、第１１の発明は、光学素子の製造方法は、前記溝部は、前記透明樹脂の流動方向に対し、その幅が狭くなるように設定されている。
【００２８】
この第１１の発明によれば、成形樹脂の溝部に沿った流動性が低下するため、成形樹脂は分割レンズ構造に回り込み、成形率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光学素子の要部を示す斜視図である。
【図２】図２は、同光学素子を製造するための製造装置を概略的に示す説明図である。
【図３】図３は、同製造装置に組み込まれた版構造の要部を示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施の形態に係る光学素子の要部を示す斜視図である。
【図５】図５は、同光学素子に対応する版構造を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明の第３の実施の形態に係る光学素子の要部を示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の第４の実施の形態に係る光学素子を示す平面図である。
【図８】図８は、本発明の第５の実施の形態に係る光学素子を示す平面図である。
【図９】図９は、本発明の第６の実施の形態に係る光学素子を示す平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第７の実施の形態に係る光学素子を示す平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第８の実施の形態に係る光学素子を示す平面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第９の実施の形態に係る光学素子を示す平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、全ての図面を通じて、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。【００３１】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る光学素子１０の要部を示す斜視図、図２は光学素子１０を製造するための製造装置１００を概略的に示す説明図、図３は製造装置１００に組み込まれた版構造２００の要部を示す斜視図である。【００３２】
光学素子１０は、透明基材（基材フィルム）１１上に、透明材料からなるレンズ層１２を有する。レンズ層１２には、分割レンズ構造２０とリブ部４０が形成されている。レンズ層１２の材料として紫外線硬化樹脂Ｒが用いられる。分割レンズ構造２０は、複数の分割レンズ３０を備えており、これら分割レンズ３０は、反射面３１と分割レンズ３０を仕切る分割レンズ面３２とを備えている。リブ部４０は、複数の分割レンズ３０にわたって形成されている。リブ部４０は、分割レンズ面３２の面に対し垂直方向に延設されている。ここで透明基材１１の表面、すなわち分割レンズ構造２０の最も低い位置を基準として、垂直方向の向きを高さとする。分割レンズ構造２０の最も高い箇所の高さとリブ部４０の高さが等しく、頂点を共有する形になっている。なお、構造深さとは、分割レンズ構造２０の最も高い位置を基準として透明基材１１側に向けた透明基材１１表面に対して垂直な方向の成分のことをいう。【００３３】
透明基材１１の材料としては種々の樹脂が使用可能であり、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリオレフィン、アクリル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、二軸延伸を行ったポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミドイミド、ポリイミド、芳香族ポリアミド、セルロースアシレート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースダイアセテート等が使用できる。透明基材１１の材料としては、光透過性が高い樹脂からなるフィルム又はシートなどが好適である。また、ガラスなどの無機材料を使用してもよい。【００３４】
透明基材１１は１層構成に限らず、２層以上の構成であってもよい。ただし、紫外線（電離放射線）による硬化を透明基材１１側から行う場合には、照射する紫外線を透過する材質である必要がある。【００３５】
透明基材１１の幅としては、０. １〜１．５ｍが一般的に採用される。透明基材１１の長さとしては、１００〜１０００００ｍが一般的に採用される。透明基材１１の厚さとしては、１２〜２５０μｍのものが一般的に採用される。透明基材１１は、これらの寸法に限定されるものではない。【００３６】
レンズ層１２の材料としては、可視光透過性を有する樹脂を使用することができる。可視光透過性を有する樹脂としては、アクリル、ポリカーボネート、エポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられる。レンズ層１２の厚みとしては、１μｍ以上、１００μｍ以下とすることができる。【００３７】
その中でも、熱可塑性樹脂又は紫外線硬化樹脂Ｒを使用すると、後述する版構造２００を用いた転写により、版構造２００と凹凸が逆転した分割レンズ構造２０を備えたレンズ層１２を容易に作製することができる。本実施例においては、成形後の形状の崩れが少なく、冷却プロセスが不要で生産性が高い紫外線硬化樹脂Ｒを用いた。紫外線硬化樹脂Ｒとしては、例えば、（メタ）アクリロイル基、ビニル基やエポキシ基などの反応性基含有化合物と、紫外線などの電離放射線照射にて該反応性基含有化合物を反応させうるラジカルやカチオン等の活性種を発生する化合物を含有するものが使用できる。【００３８】
特に硬化の速さからは、（メタ）アクリロイル基、ビニル基などの不飽和基を含有する反応性基含有化合物（モノマー）と、光によりラジカルを発生する光ラジカル重合開始剤の組み合わせが好ましい。中でも（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリロイル基含有化合物が好ましい。【００３９】
この（メタ）アクリロイル基含有化合物としては（メタ）アクリロイル基が１個あるいは２個以上含有した化合物を用いることができる。また、上記のアクリロイル基、ビニル基などの不飽和基を含有する反応性基含有化合物（モノマー）は必要に応じて、単独で用いても、複数種を混合して用いても良い。【００４０】
光ラジカル重合開始剤としては、種々の市販品を用いることが可能である。光ラジカル重合開始剤は全組成物中に、０．０１〜１０重量％、特に０．５〜７重量％配合されるのが好ましい。配合量の上限は組成物の硬化特性や硬化物の力学特性及び光学特性、取り扱い等の点からこの範囲が好ましく、配合量の下限は、硬化速度の低下防止の点からこの範囲が好ましい。【００４１】
紫外線硬化樹脂Ｒは必要に応じて各種添加剤として、例えば酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、塗面改良剤、熱重合禁止剤、レベリング剤、界面活性剤、着色剤、保存安定剤、可塑剤、滑剤、溶媒、フィラー、老化防止剤、濡れ性改良剤、離型剤等を必要に応じて配合することができる。【００４２】
次に、製造装置１００を用いて光学素子１０を製造する方法について説明する。図２に示すように製造装置１００は、機構部として、フィルム状の透明基材１１を搬送する搬送機構１１０とを備えている。さらに透明基材１１の流れに沿って配置された樹脂供給部１２０、加熱部１３０、紫外線硬化樹脂転写成形機構１４０、剥離機構１５０を備えている。【００４３】
樹脂供給部１２０は、透明基材１１の上に未硬化の紫外線硬化樹脂Ｒを供給する。加熱部１３０は紫外線硬化樹脂Ｒを加熱し、予備硬化を行う。紫外線硬化樹脂転写成形機構１４０は、型ロール１４１と、透明基材１１を型ロール１４１側に押圧する押圧ロール１４２と、紫外線硬化樹脂Ｒに紫外線を照射して硬化させる紫外線照射部１４３を備えている。紫外線照射部１４３は、水銀ランプ、メタルハライドランプといった放電ランプを用いることができる。また、紫外線照射部１４３は、紫外線領域の発光波長を有するＬＥＤランプ等を用いることができるが、紫外線硬化樹脂Ｒの硬化特性に合わせたものを適宜選択する必要がある。【００４４】
型ロール１４１の形状は、切削、腐食、彫刻、レーザー加工、電子線加工等の方法を用いて作成することが可能である。また、円筒状または平板状のモールドを用いる場合には、これらの方法を用いて作成した原版をさらに転写、電鋳等の方法により複製して使用することも可能である。【００４５】
型ロール１４１の材質は各種金属及び樹脂、ガラス等を用いることが可能である。金属の例としては鉄、クロム、ニッケル、銅、アルミニウムやその合金が挙げられる。また、形状の最表面に数μｍ程度の厚みのメッキ処理を行ってもよい。型ロール１４１に樹脂やガラスを用いる場合、これらは主に円筒状または平板状のモールドが用いられる。【００４６】
型ロール１４１の表面には版構造２００が設けられている。版構造２００は、形状は型ロール１４１に直接設けてもよいし、形状が設けられた円筒状または平板状のモールドを巻き付けて使用してもよい。また、これらのロール型を用いて作製したフィルム自身をフィルム版として使用することも可能である。【００４７】
剥離機構１５０は成形された光学素子１０を型ロール１４１から剥離させる機能を有している。【００４８】
図３に示すように、版構造２００は、上述した光学素子１０を反転させた構造となっている。版構造２００は型ロール１４１側に設けられたベース部２０１と、このベース部２０１に設けられ、分割レンズ３０に対応する複数のレンズ状凹版部２０２とを備えている。また、複数のレンズ状凹版部２０２間にわたって溝部２０３が形成されている。この溝部２０３はリブ部４０に対応するものである。また、溝部２０３が延設される方向は透明基材１１が搬送される方向に一致していることが好ましい。版構造２００の幅は透明基材１１の幅に合わせて搬送方向に沿って０. １〜１．５ｍが一般的に採用されるが、これに限定されるものではない。【００４９】
このように製造された製造装置１００では、搬送機構１１０により透明基材１１を搬送する。樹脂供給部１２０において透明基材１１の上に未硬化の紫外線硬化樹脂Ｒを供給する。紫外線硬化樹脂Ｒは加熱部１３０により予備硬化される。さらに透明基材１１は、紫外線硬化樹脂転写成形機構１４０の型ロール１４１と押圧ロール１４２との間に供給される。この時、紫外線硬化樹脂Ｒには版構造２００が押圧され、ロール成形により形状が転写される。さらに剥離機構１５０により光学素子１０が型ロール１４１から剥離される。【００５０】
このように製造された光学素子１０においては、製造過程において次のような効果がある。すなわち、上述した製造装置１００によれば、リブ部４０を形成するための版構造２００の溝部２０３は、光学素子１０を成形する際、レンズ層１２を構成する材料の流動性を向上させることができる。ロール成形を高速で行った場合、分割レンズ面３２は紫外線硬化樹脂Ｒを堰き止める壁の役割を果たす。このため、版構造２００に溝部２０３が設けられていないと、紫外線硬化樹脂Ｒは分割レンズ面３２を越えて移動しにくく、気泡の混入等の成形不良が発生する。溝部２０３が設けられていると、紫外線硬化樹脂Ｒが容易に移動できるため、成形性が向上し不良の発生が抑えられる。また、何らかの原因で空気が型ロール１４１と透明基材１１との間に入り込んだ場合、溝部２０３を介して空気を外部に逃がすことが可能となる。【００５１】
また、溝部２０３は、分割レンズ構造の途中から始まったり、途中で終わったりすると、紫外線硬化樹脂Ｒの流動性を高める十分な効果が得られない。つまり、分割レンズ構造を分断するような形で、分割レンズ構造の一方の端部から他方の端部まで連続的に設ける必要がある。さらに、安定した流動性を与えるため、溝部２０３は深さが一定であることが好ましい。溝部は２０３、反転構造となる光学素子１０においてはリブ部４０として成形されるため、リブ部４０の高さも一定であることが好ましい。【００５２】
このようにリブ部４０を有する光学素子１０においては、上述したように溝部２０３を有する版構造２００を用いた成形により製造され、欠陥が少なく、生産性を向上させることができる。また、このような光学素子１０を印刷物に貼付する等して用いることで視覚的効果を有する印刷物を安価に製造することができる。【００５３】
なお、光学素子１０が形成された連続フィルムをフィルム版として、押出成形等のプロセスを利用した成形を行うこともできる。この場合、成形された光学素子１０は初期の版と同じ溝部２０３を有するものとなる。さらには、この溝部２０３を有する光学素子１０が形成された連続フィルムをフィルム版として利用することも可能である。【００５４】
次に光学素子１０の他の形状について説明する。図４は本発明の第２の実施の形態に係る光学素子１０Ａの要部を示す斜視図、図５は本発明の第３の実施の形態に係る光学素子１０Ｂの要部を示す斜視図である。【００５５】
リブ部４０の高さは、一定の高さであれば、分割レンズ構造２０の高さの５０％から１２０％の高さとすることが好ましく、８０％から１１０％の高さであることがより好ましい。リブ構造の高さが５０％未満の場合、溝部２０３による流動性向上の効果が大きく減少し、不良の発生が増加する。一方、１２０％を超えると、本来の目的である分割レンズ構造２０の光学性能が低下し、外観上でもリブ部４０の存在が目立ってしまう。リブ部４０の高さが８０％から１１０％の範囲においては、流動性及び外観の問題はほとんど見られず良好である。より成形性を重視する場合は１１０％に近い高さに、より外観を重視する場合は８０％に近い高さに設計することができる。【００５６】
図４はリブ部４０の高さが分割レンズ構造２０の高さよりも高い光学素子１０Ａの要部を示す斜視図、図５はリブ部４０の高さが分割レンズ構造２０の高さよりも低い光学素子１０Ｂの要部を示す斜視図である。光学素子１０Ｂにおいては、リブ部４０上には分割レンズ構造２０が重ね書きされ、本来あるべき分割レンズ構造２０の高さの方がリブ部４０よりも高い場所には分割レンズ構造２０が存在する。これにより、外観、光学効果ともに分割レンズ構造２０だけの状態により近いものとなる。【００５７】
図６は本発明の第４の実施の形態に係る光学素子１０Ｃの要部を示す斜視図、図７は同光学素子に対応する版構造２００Ａを示す斜視図である。【００５８】
リブ部４０は、図６に示すように、紫外線硬化樹脂Ｒの流動性と外観のバランスを考慮して、様々な断面形状をとることができる。なお、この場合、リブ部４０の構造に合わせて図７に示すような版構造２００Ａを例として、プリズム形状、シリンドリカルレンズ形状、矩形形状や、プリズムの頂上を平坦にしたような台形形状を用いることができる。また、リブ部４０の断面積は紫外線硬化樹脂Ｒの流動性によりその最適値が変化するが、分割レンズ構造２０の高さをＱ[μｍ]としたとき、０．２５×Ｑ２〜１．５×Ｑ２[μｍ２]程度が好ましい。断面積がこれより小さいと成形不良を生じないためのレンズ層材料の流動が十分得られず、これより大きいと分割レンズ構造２０の光学効果及び外観に影響を与える虞がある。【００５９】
分割レンズ構造２０がブレーズド構造、リニアフレネルレンズ構造、シリンドリカルレンズアレイ構造といった、直線状分割レンズ構造の場合、リブ部４０を直線状レンズの直交方向、つまり、分割レンズ面に直交する方向に直線状に設けることが好ましい。ただし、透明基材１１表面に対し垂直な分割レンズ面３２が存在しないシリンドリカルレンズアレイ構造に関しては、シリンドリカルレンズ同士の境界線を通り、透明基材１１表面に垂直な面を、便宜上分割レンズ面３２とする。このような配置のときに、外観への影響を抑えた上で、紫外線硬化樹脂Ｒの流動性向上効果が最大限に期待できるからである。また、直線状分割レンズ構造の場合、リブ部４０を間隔をあけて複数設けることもできる。【００６０】
図８は本発明の第５の実施の形態に係る光学素子１０Ｄを示す平面図、図９は本発明の第６の実施の形態に係る光学素子１０Ｅを示す平面図である。【００６１】
分割レンズ構造２０が図８に示すフレネルレンズ構造または図９に示すマイクロフレネルレンズアレイ構造といった、同心円状分割レンズ構造の場合、リブ部４０を同心円状レンズの中心を通過する直線状に設けることが好ましい。これは、リブ部４０が中心を通過しない場合、リブ部４０の影響を受けない同心円の中心部分で欠陥が発生してしまうためである。また、構造を直線状とすることで、外観への影響を抑えた上で、紫外線硬化樹脂の流動性向上効果が最大限に期待できる。【００６２】
なお、分割レンズ構造２０のロール成形を行う場合、分割レンズ面が成形方向と垂直になる角度に配置された場合に、最も成形不良が発生しやすくなる。これは、分割レンズ面が成形方向に垂直のときにレンズ層材料の移動を最も妨げる働きをするためである。従って、同心円状分割レンズ構造ではこの最も成形不良が発生しやすい、成形方向に垂直な分割レンズ面に対してリブ部４０を設けること、言い換えると成形方向と平行方向にリブ部４０を設けることが効果的である。【００６３】
さらに、同心円状分割レンズ構造の場合、リブ部４０を角度を変えて複数設けることもできる。例えば、９０°の角度で２本のリブ部を設けてもよい。また、４５°の角度で４本のリブ部４０を設けることも可能である。【００６４】
図５は、本発明の同心円状分割レンズ構造１２３を有する光学素子５を示す平面図である。この光学素子５では、直交する２本のリブ部を設けている。一方、微小なフレネルレンズが配列されたマイクロフレネルレンズアレイ構造においては、図６のように、各微小なフレネルレンズ毎にそれぞれの同心円状分割レンズ構造の中心を通過する直線状のリブ部を設けることができる。【００６５】
図１０は本発明の第７の実施の形態に係る光学素子１０Ｆを示す平面図である。図１０に示すように、分割レンズ構造２０が直線状でも同心円状でもない不定形の場合、リブ部４０や溝部５０は直線状でなくてもよく、また、必要に応じて間隔を置いて複数設けることもできる。【００６６】
また、単一の光学素子１０において分割レンズ構造２０は複数設けてもよく、各々の分割レンズ構造２０の組み合わせにより絵柄、文字、数字などの画像を表すように配置することも可能である。【００６７】
分割レンズ構造２０の深さは１μｍ〜５０μｍ程度とすることができるが、これに限定されない。ただし、レンズ層１２の膜厚が分割レンズ構造２０の深さに対し不足すると成形時に気泡の噛み込みが発生し、これにより紫外線硬化樹脂Ｒが硬化の阻害を受け成形不良が発生するため、分割レンズ構造２０とレンズ層１２の膜厚は適宜設定する必要がある。この理由から、分割レンズ構造２０の深さは１０μｍ程度までとすることがより好ましい。【００６８】
一方、分割レンズ構造２０のピッチは１μｍ〜１００μｍ程度とすることができるが、これに限定されない。ここで言うピッチとは、分割レンズ面３２の間隔を意味する。また、分割レンズ構造２０の成形性は分割された構造のアスペクト比（深さをピッチで割った値）により影響を受け、アスペクト比が高いほど成形性は低下する。【００６９】
図１１は、本発明の第８の実施の形態に係る光学素子１０Ｇを示す平面図である。光学素子１０Ｇにおいては、リブ部４０の幅を、場所によって変更することも可能である。図１１では、フレネルレンズ状の光学素子１０Ｇに対し、外周付近の成形率を向上するため、外周付近のリブ部４０のリブ幅を狭くしている。リブ幅を狭くすることで、成形樹脂のリブに沿った流動性が低下するため、成形樹脂は分割レンズ構造２０に回り込み、成形率が向上する。成形する方向が予め決定できる場合は、樹脂の流動方向に対し、出口側が細くなるように設計することが効果的である。【００７０】
図１２は、本発明の第９の実施の形態に係る光学素子１０Ｈを示す平面図である。図１２では、不定形構造の光学素子１０Ｈに対し、分割レンズ構造２０の間隔が広い箇所のリブ部４０の幅を広くすることで、光学素子１０Ｈの成形率を向上している。これは、リブ部４０のリブ幅が変化し狭くなる箇所で成形樹脂が分割レンズ構造２０に回り込みやすくなるためである。【００７１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、表面に分割レンズ構造が形成された光学素子について、より欠陥を抑えて高品質で、かつ生産性よく製造するのに好適な光学素子、光学素子版構造、印刷物及び光学素子の製造方法が得られる。
【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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【国際調査報告】
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