(57)【要約】【課題】表面に微細なレンズアレイを構成した光学部品、光学フィルムにおいて、大面積でも光学特性が均一化でき、かつ外観品質の良い光学部材を提供する。【解決手段】任煮の配列を有するレンズアレイからなる単位加工エリア１ｂを設定し、これを縦列に繰り返し配置したレンズアレイパターンとする。単位加工エリア１ｂ内の同一座標（１）にあるレンズを、全ての単位加工エリア１ｂにて加工し、その後他の座標位置のレンズを加工する。これを繰り返して単位加工エリア１ｂ内の全てのレンズを加工して、レンズアレイを有する転写用原型を製造し、これを転写して光学部材を得る。【選択図】図３
2012013748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマイクロレンズが形成されたマイクロアレイ領域を複数個配置したマイクロレンズを備えた光学フィルムであって、
前記マイクロアレイ領域内に形成された前記複数のマイクロレンズの表面形状が互いに異なることを特徴とするマイクロレンズを備えた光学フィルム。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロレンズを備えた光学フィルムにおいて、
マイクロアレイ領域内に形成されたマイクロレンズの表面形状が、前記マイクロアレイ領域に隣接するマイクロアレイ領域内の対応する同一位置に形成されたマイクロレンズの表面形状から、それぞれ、連続的に形状が変化しており、且つ、前記マイクロアレイ領域内に形成された他の場所に形成されたマイクロレンズの表面形状とは互いに不規則に形状が変化していることを特徴とするマイクロレンズを備えた光学フィルム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のマイクロレンズを備えた光学フィルムにおいて、
前記複数のマイクロレンズは、平板状の基材フィルム上に形成されていることを特徴とするマイクロレンズを備えた光学フィルム。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のマイクロレンズを備えた光学フィルムにおいて、
前記複数のマイクロレンズは、ロール状に巻き取り可能な可撓性の基材フィルム上に形成されていることを特徴とするマイクロレンズを備えた光学フィルム。
【請求項５】
複数のマイクロレンズが形成されたマイクロアレイ領域を複数個配置したマイクロレンズを備えた光学フィルムの製造方法であって、
前記複数のマイクロアレイに対応した複数の微細凹凸形状を形成するための単位加工領域を、金型表面に設定する第１のステップと、
複数の単位加工領域の前記単位加工領域内の対応する同一位置に、前記マイクロレンズに対応する微細凹凸形状を、全ての単位加工領域に対して順次形成する第２のステップと、
前記単位加工領域内の、前記第２のステップとは異なる、予め定めた不規則な位置に、前記マイクロレンズに対応する微細凹凸形状を全ての単位加工領域に対して順次形成する第３のステップと、
前記第３のステップを、前記単位加工領域内の前記複数のマイクロレンズに対応する複数の微細凹凸形状の形成が全て終了するまで繰り返して、転写用原型金型を形成する第４のステップと、
前記転写用原型金型を用いて、マイクロレンズを備えた光学フィルムを形成する第５のステップと、を備えていることを特徴とするマイクロレンズを備えた光学フィルムの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のマイクロレンズを備えた光学フィルムの製造方法において、
前記複数の微細凹凸形状が平板金型上に形成され、前記複数のマイクロレンズが平板状の基材フィルム上に形成されることを特徴とするマイクロレンズを備えた光学フィルムの製造方法。
【請求項７】
請求項５に記載のマイクロレンズを備えた光学フィルムの製造方法において、
前記複数の微細凹凸形状が回転可能な円筒状の金型上に形成され、前記複数のマイクロレンズがロール状に巻き取り可能な可撓性の基材フィルム上に形成されることを特徴とするマイクロレンズを備えた光学フィルムの製造方法。
【請求項８】
請求項５に記載のマイクロレンズを備えた光学フィルムの製造方法において、
前記微細凹凸形状は切削工具を用いて加工されることを特徴とするマイクロレンズを備えた光学フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に適用可能なマイクロレンズを備えた光学フィルムとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイはコンピュータの表示部や家電製品の制御パネル表示部のほか、液晶ＴＶ、携帯電話の表示部に用いられ、低消費電力化と軽量化、薄型化が求められている。
【０００３】
液晶ディスプレイは自発光デバイスではないので、外部光源または周囲の外光を利用する必要がある。外部光源としては、液晶パネルの背面に面光源を設置するバックライト方式が代表例である。バックライト方式の場合、光源からの出射光を観察者の正面方向へ出射させることが必要になる。
【０００４】
そのため、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ている。
【０００５】
これらの光学部品は、表面にプリズム形状やドット状の光学素子パターンが形成されており、光学素子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。
【０００６】
ここで、光学素子パターンとして微細な曲面を複数配置してレンズアレイ状の光学部品としたマイクロレンズアレイを用いることで、反射光や透過光の利用効率を向上させ、表示装置の輝度やコントラストを向上させることが可能である。
【０００７】
マイクロレンズアレイは直径１０〜３００μｍ、深さ０．６〜５０μｍのほどの円形状のレンズが集合したものである。マイクロレンズアレイは、光源からの光を集光、拡散、反射用する目的で用いられ、個々のレンズの配置パターンや密度によって、所望の特性を得ることができる。
【０００８】
たとえば、レンズを不規則ピッチで配置して虹色反射を防ぎ白色光を反射させる反射板や、反射型液晶表示装置の反射部材として用いるものがある。また、バックライトに用いられるプラスチック製の導光板の表面にレンズアレイの配置密度を変化させて形成することで、線光源の光を均一な面光源に変換させる機能や、フィルム状のシートにレンズアレイを形成して光拡散フィルムとして機能させる場合もある。
【０００９】
これらは、マイクロレンズを数百万から数千万個配置して形成する。これらマイクロレンズアレイを有する光学部品の性能向上には個々のレンズ面の高精度化と、配置精度の向上が重要課題であり、特にレンズ面の断面形状に光利用効率に優れた楕円弧などの２次曲線とすることで光学部品の性能を向上できる。
【００１０】
マイクロレンズアレイを製造する手段としては、特許文献１に見られるような露光によるエッチングを行うフォトリソグラフィ方式（以下、フォトリソ方式という）にて複数のレンズ面を直接所望の基板上に形成する手法がある。また、レンズアレイを形成した金型を形成し、転写成形により樹脂製の光学部品を得る方法がある。
【００１１】
特許文献２、特許文献３にみられる圧痕方式を用いた転写成形用金型を用いる方法がある。これは押し当て工具である圧子を用い、圧子先端を所望の形状に形成して金型表面に押し当てて圧痕を形成し、複数の圧痕を形成することにより転写成形用の金型を得る。また、特許文献４に見られる切削方式による転写成形用金型のレンズアレイ加工方法がある。
【００１２】
光学部品には、導光板などの板状の部品や、集光、拡散シートなどのフィルム状の部品がある。液晶ディスプレイなどの大量生産品においては、金型を用いた転写成形により光学部品を得る方法がほとんどであり、板状の部品では平板状の金型を製作して射出成形や押し当てによる熱転写により成形品を得る。また、フィルム状の部品は、転写原版であるロール金型を製作し、金型より転写成形するのが一般的である。
【００１３】
転写原型である金型表面には、切削加工や圧痕加工により反転形状を形成し、転写成形することによってフィルム上に光学素子パターンが形成される。ここで、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、ロールｔｏロール方式での連続転写成形により製造される。
【００１４】
金型表面に形成される光学素子パターンの表面は光が透過する際の損失を低減するため表面粗さとしてサブミクロンオーダーが必要である。このため金型の加工では、切削工具や圧痕工具に単結晶のダイヤモンドを用いる場合がほとんどで、切削方式では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。また圧痕加工ではダイヤモンド圧子を用いた転写成形が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平６−１９４５０２号公報
【特許文献２】特開平９−３２７８６０号公報
【特許文献３】特開平１１−４２６４９号公報
【特許文献４】特開２００３−１２１６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
フォトリソ法にてマイクロレンズアレイを形成する場合、化学反応にて処理を進めるためレンズ面の形状制御が困難という課題がある。とくに、レンズが相互に重なり合うような密度で、不規則ピッチにてレンズ面の配置を行う場合においては、隣接するレンズ面の面積が異なるため深さ方向制御などに問題があり、１つ１つのレンズ面の形状精度が低下する。また、ロール金型へのレンズ面形成は困難である。
【００１７】
また、圧痕加工方式においては球面状のレンズ面に対応した凹曲面形状を得る場合には球面状の工具を入手する必要がある。工具は通常ダイヤモンド圧子が用いられるが、ダイヤモンドは結晶方位によって硬度の差が大きいため、先端形状を球面に仕上げることが難しく、形状精度が低下する。特に非球面形状を所望の場合には形状輪郭を得ることに困難を極める。また圧痕加工方式では金型材料の塑性流動により不規則ピッチの粗密加工では形状精度が低下する課題がある。
【００１８】
ここで、特許文献４に見られる切削方式においては形状精度に優れるレンズ面の断面形状と良好な光学特性を有するレンズアレイを得られている。しかし、生産効率を高めるため、ロール型や平板型を大面積とした場合、工具の摩耗によって、加工初期と後期において、光学特性が変化してしまうことや、複数の工具を交換した場合には、交換した部分で微小な外観変化が生じ、製品適用が難しい状況が生じていた。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明のマイクロレンズを備えた光学フィルムは、複数のマイクロレンズが形成されたマイクロアレイ領域を複数個配置したマイクロレンズを備えた光学フィルムであって、前記マイクロアレイ領域内に形成された前記複数のマイクロレンズの表面形状が互いに異なることを特徴とする。
【００２０】
本発明のマイクロレンズを備えた光学フィルムは、更に、マイクロアレイ領域内に形成されたマイクロレンズの表面形状が、前記マイクロアレイ領域に隣接するマイクロアレイ領域内の対応する同一位置に形成されたマイクロレンズの表面形状から、それぞれ、連続的に形状が変化しており、且つ、前記マイクロアレイ領域内に形成された他の場所に形成されたマイクロレンズの表面形状とは互いに不規則に形状が変化していることを特徴とする。
【００２１】
本発明のマイクロレンズを備えた光学フィルムは、更に、前記複数のマイクロレンズは、平板状の基材フィルム上に形成されている、あるいは、ロール状に巻き取り可能な可撓性の基材フィルム上に形成されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明のマイクロレンズを備えた光学フィルムの製造方法は、複数のマイクロレンズが形成されたマイクロアレイ領域を複数個配置したマイクロレンズを備えた光学フィルムの製造方法であって、前記複数のマイクロアレイに対応した複数の微細凹凸形状を形成するための単位加工領域を、金型表面に設定する第１のステップと、複数の単位加工領域の前記単位加工領域内の対応する同一位置に、前記マイクロレンズに対応する微細凹凸形状を、全ての単位加工領域に対して順次形成する第２のステップと、前記単位加工領域内の、前記第２のステップとは異なる、予め定めた不規則な位置に、前記マイクロレンズに対応する微細凹凸形状を全ての単位加工領域に対して順次形成する第３のステップと、前記第３のステップを、前記単位加工領域内の前記複数のマイクロレンズに対応する複数の微細凹凸形状の形成が全て終了するまで繰り返して、転写用原型金型を形成する第４のステップと、前記転写用原型金型を用いて、マイクロレンズを備えた光学フィルムを形成する第５のステップと、を備えていることを特徴とする。
【００２３】
本発明のマイクロレンズを備えた光学フィルムの製造方法は、更に、前記複数の微細凹凸形状が平板金型上に形成され、前記複数のマイクロレンズが平板状の基材フィルム上に形成される、あるいは、前記複数の微細凹凸形状が回転可能な円筒状の金型上に形成され、前記複数のマイクロレンズがロール状に巻き取り可能な可撓性の基材フィルム上に形成される、あるいは、前記微細凹凸形状は切削工具を用いて加工されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、レンズアレイを備えた光学フィルムは、微細化したパターンを大面積に加工した際の加工用工具の摩耗の影響を分散し、光学部品の特性を均一化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は本発明の実施例１のマイクロレンズアレイによる微細凹凸パターンを形成した平板金型を示す図である。
【図２】図２は単位加工エリアを縦横に繰り返し配置したレンズアレイパターンの模式図である。
【図３】図３は単位加工エリア内のレンズの加工順序を示した模式図である。
【図４】図４は単位加工エリアを縦横に繰り返し配置したレンズアレイパターンによる微細凹凸パターンの模式図である。
【図５】図５の（ａ）は工具摩耗が小さい状態で加工されたレンズアレイの高さ分布の測定結果を示す図であり、（ｂ）は工具摩耗が大きい状態で加工されたレンズアレイの高さ分布の測定結果を示す図であり、（ｃ）は工具摩耗が小さい状態と大きい状態で加工されたレンズの断面形状とその差分を示す図である。
【図６】図６は本発明の実施例２のマイクロレンズアレイによる微細凹凸パターンを形成したロール金型を示す図である。
【図７】図７の（ａ）はロール金型表面に単位加工エリアを円周方向にほぼ平行となるように配置した場合のロール金型と単位加工エリアおよび単位加工エリア内のレンズ加工手順を示す模式図であり、（ｂ）はロール金型表面に単位加工エリアを軸方向に対してθ傾斜させて配置した場合のロール金型と単位加工エリアおよび単位加工エリア内のレンズ加工手順を示す模式図である。
【図８】図８の（ａ）は転写原型にレンズアレイを加工するダイヤモンドバイトを示す図であり、（ｂ）は転写原型にレンズアレイを加工する際の断面模式図を示す図である。
【図９】図９は平板型の転写原型にレンズアレイを加工する際の金型と工具移動軌跡を示す図である。
【図１０】図１０の（ａ）は平板型の転写原型にレンズアレイを加工する際の加工装置の正面図であり、（ｂ）は平板型の転写原型にレンズアレイを加工する際の加工装置の側面図である。
【図１１】図１１は本発明の実施例３のロール金型の転写原型にレンズアレイを加工する際の加工装置の正面図である。
【図１２】図１２はロール金型表面にレンズアレイを加工する際の工具とロール金型部の拡大概略図である。
【図１３】図１３の（ａ）は表面にレンズアレイを加工したロール金型の断面図であり、（ｂ）は表面にレンズアレイを加工したロール金型の正面図である。
【図１４】図１４は光学フィルムの製造装置を概略的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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】
【００２７】
図１はマイクロレンズアレイによる微細凹凸パターン１ａが表面に形成された転写用の平板金型である。微細凹凸パターン１ａは微小レンズの配置集合体であるマイクロレンズアレイにて構成されている。微細凹凸パターン１ａを樹脂材料に転写成形して、光学部材として用いる。
【００２８】
図２の（ａ）は微細凹凸パターン１ａの配置構成を示したものである。微細凹凸パターン１ａは、自身より小さいパターンである単位加工エリア１ｂの集合体となっている。パターン１ｂが行と列方向にそれぞれｍ×ｎ個配置されて、微細凹凸パターン１ａを形成している。
【００２９】
単位加工エリア１ｂは、図２の（ｂ）に示すように、微細なレンズが集合したレンズアレイとなっている。本図では説明をわかりやすくするため、Ｘ−Ｙ方向に整列に配置した１６個のレンズ構成で示している。実際には成形して用いる光学部品の用途に合わせて不規則配置にしたり、個々のレンズが重なるようにレンズの数を増やして密に配置する。
【００３０】
図３の（ａ）は微細凹凸パターン１ａの加工方法を示している。まず微細凹凸パターン１ａを形成する単位加工エリア１ｂにおいて、単位加工エリア１ｂのＹ方向の同一位置にピッチＰの距離で配置されるレンズ（１）を加工する。そしてＸ方向に配置するｍ行分のレンズ（１）を全て加工した後、隣の列のｍ行分のレンズ（１）を加工する。これをｎ列分繰り返すことにより単位加工エリア１ｂの全てのレンズ（１）が加工される。
【００３１】
同様の加工をレンズ（２）〜（１６）まで繰り返すことにより、図３の（ｂ）で示すように単位加工エリア１ｂ内のレンズが全て加工されるとともに、図４に示す単位加工エリア１ｂを繰り返し配置した微細凹凸パターン１ａが形成される。
【００３２】
更に、単位加工エリア１ｂ内のレンズを加工する際の順序として、図２の（ｂ）のレンズ番号で示したようにＸ−Ｙ方向においてレンズの加工順序を不規則に割付することが望ましい。
【００３３】
図２の（ｂ）に示すレンズ（１）から（１６）は数値の小さいほど白く、数値の大きいほど黒に近づくように示している。ここで、「白」とは加工初期のレンズであることを意味し、切削加工具の磨耗が少ない、もしくは無視できる程度の状態でレンズの加工がなされたことを表している。当然のことながら、「黒」とは切削加工具の磨耗が進んだ状態でレンズの加工がなされた場合である。また、切削加工具として、例えばダイヤモンドバイトが用いられる。加工順序を不規則に設定することにより、加工初期のレンズと加工終期のレンズが単位加工エリア１ｂ内で均一に分散させることが目的である。
【００３４】
本発明法の微細凹凸パターン１ａの配置方法と加工順序を適用することで、大面積をパターン加工する際の工具摩耗の影響による光学特性の不均一を抑止し、更に外観品質の向上を図ることができる。
【００３５】
図５は、実際にレンズアレイを加工した際の、加工初期と加工終期のレンズアレイの凹凸形状を測定した結果であり、同一高さ部分を色濃度分布で示したものである。
【００３６】
図５の（ａ）は加工初期の部分を示し、図５の（ｂ）は加工終期の部分を示す。加工初期は工具摩耗がほとんど無いため、高さ色分布においてもほぼ円形状のレンズアレイが形成されているが、図５の（ｂ）の加工終期では工具摩耗が進行してレンズのＹ方向の上下部分に直線状の形状劣化部分ができてしまい、レンズ形状の崩れが発生している。
【００３７】
図５の（ｃ）は、図５の（ａ）、図５の（ｂ）に示すＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面形状を測定した結果であり、Ａ−Ａ断面形状とＢ−Ｂ断面形状との差分を記号Ｄで示した。この例から明らかのように、なだらかな曲面形状であるＡ−Ａ断面に対して、Ｂ−Ｂ断面は中央付近の深さが約０．２μｍ（２０％）程浅くなり、平坦化している。
【００３８】
このように、大面積のレンズアレイパターンを加工する際には工具摩耗の影響を避けることができず、一方の端部から順に加工を進行させていった場合、加工の初期と終期でレンズ形状が変化することで光学部品の性能や外観品質に差異が発生してしまうこととなる。
【００３９】
例えば、図５に示した微細凹凸パターンを金型としてレンズアレイを形成し、それを液晶表示装置のバックライトに用いた場合、図５（ａ）及び（ｂ）で示したマイクロレンズ形状の差異がモアレ現象として視覚的に識別されることになる。従って、モアレ現象を回避するためにはマイクロレンズの形状変化が深さ方向で少なくとも２０％以内に制限することが望ましい。尚、マイクロレンズの形状は一般的な２次元形状である。
【００４０】
上記した視覚的な問題を解決する方法として、パターン加工の途中で工具を交換する方法も考えられるが、交換した部分とその直前部分では微小に形状が異なるため、部分的に光学特性の異なる部分ができてしまう。また、このような部分では光の反射や透過の方向が極わずかに異なることが要因で、境界部分のすじが目視で確認されてしまい、外観品質が特に重要となる光学部品としては使用不可となってしまう懸念がある。
【００４１】
ここで、本発明方式によれば、工具摩耗の影響をパターン内部で均一に分散させることが可能となり、光学性能と外観品質を両立した光学部品を提供することが可能となる。また、加工の途中で工具を交換する場合でも、たとえば図２の（ａ）で示す（１）から（８）のレンズを１本目の工具で、（９）から（１６）のレンズを２本面の工具で加工することにより、工具摩耗による形状変化を少なくし、かつ工具交換による境界部分の発生がないパターン加工が可能となる。
【実施例２】
【００４２】
図６は、本発明の他の実施例を示すもので、ロール金型１０の表面に微細凹凸パターン１０ａを形成したものである。
【００４３】
図７の（ａ）は微細凹凸パターン１０ａにおける単位加工エリア１ｂを用いたパターンの配置方法を示す。ロール金型１０の表面にリング状あるいは１列の螺旋状に単位加工エリア１ｂを配置して微細凹凸パターン１０ａを形成する。
【００４４】
単位加工エリア１ｂ内に配置するレンズアレイを加工する際には、図３で示した手法と同様に、単位加工エリア１ｂの同じ位置にあるレンズを順に加工していき、全ての単位加工エリア１ｂの所定レンズを加工した後、他のレンズを加工する。単位加工エリア１ｂをリング状に配置した場合には、円周方向の１列に配置する単位加工エリア１ｂの所定レンズを加工した後、他の列の単位加工エリア１ｂの所定レンズを加工する。
【００４５】
または、Ｘ方向の１列に配置する単位加工エリア１ｂの所定レンズを加工した後、他のＸ軸方向に配置する列の単位加工エリア１ｂの所定レンズを加工することでも可能である。
【００４６】
これを繰り返すことによって、単位加工エリア１ｂ内に含まれる全てのレンズを加工し微細凹凸パターン１０ａを形成する。
【００４７】
図７の（ｂ）は、単位加工エリアを円周方向に対して角度θだけ傾けて配置した場合を示している。この場合、単位加工エリア１ｂは多重の螺旋配置となる。この場合のレンズの加工方法としては、同一螺旋配置上にある単位加工エリア１ｂ内の同じ位置にあるレンズを加工した後、他の螺旋配置上の単位加工エリア１ｂ内のレンズを順に加工していき、全ての螺旋配置上の単位加工エリア１ｂ内の同一位置のレンズを加工する。
【００４８】
次に、別のレンズ位置で同様な手法を繰り返すことにより、単位加工エリア内のレンズを全て加工し、全体の微細凹凸パターン１０ａが完成する。上記手法を用いることにより、ロール金型のような大面積な微細凹凸パターンにおいても、バイト摩耗の影響をパターン内部で均一に分散させることが可能となり、光学性能と外観品質を両立した光学部品を提供できる。
【００４９】
また、更にバイト摩耗の影響を分散化する目的として、図７の（ａ）に示すリング状に単位加工エリア１ｂを配置した場合や図７の（ｂ）に示す単位加工エリア１ｂを傾斜配置した場合には、所定位置のレンズを加工する際に、加工する列の順序を軸方向あるいは円周方向で不規則に割り付けたり、１レンズごとに加工順序を反転させると良い。
【００５０】
図８の（ａ）は、単位加工エリア１ｂ内に位置するレンズを金型加工する際の具体的な手法を示している。５は金型加工するための工具であるダイヤモンドバイトであり、ダイヤモンドバイト５の先端には単結晶のダイヤモンドチップ５ａが取り付けられ、その刃先の輪郭形状５ｂは、金型加工するレンズ形状の断面と同じ輪郭形状を有している。
【００５１】
ダイヤモンドバイト５と平板金型１とを相対的に移動することにより図８の（ｂ）に示す刃先軌跡６の動作により、レンズ７が形成できる。図９は、平板金型１に前記動作を連続的に３回行い、３つのレンズを加工した状態を示しており、本動作により単位加工エリア１ｂ内のレンズを連続的に加工することが可能である。
【００５２】
図１０は本発明法におけるマイクロレンズアレイを用いた微細凹凸パターンの加工装置の概略を示したものであって、図１０の（ａ）は正面図、図１０の（ｂ）は側面図である。
【００５３】
加工機２０はＣフレーム形のＮＣ制御加工機であり、２３は加工機のフレームであり、フレーム２３にはＸ−Ｙ両方向に直線移動自在に設けられたＸ−Ｙテーブル２１が設けられている。またＸ−Ｙテーブル２１の上には、フレーム２３に取り付けられＺ方向に直線移動自在に設けられたＺ移動テーブル２２がある。
【００５４】
加工機２０のＸ−Ｙテーブル２１とＺ移動テーブル２２の移動はＮＣ制御部２４によって制御される。Ｘ−Ｙテーブル２１上には被加工材である金型１が載置されＸ−Ｙテーブル２１の移動によりＸ−Ｙ方向に移動可能となっている。
【００５５】
Ｚ移動テーブル２２の下部に位置し、金型１の上部に位置する部分には微小切込みヘッド２５が取り付けられており、微小切込みヘッド２５の内部にはピエゾ駆動部２５（ａ）が設けられ、微小切込みヘッド２５の先端に取り付けられた工具５をＺ方向にピエゾ駆動２５（ａ）による変位分だけ直線移動できる。すなわち、工具５はＺ移動テーブル２２と微小切込みヘッド２５の双方の移動によりＺ方向に直線移動可能となる。
【００５６】
本発明方式が対象とする微細凹凸パターンは微小なマイクロレンズより構成されたものである。レンズの寸法の深さはミクロンオーダであり、レンズ加工では工具を数ミクロンから数十ミクロンのＺ方向の移動量で加工できる。但し、レンズの直径が小さいため、加工するレンズの個数は膨大となる。
【００５７】
このため、ピエゾ駆動２５（ａ）を用いることにより、数ミクロンから数十ミクロンオーダで、数百から数ｋＨｚのオーダで工具をＺ軸方向に駆動することが可能となる。本発明法のマイクロレンズアレイによる微細パターンの形成には微小切り込みヘッド２５が特に有効である。
【００５８】
Ｘ−Ｙ加工テーブル２１とフレーム２３にはテーブル位置検出センサ２７が取り付けられており、Ｘ方向に移動するＸ−Ｙテーブル２１がセンサ２７の検出範囲に位置した際に検出信号を発する構成となっている。
【００５９】
微小切込みヘッド２５のピエゾ駆動部２５（ａ）は微小切込みヘッド制御部２６によって移動制御され、微小変位制御部２６はセンサ２７から発する検出信号を取り込んでいる。ピエゾ駆動部２５（ａ）への駆動信号はセンサ２７の検出信号に基づいて発せられ、これによりＸ−Ｙテーブル２１と微小切込みヘッド２５を連動制御する。
【実施例３】
【００６０】
図１１は本発明方式における他の実施例におけるロール金型を加工する加工装置の正面図を示したものである。図示していない加工装置２０のＸ−Ｙテーブル２１の上にロール回転駆動ユニット３０を具備させ、ロール回転駆動ユニット３０は回転駆動用モータ３４、回転支持およびチャック部である金型支持部３２により加工されるロール金型１０を支持する。
【００６１】
ロール回転駆動ユニット３０の制御はＮＣ制御部２４によって行う。ロール回転駆動ユニット３０におけるロール金型１０の加工手順を図１２および図１３を用いて説明する。
【００６２】
図１２は微小切込みヘッド２５とロール金型１０の両者を抜き出して示した図である。ロール金型１０の円筒中心とほぼ同位置に工具５のすくい面５ｂが位置するように加工装置のＸ−Ｙテーブル２１を位置決めする。
【００６３】
この位置でロール金型１０を速度一定条件で回転駆動し、同時に微小切込みヘッド２５により工具５のＺ方向への微小移動を行うことによりロール金型１０にレンズ形状を形成する。ロール回転駆動ユニット３０には回転位置検出を行うためのセンサ２７を具備しており、センサ２７からの信号をもとにロール金型１０の回転位置を検出し、所望の位置に凹凸部を形成することができる。
【００６４】
図１３はロール金型１０にレンズ形状７を形成したロール金型１０の断面図および正面図を示したもので、図１３の（ａ）はロール金型１０の断面図、図１３の（ｂ）は正面図である。
【００６５】
図に示すように、ロール金型１０の回転移動と工具５の相対移動によってレンズ形状７を形成する。加工装置のＸ−Ｙテーブル２１をＸ方向に移動することでロール金型１０の軸方向にレンズ形状７を形成することができる。
【００６６】
以上の実施例では加工装置にＣフレーム式の装置を用いているが、本発明法はこれに限定するものではなく、金型と工具とを相対的に移動可能な構成であればよい。たとえば、ロール金型１０においては、ロール金型１０の回転と工具５の軸方向の移動ができればよいため、旋盤方式の加工装置構成としても良い。また、移動の方向もＸ，Ｙを限定するものではなく加工装置構成上で移動ストロークや金型、駆動ユニットの設置状態により適時選択すればよい。
【００６７】
図１４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１０よりフィルム部材４０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１０、押しロール４２、剥離ロール４３を備える。基材フィルム４０ａに紫線硬化樹脂を塗工、成形、硬化し、フィルム４０を成形する。
【００６８】
基材フィルム４０ａはロール状に巻かれた素材より供給され、またフィルム４０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。
【００６９】
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４０ａへの紫外線効果樹脂の塗工部を構成している。
【００７０】
基材フィルム４０ａ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４０ａ上に未硬化の紫外線硬化樹脂層４０ｂを形成する。ロール金型１０には外周面に紫外線硬化樹脂を成形すべき微細凹凸パターン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１０の外周面と向き合う位置に配置されている。
【００７１】
これにより、押しロール４２は基材フィルム４０ａの搬送方向を変更し、ロール金型１０に巻き付けるとともに、基材フィルム４０ａをロール金型１０に対して押圧し、未硬化の紫外線硬化樹脂層４０ｂを微細凹凸パターン１ａに押し込む。
【００７２】
剥離ロール４３はロール金型１０に巻き付いて搬送されていた基材フィルム４０ａの搬送方向を変更し、ロール金型１０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１０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。
【００７３】
紫外線照射装置４１はロール金型１０に巻き付いている基材フィルム４０ａの裏面側から紫外線を照射する。これにより未硬化の紫外線硬化樹脂層４０ｂは微細凹凸パターン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４０ｃに変化する。
【００７４】
硬化した紫外線硬化樹脂層４０ｃが付着した基材フィルム４０ａは剥離ロール４３まで走行する途中でロール金型１０から剥離する。これにより基材フィルム４０ａ状に紫外線硬化樹脂層４０ｃが形成されたフィルム部材４０を得ることができる。
【符号の説明】
【００７５】
１  平板金型
１ａ  マイクロレンズアレイによる微細凹凸パターン
１ｂ  単位加工エリア
２  単位加工エリア内のマイクロレンズ
３  工具摩耗影響のないマイクロレンズ
４  工具摩耗影響のあるマイクロレンズ
５  ダイヤモンドバイト
５ａ  ダイヤモンドチップ
５ｂ  刃先
５ｃ  シャンク
６  工具軌跡
７  加工されたマイクロレンズ面
１０  ロール金型
１０ａ  ロール金型表面に形成されたマイクロレンズアレイによる微細凹凸パターン
２０  金型加工装置
２１  Ｘ−Ｙテーブル
２２  Ｚ移動テーブル
２３  フレーム
２４  ＮＣ制御部
２５  微小切込みヘッド
２５ａ  ピエゾ駆動部
２６  微小切込みヘッド制御部
２７  テーブル位置検出センサ
３０  ロール回転駆動ユニット
３１  カップリング
３２  金型支持部
３３  ベース
３４  駆動モータ
４０  フィルム
４０ａ  基材フィルム
４０ｂ  硬化前の紫外線硬化樹脂層
４０ｃ  硬化した紫外線硬化樹脂層
４１  紫外線照射装置
４２  押しロール
４３  はく離ロール
４４  塗工用ダイ
４５  支持ロール
【図１】
2012013748.tif 000003
【図２】
2012013748.tif 000004
【図３】
2012013748.tif 000005
【図４】
2012013748.tif 000006
【図５】
2012013748.tif 000007
【図６】
2012013748.tif 000008
【図７】
2012013748.tif 000009
【図８】
2012013748.tif 000010
【図９】
2012013748.tif 000011
【図１０】
2012013748.tif 000012
【図１１】
2012013748.tif 000013
【図１２】
2012013748.tif 000014
【図１３】
2012013748.tif 000015
【図１４】
2012013748.tif 000016