JPH07281181A - 面状光学素子の製造方法 - Google Patents
面状光学素子の製造方法Info
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- JPH07281181A JPH07281181A JP6072239A JP7223994A JPH07281181A JP H07281181 A JPH07281181 A JP H07281181A JP 6072239 A JP6072239 A JP 6072239A JP 7223994 A JP7223994 A JP 7223994A JP H07281181 A JPH07281181 A JP H07281181A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】透明な平板基板上に硬化エネルギー線によって
硬化する樹脂組成物によって面状光学素子を製造する方
法であって、基板上に求める光学素子のパターンに対応
した形状の硬化エネルギー線を吸収および/または反射
する遮断層を設けた後、該遮断層上に光線もしくは電子
線によって硬化する可視光に対して透明な樹脂組成物を
塗布または積層し、基板の遮断層が形成された面の反対
面側から硬化エネルギー線を照射する面状光学素子の製
造方法。 【効果】プラスティックフィルムなどの比較的寸法安定
性の悪い基材を用いても、遮光帯とマイクロレンズなど
の光学要素群が完全に位置適合した面状光学素子を、容
易な方法で得ることができる。
硬化する樹脂組成物によって面状光学素子を製造する方
法であって、基板上に求める光学素子のパターンに対応
した形状の硬化エネルギー線を吸収および/または反射
する遮断層を設けた後、該遮断層上に光線もしくは電子
線によって硬化する可視光に対して透明な樹脂組成物を
塗布または積層し、基板の遮断層が形成された面の反対
面側から硬化エネルギー線を照射する面状光学素子の製
造方法。 【効果】プラスティックフィルムなどの比較的寸法安定
性の悪い基材を用いても、遮光帯とマイクロレンズなど
の光学要素群が完全に位置適合した面状光学素子を、容
易な方法で得ることができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロレンズアレ
イ、マイクロプリズムアレイなどの面状光学素子の製造
方法に関する。
イ、マイクロプリズムアレイなどの面状光学素子の製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロレンズ、マイクロプリズムなど
の微小立体を透明基板上に形成した面状光学素子を製造
する方法としては、あらかじめ求める形状が刻印された
雌金型を用意し、基板と金型の間に透明樹脂などを充
填、硬化させる方法が一般的に実用されている。
の微小立体を透明基板上に形成した面状光学素子を製造
する方法としては、あらかじめ求める形状が刻印された
雌金型を用意し、基板と金型の間に透明樹脂などを充
填、硬化させる方法が一般的に実用されている。
【0003】求める立体の大きさが数10μm以下の極
めて微小な立体の場合には、いわゆるポジ型フォトレジ
スト、すなわち感光部分が分解し溶剤に対する溶解性が
向上するタイプの感光性樹脂をパターン露光、現像して
円柱状などの立体形状を得た後、ポジ型ゆえの熱可塑性
を利用して加熱溶融し、溶融時の表面張力を利用して求
めるドーム状立体に成型する方法(例えば、Meas.
Sci.Technol.1,No.8 p.759−
766(1990)に記載の方法など)が用いられる。
めて微小な立体の場合には、いわゆるポジ型フォトレジ
スト、すなわち感光部分が分解し溶剤に対する溶解性が
向上するタイプの感光性樹脂をパターン露光、現像して
円柱状などの立体形状を得た後、ポジ型ゆえの熱可塑性
を利用して加熱溶融し、溶融時の表面張力を利用して求
めるドーム状立体に成型する方法(例えば、Meas.
Sci.Technol.1,No.8 p.759−
766(1990)に記載の方法など)が用いられる。
【0004】また、電子ビームやレーザービームを用い
て部分毎にエッチング強度を変化させて求める立体を得
る方法(例えば、Opt.Lett.6,p.613−
615(1981)に記載の方法など)も提案されてい
る。
て部分毎にエッチング強度を変化させて求める立体を得
る方法(例えば、Opt.Lett.6,p.613−
615(1981)に記載の方法など)も提案されてい
る。
【0005】一方、光線もしくは電子線(以下、硬化エ
ネルギー線という)によって硬化する樹脂組成物によっ
て基板上に投影されたパターン状に該樹脂組成物を選択
的に硬化し、求める平面的パターンが得られることは広
く知られており、ネガ型フォトレジストなどで利用され
ている。
ネルギー線という)によって硬化する樹脂組成物によっ
て基板上に投影されたパターン状に該樹脂組成物を選択
的に硬化し、求める平面的パターンが得られることは広
く知られており、ネガ型フォトレジストなどで利用され
ている。
【0006】背面投射型プロジェクタ用スクリーンなど
では、画像を表示させるためのレンチキュラーレンズス
クリーンに画像コントラストを向上させる目的で、成形
したレンズシートに黒色塗料を印刷することによって黒
色の遮光帯(ブラックストライプ)が組み合わされるこ
とがある。
では、画像を表示させるためのレンチキュラーレンズス
クリーンに画像コントラストを向上させる目的で、成形
したレンズシートに黒色塗料を印刷することによって黒
色の遮光帯(ブラックストライプ)が組み合わされるこ
とがある。
【0007】また、液晶ディスプレイの視野角依存性
(液晶ディスプレイを観察する方向によって表示品位が
変化し、場合によっては表示内容の判読が困難になる現
象)を低減するために、マイクロレンズアレイを液晶デ
ィスプレイ表面に装着することが提案され、特開平6−
27454ではマイクロレンズアレイに遮光帯を組み合
わせた、表示品位の良好な液晶ディスプレイ用光学素子
が提案されている。
(液晶ディスプレイを観察する方向によって表示品位が
変化し、場合によっては表示内容の判読が困難になる現
象)を低減するために、マイクロレンズアレイを液晶デ
ィスプレイ表面に装着することが提案され、特開平6−
27454ではマイクロレンズアレイに遮光帯を組み合
わせた、表示品位の良好な液晶ディスプレイ用光学素子
が提案されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のい
ずれの方法を用いても、遮光帯(ブラックストライプ、
またはブラックマトリクス)が、所定の位置に正確に組
み合わされた数10μm程度の微小な大きさのマイクロ
レンズやマイクロプリズムなどの光学要素(以下、単に
光学要素と言うことがある)の面状配列体(アレイ)を
得ることは非常に困難であった。
ずれの方法を用いても、遮光帯(ブラックストライプ、
またはブラックマトリクス)が、所定の位置に正確に組
み合わされた数10μm程度の微小な大きさのマイクロ
レンズやマイクロプリズムなどの光学要素(以下、単に
光学要素と言うことがある)の面状配列体(アレイ)を
得ることは非常に困難であった。
【0009】すなわち、このような遮光帯は個々のレン
ズあるいはプリズムなどの光学要素と正確な位置関係に
あってはじめてその機能を発揮するものであるが、遮光
帯の形成と光学要素の形成を、それぞれ従来の方法によ
って全く独立した別々の工程で作成した場合、個々の光
学素子が微小であるためそれらの位置合わせは極めて困
難なものであった。
ズあるいはプリズムなどの光学要素と正確な位置関係に
あってはじめてその機能を発揮するものであるが、遮光
帯の形成と光学要素の形成を、それぞれ従来の方法によ
って全く独立した別々の工程で作成した場合、個々の光
学素子が微小であるためそれらの位置合わせは極めて困
難なものであった。
【0010】特に、プラスティックシートまたはプラス
ティックフィルム(以下、単にフィルムと言うことがあ
る)の表面に、これらの面状光学素子を作成しようとし
た場合、フィルムは温度、湿度など環境の変化によって
寸法変化が大きいので、遮光帯とマイクロレンズなどの
光学要素をそれぞれ従来の方法で作成して、それぞれの
位置を正確に合わせることは事実上不可能であった。
ティックフィルム(以下、単にフィルムと言うことがあ
る)の表面に、これらの面状光学素子を作成しようとし
た場合、フィルムは温度、湿度など環境の変化によって
寸法変化が大きいので、遮光帯とマイクロレンズなどの
光学要素をそれぞれ従来の方法で作成して、それぞれの
位置を正確に合わせることは事実上不可能であった。
【0011】よって本発明は、上記の欠点を解消し、極
めて容易な方法で正確に位置合わせされた遮光帯が組み
合わされたマイクロレンズアレイあるいはマイクロプリ
ズムアレイなどの面状光学素子をも作成できる方法を提
供するものである。
めて容易な方法で正確に位置合わせされた遮光帯が組み
合わされたマイクロレンズアレイあるいはマイクロプリ
ズムアレイなどの面状光学素子をも作成できる方法を提
供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するため、透明な平板基板上に硬化エネルギー線によ
って硬化する樹脂組成物によって面状光学素子を製造す
る方法であって、基板上に求める光学素子のパターンに
対応した形状の硬化エネルギー線を吸収および/または
反射(以下、単に遮断ということがある)する遮断層を
設けた後、該遮断層上に光線もしくは電子線によって硬
化する可視光に対して透明な樹脂組成物を塗布または積
層し、基板の遮断層が形成された面の反対面側から硬化
エネルギー線を照射することを特徴とする面状光学素子
の製造方法としたものである。
決するため、透明な平板基板上に硬化エネルギー線によ
って硬化する樹脂組成物によって面状光学素子を製造す
る方法であって、基板上に求める光学素子のパターンに
対応した形状の硬化エネルギー線を吸収および/または
反射(以下、単に遮断ということがある)する遮断層を
設けた後、該遮断層上に光線もしくは電子線によって硬
化する可視光に対して透明な樹脂組成物を塗布または積
層し、基板の遮断層が形成された面の反対面側から硬化
エネルギー線を照射することを特徴とする面状光学素子
の製造方法としたものである。
【0013】本発明に於いて、マイクロレンズアレイや
マイクロプリズムアレイなどの光学要素は、硬化エネル
ギー線によって硬化する樹脂組成物(以下単に、硬化性
樹脂組成物ということがある)の硬化体によって作られ
る。
マイクロプリズムアレイなどの光学要素は、硬化エネル
ギー線によって硬化する樹脂組成物(以下単に、硬化性
樹脂組成物ということがある)の硬化体によって作られ
る。
【0014】すなわち、基板上に塗布または積層された
硬化性樹脂組成物は、該硬化性樹脂組成物が塗布または
積層されるに先だって基板上に形成された、求める光学
素子のパターンに対応した形状の硬化エネルギー線を遮
断する遮断層の硬化エネルギー線の透過強度分布に従っ
て硬化部分が得られる。
硬化性樹脂組成物は、該硬化性樹脂組成物が塗布または
積層されるに先だって基板上に形成された、求める光学
素子のパターンに対応した形状の硬化エネルギー線を遮
断する遮断層の硬化エネルギー線の透過強度分布に従っ
て硬化部分が得られる。
【0015】このため該遮断層を、各光学要素に対応し
た遮光帯として形成しておけば、何ら特殊な操作を必要
とすることなく完全に各光学要素と遮光帯の位置が適合
した面状光学素子を得ることができる点が本発明の最も
重要な点の一つである。
た遮光帯として形成しておけば、何ら特殊な操作を必要
とすることなく完全に各光学要素と遮光帯の位置が適合
した面状光学素子を得ることができる点が本発明の最も
重要な点の一つである。
【0016】本発明に於いて、透明な平板基板とは透明
な平板状の基板のことを言い、ガラス板、プラスティッ
クシート、プラスティックフィルムなどが挙げられ、さ
らにその表面上に、形成される微小立体との接着性、密
着性を向上させるため、プライマーコート処理、プラズ
マ放電処理などのいわゆる易接着化処理が施されている
ことも好ましい。これらのうち、一般的に寸法安定性の
点でガラス板に劣る、透明なプラスティックシートまた
はプラスティックフィルムである場合に本発明の効果が
大きい。
な平板状の基板のことを言い、ガラス板、プラスティッ
クシート、プラスティックフィルムなどが挙げられ、さ
らにその表面上に、形成される微小立体との接着性、密
着性を向上させるため、プライマーコート処理、プラズ
マ放電処理などのいわゆる易接着化処理が施されている
ことも好ましい。これらのうち、一般的に寸法安定性の
点でガラス板に劣る、透明なプラスティックシートまた
はプラスティックフィルムである場合に本発明の効果が
大きい。
【0017】本発明に於いて、マイクロレンズやマイク
ロプリズムなどの光学要素を形成する材料は、可視光に
対して透明な硬化性樹脂組成物である。硬化エネルギー
線としては、樹脂の選択範囲の点と、装置が比較的一般
的に得られる点で紫外線または電子線が好ましく用いら
れる。さらに、該硬化エネルギー線を遮断する遮断層の
形状、材質の選択範囲が広く、かつ容易に得られる点で
紫外線であることが好ましい。
ロプリズムなどの光学要素を形成する材料は、可視光に
対して透明な硬化性樹脂組成物である。硬化エネルギー
線としては、樹脂の選択範囲の点と、装置が比較的一般
的に得られる点で紫外線または電子線が好ましく用いら
れる。さらに、該硬化エネルギー線を遮断する遮断層の
形状、材質の選択範囲が広く、かつ容易に得られる点で
紫外線であることが好ましい。
【0018】ここで硬化性樹脂組成物とは、ラジカルの
発生あるいはイオンの発生によって重合を開始するモノ
マーやプレポリマー(オリゴマー)を主たる成分とする
樹脂組成物であり、紫外線によって硬化させる場合には
紫外線の照射を受けることによってラジカルあるいはイ
オンを発生する光重合開始剤が添加される。
発生あるいはイオンの発生によって重合を開始するモノ
マーやプレポリマー(オリゴマー)を主たる成分とする
樹脂組成物であり、紫外線によって硬化させる場合には
紫外線の照射を受けることによってラジカルあるいはイ
オンを発生する光重合開始剤が添加される。
【0019】該モノマー、プレポリマーとしては、不飽
和ポリエステル型、アクリル型、エン・チオール型など
があるが、硬化速度や硬化物の物性の選択の範囲が広い
ことからアクリル型のモノマー、プレポリマーが好まし
い。
和ポリエステル型、アクリル型、エン・チオール型など
があるが、硬化速度や硬化物の物性の選択の範囲が広い
ことからアクリル型のモノマー、プレポリマーが好まし
い。
【0020】アクリル型のプレポリマーとしては、ポリ
エステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ウ
レタンアクリレート、エポキシアクリレートなどがあ
り、求める特性(基板との密着性、屈折率、硬化体の機
械物性など)から種々選択することが出来る。
エステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ウ
レタンアクリレート、エポキシアクリレートなどがあ
り、求める特性(基板との密着性、屈折率、硬化体の機
械物性など)から種々選択することが出来る。
【0021】また、硬化性樹脂組成物には上記物質だけ
でなく、硬化前、硬化中あるいは硬化後の特性を制御す
るための種々の添加剤が含まれることもある。このよう
な添加剤の例として、紫外線吸収剤を挙げることができ
る。
でなく、硬化前、硬化中あるいは硬化後の特性を制御す
るための種々の添加剤が含まれることもある。このよう
な添加剤の例として、紫外線吸収剤を挙げることができ
る。
【0022】硬化性樹脂組成物に紫外線吸収剤が添加さ
れていると硬化後の耐候性が向上することは広く知られ
るところであるが、硬化エネルギー線として紫外線を用
いる場合には、硬化体、すなわち光学要素の形状を制御
する因子ともなる。
れていると硬化後の耐候性が向上することは広く知られ
るところであるが、硬化エネルギー線として紫外線を用
いる場合には、硬化体、すなわち光学要素の形状を制御
する因子ともなる。
【0023】紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾー
ル系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系、サリチル酸
エステル系のいずれか一つを含むものであることが好ま
しく、さらにはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を主
成分とするものであることが、少量の添加で大きな効果
が得られる点で最も好ましい。
ル系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系、サリチル酸
エステル系のいずれか一つを含むものであることが好ま
しく、さらにはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を主
成分とするものであることが、少量の添加で大きな効果
が得られる点で最も好ましい。
【0024】紫外線吸収剤の添加量は、用いる紫外線硬
化樹脂組成物の特性や求める光学要素の形状、また用い
る硬化エネルギー線照射装置の特性などによって適宜調
整することが出来るが、一般的に好ましい範囲としては
紫外線硬化樹脂組成分100重量部に対して0.2から
10重量部の範囲である。
化樹脂組成物の特性や求める光学要素の形状、また用い
る硬化エネルギー線照射装置の特性などによって適宜調
整することが出来るが、一般的に好ましい範囲としては
紫外線硬化樹脂組成分100重量部に対して0.2から
10重量部の範囲である。
【0025】本発明に於いて、光学要素の形状は硬化性
樹脂組成物の硬化特性のみならず遮断層の形状および光
学特性、硬化エネルギー線の照射条件の組み合わせによ
って制御することができる。よって、基板上に形成され
る遮断層の形状および特性が求める光学要素の特性を決
定する重要な因子である。
樹脂組成物の硬化特性のみならず遮断層の形状および光
学特性、硬化エネルギー線の照射条件の組み合わせによ
って制御することができる。よって、基板上に形成され
る遮断層の形状および特性が求める光学要素の特性を決
定する重要な因子である。
【0026】求める光学要素の形状が、回折格子や光伝
送路などの基板面に対して垂直な面に於ける断面形状が
矩形である場合は、遮断層の形状は平面状で、硬化エネ
ルギー線の透過部分と非透過部分のコントラストがはっ
きりしていれば良い。
送路などの基板面に対して垂直な面に於ける断面形状が
矩形である場合は、遮断層の形状は平面状で、硬化エネ
ルギー線の透過部分と非透過部分のコントラストがはっ
きりしていれば良い。
【0027】しかし、求める光学要素がマイクロレンズ
やマイクロプリズムなどの基板面に対して垂直な面に於
ける断面形状が単純な矩形ではなく三角形、半円、半楕
円などの異形体の場合には、あらかじめ遮断層の形状や
硬化エネルギー線透過率分布を制御しておくことが好ま
しい。
やマイクロプリズムなどの基板面に対して垂直な面に於
ける断面形状が単純な矩形ではなく三角形、半円、半楕
円などの異形体の場合には、あらかじめ遮断層の形状や
硬化エネルギー線透過率分布を制御しておくことが好ま
しい。
【0028】すなわち、遮断層断面形状を平板状ではな
く、遮断層の基板面に垂直な面に於ける断面形状が基板
面側から遮断層上部に向かうに従って幅が細くなる形状
であることが、それぞれの光学要素の配列密度を最大限
にすることができる点で好ましい。
く、遮断層の基板面に垂直な面に於ける断面形状が基板
面側から遮断層上部に向かうに従って幅が細くなる形状
であることが、それぞれの光学要素の配列密度を最大限
にすることができる点で好ましい。
【0029】このような、遮断層の断面形状としては、
三角形、台形、半円形、逆さT字形、任意の曲線に囲ま
れる形状などが考えられるが、これらのうち三角形形状
ないし逆さT字形(例えば、三角形の2辺が内側に窪ん
だ形状なども含まれる)であることが好ましい。
三角形、台形、半円形、逆さT字形、任意の曲線に囲ま
れる形状などが考えられるが、これらのうち三角形形状
ないし逆さT字形(例えば、三角形の2辺が内側に窪ん
だ形状なども含まれる)であることが好ましい。
【0030】また、硬化エネルギー線透過率分布を与え
る方法としては、形状は単一面形状であるが硬化エネル
ギー線遮断物質に濃度分布を持たせたものと、均質な層
であるが厚みに分布を持たせたもの、およびこれらの組
み合わせが考えられるが、厚みの分布によって硬化エネ
ルギー線透過率の分布を持たせることが精密な光学要素
の形状制御が容易な点で好ましい。
る方法としては、形状は単一面形状であるが硬化エネル
ギー線遮断物質に濃度分布を持たせたものと、均質な層
であるが厚みに分布を持たせたもの、およびこれらの組
み合わせが考えられるが、厚みの分布によって硬化エネ
ルギー線透過率の分布を持たせることが精密な光学要素
の形状制御が容易な点で好ましい。
【0031】本発明の効果が最も大きいのは、該遮断層
が、硬化エネルギー線のみならず可視光線をも遮断する
遮光帯としての特性を合わせ持つ時、すなわち遮断層が
可視光線を吸収および/または反射する特性を持ってい
る時で、この遮断層の硬化エネルギー線分布によって光
学要素を形成したとき、各光学要素と、それぞれに完全
に位置関係が適合した遮光帯を持った面状光学素子を極
めて容易に得ることができる。
が、硬化エネルギー線のみならず可視光線をも遮断する
遮光帯としての特性を合わせ持つ時、すなわち遮断層が
可視光線を吸収および/または反射する特性を持ってい
る時で、この遮断層の硬化エネルギー線分布によって光
学要素を形成したとき、各光学要素と、それぞれに完全
に位置関係が適合した遮光帯を持った面状光学素子を極
めて容易に得ることができる。
【0032】このような遮断層を形成する材料は、特に
問われるものではなく、従来より可視光遮断用に用いら
れている材料を用いることができる。例示するなら、ク
ロムやアルミなどの金属膜あるいは金属酸化物膜、写真
乳剤、顔料や染料などの色素を含有した樹脂などがあ
る。
問われるものではなく、従来より可視光遮断用に用いら
れている材料を用いることができる。例示するなら、ク
ロムやアルミなどの金属膜あるいは金属酸化物膜、写真
乳剤、顔料や染料などの色素を含有した樹脂などがあ
る。
【0033】多くの場合、光学要素に組み合わされる遮
光帯の機能としては、本発明によって得られる面状光学
素子を含む一つの光学システムに於いて、その光学シス
テムの性能に悪影響を及ぼす不要光線の遮断であるの
で、遮光帯は可視光線を吸収する特性を持っているこ
と、すなわち可視光に対して黒色であることが好まし
い。
光帯の機能としては、本発明によって得られる面状光学
素子を含む一つの光学システムに於いて、その光学シス
テムの性能に悪影響を及ぼす不要光線の遮断であるの
で、遮光帯は可視光線を吸収する特性を持っているこ
と、すなわち可視光に対して黒色であることが好まし
い。
【0034】可視光に対して黒色の遮光帯を形成する方
法には、樹脂成分を基材として着色剤を添加した樹脂系
材料を使用することが好ましい。該着色剤としては顔料
系と染料系のものがあり、いずれも使用することができ
る。なお、染料系のものを使用するときは、光学要素を
形成する際、紫外線などの硬化エネルギー線が照射され
るので、JIS−L−0841に準ずる方法によって測
定される日光堅牢度が5以上のものを使用することが好
ましい。
法には、樹脂成分を基材として着色剤を添加した樹脂系
材料を使用することが好ましい。該着色剤としては顔料
系と染料系のものがあり、いずれも使用することができ
る。なお、染料系のものを使用するときは、光学要素を
形成する際、紫外線などの硬化エネルギー線が照射され
るので、JIS−L−0841に準ずる方法によって測
定される日光堅牢度が5以上のものを使用することが好
ましい。
【0035】本発明に於いて、遮断層の製造方法は特に
問われるものではない。すなわち、透明基板上に遮断層
の機能を持った層を、目的とするパターンに形成するこ
とができれば、従来より用いられている基板上に求める
パターンを形成する方法をもって形成することができ
る。
問われるものではない。すなわち、透明基板上に遮断層
の機能を持った層を、目的とするパターンに形成するこ
とができれば、従来より用いられている基板上に求める
パターンを形成する方法をもって形成することができ
る。
【0036】このような方法を例示するなら、オフセッ
ト印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法などの各種
印刷法、求めるパターン状に感光性樹脂を硬化あるいは
除去するフォトリソグラフィ、あるいはエッチング、ア
ブレーションによって不要部分を除去する方法などが挙
げられる。
ト印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法などの各種
印刷法、求めるパターン状に感光性樹脂を硬化あるいは
除去するフォトリソグラフィ、あるいはエッチング、ア
ブレーションによって不要部分を除去する方法などが挙
げられる。
【0037】遮断層の形状を、前述したような遮断層の
基板面に垂直な面に於ける断面形状が基板面側から遮断
層上部に向かうに従って幅が細くなる形状のものとする
場合には、硬化後に硬化エネルギー線遮断機能を持つ感
光性樹脂層を基板上に塗布または積層した後、所望部分
のみを露光、硬化させ、未硬化部分を除去する方法が好
ましい。
基板面に垂直な面に於ける断面形状が基板面側から遮断
層上部に向かうに従って幅が細くなる形状のものとする
場合には、硬化後に硬化エネルギー線遮断機能を持つ感
光性樹脂層を基板上に塗布または積層した後、所望部分
のみを露光、硬化させ、未硬化部分を除去する方法が好
ましい。
【0038】本発明によって製造された面状光学素子
は、画像を表示する装置、いわゆるディスプレイ装置を
構成する部材、特にディスプレイ装置の観察面を構成す
る部材や、面状光源装置用の光束進行方向制御部材とし
て有用である。
は、画像を表示する装置、いわゆるディスプレイ装置を
構成する部材、特にディスプレイ装置の観察面を構成す
る部材や、面状光源装置用の光束進行方向制御部材とし
て有用である。
【0039】具体的な用途例としては、画像をスクリー
ンに投影して表示する前面投写型ディスプレイまたは背
面投写型ディスプレイの画像表示スクリーンや、画像を
直接観察する直視型ディスプレイの観察面部材、指向性
面状光源などがある。
ンに投影して表示する前面投写型ディスプレイまたは背
面投写型ディスプレイの画像表示スクリーンや、画像を
直接観察する直視型ディスプレイの観察面部材、指向性
面状光源などがある。
【0040】これらのうち特に本発明の製造方法が有効
であるのは、数10μmといった微小なレンズやプリズ
ムを比較的大面積に配列する必要のある直視型液晶ディ
スプレイ用の部材である。
であるのは、数10μmといった微小なレンズやプリズ
ムを比較的大面積に配列する必要のある直視型液晶ディ
スプレイ用の部材である。
【0041】このような部材としては、面状光源の光束
出射方向を制御する光学素子や、液晶ディスプレイの表
示特性の視野角依存性を低減する光学素子(以下、単に
視野角拡大素子ということがある)などが挙げられる。
出射方向を制御する光学素子や、液晶ディスプレイの表
示特性の視野角依存性を低減する光学素子(以下、単に
視野角拡大素子ということがある)などが挙げられる。
【0042】視野角拡大素子では、マイクロレンズアレ
イによって液晶ディスプレイの画像光束進行方向を制御
するものが提案されているが、レンズ面での再帰反射な
どによって室内照明などの周囲の光束が散乱反射し、著
しく表示品位を低下させることがあるため、遮光帯を組
み合わせて表示品位を向上させることが有効と考えられ
るが、このような光学素子を製造する有効な手段がなか
ったためである。
イによって液晶ディスプレイの画像光束進行方向を制御
するものが提案されているが、レンズ面での再帰反射な
どによって室内照明などの周囲の光束が散乱反射し、著
しく表示品位を低下させることがあるため、遮光帯を組
み合わせて表示品位を向上させることが有効と考えられ
るが、このような光学素子を製造する有効な手段がなか
ったためである。
【0043】
【実施例】以下、本発明を実施例に従って詳しく説明す
るが、これに限られるものではない。
るが、これに限られるものではない。
【0044】実施例1 (1)遮光帯の作成 メチルエチルケトン30重量部に黒色染料(商品名“サ
ンコスモブラック”9011:ミハラ化工(株)製)1
0重量部を添加し、染料が溶解するまで撹拌した。次い
でこれにポリエステルアクリレートオリゴマ(商品名
“KAYARAD”HX−220:日本化薬(株)製)
50重量部、アクリルモノマ(商品名“ライトアクリレ
ート”DCP−A:共栄社油脂(株)製)50重量部、
チオキサントン系光開始剤(商品名“KAYACUR
E”DETX−S:日本化薬(株)製)7重量部、芳香
族3級アミン系光重合促進剤(商品名“KAYACUR
E”EPA:日本化薬(株)製)7重量部を添加し、光
重合開始剤および光重合促進剤が溶解するまで撹拌し
た。
ンコスモブラック”9011:ミハラ化工(株)製)1
0重量部を添加し、染料が溶解するまで撹拌した。次い
でこれにポリエステルアクリレートオリゴマ(商品名
“KAYARAD”HX−220:日本化薬(株)製)
50重量部、アクリルモノマ(商品名“ライトアクリレ
ート”DCP−A:共栄社油脂(株)製)50重量部、
チオキサントン系光開始剤(商品名“KAYACUR
E”DETX−S:日本化薬(株)製)7重量部、芳香
族3級アミン系光重合促進剤(商品名“KAYACUR
E”EPA:日本化薬(株)製)7重量部を添加し、光
重合開始剤および光重合促進剤が溶解するまで撹拌し
た。
【0045】かくして得られた塗材(これを黒色塗材1
とする)をポリエチレンテレフタレートフィルム(商品
名“ルミラー”:東レ社製)上にメタリングバーにより
40μm塗布した。続いで塗布面と反対側に図3に示す
ストライプ状のフォトマスクをのせ、その上から紫外線
照射装置(“ジェットライト”型式JL−2300:オ
ーク製作所製)により10mJ/cm2 ・secのエネ
ルギー(実測値)を有する紫外線を5分間照射した。
とする)をポリエチレンテレフタレートフィルム(商品
名“ルミラー”:東レ社製)上にメタリングバーにより
40μm塗布した。続いで塗布面と反対側に図3に示す
ストライプ状のフォトマスクをのせ、その上から紫外線
照射装置(“ジェットライト”型式JL−2300:オ
ーク製作所製)により10mJ/cm2 ・secのエネ
ルギー(実測値)を有する紫外線を5分間照射した。
【0046】続いで、上記フォトマスクを取り外し、塗
布面の未硬化部分をメチルイソブチルケトンにより溶解
除去した後、メチルアルコールおよび水で洗浄し乾燥さ
せることによって黒色の遮光帯がストライプ状に形成さ
れた遮光帯基板(これを遮光帯基板1とする)を得た。
布面の未硬化部分をメチルイソブチルケトンにより溶解
除去した後、メチルアルコールおよび水で洗浄し乾燥さ
せることによって黒色の遮光帯がストライプ状に形成さ
れた遮光帯基板(これを遮光帯基板1とする)を得た。
【0047】遮光帯基板1の一部を切り取り、光学顕微
鏡によって断面を観察したところ、遮光帯断面は底辺1
5μm、高さ15μmの図2に示すような二等辺三角形
状であった。
鏡によって断面を観察したところ、遮光帯断面は底辺1
5μm、高さ15μmの図2に示すような二等辺三角形
状であった。
【0048】(2)マイクロレンズアレイの作成 ポリエステルアクリレートオリゴマ(商品名“KAYA
RAD”HX−220:日本化薬(株)製)50重量
部、アクリルモノマ(商品名“ライトアクリレート”D
CP−A)50重量部に光重合開始剤(商品名“イルガ
キュアー”184:チバガイギー社製)10重量部、芳
香族3級アミン系光重合促進剤(商品名“KAYACU
RE”EPA:日本化薬(株)製)5重量部、ベンゾト
リアゾール系紫外線吸収剤(商品名“TINUVIN”
PS:チバガイギー社製)1重量部添加し、これら添加
物が溶解するまで撹拌し、マイクロレンズを作成するた
めの透明塗材(これを透明塗材1とする)を得た。
RAD”HX−220:日本化薬(株)製)50重量
部、アクリルモノマ(商品名“ライトアクリレート”D
CP−A)50重量部に光重合開始剤(商品名“イルガ
キュアー”184:チバガイギー社製)10重量部、芳
香族3級アミン系光重合促進剤(商品名“KAYACU
RE”EPA:日本化薬(株)製)5重量部、ベンゾト
リアゾール系紫外線吸収剤(商品名“TINUVIN”
PS:チバガイギー社製)1重量部添加し、これら添加
物が溶解するまで撹拌し、マイクロレンズを作成するた
めの透明塗材(これを透明塗材1とする)を得た。
【0049】先に得られた遮光帯基板1の遮光帯形成面
側に、透明塗材1をメタリングバーにより30μm塗布
し、塗布面の反対側から紫外線照射装置により10mJ
/cm2 ・secのエネルギー(実測値)を有する紫外
線を20秒間を照射した。
側に、透明塗材1をメタリングバーにより30μm塗布
し、塗布面の反対側から紫外線照射装置により10mJ
/cm2 ・secのエネルギー(実測値)を有する紫外
線を20秒間を照射した。
【0050】続いで、塗布面の未硬化部分をメチルイソ
ブチルケトンにより溶解し、メチルアルコールおよび水
で洗浄し乾燥して、面状光学素子(これを面状光学素子
1とする)を得た。
ブチルケトンにより溶解し、メチルアルコールおよび水
で洗浄し乾燥して、面状光学素子(これを面状光学素子
1とする)を得た。
【0051】面状光学素子1の一部を切り取り、光学顕
微鏡によって断面を観察したところ、図1に示すような
マイクロレンズアレイと遮光帯が、それぞれ完全に位置
が適合した複合光学素子が得られていることが確認され
た。
微鏡によって断面を観察したところ、図1に示すような
マイクロレンズアレイと遮光帯が、それぞれ完全に位置
が適合した複合光学素子が得られていることが確認され
た。
【0052】(3)特性の評価 市販のパーソナルコンピュータに搭載されたスーパーツ
イステッド液晶モノクロディスプレイ(表示色白黒モー
ド、画面サイズ対角約9インチ、画素数縦400×横6
40、ドットピッチ290μm、バックライト付き)の
観察面側に(2)で作成した面状光学素子を、レンズ形
成面を内側(液晶セル側)にして貼り付けた。また、何
も取り付けない状態の、従来の液晶ディスプレイを比較
対象として用意した。
イステッド液晶モノクロディスプレイ(表示色白黒モー
ド、画面サイズ対角約9インチ、画素数縦400×横6
40、ドットピッチ290μm、バックライト付き)の
観察面側に(2)で作成した面状光学素子を、レンズ形
成面を内側(液晶セル側)にして貼り付けた。また、何
も取り付けない状態の、従来の液晶ディスプレイを比較
対象として用意した。
【0053】なお、ここでマイクロレンズアレイシート
の単位レンズの配列方向は画面左右方向と一致させた。
の単位レンズの配列方向は画面左右方向と一致させた。
【0054】このようにして得たディスプレイを、通常
の使用環境である室内照明下でディスプレイ表示面の法
線方向(正面)および左60度から観察し表示品位を評
価したところ、従来の液晶ディスプレイは視野角が狭い
ため、正面方向の表示品位は良好であるが、左60度か
らの観察では表示内容が判読できないのに対し、本発明
の方法によって作成した面状光学素子を装着した液晶デ
ィスプレイは、正面、左60度いずれの方向から観察し
ても良好な表示品位が得られた。
の使用環境である室内照明下でディスプレイ表示面の法
線方向(正面)および左60度から観察し表示品位を評
価したところ、従来の液晶ディスプレイは視野角が狭い
ため、正面方向の表示品位は良好であるが、左60度か
らの観察では表示内容が判読できないのに対し、本発明
の方法によって作成した面状光学素子を装着した液晶デ
ィスプレイは、正面、左60度いずれの方向から観察し
ても良好な表示品位が得られた。
【0055】同時に、比較対象として従来の方法で作成
されたマイクロレンズアレイを装着した液晶ディスプレ
イについても評価したところ、室内照明のない環境では
正面、左60度いずれの方向から観察しても良好な表示
品位が得られたが、通常の使用環境である室内照明下で
は遮光帯が形成されていないため室内照明光を強く散乱
反射し、特に正面方向の表示品位が悪いものであった。
されたマイクロレンズアレイを装着した液晶ディスプレ
イについても評価したところ、室内照明のない環境では
正面、左60度いずれの方向から観察しても良好な表示
品位が得られたが、通常の使用環境である室内照明下で
は遮光帯が形成されていないため室内照明光を強く散乱
反射し、特に正面方向の表示品位が悪いものであった。
【0056】このように、本発明は液晶ディスプレイの
視野角を拡大する面状光学素子の製造方法として有効で
あることが確認された。
視野角を拡大する面状光学素子の製造方法として有効で
あることが確認された。
【0057】実施例2 (1)面状光学素子の作成 厚み20μmの銅箔が貼り合わされたポリエチレンテレ
フタレートフィルムの銅箔面側に、厚み25μmのドラ
イフィルム型ネガ型フォトレジスト(商品名“リスト
ン”:デュポン社製)貼り合わせ、直径10μmの円形
開口部が50μmおきに縦横に配列した図4に示すパタ
ーンが形成されたフォトマスクによって、フォトレジス
ト層を露光、現像した。
フタレートフィルムの銅箔面側に、厚み25μmのドラ
イフィルム型ネガ型フォトレジスト(商品名“リスト
ン”:デュポン社製)貼り合わせ、直径10μmの円形
開口部が50μmおきに縦横に配列した図4に示すパタ
ーンが形成されたフォトマスクによって、フォトレジス
ト層を露光、現像した。
【0058】次に、塩化第2鉄溶液に浸漬することによ
って銅箔層をエッチングした後、レジスト層を除去し、
銅箔層を遮光帯とする遮光帯基板(これを遮光帯基板2
とする)を得た。
って銅箔層をエッチングした後、レジスト層を除去し、
銅箔層を遮光帯とする遮光帯基板(これを遮光帯基板2
とする)を得た。
【0059】遮光帯基板1の一部を切り取り、光学顕微
鏡によって断面を観察したところ、図5に示すような擂
り鉢状の穴が多数並んだ形状であった。
鏡によって断面を観察したところ、図5に示すような擂
り鉢状の穴が多数並んだ形状であった。
【0060】得られた遮光帯基板2に、実施例1(2)
と同様の方法によってマイクロレンズアレイを形成し、
遮光帯とマイクロレンズの複合面状光学素子(これを面
状光学素子2とする)を得た。
と同様の方法によってマイクロレンズアレイを形成し、
遮光帯とマイクロレンズの複合面状光学素子(これを面
状光学素子2とする)を得た。
【0061】面状光学素子2の一部を切り取り、光学顕
微鏡によって断面を観察したところ、図6に示すような
マイクロレンズアレイと遮光帯が、それぞれ完全に位置
が適合した複合光学素子が得られていることが確認され
た。
微鏡によって断面を観察したところ、図6に示すような
マイクロレンズアレイと遮光帯が、それぞれ完全に位置
が適合した複合光学素子が得られていることが確認され
た。
【0062】(2)特性の評価 面状光学素子2の全光線透過率を測定した。
【0063】マイクロレンズアレイ形成面から光束を入
射させ、基板側への透過率を測定したところ11%であ
ったが、基板側から光束を入射させマイクロレンズ形成
面側への透過率は、2.8%であった。
射させ、基板側への透過率を測定したところ11%であ
ったが、基板側から光束を入射させマイクロレンズ形成
面側への透過率は、2.8%であった。
【0064】このことから、マイクロレンズアレイの各
レンズが、遮光帯に形成された開口点付近に焦点を持つ
ように、遮光帯と各レンズの位置が適合した面状光学素
子が得られていることがわかる。
レンズが、遮光帯に形成された開口点付近に焦点を持つ
ように、遮光帯と各レンズの位置が適合した面状光学素
子が得られていることがわかる。
【0065】
【発明の効果】プラスティックフィルムなどの比較的寸
法安定性の悪い基材を用いても、遮光帯とマイクロレン
ズなどの光学要素群が完全に位置適合した面状光学素子
を、容易な方法で得ることができる。このような面状光
学素子は、従来の方法では事実上不可能であったため、
液晶ディスプレイ用視野角拡大シートなどをはじめ、新
しい面状光学素子を工業的に有利な方法で製造すること
が可能となる。
法安定性の悪い基材を用いても、遮光帯とマイクロレン
ズなどの光学要素群が完全に位置適合した面状光学素子
を、容易な方法で得ることができる。このような面状光
学素子は、従来の方法では事実上不可能であったため、
液晶ディスプレイ用視野角拡大シートなどをはじめ、新
しい面状光学素子を工業的に有利な方法で製造すること
が可能となる。
【図1】本発明の製造方法によって得られる面状光学素
子の断面の一例を示した概略図である。
子の断面の一例を示した概略図である。
【図2】本発明の製造方法に用いられる遮断層の断面の
一例を示した概略図である。
一例を示した概略図である。
【図3】本発明の製造方法に用いられるフォトマスクパ
ターンの一例を示した概略図である。
ターンの一例を示した概略図である。
【図4】本発明の製造方法に用いられるフォトマスクパ
ターンの一例を示した概略図である。
ターンの一例を示した概略図である。
【図5】本発明の製造方法に用いられる遮断層の断面の
一例を示した概略図である。
一例を示した概略図である。
【図6】本発明の製造方法によって得られる面状光学素
子の断面の一例を示した概略図である。
子の断面の一例を示した概略図である。
1:透明基板 2:遮光帯 3:マイクロレンズ 4:フォトマスクの遮光部 5:フォトマスクの開口部
Claims (8)
- 【請求項1】 透明な平板基板上に硬化エネルギー線に
よって硬化する樹脂組成物によって面状光学素子を製造
する方法であって、基板上に求める光学素子のパターン
に対応した形状の硬化エネルギー線を吸収および/また
は反射する遮断層を設けた後、該遮断層上に光線もしく
は電子線によって硬化する可視光に対して透明な樹脂組
成物を塗布または積層し、基板の遮断層が形成された面
の反対面側から硬化エネルギー線を照射することを特徴
とする面状光学素子の製造方法。 - 【請求項2】 遮断層の基板面に垂直な面に於ける断面
形状が基板面側から遮断層上部に向かうに従って幅が細
くなる形状であることを特徴とする請求項1に記載の面
状光学素子の製造方法。 - 【請求項3】 硬化エネルギー線が紫外線であることを
特徴とする請求項1または請求項2に記載の面状光学素
子の製造方法。 - 【請求項4】 遮断層が可視光に対して黒色であること
を特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の面
状光学素子の製造方法。 - 【請求項5】 面状光学素子がマイクロレンズアレイで
あることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに
記載の面状光学素子の製造方法。 - 【請求項6】 面状光学素子がマイクロプリズムアレイ
であることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか
に記載の面状光学素子の製造方法。 - 【請求項7】 面状光学素子が直視型液晶ディスプレイ
用であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれ
かに記載の面状光学素子の製造方法。 - 【請求項8】 透明な平板基板が、透明なプラスティッ
クシートまたはプラスティックフィルムであることを特
徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の面状光
学素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6072239A JPH07281181A (ja) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | 面状光学素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6072239A JPH07281181A (ja) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | 面状光学素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07281181A true JPH07281181A (ja) | 1995-10-27 |
Family
ID=13483545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6072239A Pending JPH07281181A (ja) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | 面状光学素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07281181A (ja) |
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