JP2004070122A - Microlens sheet and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リアプロジェクションテレビ用スクリーンや液晶ディスプレイなどに用いられるマイクロレンズシートおよびその簡便な製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロレンズシートは液晶ディスプレイの開口率改善素子やリアプロジェクションテレビの表示視野を拡大するためのスクリーンとして使用されている。また、光ファイバの嵌合に使用する例もある。
【０００３】
このようなマイクロレンズは従来、以下に示すさまざまな製造方法が提案されている。
選択的イオン交換法：ガラス基板を金属薄膜でパターニングした後、イオン交換を行うことにより屈折率分布マイクロレンズを作製する方法（Ｊ． Ａｐｐｌ．
Ｐｈｙｓ． ２０（４）５１〜５４（１９８１））
感光性樹脂溶融法：感光性樹脂をパターニングした後、それを加熱して溶融させることにより球面形状を作製する方法（Ｐｒｏｃ． Ｍｉｃｒｏｌｅｎｓ Ａｒｒａｙｓ Ｔｅｄｄｉｎｇｔｏｎ ｐ２３〜３４（１９９１））
電子ビーム描画法：電子ビームを走査し、直接マイクロレンズを描画する方法
しかし、上に挙げたいずれの方法においても簡便にマイクロレンズを製造することは困難でありコストに難点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
それに対して、簡便に製造する方法として、光触媒を含むぬれ性可変層を基材に塗布した後、エネルギー照射によりぬれ性を変化させ、マイクロレンズ形成用塗料をぬれ性の良い領域にのみ選択的に付着することでマイクロレンズを製造する方法が提案されている（特開２００１−１４１９０６）。しかし、この方法はエネルギー照射によりぬれ性を変化させた後のマイクロレンズ形成工程を暗所で行わなければならないことから作業性が悪いこと、さらにマイクロレンズ形成用塗料とぬれ性の良好な部分との密着性が悪いことなどが課題である。
【０００５】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、基材とマイクロレンズが強固に密着しているマイクロレンズシートと、該マイクロレンズシートを簡便に製造する方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明は、基材上に複数のマイクロレンズが配列されるマイクロレンズシートにおいて、該マイクロレンズが該基材上に設けられた光硬化性組成物（Ａ）の硬化物よりなる層上に形成されており、該光硬化性組成物（Ａ）が、表面自由エネルギーが３０ｍＮ／ｍ以上である光硬化性樹脂組成物（ａ）１００質量部および表面自由エネルギーが２５ｍＮ／ｍ以下である化合物（ｂ）０．０１〜１０質量部からなる組成物であることを特徴とするマイクロレンズシートである。
【０００７】
また本発明は、基材上に複数のマイクロレンズが配列されるマイクロレンズシートにおいて、該マイクロレンズが該基材上に設けられた光硬化性組成物（Ａ）の硬化物よりなる層上に形成されており、該マイクロレンズの非形成部における該光硬化性組成物（Ａ）の表面自由エネルギーが２５ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とするマイクロレンズシートである。
【０００８】
また本発明は、基材上に表面自由エネルギーが３０ｍＮ／ｍ以上である光硬化性樹脂組成物（ａ）１００質量部および表面自由エネルギーが２５ｍＮ／ｍ以下である化合物（ｂ）０．０１〜１０質量部からなる光硬化性組成物（Ａ）よりなる層を形成する工程；該光硬化性組成物（Ａ）よりなる層が化合物（ｂ）の表面自由エネルギーより低い表面自由エネルギーを有する媒質と接触した状態でパターン露光することにより、該光硬化性組成物（Ａ）を選択的に硬化させる工程；得られた該光硬化性組成物（Ａ）よりなる層上にマイクロレンズ形成用樹脂を塗布しマイクロレンズを形成する工程を含むことを特徴とするマイクロレンズシートの製造方法である。
【０００９】
さらに本発明は、基材上に表面自由エネルギーが３０ｍＮ／ｍ以上である光硬化性樹脂組成物（ａ）１００質量部および表面自由エネルギーが２５ｍＮ／ｍ以下である化合物（ｂ）０．０１〜１０質量部からなる光硬化性組成物（Ａ）よりなる層を形成する工程；該光硬化性組成物（Ａ）よりなる層が化合物（ｂ）の表面自由エネルギーより低い表面自由エネルギーを有する媒質と接触した状態でパターン露光することにより、露光された該光硬化性組成物（Ａ）を選択的に硬化させる工程；前記工程の後に該光硬化性組成物（Ａ）よりなる層が光硬化性樹脂組成物（ａ）の表面自由エネルギーより高い表面自由エネルギーを有する媒質と接触した状態で全面露光することにより、該光硬化性組成物（Ａ）の未硬化部分を硬化させる工程；得られた該光硬化性組成物（Ａ）よりなる層上にマイクロレンズ形成用樹脂を塗布しマイクロレンズを形成する工程を含むマイクロレンズシートの製造方法である。
【００１０】
さらに本発明は、基材上に表面自由エネルギーが３０ｍＮ／ｍ以上である光硬化性樹脂組成物（ａ）１００質量部および表面自由エネルギーが２５ｍＮ／ｍ以下である化合物（ｂ）０．０１〜１０質量部からなる光硬化性組成物（Ａ）よりなる層を形成する工程；該光硬化性組成物（Ａ）よりなる層が光硬化性樹脂組成物（ａ）の表面自由エネルギーより高い表面自由エネルギーを有する媒質と接触した状態でパターン露光することにより、該光硬化性組成物（Ａ）を選択的に硬化させる工程；前記工程の後に該光硬化性組成物（Ａ）よりなる層が化合物（ｂ）の表面自由エネルギーより低い表面自由エネルギーを有する媒質と接触した状態で全面露光することにより、該光硬化性組成物（Ａ）よりなる層の未硬化部分を硬化させる工程；得られた該光硬化性組成物（Ａ）よりなる層上にマイクロレンズ形成用樹脂を塗布しマイクロレンズを形成する工程を含むマイクロレンズシートの製造方法である。
【００１１】
また、本発明のマイクロレンズシートの製造方法は、上記化合物（ｂ）よりも表面自由エネルギーが低い媒質として大気を用いることができる。また、本発明のマイクロレンズシートの製造方法は、上記光硬化性樹脂組成物（ａ）よりも表面自由エネルギーが高い媒質として水を用いることができる。さらに、本発明では、マイクロレンズ形成用樹脂として光硬化性樹脂を用いることができる。
本発明のマイクロレンズシートは、リアプロジェクションスクリーンまたは液晶ディスプレイに好適に使用することができる。
【００１２】
ここで、本発明における表面自由エネルギーの値は温度２０℃、相対湿度５０％における値であり、下記方法により測定される。
【００１３】
液体の表面自由エネルギーの測定方法としては種々の方法があるが、本明細書ではウィルヘルミー法による温度２０℃、相対湿度５０％における測定値を表面自由エネルギーとして用いている。ウィルヘルミー法の測定原理は以下の通りである。図７に示すように、天秤７１の一方に板７２を吊るしてその一端が測定液体７３に浸るようにし、他方に適当な荷重７４をのせて天秤７１をつりあわせる。この時板７２は重力と浮力以外に下向きに測定液体７３からの力を受け、平衡状態では下記式（１）が成り立つ。
【００１４】
［荷重７４］＝［板７２の重力］−［板７２の浮力］＋［液体表面から受ける力］ （１）
【００１５】
液体表面から受ける力は表面張力（＝液体の表面自由エネルギー）に相当するため、液体表面から受ける力を測定することで、液体の表面自由エネルギーが得られる。なお、板７２の材質として白金、ガラスなどが使用されるが、表面自由エネルギーは不変であるので、測定液体７３に浸蝕されない材質であれば良く、本明細書の測定においては、板７２として白金を用いている。
【００１６】
固体の表面自由エネルギーは直接測定することができないが、表面自由エネルギーが既知である数種類の液体を用いて求めることができる。固体表面上の液滴は図８に示すような断面形状を有しており、図中接触角は、固体８１表面上の液体８２の表面と固８１表面との交点において、液体８２に引いた接線と固体８１表面との液体８２を含む側のなす角であり、その値をθとする。このとき、交点における平衡条件により下記式（２）（Ｙｏｕｎｇの式）が成り立っている。
【００１７】
γＳ＝γＳＬ＋γＬ・ｃｏｓθ （２）
【００１８】
ここで、γＳは固体の表面自由エネルギー、γＬは液体の表面自由エネルギー、γＳＬは固体／液体の界面自由エネルギーを表す。
【００１９】
表面自由エネルギーγは分散力成分γａ、極性力成分γｂおよび水素結合成分γｃの和で表され、固体／液体の界面自由エネルギーγＳＬには下記式（３）の仮定が成り立つとされている。
【００２０】
γＳＬ＝γＳ＋γＬ−２（γＳ ａγＬ ａ）１／２−２（γＳ ｂγＬ ｂ）１／２−２（γＳ ｃγＬ ｃ）１／２ （３）
【００２１】
したがって、温度２０℃、相対湿度５０％の条件下において、異なる表面自由エネルギーを持つ３種類以上の液体の固体表面上での接触角の値θを求めれば、式（２）および式（３）よりなる３元の方程式を解くことによりγＳ ａ、γＳ ｂおよびγＳ ｃが算出でき、その和として固体の表面自由エネルギーγＳが求められる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明においては光硬化性組成物（Ａ）として、後述する光硬化性樹脂組成物（ａ）および後述する表面自由エネルギーが低い化合物（ｂ）からなる組成物が用いられる。本願の課題を解決するために用いる光硬化性樹脂組成物（ａ）の表面自由エネルギーは３０ｍＮ／ｍ以上であり、好ましくは４０ｍＮ／ｍ以上である。また、化合物（ｂ）の表面自由エネルギーは２５ｍＮ／ｍ以下であり、好ましくは２０ｍＮ／ｍ以下である。また、本願の課題を解決するためには、光硬化性樹脂組成物（ａ）１００質量部に対し、化合物（ｂ）０．０１〜１０質量部を混合することが好ましい。
【００２３】
本発明者らは、上述した光硬化性樹脂組成物（ａ）および化合物（ｂ）よりなる光硬化性組成物（Ａ）を表面自由エネルギーが低い媒質中で光を照射して硬化することにより、表面自由エネルギーが低い表面を得ることができ、表面自由エネルギーが高い媒質中で光を照射して硬化することにより、表面自由エネルギーが高い表面を得ることができる現象を見出した。また、未硬化の状態においては、光硬化性組成物（Ａ）の表面自由エネルギーは接触している媒質に依存することを見出した。ここで照射する光としては、可視光、紫外線等が挙げられるが、光硬化性組成物（Ａ）の硬化に有利な高いエネルギーを持つ紫外線が好ましい。
【００２４】
上記表面改質現象は、以下の機構により発現しているものと推測される。光硬化性樹脂組成物（ａ）および化合物（ｂ）からなる組成物と媒質との界面がエネルギー的に安定となるのは両者の表面自由エネルギーの差が最小となる時であり、該光硬化性組成物（Ａ）中の化合物（ｂ）は光硬化性樹脂組成物（ａ）よりも表面自由エネルギーが低いため、表面自由エネルギーが低い媒質に接触した状態では化合物（ｂ）が界面に存在することにより安定状態となる。それに対して、表面自由エネルギーが高い媒質に接触した状態では化合物（ｂ）が界面に存在するよりも光硬化性樹脂組成物（ａ）が界面に存在した方がエネルギー的に安定であるため、化合物（ｂ）は界面に存在しなくなる。つまり、光硬化性樹脂組成物（ａ）が未硬化状態であれば、媒質の違いにより相転移を起こすことになる。したがって、表面自由エネルギーの異なる媒質中で光硬化性組成物（Ａ）に光を照射し、界面での状態を固定化することにより表面自由エネルギーの異なる表面を得ることができる。
【００２５】
さらに、該光硬化性組成物（Ａ）が未硬化状態では、上記の相転移は可逆であるため、該光硬化性組成物（Ａ）を表面自由エネルギーの高い領域と低い領域とに表面改質する場合、選択的に表面自由エネルギーの高い領域に改質した後、残りを表面自由エネルギーの低い領域に改質することも可能であるし、逆に、選択的に表面自由エネルギーの低い領域に改質した後、残りを表面自由エネルギーの高い領域に改質することも可能である。
【００２６】
表面自由エネルギーが高い媒質としては、水；グリセリン等の高級アルコール類などが挙げられる。また、表面自由エネルギーが低い媒質としては、大気；ヘリウムガス、アルゴンガス等の不活性ガスなどが挙げられるが、それぞれこれらに限定されるものではない。特に本発明では、表面自由エネルギーが高い媒質として水を、表面自由エネルギーが低い媒質として大気を用いることが可能であるため、本発明は、コスト面や環境面から意義のあるものである。
【００２７】
本発明において用いられる表面自由エネルギーが２５ｍＮ／ｍ以下である化合物（ｂ）としては、ポリジメチルシロキサン等のシリコーンオイル、該シリコーンオイルの側鎖または末端がアミノ基、エポキシ基等で変性された変性シリコーンオイル、テトラメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン類等の含けい素（高分子）化合物；フルオロアルキルシラン類、フルオロアルキル基等を有する高分子化合物等の含フッ素（高分子）化合物；上記化合物を成分として含有するブロック共重合体、グラフト共重合体、ランダム共重合体などが挙げられるが、上記化合物に限定されるものではない。
【００２８】
本発明に用いられる光硬化性樹脂組成物（ａ）は、重合性の単量体および所望に応じて光重合開始剤等の他の成分（ただし、上記の表面自由エネルギーが２５ｍＮ／ｍ以下である化合物（ｂ）は除く）を含む。該重合性の単量体は光重合可能な化合物であり、表面自由エネルギーが３０ｍＮ／ｍ以上であり、かつ分子内に少なくとも１個のエチレン系二重結合を有する光重合可能なエチレン系不飽和化合物を一般的に使用することができるが、必要に応じて、さらに、光カチオン重合可能なエポキシ系またはオキセタン系の化合物等を加えてもよい。
【００２９】
本発明を実施するに際して用い得る光重合可能なエチレン系不飽和化合物としては（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等の単官能性（メタ）アクリレート系モノマー；Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルイミダゾール、Ｎ−ビニルカプロラクタム、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、酢酸アリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニルなどのビニル系モノマー、および１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート等の２官能性（メタ）アクリレートモノマー；トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリ（メタ）アクリロイルシアヌレート、トリ（メタ）アクリロイルイソシヌアレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、１，３，５−トリ（メタ）アクリロイルヘキサヒドロ−ｓ−ヒドラジン等の多官能性（メタ）アクリレートモノマーなどが挙げられ、これらの内の１種以上が用いられる。なお、上記化合物の名称中、「（メタ）アクリル酸」は「アクリル酸」と「メタクリル酸」の総称であり、「（メタ）アクリレート」は「アクリレート」と「メタクリレート」の総称であり、「（メタ）アクリロイル」は「アクリロイル」と「メタクリロイル」の総称である。
【００３０】
また、必要に応じて光重合開始剤を加えても良い。光重合開始剤の具体例としては、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン、キサントフルオレノン、ベンズアルデヒド、アントラキノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、２，４−ジエチルチオキサントン、カンファーキノン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１−オン等が挙げられる。
【００３１】
また、場合によっては、光硬化性組成物（Ａ）の希釈剤として、アセトン、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、ヘキサン、酢酸エチル、クロロホルム、四塩化炭素、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、メチルエチルケトン、トルエン、ベンゼンなどの有機溶剤を使用しても良い。
【００３２】
基材は光学的に透明であれば材質はどんなものでも良いが、プラスチック材料ではアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、トリ酢酸セルロース樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。また、ガラスを基材として用いることも可能である。
【００３３】
また、マイクロレンズ形成用樹脂としては熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂を用いることができるが、作業効率の面から光硬化性樹脂を用いることが好ましい。さらに、マイクロレンズ形成用樹脂として光硬化性組成物（Ａ）中の光硬化性樹脂組成物（ａ）と同様の成分であることがより好ましい。これにより基材上の光硬化性組成物（Ａ）とマイクロレンズ形成用樹脂とが強固に密着することが可能となる。
【００３４】
本発明のマイクロレンズシートは、後述する方法により製造することができる。まず、図１に示すように基材１１の表面に上述した光硬化性組成物（Ａ）を塗工し、化合物（ｂ）の表面自由エネルギーより低い表面自由エネルギーを有する媒質１３と接触した状態でパターン露光を行う。パターン露光は図１に示すようにフォトマスク１４を介して光照射すればよい。パターン露光で光照射される領域１５は化合物（ｂ）の表面自由エネルギーより低い表面自由エネルギーを有する媒質１３と接触した状態で硬化しているため、表面自由エネルギーが低い性質を示すことになる。この場合のフォトマスク１４は、図２に示すような開口部１７および遮光部１８を有するパターンであれば良い。図２の場合は均一の大きさの遮光部がハニカム状に配列されているが、大きさが不均一であっても良いし、他の配列もしくは無秩序に配置されても良い。さらに、遮光部１８の大きさとその間隔を最適化することにより、最密充填されたマイクロレンズシートを作製することも可能である。
【００３５】
次に、得られた基材１１を光硬化性樹脂組成物（ａ）の表面自由エネルギーより高い表面自由エネルギーを有する媒質３１と接触した状態で全面露光を行い、光硬化性樹脂組成物（ａ）の全面露光領域３２を硬化する（図３に示す）。
【００３６】
次に、図４に示すように光硬化性組成物（Ａ）よりなる層上にマイクロレンズ形成用樹脂を塗布し、マイクロレンズ４１を形成する。このとき、化合物（ｂ）の表面自由エネルギーより低い表面自由エネルギーを有する媒質１３と接触した状態で硬化したパターン露光領域１５は、表面自由エネルギーが低い性質を示すため、マイクロレンズ形成用樹脂ははじかれる。一方、光硬化性樹脂組成物（ａ）の表面自由エネルギーより高い表面自由エネルギーを有する媒質１４と接触した状態で硬化した領域３２は、表面自由エネルギーが高い性質を示すため、マイクロレンズ形成用樹脂はぬれ、マイクロレンズ形成用樹脂自身の表面張力によりレンズ状となる。マイクロレンズ４１の形状はマイクロレンズ形成用樹脂の表面自由エネルギーや塗布量に依存するため、所望のマイクロレンズ形状になるように条件を最適化すれば良い。マイクロレンズ形成用樹脂は未硬化状態であるので、所定の方法で硬化することによりマイクロレンズシートが得られる。
【００３７】
上記の方法でマイクロレンズシートを作製することは可能であり、基材とマイクロレンズ形成用樹脂とは強固に密着している。ただし、さらに強固な接着が必要な場合、上記の方法から「光硬化性樹脂組成物（ａ）の表面自由エネルギーより高い表面自由エネルギーを有する媒質と接触した状態で全面露光を行い、光硬化性樹脂組成物（ａ）の未硬化部分を硬化する」工程を省けば良い。該工程を省いた場合にも、光硬化性組成物（Ａ）よりなる層上にマイクロレンズ形成用樹脂を塗布することにより、化合物（ｂ）の表面自由エネルギーより低い表面自由エネルギーを有する媒質中で硬化した領域のマイクロレンズ形成用樹脂ははじかれ、未硬化部分の光硬化性組成物（Ａ）にのみマイクロレンズ形成用樹脂が付着する。これは、前述したように本発明による表面改質現象は可逆的であり、未硬化の光硬化性組成物（Ａ）は接触する媒質の表面自由エネルギーに応じて相転移を起こすためである。したがって、マイクロレンズ形成用樹脂と光硬化性組成物（Ａ）はともに未硬化状態であり、両者を所定の方法で同時に硬化することにより、マイクロレンズ形成用樹脂と光硬化性組成物（Ａ）とは強固に接着する。特に、前述したように、マイクロレンズ形成用樹脂に光硬化性樹脂組成物（ａ）を用いることにより、両者を同時に光硬化することが可能であり、かつ化学的な共有結合が形成されるため強固に接着されることになる。
【００３８】
また、上述の方法ではフォトマスクとして図２のパターンを使用しているが、図５のような開口部５２と遮光部５３が逆パターンのフォトマスク５１を使用することもできる。この場合、図６に示すように、基材１１の表面に上述した光硬化性組成物（Ａ）を塗工し、光硬化性樹脂組成物（ａ）の表面自由エネルギーより高い表面自由エネルギーを有する媒質６１と接触した状態でフォトマスク５１を介してパターン露光を行う。パターン露光領域６２は光硬化性樹脂組成物（ａ）の表面自由エネルギーより高い表面自由エネルギーを有する媒質６１と接触した状態で硬化しているため、表面自由エネルギーが高い性質を示すことになる。次に、得られた基材１１を光硬化性樹脂組成物（ａ）の表面自由エネルギーより低い表面自由エネルギーを有する媒質と接触した状態で全面露光を行い、光硬化性樹脂組成物（ａ）の未硬化部分を硬化すればよい（図示しない）。さらに、マイクロレンズ形成用樹脂を塗布することによりマイクロレンズシートを作製することができる。
【００３９】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
＜実施例１＞
日本化薬株式会社製ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ）６０質量部、東亞合成株式会社製イソシアヌール酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート（アロニックスＭ−３１５）４０質量部、日本化薬株式会社製２，４−ジエチルチオキサントン１質量部、チバスペシャリティケミカルズ株式会社製２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１−オン（イルガキュア９０７）３質量部の割合で混合して光硬化性樹脂組成物（ａ）を調製した。該光硬化性樹脂組成物（ａ）の表面自由エネルギーをウィルヘルミー法により測定したところ、４２．６ｍＮ／ｍであった。該光硬化性樹脂組成物（ａ）に表面自由エネルギーの低い化合物（ｂ）としてウィルヘルミー法による表面自由エネルギーの測定値が２０．７ｍＮ／ｍである信越化学工業株式会社製アミノ変性シリコーンオイル（ＫＦ８５７）を０．５質量部添加し光硬化性組成物（Ａ）とした。該光硬化性組成物（Ａ）は粘度が高く、塗工性の面を考慮すると取り扱いにくいため、該光硬化性組成物（Ａ）の濃度が５％となるようにトルエンで希釈した。
【００４０】
希釈した該光硬化性組成物（Ａ）をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムにバーコーターで０．０２ｍｍ塗工したのち、トルエンを揮発させることによって、ＰＥＴフィルム上に均一に厚さ０．００１ｍｍの該光硬化性組成物（Ａ）が塗工されたフィルムを得ることができた。得られたフィルムを二分割し、一方は大気中、他方は水中において高圧水銀ランプで紫外線照射した。得られたフィルムの表面について協和界面科学（株）製接触角計を用いて各種溶剤との接触角を測定した。その結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
表１の結果から、大気中で硬化した場合と水中で硬化した場合の表面自由エネルギーを算出するとそれぞれ、２１．５ｍＮ／ｍおよび４０．２ｍＮ／ｍであり、水中で硬化させることにより、大気中で硬化させたときとは異なった表面自由エネルギーの表面が得られたことがわかる。
【００４３】
マイクロレンズシートに用いる基材として東洋紡績株式会社製の厚さ０．２５ｍｍポリエチレンテレフタレートフィルム（コスモシャインＡ４３００）を使用した。該ポリエチレンテレフタレートフィルムにトルエンで希釈した該光硬化性組成物（Ａ）をマイクログラビアコーターで厚さ０．０２ｍｍとなるよう塗工し、１２０℃で５分間の乾燥でトルエンを揮発させ、光硬化性組成物（Ａ）の塗工厚さを０．００１ｍｍとした。上記ポリエチレンテレフタレートフィルムを大気中でフォトマスクを介して高圧水銀ランプにより平行な紫外光を照射した。なお用いたフォトマスクは、直径０．１ｍｍの円状遮光パターンが中心間隔０．１５ｍｍで六方配列されているものである。
【００４４】
次に、得られたポリエチレンテレフタレートフィルムを水中に浸漬したまま光硬化性組成物（Ａ）の塗工面側から高圧水銀ランプにより紫外光を照射した。
【００４５】
さらに、得られたポリエチレンテレフタレートフィルムの光硬化性組成物（Ａ）よりなる層上に、光硬化性組成物（Ａ）に使用した光硬化性樹脂組成物（ａ）をマイクロレンズ形成用樹脂としてディップコーティングし、その後、高圧水銀ランプにより紫外線を照射することによりマイクロレンズ形成用樹脂を硬化した。その結果、該ポリエチレンテレフタレートフィルム上に直径０．１ｍｍのマイクロレンズが中心間隔０．１５ｍｍで六方配列された。
【００４６】
マイクロレンズの形成された上記マイクロレンズシートの出射面側、つまりポリエチレンテレフタレートフィルム表面側の出射光が透過しない部分にマトリクス状の遮光パターンを付与した。遮光パターンの付与には、該ポリエチレンテレフタレートフィルム表面側に該光硬化性組成物（Ａ）を塗付し、マイクロレンズ側より紫外線を窒素雰囲気下で照射、集光部の該光硬化性組成物（Ａ）を選択的に硬化させた後、該マイクロレンズの非集光部に黒色インクを塗付するという、特願２００１−１７７８７５に示される方法を用いた。得られた遮光パターン付きマイクロレンズシートを液晶方式プロジェクションテレビにスクリーンとして設置したところ、良好な映像を観察することが可能であった。
【００４７】
＜実施例２＞
日本化薬株式会社製ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ）６０質量部、東亞合成株式会社製イソシアヌール酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート（アロニックスＭ−３１５）４０質量部、日本化薬株式会社製２，４−ジエチルチオキサントン１質量部、チバスペシャリティケミカルズ株式会社製２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１−オン（イルガキュア９０７）３質量部の割合で混合して光硬化性樹脂組成物（ａ）を調製した。該光硬化性樹脂組成物（ａ）の表面自由エネルギーをウィルヘルミー法により測定したところ、４２．６ｍＮ／ｍであった。該光硬化性樹脂組成物（ａ）に表面自由エネルギーの低い化合物（ｂ）としてウィルヘルミー法による表面自由エネルギーの測定値が２０．７ｍＮ／ｍである信越化学工業株式会社製アミノ変性シリコーンオイル（ＫＦ８５７）を０．５質量部添加し光硬化性組成物（Ａ）とした。該光硬化性組成物（Ａ）は粘度が高く、塗工性の面を考慮すると取り扱いにくいため、該光硬化性組成物（Ａ）の濃度が５％となるようにトルエンで希釈した。
【００４８】
マイクロレンズシートに用いる基材として東洋紡績株式会社製の厚さ０．２５ｍｍポリエチレンテレフタレートフィルム（コスモシャインＡ４３００）を使用した。該ポリエチレンテレフタレートフィルムにトルエンで希釈した該光硬化性組成物（Ａ）をマイクログラビアコーターで厚さ０．０２ｍｍとなるよう塗工し、１２０℃で５分間の乾燥でトルエンを揮発させ、光硬化性組成物（Ａ）の塗工厚さを０．００１ｍｍとした。上記ポリエチレンテレフタレートフィルムを大気中でフォトマスクを介して高圧水銀ランプにより平行な紫外光を照射した。なお用いたフォトマスクは、直径０．１５ｍｍの円状遮光パターンが中心間隔０．１６ｍｍで六方配列されているものである。
【００４９】
次に、得られたポリエチレンテレフタレートフィルムの光硬化性組成物（Ａ）上に、光硬化性組成物（Ａ）に使用した光硬化性樹脂組成物（ａ）をマイクロレンズ形成用樹脂としてグラビアコーティングし、その後、高圧水銀ランプにより紫外線を照射することによりマイクロレンズ形成用樹脂を硬化した。その結果、該ポリエチレンテレフタレートフィルム上に直径０．１５ｍｍのマイクロレンズが中心間隔０．１６ｍｍで六方配列された。形成されたマイクロレンズは基材と強固に接着しているため、該マイクロレンズを指で強くこすっても剥離することはなかった。
【００５０】
得られたマイクロレンズシートを液晶ディスプレイの前面に装着したところ、垂直方向および水平方向に視野角の拡大された画像を観察することができた。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、リアプロジェクションテレビ用スクリーンや液晶ディスプレイなどに用いられるマイクロレンズシートを簡便に製造することができる。また、マイクロレンズと基材が強固に接着しているマイクロレンズを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のひとつの実施形態におけるパターン露光段階を示す図である。
【図２】本発明のひとつの実施形態で用いられるフォトマスクの図である。
【図３】表面自由エネルギーが高い媒質中における光硬化性組成物（Ａ）の硬化を説明する図である。
【図４】本発明により得られるマイクロレンズシートの断面図である。
【図５】本発明のひとつの実施形態で用いられるフォトマスクの図である。
【図６】本発明のひとつの実施形態におけるパターン露光段階を示す図である。
【図７】ウィルヘルミー法について説明する図である。
【図８】固体の表面自由エネルギー測定法について説明する図である。
【符号の説明】
１１．基材
１２．光硬化性組成物（Ａ）よりなる層
１３．低表面自由エネルギー媒質
１４．フォトマスク
１５．パターン露光領域
１６．未露光領域
１７．開口部
１８．遮光部
３１．高表面自由エネルギー媒質
３２．全面露光領域
４１．マイクロレンズ
５１．フォトマスク
５２．開口部
５３．遮光部
６１．高表面自由エネルギー媒質
６２．パターン露光領域
６３．未露光領域
７１．天秤
７２．板
７３．測定液体
７４．荷重
８１．固体
８２．液体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a microlens sheet used for a rear projection television screen, a liquid crystal display, and the like, and a simple manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
The micro lens sheet is used as an aperture ratio improving element of a liquid crystal display or a screen for expanding a display field of view of a rear projection television. There is also an example of use for fitting an optical fiber.
[0003]
Conventionally, various manufacturing methods of the microlens described below have been proposed.
Selective ion exchange method: A method of fabricating a refractive index distribution microlens by patterning a glass substrate with a metal thin film and then performing ion exchange (J. @Appl.
Phys. 20 (4) 51-54 (1981))
Photosensitive resin melting method: A method of forming a spherical shape by patterning a photosensitive resin and then heating and melting the resin (Proc. Microlens Arrays Tedington, p. 23-34 (1991)).
Electron beam writing method: A method of directly writing a microlens by scanning an electron beam
However, it is difficult to easily manufacture a microlens by any of the above methods, and there is a problem in cost.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, as a simple manufacturing method, after applying a wettability variable layer containing a photocatalyst to a substrate, the wettability is changed by energy irradiation, and the microlens forming paint is selectively applied only to a region having good wettability. There has been proposed a method of manufacturing a microlens by adhering to a microlens (JP-A-2001-141906). However, this method has poor workability because the microlens forming step after changing the wettability by energy irradiation must be performed in a dark place, and furthermore, the microlens forming paint and the wettability good part The problem is that the adhesion is poor.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a microlens sheet in which a substrate and a microlens are firmly adhered to each other, and a method for easily manufacturing the microlens sheet.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention for solving the above-mentioned problems is directed to a microlens sheet in which a plurality of microlenses are arranged on a substrate, wherein the microlenses are formed from a cured product of the photocurable composition (A) provided on the substrate. The photocurable composition (A) has a surface free energy of 30 mN / m or more, and 100 parts by mass of the photocurable resin composition (a) and a surface free energy of 25 mN / m. A microlens sheet comprising a composition comprising the following compound (b): 0.01 to 10 parts by mass.
[0007]
The present invention also provides a microlens sheet in which a plurality of microlenses are arranged on a substrate, wherein the microlenses are formed on a layer of a cured product of the photocurable composition (A) provided on the substrate. A microlens sheet which is formed and has a surface free energy of 25 mN / m or less of the photocurable composition (A) in a non-formation portion of the microlens.
[0008]
Also, the present invention provides a photocurable resin composition (a) having a surface free energy of 30 mN / m or more on a substrate, 100 parts by mass, and a compound (b) having a surface free energy of 25 mN / m or less. Forming a layer comprising the photocurable composition (A) comprising 10 parts by mass; a medium wherein the layer comprising the photocurable composition (A) has a surface free energy lower than the surface free energy of the compound (b) A step of selectively curing the photocurable composition (A) by pattern exposure in a state of contact with the microlens-forming resin on the layer comprising the obtained photocurable composition (A) And forming a microlens by coating the microlens sheet.
[0009]
Further, the present invention provides a photocurable resin composition (a) having a surface free energy of 30 mN / m or more on a substrate, 100 parts by mass, and a compound (b) having a surface free energy of 25 mN / m or less. Forming a layer comprising the photocurable composition (A) comprising 10 parts by mass; a medium wherein the layer comprising the photocurable composition (A) has a surface free energy lower than the surface free energy of the compound (b) Selectively exposing the exposed photocurable composition (A) by pattern exposure in a state of contact with the photocurable composition; after the step, a layer comprising the photocurable composition (A) is photocured. Curing the uncured portion of the photocurable composition (A) by exposing the entire surface in contact with a medium having a surface free energy higher than the surface free energy of the curable resin composition (a); The is a manufacturing method of a microlens sheeting comprising a step of forming a coated microlens microlens forming resin in a layer on a made of photocurable composition (A).
[0010]
Further, the present invention provides a photocurable resin composition (a) having a surface free energy of 30 mN / m or more on a substrate, 100 parts by mass, and a compound (b) having a surface free energy of 25 mN / m or less. A step of forming a layer composed of the photocurable composition (A) composed of 10 parts by mass; a surface where the layer composed of the photocurable composition (A) is higher than the surface free energy of the photocurable resin composition (a); A step of selectively curing the photocurable composition (A) by pattern exposure in a state of contact with a medium having free energy; after the step, a layer comprising the photocurable composition (A) is formed. Curing the uncured portion of the layer comprising the photocurable composition (A) by exposing the entire surface in contact with a medium having a surface free energy lower than the surface free energy of the compound (b); The is a manufacturing method of a microlens sheeting comprising a step of forming a coated microlens microlens forming resin in a layer on a made of photocurable composition (A).
[0011]
Further, in the method for producing a microlens sheet of the present invention, air can be used as a medium having a lower surface free energy than the compound (b). In the method for producing a microlens sheet of the present invention, water can be used as a medium having a higher surface free energy than the photocurable resin composition (a). Further, in the present invention, a photocurable resin can be used as the resin for forming a microlens.
The microlens sheet of the present invention can be suitably used for a rear projection screen or a liquid crystal display.
[0012]
Here, the value of the surface free energy in the present invention is a value at a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 50%, and is measured by the following method.
[0013]
There are various methods for measuring the surface free energy of a liquid. In this specification, a measured value at a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 50% by the Wilhelmy method is used as the surface free energy. The measurement principle of the Wilhelmy method is as follows. As shown in FIG. 7, a
[0014]
[Load 74] = [gravity of plate 72]-[buoyancy of plate 72] + [force received from liquid surface] (1)
[0015]
Since the force received from the liquid surface corresponds to the surface tension (= surface free energy of the liquid), the surface free energy of the liquid can be obtained by measuring the force received from the liquid surface. In addition, platinum, glass, or the like is used as the material of the
[0016]
The surface free energy of a solid cannot be measured directly, but can be determined using several types of liquids whose surface free energy is known. The droplet on the solid surface has a cross-sectional shape as shown in FIG. 8, and the contact angle in the figure is drawn to the liquid 82 at the intersection of the surface of the liquid 82 on the surface of the solid 81 and the surface of the solid 81. This is the angle between the tangent line and the surface of the solid 81 that contains the liquid 82, and the value is θ. At this time, the following equation (2) (Young's equation) is established according to the equilibrium condition at the intersection.
[0017]
γS= ΓSL+ ΓL・ Cosθ (2)
[0018]
Where γSIs the surface free energy of the solid, γLIs the surface free energy of the liquid, γSLRepresents the solid / liquid interfacial free energy.
[0019]
Surface free energy γ is dispersive force component γa, Polar force component γbAnd hydrogen bond component γcAnd the solid / liquid interface free energy γSLIs based on the assumption of the following equation (3).
[0020]
γSL= ΓS+ ΓL-2 (γS aγL a)1/2-2 (γS bγL b)1/2-2 (γS cγL c)1/2(3)
[0021]
Therefore, when the contact angles θ of three or more types of liquids having different surface free energies on the solid surface are determined under the conditions of a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 50%, the equations (2) and (3) are obtained. By solving the ternary equation consisting ofS a, ΓS bAnd γS cAnd the surface free energy γ of the solidSIs required.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the present invention, as the photocurable composition (A), a composition comprising a photocurable resin composition (a) described later and a compound (b) having a low surface free energy described later is used. The surface free energy of the photocurable resin composition (a) used for solving the problem of the present application is 30 mN / m or more, preferably 40 mN / m or more. The compound (b) has a surface free energy of 25 mN / m or less, preferably 20 mN / m or less. In order to solve the problem of the present application, it is preferable to mix 0.01 to 10 parts by mass of the compound (b) with 100 parts by mass of the photocurable resin composition (a).
[0023]
The present inventors cured the photocurable composition (A) composed of the photocurable resin composition (a) and the compound (b) by irradiating light in a medium having a low surface free energy. It has been discovered that a surface having a low surface free energy can be obtained, and a surface having a high surface free energy can be obtained by irradiating light in a medium having a high surface free energy and curing. Further, in the uncured state, it was found that the surface free energy of the photocurable composition (A) depends on the medium in contact. Examples of the light to be irradiated include visible light and ultraviolet light, and ultraviolet light having high energy which is advantageous for curing the photocurable composition (A) is preferable.
[0024]
It is assumed that the above surface modification phenomenon is manifested by the following mechanism. The interface between the medium comprising the composition comprising the photocurable resin composition (a) and the compound (b) is energetically stable when the difference between the surface free energies of the two is minimized. (B) in the curable composition (A) has a lower surface free energy than the photocurable resin composition (a), so that the compound (b) exists at the interface when in contact with a medium having a low surface free energy. Then, a stable state is obtained. On the other hand, when in contact with a medium having a high surface free energy, the photocurable resin composition (a) is more energetically stable when present at the interface than when the compound (b) is present at the interface. Compound (b) no longer exists at the interface. That is, if the photocurable resin composition (a) is in an uncured state, a phase transition occurs due to a difference in medium. Therefore, a surface having different surface free energy can be obtained by irradiating the photocurable composition (A) with light in a medium having different surface free energy to fix the state at the interface.
[0025]
Further, when the photocurable composition (A) is in an uncured state, the above phase transition is reversible, so that the surface of the photocurable composition (A) is modified into a high surface free energy region and a low surface free energy region. In the case of improving the quality, it is possible to selectively modify the surface into a region with a high surface free energy, and then modify the remainder into a region with a low surface free energy. After the modification, it is also possible to modify the remainder into a region having a high surface free energy.
[0026]
Examples of the medium having a high surface free energy include water; higher alcohols such as glycerin and the like. Examples of the medium having a low surface free energy include air; and inert gases such as helium gas and argon gas, but are not limited thereto. In particular, in the present invention, water can be used as a medium having a high surface free energy, and the atmosphere can be used as a medium having a low surface free energy. Therefore, the present invention is significant in terms of cost and environment.
[0027]
Examples of the compound (b) having a surface free energy of 25 mN / m or less used in the present invention include silicone oils such as polydimethylsiloxane, and modified silicone oils whose side chains or terminals are modified with amino groups, epoxy groups, or the like. Silicon (polymer) compounds such as alkoxysilanes such as silicone oil, tetramethoxysilane and phenyltrimethoxysilane; fluorine-containing (polymer) compounds such as fluoroalkylsilanes and polymer compounds having a fluoroalkyl group A block copolymer, a graft copolymer, a random copolymer and the like containing the above compound as a component, but are not limited to the above compound.
[0028]
The photocurable resin composition (a) used in the present invention comprises a polymerizable monomer and, if desired, other components such as a photopolymerization initiator (provided that the surface free energy is 25 mN / m or less. (Excluding certain compounds (b)). The polymerizable monomer is a photopolymerizable compound, has a surface free energy of 30 mN / m or more, and has at least one ethylenic double bond in the molecule. A compound can be generally used, but if necessary, an epoxy-based or oxetane-based compound capable of photocationically polymerizing may be added.
[0029]
Examples of the photopolymerizable ethylenically unsaturated compound that can be used in carrying out the present invention include (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, and n-butyl (meth) acrylate. , T-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, and monofunctionality such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate (Meth) acrylate monomers; vinyl monomers such as N-vinylpyrrolidone, N-vinylimidazole, N-vinylcaprolactam, styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, allyl acetate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, etc. And 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di Bifunctional (meth) acrylate monomers such as (meth) acrylate; trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol penta (meth) acrylate, dipenta Erythritol hexa (meth) acrylate, tri (meth) acryloyl cyanurate, tri (meth) acryloyl isocyanurate, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, 1,3,5-to Examples thereof include polyfunctional (meth) acrylate monomers such as ri (meth) acryloylhexahydro-s-hydrazine, and one or more of these are used. In the names of the above compounds, “(meth) acrylic acid” is a generic term for “acrylic acid” and “methacrylic acid”, and “(meth) acrylate” is a generic term for “acrylate” and “methacrylate”, “(Meth) acryloyl” is a general term for “acryloyl” and “methacryloyl”.
[0030]
Moreover, you may add a photoinitiator as needed. Specific examples of the photopolymerization initiator include 2,2-dimethoxy-2-phenylacetone, acetophenone, benzophenone, xanthofluorenone, benzaldehyde, anthraquinone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropane. -1-one, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, 2,4-diethylthioxanthone, camphorquinone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one and the like. No.
[0031]
In some cases, as a diluent for the photocurable composition (A), acetone, ethanol, methanol, isopropyl alcohol, hexane, ethyl acetate, chloroform, carbon tetrachloride, tetrahydrofuran, diethyl ether, methyl ethyl ketone, toluene, benzene, etc. May be used.
[0032]
The substrate may be any material as long as it is optically transparent, and examples of the plastic material include acrylic resin, polycarbonate resin, vinyl chloride resin, cellulose triacetate resin, and polyester resin. Further, glass can be used as a base material.
[0033]
A thermosetting resin or a photocurable resin can be used as the microlens forming resin, but a photocurable resin is preferably used from the viewpoint of work efficiency. Further, it is more preferable that the microlens-forming resin is the same component as the photocurable resin composition (a) in the photocurable composition (A). Thereby, the photocurable composition (A) on the substrate and the resin for forming microlenses can be firmly adhered.
[0034]
The microlens sheet of the present invention can be manufactured by a method described below. First, as shown in FIG. 1, the above-described photocurable composition (A) is applied to the surface of a substrate 11, and is in contact with a medium 13 having a surface free energy lower than the surface free energy of the compound (b). To perform pattern exposure. The pattern exposure may be performed by irradiating light through a
[0035]
Next, the entire surface of the obtained base material 11 is exposed in contact with a medium 31 having a surface free energy higher than the surface free energy of the photocurable resin composition (a), and the photocurable resin composition (a) is exposed. 3) is cured (shown in FIG. 3).
[0036]
Next, as shown in FIG. 4, a microlens forming resin is applied on the layer made of the photocurable composition (A) to form a microlens 41. At this time, the
[0037]
The microlens sheet can be produced by the above method, and the base material and the resin for forming microlenses are firmly adhered. However, if stronger adhesion is required, the above-mentioned method is used to perform “all-surface exposure in a state of contact with a medium having a surface free energy higher than the surface free energy of the photocurable resin composition (a)”. The step of “curing the uncured portion of the resin composition (a)” may be omitted. Even when this step is omitted, the medium having a surface free energy lower than the surface free energy of the compound (b) can be obtained by applying the microlens forming resin on the layer made of the photocurable composition (A). The resin for microlens formation in the region cured by the step is repelled, and the resin for microlens formation adheres only to the uncured portion of the photocurable composition (A). This is because, as described above, the surface modification phenomenon according to the present invention is reversible, and the uncured photocurable composition (A) undergoes a phase transition according to the surface free energy of the contacting medium. Therefore, the microlens-forming resin and the photocurable composition (A) are both in an uncured state, and are cured simultaneously by a predetermined method, whereby the microlens-forming resin and the photocurable composition (A) are cured. And adhere firmly. In particular, as described above, by using the photocurable resin composition (a) as the microlens-forming resin, both can be photocured simultaneously and a chemical covalent bond is formed. It will be strongly adhered.
[0038]
Further, in the above-described method, the pattern of FIG. 2 is used as a photomask, but a photomask 51 in which the opening 52 and the light-shielding portion 53 are reverse patterns as shown in FIG. 5 can also be used. In this case, as shown in FIG. 6, the above-described photocurable composition (A) is applied to the surface of the base material 11, and a surface free energy higher than the surface free energy of the photocurable resin composition (a) is applied. The pattern exposure is performed via the photomask 51 in a state of being in contact with the medium 61. Since the pattern exposure region 62 is cured while being in contact with the medium 61 having a surface free energy higher than the surface free energy of the photocurable resin composition (a), the pattern exposed region 62 has a property of high surface free energy. Next, the entire surface of the obtained base material 11 is exposed in contact with a medium having a surface free energy lower than the surface free energy of the photocurable resin composition (a), and the photocurable resin composition (a) is exposed. May be cured (not shown). Further, a microlens sheet can be produced by applying a microlens forming resin.
[0039]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples.
<Example 1>
Nippon Kayaku Co., Ltd. dipentaerythritol hexaacrylate (KAYARAD @ DPHA) 60 parts by mass, Toagosei Co., Ltd. isocyanuric acid ethylene oxide modified triacrylate (Aronix M-315) 40 parts by mass, Nippon Kayaku Co., Ltd. 2, A mixture of 1 part by mass of 4-diethylthioxanthone and 3 parts by mass of 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one (Irgacure 907) manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. Photocurable resin composition (a) was prepared. The surface free energy of the photocurable resin composition (a) measured by the Wilhelmy method was 42.6 mN / m. Amino-modified silicone oil (KF857, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) having a surface free energy measured by the Wilhelmy method of 20.7 mN / m as a compound (b) having a low surface free energy in the photocurable resin composition (a). ) Was added to obtain a photocurable composition (A). Since the photocurable composition (A) has a high viscosity and is difficult to handle in view of coatability, it was diluted with toluene so that the concentration of the photocurable composition (A) was 5%.
[0040]
After coating the diluted photocurable composition (A) on a polyethylene terephthalate (PET) film with a bar coater at 0.02 mm, the toluene is volatilized to form a uniform 0.001 mm thick PET film. A film coated with the photocurable composition (A) was obtained. The obtained film was divided into two parts, one in the air and the other in water using a high-pressure mercury lamp for UV irradiation. The surface of the obtained film was measured for contact angles with various solvents using a contact angle meter manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. Table 1 shows the results.
[0041]
[Table 1]
From the results in Table 1, the surface free energies when cured in air and in water were calculated to be 21.5 mN / m and 40.2 mN / m, respectively. It can be seen that a surface having a surface free energy different from that obtained by curing was obtained.
[0043]
A 0.25 mm thick polyethylene terephthalate film (Cosmo Shine A4300) manufactured by Toyobo Co., Ltd. was used as a base material used for the microlens sheet. The photocurable composition (A) diluted with toluene is coated on the polyethylene terephthalate film with a microgravure coater so as to have a thickness of 0.02 mm. The coating thickness of the conductive composition (A) was 0.001 mm. The polyethylene terephthalate film was irradiated with parallel ultraviolet light from a high-pressure mercury lamp through a photomask in the atmosphere. The photomask used had hexagonally arranged circular light-shielding patterns having a diameter of 0.1 mm at a center interval of 0.15 mm.
[0044]
Next, while the obtained polyethylene terephthalate film was immersed in water, ultraviolet light was irradiated from the coated side of the photocurable composition (A) by a high-pressure mercury lamp.
[0045]
Further, the photocurable resin composition (a) used for the photocurable composition (A) was used as a microlens-forming resin on the layer of the obtained polyethylene terephthalate film composed of the photocurable composition (A). After dip coating, the resin for microlens formation was cured by irradiating ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp. As a result, microlenses having a diameter of 0.1 mm were hexagonally arranged on the polyethylene terephthalate film at a center interval of 0.15 mm.
[0046]
A matrix light-shielding pattern was provided on the exit surface side of the microlens sheet on which the microlenses were formed, that is, on the portion of the polyethylene terephthalate film surface side where the exit light did not pass. To impart a light-shielding pattern, the photocurable composition (A) is applied to the surface of the polyethylene terephthalate film, and ultraviolet rays are irradiated from the microlens side under a nitrogen atmosphere, and the photocurable composition of the light-collecting portion is applied. After selectively curing (A), a method described in Japanese Patent Application No. 2001-177875 was used in which black ink was applied to the non-light-collecting portion of the microlens. When the obtained microlens sheet with the light-shielding pattern was set as a screen on a liquid crystal projection television, it was possible to observe a good image.
[0047]
<Example 2>
Nippon Kayaku Co., Ltd. dipentaerythritol hexaacrylate (KAYARAD @ DPHA) 60 parts by mass, Toagosei Co., Ltd. isocyanuric acid ethylene oxide modified triacrylate (Aronix M-315) 40 parts by mass, Nippon Kayaku Co., Ltd. 2, A mixture of 1 part by mass of 4-diethylthioxanthone and 3 parts by mass of 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one (Irgacure 907) manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. Photocurable resin composition (a) was prepared. The surface free energy of the photocurable resin composition (a) measured by the Wilhelmy method was 42.6 mN / m. Amino-modified silicone oil (KF857, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) having a surface free energy measured by the Wilhelmy method of 20.7 mN / m as a compound (b) having a low surface free energy in the photocurable resin composition (a). ) Was added to obtain a photocurable composition (A). Since the photocurable composition (A) has a high viscosity and is difficult to handle in view of coatability, it was diluted with toluene so that the concentration of the photocurable composition (A) was 5%.
[0048]
A 0.25 mm thick polyethylene terephthalate film (Cosmo Shine A4300) manufactured by Toyobo Co., Ltd. was used as a base material used for the microlens sheet. The photocurable composition (A) diluted with toluene is coated on the polyethylene terephthalate film with a microgravure coater so as to have a thickness of 0.02 mm. The coating thickness of the conductive composition (A) was 0.001 mm. The polyethylene terephthalate film was irradiated with parallel ultraviolet light from a high-pressure mercury lamp through a photomask in the atmosphere. The photomask used is a hexagonally arranged circular light-shielding pattern having a diameter of 0.15 mm with a center interval of 0.16 mm.
[0049]
Next, the photocurable resin composition (a) used for the photocurable composition (A) is gravure coated on the photocurable composition (A) of the obtained polyethylene terephthalate film as a resin for forming a microlens. Thereafter, the resin for forming microlenses was cured by irradiating ultraviolet rays with a high-pressure mercury lamp. As a result, microlenses having a diameter of 0.15 mm were hexagonally arranged on the polyethylene terephthalate film at a center interval of 0.16 mm. Since the formed microlens was firmly adhered to the substrate, the microlens was not peeled off even if the microlens was rubbed strongly with a finger.
[0050]
When the obtained microlens sheet was mounted on the front surface of the liquid crystal display, an image whose viewing angle was enlarged in the vertical and horizontal directions could be observed.
[0051]
【The invention's effect】
According to the present invention, a microlens sheet used for a rear projection television screen, a liquid crystal display, or the like can be easily manufactured. Further, a microlens in which the microlens and the base material are firmly bonded can be manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a pattern exposure step according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram of a photomask used in one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating curing of a photocurable composition (A) in a medium having a high surface free energy.
FIG. 4 is a sectional view of a microlens sheet obtained by the present invention.
FIG. 5 is a diagram of a photomask used in one embodiment of the present invention.
FIG. 6 illustrates a pattern exposure step in one embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating the Wilhelmy method.
FIG. 8 is a diagram illustrating a method for measuring the surface free energy of a solid.
[Explanation of symbols]
11. Base material
12. Layer consisting of photocurable composition (A)
13. Low surface free energy medium
14． Photo mask
15. Pattern exposure area
16. Unexposed area
17. Aperture
18. Shading part
31. High surface free energy medium
32. Overall exposure area
41. Micro lens
51. Photo mask
52. Aperture
53. Shading part
61. High surface free energy medium
62. Pattern exposure area
63. Unexposed area
71. Balance
72. Board
73. Measurement liquid
74. load
81. solid
82. liquid
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