JP2000199805A - 光学素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アスペクト比（高さ／底面の直径の値）が高
い光学素子およびこの光学素子を簡単な工程で製造する
方法を提供する。 【解決手段】 濡れ性の違いによるパターンの特定の濡
れ性を有する部位に、アスペクト比が０．１〜０．５で
ある凸レンズ形状物が形成されている、光学素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子およびそ
の製造方法に関し、特に好適にはＣＣＤ等を用いた撮像
装置や、液晶等を用いたディスプレイに用いるのに好適
なマイクロレンズアレイおよび散乱板などならびにそれ
らの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から用いられている光学素子のう
ち、特にマイクロレンズあるいはマイクロレンズを規則
的に配置して構成したマイクロレンズアレイは、ファイ
ンオプティクス、その他の分野において利用されてお
り、例えば液晶ディスプレイを構成する部品として、ま
たビデオカメラなどに用いられる電荷結合型固体撮像素
子（ＣＣＤ）に隣接する部品としての需要が高まってい
る。

【０００３】このようなマイクロレンズの製造方法とし
ては、例えば特開平３−２１９０１号公報および特開平
５−１６４９０４号公報に記載のように、マスクを介し
たエッチングによって透明な熱変形樹脂パターンを得た
後に、熱変形樹脂パターンを加熱により変形させてマイ
クロレンズを形成する方法が知られている。しかしなが
らこの方法は、エッチングの進行が等方性である等の理
由のため微細レンズの形成が困難であり、レンズの焦点
距離の調整に制約があるうえ、工程が複雑であった。

【０００４】マイクロレンズの別の製造方法として、例
えば特開平２−１６５９３２号公報に記載のように、透
明基板上にレンズ用組成物を小滴として吐出した後に硬
化させることによってマイクロレンズアレイを形成する
方法も知られている。しかしながら、この方法は透明基
板とレンズ用組成物との接触角によってレンズ形状が制
約されるため、焦点距離を調節することが難しかった。
また特定の接触角を得るためには特定の表面エネルギー
をもつレンズ用組成物を選択しなければならず、材料選
択の幅が狭かった。また接触面の形状は円形に限られ、
多角形パターンの接触面を持つことはできなかった。ま
た従来はレンズの焦点距離を短くする、つまり曲率ある
いはアスペクト比を高めようとすると、レンズ用組成物
と支持体とを反発させなくてはならないので、接着力が
悪化する問題点があり、高アスペクト比のレンズを得る
ことが困難であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の課題を
解決するものであって、本発明の目的は、アスペクト比
が高い光学素子およびそのような光学素子を簡単な工程
で製造する方法を提供しようとすることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、高アスペ
クト比の光学素子の製造方法を検討したところ、濡れ性
の違いによるパターンを形成した表面に対して、スプレ
ーコート法または蒸気成膜法を適用することを組み合わ
せることで形成できることを知見し本発明を完成させ
た。

【０００７】したがって本発明の光学素子の製造方法
は、濡れ性の違いによるパターンの特定の濡れ性を有す
る部位に光学素子を形成するための材料を含む液体をス
プレーコート法または蒸気成膜法によって付着させる工
程と、前記光学素子を形成するための材料を含む液体を
硬化させて光学素子を形成する工程とを含むことを特徴
とする方法である。

【０００８】また、本発明の光学素子は、濡れ性の違い
によるパターンの特定の濡れ性を有する部位あるいは光
触媒含有層上に、アスペクト比が０．１〜０．５である
凸レンズ形状物が形成されていることを特徴とするもの
である。

【０００９】

【発明の実施の形態】光学素子 本発明において光学素子とは、光の透過または反射によ
って、光学的機能を奏する素子であれば限定されない
が、具体的には例えば、マイクロレンズ、マイクロレン
ズアレイ、反射板、および散乱板などを挙げることがで
きる。

【００１０】アスペクト比 本発明の光学素子はアスペクト比が高いことを特徴とし
ている。ここで本発明におけるアスペクト比とは、底面
が円形の凸レンズ形状物で説明すれば、高さ／底面の直
径の値で示される値であり、光学素子が凸レンズであれ
ば、アスペクト比が高いものほど焦点距離が短いレンズ
となる。本発明の光学素子においては、アスペクト比
は、０．１〜０．５、好ましくは０．３〜０．５、より
好ましくは０．３８〜０．５とする。

【００１１】濡れ性の違いによるパターン （濡れ性）本発明における濡れ性の違いによるパターン
を有する表面とは、その表面に光学素子を形成するため
の材料（本明細書において、光学素子形成用組成物とも
いう）を含む液体または重合開始剤が付着しやすい部分
と付着しにくい部分に区別される濡れ性の違いを有する
ものである。このように区別される表面を有していれ
ば、特に濡れ性を示す数値は限定されない。

【００１２】本発明において濡れ性は、飽和炭化水素系
の液体などの分散力成分のみを有する液体、水などの水
素結合を持つ液体、およびそれ以外の分散力成分と極性
成分を持つヨウ化メチレンなどの液体の接触角、または
固体表面の表面自由エネルギー、固体表面の臨界表面張
力などで評価できる。本発明を限定するものではない
が、一例としては本発明に用いる濡れ性の高い部分は、
例えば７０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上、濡れ性の低い部分は、
例えば３０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることができる。

【００１３】（濡れ性変化方法）濡れ性を変化させ、パ
ターンを形成する方法は、表面を改質する方法、表面に
濡れ性の異なる被膜を部分的に形成する方法、表面の被
膜を部分的に除去し濡れ性の異なる部分を形成する方
法、表面全体に被膜を形成しその被膜を部分的に改質す
る方法などがあげられ、特に限定されない。

【００１４】このうち好ましい方法は、表面全体に被膜
を形成しその被膜を部分的に改質する方法であり、特
に、表面全体に光照射によって濡れ性が変化する光触媒
含有層を形成し、光照射によってパターンを形成するこ
とが好ましい。この方法は、現像が必要ない、パターン
形成時に転写や除去にともなうゴミが出ない、大きな段
差なく濡れ性の異なる部分が形成できる、材料が安価で
ある等の利点をもち、微細な光学素子を精度良く大量生
産を行うことができる点で優れている。

【００１５】（パターン形状）光学素子形成用組成物を
付着させる部分は、濡れ性が変化した部分または変化し
なかった部分のいずれであることもできるが、典型的に
は、濡れ性が変化した部分である。そのパターン形状
は、光学素子を形成できるものであれば特に限定されな
い。好ましくは、光学素子形成用組成物を付着させるパ
ターン形状は、正方形、円、正六角形などであることが
できる。

【００１６】光学素子形成用組成物を付着させる部分の
個数は限定されないが、好ましくは多数の付着部分を規
則的に設けることが好ましい。

【００１７】パターンの大きさは、用途に応じて適宜設
計できる。本発明の光学素子の製造方法は、微細な光学
素子を形成できる点にも特徴があり、微小なものとして
は例えば直径２μｍの大きさであることができる。

【００１８】また、光学素子形成用組成物付着部と非付
着部との面積比も限定されないが、例えば１００００：
１〜１：１００００であることができる。

【００１９】光触媒含有層 （濡れ性変化の原理）本発明の好適態様においては、光
の照射によって近傍の物質（バインダーなど）に化学変
化を起こすことが可能な光触媒を用いて、光照射を受け
た部分に濡れ性の違いによるパターンを形成することが
できる。本発明の好適態様の光触媒による作用機構は、
必ずしも明確なものではないが、光の照射によって光触
媒に生成したキャリアが、バインダーなどの化学構造を
直接変化させ、あるいは酸素、水の存在下で生じた活性
酸素種によってバインダーなどの化学構造を変化させる
ことにより、表面の濡れ性が変化すると考えられる。

【００２０】本発明の好適態様では、光触媒により、バ
インダーの一部である有機基や添加剤の酸化、分解など
の作用を用いて、光照射部の濡れ性を変化させて高臨界
表面エネルギー化し、非照射部分との濡れ性に大きな差
を生じさせ、パターン情報を記録する。

【００２１】（光触媒材料）本発明に好適に用いられる
光触媒材料としては、例えば酸化チタン（ＴｉＯ₂）、
酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化すず（ＳｎＯ₂）・チタン酸
ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ₃）・酸化タングステン
（ＷＯ₃）、酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）、酸化鉄（Ｆｅ₂
Ｏ₃）のような金属酸化物を挙げることができるが、特
に酸化チタンが好ましい。酸化チタンは、バンドギャッ
プエネルギーが高く、化学的に安定であり、毒性もな
く、入手も容易である点で有利である。

【００２２】光触媒としての酸化チタンにおいては、ア
ナターゼ型とルチル型のいずれも使用することができる
が、アナターゼ型酸化チタンが好ましい。具体的には例
えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（石原産
業（株）、ＳＴＳ−０２、平均結晶子径７ｎｍ）、硝酸
解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（日産化学、ＴＡ−
１５、平均結晶子径１２ｎｍ）を挙げることができる。

【００２３】光触媒含有層中の光触媒の量は、５重量％
〜６０重量％であることが好ましく、２０重量％〜４０
重量％であることがより好ましい。

【００２４】（バインダー成分）本発明の好適態様にお
いて光触媒含有層に用いられるバインダーは、好ましく
は主骨格が前記光触媒の光励起により分解されないよう
な高い結合エネルギーを有するものであり、例えば、
（１）ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシ
ラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオ
ルガノポリシロキサン、あるいは（２）撥水性や撥油性
に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロ
キサン等を挙げることができる。

【００２５】前記（１）の場合、一般式Ｙ_nＳｉＸ
_4-n（ｎ＝０〜３）で表される珪素化合物の１種または
２種以上の加水分解縮合物、共加水分解化合物が主体で
あることができる。前記一般式では、Ｙは例えばアルキ
ル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基または
エポキシ基であることができ、Ｘは例えばハロゲン、メ
トキシル基、エトキシル基、またはアセチル基であるこ
とができる。

【００２６】具体的には、メチルトリクロルシラン、メ
チルトリブロムシラン、メチルトリメトキシシラン、メ
チルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシ
ラン、メチルトリｔ−ブトキシシラン；エチルトリクロ
ルシラン、エチルトリブロムシラン、エチルトリメトキ
シシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソ
プロポキシシラン、エチルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ
−プロピルトリクロルシラン、ｎ−プロピルトリブロム
シラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピ
ルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリイソプロポキ
シシラン、ｎ−プロピルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−
ヘキシルトリクロルシラン、ｎ−ヘキシルトリブロムシ
ラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシル
トリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリイソプロポキシ
シラン、ｎ−ヘキシルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−デ
シルトリクロルシラン、ｎ−デシルトリブロムシラン、
ｎ−デシルトリメトキシシラン、ｎ−デシルトリエトキ
シシラン、ｎ−デシルトリイソプロポキシシラン、ｎ−
デシルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−オクタデシルトリ
クロルシラン、ｎ−オクタデシルトリブロムシラン、ｎ
−オクタデシルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシル
トリエトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリイソプロポ
キシシラン、ｎ−オクタデシルトリｔ−ブトキシシラ
ン；フェニルトリクロルシラン、フェニルトリブロムシ
ラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエト
キシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、フェ
ニルトリｔ−ブトキシシラン；テトラクロルシラン、テ
トラブロムシラン、テトラメトキシシラン、テトラエト
キシシラン、テトラブトキシシラン、ジメトキシジエト
キシシラン；ジメチルジクロルシラン、ジメチルジブロ
ムシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエト
キシシラン；ジフェニルジクロルシラン、ジフェニルジ
ブロムシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニ
ルジエトキシシラン；フェニルメチルジクロルシラン、
フェニルメチルジブロムシラン、フェニルメチルジメト
キシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン；トリク
ロルヒドロシラン、トリブロムヒドロシラン、トリメト
キシヒドロシラン、トリエトキシヒドロシラン、トリイ
ソプロポキシヒドロシラン、トリｔ−ブトキシヒドロシ
ラン；ビニルトリクロルシラン、ビニルトリブロムシラ
ン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシ
ラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリｔ
−ブトキシシラン；トリフルオロプロピルトリクロルシ
ラン、トリフルオロプロピルトリブロムシラン、トリフ
ルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロ
ピルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリイ
ソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリｔ−ブ
トキシシラン；γ−グリシドキシプロピルメチルジメト
キシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−
メタアクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ
−メタアクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、
γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−メタアクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−
メタアクリロキシプロピルトリイソプロポキシシラン、
γ−メタアクリロキシプロピルトリｔ−ブトキシシラ
ン；γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、γ−アミノプロピルトリイソプロポキシ
シラン、γ−アミノプロピルトリｔ−ブトキシシラン；
γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メル
カプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプ
ロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルト
リイソプロポキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリ
ｔ−ブトキシシラン；β−（３，４−エポキシシクロヘ
キシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エ
ポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン；お
よび、それらの部分加水分解物；およびそれらの混合物
を挙げることができる。

【００２７】また、バインダーとして、特に好ましくは
フルオロアルキル基を含有するポリシロキサンを用いる
ことができ、具体的には、下記のフルオロアルキルシラ
ンのの１種または２種以上の加水分解縮合物、共加水分
解縮合物が挙げられ、また、一般にフッ素系シランカッ
プリング剤として知られているものを使用してもよい。 ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ ＣＦ₃（ＣＦ₂）₉ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ （ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂）₄ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ （ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂）₆ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ （ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂）₈ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ ＣＦ₃（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂ ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂ ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂ ＣＦ₃（ＣＦ₂）₉ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂ （ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂）₄ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣ
Ｈ₃）₂ （ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂）₆ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣ
Ｈ₃）₂ （ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂）₈ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣ
Ｈ₃）₂ ＣＦ₃（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂ ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄ＳｉＣＨ₃（ＯＣ
Ｈ₃）₂ ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄ＳｉＣＨ₃（ＯＣ
Ｈ₃）₂ ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄ＳｉＣＨ₃（ＯＣ
Ｈ₃）₂ ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃ ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃ ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃ ＣＦ₃（ＣＦ₂）₉ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃ ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇ＳＯ₂Ｎ（Ｃ₂Ｈ₅）Ｃ₂Ｈ₄ＣＨ₂Ｓｉ
（ＯＣＨ₃）₃ 上記のようなフルオロアルキル基を含有するポリシロキ
サンをバインダーとして用いることにより、光触媒含有
層の非光照射部の撥水性および撥油性が大きく向上し、
光学素子形成用組成物または重合開始剤などの付着を妨
げる機能を発現する。

【００２８】前記（２）の反応性シリコーンとしては、
下記一般式で表される骨格を持つ化合物を挙げることが
できる。 −（Ｓｉ（Ｒ¹）（Ｒ²）Ｏ）_n− ただし、ｎは２以上の整数、Ｒ¹、Ｒ²はそれぞれ炭素数
１〜１０の置換もしくは非置換のアルキル、アルケニ
ル、アリールあるいはシアノアルキル基であることがで
きる。好ましくは全体の４０モル％以下がビニル、フェ
ニル、ハロゲン化フェニルであることができる。また、
Ｒ¹および／またはＲ²がメチル基であるものが表面エネ
ルギーが最も小さくなるので好ましく、好ましくはメチ
ル基が６０モル％以上であり、鎖末端または側鎖には、
分子鎖中に少なくとも１個以上の水酸基などの反応性基
を有する。

【００２９】また、前記のオルガノポリシロキサンとと
もにジメチルポリシロキサンのような架橋反応を起こさ
ない安定なオルガノシリコン化合物をバインダーに混合
してもよい。

【００３０】（光触媒含有層に用いるその他の成分）本
発明に好適に用いられる光触媒含有層には、未露光部の
濡れ性を低下させるため界面活性剤を含有させることが
できる。この界面活性剤は光触媒により分解除去される
ものであれば限定されないが、具体的には、好ましくは
例えば日本サーファクタント工業製：ＮＩＫＫＯＬ Ｂ
Ｌ、ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系の界
面活性剤、デュポン社製：ＺＯＮＹＬ ＦＳＮ、ＦＳ
Ｏ、旭硝子製：サーフロンＳ−１４１、１４５、大日本
インキ製：メガファックＦ−１４１、１４４、ネオス
製：フタージェントＦ−２００、Ｆ２５１、ダイキン工
業製：ユニダインＤＳ−４０１、４０２、スリーエム
製：フロラードＦＣ−１７０、１７６等のフッ素系ある
いはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることが
できる。また、カチオン系、アニオン系、両性界面活性
剤を用いることもできる。

【００３１】また、本発明に好適に用いられる光触媒含
有層には、他の成分、例えば、ポリビニルアルコール、
不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジ
アリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマ
ー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メ
ラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリ
アミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロ
プレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチ
レン、ポリ酢酸ビニル、ナイロン、ポリエステル、ポリ
ブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリロニ
トリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリ
イソプレン等のオリゴマー、ポリマーを含むことができ
る。

【００３２】（光触媒含有層の形成方法）光触媒含有層
の形成方法は特に限定されないが、例えば光触媒を含ん
だ塗布液を、スプレーコート、ディップコート、ロール
コート、ビードコートなどの方法により基材に塗布して
形成することができる。また結合剤として紫外線硬化型
の成分を含有している場合には、紫外線を照射して硬化
処理を行うことにより、基材上に光触媒を含有した組成
物の層を形成することができる。

【００３３】光触媒等を含む塗布液を用いる場合に、塗
布液に使用することができる溶剤としては、特に限定さ
れないが、例えばエタノール、イソプロパノール等のア
ルコール系の有機溶剤を挙げることができる。

【００３４】（光触媒を作用させる照射光線）光触媒を
作用させるための照射光線は、光触媒を励起することが
できれば限定されない。このようなものとしては紫外
線、可視光線、赤外線の他、これらの光線よりもさらに
短波長または長波長の電磁波、放射線であることができ
る。

【００３５】例えば光触媒として、アナターゼ型チタニ
アを用いる場合は、励起波長が３８０ｎｍ以下にあるの
で、光触媒の励起は紫外線により行うことができる。こ
のような紫外線を発するものとしては水銀ランプ、メタ
ルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマレーザ
ー、その他の紫外線光源を使用することができ、照度、
照射量等を変えることにより、膜表面の濡れ性を変化さ
せることができる。

【００３６】スプレーコート法 本発明の光学素子の製造方法においては、光学素子形成
用組成物の付着を、スプレーコート法によって行うこと
ができる。スプレーコート法により付着させると、光学
素子形成用組成物が粒状で付着するため、濡れ性の低い
部分から高い部分への光学素子形成用組成物の移動がし
やすくなり好ましい。スプレーコート法としては、光学
素子を形成するための材料を含む液体を、加圧すること
により微粒化、射出し、微粒化した液体を付着させるエ
アレススプレー法、光学素子形成用組成物を含む液体を
微粒子発生装置により微粒化し、この液体微粒子と前記
光触媒含有層との問に電界をかけることにより微粒化し
た液体を光触媒含有層に付着させる静電スプレー法、エ
アスプレーなどを用いることができる。マイクロレンズ
アレイの製造においてスプレーコート法は、大面積のマ
イクロレンズアレイの製造に有利であり、また、部分的
にスプレー付着量を変化させることにより、部分的にア
スペクト比を変えることができる点で有利である。

【００３７】図１はスプレーコート法の一例を説明する
図である。図１の支持体１の上に形成された濡れ性の違
いによるパターンを形成した光触媒含有層３に対して、
スプレーコーター４によってマイクロレンズ形成用組成
物のミスト５を噴射して、硬化前のマイクロレンズ形成
用組成物２を付着させている。付着したマイクロレンズ
形成用組成物は、この例では表面エネルギーが高い部分
にのみ集まりレンズ形状となり、紫外線照射によって硬
化する。

【００３８】蒸気成膜法 本発明の光学素子の製造方法においては、光学素子形成
用組成物を加熱などの方法により蒸気とし、その蒸気と
冷却したパターン形成体を接触させ、パターン形成体に
光学素子形成用組成物を結露させる方法（本明細書で
は、蒸気成膜法という）によって行うことができる。蒸
気成膜法により付着させると、光学素子形成用組成物が
粒状で付着するため、濡れ性の低い部分から高い部分へ
の光学素子形成用組成物の移動がしやすく好ましい。

【００３９】図２は蒸気成膜法の一例を説明する図であ
る。図２の支持体１の上に形成された濡れ性の違いによ
るパターンを形成した光触媒含有層３に対して、紫外線
硬化モノマー６を加熱ヒーター７で加熱することによっ
て生成したモノマー蒸気８を接触させる。支持体１は冷
却水９によって冷却しているので、紫外線硬化モノマー
が結露し、硬化前のマイクロレンズ形成用組成物２とし
て付着する。なお、ここでは余分のモノマー蒸気８はト
ラップ１０、バキュームポンプ１１を用いて回収してい
る。付着したマイクロレンズ形成用組成物は、この例で
は表面エネルギーが高い部分にのみ集まりレンズ形状と
なり、紫外線照射によって硬化する。

【００４０】開始剤先着法 本発明の光学素子は、特定の濡れ性を有する部分にのみ
重合開始剤を付着させ、次いで、スプレーコート法また
は蒸気成膜法により樹脂原料、好ましくは紫外線硬化樹
脂を付着させ、硬化させた後、重合開始剤のない部分に
付着した未硬化樹脂を除去する方法（本明細書では、開
始剤先着法という）によって製造することもできる。こ
の方法は、光学素子形成用組成物の種類により光学素子
形成用組成物と濡れ性の低い表面との反発力があまり高
くないなどの理由で、濡れ性の低い表面にも樹脂組成物
が付着する可能性がある場合などに有効である。未硬化
樹脂は、水その他の溶剤で洗い流すことができる。この
場合、溶剤は硬化した樹脂を劣化させないものを用いる
のが好ましい。

【００４１】振動付加 本発明の光学素子の製造方法においては、スプレーコー
トまたは蒸気成膜によって、光学素子形成用組成物を付
着させた後、硬化前に濡れ性の違いによるパターンを有
する表面に振動を加えることができる。本発明に用いる
光学素子形成用組成物の表面エネルギーが高い場合は、
光学素子用の樹脂組成物と濡れ性の低い表面との反発力
が高いため、振動を加えなくても濡れ性の低い表面に樹
脂組成物が付着しないが、光学素子形成用組成物の表面
エネルギーが低い場合は、光学素子用の樹脂組成物と濡
れ性の低い表面との反発力があまり高くないため、濡れ
性の低い表面にも樹脂組成物が付着する可能性があり、
この場合、振動を加えることによって、光学素子形成用
組成物を濡れ性の高い部分に集めることができ有利であ
る。振動の付加にあたっては、一般的に濡れ性の高い部
分の径と光学素子形成用組成物ミストの径は小さい方が
濡れ性の高い部分に動きやすい。

【００４２】本発明における振動付加方法は、特に限定
されないが、好ましくは超音波により行うことができ
る。

【００４３】図３は、このように振動を付加して光学素
子を製造する場合の、表面の状態を例示し説明する図で
ある。図３（ａ）は、光が照射されず低表面エネルギー
部分である光触媒含有層３と、光照射を行い高表面エネ
ルギー部分である変性光触媒含有層３’とからなる濡れ
性の違いによるパターンが形成されている表面にマイク
ロレンズ形成用組成物２のミストが付着した直後の図で
あり、表面にランダムにマイクロレンズ形成用組成物の
ミストが付着している。その後、図３（ｂ）に示すよう
に、高表面エネルギー部分に付着したマイクロレンズ形
成用組成物のミスト２は濡れ広がるが、低表面エネルギ
ー部分に付着したマイクロレンズ形成用組成物のミスト
２’はそのまま残ってしまう。そこで、超音波振動を加
えると図３（ｃ）に示すようにマイクロレンズ形成用組
成物のミストは高表面エネルギー部分に集まり、マイク
ロレンズ形状を形成することができる。

【００４４】マイクロレンズ （マイクロレンズを形成する材料）本発明の光学素子の
好適態様としては、具体的にはマイクロレンズを挙げる
ことができる。このマイクロレンズを構成する材料は、
液状のものとして付着させた後に硬化することができ、
硬化後は用途に応じたマイクロレンズとして機能できる
透明材料であれば特に限定されない。

【００４５】このような材料としては、例えば光硬化性
樹脂と光重合開始剤との組み合わせ、および熱硬化性樹
脂などが挙げられる。このうち紫外線硬化樹脂などの光
硬化性樹脂は硬化が容易かつ迅速である点、硬化時にマ
イクロレンズ形成材料および支持体などが高温とならな
い点などで好ましい。このような材料としては具体的に
は例えば次のものが挙げられる。

【００４６】（１）光硬化性樹脂組成物 本発明に好適に用いられる光硬化性樹脂組成物としては
可視光域に透明性の高いものが挙げられる。ここでいう
光硬化性樹脂組成物とは少なくとも１個以上の官能基を
有し、光重合開始剤に硬化エネルギー線を照射すること
により発生するイオンまたはラジカルによりイオン重
合、ラジカル重合を行い分子量の増加や架橋構造の形成
を行うモノマーやオリゴマーなどである。ここでいう官
能基とは、ビニル基、カルボキシル基、水酸基などの反
応の原因となる原子団または結合様式である。

【００４７】このようなモノマー、オリゴマーとして
は、不飽和ポリエステル型、エンチオール型、アクリル
型等があげられる、硬化速度、物性選択の幅の広さから
アクリル型が好ましい。アクリル型の代表例を以下に示
す。

【００４８】（１−１）単官能基のもの ２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシル
ＥＯ付加物アクリレート、エトキシジエチレングリコー
ルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、
２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシ
エチルアクリレートのカプロラクトン付加物、２−フェ
ノキシエチルアクリレート、フェノキシジエチレングリ
コールアクリレート、ノニルフェノールＥＯ付加物アク
リレート、ノニルフェノールＥＯ付加物にカプロラクト
ン付加したアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノ
キシプロピルアクリレート、テトラヒドロフルフリルア
クリレート、フルフリルアルコールのカプロラクトン付
加物アクリレート、アクリロイルモルホリン、ジシクロ
ペンテニルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレ
ート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、
イソボルニルアクリレート、４，４−ジメチル−１，３
−ジオキソランのカプロラクトン付加物のアクリレー
ト、３−メチル−５，５−ジメチル−１，３−ジオキソ
ランのカプロラクトン付加物のアクリレート等。

【００４９】（１−２）多官能基のもの ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコ
ールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリ
レート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ヒ
ドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ
アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリ
コールエステルのカプロラクトン付加物ジアクリレー
ト、１，６−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル
のアクリル酸付加物、ヒドロキシピバルアルデヒドとト
リメチロールプロパンのアセタール化合物のジアクリレ
ート、２，２−ビス［４−（アクリロイロキシジエトキ
シ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（アクリ
ロイロキシジエトキシ）フェニル］メタン、水添ビスフ
ェノールエチレンオキサイド付加物のジアクリレート、
トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、トリメ
チロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリト
ールトリアクリレート、トリメチロールプロパンプロビ
レンオキサイド付加物トリアクリレート、グリセリンプ
ロピレンオキサイド付加物トリアクリレート、ジペンタ
エリスリトールヘキサアクリレートペンタアクリレート
混合物、ジペンタエリスリトールのカプロラクトン付加
物アクリレート、トリス（アクリロイロキシエチル）イ
ソシアヌレート、２−アクリロイロキシエチルホスフェ
ート等。

【００５０】（２）光重合開始剤 本発明で使用される光重合開始剤は特に限定されるもの
ではなく公知のものから選んで使用できる。代表例とし
ては以下のものがあげられる。

【００５１】（２−１）カルボニル化合物 アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、ミヒラーケトン
系、ベンジル系、ベンゾイン系、ベンゾインエーテル
系、ベンジルジメチルケタール、ベンゾインベンゾエー
ト系、α−アシロキシムエステル等 （２−２）イオウ化合物 テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサント
ン類等 （２−３）リン系化合物 ２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフ
ィノキシド等 （３）熱可塑性樹脂組成物 可視光域に透明性の高い熱可塑性樹脂組成物、透明性の
他に屈折率、分散特性、複屈折率などの光学的特性にす
ぐれたものが好ましい。代表例としては、ポリカーボネ
イト、ポリメチルメタクリレート、メチルフタレート単
独重合体または共重合体、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリスチレン、ジエチレングリコールビスアリルカ
ーボネイト、アクリロニトリル・スチレン共重合体、メ
チルメタクリレート・スチレン共重合体、ポリ（−４−
メチルペンテン−１）等が挙げられる。

【００５２】（マイクロレンズ形成用組成物）マイクロ
レンズを形成するための原料を含む液体（本明細書にお
いて、マイクロレンズ形成用組成物ともいう）は上記の
ようなマイクロレンズを形成するための原料が含まれて
いるものであれば特に限定されない。

【００５３】マイクロレンズ形成用組成物の形態として
は、モノマーと重合開始剤とからなる液体、モノマーと
重合開始剤とが溶解または分散しているもの、オリゴマ
ーと重合開始剤からなる液体、オリゴマーと重合開始剤
とが溶解または分散しているもの、モノマーおよびオリ
ゴマーと重合開始剤とが溶解または分散しているものが
挙げられる。

【００５４】（マイクロレンズ形成用組成物付着部分）
本発明の好適態様のマイクロレンズの製造方法におい
て、マイクロレンズ形成用組成物は、表面の濡れ性の違
いによるパターンのいずれの部分に付着させてもよい。
換言すれば、表面の濡れ性を変化させた部分に付着させ
てもよく、または変化させなかった部分に付着させても
よいが、好ましくは濡れ性を変化させた部分、光触媒含
有層であれば濡れ性が向上した部分に付着させる。

【００５５】具体的な一例としては、濡れ性が高い部分
もしくは親水性部分に付着させる、または濡れ性が低い
部分もしくは低臨界表面エネルギー部分に付着させるこ
とができる。低臨界表面エネルギー部分にマイクロレン
ズ形成用組成物を付着させる場合は、好ましくは高臨界
表面エネルギー部分を予め湿し水によって被覆して、マ
イクロレンズ形成用組成物と高臨界表面エネルギー部分
が直接接触しないようにして低臨界表面エネルギー部分
に付着させることができる。

【００５６】（マイクロレンズアスペクト比の調整）本
発明の好適態様のマイクロレンズの製造方法の大きな特
徴の一つは、マイクロレンズの焦点距離を調整するこ
と、すなわちアスペクト比を変化させることが極めて容
易にできることである。

【００５７】図４はこのようなマイクロレンズのアスペ
クト比の調整を具体例を用いて説明する図である。透明
支持体１上にはマイクロレンズ形成用組成物との濡れ性
が低い光触媒含有層３が形成されており、この光触媒含
有層３の一部には、マイクロレンズ形成用組成物との濡
れ性が高く、マイクロレンズ形成用組成物を付着させる
部分に対応する濡れ性が変化した光触媒含有層（以下変
成光触媒含有層３’ともいう）が設けられている。さら
に変成光触媒含有層３’の上にはマイクロレンズ形成用
組成物２が付着している。図４（ａ）は、マイクロレン
ズ形成用組成物２を少量付着させた例であり、マイクロ
レンズ形成用組成物２が少量であっも、変成光触媒含有
層３’全体に広がるため、アスペクト比の小さい焦点距
離の長いマイクロレンズを形成することができる。図４
（ｂ）は、マイクロレンズ形成用組成物を中程度の量付
着させた例であり、図４（ａ）と比較してアスペクト比
が上がり、焦点距離が短いマイクロレンズが形成され
る。図４（ｃ）は、マイクロレンズ形成用組成物を大量
に付着させた例であり、マイクロレンズ形成用組成物２
が大量であっても、マイクロレンズ形成用組成物が濡れ
性の低い光触媒含有層３には広がらず、アスペクト比の
高い焦点距離の短いマイクロレンズが形成される。

【００５８】このように、本発明の好適態様のマイクロ
レンズの製造方法によれば、マイクロレンズのアスペク
ト比は、１ヶ所あたりのマイクロレンズ形成用組成物の
付着量で簡単に制御できる利点がある。また、底面の大
きさは、パターンの大きさで規定されるため、マイクロ
レンズ形成用組成物の量が変化しても底面の大きさは変
化しない長所を有する。また、マイクロレンズ形成用組
成物を最初に付着する位置が多少ずれていても、濡れ性
の違いによりパターンの位置にマイクロレンズ形成用組
成物の位置が修正されるため位置精度の極めて高いマイ
クロレンズアレイを製造することができる点で優れてい
る。

【００５９】（マイクロレンズアレイ）本発明の好適態
様のマイクロレンズの製造方法においては、好適にはマ
イクロレンズを規則的に配置させてマイクロレンズアレ
イを製造する。このマイクロレンズアレイの配列および
底面の形状は、濡れ性の違いによるパターンに対応して
いるので、マイクロレンズの位置および形状の精度は高
いものとなっている。また、濡れ性の高い部分にのみマ
イクロレンズ用組成物を付着させることができるため、
密着性がより強固となり、より強度の高いマイクロレン
ズが製造できる。また、接触面は円形のみでなく、多角
形の形状にデザインすることができるので、円形レンズ
に比べ、レンズ形状物以外の部分の面積を小さくするこ
とが可能であり、開口率の高いマイクロレンズアレイを
容易に製造できる。また、本発明においては、マイクロ
レンズ形成用組成物の付着をスプレーコート法によって
行う場合には、スプレーによる付着量を部分的に変化さ
せることによりアスペクト比を容易に部分的に変化させ
ることができる。

【００６０】光線反射素子 本発明の光学素子の別の好適態様としては、光線反射素
子を挙げることができる。このような光線反射素子とし
ては、例えば、反射板、散乱板、特に、液晶ディスプレ
ーのバックライトを導く導光板を挙げることができる。

【００６１】このような光線反射素子の製造方法は、本
発明の範囲内であれば特に限定されないが、例えば、前
記の方法によりマイクロレンズあるいはマイクロレンズ
アレイを形成した後、その表面に反射層を設けることに
より製造することができる。この場合、下地となるマイ
クロレンズ形状物の材料は、上記のマイクロレンズ材料
に限らず、不透明材料であってもよい。さらに、このマ
イクロレンズ形状物の材料自体が所望の光線を反射する
ものであれば、反射層がなくてもよい。

【００６２】本発明の好適態様の反射板は液晶ディスプ
レーに使用されるエッジライト方式のバックライトの導
光板などに使用することができ、現状のものよりも輝度
が高く、均一で、視野角制限の少ない照明が可能とな
る。

【００６３】本発明において、マイクロレンズ形成用組
成物の付着をスプレーコート法によって行う場合には、
スプレーによる付着量を部分的に変化させることにより
アスペクト比を部分的に容易に変化させることができ
る。このアスペクト比を部分的に変化させる方法は、例
えば液晶ディスプレーのエッジライト方式の導光板にお
いて、均一なバックライトを得るためにライトからの距
離が離れるほど散乱率を高めた導光板を製造するうえで
有用である。

【００６４】反射層形成方法 反射層を構成する材料は、必要とする光線を反射できる
ものであれば特に限定されないが、例えば各種金属材
料、特にアルミニウム、銀、金などを挙げることができ
る。このような金属層からなる反射層の形成方法は特に
限定されないが、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶ
Ｄ法、無電界めっき溶液法、電界めっき溶液法、コーテ
ィング法などの方法を用いることができる。

【００６５】支持体 本発明において、前記濡れ性のちがいによる表面を有す
る表面、好ましくは光触媒含有層は支持体上に形成され
ていてもよい。この支持体を構成する材料は、それ自体
またはその上に層を形成して表面に濡れ性の違いによる
パターンを形成することができ、かつ、光学素子を形成
できるものであれば特に限定されない。支持体は有色不
透明のものであってもよいが、光学素子がマイクロレン
ズである場合、支持体に無色あるいは有色の透明材料を
用い光透過性の支持体とすると、後の工程でレンズを支
持体からとりはずす必要がなく、マイクロレンズアレイ
の製造に大いに有効である。このような支持体の材料と
しては、一般にマイクロレンズアレイの製造に用いられ
ているものであれば限定されず、無機材料、有機材料の
いずれであってもよく、例えば好ましくは、ソーダガラ
ス、石英ガラス、光学ガラス、（ＨＯＹＡ（株）製ＢＳ
Ｃ７など）、電子工学用ガラス（無アルカリガラスな
ど）および透光性セラミックス、ポリカーボネート、メ
チルメタクリレート単重合体または共重合体、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリスチレンなどのプラスチック
フィルム、プラスチックシートなどを挙げることができ
る。

【００６６】支持体の形状、厚みは、用途に応じて変化
させることができ、通常用いられている形態であること
ができる。

【００６７】原版からの複製方法 本発明の光学素子を原版として型を製造し、その型に基
いてさらに光学素子を形成することもできる。この方法
は、光学素子製造工程が制約でき、光学素子の材料の制
約から解放され、自由度が高い光学素子の製造方法であ
る。また、この方法によれば、光学素子の生産性をさら
に高めることができる。

【００６８】図５は、本発明の光学素子を原版として型
を製造し、その型に基いてさらに光学素子を複製する方
法の一例を説明する図である。この例では、図５（ａ）
に示すように光学素子原版１２から金属製の型１３をお
こす。次いで図５（ｂ）に示すように、この金属製型１
３を取り付けた転写ドラム１４と、紫外線硬化樹脂槽１
５と紫外線照射装置１６を有する複製装置１７にフィル
ム支持体１８を取り付けて、紫外線硬化樹脂を含んだ金
属製型１３とフィルム支持体１８を密着させながら紫外
線照射を行い硬化させる工程を、転写ドラム１５を回転
させることにより、フィルム支持体上にレンズ形状を有
する光学素子を連続的に複製することができる。光学素
子の複製後は切断器具１９で切断することにより、所望
の寸法の光学素子とすることができる。

【００６９】遮光層 本発明の好適態様のマイクロレンズには、好適には遮光
層を設けることができる。この遮光層は、マイクロレン
ズの位置および形状に対応して形成されたものであり、
マイクロレンズ周囲の不要な光線がマイクロレンズに入
射しないように設けられるものである。遮光層は、より
好ましくはマイクロレンズアレイに設けられる。

【００７０】本発明の好適態様においては、遮光層の形
成方法は限定されないが、好ましくはこの遮光層の形成
もマイクロレンズの形成と同様に濡れ性の違いを用いて
形成する。具体的には、透明支持体のレンズを形成しな
い側である裏面に、レンズパターンに対応した遮光層パ
ターンを形成するための濡れ性の違いによるパターンを
形成し、支持体の遮光層パターンの特定の濡れ性を有す
る部位に遮光層形成用組成物を付着させ、遮光層形成用
組成物を硬化させることにより遮光層を有するレンズを
製造する。

【００７１】遮光層を形成する材料としては一般的なも
のであれば特に限定されないが、例えばカーボンブラッ
クを含有するアクリル系熱可塑性樹脂よりなる塗材を用
いて形成される遮光性樹脂薄膜などが挙げられる。

【００７２】撮像装置への利用 本発明の好適態様であるマイクロレンズアレイは、撮像
装置の光感度を高めるために、例えばＣＣＤといった撮
像素子に隣接または密着する部品として好適に用いるこ
とができる。この場合、好ましくは迷光によるコントラ
スト低下等といった特性への悪影響を避ける等の理由に
より、遮光層を設けることが好ましい。また光の透過性
を高めるため、あるいは光の干渉による光触媒含有層の
発色を防止するため等の理由により、光触媒含有層を薄
くすることが好ましく、好適には厚み１μｍ以下、より
好ましくは０．２μｍ以下とする。

【００７３】ディスプレイ 本発明の好適態様であるマイクロレンズアレイは、目視
者方向への輝度を高めるために、例えば液晶ディスプレ
イなどのディスプレイに隣接または密着する部品として
好適に用いることができる。この場合、好ましくは室内
照明や太陽光など周囲の外光の影響を抑え表示画質を向
上させるために遮光層を設けることが好ましい。また、
光の透過性を高めるため、光の干渉による光触媒含有層
の発色を防止するため等の理由により光触媒含有層を薄
くすることが好ましく、好適には厚み１μｍ以下、より
好ましくは０．２μｍ以下とする。

【００７４】

【実施例】以下に実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００７５】実施例１ （光触媒含有膜）イソプロピルアルコール３ｇ、オルガ
ノシロキサン（東芝シリコーンＴＳＬ８１１３）０．４
ｇ、フルオロアルコキシシランＭＦ−１６０Ｅ（トーケ
ムプロダクツ）０．３ｇ、光触媒無機コーティング剤Ｓ
Ｔ−Ｋ０１（石原産業）２ｇを混合した。この溶液をス
ピンコーティング法により、石英ガラス透明支持体上に
塗布した。これを１５０℃の温度で１０分間乾燥するこ
とにより、加水分解、重縮合反応を進行させ、光触媒が
オルガノポリシロキサン中に強固に固定された、膜厚
０．１μｍの透明な層を得ることができた。この光触媒
含有層上に水銀ランプにて３０ｍＷ／ｃｍ²の照度で３
０秒間、マスクを介してパターン露光した。この結果、
露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成され
た。水に対する接触角を接触角測定器（協和界面科学
（株）ＣＡ−Ｚ型）により測定した結果、未露光部の水
の接触角は１４２°、露光部の水の接触角は１０°以下
であった。

【００７６】実施例２ （静電スプレーコート）石英ガラス透明支持体上に、実
施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法によ
り塗布し、膜厚０．１μｍの透明な層を形成した。

【００７７】開口部直径４０μｍの円形パターンが５０
μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ
型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層に、水銀ランプにて３０ｍＷ／ｃｍ²の照度で
３０秒間パターン露光した。

【００７８】この結果、石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパター
ンが形成された。

【００７９】紫外線硬化型モノマー（２官能アクリレー
トモノマー：日本化薬製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＧ４００Ｄ
Ａ）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミ
カルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇを混合し、３分間
撹拌した。得られた混合液をノードソン製エアロコート
システムにて、平均噴射液滴粒径０．５〜１．０μｍで
上記の石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層上に全面
塗布したところ、露光部分（直径４０μｍの円形パター
ン部分）のみに混合液が付着し、レンズ形状となった。
石英ガラスの表面に１０μｍの均一な膜を形成可能な塗
布条件にて、前記石英ガラス透明支持体上の光触媒含有
層上に全面塗布し、これを水銀ランプにより３０ｍＷ／
ｃｍ²の照度で１０秒間露光したところ、直径４０μ
ｍ、高さ１５μｍ、アスペクト比０．３７５のマイクロ
レンズアレイを得た。

【００８０】実施例３ （静電スプレーコート＋超音波）石英ガラス透明支持体
上に、実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティン
グ法により塗布し、膜厚０．２μｍの透明な層を形成し
た。

【００８１】開口部直径４０μｍの円形パターンが５０
μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ
型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層に、水銀ランプにて７０ｍＷ／ｃｍ²の照度で
３０秒間パターン露光した。

【００８２】この結果、石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパター
ンが形成された。

【００８３】紫外線硬化型モノマー（ＰＯ変成グリセリ
ントリアクリレート：荒川化学工業製ビームセット７２
０）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミ
カルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇを混合し、３分間
撹拌した。得られた混合液をノードソン製エアロコート
システムにて、平均噴射液滴粒径０．５〜１．０μｍで
上記の石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層上に全面
塗布した。この混合液は表面エネルギーが低いため、露
光パターンによらず、全面に粒状のモノマーが付着し
た。これにブランソン製超音波発信器（Ｓ７０４０−１
２）にて４０ｋＨｚの超音波を付加したところ、露光部
分（直径４０μｍの円形パターン部分）のみに混合液が
集まり、レンズ形状となった。石英ガラスの表面に５μ
ｍの均一な膜を形成可能な塗布条件にて、前記石英ガラ
ス透明支持体上の光触媒含有層上に全面塗布し、これを
水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ²の照度で１０秒間露
光したところ、直径４０μｍ、高さ１０μｍ、アスペク
ト比０．２５のマイクロレンズアレイを得た。

【００８４】実施例４ （蒸気成膜）石英ガラス透明支持体上に、実施例１記載
の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗布し、
膜厚０．１μｍの透明な層を形成した。

【００８５】開口部直径４０μｍの円形パターンが５０
μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ
型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層に、水銀ランプにて３０ｍＷ／ｃｍ²の照度で
３０秒間パターン露光した。

【００８６】この結果、石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパター
ンが形成された。

【００８７】紫外線硬化型モノマー（２官能アクリレー
トモノマー：日本化薬製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＧ４００Ｄ
Ａ）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミ
カルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇ、熱重合禁止剤
（純正化学製ＭＥＨＱ）５０ｇを混合し、３分間撹拌し
た。図２に示す蒸気成膜装置にて、得られた混合液を１
４０℃に加熱し、上記の石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層上に２分間蒸気成膜を行なったところ、露光部
分（直径４０μｍの円形パターン部分）のみに混合液が
付着し、レンズ形状となった。これを水銀ランプにより
３０ｍＷ／ｃｍ²の照度で１０秒間露光したところ、直
径４０μｍ、高さ２０μｍ、アスペクト比０．５のマイ
クロレンズアレイを得た。

【００８８】実施例５ （蒸気成膜＋超音波）石英ガラス透明支持体上に、実施
例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により
塗布し、膜厚０．２μｍの透明な層を形成した。

【００８９】開口部直径４０μｍの円形パターンが５０
μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ
型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層に、水銀ランプにて７０ｍＷ／ｃｍ²の照度で
３０秒間パターン露光した。

【００９０】この結果、石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパター
ンが形成された。

【００９１】紫外線硬化型モノマー（ＰＯ変成グリセリ
ントリアクリレート：荒川化学工業製ビームセット７２
０）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミ
カルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇ、熱重合禁止剤
（純正化学製ＭＥＨＱ）５０ｇを混合し、３分間撹拌し
た。図２に示す蒸気成膜装置にて、得られた混合液を１
４０℃に加熱し、上記の石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層上に２分間蒸気成膜した。この混合液は表面エ
ネルギーが低いため、露光パターンによらず、全面に粒
状のモノマーが付着した。これにブランソン製超音波発
信器（Ｓ７０４０−１２）にて４０ｋＨｚの超音波を付
加したところ、露光部分（直径４０μｍの円形パターン
部分）のみに混合液が集まり、レンズ形状となった。こ
れを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ²の照度で１０秒
間露光したところ、直径４０μｍ、高さ１７μｍ、アス
ペクト比０，４２５のマイクロレンズアレイを得た。

【００９２】実施例６ （蒸気成膜、開始剤先着法）石英ガラス透明支持体上
に、実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング
法により塗布し、膜厚０．２μｍの透明な層を形成し
た。

【００９３】開口部直径４０μｍの円形パターンが５０
μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ
型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層に、水銀ランプにて７０ｍＷ／ｃｍ²の照度で
３０秒間パターン露光した。

【００９４】この結果、石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパター
ンが形成された。

【００９５】上記の濡れ性の異なるパターンが形成され
た光触媒含有層上にディップコーターにて０．０２ｍｍ
／ｓｅｃの速度にて、硬化開始剤（チバスペシャリティ
ケミカルズ製ダロキュア１１７３）を塗布したところ、
露光部分（直径４０μｍの円形パターン部分）のみに付
着した。

【００９６】紫外線硬化型モノマー（ＰＯ変成グリセリ
ントリアクリレート：荒川化学工業製ビームセット７２
０）１０００ｇ、熱重合禁止剤（純正化学製ＭＥＨＱ）
５０ｇを混合し、３分間撹拌した。図２に示す蒸気成膜
装置にて、得られた混合液を１４０℃に加熱し、上記の
硬化開始剤がパターン上に付着した光触媒含有層上に３
分間蒸気成膜した。露光パターンによらず、全面に粒状
のモノマーが付着した。

【００９７】これを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ²
の照度で１０秒間露光した後水洗したところ、未露光部
分のモノマーは洗い流され、直径４０μｍ、高さ２０μ
ｍ、アスペクト比０．５のマイクロレンズアレイを得
た。

【００９８】実施例７ （散乱板：蒸気成膜、金属蒸着）石英ガラス透明支持体
上に、実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティン
グ法により塗布し、膜厚０．２ｍの透明な層を形成し
た。

【００９９】開口部直径１００μｍの円形パターンが１
１０μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用
ネガ型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の
光触媒含有層に、水銀ランプにて７０ｍＷ／ｃｍ²の照
度で３０秒間パターン露光した。

【０１００】この結果、石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパター
ンが形成された。

【０１０１】紫外線硬化型モノマー（２官能アクリレー
トモノマー：日本化薬製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＧ４００Ｄ
Ａ）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミ
カルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇ、熱重合禁止剤
（純正化学製ＭＥＨＱ）５０ｇを混合し、３分間撹拌し
た。図２に示す蒸気成膜装置にて、得られた混合液を１
４０℃に加熱し、上記の石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層上に５分間蒸気成膜を行なったところ、露光部
分のみに混合液が付着した。これを水銀ランプにより３
０ｍＷ／ｃｍ²の照度で１０秒間露光、硬化した。

【０１０２】上記の紫外線硬化樹脂層が形成された光触
媒含有層の全面に厚さ５０００オングストロームにてア
ルミニウムを真空蒸着したところ、アスペクト比０．４
の突起形状をもつ光学散乱板を得た。

【０１０３】比較例１ （スピンコート）石英ガラス透明支持体上に実施例１記
載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗布
し、膜厚０．２μｍの透明な層を形成した。

【０１０４】開口部直径４０μｍの円形パターンが５０
μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ
型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層に、水銀ランプにて７０ｍＷ／ｃｍ２の照度で
３０秒間パターン露光した。

【０１０５】この結果、石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパター
ンが形成された。

【０１０６】紫外線硬化型モノマー（２官能アクリレー
トモノマー：日本化薬製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＧ４００Ｄ
Ａ）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミ
カルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇを混合し、３分間
撹拌した。得られた混合液をスピンコーターにて、５０
０ｒｐｍにて全面塗布したところ、露光部分（直径４０
μｍの円形パターン部分）のみに混合液が付着した。こ
れを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ２の照度で１０秒
間露光したところ、直径４０μｍ、高さ５００００オン
グストロームであり、アスペクト比０．０１２５であっ
た。

【０１０７】また、スピンコーティング時、５００ｒｐ
ｍ以下の速度にて上記のモノマーを上記の光触媒含有層
上に塗布したところ、全面に均一な厚さの膜が形成され
た。

【０１０８】比較例２ （ブレードコート）石英ガラス透明支持体上に、実施例
１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗
布し、膜厚０．２μｍの透明な層を形成した。

【０１０９】開口部直径４０μｍの円形パターンが５０
μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ
型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層に、水銀ランプにて７０ｍＷ／ｃｍ２の照度で
３０秒間パターン露光した。

【０１１０】この結果、石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパター
ンが形成された。

【０１１１】紫外線硬化型モノマー（２官能アクリレー
トモノマー：日本化薬製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＧ４００Ｄ
Ａ）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミ
カルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇを混合し、３分間
撹拌した。得られた混合液をブレードコーターにて、１
μｍのギャップにて、上記の石英ガラス透明支持体上の
光触媒含有層上に全面塗布したところ、露光部分（直径
４０μｍの円形パターン部分）のみに混合液が付着し
た。これを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ２の照度で
１０秒間パターン露光したところ、直径４０μｍ、高さ
８０００オングストロームであり、アスペクト比０．０
２であった。

【０１１２】また、ブレードコーティング時、１μｍ以
上のギャップにて上記のモノマーを上記の光触媒含有層
上に塗布したことろ、全面に均一な厚さの膜が形成され
た。

【０１１３】比較例３ （ディップコート）石英ガラス透明支持体上に、実施例
１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗
布し、膜厚０．１μｍの透明な層を形成した。

【０１１４】開口部直径４０μｍの円形パターンが５０
μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ
型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層に、水銀ランプにて３０ｍＷ／ｃｍ２の照度で
３０秒間パターン露光した。

【０１１５】この結果、石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパター
ンが形成された。

【０１１６】紫外線硬化型モノマー（２官能アクリレー
トモノマー：日本化薬製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＧ４００Ｄ
Ａ）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミ
カルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇを混合し、３分間
撹拌した。ディップコーターにて、得られた混合液を
０．１ｍｍ／ｓの速度で石英ガラス透明支持体上の光触
媒含有層上に塗布したところ、露光部分（直径４０μｍ
の円形パターン部分）のみに混合液が付着した、これを
水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ２の照度で１０秒間露
光したところ、直径４０μｍ、高さ１μｍであり、アス
ペクト比０．０２５であった。

【０１１７】また、ディップコーティング時、０．１ｍ
ｍ／ｓを超える速度にて上記のモノマーを上記の光触媒
含有層上に塗布したところ、全面に均一な厚さの膜が形
成された。

【０１１８】

【発明の効果】本発明によって、アスペクト比が高い光
学素子およびそのような光学素子を簡単な工程で効率よ
く大量に大面積で製造できる方法を提供できる。このよ
うな高アスペクト比を有するマイクロレンズを用いると
液晶ディスプレーの視野角増大、ＣＣＤの集光効率増大
などに有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明におけるスプレーコート法の一
例を説明する図である。

【図２】図２は、本発明における蒸気成膜法の一例を説
明する図である。

【図３】図３は、本発明における振動を付加して光学素
子を製造する場合を説明する図である。

【図４】図４は、本発明におけるマイクロレンズのアス
ペクト比の調整の説明図である。

【図５】図５は、光学素子の複製方法の一例を説明する
図である。

【符号の説明】

１ 支持体 ２ マイクロレンズ形成用組成物 ２’ 低表面エネルギー部分に付着したマイクロレンズ
形成用組成物 ３ 光触媒含有層 ３’ 変性光触媒含有層 ４ スプレーコーター ５ マイクロレンズ形成用組成物ミスト ６ 紫外線硬化モノマー ７ 加熱ヒーター ８ モノマー蒸気 ９ 冷却水 １０ トラップ １１ バキュームポンプ １２ 光学素子原版 １３ 金属製型 １４ 転写ドラム １５ 紫外線硬化樹脂槽 １６ 紫外線照射装置 １７ 複製装置 １８ フィルム支持体 １９ 切断器具

フロントページの続き (72)発明者 小 林 弘 典 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 Ｆターム(参考） 2H091 FA14X FA14Z FA23Z FA29X FA29Z FA31X FA31Z FA41Z FC23 GA01 LA30 4F213 AA33 AA44 AB04 AB16 AD03 AG03 AG19 AH73 AH74 WA32 WA40 WA58 WA87 WB01 WF25 4G069 AA02 AA04 AA08 BA04B BA04C BB04B BB04C BC12B BC12C BC22B BC22C BC25B BC25C BC35B BC35C BC60B BC60C BC66B BC66C CA01 CA07 CA11 DA06 EA08 EC22X ED02 FB23 FB24

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】濡れ性の違いによるパターンの特定の濡れ
   性を有する部位に、アスペクト比が０．１〜０．５であ
   る凸レンズ形状物が形成されていることを特徴とする、
   光学素子。
2. 【請求項２】光触媒含有層上にアスペクト比が０．１〜
   ０．５である凸レンズ形状物が形成されていることを特
   徴とする、光学素子。
3. 【請求項３】前記光触媒含有層が、光触媒とバインダー
   を含有するものであって、光の照射によって前記光触媒
   含有層の濡れ性が変化した部位上に前記光学素子が形成
   されたものである、請求項２に記載の光学素子。
4. 【請求項４】前記光学素子が、マイクロレンズである、
   請求項１または２に記載の光学素子。
5. 【請求項５】前記光学素子が、凸レンズ形状物の表面に
   金属層を設けることにより、光線を反射する素子とした
   ものである、請求項１または２に記載の光学素子
6. 【請求項６】前記光触媒含有層が、透明支持体上に形成
   されている、請求項１または２に記載の光学素子。
7. 【請求項７】請求項１または２に記載の光学素子がアレ
   イ状に配置されてなる、光学素子アレイ。
8. 【請求項８】濡れ性の違いによるパターンの特定の濡れ
   性を有する部位に光学素子を形成するための材料を含む
   液体をスプレーコート法によって付着させる工程と、 前記光学素子を形成するための材料を含む液体を硬化さ
   せて光学素子を形成する工程、 とを含むことを特徴とする、光学素子の製造方法。
9. 【請求項９】濡れ性の違いによるパターンの特定の濡れ
   性を有する部位に光学素子を形成するための材料を含む
   液体を蒸気成膜法によって付着させる工程と、 前記光学素子を形成するための材料を含む液体を硬化さ
   せて光学素子を形成する工程、 とを含むことを特徴とする、光学素子の製造方法。
10. 【請求項１０】濡れ性の違いによるパターンの特定の濡
    れ性を有する部位に重合開始剤を付着させる工程と、 前記パターンを有する表面の全面に光学素子を形成する
    ための材料を含む液体をスプレーコート法によって付着
    させる工程と、 前記光学素子を形成するための材料を含む液体を硬化さ
    せて光学素子を形成する工程、 とを含むことを特徴とする、光学素子の製造方法。
11. 【請求項１１】濡れ性の違いによるパターンの特定の濡
    れ性を有する部位に重合開始剤を付着させる工程と、 前記パターンを有する表面の全面に光学素子を形成する
    ための材料を含む液体を蒸気成膜法によって付着させる
    工程と、 前記光学素子を形成するための材料を含む液体を硬化さ
    せて光学素子を形成する工程、 とを含むことを特徴とする、光学素子の製造方法。
12. 【請求項１２】前記重合開始剤が、紫外線硬化樹脂用の
    ものであって、前記光学素子を形成するための材料が、
    紫外線硬化樹脂である、請求項１０または１１に記載の
    光学素子の製造方法。
13. 【請求項１３】前記光学素子がマイクロレンズである、
    請求項８〜１１のいずれか１項に記載の光学素子の製造
    方法。
14. 【請求項１４】請求項８〜１１のいずれか１項に記載の
    光学素子を形成後、その光学素子の表面に反射層を設け
    て、光線を反射する素子を製造する、光学素子の製造方
    法。
15. 【請求項１５】請求項８〜１１のいずれか１項に記載の
    光学素子の製造方法であって、前記濡れ性の違いによる
    パターンの形成を、光触媒含有層に光照射を行うことに
    よって行い、さらに前記光照射により濡れ性が変化した
    部位上に、前記光学素子を形成するための材料を含む液
    体を付着させる方法であり、前記光学素子が、アスペク
    ト比０．１〜０．５である凸レンズ形状物がアレイ状に
    配置されてなるものである、光学素子アレイの製造方
    法。
16. 【請求項１６】前記スプレーコート法が、光学素子を形
    成するための材料を含む液体を加圧することにより射出
    して微粒化させて前記濡れ性の違いによるパターンを有
    する表面に付着させる方法、または静電スプレー法であ
    る、請求項８または１０に記載の光学素子の製造方法。
17. 【請求項１７】前記濡れ性の違いによるパターンが形成
    された表面の全面に光学素子を形成するための材料を含
    む液体を付着させた後、前記液体の硬化前に前記表面
    に、振動を加えることにより、前記表面の特定の濡れ性
    を有する部位のみに前記液体を集める工程を含む、請求
    項８または９に記載の光学素子の製造方法。
18. 【請求項１８】前記振動が、超音波発生装置によって発
    生されるものである、請求項１７に記載の光学素子の製
    造方法。
19. 【請求項１９】前記反射層が、金属蒸着法またはコーテ
    ィング法により形成した、アルミニウム層である、請求
    項１４に記載の光学素子の製造方法。
20. 【請求項２０】請求項８〜１１のいずれか１項に記載の
    光学素子の製造方法によって製造した光学素子を、原版
    として複製することにより、光学素子を製造する方法。