JP2004029402A

JP2004029402A - 遮光層を有するマイクロレンズアレイシート

Info

Publication number: JP2004029402A
Application number: JP2002185913A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Aizawa; 相沢　弘貴
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】本発明は、遮光層を有するマイクロレンズアレイシートを提供することを課題とする。
【解決手段】透光性樹脂フィルム基材の一方の面にマイクロレンズが形成され、反対面に黒色に着色された粘着性を有する紫外線硬化型樹脂層と保護プラスチックフィルム層とがこの順に積層されてなるマイクロレンズアレイシートのレンズ面側から、紫外線を照射することにより、マイクロレンズにより集光した部分に対応する前記紫外線硬化型樹脂層を硬化させて、該集光部の硬化樹脂層を前記保護プラスチックフィルム層に転移させ、該フィルム層を剥離することにより、前記集光部の硬化樹脂層を前記支持体から剥離し、一方、支持体に密着して残る非集光部に対応する前記紫外線硬化型樹脂層からなる遮光パターンを形成する方法により得られることを特徴とする遮光層を有するマイクロレンズアレイシートである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粘着性を有する紫外線硬化型樹脂の粘着性が紫外線照射により変化し、基材への密着力が変化する性質を利用して遮光層を形成する方法より得られる遮光層を有するマイクロレンズアレイシートに係わり、さらに詳細には、液晶プロジェクター等に使用される背面投射型スクリーンに用いられる遮光層を有するマイクロレンズアレイシートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶プロジェクター等に用いられる背面投射型スクリーンとして、フレネルレンズシートと組み合わせて用いられる凸シリンドリカルレンズは１次元的に並設されてなるレンチキュラーシートが主流であり、遮光層を形成するパターンは、シリンドリカルレンズの非集光部に相当するストライプ状のパターン（ブラック・ストライプ［ＢＳ］という）である。
【０００３】
画素数の多い高精細な映像を視覚する上で、レンチキュラーシートの凸シリンドリカルレンズピッチをファイン化することも行われており、それに伴い遮光パターン（ＢＳ）もファインピッチ化が行われる。高精細な遮光パターンを実現するには、解像度の高い、精細なパターンで転移可能な転写層を実現する必要がある。
【０００４】
すなわち、レンチキュラーシートのレンズ部とは反対側の平坦面に遮光層を形成するにあたっては、前記平坦面に感光層（感光することで粘着性が消失するような公知の材料）を全面に形成した後レンズ側より露光することで、集光部分にあたる部分の感光層を変性させ、非集光部にあたる粘着性の残る部分に、インキやトナーを付着させたり、あるいは転写層を転移させるなどの手法（所謂、レンズ自身によるセルフアライメントと呼ばれる公知の手法）により正確な位置に遮光層を形成する上で好ましく実施されている。（特開平９−１２０１０２号公報などに例示されている）特に、上記転写形成法による遮光層を形成するパターンは遮光層やパターン輪郭の鮮明性に優れている。
【０００５】
一方、液晶プロジェクター等に用いられる背面投射型スクリーンとして、レンチキュラーシートに代えて、単位凸レンズが２次元的にマトリクス状に配列されてなる構成のマイクロレンズシートを採用した場合、遮光パターンは、スポット状の単位凸レンズの集光部を除いたパターンとなる。
視覚される表示映像のコントラストを向上させるためには、レンズアレイ部とは反対側（観察者側）の平坦部に、各単位レンズによる非集光部にあたる個所に遮光層（ブラック・マトリクス「ＢＭ」という）を形成することが好適であり。慣用的に行われている。
【０００６】
微少な単位レンズがファインピッチに２次元的にマトリクス状に配列されてなる構成のマイクロレンズシートにおいても、映像を高いコントラストで視覚する上では、高い遮光率でパターンを形成することが好ましいが、微少なスポットである単位凸レンズの集光部を除いたパターンとする必要があるが、レンチキュラーシートを用いたストライプ状の遮光層を形成する場合に比較して、より一層、解像度の高い、精細なパターンで転移可能な転写層からなる遮光層を形成できる技術が求められていた。
【０００７】
前記のようにレンチキュラーを用いたレンズには、ブラックストライプ（ＢＳ）、ブラックマトリクス（ＢＭ）のような遮光パターンを形成するが、従来の形成方法である感光性の樹脂の粘着性を利用し、インキやトナーを付着させる方法が好ましく実施されていたが、ＢＳのファインピッチ化やＢＭのようなマトリクス状の場合、特に、転写法において、転写箔のインキ層の切れ性が悪く剥離方向に対する方向性が発生し、剥離時の尾引きやギザツキ現象が起こり、精細なパターンが形成できないという問題がある。またこの方法の場合、感光層である感材と転写箔の二つの材料が必要でありコスト的な面での問題があった。ファインピッチ化した場合、レンズの集光を利用したセルフアライメント法であるため、レンズによる集光位置の精度が重要である。しかしながら、感光層の厚みが通常は１０μｍ以上あることからレンズ支持体であるフィルムの厚みが制限されてしまい、製造時の歩留まりを悪くする原因となっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の技術的背景を考慮してなされたものであって、使用する部材を削減することが可能な、安価な方法で製造できる方法によって、高い遮光率で、所定の位置に高精度で形成できる遮光層を有するマイクロレンズアレイシートを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、透光性樹脂フィルム基材の一方の面にマイクロレンズが形成され、反対面に黒色に着色された粘着性を有する紫外線硬化型樹脂層と保護プラスチックフィルム層とがこの順に積層されてなるマイクロレンズアレイシートのレンズ面側から、紫外線を照射することにより、マイクロレンズにより集光した部分に対応する前記紫外線硬化型樹脂層を硬化させて、該集光部の硬化樹脂層を前記保護プラスチックフィルム層に転移させ、該フィルム層を剥離することにより、前記集光部の硬化樹脂層を前記支持体から剥離し、一方、支持体に密着して残る非集光部に対応する前記紫外線硬化型樹脂層からなる遮光パターンを形成する方法により得られることを特徴とする遮光層を有するマイクロレンズアレイシートである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のマイクロレンズアレイシートにおいて、前記紫外線硬化型樹脂層の膜厚が０．１〜２０μｍであることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載のマイクロレンズアレイシートにおいて、前記紫外線硬化型樹脂層にフィラーが分散されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロレンズアレイシートにおいて、前記マイクロレンズのピッチが１００μ以下で、２次元的にマトリクスがハエの目状に配列されている、紫外線または電離照射線硬化型樹脂の反応硬化物からなることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロレンズアレイシートにおいて、前記支持体の片面もしくは両面に、コロナ処理あるいは易接着処理のいずれか一方、または両方の処理がなされていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロレンズアレイシートにおいて、前記プラスチックフィルムの表面に、コロナ処理、易接着処理、離型処理のいずれかの処理がなされていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい一実施例としての実施形態を説明する。
図１は、本発明の遮光層を有するマイクロレンスアレイシートの一例を示した斜視図である。レンズ面反対側表面の各単位レンズによる非集光部にあたる箇所に遮光部を形成したものの波線で切られた右側はレンズアレイ部のみを取り除いた状態を示したものである。透光性樹脂フィルム基材９の片面にプロジェクタ−からの入射光を各方向へ屈折させて拡げる機能を持つ複数のマイクロレンズアレイ部８が形成されており、透光性樹脂フィルム基材９のレンズ面とは反対側の表面には、マイクロレンズアレイ部８側から平行光を入光した際の、各単位レンズによる集光部１０以外の非集光部にあたる箇所に、遮光部１１を形成したものである。
【００１６】
本発明で用いられるマイクロレンズアレイシートとしては、下記のものが使用できる。
＜マクロレンズアレイシート＞
図２は、本発明のマイクロレンズアレイシートの一例を示す図であり、（ａ）はマイクロレンズアレイシートの断面図である。（ｂ）はマイクロレンズアレイシートにおいて、単位レンズが碁盤目状のマトリクス配列である場合の平面図である。（ｃ）はマイクロレンズアレイシートにおいて、単位レンズがデルタ配列である場合の平面図である。（ｄ）は本発明のレンズ配列がハニカム配列のマイクロレンズアレイシートの平面図である。
【００１７】
透明樹脂フィルム基材９の少なくとも片面に、単位レンズ８が２次元的にマトリクス状に配列されている、紫外線または電離放射線硬化型樹脂の反応硬化物からなるマイクロレンズアレイ部を構成してなるマイクロレンズアレイシートである。前記マイクロレンズアレイ部は、非球面形状もしくは球面形状の曲面を持つ単位レンズを含み、単位レンズの配列ピッチが１００μ以下であることを特徴とするものである。
【００１８】
前記単位レンズの配列が、碁盤目状もしくはデルタ配列またはハニカム配列のマトリクス配列をなしている。
前記マイクロレンズアレイ部は、該反応硬化物と近似の屈折率を有するフィラー、離型剤及び帯電防止剤等を含有することができる。
【００１９】
次ぎに、本発明におけるマイクロレンズアレイシートを形成する方法について説明する。
基材の一方の面にマイクロレンズ形成する。マイクロレンズの製造にあたっては、成型用スタンパを作製した上で、２Ｐ法（Ｐｈｏｔｏ−Ｐｏｌｙｍｅｒ法）による成型が採用される。
上記スタンパは、マイクロレンズアレイシートの逆型（すなわち、単位レンズ部が凹部となる表面形状）であり、金属層の表面に機械的に前記凹部を彫る。（あるいは化学的に腐食する）などの手法やレーザー加工で前記凹部を彫るなどの手法が用いられる。
何れの手法においても、単位レンズの曲面の形状を正確に加工することが必要であることは言うまでもなく、精細度に応じて選択される。
【００２０】
次ぎに、本発明における遮光層を形成する方法について説明する
＜遮光パターンの形成＞
上記マイクロレンズアレイシート反対面の平坦部に、黒色に着色された粘着性を有する紫外線硬化型樹脂層を形成し、レンズ部側から紫外線による露光を行い、レンズ部自身の集光作用を利用して、感光性樹脂に硬化部、未硬化部のパターンを形成し、レンズ支持基材には未硬化部、剥離される保護フィルム面には硬化部が転移させ遮光パターンを形成する。
【００２１】
図３を参照して、上記の遮光パターンからなる遮光層を形成する方法を説明する。
本発明の遮光層を形成する好ましい方法の一例として、図３に示すように、基材１上と保護プラスチックフィルム３の間に、黒色に着色された粘着性を有する紫外線硬化型樹脂２が塗布及びラミネートする［図３（ａ）参照］。レンズ面より感光することにより、紫外線硬化型樹脂２の集光部分が硬化し、非集光部分が未硬化になるようなパターンが形成される［図３（ｂ）参照］。この状態で、保護プラスチックフィルム３を剥離することにより、硬化した部分７は保護プラスチックフィルム３に密着が強く、未硬化部分６は基材１に密着が強くなっているため、保護フィルムを剥離することにより遮光パターンからなる遮光層を形成することができる。
【００２２】
本発明のマイクロレンズアレイシートの支持体として用いられるフィルムの具体例としては、ポリエステル、ポリプロピレン、セロハン、ポリカーボネート、酢酸セルロース、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ナイロン、ポリイミド、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー等のプラスチックフィルムが挙げられる。またそれらの基材の表面には、紫外線硬化型樹脂層の密着性を調整するために、片面もしくは両面に、コロナ処理、易接着処理が施されていることが望ましい。
【００２３】
マイクロレンズアレイシートに塗布及びラミネートするものとしては、黒色に着色された粘着性を有する紫外線硬化型樹脂材料であれば特に限定されない。例えば、「インキプルーフ」フィルム（東洋インキ製造（株）製）等が使用できる。紫外線硬化型樹脂は紫外線硬化時に発現するマイクロレンズ支持基材と保護フィルムとの間での密着性の差を利用しているため、膜厚が厚過ぎると保護フィルムを剥離する時に膜切れ性が悪くなってしまう。また膜厚が薄すぎると充分な黒濃度が得られないことから、膜厚が０．１〜２０μｍであることが好ましい。
【００２４】
また、保護プラスチックフィルム剥離時の膜切れ性を調整するために紫外線硬化型樹脂内にフィラーを添加することが好ましく、シリカ、ガラスビーズ、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、各種粘度等の無機粉末また架橋重合体樹枝微粉末等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００２５】
保護プラスチックフィルム３として用いられるフィルムの具体例としては、ポリエステル、ポリプロピレン、セロハン、ポリカーボネート、酢酸セルロース、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ナイロン、ポリイミド、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー等のプラスチックフィルムが挙げられる。またそれらの基材の表面には、紫外線露光時の感光性樹脂の密着性を調整するために、片面もしくは両面に、コロナ処理、帯電防止処理、易接着処理、離型処理が施されていることが好ましい。
【００２６】
本発明の遮光層を有するマイクロレンズアレイシートをフレネルレンズシートと組み合わせ、水平視野角、垂直視野角が共に広く、高解像度の背面投射型スクリーンを提供することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明により、粘着性を有する紫外線硬化型樹脂の粘着性が紫外線照射により変化し、基材への密着力が変化する性質を利用して、使用する部材を削減することが可能な、安価な方法で製造できる方法によって得られる、高い遮光率で、所定の位置に高精度で形成できる遮光層を有するマイクロレンズアレイシートを提供することができる。
本発明におけるマイクロレンズアレイシートは、単位凸レンズが２次元的にマトリクスがハエの目状に配列されてなるレンズアレイシートに遮光層を形成したことで、フレネルレンズシートと組み合わせて、水平視野角、垂直視野角が共に広く、高解像度の背面投射型スクリーンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の遮光性を有するマイクロレンズアレイシートの一例を示した斜視図である。
【図２】本発明におけるマイクロレンズアレイシートの構成の一例を示した説明図である。
（ａ）はマイクロレンズアレイシートの断面図である。
（ｂ）はレンズ配列が碁盤目状配列のマイクロレンズアレイシートの平面図である。
（ｃ）はレンズ配列がデルタ配列のマイクロレンズアレイシートの平面図である。
（ｄ）はレンズ配列がハニカム配列のマイクロレンズアレイシートの平面図である。
【図３】本発明における遮光性を形成する方法の一例を示した説明図である。
（ａ）は片面にマイクロレンズアレイを形成し、紫外線硬化型樹脂及び保護プラスチックフィルムを積層する工程。
（ｂ）は紫外線硬化型樹脂層にマイクロレンズアレイ側より紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂層に感光パターンと非感光パターンを形成する工程。
（ｃ）は保護プラスチックフィルムを剥離する工程。
【符号の説明】
１，９・・・フィルム基材
２・・・紫外線硬化型樹脂層
３・・・保護プラスチックフィルム層
４・・・マイクレンズアレイ層
５・・・紫外線
６・・・非感光パターン
７・・・感光パターン（硬化部）

Claims

透光性樹脂フィルム基材の一方の面にマイクロレンズが形成され、反対面に黒色に着色された粘着性を有する紫外線硬化型樹脂層と保護プラスチックフィルム層とがこの順に積層されてなるマイクロレンズアレイシートのレンズ面側から、紫外線を照射することにより、マイクロレンズにより集光した部分に対応する前記紫外線硬化型樹脂層を硬化させて、該集光部の硬化樹脂層を前記保護プラスチックフィルム層に転移させ、該フィルム層を剥離することにより、前記集光部の硬化樹脂層を前記支持体から剥離し、一方、支持体に密着して残る非集光部に対応する前記紫外線硬化型樹脂層からなる遮光パターンを形成する方法により得られることを特徴とする遮光層を有するマイクロレンズアレイシート。
前記紫外線硬化型樹脂層の膜厚が０．１〜２０μｍであることを特徴とする請求項１記載のマイクロレンズアレイシート。
前記紫外線硬化型樹脂層にフィラーが分散されていることを特徴とする請求項１または２記載のマイクロレンズアレイシート。
前記マイクロレンズのピッチが１００μ以下で、２次元的にマトリクスがハエの目状に配列されている、紫外線または電離照射線硬化型樹脂の反応硬化物からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロレンズアレイシート。
前記支持体の片面もしくは両面に、コロナ処理あるいは易接着処理のいずれか一方、または両方の処理がなされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロレンズアレイシート。
前記プラスチックフィルムの表面に、コロナ処理、易接着処理、離型処理のいずれかの処理がなされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロレンズアレイシート。