JP2013163360A - 光学部材及び光学部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単に成形でき、且つ光取り出し効率を向上することができる光学部材及び光学部材の製造方法を提供すること。
【解決手段】活性エネルギー線硬化性組成物と、オイルゲル化剤とからなるインクを用いて、インクジェット法により形成したマイクロレンズを有することを特徴とし、好ましくは、前記オイルゲル化剤として、硬化性オイルゲル化剤を少なくとも１種以上含むことを特徴とし、さらに好ましくは、前記オイルゲル化剤の総量は、前記インク全量に対して２重量％以上１０重量％以下の範囲であることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、光学部材及び光学部材の製造方法に関し、詳しくは、インクジェット法で形成したマイクロレンズを有する光学部材及び光学部材の製造方法に関する。

液晶表示装置のバックライトや近年普及が進んできたＬＥＤ照明などのエッジライト型の面発光装置では、透明基材表面にレンズ状の加工をした光学部材、いわゆる導光板が用いられている。導光板表面にはマイクロレンズが形成されていて、導光板のエッジから投入された光（ＬＥＤなど）が導光板内部で反射を繰り返していきながら、このレンズにより面方向に光りが取り出される仕組みとなっている。

従来、導光板のマイクロレンズは、導光板表面の化学処理（エッチング）や、金型を用いることによって作製されていた。

一方、特許文献１には、光硬化、熱硬化性の液体状樹脂組成物をインクとして用いて、インクジェット法によって光学シート上にドットを形成し、これを硬化させることによって、化学処理や金型を用いる場合と比較して、簡単に樹脂レンズを形成できることが記載されている。更に、樹脂（ドット）と光学シートとの表面エネルギー差によって、曲率の異なる樹脂レンズが得られると記載する。

特開２００７−２４９７０号公報

本発明者は、透明プラスチックなど導光板に使用される基材は、液体状樹脂組成物に対する濡れ性が高く、インクジェット法によってドット形成しても、着弾から硬化までの間にドットが基材表面に濡れ広がってしまうため、特許文献１に記載されるような表面エネルギー差だけでは所望のレンズ形状を付与することに限界があることを見出した。

一方で、本発明者は、導光板からの光取り出し効率、つまり発光強度を向上させるためには、ドット径（レンズ径）に対してドット高さ（レンズ高さ）を高くすることが有効であることを見出しているが、特にこのようなレンズ形状を付与することは、従来の技術では極めて困難であった。

本発明者は、更なる鋭意検討の結果、活性エネルギー線硬化性組成物と共にオイルゲル化剤を含むインクを用いることによって、レンズ径に対してレンズ高さを高くする場合においても所望のレンズ形状を好適に付与でき、これにより光取り出し効率を飛躍的に向上できることを見出して本発明に至った。

そこで、本発明の課題は、簡単に成形でき、且つ光取り出し効率を向上することができる光学部材及び光学部材の製造方法を提供することにある。

また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

１．活性エネルギー線硬化性組成物と、オイルゲル化剤とからなるインクを用いて、インクジェット法により形成したマイクロレンズを有することを特徴とする光学部材。

２．前記オイルゲル化剤として、硬化性オイルゲル化剤を少なくとも１種以上含むことを特徴とする前記１記載の光学部材。

３．前記オイルゲル化剤の総量は、前記インク全量に対して２重量％以上１０重量％以下の範囲であることを特徴とする前記１又は２記載の光学部材。

４．活性エネルギー線硬化性組成物と、オイルゲル化剤とからなるインクを用いて、インクジェット法によりマイクロレンズを形成する工程を有することを特徴とする光学部材の製造方法。

５．前記オイルゲル化剤として、硬化性オイルゲル化剤を少なくとも１種以上含むことを特徴とする前記４記載の光学部材の製造方法。

６．前記オイルゲル化剤の総量は、前記インク全量に対して２重量％以上１０重量％以下の範囲であることを特徴とする前記４又は５記載の光学部材の製造方法。

本発明によれば、簡単に成形でき、且つ光取り出し効率を向上することができる光学部材及び光学部材の製造方法を提供することができる。

本発明に係る光学部材の一例を示す図

以下に、本発明を実施するための形態について説明する。

はじめに、本発明に係る光学部材の製造方法で用いられるインクについて説明する。

１．オイルゲル化剤
本発明で用いられるインクは、オイルゲル化剤を含有する。

本発明でいうゲルは、ラメラ構造、共有結合や水素結合した高分子網目、物理的な凝集によって形成される高分子網目、微粒子の凝集構造などの相互作用により、溶質が独立した運動性を失って集合した構造を持ち、急激な粘度上昇や著しい弾性増加を伴って固化または半固化した状態を指す。

本発明でいうオイルゲル化剤は、インク中において上述のゲルを形成し得るオイル（脂質）を指す。

一般に、ゲルには、加熱により流動性のある溶液（ゾルと呼ばれる場合もある）となり、冷却すると元のゲルに戻る熱可逆性ゲルと、一旦ゲル化してしまえば加熱しても、ふたたび溶液には戻らない熱不可逆性ゲルがある。本発明に係るオイルゲル化剤によって形成されるゲルは、熱可逆性ゲルであることが好ましい。

本発明で用いるインクは、インクの相転移温度が、好ましくは４０℃以上８０℃以下の範囲であり、より好ましくは４５℃以上７０℃以下の範囲である。インクの相転移温度が４０℃以上であれば、記録ヘッドからインク液滴を出射（以下、「出射」を「吐出」とも呼ぶ）する際に、環境温度に影響されることなく安定した出射性を得ることができ、また、８０℃以下であれば、インクジェット記録装置を過度の高温に加熱する必要がなく、インクジェット記録装置のヘッドやインク供給系の部材への負荷を低減することができる。

上記で規定するインクの相転移温度を実現するには、用いるオイルゲル化剤の融点が、好ましくは２０℃以上２５０℃以下の範囲、より好ましくは４０℃以上９０℃以下の範囲であることである。

本発明でいうゾル−ゲルによる相転移温度とは、流動性のある溶液状態から急激に粘度が変化してゲル状態になる温度のことを言い、ゲル転移温度、ゲル溶解温度、ゲル軟化温度、ゾル−ゲル相転移温度、ゲル化点と称される用語と同義である。

本発明のインクの相転移温度の測定方法は、例えば、ガラス管に封じ込めた小鉄片を膨張計の中にいれ、温度変化に対してインク液中を自然落下しなくなった時点を相転移点とする方法（J. Polym. Sci., 21, 57 (1956)）、インク上にアルミニウム製シリンダーを置き、ゲル温度を変化させた時に、アルミニウム製シリンダーが自然落下する温度を、相転移温度として測定する方法（日本レオロジー学会誌 Vol. 17, 86 (1989)）が挙げられる。また、簡便な方法としては、ヒートプレート上にゲル状の試験片を置き、ヒートプレートを加熱していき、試験片の形状が崩れる温度を測定し、これをゾル−ゲル相転移温度として求めることができる。

本発明のインクで用いられるオイルゲル化剤は、高分子化合物であっても、低分子化合物であってもよいが、インクに用いられる観点から低分子化合物であることが好ましい。

また、ゲル構造として、オイルゲル化剤自体が繊維状会合体を形成しうる化合物が好ましい。繊維状会合体の形成は透過電子顕微鏡による形態観察で容易に確認できる。

以下に、本発明のインクで用いることのできるオイルゲル化剤について具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

本発明のインクは、オイルゲル化剤として、活性エネルギー線硬化性組成物と反応する硬化性オイルゲル化剤を少なくとも１種以上含むことがより好ましい。硬化性モノマーと反応することによりレンズ表面にゲル化剤がブリードアウトすることを防いでマイクロレンズの透明性を、格段に向上することができる。

硬化性オイルゲル化剤としては、具体的には、アクリレート、メタクリレート、アルケン、ビニル、アリルエーテル、エポキシド、又はオキセタン等から選ばれる少なくとも一種以上の硬化機能を発現し得る官能基を分子構造内に有するオイルを好ましく例示できる。

このような硬化性オイルゲル化剤は、例えばヒドロキシル基又はカルボキシル基などのような転換可能な官能基を備える任意のオイルから合成することによって、容易に得ることができる。

まず、ヒドロキシル基を有するオイルから、硬化性オイルゲル化剤を合成する場合の例について説明する。

ヒドロキシル基を有するオイルとしては、ヒドロキシル基を有するポリエチレン類、ゲルベアルコール類、二量化されたアルコールからなるジオール類等を好ましく例示できる。

ヒドロキシル基を有するポリエチレン類としては、例えば、末端にヒドロキシル基を有するポリエチレン等を好ましく例示でき、限定されるものではないが、構造式ＣＨ_３−（ＣＨ_２）_ｎ−ＣＨ_２ＯＨにおいて、ｎの平均が１６〜５０の範囲のものを好ましく用いることができる。

また、ゲルベアルコール類としては、例えば、２，２−ジアルキル−１−エタノール類等を好ましく例示できる。ゲルベアルコール類は、炭素数１６〜３６の範囲のものを好ましく用いることができる。

更に、二量化されたアルコールからなるジオール類としては、例えば、ＰＲＩＰＯＬ（登録商標）２０３３として市販される下記化学式で表わされる炭素数３６の二量体ジオール等を好ましく例示できる。

ヒドロキシル基を有するオイルは、以上に説明したオイルにおいて、不飽和部位、あるいは環状部位を有する異性体であっても好ましく用いることができる。

これらヒドロキシル基を有するオイルは、好ましくはカルボン酸塩類のカルボキシル基と反応して、反応性エステルを有するオイルゲル化剤を生成する。

カルボン酸塩類は格別限定されず、カルボン酸塩類が有するカルボキシル基が、例えば、アクリル基あるいはメタクリル基等の形態を取るものも好ましく用いることができる。

次に、カルボキシル基を有するオイルから、硬化性オイルゲル化剤を合成する場合の例について説明する。

カルボキシル基を有するオイルとしては、カルボキシル基を有するポリエチレン類、ゲルベアルコール類におけるヒドロキシル基をカルボキシル基に置換した化合物、二量化されたカルボン酸からなるジカルボン酸類等を好ましく例示できる。

カルボキシル基を有するポリエチレン類としては、例えば、末端にカルボキシル基を有するポリエチレン等を好ましく例示でき、限定されるものではないが、構造式ＣＨ_３−（ＣＨ_２）_ｎ−ＣＯＯＨにおいて、ｎの平均が１６〜５０の範囲のものを好ましく用いることができる。

また、ゲルベアルコール類におけるヒドロキシル基をカルボキシル基に置換した化合物の例としては、例えば、２，２−ジアルキル−１−エタノール類のエタノール部位におけるヒドロキシル基をカルボキシル基に置換した化合物等を好ましく例示できる。これら化合物は、炭素数１６〜３６の範囲のものを好ましく用いることができる。

更に、二量化されたカルボン酸からなるジカルボン酸類としては、例えば、ＰＲＩＰＯＬ（登録商標）１００９として市販される下記化学式で表わされる炭素数３６の二量体ジカルボン酸等を好ましく例示できる。

カルボキシル基を有するオイルは、以上に説明したオイルにおいて、不飽和部位、あるいは環状部位を有する異性体であっても好ましく用いることができる。

これらカルボキシル基を有するオイルは、好ましくはアルコール類のヒドロキシル基と反応して、反応性エステルを有するオイルゲル化剤を生成する。

アルコール類としては、

下記化学式で表わされるSigma-Aldrich Co.の２−アリルオキシエタノール、

下記化学式で表わされるSartomer Company, Inc.のＳＲ４９５Ｂ（登録商標）、

下記化学式で表わされるThe Dow Chemical CompanyのＴＯＮＥ（登録商標）Ｍ−１０１（下記化学式において、Ｒ＝Ｈ、ｎ_ａｖｇ＝１）、ＴＯＮＥ（登録商標）Ｍ−１００（下記化学式において、Ｒ＝Ｈ、ｎ_ａｖｇ＝２）、ＴＯＮＥ（登録商標）Ｍ−２０１（下記化学式において、Ｒ＝Ｍｅ、ｎ_ａｖｇ＝１）、Sartomer Company, Inc.のＣＤ５７２（登録商標）（下記化学式において、Ｒ＝Ｈ、ｎ＝１０）およびＳＲ６０４（登録商標）（下記化学式において、Ｒ＝Ｍｅ、ｎ＝４）等を好ましく例示できる。

また、硬化性オイルゲル化剤としては、Baker Hughes, IncorporatedのＵｎｉｌｉｎ（登録商標）３５０（アクリレートオイル）、ClariantのＰＰ−Ｕ３５０ａ−１（登録商標）（硬化性ポリプロピレンオイル）等の市販品も好ましく用いることができる。

本発明のインクが含有するオイルゲル化剤は、上述した硬化性オイルゲル化剤に限定されず、非硬化性オイルゲル化剤の少なくとも一種であってもよい。

非硬化性オイルゲル化剤とは、フリーラジカル重合や放射線照射によって実質的に硬化しないオイルのうち、室温（２０℃）において固体のオイルを指す。

以下に、非硬化性オイルゲル化剤の具体例を示すが、本発明はこれらの化合物にのみ限定されるものではない。

上記の非硬化性オイルゲル化剤の中でも、特に好ましく用いられる化合物は、ＯＧ−１、ＯＧ−２、ＯＧ−５及びＯＧ−１５である。

また、非硬化性オイルゲル化剤としては、好ましくは、脂肪酸等のような酸性のオイルと、一価又は多価アルコール類とのエステルを例示できる。このようなエステル系の非硬化性オイルゲル化剤の酸価は、好ましくは、１５（ｍｇ ＫＯＨ／ｇ）以上１００（ｍｇ ＫＯＨ／ｇ）以下の範囲、より好ましくは、４０（ｍｇ ＫＯＨ／ｇ）以上９５（ｍｇ ＫＯＨ／ｇ）以下の範囲であることが好ましい。酸価は、非硬化性オイルゲル化剤１ｇ中に含まれる酸を中和するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数を指し、ＪＩＳ Ｋ ００７０の酸価測定、加水分解酸価測定（全酸価測定）によって測定することができる。

本発明において、硬化性及び非硬化性オイルゲル化剤を含むオイルゲル化剤の総量は、インク全量に対して２重量％以上１０重量％以下の範囲であることが好ましい。これにより、インクの射出安定性に優れ、基材上に位置精度よくレンズ形成できると共に、ドット径に対してドット高さを高くする場合においても所望のレンズ形状を好適に付与でき、光取り出し効率を更に向上できる効果が得られる。オイルゲル化剤量が２重量％未満ではインクのゲル化性が低下し、１０重量％を越えるとレンズの表面硬度が弱くなることがある。

２．活性エネルギー線硬化性組成物
次いで、本発明のインクに用いる活性エネルギー線硬化性組成物について説明する。

活性エネルギー線硬化性組成物は、ラジカル活性種による重合反応により硬化するラジカル重合性化合物、及びカチオン活性種によるカチオン重合反応により硬化するカチオン重合性化合物を用いることができる。

まず、ラジカル重合性化合物について説明する。

ラジカル重合性化合物は、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物であり、分子中にラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を少なくとも１つ有する化合物であればどの様なものでもよく、モノマー、オリゴマー、ポリマー等の化学形態をもつものが含まれる。ラジカル重合性化合物は１種のみ用いてもよく、また目的とする特性を向上するために任意の比率で２種以上を併用してもよい。

ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸及びそれらの塩、エステル、ウレタン、アミドや無水物、アクリロニトリル、スチレン、さらに種々の不飽和ポリエステル、不飽和ポリエーテル、不飽和ポリアミド、不飽和ウレタン等のラジカル重合性化合物が挙げられる。具体的には、２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、カルビトールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ビス（４−アクリロキシポリエトキシフェニル）プロパン、ネオペンチルグリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレン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、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート、Ｎ−メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、エポキシアクリレート等のアクリル酸誘導体、メチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、アリルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ジメチルアミノメチルメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、２，２−ビス（４−メタクリロキシポリエトキシフェニル）プロパン等のメタクリル誘導体、その他、アリルグリシジルエーテル、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート等のアリル化合物の誘導体が挙げられ、さらに具体的には、山下晋三編、「架橋剤ハンドブック」、（１９８１年大成社）；加藤清視編、「ＵＶ・ＥＢ硬化ハンドブック（原料編）」（１９８５年、高分子刊行会）；ラドテック研究会編、「ＵＶ・ＥＢ硬化技術の応用と市場」、７９頁、（１９８９年、シーエムシー）；滝山栄一郎著、「ポリエステル樹脂ハンドブック」、（１９８８年、日刊工業新聞社）等に記載の市販品もしくは業界で公知のラジカル重合性ないし架橋性のモノマー、オリゴマー及びポリマーを用いることができる。上記ラジカル重合性化合物の添加量は好ましくは１〜９７重量％であり、より好ましくは３０〜９５重量％である。

次いで、カチオン重合性化合物について説明する。

カチオン重合性化合物としては、各種公知のカチオン重合性のモノマーが使用できる。例えば、特開平６−９７１４号、特開２００１−３１８９２、特開２００１−４００６８、特開２００１−５５５０７、特開２００１−３１０９３８、特開２００１−３１０９３７、特開２００１−２２０５２６に例示されているエポキシ化合物、ビニルエーテル化合物、オキセタン化合物などが挙げられる。

芳香族エポキシドとして好ましいものは、少なくとも１個の芳香族核を有する多価フェノールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体とエピクロルヒドリンとの反応によって製造されるジまたはポリグリシジルエーテルであり、例えばビスフェノールＡあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールＡあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル、ならびにノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。ここでアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイド等が挙げられる。

脂環式エポキシドとしては、少なくとも１個のシクロへキセンまたはシクロペンテン環等のシクロアルカン環を有する化合物を、過酸化水素、過酸等の適当な酸化剤でエポキシ化することによって得られる、シクロヘキセンオキサイドまたはシクロペンテンオキサイド含有化合物が好ましい。

脂肪族エポキシドの好ましいものとしては、脂肪族多価アルコールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル等があり、その代表例としては、エチレングリコールのジグリシジルエーテル、プロピレングリコールのジグリシジルエーテルまたは１，６−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル等のアルキレングリコールのジグリシジルエーテル、グリセリンあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはトリグリシジルエーテル等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル等のポリアルキレングリコールのジグリシジルエーテル等が挙げられる。ここでアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイド等が挙げられる。

これらのエポキシドのうち、速硬化性を考慮すると、芳香族エポキシドおよび脂環式エポキシドが好ましく、特に脂環式エポキシドが好ましい。本発明では、上記エポキシドの１種を単独で使用してもよいが、２種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。

ビニルエーテル化合物としては、例えば、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等のジ又はトリビニルエーテル化合物、エチルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、２−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、イソプロペニルエーテル−Ｏ−プロピレンカーボネート、ドデシルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル等のモノビニルエーテル化合物等が挙げられる。

これらのビニルエーテル化合物のうち、硬化性、密着性、表面硬度を考慮すると、ジ又はトリビニルエーテル化合物が好ましく、特にジビニルエーテル化合物が好ましい。本発明では、上記ビニルエーテル化合物の１種を単独で使用してもよいが、２種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。

本発明に係るオキセタン化合物は、オキセタン環を有する化合物のことであり、特開２００１−２２０５２６、特開２００１−３１０９３７に紹介されているような公知のあらゆるオキセタン化合物を使用できる。

本発明に係るオキセタン化合物において、オキセタン環を５個以上有する化合物を使用するとインクの粘度が高くなるため、本発明では、オキセタン環を１〜４個有する化合物が好ましい。

本発明のインクにおいては、少なくとも１種の光重合開始剤を含有することが好ましい。

光重合開始剤としては、「ＵＶ・ＥＢ硬化技術の応用と市場」（シーエムシー出版、田畑米穂監修／ラドテック研究会編集）などに掲載されているあらゆる公知の光重合開始剤を用いることができる。

ラジカル重合開始剤としては、例えば、アリールアルキルケトン、オキシムケトン、チオ安息香酸Ｓ−フェニル、チタノセン、芳香族ケトン、チオキサントン、ベンジルとキノン誘導体、ケトクマリン類などの従来公知の光ラジカル発生剤が使用できる。

中でもアシルホスフィンオキシドやアシルホスフォナートは、感度の面から、好ましく用いることができる。

具体的には、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルホスフィンオキサイドなどが好ましい。

光開始剤の好ましい添加量は、インク組成物全体の１〜１０重量％、特に好ましくは２〜８重量％である。

カチオン重合開始剤としては、具体的には光酸発生剤等を挙げることができ、例えば、化学増幅型フォトレジストや光カチオン重合に利用される化合物が用いられる（有機エレクトロニクス材料研究会編、「イメージング用有機材料」、ぶんしん出版（１９９３年）、１８７〜１９２ページ参照）。例えばジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、鉄アレーン錯体、及び有機ポリハロゲン化合物が好ましい。ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、及びスルホニウム塩としては、特公昭５４−１４２７７号公報、特公昭５４−１４２７８号公報、特開昭５１−５６８８５号公報、米国特許第３，７０８，２９６号明細書、同第３，８５３，００２号明細書等に記載の化合物が挙げられる。

また、カチオン重合開始剤として、例えば、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、メタロセン化合物、ケイ素化合物／アルミニウム錯体等が挙げられる。

また、本発明では硬化性オリゴマーも用いることができる。硬化性オリゴマーとして、より好ましくは、アクリル酸ポリエステル類、アクリル酸ポリエーテル類、アクリル酸エポキシ類、ウレタンアクリル酸およびペンタエリストールテトラアクリレートを例示でき、これらの１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。具体的には、アクリル酸オリゴマー類としては、アクリル酸ポリエステルオリゴマー類（例えばＣＮ２２５５（登録商標）、ＣＮ２２５６（登録商標））、アクリル酸ウレタンオリゴマー類、アクリル酸エポキシオリゴマー類（例えばＣＮ２２０４（登録商標）、ＣＮ１１０（登録商標））（以上、いずれもサートマー社.）等を好ましく例示できる。

３．レンズ形成
次に、以上に説明したインクを用いて形成されたマイクロレンズを有する光学部材を製造する方法の一例について説明する。

まず、インクをインクジェット方式により基材上の所定位置に所定量付着させる。

このとき、インクは、該インクの相転移温度以上の温度に保持された状態でインクジェットヘッドから基材表面に向けて吐出される。

本発明の光学部材に用いられる基材としては熱可塑性樹脂を使用することができる。熱可塑性樹脂としては特に限定されないが、アクリル系樹脂（メタクリル系樹脂）、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン系樹脂、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル、スチレン共重合化合物）、ポリ塩化ビニル樹脂、非晶性ポリエステル樹脂、非晶性ポリオレフィン系樹脂が挙げられる。これらのうち、透明性や加工性などの点からアクリル系樹脂を用いることが好ましい。

これら熱可塑性樹脂の表面エネルギーは比較的低いため水のような表面張力の高い液体は適度にはじくが、活性エネルギー線で重合反応するモノマーを主体とする液は表面張力が基材の表面エネルギーに近いため、基材上に液滴を形成した後にぬれ拡がりが大きくなり、レンズ状の液滴形成ができない。

本発明のインクであれば、基材上に付着した際に、該基材表面の温度などによって速やかに相転移温度以下の温度まで冷却され、オイルゲル化剤の作用によってゲル化することができる。

これによって基材上でインクがぬれ拡がらず、レンズ径に対して十分なレンズ高さを有するレンズ形状を付与することができる。

次いで、付着した該インクに対して活性エネルギー線として紫外線の照射を行って硬化させると共に、基材上に固着させる。

これにより、インクをマイクロレンズとして基材上に付設することができ、マイクロレンズを有する光学部材を得ることができる。

得られた光学部材は、ドット径（レンズ径）に対してドット高さ（レンズ高さ）を高くする場合においても所望のレンズ形状を好適に備えることができるため、基材からの光取り出し効率に優れる効果を奏する。

本発明により形成されるマイクロレンズのレンズ径及びレンズ高さは格別限定されないが、レンズ径が直径２０μｍ以上２００μｍ以下の範囲であることが好ましく、レンズ高さが１μｍ以上３０μｍ以下の範囲であることが好ましい。また、レンズ径とレンズ高さの比（＝レンズ高さ／レンズ径）が０．０５以上０．３以下の範囲であることが好ましい。レンズ径は出射する液滴量を変化させることで変えることができる。

図１（Ａ）は、本発明に係る光学部材の一例を示す平面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）における（ｂ）−（ｂ）線断面図である。

図１中、１は、光学部材であり、基材である導光板１１と、導光板１１の表面１１ｓに複数付設されたレンズ１２とから構成されている。

基材１１の一側面１１ａ側及び他側面１１ｂ側には、それぞれ光源２ａ及び２ｂが設けられている。

光源２ａ及び２ｂから、導光板１１の一側面１１ａ及び他側面１１ｂに入光された光は、導光板１１の内部で反射を繰り返していきながら、多数のレンズ１２により、導光板１１の表面１１ｓから取り出される仕組みとなっている。

このとき、図示されるように、複数のレンズ１２は、導光板１１の表面１１ｓにおいて、各光源２ａ及び２ｂからの距離が遠くなるにつれて、互いに密になるように配置されていることが好ましく、これにより光源からの距離が遠くても均一な発光強度を得ることができる。

更に、この例では、複数のレンズ１２は、各光源２ａ及び２ｂの中間位置、即ち導光板１１の一側面１１ａ及び他側面１１ｂからの中心部（直線Ｌ上）で最大密度になるように配置されており、直線Ｌに対して線対称に配置されている。これにより、導光板１１の一側面１１ａ及び他側面１１ｂに入光された光を、該導光板１１の表面１１ｓから、均一な発光強度でより効率的に取り出すことができる。

以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明はかかる実施例によって限定されない。

１．インクの調製
表１に示す組成で各素材を混合し、その後ＡＤＶＡＴＥＣ社製テフロン（登録商標）３μｍメンブランフィルターで濾過を行ってインク１〜７を作製した。

用いた素材は下記の通りである。

重合性化合物：
・ＡＰＧ−２００（新中村化学社製）
・ＮＫエステルＡ−４００（新中村化学社製）
・ＳＲ４９９（サートマー社製）
・ＳＲ４９４（サートマー社製）
・ＳＲ９００３（サートマー社製）

光重合開始剤：
・ＤＡＲＯＣＵＲＥ ＴＰＯ（Ｃｉｂａ社製）
・ＩＴＸ（ＤＫＳＨ社製）

増感剤：
・Ｋａｙａｃｕｒｅ ＥＰＡ（日本化薬社）

オイルゲル化剤：
・非硬化性オイルゲル化剤（ステアリル酸ステアリル）
・硬化性オイルゲル化剤（Baker Hughes Incorporated社製Ｕｎｉｌｉｎ ３５０）

２．レンズ形成
ピエゾ型インクジェットノズルを備えたインクジェット記録ヘッドを有するインクジェット記録装置に、上記調製した各インク１〜７を装填し、厚さ５ｍｍで４５０ｍｍ×３００ｍｍのアクリル板（住友化学社製スミペックスＥ００５）からなる基材の表面に、所定のレンズ密度となるように、インクジェット法によりインクを付与した。

インク供給系は、図示しないが、インクタンク、供給パイプ、ヘッド直前のサブインクタンク、フィルター付き配管、ピエゾヘッドからなり、全室タンクからヘッド部分まで加熱して１００℃の加温を行った。

ピエゾヘッドは電圧、波形の出射条件を変えて液滴量が３ｐｌになるよう調整した。基材は室温である。

インクジェットでインクを基材に吐出した後、Phoseon Technology社製ＬＥＤランプ（８Ｗ／ｃｍ２、water cooled unit）でレンズを硬化した。管面から５ｍｍの距離で照射した（搬送方向の照射幅２０ｍｍ）。

以上により、図１に示したものと同様の光学部材を得た。

具体的には、光学部材を構成する導光板１１の表面１１ｓ上におけるレンズ１２の密度は、導光板１１の短辺を構成する一側面１１ａ側及び他側面１１ｂ側を９０ｄｐｉ（１インチあたりのレンズ数：レンズ間隔２８０μｍ）とし、中心部（直線Ｌ上）で最大密度である７２０ｄｐｉ（レンズ間隔３５μｍ）となるように、各光源２ａ及び２ｂからの距離に応じて段階的に変化させた。

インク１〜７を用いて各々形成された光学部材１〜７について、以下の評価方法で評価を行った。

＜評価方法＞
１．レンズ形状の評価
光学部材１〜７について、導光板上に付設されたレンズのレンズ径を顕微鏡で拡大して計測した。またレンズ高さは切断して断面を顕微鏡で拡大して計測した。更に、計測されたレンズ径及びレンズ高さに基づいて、レンズ高さ／レンズ径の比を算出した。

２．発光強度の評価方法
光学部材１〜７について、図１に示したように、導光板１１の一側面１１ａ側及び他側面１１ｂ側に光源２ａ及び２ｂ（それぞれエッジライト型ＬＥＤ光源（稲葉電機社製スリーワン）を設置し、導光板１１の内部に入光させた。導光板１１の表面１１ｓの中心から該表面１１ｓの上方５００ｍｍの位置における輝度を、輝度計（コニカミノルタ社製ＣＳ−１００Ａ）を使用して測定し、比較となる光学部材７の輝度を１００％として相対比較した。

３．透明性の評価方法
光学部材１〜７を４０℃８０％ＲＨの環境下で２週間放置した後、村上色彩研究所製へーズメーターＨＭ−１５０を使用して全光線透過率を測定し透明性の評価とした。

［評価基準］
○：全光線透過率が９２％以上である
△：全光線透過率が９０％以上９２％未満である
×：全光線透過率が９０％未満である

４．拭き取り耐性
光学部材１〜７について、導光板の表面（レンズが形成された面）を、エタノールを含ませたウエスで１０回強くこすって、以下の評価基準で評価した。

［評価基準］
○：レンズがまったく取れず外観変化がない。
△：レンズは取れないが、拭いたウエスにわずかに付着が見られる。
×：レンズが取れてしまう。

以上の結果を表２に示す。

＜評価＞
表２より、オイルゲル化剤を含むインク１〜６を用いた光学部材１〜６は、発光強度に優れることがわかる。

特に、オイルゲル化剤を２重量％以上の範囲で含むインク１〜５を用いた光学部材１〜５は、発光強度が更に優れることがわかる。

つまり、本発明によれば、化学処理や金型を用いることなく、レンズを簡単に成形でき、且つ該レンズの光取り出し効率を向上できることがわかる。

更に、オイルゲル化剤として硬化性オイルゲル化剤を含むインク２及び５を用いた光学部材２及び５では、透明性にも優れることがわかる。

本実施例において、発光強度に優れることが確認されたレンズは、レンズ径（ドット径）に対してレンズ高さ（ドット高さ）が高くなっていることがわかる。

一方、オイルゲル化剤を含まないインク７を用いた光学部材７（比較例）は、発光強度が大きく劣ることがわかる。

発光強度に劣るレンズは、レンズ径が比較的広がっており、レンズ高さも比較的低くなっていることがわかる。

１：光学部材
１１：導光板（基材）
１２：レンズ
２ａ、２ｂ：光源

Claims (6)

1. 活性エネルギー線硬化性組成物と、オイルゲル化剤とからなるインクを用いて、インクジェット法により形成したマイクロレンズを有することを特徴とする光学部材。
2. 前記オイルゲル化剤として、硬化性オイルゲル化剤を少なくとも１種以上含むことを特徴とする請求項１記載の光学部材。
3. 前記オイルゲル化剤の総量は、前記インク全量に対して２重量％以上１０重量％以下の範囲であることを特徴とする請求項１又は２記載の光学部材。
4. 活性エネルギー線硬化性組成物と、オイルゲル化剤とからなるインクを用いて、インクジェット法によりマイクロレンズを形成する工程を有することを特徴とする光学部材の製造方法。
5. 前記オイルゲル化剤として、硬化性オイルゲル化剤を少なくとも１種以上含むことを特徴とする請求項４記載の光学部材の製造方法。
6. 前記オイルゲル化剤の総量は、前記インク全量に対して２重量％以上１０重量％以下の範囲であることを特徴とする請求項４又は５記載の光学部材の製造方法。