JP2014016576A

JP2014016576A - マイクロミラーアレイおよびその製法

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Publication number: JP2014016576A
Application number: JP2012155682A
Authority: JP
Inventors: Akiko Nagafuji; 昭子長藤; Noriyuki Juni; 紀行十二; Shigenori Morita; 成紀森田
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2012-07-11
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2014-01-30

Abstract

【課題】樹脂を使用した型成形を用いながらも、成形型からのアレイの離型が容易で、しかも、明るく輝度の高い結像を得ることのできるマイクロミラーアレイおよびその製法を提供する。
【解決手段】本発明のマイクロミラーアレイは、透明な平板状の基板１と複数の四角柱状の凸状単位光学素子２とからなる凸型のマイクロミラーアレイ１０であって、四角柱状の各凸状単位光学素子２の４つの側面が、それぞれ、上記凸状の先端側から基部側に向かって０．３°以上５°未満の小さな角度で外方に傾く傾斜面に形成されている。また、このマイクロミラーアレイ１０は、上記凸状単位光学素子２の傾斜面に対応する抜きテーパーが４つの内壁面にそれぞれ設けられた複数の凹部を有する成形型を用いて、各凹部に単位光学素子形成用の樹脂組成物を充填し、これを基板１と密着した状態で硬化させ、上記基板１とともに成形型から離型することにより、作製することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板上に配列された、一対の光反射面を有する凸状の単位光学素子により、被投影物の鏡映像を空間に結像させるマイクロミラーアレイと、その製法に関する。

３次元または２次元の物体，画像等を空間に結像する結像光学素子として、光学素子の素子面を構成する基板（基盤）に、「１つ以上の鏡面による光の反射を行う単位光学素子」を複数個配置したマイクロミラーアレイが開発されている。なかでも、この基板に垂直に形成された「互いに直交する２つ（一対）の鏡面」（コーナーリフレクタ）を有する微小四角柱状等の凸状単位光学素子を、この基板上に多数個アレイ状に配列した凸型のマイクロミラーアレイは、構造がシンプルなため、高性能な結像光学素子を低コストで製造できるのではないかとして、近年注目を集めている（特許文献１を参照）。

この凸型のマイクロミラーアレイ（以下、単に「アレイ」ということもある）を作製する方法としては、各凸状単位光学素子の形状（凸部外形）に対応する多数の凹部（キャビティ）を有する成形型（スタンパ）を用いて、射出成形または熱プレス成形により、基板上に所定のリピートピッチで多数の樹脂製微小角柱を形成する方法が利用されている。

しかしながら、上記射出成形または熱プレス成形を用いた製法は、成形中に、凸状単位光学素子の形成材料（樹脂）に熱と圧力をかけるため、できあがった各凸状単位光学素子が上記成形型と強固に癒着して、離型（脱型）時に、その樹脂の一部が剥がれて残り、凸状単位光学素子に欠陥が生じやすいという問題があった。

そこで、この問題を解消すべく、上記成形型において「単位光学素子に対応する凹部」どうしの間を区画する仕切壁（凹部の四方の内壁面）に、各凹部の開口を広げる大きな傾斜（いわゆる「抜きテーパー」）をつけることにより、上記各単位光学素子の離型性（脱型性）を向上させて、単位光学素子の割れや欠けを防止する提案がなされている（特許文献２）。

上記提案にかかるマイクロミラーアレイ（コーナーリフレクタアレイ）の製法によれば、図５のように、上記成形型（スタンパ４０）におけるコーナーリフレクタに対応する凹部４１内の２壁面（４１ａ等）以外の２つの壁面（４１ｂ等）に、大きな傾斜（前記「抜きテーパー」）をつけることにより、このスタンパ４０からの凸状単位光学素子の離型性が向上する。そして、この成形型を用いて得られたマイクロミラーアレイ３０の各凸状単位光学素子３２は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、コーナーリフレクタを構成する一対の光反射面３２ａ，３２ｂがそれぞれ、基板（基盤３１）の主面に垂直な面（基盤主面の法線に一致する鏡面）に形成され、残りの２面（光の反射に関与しない傾斜面）３２ｃ，３２ｄが、スタンパ４０から離型しやすいように、基盤３１の主面の法線からの傾斜角度が５°以上２５°以下になるように形成されている。

国際公開第ＷＯ２００７／１１６６３９号特開２０１１−１９１４０４号公報

ところで、上記特許文献２に開示のマイクロミラーアレイの製法では、凸状単位光学素子の離型性は向上するものの、「抜きテーパー」をつけない場合より、得られる鏡映像（結像）が暗くなってしまうという問題があった。すなわち、マイクロミラーアレイは、上記凸状単位光学素子の中で内面反射してアレイを一方側から他方側に通過した光により鏡映像を結像する構造ため、鏡映像の明るさ（輝度）や鮮明さ（解像度）は、光反射面の数（すなわち凸状単位光学素子の個数）に比例する。しかしながら、上記製法においては、５〜２５°という大きな傾斜の抜きテーパーに起因して、凸状単位光学素子どうしの間隔（リピートピッチ）が広がってしまうため、他の製法により得られたアレイに比べ、基板上における単位面積あたりの凸状単位光学素子の数（個数）が減ってしまう。そのため、明るい鏡映像が得にくく、光学性能が低いという欠点があった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、樹脂を使用した型成形を用いながらも、成形型からのアレイの離型が容易で、しかも、明るく輝度の高い結像を得ることのできるマイクロミラーアレイおよびその製法の提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、透明な平板状の基板と、この基板上に配列状に形成された複数の四角柱状の凸状単位光学素子とからなり、各凸状単位光学素子の４つの側面のうち、隣接して設けられた一対の光反射性側面の内面反射により、上記基板の一方の面側に配置された被投影物の鏡映像を、光学素子の素子面に対して面対称となる他方の面側の空間位置に結像させるマイクロミラーアレイであって、上記四角柱状の各凸状単位光学素子の４つの側面が、それぞれ、上記凸状の先端側から基部側に向かって０．３°以上５°未満の角度で外方に傾く傾斜面に形成されているマイクロミラーアレイを、第１の要旨とする。

また、本発明は、上記第１の要旨のマイクロミラーアレイを製造する方法であって、樹脂の充填側となる成形型表面に上記凸状単位光学素子の形状に対応する複数の凹部が形成されたアレイ形成用の成形型と、上記凸状単位光学素子形成用の樹脂組成物および基板とを準備する工程と、上記成形型の各凹部に上記樹脂組成物を充填した後、この成形型の開口に上記基板を押し当て、上記樹脂組成物と基板とを密着させる工程と、上記樹脂組成物を硬化させ上記基板と一体に凸状単位光学素子を成形する工程と、硬化後の凸状単位光学素子を上記基板とともに成形型から離型する工程と、を備えるマイクロミラーアレイの製法を、第２の要旨とする。

すなわち、本発明者らは、凸型のマイクロミラーアレイの単位光学素子の離型性と、このアレイにより得られる鏡映像の明るさとを両立する加工方法として、形成材料（樹脂）に圧力や過大な熱のかかる上記射出成形やプレス成形といった常識的な手法を用いず、樹脂に圧をかけることなく硬化させることのできる型成形法を利用することを考え、研究を重ねた。その結果、上記従来の製法では、成形型からの単位光学素子の離型のために、大きな傾斜（テーパー角：５〜２５°程度）を、４つの側面のうちの２面に設ける必要があったのに対し、本発明では、単位光学素子の４つの側面それぞれに、０．３°以上５°未満という、非常に「小さな」傾斜（抜きテーパー）を設ける構成とすることにより、この単位光学素子を成形型から簡単に離型できることを見出した。また、本発明のマイクロミラーアレイは、四角柱状単位光学素子の各側面の傾斜角が小さく、これら側面の外方への張り出しも少ないことから、従来のアレイに比べ、単位光学素子どうしの間隔（リピートピッチ）を狭く設計することができ、これにより、基板上の単位面積あたりの単位光学素子の個数（すなわち、結像に関与する光の量）を増やすことができるという、大きな利点を有する。

以上のように、本発明のマイクロミラーアレイは、透明な平板状の基板と複数の四角柱状の凸状単位光学素子とからなるマイクロミラーアレイであって、上記四角柱状の各凸状単位光学素子の一対の光反射性側面が、それぞれ、上記凸状の先端側から基部側に向かって０．３°以上５°未満の小さな角度で外方に傾く傾斜面に形成されている。この構成により、本発明のマイクロミラーアレイは、成形型からの離型性を確保しつつ、各凸状単位光学素子どうしの間隔を狭くすることができる。したがって、本発明のマイクロミラーアレイは、基板上の単位面積あたりの凸状単位光学素子の個数が増え、従来品に比べ、明るく鮮明な鏡映像を結像することができる。

また、本発明のマイクロミラーアレイのなかでも、上記各凸状単位光学素子の４つの側面のうち、上記一対の光反射性側面の傾斜角が、それぞれ、上記素子面に垂直な面に対して０．３°以上１．０°以下に設定され、上記内面反射に関与しない残りの２つの側面の傾斜角が、それぞれ、上記素子面に垂直な面に対して１°以上５°未満に設定されているものは、上記各側面における離型（脱型）のための傾斜（抜きテーパー）を抑えながらも、上記成形型からの離型性と、光学性能（明るい鏡映像）とを、ともに高い状態でバランスよく両立することができる。

つぎに、本発明のマイクロミラーアレイの製法は、上記第１の要旨のマイクロミラーアレイを製造する方法であって、樹脂の充填側となる成形型表面に上記凸状単位光学素子の形状に対応する複数の凹部が形成されたアレイ形成用の成形型と、上記凸状単位光学素子形成用の樹脂組成物および基板とを準備する工程と、上記成形型の各凹部に上記樹脂組成物を充填した後、この成形型の開口に上記基板を押し当て、上記樹脂組成物と基板とを密着させる工程と、上記樹脂組成物を硬化させ上記基板と一体に凸状単位光学素子を成形する工程と、硬化後の凸状単位光学素子を上記基板とともに成形型から離型する工程と、を備える。この製法によれば、成形中に上記樹脂（凸状単位光学素子形成用の樹脂組成物）に余計な圧が加わることがないため、上記成形型と凸状単位光学素子との間に癒着が発生せず、この凸状単位光学素子の良好な離型（脱型）が維持される。したがって、上記凸状単位光学素子に、従来の製法のような大きな（５°以上の）「抜きテーパー」を設けなくても、離型時に、凸状単位光学素子に樹脂の剥がれや割れ等の欠陥が発生せず、得られるマイクロミラーアレイの歩留りが向上する。

さらに、成形型において「凸状単位光学素子に対応する凹部」どうしの間を区画する仕切壁（凹部の内壁面）に、従来の製法のような大きな傾斜（抜きテーパー）をつける必要がないことに加え、材料である樹脂組成物および作製された単位光学素子に圧力や過大な熱が加わらないことから、上記凹部どうしの間を区画する仕切壁を、射出成形やプレス成形に使用される従来の成形型に比べて、薄くすることが可能となる。これにより、得られるマイクロミラーアレイの凸状単位光学素子どうしの間隔（リピートピッチ）を狭くして、基板上における単位面積あたりの凸状単位光学素子の数（個数）が極大のアレイを得ることができる。したがって、本発明の製法によれば、先にも述べたように、マイクロミラーアレイにおける基板上の単位面積あたりの凸状単位光学素子の個数を増やすことが可能で、従来品に比べ、より明るく鮮明な鏡映像を結像することができるマイクロミラーアレイを得ることができる。

そして、上記本発明のマイクロミラーアレイの製法のなかでも特に、上記凸状単位光学素子形成用の樹脂組成物が、感光性樹脂を主成分とする樹脂組成物であり、上記樹脂組成物の硬化が、この樹脂組成物に密着した透明な平板状の基板を介した照射線の照射により行われる場合は、上記凸状単位光学素子の作製を、全く圧をかけずに行うことができ、好適である。これにより、凸状単位光学素子の成形型からの離型性を、より高めることができる。

なお、ここでいう、「感光性樹脂を主成分とする樹脂組成物」とは、上記感光性樹脂が全体の過半を占める成分であることをいい、全体が主成分のみからなる場合も含める趣旨である。

（ａ）は本発明の実施形態におけるマイクロミラーアレイの外観斜視図であり、（ｂ）はそのアレイの単位光学素子を（ａ）のＺ方向から見た平面図である。本発明の実施形態のマイクロミラーアレイにおける単位光学素子の形状を説明する断面図である。（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態におけるマイクロミラーアレイの製法を説明する図である。本発明の実施例における鏡映像の輝度の測定方法を説明する模式図である。従来のマイクロミラーアレイの製法に用いられる成形型の断面図である。（ａ）は従来の製法により得られたマイクロミラーアレイの外観斜視図であり、（ｂ）はそのアレイの単位光学素子を上から見た平面図である。

つぎに、本発明の実施の形態を、図面にもとづいて詳しく説明する。
本実施形態におけるマイクロミラーアレイ１０は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、透明な平板状の基板１と、この基板１上に配列状に形成された複数の凸状（四角柱状）の単位光学素子２，２，・・・とからなっている。そして、各四角柱状の単位光学素子２において鏡映像の投影（結像）に関与する、１つの角部（コーナー２ｃ）を挟んだ一対（２つ）の光反射性側面（第１側面２ａ，第２側面２ｂ）がそれぞれ、基板１の表面（素子面Ｐ）に垂直な面に対して所定の角度θ₁で、四角柱の先端（天面）側から基部（底面）側に向かって外方に傾く第１の傾斜面に形成されている。また、上記鏡映像の結像に関与しない残りの２つの側面（第３側面２ｄ，第４側面２ｅ）は、基板１の表面に垂直な面に対して所定の角度θ₂で、四角柱の先端側から基部側に向かって外方に傾く第２の傾斜面に形成されている。これが本発明のマイクロミラーアレイ１０の構造上の特徴である。

上記マイクロミラーアレイ１０の構造について、より詳しく説明すると、このアレイ１０は、透明な平板状の基板１と、この基板１の一方の表面（上面）に配列状に形成された凸状（微小な四角柱状）の単位光学素子２と、を基本構成とする。

上記基板１は、上記各単位光学素子２をアレイ状に配置するための支持体であり、例えばガラスやアクリル樹脂，エポキシ樹脂，シリコーン樹脂等、可視光の透過率が８０％以上の材料からなる。この基板１は、通常、一定の厚みを有する平坦な板状（厚さ０．５〜１０．０ｍｍ程度）で、その上面（単位光学素子２の配置面）に平行な「光学素子の素子面」（図中では符号Ｐ、一点鎖線で表示）を構成する。

上記単位光学素子２は、樹脂組成物（単位光学素子の形成材料）を硬化させて形成されており、この基板１の一方の表面から凸状に突出する略四角柱状になっている。また、単位光学素子２の各側面（第１側面２ａ，第２側面２ｂおよびこれに対向する第３側面２ｄ，第４側面２ｅ）のうち、１つの角部（コーナー２ｃ）を構成する２つの側面２ａ，２ｂが、その外側表面（および対応する内側面）が光反射性の鏡面になっており、これら光反射性の側面２ａ，２ｂが、コーナーリフレクタとして機能するようになっている。

上記各単位光学素子２の光反射性側面２ａ，２ｂは、図２に示すように、それぞれが上記基板１の表面（および素子面Ｐ）に垂直な面（図中の直交面Ｑ）に対して僅かに外方に傾く傾斜面（第１の傾斜面）となっており、この例では、第１の傾斜面の傾斜角θ₁は、０．３°以上１．０°以下となっている。なお、先に述べたように、これらの傾斜が、成形型脱型時の抜きテーパーとして作用することにより、上記各単位光学素子２の型成形後における離型性が高められている。

また、上記各単位光学素子２における残りの２側面（上記光の内面反射に関与しない面）２ｄ，２ｅも、図２に示すように、それぞれが上記基板１の表面（および素子面Ｐ）に垂直な面（図中の直交面Ｑ’）に対して、上記光反射性側面２ａ，２ｂよりも若干大きく外方に傾く傾斜面（第２の傾斜面）となっている。なお、この例における第２の傾斜面の傾斜角θ₂は、それぞれ１°以上５°未満となっており、上記と同様に、これらの傾斜が、成形型脱型時の抜きテーパーとして作用することにより、上記各単位光学素子２の型成形後における離型性を高めている。

そして、本実施形態における各四角柱状の単位光学素子２は、図２のように、その上部において、四角柱の上部の幅ｗ（上面正方形の一辺）が１００〜２００μｍ、その間隔ｓが２０〜１００μｍであり、下部における四角柱の底部の幅ｗ’（底面正方形の一辺）が１０２〜２１５μｍ、その間隔ｓ’が５〜９８μｍとなっている。なお、上記単位光学素子２の高さｈは、約１００〜３００μｍ程度になっている。

つぎに、上記マイクロミラーアレイ１０を製造する方法について説明する。
図３は、本発明の実施形態におけるマイクロミラーアレイの製法を説明する図であり、（ａ）から（ｄ）の順に、アレイの作製過程順と同じになっている。

本実施形態におけるマイクロミラーアレイ１０の製法は、まず、樹脂の充填型となる成形型２０と、単位光学素子２形成用の樹脂組成物および基板１とを準備する。図３（ａ）に示すアレイ形成用の成形型（金型）２０は、別途作製した単位光学素子２の銅製マスター板（立体版）を使用した電鋳反転加工等により形成されるもので、ニッケル等からなる金属版の一面（図では上面）に、この面を格子状に区画する所定形状の仕切壁２１が、縦横に所定の間隔で設けられており、これら仕切壁２１の間が、上記単位光学素子２の凸状に対応する凹部（キャビティ）２２となっている。

また、各凹部２２を構成する４つの側面（内壁面２２ａ，２２ｂ，２２ｄ，２２ｅ）には、上記単位光学素子２の離型を容易にするための傾斜（抜きテーパー）が、それぞれの面に割り振って少しずつ付与されている。すなわち、上記凹部２２の４つの内壁面２２ａ，２２ｂ，２２ｄ，２２ｅのうち、上記単位光学素子２の光反射性側面（２ａ，２ｂ）に対応する２つの内壁面２２ａ，２２ｂ（間のコーナー２２ｃ）は、上記凹部２２の底面側より開口側に向かって所定角度θ₁（０．３°以上１．０°以下）で外方に傾く鏡面に形成され、単位光学素子２の２つの側面（２ｄ，２ｅ）に対応する残りの２つの内壁面２２ｄ，２２ｅは、上記凹部２２の底面側より開口側に向かって所定角度θ₂（１°以上５°未満）で外方に傾く粗面または鏡面に形成されている。なお、図３では、断面図の切断方向に応じて現れる凹部２２の内壁面２２ｂおよび内壁面２２ｅは、それぞれ上記内壁面２２ａおよび内壁面２２ｄと同じ形状，同じ傾斜角であるため、図示を省略している。

上記透明な平板状の基板１としては、先にも述べたように、ガラスやアクリル樹脂，エポキシ樹脂，シリコーン樹脂等、可視光の透過率が８０％以上の材料からなる平坦な板状部材（厚さ０．５〜１０．０ｍｍ程度）が用いられる。なお、後記の樹脂組成物（単位光学素子２）と密着する側の基板１表面には、この樹脂組成物との親和性（密着性）を向上させる表面処理等を施しておいてもよい。

また、単位光学素子２形成用の樹脂組成物として、熱硬化性樹脂，感光性樹脂（光硬化性樹脂）の中から選択された１種または２種以上の樹脂を主成分とする、液状（ワニス状）の樹脂組成物を準備（調整）する。感光性樹脂を用いる場合、例えば、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，アクリル樹脂，メタクリル樹脂の他、オキセタン，シリコーン樹脂等の光重合性樹脂を好適に使用することができる。また、これら光重合性樹脂は、光酸発生剤，光塩基発生剤，光ラジカル重合開始剤等の光触媒とともに光重合性樹脂組成物を構成し、無希釈（無溶剤）または溶剤希釈で使用される。他の成分として、反応性オリゴマー，希釈剤，カップリング剤等を含んでいてもよい。

なお、成形後の寸法伸縮等を考慮して、単位光学素子の形成材料となる光重合性樹脂組成物は、粘度調整用の溶媒（主剤である感光性樹脂と反応せず、樹脂を膨潤・可塑化させる作用のみの有機溶剤）を含まない方が好ましい。例えば、エポキシ樹脂を使用する場合、上記溶媒に代えて、液状のエポキシモノマーを使用することにより、単位光学素子の形成材料を無溶媒化できる。液状のエポキシモノマーとしては、例えば、ダイセル化学工業社製セロキサイド２０２１Ｐ，ダイセル化学工業社製セロキサイド２０８１，ＡＤＥＫＡ社製アデカレジンＥＰ４０８０Ｅ等があげられ、これらを用いて、固体状もしくは粘ちょう液体状のエポキシ樹脂を溶解させ、無溶媒化することができる。

つぎに、これらの準備が完了した後、図３（ｂ）のように、成形型２０の充填側開口（この図では上側）から、各凹部２２に、上記調整した樹脂組成物２’を充填する。ついで、図３（ｃ）のように、この成形型２０の上面（凹部２２の開口側）に、用意した基板１を押し当て、この基板１と液状の樹脂組成物（２’）とを密着させる。そして、この状態で、加熱により樹脂組成物に熱を加えるか、あるいは、上記透明な平板状の基板１を介した照射線（白抜き矢印Ｌ，紫外線等）の照射により、上記樹脂組成物（２’）を硬化させ、四角柱状の各単位光学素子２を、上記基板１と一体に形成する。なお、上記照射線の照射後に、樹脂の硬化を完了させるための加熱を行う場合もある。

つぎに、上記樹脂組成物（単位光学素子２）の硬化が完了した後、図３（ｄ）のように、各単位光学素子２を、上記基板１とともに成形型２０から離型する。この際、先に述べたように、成形型２０の各凹部２２を構成する４つの側面（内壁面２２ａ，２２ｂ，２２ｄ，２２ｅ）に、樹脂の離型を容易にする傾斜（抜きテーパー）がそれぞれ付与されていることから、本実施形態のマイクロミラーアレイ１０の製法は、各単位光学素子２に割れや欠け等を生じることなく、これら単位光学素子２をスムーズに離型させることができる。

また、上記製法により得られた本実施形態のマイクロミラーアレイ１０（図１，図２参照）は、四角柱状の単位光学素子２の各側面（２ａ，２ｂまたは２ｄ，２ｅ）の傾斜角（０．３°以上５°未満）が、射出成形や熱プレス成形等のよる従来のマイクロミラーアレイ（図６の符号３０）の単位光学素子３２のテーパー面（３２ａ，３２ｂ）の傾斜角（５〜２５°）に比べて小さく、これら側面２ａ，２ｂ，２ｄ，２ｅの外方への張り出しも少ない。そのため、上記単位光学素子２どうしの間のスペース（図２における間隔Ｓ’、すなわち成形型における仕切壁２１の厚み）が同じ場合でも、これら単位光学素子２どうしの間隔（リピートピッチ）を、従来のアレイ３０に比べて狭く設計することができる。これにより、本実施形態のマイクロミラーアレイ１０は、基板１上の単位面積あたりの単位光学素子２の個数（および結像に関与する光の量）が従来品より増え、より明るく鮮明な鏡映像を結像することができるようになる。

つぎに、上記マイクロミラーアレイを作製した実施例について、比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
まず、基板と成形型とを準備するとともに、単位光学素子の形成材料（感光性樹脂組成物）を準備した。
〈基板〉
ソーダガラス製基板（平板）：５０ｍｍ×５０ｍｍ×厚さ２ｍｍ
〈成形型〉
ニッケル製（電鋳反転加工品）各凹部（キャビティ）における光反射性側面に対応する面の抜きテーパー角θ₁＝０．５°，他の２面の抜きテーパー角θ₂＝２°

〈単位光学素子の形成材料〉
成分Ａ：脂環骨格を含むエポキシ樹脂〈ＡＤＥＫＡ社製：アデカレジンＥＰ４０８０Ｅ〉５０重量部
成分Ｂ：オキセタン樹脂〈東亞合成社製：ＯＸＴ−２２１〉１０重量部
成分Ｃ：脂環骨格を含むエポキシ樹脂〈ＡＤＥＫＡ社製：アデカレジンＥＰ４０８０Ｓ〉２０重量部
成分Ｄ：シリコーン樹脂＜信越化学工業社製：信越シリコーン X-22-163＞２０重量部
成分Ｅ：（光酸発生剤）トリアリールスルホニウム塩の５０％プロピオンカーボネイト溶液〈サンアプロ社製：ＣＰＩ−２００Ｋ〉２重量部
これらを撹拌溶解させ、単位光学素子の形成材料（感光性樹脂組成物）を調製した。

〔マイクロミラーアレイの作製〕
上記形状（凹部の光反射性側面に対応する内壁面と他の２面に対応する内壁面の両方に抜きテーパーが設けられている）成形型を用いて、この凹部に、上記単位光学素子の形成材料（感光性樹脂組成物）を充填した後、上記樹脂充填側から基板（ソーダガラス）を押し当て、これらを密着させた。その状態で、上記基板側から、２０００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線〈３６５ｎｍ線，照射露光機（ミカサ社製：ＭＡ−６０Ｆ），超高圧水銀灯（ウシオ電機社製：ＵＳＨ−２５０Ｄ）〉を照射して樹脂を硬化させた後、８０℃×５分間の加熱処理を行うことにより、単位光学素子の硬化を完了させた。放冷後、基板とともに各単位光学素子を成形型から離型（脱型）させ、実施例１のマイクロミラーアレイを得た。得られたマイクロミラーアレイは、成形型からの離型が良好で、各単位光学素子にも、割れや欠け等の損傷が見られなかった。また、作製された単位光学素子（四角柱）の素子高さｈは１６５μｍ、素子の幅は上部ｗ（天面正方形の一辺）で１００μｍ，下部ｗ’（底面正方形の一辺）で１０７．２μｍ、隣接する素子間の距離は上部ｓで４０μｍ，下部ｓ’で３２．８μｍであり、単位光学素子の繰り返し間隔（リピートピッチ）は１４０μｍであった。なお、作製された単位光学素子の観察および寸法測定は、マイクロスコープ〈キーエンス社製，ＶＨＸ−２００〉およびレーザー顕微鏡〈キーエンス社製，ＶＫ−９７００〉を用いて行った（以下の比較例も同様）。

［比較例１］
上記成形型として、上記凹部の光反射性側面に対応する内壁面が垂直で、他の２面に対応する内壁面にのみ５°以上の大きな抜きテーパー（テーパー角θ₂＝２０°）が設けられた成形型を用いたこと以外、上記実施例１と同様にして、比較例１のマイクロミラーアレイを作製した。得られたマイクロミラーアレイは、上記実施例１と同様、成形型からの離型が良好で、各単位光学素子に、割れや欠け等の損傷は見られなかった。また、作製された単位光学素子（四角柱）の素子高さｈは１６５μｍ、素子の幅は上部ｗ（天面正方形の一辺）で１００μｍ，下部ｗ’（底面正方形の一辺）で１６０μｍ、隣接する素子間の距離は上部ｓで１１０μｍ，下部ｓ’で５０μｍであり、単位光学素子の繰り返し間隔（リピートピッチ）は２１０μｍであった。

［比較例２］
上記成形型として、上記凹部の光反射性側面に対応する内壁面および他の２面が垂直（抜きテーパーなし）に形成された成形型を用いたこと以外、上記実施例１と同様にして、比較例２のマイクロミラーアレイを作製した。得られたマイクロミラーアレイは、成形型からの離型が悪く、単位光学素子に、割れや欠け等のあるものが見られた。そのため、比較例２のマイクロミラーアレイは、後記の鏡映像（空間画像）の「明るさ」や「鮮明さ」の比較を行っていない。

つぎに、得られたマイクロミラーアレイ（実施例１，比較例１）を用いて、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に表示された所定の画像を投影した場合の鏡映像（空間画像）の「明るさ（輝度）」と、画像の「鮮明さ（視認性）」を比較した。

〈鏡映像（空間像）の明るさ測定〉
得られた実施例１および比較例１のマイクロミラーアレイ（１０）を、図４のように、その単位光学素子を下に向けて水平にセットし、その下側の所定位置に、ＬＣＤを４５°傾けた状態で配置した。そして、上記ＬＣＤに所定の輝度の評価用画像（１ｃｍ×１ｃｍ角の白色）を表示させ、素子面Ｐで面対称となる空間位置に投影される鏡映像（図中に点線で表示）の明るさ（輝度）を、鏡映像から５０ｃｍ離れた上方から、鏡映像に正対する下向き４５°で計測した。なお、上記鏡映像の明るさの測定は、暗室中で行った。また、鏡映像の明るさの測定には、輝度計Ｍ〈トプコン社製，ＢＭ−９〉を用いた。

〈鏡映像（文字）の視認性評価〉
上記「鏡映像の明るさ測定」に続いて、同様の配置（図４参照）で、上記ＬＣＤに所定の輝度の評価用画像（白色の背景に、１文字２ｍｍ×２ｍｍ角の黒色の文字「日東電工」明朝体）を表示させ、素子面Ｐで面対称となる空間位置に投影される鏡映像（図中に点線で表示）を、鏡映像から５０ｃｍ離れた上方から、鏡映像に正対する下向き４５°で目視により観察した。なお、上記鏡映像の視認性評価は、室内蛍光灯下（３００ルクス以上）で行った。また、評価は、文字の細部まで明瞭に視認できるものを「Ｓ」、文字として視認できるが明瞭でないものを「Ａ」、文字として視認できないものを「Ｆ」として評価した。上記測定の結果を以下に示す。

明るさ（輝度）視認性成形型からの離型性
実施例１０．３７ cd/m² ＳＧＯＯＤ
比較例１０．１９ cd/m² ＡＧＯＯＤ
比較例２測定不能 −−− ＢＡＤ

上記結果より、本発明のマイクロミラーアレイ（実施例１）は、成形型からの離型性は従来品と同等で、従来のマイクロミラーアレイ（比較例１）に比べ、鏡映像の明るさ（輝度）および画像・文字の視認性（解像度）が向上していることが確認された。

本発明のマイクロミラーアレイは、成形型からのアレイの離型が容易で、しかも、明るく輝度の高い結像を得ることができる。したがって、量産型のマイクロミラーアレイに適する。

１基板
２単位光学素子
１０マイクロミラーアレイ

Claims

透明な平板状の基板と、この基板上に配列状に形成された複数の四角柱状の凸状単位光学素子とからなり、各凸状単位光学素子の４つの側面のうち、隣接して設けられた一対の光反射性側面の内面反射により、上記基板の一方の面側に配置された被投影物の鏡映像を、光学素子の素子面に対して面対称となる他方の面側の空間位置に結像させるマイクロミラーアレイであって、上記四角柱状の各凸状単位光学素子の４つの側面が、それぞれ、上記凸状の先端側から基部側に向かって０．３°以上５°未満の角度で外方に傾く傾斜面に形成されていることを特徴とするマイクロミラーアレイ。
上記各凸状単位光学素子の４つの側面のうち、上記一対の光反射性側面の傾斜角が、それぞれ、上記素子面に垂直な面に対して０．３°以上１．０°以下に設定され、上記内面反射に関与しない残りの２つの側面の傾斜角が、それぞれ、上記素子面に垂直な面に対して１°以上５°未満に設定されている請求項１記載のマイクロミラーアレイ。
透明な平板状の基板と、この基板上に配列状に形成された複数の四角柱状の凸状単位光学素子とからなる請求項１記載のマイクロミラーアレイを製造する方法であって、樹脂の充填側となる成形型表面に上記凸状単位光学素子の形状に対応する複数の凹部が形成されたアレイ形成用の成形型と、上記凸状単位光学素子形成用の樹脂組成物および基板とを準備する工程と、上記成形型の各凹部に上記樹脂組成物を充填した後、この成形型の開口に上記基板を押し当て、上記樹脂組成物と基板とを密着させる工程と、上記樹脂組成物を硬化させ上記基板と一体に凸状単位光学素子を成形する工程と、硬化後の凸状単位光学素子を上記基板とともに成形型から離型する工程と、を備えることを特徴とするマイクロミラーアレイの製法。
上記凸状単位光学素子形成用の樹脂組成物が、感光性樹脂を主成分とする樹脂組成物であり、上記樹脂組成物の硬化が、この樹脂組成物に密着した透明な平板状の基板を介した照射線の照射により行われる請求項３記載のマイクロミラーアレイの製法。