JP4239245B2 - Manufacturing method of lattice lens array - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種ディスプレイパネルに使用されるプリズムシート、三次元ディスプレイパネルのレンズアレイ及びCCD等の光学部品に使用される格子状レンズアレイに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、レンズアレイを作製する方法としては、(1)金属をNC工作機械等で切削加工することによって金型を作製し、型押し成形によって作製する方法、(2)ガラスファイバーの先端を加熱溶融する方法によって凸レンズ状に加工した後束ねる方法、(3)化学エッチングにて形成する方法、(4)スパッタ等により素材の屈折率を部分的に変化させてレンズ効果を持たせる方法、(5)球状に加工した金属粒子等を機械的に並べた後型取りして複製型を作製し、型押し成形して作製する方法等が知られている。
【0003】
上記(1)、(2)、(5)の方法は大面積のレンズアレイを作製するには不向きであり、(1)及び(3)の方法は表面平滑性を向上させることが難しい。(2)及び(4)の方法はレンズとしての集光機能設計上、自由度が小さい。
また、いずれの方法も、大面積レンズアレイを低コストで、且つ安定して作製するのが難しいという問題を有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、大面積のレンズアレイを安定して、且つ低コストで作製できる格子状レンズアレイの製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明に於いて上記問題を解決するため、まず請求項1においては、以下の工程を有することを特徴とする格子状レンズアレイの製造方法としたものである。
(a)支持体上に感光性樹脂で特定方向に凹凸形状を有する万線状レリーフを形成する工程。
(b)万線状パターンが形成されたフォトマスクを前記万線状レリーフと交差するように前記万線状レリーフ上に載置し、所定の露光量で露光し、前記万線状レリーフに光硬化潜像パターンを形成する工程。
(c)前記光硬化潜像パターンが形成された万線状レリーフを所定の温度で加熱処理して、所定形状のレンズを形成する工程。
(d)所定の露光量で全面露光して前記所定形状のレンズを硬化して、前記支持体上に格子状レンズアレイを形成する工程。
【0006】
また、請求項2においては、請求項1記載の方法で作製された格子状レンズアレイを母型にして複製型を作製し、透明なシート或いはフィルム基材に型押し成形によりレンズアレイを作製することを特徴とする格子状レンズアレイの製造方法としたものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき図面を用いて説明する。
図1(a)〜(e)に、本発明の格子状レンズアレイの一実施例の製造工程を工程順に示す模式斜視図を、図2(a)〜(g)に、本発明の格子状レンズアレイの一実施例の製造工程を工程順に示す模式断面図を、図3(a)〜(e)に、本発明の格子状レンズアレイの一実施例の製造工程を工程順に示す模式断面図をそれぞれ示す。
【0009】
本発明の格子状レンズアレイの製造方法は、まず、支持体2上に感光性樹脂からなる特定方向に凹凸形状を有する万線状レリーフ1を形成する(図1(a)参照)。
【0010】
支持体2としては、該万線状レリーフ1との接着が十分満たされている限り、金属、高分子材料、ガラス及びセラミックス等の有機、無機材料を含めてあらゆる素材のプレート、シート若しくはフィルムが使用可能である。
万線状レリーフ1の形状は図1(a)に示すような曲線状のレンチキュラータイプが好ましいが、これに限定されるものではなく、三角形状、矩形状及びその他の多角形状であってもよい。
【0011】
さらに、万線状レリーフ1の形成法としては、フォトリソグラフィー法、印刷法、転写法及び型押し成形法等が利用できる。具体的には、感光性樹脂溶液をナイフコート、ロールコート、バーコート及びスピンコート等によって感光性樹脂層を形成し、パターン露光、現像等のパターニング処理をすることにより所定形状のレリーフを作製する法。または、スクリーン印刷、グラビアコーティング等の一般的な印刷技術を用いて感光性樹脂からなる所定形状のレリーフを作製する法。あるいは、転写技術を利用して感光性樹脂からなる所定形状のレリーフを作製する法。または、切削金型及び複製型を用いて支持体上に形成された感光性樹脂層を型押し成形して所定形状のレリーフを作製する法等がある。長尺フィルム等に感光性樹脂からなる万線状レリーフを作製するには、ロールコート等により長尺フィルム上に感光性樹脂層を形成し、ロール状の切削金型を用いて型押し成形する法は有効な方法である。
【0012】
さらに、万線状レリーフ1を形成している感光性樹脂は、一般的な熱可塑性樹脂と少なくとも2官能以上で良好な架橋反応を行うアクリレート若しくはメタクリレートとの混合物に光重合開始剤を少量添加したものが使用できる。具体的には、熱可塑性樹脂としてアクリル樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリカーボネート樹脂、塩ビ−酢ビ共重合樹脂、スチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂等が使用できる。また、アクリレート若しくはメタクリレート単独でも室温では固体状態を呈する熱可塑性樹脂であれば使用することができる。例えば、種々のウレタンアクリレート及びメタクリレートオリゴマー、分子内にイソシアヌレート環構造を有する種々のアクリレート及びメタクリレート、分子内にビスフェノールA、ビスフェノールS等の構造を有するエポキシアクリレート及びメタクリレート、ポリブタジエンウレタンメタクリレート、ポリスチリルエチルメタクリレート等が挙げられ、さらに水性UV硬化型樹脂等も使用することができる。
【0013】
また、光重合開始剤としてはベンゾイン、ベンジルケタール、アセトフェノン等の誘導体に代表される自己開裂型の化合物及びベンゾフェノン、芳香族ケトン、ミヒラーズケトン等の分子構造を有する種々の水素引き抜き型の光重合開始剤を配合することが好ましく、さらに必要に応じて種々の増感剤との併用も可能である。
【0014】
次に、万線状レリーフ1と交差するように万線状パターンが形成されたフォトマスク3を載置、密着し、所定の露光量で露光して光硬化潜像パターン5を形成する(図1(b)、(c)参照)。
ここで、万線状レリーフ1をパターン露光する方法としては、パターン幅方向に連続濃度階調を有する万線パターンが形成されたフォトマスクを介して露光するパターン露光法、或いは強度変調を加えて行うレーザービーム走査露光法等が利用できる。
【0015】
次に、光硬化潜像パターン5が形成された万線状レリーフ1を所定の温度で加熱処理して所定形状のレンズ6を形成する(図1(d)参照)。これは、万線状レリーフ1にパターン露光によって記録された光硬化潜像パターン5を熱現像する過程を示したものである。すなわち、パターン露光により硬化度合の異なる領域が形成された万線状レリーフ1を所定の温度条件で加熱することにより、光硬化度合いに応じて軟化変形させ、硬化度合の異なる領域間に所定形状のレンズ6を形成するものである。レンズ6は軟化変形後のレンズアレイを示し、露光された領域は硬化しているため加熱しても変形しないで万線状レリーフ1の凸部の形状が保持される。
【0016】
次に、所定の露光量で全面露光してレンズ6を硬化して支持体上に格子状レンズアレイ8を形成する(図1(e)参照)。これは、上記加熱処理により形成された所定形状のレンズ6を全面露光によって定着・硬化させて格子状レンズアレイ8を形成するものである。
【0017】
次に、本発明の請求項2の格子状レンズアレイの製造方法について述べる。
本発明は、上記方法で作製された格子状レンズアレイを母型にして複製型を作製し、型押し成形により格子状レンズアレイ(複製品)を作製するものである。
この方式で作製された格子状レンズアレイ(複製品)は格子状レンズアレイの光学特性(透過率、屈折率等)に応じた基材選定ができ、格子状レンズアレイ基材の選択幅が請求項1の方法より広がる。
【0018】
まず、上記方法で作製された格子状レンズアレイ母型11(図2(a)参照)表面に銅、アルミニウム、金、銀等及びこれらの金属を含有する合金からなる薄膜導電層12を設ける(図2(b)参照)。薄膜導電層12の膜形成方法としては通常よく知られている真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等が利用できる。膜厚は100Å〜10000Åの範囲が適当である。
【0019】
次に、薄膜導電層12をめっき電極にして電解めっきを行い、格子状レンズアレイ母型11上に所定厚の金属めっき層13を形成する(図2(c)参照)。さらに、格子状レンズアレイ母型11を剥離し、薄膜導電層12を除去して複製型13aを得る(図2(d)〜(e)参照)。
【0020】
次に、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂からなる透明なシート或いはフィルム基材を複製型13aにて加熱・加圧することにより型押し成形を行ない(図2(f)参照)、複製型13aから剥離することにより格子状レンズアレイ(複製品)14aを得る(図2(g)参照)。
【0021】
また、型押し成形の別の方法として、透明なシート或いはフィルムからなる支持体22上に紫外線硬化樹脂からなる感光性樹脂層23を形成し(図3(a)参照)、上記複製型13aを密着し、加熱・加圧して、型成形された感光性樹脂層23aを形成する(図3(b)参照)。さらに、支持体22側から紫外線を照射して型成形された感光性樹脂層23aを硬化し、レンズアレイ23bを形成する(図3(c)参照)。さらに、複製型13aを剥離することによって、支持体22上に格子状レンズアレイ(複製品)23cを得ることができる(図3(d)参照)。
【0022】
さらにまた、型押し成形の別の方法として、表面離型処理が施された透明なシート或いはフィルムからなる支持体22上に紫外線硬化樹脂からなる感光性樹脂層23を形成し、上記複製型13aを密着し、加熱・加圧して感光性樹脂層の型押し成形を行う。支持体22側から紫外線を照射して、型成形された感光性樹脂層23aを硬化し、複製型21を剥離し、支持体22上に格子状レンズアレイ(複製品)23cを形成し、支持体22を剥離することによって、単体の格子状レンズアレイ(複製品)23c(図3(e)参照)を得ることができる。
【0023】
【実施例】
以下実施例により本発明を詳細に説明する。
<実施例1>
まず、200μm厚のPMMAシートからなる支持体2上にロールコーターを用いて下記に示す感光性樹脂溶液Aを塗布し、80℃25分乾燥して50μm厚の光硬化性の熱可塑性樹脂組成物からなる感光性樹脂層を形成した。
【0024】
感光性樹脂溶液Aの組成
アクリル樹脂(ダイヤナールBR−80(三菱レイヨン社製)) 30重量部
アクリル樹脂(ダイヤナールBR−77(三菱レイヨン社製)) 35重量部
ペンタエリスリトールヘキサアクリレート………………………… 30重量部
トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート………………… 5重量部
光重合開始剤(イルガキュア−651(チバガイギー社製))… 11重量部
2−ブタノン……………………………………………………………150重量部
トルエン…………………………………………………………………100重量部
【0025】
次に、ニッケルメッキ銅板をダイヤモンドバイトにて切削することにより、幅100μm、深さ25μmのカマボコ状の溝を形成し、万線状レリーフ1を作製するための金型を作製した。
【0026】
次に、支持体2上の感光性樹脂層に上記金型の凹凸面を密着させ、圧力10kg/cm2 、温度80℃、圧着時間60秒の条件にて平圧プレスを行ない、圧力を一定に保ったまま室温まで急速に冷却した後、金型を剥離することにより、支持体2上に感光性樹脂からなる万線状レリーフ1を形成した。
【0027】
次に、幅方向に連続濃度階調を有する万線状パターンが形成されたフォトマスク3を支持体2上の万線状レリーフ1と交差するように載置し、密着した後高圧水銀ランプを用いて1200mJ/cm2 の露光量で紫外線を照射することにより、万線状レリーフ1に光硬化潜像パターン5を形成した。
【0028】
次に、光硬化潜像パターン5が形成された万線状レリーフ1を100℃15分間加熱処理して所定形状のレンズ6を形成した。さらに、500mJ/cm2 の露光量で全面露光を行いレンズ6を硬化し、支持体2上に格子状レンズアレイ8を得た。ここで、格子状レンズアレイ8のレンズ形状を観察した結果、図1(e)に示すような規則正しい格子状レンズアレイが形成されているのが確認された。
【0029】
<実施例2>
実施例1で得られた格子状レンズアレイを母型にして複製型を作製し、型押し成形して格子状レンズアレイ(複製品)を得る実施例について述べる。
まず、実施例1で得られた格子状レンズアレイ母型11表面に真空蒸着法にて約200Å厚のAu膜からなる薄膜導電層12を形成した。
【0030】
次に、薄膜導電層12をめっき電極にして電解Niめっきを行い、約250μm厚のNiめっき層13を形成した。さらに、格子状レンズアレイ母型11を剥離し、薄膜導電層12を除去して複製型13aを作製した。
【0031】
次に、厚さ100μmのPMMAシート上に複製型13aを密着し、圧力10kg/cm2 、温度150℃3分間の条件で加圧・加熱して、型押し成形することにより、格子状レンズアレイ(複製品)14aを得た。
【0032】
<実施例3>
表面離型処理が施された厚さ100μmのポリエステルフィルムからなる支持体22上にロールコーターを使って下記に示す感光性樹脂溶液Bを塗布、乾燥して40μm厚の紫外線硬化型の感光性樹脂層23を形成した。
【0033】
感光性樹脂溶液Bの組成
EO変成トリメチロールプロパントリアクリレート………………70重量部
トリエチレングリコールジアクリレート……………………………30重量部
光重合開始剤(Dorocur1173(チバガイギー社製)… 5重量部
【0034】
次に、実施例2で得られた複製型13aを感光性樹脂層23上に密着し、加熱・加圧して、型成形された感光性樹脂層23aを形成した状態で、支持体22側より露光量600mJ/cm2 の紫外線を照射して型成形された感光性樹脂層23aを硬化し、レンズアレイ23bを形成した。
次いで、複製型13a及び支持体22を剥離し、格子状レンズアレイ(複製品)23cを得た。
【0035】
【発明の効果】
上記したように、本発明の格子状レンズアレイの形成方法は、感光性樹脂からなる万線状レリーフをパターン露光、加熱処理にてレンズ形状を形成するため、高品質の大面積、小ロットレンズ製品をより安価に供給することができる。
さらに、万線状レリーフ形状、万線状パターン設計及び露光方法を工夫することでレンズのサイズ、平面形状等をレンズシート面内で連続的に変化させることや、シート内の特定部分にのみレンズを形成すること等が可能となる。
さらにまた、万線状レリーフをシリンダーロール型の型押し成形プロセスで作製すれば長尺フィルムの格子状レンズアレイを容易に作製できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(e)は、本発明の格子状レンズアレイの一実施例の製造工程を工程順に示す模式斜視図である。
【図2】(a)〜(g)は、本発明の格子状レンズアレイの一実施例の製造工程を工程順に示す模式断面図である。
【図3】(a)〜(e)は、本発明の格子状レンズアレイの一実施例の製造工程を工程順に示す模式断面図である。
【符号の説明】
1……感光性樹脂からなる万線状レリーフ
2、22……支持体
3……万線状パターンが形成されたフォトマスク
4……紫外線
5……光硬化潜像パターン
6……所定形状のレンズ
8……格子状レンズアレイ
9……全面露光のための紫外線
11……格子状レンズアレイ母型
12……薄膜導電層
13……金属めっき層
13a……複製型
14……型成形された透明なシート或いはフィルム基材
14a……格子状レンズアレイ(複製品)
23……感光性樹脂層
23a……型成形された感光性樹脂層
23b……レンズアレイ
23c……格子状レンズアレイ(複製品)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a prism sheet used for various display panels, a lens array of a three-dimensional display panel, and a lattice lens array used for optical components such as a CCD.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method for producing a lens array, (1) a method of producing a mold by cutting a metal with an NC machine tool or the like and producing it by stamping, and (2) heating and melting the tip of a glass fiber (3) A method of bundling after processing into a convex lens shape, (4) A method of forming by chemical etching, (4) A method of giving a lens effect by partially changing the refractive index of the material by sputtering or the like, (5) A method is known in which metal particles and the like processed into a spherical shape are mechanically arranged and then mold-made to produce a replica mold and die-molded.
[0003]
The methods (1), (2), and (5) are unsuitable for producing a large-area lens array, and the methods (1) and (3) are difficult to improve the surface smoothness. The methods (2) and (4) have a small degree of freedom in terms of condensing function design as a lens.
Each method has a problem that it is difficult to stably produce a large-area lens array at a low cost.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, stably lens array having a large area, and an object thereof to provide a manufacturing how the lattice-like lens array can be manufactured at low cost.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems in the present invention, first, a first aspect of the present invention is a method for manufacturing a lattice-shaped lens array, which includes the following steps.
(A) A step of forming a line-shaped relief having a concavo-convex shape in a specific direction with a photosensitive resin on a support.
(B) A photomask on which a line-shaped pattern is formed is placed on the line-shaped relief so as to intersect the line-shaped relief, exposed at a predetermined exposure amount, and light is applied to the line-shaped relief. Forming a cured latent image pattern;
(C) A step of forming a lens having a predetermined shape by heat-treating the line-like relief on which the photocured latent image pattern is formed at a predetermined temperature.
(D) A step of forming a lattice lens array on the support by exposing the entire surface with a predetermined exposure amount and curing the lens having the predetermined shape.
[0006]
According to a second aspect of the present invention, a replica mold is manufactured using the lattice lens array manufactured by the method of the first aspect as a mother mold, and a lens array is manufactured by stamping a transparent sheet or film substrate. This is a method for manufacturing a grid-like lens array.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIGS. 1A to 1E are schematic perspective views showing manufacturing steps of an embodiment of the lattice lens array of the present invention in the order of steps, and FIGS. 2A to 2G are lattice shapes of the present invention. FIG. 3A to FIG. 3E are schematic cross-sectional views showing the manufacturing process of one embodiment of the lattice lens array of the present invention in the order of steps. Respectively.
[0009]
In the method for manufacturing a lattice lens array according to the present invention, first, a line-shaped relief 1 having a concavo-convex shape in a specific direction made of a photosensitive resin is formed on a support 2 (see FIG. 1A).
[0010]
As the support 2, plates, sheets or films of any material including organic and inorganic materials such as metals, polymer materials, glass and ceramics can be used as long as the adhesion to the line-shaped relief 1 is sufficiently satisfied. It can be used.
The shape of the line-shaped relief 1 is preferably a curved lenticular type as shown in FIG. 1A, but is not limited to this, and may be a triangular shape, a rectangular shape, or other polygonal shapes. .
[0011]
Furthermore, as a method for forming the line-shaped relief 1, a photolithography method, a printing method, a transfer method, an embossing method, and the like can be used. Specifically, a photosensitive resin layer is formed from a photosensitive resin solution by knife coating, roll coating, bar coating, spin coating, etc., and a relief having a predetermined shape is produced by patterning treatment such as pattern exposure and development. Law. Alternatively, a method for producing a relief having a predetermined shape made of a photosensitive resin by using a general printing technique such as screen printing or gravure coating. Alternatively, a method for producing a relief having a predetermined shape made of a photosensitive resin using a transfer technique. Alternatively, there is a method of producing a relief having a predetermined shape by press-molding a photosensitive resin layer formed on a support using a cutting die and a replica die. In order to produce a line-shaped relief made of a photosensitive resin on a long film, etc., a photosensitive resin layer is formed on the long film by roll coating or the like, and is embossed using a roll-shaped cutting die. Law is an effective method.
[0012]
Further, the photosensitive resin forming the line-like relief 1 is obtained by adding a small amount of a photopolymerization initiator to a mixture of a general thermoplastic resin and an acrylate or methacrylate that performs at least two functional and good crosslinking reactions. Things can be used. Specifically, acrylic resins, styrene-acrylic copolymer resins, polyester resins, polyvinyl butyral, polycarbonate resins, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resins, styrene resins, vinyl chloride resins, acrylonitrile-styrene copolymer resins, A thermoplastic polyurethane resin or the like can be used. Also, acrylate or methacrylate alone can be used as long as it is a thermoplastic resin that exhibits a solid state at room temperature. For example, various urethane acrylate and methacrylate oligomers, various acrylates and methacrylates having an isocyanurate ring structure in the molecule, epoxy acrylates and methacrylates having a structure such as bisphenol A and bisphenol S in the molecule, polybutadiene urethane methacrylate, polystyrylethyl Examples thereof include methacrylate and the like, and an aqueous UV curable resin and the like can also be used.
[0013]
Photopolymerization initiators include self-cleavable compounds represented by derivatives such as benzoin, benzyl ketal, and acetophenone, and various hydrogen abstraction photopolymerization initiators having molecular structures such as benzophenone, aromatic ketone, and Michler's ketone. Is preferably added, and can be used in combination with various sensitizers as required.
[0014]
Next, a photomask 3 on which a line-shaped pattern is formed so as to intersect with the line-shaped relief 1 is placed, brought into close contact, and exposed with a predetermined exposure amount to form a photocured latent image pattern 5 (see FIG. 1 (b) and (c)).
Here, as a method for pattern exposure of the line-shaped relief 1, a pattern exposure method in which a line pattern having a continuous density gradation in the pattern width direction is exposed through a photomask, or intensity modulation is added. A laser beam scanning exposure method or the like can be used.
[0015]
Next, the line-shaped relief 1 on which the photocured latent image pattern 5 is formed is heated at a predetermined temperature to form a lens 6 having a predetermined shape (see FIG. 1D). This shows a process of thermally developing the photocured latent image pattern 5 recorded on the line relief 1 by pattern exposure. That is, by heating the line-shaped relief 1 in which regions having different degrees of curing are formed by pattern exposure under predetermined temperature conditions, the line-shaped relief 1 is softened and deformed according to the degree of photocuring, and a predetermined shape is formed between regions having different degrees of curing. The lens 6 is formed. The lens 6 shows a lens array after being softened and deformed. Since the exposed region is cured, the shape of the convex portion of the line-shaped relief 1 is maintained without being deformed even when heated.
[0016]
Next, the entire surface is exposed with a predetermined exposure amount to cure the lens 6 to form a lattice lens array 8 on the support (see FIG. 1E). This is to form a lattice lens array 8 by fixing and curing the lens 6 of a predetermined shape formed by the heat treatment by the entire surface exposure.
[0017]
Next, a method for manufacturing a lattice lens array according to claim 2 of the present invention will be described.
In the present invention, a replica mold is manufactured using the grid lens array manufactured by the above method as a mother mold, and a grid lens array (replicated product) is manufactured by stamping.
A lattice lens array (replicated product) produced by this method can be selected based on the optical characteristics (transmittance, refractive index, etc.) of the lattice lens array, and the selection range of the lattice lens array substrate is claimed. More broader than the method of item 1.
[0018]
First, a thin film conductive layer 12 made of copper, aluminum, gold, silver, or an alloy containing these metals and the like is provided on the surface of a lattice lens array matrix 11 (see FIG. 2A) manufactured by the above method (see FIG. 2A). (Refer FIG.2 (b)). As a film forming method of the thin film conductive layer 12, a generally well-known vacuum deposition method, sputtering method, ion plating method, or the like can be used. The film thickness is suitably in the range of 100 to 10000 mm.
[0019]
Next, electrolytic plating is performed using the thin film conductive layer 12 as a plating electrode to form a metal plating layer 13 having a predetermined thickness on the lattice lens array matrix 11 (see FIG. 2C). Further, the lattice-shaped lens array matrix 11 is peeled off, and the thin film conductive layer 12 is removed to obtain a replica mold 13a (see FIGS. 2D to 2E).
[0020]
Next, a transparent sheet or film base material made of a thermoplastic resin or a thermosetting resin is heated and pressurized by the replication mold 13a to perform embossing (see FIG. 2 (f)), and from the replication mold 13a. By peeling, a lattice lens array (replicated product) 14a is obtained (see FIG. 2G).
[0021]
Further, as another method of embossing, a photosensitive resin layer 23 made of an ultraviolet curable resin is formed on a support 22 made of a transparent sheet or film (see FIG. 3A), and the replica mold 13a is formed. Adhering, heating and pressurizing to form a molded photosensitive resin layer 23a (see FIG. 3B). Further, the photosensitive resin layer 23a molded by irradiating ultraviolet rays from the support 22 side is cured to form a lens array 23b (see FIG. 3C). Furthermore, by separating the replica mold 13a, a lattice lens array (replicated product) 23c can be obtained on the support 22 (see FIG. 3D).
[0022]
Furthermore, as another method of the stamping molding, a photosensitive resin layer 23 made of an ultraviolet curable resin is formed on a support 22 made of a transparent sheet or film subjected to a surface release treatment, and the replication mold 13a. And press-molding the photosensitive resin layer by heating and pressing. By irradiating ultraviolet rays from the side of the support 22, the molded photosensitive resin layer 23 a is cured, the replica mold 21 is peeled off, and a lattice lens array (replicated product) 23 c is formed on the support 22. By peeling the body 22, a single lattice lens array (replicated product) 23c (see FIG. 3E) can be obtained.
[0023]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
<Example 1>
First, a photosensitive resin solution A shown below is applied onto a support 2 made of a PMMA sheet having a thickness of 200 μm using a roll coater, dried at 80 ° C. for 25 minutes, and then a photocurable thermoplastic resin composition having a thickness of 50 μm. The photosensitive resin layer which consists of was formed.
[0024]
Composition resin of photosensitive resin solution A (Dianar BR-80 (Mitsubishi Rayon Co., Ltd.)) 30 parts by weight Acrylic resin (Dianal BR-77 (Mitsubishi Rayon Co., Ltd.)) 35 parts by weight Pentaerythritol hexaacrylate ………………… 30 parts by weight Tris (acryloxyethyl) isocyanurate ………………… 5 parts by weight photopolymerization initiator (Irgacure-651 (manufactured by Ciba Geigy))… 11 parts by weight 2-butanone… ………………………………………………………… 150 parts by weight toluene ……………………………………………………………… ... 100 parts by weight [0025]
Next, a nickel-plated copper plate was cut with a diamond bit to form a scallop-like groove having a width of 100 μm and a depth of 25 μm, and a mold for producing the line-shaped relief 1 was produced.
[0026]
Next, the uneven surface of the mold is brought into intimate contact with the photosensitive resin layer on the support 2 , and flat pressure pressing is performed under the conditions of a pressure of 10 kg / cm 2 , a temperature of 80 ° C., and a pressing time of 60 seconds, and the pressure is kept constant. After rapidly cooling to room temperature while maintaining the temperature, the mold was peeled to form a line-shaped relief 1 made of a photosensitive resin on the support 2.
[0027]
Next, a photomask 3 on which a line-shaped pattern having a continuous density gradation in the width direction is placed so as to intersect with the line-shaped relief 1 on the support 2, and after adhering, a high-pressure mercury lamp is installed. The photocured latent image pattern 5 was formed on the line-shaped relief 1 by irradiating with ultraviolet rays at an exposure amount of 1200 mJ / cm 2 .
[0028]
Next, the line-shaped relief 1 on which the photocurable latent image pattern 5 was formed was heat-treated at 100 ° C. for 15 minutes to form a lens 6 having a predetermined shape. Further, the entire surface was exposed with an exposure amount of 500 mJ / cm 2 to cure the lens 6, and a lattice-like lens array 8 was obtained on the support 2. Here, as a result of observing the lens shape of the lattice lens array 8, it was confirmed that a regular lattice lens array as shown in FIG. 1 (e) was formed.
[0029]
<Example 2>
A description will be given of an example in which a replica mold is manufactured using the grid lens array obtained in Example 1 as a mother mold, and stamped to obtain a grid lens array (replicated product).
First, a thin-film conductive layer 12 made of an Au film having a thickness of about 200 mm was formed on the surface of the lattice lens array matrix 11 obtained in Example 1 by vacuum deposition.
[0030]
Next, electrolytic Ni plating was performed using the thin film conductive layer 12 as a plating electrode to form a Ni plating layer 13 having a thickness of about 250 μm. Further, the lattice-shaped lens array matrix 11 was peeled off, and the thin film conductive layer 12 was removed to produce a replica mold 13a.
[0031]
Next, the replica mold 13a is brought into close contact with a PMMA sheet having a thickness of 100 μm, and is pressed and heated under conditions of a pressure of 10 kg / cm 2 and a temperature of 150 ° C. for 3 minutes, and is then molded into a lattice lens array. (Replica product) 14a was obtained.
[0032]
<Example 3>
A photosensitive resin solution B shown below is applied onto a support 22 made of a polyester film having a thickness of 100 μm and subjected to surface release treatment using a roll coater, and dried to form a UV-curable photosensitive resin having a thickness of 40 μm. Layer 23 was formed.
[0033]
Composition of photosensitive resin solution B EO-modified trimethylolpropane triacrylate ... 70 parts by weight triethylene glycol diacrylate ... 30 parts by weight photopolymerization initiator (Dorocur 1173 (Ciba Geigy) 5 parts by weight [0034]
Next, the replica mold 13a obtained in Example 2 was closely attached to the photosensitive resin layer 23, heated and pressurized to form the molded photosensitive resin layer 23a, and then from the support 22 side. The photosensitive resin layer 23a molded by irradiating with an exposure amount of 600 mJ / cm 2 was cured to form a lens array 23b.
Next, the replica mold 13a and the support 22 were peeled off to obtain a lattice lens array (replica product) 23c.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, the method for forming a lattice lens array of the present invention forms a lens shape by pattern exposure and heat treatment of a line-shaped relief made of a photosensitive resin, so that a high quality large area, small lot lens is formed. Products can be supplied at a lower cost.
Furthermore, by devising the line-shaped relief shape, line-shaped pattern design, and exposure method, the lens size, plane shape, etc. can be continuously changed within the lens sheet surface, or the lens can be applied only to a specific part of the sheet. Can be formed.
Furthermore, if a line-like relief is produced by a cylinder roll type stamping process, a lattice lens array of a long film can be easily produced.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1E are schematic perspective views showing a manufacturing process of an embodiment of a lattice lens array of the present invention in the order of steps.
FIGS. 2A to 2G are schematic cross-sectional views showing the manufacturing process of an embodiment of the lattice lens array of the present invention in the order of steps.
FIGS. 3A to 3E are schematic cross-sectional views showing the manufacturing process of an embodiment of the lattice lens array of the present invention in the order of steps.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Line-shaped reliefs 2 and 22 which consist of photosensitive resin ... Support 3 ... Photomask 4 with line-shaped pattern formed ... Ultraviolet light 5 ... Photocuring latent image pattern 6 ... Lens 8... Lattice lens array 9... Ultraviolet light 11 for entire surface exposure... Lattice lens array matrix 12. Thin film conductive layer 13. Metal plating layer 13 a. Transparent sheet or film substrate 14a ... Lattice lens array (replicated product)
23... Photosensitive resin layer 23 a... Molded photosensitive resin layer 23 b... Lens array 23 c.

Claims (2)

以下の工程を有することを特徴とする格子状レンズアレイの製造方法。
(a)支持体上に感光性樹脂で特定方向に凹凸形状を有する万線状レリーフを形成する工程。
(b)万線状パターンが形成されたフォトマスクを前記万線状レリーフと交差するように前記万線状レリーフ上に載置し、所定の露光量で露光し、前記万線状レリーフに光硬化潜像パターンを形成する工程。
(c)前記光硬化潜像パターンが形成された万線状レリーフを所定の温度で加熱処理して、所定形状のレンズを形成する工程。
(d)所定の露光量で全面露光して前記所定形状のレンズを硬化して、前記支持体上に格子状レンズアレイを形成する工程。
A method for manufacturing a lattice lens array, comprising the following steps.
(A) A step of forming a line-shaped relief having a concavo-convex shape in a specific direction with a photosensitive resin on a support.
(B) A photomask on which a line-shaped pattern is formed is placed on the line-shaped relief so as to intersect the line-shaped relief, exposed at a predetermined exposure amount, and light is applied to the line-shaped relief. Forming a cured latent image pattern;
(C) A process of forming a lens having a predetermined shape by heat-treating the line-shaped relief on which the photocured latent image pattern is formed at a predetermined temperature.
(D) A step of forming a lattice lens array on the support by exposing the entire surface with a predetermined exposure amount to cure the lens having the predetermined shape.
請求項1記載の方法で作製された格子状レンズアレイを母型にして複製型を作製し、透明なシート或いはフィルム基材に型押し成形によりレンズアレイを作製することを特徴とする格子状レンズアレイの製造方法。  A grid-shaped lens array produced by using the grid-shaped lens array produced by the method according to claim 1 as a matrix and producing a lens array by stamping on a transparent sheet or film substrate Array manufacturing method.
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