JP4912648B2 - 光学シートの製造方法及び光学シート - Google Patents
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Description
本発明は、光学シートの製造方法及び光学シートに関し、特に、液晶表示装置やバックライト等に用いられる光学シートの製造方法及び光学シートに関する。
近年、ディスプレイやプロジェクタ等の表示素子の分野において、光源から供給された光を一定の方向に揃えたり、逆に一定の方向に揃えられた光を適度に広げたりする等の光指向性制御が要求されている。このような要求に答えるため、光透過性のシートや板の少なくとも一方の面にレンズやプリズム等の光学、構造を備えた光学シートやマイクロレンズアレイ基板が用いられている。
他方、光源から供給された光がより有効に光学的要素を透過する機構を設けることにより、飛躍的に指向性制御性能を向上させる技術が開発されている。具体的には、光学シートの裏面に、集光要素の直下近傍に位置合わせされた開口部を有する反射膜を形成することにより、指向性制御性能の向上が可能となる。
このような開口部付き反射膜と光学シートを組合せた素子を製造する方法としては、従来から種々の方法が用いられてきた。例えば、光学的構造を備えたシートと開口部付き反射膜を備えたシートとを個別に作製し両者を貼り合わせる方法がある。他の一例として、光学的構造を作成したシートの裏面に反射膜を形成した後、スクリーン印刷法により開口部を有する反射膜を形成する方法がある。
このような従来の方法では、光学的構造と開口部の位置合せが困難であり、位置合せ工程により製造コストが増大するという問題点がある。あるいは、位置合せの余裕度を優先するため、光学的特性を犠牲とした素子設計にする必要性があるという問題点がある。
なお、特許文献１に、上記のような開口部の形成方法を、液晶表示装置やリアプロジェクション方表示装置等の表示装置におけるブラックマトリクスに適応する技術が開示されている。この特許文献１では、レンズシートのレンズ側から平行光を照射して自己整合的に遮光膜に開口部を形成している。
特開平１０−２４６８０４号公報
このように、従来の光学シートの製造方法では、製造コストの上昇や光学特性の低下が発生するために、光指向性設計の自由度が小さくなるという問題があった。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、光指向性がより高く、設計自由度が大きい光学シートの製造方法及び光学シートを提供することを目的とする。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、光指向性がより高く、設計自由度が大きい光学シートの製造方法及び光学シートを提供することを目的とする。
本発明に係る光学シートの製造方法は、光透過性を有する基体の第１の面に設けられた集光要素と、前記第１の面に対向した前記基体の第２の面に設けられた反射膜と、前記第２の面に設けられた開口部とを有する光学シートの製造方法であって、前記第２の面に感光性樹脂層を形成するステップと、前記第１の面側から平行光を照射し、前記集光要素によって集光させるステップと、当該集光した光によって前記感光性樹脂層を選択的に露光するステップと、当該露光した露光領域に前記開口部を形成するステップと、前記露光領域以外の非露光領域に前記反射膜を形成するステップとを備えたものである。
このような構成において、集光要素の集光効果によって反射膜に開口部を自己整合的に形成することができるので、光指向性がより高く、設計自由度が大きい光学シートを製造することが容易となる。
このような構成において、集光要素の集光効果によって反射膜に開口部を自己整合的に形成することができるので、光指向性がより高く、設計自由度が大きい光学シートを製造することが容易となる。
また、前記平行光を照射するステップでは、前記平行光を前記基体の法線方向に対して傾いた方向から照射する。これにより、所定の方向の光指向性を簡便に向上させることができる。
またさらに、前記平行光を照射するステップでは、複数の前記傾いた方向から、複数の前記平行光を照射する。これにより、開口部形状や大きさをより複雑に制御することが可能となり、高度な光学的特性を付加することが可能となる。
さらに、前記平行光を照射するステップは、前記集光要素上に遮光パターンが形成されたフォトマスクを配設するステップと、当該フォトマスクを介して前記平行光を照射するステップとを有する。これにより、開口部形状や大きさをさらに複雑に制御することが可能となる。
本発明に係る光学シートの製造方法は、光透過性を有する基体の第１の面に設けられた集光要素と、前記第１の面に対向した前記基体の第２の面に設けられた反射膜と、前記第２の面に設けられた開口部とを有する光学シートの製造方法であって、前記第２の面に、光透過性を有する感光性粘着層を形成するステップと、前記第１の面側から平行光を照射し、前記集光要素によって集光させるステップと、当該集光した光によって前記感光性樹脂層を選択的に露光するステップと、当該露光した露光領域に前記開口部を形成するステップと、前記露光領域以外の前記非露光領域の感光性粘着層に反射性微粒子を押し当てるステップと、当該押し当てた反射性微粒子を前記非露光領域に付着させて前記反射膜を形成するステップとを備えたものである。
このような構成において、集光要素の集光効果によって反射膜に開口部を自己整合的に形成することができるので、光指向性がより高く、設計自由度が大きい光学シートを製造することが容易となる。
このような構成において、集光要素の集光効果によって反射膜に開口部を自己整合的に形成することができるので、光指向性がより高く、設計自由度が大きい光学シートを製造することが容易となる。
本発明に係る光学シートの製造方法は、光透過性を有する基体の第１の面に設けられた集光要素と、前記第１の面に対向した前記基体の第２の面に設けられた反射膜と、前記第２の面に設けられた開口部とを有する光学シートの製造方法であって、前記第２の面に、光透過性と撥水性とを有する感光性樹脂層を形成するステップと、前記第１の面側から平行光を照射し、前記集光要素によって集光させるステップと、当該集光した光によって前記感光性樹脂層を選択的に露光するステップと、当該露光された露光領域以外の非露光領域の感光性樹脂層を除去して、前記第２の面を露出させるステップと、当該露出した第２の面に反射性微粒子を溶媒とともに塗布するステップと、当該塗布した反射性微粒子を溶媒とともに乾燥させ、前記露出した第２の面に付着させて反射膜を形成するステップと、前記乾燥によって前記露光領域に塗布された反射微粒子を溶媒とともに弾かせ、当該露光領域に前記開口部を形成するステップとを備えたものである。
このような構成において、集光要素の集光効果によって反射膜に開口部を自己整合的に形成することができるので、光指向性がより高く、設計自由度が大きい光学シートを製造することが容易となる。
このような構成において、集光要素の集光効果によって反射膜に開口部を自己整合的に形成することができるので、光指向性がより高く、設計自由度が大きい光学シートを製造することが容易となる。
本発明に係る光学シートの製造方法は、光透過性を有する基体の第１の面に設けられた集光要素と、前記第１の面に対向した前記基体の第２の面に設けられた反射膜と、前記第２の面に設けられた開口部とを有する光学シートの製造方法であって、前記第２の面に感光性樹脂層を形成するステップと、前記第１の面側から平行光を照射し、前記集光要素によって集光させるステップと、当該集光した光によって前記感光性樹脂層を選択的に露光するステップと、当該露光された露光領域以外の非露光領域の感光性樹脂層を除去して、前記第２の面を露出させるステップと、当該露出した第２の面上に金属薄膜を形成して前記反射膜を形成するステップと、前記露光領域の感光性樹脂層とともに、当該感光性樹脂層上に形成された金属薄膜を除去して前記開口部を形成するステップとを備えたものである。
このような構成において、集光要素の集光効果によって反射膜に開口部を自己整合的に形成することができるので、光指向性がより高く、設計自由度が大きい光学シートを製造することが容易となる。
このような構成において、集光要素の集光効果によって反射膜に開口部を自己整合的に形成することができるので、光指向性がより高く、設計自由度が大きい光学シートを製造することが容易となる。
また、前記平行光を照射するステップでは、前記平行光を前記基体の法線方向に対して傾いた方向から照射する。これにより、所定の方向の光指向性を簡便に向上させることができる。
またさらに、前記平行光を照射するステップでは、複数の前記傾いた方向から、複数の前記平行光を照射する。これにより、開口部形状や大きさをより複雑に制御することが可能となり、高度な光学的特性を付加することが可能となる。
さらに、前記平行光を照射するステップは、前記集光要素上に遮光パターンが形成されたフォトマスクを配設するステップと、当該フォトマスクを介して前記平行光を照射するステップとを有する。これにより、開口部形状や大きさをさらに複雑に制御することが可能となる。
本発明に係る光学シートは、このような製造方法によって製造されたものである。このような構成において、集光要素の集光効果によって反射膜に開口部を自己整合的に形成することができるので、光指向性がより高く、設計自由度が大きい光学シートを製造することが容易となる。
本発明によれば、光指向性がより高く、設計自由度が大きい光学シートの製造方法及び光学シートを提供することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図を参照しながら説明する。
発明の実施の形態１．
図１を用いて、本実施形態１に係る光学シートの製造方法について説明する。図１は、本実施形態１における光学シートの製造方法の工程を示す模式図である。
図１に示すように、基体１１の裏面に感光性粘着膜１２を形成する。基体１１は、母体１１０、集光要素１１１を有する。母体１１０は、集光要素１１１が形成される基台であり、例えば平坦なシート部分である。母体１１０の材質としては、光透過性を有する材料であればよく、例えばガラスや、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリスチレン樹脂、シリコーン樹脂等の高分子材料からなる合成樹脂を用いることができる。
発明の実施の形態１．
図１を用いて、本実施形態１に係る光学シートの製造方法について説明する。図１は、本実施形態１における光学シートの製造方法の工程を示す模式図である。
図１に示すように、基体１１の裏面に感光性粘着膜１２を形成する。基体１１は、母体１１０、集光要素１１１を有する。母体１１０は、集光要素１１１が形成される基台であり、例えば平坦なシート部分である。母体１１０の材質としては、光透過性を有する材料であればよく、例えばガラスや、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリスチレン樹脂、シリコーン樹脂等の高分子材料からなる合成樹脂を用いることができる。
集光要素１１１は、光学的構造体の一例であるレンチキュラーレンズであり、これに限らず、マイクロレンズ、プリズム等の光学的構造体とすることができる。すなわち、基体１１は、光学シートの一例としてレンチキュラーレンズシートであり、これに限らず、例えばマイクロレンズシート、プリズムシート等の光学シートとしてもよい。集光要素１１１の構成材料は、母体１１０の構成材料と同一の材料とすることができる。また、これらの構成材料は同一材料に限られない。例えば、集光要素１１１は、母体１１０上に紫外線硬化樹脂や熱可塑性樹脂から構成された樹脂層を形成し、この樹脂層に成型型となる金型の形状を転写することによって形成することもできる。
このような集光要素１１１は、ホットエンボス法、射出成型法、押出成型法等の種々の製造方法によって形成される。このとき、集光要素１１１は、基体１１の表面側から照射された平行光が基体１１の裏面近傍で集光するように光学設計されている。
感光性樹脂膜１２は、紫外線によって硬化する紫外線硬化型接着剤、可視光線によって硬化する感光性接着剤とすることができる。なお、この感光性粘着膜１２は基体１１の裏面とは、集光要素１１１が形成された側の母体１１０の平坦面、基体１１の表面とは、集光要素１１１が形成された側の面とする。すなわち、基体１１の裏面とは、集光要素１１１が形成された側に対して反対側の面のことである。
感光性樹脂膜１２は、紫外線によって硬化する紫外線硬化型接着剤、可視光線によって硬化する感光性接着剤とすることができる。なお、この感光性粘着膜１２は基体１１の裏面とは、集光要素１１１が形成された側の母体１１０の平坦面、基体１１の表面とは、集光要素１１１が形成された側の面とする。すなわち、基体１１の裏面とは、集光要素１１１が形成された側に対して反対側の面のことである。
図１（ｂ）に示すように、基体１１の表面側から紫外線を照射し、感光性樹脂膜１２を露光する。このとき、紫外線は、平行光であり、基体１１表面の法線方向から照射される。すなわち、この紫外線は、集光要素１１１の光軸方向から照射される。集光要素１１１が基体１１の表面に形成されているため、この集光要素１１１によって感光性樹脂膜１２付近に紫外線が集光する。これによって、集光領域１２１の感光性樹脂膜１２が硬化し、集光領域１２１以外の非集光領域１２２の感光性樹脂膜１２が硬化しないままとなる。従って、感光性樹脂膜１２は、硬化した硬化領域（集光領域１２１）と硬化していない未硬化領域（非集光領域１２２）とから構成されている。ここで、集光領域１２１は、紫外線が光軸方向に照射されるので、集光要素１１１の光軸上に形成される。
図１（ｃ）に示すように、部分的に硬化した感光性樹脂膜１２に反射性微粒子１３を押し当てる。反射性微粒子１３は、例えば、アルミニウムや銀等の反射率の高い金属やそれらを主成分とする合金、硫酸バリウムや炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、高屈折率ガラス等の粉末を用いることができる。また、反射性微粒子１３の形状や大きさは、特に限定されないが、反射効率を高めることができるように粒径１０μｍ以下の微粒子であることが好ましい。このように反射性微粒子１３を感光性樹脂膜１２に押し当てることによって、未硬化領域である非集光領域１２２に反射性微粒子１３を付着させることができる。
図１（ｄ）に示すように、反射性微粒子１３が付着した非集光領域１２２の位置に反射膜１４が形成される。これに対して、反射性微粒子１３が集光領域１２１には付着しないので、この集光領域１２１の位置が開口された開口部１５が形成される。ここで、集光領域１２１が集光要素１１１の光軸上に形成されているので、開口部１５はこの光軸上に形成される。このように、開口部１５は、集光領域１２１が非集光領域１２２の間に配設されているので、反射膜１４の間に形成される。これによって、本実施形態１に係る光学シート１０が形成され、この光学シート１０では、ストライプ状に開口部１５が延在し、その間に反射膜１４が配設されている。
以上のように、本実施形態１に係る光学シートの製造方法では、集光要素１１１の集光を利用して反射膜１４、開口部１５を形成している。これによって、自己整合的に反射膜１４、開口部１５を形成することができ、これらと集光要素１１１との位置合せを容易に行うことができる。それ故、製造コストが上昇するのを防止するとともに、所望の光学特性を有する素子設計にすることが容易となる。従って、設計自由度を大きくすることができる。
さらに、反射膜１４の間に配設された開口部１５から光が入射したとき、露光の時に基体１１表面から入射した光路と反対方向に出射する。すなわち、開口部１５から入射した光は、平行光となって基体１１表面から出射する。従って、本実施形態１に係る光学シート１０の光指向性をより高めることができる。具体的には、この光学シート１０では、集光要素１１１の光軸方向の光指向性を高めることができる。
発明の実施の形態２．
実施形態１においては、感光性粘着膜１２を用いて反射膜１４を形成したが、本実施形態２においては、レジストを用いて反射膜を形成する場合について説明する。
図２を用いて、本実施形態２に係る光学シートの製造方法について説明する。図２は、本実施形態２における光学シートの製造方法の工程を示す模式図である。なお、図２においては、実施形態１で用いた図１と同じ部材には同じ符号を付し、ここではその説明を省略する。
実施形態１においては、感光性粘着膜１２を用いて反射膜１４を形成したが、本実施形態２においては、レジストを用いて反射膜を形成する場合について説明する。
図２を用いて、本実施形態２に係る光学シートの製造方法について説明する。図２は、本実施形態２における光学シートの製造方法の工程を示す模式図である。なお、図２においては、実施形態１で用いた図１と同じ部材には同じ符号を付し、ここではその説明を省略する。
図２（ａ）に示すように、本実施形態２においては、感光性粘着膜１２に替えて、基体１１の裏面に、撥水性を有するネガ型のレジスト２２を塗布する。このネガ型のレジスト２２は、光透過性と撥水性を示す材料であればよく、例えばシリコーン・アクリルブロック共重合体等を用いることもできる。
図２（ｂ）に示すように、基体１１の表面側から平行光を照射し、レジスト２２を露光する。これによって、実施形態１と同様に、集光領域２２１のレジスト２２が露光された露光領域となり、集光領域２２１以外の非集光領域２２２のレジスト２２が露光されない非露光領域となる。従って、レジスト２２は、露光された硬化領域（集光領域２２１）と露光されていない未硬化領域（非集光領域２２２）とから構成されている。
図２（ｃ）に示すように、露光されていないレジスト２２をレジスト現像液によって除去すると、集光領域２２１のレジスト２２のみが残り、レジストパターン２３が形成される。ここで、レジストパターン２３は、集光領域２２１が集光要素１１１の光軸上に形成されているので、この光軸上に形成される。図２（ｄ）に示すように、基体１１の裏面に反射性微粒子１３を塗布される。このとき、反射性微粒子１３は溶媒に混入され、この状態で塗布される。この溶媒は、塗膜を形成し撥水性のレジスト２２に対して撥水性を示す材料であればよく、例えばポリウレタン樹脂やポリエステル樹脂等の既知の各種有機、無機溶媒とすることができる。
溶媒ごと反射性微粒子１３を乾燥させると、レジストパターン２３が撥水性を有するので、このレジストパターン２３上の反射性微粒子１３は、溶媒ごと弾かれる。これによって、反射性微粒子１３がレジストパターン２３に付着しない。このように、レジストパターン２３の間に反射膜２４が形成され、レジストパターン２３が開口部２５となる。また、レジストパターン２３が集光要素１１１の光軸上に形成されているので、開口部２５はこの光軸上に形成される。これによって、本実施形態２に係る光学シート２０が形成され、この光学シート２０では、ストライプ状に開口部２５が延在し、その間に反射膜２４が配設されている。
以上のように、本実施形態２に係る光学シートの製造方法においても、自己整合的に反射膜２４、開口部２５を形成することができ、実施形態１と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態２に係る光学シート２０でも、実施形態１に係る光学シート１０と同様に、集光要素１１１の光軸方向の光指向性を高めることができる。
発明の実施の形態３．
本実施形態３においては、実施形態２と同様にレジストパターン２３を用いて反射膜を形成するが、実施形態２と異なり、レジストパターンの位置に開口部を形成する場合について説明する。
図３を用いて、本実施形態３に係る光学シートの製造方法について説明する。図３は、本実施形態３における光学シートの製造方法の工程を示す模式図である。なお、図３においては、実施形態１，２と同じ部材には同じ符号を付し、ここではその説明を省略する。
本実施形態３においては、実施形態２と同様にレジストパターン２３を用いて反射膜を形成するが、実施形態２と異なり、レジストパターンの位置に開口部を形成する場合について説明する。
図３を用いて、本実施形態３に係る光学シートの製造方法について説明する。図３は、本実施形態３における光学シートの製造方法の工程を示す模式図である。なお、図３においては、実施形態１，２と同じ部材には同じ符号を付し、ここではその説明を省略する。
図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、本実施形態３においても、実施形態２と同様に、基体１１の裏面に、非集光領域２２２のレジスト２２を除去し、集光領域２２１のレジスト２２のみを残こす。これによって、集光要素１１１の光軸上にレジストパターン２３が形成される。ここで、本実施形態３におけるレジスト２２の材料は、母体１１０の材質に応じて適宜選択される。例えば、母体１１０の材料がポリカーボネート、アクリル樹脂、ＰＥＴ等の高分子材料の場合には、ポリビニルアルコールやカゼイン等の水溶性のレジスト材料を用いることができる。また例えば、母体１１０としてガラス等の非高分子材料を用いる場合には、半導体製造等に用いられる溶媒系のレジスト材料を用いることができる。
図３（ｄ）に示すように、基体１１の裏面に金属薄膜３２を形成する。この金属薄膜３２の材料はは、例えばアルミニウムとすることができ、銀や酸化チタン、硫化バリウムを用いることもできる。また、金属薄膜３２は、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等を用いて形成することができる。このとき、図３（ｄ）に示すように、金属薄膜３２は、レジストパターン２３上に形成されるだけでなく、レジストパターン２３の間に露出した基体１１の背面にも形成されている。
図３（ｅ）に示すように、レジスト除去液中において基体１１を洗浄すると、レジストパターン２３が除去される。ここで、レジストパターン２３の除去液は、レジスト２２と同様に、母体１１０の材質に応じて適宜選択されるものである。例えば、レジスト２２に水溶性のレジスト材料が用いられている場合には、レジスト除去液に水酸化ナトリウム水溶液や炭酸ナトリウム水溶液等のアルカリ水溶液を用いることができる。上記のように、母体１１０として非高分子材料を用いる場合には、レジスト２２に溶媒系レジスト材料が用いられるのに応じて、水酸化テトラメチルアンモニウム等の溶媒系のレジスト除去液が用いられる。
特に、レジスト除去液中で洗浄される基体１１は、集光要素１１１が形成された光学シートである。そのため、レジスト除去液によって汚染された場合には、集光要素１１１の光学的設計に影響が生じるので、レジスト除去液には、基体１１を汚染しないような材料を用いるのが好ましい。特に、アクリル等の高分子材料は有機溶剤に弱く、有機溶剤によって侵食される。それ故、レジスト除去液に、高分子材料を汚染しないアルカリ水溶液を用いるのが好ましく、これに応じて、レジスト２２には水溶性レジスト材料を用いるのが好ましい。また、レジスト２２にポリビニルアルコール系の水溶性レジストを用いた場合には、レジスト除去液として水を用いることができる。この場合には硬化したレジスト２２を除去するのに時間がかかるため、アルカリ水溶液を用いるのが好ましい。
レジストパターン２３の除去によって、レジストパターン２３上に形成された金属薄膜３２もまた除去される。これに対して、レジストパターン２３の間に露出した基体１１の背面に形成された金属薄膜３２は除去されない。この除去されない金属薄膜３２によって反射膜３４が形成され、除去されたレジストパターン２３の位置に開口部３５が形成される。すなわち、レジストパターン２３が集光要素１１１の光軸上に形成されているので、開口部３５はこの光軸上に形成される。これによって、本実施形態３に係る光学シート３０が形成され、この光学シート３０では、ストライプ状に開口部３５が延在し、その間に反射膜３４が配設されている。
以上のように、本実施形態３に係る光学シートの製造方法においても、自己整合的に反射膜３４、開口部３５を形成することができ、実施形態１と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態３に係る光学シート３０でも、実施形態１に係る光学シート１０と同様に、集光要素１１１の光軸方向の光指向性を高めることができる。
さらにまた、本実施形態３においては、反射膜３４は、蒸着法等によって形成された金属薄膜３２から構成されている。そのため、実施形態１,２のように反射性微粒子１３,２３が混入した接着剤と比べて、より反射特性が向上した反射膜３４を実現することができる。
また、このようにレジストパターン２３を用いて金属薄膜３２を形成する場合には、反射膜３４を精度よくパターニングすることが可能となる。これにより、反射膜３４の形状が複雑な形状であっても、正確に形成することができる。またさらに、このように反射膜３４を形成することによって、反射膜３４を基体１１に強固に付着させることができる。
さらにまた、本実施形態３においては、反射膜３４は、蒸着法等によって形成された金属薄膜３２から構成されている。そのため、実施形態１,２のように反射性微粒子１３,２３が混入した接着剤と比べて、より反射特性が向上した反射膜３４を実現することができる。
また、このようにレジストパターン２３を用いて金属薄膜３２を形成する場合には、反射膜３４を精度よくパターニングすることが可能となる。これにより、反射膜３４の形状が複雑な形状であっても、正確に形成することができる。またさらに、このように反射膜３４を形成することによって、反射膜３４を基体１１に強固に付着させることができる。
発明の実施の形態４．
実施形態１〜３では基体１１の法線方向に平行な平行光を照射して自己整合的に反射膜、開口部を形成したが、本実施形態４においては、基体１１の法線方向に対して傾斜した平行光を照射する場合について説明する。また、本実施形態４においては、実施形態１において傾斜した平行光を照射する場合について説明する。
図４，５を用いて、本実施形態４に係る光学シートの製造方法について説明する。図４，５は、本実施形態４における光学シートの製造方法の工程を示す模式図である。なお、図４，５においては、実施形態１〜３と同じ部材には同じ符号を付し、ここではその説明を省略する。
実施形態１〜３では基体１１の法線方向に平行な平行光を照射して自己整合的に反射膜、開口部を形成したが、本実施形態４においては、基体１１の法線方向に対して傾斜した平行光を照射する場合について説明する。また、本実施形態４においては、実施形態１において傾斜した平行光を照射する場合について説明する。
図４，５を用いて、本実施形態４に係る光学シートの製造方法について説明する。図４，５は、本実施形態４における光学シートの製造方法の工程を示す模式図である。なお、図４，５においては、実施形態１〜３と同じ部材には同じ符号を付し、ここではその説明を省略する。
図４（ａ）に示すように、基体１１の母体１１０背面に感光性粘着膜１２を形成する。図４（ｂ）に示すように、この基体１１の集光要素１１１上に、複数開口されたストライプ状の遮光パターン４１０が形成されたフォトマスク４１を配設する。詳細には、フォトマスク４１は、その遮光パターン４１０の長手方向と集光要素１１１の長手方向とが垂直となった状態で配設されている。この状態で、基体１１のシート面に対して傾斜した方向から平行光を照射する。
照射された平行光は、フォトマスク４１の遮光パターン４１０を通過し、集光要素１１１によって集光される。このとき、平行光は、基体１１の法線方向に対してθだけ傾斜した方向から照射され、より詳細には、フォトマスク４１の遮光パターン４１０の長手方向を含む平面上で基体１１の法線方向に対して傾斜した方向から照射される。これによって、集光領域４２１は、集光要素１１１の中心軸から遮光パターン４１０の長手方向にずれた位置に形成される。ストライプ状の遮光パターン４１０が複数設けられているので、集光領域４２１は、このずれた位置で、集光要素１１１の長手方向に沿って離間した状態で複数配列されている。
図５（ｃ）に示すように、フォトマスク４１を、集光要素１１１の長手方向に遮光パターン４１０の幅だけずらす。この状態で、図４（ｂ）と同様に、基体１１の法線方向に対して−θだけ傾斜した方向から平行光を照射する。このとき、フォトマスク４１をずらす前に照射した平行光とは反対側に傾斜した方向から平行光を照射する。これによって、図５（ｄ）に示すように、集光領域４２２は、集光要素１１１の中心軸に対して集光領域４２１の反対側に形成される。このとき、フォトマスク４１が集光要素１１１の長手方向にずれているので、集光領域４２２は、遮光パターン４１０の幅だけずれている。このように形成された集光領域４２１，４２２は、千鳥足状に複数配列されている。
図５（ｄ）に示すように、実施形態１と同様に、集光領域４２１，４２２を利用して開口部４３１，４３２を形成する。開口部４３１，４３２は、集光要素１１１の中心軸を挟んで、千鳥足状に複数配置されている。具体的には、開口部４３１，４３２は矩形状の形状を有し、これら開口部４３１，４３２は、集光要素１１１の長手方向に沿って交互に両側に配列された形状を有する。これによって、本実施形態４に係る光学シート４０が形成され、この光学シート４０では、ストライプ状とは異なる平面形状が複雑な形状の開口部４３１，４３２が配設されている。これら開口部４３１，４３２の周辺に反射膜４４が配設されている。
以上のように、本実施形態４に係る光学シートの製造方法では、基体１１の法線方向に対して傾いた方向に平行光を照射する。これによって、集光要素１１１の中心軸からずれた位置に開口部４３１，４３２を容易に形成することができる。さらに、本実施形態４に係る光学シート４０では、集光要素１１１の光軸方向からずれた方向（±θ傾いた方向）の光指向性を高めることができる。
またさらに、この平行光の照射箇所を制限するためにフォトマスク４１の配置箇所を変更することによって、開口部４３１，４３２の形状を種々の形状に簡便に変更することができる。従って、本実施形態４に係る光学シート４０では、光指向性をより簡便に向上させることができる。
なお、本実施形態４においては、実施形態１において傾斜した平行光を照射する場合について説明したが、実施形態２,３においても同様に、傾斜した平行光を照射することができる。また、本実施形態４のようにフォトマスク４１を用いて複雑な配列形状の開口部を形成することは、実施形態２,３に対しても同様に適用可能である。
なお、本実施形態１〜４において、反射膜１４，２４，３４，４４を形成した後、さらにアクリル樹脂などの光透過性部材により保護膜を形成してもよい。これによって、塗布された反射膜１４，２４，３４，４４が剥がれないように保護することができる。
以下、本発明に係る光学シートの製造方法の実施例について詳細に説明する。また以下においては、実施例１〜３について説明した後、これら実施例１〜３の比較対照となる比較例について説明する。
以下、本発明に係る光学シートの製造方法の実施例について詳細に説明する。また以下においては、実施例１〜３について説明した後、これら実施例１〜３の比較対照となる比較例について説明する。
実施例１．
実施例１においては、実施形態１に係る光学シート１０について具体的に実施した。
まず、ホットエンボス法によって、基体１１であるレンチキュラーレンズシートを作製した。詳細には、成型材料としては屈折率１．５のポリカーボネートを用いて、集光要素１１１であるレンチキュラーレンズの曲率半径を４５μｍ、レンズ頂点位置からシート裏面までの厚さを１２０μｍとした。このレンチキュラーレンズシートの裏面に、アクリル系紫外線硬化型接着剤（電気化学工業株式会社：HARDLOC UVX-7010）を膜厚１μｍとなるように塗布し、感光性粘着膜１２を形成した。
実施例１においては、実施形態１に係る光学シート１０について具体的に実施した。
まず、ホットエンボス法によって、基体１１であるレンチキュラーレンズシートを作製した。詳細には、成型材料としては屈折率１．５のポリカーボネートを用いて、集光要素１１１であるレンチキュラーレンズの曲率半径を４５μｍ、レンズ頂点位置からシート裏面までの厚さを１２０μｍとした。このレンチキュラーレンズシートの裏面に、アクリル系紫外線硬化型接着剤（電気化学工業株式会社：HARDLOC UVX-7010）を膜厚１μｍとなるように塗布し、感光性粘着膜１２を形成した。
次に、レンチキュラーレンズシートのレンチキュラーレンズ側から平行紫外光を照射し、集光効果によりレンズ直下付近の感光性樹脂膜１２を露光した。これによって、感光性粘着膜１２の露光された領域のみを硬化した。
さらに、レンチキュラーレンズシートの感光性樹脂膜１２側の全面に、粒径４μｍの酸化チタン粉末を押し当て、レンチキュラーレンズ側から拡散紫外光を照射し感光性樹脂膜１２全面を硬化する。
さらに、レンチキュラーレンズシートの感光性樹脂膜１２側の全面に、粒径４μｍの酸化チタン粉末を押し当て、レンチキュラーレンズ側から拡散紫外光を照射し感光性樹脂膜１２全面を硬化する。
以上の工程により、レンズ直下に開口部１５が位置合わせされた反射膜１４を有するレンズシートを得た。このとき、レンズの集光効果を利用して自己整合的に形成したので、簡便に形成することができた。さらに、本実施例１で作成したレンズシートは、シートの法線方向に光指向性を有するのを確認することができた。
実施例２．
実施例２においては、実施形態２に係る光学シート２０について具体的に実施した。
まず、ホットエンボス法によって、基体１１であるレンチキュラーレンズシートを作製した。詳細には、成型材料としては屈折率１．５のポリカーボネートを用いて、集光要素１１１であるレンチキュラーレンズの曲率半径を２０μｍ、レンズ頂点位置からシート裏面までの厚さを５５μｍとした。このレンチキュラーレンズシートの裏面に、フッ素撥水樹脂から構成されるネガ型のレジスト２２を乾燥後の膜厚が２μｍとなるよう塗布した。
実施例２においては、実施形態２に係る光学シート２０について具体的に実施した。
まず、ホットエンボス法によって、基体１１であるレンチキュラーレンズシートを作製した。詳細には、成型材料としては屈折率１．５のポリカーボネートを用いて、集光要素１１１であるレンチキュラーレンズの曲率半径を２０μｍ、レンズ頂点位置からシート裏面までの厚さを５５μｍとした。このレンチキュラーレンズシートの裏面に、フッ素撥水樹脂から構成されるネガ型のレジスト２２を乾燥後の膜厚が２μｍとなるよう塗布した。
次に、レンチキュラーレンズシートのレンチキュラーレンズ側から平行光を照射し、集光効果によりレンズ直下付近を露光した。その後さらに、非露光部分のレジスト２２をレジスト現像液により除去し、レンズ直下近傍に撥水性のレジストパターン２３を形成した。
さらに、レンチキュラーレンズシートの裏面に粒径２μｍの酸化チタン粉末を分散させた塗料を塗布厚１０μｍとなるように塗布した。その後、この塗料を乾燥し、レンズシート裏面に反射膜２４を形成した。この工程では、撥水性のレジストパターン２３の形成された領域には塗料が付着せず、この結果、反射膜２４のレンズ直下近傍に開口部２５が形成される。
さらに、レンチキュラーレンズシートの裏面に粒径２μｍの酸化チタン粉末を分散させた塗料を塗布厚１０μｍとなるように塗布した。その後、この塗料を乾燥し、レンズシート裏面に反射膜２４を形成した。この工程では、撥水性のレジストパターン２３の形成された領域には塗料が付着せず、この結果、反射膜２４のレンズ直下近傍に開口部２５が形成される。
以上の工程により、レンズ直下に開口部２５が位置合わせされた反射膜２４を有するレンズシートを得た。このとき、レンズの集光効果を利用して自己整合的に形成したので、簡便に形成することができた。さらに、本実施例２で作成したレンズシートは、シートの法線方向に光指向性を有するのを確認することができた。
実施例３．
実施例３においては、実施形態３に係る光学シート３０について具体的に実施した。
まず、ホットエンボス法によって、基体１１であるレンチキュラーレンズシートを作製した。詳細には、成型材料としては屈折率１．５のポリカーボネートを用いて、集光要素１１１であるレンチキュラーレンズの曲率半径を４５μｍ、レンズ頂点位置からシート裏面までの厚さを１００μｍとした。このレンチキュラーレンズシートの裏面に、ポリビニルアルコール系水溶性ネガ型のレジスト２２を塗布した。
次に、レンチキュラーレンズシートのレンチキュラーレンズ側から平行光を照射し、集光効果によりレンズ直下付近を露光した。この上から、アルミニウムを蒸着し、金属薄膜３２を形成した。さらに、炭酸ナトリウム水溶液中においてレンチキュラーレンズシートを洗浄し、レジストパターン２３をパターン上に存在する金属薄膜３２ごと除去する。このレジストパターン２３が形成されていた位置が開口部３５となり、除去されていない金属薄膜３２によって反射膜３４が構成された。
実施例３においては、実施形態３に係る光学シート３０について具体的に実施した。
まず、ホットエンボス法によって、基体１１であるレンチキュラーレンズシートを作製した。詳細には、成型材料としては屈折率１．５のポリカーボネートを用いて、集光要素１１１であるレンチキュラーレンズの曲率半径を４５μｍ、レンズ頂点位置からシート裏面までの厚さを１００μｍとした。このレンチキュラーレンズシートの裏面に、ポリビニルアルコール系水溶性ネガ型のレジスト２２を塗布した。
次に、レンチキュラーレンズシートのレンチキュラーレンズ側から平行光を照射し、集光効果によりレンズ直下付近を露光した。この上から、アルミニウムを蒸着し、金属薄膜３２を形成した。さらに、炭酸ナトリウム水溶液中においてレンチキュラーレンズシートを洗浄し、レジストパターン２３をパターン上に存在する金属薄膜３２ごと除去する。このレジストパターン２３が形成されていた位置が開口部３５となり、除去されていない金属薄膜３２によって反射膜３４が構成された。
以上の工程により、レンズ直下に開口部３５が位置合わせされた反射膜３４を有するレンズシートを得た。このとき、レンズの集光効果を利用して自己整合的に形成したので、簡便に形成することができた。さらに、本実施例３で作成したレンズシートは、シートの法線方向に光指向性を有するのを確認することができた。
実施例４．
実施例４においては、実施形態４に係る光学シート４０について具体的に実施した。より詳細には、実施例４は、実施形態４のようにフォトマスク４１を用いて傾斜した平行光を照射することを実施形態３に適用したものである。
まず、ホットエンボス法によって、基体１１であるレンチキュラーレンズシートを作製した。成型材料としては屈折率１．５のポリカーボネートを用いて、集光要素１１１であるレンチキュラーレンズの曲率半径を４５μｍ、レンズ頂点位置からシート裏面までの厚さを１００μｍとした。このレンチキュラーレンズシートの裏面にポリビニルアルコール系水溶性ネガ型レジスト（レジスト２２）を塗布した。
実施例４においては、実施形態４に係る光学シート４０について具体的に実施した。より詳細には、実施例４は、実施形態４のようにフォトマスク４１を用いて傾斜した平行光を照射することを実施形態３に適用したものである。
まず、ホットエンボス法によって、基体１１であるレンチキュラーレンズシートを作製した。成型材料としては屈折率１．５のポリカーボネートを用いて、集光要素１１１であるレンチキュラーレンズの曲率半径を４５μｍ、レンズ頂点位置からシート裏面までの厚さを１００μｍとした。このレンチキュラーレンズシートの裏面にポリビニルアルコール系水溶性ネガ型レジスト（レジスト２２）を塗布した。
さらに、レンチキュラーレンズシートのレンチキュラーレンズ側の面にフォトマスク４１を合わせた。フォトマスク４１は厚さ１．２ｍｍの石英ガラス板にクロム膜でストライプ状の遮光パターンを形成したものである。この遮光パターンのピッチは、反射膜４４の幅と開口部４３１，４３２の幅が等しくなるように８０μｍとした。レンチキュラーレンズシートとフォトマスク４１とは、レンチキュラーレンズの軸方向とフォトマスク４１の遮光パターンが直交する合せ向きで組合せた。
さらに、フォトマスク４１を介してレンチキュラーレンズシートのレンズ側から平行光をシートの法線方向から３０°斜め方向より照射し、集光効果によりシート裏面のレジスト２２を露光した。その後、フォトマスク４１をその遮光パターンと直交するする方向へ、ストライプ状の遮光パターンの幅分だけ面内平行移動させた。この状態で、フォトマスク４１を介してレンチキュラーレンズシートのレンチキュラーレンズ側から平行光をシートの法線方向から−３０°斜め方向より照射し、集光効果によりシート裏面のネガ型のレジスト２２を部分的に露光した。
レジスト２２を現像し、露光されていない領域のレジスト２２を除去する。この上からアルミニウムを用いて金属薄膜３２を蒸着し、反射膜４４を形成した。炭酸ナトリウム水溶液中においてレンチキュラーレンズシートを洗浄し、レジストパターン２３をパターン上に存在する反射膜４４ごと除去する。
以上の工程により、レンチキュラーレンズシートの裏面に千鳥足状の開口部４３１，４３２が位置合わせされた反射膜４４を有するレンズシートを得た。このとき、レンズの集光効果を利用して自己整合的に形成したので、簡便に形成することができた。さらに、開口部４３１，４３２が複雑な配列であるにもかかわらず、フォトマスクを利用することによって容易に形成することができた。さらにまた、本実施例４で作成したレンズシートは、シートの法線方向から±３０°の方向に光指向性を有するのを確認することができた。
１０…光学シート、１１…基体、１１０…母体、１１１…集光要素、
１２…感光性樹脂膜、１２１…集光領域、１２２…非集光領域、
１３…反射性微粒子、１４…反射膜、１５…開口部
２０…光学シート、２２…レジスト、２２１…集光領域、２２２…非集光領域、
２３…レジストパターン、２４…反射膜、２５…開口部
３０…光学シート、３２…金属薄膜、３４…反射膜、３５…開口部
４０…光学シート、４１…フォトマスク、４１０…遮光パターン、
４２１，４２２…集光領域、４３１，４３２…開口部、４４…反射膜
１２…感光性樹脂膜、１２１…集光領域、１２２…非集光領域、
１３…反射性微粒子、１４…反射膜、１５…開口部
２０…光学シート、２２…レジスト、２２１…集光領域、２２２…非集光領域、
２３…レジストパターン、２４…反射膜、２５…開口部
３０…光学シート、３２…金属薄膜、３４…反射膜、３５…開口部
４０…光学シート、４１…フォトマスク、４１０…遮光パターン、
４２１，４２２…集光領域、４３１，４３２…開口部、４４…反射膜
Claims (11)
- 光透過性を有する基体の第１の面に設けられた複数のレンズと、前記第１の面に対向した前記基体の第２の面に設けられた反射膜と、前記第２の面に設けられた複数の開口部とを有する光学シートの製造方法であって、
前記第２の面に感光性樹脂層を形成するステップと、
前記第１の面側から、かつ前記レンズの光軸に対して傾斜した方向から、遮光パターンが形成されたマスクを介して前記基体に対して平行光を照射し、複数の前記レンズ夫々を介して各レンズの光軸上の位置からシフトした位置へ光を集光させるステップと、
当該集光した光によって前記感光性樹脂層を選択的に露光するステップと、
当該露光した露光領域に複数の前記開口部を形成するステップと、
前記露光領域以外の非露光領域に前記反射膜を形成するステップとを備えた光学シートの製造方法。 - 前記平行光の前記照射に基づく前記感光性樹脂層の前記露光後、前記マスクの位置を変更するステップと、
前記マスクの位置の前記変更後、前記平行光の前記照射に基づいて前記感光性樹脂層を再度露光するステップと、
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の光学シートの製造方法。 - 前記マスク位置の変更後に行われる前記平行光の前記照射は、前記マスク位置の変更前に行われる前記平行光の前記照射とは異なる照射角度において行われることを特徴とする請求項２に記載の光学シートの製造方法。
- 複数の前記レンズ夫々は、第１方向に延在する長尺レンズであり、
複数の前記開口部は、前記第１方向に沿って千鳥状に配置された開口群を含むことを特徴とする請求項３に記載の光学シートの製造方法。 - 光透過性を有する基体の第１の面に設けられた複数のレンズと、前記第１の面に対向した前記基体の第２の面に設けられた反射膜と、前記第２の面に設けられた複数の開口部とを有する光学シートの製造方法であって、
前記第２の面に、光透過性を有する感光性粘着層を形成するステップと、
前記第１の面側から、かつ前記レンズの光軸に対して傾斜した方向から、遮光パターンが形成されたマスクを介して前記基体に対して平行光を照射し、複数の前記レンズ夫々を介して各レンズの光軸上の位置からシフトした位置へ光を集光させるステップと、
当該集光した光によって前記感光性樹脂層を選択的に露光するステップと、
当該露光した露光領域に複数の前記開口部を形成するステップと、
前記露光領域以外の前記非露光領域の感光性粘着層に反射性微粒子を押し当てるステップと、
当該押し当てた反射性微粒子を前記非露光領域に付着させて前記反射膜を形成するステップとを備えた光学シートの製造方法。 - 光透過性を有する基体の第１の面に設けられた複数のレンズと、前記第１の面に対向した前記基体の第２の面に設けられた反射膜と、前記第２の面に設けられた複数の開口部とを有する光学シートの製造方法であって、
前記第２の面に、光透過性と撥水性とを有する感光性樹脂層を形成するステップと、
前記第１の面側から、かつ前記レンズの光軸に対して傾斜した方向から、遮光パターンが形成されたマスクを介して前記基体に対して平行光を照射し、複数の前記レンズ夫々を介して各レンズの光軸上の位置からシフトした位置へ光を集光させるステップと、
当該集光した光によって前記感光性樹脂層を選択的に露光するステップと、
当該露光された露光領域以外の非露光領域の感光性樹脂層を除去して、前記第２の面を露出させるステップと、
当該露出した第２の面に反射性微粒子を溶媒とともに塗布するステップと、
当該塗布した反射性微粒子を溶媒とともに乾燥させ、前記露出した第２の面に付着させて反射膜を形成するステップと、
前記乾燥によって前記露光領域に塗布された反射微粒子を溶媒とともに弾かせ、当該露光領域に複数の前記開口部を形成するステップとを備えた光学シートの製造方法。 - 光透過性を有する基体の第１の面に設けられた複数のレンズと、前記第１の面に対向した前記基体の第２の面に設けられた反射膜と、前記第２の面に設けられた複数の開口部とを有する光学シートの製造方法であって、
前記第２の面に感光性樹脂層を形成するステップと、
前記第１の面側から、かつ前記レンズの光軸に対して傾斜した方向から、遮光パターンが形成されたマスクを介して前記基体に対して平行光を照射し、複数の前記レンズ夫々を介して各レンズの光軸上の位置からシフトした位置へ光を集光させるステップと、
当該集光した光によって前記感光性樹脂層を選択的に露光するステップと、
当該露光された露光領域以外の非露光領域の感光性樹脂層を除去して、前記第２の面を露出させるステップと、
当該露出した第２の面上に金属薄膜を形成して前記反射膜を形成するステップと、
前記露光領域の感光性樹脂層とともに、当該感光性樹脂層上に形成された金属薄膜を除去して複数の前記開口部を形成するステップとを備えた光学シートの製造方法。 - 前記平行光の前記照射に基づく前記感光性樹脂層の前記露光後、前記マスクの位置を変更するステップと、
前記マスクの位置の前記変更後、前記平行光の前記照射に基づいて前記感光性樹脂層を再度露光するステップと、
を更に備えることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の光学シートの製造方法。 - 前記マスク位置の変更後に行われる前記平行光の前記照射は、前記マスク位置の変更前に行われる前記平行光の前記照射とは異なる照射角度において行われることを特徴とする請求項８に記載の光学シートの製造方法。
- 複数の前記レンズ夫々は、第１方向に延在する長尺レンズであり、
複数の前記開口部は、前記第１方向に沿って千鳥状に配置された開口群を含むことを特徴とする請求項９に記載の光学シートの製造方法。 - 請求項１乃至１０のいずれかに記載の製造方法によって製造された光学シート。
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