JPH08201795A - ブラックマトリクス基板およびそれを用いたマイクロレンズアレイシートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極めて容易な方法で、ブラックマトリクスと
マイクロレンズが正確に位置合わせされたマイクロレン
ズアレイシートを作成できる方法と、それに用いられる
ブラックマトリクス基板を提供する。 【構成】 透明基板１上に光線を吸収および／または反
射する遮光層２を配設してなるブラックマトリクス基板
において、該遮光層２の厚み１μｍ当たりの光学濃度が
２．０以下であり、該遮光層２の最頂部の幅（Ａ）と最
底部の幅（Ｂ）との比Ａ／Ｂが０〜０．５であるブラッ
クマトリクス基板、および該ブラックマトリクス基板の
遮光層が配設された面上に、硬化エネルギー線によって
硬化する樹脂組成物を塗布または積層し、硬化エネルギ
ー線を照射することによって所望部位を硬化せしめ、次
いで未硬化部分を溶解除去する、マイクロレンズアレイ
シートの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブラックマトリクス基
板およびそれを用いたマイクロレンズアレイシートの製
造方法に関し、さらに詳しくは、マイクロレンズ内にお
ける外光反射が抑止されたマイクロレンズアレイシート
の製造方法と、それに用いるブラックマトリクス基板に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ブラックマトリクス基板は、液晶表示素
子に使用されるカラーフイルター、ＣＣＤなどのイメー
ジャーなどに採用されている。また近年、背面投射型ス
クリーンに使用されるレンチキュラーレンズスクリーン
の画像コントラストを向上させる目的で、成形したレン
ズアレイシートに黒色塗料を印刷することによってブラ
ックマトリクスを構成する場合がある。

【０００３】このようなブラックマトリクスにおいては
遮光層が設けられるが、遮光層を形成する材料として
は、クロムやアルミなどの金属膜あるいは金属酸化膜、
写真乳剤、顔料や染料などの着色剤を含有した樹脂など
がある。また、このようなブラックマトリクスにおいて
は、遮光層の遮光性が極めて高く、その厚み（高さ）１
μｍ当たりの光学濃度は通常２以上であり、さらにその
断面形状が平面的なものであるため、遮光層の光学濃度
は比較的均一なものとなっている。

【０００４】近年、直視型液晶デイスプレイの視野角
（後述）を拡大するために、液晶デイスプレイとマイク
ロレンズアレイなどの光学素子を組み合わせることが提
案されている。

【０００５】液晶デイスプレイの観察面側にレンズなど
の光線透過方向を制御する光学素子を組み合わせて視野
角を拡大する方法は、平凹レンズ群を配する方法（特開
昭５６−６５１７５号公報）、プリズム状突起透明板を
配する方法（特開昭６１−１４８４３０号公報）、液晶
セルの表示単位にそれぞれレンズを設ける方法（特開昭
６２−５６９３０号公報、特開平２−１０８０９３号公
報）などがあり、さらにこれらに加え透過型液晶デイス
プレイの場合に背面光源の光線出射方向を制御する手段
を付加するもの（特開昭５８−１６９１３２号公報、特
開昭６０−２０２４６４号公報、特開昭６３−２５３３
２９号公報）などがある。

【０００６】また、液晶デイスプレイにマイクロレンズ
アレイを組み合わせた際に、レンズ面における直接反射
によって表示像が見えにくくなる欠点を解消する技術と
して、該レンズ表面に反射防止多層膜などによる無反射
コート膜を設けることが提案されている（特開昭５６−
６５１７５号公報）。

【０００７】このようにマイクロレンズアレイは、表示
装置などに有用であるが、表示画質を向上させるために
は、室内照明や太陽光など周囲の外光の影響を抑えるこ
とが有効である。

【０００８】マイクロレンズアレイの外光反射を抑える
ためには、個々のマイクロレンズに面内方向、厚み方向
共に正確に位置合わせした遮光帯を設けることが有効で
あることが知られている（特開平６−２７４５４号公
報）。

【０００９】透明基板上にマイクロレンズ等の微小立体
を成形する方法としては、あらかじめ求める形状が刻印
された雌金型を用意し、基板と金型の間に透明樹脂など
を充填、硬化させる方法が一般的に実用化されている。
求める立体の大きさが数１０μｍ以下の極めて微小な立
体の場合には、いわゆるポジ型フォトレジスト、すなわ
ち感光部分が分解し溶剤に対する溶解性が向上するタイ
プの感光性樹脂をパターン露光、現像して円柱状などの
立体形状を得た後、ポジ型ゆえの熱可塑性を利用して加
熱溶融し、溶融時の表面張力を利用して求めるドーム状
立体に成形する方法（例えば、Ｍｅａｓ．Ｓｃｉ．Ｔｅ
ｃｈｎｏｌ．１，Ｎｏ．８，７５９−７６６頁（１９９
０）に記載の方法など）が用いられる。また、電子ビー
ムやレーザービームを用いて部分毎にエッチング強度を
変化させて求める立体を得る方法（例えば、Ｏｐｔ．Ｌ
ｅｔｔ．６，６１３−６１５頁（１９８１）に記載の方
法など）も提案されている。

【００１０】一方、光線もしくは電子線（以下、硬化エ
ネルギー線という）によって硬化する樹脂組成物を用
い、基板上に投影されたパターン状に該樹脂組成物を選
択的に硬化させることによって、求める平面的パターン
が得られることは広く知られており、ネガ型フォトレジ
ストなどで利用されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
いずれの製造方法を用いても、遮光帯（ブラックストラ
イプまたはブラックマトリクス）が所定の位置に正確に
組み合わされた、数１０μｍ程度の微小な大きさのマイ
クロレンズなどの光学要素（以下、単に光学要素と言う
ことがある）の面状配列体（アレイ）を工業的に得るこ
とは非常に困難であった。

【００１２】すなわち、このような遮光帯は、個々のマ
イクロレンズなどの光学要素と正確な位置関係にあって
はじめてその機能を発揮するものであるが、遮光帯の形
状と光学要素の形成を、それぞれ従来の方法によって全
く独立した別々の工程で作成した場合、個々の光学要素
が微小であるためそれらの位置合わせは極めて困難なも
のであった。

【００１３】特に、プラスチックシートまたはプラスチ
ックフイルム（以下、単にフイルムということがある）
の表面に、これらの面状光学要素を成形しようとした場
合、フイルムは温度、湿度など環境の変化による寸法変
化が大きいので、遮光帯とマイクロレンズなどの光学要
素をそれぞれ従来の方法で作成して、それぞれの位置を
正確に合わせることは事実上不可能であった。

【００１４】そこで本発明は、上記欠点を解消し、極め
て容易に、ブラックマトリクスを構成する遮光層とマイ
クロレンズとが正確に位置合わせされたマイクロレンズ
アレイを作成できる方法と、それに用いられるブラック
マトリクス基板を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明の
ブラックマトリクス基板は、透明基板上に光線を吸収お
よび／または反射する遮光層を配設してなるブラックマ
トリクス基板において、該遮光層の厚み１μｍ当たりの
光学濃度が２．０以下であり、該遮光層の最頂部の幅
（Ａ）と最底部の幅（Ｂ）との比Ａ／Ｂが０〜０．５で
あることを特徴とするものからなる。

【００１６】また、本発明に係るマイクロレンズアレイ
シートの製造方法は、上記ブラックマトリクス基板を用
い、該ブラックマトリクス基板の遮光層が配設された面
上に、硬化エネルギー線によって硬化する樹脂組成物を
塗布または積層し、該塗布または積層された面とは反対
側の面から硬化エネルギー線を照射することによって所
望部位を硬化せしめ、次いで非硬化部分を溶解除去する
ことを特徴とする方法からなる。

【００１７】本発明におけるブラックマトリクスとは、
透明な基板上に遮光性機能を有する遮光層を配列したも
のであり、使用用途に応じてその配列状態を調整するも
のである。この配列状態を例示するならば、図１に示す
ように透明基板１上に遮光層２をストライプ状に配列し
たもの、図２に示すように遮光層２を格子状に配設した
ものなどが挙げられる。

【００１８】ここでいう遮光性機能を有する遮光層（以
下、単に遮光層という）とは、少なくとも可視光を吸収
または反射する機能を有する被膜状のものを言う。さら
に本発明の場合、遮光層は可視光全域にわたって遮光す
るという意味から、基本的に黒色であることが好まし
い。

【００１９】さらに本発明に係るマイクロレンズアレイ
シートの製造方法においては、前記ブラックマトリクス
基板の遮光層が形成された面上に、後述する硬化エネル
ギー線により硬化する樹脂組成物を塗布または積層し、
該ブラックマトリクス（つまり、上記遮光層が形成され
た部分）をマスクパターンとして硬化エネルギー線を露
光し、マスク部分以外の所望部位を硬化せしめ、次いで
非露光部分、すなわち未硬化部分を溶解除去するという
簡単な操作によりマイクロレンズアレイシートを製造で
きることを要旨とするものである。

【００２０】本発明で製造されるマイクロレンズアレイ
シートは、従来のマイクロレンズアレイと比較して、以
下のような優れた特徴を持つものである。

【００２１】従来のマイクロレンズアレイシートは、外
部から入射する光線を強く反射するので、通常の室内照
明などの外光がある場合には、全体的に白っぽくなるも
のであった。しかし、このようなマイクロレンズアレイ
シートを前述した液晶デイスプレイの視野角依存性を低
減するために液晶デイスプレイ上に装着して使用する場
合、液晶デイスプレイのコントラスト比が低下し、画像
品位を極端に低下させる。

【００２２】これに対し本発明で製造されるマイクロレ
ンズアレイシートは、上記欠点が解消されたものであ
り、以下模式図（図３）を用いて具体的に説明する。

【００２３】本発明者らによれば、マイクロレンズアレ
イシートにおける反射する外光の大部分が、透明基板１
側（すなわちマイクロレンズ３が形成されていない面）
からマイクロレンズアレイに入射した外光（１０１、１
０２）が、レンズ形状（凹凸面５）をなしている低屈折
率物質層６（ここでは空気層）との界面のうち、マイク
ロレンズ層３と低屈折率物質層６の屈折率差に基づく臨
界反射角以上の角度がある部分において全反射し、さら
に反射した光線が同様の原理で反射を繰り返すことによ
って、再度光線が入射した面から出射されるものであ
る。しかし一方で、最初の全反射を起こすような観察面
に対して大きな角度を持つ部分が、液晶デイスプレイに
装着した時に大きな視野角拡大効果を発揮する部分であ
るため、上記欠点が発生しているものである。

【００２４】そこで、液晶デイスプレイの視野角拡大効
果を維持しながら、外光の反射を大きく低減させる方法
を検討し、最適な部位に遮光層２を設けることによっ
て、この問題を解決できることを見い出した。すなわ
ち、マイクロレンズ形成層の単位レンズ配列面の法線方
向から入射する光線のうち、マイクロレンズ層３と低屈
折率物質層６の屈折率差に基づく全反射を２回以上繰り
返すことによって再度レンズ配列面４から出射する光線
を、該レンズ配列面４の入射部分または出射部分におい
て遮断するように遮光層２を設けるものである。

【００２５】上記のようなマイクロレンズアレイシート
は、取り扱い性、強靱性などの点でプラスチックフイル
ムを基板としたものが好ましい。

【００２６】プラスチックフイルムなど比較的寸法安定
性の低い基板を用いて、遮光層と個々のマイクロレンズ
の面内の位置関係を正確に合わせるためには、遮光層自
身をマスクパターンとして遮光層上の光硬化性樹脂の所
望部位だけを硬化させ、次いで非硬化部分を溶解除去す
る方法が適している。

【００２７】しかしながら従来のブラックマトリクス、
すなわち遮光層が平面状で、光学濃度が比較的均一なブ
ラックマトリクスを使用した場合、マイクロレンズの形
状を制御するのが難しいばかりか、遮光層とマイクロレ
ンズのマイクロレンズアレイシートの厚み方向の位置が
正確に適合されたマイクロレンズアレイを得ることは極
めて困難である。

【００２８】すなわち、本発明で製造されるマイクロレ
ンズアレイシートにおいては、マイクロレンズの最凹部
とブラックマトリクスを構成する遮光層最頂部が接近す
るほど特性（主に外光反射の抑止特性）は良好となるが
従来のブラックマトリクスを使用した場合、遮光層の光
学濃度が高くてその遮光性が均一であるため、ブラック
マトリクスを構成する遮光層とマイクロレンズとが分離
した構成（例えば、図４に示すような構成）となる。こ
のようなマイクロレンズアレイシートは、最適部位に遮
光層が存在していないため、従来のマイクロレンズアレ
イシートと同様の問題（外光反射）が発生する。

【００２９】これに対し本発明者らは、ブラックマトリ
クス基板を構成する遮光層の形状および光学特性をコン
トロールすることにより、遮光層とマイクロレンズの位
置が精度よく適合されることを発見した。

【００３０】まず、本発明における遮光層の形状を図５
により説明する。本発明を構成する遮光層２は、該遮光
層２の基板１の面に垂直な面における断面形状が、基板
面から遮光層上部に向かうに従ってその幅が狭くなって
いる必要がある。具体的には遮光層の最頂部の幅（Ａ）
と最底部の幅（Ｂ）との比Ａ／Ｂが０〜０．５である必
要がある。さらに、この値が０に近づくほど遮光層とマ
イクロレンズの位置適合性が向上する。ここでＡ／Ｂが
０とは、三角形、半円、半楕円等の断面形状を有する遮
光層のこと、すなわち最頂部幅が０である断面形状のも
のをいう。

【００３１】Ａ／Ｂが前記範囲である遮光層の断面形状
としては、三角形、台形、半円形、半楕円形、逆さＴ字
形、任意の曲線に囲まれる形状などが考えられるが、こ
れらのうち三角形状ないし逆さＴ字形（例えば、三角形
の２辺が内側に窪んだ形状なども含まれる）であること
が好ましい。

【００３２】さらに本発明を構成する遮光層の幅と高さ
の関係は、遮光層の最大高さ（Ｃ）と最底部の幅（Ｂ）
との比Ｃ／Ｂが０．１〜５．０、さらには０．２〜４．
０であることが好ましい。Ｃ／Ｂが前記範囲未満では遮
光層とマイクロレンズの位置適合性が低下し、さらに前
記範囲を越えるとマイクロレンズの厚みが厚くなりすぎ
たり、レンズが大きくなりすぎるため好ましくない。

【００３３】もちろんこのような形状を有する遮光層
は、遮光性（光線透過性）に分布があり、最大厚み（高
さ）部分の遮光性が最も高いことはいうまでもない。

【００３４】本発明のブラックマトリクス基板を構成す
る遮光層の光学濃度（以下、ＯＤ値ということがある）
は、厚み（高さ）１μｍ当たり２．０以下であることが
必要である。これは、遮光層の厚み１μｍ当たりの光学
濃度が２．０を越えると、たとえ前記の如く形状が制御
された遮光層であっても、図６のような遮光層２とマイ
クロレンズ３が分離したマイクロレンズアレイしか得ら
れないためである。

【００３５】そこで本発明の遮光帯は、比較的遮光性の
低い膜を前記の如き形状とし、厚み（高さ）が高くなる
に従って遮光性も向上する構成、すなわち遮光性を遮光
層の厚みによって制御するものである。前記形状の遮光
層の厚み（高さ）が最も厚い部分の光学濃度が０．５以
上、好ましくは０．７以上となるように、厚み（高さ）
を調整した立体形状を有するものが好ましく適用され
る。この場合、遮光層の厚み（高さ）は１μｍ以上、場
合によっては１０μｍ以上となることもある。遮光層の
厚みが最も大きい部分の光学濃度が前記範囲未満ではマ
イクロレンズの成形が困難なものとなるため好ましくな
い。

【００３６】さらに本発明を構成する遮光層は、硬化エ
ネルギー線をも遮光する機能を有していることが好まし
い。これは、前述したブラックマトリクス／マイクロレ
ンズアレイ複合体を形成する際、該ブラックマトリクス
上に硬化エネルギー線により硬化する樹脂を塗布または
積層し、さらには該ブラックマトリクスをマスクパター
ンとして硬化エネルギー線を露光するという簡単な方法
を適用できるためである。ここでいう硬化エネルギー線
により硬化する樹脂とは、紫外線硬化型樹脂、電子線硬
化型樹脂などがあるが、中でも紫外線硬化型樹脂を使用
するものがコスト、選択多用性などの点から採用される
場合が多い。よって本発明の遮光層は紫外線を遮光する
機能を有していることが好ましい。ここでいう紫外線と
は２００〜４００ｎｍの波長を有する光線であり、本発
明を構成する遮光層はこの波長範囲の光線透過率ピーク
が２０％以下、さらには１０％以下であることが好まし
い。これは遮光層の紫外線透過率ピークが２０％を越え
る場合、マスクとしての機能が低下し、マイクロレンズ
を形成することが困難となるためである。ここでいう光
線透過率ピークとは、前記波長範囲内の紫外線に対する
分光透過特性を測定し、その波長範囲内での最大光線透
過率を表すものである。

【００３７】本発明の遮光層を構成する材料としては、
写真乳剤、顔料や染料などの着色剤を含有した樹脂など
が好ましく使用され、特に顔料や染料などの着色剤を含
有した樹脂組成物により形成されたものがコスト面から
最も好ましい。

【００３８】ここでいう顔料とは、公知のものから選ん
で使用してよいが、代表例を挙げるならカーボンブラッ
ク、チタンブラックなどが挙げられる。さらにここでい
う染料も顔料同様公知のものから選んで使用してよい
が、耐光性などの点から日光堅牢度が５以上の黒色染料
を使用することが好ましく、さらには分散性、溶解性、
汎用性などの点からアゾ系の黒色染料を使用するのが最
も好ましい。

【００３９】また、ここでいう樹脂とは特に限定される
ものではなく、公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、さ
らには光（紫外線、電子線など）硬化型樹脂などを使用
することができる。

【００４０】本発明のブラックマトリクスは透明基板上
に形成される。ここでいう透明基板とはガラス板、プラ
スチックシート、プラスチックフイルムなどが挙げられ
るが、中でもプラスチックシート、プラスチックフイル
ムが耐衝撃性の点から好ましく使用される。

【００４１】本発明に係るマイクロレンズアレイシート
の製造方法は、前記ブラックマトリクス基板上に、硬化
エネルギー線により硬化する樹脂組成物（以下、単に硬
化性樹脂組成物ということがある）を塗布または積層
し、該ブラックマトリクス側から（つまり、上記硬化性
樹脂組成物を塗布または積層した面と反対側の面から）
硬化エネルギー線を照射することによって所望部位を硬
化せしめ、次いで未硬化部分を溶解除去することを要旨
とするものである。

【００４２】ここで硬化性樹脂組成物とは、少なくとも
１個以上の官能基を有し、後述する光重合開始剤に硬化
エネルギー線を照射することにより発生するイオンまた
はラジカルによりイオン重合、ラジカル重合を行い、分
子量の増加や架橋構造の形成を行うモノマーやプレポリ
マー（オリゴマー）をいう。ここでいう官能基とは、ビ
ニル基、カルボキシル基、水酸基などの反応性の原因と
なる原子団または結合様式をいう。本発明の場合、樹脂
組成物に硬化エネルギー線を照射することにより光重合
反応させ、マイクロレンズ部位を硬化させることから、
官能基としてはアクリロイル基のようなビニル基を有す
るものが好ましく使用される。

【００４３】該モノマー、プレポリマーとしては、不飽
和ポリエステル型、アクリル型、エン・チオール型など
があるが、硬化速度や硬化物の物性の選択の範囲が広い
ことからアクリル型のモノマー、プレポリマーが好まし
い。

【００４４】アクリル型のプレポリマーとしては、ポリ
エステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ウ
レタンアクリレート、エポキシアクリレートなどがあ
り、求める特性（基材との密着性、屈折率、硬化体の機
械的物性など）から種々選択することができる。

【００４５】本発明で使用される光重合開始剤は特に限
定されるものではなく、公知のものから選んで使用でき
るが代表例を挙げるなら、アセトフェノン系、ベンゾフ
ェノン系、ミヒラーケトン系、ベンジル系、ベンゾイン
系、ベンゾインエーテル系、ベンジルジメチルケタール
系、ベンゾインベンゾエート系、α−アシロキシムエス
テル等のカルボニル化合物、テトラメチルチウラムモノ
サルファイド、チオキサントン等のイオウ化合物、さら
には２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォ
スフィンオキシド、ビス−アシルフォスフィンオキサイ
ド、（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−
トリメチルフェニルフォスフィンオキサイド等のリン化
合物が挙げられる。

【００４６】本発明においてこれら光重合開始剤の添加
量は、前記モノマーまたはプレポリマー１００重量部に
対して、０．５〜２０重量部、さらには１〜１５重量部
の範囲内であることが好ましい。光重合開始剤が０．５
重量部未満では硬化膜の硬化性が低くなり、また２０重
量部を越えると硬化膜の膜劣化、ブリードアウト等の問
題が発生するため好ましくない。

【００４７】また、硬化性樹脂組成物には上記物質だけ
でなく、硬化前、硬化中あるいは硬化後の特性を制御す
るための種々の添加剤が含まれることもある。このよう
な添加剤の例として紫外線吸収剤を挙げることができ
る。

【００４８】硬化性樹脂組成物に紫外線吸収剤が添加さ
れていると硬化後の耐候性が向上することは広く知られ
ているところであるが、硬化エネルギー線として紫外線
を用いる場合には、硬化体、すなわちマイクロレンズの
形状を制御する因子ともなる。

【００４９】紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾー
ル系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系、サリチル酸
エステル系のいずれか一つを含むものであることが少量
添加で大きな効果が得られる点で最も好ましい。

【００５０】紫外線吸収剤の添加量は、用いる紫外線硬
化型樹脂組成物の特性や求めるマイクロレンズの形状、
また用いる硬化エネルギー線照射装置の特性などによっ
て適宜調整することができるが、一般的に好ましい範囲
としては前記モノマーまたはプレポリマー１００重量部
に対して０．２〜１０重量部の範囲である。

【００５１】このような硬化性樹脂組成物は、前記ブラ
ックマトリクス基板の遮光層上に塗布または積層され、
塗布または積層された面とは反対側の面から硬化エネル
ギー線を照射することにより、該ブラックマトリクスを
マスクパターンとした硬化体が得られ、未硬化部分すな
わちブラックマトリクスの遮光層上部分を溶解除去する
ことにより、ブラックマトリクスを構成する遮光層とマ
イクロレンズの位置が正確に適合されたマイクロレンズ
アレイが得られる。

【００５２】ブラックマトリクス上に硬化性樹脂組成物
を塗布または積層する方法としては、公知のコーティン
グ技術、積層技術が適用され特に限定されるものではな
い。

【００５３】また、硬化性樹脂組成物の塗布または積層
厚みは、ブラックマトリクスを構成する遮光層の厚み
（高さ）の１．５倍、さらには２倍以上であることマイ
クロレンズ形状の制御の点から好ましい。硬化性樹脂組
成物の塗布または積層厚みが遮光層厚み（高さ）と等し
いかそれ以下ではマイクロレンズは形成されない。

【００５４】

〔ブラックマトリクス基板の成形〕

実施例１ 透明基板として厚み１００μｍのポリエチレンテレフタ
レートフイルム（“ルミラー”：東レ（株）製）上に、
カーボンブラック（“トーカブラック”ＭＣＦ＃８３０
０：東海カーボン（株）製）３０重量％含有するアクリ
ル系熱可塑性樹脂（“コータックス”ＬＨ−６１３：東
レ（株）製）よりなる塗材を、グラビアコータにより断
面形状が三角形となるようにストライプ状に遮光層を塗
布した。この遮光層の特性を表１に示した。

【００５５】実施例２ 実施例１と同一の透明基板上に、アゾ系黒色染料（“Ｖ
ＡＬＩＯＳＯＬ ＣＯＬＯＲＳ” ＢＬＡＣＫ３８０４
Ｔ：オリエント化学工業（株）製）１０重量部含有する
アクリル系紫外線硬化型樹脂（“ＫＡＹＡＲＡＤ”ＨＸ
−２２０（アクリル系モノマー）：日本化薬（株）製／
“ルシリン”ＴＰＯ（リン系光重合開始剤）：ＢＡＳＦ
社製＝１００／１０）よりなる塗材組成物を塗布し、前
記塗材が塗布された反対側の面から、フォトマスクをの
せ紫外線を露光、次いで未硬化部分をメチルエチルケト
ンで溶解除去することにより断面形状が三角形であるブ
ラックマトリクス基板を得た。このブラックマトリクス
基板を構成する遮光層の特性を表１に示した。

【００５６】比較例１ 透明基板としてガラス板上に、蒸着法により金属クロム
膜を形成させ、ついでその上に感光性樹脂（ポジ型フォ
トレジスト）を塗布し、フォトリソグラフイー法により
目的のブラックマトリクスに対応したパターンを形成さ
せ、レジスト膜に覆われていない金属クロム部分を酸に
より溶解除去し、最後にレジスト膜を除去することによ
りブラックマトリクス基板を得た。このブラックマトリ
クス基板を構成する遮光層の特性を表１に示した。

【００５７】比較例２ 実施例１と同一の透明基板上に、実施例１と同一の塗材
をオフセット印刷によりストライプ状に塗布しブラック
マトリクス基板を得た。このブラックマトリクス基板を
構成する遮光層の特性を表１に示した。

【００５８】比較例３ 実施例２の塗材組成物においてアゾ系黒色染料の添加量
を１／１０にしたほかは同一手法によりブラックマトリ
クス基板を得た。このブラックマトリクス基板を構成す
る遮光層の特性を表１に示した。

【００５９】

【表１】

【００６０】［マイクロレンズアレイの成形］前記のよ
うにして得られたブラックマトリクス基板上（遮光性被
膜形成面）に、透明な紫外線硬化型樹脂をメタリングバ
ーを用いて厚みが３０μｍになるように塗布した。な
お、ここで使用した紫外線硬化型樹脂とはアクリル系モ
ノマー（“ＫＡＹＡＲＡＤ”ＨＸ−２２０：日本化薬
（株）製）８０重量部、ウレタンアクリレート系オリゴ
マー（“ＫＡＹＡＲＡＤ”ＵＸ−４１０１：日本化薬
（株）製）２０重量部、光重合開始剤（“イルガキュア
ー”１８４：チバガイギー社製）５重量部を基本組成と
するものである。

【００６１】次いで前記ブラックマトリクス基板をマス
クとして紫外線を照射（透明紫外線硬化型樹脂を塗布し
た面の反対側の面）しマイクロレンズ形成部分をパター
ン硬化させ、未硬化部分をメチルイソブチルケトンによ
り溶解除去して透明樹脂パターンを得た。なお、この時
の紫外線の露光強度は３水準、大（７２０ｍＪ／ｃ
ｍ² ）、中（４８０ｍＪ／ｃｍ² ）、小（２４０ｍＪ／
ｃｍ² ）とした。

【００６２】上記の如く得られたパターンの断面形状を
顕微鏡で観察し、評価結果を表２に示した。ここで断面
形態の評価水準は、 （１）面内方向 ○：遮光層とマイクロレンズが完全に一致している。 ×：遮光層とマイクロレンズが分離している。 （２）厚み方向 ○：遮光層最頂部とマイクロレンズ最凹部が接近してい
る。 ×：遮光層最頂部とマイクロレンズ最凹部が離れてい
る。 とした。

【００６３】さらに、本発明の実施例および比較例のブ
ラックマトリクス基板を用いて製造したマイクロレンズ
アレイシートの断面形態の模式図を図７および図８、図
９に示した。

【００６４】表２および図７より本実施例のブラックマ
トリクス基板を使用した場合、半円断面状で、遮光層最
頂部と透明樹脂パターン最凹部が接近、すなわち遮光層
とマイクロレンズの位置が完全に適合したマイクロレン
ズアレイが得られていることがわかる。

【００６５】これに対し表２および図８より本発明の比
較例１および２、すなわち従来の平面的なブラックマト
リクス基板からは、遮光層とマイクロレンズが分離した
マイクロレンズアレイしか得られないことがわかる。

【００６６】また表２および図９より本発明の比較例
３、すなわち遮光層の最高部ＯＤ値が低いブラックマト
リクスからは、遮光層最頂部とマイクロレンズ最凹部が
離れたマイクロレンズアレイしか得られないことがわか
る。

【００６７】

【表２】

【００６８】［マイクロレンズアレイシートとしての評
価］上記の如く製造されたマイクロレンズアレイシート
を、市販のパーソナルコンピューターに搭載されたスー
パーツイステッドネマチック液晶モノクロデイスプレイ
（表示色ブルーモード、画面サイズ対角約１０インチ、
画素数縦４００×横６４０、ドットピッチ２９０μｍ、
バックライト付き）の観察面側に、本発明のレンズ形成
面を内側（液晶セル側）にして取り付けた。

【００６９】さらにこれとは別に比較例４として従来の
マイクロレンズアレイシート（遮光層はなし）も同様に
装着した。

【００７０】さらに比較例５として、マイクロレンズア
レイシート未装着のもの、すなわち従来のままの液晶デ
イスプレイを用意した。

【００７１】上記のように装着したマイクロレンズアレ
イシートをデイスプレイ表示面の法線方向および左６０
度方向から観察し表示品位を評価した。評価は、通常の
使用環境である室内照明下で行い、評価結果を表３に示
した。

【００７２】表３より本発明の実施例のブラックマトリ
クス基板を用いて製造されたマイクロレンズアレイは、
いずれの方向から観察した場合にも良好な表示品位が得
られた。

【００７３】一方、本発明の比較例１および２のブラッ
クマトリクス基板を用いて製造されたマイクロレンズア
レイシートおよび従来の遮光層がないマイクロレンズア
レイシートを装着した比較例４は、画面全体が白くな
り、特に正面から観察したときのコントラストが低いも
のであった。

【００７４】また、本発明の比較例３のブラックマトリ
クス基板を用いて製造されたマイクロレンズアレイシー
トは、画面全体が白っぽくなるばかりか、視野角拡大効
果が低く、左６０度方向から観察した場合表示色が反転
し殆ど判読できない状態であった。

【００７５】さらにまた、マイクロレンズアレイシート
未装着の液晶デイスプレイである比較例５は、正面から
観察したときの表示品位は良好であるが、左６０度から
観察したときは表示色が反転し殆ど判読できない状態で
あった。

【００７６】

【表３】

【００７７】

【発明の効果】本発明のブラックマトリクス基板は、光
学特性（ＯＤ値）や形状が特定の範囲に制御されている
という特徴を持つ。このブラックマトリクス基板を用い
ることにより、マイクロレンズの外光反射が制止された
マイクロレンズアレイシート、すなわちブラックマトリ
クスとマイクロレンズの位置が正確に適合したマイクロ
レンズアレイシートを極めて容易に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブラックマトリクス基板の遮光層の配
列例を示す概略平面図である。

【図２】本発明のブラックマトリクス基板の遮光層の別
の配列例を示す概略平面図である。

【図３】マイクロレンズアレイシートの、外光反射の経
路および遮光層とマイクロレンズの位置関係の説明図で
ある。

【図４】従来のブラックマトリクス基板を使用して製造
したマイクロレンズの模式図である。

【図５】本発明における遮光層の形状の説明図である。

【図６】本発明で規定は条件範囲外のブラックマトリク
ス基板を用いて得られるマイクロレンズアレイシートの
模式図である。

【図７】本発明の実施例（１、２）のブラックマトリク
ス基板を使用して製造したマイクロレンズアレイの概略
部分断面図である。

【図８】本発明の比較例（１、２）のブラックマトリク
ス基板を使用して製造したマイクロレンズアレイの概略
部分断面図である。

【図９】本発明の比較例３のブラックマトリクス基板を
使用して製造したマイクロレンズアレイの概略部分断面
図である。

【符号の説明】

１ 透明基板 ２ 遮光層 ３ マイクロレンズ ４ 単位レンズ配列面 ５ 凹凸面 ６ 低屈折率物質 １０１ 基板面の法線方向から入射する光線 １０２ 基板面の法線方向から入射する別の光線

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に光線を吸収および／または
   反射する遮光層を配設してなるブラックマトリクス基板
   において、該遮光層の厚み１μｍ当たりの光学濃度が
   ２．０以下であり、該遮光層の最頂部の幅（Ａ）と最底
   部の幅（Ｂ）との比Ａ／Ｂが０〜０．５であることを特
   徴とするブラックマトリクス基板。
2. 【請求項２】 前記遮光層が少なくとも可視光に対し黒
   色である、請求項１に記載のブラックマトリクス基板。
3. 【請求項３】 前記遮光層の高さ方向における最大厚み
   部分の紫外線透過率ピークが２０％以下であり、光学濃
   度が０．７以上である、請求項１または２に記載のブラ
   ックマトリクス基板。
4. 【請求項４】 前記遮光層が樹脂および着色剤を主成分
   とし、該着色剤が顔料および／または染料である、請求
   項１ないし３のいずれかに記載のブラックマトリクス基
   板。
5. 【請求項５】 前記透明基板が少なくとも可視光に対し
   透明なプラスチックシートまたはプラスチックフイルム
   である、請求項１ないし４のいずれかに記載のブラック
   マトリクス基板。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載のブ
   ラックマトリクス基板の遮光層が配設された面上に、硬
   化エネルギー線によって硬化する樹脂組成物を塗布また
   は積層し、該塗布または積層された面とは反対側の面か
   ら硬化エネルギー線を照射することによって所望部位を
   硬化せしめ、次いで未硬化部分を溶解除去することを特
   徴とする、マイクロレンズアレイシートの製造方法。
7. 【請求項７】 前記硬化エネルギー線が紫外線である、
   請求項６に記載のマイクロレンズアレイシートの製造方
   法。