JP4275233B2

JP4275233B2 - Optical element and manufacturing method thereof

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Publication number: JP4275233B2
Application number: JP00144999A
Authority: JP
Inventors: 本学山; 部将人岡; 林弘典小
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1999-01-06
Filing date: 1999-01-06
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2019-01-06
Also published as: JP2000199805A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学素子およびその製造方法に関し、特に好適にはＣＣＤ等を用いた撮像装置や、液晶等を用いたディスプレイに用いるのに好適なマイクロレンズアレイおよび散乱板などならびにそれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から用いられている光学素子のうち、特にマイクロレンズあるいはマイクロレンズを規則的に配置して構成したマイクロレンズアレイは、ファインオプティクス、その他の分野において利用されており、例えば液晶ディスプレイを構成する部品として、またビデオカメラなどに用いられる電荷結合型固体撮像素子（ＣＣＤ）に隣接する部品としての需要が高まっている。
【０００３】
このようなマイクロレンズの製造方法としては、例えば特開平３−２１９０１号公報および特開平５−１６４９０４号公報に記載のように、マスクを介したエッチングによって透明な熱変形樹脂パターンを得た後に、熱変形樹脂パターンを加熱により変形させてマイクロレンズを形成する方法が知られている。しかしながらこの方法は、エッチングの進行が等方性である等の理由のため微細レンズの形成が困難であり、レンズの焦点距離の調整に制約があるうえ、工程が複雑であった。
【０００４】
マイクロレンズの別の製造方法として、例えば特開平２−１６５９３２号公報に記載のように、透明基板上にレンズ用組成物を小滴として吐出した後に硬化させることによってマイクロレンズアレイを形成する方法も知られている。しかしながら、この方法は透明基板とレンズ用組成物との接触角によってレンズ形状が制約されるため、焦点距離を調節することが難しかった。また特定の接触角を得るためには特定の表面エネルギーをもつレンズ用組成物を選択しなければならず、材料選択の幅が狭かった。また接触面の形状は円形に限られ、多角形パターンの接触面を持つことはできなかった。また従来はレンズの焦点距離を短くする、つまり曲率あるいはアスペクト比を高めようとすると、レンズ用組成物と支持体とを反発させなくてはならないので、接着力が悪化する問題点があり、高アスペクト比のレンズを得ることが困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の課題を解決するものであって、本発明の目的は、アスペクト比が高い光学素子およびそのような光学素子を簡単な工程で製造する方法を提供しようとすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、高アスペクト比の光学素子の製造方法を検討したところ、濡れ性の違いによるパターンを形成した表面に対して、スプレーコート法または蒸気成膜法を適用することを組み合わせることで形成できることを知見し本発明を完成させた。
【０００７】
したがって本発明の光学素子の製造方法は、濡れ性の違いによるパターンの特定の濡れ性を有する部位に光学素子を形成するための材料を含む液体をスプレーコート法または蒸気成膜法によって付着させる工程と、前記光学素子を形成するための材料を含む液体を硬化させて光学素子を形成する工程とを含むことを特徴とする方法である。
【０００８】
また、本発明の光学素子は、濡れ性の違いによるパターンの特定の濡れ性を有する部位あるいは光触媒含有層上に、アスペクト比が０．１〜０．５である凸レンズ形状物が形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
光学素子
本発明において光学素子とは、光の透過または反射によって、光学的機能を奏する素子であれば限定されないが、具体的には例えば、マイクロレンズ、マイクロレンズアレイ、反射板、および散乱板などを挙げることができる。
【００１０】
アスペクト比
本発明の光学素子はアスペクト比が高いことを特徴としている。ここで本発明におけるアスペクト比とは、底面が円形の凸レンズ形状物で説明すれば、高さ／底面の直径の値で示される値であり、光学素子が凸レンズであれば、アスペクト比が高いものほど焦点距離が短いレンズとなる。本発明の光学素子においては、アスペクト比は、０．１〜０．５、好ましくは０．３〜０．５、より好ましくは０．３８〜０．５とする。
【００１１】
濡れ性の違いによるパターン
（濡れ性）
本発明における濡れ性の違いによるパターンを有する表面とは、その表面に光学素子を形成するための材料（本明細書において、光学素子形成用組成物ともいう）を含む液体または重合開始剤が付着しやすい部分と付着しにくい部分に区別される濡れ性の違いを有するものである。このように区別される表面を有していれば、特に濡れ性を示す数値は限定されない。
【００１２】
本発明において濡れ性は、飽和炭化水素系の液体などの分散力成分のみを有する液体、水などの水素結合を持つ液体、およびそれ以外の分散力成分と極性成分を持つヨウ化メチレンなどの液体の接触角、または固体表面の表面自由エネルギー、固体表面の臨界表面張力などで評価できる。本発明を限定するものではないが、一例としては本発明に用いる濡れ性の高い部分は、例えば７０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上、濡れ性の低い部分は、例えば３０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることができる。
【００１３】
（濡れ性変化方法）
濡れ性を変化させ、パターンを形成する方法は、表面を改質する方法、表面に濡れ性の異なる被膜を部分的に形成する方法、表面の被膜を部分的に除去し濡れ性の異なる部分を形成する方法、表面全体に被膜を形成しその被膜を部分的に改質する方法などがあげられ、特に限定されない。
【００１４】
このうち好ましい方法は、表面全体に被膜を形成しその被膜を部分的に改質する方法であり、特に、表面全体に光照射によって濡れ性が変化する光触媒含有層を形成し、光照射によってパターンを形成することが好ましい。この方法は、現像が必要ない、パターン形成時に転写や除去にともなうゴミが出ない、大きな段差なく濡れ性の異なる部分が形成できる、材料が安価である等の利点をもち、微細な光学素子を精度良く大量生産を行うことができる点で優れている。
【００１５】
（パターン形状）
光学素子形成用組成物を付着させる部分は、濡れ性が変化した部分または変化しなかった部分のいずれであることもできるが、典型的には、濡れ性が変化した部分である。そのパターン形状は、光学素子を形成できるものであれば特に限定されない。好ましくは、光学素子形成用組成物を付着させるパターン形状は、正方形、円、正六角形などであることができる。
【００１６】
光学素子形成用組成物を付着させる部分の個数は限定されないが、好ましくは多数の付着部分を規則的に設けることが好ましい。
【００１７】
パターンの大きさは、用途に応じて適宜設計できる。本発明の光学素子の製造方法は、微細な光学素子を形成できる点にも特徴があり、微小なものとしては例えば直径２μｍの大きさであることができる。
【００１８】
また、光学素子形成用組成物付着部と非付着部との面積比も限定されないが、例えば１００００：１〜１：１００００であることができる。
【００１９】
光触媒含有層
（濡れ性変化の原理）
本発明の好適態様においては、光の照射によって近傍の物質（バインダーなど）に化学変化を起こすことが可能な光触媒を用いて、光照射を受けた部分に濡れ性の違いによるパターンを形成することができる。本発明の好適態様の光触媒による作用機構は、必ずしも明確なものではないが、光の照射によって光触媒に生成したキャリアが、バインダーなどの化学構造を直接変化させ、あるいは酸素、水の存在下で生じた活性酸素種によってバインダーなどの化学構造を変化させることにより、表面の濡れ性が変化すると考えられる。
【００２０】
本発明の好適態様では、光触媒により、バインダーの一部である有機基や添加剤の酸化、分解などの作用を用いて、光照射部の濡れ性を変化させて高臨界表面エネルギー化し、非照射部分との濡れ性に大きな差を生じさせ、パターン情報を記録する。
【００２１】
（光触媒材料）
本発明に好適に用いられる光触媒材料としては、例えば酸化チタン（ＴｉＯ₂）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化すず（ＳｎＯ₂）・チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ₃）・酸化タングステン（ＷＯ₃）、酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）のような金属酸化物を挙げることができるが、特に酸化チタンが好ましい。酸化チタンは、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定であり、毒性もなく、入手も容易である点で有利である。
【００２２】
光触媒としての酸化チタンにおいては、アナターゼ型とルチル型のいずれも使用することができるが、アナターゼ型酸化チタンが好ましい。具体的には例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（石原産業（株）、ＳＴＳ−０２、平均結晶子径７ｎｍ）、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（日産化学、ＴＡ−１５、平均結晶子径１２ｎｍ）を挙げることができる。
【００２３】
光触媒含有層中の光触媒の量は、５重量％〜６０重量％であることが好ましく、２０重量％〜４０重量％であることがより好ましい。
【００２４】
（バインダー成分）
本発明の好適態様において光触媒含有層に用いられるバインダーは、好ましくは主骨格が前記光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものであり、例えば、（１）ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、あるいは（２）撥水性や撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。
【００２５】
前記（１）の場合、一般式Ｙ_nＳｉＸ_4-n（ｎ＝０〜３）で表される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物、共加水分解化合物が主体であることができる。前記一般式では、Ｙは例えばアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基またはエポキシ基であることができ、Ｘは例えばハロゲン、メトキシル基、エトキシル基、またはアセチル基であることができる。
【００２６】
具体的には、メチルトリクロルシラン、メチルトリブロムシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリｔ−ブトキシシラン；エチルトリクロルシラン、エチルトリブロムシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−プロピルトリクロルシラン、ｎ−プロピルトリブロムシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリイソプロポキシシラン、ｎ−プロピルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−ヘキシルトリクロルシラン、ｎ−ヘキシルトリブロムシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリイソプロポキシシラン、ｎ−ヘキシルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−デシルトリクロルシラン、ｎ−デシルトリブロムシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン、ｎ−デシルトリエトキシシラン、ｎ−デシルトリイソプロポキシシラン、ｎ−デシルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−オクタデシルトリクロルシラン、ｎ−オクタデシルトリブロムシラン、ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリエトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリイソプロポキシシラン、ｎ−オクタデシルトリｔ−ブトキシシラン；フェニルトリクロルシラン、フェニルトリブロムシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリｔ−ブトキシシラン；テトラクロルシラン、テトラブロムシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン；ジメチルジクロルシラン、ジメチルジブロムシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン；ジフェニルジクロルシラン、ジフェニルジブロムシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン；フェニルメチルジクロルシラン、フェニルメチルジブロムシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン；トリクロルヒドロシラン、トリブロムヒドロシラン、トリメトキシヒドロシラン、トリエトキシヒドロシラン、トリイソプロポキシヒドロシラン、トリｔ−ブトキシヒドロシラン；ビニルトリクロルシラン、ビニルトリブロムシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリｔ−ブトキシシラン；トリフルオロプロピルトリクロルシラン、トリフルオロプロピルトリブロムシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−メタアクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−アミノプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリｔ−ブトキシシラン；β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン；および、それらの部分加水分解物；およびそれらの混合物を挙げることができる。
【００２７】
また、バインダーとして、特に好ましくはフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンを用いることができ、具体的には、下記のフルオロアルキルシランのの１種または２種以上の加水分解縮合物、共加水分解縮合物が挙げられ、また、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られているものを使用してもよい。
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₉ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
（ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂）₄ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
（ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂）₆ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
（ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂）₈ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
ＣＦ₃（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₉ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂
（ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂）₄ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂
（ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂）₆ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂
（ＣＦ₃）₂ＣＦ（ＣＦ₂）₈ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂
ＣＦ₃（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇（Ｃ₆Ｈ₄）Ｃ₂Ｈ₄ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₉ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃
ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇ＳＯ₂Ｎ（Ｃ₂Ｈ₅）Ｃ₂Ｈ₄ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃
上記のようなフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンをバインダーとして用いることにより、光触媒含有層の非光照射部の撥水性および撥油性が大きく向上し、光学素子形成用組成物または重合開始剤などの付着を妨げる機能を発現する。
【００２８】
前記（２）の反応性シリコーンとしては、下記一般式で表される骨格を持つ化合物を挙げることができる。
−（Ｓｉ（Ｒ¹）（Ｒ²）Ｏ）_n−
ただし、ｎは２以上の整数、Ｒ¹、Ｒ²はそれぞれ炭素数１〜１０の置換もしくは非置換のアルキル、アルケニル、アリールあるいはシアノアルキル基であることができる。好ましくは全体の４０モル％以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルであることができる。また、Ｒ¹および／またはＲ²がメチル基であるものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、好ましくはメチル基が６０モル％以上であり、鎖末端または側鎖には、分子鎖中に少なくとも１個以上の水酸基などの反応性基を有する。
【００２９】
また、前記のオルガノポリシロキサンとともにジメチルポリシロキサンのような架橋反応を起こさない安定なオルガノシリコン化合物をバインダーに混合してもよい。
【００３０】
（光触媒含有層に用いるその他の成分）
本発明に好適に用いられる光触媒含有層には、未露光部の濡れ性を低下させるため界面活性剤を含有させることができる。この界面活性剤は光触媒により分解除去されるものであれば限定されないが、具体的には、好ましくは例えば日本サーファクタント工業製：ＮＩＫＫＯＬＢＬ、ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系の界面活性剤、デュポン社製：ＺＯＮＹＬＦＳＮ、ＦＳＯ、旭硝子製：サーフロンＳ−１４１、１４５、大日本インキ製：メガファックＦ−１４１、１４４、ネオス製：フタージェントＦ−２００、Ｆ２５１、ダイキン工業製：ユニダインＤＳ−４０１、４０２、スリーエム製：フロラードＦＣ−１７０、１７６等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることができる。また、カチオン系、アニオン系、両性界面活性剤を用いることもできる。
【００３１】
また、本発明に好適に用いられる光触媒含有層には、他の成分、例えば、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ナイロン、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリロニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマーを含むことができる。
【００３２】
（光触媒含有層の形成方法）
光触媒含有層の形成方法は特に限定されないが、例えば光触媒を含んだ塗布液を、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコートなどの方法により基材に塗布して形成することができる。また結合剤として紫外線硬化型の成分を含有している場合には、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより、基材上に光触媒を含有した組成物の層を形成することができる。
【００３３】
光触媒等を含む塗布液を用いる場合に、塗布液に使用することができる溶剤としては、特に限定されないが、例えばエタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤を挙げることができる。
【００３４】
（光触媒を作用させる照射光線）
光触媒を作用させるための照射光線は、光触媒を励起することができれば限定されない。このようなものとしては紫外線、可視光線、赤外線の他、これらの光線よりもさらに短波長または長波長の電磁波、放射線であることができる。
【００３５】
例えば光触媒として、アナターゼ型チタニアを用いる場合は、励起波長が３８０ｎｍ以下にあるので、光触媒の励起は紫外線により行うことができる。このような紫外線を発するものとしては水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマレーザー、その他の紫外線光源を使用することができ、照度、照射量等を変えることにより、膜表面の濡れ性を変化させることができる。
【００３６】
スプレーコート法
本発明の光学素子の製造方法においては、光学素子形成用組成物の付着を、スプレーコート法によって行うことができる。スプレーコート法により付着させると、光学素子形成用組成物が粒状で付着するため、濡れ性の低い部分から高い部分への光学素子形成用組成物の移動がしやすくなり好ましい。スプレーコート法としては、光学素子を形成するための材料を含む液体を、加圧することにより微粒化、射出し、微粒化した液体を付着させるエアレススプレー法、光学素子形成用組成物を含む液体を微粒子発生装置により微粒化し、この液体微粒子と前記光触媒含有層との問に電界をかけることにより微粒化した液体を光触媒含有層に付着させる静電スプレー法、エアスプレーなどを用いることができる。マイクロレンズアレイの製造においてスプレーコート法は、大面積のマイクロレンズアレイの製造に有利であり、また、部分的にスプレー付着量を変化させることにより、部分的にアスペクト比を変えることができる点で有利である。
【００３７】
図１はスプレーコート法の一例を説明する図である。図１の支持体１の上に形成された濡れ性の違いによるパターンを形成した光触媒含有層３に対して、スプレーコーター４によってマイクロレンズ形成用組成物のミスト５を噴射して、硬化前のマイクロレンズ形成用組成物２を付着させている。付着したマイクロレンズ形成用組成物は、この例では表面エネルギーが高い部分にのみ集まりレンズ形状となり、紫外線照射によって硬化する。
【００３８】
蒸気成膜法
本発明の光学素子の製造方法においては、光学素子形成用組成物を加熱などの方法により蒸気とし、その蒸気と冷却したパターン形成体を接触させ、パターン形成体に光学素子形成用組成物を結露させる方法（本明細書では、蒸気成膜法という）によって行うことができる。蒸気成膜法により付着させると、光学素子形成用組成物が粒状で付着するため、濡れ性の低い部分から高い部分への光学素子形成用組成物の移動がしやすく好ましい。
【００３９】
図２は蒸気成膜法の一例を説明する図である。図２の支持体１の上に形成された濡れ性の違いによるパターンを形成した光触媒含有層３に対して、紫外線硬化モノマー６を加熱ヒーター７で加熱することによって生成したモノマー蒸気８を接触させる。支持体１は冷却水９によって冷却しているので、紫外線硬化モノマーが結露し、硬化前のマイクロレンズ形成用組成物２として付着する。なお、ここでは余分のモノマー蒸気８はトラップ１０、バキュームポンプ１１を用いて回収している。付着したマイクロレンズ形成用組成物は、この例では表面エネルギーが高い部分にのみ集まりレンズ形状となり、紫外線照射によって硬化する。
【００４０】
開始剤先着法
本発明の光学素子は、特定の濡れ性を有する部分にのみ重合開始剤を付着させ、次いで、スプレーコート法または蒸気成膜法により樹脂原料、好ましくは紫外線硬化樹脂を付着させ、硬化させた後、重合開始剤のない部分に付着した未硬化樹脂を除去する方法（本明細書では、開始剤先着法という）によって製造することもできる。この方法は、光学素子形成用組成物の種類により光学素子形成用組成物と濡れ性の低い表面との反発力があまり高くないなどの理由で、濡れ性の低い表面にも樹脂組成物が付着する可能性がある場合などに有効である。未硬化樹脂は、水その他の溶剤で洗い流すことができる。この場合、溶剤は硬化した樹脂を劣化させないものを用いるのが好ましい。
【００４１】
振動付加
本発明の光学素子の製造方法においては、スプレーコートまたは蒸気成膜によって、光学素子形成用組成物を付着させた後、硬化前に濡れ性の違いによるパターンを有する表面に振動を加えることができる。本発明に用いる光学素子形成用組成物の表面エネルギーが高い場合は、光学素子用の樹脂組成物と濡れ性の低い表面との反発力が高いため、振動を加えなくても濡れ性の低い表面に樹脂組成物が付着しないが、光学素子形成用組成物の表面エネルギーが低い場合は、光学素子用の樹脂組成物と濡れ性の低い表面との反発力があまり高くないため、濡れ性の低い表面にも樹脂組成物が付着する可能性があり、この場合、振動を加えることによって、光学素子形成用組成物を濡れ性の高い部分に集めることができ有利である。振動の付加にあたっては、一般的に濡れ性の高い部分の径と光学素子形成用組成物ミストの径は小さい方が濡れ性の高い部分に動きやすい。
【００４２】
本発明における振動付加方法は、特に限定されないが、好ましくは超音波により行うことができる。
【００４３】
図３は、このように振動を付加して光学素子を製造する場合の、表面の状態を例示し説明する図である。図３（ａ）は、光が照射されず低表面エネルギー部分である光触媒含有層３と、光照射を行い高表面エネルギー部分である変性光触媒含有層３’とからなる濡れ性の違いによるパターンが形成されている表面にマイクロレンズ形成用組成物２のミストが付着した直後の図であり、表面にランダムにマイクロレンズ形成用組成物のミストが付着している。その後、図３（ｂ）に示すように、高表面エネルギー部分に付着したマイクロレンズ形成用組成物のミスト２は濡れ広がるが、低表面エネルギー部分に付着したマイクロレンズ形成用組成物のミスト２’はそのまま残ってしまう。そこで、超音波振動を加えると図３（ｃ）に示すようにマイクロレンズ形成用組成物のミストは高表面エネルギー部分に集まり、マイクロレンズ形状を形成することができる。
【００４４】
マイクロレンズ
（マイクロレンズを形成する材料）
本発明の光学素子の好適態様としては、具体的にはマイクロレンズを挙げることができる。このマイクロレンズを構成する材料は、液状のものとして付着させた後に硬化することができ、硬化後は用途に応じたマイクロレンズとして機能できる透明材料であれば特に限定されない。
【００４５】
このような材料としては、例えば光硬化性樹脂と光重合開始剤との組み合わせ、および熱硬化性樹脂などが挙げられる。このうち紫外線硬化樹脂などの光硬化性樹脂は硬化が容易かつ迅速である点、硬化時にマイクロレンズ形成材料および支持体などが高温とならない点などで好ましい。このような材料としては具体的には例えば次のものが挙げられる。
【００４６】
（１）光硬化性樹脂組成物
本発明に好適に用いられる光硬化性樹脂組成物としては可視光域に透明性の高いものが挙げられる。ここでいう光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、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オリゴマーなどである。ここでいう官能基とは、ビニル基、カルボキシル基、水酸基などの反応の原因となる原子団または結合様式である。
【００４７】
このようなモノマー、オリゴマーとしては、不飽和ポリエステル型、エンチオール型、アクリル型等があげられる、硬化速度、物性選択の幅の広さからアクリル型が好ましい。アクリル型の代表例を以下に示す。
【００４８】
（１−１）単官能基のもの
２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルＥＯ付加物アクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレートのカプロラクトン付加物、２−フェノキシエチルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、ノニルフェノールＥＯ付加物アクリレート、ノニルフェノールＥＯ付加物にカプロラクトン付加したアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、フルフリルアルコールのカプロラクトン付加物アクリレート、アクリロイルモルホリン、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、４，４−ジメチル−１，３−ジオキソランのカプロラクトン付加物のアクリレート、３−メチル−５，５−ジメチル−１，３−ジオキソランのカプロラクトン付加物のアクリレート等。
【００４９】
（１−２）多官能基のもの
ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチル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、トリプロピレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルのカプロラクトン付加物ジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物、ヒドロキシピバルアルデヒドとトリメチロールプロパンのアセタール化合物のジアクリレート、２，２−ビス［４−（アクリロイロキシジエトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（アクリロイロキシジエトキシ）フェニル］メタン、水添ビスフェノールエチレンオキサイド付加物のジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパンプロビレンオキサイド付加物トリアクリレート、グリセリンプロピレンオキサイド付加物トリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートペンタアクリレート混合物、ジペンタエリスリトールのカプロラクトン付加物アクリレート、トリス（アクリロイロキシエチル）イソシアヌレート、２−アクリロイロキシエチルホスフェート等。
【００５０】
（２）光重合開始剤
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。代表例としては以下のものがあげられる。
【００５１】
（２−１）カルボニル化合物
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、ベンゾインベンゾエート系、α−アシロキシムエステル等
（２−２）イオウ化合物
テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン類等
（２−３）リン系化合物
２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィノキシド等
（３）熱可塑性樹脂組成物
可視光域に透明性の高い熱可塑性樹脂組成物、透明性の他に屈折率、分散特性、複屈折率などの光学的特性にすぐれたものが好ましい。代表例としては、ポリカーボネイト、ポリメチルメタクリレート、メチルフタレート単独重合体または共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ジエチレングリコールビスアリルカーボネイト、アクリロニトリル・スチレン共重合体、メチルメタクリレート・スチレン共重合体、ポリ（−４−メチルペンテン−１）等が挙げられる。
【００５２】
（マイクロレンズ形成用組成物）
マイクロレンズを形成するための原料を含む液体（本明細書において、マイクロレンズ形成用組成物ともいう）は上記のようなマイクロレンズを形成するための原料が含まれているものであれば特に限定されない。
【００５３】
マイクロレンズ形成用組成物の形態としては、モノマーと重合開始剤とからなる液体、モノマーと重合開始剤とが溶解または分散しているもの、オリゴマーと重合開始剤からなる液体、オリゴマーと重合開始剤とが溶解または分散しているもの、モノマーおよびオリゴマーと重合開始剤とが溶解または分散しているものが挙げられる。
【００５４】
（マイクロレンズ形成用組成物付着部分）
本発明の好適態様のマイクロレンズの製造方法において、マイクロレンズ形成用組成物は、表面の濡れ性の違いによるパターンのいずれの部分に付着させてもよい。換言すれば、表面の濡れ性を変化させた部分に付着させてもよく、または変化させなかった部分に付着させてもよいが、好ましくは濡れ性を変化させた部分、光触媒含有層であれば濡れ性が向上した部分に付着させる。
【００５５】
具体的な一例としては、濡れ性が高い部分もしくは親水性部分に付着させる、または濡れ性が低い部分もしくは低臨界表面エネルギー部分に付着させることができる。低臨界表面エネルギー部分にマイクロレンズ形成用組成物を付着させる場合は、好ましくは高臨界表面エネルギー部分を予め湿し水によって被覆して、マイクロレンズ形成用組成物と高臨界表面エネルギー部分が直接接触しないようにして低臨界表面エネルギー部分に付着させることができる。
【００５６】
（マイクロレンズアスペクト比の調整）
本発明の好適態様のマイクロレンズの製造方法の大きな特徴の一つは、マイクロレンズの焦点距離を調整すること、すなわちアスペクト比を変化させることが極めて容易にできることである。
【００５７】
図４はこのようなマイクロレンズのアスペクト比の調整を具体例を用いて説明する図である。透明支持体１上にはマイクロレンズ形成用組成物との濡れ性が低い光触媒含有層３が形成されており、この光触媒含有層３の一部には、マイクロレンズ形成用組成物との濡れ性が高く、マイクロレンズ形成用組成物を付着させる部分に対応する濡れ性が変化した光触媒含有層（以下変成光触媒含有層３’ともいう）が設けられている。さらに変成光触媒含有層３’の上にはマイクロレンズ形成用組成物２が付着している。図４（ａ）は、マイクロレンズ形成用組成物２を少量付着させた例であり、マイクロレンズ形成用組成物２が少量であっも、変成光触媒含有層３’全体に広がるため、アスペクト比の小さい焦点距離の長いマイクロレンズを形成することができる。図４（ｂ）は、マイクロレンズ形成用組成物を中程度の量付着させた例であり、図４（ａ）と比較してアスペクト比が上がり、焦点距離が短いマイクロレンズが形成される。図４（ｃ）は、マイクロレンズ形成用組成物を大量に付着させた例であり、マイクロレンズ形成用組成物２が大量であっても、マイクロレンズ形成用組成物が濡れ性の低い光触媒含有層３には広がらず、アスペクト比の高い焦点距離の短いマイクロレンズが形成される。
【００５８】
このように、本発明の好適態様のマイクロレンズの製造方法によれば、マイクロレンズのアスペクト比は、１ヶ所あたりのマイクロレンズ形成用組成物の付着量で簡単に制御できる利点がある。また、底面の大きさは、パターンの大きさで規定されるため、マイクロレンズ形成用組成物の量が変化しても底面の大きさは変化しない長所を有する。また、マイクロレンズ形成用組成物を最初に付着する位置が多少ずれていても、濡れ性の違いによりパターンの位置にマイクロレンズ形成用組成物の位置が修正されるため位置精度の極めて高いマイクロレンズアレイを製造することができる点で優れている。
【００５９】
（マイクロレンズアレイ）
本発明の好適態様のマイクロレンズの製造方法においては、好適にはマイクロレンズを規則的に配置させてマイクロレンズアレイを製造する。このマイクロレンズアレイの配列および底面の形状は、濡れ性の違いによるパターンに対応しているので、マイクロレンズの位置および形状の精度は高いものとなっている。また、濡れ性の高い部分にのみマイクロレンズ用組成物を付着させることができるため、密着性がより強固となり、より強度の高いマイクロレンズが製造できる。また、接触面は円形のみでなく、多角形の形状にデザインすることができるので、円形レンズに比べ、レンズ形状物以外の部分の面積を小さくすることが可能であり、開口率の高いマイクロレンズアレイを容易に製造できる。また、本発明においては、マイクロレンズ形成用組成物の付着をスプレーコート法によって行う場合には、スプレーによる付着量を部分的に変化させることによりアスペクト比を容易に部分的に変化させることができる。
【００６０】
光線反射素子
本発明の光学素子の別の好適態様としては、光線反射素子を挙げることができる。このような光線反射素子としては、例えば、反射板、散乱板、特に、液晶ディスプレーのバックライトを導く導光板を挙げることができる。
【００６１】
このような光線反射素子の製造方法は、本発明の範囲内であれば特に限定されないが、例えば、前記の方法によりマイクロレンズあるいはマイクロレンズアレイを形成した後、その表面に反射層を設けることにより製造することができる。この場合、下地となるマイクロレンズ形状物の材料は、上記のマイクロレンズ材料に限らず、不透明材料であってもよい。さらに、このマイクロレンズ形状物の材料自体が所望の光線を反射するものであれば、反射層がなくてもよい。
【００６２】
本発明の好適態様の反射板は液晶ディスプレーに使用されるエッジライト方式のバックライトの導光板などに使用することができ、現状のものよりも輝度が高く、均一で、視野角制限の少ない照明が可能となる。
【００６３】
本発明において、マイクロレンズ形成用組成物の付着をスプレーコート法によって行う場合には、スプレーによる付着量を部分的に変化させることによりアスペクト比を部分的に容易に変化させることができる。このアスペクト比を部分的に変化させる方法は、例えば液晶ディスプレーのエッジライト方式の導光板において、均一なバックライトを得るためにライトからの距離が離れるほど散乱率を高めた導光板を製造するうえで有用である。
【００６４】
反射層形成方法
反射層を構成する材料は、必要とする光線を反射できるものであれば特に限定されないが、例えば各種金属材料、特にアルミニウム、銀、金などを挙げることができる。このような金属層からなる反射層の形成方法は特に限定されないが、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、無電界めっき溶液法、電界めっき溶液法、コーティング法などの方法を用いることができる。
【００６５】
支持体
本発明において、前記濡れ性のちがいによる表面を有する表面、好ましくは光触媒含有層は支持体上に形成されていてもよい。この支持体を構成する材料は、それ自体またはその上に層を形成して表面に濡れ性の違いによるパターンを形成することができ、かつ、光学素子を形成できるものであれば特に限定されない。支持体は有色不透明のものであってもよいが、光学素子がマイクロレンズである場合、支持体に無色あるいは有色の透明材料を用い光透過性の支持体とすると、後の工程でレンズを支持体からとりはずす必要がなく、マイクロレンズアレイの製造に大いに有効である。このような支持体の材料としては、一般にマイクロレンズアレイの製造に用いられているものであれば限定されず、無機材料、有機材料のいずれであってもよく、例えば好ましくは、ソーダガラス、石英ガラス、光学ガラス、（ＨＯＹＡ（株）製ＢＳＣ７など）、電子工学用ガラス（無アルカリガラスなど）および透光性セラミックス、ポリカーボネート、メチルメタクリレート単重合体または共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレンなどのプラスチックフィルム、プラスチックシートなどを挙げることができる。
【００６６】
支持体の形状、厚みは、用途に応じて変化させることができ、通常用いられている形態であることができる。
【００６７】
原版からの複製方法
本発明の光学素子を原版として型を製造し、その型に基いてさらに光学素子を形成することもできる。この方法は、光学素子製造工程が制約でき、光学素子の材料の制約から解放され、自由度が高い光学素子の製造方法である。また、この方法によれば、光学素子の生産性をさらに高めることができる。
【００６８】
図５は、本発明の光学素子を原版として型を製造し、その型に基いてさらに光学素子を複製する方法の一例を説明する図である。この例では、図５（ａ）に示すように光学素子原版１２から金属製の型１３をおこす。次いで図５（ｂ）に示すように、この金属製型１３を取り付けた転写ドラム１４と、紫外線硬化樹脂槽１５と紫外線照射装置１６を有する複製装置１７にフィルム支持体１８を取り付けて、紫外線硬化樹脂を含んだ金属製型１３とフィルム支持体１８を密着させながら紫外線照射を行い硬化させる工程を、転写ドラム１５を回転させることにより、フィルム支持体上にレンズ形状を有する光学素子を連続的に複製することができる。光学素子の複製後は切断器具１９で切断することにより、所望の寸法の光学素子とすることができる。
【００６９】
遮光層
本発明の好適態様のマイクロレンズには、好適には遮光層を設けることができる。この遮光層は、マイクロレンズの位置および形状に対応して形成されたものであり、マイクロレンズ周囲の不要な光線がマイクロレンズに入射しないように設けられるものである。遮光層は、より好ましくはマイクロレンズアレイに設けられる。
【００７０】
本発明の好適態様においては、遮光層の形成方法は限定されないが、好ましくはこの遮光層の形成もマイクロレンズの形成と同様に濡れ性の違いを用いて形成する。具体的には、透明支持体のレンズを形成しない側である裏面に、レンズパターンに対応した遮光層パターンを形成するための濡れ性の違いによるパターンを形成し、支持体の遮光層パターンの特定の濡れ性を有する部位に遮光層形成用組成物を付着させ、遮光層形成用組成物を硬化させることにより遮光層を有するレンズを製造する。
【００７１】
遮光層を形成する材料としては一般的なものであれば特に限定されないが、例えばカーボンブラックを含有するアクリル系熱可塑性樹脂よりなる塗材を用いて形成される遮光性樹脂薄膜などが挙げられる。
【００７２】
撮像装置への利用
本発明の好適態様であるマイクロレンズアレイは、撮像装置の光感度を高めるために、例えばＣＣＤといった撮像素子に隣接または密着する部品として好適に用いることができる。この場合、好ましくは迷光によるコントラスト低下等といった特性への悪影響を避ける等の理由により、遮光層を設けることが好ましい。また光の透過性を高めるため、あるいは光の干渉による光触媒含有層の発色を防止するため等の理由により、光触媒含有層を薄くすることが好ましく、好適には厚み１μｍ以下、より好ましくは０．２μｍ以下とする。
【００７３】
ディスプレイ
本発明の好適態様であるマイクロレンズアレイは、目視者方向への輝度を高めるために、例えば液晶ディスプレイなどのディスプレイに隣接または密着する部品として好適に用いることができる。この場合、好ましくは室内照明や太陽光など周囲の外光の影響を抑え表示画質を向上させるために遮光層を設けることが好ましい。また、光の透過性を高めるため、光の干渉による光触媒含有層の発色を防止するため等の理由により光触媒含有層を薄くすることが好ましく、好適には厚み１μｍ以下、より好ましくは０．２μｍ以下とする。
【００７４】
【実施例】
以下に実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７５】
実施例１
（光触媒含有膜）
イソプロピルアルコール３ｇ、オルガノシロキサン（東芝シリコーンＴＳＬ８１１３）０．４ｇ、フルオロアルコキシシランＭＦ−１６０Ｅ（トーケムプロダクツ）０．３ｇ、光触媒無機コーティング剤ＳＴ−Ｋ０１（石原産業）２ｇを混合した。この溶液をスピンコーティング法により、石英ガラス透明支持体上に塗布した。これを１５０℃の温度で１０分間乾燥することにより、加水分解、重縮合反応を進行させ、光触媒がオルガノポリシロキサン中に強固に固定された、膜厚０．１μｍの透明な層を得ることができた。この光触媒含有層上に水銀ランプにて３０ｍＷ／ｃｍ²の照度で３０秒間、マスクを介してパターン露光した。この結果、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成された。水に対する接触角を接触角測定器（協和界面科学（株）ＣＡ−Ｚ型）により測定した結果、未露光部の水の接触角は１４２°、露光部の水の接触角は１０°以下であった。
【００７６】
実施例２
（静電スプレーコート）
石英ガラス透明支持体上に、実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗布し、膜厚０．１μｍの透明な層を形成した。
【００７７】
開口部直径４０μｍの円形パターンが５０μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、水銀ランプにて３０ｍＷ／ｃｍ²の照度で３０秒間パターン露光した。
【００７８】
この結果、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成された。
【００７９】
紫外線硬化型モノマー（２官能アクリレートモノマー：日本化薬製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＧ４００ＤＡ）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミカルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇを混合し、３分間撹拌した。得られた混合液をノードソン製エアロコートシステムにて、平均噴射液滴粒径０．５〜１．０μｍで上記の石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層上に全面塗布したところ、露光部分（直径４０μｍの円形パターン部分）のみに混合液が付着し、レンズ形状となった。石英ガラスの表面に１０μｍの均一な膜を形成可能な塗布条件にて、前記石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層上に全面塗布し、これを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ²の照度で１０秒間露光したところ、直径４０μｍ、高さ１５μｍ、アスペクト比０．３７５のマイクロレンズアレイを得た。
【００８０】
実施例３
（静電スプレーコート＋超音波）
石英ガラス透明支持体上に、実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗布し、膜厚０．２μｍの透明な層を形成した。
【００８１】
開口部直径４０μｍの円形パターンが５０μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、水銀ランプにて７０ｍＷ／ｃｍ²の照度で３０秒間パターン露光した。
【００８２】
この結果、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成された。
【００８３】
紫外線硬化型モノマー（ＰＯ変成グリセリントリアクリレート：荒川化学工業製ビームセット７２０）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミカルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇを混合し、３分間撹拌した。得られた混合液をノードソン製エアロコートシステムにて、平均噴射液滴粒径０．５〜１．０μｍで上記の石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層上に全面塗布した。この混合液は表面エネルギーが低いため、露光パターンによらず、全面に粒状のモノマーが付着した。これにブランソン製超音波発信器（Ｓ７０４０−１２）にて４０ｋＨｚの超音波を付加したところ、露光部分（直径４０μｍの円形パターン部分）のみに混合液が集まり、レンズ形状となった。石英ガラスの表面に５μｍの均一な膜を形成可能な塗布条件にて、前記石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層上に全面塗布し、これを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ²の照度で１０秒間露光したところ、直径４０μｍ、高さ１０μｍ、アスペクト比０．２５のマイクロレンズアレイを得た。
【００８４】
実施例４
（蒸気成膜）
石英ガラス透明支持体上に、実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗布し、膜厚０．１μｍの透明な層を形成した。
【００８５】
開口部直径４０μｍの円形パターンが５０μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、水銀ランプにて３０ｍＷ／ｃｍ²の照度で３０秒間パターン露光した。
【００８６】
この結果、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成された。
【００８７】
紫外線硬化型モノマー（２官能アクリレートモノマー：日本化薬製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＧ４００ＤＡ）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミカルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇ、熱重合禁止剤（純正化学製ＭＥＨＱ）５０ｇを混合し、３分間撹拌した。図２に示す蒸気成膜装置にて、得られた混合液を１４０℃に加熱し、上記の石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層上に２分間蒸気成膜を行なったところ、露光部分（直径４０μｍの円形パターン部分）のみに混合液が付着し、レンズ形状となった。これを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ²の照度で１０秒間露光したところ、直径４０μｍ、高さ２０μｍ、アスペクト比０．５のマイクロレンズアレイを得た。
【００８８】
実施例５
（蒸気成膜＋超音波）
石英ガラス透明支持体上に、実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗布し、膜厚０．２μｍの透明な層を形成した。
【００８９】
開口部直径４０μｍの円形パターンが５０μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、水銀ランプにて７０ｍＷ／ｃｍ²の照度で３０秒間パターン露光した。
【００９０】
この結果、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成された。
【００９１】
紫外線硬化型モノマー（ＰＯ変成グリセリントリアクリレート：荒川化学工業製ビームセット７２０）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミカルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇ、熱重合禁止剤（純正化学製ＭＥＨＱ）５０ｇを混合し、３分間撹拌した。図２に示す蒸気成膜装置にて、得られた混合液を１４０℃に加熱し、上記の石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層上に２分間蒸気成膜した。この混合液は表面エネルギーが低いため、露光パターンによらず、全面に粒状のモノマーが付着した。これにブランソン製超音波発信器（Ｓ７０４０−１２）にて４０ｋＨｚの超音波を付加したところ、露光部分（直径４０μｍの円形パターン部分）のみに混合液が集まり、レンズ形状となった。これを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ²の照度で１０秒間露光したところ、直径４０μｍ、高さ１７μｍ、アスペクト比０，４２５のマイクロレンズアレイを得た。
【００９２】
実施例６
（蒸気成膜、開始剤先着法）
石英ガラス透明支持体上に、実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗布し、膜厚０．２μｍの透明な層を形成した。
【００９３】
開口部直径４０μｍの円形パターンが５０μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、水銀ランプにて７０ｍＷ／ｃｍ²の照度で３０秒間パターン露光した。
【００９４】
この結果、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成された。
【００９５】
上記の濡れ性の異なるパターンが形成された光触媒含有層上にディップコーターにて０．０２ｍｍ／ｓｅｃの速度にて、硬化開始剤（チバスペシャリティケミカルズ製ダロキュア１１７３）を塗布したところ、露光部分（直径４０μｍの円形パターン部分）のみに付着した。
【００９６】
紫外線硬化型モノマー（ＰＯ変成グリセリントリアクリレート：荒川化学工業製ビームセット７２０）１０００ｇ、熱重合禁止剤（純正化学製ＭＥＨＱ）５０ｇを混合し、３分間撹拌した。図２に示す蒸気成膜装置にて、得られた混合液を１４０℃に加熱し、上記の硬化開始剤がパターン上に付着した光触媒含有層上に３分間蒸気成膜した。露光パターンによらず、全面に粒状のモノマーが付着した。
【００９７】
これを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ²の照度で１０秒間露光した後水洗したところ、未露光部分のモノマーは洗い流され、直径４０μｍ、高さ２０μｍ、アスペクト比０．５のマイクロレンズアレイを得た。
【００９８】
実施例７
（散乱板：蒸気成膜、金属蒸着）
石英ガラス透明支持体上に、実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗布し、膜厚０．２ｍの透明な層を形成した。
【００９９】
開口部直径１００μｍの円形パターンが１１０μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、水銀ランプにて７０ｍＷ／ｃｍ²の照度で３０秒間パターン露光した。
【０１００】
この結果、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成された。
【０１０１】
紫外線硬化型モノマー（２官能アクリレートモノマー：日本化薬製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＧ４００ＤＡ）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミカルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇ、熱重合禁止剤（純正化学製ＭＥＨＱ）５０ｇを混合し、３分間撹拌した。図２に示す蒸気成膜装置にて、得られた混合液を１４０℃に加熱し、上記の石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層上に５分間蒸気成膜を行なったところ、露光部分のみに混合液が付着した。これを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ²の照度で１０秒間露光、硬化した。
【０１０２】
上記の紫外線硬化樹脂層が形成された光触媒含有層の全面に厚さ５０００オングストロームにてアルミニウムを真空蒸着したところ、アスペクト比０．４の突起形状をもつ光学散乱板を得た。
【０１０３】
比較例１
（スピンコート）
石英ガラス透明支持体上に実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗布し、膜厚０．２μｍの透明な層を形成した。
【０１０４】
開口部直径４０μｍの円形パターンが５０μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、水銀ランプにて７０ｍＷ／ｃｍ２の照度で３０秒間パターン露光した。
【０１０５】
この結果、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成された。
【０１０６】
紫外線硬化型モノマー（２官能アクリレートモノマー：日本化薬製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＧ４００ＤＡ）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミカルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇを混合し、３分間撹拌した。得られた混合液をスピンコーターにて、５００ｒｐｍにて全面塗布したところ、露光部分（直径４０μｍの円形パターン部分）のみに混合液が付着した。これを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ２の照度で１０秒間露光したところ、直径４０μｍ、高さ５００００オングストロームであり、アスペクト比０．０１２５であった。
【０１０７】
また、スピンコーティング時、５００ｒｐｍ以下の速度にて上記のモノマーを上記の光触媒含有層上に塗布したところ、全面に均一な厚さの膜が形成された。
【０１０８】
比較例２
（ブレードコート）
石英ガラス透明支持体上に、実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗布し、膜厚０．２μｍの透明な層を形成した。
【０１０９】
開口部直径４０μｍの円形パターンが５０μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、水銀ランプにて７０ｍＷ／ｃｍ２の照度で３０秒間パターン露光した。
【０１１０】
この結果、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成された。
【０１１１】
紫外線硬化型モノマー（２官能アクリレートモノマー：日本化薬製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＧ４００ＤＡ）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミカルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇを混合し、３分間撹拌した。得られた混合液をブレードコーターにて、１μｍのギャップにて、上記の石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層上に全面塗布したところ、露光部分（直径４０μｍの円形パターン部分）のみに混合液が付着した。これを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ２の照度で１０秒間パターン露光したところ、直径４０μｍ、高さ８０００オングストロームであり、アスペクト比０．０２であった。
【０１１２】
また、ブレードコーティング時、１μｍ以上のギャップにて上記のモノマーを上記の光触媒含有層上に塗布したことろ、全面に均一な厚さの膜が形成された。
【０１１３】
比較例３
（ディップコート）
石英ガラス透明支持体上に、実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗布し、膜厚０．１μｍの透明な層を形成した。
【０１１４】
開口部直径４０μｍの円形パターンが５０μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、水銀ランプにて３０ｍＷ／ｃｍ２の照度で３０秒間パターン露光した。
【０１１５】
この結果、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成された。
【０１１６】
紫外線硬化型モノマー（２官能アクリレートモノマー：日本化薬製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＧ４００ＤＡ）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミカルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇを混合し、３分間撹拌した。ディップコーターにて、得られた混合液を０．１ｍｍ／ｓの速度で石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層上に塗布したところ、露光部分（直径４０μｍの円形パターン部分）のみに混合液が付着した、これを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ２の照度で１０秒間露光したところ、直径４０μｍ、高さ１μｍであり、アスペクト比０．０２５であった。
【０１１７】
また、ディップコーティング時、０．１ｍｍ／ｓを超える速度にて上記のモノマーを上記の光触媒含有層上に塗布したところ、全面に均一な厚さの膜が形成された。
【０１１８】
【発明の効果】
本発明によって、アスペクト比が高い光学素子およびそのような光学素子を簡単な工程で効率よく大量に大面積で製造できる方法を提供できる。このような高アスペクト比を有するマイクロレンズを用いると液晶ディスプレーの視野角増大、ＣＣＤの集光効率増大などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明におけるスプレーコート法の一例を説明する図である。
【図２】図２は、本発明における蒸気成膜法の一例を説明する図である。
【図３】図３は、本発明における振動を付加して光学素子を製造する場合を説明する図である。
【図４】図４は、本発明におけるマイクロレンズのアスペクト比の調整の説明図である。
【図５】図５は、光学素子の複製方法の一例を説明する図である。
【符号の説明】
１支持体
２マイクロレンズ形成用組成物
２’ 低表面エネルギー部分に付着したマイクロレンズ形成用組成物
３光触媒含有層
３’ 変性光触媒含有層
４スプレーコーター
５マイクロレンズ形成用組成物ミスト
６紫外線硬化モノマー
７加熱ヒーター
８モノマー蒸気
９冷却水
１０トラップ
１１バキュームポンプ
１２光学素子原版
１３金属製型
１４転写ドラム
１５紫外線硬化樹脂槽
１６紫外線照射装置
１７複製装置
１８フィルム支持体
１９切断器具[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical element and a manufacturing method thereof, and particularly preferably relates to an imaging device using a CCD or the like, a microlens array suitable for use in a display using a liquid crystal or the like, a scattering plate, and the like, and a manufacturing method thereof. .
[0002]
[Prior art]
Among the optical elements that have been used in the past, in particular, microlenses or microlens arrays that are configured by regularly arranging microlenses are used in fine optics and other fields. For example, components that constitute liquid crystal displays In addition, there is an increasing demand as a component adjacent to a charge coupled solid-state imaging device (CCD) used in a video camera or the like.
[0003]
As a manufacturing method of such a microlens, for example, as described in JP-A-3-21901 and JP-A-5-164904, after obtaining a transparent heat-deformed resin pattern by etching through a mask, A method of forming a microlens by deforming a thermally deformable resin pattern by heating is known. However, in this method, it is difficult to form a fine lens because the etching progress is isotropic, and the adjustment of the focal length of the lens is limited, and the process is complicated.
[0004]
As another method for producing a microlens, for example, as described in JP-A-2-165932, a method of forming a microlens array by discharging a lens composition onto a transparent substrate as a small droplet and then curing the composition. Are known. However, in this method, since the lens shape is restricted by the contact angle between the transparent substrate and the lens composition, it is difficult to adjust the focal length. Further, in order to obtain a specific contact angle, a lens composition having a specific surface energy has to be selected, and the range of material selection is narrow. Further, the shape of the contact surface is limited to a circular shape and cannot have a polygonal pattern contact surface. Conventionally, when the focal length of the lens is shortened, that is, when the curvature or the aspect ratio is increased, the lens composition and the support have to be repelled. It was difficult to obtain a lens having an aspect ratio.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an optical element having a high aspect ratio and a method for producing such an optical element in a simple process.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The inventors of the present invention have studied a method for manufacturing an optical element having a high aspect ratio. By combining the application of a spray coating method or a vapor film forming method to a surface on which a pattern due to a difference in wettability is formed. The present invention was completed by knowing that it can be formed.
[0007]
Therefore, in the method for manufacturing an optical element of the present invention, a liquid containing a material for forming an optical element is attached to a portion having a specific wettability of a pattern due to a difference in wettability by a spray coating method or a vapor film forming method. And a step of curing the liquid containing the material for forming the optical element to form the optical element.
[0008]
In the optical element of the present invention, a convex lens-shaped object having an aspect ratio of 0.1 to 0.5 is formed on a part having a specific wettability of a pattern due to a difference in wettability or a photocatalyst containing layer. It is characterized by this.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Optical element
In the present invention, the optical element is not limited as long as it is an element that exhibits an optical function by transmitting or reflecting light. Specific examples include a microlens, a microlens array, a reflector, and a scattering plate. be able to.
[0010]
aspect ratio
The optical element of the present invention is characterized by a high aspect ratio. Here, the aspect ratio in the present invention is a value represented by the value of the height / the diameter of the bottom surface if it is explained by a convex lens shape with a circular bottom surface. If the optical element is a convex lens, the aspect ratio is high. The shorter the focal length is, the more the lens becomes. In the optical element of the present invention, the aspect ratio is 0.1 to 0.5, preferably 0.3 to 0.5, and more preferably 0.38 to 0.5.
[0011]
Patterns due to differences in wettability
(Wettability)
In the present invention, a surface having a pattern due to a difference in wettability is attached with a liquid or a polymerization initiator containing a material for forming an optical element (also referred to as an optical element forming composition in this specification) on the surface. It has a difference in wettability, which is distinguished from a part that is easy to do and a part that is difficult to adhere. As long as it has such a distinct surface, the numerical value indicating wettability is not particularly limited.
[0012]
In the present invention, the wettability refers to a liquid having only a dispersion force component such as a saturated hydrocarbon-based liquid, a liquid having hydrogen bonds such as water, and a liquid such as methylene iodide having other dispersion force components and polar components. Contact angle, surface free energy of solid surface, critical surface tension of solid surface, and the like. For example, the high wettability portion used in the present invention can be, for example, 70 dyne / cm or more, and the low wettability portion can be, for example, 30 dyne / cm or less.
[0013]
(Wetting change method)
The method of forming a pattern by changing the wettability is a method of modifying the surface, a method of partially forming a film with different wettability on the surface, or a part of the surface with different wettability by partially removing the film on the surface. Examples of the method include a method of forming a film on the entire surface and a method of partially modifying the film, and the method is not particularly limited.
[0014]
Among these, a preferable method is a method in which a film is formed on the entire surface and the film is partially modified. In particular, a photocatalyst-containing layer whose wettability is changed by light irradiation is formed on the entire surface, and a pattern is formed by light irradiation. Is preferably formed. This method has advantages such as no need for development, no dust from transfer or removal during pattern formation, formation of parts with different wettability without large steps, and inexpensive materials. It is excellent in that mass production can be performed with high accuracy.
[0015]
(Pattern shape)
The part to which the composition for forming an optical element is attached can be either a part in which wettability has changed or a part in which wettability has not changed, but is typically a part in which wettability has changed. The pattern shape is not particularly limited as long as it can form an optical element. Preferably, the pattern shape to which the composition for forming an optical element is attached can be a square, a circle, a regular hexagon, or the like.
[0016]
The number of portions to which the optical element forming composition is attached is not limited, but it is preferable to regularly provide a large number of attached portions.
[0017]
The size of the pattern can be appropriately designed according to the application. The method for producing an optical element of the present invention is also characterized in that a fine optical element can be formed, and the minute element can have a diameter of, for example, 2 μm.
[0018]
Moreover, although the area ratio of the optical element forming composition adhering part and the non-adhering part is not limited, it can be, for example, 10,000: 1 to 1: 10000.
[0019]
Photocatalyst containing layer
(Principle of wettability change)
In a preferred embodiment of the present invention, using a photocatalyst capable of causing a chemical change in a nearby substance (such as a binder) by light irradiation, a pattern due to a difference in wettability is formed on a portion irradiated with light. Can do. Although the mechanism of action by the photocatalyst of the preferred embodiment of the present invention is not necessarily clear, the carrier generated in the photocatalyst by light irradiation directly changes the chemical structure of the binder or the like, or occurs in the presence of oxygen or water. It is considered that the wettability of the surface is changed by changing the chemical structure of the binder or the like depending on the active oxygen species.
[0020]
In a preferred embodiment of the present invention, the photocatalyst is used to change the wettability of the light-irradiated part by using an action such as oxidation or decomposition of an organic group or additive that is a part of the binder, thereby increasing the critical surface energy and non-irradiation. A large difference in wettability with the part is generated, and pattern information is recorded.
[0021]
(Photocatalytic material)
As a photocatalyst material suitably used in the present invention, for example, titanium oxide (TiO 2)₂), Zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO)₂) Strontium titanate (SrTiO)_Three) ・ Tungsten oxide (WO_Three), Bismuth oxide (Bi₂O_Three), Iron oxide (Fe₂O_Three), And titanium oxide is particularly preferable. Titanium oxide is advantageous in that it has a high band gap energy, is chemically stable, is not toxic, and is easily available.
[0022]
In titanium oxide as a photocatalyst, both anatase type and rutile type can be used, but anatase type titanium oxide is preferable. Specifically, for example, hydrochloric acid peptization type anatase titania sol (Ishihara Sangyo Co., Ltd., STS-02, average crystallite diameter 7 nm), nitrate peptization type anatase titania sol (Nissan Chemical, TA-15, average crystal) (Diameter 12 nm).
[0023]
The amount of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer is preferably 5% by weight to 60% by weight, and more preferably 20% by weight to 40% by weight.
[0024]
(Binder component)
The binder used in the photocatalyst-containing layer in a preferred embodiment of the present invention preferably has a high binding energy such that the main skeleton is not decomposed by photoexcitation of the photocatalyst. For example, (1) chloro or alkoxy by sol-gel reaction or the like Examples thereof include organopolysiloxanes that exhibit high strength by hydrolysis and polycondensation of silane or the like, and (2) organopolysiloxanes that are crosslinked with reactive silicones that are excellent in water repellency and oil repellency.
[0025]
In the case of (1), the general formula Y_nSiX_4-nOne or two or more hydrolyzed condensates and cohydrolyzed compounds of the silicon compound represented by (n = 0 to 3) can be mainly used. In the general formula, Y can be, for example, an alkyl group, a fluoroalkyl group, a vinyl group, an amino group, or an epoxy group, and X can be, for example, a halogen, a methoxyl group, an ethoxyl group, or an acetyl group.
[0026]
Specifically, methyltrichlorosilane, methyltribromosilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltri-t-butoxysilane; ethyltrichlorosilane, ethyltribromosilane, ethyltrimethoxysilane, Ethyltriethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, ethyltri-t-butoxysilane; n-propyltrichlorosilane, n-propyltribromosilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-propyltriisopropoxy Silane, n-propyltri-t-butoxysilane; n-hexyltrichlorosilane, n-hexyltribromosilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, n-hex Lutriisopropoxysilane, n-hexyltri-t-butoxysilane; n-decyltrichlorosilane, n-decyltribromosilane, n-decyltrimethoxysilane, n-decyltriethoxysilane, n-decyltriisopropoxysilane, n- Decyltri-t-butoxysilane; n-octadecyltrichlorosilane, n-octadecyltribromosilane, n-octadecyltrimethoxysilane, n-octadecyltriethoxysilane, n-octadecyltriisopropoxysilane, n-octadecyltrit-butoxysilane; Phenyltrichlorosilane, phenyltribromosilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltriisopropoxysilane, phenyltri-t-butoxysilane; tetrachlorosilane Tetrabromosilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrabutoxysilane, dimethoxydiethoxysilane; dimethyldichlorosilane, dimethyldibromosilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane; diphenyldichlorosilane, diphenyldibromosilane, Diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane; phenylmethyldichlorosilane, phenylmethyldibromosilane, phenylmethyldimethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane; trichlorohydrosilane, tribromohydrosilane, trimethoxyhydrosilane, triethoxyhydrosilane, triisopropoxy Hydrosilane, tri-t-butoxyhydrosilane; vinyltrichlorosilane, vinyltribromosilane, vinyltri Methoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriisopropoxysilane, vinyltrit-butoxysilane; trifluoropropyltrichlorosilane, trifluoropropyltribromosilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, trifluoropropyltriethoxysilane, trifluoropropyl Triisopropoxysilane, trifluoropropyltri-t-butoxysilane; γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxy Propyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriisopropoxysilane, γ-glycidoxypropyltri-t-butoxysilane; γ-methacryloxypropylmethyldimethyl Xysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriisopropoxysilane, γ-methacryloxypropyl Tri-t-butoxysilane; γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriisopropoxysilane, γ- Aminopropyltri-t-butoxysilane; γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrieth Xysilane, γ-mercaptopropyltriisopropoxysilane, γ-mercaptopropyltri-t-butoxysilane; β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane And partial hydrolysates thereof; and mixtures thereof.
[0027]
Further, a polysiloxane containing a fluoroalkyl group can be used as the binder, and specifically, one or two or more hydrolytic condensates or cohydrolytic condensations of the following fluoroalkylsilanes can be used. In addition, a material generally known as a fluorine-based silane coupling agent may be used.
CF_Three(CF₂)_ThreeCH₂CH₂Si (OCH_Three)_Three
CF_Three(CF₂)_FiveCH₂CH₂Si (OCH_Three)_Three
CF_Three(CF₂)₇CH₂CH₂Si (OCH_Three)_Three
CF_Three(CF₂)₉CH₂CH₂Si (OCH_Three)_Three
(CF_Three)₂CF (CF₂)_FourCH₂CH₂Si (OCH_Three)_Three
(CF_Three)₂CF (CF₂)₆CH₂CH₂Si (OCH_Three)_Three
(CF_Three)₂CF (CF₂)₈CH₂CH₂Si (OCH_Three)_Three
CF_Three(C₆H_Four) C₂H_FourSi (OCH_Three)_Three
CF_Three(CF₂)_Three(C₆H_Four) C₂H_FourSi (OCH_Three)_Three
CF_Three(CF₂)_Five(C₆H_Four) C₂H_FourSi (OCH_Three)_Three
CF_Three(CF₂)₇(C₆H_Four) C₂H_FourSi (OCH_Three)_Three
CF_Three(CF₂)_ThreeCH₂CH₂SiCH_Three(OCH_Three)₂
CF_Three(CF₂)_FiveCH₂CH₂SiCH_Three(OCH_Three)₂
CF_Three(CF₂)₇CH₂CH₂SiCH_Three(OCH_Three)₂
CF_Three(CF₂)₉CH₂CH₂SiCH_Three(OCH_Three)₂
(CF_Three)₂CF (CF₂)_FourCH₂CH₂SiCH_Three(OCH_Three)₂
(CF_Three)₂CF (CF₂)₆CH₂CH₂SiCH_Three(OCH_Three)₂
(CF_Three)₂CF (CF₂)₈CH₂CH₂SiCH_Three(OCH_Three)₂
CF_Three(C₆H_Four) C₂H_FourSiCH_Three(OCH_Three)₂
CF_Three(CF₂)_Three(C₆H_Four) C₂H_FourSiCH_Three(OCH_Three)₂
CF_Three(CF₂)_Five(C₆H_Four) C₂H_FourSiCH_Three(OCH_Three)₂
CF_Three(CF₂)₇(C₆H_Four) C₂H_FourSiCH_Three(OCH_Three)₂
CF_Three(CF₂)_ThreeCH₂CH₂Si (OCH₂CH_Three)_Three
CF_Three(CF₂)_FiveCH₂CH₂Si (OCH₂CH_Three)_Three
CF_Three(CF₂)₇CH₂CH₂Si (OCH₂CH_Three)_Three
CF_Three(CF₂)₉CH₂CH₂Si (OCH₂CH_Three)_Three
CF_Three(CF₂)₇SO₂N (C₂H_Five) C₂H_FourCH₂Si (OCH_Three)_Three
By using a polysiloxane containing a fluoroalkyl group as described above as a binder, the water repellency and oil repellency of the non-light-irradiated part of the photocatalyst-containing layer are greatly improved, such as a composition for forming an optical element or a polymerization initiator. Expresses the function of preventing adhesion.
[0028]
Examples of the reactive silicone (2) include compounds having a skeleton represented by the following general formula.
-(Si (R¹) (R²O)_n−
However, n is an integer greater than or equal to 2, R¹, R²Each may be a substituted or unsubstituted alkyl, alkenyl, aryl or cyanoalkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Preferably, 40 mol% or less of the total may be vinyl, phenyl, or phenyl halide. R¹And / or R²Is preferably a methyl group, since the surface energy is minimized, preferably the methyl group is 60 mol% or more, and the chain end or side chain has a reactivity such as at least one hydroxyl group in the molecular chain. Has a group.
[0029]
Moreover, you may mix the stable organosilicon compound which does not raise | generate a crosslinking reaction like a dimethylpolysiloxane with the said organopolysiloxane in a binder.
[0030]
(Other components used in the photocatalyst-containing layer)
The photocatalyst-containing layer suitably used in the present invention can contain a surfactant in order to reduce the wettability of the unexposed area. The surfactant is not limited as long as it can be decomposed and removed by a photocatalyst, but specifically, preferably a hydrocarbon-based interface such as NIKKOL BL, BC, BO, BB series manufactured by Nippon Surfactant Kogyo Co., Ltd. Activator, manufactured by DuPont: ZONYL FSN, FSO, manufactured by Asahi Glass: Surflon S-141, 145, manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd. Unidyne DS-401, 402, manufactured by 3M: Fluoro-based or silicone-based nonionic surfactants such as Florard FC-170, 176 can be mentioned. Cationic, anionic and amphoteric surfactants can also be used.
[0031]
In addition, the photocatalyst-containing layer suitably used in the present invention includes other components such as polyvinyl alcohol, unsaturated polyester, acrylic resin, polyethylene, diallyl phthalate, ethylene propylene diene monomer, epoxy resin, phenol resin, polyurethane, melamine. Resin, polycarbonate, polyvinyl chloride, polyamide, polyimide, styrene butadiene rubber, chloroprene rubber, polypropylene, polybutylene, polystyrene, polyvinyl acetate, nylon, polyester, polybutadiene, polybenzimidazole, polyacrylonitrile, epichlorohydrin, polysulfide, polyisoprene, etc. Oligomers and polymers can be included.
[0032]
(Method for forming photocatalyst-containing layer)
The method for forming the photocatalyst-containing layer is not particularly limited. For example, the photocatalyst-containing layer can be formed by applying a coating solution containing a photocatalyst to a substrate by a method such as spray coating, dip coating, roll coating, or bead coating. In the case where an ultraviolet curable component is contained as a binder, a layer of a composition containing a photocatalyst can be formed on the substrate by irradiating with ultraviolet rays and performing a curing treatment.
[0033]
When a coating solution containing a photocatalyst or the like is used, the solvent that can be used for the coating solution is not particularly limited, and examples thereof include alcohol-based organic solvents such as ethanol and isopropanol.
[0034]
(Irradiated light that causes photocatalyst to act)
The irradiation light for causing the photocatalyst to act is not limited as long as the photocatalyst can be excited. Examples of such materials include ultraviolet rays, visible rays, and infrared rays, and electromagnetic waves and radiations having shorter or longer wavelengths than these rays.
[0035]
For example, when anatase type titania is used as a photocatalyst, the excitation wavelength is 380 nm or less, so that the photocatalyst can be excited by ultraviolet rays. Mercury lamps, metal halide lamps, xenon lamps, excimer lasers, and other ultraviolet light sources can be used to emit such ultraviolet rays, and the wettability of the film surface is changed by changing the illuminance, irradiation amount, etc. be able to.
[0036]
Spray coating method
In the method for producing an optical element of the present invention, the composition for forming an optical element can be attached by a spray coating method. Adhesion by a spray coating method is preferable because the composition for forming an optical element adheres in a granular form, so that the composition for forming an optical element is easily transferred from a portion having low wettability to a portion having high wettability. As the spray coating method, a liquid containing a material for forming an optical element is atomized and pressurized by pressurizing, and an airless spray method in which the atomized liquid is attached, or a liquid containing a composition for forming an optical element. An electrostatic spray method, an air spray, or the like can be used in which the liquid is atomized by a fine particle generator and the liquid atomized by applying an electric field to the liquid fine particles and the photocatalyst containing layer. In the production of microlens arrays, the spray coating method is advantageous for the production of large-area microlens arrays, and the aspect ratio can be partially changed by partially changing the amount of spray attached. It is advantageous.
[0037]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a spray coating method. A mist 5 of a microlens forming composition is sprayed onto the photocatalyst-containing layer 3 formed on the support 1 of FIG. The microlens forming composition 2 is adhered. In this example, the adhering composition for forming a microlens collects only in a portion having a high surface energy to form a lens shape and is cured by irradiation with ultraviolet rays.
[0038]
Vapor deposition method
In the method for producing an optical element of the present invention, the optical element forming composition is vaporized by a method such as heating, the vapor and the cooled pattern forming body are contacted, and the optical element forming composition is condensed on the pattern forming body. Can be performed by a method (referred to as a vapor deposition method in this specification). When deposited by vapor deposition, the composition for forming an optical element is adhered in a granular form, and therefore, the composition for forming an optical element is preferably easily moved from a portion having low wettability to a portion having high wettability.
[0039]
FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a vapor deposition method. The monomer vapor 8 generated by heating the ultraviolet curable monomer 6 with the heater 7 is brought into contact with the photocatalyst containing layer 3 formed on the support 1 of FIG. . Since the support 1 is cooled by the cooling water 9, the ultraviolet curable monomer is condensed and adheres as the microlens forming composition 2 before curing. Here, excess monomer vapor 8 is recovered using a trap 10 and a vacuum pump 11. In this example, the adhering composition for forming a microlens collects only in a portion having a high surface energy to form a lens shape and is cured by irradiation with ultraviolet rays.
[0040]
Initiator first-come-first-served basis
In the optical element of the present invention, after a polymerization initiator is attached only to a portion having specific wettability, and then a resin raw material, preferably an ultraviolet curable resin is attached by a spray coating method or a vapor film forming method, and then cured. Further, it can also be produced by a method of removing uncured resin adhering to a portion without a polymerization initiator (referred to herein as an initiator first-arriving method). In this method, the resin composition adheres to the surface with low wettability because the repulsive force between the optical element formation composition and the surface with low wettability is not so high depending on the type of composition for optical element formation. This is effective when there is a possibility of Uncured resin can be washed away with water or other solvents. In this case, it is preferable to use a solvent that does not deteriorate the cured resin.
[0041]
Add vibration
In the method for producing an optical element of the present invention, after applying the optical element-forming composition by spray coating or vapor film formation, vibration can be applied to the surface having a pattern due to a difference in wettability before curing. . When the surface energy of the composition for forming an optical element used in the present invention is high, the surface having low wettability without applying vibration because the repulsive force between the resin composition for optical element and the surface with low wettability is high. However, when the surface energy of the optical element forming composition is low, the repulsive force between the resin composition for the optical element and the surface with low wettability is not so high, so the wettability is low. There is a possibility that the resin composition adheres to the surface, and in this case, by applying vibration, it is advantageous that the composition for forming an optical element can be collected in a highly wettable part. When applying vibration, generally, the smaller the diameter of the portion with high wettability and the diameter of the composition mist for forming an optical element, the easier to move to the portion with high wettability.
[0042]
Although the vibration addition method in this invention is not specifically limited, Preferably it can carry out with an ultrasonic wave.
[0043]
FIG. 3 is a diagram illustrating and explaining the state of the surface when an optical element is manufactured by applying vibration in this way. FIG. 3A shows a pattern due to the difference in wettability between the photocatalyst-containing layer 3 that is not irradiated with light and is a low surface energy portion and the modified photocatalyst-containing layer 3 ′ that is irradiated with light and is a high surface energy portion. It is a figure just after the mist of the composition 2 for microlens formation adhering to the formed surface, and the mist of the composition for microlens formation adheres to the surface at random. Thereafter, as shown in FIG. 3B, the mist 2 of the composition for forming a microlens attached to the high surface energy portion spreads wet, but the mist 2 ′ of the composition for forming a microlens attached to the portion of low surface energy. Will remain. Therefore, when ultrasonic vibration is applied, the mist of the composition for forming a microlens gathers at a high surface energy portion as shown in FIG. 3C, and a microlens shape can be formed.
[0044]
Micro lens
(Material for forming microlenses)
Specific examples of preferred embodiments of the optical element of the present invention include a microlens. The material constituting the microlens is not particularly limited as long as it is a transparent material that can be cured after being attached as a liquid material and can function as a microlens according to the application after curing.
[0045]
Examples of such a material include a combination of a photocurable resin and a photopolymerization initiator, and a thermosetting resin. Among these, a photo-curable resin such as an ultraviolet curable resin is preferable in that it can be cured easily and quickly, and the microlens forming material and the support are not heated at the time of curing. Specific examples of such materials include the following.
[0046]
(1) Photocurable resin composition
Examples of the photocurable resin composition suitably used in the present invention include those having high transparency in the visible light region. The photocurable resin composition here has at least one functional group, and performs ion polymerization or radical polymerization with ions or radicals generated by irradiating the photopolymerization initiator with curing energy rays, and has a molecular weight. Monomers and oligomers that increase or form a crosslinked structure. The functional group referred to here is an atomic group or bonding mode that causes a reaction such as a vinyl group, a carboxyl group, or a hydroxyl group.
[0047]
As such a monomer or oligomer, an unsaturated polyester type, an enethiol type, an acrylic type, and the like can be given. An acrylic type is preferable from the viewpoint of curing speed and wide selection of physical properties. Typical examples of the acrylic type are shown below.
[0048]
(1-1) Monofunctional group
2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl EO adduct acrylate, ethoxydiethylene glycol acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate caprolactone adduct, 2-phenoxyethyl acrylate, phenoxydiethylene glycol acrylate, nonylphenol EO adduct acrylate, acrylate adducted with caprolactone to nonylphenol EO adduct, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, caprolactone adduct acrylate of furfuryl alcohol, acryloylmorpholine, dicyclopentenyl acrylate, dicyclopenta Nyl acrylate, dicyclope Tenenyloxyethyl acrylate, isobornyl acrylate, acrylate of caprolactone adduct of 4,4-dimethyl-1,3-dioxolane, acrylate of caprolactone adduct of 3-methyl-5,5-dimethyl-1,3-dioxolane, etc. .
[0049]
(1-2) Polyfunctional group
Hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, hydroxypivalic acid neopentyl glycol ester diacrylate, caprolactone adduct diacrylate of hydroxypivalic acid neopentyl glycol ester, 1,6- Acrylic acid adduct of diglycidyl ether of hexanediol, diacrylate of acetal compound of hydroxypivalaldehyde and trimethylolpropane, 2,2-bis [4- (acryloyloxydiethoxy) phenyl] propane, 2,2- Bis [4- (acryloyloxydiethoxy) phenyl] methane, hydrogenated bisphenol ethylene oxide adduct diacrylate, tricyclodecanedi Tanol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, trimethylolpropane propylene oxide adduct triacrylate, glycerin propylene oxide adduct triacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate pentaacrylate mixture, dipentaerythritol caprolactone adduct Acrylate, tris (acryloyloxyethyl) isocyanurate, 2-acryloyloxyethyl phosphate and the like.
[0050]
(2) Photopolymerization initiator
The photopolymerization initiator used in the present invention is not particularly limited and can be selected from known ones. The following are typical examples.
[0051]
(2-1) Carbonyl compounds
Acetophenone, benzophenone, Michler's ketone, benzyl, benzoin, benzoin ether, benzyldimethyl ketal, benzoin benzoate, α-acyloxime ester, etc.
(2-2) Sulfur compounds
Tetramethylthiuram monosulfide, thioxanthones, etc.
(2-3) Phosphorus compounds
2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxide, etc.
(3) Thermoplastic resin composition
A thermoplastic resin composition having high transparency in the visible light region, and those having excellent optical characteristics such as refractive index, dispersion characteristics and birefringence in addition to transparency are preferred. Typical examples include polycarbonate, polymethyl methacrylate, methyl phthalate homopolymer or copolymer, polyethylene terephthalate, polystyrene, diethylene glycol bisallyl carbonate, acrylonitrile / styrene copolymer, methyl methacrylate / styrene copolymer, poly (-4 -Methylpentene-1) and the like.
[0052]
(Microlens forming composition)
A liquid containing a raw material for forming a microlens (also referred to as a composition for forming a microlens in this specification) is particularly limited as long as it contains a raw material for forming the microlens as described above. Not.
[0053]
The composition for forming a microlens includes a liquid composed of a monomer and a polymerization initiator, a solution in which the monomer and the polymerization initiator are dissolved or dispersed, a liquid composed of an oligomer and a polymerization initiator, and an oligomer and a polymerization initiator. Are dissolved or dispersed, and monomers and oligomers and a polymerization initiator are dissolved or dispersed.
[0054]
(Parts with microlens forming composition)
In the method for producing a microlens according to a preferred embodiment of the present invention, the composition for forming a microlens may be attached to any part of the pattern due to the difference in wettability of the surface. In other words, the surface may be attached to the part where the wettability is changed, or may be attached to the part where the wettability is not changed. Adhere to areas with improved wettability.
[0055]
As a specific example, it can be attached to a part with high wettability or a hydrophilic part, or can be attached to a part with low wettability or a part with low critical surface energy. When the microlens forming composition is attached to the low critical surface energy portion, the high critical surface energy portion is preferably preliminarily coated with dampening water so that the microlens forming composition and the high critical surface energy portion are in direct contact with each other. In this way, it can be adhered to the low critical surface energy portion.
[0056]
(Adjusting the microlens aspect ratio)
One of the major features of the microlens manufacturing method of the preferred embodiment of the present invention is that it is very easy to adjust the focal length of the microlens, that is, to change the aspect ratio.
[0057]
FIG. 4 is a diagram for explaining the adjustment of the aspect ratio of the microlens using a specific example. A photocatalyst containing layer 3 having low wettability with the microlens forming composition is formed on the transparent support 1, and a part of the photocatalyst containing layer 3 has wettability with the microlens forming composition. The photocatalyst containing layer (hereinafter also referred to as the modified photocatalyst containing layer 3 ′) having a high wettability corresponding to the portion to which the microlens-forming composition is attached is provided. Further, the microlens-forming composition 2 is adhered on the modified photocatalyst-containing layer 3 '. FIG. 4 (a) is an example in which a small amount of the microlens forming composition 2 is attached, and even if the microlens forming composition 2 is small, the aspect ratio of the aspect ratio is increased because it spreads over the entire modified photocatalyst-containing layer 3 ′. A microlens with a small focal length can be formed. FIG. 4B is an example in which a moderate amount of the microlens-forming composition is adhered, and a microlens having a higher aspect ratio and shorter focal length than that of FIG. 4A is formed. FIG. 4C is an example in which a large amount of the microlens forming composition is attached. Even if the microlens forming composition 2 is large, the microlens forming composition contains a photocatalyst having low wettability. A microlens that does not spread on the layer 3 and has a high focal length and a short focal length is formed.
[0058]
Thus, according to the microlens manufacturing method of the preferred embodiment of the present invention, there is an advantage that the aspect ratio of the microlens can be easily controlled by the amount of the microlens forming composition per one place. Further, since the size of the bottom surface is defined by the size of the pattern, there is an advantage that the size of the bottom surface does not change even if the amount of the microlens forming composition changes. In addition, even if the position where the microlens-forming composition is first attached is slightly shifted, the position of the microlens-forming composition is corrected at the position of the pattern due to the difference in wettability. It is excellent in that an array can be manufactured.
[0059]
(Micro lens array)
In the microlens manufacturing method of the preferred embodiment of the present invention, the microlens array is preferably manufactured by arranging microlenses regularly. Since the arrangement of the microlens array and the shape of the bottom surface correspond to patterns due to the difference in wettability, the accuracy of the position and shape of the microlens is high. Moreover, since the composition for microlenses can be attached only to a portion having high wettability, the adhesion becomes stronger and a microlens having higher strength can be manufactured. In addition, since the contact surface can be designed not only in a circular shape but also in a polygonal shape, it is possible to reduce the area of the portion other than the lens-shaped object compared to a circular lens, and a microlens with a high aperture ratio. Arrays can be easily manufactured. In the present invention, when the microlens forming composition is attached by the spray coating method, the aspect ratio can be easily changed partially by changing the amount of adhesion by spraying. .
[0060]
Light reflecting element
Another preferred embodiment of the optical element of the present invention is a light reflecting element. Examples of such a light reflecting element include a reflecting plate, a scattering plate, and particularly a light guide plate that guides a backlight of a liquid crystal display.
[0061]
The method for producing such a light reflecting element is not particularly limited as long as it is within the scope of the present invention. For example, after forming a microlens or a microlens array by the above method, a reflective layer is provided on the surface thereof. Can be manufactured. In this case, the material of the microlens shaped material as a base is not limited to the above-described microlens material, and may be an opaque material. Further, if the microlens shaped material itself reflects a desired light beam, there is no need for a reflective layer.
[0062]
The reflective plate of the preferred embodiment of the present invention can be used for a light guide plate of an edge light type backlight used for a liquid crystal display, etc., and has a higher luminance, a uniform brightness and a smaller viewing angle limit than the current one. Is possible.
[0063]
In the present invention, when the composition for forming a microlens is adhered by a spray coating method, the aspect ratio can be partially easily changed by partially changing the amount of adhesion by spraying. This method of partially changing the aspect ratio is to manufacture a light guide plate that has a higher scattering rate as the distance from the light increases in order to obtain a uniform backlight, for example, in an edge light type light guide plate of a liquid crystal display. It is useful in.
[0064]
Reflective layer forming method
The material constituting the reflective layer is not particularly limited as long as it can reflect a necessary light beam, and examples thereof include various metal materials, particularly aluminum, silver, and gold. A method for forming such a reflective layer made of a metal layer is not particularly limited, and methods such as a vacuum deposition method, a sputtering method, a CVD method, an electroless plating solution method, an electroplating solution method, and a coating method can be used.
[0065]
Support
In the present invention, the surface having a surface due to the difference in wettability, preferably the photocatalyst-containing layer may be formed on a support. The material constituting the support is not particularly limited as long as it can form a layer by itself or a layer thereon to form a pattern due to a difference in wettability and can form an optical element. The support may be colored and opaque. However, when the optical element is a microlens, if the support is made of a colorless or colored transparent material and is a light-transmitting support, the lens is supported in a later step. There is no need to remove it from the body, which is very effective for the production of microlens arrays. The material for such a support is not limited as long as it is generally used in the production of microlens arrays, and may be any of inorganic materials and organic materials, for example, preferably soda glass, quartz Plastics such as glass, optical glass (such as BSC7 manufactured by HOYA), glass for electronic engineering (such as alkali-free glass) and translucent ceramics, polycarbonate, methyl methacrylate homopolymer or copolymer, polyethylene terephthalate, polystyrene A film, a plastic sheet, etc. can be mentioned.
[0066]
The shape and thickness of the support can be changed according to the application, and can be a form usually used.
[0067]
How to copy from the original
A mold can be produced using the optical element of the present invention as a master, and an optical element can be further formed based on the mold. This method is a method for manufacturing an optical element that can restrict the optical element manufacturing process, is free from the restrictions on the material of the optical element, and has a high degree of freedom. Further, according to this method, the productivity of the optical element can be further increased.
[0068]
FIG. 5 is a diagram for explaining an example of a method of manufacturing a mold using the optical element of the present invention as a master and further replicating the optical element based on the mold. In this example, as shown in FIG. 5A, a metal mold 13 is formed from the optical element original plate 12. Next, as shown in FIG. 5 (b), a film support 18 is attached to a transfer drum 14 to which the metal mold 13 is attached, a UV curable resin tank 15 and a UV irradiating device 16, and an ultraviolet curable product. By rotating the transfer drum 15, an optical element having a lens shape is continuously formed on the film support by rotating the transfer drum 15 while curing the resin-containing metal mold 13 and the film support 18 in close contact with each other. Can be duplicated. After replication of the optical element, the optical element having a desired size can be obtained by cutting with the cutting tool 19.
[0069]
Shading layer
The microlens according to the preferred embodiment of the present invention can be preferably provided with a light shielding layer. The light shielding layer is formed corresponding to the position and shape of the microlens, and is provided so that unnecessary light around the microlens does not enter the microlens. The light shielding layer is more preferably provided in the microlens array.
[0070]
In the preferred embodiment of the present invention, the method for forming the light shielding layer is not limited, but preferably the light shielding layer is also formed using a difference in wettability as in the case of forming the microlens. Specifically, on the back side of the transparent support that does not form the lens, a pattern based on the wettability for forming the light shielding layer pattern corresponding to the lens pattern is formed, and the light shielding layer pattern of the support is specified. A lens having a light-shielding layer is produced by attaching the composition for forming a light-shielding layer to a portion having the wettability and curing the composition for forming a light-shielding layer.
[0071]
The material for forming the light shielding layer is not particularly limited as long as it is a general material, and examples thereof include a light shielding resin thin film formed using a coating material made of an acrylic thermoplastic resin containing carbon black.
[0072]
Use for imaging equipment
The microlens array that is a preferred embodiment of the present invention can be suitably used as a component that is adjacent to or in close contact with an imaging device such as a CCD, for example, in order to increase the photosensitivity of the imaging device. In this case, it is preferable to provide a light shielding layer for reasons such as avoiding adverse effects on characteristics such as contrast reduction due to stray light. The photocatalyst-containing layer is preferably thinned for reasons such as increasing the light transmittance or preventing color formation of the photocatalyst-containing layer due to light interference, and preferably has a thickness of 1 μm or less, more preferably 0. 2 μm or less.
[0073]
display
The microlens array that is a preferred embodiment of the present invention can be suitably used as a component that is adjacent to or closely contacts a display such as a liquid crystal display, for example, in order to increase the luminance in the direction of the viewer. In this case, it is preferable to provide a light-shielding layer in order to suppress the influence of ambient light such as room lighting or sunlight, and improve the display image quality. Further, in order to increase light transmittance, it is preferable to make the photocatalyst-containing layer thin for reasons such as preventing color formation of the photocatalyst-containing layer due to light interference, and preferably 1 μm or less, more preferably 0.2 μm. The following.
[0074]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to these examples.
[0075]
Example 1
(Photocatalyst-containing film)
3 g of isopropyl alcohol, 0.4 g of organosiloxane (Toshiba Silicone TSL8113), 0.3 g of fluoroalkoxysilane MF-160E (Tochem Products) and 2 g of photocatalytic inorganic coating agent ST-K01 (Ishihara Sangyo) were mixed. This solution was coated on a quartz glass transparent support by a spin coating method. By drying this at a temperature of 150 ° C. for 10 minutes, a hydrolysis and polycondensation reaction proceeds to obtain a transparent layer having a thickness of 0.1 μm in which the photocatalyst is firmly fixed in the organopolysiloxane. did it. On this photocatalyst containing layer, 30 mW / cm with a mercury lamp.²The pattern was exposed through a mask at an illuminance of 30 seconds. As a result, patterns with different wettability were formed between the exposed and unexposed areas. As a result of measuring the contact angle to water with a contact angle measuring device (Kyowa Interface Science Co., Ltd. CA-Z type), the contact angle of water in the unexposed area is 142 °, and the contact angle of water in the exposed area is 10 ° or less. there were.
[0076]
Example 2
(Electrostatic spray coating)
On the quartz glass transparent support, the photocatalyst containing layer described in Example 1 was applied by a spin coating method to form a transparent layer having a thickness of 0.1 μm.
[0077]
30 mW / cm with a mercury lamp on a photocatalyst-containing layer on a quartz glass transparent support through a negative photomask for producing a microlens array in which a circular pattern with an opening diameter of 40 μm is applied at a pitch of 50 μm.²Pattern exposure for 30 seconds at an illuminance of.
[0078]
As a result, in the photocatalyst-containing layer on the quartz glass transparent support, patterns with different wettability were formed in the exposed and unexposed areas.
[0079]
1000 g of an ultraviolet curable monomer (bifunctional acrylate monomer: KAYARADPEG400DA manufactured by Nippon Kayaku) and 50 g of a curing initiator (Darocur 1173 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) were mixed and stirred for 3 minutes. The obtained mixed liquid was coated on the entire surface of the photocatalyst containing layer on the quartz glass transparent support with an average spray droplet diameter of 0.5 to 1.0 μm by an aeroson system manufactured by Nordson. The liquid mixture adhered only to a circular pattern portion having a diameter of 40 μm, resulting in a lens shape. Under the coating conditions capable of forming a 10 μm uniform film on the surface of quartz glass, the entire surface was coated on the photocatalyst-containing layer on the quartz glass transparent support, and this was applied by a mercury lamp to 30 mW / cm.²Was exposed for 10 seconds at an illuminance of 40 μm, a microlens array having a diameter of 40 μm, a height of 15 μm, and an aspect ratio of 0.375 was obtained.
[0080]
Example 3
(Electrostatic spray coating + ultrasonic)
On the quartz glass transparent support, the photocatalyst containing layer described in Example 1 was applied by a spin coating method to form a transparent layer having a thickness of 0.2 μm.
[0081]
70 mW / cm with a mercury lamp on a photocatalyst containing layer on a quartz glass transparent support through a negative photomask for producing a microlens array in which a circular pattern with an opening diameter of 40 μm is applied at a pitch of 50 μm.²Pattern exposure for 30 seconds at an illuminance of.
[0082]
As a result, in the photocatalyst-containing layer on the quartz glass transparent support, patterns with different wettability were formed in the exposed and unexposed areas.
[0083]
1000 g of an ultraviolet curable monomer (PO-modified glycerin triacrylate: beam set 720 manufactured by Arakawa Chemical Industries) and 50 g of a curing initiator (Darocur 1173 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) were mixed and stirred for 3 minutes. The obtained mixed liquid was coated on the entire surface of the photocatalyst containing layer on the quartz glass transparent support with an average droplet diameter of 0.5 to 1.0 μm by an aeroson system manufactured by Nordson. Since this mixed liquid has a low surface energy, particulate monomers adhered to the entire surface regardless of the exposure pattern. When an ultrasonic wave of 40 kHz was added to this with a Branson ultrasonic transmitter (S7040-12), the mixed solution gathered only in the exposed portion (circular pattern portion having a diameter of 40 μm) to form a lens shape. Under the coating conditions that can form a uniform film of 5 μm on the surface of quartz glass, the entire surface is coated on the photocatalyst-containing layer on the quartz glass transparent support, and this is applied by a mercury lamp to 30 mW / cm.²Were exposed for 10 seconds to obtain a microlens array having a diameter of 40 μm, a height of 10 μm, and an aspect ratio of 0.25.
[0084]
Example 4
(Vapor deposition)
On the quartz glass transparent support, the photocatalyst containing layer described in Example 1 was applied by a spin coating method to form a transparent layer having a thickness of 0.1 μm.
[0085]
30 mW / cm with a mercury lamp on a photocatalyst-containing layer on a quartz glass transparent support through a negative photomask for producing a microlens array in which a circular pattern with an opening diameter of 40 μm is applied at a pitch of 50 μm.²Pattern exposure for 30 seconds at an illuminance of.
[0086]
As a result, in the photocatalyst-containing layer on the quartz glass transparent support, patterns with different wettability were formed in the exposed and unexposed areas.
[0087]
UV-curable monomer (bifunctional acrylate monomer: Nippon Kayaku KAYARADPEG400DA) 1000 g, curing initiator (Ciba Specialty Chemicals Darocur 1173) 50 g, thermal polymerization inhibitor (Pure Chemical MEHQ) 50 g were mixed and stirred for 3 minutes. . In the vapor film forming apparatus shown in FIG. 2, the obtained mixed liquid was heated to 140 ° C., and vapor film formation was performed on the photocatalyst-containing layer on the above quartz glass transparent support for 2 minutes. The liquid mixture adhered only to a circular pattern portion having a diameter of 40 μm, resulting in a lens shape. This is 30 mW / cm with a mercury lamp.²Were exposed for 10 seconds at an illuminance of 4 μm, a microlens array having a diameter of 40 μm, a height of 20 μm, and an aspect ratio of 0.5 was obtained.
[0088]
Example 5
(Vapor deposition + Ultrasound)
On the quartz glass transparent support, the photocatalyst containing layer described in Example 1 was applied by a spin coating method to form a transparent layer having a thickness of 0.2 μm.
[0089]
70 mW / cm with a mercury lamp on a photocatalyst containing layer on a quartz glass transparent support through a negative photomask for producing a microlens array in which a circular pattern with an opening diameter of 40 μm is applied at a pitch of 50 μm.²Pattern exposure for 30 seconds at an illuminance of.
[0090]
As a result, in the photocatalyst-containing layer on the quartz glass transparent support, patterns with different wettability were formed in the exposed and unexposed areas.
[0091]
1000 g of UV curable monomer (PO-modified glycerin triacrylate: beam set 720 manufactured by Arakawa Chemical Industries), 50 g of curing initiator (Darocur 1173 manufactured by Ciba Specialty Chemicals), and 50 g of thermal polymerization inhibitor (MEHQ manufactured by Pure Chemical) were mixed. Stir for minutes. In the vapor film forming apparatus shown in FIG. 2, the obtained mixed liquid was heated to 140 ° C., and a vapor film was formed on the photocatalyst containing layer on the quartz glass transparent support for 2 minutes. Since this mixed liquid has a low surface energy, particulate monomers adhered to the entire surface regardless of the exposure pattern. When an ultrasonic wave of 40 kHz was added to this with a Branson ultrasonic transmitter (S7040-12), the mixed solution gathered only in the exposed portion (circular pattern portion having a diameter of 40 μm) to form a lens shape. This is 30 mW / cm with a mercury lamp.²Were exposed for 10 seconds at an illuminance of 40 μm, a microlens array having a diameter of 40 μm, a height of 17 μm, and an aspect ratio of 0,425 was obtained.
[0092]
Example 6
(Vapor film formation, initiator first method)
On the quartz glass transparent support, the photocatalyst containing layer described in Example 1 was applied by a spin coating method to form a transparent layer having a thickness of 0.2 μm.
[0093]
70 mW / cm with a mercury lamp on a photocatalyst containing layer on a quartz glass transparent support through a negative photomask for producing a microlens array in which a circular pattern with an opening diameter of 40 μm is applied at a pitch of 50 μm.²Pattern exposure for 30 seconds at an illuminance of.
[0094]
As a result, in the photocatalyst-containing layer on the quartz glass transparent support, patterns with different wettability were formed in the exposed and unexposed areas.
[0095]
When a curing initiator (Darocur 1173 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) was applied on the photocatalyst-containing layer on which the patterns having different wettability were formed with a dip coater at a speed of 0.02 mm / sec, an exposed portion (diameter) It adhered only to a 40 μm circular pattern portion).
[0096]
1000 g of an ultraviolet curable monomer (PO-modified glycerin triacrylate: Beam Set 720 manufactured by Arakawa Chemical Industries) and 50 g of a thermal polymerization inhibitor (MEHQ manufactured by Junsei Kagaku) were mixed and stirred for 3 minutes. In the vapor film forming apparatus shown in FIG. 2, the obtained mixed liquid was heated to 140 ° C., and vapor film formation was performed for 3 minutes on the photocatalyst-containing layer having the above-mentioned curing initiator attached on the pattern. Regardless of the exposure pattern, particulate monomer adhered to the entire surface.
[0097]
This is 30 mW / cm with a mercury lamp.²After being exposed for 10 seconds at an illuminance of, and then washed with water, the unexposed monomer was washed away to obtain a microlens array having a diameter of 40 μm, a height of 20 μm, and an aspect ratio of 0.5.
[0098]
Example 7
(Scattering plate: vapor deposition, metal deposition)
On the quartz glass transparent support, the photocatalyst containing layer described in Example 1 was applied by a spin coating method to form a transparent layer having a thickness of 0.2 m.
[0099]
70 mW / cm by a mercury lamp on a photocatalyst containing layer on a quartz glass transparent support through a negative photomask for producing a microlens array in which a circular pattern with an opening diameter of 100 μm is applied at a pitch of 110 μm.²Pattern exposure for 30 seconds at an illuminance of.
[0100]
As a result, in the photocatalyst-containing layer on the quartz glass transparent support, patterns with different wettability were formed in the exposed and unexposed areas.
[0101]
UV-curable monomer (bifunctional acrylate monomer: Nippon Kayaku KAYARADPEG400DA) 1000 g, curing initiator (Ciba Specialty Chemicals Darocur 1173) 50 g, thermal polymerization inhibitor (Pure Chemical MEHQ) 50 g were mixed and stirred for 3 minutes. . In the vapor film forming apparatus shown in FIG. 2, the obtained mixed liquid was heated to 140 ° C., and vapor film formation was performed on the photocatalyst containing layer on the above quartz glass transparent support for 5 minutes. The mixed solution adhered. This is 30 mW / cm with a mercury lamp.²Was exposed to light and cured for 10 seconds.
[0102]
When aluminum was vacuum-deposited at a thickness of 5000 angstroms on the entire surface of the photocatalyst-containing layer on which the ultraviolet curable resin layer was formed, an optical scattering plate having a protrusion shape with an aspect ratio of 0.4 was obtained.
[0103]
Comparative Example 1
(Spin coat)
The photocatalyst-containing layer described in Example 1 was applied on a quartz glass transparent support by a spin coating method to form a transparent layer having a thickness of 0.2 μm.
[0104]
A photocatalyst containing layer on a quartz glass transparent support is passed through a negative photomask for producing a microlens array in which a circular pattern with an opening diameter of 40 μm is applied at a pitch of 50 μm for 30 seconds at an illuminance of 70 mW / cm 2 with a mercury lamp. The pattern was exposed.
[0105]
As a result, in the photocatalyst-containing layer on the quartz glass transparent support, patterns with different wettability were formed in the exposed and unexposed areas.
[0106]
1000 g of an ultraviolet curable monomer (bifunctional acrylate monomer: KAYARADPEG400DA manufactured by Nippon Kayaku) and 50 g of a curing initiator (Darocur 1173 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) were mixed and stirred for 3 minutes. When the entire surface of the obtained mixed solution was applied at 500 rpm with a spin coater, the mixed solution adhered only to the exposed portion (circular pattern portion having a diameter of 40 μm). When this was exposed with a mercury lamp at an illuminance of 30 mW / cm 2 for 10 seconds, it had a diameter of 40 μm, a height of 50000 angstroms, and an aspect ratio of 0.0125.
[0107]
In addition, when the above monomer was applied onto the photocatalyst-containing layer at a speed of 500 rpm or less during spin coating, a film having a uniform thickness was formed on the entire surface.
[0108]
Comparative Example 2
(Blade coat)
On the quartz glass transparent support, the photocatalyst containing layer described in Example 1 was applied by a spin coating method to form a transparent layer having a thickness of 0.2 μm.
[0109]
A photocatalyst containing layer on a quartz glass transparent support is passed through a negative photomask for producing a microlens array in which a circular pattern with an opening diameter of 40 μm is applied at a pitch of 50 μm for 30 seconds at an illuminance of 70 mW / cm 2 with a mercury lamp. The pattern was exposed.
[0110]
As a result, in the photocatalyst-containing layer on the quartz glass transparent support, patterns with different wettability were formed in the exposed and unexposed areas.
[0111]
1000 g of an ultraviolet curable monomer (bifunctional acrylate monomer: KAYARADPEG400DA manufactured by Nippon Kayaku) and 50 g of a curing initiator (Darocur 1173 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) were mixed and stirred for 3 minutes. When the entire surface of the obtained liquid mixture was coated on the photocatalyst-containing layer on the quartz glass transparent support with a blade coater at a gap of 1 μm, the liquid mixture was applied only to the exposed portion (circular pattern portion having a diameter of 40 μm). Attached. When this was subjected to pattern exposure with a mercury lamp at an illuminance of 30 mW / cm 2 for 10 seconds, the diameter was 40 μm, the height was 8000 angstroms, and the aspect ratio was 0.02.
[0112]
Further, when the blade was coated, the above monomer was applied onto the above photocatalyst containing layer with a gap of 1 μm or more, and a film having a uniform thickness was formed on the entire surface.
[0113]
Comparative Example 3
(Dip coat)
On the quartz glass transparent support, the photocatalyst containing layer described in Example 1 was applied by a spin coating method to form a transparent layer having a thickness of 0.1 μm.
[0114]
A photocatalyst containing layer on a quartz glass transparent support is passed through a negative photomask for producing a microlens array in which a circular pattern with an opening diameter of 40 μm is applied at a pitch of 50 μm for 30 seconds with a mercury lamp at an illuminance of 30 mW / cm 2. The pattern was exposed.
[0115]
As a result, in the photocatalyst-containing layer on the quartz glass transparent support, patterns with different wettability were formed in the exposed and unexposed areas.
[0116]
1000 g of an ultraviolet curable monomer (bifunctional acrylate monomer: KAYARADPEG400DA manufactured by Nippon Kayaku) and 50 g of a curing initiator (Darocur 1173 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) were mixed and stirred for 3 minutes. When the obtained mixed liquid was applied on the photocatalyst containing layer on the quartz glass transparent support at a speed of 0.1 mm / s with a dip coater, the mixed liquid was found only on the exposed portion (circular pattern portion having a diameter of 40 μm). When this was deposited and exposed for 10 seconds at an illuminance of 30 mW / cm 2 with a mercury lamp, the diameter was 40 μm, the height was 1 μm, and the aspect ratio was 0.025.
[0117]
Further, when the above monomer was applied onto the photocatalyst-containing layer at a speed exceeding 0.1 mm / s during dip coating, a film having a uniform thickness was formed on the entire surface.
[0118]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an optical element having a high aspect ratio and a method capable of manufacturing such an optical element efficiently and in large quantities in a large area with a simple process. Use of such a microlens having a high aspect ratio is useful for increasing the viewing angle of a liquid crystal display and increasing the light collection efficiency of a CCD.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining an example of a spray coating method in the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a vapor deposition method in the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a case where an optical element is manufactured by applying vibration in the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of adjustment of an aspect ratio of a microlens according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a method for replicating an optical element.
[Explanation of symbols]
1 Support
2 Composition for forming microlenses
2 'Composition for forming a microlens attached to a low surface energy portion
3 Photocatalyst containing layer
3 'modified photocatalyst containing layer
4 Spray coater
5 Microlens forming composition mist
6 UV curing monomer
7 Heating heater
8 Monomer vapor
9 Cooling water
10 traps
11 Vacuum pump
12 Optical element master
13 Metal mold
14 Transfer drum
15 UV curable resin tank
16 UV irradiation equipment
17 Duplicator
18 Film support
19 Cutting instrument

Claims

光触媒含有層上にアスペクト比が０．１〜０．５である凸レンズ形状物が形成されていることを特徴とする、光学素子。 An optical element, wherein a convex lens-shaped object having an aspect ratio of 0.1 to 0.5 is formed on a photocatalyst-containing layer.

前記光触媒含有層が、光触媒とバインダーを含有するものであって、光の照射によって前記光触媒含有層の濡れ性が変化した部位上に前記光学素子が形成されたものである、請求項１に記載の光学素子。 The said photocatalyst containing layer contains a photocatalyst and a binder, Comprising: The said optical element is formed on the site | part where the wettability of the said photocatalyst containing layer changed by irradiation of light. Optical elements.

前記光学素子が、マイクロレンズである、請求項１に記載の光学素子。 The optical element according to claim 1, wherein the optical element is a microlens.

前記光学素子が、凸レンズ形状物の表面に金属層を設けることにより、光線を反射する素子としたものである、請求項１に記載の光学素子 The optical element according to claim 1, wherein the optical element is an element that reflects light rays by providing a metal layer on a surface of a convex lens-shaped object.

前記光触媒含有層が、透明支持体上に形成されている、請求項１に記載の光学素子。 The optical element according to claim 1, wherein the photocatalyst-containing layer is formed on a transparent support.

請求項１に記載の光学素子がアレイ状に配置されてなる、光学素子アレイ。 An optical element array comprising the optical elements according to claim 1 arranged in an array.

濡れ性の違いによるパターンの特定の濡れ性を有する部位に光学素子を形成するための材料を含む液体を蒸気成膜法によって付着させる工程と、
前記光学素子を形成するための材料を含む液体を硬化させて光学素子を形成する工程、
とを含むことを特徴とする、光学素子の製造方法であって、
前記濡れ性の違いによるパターンの形成を、光触媒含有層に光照射を行うことによって行うことを特徴とする光学素子の製造方法。Attaching a liquid containing a material for forming an optical element to a portion having a specific wettability of a pattern due to a difference in wettability by a vapor film formation method;
Curing the liquid containing the material for forming the optical element to form the optical element;
A method for manufacturing an optical element , comprising:
A method for producing an optical element, wherein the pattern formation due to the difference in wettability is performed by irradiating the photocatalyst containing layer with light .

濡れ性の違いによるパターンの特定の濡れ性を有する部位に重合開始剤を付着させる工程と、
前記パターンを有する表面の全面に光学素子を形成するための材料を含む液体をスプレーコート法によって付着させる工程と、
前記光学素子を形成するための材料を含む液体を硬化させて光学素子を形成する工程、
とを含むことを特徴とする、光学素子の製造方法であって、
前記濡れ性の違いによるパターンの形成を、光触媒含有層に光照射を行うことによって行うことを特徴とする光学素子の製造方法。A step of attaching a polymerization initiator to a site having a specific wettability of a pattern due to a difference in wettability;
Attaching a liquid containing a material for forming an optical element over the entire surface having the pattern by a spray coating method;
Curing the liquid containing the material for forming the optical element to form the optical element;
A method for manufacturing an optical element , comprising:
A method for producing an optical element, wherein the pattern formation due to the difference in wettability is performed by irradiating the photocatalyst containing layer with light .

濡れ性の違いによるパターンの特定の濡れ性を有する部位に重合開始剤を付着させる工程と、
前記パターンを有する表面の全面に光学素子を形成するための材料を含む液体を蒸気成膜法によって付着させる工程と、
前記光学素子を形成するための材料を含む液体を硬化させて光学素子を形成する工程、
とを含むことを特徴とする、光学素子の製造方法であって、
前記濡れ性の違いによるパターンの形成を、光触媒含有層に光照射を行うことによって行うことを特徴とする光学素子の製造方法。A step of attaching a polymerization initiator to a site having a specific wettability of a pattern due to a difference in wettability;
Attaching a liquid containing a material for forming an optical element over the entire surface having the pattern by a vapor deposition method;
Curing the liquid containing the material for forming the optical element to form the optical element;
A method for manufacturing an optical element , comprising:
A method for producing an optical element, wherein the pattern formation due to the difference in wettability is performed by irradiating the photocatalyst containing layer with light .

前記重合開始剤が、紫外線硬化樹脂用のものであって、前記光学素子を形成するための材料が、紫外線硬化樹脂である、請求項８または９に記載の光学素子の製造方法。 The method for producing an optical element according to claim 8 or 9, wherein the polymerization initiator is for an ultraviolet curable resin, and a material for forming the optical element is an ultraviolet curable resin.

前記光学素子がマイクロレンズである、請求項７〜９のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。 The manufacturing method of the optical element of any one of Claims 7-9 whose said optical element is a micro lens.

請求項７〜９のいずれか１項に記載の光学素子を形成後、その光学素子の表面に反射層を設けて、光線を反射する素子を製造する、光学素子の製造方法。 A method for manufacturing an optical element, wherein after forming the optical element according to any one of claims 7 to 9, a reflective layer is provided on the surface of the optical element to manufacture an element that reflects light rays.

請求項７〜９のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法であって、前記濡れ性の違いによるパターンの形成を、光触媒含有層に光照射を行うことによって行い、さらに前記光照射により濡れ性が変化した部位上に、前記光学素子を形成するための材料を含む液体を付着させる方法であり、前記光学素子が、アスペクト比０．１〜０．５である凸レンズ形状物がアレイ状に配置されてなるものである、光学素子アレイの製造方法。 It is a manufacturing method of the optical element of any one of Claims 7-9, Comprising: Formation of the pattern by the difference in the said wettability is performed by irradiating light to a photocatalyst content layer, Furthermore, by the said light irradiation This is a method in which a liquid containing a material for forming the optical element is attached onto a portion where the wettability has changed, and the optical element has an array of convex lens shapes having an aspect ratio of 0.1 to 0.5. A method for manufacturing an optical element array, which is arranged in the above.

前記スプレーコート法が、光学素子を形成するための材料を含む液体を加圧することにより射出して微粒化させて前記濡れ性の違いによるパターンを有する表面に付着させる方法、または静電スプレー法である、請求項８に記載の光学素子の製造方法。 The spray coating method is a method in which a liquid containing a material for forming an optical element is pressurized to be injected and atomized to adhere to a surface having a pattern due to the difference in wettability, or an electrostatic spray method. The manufacturing method of the optical element of Claim 8 which exists.

前記濡れ性の違いによるパターンが形成された表面の全面に光学素子を形成するための材料を含む液体を付着させた後、前記液体の硬化前に前記表面に、振動を加えることにより、前記表面の特定の濡れ性を有する部位のみに前記液体を集める工程を含む、請求項７に記載の光学素子の製造方法。 After attaching a liquid containing a material for forming an optical element to the entire surface on which the pattern due to the difference in wettability is formed, applying vibration to the surface before curing the liquid, the surface The method for manufacturing an optical element according to claim 7, further comprising collecting the liquid only in a portion having the specific wettability.

前記振動が、超音波発生装置によって発生されるものである、請求項１５に記載の光学素子の製造方法。 The method of manufacturing an optical element according to claim 15, wherein the vibration is generated by an ultrasonic generator.

前記反射層が、金属蒸着法またはコーティング法により形成した、アルミニウム層である、請求項１２に記載の光学素子の製造方法。 The method for producing an optical element according to claim 12, wherein the reflective layer is an aluminum layer formed by a metal vapor deposition method or a coating method.

請求項７〜９のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法によって製造した光学素子を、原版として複製することにより、光学素子を製造する方法。 The method to manufacture an optical element by replicating the optical element manufactured by the manufacturing method of the optical element of any one of Claims 7-9 as an original plate.

濡れ性の違いによるパターンの特定の濡れ性を有する部位に光学素子を形成するための材料を含む液体をスプレーコート法によって付着させる工程と、
前記光学素子を形成するための材料を含む液体を硬化させて光学素子を形成する工程、とを含む光学素子の製造方法であって、
前記濡れ性の違いによるパターンの形成を、光触媒含有層に光照射を行うことによって行い、さらに前記光照射により濡れ性が変化した部位上に、前記光学素子を形成するための材料を含む液体を付着させる方法であり、前記光学素子が、アスペクト比０．１〜０．５である凸レンズ形状物がアレイ状に配置されてなるものである、光学素子アレイの製造方法。A step of attaching a liquid containing a material for forming an optical element to a portion having a specific wettability of a pattern due to a difference in wettability by a spray coating method;
Curing a liquid containing a material for forming the optical element to form the optical element, and a method of manufacturing the optical element,
Formation of the pattern due to the difference in wettability is performed by irradiating the photocatalyst-containing layer with light, and a liquid containing a material for forming the optical element is formed on a portion where wettability has changed due to the light irradiation. A method for manufacturing an optical element array, wherein the optical elements are formed by arranging convex lens-shaped objects having an aspect ratio of 0.1 to 0.5 in an array.

請求項１９に記載の光学素子アレイの製造方法によって製造した光学素子アレイを、原版として複製することにより、光学素子アレイを製造する方法。 A method for producing an optical element array by duplicating an optical element array produced by the method for producing an optical element array according to claim 19 as an original.