【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光することで粘着性が変化し基材への密着力が変化する性質を利用して、黒色に着色された粘着性を有する紫外線硬化型樹脂層からなる遮光層を形成したマイクロレンズアレイシートに関する。この遮光性を有するマイクロレンズアレイシートは、液晶プロジェクター等に用いられる背面投射型スクリーンに好適に用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶プロジェクター等に用いられる背面投射型スクリーンとして、フレネルレンズシートと組み合わせて用いられる凸シリンドリカルレンズは１次元的に並設されてなるレンチキュラーシートが主流であり、遮光層を形成するパターンは、シリンドリカルレンズの非集光部に相当するストライプ状のパターン（ブラック・ストライプ［ＢＳ］という）である。
【０００３】
画素数の多い高精細な映像を視覚する上で、レンチキュラーシートの凸シリンドリカルレンズピッチをファイン化することも行われており、それに伴い遮光パターン（ＢＳ）もファインピッチ化が行われる。高精細な遮光パターンを実現するには、解像度の高い、精細なパターンで転移可能な転写層を実現する必要がある。
【０００４】
すなわち、レンチキュラーシートのレンズ部とは反対側の平坦面に遮光層を形成するにあたっては前記平坦面に感光層（感光することで粘着性が消失するような既知の材料）を全面に形成した後レンズ側より露光することで、集光部分にあたる部分の感光層を変性させ、非集光部にあたる粘着性の残る部分に、インキやトナーを付着させたり、あるいは転写層を転移させるなどの手法（所謂、レンズ自身によるセルフアライメントと呼ばれる公知の手法）により正確な位置に遮光層を形成する上で好ましく実施されている。（特開平９−１２０１０２号公報などに例示されている）特に、上記転写形成法による遮光層を形成するパターンは遮光層やパターン輪郭の鮮明性に優れている。
【０００５】
一方、液晶プロジェクター等に用いられる背面投射型スクリーンとして、レンチキュラーシートに代えて、単位凸レンズが２次元的にマトリクス状に配列されてなる構成のマイクロレンズシートを採用した場合、遮光パターンは、スポット状の単位凸レンズの集光部を除いたパターンとなる。
【０００６】
視覚される表示映像のコントラストを向上させるためには、レンズアレイ部とは反対側（観察者側）の平坦部に、各単位レンズによる非集光部にあたる個所に遮光層（ブラック・マトリクス「ＢＭ」という）を形成することが好適であり、慣用的に行われている。
【０００７】
微少な単位レンズがファインピッチに２次元的にマトリクス状に配列されてなる構成のマイクロレンズシートにおいても、映像を高いコントラストで視覚する上では、高い遮光率でパターンを形成することが好ましいが、微少なスポットである単位凸レンズの集光部を除いたパターンとする必要があるが、レンチキュラーシートを用いたストライプ状の遮光層を形成する場合に比較して、より一層、解像度の高い、精細なパターンで転移可能な転写層からなる遮光層を形成できる技術が求められていた。
【０００８】
レンチキュラーを用いたレンズには、ブラックストライプ（ＢＳ）、ブラックマトリクス（ＢＭ）のような遮光パターンを形成するが、従来の形成方法である感光性の樹脂の粘着性を利用しインキやトナーを付着させる方法が好ましく実施されていたが、ＢＳのファインピッチ化やＢＭのようなマトリクス状な場合、特に転写法において、転写箔のインキ層の切れ性が悪く剥離方向に対する方向性が発生し、剥離時の尾引きやギザツキ現象が起こり精細なパターンが形成できないという問題がある。またこの方法の場合、感光層である感材と転写箔の二つの材料が必要でありコスト的にも高いという問題があった。ファインピッチ化した場合レンズの集光を利用したセルフアライメント法であるためレンズによる集光位置の精度が重要である。しかしながら感光層の厚みが通常は１０μｍ以上あることからレンズ支持体であるフィルムの厚みが制限されてしまい製造時の歩留まりを悪くする原因であった。
【０００９】
また、これを解決する方法としてインキプルーフ法をもちいたＢＭ製造方法があげられるが、この方法であると感光層の厚みが１０μ以下にすることができることから、フィルムの制限が受けにくく、また解像度が優れておることから有用な方法である。しかしながらＢＭ本来の目的である遮光性、画像のコントラストはＢＭ層の透過濃度に依存し、従来の１層構成（レンズ／基材／黒色感光層）であると硬化性のコントロールをするために感材／着色層の比率において着色剤量を多く分布させることが難しく充分な遮光性を有するための透過濃度を得ることが難しかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の技術的背景を考慮してなされたものであって、１００μ以下の高精細なパターンに高い遮光率で、所定の位置に高精度かつ高濃度な遮光層を形成した、使用する部材を減らすことのできる、より安価なマイクロレンズシートを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、透明な支持体の一方の面にマイクロレンズが形成され、反対面に、透光性の感光性層もしくは熱可塑性樹脂層と、黒色に着色された粘着性を有する紫外線硬化型樹脂層と、保護フィルム層とがこの順に積層されてなるマイクロレンズアレイシートのレンズ面側から、紫外線を照射することにより、マイクロレンズにより集光した部分に対応する前記紫外線硬化型樹脂層を硬化させて、該集光部の硬化樹脂層を前記保護フィルム層に転移させ、該保護フィルム層を剥離することにより、前記集光部の硬化樹脂層を透光性の感光性層もしくは熱可塑性樹脂層から剥離し、一方、透光性の感光性層に密着して残る非集光部に対応する前記紫外線硬化型樹脂層からなる遮光パターンを形成する方法により得られることを特徴とする遮光層を有するマイクロレンズアレイシートである。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のマイクロレンズアレイシートにおいて、前記集光部の硬化樹脂層を保護フィルム層に転移させ、該保護フィルム層を剥離することにより、集光部の硬化樹脂層が、透光性の感光性層の破断剥離により剥離することを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載のマイクロレンズアレイシートにおいて、前記透光性の感光性層の膜厚が０．１〜５μｍであり、黒色に着色された粘着性を有する紫外線硬化型樹脂層の膜厚が０．１〜１０μｍであることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロレンズアレイシートにおいて、前記透光性の感光性層が、光重合性化合物と有機重合体との混合物からなることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロレンズアレイシートにおいて、前記黒色に着色された粘着性を有する紫外線硬化型樹脂層が、紫外線硬化型樹脂と有機重合体との混合物からなることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項４または５記載のマイクロレンズアレイシートにおいて、前記有機重合体が、熱可塑性樹脂からなることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に係る発明は、請求項４記載のマイクロレンズアレイシートにおいて、前記有機重合体と光重合性化合物との重量比が４０：６０〜９０：１０の範囲を満たすこと特徴とする。
【００１８】
請求項８に係る発明は、請求項５のいずれか１項に記載のマイクロレンズアレイシートにおいて、前記有機重合体と紫外線硬化型樹脂層との重量比が４０：６０〜９０：１０の範囲を満たすこと特徴とする。
【００１９】
請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載のマイクロレンズシートにおいて、前記マイクロレンズの単位レンズが、１００μ以下のピッチで２次元的にマトリクスが状に配列されている、紫外線または電離照射線硬化型樹脂の反応硬化物からなることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０に係る発明は、請求項１〜９のいずれか１項にマイクロレンズアレイシートにおいて、前記マイクロレンズとして、シリンドリカルレンズが並設されている、紫外線または電離照射線硬化型樹脂の反応硬化物なるレンチキュラーレンズを用いたことを特徴とする。
【００２１】
請求項１１に係る発明は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のマイクロレンズアレイシートにおいて、前記透明な支持体の片面もしくは両面に、コロナ処理あるいは易接着処理のいずれか一方もしくは両方の処理が施されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項１２に係る発明は、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のマイクロレンズアレイシートにおいて、前記保護フィルムの表面にコロナ処理、易接着処理、離型処理のいずれかの処理が施されていることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい一実施例としての実施形態を説明する。
図１は、本発明の遮光層を有するマイクロレンズアレイシートの一例を示した模式斜視図である。図に示すように、レンズ面反対側表面の各単位レンズによる非集光部にあたる箇所に遮光部を形成したものの波線で切られた右側はレンズアレイ部のみを取り除いた状態を示したものである。基材４の片面にプロジェクターからの入射光を各方向へ屈折させて拡げる機能を持つ複数のマイクロレンズアレイ部１が形成されており、レンズアレイ部内には必要に応じて、フィラー、離型剤、帯電防止剤がそれぞれ分散させることもできる。基材４のレンズ面とは反対側の表面には、マイクロレンズアレイ部１側から平行光を入光した際の、各単位レンズによる集光部３以外の非集光部にあたる箇所に、遮光部層２を形成したものである。
【００２４】
本発明で用いられるマイクロレンズアレイシートとしては、図２に示すように下記のものが使用できる。
本発明のマイクロレンズアレイシートの一例を示す図であり、（ａ）はマイクロレンズアレイシートの断面図である。（ｂ）はマイクロレンズアレイシートにおいて、単位レンズが碁盤目状のマトリクス配列である場合の平面図である。（ｃ）はマイクロレンズアレイシートにおいて、単位レンズがデルタ配列である場合の平面図である。（ｄ）は本発明のレンズ配列がハニカム配列のマイクロレンズアレイシートの平面図である。
【００２５】
遮光層を形成するために基材４の一方の面にマイクロレンズ形成する。マイクロレンズの製造にあたっては、成型用スタンパを作製した上で、２Ｐ法（Ｐｈｏｔｏ−Ｐｏｌｙｍｅｒ法）による成型が採用される。
【００２６】
上記スタンパは、マイクロレンスシートの逆型（すなわち、単位レンズ部が凹部となる表面形状）であり、金属層の表面に機械的に前記凹部を彫る。（あるいは化学的に腐食する）などの手法やレーザー加工で前記凹部を彫るなどの手法が用いられる。
【００２７】
何れの手法においても、単位レンズの曲面の形状を正確に加工することが必要であることは言うまでもなく、精細度に応じて選択される。
【００２８】
透明樹脂フィルム基材４の少なくとも片面に、単位レンズ１が２次元的にマトリクス状に配列されている、紫外線または電離放射線硬化型樹脂の反応硬化物からなるマイクロレンズアレイ部を構成してなるマイクロレンズアレイシートである。前記マイクロレンズアレイ部は、非球面形状もしくは球面形状の曲面を持つ単位レンズを含み、単位レンズの配列ピッチが１００μ以下であることを特徴とするものである。
【００２９】
前記単位レンズの配列が、碁盤目状もしくはデルタ配列またはハニカム配列のマトリクス配列をなしている。
【００３０】
前記マイクロレンズアレイ部は、該反応硬化物と近似の屈折率を有するフィラー、離型剤及び帯電防止剤等を含有することができる。
【００３１】
本発明における遮光層を形成する方法としては、図３に示すように、基材６上と保護フィルム９の間に、透光性の感光性層７と黒色に着色された粘着性を有する感光性樹脂８が塗布及びラミネートする（図３（ａ）参照）。レンズ面より感光することにより、黒色に着色された感光性層８の集光部分が硬化し、非集光部分が未硬化になるようなパターンが形成される（図３（ｂ）参照）。この状態で、保護フィルム９を剥離すると、黒色感光層８の保護フィルム９への密着力より透光性の感光性層７の凝集力が小さいため、感光性層７で破断破壊され保護フィルム９に転移する。また、未硬化部分は透光性の感光性層７との密着力が保護フィルム９より大きいため、黒色感光層８が保護フィルム９と界面剥離し、透光性の感光性層７に残ることにより遮光パターン１１を形成することができる（図３（ｃ）参照）。
【００３２】
本発明のレンズシートに用いられる基材６の具体例としては、ポリエステル、ポリプロピレン、セロハン、ポリカーボネート、酢酸セルロース、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ナイロン、ポリイミド、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー等のプラスチックフィルムが挙げられる。またそれらの基材の表面には、感光性樹脂の密着性を調整するために、片面もしくは両面に、コロナ処理、易接着処理が施されていることが望ましい。
【００３３】
マイクロレンズアレイシートに塗布及びラミネートするものとしては、透明な感光層及び黒色に着色された粘着性を有する紫外線感光性樹脂材料であるが特に限定されるものではない。例えば、
（１）モノマー、オリゴマー及びもしくはプレポリマーの光重合性化合物
（２）必要に応じて光重合性のない熱可塑性樹脂
（３）活性光線によって活性化される光重合開始剤
（４）黒色の顔料もくは染料
からなり必要に応じて熱重合禁止剤を含有する。
【００３４】
本発明に使用できる光重合化合物としては、例えば、（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、カルビトール（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、スチレン、アクリロニトリル、Ｎ−ビニルピロリドン、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１．４−ブタンジオールジアクリレート、１．６−ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメリロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、フェノールのアルキレンオキサイド付加体の（メタ）アクリレート等の低分子量の光重合化合物、あるいはエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、アルキッドアクリレート、石油樹脂のアクリレート変性体、不飽和ポリエステル等の高分子量の光重合化合物である。これらの１種または２種以上の混合物が使用される。
【００３５】
有機重合体結合体としては、熱可塑性でかつ光重合性化合物と相溶性に優れた光重合性を有しないポリマーが仕様できる。例えポリ塩化ビニル、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリビニルエーテル、ポリビニルアセタール、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポアミド樹脂、ジアクリルフタレート、エチレン酢酸ビニル、スチレン樹脂、エポキシアクリル樹脂等が挙げられる。
【００３６】
これらの有機重合結合体と光重合化合物とは基材への密着性、剥離性、重合時の粘着力調整を考慮すると混合が好ましく、最適なＢＭ形成性を得るためには４０：６０〜９０：１０が良好である。
【００３７】
光重合開始剤としては、可視光部における吸収の少ないものがより好ましいが、例えばベンゾフェノン、４．４−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４．−メトキシ−４−ジメチルアミノベンゾフェノン、２−エチルアントラキノン、フェナントラキノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等の従来より知られている光重合開始剤の１種または２種以上が使用できる。
【００３８】
また、熱重合禁止剤としては、Ｐ−メトキシフェノール、ハイドロキノン、ｔ−ブチルカテコール、ヒロガノール、ビリジン、アリールホスファイト等が必要に応じて使用できる。
【００３９】
透光性の感光性層６は、０．１ミクロン以下であると十分な層内破断ができなくなり、５μ以上であると破断位置が安定しないため、０．１〜１．０μが好ましい。また黒色の感光性樹脂層は膜厚が厚過ぎると保護フィルムを剥離する時に膜切れ性が悪くなってしまう。また膜厚が薄すぎると充分な黒濃度が得られないことから、膜厚が０．１μ〜１０μであることが好ましい。
【００４０】
また、保護フィルム剥離時の膜切れ性を調整するために感光性樹脂内にフィラーを添加することが好ましく、シリカ、ガラスビーズ、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、各種粘度等の無機粉末また架橋重合体樹枝微粉末等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００４１】
保護フィルム９として用いられるフィルムの具体例としては、ポリエステル、ポリプロピレン、セロハン、ポリカーボネート、酢酸セルロース、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ナイロン、ポリイミド、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー等のプラスチックフィルムが挙げられる。またそれらの基材の表面には、紫外線露光時の感光性樹脂の密着性を調整するために、片面もしくは両面に、コロナ処理、帯電防止処理、易接着処理、離型処理が施されていることが好ましい。
【００４２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
【００４３】
＜実施例１＞
１）下記の組成からなる透明な感光層溶液を調整した。
ポリマーとしてポリエステル（バイロン３００東洋坊製固形分３０％）２０部、、モノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート（新中村化学製）４部、開始剤として２−ヒドロキシ−２−メチル−プロピオフェン（メルク社製）１部を高速ディスパーにて攪拌混合し作製した。
２）下記の組成からなる黒色な感光層溶液を調整した。
ポリマーとしてポリエステル（バイロン３００東洋坊製固形分３０％）２０部、モノマーとしてテトラエチレングリコールジアクリレート（新中村化学製）１部、モノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート（新中村化学製）３部、開始剤として２−ヒドロキシ−２−メチル−プロピオフェン（メルク社製）１部、顔料として三菱カーボンＭＡ７１部を高速ディスパーにて攪拌混合シ作製した。
以上の透明層溶液をレンズシートのレンズ面との反対面ワイヤーバーにて１μ塗工し、更に黒色の感光層溶液をワイヤーバーにて５μ塗工積層した。また塗工面には保護フィルムとしてＰＥＴフィルム２５μをラミネートした
【００４４】
＜比較例２＞
下記の組成からなる黒色な感光層溶液を調整した。
ポリマーとしてポリエステル（バイロン３００東洋坊製固形分３０％）２０部、モノマーとしてテトラエチレングリコールジアクリレート（新中村化学製）１部、モノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート（新中村化学製）３部、開始剤として２−ヒドロキシ−２−メチル−プロピオフェン（メルク社製）１部、顔料として三菱カーボンＭＡ７１部を高速ディスパーにて攪拌混合シ作製した。
以上の黒色の感光層溶液をワイヤーバーにて５μ塗工した。また塗工面には保護フィルムとしてＰＥＴフィルム２５μをラミネートした
【００４５】
＜ＢＭ形成及び濃度測定＞
以上の実施例と比較例のサンプルをＵＶ露光機にてレンズ面より適性露光し、それぞれ保護フィルムを剥離しＢＭ形成した後、１ドット当たりの透過濃度を測定した。その結果、実施例 １のサンプルの透過濃度は、２．４０であり、一方、比較例１のサンプルの透過濃度は、１．３５であった。このことから、本発明における遮光層の濃度が高く、精度の高いＢＭが形成できることを確認した。
【００４６】
【発明の効果】
本発明により、１００μ以下の解像度の高い、精細なパターンからなる高い遮光率で、所定の位置に高精度かつ高濃度な遮光層を形成した、使用する部材を減らすことのできる、より安価なマイクロレンズシートを提供することができる。本発明の遮光層を有するマイクロレンズアレイシートは、フレネルレンズシートと組み合わせて水平視野角、垂直視野角が共に広く、高解像度の背面投射型スクリーンの光学部品として好適に使用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の遮光層を有するマイクロレンズアレイシートの一例を示した模式斜視図である。
【図２】本発明で用いられるマイクロレンズアレイシートの一例を示したものであり、（ａ）は、マイクロレンズアレイシートの断面図である。（ｂ）は、レンズ配列が碁盤目状配列のマイクロレンズアレイシートの平面図である。（ｃ）は、レンズ配列がデルタ配列のマイクロレンズアレイシートの平面図である。（ｄ）は、レンズ配列がハニカム配列のマイクロレンズアレイシートの平面図である。
【図３】本発明の遮光層を有するマイクロレンズアレイシートのその遮光性を形成する方法の一例について説明するための説明図であり、（ａ）は、片面にマイクロレンズアレイを形成し、紫外線感光樹脂及び保護フィルムを積層する工程である。（ｂ）は、紫外線感光性樹脂層にマイクロレンズアレイ側よりＵＶを照射し、紫外線感光樹脂層に感光パターンと非感光パターンを形成する工程である。（ｃ）は、保護フィルムを剥離する工程である。
【符号の説明】
１、５・・・マイクロレンズ
２・・・遮光層透明感光性樹脂層
３・・・開口部黒色感光性樹脂層
４、６・・・基材
７・・・透光性の感光層
８・・・黒色に着色された紫外線硬化型樹脂層
９・・・保護フィルム
１０・・・紫外線照射装置
１１・・・非感光パターン部
１２・・・感光パターン部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention utilizes a property in which the adhesiveness to a substrate changes when exposed to light, and a light-shielding layer formed of a UV-curable resin layer having an adhesive property that is colored black is formed on the microscopic layer. It relates to a lens array sheet. This microlens array sheet having a light shielding property is suitably used for a rear projection screen used for a liquid crystal projector or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a rear projection screen used in a liquid crystal projector or the like, a convex cylindrical lens used in combination with a Fresnel lens sheet is mainly a lenticular sheet that is one-dimensionally arranged side by side, and a pattern forming a light shielding layer is: This is a stripe pattern (referred to as black stripe [BS]) corresponding to the non-light-collecting portion of the cylindrical lens.
[0003]
In order to view a high-definition image having a large number of pixels, the convex cylindrical lens pitch of the lenticular sheet is also made fine, and accordingly, the light-shielding pattern (BS) is also made fine. In order to realize a high-definition light-shielding pattern, it is necessary to realize a transfer layer capable of transferring a high-resolution fine pattern.
[0004]
That is, when forming a light-shielding layer on the flat surface opposite to the lens portion of the lenticular sheet, a photosensitive layer (a known material whose adhesiveness is lost by exposure to light) is formed on the entire flat surface. Exposure from the lens side denatures the photosensitive layer, which is the light-collecting area, and applies ink or toner to the non-light-collecting area, which is still sticky, or transfers the transfer layer ( This is preferable in that a light-shielding layer is formed at an accurate position by a so-called self-alignment method using a lens itself (a known method). In particular, the pattern for forming the light-shielding layer by the above-described transfer forming method is excellent in the sharpness of the light-shielding layer and the pattern outline (as exemplified in JP-A-9-120102).
[0005]
On the other hand, as a rear projection screen used in a liquid crystal projector or the like, when a microlens sheet having a configuration in which unit convex lenses are two-dimensionally arranged in a matrix is adopted instead of a lenticular sheet, the light-shielding pattern is spot-shaped. Is a pattern excluding the light condensing part of the unit convex lens.
[0006]
In order to improve the contrast of a displayed image to be viewed, a light-shielding layer (black matrix “BM”) is provided on a flat portion opposite to the lens array portion (observer side), at a portion corresponding to a non-light-collecting portion of each unit lens. Is preferred and is customarily practiced.
[0007]
Even in a microlens sheet in which minute unit lenses are two-dimensionally arranged in a matrix at a fine pitch, it is preferable to form a pattern with a high light blocking ratio in order to view an image with high contrast. Although it is necessary to form a pattern excluding the condensing portion of the unit convex lens which is a minute spot, compared to the case of forming a stripe-shaped light-shielding layer using a lenticular sheet, the resolution is higher and the resolution is higher. There has been a demand for a technique capable of forming a light-shielding layer composed of a transfer layer that can be transferred in a pattern.
[0008]
A lenticular lens is formed with a light-shielding pattern such as a black stripe (BS) or a black matrix (BM) on the lens, but ink or toner is applied using the adhesiveness of a photosensitive resin, which is a conventional forming method. However, in the case of a fine pitch of BS or a matrix such as BM, especially in the transfer method, the cut property of the ink layer of the transfer foil is poor and the directionality in the peel direction occurs, and the peeling is performed. There is a problem that a fine pattern cannot be formed due to a tailing or a jagged phenomenon at the time. In addition, in this method, two materials, that is, a photosensitive material serving as a photosensitive layer and a transfer foil are required, and there is a problem that the cost is high. In the case of fine pitch, since the self-alignment method uses the light condensing of the lens, the accuracy of the light condensing position by the lens is important. However, since the thickness of the photosensitive layer is usually 10 μm or more, the thickness of the film as the lens support is limited, which is a cause of lowering the production yield.
[0009]
As a method for solving this problem, there is a BM manufacturing method using an ink proof method. However, in this method, the thickness of the photosensitive layer can be reduced to 10 μ or less, so that the film is hardly restricted and the resolution is reduced. Is a useful method because it is excellent. However, the light shielding property and the image contrast, which are the original purposes of the BM, depend on the transmission density of the BM layer. In the case of the conventional one-layer configuration (lens / substrate / black photosensitive layer), it is difficult to control the curability. It was difficult to distribute a large amount of the colorant in the ratio of the material / colored layer, and it was difficult to obtain a transmission density for having a sufficient light-shielding property.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in consideration of the above technical background, and has a high-precision and high-density light-shielding layer formed at a predetermined position with a high light-shielding rate on a high-definition pattern of 100 μ or less. It is an object of the present invention to provide an inexpensive microlens sheet that can reduce the number of members to be formed.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized in that a microlens is formed on one surface of a transparent support, and a light-transmitting photosensitive layer or a thermoplastic resin layer is formed on the other surface. The ultraviolet light-curable resin layer having a colored adhesive and a protective film layer are laminated in this order from the lens surface side of the microlens array sheet, by irradiating ultraviolet rays, the portion focused by the microlens By curing the ultraviolet-curable resin layer corresponding to the above, the cured resin layer of the light-collecting portion is transferred to the protective film layer, and the protective film layer is peeled off to form a cured resin layer of the light-collecting portion. A light-shielding pattern formed of the ultraviolet-curable resin layer corresponding to a non-light-collecting portion remaining in close contact with the light-transmitting photosensitive layer is formed by peeling off the light-transmitting photosensitive layer or the thermoplastic resin layer. Method A microlens array sheet having a light-shielding layer, characterized in that more obtained.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the microlens array sheet according to the first aspect, the cured resin layer of the light-collecting portion is transferred to a protective film layer, and the protective film layer is peeled off. The cured resin layer is separated by peeling of the light-transmitting photosensitive layer by breaking.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the microlens array sheet according to the first or second aspect, the light-transmitting photosensitive layer has a thickness of 0.1 to 5 μm and has black colored adhesiveness. The film thickness of the ultraviolet curable resin layer is 0.1 to 10 μm.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the microlens array sheet according to any one of the first to third aspects, the translucent photosensitive layer is made of a mixture of a photopolymerizable compound and an organic polymer. It is characterized by the following.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in the microlens array sheet according to any one of the first to third aspects, the black-colored tacky ultraviolet-curable resin layer is formed of an ultraviolet-curable resin and an organic resin. It is characterized by comprising a mixture with a polymer.
[0016]
The invention according to claim 6 is the microlens array sheet according to claim 4 or 5, wherein the organic polymer is made of a thermoplastic resin.
[0017]
The invention according to claim 7 is the microlens array sheet according to claim 4, wherein the weight ratio of the organic polymer and the photopolymerizable compound satisfies a range of 40:60 to 90:10.
[0018]
According to an eighth aspect of the present invention, in the microlens array sheet according to any one of the fifth to fifth aspects, the weight ratio of the organic polymer to the ultraviolet-curable resin layer is in a range of 40:60 to 90:10. The feature is to satisfy.
[0019]
The invention according to claim 9 is the microlens sheet according to any one of claims 1 to 8, wherein the unit lenses of the microlens are two-dimensionally arranged in a matrix at a pitch of 100 µ or less. Or a reaction cured product of an ultraviolet ray or an ionizing radiation curable resin.
[0020]
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a microlens array sheet according to any one of the first to ninth aspects, wherein the microlens is provided with a cylindrical lens as a side-by-side reaction curable resin of an ultraviolet or ionizing radiation curable resin. A characteristic lenticular lens is used.
[0021]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the microlens array sheet according to any one of the first to tenth aspects, one or both of corona treatment and easy adhesion treatment is performed on one or both surfaces of the transparent support. Is performed.
[0022]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the microlens array sheet according to any one of the first to eleventh aspects, the surface of the protective film is subjected to any one of a corona treatment, an easy adhesion treatment, and a release treatment. It is characterized by having been done.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment as a preferred example of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a microlens array sheet having a light-shielding layer of the present invention. As shown in the figure, a light-shielding portion is formed at a position corresponding to a non-light-collecting portion of each unit lens on the surface opposite to the lens surface, but the right side cut off by a wavy line shows a state where only the lens array portion is removed. . A plurality of microlens array units 1 having a function of refracting and expanding incident light from a projector in each direction and formed on one surface of a base material 4, and a filler and a release agent are provided in the lens array unit as necessary. Alternatively, an antistatic agent can be dispersed. On the surface opposite to the lens surface of the base material 4, light is shielded at a portion corresponding to a non-light-collecting portion other than the light-collecting portion 3 by each unit lens when parallel light enters from the microlens array portion 1 side. This is one in which the part layer 2 is formed.
[0024]
As the microlens array sheet used in the present invention, the following can be used as shown in FIG.
It is a figure showing an example of a micro lens array sheet of the present invention, and (a) is a sectional view of a micro lens array sheet. FIG. 4B is a plan view of the microlens array sheet when the unit lenses are arranged in a grid pattern. (C) is a plan view in a case where the unit lenses have a delta arrangement in the microlens array sheet. (D) is a plan view of the microlens array sheet of the present invention in which the lens arrangement is a honeycomb arrangement.
[0025]
A microlens is formed on one surface of the substrate 4 to form a light shielding layer. In manufacturing a microlens, after forming a molding stamper, molding by a 2P method (Photo-Polymer method) is employed.
[0026]
The stamper is a reverse type of a microlens sheet (that is, a surface shape in which a unit lens portion is a concave portion), and the concave portion is mechanically carved on the surface of a metal layer. (Or chemically corrodes) or a method such as engraving the concave portion by laser processing.
[0027]
In any method, it is needless to say that the shape of the curved surface of the unit lens needs to be accurately processed, and it is selected according to the definition.
[0028]
At least one surface of the transparent resin film substrate 4 has a microlens array portion formed of a reaction-cured product of an ultraviolet or ionizing radiation-curable resin in which the unit lenses 1 are two-dimensionally arranged in a matrix. It is a lens array sheet. The microlens array section includes a unit lens having an aspherical or spherical curved surface, and the arrangement pitch of the unit lenses is 100 μ or less.
[0029]
The arrangement of the unit lenses forms a matrix arrangement of a grid pattern, a delta arrangement, or a honeycomb arrangement.
[0030]
The microlens array portion may contain a filler having a refractive index similar to that of the reaction cured product, a release agent, an antistatic agent, and the like.
[0031]
As shown in FIG. 3, a method for forming a light-shielding layer in the present invention includes a light-transmitting photosensitive layer 7 and a black-colored light-sensitive layer between a substrate 6 and a protective film 9. The conductive resin 8 is applied and laminated (see FIG. 3A). When the photosensitive layer 8 is exposed to light from the lens surface, a pattern is formed in which the light-collecting portion of the photosensitive layer 8 colored black is cured and the non-light-collecting portion is uncured (see FIG. 3B). In this state, when the protective film 9 is peeled off, the cohesive force of the light-transmitting photosensitive layer 7 is smaller than the adhesion of the black photosensitive layer 8 to the protective film 9. Transfer to In addition, since the uncured portion has a greater adhesive force with the light-transmitting photosensitive layer 7 than the protective film 9, the black photosensitive layer 8 is peeled off at the interface with the protective film 9 and remains on the light-transmitting photosensitive layer 7. Thus, the light-shielding pattern 11 can be formed (see FIG. 3C).
[0032]
Specific examples of the substrate 6 used in the lens sheet of the present invention include plastic films such as polyester, polypropylene, cellophane, polycarbonate, cellulose acetate, polyethylene, polyvinyl chloride, polystyrene, nylon, polyimide, polyvinylidene chloride, and ionomer. No. In addition, it is desirable that one or both surfaces be subjected to a corona treatment or an easy adhesion treatment in order to adjust the adhesion of the photosensitive resin to the surface of the base material.
[0033]
The material to be applied and laminated on the microlens array sheet is a transparent photosensitive layer and a black colored adhesive UV-sensitive resin material, but is not particularly limited. For example,
(1) Photopolymerizable compound of monomer, oligomer and / or prepolymer (2) Thermoplastic resin having no photopolymerizability as required (3) Photopolymerization initiator activated by actinic rays (4) Black pigment Or a dye, and optionally contains a thermal polymerization inhibitor.
[0034]
Examples of the photopolymerizable compound that can be used in the present invention include (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, and carbitol (meth). Acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, N-methylol (meth) ) Acrylamide, styrene, acrylonitrile, N-vinylpyrrolidone, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol di (meth A) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, butylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1.4-butanediol diacrylate, 1.6-hexanediol (meth) acrylate, pentaerythritol Low molecular weight photopolymerizable compounds such as diacrylate, pentaerythritol triacrylate, trimellilol propane triacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, alkylene oxide adduct of phenol (meth) acrylate, or epoxy acrylate, urethane acrylate, polyester acrylate, High molecular weight photopolymerizable compounds such as alkyd acrylates, modified acrylates of petroleum resins, and unsaturated polyesters. One or a mixture of two or more of these is used.
[0035]
As the organic polymer conjugate, a polymer which is thermoplastic and has excellent compatibility with the photopolymerizable compound and has no photopolymerizability can be used. For example, polyvinyl chloride, poly (meth) acrylic acid, poly (meth) acrylate, polyvinyl ether, polyvinyl acetal, urethane resin, epoxy resin, poamide resin, diacryl phthalate, ethylene vinyl acetate, styrene resin, epoxy acrylic resin, etc. Is mentioned.
[0036]
The organic polymer conjugate and the photopolymerizable compound are preferably mixed in consideration of the adhesion to the substrate, the releasability, and the adjustment of the adhesive force during the polymerization. : 10 is good.
[0037]
As the photopolymerization initiator, those having less absorption in the visible light portion are more preferable. For example, benzophenone, 4.4-bis (diethylamino) benzophenone, and 4. One or more conventionally known photopolymerization initiators such as -methoxy-4-dimethylaminobenzophenone, 2-ethylanthraquinone, phenanthraquinone, benzoin, benzoin methyl ether and benzoin phenyl ether can be used. .
[0038]
Further, as the thermal polymerization inhibitor, P-methoxyphenol, hydroquinone, t-butylcatechol, hiroganol, pyridine, aryl phosphite and the like can be used as necessary.
[0039]
When the translucent photosensitive layer 6 has a thickness of 0.1 μm or less, sufficient in-layer rupture cannot be performed, and a rupture position of 5 μm or more is not stable. On the other hand, if the thickness of the black photosensitive resin layer is too large, the film-cutting property becomes poor when the protective film is peeled off. If the film thickness is too small, a sufficient black density cannot be obtained, so that the film thickness is preferably 0.1 μm to 10 μm.
[0040]
In addition, it is preferable to add a filler in the photosensitive resin in order to adjust the film breaking property when the protective film is peeled off, and inorganic powders such as silica, glass beads, titanium oxide, calcium carbonate, aluminum oxide, and various viscosities or crosslinked. Examples include polymer tree fine powder, but are not particularly limited.
[0041]
Specific examples of the film used as the protective film 9 include plastic films such as polyester, polypropylene, cellophane, polycarbonate, cellulose acetate, polyethylene, polyvinyl chloride, polystyrene, nylon, polyimide, polyvinylidene chloride, and ionomer. In addition, on the surface of these substrates, one or both surfaces are subjected to a corona treatment, an antistatic treatment, an easy adhesion treatment, and a release treatment in order to adjust the adhesiveness of the photosensitive resin at the time of ultraviolet exposure. Is preferred.
[0042]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be specifically described.
[0043]
<Example 1>
1) A transparent photosensitive layer solution having the following composition was prepared.
20 parts of polyester (30% solid content manufactured by Byron 300 Toyobo) as a polymer, 4 parts of trimethylolpropane triacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical) as a monomer, 2-hydroxy-2-methyl-propiophen (manufactured by Merck) as an initiator 1) was stirred and mixed with a high-speed disper to produce 1 part.
2) A black photosensitive layer solution having the following composition was prepared.
20 parts of polyester (Byron 300 manufactured by Toyobo, 30% solid content) as polymer, 1 part of tetraethylene glycol diacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical) as monomer, 3 parts of trimethylolpropane triacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical) as monomer 1 part of 2-hydroxy-2-methyl-propiophen (manufactured by Merck) as an agent and 71 parts of Mitsubishi Carbon MA as a pigment were mixed with a high-speed disper to produce a mixture.
The above transparent layer solution was applied with a wire bar of 1 μm on the surface opposite to the lens surface of the lens sheet, and a black photosensitive layer solution was further applied with a wire bar of 5 μm and laminated. On the coated surface, a PET film 25 μ was laminated as a protective film.
<Comparative Example 2>
A black photosensitive layer solution having the following composition was prepared.
20 parts of polyester (Byron 300 manufactured by Toyobo, 30% solid content) as polymer, 1 part of tetraethylene glycol diacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical) as monomer, 3 parts of trimethylolpropane triacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical) as monomer 1 part of 2-hydroxy-2-methyl-propiophen (manufactured by Merck) as an agent and 71 parts of Mitsubishi Carbon MA as a pigment were mixed with a high-speed disper to produce a mixture.
The above black photosensitive layer solution was coated with 5 μm using a wire bar. On the coated surface, a 25 μm PET film was laminated as a protective film.
<BM formation and concentration measurement>
The samples of the above Examples and Comparative Examples were appropriately exposed from the lens surface using a UV exposure device, and after removing the protective films to form BMs, the transmission density per dot was measured. As a result, the transmission density of the sample of Example 1 was 2.40, while the transmission density of the sample of Comparative Example 1 was 1.35. From this, it was confirmed that the concentration of the light-shielding layer in the present invention was high, and a highly accurate BM could be formed.
[0046]
【The invention's effect】
According to the present invention, a high-precision and high-density light-shielding layer is formed at a predetermined position with a high light-shielding rate composed of a fine pattern with a resolution of 100 μ or less, and the number of members to be used can be reduced. A lens sheet can be provided. The microlens array sheet having the light-shielding layer of the present invention has a wide horizontal viewing angle and a wide vertical viewing angle in combination with a Fresnel lens sheet, and is suitably used as an optical component of a high-resolution rear projection screen.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a microlens array sheet having a light-shielding layer of the present invention.
FIG. 2 shows an example of a microlens array sheet used in the present invention, and (a) is a cross-sectional view of the microlens array sheet. (B) is a plan view of a microlens array sheet in which the lens arrangement is a grid pattern. (C) is a plan view of a microlens array sheet in which the lens arrangement is a delta arrangement. (D) is a plan view of a microlens array sheet in which the lens arrangement is a honeycomb arrangement.
FIG. 3 is an explanatory view for explaining an example of a method of forming a light-shielding property of a microlens array sheet having a light-shielding layer according to the present invention, wherein (a) shows a microlens array formed on one side and ultraviolet light; This is a step of laminating a photosensitive resin and a protective film. (B) is a step of irradiating the UV-sensitive resin layer with UV from the microlens array side to form a photosensitive pattern and a non-photosensitive pattern on the UV-sensitive resin layer. (C) is a step of removing the protective film.
[Explanation of symbols]
1, 5 ... microlens 2 ... light-shielding layer transparent photosensitive resin layer 3 ... opening black photosensitive resin layer 4, 6 ... base material 7 ... translucent photosensitive layer 8. ..Ultraviolet curable resin layer 9 colored black ... Protective film 10 ... Ultraviolet irradiation device 11 ... Non-photosensitive pattern portion 12 ... Photosensitive pattern portion