マイクロレンズフィルム及びその製造方法
【課題】マイクロレンズの球径及び突出高さが揃い、レンズ間の密度も高く、光拡散機能を向上させ、輝度も向上させる。
【解決手段】球径３０〜１５０μｍの範囲から選択されたマイクロレンズの一定の球径が±２０％の誤差の範囲内にあり、少なくとも直径の３分の１以上突出するように光透過性樹脂の一面側にマイクロレンズを成形し、このマイクロレンズを光透過性樹脂の単位面積当り７５％以上の表面積を占めるように構成した。
【解決手段】球径３０〜１５０μｍの範囲から選択されたマイクロレンズの一定の球径が±２０％の誤差の範囲内にあり、少なくとも直径の３分の１以上突出するように光透過性樹脂の一面側にマイクロレンズを成形し、このマイクロレンズを光透過性樹脂の単位面積当り７５％以上の表面積を占めるように構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置のバックライトユニットに使用される光拡散用のマイクロレンズアレイ、照明器具、特にＬＥＤ照明の光拡散用としてのフィルム、太陽電池の集光フィルムなどに用いられるマイクロレンズフィルム及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロレンズフィルム（あるいはマイクロレンズアレイ）は、外径が１０〜３００μｍの円形状で突出高さが０．６〜５０μｍの凸レンズを面状に配列したものである。このようなマイクロレンズフィルムを製造するため、特許文献１（特開２００８−２７３１４９号公報）に記載のような転写成形ロールが開発された。この成形ロールは、シートに複数のマイクロレンズを転写成形するために用いられるマイクロレンズ転写成形用ロールであって、複数のマイクロレンズ成形面が、前記ロールの外周面に前記ロールの軸を中心軸とする１条の螺旋に沿って一定ピッチ間隔で配列されているものである。そして、このような成形ロールの製造は、ロール素材をそのロール素材の軸を中心に回転させるロール回転工程と、先端刃先形状が円弧状の工具を前記ロール素材の軸方向へ移動させる工具移動工程と、前記工具を前記ロール素材に対して一定周期で進退させる工具進退工程とを備え、前記ロール回転工程、前記工具移動工程、および、前記工具進退工程を制御しながら、複数のマイクロレンズ成形面を、前記ロール素材の外周面に前記ロール素材の軸を中心軸とする１条の螺旋に沿って一定ピッチ間隔で切削加工することにより行なうものである。
【０００３】
特許文献１の転写成形ロールでは、マイクロレンズ成形面（半球状の溝）の直径を１００μｍ未満、さらには５０μｍ以下とし、１ｃｍ２当り１万個以上の溝を成形することは、切削加工では困難であるとともに、精密な加工をしようと加工時間が長くなり、切削工具も精度の高いものが要求され、高コストになってしまっていた。
【０００４】
マイクロレンズフィルム上に成形される半球状の突起、すなわちマイクロレンズの径は小さくかつ大きさを揃える（±２０％）とともに、密度高く配列され、外観がきれいであることが、輝度を向上させ、光拡散機能を高め、モアレ現象やマダラの発生を防止するのに有効である。
【０００５】
特許文献１の転写成形ロールで成形されるマイクロレンズフィルムの欠点を解消すべく、特許文献２（特開２００９−１１３３１１号公報）に記載のものが開発された。この製造方法は、ガラスから成る基板にレンズ形状決定用粒子（直径１１μｍのシリカビーズ）の自己組織化現象を利用して前記レンズ形状決定用粒子からなる粒子膜を形成する工程と、シリコンウェハーから成る基板に樹脂層を形成する工程と、粒子膜が形成された基板（ガラス）と樹脂層が形成された基板（シリコンウェハー）を対向させ所定の圧力でプレスする工程と、プレス後に基板と基板を剥離する工程と、レンズ形状決定用粒子をプレスすることにより生成された穴を有する基板（シリコンウェハー）をモールドとしてマイクロレンズアレイを製造する工程とを含むものである。ここでいう「自己組織化現象」とは、粒子の分散液（シリカ微粒子をエタノールに分散させ、０．５ｗｔ％のシリカ微粒子エタノール分散液）を基板（ガラス）に塗布後、液媒が乾燥する際に微粒子間に生じる毛管力を駆動力として粒子が密にパッキングする現象である、と説明されている。シリカウェハーの基板には生成された穴が存在し、この基板をモールドとして利用する際、剥離処理を行った後に樹脂を穴とその面に注入して硬化させ、硬化後に樹脂を剥がしてマイクロレンズアレイを得る。
【０００６】
液晶パネルディスプレイ（ＬＣＤ）に使用されるマイクロレンズフィルムでは、単位面積当りのマイクロレンズ間の隙間が少ないほど、換言すればレンズ充填率が高いほど、光拡散が向上し、輝度が上昇する。上記特許文献２のように、直径１１μｍのシリカビーズが、「自己組織化現象」により、隙間なく密集するのであれば、シリコンウェハーから成るモールド（基板）の穴は密に配列され、このモールドで成形されたマイクロレンズフィルムのレンズ間の隙間も少なく、レンズ間が密に配列され、光拡散機能も向上し、輝度も上昇したものを得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２７３１４９号公報
【特許文献２】特開２００９−１１３３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に開示された技術では、溶媒乾燥後の微粒子の突出具合が一定するかどうかにより、モールドの穴の深さが一定するかどうかが決まるが、微粒子の大きさや重さが違う場合に、粒子膜形成後の微粒子の突出比率の差が生じないかどうかも判然としない。溶媒の乾燥をコントロールすることで、粒子膜形成の状態をコントロールできるのかどうかも不明である。したがって、モールドの穴の深さを所望の深さにコントロールできるとは考えられず、マイクロレンズフィルムの表面粗度も一定せず、モアレなどの発生のおそれがあると思われる。
【０００９】
また、特許文献２のものでは、長尺状のモールドあるいはローラに巻き付けられるような可撓性を有するモールドを製造することができず、そのため長尺状のマイクロレンズフィルムも製造できないものであった。そのために、十分なコストダウンを図れなかった。
【００１０】
そこで、本発明は、マイクロレンズの球径及び突出高さが揃い、レンズ間の密度も高く、光拡散機能を向上させ、輝度も上昇させたマイクロレンズフィルムを提供するとともに、このようなマイクロレンズフィルムを安価かつ容易に製造することのできる製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するため、本発明に係るマイクロレンズフィルムは、球径３０〜１５０μｍの範囲から選択されたマイクロレンズの一定の球径が±２０％の誤差の範囲内にあり、少なくとも直径の３分の１以上突出するように光透過性樹脂の一面側にマイクロレンズを成形し、このマイクロレンズを光透過性樹脂の単位面積当り７５％以上の表面積を占めるように構成したものである。
【００１２】
本発明に係るマイクロレンズフィルムの製造方法は、少なくとも上面に熱軟化性樹脂を有する小球支持シートを加熱軟化させた状態でその上面に球径３０〜２１０μｍから選択された一定の球径の小球を密に散布して軟化した樹脂層に球径の４０〜６０％埋め込み、前記小球支持シートの表面積に占める小球の表面積の割合を７５％以上となるようにする工程と、この小球支持シートの露出する小球を樹脂材料で被覆して硬化させることにより小球が固着された固着層を形成する工程と、その後小球支持シートを小球から剥がして、小球が転写された穴を有するモールドシートを作製する工程と、このモールドシートの穴形成側に光透過性樹脂を供給し、光透過性樹脂の硬化後にモールドシートから剥離して光透過性樹脂の一面側にモールドシートの穴で成形されるマイクロレンズを備えたマイクロレンズフィルムを得るものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のマイクロレンズフィルムによれば、球径３０〜１５０μｍの範囲から選択されたマイクロレンズの一定の球径が±２０％の誤差の範囲内にあり、少なくとも直径の３分の１以上突出するように光透過性樹脂の一面側にマイクロレンズを成形し、このマイクロレンズを光透過性樹脂の単位面積当り７５％以上の表面積を占めるように構成したので、マイクロレンズの間の密度が高く、光拡散機能が向上し、精度も上昇した。
【００１４】
本発明のマイクロレンズフィルムの製造方法によれば、少なくとも上面に熱軟化性樹脂を有する小球支持シートを加熱軟化させた状態でその上面に球径３０〜２１０μｍから選択された一定の球径の小球を密に散布して軟化した樹脂層に球径の４０〜６０％埋め込み、前記小球支持シートの表面積に占める小球の表面積の割合を７５％以上となるようにする工程と、この小球支持シートの露出する小球を樹脂材料で被覆して硬化させることにより小球が固着された固着層を形成する工程と、その後小球支持シートを小球から剥がして、小球が転写された穴を有するモールドシートを作製する工程と、このモールドシートの穴形成側に光透過性樹脂を供給し、光透過性樹脂の硬化後にモールドシートから剥離して光透過性樹脂の一面側にモールドシートの穴で成形されるマイクロレンズを備えたマイクロレンズフィルムを得る工程とを有するので、精密なマイクロレンズフィルムを安価に得ることができ、しかもモールドシートを長尺にすることも、可撓性を利用してローラに巻き付けることもできるため、長尺のマイクロレンズフィルムを製造でき、製造コストも安くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態のマイクロレンズフィルムの断面図。
【図２】図１のマイクロレンズフィルムの顕微鏡写真。
【図３】小球を支持した小球支持シートの拡大断面図。
【図４】小球支持シートに形成された固着層にベース層を熱プレスする状態の説明図。
【図５】図４で形成された積層物の小球支持シートを小球を残して剥離する状態の説明図。
【図６】モールドシートの断面図。
【図７】図６のモールドシートの顕微鏡写真。
【図８】他の例のモールドシートの断面図。
【図９】図８のモールドシートの顕微鏡写真。
【図１０】小球散布工程を示す図。
【図１１】小球散布直後の図。
【図１２】乾燥機通過の後に未固着の小球を落とし、固着された小球をブラシでクリーニングする工程を示す図。
【図１３】図８、９のモールドシートから成型されたマイクロレンズフィルムの顕微鏡写真。
【図１４】実施例２で得られたマイクロレンズフィルムの顕微鏡写真。
【図１５】実施例３で得られたモールドシートの顕微鏡写真。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の好適な実施形態について、図面を参照にして説明する。
【００１７】
図１に示すマイクロレンズフィルムの拡大断面図では、球径（直径）３０〜１５０μｍの範囲から選択された一定の球径が±２０％の誤差の範囲内にあり、少なくとも直径の３分の１以上突出するように光透過性樹脂１の一面側にマイクロレンズ２を成形し、光透過性樹脂１の下側には光透過性の基材３を設けてある。また、マイクロレンズ２の球径は、４９μｍ（誤差±２０％）とし、基材３としては、厚さ１８８μｍのポリエステルのフィルムを用いた。また、マイクロレンズ２と光透過性樹脂１とは、紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）を硬化させて形成した。全体の厚さを２８５μｍとした。
【００１８】
図２は、顕微鏡で拡大したマイクロフィルムレンズの顕微鏡写真であり、マイクロレンズ２は、光透過性樹脂１の単位面積当り７５％以上の表面積を占めるように高密度で配列されている。球径６０〜８０μｍのマイクロレンズ２が形成される場合、１ｃｍ２当り、２３，０００〜２８，０００個のマイクロレンズ２が配列されている。前記光透過性樹脂１として用いるＵＶ硬化樹脂としては、アクリル、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ、シリコンの各ＵＶ樹脂の使用が可能である。特にアクリルＵＶ樹脂が、黄変しないので好適に使用することができる。また、ＵＶ硬化樹脂を用いずに、熱可塑性樹脂を光透過性樹脂１として使用することもでき、アクリル、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ、シリコンの各熱可塑性樹脂の使用が好適である。
【００１９】
図３は、球径３０〜２１０μｍのうち球径４９μｍ（±２０％）の小球２０を上面に熱軟化性樹脂層１０Ｂ（第２フィルム）を有する小球支持シート１０の加熱軟化された上面に密に散布して半球前後、すなわち球径の４０〜６０％を埋め込み、小球２０の表面積が、小球支持シート１０の表面積に対して７５％以上占めるようにした状態の断面図である。小球２０としては、チタン、バリウム系ガラスの球で、密度４．１、屈折率１．９のものを用いた。小球２０としては、ガラス球の他に、スチールボール、球状アルミナ、樹脂ビーズも使用するビーズの候補になったが、スチールボールは、その最小球径が３００μｍであり、かつ高価であったので、使用するには適さず、球状アルミナは、球径が３０μｍ〜２ｍｍまであるが、粒度分布にバラつきが大きく、かつ高価であって、これも使用には適さなかった。また、樹脂ビーズも粒度分布にバラつきが多く、ナローレンジのビーズをガラス球よりも得にくく、比重も０．７と軽く、散布して小球支持シート１０の上面に半没させる作業が難しかった。
【００２０】
前記小球支持シート１０としては、ベースとしてポリエステルフィルム製の第１フィルム（ベース樹脂層）１０Ａの表面にポリエチレンフィルム製の第２フィルム、すなわち熱軟化性樹脂層１０Ｂを積層した積層フィルムを用い、熱軟化性樹脂層１０Ｂが軟化した状態で小球２０をその球径の４０〜６０％を埋め込んで仮固着した。小球支持シート１０の熱軟化性樹脂層１０Ｂが冷却して硬化した状態で、小球２０はポリエチレンフィルム（熱軟化性樹脂層１０Ｂ）に仮固着し、小球２０の頂面の高さがそろい、かつ小球２０の表面積が小球支持シート１０の表面積に占める割合を７５％以上とした小球支持シート１０が作製された。
【００２１】
図３に示すように、小球２０が仮固着された小球支持シート１０に対し、小球２０を被覆するように樹脂材料を塗布し、乾燥させて硬化させることにより小球２０を強固に固着する固着層１１を形成する。固着層１１としては、例えばポリウレタン系樹脂層１００重量部と硬化剤として変性ポリイソシアネート樹脂５重量部との配合溶液を主体とする溶液をローラで塗布し、熱風乾燥機で乾燥して、厚さ約６０μｍの固着層１１を形成する。
【００２２】
このように固着層１１で小球２０を被覆したものを、図４に示すように、一対のローラ１２間でベース層（例えばポリエステルフィルム）１３と熱プレスして、小球支持シート１０（第１フィルムと第２フィルムの２層構造）と小球２０、固着層１１、ベース層１３の積層物を巻き取る。そして、この巻き取った積層物を、３〜１０日間、５０℃の熟成室でエージングする。
【００２３】
図４に示すように形成された積層物のエージングを終えたら、図５に示すように、小球２０を固着層１１に固着させた状態で小球支持シート１０を小球２０から剥離させる。ポリエチレン製の熱軟化性樹脂層（第２フィルム）１０Ｂは、離型性に優れているため剥離も容易に行える。剥離された小球支持シート１０は、図６に示すように、片面に穴３１を有する可撓性を備えたモールドシート３０となる。多数の穴３１は、マイクロレンズ成型用となる。このモールドシート３０の顕微鏡写真を図７に示す。剥離された小球支持シート１０をモールドシート３０とする場合、穴３１の形状が小球２０の形状に忠実に再現されたものとなる。
【００２４】
前記モールドシート３０は、剥離された小球支持シート１０（小球２０が転写された穴３１を有する）としたが、図５に示す小球２０を固着したままの固着層１１とベース層１３を使用し、小球２０の露出面上に、アクリル酸アルキルエステル共重合体系樹脂１００重量部と光触媒３重量部を攪拌混合した溶液を塗布し、乾燥して厚さ約５０μｍのアクリル層３０Ｂを形成し、次いで、ポリエステルフィルム３０Ａの面と、前記アクリル層３０Ｂの面とを、貼り付け圧力４５０Ｎ／ｃｍ、ロール表面温度４０℃で貼り合せ、ラミネート直後にＵＶ照射し（約１秒）、直ちに前記アクリル層３０Ｂの面を小球２０が突出する面から剥がし、モールドシート３０を得ることができる（図８参照）。小球２０、固着層１１、ベース層１３から成る積層物（小球付積層物）は、モールドシート３０の成形用型となり、繰り返しモールドシート３０を成形することを可能にする。図９は、このモールドシート３０の顕微鏡写真を示す。
【００２５】
上記モールドシート３０にアクリル酸アルキルエステル共重合体系樹脂１００重量部と光触媒３重量部及びトルエン２０重量部を攪拌混合した溶液を塗布し、乾燥して厚さ約５０μｍのアクリル樹脂の光透過性樹脂１の層を形成した積層物を得た。次いで、基材３となるポリエステルフィルムの面とこの層の面とをロール表面温度４０℃で貼り合せた。ラミネート直後にＵＶ照射し（約１秒）、直後にモールドシート３０から剥がして図１に示すようなマイクロレンズフィルムを得た。
【００２６】
なお、特開２００８−２７３１４９号に開示されたマイクロレンズ転写成形用ロールの表面にモールドシート３０を巻きつけて装着し、このロールと押圧ロールとを対向配置し、これら両ロール間に加熱された成形シートを通過させてマイクロレンズフィルムを得ることもできる。
【００２７】
前記固着層１１としては、ＵＶ樹脂、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を使用することもできる。前記熱硬化性樹脂としては、官能基を有する樹脂、例えば、官能基を１つ又は２つ以上有する自己架橋型樹脂又は官能基を１つ以上有する樹脂と、これらの官能基と反応しうる官能基を有する硬化剤との組み合わせが好適である。なお、小球２０の転着性及び固着性向上のために、シランカップリング剤、極性基を有した比較的低分子の樹脂等を前記熱硬化性樹脂に添加してもよい。固着層１１を構成する樹脂中、前記官能基を有する樹脂と前記硬化剤との総重量は、固着層１１を構成する樹脂の重量部の５０％好ましくは７０％より多いものが好適である。前記官能基を有する樹脂としては、アクリル樹脂、フッ素樹脂、スチレン共重合体のようなビニル系共重合体、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂のような重縮合系共重合体等が挙げられる。前記官能基とは、硬化剤成分との反応に与る反応性官能基または自己架橋性の官能基を指称するものである。前記硬化剤成分との反応に与る反応性官能基としては、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、イソシアネート基、アミノ基、酸アミド基または不飽和二重結合等が挙げられる。前記自己架橋性の官能基としては、加水分解性シリル基、Ｎ−メチロールアクリルアミド基、アルキルエーテル化Ｎ−メチロールアクリルアミド基または不飽和二重結合などが挙げられる。
【００２８】
前記硬化剤としては、前記反応性官能基が水酸基、カルボキシル基、アミノ基または酸アミド基などのように、いわゆる活性水素原子を有する基の場合には、イソシアネート系硬化剤、アミノプラスト系硬化剤、ポリエポキシ化合物または酸無水物などが挙げられる。また、前記硬化剤としては、ポリアミン類や多塩基酸類などが挙げられる。また、前記硬化剤としては、前記反応性官能基がイソシアネート基の場合には、グリコール類などのような各種のポリヒドロキシ化合物などが挙げられる。
【００２９】
また、前記反応性官能基が加水分解性シリル基のような、いわゆる自己架橋性の官能基の場合には、架橋促進剤を更に用いてもよい。この架橋促進剤は、この加水分解性シリル基の加水分解用ないしは縮合用触媒である。この架橋促進剤としては、例えば、硫酸、塩酸または燐酸等の各種の酸性化合物、モノメチルアミンまたはトリエチルアミン等の各種のアミン化合物、ジ−ｎ−ブチル錫ジラウレート、ジ−ｎ−ブチル錫ジアセテートまたはジ−ｎ−ブチル錫ジオクテート等の各種の有機錫化合物等を使用できる。
【００３０】
前記固着層１１は、例えば前記小球２０を敷き詰めた小球支持シート１０上に、固着層１１を形成する樹脂の溶液を塗布し、例えば、熱風乾燥機を使用して乾燥させて得ることができる。乾燥後の固着層１１の厚みは、例えば１０〜３００μｍ、好ましくは約３０〜１００μｍである。
【００３１】
前記固着層１１とは別に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（ポリエステル）フィルム上に、ポリウレタン系樹脂１００重量部と硬化剤として変性ポリイソシアネート樹脂５重量部との配合溶液を主体とする溶液を塗布し、熱風乾燥機で乾燥して、厚さ約５０μｍのプライマー層を形成したものでベース層１３を構成し、このベース層１３のプライマー層と前記固着層１１とを接触させ、押圧して小球付積層物を作製した。上記の押圧では、小球２０の体積の４０〜６０％が固着層１１内に埋設されるよう行った。この押圧の手段として、前記固着層１１に沿わせた前記ベース層１３に、ロール表面温度８０℃の加熱ロールを通過させた。次いで、この小球付積層物を小球支持シート１０から剥がして、図５に示すものを得た。前記ベース層１３のＰＥＴ上のプライマー層は、アクリル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ウレタン系樹脂、ゴム系樹脂から形成される。
【００３２】
前記ゴム系樹脂としては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン・ブタジエンブロック共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体、ブチルゴム、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン共重合体、ポリイソブチレン、ポリビニルイソブチルエーテル、クロロプレンゴム、ニトリルゴム等の合成ゴム等が挙げられる。
【００３３】
これらのゴム系樹脂には、ロジン等の天然樹脂、変性ロジン、ロジンおよび変性ロジンの誘導体、テルペンフェノール樹脂、ポリテルペン系樹脂、テルペン変性体、脂肪族系炭化水素樹脂、シクロペンタジエン系樹脂、芳香族系石油樹脂、フェノール系樹脂、アルキルフェノール−アセチレン系樹脂、クマロン−インデン樹脂、ビニルトルエン−α−メチルスチレン共重合体等の粘着付与剤、各種可塑剤、老化防止剤、安定剤、オイル等の軟化剤、充填剤、安定剤、顔料、着色剤等を必要に応じて添加してもよい。これらは、必要に応じて２種類以上を併用して使用することもできる。
【００３４】
前記アクリル系樹脂としては、例えば、アルキル基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、オキシエチレン基、アミノ基、アミド基、カルボキシル基、ハロゲン原子、リン酸基、スルホン酸基、ウレタン基、フェニル基、ベンジル基、テトラヒドロフルフリル基等を有するアクリル系ビニルモノマーの重合体または共重合体、アクリル系ビニルモノマーと、その他の共重合可能なモノマー類との共重合体が挙げられる。
【００３５】
アルキル基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３６】
ヒドロキシル基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、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、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３７】
エポキシ基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、グリシジル（メタ）アクリレート、メチルグリシジル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３８】
アルコキシ基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、メトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシエチル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３９】
フェノキシ基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、フェノキシエチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４０】
オキシエチレン基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、ジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４１】
アミノ基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアミノエチル（メタ）アクリレート、メタクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４２】
アミド基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−メチレンビス（メタ）アクリルアミド等が挙げられる。
【００４３】
カルボキシル基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、２−メタクリロイルオキシコハク酸、２−メタクリロイルオキシエチルマレイン酸、２−メタクリロイルオキシエチルフタル酸、２−メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸等が挙げられる。
【００４４】
ハロゲン原子を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、ペンタデカフルオロオキシエチル（メタ）アクリレート、２−クロロエチル（メタ）アクリレート、２，３−ジブロモプロピル（メタ）アクリレート、トリブロモフェニル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４５】
リン酸基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、２−メタクリロイルオキシエチルジフェニルホスフェート（メタ）アクリレート、トリメタクリロイルオキシエチルホスフェート（メタ）アクリレート、トリアクリロイルオキシエチルホスフェート（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４６】
スルホン酸基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、スルホプロピル（メタ）アクリレートナトリウム、２−スルホエチル（メタ）アクリレートナトリウム、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。
【００４７】
ウレタン基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、ウレタン（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４８】
フェニル基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、フェニル（メタ）アクリレート、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル（メタ）アクリレート、ｏ―ビフェニル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４９】
ベンジル基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、ベンジル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００５０】
テトラヒドロフルフリル基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００５１】
その他の共重合可能なモノマーとしては、シラン基を有するビニルモニマー類、スチレン、クロロスチレン、α―メチルスチレン、ビニルトルエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、Ｖｅｏｖａ１０（シェル化学社製、ビニルアルキレート化合物）、アクリロニトリル、ビニルピリジン等が挙げられる。
【００５２】
シラン基を有するビニルモノマー類としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエチル）シラン、ビニルトリアセチルシラン、メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００５３】
また、その他の共重合可能なモノマーとしては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコール ジ （メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン、Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート等を用いることができる。このモノマーは、塗工適性を低下させない程度に用いることができる。
【００５４】
更に、アクリル系樹脂には、各種添加剤として、例えばロジン等の天然樹脂、変性ロジン、ロジンおよび変性ロジンの誘導体、ポリテルペン系樹脂、テルペン変性体、テルペンフェノール樹脂、脂肪族系炭化水素樹脂、シクロペンタジエン系樹脂、芳香族系石油樹脂、フェノール系樹脂、アルキルフェノール−アセチレン系樹脂、クマロン−インデン樹脂、ビニルトルエン−α―メチルスチレン共重合体等の粘着付与剤、各種可塑剤、老化防止剤、安定剤、オイル等の軟化材、充填剤、着色剤、顔料等を必要に応じて添加することができる。これらは、必要に応じて２種類以上を併用して使用することもできる。
【００５５】
上記アクリル系樹脂は、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の従来公知の方法のうち、任意の方法で重合して製造される。
【００５６】
なお、重合時のモノマー濃度は、通常３０〜７０重量％、好ましくは４０〜６０重量％程度である。
【００５７】
また、樹脂層を構成する樹脂には増粘剤、濡れ剤、レベリング剤、消泡剤等を適宜添加してもよい。前記アクリル系樹脂として官能基を有する架橋型アクリル共重合体を用いる場合には、前記官能基と反応する反応性官能基を有した硬化剤を添加するのが好ましい。また前記アクリル系樹脂として、架橋型でないアクリル共重合体を用いる場合には、適宜硬化剤を添加してもよい。
【００５８】
なお、小球付積層物（小球２０、固着層１１、ベース層１３）においては、前記樹脂製支持層は、例えば、前記樹脂の溶液を耐熱性を有する剥離材料上に塗布後、７０℃で１分間及び１００℃で２分間加熱乾燥して形成してもよい。
【００５９】
前記硬化剤としては、例えば、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、トリグリシジル−トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ビスフェノール−Ｓ−ジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、ｏ−フタル酸ジグリシジルエーテル等のエポキシ系硬化剤、トルイレンジイソシアネート、２，４−トルイレンジイソシアネートダイマー、ナフチレン−１，５−ジイソシアネート、ｏ−トルイレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス（ｐ−イソシアネートフェニル）チオホスファイト、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリイソシアネートプレポリマー等のイソシアネート系硬化剤、メラミン、尿素、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン、ステログアナミンまたはスピログアナミン等の各種のアミノ基含有化合物と、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒドまたはグリオキザール等の各種のアルデヒド系化合物とを、常法により反応させて得られる縮合物等のアミノブラスト系硬化剤、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｚｎ２＋、Ａ１３＋などを含むイオン性硬化剤（例えば酢酸亜鉛、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム等）などが挙げられる。
【００６０】
更にポリエチレン系樹脂においては、未延伸ポリプロピレン（ＰＰ）フィルムまたは低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）フィルムであるのが好ましい。
【００６１】
前記ベース層１３の厚みが、２０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲であるのが好ましい。前記固着層１１の厚みは、５μｍ以上１３０μｍ以下の範囲であるのがより好ましく、１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲であるのが更に好ましい。
【００６２】
前記小球支持シート１０と小球付積層物とが合着された状態で、６５±５％の環境下で７日間エージング処理する工程を含むのが好ましい。
【実施例１】
【００６３】
球径８０μｍ（誤差±２０％）に調整された小球２０として、比重４．１のバリウム系ガラス球を使用した。ベース樹脂層１０Ａとして厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のフィルム（第１フィルム）を用い、この上に積層された厚さ５０μｍのポリエチレンフィルム（第２フィルム）の熱軟化性樹脂層１０Ｂの表面に、球径８０μｍに調整された小球２０を、その球径の４０〜６０％が前記熱軟化性樹脂層１０Ｂ中に沈む程度に埋め込んだ。すなわち、熱軟化性樹脂層１０Ｂを１２０℃に加熱して軟化させた状態で３ｍ／分で移動させつつ、図１０に示すように小球２０を散布した。小球２０の散布は、供給ホッパー１２の供給口から小球２０を落下させて行う。供給口の短い側の幅は小球２０の球径よりも若干大きく、長い側の幅は小球支持シート１０の幅と同幅としてある。供給口から落下された小球２０は、２段にわたって設けた１８０μｍ×１８０μｍのメッシュをもつメッシュスクリーン４０、４１で落下の運動量を低減されて樹脂層１０Ｂに落下される。また、ベース樹脂層１０Ａの下面には微振動ロール４２、４３を設けて小球２０を隙間なく熱軟化性樹脂層１０Ｂに埋め込むようにし（１ｃｍ２当り２３，０００個以上）、上方にはロール４４を設けて小球２０を押し付けて均一に埋め込むようにしてある。このロール４４は、メッシュスクリーン４０、４１の後方１ｍの位置に設けられ、樹脂層１０Ｂから６０〜７０μｍのクリアランスを設けてある。小球２０を軟化させた熱軟化性樹脂層１０Ｂに散布した後、図１１に示すように乾燥機中で加熱送風し、熱軟化性樹脂層１０Ｂ中に小球２０の球径の４０〜６０％が自重で埋没されるようにする。その後、図１２に示すように、熱軟化性樹脂層１０Ｂに仮固着されなかった小球２０を落としながらブラシ１３でクリーニングし、小球２０が仮固着されたものを巻き取る。図１０の工程では、熱軟化性樹脂層１０Ｂを１２０℃（±５℃）に加熱しておくが、図１１と図１２の工程では、熱軟化性樹脂層１０Ｂは冷めて小球２０が半没された仮固着状態になっている。
【００６４】
次に別に準備したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（厚さ１００μｍ）上に、ポリウレタン系樹脂「バイロン３９００」（商品名）〔東洋紡績（株）製〕１００重量部と硬化剤として変性ポリイソシアネート樹脂「コロネートＬ」（商品名）〔日本ポリウレタン工業（株）製〕５重量部との配合溶液を主体とする溶液を塗布し、熱風乾燥機で乾燥して、厚さ約５０μｍのプライマー層をＰＥＴフィルム上に形成してベース層１３を形成した。
【００６５】
次いで、小球支持シート１０の小球仮固着層（熱軟化性樹脂層１０Ｂ）上にポリウレタン系樹脂「バイロン３９４６」（商品名）〔東洋紡績（株）製〕１００重量部と硬化剤として変性ポリイソシアネート樹脂「コロネートＬ」（商品名）〔日本ポリウレタン工業（株）製〕５重量部との配合溶液を主体とする溶液をローラで塗布し、熱風乾燥機で乾燥して、厚さ約６０μｍの固着層１１を形成した。
【００６６】
次に前記ベース層１３のプライマー層を、前記固着層１１の表面と接するように沿わせた。そしてその積層物を加熱押圧した。この押圧により、小球２０の球径の４０〜６０％、好ましくは４５〜５５％が固着層１１内に埋設されるようになる。この押圧の手段として、前記固着層１１に沿わせた前記ベース層１３を押圧するように、ロール表面温度８０℃の加熱ロールを通過させた。
【００６７】
加熱ロールを通過させた小球２０を除いた４層構造のシートに対し、５０℃（±２℃）、相対湿度６５％（±５％）の条件で７日間エージングを実施した。その後、小球支持シート１０を小球２０から剥がして、図５に示すような小球付積層物を得た。
【００６８】
上記小球付積層物にアクリル酸アルキルエステル共重合体系樹脂「ＮＫｏｒｉｇｏＵ−３２４Ａ−２０」（商品名）〔新中村化学（株）製〕１００重量部と光触媒「Ｉｒｕｇａｃｕｒｅ１８４」（商品名）〔日本チバ・ガイキ（株）製〕３重量部を攪拌混合した溶液を塗布し、乾燥して厚さ約５０μｍアクリル層３０Ｂを形成し積層物を得た。次いで、ポリエステルフィルム３０Ａ「テイジンテトロンフィルムＧ２」（商品名）〔帝人デュポンフィルム（株）製〕の面と、前記アクリル層３０Ｂの面とを、貼り付け圧力４５０Ｎ／ｃｍ、ロール表面温度４０℃で貼り合わせた。その直後に、ＵＶ照射し（約１秒）直ちに前記アクリル層３０Ｂの面を小球付積層物の樹脂面から剥がし、図８に示すようなモールドシート３０を得た。
【００６９】
上記モールドシート３０にアクリル酸アルキルエステル共重合体系樹脂「ＮＫｏｒｉｇｏＵ−４ＨＡ」（商品名）〔新中村化学（株）製〕１００重量部と光触媒「Ｉｒｕｇａｃｕｒｅ１８４」（商品名）〔日本チバ・ガイキ（株）製〕３重量部及びトルエン２０重量部を攪拌混合した溶液を塗布し、乾燥して厚さ約５０μｍのアクリル層を形成し積層物を得た。次いで、ポリエステルフィルム「コスモシャインＡ４３００」（商品名）〔東洋紡績（株）製〕の面と、ロール表面温度４０℃で貼りあわせた。その直後に、ＵＶ照射し（約１秒）直ちに前記アクリル面とモールドシート３０の樹脂面から剥がし、図１３に示すようなマイクロレンズフィルムを得た。このマイクロレンズフィルムを導光板上に積層させてバックライトユニットを得た。
【実施例２】
【００７０】
小球２０の球径６０μｍ、温度条件１１６℃（±５℃）、ライン速度３ｍ／分、ベース樹脂層１０Ａの厚さを１００μｍとし、ロール４４のクリアランスは、３０〜５０μｍとし、その他の条件は実施例１と同様とした。小球２０の散布段階で３ｍ／分のライン速度を５ｍ／分にした場合、小球２０の充填密度は低下した。３ｍ／分の場合の充填密度は８０％、５ｍ／分の場合の充填密度は７１％であった。この実施例２では、実施例１のモールドシート３０の製造の副製造品であるビーズ付着シートである固着層１１を用いて、熱プレスロールを使用し表面温度１３０℃で転写フィルムのポリエチレン層を熱軟化させながらラミネートした後剥離すれば、新たなモールドシート３０の生産が可能であり、この作業を繰り返せば１０倍量のモールドシート３０を作り出すことが可能である。この実施例２で得られたマイクロレンズフィルムは、図１４に示すとおりのものであった。
【実施例３】
【００７１】
図７に示す小球２０の固着層を用い、この固着層上の直径６０μｍの小球２０の表面を覆うように低密度ポリエチレンをＴダイ押出コーターにより、温度３０５℃で押し出して塗布し、その上に接着処理してあるポリエステルフィルムをラミネートして巻き取り、２日後に固着層から剥がしてモールドシートを得た。このモールドシートは、図１５に示すようなものであった。この方法では、固着層を傷めることがなく、そのため繰り返し精密なモールドシートを成形することができる。
【００７２】
小球２０の球径が６０μｍの場合、１ｃｍ２当り２３，０００個の充填密度とするため、図１０の装置において、１５０μｍ×１５０μｍのメッシュスクリーン４０、４１を用い、ロール４４のクリアランスを５０μｍとして落下した小球２０を均し、かつ圧力をかけて樹脂層１０Ｂに埋め込むようにする。
【００７３】
使用する小球２０の球径と成形されたモールドシート３０の穴３１（レンズ成型穴）の深さとの関係は、次の表１に示すようになった。
【００７４】
【表１】
【００７５】
上述したように製造されるモールドシート３０で成形されるマイクロレンズフィルムは、５００ｍに及ぶ長さの帯状のものを成形することもでき、マイクロレンズの大きさの種類も多数にわたり、小球付積層物（小球２０、固着層１１、ベース層１３）の存在により、これから新たなモールドシート３０をいくらでも成形することができる。精密で長尺のモールドシート３０を簡単に成型することができ、マイクロレンズフィルムの製造原価を大幅にコストダウンすることも可能となる。
【符号の説明】
【００７６】
１ 光透過性樹脂
２ マイクロレンズ
３ 基材
１０ 小球支持シート
１０Ａ ベース樹脂層（第１フィルム）
１０Ｂ 熱軟化性樹脂層（第２フィルム）
１１ 固着層
３０ モールドシート
３１ 穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置のバックライトユニットに使用される光拡散用のマイクロレンズアレイ、照明器具、特にＬＥＤ照明の光拡散用としてのフィルム、太陽電池の集光フィルムなどに用いられるマイクロレンズフィルム及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロレンズフィルム（あるいはマイクロレンズアレイ）は、外径が１０〜３００μｍの円形状で突出高さが０．６〜５０μｍの凸レンズを面状に配列したものである。このようなマイクロレンズフィルムを製造するため、特許文献１（特開２００８−２７３１４９号公報）に記載のような転写成形ロールが開発された。この成形ロールは、シートに複数のマイクロレンズを転写成形するために用いられるマイクロレンズ転写成形用ロールであって、複数のマイクロレンズ成形面が、前記ロールの外周面に前記ロールの軸を中心軸とする１条の螺旋に沿って一定ピッチ間隔で配列されているものである。そして、このような成形ロールの製造は、ロール素材をそのロール素材の軸を中心に回転させるロール回転工程と、先端刃先形状が円弧状の工具を前記ロール素材の軸方向へ移動させる工具移動工程と、前記工具を前記ロール素材に対して一定周期で進退させる工具進退工程とを備え、前記ロール回転工程、前記工具移動工程、および、前記工具進退工程を制御しながら、複数のマイクロレンズ成形面を、前記ロール素材の外周面に前記ロール素材の軸を中心軸とする１条の螺旋に沿って一定ピッチ間隔で切削加工することにより行なうものである。
【０００３】
特許文献１の転写成形ロールでは、マイクロレンズ成形面（半球状の溝）の直径を１００μｍ未満、さらには５０μｍ以下とし、１ｃｍ２当り１万個以上の溝を成形することは、切削加工では困難であるとともに、精密な加工をしようと加工時間が長くなり、切削工具も精度の高いものが要求され、高コストになってしまっていた。
【０００４】
マイクロレンズフィルム上に成形される半球状の突起、すなわちマイクロレンズの径は小さくかつ大きさを揃える（±２０％）とともに、密度高く配列され、外観がきれいであることが、輝度を向上させ、光拡散機能を高め、モアレ現象やマダラの発生を防止するのに有効である。
【０００５】
特許文献１の転写成形ロールで成形されるマイクロレンズフィルムの欠点を解消すべく、特許文献２（特開２００９−１１３３１１号公報）に記載のものが開発された。この製造方法は、ガラスから成る基板にレンズ形状決定用粒子（直径１１μｍのシリカビーズ）の自己組織化現象を利用して前記レンズ形状決定用粒子からなる粒子膜を形成する工程と、シリコンウェハーから成る基板に樹脂層を形成する工程と、粒子膜が形成された基板（ガラス）と樹脂層が形成された基板（シリコンウェハー）を対向させ所定の圧力でプレスする工程と、プレス後に基板と基板を剥離する工程と、レンズ形状決定用粒子をプレスすることにより生成された穴を有する基板（シリコンウェハー）をモールドとしてマイクロレンズアレイを製造する工程とを含むものである。ここでいう「自己組織化現象」とは、粒子の分散液（シリカ微粒子をエタノールに分散させ、０．５ｗｔ％のシリカ微粒子エタノール分散液）を基板（ガラス）に塗布後、液媒が乾燥する際に微粒子間に生じる毛管力を駆動力として粒子が密にパッキングする現象である、と説明されている。シリカウェハーの基板には生成された穴が存在し、この基板をモールドとして利用する際、剥離処理を行った後に樹脂を穴とその面に注入して硬化させ、硬化後に樹脂を剥がしてマイクロレンズアレイを得る。
【０００６】
液晶パネルディスプレイ（ＬＣＤ）に使用されるマイクロレンズフィルムでは、単位面積当りのマイクロレンズ間の隙間が少ないほど、換言すればレンズ充填率が高いほど、光拡散が向上し、輝度が上昇する。上記特許文献２のように、直径１１μｍのシリカビーズが、「自己組織化現象」により、隙間なく密集するのであれば、シリコンウェハーから成るモールド（基板）の穴は密に配列され、このモールドで成形されたマイクロレンズフィルムのレンズ間の隙間も少なく、レンズ間が密に配列され、光拡散機能も向上し、輝度も上昇したものを得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２７３１４９号公報
【特許文献２】特開２００９−１１３３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に開示された技術では、溶媒乾燥後の微粒子の突出具合が一定するかどうかにより、モールドの穴の深さが一定するかどうかが決まるが、微粒子の大きさや重さが違う場合に、粒子膜形成後の微粒子の突出比率の差が生じないかどうかも判然としない。溶媒の乾燥をコントロールすることで、粒子膜形成の状態をコントロールできるのかどうかも不明である。したがって、モールドの穴の深さを所望の深さにコントロールできるとは考えられず、マイクロレンズフィルムの表面粗度も一定せず、モアレなどの発生のおそれがあると思われる。
【０００９】
また、特許文献２のものでは、長尺状のモールドあるいはローラに巻き付けられるような可撓性を有するモールドを製造することができず、そのため長尺状のマイクロレンズフィルムも製造できないものであった。そのために、十分なコストダウンを図れなかった。
【００１０】
そこで、本発明は、マイクロレンズの球径及び突出高さが揃い、レンズ間の密度も高く、光拡散機能を向上させ、輝度も上昇させたマイクロレンズフィルムを提供するとともに、このようなマイクロレンズフィルムを安価かつ容易に製造することのできる製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するため、本発明に係るマイクロレンズフィルムは、球径３０〜１５０μｍの範囲から選択されたマイクロレンズの一定の球径が±２０％の誤差の範囲内にあり、少なくとも直径の３分の１以上突出するように光透過性樹脂の一面側にマイクロレンズを成形し、このマイクロレンズを光透過性樹脂の単位面積当り７５％以上の表面積を占めるように構成したものである。
【００１２】
本発明に係るマイクロレンズフィルムの製造方法は、少なくとも上面に熱軟化性樹脂を有する小球支持シートを加熱軟化させた状態でその上面に球径３０〜２１０μｍから選択された一定の球径の小球を密に散布して軟化した樹脂層に球径の４０〜６０％埋め込み、前記小球支持シートの表面積に占める小球の表面積の割合を７５％以上となるようにする工程と、この小球支持シートの露出する小球を樹脂材料で被覆して硬化させることにより小球が固着された固着層を形成する工程と、その後小球支持シートを小球から剥がして、小球が転写された穴を有するモールドシートを作製する工程と、このモールドシートの穴形成側に光透過性樹脂を供給し、光透過性樹脂の硬化後にモールドシートから剥離して光透過性樹脂の一面側にモールドシートの穴で成形されるマイクロレンズを備えたマイクロレンズフィルムを得るものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のマイクロレンズフィルムによれば、球径３０〜１５０μｍの範囲から選択されたマイクロレンズの一定の球径が±２０％の誤差の範囲内にあり、少なくとも直径の３分の１以上突出するように光透過性樹脂の一面側にマイクロレンズを成形し、このマイクロレンズを光透過性樹脂の単位面積当り７５％以上の表面積を占めるように構成したので、マイクロレンズの間の密度が高く、光拡散機能が向上し、精度も上昇した。
【００１４】
本発明のマイクロレンズフィルムの製造方法によれば、少なくとも上面に熱軟化性樹脂を有する小球支持シートを加熱軟化させた状態でその上面に球径３０〜２１０μｍから選択された一定の球径の小球を密に散布して軟化した樹脂層に球径の４０〜６０％埋め込み、前記小球支持シートの表面積に占める小球の表面積の割合を７５％以上となるようにする工程と、この小球支持シートの露出する小球を樹脂材料で被覆して硬化させることにより小球が固着された固着層を形成する工程と、その後小球支持シートを小球から剥がして、小球が転写された穴を有するモールドシートを作製する工程と、このモールドシートの穴形成側に光透過性樹脂を供給し、光透過性樹脂の硬化後にモールドシートから剥離して光透過性樹脂の一面側にモールドシートの穴で成形されるマイクロレンズを備えたマイクロレンズフィルムを得る工程とを有するので、精密なマイクロレンズフィルムを安価に得ることができ、しかもモールドシートを長尺にすることも、可撓性を利用してローラに巻き付けることもできるため、長尺のマイクロレンズフィルムを製造でき、製造コストも安くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態のマイクロレンズフィルムの断面図。
【図２】図１のマイクロレンズフィルムの顕微鏡写真。
【図３】小球を支持した小球支持シートの拡大断面図。
【図４】小球支持シートに形成された固着層にベース層を熱プレスする状態の説明図。
【図５】図４で形成された積層物の小球支持シートを小球を残して剥離する状態の説明図。
【図６】モールドシートの断面図。
【図７】図６のモールドシートの顕微鏡写真。
【図８】他の例のモールドシートの断面図。
【図９】図８のモールドシートの顕微鏡写真。
【図１０】小球散布工程を示す図。
【図１１】小球散布直後の図。
【図１２】乾燥機通過の後に未固着の小球を落とし、固着された小球をブラシでクリーニングする工程を示す図。
【図１３】図８、９のモールドシートから成型されたマイクロレンズフィルムの顕微鏡写真。
【図１４】実施例２で得られたマイクロレンズフィルムの顕微鏡写真。
【図１５】実施例３で得られたモールドシートの顕微鏡写真。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の好適な実施形態について、図面を参照にして説明する。
【００１７】
図１に示すマイクロレンズフィルムの拡大断面図では、球径（直径）３０〜１５０μｍの範囲から選択された一定の球径が±２０％の誤差の範囲内にあり、少なくとも直径の３分の１以上突出するように光透過性樹脂１の一面側にマイクロレンズ２を成形し、光透過性樹脂１の下側には光透過性の基材３を設けてある。また、マイクロレンズ２の球径は、４９μｍ（誤差±２０％）とし、基材３としては、厚さ１８８μｍのポリエステルのフィルムを用いた。また、マイクロレンズ２と光透過性樹脂１とは、紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）を硬化させて形成した。全体の厚さを２８５μｍとした。
【００１８】
図２は、顕微鏡で拡大したマイクロフィルムレンズの顕微鏡写真であり、マイクロレンズ２は、光透過性樹脂１の単位面積当り７５％以上の表面積を占めるように高密度で配列されている。球径６０〜８０μｍのマイクロレンズ２が形成される場合、１ｃｍ２当り、２３，０００〜２８，０００個のマイクロレンズ２が配列されている。前記光透過性樹脂１として用いるＵＶ硬化樹脂としては、アクリル、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ、シリコンの各ＵＶ樹脂の使用が可能である。特にアクリルＵＶ樹脂が、黄変しないので好適に使用することができる。また、ＵＶ硬化樹脂を用いずに、熱可塑性樹脂を光透過性樹脂１として使用することもでき、アクリル、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ、シリコンの各熱可塑性樹脂の使用が好適である。
【００１９】
図３は、球径３０〜２１０μｍのうち球径４９μｍ（±２０％）の小球２０を上面に熱軟化性樹脂層１０Ｂ（第２フィルム）を有する小球支持シート１０の加熱軟化された上面に密に散布して半球前後、すなわち球径の４０〜６０％を埋め込み、小球２０の表面積が、小球支持シート１０の表面積に対して７５％以上占めるようにした状態の断面図である。小球２０としては、チタン、バリウム系ガラスの球で、密度４．１、屈折率１．９のものを用いた。小球２０としては、ガラス球の他に、スチールボール、球状アルミナ、樹脂ビーズも使用するビーズの候補になったが、スチールボールは、その最小球径が３００μｍであり、かつ高価であったので、使用するには適さず、球状アルミナは、球径が３０μｍ〜２ｍｍまであるが、粒度分布にバラつきが大きく、かつ高価であって、これも使用には適さなかった。また、樹脂ビーズも粒度分布にバラつきが多く、ナローレンジのビーズをガラス球よりも得にくく、比重も０．７と軽く、散布して小球支持シート１０の上面に半没させる作業が難しかった。
【００２０】
前記小球支持シート１０としては、ベースとしてポリエステルフィルム製の第１フィルム（ベース樹脂層）１０Ａの表面にポリエチレンフィルム製の第２フィルム、すなわち熱軟化性樹脂層１０Ｂを積層した積層フィルムを用い、熱軟化性樹脂層１０Ｂが軟化した状態で小球２０をその球径の４０〜６０％を埋め込んで仮固着した。小球支持シート１０の熱軟化性樹脂層１０Ｂが冷却して硬化した状態で、小球２０はポリエチレンフィルム（熱軟化性樹脂層１０Ｂ）に仮固着し、小球２０の頂面の高さがそろい、かつ小球２０の表面積が小球支持シート１０の表面積に占める割合を７５％以上とした小球支持シート１０が作製された。
【００２１】
図３に示すように、小球２０が仮固着された小球支持シート１０に対し、小球２０を被覆するように樹脂材料を塗布し、乾燥させて硬化させることにより小球２０を強固に固着する固着層１１を形成する。固着層１１としては、例えばポリウレタン系樹脂層１００重量部と硬化剤として変性ポリイソシアネート樹脂５重量部との配合溶液を主体とする溶液をローラで塗布し、熱風乾燥機で乾燥して、厚さ約６０μｍの固着層１１を形成する。
【００２２】
このように固着層１１で小球２０を被覆したものを、図４に示すように、一対のローラ１２間でベース層（例えばポリエステルフィルム）１３と熱プレスして、小球支持シート１０（第１フィルムと第２フィルムの２層構造）と小球２０、固着層１１、ベース層１３の積層物を巻き取る。そして、この巻き取った積層物を、３〜１０日間、５０℃の熟成室でエージングする。
【００２３】
図４に示すように形成された積層物のエージングを終えたら、図５に示すように、小球２０を固着層１１に固着させた状態で小球支持シート１０を小球２０から剥離させる。ポリエチレン製の熱軟化性樹脂層（第２フィルム）１０Ｂは、離型性に優れているため剥離も容易に行える。剥離された小球支持シート１０は、図６に示すように、片面に穴３１を有する可撓性を備えたモールドシート３０となる。多数の穴３１は、マイクロレンズ成型用となる。このモールドシート３０の顕微鏡写真を図７に示す。剥離された小球支持シート１０をモールドシート３０とする場合、穴３１の形状が小球２０の形状に忠実に再現されたものとなる。
【００２４】
前記モールドシート３０は、剥離された小球支持シート１０（小球２０が転写された穴３１を有する）としたが、図５に示す小球２０を固着したままの固着層１１とベース層１３を使用し、小球２０の露出面上に、アクリル酸アルキルエステル共重合体系樹脂１００重量部と光触媒３重量部を攪拌混合した溶液を塗布し、乾燥して厚さ約５０μｍのアクリル層３０Ｂを形成し、次いで、ポリエステルフィルム３０Ａの面と、前記アクリル層３０Ｂの面とを、貼り付け圧力４５０Ｎ／ｃｍ、ロール表面温度４０℃で貼り合せ、ラミネート直後にＵＶ照射し（約１秒）、直ちに前記アクリル層３０Ｂの面を小球２０が突出する面から剥がし、モールドシート３０を得ることができる（図８参照）。小球２０、固着層１１、ベース層１３から成る積層物（小球付積層物）は、モールドシート３０の成形用型となり、繰り返しモールドシート３０を成形することを可能にする。図９は、このモールドシート３０の顕微鏡写真を示す。
【００２５】
上記モールドシート３０にアクリル酸アルキルエステル共重合体系樹脂１００重量部と光触媒３重量部及びトルエン２０重量部を攪拌混合した溶液を塗布し、乾燥して厚さ約５０μｍのアクリル樹脂の光透過性樹脂１の層を形成した積層物を得た。次いで、基材３となるポリエステルフィルムの面とこの層の面とをロール表面温度４０℃で貼り合せた。ラミネート直後にＵＶ照射し（約１秒）、直後にモールドシート３０から剥がして図１に示すようなマイクロレンズフィルムを得た。
【００２６】
なお、特開２００８−２７３１４９号に開示されたマイクロレンズ転写成形用ロールの表面にモールドシート３０を巻きつけて装着し、このロールと押圧ロールとを対向配置し、これら両ロール間に加熱された成形シートを通過させてマイクロレンズフィルムを得ることもできる。
【００２７】
前記固着層１１としては、ＵＶ樹脂、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を使用することもできる。前記熱硬化性樹脂としては、官能基を有する樹脂、例えば、官能基を１つ又は２つ以上有する自己架橋型樹脂又は官能基を１つ以上有する樹脂と、これらの官能基と反応しうる官能基を有する硬化剤との組み合わせが好適である。なお、小球２０の転着性及び固着性向上のために、シランカップリング剤、極性基を有した比較的低分子の樹脂等を前記熱硬化性樹脂に添加してもよい。固着層１１を構成する樹脂中、前記官能基を有する樹脂と前記硬化剤との総重量は、固着層１１を構成する樹脂の重量部の５０％好ましくは７０％より多いものが好適である。前記官能基を有する樹脂としては、アクリル樹脂、フッ素樹脂、スチレン共重合体のようなビニル系共重合体、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂のような重縮合系共重合体等が挙げられる。前記官能基とは、硬化剤成分との反応に与る反応性官能基または自己架橋性の官能基を指称するものである。前記硬化剤成分との反応に与る反応性官能基としては、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、イソシアネート基、アミノ基、酸アミド基または不飽和二重結合等が挙げられる。前記自己架橋性の官能基としては、加水分解性シリル基、Ｎ−メチロールアクリルアミド基、アルキルエーテル化Ｎ−メチロールアクリルアミド基または不飽和二重結合などが挙げられる。
【００２８】
前記硬化剤としては、前記反応性官能基が水酸基、カルボキシル基、アミノ基または酸アミド基などのように、いわゆる活性水素原子を有する基の場合には、イソシアネート系硬化剤、アミノプラスト系硬化剤、ポリエポキシ化合物または酸無水物などが挙げられる。また、前記硬化剤としては、ポリアミン類や多塩基酸類などが挙げられる。また、前記硬化剤としては、前記反応性官能基がイソシアネート基の場合には、グリコール類などのような各種のポリヒドロキシ化合物などが挙げられる。
【００２９】
また、前記反応性官能基が加水分解性シリル基のような、いわゆる自己架橋性の官能基の場合には、架橋促進剤を更に用いてもよい。この架橋促進剤は、この加水分解性シリル基の加水分解用ないしは縮合用触媒である。この架橋促進剤としては、例えば、硫酸、塩酸または燐酸等の各種の酸性化合物、モノメチルアミンまたはトリエチルアミン等の各種のアミン化合物、ジ−ｎ−ブチル錫ジラウレート、ジ−ｎ−ブチル錫ジアセテートまたはジ−ｎ−ブチル錫ジオクテート等の各種の有機錫化合物等を使用できる。
【００３０】
前記固着層１１は、例えば前記小球２０を敷き詰めた小球支持シート１０上に、固着層１１を形成する樹脂の溶液を塗布し、例えば、熱風乾燥機を使用して乾燥させて得ることができる。乾燥後の固着層１１の厚みは、例えば１０〜３００μｍ、好ましくは約３０〜１００μｍである。
【００３１】
前記固着層１１とは別に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（ポリエステル）フィルム上に、ポリウレタン系樹脂１００重量部と硬化剤として変性ポリイソシアネート樹脂５重量部との配合溶液を主体とする溶液を塗布し、熱風乾燥機で乾燥して、厚さ約５０μｍのプライマー層を形成したものでベース層１３を構成し、このベース層１３のプライマー層と前記固着層１１とを接触させ、押圧して小球付積層物を作製した。上記の押圧では、小球２０の体積の４０〜６０％が固着層１１内に埋設されるよう行った。この押圧の手段として、前記固着層１１に沿わせた前記ベース層１３に、ロール表面温度８０℃の加熱ロールを通過させた。次いで、この小球付積層物を小球支持シート１０から剥がして、図５に示すものを得た。前記ベース層１３のＰＥＴ上のプライマー層は、アクリル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ウレタン系樹脂、ゴム系樹脂から形成される。
【００３２】
前記ゴム系樹脂としては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン・ブタジエンブロック共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体、ブチルゴム、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン共重合体、ポリイソブチレン、ポリビニルイソブチルエーテル、クロロプレンゴム、ニトリルゴム等の合成ゴム等が挙げられる。
【００３３】
これらのゴム系樹脂には、ロジン等の天然樹脂、変性ロジン、ロジンおよび変性ロジンの誘導体、テルペンフェノール樹脂、ポリテルペン系樹脂、テルペン変性体、脂肪族系炭化水素樹脂、シクロペンタジエン系樹脂、芳香族系石油樹脂、フェノール系樹脂、アルキルフェノール−アセチレン系樹脂、クマロン−インデン樹脂、ビニルトルエン−α−メチルスチレン共重合体等の粘着付与剤、各種可塑剤、老化防止剤、安定剤、オイル等の軟化剤、充填剤、安定剤、顔料、着色剤等を必要に応じて添加してもよい。これらは、必要に応じて２種類以上を併用して使用することもできる。
【００３４】
前記アクリル系樹脂としては、例えば、アルキル基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、オキシエチレン基、アミノ基、アミド基、カルボキシル基、ハロゲン原子、リン酸基、スルホン酸基、ウレタン基、フェニル基、ベンジル基、テトラヒドロフルフリル基等を有するアクリル系ビニルモノマーの重合体または共重合体、アクリル系ビニルモノマーと、その他の共重合可能なモノマー類との共重合体が挙げられる。
【００３５】
アルキル基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３６】
ヒドロキシル基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、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、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３７】
エポキシ基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、グリシジル（メタ）アクリレート、メチルグリシジル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３８】
アルコキシ基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、メトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシエチル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３９】
フェノキシ基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、フェノキシエチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４０】
オキシエチレン基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、ジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４１】
アミノ基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアミノエチル（メタ）アクリレート、メタクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４２】
アミド基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−メチレンビス（メタ）アクリルアミド等が挙げられる。
【００４３】
カルボキシル基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、２−メタクリロイルオキシコハク酸、２−メタクリロイルオキシエチルマレイン酸、２−メタクリロイルオキシエチルフタル酸、２−メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸等が挙げられる。
【００４４】
ハロゲン原子を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、ペンタデカフルオロオキシエチル（メタ）アクリレート、２−クロロエチル（メタ）アクリレート、２，３−ジブロモプロピル（メタ）アクリレート、トリブロモフェニル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４５】
リン酸基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、２−メタクリロイルオキシエチルジフェニルホスフェート（メタ）アクリレート、トリメタクリロイルオキシエチルホスフェート（メタ）アクリレート、トリアクリロイルオキシエチルホスフェート（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４６】
スルホン酸基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、スルホプロピル（メタ）アクリレートナトリウム、２−スルホエチル（メタ）アクリレートナトリウム、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。
【００４７】
ウレタン基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、ウレタン（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４８】
フェニル基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、フェニル（メタ）アクリレート、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル（メタ）アクリレート、ｏ―ビフェニル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４９】
ベンジル基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、ベンジル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００５０】
テトラヒドロフルフリル基を有するアクリル系ビニルモノマーとしては、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００５１】
その他の共重合可能なモノマーとしては、シラン基を有するビニルモニマー類、スチレン、クロロスチレン、α―メチルスチレン、ビニルトルエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、Ｖｅｏｖａ１０（シェル化学社製、ビニルアルキレート化合物）、アクリロニトリル、ビニルピリジン等が挙げられる。
【００５２】
シラン基を有するビニルモノマー類としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエチル）シラン、ビニルトリアセチルシラン、メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００５３】
また、その他の共重合可能なモノマーとしては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコール ジ （メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン、Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート等を用いることができる。このモノマーは、塗工適性を低下させない程度に用いることができる。
【００５４】
更に、アクリル系樹脂には、各種添加剤として、例えばロジン等の天然樹脂、変性ロジン、ロジンおよび変性ロジンの誘導体、ポリテルペン系樹脂、テルペン変性体、テルペンフェノール樹脂、脂肪族系炭化水素樹脂、シクロペンタジエン系樹脂、芳香族系石油樹脂、フェノール系樹脂、アルキルフェノール−アセチレン系樹脂、クマロン−インデン樹脂、ビニルトルエン−α―メチルスチレン共重合体等の粘着付与剤、各種可塑剤、老化防止剤、安定剤、オイル等の軟化材、充填剤、着色剤、顔料等を必要に応じて添加することができる。これらは、必要に応じて２種類以上を併用して使用することもできる。
【００５５】
上記アクリル系樹脂は、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の従来公知の方法のうち、任意の方法で重合して製造される。
【００５６】
なお、重合時のモノマー濃度は、通常３０〜７０重量％、好ましくは４０〜６０重量％程度である。
【００５７】
また、樹脂層を構成する樹脂には増粘剤、濡れ剤、レベリング剤、消泡剤等を適宜添加してもよい。前記アクリル系樹脂として官能基を有する架橋型アクリル共重合体を用いる場合には、前記官能基と反応する反応性官能基を有した硬化剤を添加するのが好ましい。また前記アクリル系樹脂として、架橋型でないアクリル共重合体を用いる場合には、適宜硬化剤を添加してもよい。
【００５８】
なお、小球付積層物（小球２０、固着層１１、ベース層１３）においては、前記樹脂製支持層は、例えば、前記樹脂の溶液を耐熱性を有する剥離材料上に塗布後、７０℃で１分間及び１００℃で２分間加熱乾燥して形成してもよい。
【００５９】
前記硬化剤としては、例えば、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、トリグリシジル−トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ビスフェノール−Ｓ−ジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、ｏ−フタル酸ジグリシジルエーテル等のエポキシ系硬化剤、トルイレンジイソシアネート、２，４−トルイレンジイソシアネートダイマー、ナフチレン−１，５−ジイソシアネート、ｏ−トルイレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス（ｐ−イソシアネートフェニル）チオホスファイト、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリイソシアネートプレポリマー等のイソシアネート系硬化剤、メラミン、尿素、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン、ステログアナミンまたはスピログアナミン等の各種のアミノ基含有化合物と、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒドまたはグリオキザール等の各種のアルデヒド系化合物とを、常法により反応させて得られる縮合物等のアミノブラスト系硬化剤、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｚｎ２＋、Ａ１３＋などを含むイオン性硬化剤（例えば酢酸亜鉛、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム等）などが挙げられる。
【００６０】
更にポリエチレン系樹脂においては、未延伸ポリプロピレン（ＰＰ）フィルムまたは低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）フィルムであるのが好ましい。
【００６１】
前記ベース層１３の厚みが、２０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲であるのが好ましい。前記固着層１１の厚みは、５μｍ以上１３０μｍ以下の範囲であるのがより好ましく、１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲であるのが更に好ましい。
【００６２】
前記小球支持シート１０と小球付積層物とが合着された状態で、６５±５％の環境下で７日間エージング処理する工程を含むのが好ましい。
【実施例１】
【００６３】
球径８０μｍ（誤差±２０％）に調整された小球２０として、比重４．１のバリウム系ガラス球を使用した。ベース樹脂層１０Ａとして厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のフィルム（第１フィルム）を用い、この上に積層された厚さ５０μｍのポリエチレンフィルム（第２フィルム）の熱軟化性樹脂層１０Ｂの表面に、球径８０μｍに調整された小球２０を、その球径の４０〜６０％が前記熱軟化性樹脂層１０Ｂ中に沈む程度に埋め込んだ。すなわち、熱軟化性樹脂層１０Ｂを１２０℃に加熱して軟化させた状態で３ｍ／分で移動させつつ、図１０に示すように小球２０を散布した。小球２０の散布は、供給ホッパー１２の供給口から小球２０を落下させて行う。供給口の短い側の幅は小球２０の球径よりも若干大きく、長い側の幅は小球支持シート１０の幅と同幅としてある。供給口から落下された小球２０は、２段にわたって設けた１８０μｍ×１８０μｍのメッシュをもつメッシュスクリーン４０、４１で落下の運動量を低減されて樹脂層１０Ｂに落下される。また、ベース樹脂層１０Ａの下面には微振動ロール４２、４３を設けて小球２０を隙間なく熱軟化性樹脂層１０Ｂに埋め込むようにし（１ｃｍ２当り２３，０００個以上）、上方にはロール４４を設けて小球２０を押し付けて均一に埋め込むようにしてある。このロール４４は、メッシュスクリーン４０、４１の後方１ｍの位置に設けられ、樹脂層１０Ｂから６０〜７０μｍのクリアランスを設けてある。小球２０を軟化させた熱軟化性樹脂層１０Ｂに散布した後、図１１に示すように乾燥機中で加熱送風し、熱軟化性樹脂層１０Ｂ中に小球２０の球径の４０〜６０％が自重で埋没されるようにする。その後、図１２に示すように、熱軟化性樹脂層１０Ｂに仮固着されなかった小球２０を落としながらブラシ１３でクリーニングし、小球２０が仮固着されたものを巻き取る。図１０の工程では、熱軟化性樹脂層１０Ｂを１２０℃（±５℃）に加熱しておくが、図１１と図１２の工程では、熱軟化性樹脂層１０Ｂは冷めて小球２０が半没された仮固着状態になっている。
【００６４】
次に別に準備したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（厚さ１００μｍ）上に、ポリウレタン系樹脂「バイロン３９００」（商品名）〔東洋紡績（株）製〕１００重量部と硬化剤として変性ポリイソシアネート樹脂「コロネートＬ」（商品名）〔日本ポリウレタン工業（株）製〕５重量部との配合溶液を主体とする溶液を塗布し、熱風乾燥機で乾燥して、厚さ約５０μｍのプライマー層をＰＥＴフィルム上に形成してベース層１３を形成した。
【００６５】
次いで、小球支持シート１０の小球仮固着層（熱軟化性樹脂層１０Ｂ）上にポリウレタン系樹脂「バイロン３９４６」（商品名）〔東洋紡績（株）製〕１００重量部と硬化剤として変性ポリイソシアネート樹脂「コロネートＬ」（商品名）〔日本ポリウレタン工業（株）製〕５重量部との配合溶液を主体とする溶液をローラで塗布し、熱風乾燥機で乾燥して、厚さ約６０μｍの固着層１１を形成した。
【００６６】
次に前記ベース層１３のプライマー層を、前記固着層１１の表面と接するように沿わせた。そしてその積層物を加熱押圧した。この押圧により、小球２０の球径の４０〜６０％、好ましくは４５〜５５％が固着層１１内に埋設されるようになる。この押圧の手段として、前記固着層１１に沿わせた前記ベース層１３を押圧するように、ロール表面温度８０℃の加熱ロールを通過させた。
【００６７】
加熱ロールを通過させた小球２０を除いた４層構造のシートに対し、５０℃（±２℃）、相対湿度６５％（±５％）の条件で７日間エージングを実施した。その後、小球支持シート１０を小球２０から剥がして、図５に示すような小球付積層物を得た。
【００６８】
上記小球付積層物にアクリル酸アルキルエステル共重合体系樹脂「ＮＫｏｒｉｇｏＵ−３２４Ａ−２０」（商品名）〔新中村化学（株）製〕１００重量部と光触媒「Ｉｒｕｇａｃｕｒｅ１８４」（商品名）〔日本チバ・ガイキ（株）製〕３重量部を攪拌混合した溶液を塗布し、乾燥して厚さ約５０μｍアクリル層３０Ｂを形成し積層物を得た。次いで、ポリエステルフィルム３０Ａ「テイジンテトロンフィルムＧ２」（商品名）〔帝人デュポンフィルム（株）製〕の面と、前記アクリル層３０Ｂの面とを、貼り付け圧力４５０Ｎ／ｃｍ、ロール表面温度４０℃で貼り合わせた。その直後に、ＵＶ照射し（約１秒）直ちに前記アクリル層３０Ｂの面を小球付積層物の樹脂面から剥がし、図８に示すようなモールドシート３０を得た。
【００６９】
上記モールドシート３０にアクリル酸アルキルエステル共重合体系樹脂「ＮＫｏｒｉｇｏＵ−４ＨＡ」（商品名）〔新中村化学（株）製〕１００重量部と光触媒「Ｉｒｕｇａｃｕｒｅ１８４」（商品名）〔日本チバ・ガイキ（株）製〕３重量部及びトルエン２０重量部を攪拌混合した溶液を塗布し、乾燥して厚さ約５０μｍのアクリル層を形成し積層物を得た。次いで、ポリエステルフィルム「コスモシャインＡ４３００」（商品名）〔東洋紡績（株）製〕の面と、ロール表面温度４０℃で貼りあわせた。その直後に、ＵＶ照射し（約１秒）直ちに前記アクリル面とモールドシート３０の樹脂面から剥がし、図１３に示すようなマイクロレンズフィルムを得た。このマイクロレンズフィルムを導光板上に積層させてバックライトユニットを得た。
【実施例２】
【００７０】
小球２０の球径６０μｍ、温度条件１１６℃（±５℃）、ライン速度３ｍ／分、ベース樹脂層１０Ａの厚さを１００μｍとし、ロール４４のクリアランスは、３０〜５０μｍとし、その他の条件は実施例１と同様とした。小球２０の散布段階で３ｍ／分のライン速度を５ｍ／分にした場合、小球２０の充填密度は低下した。３ｍ／分の場合の充填密度は８０％、５ｍ／分の場合の充填密度は７１％であった。この実施例２では、実施例１のモールドシート３０の製造の副製造品であるビーズ付着シートである固着層１１を用いて、熱プレスロールを使用し表面温度１３０℃で転写フィルムのポリエチレン層を熱軟化させながらラミネートした後剥離すれば、新たなモールドシート３０の生産が可能であり、この作業を繰り返せば１０倍量のモールドシート３０を作り出すことが可能である。この実施例２で得られたマイクロレンズフィルムは、図１４に示すとおりのものであった。
【実施例３】
【００７１】
図７に示す小球２０の固着層を用い、この固着層上の直径６０μｍの小球２０の表面を覆うように低密度ポリエチレンをＴダイ押出コーターにより、温度３０５℃で押し出して塗布し、その上に接着処理してあるポリエステルフィルムをラミネートして巻き取り、２日後に固着層から剥がしてモールドシートを得た。このモールドシートは、図１５に示すようなものであった。この方法では、固着層を傷めることがなく、そのため繰り返し精密なモールドシートを成形することができる。
【００７２】
小球２０の球径が６０μｍの場合、１ｃｍ２当り２３，０００個の充填密度とするため、図１０の装置において、１５０μｍ×１５０μｍのメッシュスクリーン４０、４１を用い、ロール４４のクリアランスを５０μｍとして落下した小球２０を均し、かつ圧力をかけて樹脂層１０Ｂに埋め込むようにする。
【００７３】
使用する小球２０の球径と成形されたモールドシート３０の穴３１（レンズ成型穴）の深さとの関係は、次の表１に示すようになった。
【００７４】
【表１】
【００７５】
上述したように製造されるモールドシート３０で成形されるマイクロレンズフィルムは、５００ｍに及ぶ長さの帯状のものを成形することもでき、マイクロレンズの大きさの種類も多数にわたり、小球付積層物（小球２０、固着層１１、ベース層１３）の存在により、これから新たなモールドシート３０をいくらでも成形することができる。精密で長尺のモールドシート３０を簡単に成型することができ、マイクロレンズフィルムの製造原価を大幅にコストダウンすることも可能となる。
【符号の説明】
【００７６】
１ 光透過性樹脂
２ マイクロレンズ
３ 基材
１０ 小球支持シート
１０Ａ ベース樹脂層（第１フィルム）
１０Ｂ 熱軟化性樹脂層（第２フィルム）
１１ 固着層
３０ モールドシート
３１ 穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球径３０〜１５０μｍの範囲から選択されたマイクロレンズの一定の球径が±２０％の誤差の範囲内にあり、少なくとも直径の３分の１以上突出するように光透過性樹脂の一面側にマイクロレンズを成形し、
このマイクロレンズを光透過性樹脂の単位面積当り７５％以上の表面積を占めるように構成したことを特徴とするマイクロレンズフィルム。
【請求項２】
長尺状に成形された請求項１に記載のマイクロレンズフィルム。
【請求項３】
少なくとも上面に熱軟化性樹脂を有する小球支持シートを加熱軟化させた状態でその上面に球径３０〜２１０μｍから選択された一定の球径の小球を密に散布して軟化した樹脂層に球径の４０〜６０％埋め込み、前記小球支持シートの表面積に占める小球の表面積の割合を７５％以上となるようにする工程と、
この小球支持シートの露出する小球を樹脂材料で被覆して硬化させることにより小球が固着された固着層を形成する工程と、
その後小球支持シートを小球から剥がして、小球が転写された穴を有するモールドシートを作製する工程と、
このモールドシートの穴形成側に光透過性樹脂を供給し、光透過性樹脂の硬化後にモールドシートから剥離して光透過性樹脂の一面側にモールドシートの穴で成形されるマイクロレンズを備えたマイクロレンズフィルムを得る工程と、
を有することを特徴とするマイクロレンズフィルムの製造方法。
【請求項４】
前記小球を固着する固着層を利用して新たなモールドシートを製造することを特徴とする請求項３に記載のマイクロレンズフィルムの製造方法。
【請求項１】
球径３０〜１５０μｍの範囲から選択されたマイクロレンズの一定の球径が±２０％の誤差の範囲内にあり、少なくとも直径の３分の１以上突出するように光透過性樹脂の一面側にマイクロレンズを成形し、
このマイクロレンズを光透過性樹脂の単位面積当り７５％以上の表面積を占めるように構成したことを特徴とするマイクロレンズフィルム。
【請求項２】
長尺状に成形された請求項１に記載のマイクロレンズフィルム。
【請求項３】
少なくとも上面に熱軟化性樹脂を有する小球支持シートを加熱軟化させた状態でその上面に球径３０〜２１０μｍから選択された一定の球径の小球を密に散布して軟化した樹脂層に球径の４０〜６０％埋め込み、前記小球支持シートの表面積に占める小球の表面積の割合を７５％以上となるようにする工程と、
この小球支持シートの露出する小球を樹脂材料で被覆して硬化させることにより小球が固着された固着層を形成する工程と、
その後小球支持シートを小球から剥がして、小球が転写された穴を有するモールドシートを作製する工程と、
このモールドシートの穴形成側に光透過性樹脂を供給し、光透過性樹脂の硬化後にモールドシートから剥離して光透過性樹脂の一面側にモールドシートの穴で成形されるマイクロレンズを備えたマイクロレンズフィルムを得る工程と、
を有することを特徴とするマイクロレンズフィルムの製造方法。
【請求項４】
前記小球を固着する固着層を利用して新たなモールドシートを製造することを特徴とする請求項３に記載のマイクロレンズフィルムの製造方法。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図７】
【図９】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図７】
【図９】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−８８６１６（Ｐ２０１２−８８６１６Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３６５７１（Ｐ２０１０−２３６５７１）
【出願日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【出願人】（０００１１５９７９）レフライト株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【出願人】（０００１１５９７９）レフライト株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
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