反射型表示素子
【課題】反射率の向上と写りこみ防止を両立すると共に視差を改善した反射型表示素子を提供すること。
【解決手段】上部基板、下部基板、画素を有する表示素子を含む反射型表示素子において、該表示素子の画素上の前記上部基板上にマイクロレンズアレイが設置され、かつ前記マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズの最大幅が５０〜６００μｍであることを特徴とする反射型表示素子。
【解決手段】上部基板、下部基板、画素を有する表示素子を含む反射型表示素子において、該表示素子の画素上の前記上部基板上にマイクロレンズアレイが設置され、かつ前記マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズの最大幅が５０〜６００μｍであることを特徴とする反射型表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高反射率で、かつ写り込みの少ない反射型表示素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイやＣＲＴディスプレイとは異なる表示方式で、紙のように持ち運びが容易で、読みやすい反射型表示を行う電子ペーパーと言われる表示素子が、各種提案されている。このような電子ペーパーとしては、高反射率な白黒表示とカラー表示が可能で、写り込みがなく視認性の良い表示素子が求められている。
【０００３】
しかしこのような方式は外光を利用して画像を表示するため反射率が低く、自発光型やバックライトを用いる方式よりも視認性が悪いディスプレイとなっている。
【０００４】
反射型の表示素子の多くは透明導電膜を用いることで画像を表示しているが、透明導電膜の抵抗は比較的高いため、電気抵抗を下げるためにグリッド電極を導入する場合がある。また特許文献１では透明導電膜での反射率の損失を低減するためにＩｎ−ｐｌａｎｅ型の電極を用いた表示素子も開発されている。しかしグリッド電極やＩｎ−ｐｌａｎｅ電極を用いた場合は電極部分が遮蔽層となるため開口率が低下し光の利用効率が悪く、反射率が低下する。さらにそれらの素子を積層した場合には著しく反射率が低下する。
【０００５】
また反射型表示素子には写りこみ防止のために液晶などで用いられている反射防止フィルムを用いることができる。しかし反射防止フィルムを表面に取り付けるとフィルムの界面で反射率のロスが発生してしまう。
【０００６】
一方液晶テレビやプロジェクターなどではブラックマトリックスやＴＦＴによる開口率の低下を解決するためにレンズを用いて開口部に光を集光する技術が開示されている（特許文献２〜３）。しかしそれらはすべて透過型表示素子であり、反射型表示素子について具体的な記述は無い。またこのような技術を解像度の低い反射型表示素子に適用してもレンズによる作用で凸凹した画像になり、反射率は向上するが視認性の悪いディスプレイになる。
【０００７】
特許文献４にはツイストボール方式の反射型ディスプレイにマイクロレンズアレイを適用した技術が記載されている。しかしマイクロレンズや画素の大きさに関しては具体的な記述がなく、写りこみについても何ら記載がない。
【０００８】
以上のことから反射率の向上と写りこみ防止を両立した視認性の良い反射型表示素子が望まれていた。
【０００９】
またフルカラー表示を達成するために表示素子を積層する場合は、視野角がかわると画像の色が変化する等の視差の問題もあり、上記の性能を取り崩すことなく視差を解消することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−３３３６４３号公報
【特許文献２】特開２００４−７０２８３号公報
【特許文献３】特開２００５−１９６１３９号公報
【特許文献４】特許第３９１７１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、反射率の向上と写りこみ防止を両立すると共に視差を改善した反射型表示素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
【００１３】
１．上部基板、下部基板、画素を有する表示素子を含む反射型表示素子において、該表示素子の画素上の前記上部基板上にマイクロレンズアレイが設置され、かつ前記マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズの最大幅が５０〜６００μｍであることを特徴とする反射型表示素子。
【００１４】
２．前記表示素子が複数の層からなることを特徴とする前記１に記載の反射型表示素子。
【００１５】
３．前記マイクロレンズが凸レンズであることを特徴とする前記１または２に記載の反射型表示素子。
【００１６】
４．前記下部基板もしくは前記上部基板の少なくとも一方に、複数の電極を有することを特徴とする前記１〜３のいずれか一項に記載の反射型表示素子。
【００１７】
５．前記下部基板及び前記上部基板の少なくとも一方の電極に補助電極を設けていることを特徴とする前記４に記載の反射型表示素子。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、反射率の向上と写りこみ防止を両立すると共に視差を改善した反射型表示素子を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】マイクロレンズアレイ用感光性エレメントの好適な一実施形態を示す模式断面図である。
【図２】マイクロレンズアレイの製造方法の一実施形態について説明する模式断面図である。
【図３】感光層の所定部分の硬化について説明するための模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
【００２１】
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、反射型画素を有する表示素子の画素上の上部基板上にマイクロレンズアレイが設置され、かつ前記マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズにおいて、マイクロレンズの最大幅が、視認性、写り込み、反射率に大きく影響することを見出し、本発明に至った次第である。
【００２２】
＜マイクロレンズアレイ＞
本発明に用いられるマイクロレンズとは、樹脂やガラスで作られたミクロン単位のレンズのことであり、それを大量に並べたものをマイクロレンズアレイとする。
【００２３】
本発明におけるレンズの最大幅とは、レンズの最大長さのことを言う。例えば丸型のレンズであれば直径の値であり、四角型のレンズであれば対角線の長さとなる。
【００２４】
本発明におけるマイクロレンズの最大幅は５０〜６００μｍの範囲であることが必要である。７０〜４００μｍがさらに好ましく、９０〜２５０μｍが最も好ましい。５０μｍよりも小さいサイズのレンズは写り込みが発生してしまい視認性が悪くなり、６００μｍよりも大きいサイズのレンズは凸凹した画像として見えてしまうため視認性が著しく低下する。本発明の範囲内にレンズの最大幅があるときのみ、反射率が向上して、写り込みが少なくなり、且つ、視差が改善され視認性を向上することができる。
【００２５】
マイクロレンズアレーに占めるマイクロレンズの数のうちの９５％以上がこの範囲に入っていることが好ましい。
【００２６】
本発明において、画素面積に対するマイクロレンズが占める面積の比率は３０％〜９０％であることが好ましく、７０〜８５％であることがさらに好ましい。画素面積に対するマイクロレンズが占める面積の比率がこの範囲内にあるときに写り込みがさらに少なくなる。
【００２７】
本発明に用いられるマイクロレンズの種類としては特に制限がないが、反射率の向上の観点から凸レンズが好ましい。形状としては、半球レンズ、フレネルレンズ、片面凸レンズ、両面凸レンズなどを使用でき、片面凸レンズ、半球レンズが好ましい。
【００２８】
本発明に用いられるマイクロレンズの形としては、丸型、四角型、六角型等どのような形状でも良い。
【００２９】
本発明に用いられるマイクロレンズの材料としてはガラスのような無機化合物もしくは樹脂でも良く、特に制限はないが、加工性の観点からは樹脂が好ましく、たとえばアクリレート樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル、アクリレートモノマーとビニルモノマーの共重合体、これらの混合物等が挙げられる。
【００３０】
本発明に用いられるマイクロレンズを形成する材料の屈折率としては特に制限はないが、１．４０〜１．６０が好ましく、１．４５〜１．５５がさらに好ましい。
【００３１】
本発明に用いられるマイクロレンズアレイは金型による製法から、インクジェットなどの印刷技術を応用したもの、フォトリソグラフィ技術や半導体技術を用いて作製する方法など公知の技術を用いることができる。
【００３２】
本発明におけるマイクロレンズアレイの製造方法の一例をさらに具体的に示す。
【００３３】
（Ｉ）透明な基板上に、感光性樹脂組成物からなる感光層を設ける感光層形成工程と、（II）感光層上に配した光散乱能を有するシートに特定の活性光線を通過させて散乱光を生ぜしめ、感光層とシートとの間に配した所定パターンを有するフォトマスクを介して、散乱光を感光層の所定部分に照射して所定部分を硬化する硬化工程と、（III）感光層の未硬化部分を現像により除去する現像工程とを備えている。
【００３４】
まず、上記のマイクロレンズアレイの製造方法に用いるマイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物の実施の形態について説明する。
【００３５】
マイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物は、（ａ）バインダポリマーと、（ｂ）エチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物と、（ｃ）上記活性光線により遊離ラジカルを生成する光重合開始剤とを含有する。
【００３６】
（ａ）バインダポリマーとしては、例えば、ビニル共重合体が挙げられ、具体的には、下記のビニル単量体を重合させて得られたものが挙げられる。例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｉｓｏ−プロピル、メタクリル酸ｉｓｏ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｉｓｏ−ブチル、メタアクリル酸ｉｓｏ−ブチル、アクリル酸ｓｅｃ−ブチル、メタクリル酸ｓｅｃ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸ペンチル、メタクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘキシル、アクリル酸ヘプチル、メタクリル酸ヘプチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、メタクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、メタクリル酸デシル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸ドデシル、アクリル酸テトラデシル、メタクリル酸テトラデシル、アクリル酸ヘキサデシル、メタクリル酸ヘキサデシル、アクリル酸オクタデシル、メタクリル酸オクタデシル、アクリル酸エイコシル、メタクリル酸エイコシル、アクリル酸ドコシル、メタクリル酸ドコシル、アクリル酸シクロペンチル、メタクリル酸シクロペンチル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸シクロヘプチル、メタクリル酸シクロヘプチル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸フェニル、アクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸メトキシエチル、アクリル酸メトキシジエチレングリコール、メタクリル酸メトキシジエチレングリコール、アクリル酸メトキシジプロピレングリコール、メタクリル酸メトキシジプロピレングリコール、アクリル酸メトキシトリエチレングリコール、メタクリル酸メトキシトリエチレングリコール、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリル酸ジメチルアミノプロピル、メタクリル酸ジメチルアミノプロピル、アクリル酸２−クロロエチル、メタクリル酸２−クロロエチル、アクリル酸２−フルオロエチル、メタクリル酸２−フルオロエチル、アクリル酸２−シアノエチル、メタクリル酸２−シアノエチル、スチレン、α−メチルスチレン、シクロヘキシルマレイミド、アクリル酸ジシクロペンタニル、メタクリル酸ジシクロペンタニル、ビニルトルエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、Ｎ−ビニルピロリドン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて重合させてもよい。
【００３７】
さらに、のマイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物においては、（ａ）バインダポリマーとして、例えば、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、イソシアネート基、オキシラン環、酸無水物等の官能基を有するビニル共重合体に、このビニル共重合体が有する官能基と反応して結合する、オキシラン環、イソシアネート基、水酸基、カルボキシル基等の１個の官能基と、少なくとも１個のエチレン性不飽和基とを有する化合物を付加反応させて得られる側鎖にエチレン性不飽和基を有するラジカル重合性共重合体等を使用することもできる。
【００３８】
上記カルボキシル基、水酸基、アミノ基、オキシラン環、酸無水物等の官能基を有するビニル共重合体の製造に用いられるビニル単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ケイ皮酸、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリルアミド、メタクリルアミド、イソシアン酸エチルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、無水マレイン酸等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて重合させてもよい。また、必要に応じて、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、オキシラン環、酸無水物等の官能基を有するビニル単量体以外の上記ビニル単量体を共重合させることができる。
【００３９】
また、（ａ）バインダポリマーの重量平均分子量（ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレン換算した値）は、耐熱性、加熱溶融性、塗布性、後述するマイクロレンズアレイ用感光性エレメントとした場合のフィルム性（フィルム状の形態を保持する特性）、溶媒への溶解性、及び、上記現像工程における現像液への溶解性等の観点から、１０００〜３０００００とすることが好ましく、５０００〜１５００００とすることがより好ましい。
【００４０】
さらに、（ａ）バインダポリマーは、上記現像工程において、公知の各種現像液により現像可能となるように酸価を規定することが好ましい。例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、トリエタノールアミン等のアルカリ水溶液を用いて現像する場合には、酸価を５０〜２６０ｍｇＫＯＨ／ｇとすることが好ましい。この酸価が、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満では、現像が困難となる傾向にあり、２６０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、耐現像液性（現像により除去されずにパターンとなる部分が、現像液によって侵されない性質）が低下する傾向にある。また、水又はアルカリ水溶液と１種以上の界面活性剤とからなるアルカリ水溶液を用いて現像する場合には、酸価を、１６〜２６０ｍｇＫＯＨ／ｇとすることが好ましい。この酸価が、１６ｍｇＫＯＨ／ｇ未満では、現像が困難となる傾向にあり、２６０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、耐現像液性が低下する傾向にある。
【００４１】
（ｂ）エチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物としては、例えば、多価アルコールとα，β−不飽和カルボン酸とを反応させて得られる化合物、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシポリエトキシ）フェニル）プロパン、グリシジル基含有化合物とα，β−不飽和カルボン酸とを反応させて得られる化合物、ウレタンモノマー、ノニルフェニルジオキシレン（メタ）アクリレート、γ−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−β′−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、β−ヒドロキシエチル−β′−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、β−ヒドロキシプロピル−β′−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、（メタ）アクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。
【００４２】
上記多価アルコールとα，β−不飽和カルボン酸とを反応させて得られる化合物としては、例えば、エチレン基の数が２〜１４であるポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレン基の数が２〜１４であるポリプロピレングリコールジ（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、トリメチロールプロパンエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンテトラエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンペンタエトキシトリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート（ペンタエリスリトールトリ（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、プロピレン基の数が２〜１４であるポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４３】
上記２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシポリエトキシ）フェニル）プロパンとしては、例えば、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシジエトキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシトリエトキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシペンタエトキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシデカエトキシ）フェニル）等が挙げられる。
【００４４】
上記グリシジル基含有化合物とα，β−不飽和カルボン酸とを反応させて得られる化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルトリ（メタ）アクリレート、２，２−ビス（４−（メタ）アクリロキシ−２−ヒドロキシ−プロピルオキシ）フェニル等が挙げられる。
【００４５】
上記ウレタンモノマーとしては、例えば、β位にＯＨ基を有する（メタ）アクリルモノマーと、イソホロンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアネート化合物との付加反応物、トリス（（メタ）アクリロキシテトラエチレングリコールイソシアネート）ヘキサメチレンイソシアヌレート、エチレンオキシド変性ウレタンジ（メタ）アクリレート、エチレンオキシド，プロピレンオキシド変性ウレタンジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４６】
上記（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチルエステル、（メタ）アクリル酸エチルエステル、（メタ）アクリル酸ブチルエステル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシルエステル等が挙げられる。
【００４７】
上記の光重合性不飽和化合物は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４８】
（ｃ）活性光線により遊離ラジカルを生成する光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ′−テトラメチル−４，４′−ジアミノベンゾフェノン（ミヒラーケトン）、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジ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−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタン−１−オン（「イルガキュア−３６９」、ＢＡＳＦジャパン（株）商品名）、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノ−プロパン−１−オン（「イルガキュア−９０７」、ＢＡＳＦジャパン（株）商品名）等の芳香族ケトン；２−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１，２−ベンズアントラキノン、２，３−ベンズアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２，３−ジフェニルアントラキノン、１−クロロアントラキノン、２−メチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナントラキノン、２−メチル−１，４−ナフトキノン、２，３−ジメチルアントラキノン等のキノン類；ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル化合物；ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン化合物；ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体；２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（メトキシフェニル）イミダゾール二量体、２−（ｏ−フルオロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体等の２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体；９−フェニルアクリジン、１，７−ビス（９，９′−アクリジニル）ヘプタン等のアクリジン誘導体；Ｎ−フェニルグリシン、Ｎ−フェニルグリシン誘導体、クマリン系化合物などが挙げられる。
【００４９】
また、上記２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体において、２つの２，４，５−トリアリールイミダゾールに置換した置換基は同一でも相違していてもよい。また、ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン系化合物と３級アミン化合物とを組み合わせてもよい。
【００５０】
マイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物においては、上記基板との密着性及び感度の観点から、２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体が好ましい。さらに、マイクロレンズアレイが液晶スペーサーとして用いられる場合等の可視光線透過率の観点から、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノ−プロパン−１−オンがより好ましい。
【００５１】
上記の光重合開始剤は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５２】
マイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物における、（ａ）バインダポリマーの配合割合は、（ａ）及び（ｂ）成分の総量１００質量部に対して、２０〜９０質量部とすることが好ましく、３０〜８５質量部とすることがより好ましく、３５〜８０質量部とすることが特に好ましく、４０〜７５質量部とすることが極めて好ましい。この配合割合が２０質量部未満では、塗布性、加熱溶融性、或いは後述するマイクロレンズアレイ用感光性エレメントとした場合のフィルム性が低下する傾向にあり、９０質量部を超えると、光硬化性あるいは耐熱性が低下する傾向にある。
【００５３】
また、マイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物における、（ｂ）エチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物の配合割合は、（ａ）及び（ｂ）成分の総量１００質量部に対して、１０〜８０質量部とすることが好ましく、１５〜７０質量部とすることがより好ましく、２０〜６５質量部とすることが特に好ましく、２５〜６０質量部とすることが極めて好ましい。この配合割合が１０質量部未満では、光硬化性あるいは耐熱性が低下する傾向にあり、８０質量部を超えると、塗布性、加熱溶融性、或いはマイクロレンズアレイ用感光性エレメントとした場合のフィルム性が低下する傾向にある。
【００５４】
また、マイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物における、（ｃ）光重合開始剤の配合割合は、（ａ）及び（ｂ）成分の総量１００質量部に対して、０．０５〜２０質量部とすることが好ましく、０．１〜１５質量部とすることがより好ましく、０．１５〜１０質量部とすることが特に好ましい。この配合割合が０．０５質量部未満では、光硬化が不十分となる傾向にあり、２０質量部を超えると、上記硬化工程において、感光層の活性光線照射表面での活性光線の吸収が増大して、内部の光硬化が不十分となる傾向にある。
【００５５】
マイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物には、必要に応じて、シランカップリング剤などの密着性付与剤、レベリング剤、可塑剤、充填剤、消泡剤、難燃剤、安定剤、酸化防止剤、香料、熱架橋剤、重合禁止剤等を含有させることができる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらの配合割合は、（ａ）及び（ｂ）成分の総量１００質量部に対して、それぞれ０．０１〜２０質量部とすることができる。
【００５６】
次に、マイクロレンズアレイ用感光性エレメントの実施の形態について図面を用いて説明する。
【００５７】
図１は、マイクロレンズアレイ用感光性エレメントの好適な一実施形態を示す模式断面図である。図１に示されるマイクロレンズアレイ用感光性エレメント１００は、支持体フィルム１上に、上記のマイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物からなる感光層２を備えている。
【００５８】
支持体フィルムとしては、例えば、ガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン等からなるフィルムが挙げられる。フィルムの厚さは、５〜２００μｍであることが好ましく、１０〜１５０μｍがさらに好ましく、２０〜１００μｍが特に好ましい。
【００５９】
マイクロレンズアレイ用感光性エレメント１００の製造方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。先ず、上記のマイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物の各成分を溶媒に均一に溶解又は分散した塗布液を調製する。次に、この塗布液を支持体フィルム１上に塗布して塗膜を形成する。次に、塗膜から溶媒を乾燥除去して感光層を形成することにより、マイクロレンズアレイ用感光性エレメント１００が得られる。
【００６０】
溶媒としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ヘキサノール等の脂肪族アルコール類；アリルアルコール、ベンジルアルコール、アニソール、フェネトール、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等の炭化水素類；ジアセトンアルコール、３−メトキシ−１−ブタノール、４−メトキシ−１−ブタノール、３−エトキシ−１−ブタノール、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、３−メトキシ−３−エチル−１−ペンタノール−４−エトキシ−１−ペンタノール、５−メトキシ−１−ヘキサノール；アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルペンチルケトン、メチルヘキシルケトン、エチルブチルケトン、ジブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、γ−ブチロラクトン、３−ヒドロキシ−２−ブタノン、４−ヒドロキシ−２−ブタノン、４−ヒドロキシ−２−ペンタノン、５−ヒドロキシ−２−ペンタノン、４−ヒドロキシ−３−ペンタノン、６−ヒドロキシ−２−ヘキサノン、３−メチル−３−ヒドロキシ−２−ペンタノン；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールジアセテート、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、フェニルセロソルブ、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のエチレングリコールアルキルエーテル類及びそのアセテート；ジエチレングリコールモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノｉ−プロピルエーテル、モノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル及びそのアセテート；ジメチルジエチレングリコール、ジエチルジエチレングリコール、ジブチルジエチレングリコール等のジエチレングリコールアルキルエーテル類；モノメチルエーテル、モノエチルエーテル、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル等のトリエチレングリコールアルキルエーテル類；モノメチルエーテル、モノエチルエーテル、ｎ−プロピルエーテル、モノブチルエーテル、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、モノメチルエーテルアセテート、モノエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールアルキルエーテル類及びそのアセテート；モノメチルエーテル、モノエチルエーテル、ｎ−プロピルエーテル、モノブチルエーテル、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル等のジプロピレングリコールアルキルエーテル類；ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、ギ酸アミル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチル等のカルボン酸エステル類；ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、テトラヒドロフラン、乳酸メチル、乳酸エチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、炭酸プロピル等が挙げられる。
【００６１】
上記塗布液を支持体フィルム１上に塗布する方法としては、公知の塗布方法を用いることができ、例えば、ドクターブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、ロールコーティング法、スクリーンコーティング法、スピナーコーティング法、インクジェットコーティング法、スプレーコーティング法、ディップコーティング法、グラビアコーティング法、カーテンコーティング法、ダイコーティング法等が挙げられる。
【００６２】
感光層２の厚さについては、露光、現像された後にマイクロレンズアレイとしての性能を示すものであれば特に限定されないが、０．１〜１００μｍとすることが好ましく、１．０〜５０μｍとすることがより好ましい。感光層２の厚さが、０．１μｍ未満であると、マイクロレンズアレイとしての性能を示し難くなる傾向にあり、厚さが１００μｍを超えると、解像度が低下し、良好な形状のマイクロレンズアレイが得られ難くなる傾向にある。
【００６３】
また、感光層２の粘度については、３０℃において、１５〜１００ＭＰａ・ｓであることが好ましく、２０〜９０ＭＰａ・ｓであることがより好ましく、２５〜８０ＭＰａ・ｓであることが特に好ましい。かかる粘度とすることにより、例えば、マイクロレンズアレイ用感光性エレメントをロール状に巻いて保管する場合、感光性エレメントの端面から感光性樹脂組成物がしみ出すことを１ヶ月以上防止できる。また、感光性エレメントを切断する際に、感光層の破片が基板に付着して露光不良や現像残り等が引き起こされるのを防止することができる。
【００６４】
なお、上記の粘度は、直径７ｍｍ、厚さ２ｍｍの円形の感光層試料を作製し、３０℃及び８０℃において、この試料の厚さ方向に１．９６×１０−２Ｎの荷重を加えた際の厚さの変化速度を測定し、この変化速度からニュートン流体を仮定して粘度に換算した値である。
【００６５】
マイクロレンズアレイ用感光性エレメント１００は、感光層２の上に、さらにカバーフィルムが積層されていてもよい。
【００６６】
カバーフィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等からなるフィルムが挙げられる。カバーフィルムの厚さは、５〜１００μｍ程度が好ましい。
【００６７】
このようなカバーフィルムが積層されたマイクロレンズアレイ用感光性エレメントは、ロール状に巻いて保管することや、ロール状に巻いたもので使用することができる。
【００６８】
次に、本発明におけるマイクロレンズアレイの製造方法の一例について説明する。
【００６９】
図２は、本発明に係るマイクロレンズアレイの製造方法の一実施形態について説明する模式断面図である。図２に示すマイクロレンズアレイの製造方法では、（Ｉ）透明な基板上に、感光性樹脂組成物からなる感光層を設ける感光層形成工程と、（II）感光層上に配した光散乱能を有するシートに特定の活性光線を通過させて散乱光を生ぜしめ、感光層とシートとの間に配した所定パターンを有するフォトマスクを介して、散乱光を感光層の所定部分に照射して所定部分を硬化する硬化工程と、（III）感光層の未硬化部分を現像により除去する現像工程と、（IV）上記（Ｉ）〜（III）を経て形成されたマイクロレンズアレイパターンをさらに加熱する加熱工程とが含まれている。
【００７０】
まず、図２（ａ）に示すように、（Ｉ）透明な基板１０の一方の面上に感光性樹脂組成物からなる感光層２０を設ける感光層形成工程を行う。
【００７１】
感光層２０は、上記のマイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物、或いは上記のマイクロレンズアレイ用感光性エレメントを用いて形成することができる。それぞれの方法について以下に説明する。
【００７２】
［（Ｉ−Ａ）マイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物を用いる感光層形成工程］
上記のマイクロアレイ用感光性樹脂組成物の各成分を溶媒に均一に溶解又は分散した塗布液を調製する。次に、この塗布液を基板１０上に塗布して塗膜を形成する。次に、塗膜から溶媒を乾燥除去することにより感光層２０を形成する。
【００７３】
溶媒としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ヘキサノール等の脂肪族アルコール類；アリルアルコール、ベンジルアルコール、アニソール、フェネトール、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等の炭化水素類；ジアセトンアルコール、３−メトキシ−１−ブタノール、４−メトキシ−１−ブタノール、３−エトキシ−１−ブタノール、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、３−メトキシ−３−エチル−１−ペンタノール−４−エトキシ−１−ペンタノール、５−メトキシ−１−ヘキサノール；アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルペンチルケトン、メチルヘキシルケトン、エチルブチルケトン、ジブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、γ−ブチロラクトン、３−ヒドロキシ−２−ブタノン、４−ヒドロキシ−２−ブタノン、４−ヒドロキシ−２−ペンタノン、５−ヒドロキシ−２−ペンタノン、４−ヒドロキシ−３−ペンタノン、６−ヒドロキシ−２−ヘキサノン、３−メチル−３−ヒドロキシ−２−ペンタノン；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールジアセテート、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、フェニルセロソルブ、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のエチレングリコールアルキルエーテル類及びそのアセテート；ジエチレングリコールモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノｉ−プロピルエーテル、モノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル及びそのアセテート；ジメチルジエチレングリコール、ジエチルジエチレングリコール、ジブチルジエチレングリコール等のジエチレングリコールアルキルエーテル類；モノメチルエーテル、モノエチルエーテル、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル等のトリエチレングリコールアルキルエーテル類；モノメチルエーテル、モノエチルエーテル、ｎ−プロピルエーテル、モノブチルエーテル、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、モノメチルエーテルアセテート、モノエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールアルキルエーテル類及びそのアセテート；モノメチルエーテル、モノエチルエーテル、ｎ−プロピルエーテル、モノブチルエーテル、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル等のジプロピレングリコールアルキルエーテル類；ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、ギ酸アミル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチル等のカルボン酸エステル類；ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、テトラヒドロフラン、乳酸メチル、乳酸エチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、炭酸プロピル等が挙げられる。
【００７４】
上記塗布液を基板１０上に塗布する方法としては、公知の塗布方法を用いることができ、例えば、ドクターブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、ロールコーティング法、スクリーンコーティング法、スピナーコーティング法、インクジェットコーティング法、スプレーコーティング法、ディップコーティング法、グラビアコーティング法、カーテンコーティング法、ダイコーティング法等が挙げられる。
【００７５】
塗膜から溶媒を乾燥除去するための乾燥温度は、６０〜１３０℃が好ましい。また、乾燥時間は、１分〜１時間が好ましい。
【００７６】
また、形成された感光層の厚さが０．１〜１００μｍとなるよう、塗膜の厚さを調節することが好ましい。さらには、感光層の厚さを、１．０〜５０μｍとすることがより好ましい。感光層の厚さを上記の範囲とすることにより、露光、現像された後にマイクロレンズアレイとしての性能をより確実に有することができる。塗膜の厚さの調節は、例えば、塗布液の塗布量や溶媒の量を変更することにより行うことができる。
【００７７】
［（Ｉ−Ｂ）マイクロレンズアレイ用感光性エレメントを用いる感光層形成工程］
先ず、上記のマイクロレンズアレイ用感光性エレメントを準備する。次に、この感光性エレメントがカバーフィルムを備えている場合にはカバーフィルムを除去し、感光性エレメントの感光層が基板１０上に接するように、圧着ロールで感光性エレメントと基板とを圧着しながら積層する。
【００７８】
圧着ロールは、加熱圧着できるように加熱手段を備えたものであってもよい。加熱圧着する場合の加熱温度は、１０〜１８０℃とすることが好ましく、２０〜１６０℃とすることがより好ましく、３０〜１５０℃とすることが特に好ましい。この加熱温度が、１０℃未満では、感光層と基板との密着性が低下する傾向にあり、１８０℃を超えると、感光層の構成成分が熱硬化あるいは熱分解する傾向にある。
【００７９】
マイクロレンズアレイ用感光性エレメントを上記のように加熱すれば、基板を予熱処理することは必要ではないが、感光層と基板との密着性をさらに向上させる点から、基板を予熱処理することが好ましい。この時の予熱温度は、３０〜１８０℃とすることが好ましい。
【００８０】
また、加熱圧着時の圧着圧力は、線圧で５０Ｎ／ｍ〜１×１０５Ｎ／ｍとすることが好ましく、２．５×１０２Ｎ／ｍ〜５×１０４Ｎ／ｍとすることがより好ましく、５×１０２Ｎ／ｍ〜４×１０４Ｎ／ｍとすることが特に好ましい。この圧着圧力が、５０Ｎ／ｍ未満では、感光層と基板との密着性が低下する傾向にあり、１×１０５Ｎ／ｍを超えると、基板が破壊される傾向にある。
【００８１】
このようにして、マイクロレンズアレイ用感光性エレメントの感光層を基板上に積層することができ、基板１０上に感光層２０が積層される。
【００８２】
次に、上記感光層形成工程の後に、硬化工程を行う。以下、この工程について説明する。
【００８３】
［（II）硬化工程］
硬化工程は、例えば図２（ｂ）に示されるように、基板１０の感光層２０が設けられた面側から、光散乱能を有するシート４０と、所定パターンを有するフォトマスク３０を介して活性光線Ｌを感光層２０に照射することにより、感光層の所定部分を硬化する。ここで、所定部分の硬化について図３を用いてより詳しく説明する。図３は、感光層の所定部分の硬化について説明するための模式断面図である。図３に示すように、光散乱能を有するシート４０を通過した活性光線Ｌは散乱光となり、この散乱光は所定パターンを有するフォトマスク３０によって、外側へ拡大する光Ｄに調整される。そして、感光層２０のうち、光Ｄに露光されて十分に硬化する硬化部２４が上記所定部分となり、十分に硬化されなかった未硬化部２６は、後の現像工程で除去される。このように、フォトマスクと光散乱機能を有するシートを介して活性光線を像的に感光層に対して照射することにより、感光層の光照射される側の表面における光硬化度合を不均一にし、現像時の残膜量を異なるものにすることによって、断面が矩形ではないレンズ形状を得ることが可能となる。
【００８４】
上記硬化工程で用いる活性光線としては、公知の活性光源が使用でき、例えば、カーボンアーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ等が挙げられ、紫外線を有効に放射するものが好ましい。
【００８５】
光散乱能を有するシート４０は、光を屈折及び／又は散乱させることが可能であるものであれば、いかなるものも用いることができる。具体的には、例えば、フィルム表面に凹凸があるキルティングマイラー、エンボス加工を施したフィルム、マットフィルム、サンドマットフィルム、曇りガラス、スリガラス、模様入りガラス、汎用の活性光線を透過するフィルムやガラス類をサンドペーパー等で研磨し、表面を凹凸状としたもの、汎用の活性光線を透過するフィルムやガラス類をレーザー等で研磨し、表面を凹凸状としたもの、ガラス類をフッ化水素等で処理し、表面に凹凸を付けたもの、その内部に微粒子を含み光が散乱するように施したフィルム等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、また２枚以上を組み合わせて用いてもよい。
【００８６】
フォトマスク３０は、目的とするマイクロレンズアレイ形状に応じて、シート４０によって生じた散乱光の通過量及び方向を調整できるよう、開口３２の形状や位置を適宜設定したパターンを有するものを用いればよい。また、凸状レンズや凹状レンズ等、あるいはフレネルレンズのようにレンズの表面形状を制御するために、さらに、シート４０の光拡散性、感光層２０とフォトマスク３０との距離Ｓ等を調整すればよい。また、図２（ｂ）では、シート４０とフォトマスク３０とが隣接して配されているが、これらはそれぞれ離して配することもできる。
【００８７】
［（III）現像工程］
現像工程は、現像により感光層２０の未硬化部分を除去する工程であり、この工程を経て図２（ｃ）に示されるように基板１０上に、感光層２０の光硬化した部分であるマイクロレンズアレイパターンを有する硬化樹脂層２２が顕在化する。
【００８８】
現像方法としては、アルカリ水溶液、水系現像液、有機溶剤等の公知の現像液を用いて、スプレー、シャワー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング等の公知の方法により現像を行い、未露光部分を除去する方法等が挙げられ、中でも、環境、安全性の観点からアルカリ水溶液を用いることが好ましいものとして挙げられる。
【００８９】
アルカリ水溶液の塩基としては、水酸化アルカリ（リチウム、ナトリウム又はカリウムの水酸化物等）、炭酸アルカリ（リチウム、ナトリウム又はカリウムの炭酸塩若しくは重炭酸塩等）、アルカリ金属リン酸塩（リン酸カリウム、リン酸ナトリウム等）、アルカリ金属ピロリン酸塩（ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム等）、水酸化テトラメチルアンモニウム、トリエタノールアミンなどが挙げられ、中でも、水酸化テトラメチルアンモニウム等が好ましいものとして挙げられる。
【００９０】
現像温度及び時間は、上記感光性樹脂組成物からなる感光層の現像性に合わせて調整することができる。
【００９１】
また、アルカリ水溶液中には、界面活性剤、消泡剤、現像を促進させるための少量の有機溶剤等を添加することができる。
【００９２】
また、現像後、光硬化後の感光層に残存したアルカリ水溶液の塩基を、有機酸、無機酸又はこれらの酸水溶液を用いて、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング等の公知方法により酸処理（中和処理）することができる。
【００９３】
さらに、酸処理（中和処理）の後、水洗する工程を行うこともできる。
【００９４】
また、本実施形態においては、感光層２０を構成する感光性樹脂組成物として、解像度及び密着性に十分優れた上記本発明のマイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物を用いていることから、より微細なパターンを設定した場合であっても、所望の形状を有する硬化樹脂層を形成することがより確実にできる。
【００９５】
マイクロレンズアレイパターンを有する硬化樹脂層２２が形成された基板１０は、マイクロレンズアレイとして十分に機能するが、本実施形態においては、硬化樹脂層２２をさらに加熱する加熱工程を行っている。この工程を経ることにより硬化樹脂層２２が溶融されて、図２（ｄ）に示されるように、より滑らかなレンズ形状を有する硬化樹脂層５０が基板１０上に形成されたマイクロレンズアレイ６０を得ることができる。
【００９６】
加熱する方法としては、熱風放射、赤外線照射加熱等の公知の方法が挙げられ、基板上に形成されたマイクロレンズアレイパターンが有効に加熱される方法であれば特に制限されない。
【００９７】
加熱時の温度は、１４０〜３００℃とすることが好ましく、１５０〜２９０℃とすることがより好ましく、１６０〜２８０℃とすることが特に好ましい。この加熱温度が、１４０℃未満では、熱硬化の効果が不十分となる傾向があり、３００℃を超えると、感光性樹脂組成物層の構成成分が熱分解する傾向がある。
【００９８】
また本実施形態においては、硬化樹脂層２２の基板密着性を向上させること、耐薬品性を向上させること等を目的に、上記（III）現像工程後或いは上記（IV）加熱工程後、硬化樹脂層２２に活性光線をさらに照射する工程を行うことができる。
【００９９】
硬化樹脂層２２に活性光線を照射する方法としては、活性光線が有効に照射される方法であれば特に制限されず、例えば、上記（II）硬化工程で使用できる公知の活性光源が挙げられ、紫外線等を有効に放射するものであれば特に制限されない。
【０１００】
活性光線の照射量としては、１×１０２Ｊ／ｍ２〜１×１０５Ｊ／ｍ２とすることが好ましい。活性光線の照射量が、１×１０２Ｊ／ｍ２未満では、光硬化の効果が不十分となる傾向にあり、１×１０５Ｊ／ｍ２を超えると、マイクロレンズアレイパターンが変色する傾向にある。また、照射の際に加熱を伴うこともできる。
【０１０１】
上記マイクロレンズアレイの製造方法で得られたマイクロレンズアレイは、液晶表示装置、三次元ディスプレイ、レンチキュラーレンズ、ＣＣＤ等の光学部品へ利用することができる。同様の方法で凹レンズやレンチキュラーレンズを作製することができる。
【０１０２】
本発明において１画素範囲内に存在するレンズの数は特に制限はないが、画素面積に対するマイクロレンズが占める面積の比率が有利になるため、１画素範囲内に１つのレンズを設置することが好ましい。
【０１０３】
本発明におけるマイクロレンズの焦点位置は特に制限はないが、レンズから最下層までの距離の０．１〜４０倍が好ましく、１〜２０倍がさらに好ましく、２〜１０倍が最も好ましい。この範囲内の焦点距離であれば特に面積階調で色の濃度を制御する方式において階調制御が容易となる。
【０１０４】
本発明におけるマイクロレンズの設置方法としては特に制限はないが、上部基板に平行になるようにマイクロレンズアレイを設置することが好ましい。このように設置することで反射率が向上しやすくなる。特に積層素子の場合には反射率の向上幅が大きい。
【０１０５】
本発明に用いられるマイクロレンズアレイの上には機能膜層を設けることができる。機能膜層としては、例えば、ハードコート層、紫外線吸収層、ガスバリア膜、反射抑制膜等が挙げられる。
【０１０６】
機能膜層の形成方法としては特に制限はなく、蒸着、スパッタリング、塗布等公知の方法で形成することができる。
【０１０７】
＜表示方式＞
本発明における表示素子は反射型表示素子であることを特徴としている。本発明における反射型表示素子の発色方式としては特に制限はないが、電気泳動方式、エレクトロクロミック方式、電界析出方式、コレステリック液晶方式、ＭＥＭＳ方式、フォトニック結晶を用いた方式、トナー移動方式、電子粉粒体方式、エレクトロウェッティング方式等が挙げられる。本発明において用いられる方式として好ましくは、電気泳動方式、エレクトロクロミック方式、電界析出方式、エレクトロウェッティング方式が挙げられる。本発明においては、これらの表示方式の反射型表示素子の画素上の上部基板上にマイクロレンズアレイが設置されている。
【０１０８】
これらの発色方式の中でも、電極が同一基板上に２つ以上設置されるＩｎ−ｐｌａｎｅ方式、電極抵抗を下げるための補助電極（グリッド電極）を設置している電気泳動方式、エレクトロクロミック方式、電界析出方式、エレクトロウェッティング方式が特に好ましい。
【０１０９】
本発明における反射型表示素子に用いられる発色方式についての詳細は、日本画像学会編、面谷 信 監修の「電子ペーパー」の１〜７２ページ及び、シーエムシー出版、面谷 信 監修の「電子ペーパーの開発技術」の１〜１５２ページに記載されている。
【０１１０】
＜基板＞
本発明における上部基板及び下部基板に用いられる基板としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン類、ポリカーボネート類、セルロースアセテート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンジナフタレンジカルボキシラート、ポリエチレンナフタレート類、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアセタール類、ポリスチレン等の合成プラスチックフィルムも好ましく使用できる。また、シンジオタクチック構造ポリスチレン類も好ましい。これらは、例えば、特開昭６２−１１７７０８号、特開平１−４６９１２号、同１−１７８５０５号の各公報に記載されている方法により得ることができる。更に、ステンレス等の金属製基盤や、バライタ紙、及びレジンコート紙等の紙支持体ならびに上記プラスチックフィルムに反射層を設けた支持体、特開昭６２−２５３１９５号（２９〜３１頁）に支持体として記載されたものが挙げられる。ＲＤＮｏ．１７６４３の２８頁、同Ｎｏ．１８７１６の６４７頁右欄から６４８頁左欄及び同Ｎｏ．３０７１０５の８７９頁に記載されたものも好ましく使用できる。これらの支持体には、米国特許第４，１４１，７３５号で示されているようにガラス転移温度Ｔｇ以下の熱処理を施すことで、巻き癖をつきにくくしたものを用いることができる。また、これらの支持体表面を支持体と他の構成層との接着の向上を目的に表面処理を行っても良い。本発明では、グロー放電処理、紫外線照射処理、コロナ処理、火炎処理を表面処理として用いることができる。更に公知技術第５号（１９９１年３月２２日アズテック有限会社発行）の４４〜１４９頁に記載の支持体を用いることもできる。更にＲＤＮｏ．３０８１１９の１００９頁やプロダクト・ライセシング・インデックス、第９２巻Ｐ１０８の「Ｓｕｐｐｏｒｔｓ」の項に記載されているものが挙げられる。その他に、ガラス基板や、ガラスを練りこんだエポキシ樹脂を用いることができる。
【０１１１】
＜基板とマイクロレンズアレイの接着＞
本発明においては、これらの上記表示方式の反射型表示素子上の画素の上部基板上にマイクロレンズアレイが設置されている。このマイクロレンズアレイは上部基板上に固定して設置させる事が好ましい。固定させる方法としては、公知の方法が適用できるが、接着剤を用いて接着する方法が好ましい。接着剤として、光学的に等方性の接着剤が用いられ、接着方法としては、溶媒を含んだ接着剤を使用し、保護層を貼合後に接着剤中の溶媒を乾燥除去するウェットラミネーション、接着剤を片方の基板に塗布し、乾燥後に貼合するドライラミネーション、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂、感圧性接着剤を用いる方法などを挙げることができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
【０１１２】
接着剤としては、例えば、ポリビニルアルコール系接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤などが挙げられる。紫外線硬化樹脂としては、例えば、アクリルウレタン系樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂、または紫外線硬化型エポキシ樹脂などを用いることができる。熱硬化樹脂としては、例えば、メラミン系樹脂、アクリル系樹脂、Ｏ−クレゾールノボラック型樹脂、ビスフェノール型のエポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂などが使用できる。感圧性接着剤としては、アクリル酸系樹脂、メタクリル酸系樹脂、ブチルゴム系樹脂、シリコーン系樹脂などのベースポリマーを用いたものが使用できる。
【０１１３】
＜電極＞
本発明で用いられる電極の配置方法としてはとくに制限はなく、対向した基板の内側に作られた２つの電極（対向電極）、同一基板上に２つの電極を作製するＩｎ−ｐｌａｎｅ電極、またこれらの電極以外に第３の電極を用いた方式でも良い。
【０１１４】
本発明で用いられる電極においては、対向電極もしくはＩｎ−ｐｌａｎｅ電極の少なくとも１種が透明電極であることが好ましい。透明電極としては、透明で電気を通じるものであれば特に制限はない。例えば、Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ：インジウム錫酸化物）、Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ（ＩＺＯ：インジウム亜鉛酸化物）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化インジウム、酸化亜鉛、白金、金、銀、ロジウム、銅、クロム、炭素、アルミニウム、シリコン、アモルファスシリコン、ＢＳＯ（Ｂｉｓｍｕｔｈ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｘｉｄｅ）、透明導電性ポリマー（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ等）等が挙げられる。電極をこのように形成するには、例えば、基板上にＩＴＯ膜をスパッタリング法等でマスク蒸着するか、ＩＴＯ膜を全面形成した後、フォトリソグラフィ法でパターニングすればよい。Ｉｎ−ｐｌａｎｅ電極も同様の方法で作成することができる。表面抵抗値としては、１００Ω／□以下が好ましく、１０Ω／□以下がより好ましい。透明電極の厚みは特に制限はないが、０．１〜２０μｍであるのが一般的である。
【０１１５】
＜補助電極＞
本発明で用いられる電極には、抵抗を低くするために銅線などの補助電極（例えば、グリッド電極等）を導入してもよい。
【０１１６】
補助電極は、主となる電極部より電気抵抗が低い材料を用いることが好ましい。例えば、白金、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、チタン、ビスマスなどの金属およびそれらの合金等を好ましく用いることができる。
【０１１７】
補助電極は、主となる電極部と基板との間と、主となる電極部の基板と反対側の表面とのいずれに設置することもできる。いずれにしても、補助電極が主となる電極部と電気的に接続していればよい。
【０１１８】
補助電極の配置パターンには、特に制限はない。直線状、メッシュ状、円形など、求められる性能に応じて適宜形成することが可能である。主となる電極部が複数の部分に分割されている場合には、分割された電極部同士を接続する形で設けてもよい。ただし、主となる電極部が表示側の基板に設けられた透明電極の場合、補助電極は、表示素子の視認性を阻害しない形状と頻度で設けることが求められる。
【０１１９】
補助電極を形成する方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、フォトリソグラフィ法でパターニングする方法、印刷法やインクジェット法、電解メッキや無電解メッキ、銀塩感光材料を用いて露光、現像処理してパターン形成する方法でも良い。
【０１２０】
補助電極パターンのライン幅やライン間隔は、任意の値で構わないが、導電性を高くするためにはライン幅を太くする必要がある。一方、透明電極に補助電極を付帯させる場合には、視認性の観点から、表示素子観察側から見た補助電極の面積被覆率は３０％以下が好ましく、さらに好ましくは１０％以下である。
【０１２１】
このように透過率と導電性の点から、補助電極のライン幅は１μｍ以上、１００μｍ以下が好ましく、ライン間隔は５０μｍから１０００μｍが好ましい。
【０１２２】
＜電極の形成方法＞
透明電極、金属補助電極を形成するには、公知の方法を用いることができる。例えば、基板上にスパッタリング法等でマスク蒸着する方法や、全面形成した後に、フォトリソグラフィ法でパターニングする方法等が挙げられる。
【０１２３】
また、電解メッキや無電解メッキ、印刷法や、インクジェット法によっても電極形成が可能である。インクジェット方式を用いて基板上にモノマー重合能を有する触媒層を含む電極パターンを形成した後に、該触媒により重合されて重合後に導電性高分子層になりうるモノマー成分を付与して、モノマー成分を重合し、さらに、該導電性高分子層の上に銀等の金属メッキを行うことにより金属電極パターンを形成することもでき、フォトレジストやマスクパターンを使用することがないので、工程を大幅に簡略化できる。
【０１２４】
電極材料を塗布方式で形成する場合には、例えば、ディッピング法、スピナー法、スプレー法、ロールコーター法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法等の公知の方法を用いることができる。
【０１２５】
インクジェット方式の中でも、下記の静電インクジェット方式は高粘度の液体を高精度に連続的に印字することが可能であり、本発明の透明電極や金属補助電極の形成に好ましく用いられる。インクの粘度は、好ましくは３０ｍＰａ・ｓ以上であり、更に好ましくは１００ｍＰａ・ｓ以上である。
【０１２６】
〈静電インクジェット方式〉
本発明の表示素子においては、複合電極の透明電極及び金属補助電極の少なくとも１方が、帯電した液体を吐出する内部直径が３０μｍ以下のノズルを有する液体吐出ヘッドと、前記ノズル内に溶液を供給する供給手段と、前記ノズル内の溶液に吐出電圧を印加する吐出電圧印加手段とを備えた液体吐出装置を用いて形成されることが好ましい態様の１つである。さらにノズル内の溶液がノズル先端部から凸状に盛り上がった状態を形成する凸状メニスカス形成手段を設けた吐出装置を用いて形成されることが好ましい。
【０１２７】
また、凸状メニスカス形成手段を駆動する駆動電圧の印加及び吐出電圧印加手段による吐出電圧の印加を制御する動作制御手段を備え、この動作制御手段は、前記吐出電圧印加手段による吐出電圧の印加を行わせつつ液滴の吐出に際して、凸状メニスカス形成手段の駆動電圧の印加を行わせる第一の吐出制御部を有する液体吐出装置を用いることも好ましい。
【０１２８】
また、凸状メニスカス形成手段の駆動及び吐出電圧印加手段による電圧印加を制御する動作制御手段を備え、この動作制御手段は、前記凸状メニスカス形成手段による溶液の盛り上げ動作と前記吐出電圧の印加とを同期させて行う第二の吐出制御部を有することを特徴とする液体吐出装置を用いること、前記動作制御手段は、前記溶液の盛り上げ動作及び吐出電圧の印加の後に前記ノズル先端部の液面を内側に引き込ませる動作制御を行う液面安定化制御部を有する液体吐出装置を用いることも好ましい形態である。
【０１２９】
この様な静電インクジェットを用いて電極パターンを作製することにより、オンデマンド性に優れ、廃棄材料が少なく、寸法精度に優れた電極を得ることができ有利である。
【０１３０】
〔反射型表示素子のその他の構成要素〕
本発明の反射型表示素子には、必要に応じて、シール剤、柱状構造物、スペーサー粒子を用いることができる。
【０１３１】
シール剤は外に漏れないように封入するためのものであり封止剤とも呼ばれ、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エン−チオール系樹脂、シリコン系樹脂、変性ポリマー樹脂等の、熱硬化型、光硬化型、湿気硬化型、嫌気硬化型等の硬化タイプを用いることができる。
【０１３２】
柱状構造物は、基板間の強い自己保持性（強度）を付与し、例えば、格子配列等の所定のパターンに一定の間隔で配列された、円柱状体、四角柱状体、楕円柱状体、台形柱状体等の柱状構造物を挙げることができる。また、所定間隔で配置されたストライプ状のものでもよい。この柱状構造物はランダムな配列ではなく、等間隔な配列、間隔が徐々に変化する配列、所定の配置パターンが一定の周期で繰り返される配列等、基板の間隔を適切に保持でき、且つ、画像表示を妨げないように考慮された配列であることが好ましい。柱状構造物は表示素子の表示領域に占める面積の割合が１〜４０％であれば、表示素子として実用上十分な強度が得られる。
【０１３３】
上部基板と下部基板の間には、該基板間のギャップを均一に保持するためのスペーサーが設けられていてもよい。このスペーサーとしては、樹脂製または無機酸化物製の球体を例示できる。また、表面に熱可塑性の樹脂がコーティングしてある固着スペーサーも好適に用いられる。基板間のギャップを均一に保持するために柱状構造物のみを設けてもよいが、スペーサー及び柱状構造物をいずれも設けてもよいし、柱状構造物に代えて、スペーサーのみをスペース保持部材として使用してもよい。スペーサーの直径は柱状構造物を形成する場合はその高さ以下、好ましくは当該高さに等しい。柱状構造物を形成しない場合はスペーサーの直径がセルギャップの厚みに相当する。
【０１３４】
本発明における反射型表示素子では最下層に白色の光散乱層を設けることが好ましい。
【０１３５】
本発明における白色の光散乱層に適用可能な白色顔料としては、例えば、二酸化チタン（アナターゼ型あるいはルチル型）、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウムおよび水酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、リン酸マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、アルカリ土類金属塩、タルク、カオリン、ゼオライト、酸性白土、ガラス、有機化合物としてポリエチレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素−ホルマリン樹脂、メラミン−ホルマリン樹脂、ポリアミド樹脂などが単体または複合混合で、または粒子中に屈折率を変化させるボイドを有する状態で使用されてもよい。
【０１３６】
本発明では、上記白色粒子の中でも、二酸化チタンが好ましく用いられ、特に無機酸化物（Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＯ（ＯＨ）、ＳｉＯ２等）で表面処理した二酸化チタン、これらの表面処理に加えてトリメチロールエタン、トリエタノールアミン酢酸塩、トリメチルシクロシラン等の有機物処理を施した二酸化チタンがより好ましく用いられる。
【０１３７】
これらの白色粒子のうち、高温時の着色防止、屈折率に起因する素子の反射率の観点から、酸化チタンまたは酸化亜鉛を用いることがより好ましい。
【０１３８】
本発明における反射型表示素子はフルカラー表示のために複数の表示素子を積層しても良い。積層素子でＴＦＴを用いる場合は開口率を向上するために最下層に配線するためのビアホールを各層ごとに作製しても良い。
【０１３９】
本発明におけるマイクロレンズを用いることで、開口率が小さくなるような電極を含む方式及びそれらの積層型表示素子については、入射光の反射率ロスを防ぐことができ、著しく反射率が向上する。例えば、画素透明電極上にグリッド電極を有する方式、Ｉｎ−ｐｌａｎｅ電極を有する方式及び積層型表示素子等において反射率が著しく向上する。
【０１４０】
反射型表示パネルの解像度としては特に制限はないが、５０〜６００ｐｐｉが好ましく、７５〜４００ｐｐｉがさらに好ましい。
【０１４１】
〔表示素子駆動方法〕
本発明の表示素子の駆動操作は、単純マトリックス駆動であっても、アクティブマトリック駆動であってもよい。本発明でいう単純マトリックス駆動とは、複数の正極を含む正極ラインと複数の負極を含む負極ラインとが対向する形で互いのラインが垂直方向に交差した回路に、順次電流を印加する駆動方法のことを言う。単純マトリックス駆動を用いることにより、回路構成や駆動ＩＣを簡略化でき安価に製造できるメリットがある。アクティブマトリックス駆動は、走査線、データライン、電流供給ラインが碁盤目状に形成され、各碁盤目に設けられたＴＦＴ回路により駆動させる方式である。画素毎にスイッチングが行えるので、階調やメモリー機能などのメリットがあり、例えば、特開２００４−２９３２７号公報の図５に記載されている回路を用いることができる。
【０１４２】
〔商品適用〕
本発明の反射型表示素子は、電子書籍分野、ＩＤカード関連分野、公共関連分野、交通関連分野、放送関連分野、決済関連分野、流通物流関連分野等の用いることができる。具体的には、ドア用のキー、学生証、社員証、各種会員カード、コンビニストアー用カード、デパート用カード、自動販売機用カード、ガソリンステーション用カード、地下鉄や鉄道用のカード、バスカード、キャッシュカード、クレジットカード、ハイウェイカード、運転免許証、病院の診察カード、電子カルテ、健康保険証、住民基本台帳、パスポート、電子ブック等が挙げられる。
【実施例】
【０１４３】
以下、本発明を表示方式がエレクトロクロニック方式の場合と電気泳動方式の場合を、それぞれ実施例１，２により具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量％」を表す。
【０１４４】
（実施例１）
《マイクロレンズアレイの作製》
［バインダポリマー溶液（ａ−１）の作製］
撹拌機、還流冷却機、不活性ガス導入口及び温度計を備えたフラスコに、表１に示す（１）の成分を仕込み、窒素ガス雰囲気下で８０℃に昇温し、反応温度を８０℃±２℃に保ちながら、表１に示す（２）の成分を４時間かけて均一に滴下した。
【０１４５】
（２）の成分の滴下後、８０℃±２℃で６時間撹拌を続け、重量平均分子量が約３２，０００のバインダポリマーの溶液（固形分３５質量％）（ａ−１）を得た。
【０１４６】
【表１】
【０１４７】
［マイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物溶液の作製］
表２に示す材料を、攪拌機を用いて１５分間混合し、マイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物溶液を作製した。
【０１４８】
【表２】
【０１４９】
［マイクロレンズアレイ用感光性エレメントの作製］
支持体フィルムとして厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを使用し、上記で得られたマイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物溶液を支持体フィルム上にコンマコーターを用いて均一に塗布し、１００℃の熱風対流式乾燥機で３分間乾燥して溶剤を除去し、感光性樹脂組成物層を形成した。得られた感光性樹脂組成物層の厚さは５０μｍであった。
【０１５０】
次いで、得られた感光性樹脂組成物層の上に、さらに、２５μｍの厚さのポリエチレンフィルムを、カバーフィルムとして張り合わせて、マイクロレンズアレイ用感光性エレメントを作製した。
【０１５１】
［マイクロレンズアレイの作製］
得られたマイクロレンズアレイ用感光性エレメントのポリエチレンフィルムをはがしながら、厚さ０．３ｍｍのガラス基板上に、感光性樹脂組成物層が接するようにラミネータ（日立化成工業（株）製、商品名「ＨＬＭ−１５００型」）を用いて、ロール温度１２０℃、基板送り速度１ｍ／分、圧着圧力（シリンダ圧力）４×１０５Ｐａ（厚さが０．５ｍｍ、縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの基板を用いたので、この時の線圧は９．８×１０３Ｎ／ｍ）の条件でラミネートして、ガラス基板上に、感光性樹脂組成物層及び支持体フィルムが積層された基板を作製した。
【０１５２】
次いで、支持体フィルムをはく離した後、感光性樹脂組成物層上の、感光性樹脂組成物層の表面から０．５ｍｍ離れた位置に、開口幅／遮光幅＝５μｍ／１１３μｍの格子状パターンを有するフォトマスクを載置し、さらにこの上に光散乱能を有するシート「キルティングマイラー」（日本ケムテック（株）製、商品名「エクスポージャーフィルムＥＷＳ−８８」）を積層した。次に、平行光線露光機（オーク製作所（株）製、ＥＸＭ１２０１）を使用して、フォトマスク及び光散乱能を有するシートを介して、感光性樹脂組成物層に露光量１．５×１０３Ｊ／ｍ２で（ｉ線（波長３６５ｎｍ）における測定値）、紫外線を像的に照射した。
【０１５３】
次いで、０．５質量％の界面活性剤を含有した０．５質量％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いて、３０℃で２００秒間スプレー現像して、感光性樹脂組成物層を選択的に除去してマイクロレンズアレイのパターンを形成した。
【０１５４】
さらに、２３０℃で４０分間、ボックス型乾燥機で加熱してマイクロレンズアレイＡ−１を作成した。形成されたマイクロレンズアレイの透明性については、良好な透明性を有していることが確認された。
【０１５５】
同様の方法を用いて表３及び４に示したマイクロレンズアレイＡ−２〜９及びＡ−１０，Ａ−１１を作製した。
【０１５６】
なおレンズの厚みはマイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物溶液の塗布厚を、及びレンズの最大幅は格子状パターンを有するフォトマスクの格子状パターンの間隔をそれぞれ変化させることにより調節した。
【０１５７】
《マイクロレンズアレイを設置したエレクトロクロミック表示素子の作製》
（ＥＣ電極１の作製）
厚さ１．５ｍｍで２ｃｍ×４ｃｍのガラス基板上（上部基板）に、膜厚２００ｎｍのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、インジウム錫酸化物）膜を公知の方法に従って形成し、透明電極を得た。透明電極の上に厚み５μｍの二酸化チタン（平均粒子径１７ｎｍの粒子が４〜１０個程度ネッキング済み）膜を形成し、ＥＣ電極１を作成した。
【０１５８】
（吸着液１の調整）
トルエン２ｇ中に、３−ブロモプロピルトリエトキシシラン０．１ｇ、トリエチルアミン０．１ｇを室温にて加え、吸着液１を調整した。
【０１５９】
（ＥＣ電極２の作成）
ＥＣ電極１を吸着液１に浸漬させ２４時間置いた後、トルエンで洗浄した。更にこの電極を、化合物Ａの５質量％水溶液に８０℃で１００時間浸漬させ、エタノール、及び、水で洗浄し、ＥＣ電極２を作成した。
【０１６０】
【化１】
【０１６１】
（対向電極１の作製）
厚さ１．５ｍｍで２ｃｍ×４ｃｍのガラス基板上（下部基板）に、公知の方法を用いて、電極厚み０．１μｍ、ピッチ１４５μｍ、電極間隔１３０μｍのニッケル電極を形成し、得られた電極をさらに置換金メッキ浴に浸漬し、電極表面から深さ０．０５μｍが金で置換された金−ニッケル電極（対向電極１）を得た。
【０１６２】
（ＥＣ電解液１の調製）
γ−ブチロラクトン２．５ｇ中に、テトラフルオロホウ酸スピロ−（１，１′）−ビピロリジニウム０．０２５ｇとカルボキシＴＥＭＰＯ（４−カルボキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン １−オキシル フリーラジカル）０．０５ｇを溶解させて、ＥＣ電解液１を得た。
【０１６３】
（エレクトロクロミック表示素子１の作製）
周辺部を、平均粒径が４０μｍのガラス製球形ビーズ状スペーサーを体積分率として１０％含むオレフィン系封止剤で縁取りした対向電極１の上に、ポリビニルアルコール（平均重合度３５００、けん化度８７％）２質量％を含むイソプロパノール溶液中に、石原産業社製二酸化チタンＣＲ−９０を２０質量％添加し、超音波分散機で分散させた混和液を乾燥後の膜厚が２０μｍになるように塗布し、その後１５℃で３０分間乾燥して溶媒を蒸発させた後、４５℃の雰囲気中で１時間乾燥させた。得られた二酸化チタン層上に平均粒径が２０μｍのガラス製球形ビーズ状スペーサーを散布した後に、対向電極１とＥＣ電極２を基板を外側にして貼り合わせ、加熱押圧して空セルを作製した。該空セルにＥＣ電解液１を真空注入し、注入口をエポキシ系の紫外線硬化樹脂にて封止し、エレクトロクロミック表示素子１を作製した。
【０１６４】
〔マイクロレンズアレイを設置したエレクトロクロミック表示素子１の作製〕
エレクトロクロミック表示素子１の素子上の上部基板の上に顕微鏡を用いてレンズ番号Ａ−１のマイクロレンズアレイを公知の方法により貼り合わせることでマイクロレンズアレイを設置したエレクトロクロミック表示素子１（以下素子番号ＥＣ１と略記する）を作製した。
【０１６５】
（ＥＣ電極３の作製）
厚さ１．５ｍｍで２ｃｍ×４ｃｍのガラス基板上（上部基板）に、膜厚２００ｎｍのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、インジウム錫酸化物）膜を公知の方法に従って形成し、透明電極を得た。透明電極の上に厚み５μｍの二酸化チタン（平均粒子径１７ｎｍの粒子が４〜１０個程度ネッキング済み）膜を形成し、ＥＣ電極３を作成した。
【０１６６】
（対向電極２の作製）
厚さ１．５ｍｍで２ｃｍ×４ｃｍのガラス基板（下部基板）上に、公知の方法を用いて、電極厚み０．１μｍ、ピッチ５５μｍ、電極間隔６５μｍのニッケル電極を形成し、得られた電極をさらに置換金メッキ浴に浸漬し、電極表面から深さ０．０５μｍが金で置換された金−ニッケル電極（対向電極２）を得た。
【０１６７】
（ＥＣ電極４の作成）
ＥＣ電極２を吸着液１に浸漬させ２４時間置いた後、トルエンで洗浄した。更にこの電極を、化合物Ａの５質量％水溶液に８０℃で１００時間浸漬させ、エタノール、及び、水で洗浄し、ＥＣ電極４を作成した。
【０１６８】
（エレクトロクロミック表示素子２の作製）
周辺部を、平均粒径が４０μｍのガラス製球形ビーズ状スペーサーを体積分率として１０％含むオレフィン系封止剤で縁取りした対向電極２の上に、ポリビニルアルコール（平均重合度３５００、けん化度８７％）２質量％を含むイソプロパノール溶液中に、石原産業社製二酸化チタンＣＲ−９０を２０質量％添加し、超音波分散機で分散させた混和液を乾燥後の膜厚が２０μｍになるように塗布し、その後１５℃で３０分間乾燥して溶媒を蒸発させた後、４５℃の雰囲気中で１時間乾燥させた。得られた二酸化チタン層上に平均粒径が２０μｍのガラス製球形ビーズ状スペーサーを散布した後に、対向電極２とＥＣ電極４を貼り合わせ、加熱押圧して空セルを作製した。該空セルにＥＣ電解液１を真空注入し、注入口をエポキシ系の紫外線硬化樹脂にて封止し、エレクトロクロミック表示素子２を作製した。
【０１６９】
（マイクロレンズアレイを設置したエレクトロクロミック表示素子２（素子番号ＥＣ２）の作製）
エレクトロクロミック表示素子２の上に顕微鏡を用いてレンズ番号Ａ−１のマイクロレンズアレイを公知の方法により貼り合わせることで素子番号ＥＣ２を作製した。（以下マイクロレンズアレイを設置したエレクトロクロミック表示素子を素子番号ＥＣで表す。）
〔素子番号ＥＣ３〜７の作製〕
対向電極２のピッチ幅をレンズの最大幅に変更すること及び、レンズ番号をＡ−２〜Ａ−７に変更した以外は素子番号２と同様の方法で素子番号ＥＣ３〜７を作製した。
【０１７０】
〔素子番号ＥＣ８の作製〕
マイクロレンズアレイを張り合わせないこと以外はＥＣ１と同様の方法で素子番号ＥＣ８を作製した。
【０１７１】
〔素子番号ＥＣ９の作製〕
対向電極２のピッチ幅を１２０μｍに変更したこと及びマイクロレンズアレイを張り合わせないこと以外はＥＣ２と同様の方法で素子番号ＥＣ９を作製した。
【０１７２】
〔素子番号ＥＣ１０及び素子番号ＥＣ１１の作製〕
対向電極２のピッチ幅をレンズの最大幅に変更すること及び、レンズ番号をＡ−８及びＡ−９に変更した以外は素子番号ＥＣ２と同様の方法で素子番号ＥＣ１０及び素子番号ＥＣ１１を作製した。
【０１７３】
《表示素子の評価》
＜写り込みの評価＞
５ｃｍ×５ｃｍのパネルを作製し、８０ｃｍの高さの机上に配置し、床から３ｍの高さの天井部に昼色光直管蛍光灯（ＦＬＲ４０Ｓ・Ｄ／Ｍ−Ｘ パナソニック（株）製）４０Ｗ×２本を１セットとして１．５ｍ間隔で１０セット配置した。このとき評価者がパネル表示面正面にいるときに、評価者の頭上より後方に向けて天井部に前記蛍光灯がくるように配置した。パネルは机に対する垂直方向から２５°傾けて蛍光灯が写り込むようにして画面の見易さを下記のようにランクに分け、写り込みを評価した。
【０１７４】
◎：もっとも近い蛍光灯の写り込みから気にならず、フォントの大きさ８以下の文字もはっきりと読める
○：近くの蛍光灯の写りこみはやや気になるが、遠くは気にならず、フォントの大きさ８以下の文字もなんとか読める
△：遠くの蛍光灯の写りこみも気になり、フォントの大きさ８以下の文字を読むのは困難である
×：蛍光灯の写りこみがかなり気になり、写り込みの部分はフォントの大きさ８以下の文字を読むことはできない。
【０１７５】
＜反射率の評価＞
反射率の測定はコニカミノルタセンシング社製の分光測色計ＣＭ−３７００で測定し、消色状態（白色表示状態）の反射率を波長５５０ｎｍで測定した。
【０１７６】
また本発明のマイクロレンズアレイを具備する素子の画像はぼやけていなかったが、本発明のマイクロレンズを具備しない素子についてはわずかにぼやけた画像となっていた。これも視差による影響であると考えられる。
【０１７７】
【表３】
【０１７８】
特にＥＣ３、ＥＣ４の素子が反射率、写り込み、解像度、視差の観点から好ましいことがわかる。
【０１７９】
実施例２
《マイクロレンズアレイを設置した電気泳動方式による表示素子の作製》
〔マイクロレンズアレイを設置した電気泳動方式による表示素子（素子番号ＥＭ１）の作製〕
特許第４１８８０９１号の実施例２９同様に対向電極の電気泳動素子を作製し、その素子の画素の上部基板上にマイクロレンズアレイＡ−１０を張り合わせることで素子番号ＥＭ１（以下マイクロレンズアレイを設置した電気泳動方式による表示素子を素子番号ＥＭで表す。）を作製した。
【０１８０】
〔素子番号ＥＭ２の作製〕
特開２００２−３３３６４３号公報の発明の実施の形態から、Ｉｎ−ｐｌａｎｅ電極の電気泳動素子を作製して、その上にマイクロレンズアレイＡ−１０を張り合わせることで素子番号ＥＭ２を作製した。
【０１８１】
〔素子番号ＥＭ４の作製〕
マイクロレンズアレイを張り合わせないこと以外は素子番号ＥＭ１と同様の方法で素子番号ＥＭ４を作製した。
【０１８２】
〔素子番号ＥＭ５の作製〕
マイクロレンズアレイを張り合わせないこと以外は素子番号ＥＭ２と同様の方法で素子番号ＥＭ５を作製した。
【０１８３】
〔素子番号ＥＭ３、及び素子番号ＥＭ６の作製〕
素子番号ＥＭ２と同様の方法で着色粒子の色がイエローの素子と、着色粒子の色がシアンの素子を作製し、イエローを上層、シアンを下層にして素子を電極位置が重なるように張り合わせ、さらにシアンの素子の下に白色散乱層を設けて反射型積層素子とした。さらにマイクロレンズアレイＡ−１１を張り合わせて素子番号ＥＭ３の素子を作製した。
【０１８４】
マイクロレンズアレイＡ−１１を張り合わせないこと以外は素子番号ＥＭ３と同様の方法で素子番号ＥＭ６の素子を作製した。
【０１８５】
《表示素子の評価》
得られた反射型表示素子ＥＭ１〜ＥＭ６を実施例１と同じ方法でそれぞれ反射率、写り込み、視差の評価をおこなった。
【０１８６】
＜視差の評価＞
積層素子である素子番号ＥＭ３及びＥＭ６について視差の目視評価を行ったところ、本発明のマイクロレンズアレイを具備する素子番号ＥＭ３は０°〜１２０°まで視野角を変えて画像を見ても色の変化は起こらなかった。一方、本発明のマイクロレンズを具備していない素子番号ＥＭ６については０°〜１２０°まで視野角を変えて画像を見ることでわずかに色の変化が起こり、本来の画像と異なる色を示した。
【０１８７】
また本発明のマイクロレンズアレイを具備する素子の画像はぼやけていなかったが、本発明のマイクロレンズを具備しない素子についてはわずかにぼやけた画像となっていた。これも視差による影響であると考えられる。
【０１８８】
上記の結果を表４に示す。
【０１８９】
【表４】
【０１９０】
表４と視差の評価結果から本発明のマイクロレンズアレイを具備する素子が反射率、写り込み、解像度、視差の観点から好ましいことがわかる。
【符号の説明】
【０１９１】
１００ マイクロレンズアレイ用感光性エレメント
１ 支持体フィルム
２ 感光層
１０ 基板
２０ 感光層
２２ 硬化樹脂層
２４ 硬化部
２６ 未硬化部
３０ フォトマスク
３２ 開口
４０ シート
５０ 硬化樹脂層
６０ マイクロレンズアレイ
Ｌ 活性光線
Ｄ 外側へ拡大する光Ｄ
Ｓ 感光層２０とフォトマスク３０との距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高反射率で、かつ写り込みの少ない反射型表示素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイやＣＲＴディスプレイとは異なる表示方式で、紙のように持ち運びが容易で、読みやすい反射型表示を行う電子ペーパーと言われる表示素子が、各種提案されている。このような電子ペーパーとしては、高反射率な白黒表示とカラー表示が可能で、写り込みがなく視認性の良い表示素子が求められている。
【０００３】
しかしこのような方式は外光を利用して画像を表示するため反射率が低く、自発光型やバックライトを用いる方式よりも視認性が悪いディスプレイとなっている。
【０００４】
反射型の表示素子の多くは透明導電膜を用いることで画像を表示しているが、透明導電膜の抵抗は比較的高いため、電気抵抗を下げるためにグリッド電極を導入する場合がある。また特許文献１では透明導電膜での反射率の損失を低減するためにＩｎ−ｐｌａｎｅ型の電極を用いた表示素子も開発されている。しかしグリッド電極やＩｎ−ｐｌａｎｅ電極を用いた場合は電極部分が遮蔽層となるため開口率が低下し光の利用効率が悪く、反射率が低下する。さらにそれらの素子を積層した場合には著しく反射率が低下する。
【０００５】
また反射型表示素子には写りこみ防止のために液晶などで用いられている反射防止フィルムを用いることができる。しかし反射防止フィルムを表面に取り付けるとフィルムの界面で反射率のロスが発生してしまう。
【０００６】
一方液晶テレビやプロジェクターなどではブラックマトリックスやＴＦＴによる開口率の低下を解決するためにレンズを用いて開口部に光を集光する技術が開示されている（特許文献２〜３）。しかしそれらはすべて透過型表示素子であり、反射型表示素子について具体的な記述は無い。またこのような技術を解像度の低い反射型表示素子に適用してもレンズによる作用で凸凹した画像になり、反射率は向上するが視認性の悪いディスプレイになる。
【０００７】
特許文献４にはツイストボール方式の反射型ディスプレイにマイクロレンズアレイを適用した技術が記載されている。しかしマイクロレンズや画素の大きさに関しては具体的な記述がなく、写りこみについても何ら記載がない。
【０００８】
以上のことから反射率の向上と写りこみ防止を両立した視認性の良い反射型表示素子が望まれていた。
【０００９】
またフルカラー表示を達成するために表示素子を積層する場合は、視野角がかわると画像の色が変化する等の視差の問題もあり、上記の性能を取り崩すことなく視差を解消することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−３３３６４３号公報
【特許文献２】特開２００４−７０２８３号公報
【特許文献３】特開２００５−１９６１３９号公報
【特許文献４】特許第３９１７１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、反射率の向上と写りこみ防止を両立すると共に視差を改善した反射型表示素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
【００１３】
１．上部基板、下部基板、画素を有する表示素子を含む反射型表示素子において、該表示素子の画素上の前記上部基板上にマイクロレンズアレイが設置され、かつ前記マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズの最大幅が５０〜６００μｍであることを特徴とする反射型表示素子。
【００１４】
２．前記表示素子が複数の層からなることを特徴とする前記１に記載の反射型表示素子。
【００１５】
３．前記マイクロレンズが凸レンズであることを特徴とする前記１または２に記載の反射型表示素子。
【００１６】
４．前記下部基板もしくは前記上部基板の少なくとも一方に、複数の電極を有することを特徴とする前記１〜３のいずれか一項に記載の反射型表示素子。
【００１７】
５．前記下部基板及び前記上部基板の少なくとも一方の電極に補助電極を設けていることを特徴とする前記４に記載の反射型表示素子。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、反射率の向上と写りこみ防止を両立すると共に視差を改善した反射型表示素子を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】マイクロレンズアレイ用感光性エレメントの好適な一実施形態を示す模式断面図である。
【図２】マイクロレンズアレイの製造方法の一実施形態について説明する模式断面図である。
【図３】感光層の所定部分の硬化について説明するための模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
【００２１】
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、反射型画素を有する表示素子の画素上の上部基板上にマイクロレンズアレイが設置され、かつ前記マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズにおいて、マイクロレンズの最大幅が、視認性、写り込み、反射率に大きく影響することを見出し、本発明に至った次第である。
【００２２】
＜マイクロレンズアレイ＞
本発明に用いられるマイクロレンズとは、樹脂やガラスで作られたミクロン単位のレンズのことであり、それを大量に並べたものをマイクロレンズアレイとする。
【００２３】
本発明におけるレンズの最大幅とは、レンズの最大長さのことを言う。例えば丸型のレンズであれば直径の値であり、四角型のレンズであれば対角線の長さとなる。
【００２４】
本発明におけるマイクロレンズの最大幅は５０〜６００μｍの範囲であることが必要である。７０〜４００μｍがさらに好ましく、９０〜２５０μｍが最も好ましい。５０μｍよりも小さいサイズのレンズは写り込みが発生してしまい視認性が悪くなり、６００μｍよりも大きいサイズのレンズは凸凹した画像として見えてしまうため視認性が著しく低下する。本発明の範囲内にレンズの最大幅があるときのみ、反射率が向上して、写り込みが少なくなり、且つ、視差が改善され視認性を向上することができる。
【００２５】
マイクロレンズアレーに占めるマイクロレンズの数のうちの９５％以上がこの範囲に入っていることが好ましい。
【００２６】
本発明において、画素面積に対するマイクロレンズが占める面積の比率は３０％〜９０％であることが好ましく、７０〜８５％であることがさらに好ましい。画素面積に対するマイクロレンズが占める面積の比率がこの範囲内にあるときに写り込みがさらに少なくなる。
【００２７】
本発明に用いられるマイクロレンズの種類としては特に制限がないが、反射率の向上の観点から凸レンズが好ましい。形状としては、半球レンズ、フレネルレンズ、片面凸レンズ、両面凸レンズなどを使用でき、片面凸レンズ、半球レンズが好ましい。
【００２８】
本発明に用いられるマイクロレンズの形としては、丸型、四角型、六角型等どのような形状でも良い。
【００２９】
本発明に用いられるマイクロレンズの材料としてはガラスのような無機化合物もしくは樹脂でも良く、特に制限はないが、加工性の観点からは樹脂が好ましく、たとえばアクリレート樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル、アクリレートモノマーとビニルモノマーの共重合体、これらの混合物等が挙げられる。
【００３０】
本発明に用いられるマイクロレンズを形成する材料の屈折率としては特に制限はないが、１．４０〜１．６０が好ましく、１．４５〜１．５５がさらに好ましい。
【００３１】
本発明に用いられるマイクロレンズアレイは金型による製法から、インクジェットなどの印刷技術を応用したもの、フォトリソグラフィ技術や半導体技術を用いて作製する方法など公知の技術を用いることができる。
【００３２】
本発明におけるマイクロレンズアレイの製造方法の一例をさらに具体的に示す。
【００３３】
（Ｉ）透明な基板上に、感光性樹脂組成物からなる感光層を設ける感光層形成工程と、（II）感光層上に配した光散乱能を有するシートに特定の活性光線を通過させて散乱光を生ぜしめ、感光層とシートとの間に配した所定パターンを有するフォトマスクを介して、散乱光を感光層の所定部分に照射して所定部分を硬化する硬化工程と、（III）感光層の未硬化部分を現像により除去する現像工程とを備えている。
【００３４】
まず、上記のマイクロレンズアレイの製造方法に用いるマイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物の実施の形態について説明する。
【００３５】
マイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物は、（ａ）バインダポリマーと、（ｂ）エチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物と、（ｃ）上記活性光線により遊離ラジカルを生成する光重合開始剤とを含有する。
【００３６】
（ａ）バインダポリマーとしては、例えば、ビニル共重合体が挙げられ、具体的には、下記のビニル単量体を重合させて得られたものが挙げられる。例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｉｓｏ−プロピル、メタクリル酸ｉｓｏ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｉｓｏ−ブチル、メタアクリル酸ｉｓｏ−ブチル、アクリル酸ｓｅｃ−ブチル、メタクリル酸ｓｅｃ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸ペンチル、メタクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘキシル、アクリル酸ヘプチル、メタクリル酸ヘプチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、メタクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、メタクリル酸デシル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸ドデシル、アクリル酸テトラデシル、メタクリル酸テトラデシル、アクリル酸ヘキサデシル、メタクリル酸ヘキサデシル、アクリル酸オクタデシル、メタクリル酸オクタデシル、アクリル酸エイコシル、メタクリル酸エイコシル、アクリル酸ドコシル、メタクリル酸ドコシル、アクリル酸シクロペンチル、メタクリル酸シクロペンチル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸シクロヘプチル、メタクリル酸シクロヘプチル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸フェニル、アクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸メトキシエチル、アクリル酸メトキシジエチレングリコール、メタクリル酸メトキシジエチレングリコール、アクリル酸メトキシジプロピレングリコール、メタクリル酸メトキシジプロピレングリコール、アクリル酸メトキシトリエチレングリコール、メタクリル酸メトキシトリエチレングリコール、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリル酸ジメチルアミノプロピル、メタクリル酸ジメチルアミノプロピル、アクリル酸２−クロロエチル、メタクリル酸２−クロロエチル、アクリル酸２−フルオロエチル、メタクリル酸２−フルオロエチル、アクリル酸２−シアノエチル、メタクリル酸２−シアノエチル、スチレン、α−メチルスチレン、シクロヘキシルマレイミド、アクリル酸ジシクロペンタニル、メタクリル酸ジシクロペンタニル、ビニルトルエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、Ｎ−ビニルピロリドン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて重合させてもよい。
【００３７】
さらに、のマイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物においては、（ａ）バインダポリマーとして、例えば、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、イソシアネート基、オキシラン環、酸無水物等の官能基を有するビニル共重合体に、このビニル共重合体が有する官能基と反応して結合する、オキシラン環、イソシアネート基、水酸基、カルボキシル基等の１個の官能基と、少なくとも１個のエチレン性不飽和基とを有する化合物を付加反応させて得られる側鎖にエチレン性不飽和基を有するラジカル重合性共重合体等を使用することもできる。
【００３８】
上記カルボキシル基、水酸基、アミノ基、オキシラン環、酸無水物等の官能基を有するビニル共重合体の製造に用いられるビニル単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ケイ皮酸、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリルアミド、メタクリルアミド、イソシアン酸エチルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、無水マレイン酸等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて重合させてもよい。また、必要に応じて、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、オキシラン環、酸無水物等の官能基を有するビニル単量体以外の上記ビニル単量体を共重合させることができる。
【００３９】
また、（ａ）バインダポリマーの重量平均分子量（ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレン換算した値）は、耐熱性、加熱溶融性、塗布性、後述するマイクロレンズアレイ用感光性エレメントとした場合のフィルム性（フィルム状の形態を保持する特性）、溶媒への溶解性、及び、上記現像工程における現像液への溶解性等の観点から、１０００〜３０００００とすることが好ましく、５０００〜１５００００とすることがより好ましい。
【００４０】
さらに、（ａ）バインダポリマーは、上記現像工程において、公知の各種現像液により現像可能となるように酸価を規定することが好ましい。例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、トリエタノールアミン等のアルカリ水溶液を用いて現像する場合には、酸価を５０〜２６０ｍｇＫＯＨ／ｇとすることが好ましい。この酸価が、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満では、現像が困難となる傾向にあり、２６０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、耐現像液性（現像により除去されずにパターンとなる部分が、現像液によって侵されない性質）が低下する傾向にある。また、水又はアルカリ水溶液と１種以上の界面活性剤とからなるアルカリ水溶液を用いて現像する場合には、酸価を、１６〜２６０ｍｇＫＯＨ／ｇとすることが好ましい。この酸価が、１６ｍｇＫＯＨ／ｇ未満では、現像が困難となる傾向にあり、２６０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、耐現像液性が低下する傾向にある。
【００４１】
（ｂ）エチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物としては、例えば、多価アルコールとα，β−不飽和カルボン酸とを反応させて得られる化合物、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシポリエトキシ）フェニル）プロパン、グリシジル基含有化合物とα，β−不飽和カルボン酸とを反応させて得られる化合物、ウレタンモノマー、ノニルフェニルジオキシレン（メタ）アクリレート、γ−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−β′−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、β−ヒドロキシエチル−β′−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、β−ヒドロキシプロピル−β′−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、（メタ）アクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。
【００４２】
上記多価アルコールとα，β−不飽和カルボン酸とを反応させて得られる化合物としては、例えば、エチレン基の数が２〜１４であるポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレン基の数が２〜１４であるポリプロピレングリコールジ（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、トリメチロールプロパンエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンテトラエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンペンタエトキシトリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート（ペンタエリスリトールトリ（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、プロピレン基の数が２〜１４であるポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４３】
上記２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシポリエトキシ）フェニル）プロパンとしては、例えば、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシジエトキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシトリエトキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシペンタエトキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシデカエトキシ）フェニル）等が挙げられる。
【００４４】
上記グリシジル基含有化合物とα，β−不飽和カルボン酸とを反応させて得られる化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルトリ（メタ）アクリレート、２，２−ビス（４−（メタ）アクリロキシ−２−ヒドロキシ−プロピルオキシ）フェニル等が挙げられる。
【００４５】
上記ウレタンモノマーとしては、例えば、β位にＯＨ基を有する（メタ）アクリルモノマーと、イソホロンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアネート化合物との付加反応物、トリス（（メタ）アクリロキシテトラエチレングリコールイソシアネート）ヘキサメチレンイソシアヌレート、エチレンオキシド変性ウレタンジ（メタ）アクリレート、エチレンオキシド，プロピレンオキシド変性ウレタンジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４６】
上記（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチルエステル、（メタ）アクリル酸エチルエステル、（メタ）アクリル酸ブチルエステル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシルエステル等が挙げられる。
【００４７】
上記の光重合性不飽和化合物は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４８】
（ｃ）活性光線により遊離ラジカルを生成する光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ′−テトラメチル−４，４′−ジアミノベンゾフェノン（ミヒラーケトン）、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジ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−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタン−１−オン（「イルガキュア−３６９」、ＢＡＳＦジャパン（株）商品名）、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノ−プロパン−１−オン（「イルガキュア−９０７」、ＢＡＳＦジャパン（株）商品名）等の芳香族ケトン；２−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１，２−ベンズアントラキノン、２，３−ベンズアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２，３−ジフェニルアントラキノン、１−クロロアントラキノン、２−メチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナントラキノン、２−メチル−１，４−ナフトキノン、２，３−ジメチルアントラキノン等のキノン類；ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル化合物；ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン化合物；ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体；２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（メトキシフェニル）イミダゾール二量体、２−（ｏ−フルオロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体等の２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体；９−フェニルアクリジン、１，７−ビス（９，９′−アクリジニル）ヘプタン等のアクリジン誘導体；Ｎ−フェニルグリシン、Ｎ−フェニルグリシン誘導体、クマリン系化合物などが挙げられる。
【００４９】
また、上記２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体において、２つの２，４，５−トリアリールイミダゾールに置換した置換基は同一でも相違していてもよい。また、ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン系化合物と３級アミン化合物とを組み合わせてもよい。
【００５０】
マイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物においては、上記基板との密着性及び感度の観点から、２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体が好ましい。さらに、マイクロレンズアレイが液晶スペーサーとして用いられる場合等の可視光線透過率の観点から、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノ−プロパン−１−オンがより好ましい。
【００５１】
上記の光重合開始剤は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５２】
マイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物における、（ａ）バインダポリマーの配合割合は、（ａ）及び（ｂ）成分の総量１００質量部に対して、２０〜９０質量部とすることが好ましく、３０〜８５質量部とすることがより好ましく、３５〜８０質量部とすることが特に好ましく、４０〜７５質量部とすることが極めて好ましい。この配合割合が２０質量部未満では、塗布性、加熱溶融性、或いは後述するマイクロレンズアレイ用感光性エレメントとした場合のフィルム性が低下する傾向にあり、９０質量部を超えると、光硬化性あるいは耐熱性が低下する傾向にある。
【００５３】
また、マイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物における、（ｂ）エチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物の配合割合は、（ａ）及び（ｂ）成分の総量１００質量部に対して、１０〜８０質量部とすることが好ましく、１５〜７０質量部とすることがより好ましく、２０〜６５質量部とすることが特に好ましく、２５〜６０質量部とすることが極めて好ましい。この配合割合が１０質量部未満では、光硬化性あるいは耐熱性が低下する傾向にあり、８０質量部を超えると、塗布性、加熱溶融性、或いはマイクロレンズアレイ用感光性エレメントとした場合のフィルム性が低下する傾向にある。
【００５４】
また、マイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物における、（ｃ）光重合開始剤の配合割合は、（ａ）及び（ｂ）成分の総量１００質量部に対して、０．０５〜２０質量部とすることが好ましく、０．１〜１５質量部とすることがより好ましく、０．１５〜１０質量部とすることが特に好ましい。この配合割合が０．０５質量部未満では、光硬化が不十分となる傾向にあり、２０質量部を超えると、上記硬化工程において、感光層の活性光線照射表面での活性光線の吸収が増大して、内部の光硬化が不十分となる傾向にある。
【００５５】
マイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物には、必要に応じて、シランカップリング剤などの密着性付与剤、レベリング剤、可塑剤、充填剤、消泡剤、難燃剤、安定剤、酸化防止剤、香料、熱架橋剤、重合禁止剤等を含有させることができる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらの配合割合は、（ａ）及び（ｂ）成分の総量１００質量部に対して、それぞれ０．０１〜２０質量部とすることができる。
【００５６】
次に、マイクロレンズアレイ用感光性エレメントの実施の形態について図面を用いて説明する。
【００５７】
図１は、マイクロレンズアレイ用感光性エレメントの好適な一実施形態を示す模式断面図である。図１に示されるマイクロレンズアレイ用感光性エレメント１００は、支持体フィルム１上に、上記のマイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物からなる感光層２を備えている。
【００５８】
支持体フィルムとしては、例えば、ガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン等からなるフィルムが挙げられる。フィルムの厚さは、５〜２００μｍであることが好ましく、１０〜１５０μｍがさらに好ましく、２０〜１００μｍが特に好ましい。
【００５９】
マイクロレンズアレイ用感光性エレメント１００の製造方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。先ず、上記のマイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物の各成分を溶媒に均一に溶解又は分散した塗布液を調製する。次に、この塗布液を支持体フィルム１上に塗布して塗膜を形成する。次に、塗膜から溶媒を乾燥除去して感光層を形成することにより、マイクロレンズアレイ用感光性エレメント１００が得られる。
【００６０】
溶媒としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ヘキサノール等の脂肪族アルコール類；アリルアルコール、ベンジルアルコール、アニソール、フェネトール、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等の炭化水素類；ジアセトンアルコール、３−メトキシ−１−ブタノール、４−メトキシ−１−ブタノール、３−エトキシ−１−ブタノール、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、３−メトキシ−３−エチル−１−ペンタノール−４−エトキシ−１−ペンタノール、５−メトキシ−１−ヘキサノール；アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルペンチルケトン、メチルヘキシルケトン、エチルブチルケトン、ジブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、γ−ブチロラクトン、３−ヒドロキシ−２−ブタノン、４−ヒドロキシ−２−ブタノン、４−ヒドロキシ−２−ペンタノン、５−ヒドロキシ−２−ペンタノン、４−ヒドロキシ−３−ペンタノン、６−ヒドロキシ−２−ヘキサノン、３−メチル−３−ヒドロキシ−２−ペンタノン；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールジアセテート、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、フェニルセロソルブ、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のエチレングリコールアルキルエーテル類及びそのアセテート；ジエチレングリコールモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノｉ−プロピルエーテル、モノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル及びそのアセテート；ジメチルジエチレングリコール、ジエチルジエチレングリコール、ジブチルジエチレングリコール等のジエチレングリコールアルキルエーテル類；モノメチルエーテル、モノエチルエーテル、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル等のトリエチレングリコールアルキルエーテル類；モノメチルエーテル、モノエチルエーテル、ｎ−プロピルエーテル、モノブチルエーテル、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、モノメチルエーテルアセテート、モノエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールアルキルエーテル類及びそのアセテート；モノメチルエーテル、モノエチルエーテル、ｎ−プロピルエーテル、モノブチルエーテル、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル等のジプロピレングリコールアルキルエーテル類；ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、ギ酸アミル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチル等のカルボン酸エステル類；ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、テトラヒドロフラン、乳酸メチル、乳酸エチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、炭酸プロピル等が挙げられる。
【００６１】
上記塗布液を支持体フィルム１上に塗布する方法としては、公知の塗布方法を用いることができ、例えば、ドクターブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、ロールコーティング法、スクリーンコーティング法、スピナーコーティング法、インクジェットコーティング法、スプレーコーティング法、ディップコーティング法、グラビアコーティング法、カーテンコーティング法、ダイコーティング法等が挙げられる。
【００６２】
感光層２の厚さについては、露光、現像された後にマイクロレンズアレイとしての性能を示すものであれば特に限定されないが、０．１〜１００μｍとすることが好ましく、１．０〜５０μｍとすることがより好ましい。感光層２の厚さが、０．１μｍ未満であると、マイクロレンズアレイとしての性能を示し難くなる傾向にあり、厚さが１００μｍを超えると、解像度が低下し、良好な形状のマイクロレンズアレイが得られ難くなる傾向にある。
【００６３】
また、感光層２の粘度については、３０℃において、１５〜１００ＭＰａ・ｓであることが好ましく、２０〜９０ＭＰａ・ｓであることがより好ましく、２５〜８０ＭＰａ・ｓであることが特に好ましい。かかる粘度とすることにより、例えば、マイクロレンズアレイ用感光性エレメントをロール状に巻いて保管する場合、感光性エレメントの端面から感光性樹脂組成物がしみ出すことを１ヶ月以上防止できる。また、感光性エレメントを切断する際に、感光層の破片が基板に付着して露光不良や現像残り等が引き起こされるのを防止することができる。
【００６４】
なお、上記の粘度は、直径７ｍｍ、厚さ２ｍｍの円形の感光層試料を作製し、３０℃及び８０℃において、この試料の厚さ方向に１．９６×１０−２Ｎの荷重を加えた際の厚さの変化速度を測定し、この変化速度からニュートン流体を仮定して粘度に換算した値である。
【００６５】
マイクロレンズアレイ用感光性エレメント１００は、感光層２の上に、さらにカバーフィルムが積層されていてもよい。
【００６６】
カバーフィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等からなるフィルムが挙げられる。カバーフィルムの厚さは、５〜１００μｍ程度が好ましい。
【００６７】
このようなカバーフィルムが積層されたマイクロレンズアレイ用感光性エレメントは、ロール状に巻いて保管することや、ロール状に巻いたもので使用することができる。
【００６８】
次に、本発明におけるマイクロレンズアレイの製造方法の一例について説明する。
【００６９】
図２は、本発明に係るマイクロレンズアレイの製造方法の一実施形態について説明する模式断面図である。図２に示すマイクロレンズアレイの製造方法では、（Ｉ）透明な基板上に、感光性樹脂組成物からなる感光層を設ける感光層形成工程と、（II）感光層上に配した光散乱能を有するシートに特定の活性光線を通過させて散乱光を生ぜしめ、感光層とシートとの間に配した所定パターンを有するフォトマスクを介して、散乱光を感光層の所定部分に照射して所定部分を硬化する硬化工程と、（III）感光層の未硬化部分を現像により除去する現像工程と、（IV）上記（Ｉ）〜（III）を経て形成されたマイクロレンズアレイパターンをさらに加熱する加熱工程とが含まれている。
【００７０】
まず、図２（ａ）に示すように、（Ｉ）透明な基板１０の一方の面上に感光性樹脂組成物からなる感光層２０を設ける感光層形成工程を行う。
【００７１】
感光層２０は、上記のマイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物、或いは上記のマイクロレンズアレイ用感光性エレメントを用いて形成することができる。それぞれの方法について以下に説明する。
【００７２】
［（Ｉ−Ａ）マイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物を用いる感光層形成工程］
上記のマイクロアレイ用感光性樹脂組成物の各成分を溶媒に均一に溶解又は分散した塗布液を調製する。次に、この塗布液を基板１０上に塗布して塗膜を形成する。次に、塗膜から溶媒を乾燥除去することにより感光層２０を形成する。
【００７３】
溶媒としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ヘキサノール等の脂肪族アルコール類；アリルアルコール、ベンジルアルコール、アニソール、フェネトール、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等の炭化水素類；ジアセトンアルコール、３−メトキシ−１−ブタノール、４−メトキシ−１−ブタノール、３−エトキシ−１−ブタノール、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、３−メトキシ−３−エチル−１−ペンタノール−４−エトキシ−１−ペンタノール、５−メトキシ−１−ヘキサノール；アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルペンチルケトン、メチルヘキシルケトン、エチルブチルケトン、ジブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、γ−ブチロラクトン、３−ヒドロキシ−２−ブタノン、４−ヒドロキシ−２−ブタノン、４−ヒドロキシ−２−ペンタノン、５−ヒドロキシ−２−ペンタノン、４−ヒドロキシ−３−ペンタノン、６−ヒドロキシ−２−ヘキサノン、３−メチル−３−ヒドロキシ−２−ペンタノン；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールジアセテート、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、フェニルセロソルブ、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のエチレングリコールアルキルエーテル類及びそのアセテート；ジエチレングリコールモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノｉ−プロピルエーテル、モノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル及びそのアセテート；ジメチルジエチレングリコール、ジエチルジエチレングリコール、ジブチルジエチレングリコール等のジエチレングリコールアルキルエーテル類；モノメチルエーテル、モノエチルエーテル、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル等のトリエチレングリコールアルキルエーテル類；モノメチルエーテル、モノエチルエーテル、ｎ−プロピルエーテル、モノブチルエーテル、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、モノメチルエーテルアセテート、モノエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールアルキルエーテル類及びそのアセテート；モノメチルエーテル、モノエチルエーテル、ｎ−プロピルエーテル、モノブチルエーテル、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル等のジプロピレングリコールアルキルエーテル類；ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、ギ酸アミル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチル等のカルボン酸エステル類；ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、テトラヒドロフラン、乳酸メチル、乳酸エチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、炭酸プロピル等が挙げられる。
【００７４】
上記塗布液を基板１０上に塗布する方法としては、公知の塗布方法を用いることができ、例えば、ドクターブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、ロールコーティング法、スクリーンコーティング法、スピナーコーティング法、インクジェットコーティング法、スプレーコーティング法、ディップコーティング法、グラビアコーティング法、カーテンコーティング法、ダイコーティング法等が挙げられる。
【００７５】
塗膜から溶媒を乾燥除去するための乾燥温度は、６０〜１３０℃が好ましい。また、乾燥時間は、１分〜１時間が好ましい。
【００７６】
また、形成された感光層の厚さが０．１〜１００μｍとなるよう、塗膜の厚さを調節することが好ましい。さらには、感光層の厚さを、１．０〜５０μｍとすることがより好ましい。感光層の厚さを上記の範囲とすることにより、露光、現像された後にマイクロレンズアレイとしての性能をより確実に有することができる。塗膜の厚さの調節は、例えば、塗布液の塗布量や溶媒の量を変更することにより行うことができる。
【００７７】
［（Ｉ−Ｂ）マイクロレンズアレイ用感光性エレメントを用いる感光層形成工程］
先ず、上記のマイクロレンズアレイ用感光性エレメントを準備する。次に、この感光性エレメントがカバーフィルムを備えている場合にはカバーフィルムを除去し、感光性エレメントの感光層が基板１０上に接するように、圧着ロールで感光性エレメントと基板とを圧着しながら積層する。
【００７８】
圧着ロールは、加熱圧着できるように加熱手段を備えたものであってもよい。加熱圧着する場合の加熱温度は、１０〜１８０℃とすることが好ましく、２０〜１６０℃とすることがより好ましく、３０〜１５０℃とすることが特に好ましい。この加熱温度が、１０℃未満では、感光層と基板との密着性が低下する傾向にあり、１８０℃を超えると、感光層の構成成分が熱硬化あるいは熱分解する傾向にある。
【００７９】
マイクロレンズアレイ用感光性エレメントを上記のように加熱すれば、基板を予熱処理することは必要ではないが、感光層と基板との密着性をさらに向上させる点から、基板を予熱処理することが好ましい。この時の予熱温度は、３０〜１８０℃とすることが好ましい。
【００８０】
また、加熱圧着時の圧着圧力は、線圧で５０Ｎ／ｍ〜１×１０５Ｎ／ｍとすることが好ましく、２．５×１０２Ｎ／ｍ〜５×１０４Ｎ／ｍとすることがより好ましく、５×１０２Ｎ／ｍ〜４×１０４Ｎ／ｍとすることが特に好ましい。この圧着圧力が、５０Ｎ／ｍ未満では、感光層と基板との密着性が低下する傾向にあり、１×１０５Ｎ／ｍを超えると、基板が破壊される傾向にある。
【００８１】
このようにして、マイクロレンズアレイ用感光性エレメントの感光層を基板上に積層することができ、基板１０上に感光層２０が積層される。
【００８２】
次に、上記感光層形成工程の後に、硬化工程を行う。以下、この工程について説明する。
【００８３】
［（II）硬化工程］
硬化工程は、例えば図２（ｂ）に示されるように、基板１０の感光層２０が設けられた面側から、光散乱能を有するシート４０と、所定パターンを有するフォトマスク３０を介して活性光線Ｌを感光層２０に照射することにより、感光層の所定部分を硬化する。ここで、所定部分の硬化について図３を用いてより詳しく説明する。図３は、感光層の所定部分の硬化について説明するための模式断面図である。図３に示すように、光散乱能を有するシート４０を通過した活性光線Ｌは散乱光となり、この散乱光は所定パターンを有するフォトマスク３０によって、外側へ拡大する光Ｄに調整される。そして、感光層２０のうち、光Ｄに露光されて十分に硬化する硬化部２４が上記所定部分となり、十分に硬化されなかった未硬化部２６は、後の現像工程で除去される。このように、フォトマスクと光散乱機能を有するシートを介して活性光線を像的に感光層に対して照射することにより、感光層の光照射される側の表面における光硬化度合を不均一にし、現像時の残膜量を異なるものにすることによって、断面が矩形ではないレンズ形状を得ることが可能となる。
【００８４】
上記硬化工程で用いる活性光線としては、公知の活性光源が使用でき、例えば、カーボンアーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ等が挙げられ、紫外線を有効に放射するものが好ましい。
【００８５】
光散乱能を有するシート４０は、光を屈折及び／又は散乱させることが可能であるものであれば、いかなるものも用いることができる。具体的には、例えば、フィルム表面に凹凸があるキルティングマイラー、エンボス加工を施したフィルム、マットフィルム、サンドマットフィルム、曇りガラス、スリガラス、模様入りガラス、汎用の活性光線を透過するフィルムやガラス類をサンドペーパー等で研磨し、表面を凹凸状としたもの、汎用の活性光線を透過するフィルムやガラス類をレーザー等で研磨し、表面を凹凸状としたもの、ガラス類をフッ化水素等で処理し、表面に凹凸を付けたもの、その内部に微粒子を含み光が散乱するように施したフィルム等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、また２枚以上を組み合わせて用いてもよい。
【００８６】
フォトマスク３０は、目的とするマイクロレンズアレイ形状に応じて、シート４０によって生じた散乱光の通過量及び方向を調整できるよう、開口３２の形状や位置を適宜設定したパターンを有するものを用いればよい。また、凸状レンズや凹状レンズ等、あるいはフレネルレンズのようにレンズの表面形状を制御するために、さらに、シート４０の光拡散性、感光層２０とフォトマスク３０との距離Ｓ等を調整すればよい。また、図２（ｂ）では、シート４０とフォトマスク３０とが隣接して配されているが、これらはそれぞれ離して配することもできる。
【００８７】
［（III）現像工程］
現像工程は、現像により感光層２０の未硬化部分を除去する工程であり、この工程を経て図２（ｃ）に示されるように基板１０上に、感光層２０の光硬化した部分であるマイクロレンズアレイパターンを有する硬化樹脂層２２が顕在化する。
【００８８】
現像方法としては、アルカリ水溶液、水系現像液、有機溶剤等の公知の現像液を用いて、スプレー、シャワー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング等の公知の方法により現像を行い、未露光部分を除去する方法等が挙げられ、中でも、環境、安全性の観点からアルカリ水溶液を用いることが好ましいものとして挙げられる。
【００８９】
アルカリ水溶液の塩基としては、水酸化アルカリ（リチウム、ナトリウム又はカリウムの水酸化物等）、炭酸アルカリ（リチウム、ナトリウム又はカリウムの炭酸塩若しくは重炭酸塩等）、アルカリ金属リン酸塩（リン酸カリウム、リン酸ナトリウム等）、アルカリ金属ピロリン酸塩（ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム等）、水酸化テトラメチルアンモニウム、トリエタノールアミンなどが挙げられ、中でも、水酸化テトラメチルアンモニウム等が好ましいものとして挙げられる。
【００９０】
現像温度及び時間は、上記感光性樹脂組成物からなる感光層の現像性に合わせて調整することができる。
【００９１】
また、アルカリ水溶液中には、界面活性剤、消泡剤、現像を促進させるための少量の有機溶剤等を添加することができる。
【００９２】
また、現像後、光硬化後の感光層に残存したアルカリ水溶液の塩基を、有機酸、無機酸又はこれらの酸水溶液を用いて、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング等の公知方法により酸処理（中和処理）することができる。
【００９３】
さらに、酸処理（中和処理）の後、水洗する工程を行うこともできる。
【００９４】
また、本実施形態においては、感光層２０を構成する感光性樹脂組成物として、解像度及び密着性に十分優れた上記本発明のマイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物を用いていることから、より微細なパターンを設定した場合であっても、所望の形状を有する硬化樹脂層を形成することがより確実にできる。
【００９５】
マイクロレンズアレイパターンを有する硬化樹脂層２２が形成された基板１０は、マイクロレンズアレイとして十分に機能するが、本実施形態においては、硬化樹脂層２２をさらに加熱する加熱工程を行っている。この工程を経ることにより硬化樹脂層２２が溶融されて、図２（ｄ）に示されるように、より滑らかなレンズ形状を有する硬化樹脂層５０が基板１０上に形成されたマイクロレンズアレイ６０を得ることができる。
【００９６】
加熱する方法としては、熱風放射、赤外線照射加熱等の公知の方法が挙げられ、基板上に形成されたマイクロレンズアレイパターンが有効に加熱される方法であれば特に制限されない。
【００９７】
加熱時の温度は、１４０〜３００℃とすることが好ましく、１５０〜２９０℃とすることがより好ましく、１６０〜２８０℃とすることが特に好ましい。この加熱温度が、１４０℃未満では、熱硬化の効果が不十分となる傾向があり、３００℃を超えると、感光性樹脂組成物層の構成成分が熱分解する傾向がある。
【００９８】
また本実施形態においては、硬化樹脂層２２の基板密着性を向上させること、耐薬品性を向上させること等を目的に、上記（III）現像工程後或いは上記（IV）加熱工程後、硬化樹脂層２２に活性光線をさらに照射する工程を行うことができる。
【００９９】
硬化樹脂層２２に活性光線を照射する方法としては、活性光線が有効に照射される方法であれば特に制限されず、例えば、上記（II）硬化工程で使用できる公知の活性光源が挙げられ、紫外線等を有効に放射するものであれば特に制限されない。
【０１００】
活性光線の照射量としては、１×１０２Ｊ／ｍ２〜１×１０５Ｊ／ｍ２とすることが好ましい。活性光線の照射量が、１×１０２Ｊ／ｍ２未満では、光硬化の効果が不十分となる傾向にあり、１×１０５Ｊ／ｍ２を超えると、マイクロレンズアレイパターンが変色する傾向にある。また、照射の際に加熱を伴うこともできる。
【０１０１】
上記マイクロレンズアレイの製造方法で得られたマイクロレンズアレイは、液晶表示装置、三次元ディスプレイ、レンチキュラーレンズ、ＣＣＤ等の光学部品へ利用することができる。同様の方法で凹レンズやレンチキュラーレンズを作製することができる。
【０１０２】
本発明において１画素範囲内に存在するレンズの数は特に制限はないが、画素面積に対するマイクロレンズが占める面積の比率が有利になるため、１画素範囲内に１つのレンズを設置することが好ましい。
【０１０３】
本発明におけるマイクロレンズの焦点位置は特に制限はないが、レンズから最下層までの距離の０．１〜４０倍が好ましく、１〜２０倍がさらに好ましく、２〜１０倍が最も好ましい。この範囲内の焦点距離であれば特に面積階調で色の濃度を制御する方式において階調制御が容易となる。
【０１０４】
本発明におけるマイクロレンズの設置方法としては特に制限はないが、上部基板に平行になるようにマイクロレンズアレイを設置することが好ましい。このように設置することで反射率が向上しやすくなる。特に積層素子の場合には反射率の向上幅が大きい。
【０１０５】
本発明に用いられるマイクロレンズアレイの上には機能膜層を設けることができる。機能膜層としては、例えば、ハードコート層、紫外線吸収層、ガスバリア膜、反射抑制膜等が挙げられる。
【０１０６】
機能膜層の形成方法としては特に制限はなく、蒸着、スパッタリング、塗布等公知の方法で形成することができる。
【０１０７】
＜表示方式＞
本発明における表示素子は反射型表示素子であることを特徴としている。本発明における反射型表示素子の発色方式としては特に制限はないが、電気泳動方式、エレクトロクロミック方式、電界析出方式、コレステリック液晶方式、ＭＥＭＳ方式、フォトニック結晶を用いた方式、トナー移動方式、電子粉粒体方式、エレクトロウェッティング方式等が挙げられる。本発明において用いられる方式として好ましくは、電気泳動方式、エレクトロクロミック方式、電界析出方式、エレクトロウェッティング方式が挙げられる。本発明においては、これらの表示方式の反射型表示素子の画素上の上部基板上にマイクロレンズアレイが設置されている。
【０１０８】
これらの発色方式の中でも、電極が同一基板上に２つ以上設置されるＩｎ−ｐｌａｎｅ方式、電極抵抗を下げるための補助電極（グリッド電極）を設置している電気泳動方式、エレクトロクロミック方式、電界析出方式、エレクトロウェッティング方式が特に好ましい。
【０１０９】
本発明における反射型表示素子に用いられる発色方式についての詳細は、日本画像学会編、面谷 信 監修の「電子ペーパー」の１〜７２ページ及び、シーエムシー出版、面谷 信 監修の「電子ペーパーの開発技術」の１〜１５２ページに記載されている。
【０１１０】
＜基板＞
本発明における上部基板及び下部基板に用いられる基板としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン類、ポリカーボネート類、セルロースアセテート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンジナフタレンジカルボキシラート、ポリエチレンナフタレート類、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアセタール類、ポリスチレン等の合成プラスチックフィルムも好ましく使用できる。また、シンジオタクチック構造ポリスチレン類も好ましい。これらは、例えば、特開昭６２−１１７７０８号、特開平１−４６９１２号、同１−１７８５０５号の各公報に記載されている方法により得ることができる。更に、ステンレス等の金属製基盤や、バライタ紙、及びレジンコート紙等の紙支持体ならびに上記プラスチックフィルムに反射層を設けた支持体、特開昭６２−２５３１９５号（２９〜３１頁）に支持体として記載されたものが挙げられる。ＲＤＮｏ．１７６４３の２８頁、同Ｎｏ．１８７１６の６４７頁右欄から６４８頁左欄及び同Ｎｏ．３０７１０５の８７９頁に記載されたものも好ましく使用できる。これらの支持体には、米国特許第４，１４１，７３５号で示されているようにガラス転移温度Ｔｇ以下の熱処理を施すことで、巻き癖をつきにくくしたものを用いることができる。また、これらの支持体表面を支持体と他の構成層との接着の向上を目的に表面処理を行っても良い。本発明では、グロー放電処理、紫外線照射処理、コロナ処理、火炎処理を表面処理として用いることができる。更に公知技術第５号（１９９１年３月２２日アズテック有限会社発行）の４４〜１４９頁に記載の支持体を用いることもできる。更にＲＤＮｏ．３０８１１９の１００９頁やプロダクト・ライセシング・インデックス、第９２巻Ｐ１０８の「Ｓｕｐｐｏｒｔｓ」の項に記載されているものが挙げられる。その他に、ガラス基板や、ガラスを練りこんだエポキシ樹脂を用いることができる。
【０１１１】
＜基板とマイクロレンズアレイの接着＞
本発明においては、これらの上記表示方式の反射型表示素子上の画素の上部基板上にマイクロレンズアレイが設置されている。このマイクロレンズアレイは上部基板上に固定して設置させる事が好ましい。固定させる方法としては、公知の方法が適用できるが、接着剤を用いて接着する方法が好ましい。接着剤として、光学的に等方性の接着剤が用いられ、接着方法としては、溶媒を含んだ接着剤を使用し、保護層を貼合後に接着剤中の溶媒を乾燥除去するウェットラミネーション、接着剤を片方の基板に塗布し、乾燥後に貼合するドライラミネーション、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂、感圧性接着剤を用いる方法などを挙げることができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
【０１１２】
接着剤としては、例えば、ポリビニルアルコール系接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤などが挙げられる。紫外線硬化樹脂としては、例えば、アクリルウレタン系樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂、または紫外線硬化型エポキシ樹脂などを用いることができる。熱硬化樹脂としては、例えば、メラミン系樹脂、アクリル系樹脂、Ｏ−クレゾールノボラック型樹脂、ビスフェノール型のエポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂などが使用できる。感圧性接着剤としては、アクリル酸系樹脂、メタクリル酸系樹脂、ブチルゴム系樹脂、シリコーン系樹脂などのベースポリマーを用いたものが使用できる。
【０１１３】
＜電極＞
本発明で用いられる電極の配置方法としてはとくに制限はなく、対向した基板の内側に作られた２つの電極（対向電極）、同一基板上に２つの電極を作製するＩｎ−ｐｌａｎｅ電極、またこれらの電極以外に第３の電極を用いた方式でも良い。
【０１１４】
本発明で用いられる電極においては、対向電極もしくはＩｎ−ｐｌａｎｅ電極の少なくとも１種が透明電極であることが好ましい。透明電極としては、透明で電気を通じるものであれば特に制限はない。例えば、Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ：インジウム錫酸化物）、Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ（ＩＺＯ：インジウム亜鉛酸化物）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化インジウム、酸化亜鉛、白金、金、銀、ロジウム、銅、クロム、炭素、アルミニウム、シリコン、アモルファスシリコン、ＢＳＯ（Ｂｉｓｍｕｔｈ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｘｉｄｅ）、透明導電性ポリマー（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ等）等が挙げられる。電極をこのように形成するには、例えば、基板上にＩＴＯ膜をスパッタリング法等でマスク蒸着するか、ＩＴＯ膜を全面形成した後、フォトリソグラフィ法でパターニングすればよい。Ｉｎ−ｐｌａｎｅ電極も同様の方法で作成することができる。表面抵抗値としては、１００Ω／□以下が好ましく、１０Ω／□以下がより好ましい。透明電極の厚みは特に制限はないが、０．１〜２０μｍであるのが一般的である。
【０１１５】
＜補助電極＞
本発明で用いられる電極には、抵抗を低くするために銅線などの補助電極（例えば、グリッド電極等）を導入してもよい。
【０１１６】
補助電極は、主となる電極部より電気抵抗が低い材料を用いることが好ましい。例えば、白金、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、チタン、ビスマスなどの金属およびそれらの合金等を好ましく用いることができる。
【０１１７】
補助電極は、主となる電極部と基板との間と、主となる電極部の基板と反対側の表面とのいずれに設置することもできる。いずれにしても、補助電極が主となる電極部と電気的に接続していればよい。
【０１１８】
補助電極の配置パターンには、特に制限はない。直線状、メッシュ状、円形など、求められる性能に応じて適宜形成することが可能である。主となる電極部が複数の部分に分割されている場合には、分割された電極部同士を接続する形で設けてもよい。ただし、主となる電極部が表示側の基板に設けられた透明電極の場合、補助電極は、表示素子の視認性を阻害しない形状と頻度で設けることが求められる。
【０１１９】
補助電極を形成する方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、フォトリソグラフィ法でパターニングする方法、印刷法やインクジェット法、電解メッキや無電解メッキ、銀塩感光材料を用いて露光、現像処理してパターン形成する方法でも良い。
【０１２０】
補助電極パターンのライン幅やライン間隔は、任意の値で構わないが、導電性を高くするためにはライン幅を太くする必要がある。一方、透明電極に補助電極を付帯させる場合には、視認性の観点から、表示素子観察側から見た補助電極の面積被覆率は３０％以下が好ましく、さらに好ましくは１０％以下である。
【０１２１】
このように透過率と導電性の点から、補助電極のライン幅は１μｍ以上、１００μｍ以下が好ましく、ライン間隔は５０μｍから１０００μｍが好ましい。
【０１２２】
＜電極の形成方法＞
透明電極、金属補助電極を形成するには、公知の方法を用いることができる。例えば、基板上にスパッタリング法等でマスク蒸着する方法や、全面形成した後に、フォトリソグラフィ法でパターニングする方法等が挙げられる。
【０１２３】
また、電解メッキや無電解メッキ、印刷法や、インクジェット法によっても電極形成が可能である。インクジェット方式を用いて基板上にモノマー重合能を有する触媒層を含む電極パターンを形成した後に、該触媒により重合されて重合後に導電性高分子層になりうるモノマー成分を付与して、モノマー成分を重合し、さらに、該導電性高分子層の上に銀等の金属メッキを行うことにより金属電極パターンを形成することもでき、フォトレジストやマスクパターンを使用することがないので、工程を大幅に簡略化できる。
【０１２４】
電極材料を塗布方式で形成する場合には、例えば、ディッピング法、スピナー法、スプレー法、ロールコーター法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法等の公知の方法を用いることができる。
【０１２５】
インクジェット方式の中でも、下記の静電インクジェット方式は高粘度の液体を高精度に連続的に印字することが可能であり、本発明の透明電極や金属補助電極の形成に好ましく用いられる。インクの粘度は、好ましくは３０ｍＰａ・ｓ以上であり、更に好ましくは１００ｍＰａ・ｓ以上である。
【０１２６】
〈静電インクジェット方式〉
本発明の表示素子においては、複合電極の透明電極及び金属補助電極の少なくとも１方が、帯電した液体を吐出する内部直径が３０μｍ以下のノズルを有する液体吐出ヘッドと、前記ノズル内に溶液を供給する供給手段と、前記ノズル内の溶液に吐出電圧を印加する吐出電圧印加手段とを備えた液体吐出装置を用いて形成されることが好ましい態様の１つである。さらにノズル内の溶液がノズル先端部から凸状に盛り上がった状態を形成する凸状メニスカス形成手段を設けた吐出装置を用いて形成されることが好ましい。
【０１２７】
また、凸状メニスカス形成手段を駆動する駆動電圧の印加及び吐出電圧印加手段による吐出電圧の印加を制御する動作制御手段を備え、この動作制御手段は、前記吐出電圧印加手段による吐出電圧の印加を行わせつつ液滴の吐出に際して、凸状メニスカス形成手段の駆動電圧の印加を行わせる第一の吐出制御部を有する液体吐出装置を用いることも好ましい。
【０１２８】
また、凸状メニスカス形成手段の駆動及び吐出電圧印加手段による電圧印加を制御する動作制御手段を備え、この動作制御手段は、前記凸状メニスカス形成手段による溶液の盛り上げ動作と前記吐出電圧の印加とを同期させて行う第二の吐出制御部を有することを特徴とする液体吐出装置を用いること、前記動作制御手段は、前記溶液の盛り上げ動作及び吐出電圧の印加の後に前記ノズル先端部の液面を内側に引き込ませる動作制御を行う液面安定化制御部を有する液体吐出装置を用いることも好ましい形態である。
【０１２９】
この様な静電インクジェットを用いて電極パターンを作製することにより、オンデマンド性に優れ、廃棄材料が少なく、寸法精度に優れた電極を得ることができ有利である。
【０１３０】
〔反射型表示素子のその他の構成要素〕
本発明の反射型表示素子には、必要に応じて、シール剤、柱状構造物、スペーサー粒子を用いることができる。
【０１３１】
シール剤は外に漏れないように封入するためのものであり封止剤とも呼ばれ、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エン−チオール系樹脂、シリコン系樹脂、変性ポリマー樹脂等の、熱硬化型、光硬化型、湿気硬化型、嫌気硬化型等の硬化タイプを用いることができる。
【０１３２】
柱状構造物は、基板間の強い自己保持性（強度）を付与し、例えば、格子配列等の所定のパターンに一定の間隔で配列された、円柱状体、四角柱状体、楕円柱状体、台形柱状体等の柱状構造物を挙げることができる。また、所定間隔で配置されたストライプ状のものでもよい。この柱状構造物はランダムな配列ではなく、等間隔な配列、間隔が徐々に変化する配列、所定の配置パターンが一定の周期で繰り返される配列等、基板の間隔を適切に保持でき、且つ、画像表示を妨げないように考慮された配列であることが好ましい。柱状構造物は表示素子の表示領域に占める面積の割合が１〜４０％であれば、表示素子として実用上十分な強度が得られる。
【０１３３】
上部基板と下部基板の間には、該基板間のギャップを均一に保持するためのスペーサーが設けられていてもよい。このスペーサーとしては、樹脂製または無機酸化物製の球体を例示できる。また、表面に熱可塑性の樹脂がコーティングしてある固着スペーサーも好適に用いられる。基板間のギャップを均一に保持するために柱状構造物のみを設けてもよいが、スペーサー及び柱状構造物をいずれも設けてもよいし、柱状構造物に代えて、スペーサーのみをスペース保持部材として使用してもよい。スペーサーの直径は柱状構造物を形成する場合はその高さ以下、好ましくは当該高さに等しい。柱状構造物を形成しない場合はスペーサーの直径がセルギャップの厚みに相当する。
【０１３４】
本発明における反射型表示素子では最下層に白色の光散乱層を設けることが好ましい。
【０１３５】
本発明における白色の光散乱層に適用可能な白色顔料としては、例えば、二酸化チタン（アナターゼ型あるいはルチル型）、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウムおよび水酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、リン酸マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、アルカリ土類金属塩、タルク、カオリン、ゼオライト、酸性白土、ガラス、有機化合物としてポリエチレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素−ホルマリン樹脂、メラミン−ホルマリン樹脂、ポリアミド樹脂などが単体または複合混合で、または粒子中に屈折率を変化させるボイドを有する状態で使用されてもよい。
【０１３６】
本発明では、上記白色粒子の中でも、二酸化チタンが好ましく用いられ、特に無機酸化物（Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＯ（ＯＨ）、ＳｉＯ２等）で表面処理した二酸化チタン、これらの表面処理に加えてトリメチロールエタン、トリエタノールアミン酢酸塩、トリメチルシクロシラン等の有機物処理を施した二酸化チタンがより好ましく用いられる。
【０１３７】
これらの白色粒子のうち、高温時の着色防止、屈折率に起因する素子の反射率の観点から、酸化チタンまたは酸化亜鉛を用いることがより好ましい。
【０１３８】
本発明における反射型表示素子はフルカラー表示のために複数の表示素子を積層しても良い。積層素子でＴＦＴを用いる場合は開口率を向上するために最下層に配線するためのビアホールを各層ごとに作製しても良い。
【０１３９】
本発明におけるマイクロレンズを用いることで、開口率が小さくなるような電極を含む方式及びそれらの積層型表示素子については、入射光の反射率ロスを防ぐことができ、著しく反射率が向上する。例えば、画素透明電極上にグリッド電極を有する方式、Ｉｎ−ｐｌａｎｅ電極を有する方式及び積層型表示素子等において反射率が著しく向上する。
【０１４０】
反射型表示パネルの解像度としては特に制限はないが、５０〜６００ｐｐｉが好ましく、７５〜４００ｐｐｉがさらに好ましい。
【０１４１】
〔表示素子駆動方法〕
本発明の表示素子の駆動操作は、単純マトリックス駆動であっても、アクティブマトリック駆動であってもよい。本発明でいう単純マトリックス駆動とは、複数の正極を含む正極ラインと複数の負極を含む負極ラインとが対向する形で互いのラインが垂直方向に交差した回路に、順次電流を印加する駆動方法のことを言う。単純マトリックス駆動を用いることにより、回路構成や駆動ＩＣを簡略化でき安価に製造できるメリットがある。アクティブマトリックス駆動は、走査線、データライン、電流供給ラインが碁盤目状に形成され、各碁盤目に設けられたＴＦＴ回路により駆動させる方式である。画素毎にスイッチングが行えるので、階調やメモリー機能などのメリットがあり、例えば、特開２００４−２９３２７号公報の図５に記載されている回路を用いることができる。
【０１４２】
〔商品適用〕
本発明の反射型表示素子は、電子書籍分野、ＩＤカード関連分野、公共関連分野、交通関連分野、放送関連分野、決済関連分野、流通物流関連分野等の用いることができる。具体的には、ドア用のキー、学生証、社員証、各種会員カード、コンビニストアー用カード、デパート用カード、自動販売機用カード、ガソリンステーション用カード、地下鉄や鉄道用のカード、バスカード、キャッシュカード、クレジットカード、ハイウェイカード、運転免許証、病院の診察カード、電子カルテ、健康保険証、住民基本台帳、パスポート、電子ブック等が挙げられる。
【実施例】
【０１４３】
以下、本発明を表示方式がエレクトロクロニック方式の場合と電気泳動方式の場合を、それぞれ実施例１，２により具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量％」を表す。
【０１４４】
（実施例１）
《マイクロレンズアレイの作製》
［バインダポリマー溶液（ａ−１）の作製］
撹拌機、還流冷却機、不活性ガス導入口及び温度計を備えたフラスコに、表１に示す（１）の成分を仕込み、窒素ガス雰囲気下で８０℃に昇温し、反応温度を８０℃±２℃に保ちながら、表１に示す（２）の成分を４時間かけて均一に滴下した。
【０１４５】
（２）の成分の滴下後、８０℃±２℃で６時間撹拌を続け、重量平均分子量が約３２，０００のバインダポリマーの溶液（固形分３５質量％）（ａ−１）を得た。
【０１４６】
【表１】
【０１４７】
［マイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物溶液の作製］
表２に示す材料を、攪拌機を用いて１５分間混合し、マイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物溶液を作製した。
【０１４８】
【表２】
【０１４９】
［マイクロレンズアレイ用感光性エレメントの作製］
支持体フィルムとして厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを使用し、上記で得られたマイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物溶液を支持体フィルム上にコンマコーターを用いて均一に塗布し、１００℃の熱風対流式乾燥機で３分間乾燥して溶剤を除去し、感光性樹脂組成物層を形成した。得られた感光性樹脂組成物層の厚さは５０μｍであった。
【０１５０】
次いで、得られた感光性樹脂組成物層の上に、さらに、２５μｍの厚さのポリエチレンフィルムを、カバーフィルムとして張り合わせて、マイクロレンズアレイ用感光性エレメントを作製した。
【０１５１】
［マイクロレンズアレイの作製］
得られたマイクロレンズアレイ用感光性エレメントのポリエチレンフィルムをはがしながら、厚さ０．３ｍｍのガラス基板上に、感光性樹脂組成物層が接するようにラミネータ（日立化成工業（株）製、商品名「ＨＬＭ−１５００型」）を用いて、ロール温度１２０℃、基板送り速度１ｍ／分、圧着圧力（シリンダ圧力）４×１０５Ｐａ（厚さが０．５ｍｍ、縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの基板を用いたので、この時の線圧は９．８×１０３Ｎ／ｍ）の条件でラミネートして、ガラス基板上に、感光性樹脂組成物層及び支持体フィルムが積層された基板を作製した。
【０１５２】
次いで、支持体フィルムをはく離した後、感光性樹脂組成物層上の、感光性樹脂組成物層の表面から０．５ｍｍ離れた位置に、開口幅／遮光幅＝５μｍ／１１３μｍの格子状パターンを有するフォトマスクを載置し、さらにこの上に光散乱能を有するシート「キルティングマイラー」（日本ケムテック（株）製、商品名「エクスポージャーフィルムＥＷＳ−８８」）を積層した。次に、平行光線露光機（オーク製作所（株）製、ＥＸＭ１２０１）を使用して、フォトマスク及び光散乱能を有するシートを介して、感光性樹脂組成物層に露光量１．５×１０３Ｊ／ｍ２で（ｉ線（波長３６５ｎｍ）における測定値）、紫外線を像的に照射した。
【０１５３】
次いで、０．５質量％の界面活性剤を含有した０．５質量％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いて、３０℃で２００秒間スプレー現像して、感光性樹脂組成物層を選択的に除去してマイクロレンズアレイのパターンを形成した。
【０１５４】
さらに、２３０℃で４０分間、ボックス型乾燥機で加熱してマイクロレンズアレイＡ−１を作成した。形成されたマイクロレンズアレイの透明性については、良好な透明性を有していることが確認された。
【０１５５】
同様の方法を用いて表３及び４に示したマイクロレンズアレイＡ−２〜９及びＡ−１０，Ａ−１１を作製した。
【０１５６】
なおレンズの厚みはマイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物溶液の塗布厚を、及びレンズの最大幅は格子状パターンを有するフォトマスクの格子状パターンの間隔をそれぞれ変化させることにより調節した。
【０１５７】
《マイクロレンズアレイを設置したエレクトロクロミック表示素子の作製》
（ＥＣ電極１の作製）
厚さ１．５ｍｍで２ｃｍ×４ｃｍのガラス基板上（上部基板）に、膜厚２００ｎｍのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、インジウム錫酸化物）膜を公知の方法に従って形成し、透明電極を得た。透明電極の上に厚み５μｍの二酸化チタン（平均粒子径１７ｎｍの粒子が４〜１０個程度ネッキング済み）膜を形成し、ＥＣ電極１を作成した。
【０１５８】
（吸着液１の調整）
トルエン２ｇ中に、３−ブロモプロピルトリエトキシシラン０．１ｇ、トリエチルアミン０．１ｇを室温にて加え、吸着液１を調整した。
【０１５９】
（ＥＣ電極２の作成）
ＥＣ電極１を吸着液１に浸漬させ２４時間置いた後、トルエンで洗浄した。更にこの電極を、化合物Ａの５質量％水溶液に８０℃で１００時間浸漬させ、エタノール、及び、水で洗浄し、ＥＣ電極２を作成した。
【０１６０】
【化１】
【０１６１】
（対向電極１の作製）
厚さ１．５ｍｍで２ｃｍ×４ｃｍのガラス基板上（下部基板）に、公知の方法を用いて、電極厚み０．１μｍ、ピッチ１４５μｍ、電極間隔１３０μｍのニッケル電極を形成し、得られた電極をさらに置換金メッキ浴に浸漬し、電極表面から深さ０．０５μｍが金で置換された金−ニッケル電極（対向電極１）を得た。
【０１６２】
（ＥＣ電解液１の調製）
γ−ブチロラクトン２．５ｇ中に、テトラフルオロホウ酸スピロ−（１，１′）−ビピロリジニウム０．０２５ｇとカルボキシＴＥＭＰＯ（４−カルボキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン １−オキシル フリーラジカル）０．０５ｇを溶解させて、ＥＣ電解液１を得た。
【０１６３】
（エレクトロクロミック表示素子１の作製）
周辺部を、平均粒径が４０μｍのガラス製球形ビーズ状スペーサーを体積分率として１０％含むオレフィン系封止剤で縁取りした対向電極１の上に、ポリビニルアルコール（平均重合度３５００、けん化度８７％）２質量％を含むイソプロパノール溶液中に、石原産業社製二酸化チタンＣＲ−９０を２０質量％添加し、超音波分散機で分散させた混和液を乾燥後の膜厚が２０μｍになるように塗布し、その後１５℃で３０分間乾燥して溶媒を蒸発させた後、４５℃の雰囲気中で１時間乾燥させた。得られた二酸化チタン層上に平均粒径が２０μｍのガラス製球形ビーズ状スペーサーを散布した後に、対向電極１とＥＣ電極２を基板を外側にして貼り合わせ、加熱押圧して空セルを作製した。該空セルにＥＣ電解液１を真空注入し、注入口をエポキシ系の紫外線硬化樹脂にて封止し、エレクトロクロミック表示素子１を作製した。
【０１６４】
〔マイクロレンズアレイを設置したエレクトロクロミック表示素子１の作製〕
エレクトロクロミック表示素子１の素子上の上部基板の上に顕微鏡を用いてレンズ番号Ａ−１のマイクロレンズアレイを公知の方法により貼り合わせることでマイクロレンズアレイを設置したエレクトロクロミック表示素子１（以下素子番号ＥＣ１と略記する）を作製した。
【０１６５】
（ＥＣ電極３の作製）
厚さ１．５ｍｍで２ｃｍ×４ｃｍのガラス基板上（上部基板）に、膜厚２００ｎｍのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、インジウム錫酸化物）膜を公知の方法に従って形成し、透明電極を得た。透明電極の上に厚み５μｍの二酸化チタン（平均粒子径１７ｎｍの粒子が４〜１０個程度ネッキング済み）膜を形成し、ＥＣ電極３を作成した。
【０１６６】
（対向電極２の作製）
厚さ１．５ｍｍで２ｃｍ×４ｃｍのガラス基板（下部基板）上に、公知の方法を用いて、電極厚み０．１μｍ、ピッチ５５μｍ、電極間隔６５μｍのニッケル電極を形成し、得られた電極をさらに置換金メッキ浴に浸漬し、電極表面から深さ０．０５μｍが金で置換された金−ニッケル電極（対向電極２）を得た。
【０１６７】
（ＥＣ電極４の作成）
ＥＣ電極２を吸着液１に浸漬させ２４時間置いた後、トルエンで洗浄した。更にこの電極を、化合物Ａの５質量％水溶液に８０℃で１００時間浸漬させ、エタノール、及び、水で洗浄し、ＥＣ電極４を作成した。
【０１６８】
（エレクトロクロミック表示素子２の作製）
周辺部を、平均粒径が４０μｍのガラス製球形ビーズ状スペーサーを体積分率として１０％含むオレフィン系封止剤で縁取りした対向電極２の上に、ポリビニルアルコール（平均重合度３５００、けん化度８７％）２質量％を含むイソプロパノール溶液中に、石原産業社製二酸化チタンＣＲ−９０を２０質量％添加し、超音波分散機で分散させた混和液を乾燥後の膜厚が２０μｍになるように塗布し、その後１５℃で３０分間乾燥して溶媒を蒸発させた後、４５℃の雰囲気中で１時間乾燥させた。得られた二酸化チタン層上に平均粒径が２０μｍのガラス製球形ビーズ状スペーサーを散布した後に、対向電極２とＥＣ電極４を貼り合わせ、加熱押圧して空セルを作製した。該空セルにＥＣ電解液１を真空注入し、注入口をエポキシ系の紫外線硬化樹脂にて封止し、エレクトロクロミック表示素子２を作製した。
【０１６９】
（マイクロレンズアレイを設置したエレクトロクロミック表示素子２（素子番号ＥＣ２）の作製）
エレクトロクロミック表示素子２の上に顕微鏡を用いてレンズ番号Ａ−１のマイクロレンズアレイを公知の方法により貼り合わせることで素子番号ＥＣ２を作製した。（以下マイクロレンズアレイを設置したエレクトロクロミック表示素子を素子番号ＥＣで表す。）
〔素子番号ＥＣ３〜７の作製〕
対向電極２のピッチ幅をレンズの最大幅に変更すること及び、レンズ番号をＡ−２〜Ａ−７に変更した以外は素子番号２と同様の方法で素子番号ＥＣ３〜７を作製した。
【０１７０】
〔素子番号ＥＣ８の作製〕
マイクロレンズアレイを張り合わせないこと以外はＥＣ１と同様の方法で素子番号ＥＣ８を作製した。
【０１７１】
〔素子番号ＥＣ９の作製〕
対向電極２のピッチ幅を１２０μｍに変更したこと及びマイクロレンズアレイを張り合わせないこと以外はＥＣ２と同様の方法で素子番号ＥＣ９を作製した。
【０１７２】
〔素子番号ＥＣ１０及び素子番号ＥＣ１１の作製〕
対向電極２のピッチ幅をレンズの最大幅に変更すること及び、レンズ番号をＡ−８及びＡ−９に変更した以外は素子番号ＥＣ２と同様の方法で素子番号ＥＣ１０及び素子番号ＥＣ１１を作製した。
【０１７３】
《表示素子の評価》
＜写り込みの評価＞
５ｃｍ×５ｃｍのパネルを作製し、８０ｃｍの高さの机上に配置し、床から３ｍの高さの天井部に昼色光直管蛍光灯（ＦＬＲ４０Ｓ・Ｄ／Ｍ−Ｘ パナソニック（株）製）４０Ｗ×２本を１セットとして１．５ｍ間隔で１０セット配置した。このとき評価者がパネル表示面正面にいるときに、評価者の頭上より後方に向けて天井部に前記蛍光灯がくるように配置した。パネルは机に対する垂直方向から２５°傾けて蛍光灯が写り込むようにして画面の見易さを下記のようにランクに分け、写り込みを評価した。
【０１７４】
◎：もっとも近い蛍光灯の写り込みから気にならず、フォントの大きさ８以下の文字もはっきりと読める
○：近くの蛍光灯の写りこみはやや気になるが、遠くは気にならず、フォントの大きさ８以下の文字もなんとか読める
△：遠くの蛍光灯の写りこみも気になり、フォントの大きさ８以下の文字を読むのは困難である
×：蛍光灯の写りこみがかなり気になり、写り込みの部分はフォントの大きさ８以下の文字を読むことはできない。
【０１７５】
＜反射率の評価＞
反射率の測定はコニカミノルタセンシング社製の分光測色計ＣＭ−３７００で測定し、消色状態（白色表示状態）の反射率を波長５５０ｎｍで測定した。
【０１７６】
また本発明のマイクロレンズアレイを具備する素子の画像はぼやけていなかったが、本発明のマイクロレンズを具備しない素子についてはわずかにぼやけた画像となっていた。これも視差による影響であると考えられる。
【０１７７】
【表３】
【０１７８】
特にＥＣ３、ＥＣ４の素子が反射率、写り込み、解像度、視差の観点から好ましいことがわかる。
【０１７９】
実施例２
《マイクロレンズアレイを設置した電気泳動方式による表示素子の作製》
〔マイクロレンズアレイを設置した電気泳動方式による表示素子（素子番号ＥＭ１）の作製〕
特許第４１８８０９１号の実施例２９同様に対向電極の電気泳動素子を作製し、その素子の画素の上部基板上にマイクロレンズアレイＡ−１０を張り合わせることで素子番号ＥＭ１（以下マイクロレンズアレイを設置した電気泳動方式による表示素子を素子番号ＥＭで表す。）を作製した。
【０１８０】
〔素子番号ＥＭ２の作製〕
特開２００２−３３３６４３号公報の発明の実施の形態から、Ｉｎ−ｐｌａｎｅ電極の電気泳動素子を作製して、その上にマイクロレンズアレイＡ−１０を張り合わせることで素子番号ＥＭ２を作製した。
【０１８１】
〔素子番号ＥＭ４の作製〕
マイクロレンズアレイを張り合わせないこと以外は素子番号ＥＭ１と同様の方法で素子番号ＥＭ４を作製した。
【０１８２】
〔素子番号ＥＭ５の作製〕
マイクロレンズアレイを張り合わせないこと以外は素子番号ＥＭ２と同様の方法で素子番号ＥＭ５を作製した。
【０１８３】
〔素子番号ＥＭ３、及び素子番号ＥＭ６の作製〕
素子番号ＥＭ２と同様の方法で着色粒子の色がイエローの素子と、着色粒子の色がシアンの素子を作製し、イエローを上層、シアンを下層にして素子を電極位置が重なるように張り合わせ、さらにシアンの素子の下に白色散乱層を設けて反射型積層素子とした。さらにマイクロレンズアレイＡ−１１を張り合わせて素子番号ＥＭ３の素子を作製した。
【０１８４】
マイクロレンズアレイＡ−１１を張り合わせないこと以外は素子番号ＥＭ３と同様の方法で素子番号ＥＭ６の素子を作製した。
【０１８５】
《表示素子の評価》
得られた反射型表示素子ＥＭ１〜ＥＭ６を実施例１と同じ方法でそれぞれ反射率、写り込み、視差の評価をおこなった。
【０１８６】
＜視差の評価＞
積層素子である素子番号ＥＭ３及びＥＭ６について視差の目視評価を行ったところ、本発明のマイクロレンズアレイを具備する素子番号ＥＭ３は０°〜１２０°まで視野角を変えて画像を見ても色の変化は起こらなかった。一方、本発明のマイクロレンズを具備していない素子番号ＥＭ６については０°〜１２０°まで視野角を変えて画像を見ることでわずかに色の変化が起こり、本来の画像と異なる色を示した。
【０１８７】
また本発明のマイクロレンズアレイを具備する素子の画像はぼやけていなかったが、本発明のマイクロレンズを具備しない素子についてはわずかにぼやけた画像となっていた。これも視差による影響であると考えられる。
【０１８８】
上記の結果を表４に示す。
【０１８９】
【表４】
【０１９０】
表４と視差の評価結果から本発明のマイクロレンズアレイを具備する素子が反射率、写り込み、解像度、視差の観点から好ましいことがわかる。
【符号の説明】
【０１９１】
１００ マイクロレンズアレイ用感光性エレメント
１ 支持体フィルム
２ 感光層
１０ 基板
２０ 感光層
２２ 硬化樹脂層
２４ 硬化部
２６ 未硬化部
３０ フォトマスク
３２ 開口
４０ シート
５０ 硬化樹脂層
６０ マイクロレンズアレイ
Ｌ 活性光線
Ｄ 外側へ拡大する光Ｄ
Ｓ 感光層２０とフォトマスク３０との距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部基板、下部基板、画素を有する表示素子を含む反射型表示素子において、該表示素子の画素上の前記上部基板上にマイクロレンズアレイが設置され、かつ前記マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズの最大幅が５０〜６００μｍであることを特徴とする反射型表示素子。
【請求項２】
前記表示素子が複数の層からなることを特徴とする請求項１に記載の反射型表示素子。
【請求項３】
前記マイクロレンズが凸レンズであることを特徴とする請求項１または２に記載の反射型表示素子。
【請求項４】
前記下部基板もしくは前記上部基板の少なくとも一方に、複数の電極を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の反射型表示素子。
【請求項５】
前記下部基板及び前記上部基板の少なくとも一方の電極に補助電極を設けていることを特徴とする請求項４に記載の反射型表示素子。
【請求項１】
上部基板、下部基板、画素を有する表示素子を含む反射型表示素子において、該表示素子の画素上の前記上部基板上にマイクロレンズアレイが設置され、かつ前記マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズの最大幅が５０〜６００μｍであることを特徴とする反射型表示素子。
【請求項２】
前記表示素子が複数の層からなることを特徴とする請求項１に記載の反射型表示素子。
【請求項３】
前記マイクロレンズが凸レンズであることを特徴とする請求項１または２に記載の反射型表示素子。
【請求項４】
前記下部基板もしくは前記上部基板の少なくとも一方に、複数の電極を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の反射型表示素子。
【請求項５】
前記下部基板及び前記上部基板の少なくとも一方の電極に補助電極を設けていることを特徴とする請求項４に記載の反射型表示素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１８３４０（Ｐ２０１２−１８３４０Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５６４７５（Ｐ２０１０−１５６４７５）
【出願日】平成２２年７月９日（２０１０．７．９）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月９日（２０１０．７．９）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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