(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒含有層上にアスペクト比が０．１〜０．５である凸レンズ形状物が形成されていることを特徴とする、光学素子。
【請求項２】
前記光触媒含有層が、光触媒とバインダーを含有するものであって、光の照射によって前記光触媒含有層の濡れ性が変化した部位上に前記光学素子が形成されたものである、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記光学素子が、マイクロレンズである、請求項１に記載の光学素子。
【請求項４】
前記光学素子が、凸レンズ形状物の表面に金属層を設けることにより、光線を反射する素子としたものである、請求項１に記載の光学素子
【請求項５】
前記光触媒含有層が、透明支持体上に形成されている、請求項１に記載の光学素子。
【請求項６】
請求項１に記載の光学素子がアレイ状に配置されてなる、光学素子アレイ。
【請求項７】
濡れ性の違いによるパターンの特定の濡れ性を有する部位に光学素子を形成するための材料を含む液体を蒸気成膜法によって付着させる工程と、
前記光学素子を形成するための材料を含む液体を硬化させて光学素子を形成する工程、
とを含むことを特徴とする、光学素子の製造方法であって、
前記濡れ性の違いによるパターンの形成を、光触媒含有層に光照射を行うことによって行うことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項８】
濡れ性の違いによるパターンの特定の濡れ性を有する部位に重合開始剤を付着させる工程と、
前記パターンを有する表面の全面に光学素子を形成するための材料を含む液体をスプレーコート法によって付着させる工程と、
前記光学素子を形成するための材料を含む液体を硬化させて光学素子を形成する工程、
とを含むことを特徴とする、光学素子の製造方法であって、
前記濡れ性の違いによるパターンの形成を、光触媒含有層に光照射を行うことによって行うことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項９】
濡れ性の違いによるパターンの特定の濡れ性を有する部位に重合開始剤を付着させる工程と、
前記パターンを有する表面の全面に光学素子を形成するための材料を含む液体を蒸気成膜法によって付着させる工程と、
前記光学素子を形成するための材料を含む液体を硬化させて光学素子を形成する工程、
とを含むことを特徴とする、光学素子の製造方法であって、
前記濡れ性の違いによるパターンの形成を、光触媒含有層に光照射を行うことによって行うことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項１０】
前記重合開始剤が、紫外線硬化樹脂用のものであって、前記光学素子を形成するための材料が、紫外線硬化樹脂である、請求項８または９に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１１】
前記光学素子がマイクロレンズである、請求項７〜９のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１２】
請求項７〜９のいずれか１項に記載の光学素子を形成後、その光学素子の表面に反射層を設けて、光線を反射する素子を製造する、光学素子の製造方法。
【請求項１３】
請求項７〜９のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法であって、前記濡れ性の違いによるパターンの形成を、光触媒含有層に光照射を行うことによって行い、さらに前記光照射により濡れ性が変化した部位上に、前記光学素子を形成するための材料を含む液体を付着させる方法であり、前記光学素子が、アスペクト比０．１〜０．５である凸レンズ形状物がアレイ状に配置されてなるものである、光学素子アレイの製造方法。
【請求項１４】
前記スプレーコート法が、光学素子を形成するための材料を含む液体を加圧することにより射出して微粒化させて前記濡れ性の違いによるパターンを有する表面に付着させる方法、または静電スプレー法である、請求項８に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１５】
前記濡れ性の違いによるパターンが形成された表面の全面に光学素子を形成するための材料を含む液体を付着させた後、前記液体の硬化前に前記表面に、振動を加えることにより、前記表面の特定の濡れ性を有する部位のみに前記液体を集める工程を含む、請求項７に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１６】
前記振動が、超音波発生装置によって発生されるものである、請求項１５に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１７】
前記反射層が、金属蒸着法またはコーティング法により形成した、アルミニウム層である、請求項１２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１８】
請求項７〜９のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法によって製造した光学素子を、原版として複製することにより、光学素子を製造する方法。
【請求項１９】
濡れ性の違いによるパターンの特定の濡れ性を有する部位に光学素子を形成するための材料を含む液体をスプレーコート法によって付着させる工程と、
前記光学素子を形成するための材料を含む液体を硬化させて光学素子を形成する工程、とを含む光学素子の製造方法であって、
前記濡れ性の違いによるパターンの形成を、光触媒含有層に光照射を行うことによって行い、さらに前記光照射により濡れ性が変化した部位上に、前記光学素子を形成するための材料を含む液体を付着させる方法であり、前記光学素子が、アスペクト比０．１〜０．５である凸レンズ形状物がアレイ状に配置されてなるものである、光学素子アレイの製造方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の光学素子アレイの製造方法によって製造した光学素子アレイを、原版として複製することにより、光学素子アレイを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学素子およびその製造方法に関し、特に好適にはＣＣＤ等を用いた撮像装置や、液晶等を用いたディスプレイに用いるのに好適なマイクロレンズアレイおよび散乱板などならびにそれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から用いられている光学素子のうち、特にマイクロレンズあるいはマイクロレンズを規則的に配置して構成したマイクロレンズアレイは、ファインオプティクス、その他の分野において利用されており、例えば液晶ディスプレイを構成する部品として、またビデオカメラなどに用いられる電荷結合型固体撮像素子（ＣＣＤ）に隣接する部品としての需要が高まっている。
【０００３】
このようなマイクロレンズの製造方法としては、例えば特開平３−２１９０１号公報および特開平５−１６４９０４号公報に記載のように、マスクを介したエッチングによって透明な熱変形樹脂パターンを得た後に、熱変形樹脂パターンを加熱により変形させてマイクロレンズを形成する方法が知られている。しかしながらこの方法は、エッチングの進行が等方性である等の理由のため微細レンズの形成が困難であり、レンズの焦点距離の調整に制約があるうえ、工程が複雑であった。
【０００４】
マイクロレンズの別の製造方法として、例えば特開平２−１６５９３２号公報に記載のように、透明基板上にレンズ用組成物を小滴として吐出した後に硬化させることによってマイクロレンズアレイを形成する方法も知られている。しかしながら、この方法は透明基板とレンズ用組成物との接触角によってレンズ形状が制約されるため、焦点距離を調節することが難しかった。また特定の接触角を得るためには特定の表面エネルギーをもつレンズ用組成物を選択しなければならず、材料選択の幅が狭かった。また接触面の形状は円形に限られ、多角形パターンの接触面を持つことはできなかった。また従来はレンズの焦点距離を短くする、つまり曲率あるいはアスペクト比を高めようとすると、レンズ用組成物と支持体とを反発させなくてはならないので、接着力が悪化する問題点があり、高アスペクト比のレンズを得ることが困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の課題を解決するものであって、本発明の目的は、アスペクト比が高い光学素子およびそのような光学素子を簡単な工程で製造する方法を提供しようとすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、高アスペクト比の光学素子の製造方法を検討したところ、濡れ性の違いによるパターンを形成した表面に対して、スプレーコート法または蒸気成膜法を適用することを組み合わせることで形成できることを知見し本発明を完成させた。
【０００７】
したがって本発明の光学素子の製造方法は、濡れ性の違いによるパターンの特定の濡れ性を有する部位に光学素子を形成するための材料を含む液体をスプレーコート法または蒸気成膜法によって付着させる工程と、前記光学素子を形成するための材料を含む液体を硬化させて光学素子を形成する工程とを含むことを特徴とする方法である。
【０００８】
また、本発明の光学素子は、濡れ性の違いによるパターンの特定の濡れ性を有する部位あるいは光触媒含有層上に、アスペクト比が０．１〜０．５である凸レンズ形状物が形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
光学素子
本発明において光学素子とは、光の透過または反射によって、光学的機能を奏する素子であれば限定されないが、具体的には例えば、マイクロレンズ、マイクロレンズアレイ、反射板、および散乱板などを挙げることができる。
【００１０】
アスペクト比
本発明の光学素子はアスペクト比が高いことを特徴としている。ここで本発明におけるアスペクト比とは、底面が円形の凸レンズ形状物で説明すれば、高さ／底面の直径の値で示される値であり、光学素子が凸レンズであれば、アスペクト比が高いものほど焦点距離が短いレンズとなる。本発明の光学素子においては、アスペクト比は、０．１〜０．５、好ましくは０．３〜０．５、より好ましくは０．３８〜０．５とする。
【００１１】
濡れ性の違いによるパターン
（濡れ性）
本発明における濡れ性の違いによるパターンを有する表面とは、その表面に光学素子を形成するための材料（本明細書において、光学素子形成用組成物ともいう）を含む液体または重合開始剤が付着しやすい部分と付着しにくい部分に区別される濡れ性の違いを有するものである。このように区別される表面を有していれば、特に濡れ性を示す数値は限定されない。
【００１２】
本発明において濡れ性は、飽和炭化水素系の液体などの分散力成分のみを有する液体、水などの水素結合を持つ液体、およびそれ以外の分散力成分と極性成分を持つヨウ化メチレンなどの液体の接触角、または固体表面の表面自由エネルギー、固体表面の臨界表面張力などで評価できる。本発明を限定するものではないが、一例としては本発明に用いる濡れ性の高い部分は、例えば７０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上、濡れ性の低い部分は、例えば３０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることができる。
【００１３】
（濡れ性変化方法）
濡れ性を変化させ、パターンを形成する方法は、表面を改質する方法、表面に濡れ性の異なる被膜を部分的に形成する方法、表面の被膜を部分的に除去し濡れ性の異なる部分を形成する方法、表面全体に被膜を形成しその被膜を部分的に改質する方法などがあげられ、特に限定されない。
【００１４】
このうち好ましい方法は、表面全体に被膜を形成しその被膜を部分的に改質する方法であり、特に、表面全体に光照射によって濡れ性が変化する光触媒含有層を形成し、光照射によってパターンを形成することが好ましい。この方法は、現像が必要ない、パターン形成時に転写や除去にともなうゴミが出ない、大きな段差なく濡れ性の異なる部分が形成できる、材料が安価である等の利点をもち、微細な光学素子を精度良く大量生産を行うことができる点で優れている。
【００１５】
（パターン形状）
光学素子形成用組成物を付着させる部分は、濡れ性が変化した部分または変化しなかった部分のいずれであることもできるが、典型的には、濡れ性が変化した部分である。そのパターン形状は、光学素子を形成できるものであれば特に限定されない。好ましくは、光学素子形成用組成物を付着させるパターン形状は、正方形、円、正六角形などであることができる。
【００１６】
光学素子形成用組成物を付着させる部分の個数は限定されないが、好ましくは多数の付着部分を規則的に設けることが好ましい。
【００１７】
パターンの大きさは、用途に応じて適宜設計できる。本発明の光学素子の製造方法は、微細な光学素子を形成できる点にも特徴があり、微小なものとしては例えば直径２μｍの大きさであることができる。
【００１８】
また、光学素子形成用組成物付着部と非付着部との面積比も限定されないが、例えば１００００：１〜１：１００００であることができる。
【００１９】
光触媒含有層
（濡れ性変化の原理）
本発明の好適態様においては、光の照射によって近傍の物質（バインダーなど）に化学変化を起こすことが可能な光触媒を用いて、光照射を受けた部分に濡れ性の違いによるパターンを形成することができる。本発明の好適態様の光触媒による作用機構は、必ずしも明確なものではないが、光の照射によって光触媒に生成したキャリアが、バインダーなどの化学構造を直接変化させ、あるいは酸素、水の存在下で生じた活性酸素種によってバインダーなどの化学構造を変化させることにより、表面の濡れ性が変化すると考えられる。
【００２０】
本発明の好適態様では、光触媒により、バインダーの一部である有機基や添加剤の酸化、分解などの作用を用いて、光照射部の濡れ性を変化させて高臨界表面エネルギー化し、非照射部分との濡れ性に大きな差を生じさせ、パターン情報を記録する。
【００２１】
（光触媒材料）
本発明に好適に用いられる光触媒材料としては、例えば酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化すず（ＳｎＯ2）・チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）・酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）のような金属酸化物を挙げることができるが、特に酸化チタンが好ましい。酸化チタンは、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定であり、毒性もなく、入手も容易である点で有利である。
【００２２】
光触媒としての酸化チタンにおいては、アナターゼ型とルチル型のいずれも使用することができるが、アナターゼ型酸化チタンが好ましい。具体的には例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（石原産業（株）、ＳＴＳ−０２、平均結晶子径７ｎｍ）、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（日産化学、ＴＡ−１５、平均結晶子径１２ｎｍ）を挙げることができる。
【００２３】
光触媒含有層中の光触媒の量は、５重量％〜６０重量％であることが好ましく、２０重量％〜４０重量％であることがより好ましい。
【００２４】
（バインダー成分）
本発明の好適態様において光触媒含有層に用いられるバインダーは、好ましくは主骨格が前記光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものであり、例えば、（１）ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、あるいは（２）撥水性や撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。
【００２５】
前記（１）の場合、一般式ＹnＳｉＸ4-n（ｎ＝０〜３）で表される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物、共加水分解化合物が主体であることができる。前記一般式では、Ｙは例えばアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基またはエポキシ基であることができ、Ｘは例えばハロゲン、メトキシル基、エトキシル基、またはアセチル基であることができる。
【００２６】
具体的には、メチルトリクロルシラン、メチルトリブロムシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリｔ−ブトキシシラン；エチルトリクロルシラン、エチルトリブロムシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−プロピルトリクロルシラン、ｎ−プロピルトリブロムシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリイソプロポキシシラン、ｎ−プロピルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−ヘキシルトリクロルシラン、ｎ−ヘキシルトリブロムシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリイソプロポキシシラン、ｎ−ヘキシルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−デシルトリクロルシラン、ｎ−デシルトリブロムシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン、ｎ−デシルトリエトキシシラン、ｎ−デシルトリイソプロポキシシラン、ｎ−デシルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−オクタデシルトリクロルシラン、ｎ−オクタデシルトリブロムシラン、ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリエトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリイソプロポキシシラン、ｎ−オクタデシルトリｔ−ブトキシシラン；フェニルトリクロルシラン、フェニルトリブロムシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリｔ−ブトキシシラン；テトラクロルシラン、テトラブロムシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン；ジメチルジクロルシラン、ジメチルジブロムシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン；ジフェニルジクロルシラン、ジフェニルジブロムシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン；フェニルメチルジクロルシラン、フェニルメチルジブロムシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン；トリクロルヒドロシラン、トリブロムヒドロシラン、トリメトキシヒドロシラン、トリエトキシヒドロシラン、トリイソプロポキシヒドロシラン、トリｔ−ブトキシヒドロシラン；ビニルトリクロルシラン、ビニルトリブロムシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリｔ−ブトキシシラン；トリフルオロプロピルトリクロルシラン、トリフルオロプロピルトリブロムシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−メタアクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン��γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−アミノプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリｔ−ブトキシシラン；β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン；および、それらの部分加水分解物；およびそれらの混合物を挙げることができる。
【００２７】
また、バインダーとして、特に好ましくはフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンを用いることができ、具体的には、下記のフルオロアルキルシランのの１種または２種以上の加水分解縮合物、共加水分解縮合物が挙げられ、また、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られているものを使用してもよい。
ＣＦ3（ＣＦ2）3ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
ＣＦ3（ＣＦ2）5ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
ＣＦ3（ＣＦ2）7ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
ＣＦ3（ＣＦ2）9ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）4ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）6ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）8ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
ＣＦ3（Ｃ6Ｈ4）Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
ＣＦ3（ＣＦ2）3（Ｃ6Ｈ4）Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
ＣＦ3（ＣＦ2）5（Ｃ6Ｈ4）Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
ＣＦ3（ＣＦ2）7（Ｃ6Ｈ4）Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
ＣＦ3（ＣＦ2）3ＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
ＣＦ3（ＣＦ2）5ＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
ＣＦ3（ＣＦ2）7ＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
ＣＦ3（ＣＦ2）9ＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）4ＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）6ＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）8ＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
ＣＦ3（Ｃ6Ｈ4）Ｃ2Ｈ4ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
ＣＦ3（ＣＦ2）3（Ｃ6Ｈ4）Ｃ2Ｈ4ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
ＣＦ3（ＣＦ2）5（Ｃ6Ｈ4）Ｃ2Ｈ4ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
ＣＦ3（ＣＦ2）7（Ｃ6Ｈ4）Ｃ2Ｈ4ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
ＣＦ3（ＣＦ2）3ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ2ＣＨ3）3
ＣＦ3（ＣＦ2）5ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ2ＣＨ3）3
ＣＦ3（ＣＦ2）7ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ2ＣＨ3）3
ＣＦ3（ＣＦ2）9ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ2ＣＨ3）3
ＣＦ3（ＣＦ2）7ＳＯ2Ｎ（Ｃ2Ｈ5）Ｃ2Ｈ4ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
上記のようなフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンをバインダーとして用いることにより、光触媒含有層の非光照射部の撥水性および撥油性が大きく向上し、光学素子形成用組成物または重合開始剤などの付着を妨げる機能を発現する。
【００２８】
前記（２）の反応性シリコーンとしては、下記一般式で表される骨格を持つ化合物を挙げることができる。
−（Ｓｉ（Ｒ1）（Ｒ2）Ｏ）n−
ただし、ｎは２以上の整数、Ｒ1、Ｒ2はそれぞれ炭素数１〜１０の置換もしくは非置換のアルキル、アルケニル、アリールあるいはシアノアルキル基であることができる。好ましくは全体の４０モル％以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルであることができる。また、Ｒ1および／またはＲ2がメチル基であるものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、好ましくはメチル基が６０モル％以上であり、鎖末端または側鎖には、分子鎖中に少なくとも１個以上の水酸基などの反応性基を有する。
【００２９】
また、前記のオルガノポリシロキサンとともにジメチルポリシロキサンのような架橋反応を起こさない安定なオルガノシリコン化合物をバインダーに混合してもよい。
【００３０】
（光触媒含有層に用いるその他の成分）
本発明に好適に用いられる光触媒含有層には、未露光部の濡れ性を低下させるため界面活性剤を含有させることができる。この界面活性剤は光触媒により分解除去されるものであれば限定されないが、具体的には、好ましくは例えば日本サーファクタント工業製：ＮＩＫＫＯＬ  ＢＬ、ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系の界面活性剤、デュポン社製：ＺＯＮＹＬ  ＦＳＮ、ＦＳＯ、旭硝子製：サーフロンＳ−１４１、１４５、大日本インキ製：メガファックＦ−１４１、１４４、ネオス製：フタージェントＦ−２００、Ｆ２５１、ダイキン工業製：ユニダインＤＳ−４０１、４０２、スリーエム製：フロラードＦＣ−１７０、１７６等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることができる。また、カチオン系、アニオン系、両性界面活性剤を用いることもできる。
【００３１】
また、本発明に好適に用いられる光触媒含有層には、他の成分、例えば、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ナイロン、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリロニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマーを含むことができる。
【００３２】
（光触媒含有層の形成方法）
光触媒含有層の形成方法は特に限定されないが、例えば光触媒を含んだ塗布液を、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコートなどの方法により基材に塗布して形成することができる。また結合剤として紫外線硬化型の成分を含有している場合には、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより、基材上に光触媒を含有した組成物の層を形成することができる。
【００３３】
光触媒等を含む塗布液を用いる場合に、塗布液に使用することができる溶剤としては、特に限定されないが、例えばエタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤を挙げることができる。
【００３４】
（光触媒を作用させる照射光線）
光触媒を作用させるための照射光線は、光触媒を励起することができれば限定されない。このようなものとしては紫外線、可視光線、赤外線の他、これらの光線よりもさらに短波長または長波長の電磁波、放射線であることができる。
【００３５】
例えば光触媒として、アナターゼ型チタニアを用いる場合は、励起波長が３８０ｎｍ以下にあるので、光触媒の励起は紫外線により行うことができる。このような紫外線を発するものとしては水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマレーザー、その他の紫外線光源を使用することができ、照度、照射量等を変えることにより、膜表面の濡れ性を変化させることができる。
【００３６】
スプレーコート法
本発明の光学素子の製造方法においては、光学素子形成用組成物の付着を、スプレーコート法によって行うことができる。スプレーコート法により付着させると、光学素子形成用組成物が粒状で付着するため、濡れ性の低い部分から高い部分への光学素子形成用組成物の移動がしやすくなり好ましい。スプレーコート法としては、光学素子を形成するための材料を含む液体を、加圧することにより微粒化、射出し、微粒化した液体を付着させるエアレススプレー法、光学素子形成用組成物を含む液体を微粒子発生装置により微粒化し、この液体微粒子と前記光触媒含有層との問に電界をかけることにより微粒化した液体を光触媒含有層に付着させる静電スプレー法、エアスプレーなどを用いることができる。マイクロレンズアレイの製造においてスプレーコート法は、大面積のマイクロレンズアレイの製造に有利であり、また、部分的にスプレー付着量を変化させることにより、部分的にアスペクト比を変えることができる点で有利である。
【００３７】
図１はスプレーコート法の一例を説明する図である。図１の支持体１の上に形成された濡れ性の違いによるパターンを形成した光触媒含有層３に対して、スプレーコーター４によってマイクロレンズ形成用組成物のミスト５を噴射して、硬化前のマイクロレンズ形成用組成物２を付着させている。付着したマイクロレンズ形成用組成物は、この例では表面エネルギーが高い部分にのみ集まりレンズ形状となり、紫外線照射によって硬化する。
【００３８】
蒸気成膜法
本発明の光学素子の製造方法においては、光学素子形成用組成物を加熱などの方法により蒸気とし、その蒸気と冷却したパターン形成体を接触させ、パターン形成体に光学素子形成用組成物を結露させる方法（本明細書では、蒸気成膜法という）によって行うことができる。蒸気成膜法により付着させると、光学素子形成用組成物が粒状で付着するため、濡れ性の低い部分から高い部分への光学素子形成用組成物の移動がしやすく好ましい。
【００３９】
図２は蒸気成膜法の一例を説明する図である。図２の支持体１の上に形成された濡れ性の違いによるパターンを形成した光触媒含有層３に対して、紫外線硬化モノマー６を加熱ヒーター７で加熱することによって生成したモノマー蒸気８を接触させる。支持体１は冷却水９によって冷却しているので、紫外線硬化モノマーが結露し、硬化前のマイクロレンズ形成用組成物２として付着する。なお、ここでは余分のモノマー蒸気８はトラップ１０、バキュームポンプ１１を用いて回収している。付着したマイクロレンズ形成用組成物は、この例では表面エネルギーが高い部分にのみ集まりレンズ形状となり、紫外線照射によって硬化する。
【００４０】
開始剤先着法
本発明の光学素子は、特定の濡れ性を有する部分にのみ重合開始剤を付着させ、次いで、スプレーコート法または蒸気成膜法により樹脂原料、好ましくは紫外線硬化樹脂を付着させ、硬化させた後、重合開始剤のない部分に付着した未硬化樹脂を除去する方法（本明細書では、開始剤先着法という）によって製造することもできる。この方法は、光学素子形成用組成物の種類により光学素子形成用組成物と濡れ性の低い表面との反発力があまり高くないなどの理由で、濡れ性の低い表面にも樹脂組成物が付着する可能性がある場合などに有効である。未硬化樹脂は、水その他の溶剤で洗い流すことができる。この場合、溶剤は硬化した樹脂を劣化させないものを用いるのが好ましい。
【００４１】
振動付加
本発明の光学素子の製造方法においては、スプレーコートまたは蒸気成膜によって、光学素子形成用組成物を付着させた後、硬化前に濡れ性の違いによるパターンを有する表面に振動を加えることができる。本発明に用いる光学素子形成用組成物の表面エネルギーが高い場合は、光学素子用の樹脂組成物と濡れ性の低い表面との反発力が高いため、振動を加えなくても濡れ性の低い表面に樹脂組成物が付着しないが、光学素子形成用組成物の表面エネルギーが低い場合は、光学素子用の樹脂組成物と濡れ性の低い表面との反発力があまり高くないため、濡れ性の低い表面にも樹脂組成物が付着する可能性があり、この場合、振動を加えることによって、光学素子形成用組成物を濡れ性の高い部分に集めることができ有利である。振動の付加にあたっては、一般的に濡れ性の高い部分の径と光学素子形成用組成物ミストの径は小さい方が濡れ性の高い部分に動きやすい。
【００４２】
本発明における振動付加方法は、特に限定されないが、好ましくは超音波により行うことができる。
【００４３】
図３は、このように振動を付加して光学素子を製造する場合の、表面の状態を例示し説明する図である。図３（ａ）は、光が照射されず低表面エネルギー部分である光触媒含有層３と、光照射を行い高表面エネルギー部分である変性光触媒含有層３’とからなる濡れ性の違いによるパターンが形成されている表面にマイクロレンズ形成用組成物２のミストが付着した直後の図であり、表面にランダムにマイクロレンズ形成用組成物のミストが付着している。その後、図３（ｂ）に示すように、高表面エネルギー部分に付着したマイクロレンズ形成用組成物のミスト２は濡れ広がるが、低表面エネルギー部分に付着したマイクロレンズ形成用組成物のミスト２’はそのまま残ってしまう。そこで、超音波振動を加えると図３（ｃ）に示すようにマイクロレンズ形成用組成物のミストは高表面エネルギー部分に集まり、マイクロレンズ形状を形成することができる。
【００４４】
マイクロレンズ
（マイクロレンズを形成する材料）
本発明の光学素子の好適態様としては、具体的にはマイクロレンズを挙げることができる。このマイクロレンズを構成する材料は、液状のものとして付着させた後に硬化することができ、硬化後は用途に応じたマイクロレンズとして機能できる透明材料であれば特に限定されない。
【００４５】
このような材料としては、例えば光硬化性樹脂と光重合開始剤との組み合わせ、および熱硬化性樹脂などが挙げられる。このうち紫外線硬化樹脂などの光硬化性樹脂は硬化が容易かつ迅速である点、硬化時にマイクロレンズ形成材料および支持体などが高温とならない点などで好ましい。このような材料としては具体的には例えば次のものが挙げられる。
【００４６】
（１）光硬化性樹脂組成物
本発明に好適に用いられる光硬化性樹脂組成物としては可視光域に透明性の高いものが挙げられる。ここでいう光硬化性樹脂組成物とは少なくとも１個以上の官能基を有し、光重合開始剤に硬化エネルギー線を照射することにより発生するイオンまたはラジカルによりイオン重合、ラジカル重合を行い分子量の増加や架橋構造の形成を行うモノマーやオリゴマーなどである。ここでいう官能基とは、ビニル基、カルボキシル基、水酸基などの反応の原因となる原子団または結合様式である。
【００４７】
このようなモノマー、オリゴマーとしては、不飽和ポリエステル型、エンチオール型、アクリル型等があげられる、硬化速度、物性選択の幅の広さからアクリル型が好ましい。アクリル型の代表例を以下に示す。
【００４８】
（１−１）単官能基のもの
２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルＥＯ付加物アクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレートのカプロラクトン付加物、２−フェノキシエチルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、ノニルフェノールＥＯ付加物アクリレート、ノニルフェノールＥＯ付加物にカプロラクトン付加したアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、フルフリルアルコールのカプロラクトン付加物アクリレート、アクリロイルモルホリン、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、４，４−ジメチル−１，３−ジオキソランのカプロラクトン付加物のアクリレート、３−メチル−５，５−ジメチル−１，３−ジオキソランのカプロラクトン付加物のアクリレート等。
【００４９】
（１−２）多官能基のもの
ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルのカプロラクトン付加物ジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物、ヒドロキシピバルアルデヒドとトリメチロールプロパンのアセタール化合物のジアクリレート、２，２−ビス［４−（アクリロイロキシジエトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（アクリロイロキシジエトキシ）フェニル］メタン、水添ビスフェノールエチレンオキサイド付加物のジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパンプロビレンオキサイド付加物トリアクリレート、グリセリンプロピレンオキサイド付加物トリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートペンタアクリレート混合物、ジペンタエリスリトールのカプロラクトン付加物アクリレート、トリス（アクリロイロキシエチル）イソシアヌレート、２−アクリロイロキシエチルホスフェート等。
【００５０】
（２）光重合開始剤
本発明で使用される光重合開始剤は特に限定されるものではなく公知のものから選んで使用できる。代表例としては以下のものがあげられる。
【００５１】
（２−１）カルボニル化合物
アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、ミヒラーケトン系、ベンジル系、ベンゾイン系、ベンゾインエーテル系、ベンジルジメチルケタール、ベンゾインベンゾエート系、α−アシロキシムエステル等
（２−２）イオウ化合物
テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン類等
（２−３）リン系化合物
２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィノキシド等
（３）熱可塑性樹脂組成物
可視光域に透明性の高い熱可塑性樹脂組成物、透明性の他に屈折率、分散特性、複屈折率などの光学的特性にすぐれたものが好ましい。代表例としては、ポリカーボネイト、ポリメチルメタクリレート、メチルフタレート単独重合体または共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ジエチレングリコールビスアリルカーボネイト、アクリロニトリル・スチレン共重合体、メチルメタクリレート・スチレン共重合体、ポリ（−４−メチルペンテン−１）等が挙げられる。
【００５２】
（マイクロレンズ形成用組成物）
マイクロレンズを形成するための原料を含む液体（本明細書において、マイクロレンズ形成用組成物ともいう）は上記のようなマイクロレンズを形成するための原料が含まれているものであれば特に限定されない。
【００５３】
マイクロレンズ形成用組成物の形態としては、モノマーと重合開始剤とからなる液体、モノマーと重合開始剤とが溶解または分散しているもの、オリゴマーと重合開始剤からなる液体、オリゴマーと重合開始剤とが溶解または分散しているもの、モノマーおよびオリゴマーと重合開始剤とが溶解または分散しているものが挙げられる。
【００５４】
（マイクロレンズ形成用組成物付着部分）
本発明の好適態様のマイクロレンズの製造方法において、マイクロレンズ形成用組成物は、表面の濡れ性の違いによるパターンのいずれの部分に付着させてもよい。換言すれば、表面の濡れ性を変化させた部分に付着させてもよく、または変化させなかった部分に付着させてもよいが、好ましくは濡れ性を変化させた部分、光触媒含有層であれば濡れ性が向上した部分に付着させる。
【００５５】
具体的な一例としては、濡れ性が高い部分もしくは親水性部分に付着させる、または濡れ性が低い部分もしくは低臨界表面エネルギー部分に付着させることができる。低臨界表面エネルギー部分にマイクロレンズ形成用組成物を付着させる場合は、好ましくは高臨界表面エネルギー部分を予め湿し水によって被覆して、マイクロレンズ形成用組成物と高臨界表面エネルギー部分が直接接触しないようにして低臨界表面エネルギー部分に付着させることができる。
【００５６】
（マイクロレンズアスペクト比の調整）
本発明の好適態様のマイクロレンズの製造方法の大きな特徴の一つは、マイクロレンズの焦点距離を調整すること、すなわちアスペクト比を変化させることが極めて容易にできることである。
【００５７】
図４はこのようなマイクロレンズのアスペクト比の調整を具体例を用いて説明する図である。透明支持体１上にはマイクロレンズ形成用組成物との濡れ性が低い光触媒含有層３が形成されており、この光触媒含有層３の一部には、マイクロレンズ形成用組成物との濡れ性が高く、マイクロレンズ形成用組成物を付着させる部分に対応する濡れ性が変化した光触媒含有層（以下変成光触媒含有層３’ともいう）が設けられている。さらに変成光触媒含有層３’の上にはマイクロレンズ形成用組成物２が付着している。図４（ａ）は、マイクロレンズ形成用組成物２を少量付着させた例であり、マイクロレンズ形成用組成物２が少量であっも、変成光触媒含有層３’全体に広がるため、アスペクト比の小さい焦点距離の長いマイクロレンズを形成することができる。図４（ｂ）は、マイクロレンズ形成用組成物を中程度の量付着させた例であり、図４（ａ）と比較してアスペクト比が上がり、焦点距離が短いマイクロレンズが形成される。図４（ｃ）は、マイクロレンズ形成用組成物を大量に付着させた例であり、マイクロレンズ形成用組成物２が大量であっても、マイクロレンズ形成用組成物が濡れ性の低い光触媒含有層３には広がらず、アスペクト比の高い焦点距離の短いマイクロレンズが形成される。
【００５８】
このように、本発明の好適態様のマイクロレンズの製造方法によれば、マイクロレンズのアスペクト比は、１ヶ所あたりのマイクロレンズ形成用組成物の付着量で簡単に制御できる利点がある。また、底面の大きさは、パターンの大きさで規定されるため、マイクロレンズ形成用組成物の量が変化しても底面の大きさは変化しない長所を有する。また、マイクロレンズ形成用組成物を最初に付着する位置が多少ずれていても、濡れ性の違いによりパターンの位置にマイクロレンズ形成用組成物の位置が修正されるため位置精度の極めて高いマイクロレンズアレイを製造することができる点で優れている。
【００５９】
（マイクロレンズアレイ）
本発明の好適態様のマイクロレンズの製造方法においては、好適にはマイクロレンズを規則的に配置させてマイクロレンズアレイを製造する。このマイクロレンズアレイの配列および底面の形状は、濡れ性の違いによるパターンに対応しているので、マイクロレンズの位置および形状の精度は高いものとなっている。また、濡れ性の高い部分にのみマイクロレンズ用組成物を付着させることができるため、密着性がより強固となり、より強度の高いマイクロレンズが製造できる。また、接触面は円形のみでなく、多角形の形状にデザインすることができるので、円形レンズに比べ、レンズ形状物以外の部分の面積を小さくすることが可能であり、開口率の高いマイクロレンズアレイを容易に製造できる。また、本発明においては、マイクロレンズ形成用組成物の付着をスプレーコート法によって行う場合には、スプレーによる付着量を部分的に変化させることによりアスペクト比を容易に部分的に変化させることができる。
【００６０】
光線反射素子
本発明の光学素子の別の好適態様としては、光線反射素子を挙げることができる。このような光線反射素子としては、例えば、反射板、散乱板、特に、液晶ディスプレーのバックライトを導く導光板を挙げることができる。
【００６１】
このような光線反射素子の製造方法は、本発明の範囲内であれば特に限定されないが、例えば、前記の方法によりマイクロレンズあるいはマイクロレンズアレイを形成した後、その表面に反射層を設けることにより製造することができる。この場合、下地となるマイクロレンズ形状物の材料は、上記のマイクロレンズ材料に限らず、不透明材料であってもよい。さらに、このマイクロレンズ形状物の材料自体が所望の光線を反射するものであれば、反射層がなくてもよい。
【００６２】
本発明の好適態様の反射板は液晶ディスプレーに使用されるエッジライト方式のバックライトの導光板などに使用することができ、現状のものよりも輝度が高く、均一で、視野角制限の少ない照明が可能となる。
【００６３】
本発明において、マイクロレンズ形成用組成物の付着をスプレーコート法によって行う場合には、スプレーによる付着量を部分的に変化させることによりアスペクト比を部分的に容易に変化させることができる。このアスペクト比を部分的に変化させる方法は、例えば液晶ディスプレーのエッジライト方式の導光板において、均一なバックライトを得るためにライトからの距離が離れるほど散乱率を高めた導光板を製造するうえで有用である。
【００６４】
反射層形成方法
反射層を構成する材料は、必要とする光線を反射できるものであれば特に限定されないが、例えば各種金属材料、特にアルミニウム、銀、金などを挙げることができる。このような金属層からなる反射層の形成方法は特に限定されないが、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、無電界めっき溶液法、電界めっき溶液法、コーティング法などの方法を用いることができる。
【００６５】
支持体
本発明において、前記濡れ性のちがいによる表面を有する表面、好ましくは光触媒含有層は支持体上に形成されていてもよい。この支持体を構成する材料は、それ自体またはその上に層を形成して表面に濡れ性の違いによるパターンを形成することができ、かつ、光学素子を形成できるものであれば特に限定されない。支持体は有色不透明のものであってもよいが、光学素子がマイクロレンズである場合、支持体に無色あるいは有色の透明材料を用い光透過性の支持体とすると、後の工程でレンズを支持体からとりはずす必要がなく、マイクロレンズアレイの製造に大いに有効である。このような支持体の材料としては、一般にマイクロレンズアレイの製造に用いられているものであれば限定されず、無機材料、有機材料のいずれであってもよく、例えば好ましくは、ソーダガラス、石英ガラス、光学ガラス、（ＨＯＹＡ（株）製ＢＳＣ７など）、電子工学用ガラス（無アルカリガラスなど）および透光性セラミックス、ポリカーボネート、メチルメタクリレート単重合体または共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレンなどのプラスチックフィルム、プラスチックシートなどを挙げることができる。
【００６６】
支持体の形状、厚みは、用途に応じて変化させることができ、通常用いられている形態であることができる。
【００６７】
原版からの複製方法
本発明の光学素子を原版として型を製造し、その型に基いてさらに光学素子を形成することもできる。この方法は、光学素子製造工程が制約でき、光学素子の材料の制約から解放され、自由度が高い光学素子の製造方法である。また、この方法によれば、光学素子の生産性をさらに高めることができる。
【００６８】
図５は、本発明の光学素子を原版として型を製造し、その型に基いてさらに光学素子を複製する方法の一例を説明する図である。この例では、図５（ａ）に示すように光学素子原版１２から金属製の型１３をおこす。次いで図５（ｂ）に示すように、この金属製型１３を取り付けた転写ドラム１４と、紫外線硬化樹脂槽１５と紫外線照射装置１６を有する複製装置１７にフィルム支持体１８を取り付けて、紫外線硬化樹脂を含んだ金属製型１３とフィルム支持体１８を密着させながら紫外線照射を行い硬化させる工程を、転写ドラム１５を回転させることにより、フィルム支持体上にレンズ形状を有する光学素子を連続的に複製することができる。光学素子の複製後は切断器具１９で切断することにより、所望の寸法の光学素子とすることができる。
【００６９】
遮光層
本発明の好適態様のマイクロレンズには、好適には遮光層を設けることができる。この遮光層は、マイクロレンズの位置および形状に対応して形成されたものであり、マイクロレンズ周囲の不要な光線がマイクロレンズに入射しないように設けられるものである。遮光層は、より好ましくはマイクロレンズアレイに設けられる。
【００７０】
本発明の好適態様においては、遮光層の形成方法は限定されないが、好ましくはこの遮光層の形成もマイクロレンズの形成と同様に濡れ性の違いを用いて形成する。具体的には、透明支持体のレンズを形成しない側である裏面に、レンズパターンに対応した遮光層パターンを形成するための濡れ性の違いによるパターンを形成し、支持体の遮光層パターンの特定の濡れ性を有する部位に遮光層形成用組成物を付着させ、遮光層形成用組成物を硬化させることにより遮光層を有するレンズを製造する。
【００７１】
遮光層を形成する材料としては一般的なものであれば特に限定されないが、例えばカーボンブラックを含有するアクリル系熱可塑性樹脂よりなる塗材を用いて形成される遮光性樹脂薄膜などが挙げられる。
【００７２】
撮像装置への利用
本発明の好適態様であるマイクロレンズアレイは、撮像装置の光感度を高めるために、例えばＣＣＤといった撮像素子に隣接または密着する部品として好適に用いることができる。この場合、好ましくは迷光によるコントラスト低下等といった特性への悪影響を避ける等の理由により、遮光層を設けることが好ましい。また光の透過性を高めるため、あるいは光の干渉による光触媒含有層の発色を防止するため等の理由により、光触媒含有層を薄くすることが好ましく、好適には厚み１μｍ以下、より好ましくは０．２μｍ以下とする。
【００７３】
ディスプレイ
本発明の好適態様であるマイクロレンズアレイは、目視者方向への輝度を高めるために、例えば液晶ディスプレイなどのディスプレイに隣接または密着する部品として好適に用いることができる。この場合、好ましくは室内照明や太陽光など周囲の外光の影響を抑え表示画質を向上させるために遮光層を設けることが好ましい。また、光の透過性を高めるため、光の干渉による光触媒含有層の発色を防止するため等の理由により光触媒含有層を薄くすることが好ましく、好適には厚み１μｍ以下、より好ましくは０．２μｍ以下とする。
【００７４】
【実施例】
以下に実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７５】
実施例１
（光触媒含有膜）
イソプロピルアルコール３ｇ、オルガノシロキサン（東芝シリコーンＴＳＬ８１１３）０．４ｇ、フルオロアルコキシシランＭＦ−１６０Ｅ（トーケムプロダクツ）０．３ｇ、光触媒無機コーティング剤ＳＴ−Ｋ０１（石原産業）２ｇを混合した。この溶液をスピンコーティング法により、石英ガラス透明支持体上に塗布した。これを１５０℃の温度で１０分間乾燥することにより、加水分解、重縮合反応を進行させ、光触媒がオルガノポリシロキサン中に強固に固定された、膜厚０．１μｍの透明な層を得ることができた。この光触媒含有層上に水銀ランプにて３０ｍＷ／ｃｍ2の照度で３０秒間、マスクを介してパターン露光した。この結果、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成された。水に対する接触角を接触角測定器（協和界面科学（株）ＣＡ−Ｚ型）により測定した結果、未露光部の水の接触角は１４２°、露光部の水の接触角は１０°以下であった。
【００７６】
実施例２
（静電スプレーコート）
石英ガラス透明支持体上に、実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗布し、膜厚０．１μｍの透明な層を形成した。
【００７７】
開口部直径４０μｍの円形パターンが５０μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、水銀ランプにて３０ｍＷ／ｃｍ2の照度で３０秒間パターン露光した。
【００７８】
この結果、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成された。
【００７９】
紫外線硬化型モノマー（２官能アクリレートモノマー：日本化薬製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＧ４００ＤＡ）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミカルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇを混合し、３分間撹拌した。得られた混合液をノードソン製エアロコートシステムにて、平均噴射液滴粒径０．５〜１．０μｍで上記の石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層上に全面塗布したところ、露光部分（直径４０μｍの円形パターン部分）のみに混合液が付着し、レンズ形状となった。石英ガラスの表面に１０μｍの均一な膜を形成可能な塗布条件にて、前記石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層上に全面塗布し、これを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ2の照度で１０秒間露光したところ、直径４０μｍ、高さ１５μｍ、アスペクト比０．３７５のマイクロレンズアレイを得た。
【００８０】
実施例３
（静電スプレーコート＋超音波）
石英ガラス透明支持体上に、実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗布し、膜厚０．２μｍの透明な層を形成した。
【００８１】
開口部直径４０μｍの円形パターンが５０μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、水銀ランプにて７０ｍＷ／ｃｍ2の照度で３０秒間パターン露光した。
【００８２】
この結果、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成された。
【００８３】
紫外線硬化型モノマー（ＰＯ変成グリセリントリアクリレート：荒川化学工業製ビームセット７２０）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミカルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇを混合し、３分間撹拌した。得られた混合液をノードソン製エアロコートシステムにて、平均噴射液滴粒径０．５〜１．０μｍで上記の石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層上に全面塗布した。この混合液は表面エネルギーが低いため、露光パターンによらず、全面に粒状のモノマーが付着した。これにブランソン製超音波発信器（Ｓ７０４０−１２）にて４０ｋＨｚの超音波を付加したところ、露光部分（直径４０μｍの円形パターン部分）のみに混合液が集まり、レンズ形状となった。石英ガラスの表面に５μｍの均一な膜を形成可能な塗布条件にて、前記石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層上に全面塗布し、これを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ2の照度で１０秒間露光したところ、直径４０μｍ、高さ１０μｍ、アスペクト比０．２５のマイクロレンズアレイを得た。
【００８４】
実施例４
（蒸気成膜）
石英ガラス透明支持体上に、実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗布し、膜厚０．１μｍの透明な層を形成した。
【００８５】
開口部直径４０μｍの円形パターンが５０μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、水銀ランプにて３０ｍＷ／ｃｍ2の照度で３０秒間パターン露光した。
【００８６】
この結果、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成された。
【００８７】
紫外線硬化型モノマー（２官能アクリレートモノマー：日本化薬製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＧ４００ＤＡ）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミカルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇ、熱重合禁止剤（純正化学製ＭＥＨＱ）５０ｇを混合し、３分間撹拌した。図２に示す蒸気成膜装置にて、得られた混合液を１４０℃に加熱し、上記の石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層上に２分間蒸気成膜を行なったところ、露光部分（直径４０μｍの円形パターン部分）のみに混合液が付着し、レンズ形状となった。これを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ2の照度で１０秒間露光したところ、直径４０μｍ、高さ２０μｍ、アスペクト比０．５のマイクロレンズアレイを得た。
【００８８】
実施例５
（蒸気成膜＋超音波）
石英ガラス透明支持体上に、実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗布し、膜厚０．２μｍの透明な層を形成した。
【００８９】
開口部直径４０μｍの円形パターンが５０μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、水銀ランプにて７０ｍＷ／ｃｍ2の照度で３０秒間パターン露光した。
【００９０】
この結果、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成された。
【００９１】
紫外線硬化型モノマー（ＰＯ変成グリセリントリアクリレート：荒川化学工業製ビームセット７２０）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミカルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇ、熱重合禁止剤（純正化学製ＭＥＨＱ）５０ｇを混合し、３分間撹拌した。図２に示す蒸気成膜装置にて、得られた混合液を１４０℃に加熱し、上記の石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層上に２分間蒸気成膜した。この混合液は表面エネルギーが低いため、露光パターンによらず、全面に粒状のモノマーが付着した。これにブランソン製超音波発信器（Ｓ７０４０−１２）にて４０ｋＨｚの超音波を付加したところ、露光部分（直径４０μｍの円形パターン部分）のみに混合液が集まり、レンズ形状となった。これを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ2の照度で１０秒間露光したところ、直径４０μｍ、高さ１７μｍ、アスペクト比０，４２５のマイクロレンズアレイを得た。
【００９２】
実施例６
（蒸気成膜、開始剤先着法）
石英ガラス透明支持体上に、実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗布し、膜厚０．２μｍの透明な層を形成した。
【００９３】
開口部直径４０μｍの円形パターンが５０μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、水銀ランプにて７０ｍＷ／ｃｍ2の照度で３０秒間パターン露光した。
【００９４】
この結果、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成された。
【００９５】
上記の濡れ性の異なるパターンが形成された光触媒含有層上にディップコーターにて０．０２ｍｍ／ｓｅｃの速度にて、硬化開始剤（チバスペシャリティケミカルズ製ダロキュア１１７３）を塗布したところ、露光部分（直径４０μｍの円形パターン部分）のみに付着した。
【００９６】
紫外線硬化型モノマー（ＰＯ変成グリセリントリアクリレート：荒川化学工業製ビームセット７２０）１０００ｇ、熱重合禁止剤（純正化学製ＭＥＨＱ）５０ｇを混合し、３分間撹拌した。図２に示す蒸気成膜装置にて、得られた混合液を１４０℃に加熱し、上記の硬化開始剤がパターン上に付着した光触媒含有層上に３分間蒸気成膜した。露光パターンによらず、全面に粒状のモノマーが付着した。
【００９７】
これを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ2の照度で１０秒間露光した後水洗したところ、未露光部分のモノマーは洗い流され、直径４０μｍ、高さ２０μｍ、アスペクト比０．５のマイクロレンズアレイを得た。
【００９８】
実施例７
（散乱板：蒸気成膜、金属蒸着）
石英ガラス透明支持体上に、実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗布し、膜厚０．２ｍの透明な層を形成した。
【００９９】
開口部直径１００μｍの円形パターンが１１０μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、水銀ランプにて７０ｍＷ／ｃｍ2の照度で３０秒間パターン露光した。
【０１００】
この結果、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成された。
【０１０１】
紫外線硬化型モノマー（２官能アクリレートモノマー：日本化薬製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＧ４００ＤＡ）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミカルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇ、熱重合禁止剤（純正化学製ＭＥＨＱ）５０ｇを混合し、３分間撹拌した。図２に示す蒸気成膜装置にて、得られた混合液を１４０℃に加熱し、上記の石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層上に５分間蒸気成膜を行なったところ、露光部分のみに混合液が付着した。これを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ2の照度で１０秒間露光、硬化した。
【０１０２】
上記の紫外線硬化樹脂層が形成された光触媒含有層の全面に厚さ５０００オングストロームにてアルミニウムを真空蒸着したところ、アスペクト比０．４の突起形状をもつ光学散乱板を得た。
【０１０３】
比較例１
（スピンコート）
石英ガラス透明支持体上に実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗布し、膜厚０．２μｍの透明な層を形成した。
【０１０４】
開口部直径４０μｍの円形パターンが５０μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、水銀ランプにて７０ｍＷ／ｃｍ２の照度で３０秒間パターン露光した。
【０１０５】
この結果、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成された。
【０１０６】
紫外線硬化型モノマー（２官能アクリレートモノマー：日本化薬製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＧ４００ＤＡ）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミカルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇを混合し、３分間撹拌した。得られた混合液をスピンコーターにて、５００ｒｐｍにて全面塗布したところ、露光部分（直径４０μｍの円形パターン部分）のみに混合液が付着した。これを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ２の照度で１０秒間露光したところ、直径４０μｍ、高さ５００００オングストロームであり、アスペクト比０．０１２５であった。
【０１０７】
また、スピンコーティング時、５００ｒｐｍ以下の速度にて上記のモノマーを上記の光触媒含有層上に塗布したところ、全面に均一な厚さの膜が形成された。
【０１０８】
比較例２
（ブレードコート）
石英ガラス透明支持体上に、実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗布し、膜厚０．２μｍの透明な層を形成した。
【０１０９】
開口部直径４０μｍの円形パターンが５０μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、水銀ランプにて７０ｍＷ／ｃｍ２の照度で３０秒間パターン露光した。
【０１１０】
この結果、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成された。
【０１１１】
紫外線硬化型モノマー（２官能アクリレートモノマー：日本化薬製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＧ４００ＤＡ）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミカルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇを混合し、３分間撹拌した。得られた混合液をブレードコーターにて、１μｍのギャップにて、上記の石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層上に全面塗布したところ、露光部分（直径４０μｍの円形パターン部分）のみに混合液が付着した。これを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ２の照度で１０秒間パターン露光したところ、直径４０μｍ、高さ８０００オングストロームであり、アスペクト比０．０２であった。
【０１１２】
また、ブレードコーティング時、１μｍ以上のギャップにて上記のモノマーを上記の光触媒含有層上に塗布したことろ、全面に均一な厚さの膜が形成された。
【０１１３】
比較例３
（ディップコート）
石英ガラス透明支持体上に、実施例１記載の光触媒含有層をスピンコーティング法により塗布し、膜厚０．１μｍの透明な層を形成した。
【０１１４】
開口部直径４０μｍの円形パターンが５０μｍピッチに施されたマイクロレンズアレイ作成用ネガ型フォトマスクを介し、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、水銀ランプにて３０ｍＷ／ｃｍ２の照度で３０秒間パターン露光した。
【０１１５】
この結果、石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層に、露光部、未露光部で濡れ性の異なるパターンが形成された。
【０１１６】
紫外線硬化型モノマー（２官能アクリレートモノマー：日本化薬製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＧ４００ＤＡ）１０００ｇ、硬化開始剤（チバスペシャリティケミカルズ製ダロキュア１１７３）５０ｇを混合し、３分間撹拌した。ディップコーターにて、得られた混合液を０．１ｍｍ／ｓの速度で石英ガラス透明支持体上の光触媒含有層上に塗布したところ、露光部分（直径４０μｍの円形パターン部分）のみに混合液が付着した、これを水銀ランプにより３０ｍＷ／ｃｍ２の照度で１０秒間露光したところ、直径４０μｍ、高さ１μｍであり、アスペクト比０．０２５であった。
【０１１７】
また、ディップコーティング時、０．１ｍｍ／ｓを超える速度にて上記のモノマーを上記の光触媒含有層上に塗布したところ、全面に均一な厚さの膜が形成された。
【０１１８】
【発明の効果】
本発明によって、アスペクト比が高い光学素子およびそのような光学素子を簡単な工程で効率よく大量に大面積で製造できる方法を提供できる。このような高アスペクト比を有するマイクロレンズを用いると液晶ディスプレーの視野角増大、ＣＣＤの集光効率増大などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明におけるスプレーコート法の一例を説明する図である。
【図２】図２は、本発明における蒸気成膜法の一例を説明する図である。
【図３】図３は、本発明における振動を付加して光学素子を製造する場合を説明する図である。
【図４】図４は、本発明におけるマイクロレンズのアスペクト比の調整の説明図である。
【図５】図５は、光学素子の複製方法の一例を説明する図である。
【符号の説明】
１  支持体
２  マイクロレンズ形成用組成物
２’  低表面エネルギー部分に付着したマイクロレンズ形成用組成物
３  光触媒含有層
３’  変性光触媒含有層
４  スプレーコーター
５  マイクロレンズ形成用組成物ミスト
６  紫外線硬化モノマー
７  加熱ヒーター
８  モノマー蒸気
９  冷却水
１０  トラップ
１１  バキュームポンプ
１２  光学素子原版
１３  金属製型
１４  転写ドラム
１５  紫外線硬化樹脂槽
１６  紫外線照射装置
１７  複製装置
１８  フィルム支持体
１９  切断器具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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