(57)【要約】【課題】光の透過率が高く、簡単な工程で製造可能なマイクロレンズ基板、その製造方法および液晶パネルを提供すること。【解決手段】マイクロレンズ基板は、マイクロレンズを形成するレンズ形成用基板１１と、このレンズ形成用基板１１のマイクロレンズが形成された側の面に積層された樹脂層１２と、この樹脂層１２の表面に形成されたバリア層と、を有する。樹脂層１２の表面には複数の凸部１２１が形成され、微細な凹凸形状となっている。凸部１２１は、マイクロレンズ基板の面方向と平行な面で切断した場合の断面積が徐々に変化する形状に形成される。隣り合う凸部１２１の先端部１２２間の距離Ｄは、１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のマイクロレンズを有するレンズ形成用基板と、
前記レンズ形成用基板に積層された反射防止形成層と、
前記反射防止形成層に隣接して積層され、前記反射防止形成層との屈折率差が大きい隣接層と、を備え、
前記反射防止形成層は反射防止機能を有する
ことを特徴とするマイクロレンズ基板。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロレンズ基板において、
前記反射防止形成層は、前記隣接層と接する側の面に、該マイクロレンズ基板の面方向に平行な面で切断した場合の断面積が徐々に変化するように形成された複数の微細な凸部を有する
ことを特徴とするマイクロレンズ基板。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のマイクロレンズ基板において、
前記反射防止形成層の屈折率は、１．３以上１．７以下であり、
前記隣接層の屈折率は、１．７以上２．５以下である
ことを特徴とするマイクロレンズ基板。
【請求項４】
複数個のマイクロレンズを有するレンズ形成用基板に樹脂を塗布する塗布工程と、
表面に凹凸形状を有する押圧部材を前記樹脂の表面に押し当てることにより複数の凸部を有する反射防止形成層を形成する押圧工程と、
前記反射防止形成層を形成後、前記反射防止形成層に隣接層を積層する隣接層積層工程と、を備えた
ことを特徴とするマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項５】
対向基板用のマイクロレンズ基板を備えた液晶パネルであって、
複数個のマイクロレンズを有するレンズ形成用基板と、
前記レンズ形成用基板に積層され、反射防止機能を有する反射防止形成層と、
前記反射防止形成層に隣接して積層され、前記反射防止形成層との屈折率差が大きい隣接層と、を備えた
ことを特徴とする液晶パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロレンズ基板、その製造方法および液晶パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微小なマイクロレンズを複数個有するマイクロレンズ基板が知られている。このマイクロレンズ基板は、スクリーン上に画像を投射する投射型表示装置を構成する液晶パネルに用いられる。
液晶パネルは、例えば、各画素を制御する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や画素電極を有する液晶駆動基板（ＴＦＴ基板）と、ブラックマトリクスや共通電極等が設けられた液晶パネル用対向基板とが、液晶層を介して接合された構成となっている。
【０００３】
このような構成の液晶パネルでは、光の透過率を高めるために、前記液晶パネル用対向基板に、各画素に対応する位置に複数個の微小なマイクロレンズが設けられる（例えば、特許文献１）。
この特許文献１に記載のマイクロレンズ基板は、透明基板上に設けられたマイクロレンズ形成層と、樹脂層と、バリア層と、を有している。また、このマイクロレンズ基板のバリア層上にブラックマトリックスと、透明導電膜とを形成して液晶パネル用対向基板としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−５１１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のように、液晶パネル用対向基板をマイクロレンズ形成層、樹脂層、バリア層、ブラックマトリックス、透明導電膜の構成とした場合、樹脂層の屈折率とバリア層の屈折率とに大きな差があると、樹脂層とバリア層との界面で反射が発生し、光の透過率が低下するおそれがある。また、バリア層の屈折率を樹脂層と同等の屈折率にしたとしても、バリア層の屈折率と透明導電膜の屈折率の大きな差があるため、これらの界面で入射した光が反射されるおそれがある。さらに、バリア層がない場合であっても、樹脂層の屈折率と透明導電膜の屈折率とに差があると、樹脂層と透明導電膜との界面で反射が発生するおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、光の透過率が高く、簡単な工程で製造可能なマイクロレンズ基板、その製造方法および液晶パネルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のマイクロレンズ基板は、複数個のマイクロレンズを有するレンズ形成用基板と、前記レンズ形成用基板に積層された反射防止形成層と、前記反射防止形成層に隣接して積層され、前記反射防止形成層との屈折率差が大きい隣接層と、を備え、前記反射防止形成層は反射防止機能を有することを特徴とする。
【０００８】
マイクロレンズ基板は、レンズ形成用基板と反射防止形成層と隣接層とを備えており、反射防止形成層と隣接層は隣接して積層される。反射防止形成層の屈折率と隣接層の屈折率には大きな差があるため、反射防止形成層と隣接層との界面で入射した光は反射されやすい。
この発明によれば、反射防止形成層が反射防止機能を有するので、入射した光の反射を抑制することができる。したがって、光の透過率の高いマイクロレンズ基板を提供することができる。
ここで、反射防止形成層および隣接層は、レンズ形成用基板に積層される層のうち、屈折率差が大きく隣接する２つの層に該当する。これらの２つの層のうちいずれか一方の層が反射防止形成層であり、その界面に反射防止機能を有する。
【０００９】
また、マイクロレンズ基板とは、一般的に複数個のマイクロレンズを有する基板上に樹脂層およびバリア層が積層されたものが挙げられ、この場合は樹脂層およびバリア層が本発明の反射防止形成層および隣接層に該当する。また、このマイクロレンズ基板が液晶パネルに用いる対向基板に用いられる場合、共通電極としての透明導電膜が積層されたものをも含んでマイクロレンズ基板と言うこともある。したがって、マイクロレンズ基板のバリア層の上に積層された透明導電膜と、バリア層との屈折率差が大きい場合は、いずれか一方が反射防止形成層となり、いずれか他方が隣接層となる。
【００１０】
本発明のマイクロレンズ基板において、前記反射防止形成層は、前記隣接層と接する側の面に、該マイクロレンズ基板の面方向に平行な面で切断した場合の断面積が徐々に変化するように形成された複数の微細な凸部を有することが好ましい。
【００１１】
この発明では、反射防止形成層の隣接層と接する側の面に複数の微細な凸部が形成されている。凸部の形状は、マイクロレンズ基板の面方向に平行な面で切断した場合の断面積が徐々に変化する形状となっている。また、凸部の大きさは、例えば、隣接する凸部の先端部間の距離が１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下、高さが５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下となるような微細なものである。凸部のこのような形状により、反射防止形成層の界面では屈折率が徐々に変化する。したがって、反射防止形成層と隣接層との界面が不明確となり、入射した光の反射防止形成層と隣接層との界面における反射を抑制することができる。
【００１２】
本発明のマイクロレンズ基板において、前記反射防止形成層の屈折率は、１．３以上１．７以下であり、前記隣接層の屈折率は、１．７以上２．５以下であることが好ましい。
反射防止形成層の屈折率は１．３以上１．７以下の範囲内、隣接層の屈折率は１．７以上２．５以下の範囲内で、反射防止形成層と隣接層との屈折率差が大きくなるように設計される。
この発明によれば、上記の範囲の屈折率を有する反射防止形成層と隣接層との界面で起こる反射を抑制することができる。
【００１３】
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法は、複数個のマイクロレンズを有するレンズ形成用基板に樹脂を塗布する塗布工程と、表面に凹凸形状を有する押圧部材を前記樹脂の表面に押し当てることにより複数の凸部を有する反射防止形成層を形成する押圧工程と、前記反射防止形成層を形成後、前記反射防止形成層に隣接層を積層する隣接層積層工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この発明は、レンズ形成用基板に反射防止形成層および隣接層を積層してマイクロレンズ基板を製造する方法である。レンズ形成用基板に樹脂を塗布し、この樹脂を押圧部材で押圧することにより反射防止形成層を形成する。ここで使用する押圧部材の表面には、微細な凹凸形状が形成されており、この押圧部材で樹脂を押圧することでこの凹凸形状を樹脂に転写する。そして、微細な凹凸形状が形成された反射防止形成層の上に隣接層を積層する。このように、押圧部材に微細な凹凸形状が形成されているので、従来の製造方法と変わらない製造方法で簡単に反射防止形成層の表面に微細な凸部を形成することができる。
【００１５】
本発明の液晶パネルは、対向基板用のマイクロレンズ基板を備えた液晶パネルであって、複数個のマイクロレンズを有するレンズ形成用基板と、前記レンズ形成用基板に積層され、反射防止機能を有する反射防止形成層と、前記反射防止形成層に隣接して積層され、前記反射防止形成層との屈折率差が大きい隣接層と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この発明は、レンズ形成用基板と反射防止形成層と隣接層とを備えた液晶パネルに関するものである。反射防止形成層の屈折率と隣接層の屈折率には大きな差があるため、反射防止形成層と隣接層との界面で入射した光が反射されやすいが、反射防止形成層が反射防止機能を有するので、入射した光の反射を抑制することができる。したがって、光の透過率の高い液晶パネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態にかかるマイクロレンズ基板を備えた液晶パネル用対向基板を示す模式的な断面図。
【図２】図１における樹脂層とバリア層との界面を示す拡大断面図。
【図３】前記実施形態における樹脂層の凸部の形状を示す斜視図であり、（Ａ）は円錐型、（Ｂ）は角錐型、（Ｃ）は砲弾型、（Ｄ）はピラー型を示す。
【図４】前記実施形態におけるマイクロレンズ基板の製造方法を示す説明図。
【図５】前記実施形態におけるマイクロレンズ基板の製造方法を示す説明図。
【図６】前記実施形態におけるマイクロレンズ基板を備えた液晶パネルを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
まず、マイクロレンズ基板およびマイクロレンズ基板を備えた液晶パネル用対向基板について説明する。
〔マイクロレンズ基板および液晶パネル用対向基板の構成〕
図１には、液晶パネル用対向基板１００が示されている。この液晶パネル用対向基板１００は、マイクロレンズ基板１０と、ブラックマトリクス２０と、透明導電膜３０と、を備えている。
【００１９】
マイクロレンズ基板１０は、マイクロレンズを形成するレンズ形成用基板１１と、このレンズ形成用基板１１のマイクロレンズが形成された側の面に積層された樹脂層１２と、この樹脂層１２の表面に形成されたバリア層１３と、を有する。本実施形態では、樹脂層１２が本発明の反射防止形成層であり、バリア層１３が本発明の隣接層である。
レンズ形成用基板１１は、その表面に湾曲凹状の複数のマイクロレンズ１１１が形成されている。
マイクロレンズ１１１は、平面視したときの直径が５μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。マイクロレンズ１１１の直径が上記範囲内であれば、マイクロレンズ基板１０を備えた液晶パネルにより投影される画像の解像度を十分に優れたものとすることができる。また、後述のように、レンズ形成用基板１１に樹脂層１２を積層する際に、湾曲凹状に形成されたマイクロレンズ１１１の内部を隙間なく樹脂で埋めることができるため、レンズ形成用基板１１と樹脂層１２との密着性を優れたものとすることができる。
【００２０】
また、マイクロレンズ１１１の平均曲率半径は、２．５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上２５μｍ以下であることがより好ましい。平均曲率半径を上記範囲内とすることにより、優れた光学特性を発揮することができる。
また、マイクロレンズ１１１の深さは、５μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。マイクロレンズ１１１の深さが上記範囲内であることにより、マイクロレンズ基板１０の光学特性を特に優れたものとすることができる。また、レンズ形成用基板１１と樹脂層１２との密着性を優れたものとすることができる。
【００２１】
レンズ形成用基板１１は石英ガラスで構成され、この石英ガラスにおける波長５５０ｎｍの光の屈折率は１．４６である。なお、レンズ形成用基板１１の屈折率は１．４０以上１．５５以下であることが好ましく、より好ましくは１．４６以上１．５０以下である。屈折率が１．４０以上１．５５以下であることにより、優れた光学特性を発揮することができる。
【００２２】
なお、レンズ形成用基板１１として使用される材料は石英ガラスに限られず、上記屈折率を満たすガラス材料で構成されればよい。このようなガラス材料として、例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。石英ガラスは、機械的強度および耐熱性が高く、また、線膨張係数が非常に低いため、熱による形状の変化が少ない。また、短波長領域の透過率も高く光エネルギーによる劣化もほとんどないため、レンズ形成用基板１１として好適である。
【００２３】
樹脂層１２は、レンズ形成用基板１１のマイクロレンズ１１１が形成された側の面に積層されている。図２に示すように、樹脂層１２の表面には複数の凸部１２１が形成され、微細な凹凸形状となっている。凸部１２１は、マイクロレンズ基板１０の面方向と平行な面で切断した場合の断面積が徐々に変化する形状、本実施形態では円錐形状（図３（Ａ）参照）に形成される。このような形状としては、他にも、角錐形状（図３（Ｂ）参照）、砲弾型（図３（Ｃ）参照）、ピラー型（図３（Ｄ）参照）などが挙げられる。
【００２４】
複数の凸部１２１は、規則的に配列されていることが好ましく、複数個の凸部１２１のうち隣り合う凸部１２１の先端部１２２間の距離Ｄは、入射する可視光の波長よりも短いほうが好ましく、１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。距離Ｄが上記範囲内でない場合、入射光が干渉して、反射などの現象が起こる可能性がある。なお、凸部１２１は、全体として円錐形状に形成されていればよく、凸部１２１の先端部１２２は曲面状または平面状であってもよい。
【００２５】
また、凸部１２１の高さＨは５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましい。凸部１２１の高さＨが５０ｎｍ未満または５００ｎｍを超えると、凸部１２１を形成することが困難となり、反射防止性を十分に得られない可能性がある。
以上より、本実施形態では、複数の凸部１２１における距離Ｄを２００ｎｍ、高さＨを３００ｎｍとした。
このような凸部１２１を樹脂層１２の表面に形成するには、樹脂層１２を形成する際に、一般に使用されているナノインプリント法、２Ｐ法、エンボス法を適用することができる。
【００２６】
樹脂層１２は、レンズ形成用基板１１との屈折率差があるほど、マイクロレンズの界面での光の動きが大きくなり、レンズの設計の自由度が上がることから、高屈折率の樹脂を用いることが好ましく、例えば、屈折率１．５５の樹脂を用いる。なお、樹脂層１２における波長５５０ｎｍの光の屈折率は、１．３０以上１．７０以下であることが好ましく、１．５０以上１．７０以下であることがより好ましく、１．５５以上１．７０以下であることがさらに好ましい。樹脂層１２の屈折率が上記範囲内であることにより、優れた光学特性を発揮することができる。
【００２７】
このような樹脂層１２を構成する材料としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン樹脂等の紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド（例：ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６−１２、ナイロン６−６６）、熱可塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール等の熱可塑性樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマーや、これらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられる。
【００２８】
また、樹脂層１２の構成材料としては、例えば、有機成分と無機成分とが共有結合により結合した有機−無機複合材料を用いることができる。有機−無機複合材料は、それ自体の硬度が高く、光学特性（光の透過率等）や耐熱性にも優れている。また、有機−無機複合材料は、バリア層１３の構成材料との親和性が特に高いため、樹脂層１２とバリア層１３との密着性を特に優れたものとすることができる。さらに、有機−無機複合材料は、その分子内に、ガラス材料と同様の化学構造を有しているため、有機−無機複合材料とガラス材料との親和性は高い。したがって、樹脂層１２とレンズ形成用基板１１との密着性を優れたものとすることができる。以上より、マイクロレンズ基板１０の耐久性、信頼性を特に優れたものとすることができる。
【００２９】
有機−無機複合材料を構成する有機成分は、特に限定されないが、耐光性に優れるという点から熱硬化性を有するものが好ましい。例えば、エポキシ樹脂（エポキシ成分）、アクリル系樹脂（アクリル系成分）、フェノール系樹脂（フェノール系成分）、ウレタン系樹脂（ウレタン系成分）、ポリイミド系樹脂（ポリイミド成分）、等が挙げられるが、中でも、エポキシ樹脂（エポキシ成分）、アクリル系樹脂（アクリル系成分）が好ましい。これによれば、マイクロレンズ基板１０の製造時における有機−無機複合材料の取扱い易さが特に優れたものとなり、マイクロレンズ１１１と樹脂層１２との間に空隙が生じることをより確実に防止することができる。これにより、レンズ形成用基板１１と樹脂層１２との密着性を特に優れたものとすることができる。硬化プロセスで任意の形状、特に本実施形態では、微細な凹凸面の作り込みが非常に容易である。また、有機−無機複合材料を構成する有機成分がアクリル系樹脂（アクリル系成分）である場合、光の透過率を特に高いものとすることができる。
【００３０】
有機−無機複合材料を構成する無機成分としては、例えば、オルガノポリシロキサン、シリカ等が挙げられるが、中でも、樹脂層１２の耐久性（耐熱性、耐光性等）に優れるという点からシリカが好ましい。これにより、ガラス材料で構成されたレンズ形成用基板１１との密着性を特に優れたものとすることができる。
【００３１】
さらに、樹脂層１２を構成する材料は、上記以外の構成成分を含むものであってもよい。例えば、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム等の金属酸化物を含むことにより、樹脂層１２の屈折率をより高いものとすることができ、マイクロレンズ基板１０の光学特性をより優れたものとすることができる。
【００３２】
バリア層１３は、樹脂層１２の表面に積層された窒化ケイ素（ＳｉＮ）膜であり、その屈折率は２．０である。バリア層１３は、樹脂層１２中の成分が溶出することを防止する。また、このマイクロレンズ基板１０を液晶パネルに用いた場合には、液晶パネルの液晶層中の成分が樹脂層１２中に移行することを防止する。
なお、バリア層１３の屈折率は１．７以上２．５以下であることが好ましい。バリア層１３の屈折率が上記範囲内であることにより、優れた光学特性を発揮することができる。
バリア層１３として使用される材料はＳｉＮに限られず、屈折率が上記範囲内であれば、他の無機化合物材料を用いることができる。例えば、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＢＮ等の窒化物系無機化合物は、バリア性に優れ、樹脂との密着性が高く、ブラックマトリクス２０を構成する金属膜との密着性も高いため、バリア層１３として好適である。
【００３３】
ブラックマトリクス２０は、遮光機能を有する層であり、上述のマイクロレンズ１１１の位置に対応するように設けられる。具体的には、マイクロレンズ１１１の光軸が開口部２１を通るようにブラックマトリクス２０が配置される。すなわち、液晶パネル用対向基板１００では、ブラックマトリクス２０に対向する面から入射した入射光は、マイクロレンズ１１１で集光され、開口部２１を通過する。
【００３４】
このようなブラックマトリクス２０は、例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｔｉ等の金属膜、カーボンやチタン等を分散した樹脂層などで構成される。これらの材料で構成されたブラックマトリクス２０は、マイクロレンズ基板１０との密着性に優れる。なお、ブラックマトリクス２０は、これらの材料の中でも特に、Ｃｒ膜またはＡｌ合金膜で構成されていることが好ましい。ブラックマトリクス２０としてＣｒ膜を使用すると、遮光性を向上させることができる。
また、ブラックマトリクス２０の厚みは、０．１μｍ以上１．０μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上０．５μｍ以下であることがより好ましい。ブラックマトリクス２０の厚みが上記範囲内であることにより、液晶パネル用対向基板１００の平坦性を十分に高いものとすることができるとともに、遮光性に優れる。
【００３５】
透明導電膜３０は、透明性を有する電極であり、ブラックマトリクス２０を覆うように積層される。透明導電膜３０としては、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）が用いられ、その屈折率は２．０である。なお、透明導電膜３０に用いられる材料はＩＴＯに限られず、例えば、酸化インジウム（ＩＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）等を用いてもよい。
また、透明導電膜３０の厚みは、特に限定されないが、０．１μｍ以上１μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上０．５μｍ以下であることがより好ましい。透明導電膜３０の厚みを上記範囲内とすることにより、電極として好適に機能する。
【００３６】
〔マイクロレンズ基板の製造方法〕
次に、マイクロレンズ基板１０の製造方法を説明する。
［１．レンズ形成用基板１１の製造］
まず、本発明のマイクロレンズ基板１０を構成するレンズ形成用基板１１の製造方法の一例を説明する。
厚さが均一である平板状の石英ガラスからなるガラス基板を用意し、このガラス基板の表面にマスク形成用膜を形成する。マスク形成用膜は、後述の初期孔を形成することができるとともに、エッチングに対する耐性を有するものが好ましく、例えば、Ｃｒ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ等の金属やこれらから選択される２種以上を含む合金、前記金属の酸化物（金属酸化物）、シリコン、樹脂等が挙げられる。また、マスク形成用膜を、Ｃｒ／Ａｕや酸化Ｃｒ／Ｃｒのように異なる材料からなる複数の層の積層構造としてもよい。
マスク形成用膜の形成方法は特に限定されないが、例えば、蒸着法やスパッタリング法、ＣＶＤ法等により、好適に形成することができる。
【００３７】
次に、レーザー光の照射により、マスク形成用膜にエッチングするための初期孔を形成する。これにより、所定の開口パターンを有するマスクが得られる。レーザー光の照射により初期孔を形成すると、形成される初期孔の大きさや、隣接する初期孔同士の間隔等を容易かつ精確に制御することができる。これにより、マスクの全面に亘って偏りなく初期孔が形成される。
【００３８】
次に、このマスクを用いてガラス基板にエッチングを施し、ガラス基板上に多数の凹部を形成する。なお、この凹部がマイクロレンズ１１１となる。エッチングの方法は、特に限定されず、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチング等が挙げられる。
そして、マスクを除去するために、例えば、エッチングを行う。
以上により、複数のマイクロレンズ１１１を有するレンズ形成用基板１１が得られる。
【００３９】
［２．マイクロレンズ基板１０の製造］
［２−１．樹脂層１２の形成工程］
上述の方法で製造されたレンズ形成用基板１１に樹脂層１２を積層する。
図４（Ａ）に示すように、レンズ形成用基板１１のマイクロレンズ１１１が形成された側の面に、流動性を有する、樹脂層１２形成用の組成物１２２を付与する。組成物１２２の室温（２０℃）での粘度は、特に限定されないが、１０ｍＰａ・ｓ以上１００００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。組成物１２２の粘度が前記範囲内の値であると、厚みの比較的大きい樹脂層１２であっても容易かつ確実に形成することができ、光学特性、信頼性に優れたマイクロレンズ基板１０を容易かつ確実に製造することができる。また、レンズ形成用基板１１と樹脂層１２との間に、気泡等が侵入することを効果的に防止することができ、レンズ形成用基板１１と樹脂層１２との密着性を特に優れたものとすることができる。さらに、樹脂層１２の表面に微細な凹凸形状を容易かつ確実に形成することができる。
【００４０】
次に、レンズ形成用基板１１上の組成物１２２に対して脱気処理を施す（脱気工程）。これにより、後述する押圧工程において、レンズ形成用基板１１の表面と組成物１２２との間に、雰囲気（空気）が残存するのを効果的に防止することができる。また、樹脂層１２中に気泡等が残存するのをより確実に防止することができる。
脱気処理の方法は、特に限定されないが、例えば、組成物１２２が付与されたレンズ形成用基板１１を減圧雰囲気下に置く方法等が挙げられる。このような方法を採用する場合、組成物１２２が付与されたレンズ形成用基板１１の置かれる雰囲気の圧力は、５０Ｐａ以下であることが好ましく、５Ｐａ以下であることがより好ましい。
【００４１】
次に、図４（Ｂ）に示すように、レンズ形成用基板１１上の組成物１２２を押圧部材８０で押圧する（押圧工程）。
押圧部材８０は、石英からなり、組成物１２２を押圧する側の面に微小な凹凸形状が形成されたものである。本実施形態では、上述の凸部１２１を形成するために、凸部１２１と同様の円錐形状の凹部が押圧部材８０の表面に多数形成された部材である。
【００４２】
押圧部材８０である石英に凹凸形状を形成する方法は特に限定されない。例えば、石英基盤の表面に電子線ビームに反応するレジストを塗布し、このレジストに対して電子線ビームにて凹凸パターンを描画してドライエッチングを行う方法、石英基盤の表面にＣｒなどの金属膜を形成し、この金属膜の上にレジストを塗布して電子線ビームで凹凸パターンを描画して金属膜をエッチングし、この金属膜を用いて石英をエッチングする方法、レーザーや集束イオンビーム（ＦＩＢ、Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）により直接加工する方法、ショットブラストにより直接加工する方法、石英基盤の表面に触媒機能のある微細な核を形成し、この核の上に化学蒸着やエピタキシーや電鋳法により針状の形状を形成し、この針状の形状をマスクとしてエッチングする方法、石英基盤にレジストを塗布し、このレジストを二光速干渉露光法により凹凸パターンを形成してドライエッチングを行う方法が挙げられる。
【００４３】
また、押圧部材８０として樹脂を用いてもよい。樹脂に凹凸形状を形成する方法としては、例えば、ニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）、真鍮、または銅などに対して単結晶ダイヤを用いた機械加工により凹凸パターンを形成し、この凹凸パターンが形成された面に紫外線透過可能な樹脂を塗布して凹凸パターンを転写する。また、紫外線透過可能な樹脂に対して、上述の石英に凹凸形状を形成する方法を適用することにより、凹凸パターンが形成された樹脂性の押圧部材を得ることができる。
【００４４】
また、押圧部材８０の凹凸形状が形成された面には離型処理が施されたものであってもよい。これにより、後述する工程において、押圧部材８０を効率良く樹脂層１２の表面から取り除くことができる。離型処理としては、例えば、メタキシレンヘキサフォロライドを主成分としたフッ素系化合物溶液を用いた被膜の形成、アルキルポリシロキサン等のシリコーン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等の離型性を有する物質で構成される被膜の形成、ヘキサメチルジシラザン（［（ＣＨ３）３Ｓｉ］２ＮＨ）等のシリル化剤による表面処理、フッ素系ガスによる表面処理等が挙げられる。
【００４５】
また、本実施形態では、レンズ形成用基板１１と、押圧部材８０との間に、スペーサー１２３を配した状態で、組成物１２２を押圧する。これにより、形成される樹脂層１２の厚さをより確実に制御することができ、最終的に得られるマイクロレンズ基板１０を用いた際における、色ムラ等の不都合の発生をより効果的に防止することができる。
【００４６】
スペーサー１２３は、例えば、レンズ形成用基板１１上のマイクロレンズ１１１が設けられた有効領域以外の領域（非有効領域）に配置することができる。スペーサー１２３をレンズ形成用基板１１の非有効領域に配置することにより、例えば、レンズ形成用基板１１が１枚の液晶パネル用のマイクロレンズ基板１０に対応する領域を複数個有するものである場合（レンズ形成用基板１１上に、１枚の液晶パネル用のマイクロレンズ基板１０に対応するマイクロレンズ１１１の集合パターンが、複数個配置されたものである場合）において、非有効領域である平坦部に多くのスペーサー１２３を配置することが可能となり、結果として、レンズ形成用基板１１、押圧部材８０のたわみ等による影響を効果的に排除し、得られるマイクロレンズ基板１０の厚さをより確実に制御することができる。
【００４７】
また、以下のようなスペーサー１２３を用いても良い。
スペーサー１２３は、組成物１２２の固化物（硬化物）と同程度の屈折率を有する材料で構成されている。具体的には、スペーサー１２３の構成材料の絶対屈折率と固化後の組成物１２２の絶対屈折率との差の絶対値が、０．２０以下であるのが好ましく、０．１０以下であるのがより好ましく、０．０２以下であるのがさらに好ましく、スペーサー１２３が、組成物１２２の固化物（硬化物）と同一の材料で構成されたものであるのが最も好ましい。
これによれば、レンズ形成用基板１１のマイクロレンズ１１１が形成された部位にスペーサー１２３が配された場合であっても、スペーサー１２３が得られるマイクロレンズ基板１０の光学特性に悪影響を及ぼすのを効果的に防止することができる。これにより、レンズ形成用基板１１の主面（マイクロレンズ１１１が形成された面側）の有効領域のほぼ全体にわたって、比較的多くのスペーサー１２３を配することが可能となり、結果として、レンズ形成用基板１１、押圧部材８０のたわみ等による影響を効果的に排除し、得られるマイクロレンズ基板１０の厚さをより確実に制御することができる。
【００４８】
また、スペーサー１２３が、組成物１２２の固化物（硬化物）と同一の材料で構成されたものであると、組成物１２２の固化物（硬化物）とスペーサー１２３との密着性を特に優れたものとすることができ、マイクロレンズ基板１０の信頼性、耐久性を特に優れたものとすることができる。スペーサー１２３が、組成物１２２の固化物（硬化物）と同一の材料で構成されたものであると、スペーサー１２３の硬度が特に高いものとなるので、形成される樹脂層１２の厚さをより確実に制御することができる。
【００４９】
スペーサー１２３の形状は、特に限定されないが、略球状、略円柱状であることが好ましい。スペーサー１２３がこのような形状のものである場合、その直径は、２０μｍ以上１００μｍ以下であるのが好ましく、２０μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。
なお、上記のようにスペーサー１２３を用いる場合、組成物１２２を固化する際に、レンズ形成用基板１１と押圧部材８０との間にスペーサー１２３が配されていればよく、スペーサー１２３を供給するタイミングは特に限定されない。例えば、レンズ形成用基板１１上にスペーサー１２３を配した状態で組成物１２２を付与してもよいし、組成物１２２の供給後にスペーサー１２３を付与してもよい。
【００５０】
また、本工程は、上述したような脱気処理を施しながら行ってもよい。言い換えると、押圧工程と脱気工程とは、同一工程として行ってもよい。これにより、レンズ形成用基板１１の表面と組成物１２２との間に、雰囲気（空気）が残存するのをより効果的に防止することができる。
【００５１】
次に、組成物１２２を固化（硬化）させ、樹脂層１２を形成する。
組成物１２２の固化（硬化）は、樹脂層１２に使用される樹脂の種類に応じて、紫外線照射、光照射、加熱および冷却などにより行うことができる。
その後、図４（Ｃ）に示すように、押圧部材を取り除くことにより、樹脂層１２が形成される。なお、樹脂層１２の表面には、図２に示す凸部１２１が多数形成されている。
【００５２】
［２−２．バリア層形成工程］
次に、樹脂層１２の表面にバリア層１３を形成する。
図５（Ａ）に示すように、樹脂層１２のレンズ形成用基板１１に接する面とは反対側の面に、窒化ケイ素（ＳｉＮ）膜からなるバリア層１３を形成する。ＳｉＮ膜は、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等の気相成膜法、溶剤に溶かしたＳｉＮを樹脂層１２に塗布して焼成する方法により形成することができる。この中でも、気相成膜法によれば、緻密かつ密着性の高いバリア層１３を形成することができる。特に、スパッタリング法によれば、バリア層１３の厚みムラ、ばらつきを非常に小さくでき、また、密着力を非常に高くすることができる。さらに、組成調整、応力調整を容易に行うことができる。
気相成膜法では、窒素ガスの雰囲気中で行うことにより、Ｓｉが十分にＮと化合できるため、形成されたバリア層１３は経時的に劣化しにくくなる。この場合のＮ２分圧は、１％以上５０％以下であることが好ましく、５％以上３０％以下であることがより好ましい。なお、このときの全圧は１×１０−３Ｔｏｒｒ以上１０×１０−３Ｔｏｒｒ以下であることが好ましい。
以上より、レンズ形成用基板１１と樹脂層１２とバリア層１３とで構成されるマイクロレンズ基板１０が得られる。なお、樹脂層１２に形成された複数の凸部１２１は、ナノレベルの非常に小さな形状であるので、凸部１２１の上に積層されたバリア層１３表面には実質的に影響がなく、略平坦状に形成される。
【００５３】
〔液晶パネル用対向基板の製造方法〕
次に、マイクロレンズ基板１０を用いた液晶パネル用対向基板１００の製造方法について説明する。
［ブラックマトリクス形成工程］
図５（Ｂ）に示すように、マイクロレンズ基板１０のバリア層１３上に、開口部２１を有するブラックマトリクス２０を形成する。このとき、ブラックマトリクス２０は、マイクロレンズ１１１の位置に対応するように配置される。具体的には、マイクロレンズ１１１の中心を通る光軸が開口部２１を通るような開口パターンを形成する。
【００５４】
具体的には、まず、バリア層１３上にスパッタリング等の気相成膜法によりブラックマトリクス２０となる薄膜を成膜する。次に、かかるブラックマトリクス２０となる薄膜上にレジスト膜を形成する。次に、ブラックマトリクス２０の開口部２１がマイクロレンズ１１１に対応する位置に来るように、レジスト膜を露光して、かかるレジスト膜に開口部２１のパターンを形成する。次に、ウェットエッチングを行い、薄膜のうちの開口部２１となる部分のみを除去する。次に、レジスト膜を除去する。なお、ウェットエッチングを行う際の剥離液としては、例えば、ブラックマトリクス２０となる薄膜がＡｌ合金等で構成されているときは、リン酸系エッチング液を用いることができる。
なお、開口部２１が形成されたブラックマトリクス２０は、塩素系ガス等を用いたドライエッチングによっても好適に形成することができる。
【００５５】
［透明導電膜形成工程］
次に、バリア層１３上に、ブラックマトリクス２０を覆うように共通電極である透明導電膜３０を形成する（図５（Ｃ）参照）。この透明導電膜３０は、例えば、スパッタリング等の気相成膜法により形成することができる。
以上より、図１に示す液晶パネル用対向基板１００を得ることができる。
【００５６】
〔液晶パネル〕
次に、マイクロレンズ基板１０および液晶パネル用対向基板１００を用いた液晶パネル（液晶光シャッター）について、図６を参照しながら説明する。
図６に示すように、本発明の液晶パネル（ＴＦＴ液晶パネル）２００は、ＴＦＴ基板（液晶駆動基板）４０と、ＴＦＴ基板４０に接合された液晶パネル用対向基板１００と、ＴＦＴ基板４０と液晶パネル用対向基板１００との空隙に封入された液晶よりなる液晶層５０とを有している。
【００５７】
ＴＦＴ基板４０は、液晶層５０の液晶を駆動するための基板であり、ガラス基板４と、かかるガラス基板４上に設けられた多数の画素電極５と、かかる画素電極５の近傍に設けられ、各画素電極５に対応する多数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）６とを有している。
この液晶パネル２００では、液晶パネル用対向基板１００の透明導電膜（共通電極）３０と、ＴＦＴ基板４０の画素電極５とが対向するように、ＴＦＴ基板４０と液晶パネル用対向基板１００とが、一定距離離間して接合されている。
【００５８】
ガラス基板４は、石英ガラスで構成されていることが好ましい。これにより、反り、たわみ等の生じにくい、安定性に優れたものとすることができる。
画素電極５は、透明導電膜（共通電極）３０との間で充放電を行うことにより、液晶層５０の液晶を駆動する。この画素電極５は、例えば、前述した透明導電膜３０と同様の材料で構成されている。
【００５９】
薄膜トランジスタ６は、近傍の対応する画素電極５に接続されている。また、薄膜トランジスタ６は、図示しない制御回路に接続され、画素電極５へ供給する電流を制御する。これにより、画素電極５の充放電が制御される。なお、ＴＦＴ基板４０には、例えば、その内表面側（液晶層５０の対向する面側）に、配向膜が設けられていてもよい。
【００６０】
液晶層５０は液晶分子（図示せず）を含有しており、画素電極５の充放電に対応して、かかる液晶分子、すなわち液晶の配向が変化する。
この液晶パネル２００では、通常、１個のマイクロレンズ１１１と、かかるマイクロレンズ１１１の光軸Ｑに対応したブラックマトリクス２０の１個の開口部２１と、１個の画素電極５と、かかる画素電極５に接続された１個の薄膜トランジスタ６とが、１画素に対応している。
【００６１】
レンズ形成用基板１１側から入射した入射光Ｌは、レンズ形成用基板１１のマイクロレンズ１１１を通過する際に集光されつつ、樹脂層１２、バリア層１３、ブラックマトリクス２０の開口部２１、透明導電膜３０、液晶層５０、画素電極５、ガラス基板４を透過する。なお、このとき、レンズ形成用基板１１の入射側には通常偏光板（図示せず）が配置されているので、入射光Ｌが液晶層５０を透過する際に、入射光Ｌは直線偏光となっている。その際、この入射光Ｌの偏光方向は、液晶層５０の液晶分子の配向状態に対応して制御される。したがって、液晶パネル２００を透過した入射光Ｌを、偏光板（図示せず）に透過させることにより、出射光の輝度を制御することができる。
【００６２】
なお、偏光板は、例えば、ベース基板と、かかるベース基板に積層された偏光基材とで構成され、かかる偏光基材は、例えば、偏光素子（ヨウ素錯体、二色性染料等）を添加した樹脂よりなる。
この液晶パネル２００は、例えば、公知の方法により製造されたＴＦＴ基板４０と液晶パネル用対向基板１００とに配向処理（例えば、配向膜の被覆処理）を施した後、シール材（図示せず）を介して両者を接合し、次いで、これにより形成された空隙部の封入孔（図示せず）より液晶を空隙部内に注入し、次いで、かかる封入孔を塞ぐことにより製造することができる。その後、必要に応じて、液晶パネル２００の入射側や出射側に偏光板を貼り付けてもよい。
なお、上記液晶パネル２００では、液晶駆動基板としてＴＦＴ基板を用いたが、液晶駆動基板にＴＦＴ基板以外の他の液晶駆動基板、例えば、ＴＦＤ基板、ＳＴＮ基板などを用いてもよい。
【００６３】
〔本実施形態の作用効果〕
以上のような本実施形態であれば、以下の作用効果を奏することができる。
レンズ形成用基板１１のマイクロレンズ１１１側に形成された樹脂層１２の表面には、多数の凸部１２１が形成された微細な凹凸形状となっている。凸部１２１は円錐形状であり、マイクロレンズ基板１０の面方向と平行な面で切断した場合の断面積が、先端部１２２に向かうほど小さくなる形状となっている。屈折率は、樹脂の体積占有率に応じて変化することから、このような形状の凸部１２１を有することにより、樹脂層１２とバリア層１３との界面では、屈折率が徐々に変化している。
したがって、樹脂層１２とバリア層１３との界面が不明確となり、入射してきた光の反射を抑えることができる。したがって、樹脂層１２の表面にこのような構造をもつマイクロレンズ基板１０、液晶パネル用対向基板１００および液晶パネル２００は、光の透過率が高い。
【００６４】
また、多数の凸部１２１を形成することにより、樹脂層１２とバリア層１３との界面での反射を防止することができるため、樹脂層１２とバリア層１３とに使用される樹脂の種類は制限されない。したがって、素子の設計における自由度を向上させることができる。例えば、安価な樹脂を用いてコスト低減を図ることができる。
【００６５】
さらに、押圧部材８０には、上述の凸部１２１の円錐形状と同様の凹部が多数形成されており、この押圧部材８０で樹脂層１２を押圧することにより、樹脂層１２の表面に多数の凸部１２１を形成することができる。すなわち、押圧部材８０の表面に凹凸形状が形成されていること以外は、従来と同様の押圧工程を実施することで、多数の凸部１２１を形成することができる。
したがって、従来と変わらない簡単な工程で、透過率の高いマイクロレンズ基板１０を製造することができる。
【００６６】
〔変形例〕
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、液晶パネル用対向基板１００を製造する場合には、例えば、ブラックマトリクス２０を形成せずに、バリア層１３上に直接透明導電膜３０を形成してもよい。
さらに、マイクロレンズ基板１０にバリア層１３が形成されていない場合は、樹脂層１２の上にブラックマトリクス２０および透明導電膜３０を形成してもよい。この場合、透明導電膜３０が本発明の隣接層として機能する。すなわち、屈折率差が大きい樹脂層１２と透明導電膜３０とが隣接して積層される。上記実施形態と同様に、樹脂層１２の表面に複数の凸部１２１が形成されていることにより、樹脂層１２と透明導電膜３０との界面における反射を抑えることができ、光の透過率の高いマイクロレンズ基板を提供することができる。
【００６７】
そして、樹脂層１２の屈折率とバリア層１３の屈折率とが同等である場合は、バリア層１３と透明導電膜３０との屈折率差が大きくなる。この場合は、本実施形態で樹脂層１２に形成した複数の凸部と同様の凸部を、バリア層１３の透明導電膜３０との界面に形成すればよい。これにより、バリア層１３と透明導電膜３０との界面における反射を抑えることができる。
【００６８】
また、本発明のマイクロレンズ基板１０は、液晶パネルの対向基板に用いられる以外にも、例えば、レーザーディスクなどの光ピックアップや、ＣＣＤなどの固体撮像素子等の各種光学装置にも広く利用することができる。
【実施例】
【００６９】
次に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの記載内容に何ら制限されるものではない。
（実施例１）
レンズ形成用基板１１として合成石英ガラス（屈折率１．４６）を用意し、上述の実施形態に記載した方法でマイクロレンズ基板１０を形成した。そして、合成石英ガラスのマイクロレンズ基板１０が形成された側の面に、樹脂層１２として紫外線硬化型エポキシ樹脂（「アデカ  オプトマー」、（株）アデカ製）（屈折率１．５５）を塗布した。
【００７０】
次に、紫外線硬化型エポキシ樹脂の表面に、透明石英で形成された押圧部材の凹凸形状が形成された側の面を押し当てることにより押圧した。ここで、押圧部材の一方の面に形成された凹凸形状は、砲弾型の凹部が複数形成された形状である。
次に、押圧部材８０を介して樹脂層１２の表面に紫外線を照射し、樹脂を硬化させた。
そして、押圧部材８０を樹脂層１２から脱離させた。このようにして形成された樹脂層１２の表面の複数の凸部の先端部間の距離（ピッチ）は２００ｎｍであり、凸部の高さは３００ｎｍである。
次に、樹脂層１２の表面に、プラズマＣＶＤ法を用いてバリア層１３としての窒化ケイ素（屈折率２．０）膜を形成した。窒化ケイ素膜の厚みは２μｍである。
【００７１】
（比較例１）
樹脂層１２の表面に凹凸形状を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にしてマイクロレンズ基板を製造した。
【００７２】
（評価）
実施例１および比較例１のマイクロレンズ基板に対して、波長が４００ｎｍ、６００ｎｍ、８００ｎｍの光を照射して、これらの透過率を分光光度計（「ＵＶ３６００」、島津製作所製）を用いて測定した。測定結果を以下の表１に示す。
【００７３】
【表１】
2010181791.tif 000003
【００７４】
表１からわかるように、全ての波長の可視光において、実施例１のマイクロレンズ基板の透過率は、樹脂層表面に凹凸形状のない比較例１のマイクロレンズ基板の透過率に比べて優れている。すなわち、樹脂層１２の屈折率とバリア層１３の屈折率に大きな差があったとしても、樹脂層１２の表面に微細な凹凸形状を形成することにより、光の透過率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００７５】
１０…マイクロレンズ基板、１１…レンズ形成用基板、１１１…マイクロレンズ、１２…樹脂層、１３…バリア層、２０…ブラックマトリクス、３０…透明導電膜、１００…液晶パネル用対向基板。
【図１】
2010181791.tif 000004
【図２】
2010181791.tif 000005
【図３】
2010181791.tif 000006
【図４】
2010181791.tif 000007
【図５】
2010181791.tif 000008
【図６】
2010181791.tif 000009