(57)【要約】【課題】連続印刷時の転写シートへの材料の浸透、転写シート中の遊離した低分子量成分濃度の低下、転写シート表面の磨耗による印刷性変化、及び印刷対象基板の濡れ性変化や温湿度変化によって、印刷対象物上に転写されるパターン形状が変動しても、所望の形状のパターン形成が可能なオフセット印刷を用いたパターン形成方法、レンズ形成方法および液晶表示装置の製造方法を提供することである。【解決手段】  材料パターンを印刷対象物に転写するオフセット印刷を用いたパターン形成方法であって、転写手段上に材料パターンを形成するステップと、前記転写手段上の前記材料パターンを印刷対象物へ転写するステップと、硬化手段を用いて前記印刷対象物上の材料パターンを硬化するステップと前記印刷対象物へ前記材料パターンを転写後であり、前記材料パターンの硬化前に形状検査装置を用いて前記印刷対象物上の前記材料パターンの一部もしくは全面の形状検査するステップとを有するオフセット印刷を用いたパターン形成方法である。【選択図】  図１
2010117621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料パターンを印刷対象物に転写するオフセット印刷を用いたパターン形成方法であって、
転写手段上に材料パターンを形成するステップと、
前記転写手段上の前記材料パターンを印刷対象物へ転写するステップと、
硬化手段を用いて前記印刷対象物上の材料パターンを硬化するステップと
前記印刷対象物へ前記材料パターンを転写後であり、前記材料パターンの硬化前に形状検査装置を用いて前記印刷対象物上の前記材料パターンの一部もしくは全面の形状検査するステップと
を有することを特徴とするオフセット印刷を用いたパターン形成方法。
【請求項２】
前記印刷対象物上の材料パターンが所望のパターン形状へ変動するまで前記形状検査を行い、所望のパターン形状へ変動した時点で前記印刷対象物上の材料パターンを硬化することを特徴とする請求項１に記載のオフセット印刷を用いたパターン形成方法。
【請求項３】
前記形状検査の結果から、所望のパターン形状に変動するまでの時間を算出し、その算出した時間において前記印刷対象物上の材料パターンを硬化することを特徴とする請求項１又は２に記載のオフセット印刷を用いたパターン形成方法。
【請求項４】
前記形状検査の結果、前記印刷対象物上に転写された材料パターンの形状が管理値外であった場合、前記印刷対象物へ転写された材料パターンを硬化するステップを行わないことを特徴とする請求項１乃至３の内のいずれかに記載のオフセット印刷を用いたパターン形成方法。
【請求項５】
前記形状検査の結果、前記印刷対象物上に転写された材料パターンの形状が管理値外であった場合、印刷機のメンテナンス時期を知らせる信号を出すことを特徴とする請求項１乃至４の内のいずれかに記載のオフセット印刷を用いたパターン形成方法。
【請求項６】
前記形状検査装置として、非接触３次元形状検査装置を用いることを特徴とする請求項１乃至５の内のいずれかに記載のオフセット印刷を用いたパターン形成方法。
【請求項７】
前記形状検査装置として、非接触２次元形状検査装置を用いることを特徴とする請求項１乃至５の内のいずれかに記載のオフセット印刷を用いたパターン形成方法。
【請求項８】
前記形状検査装置として、前記印刷対象物裏面側もしくは前面側から志向性の高い光を照射し、その反射光もしくは透過光を計測する装置を用いることを特徴とする請求項１乃至５の内のいずれかに記載のオフセット印刷を用いたパターン形成方法。
【請求項９】
前記硬化手段として、放射線照射装置を用いることを特徴とする請求項１乃至８の内のいずれかに記載のオフセット印刷を用いたパターン形成方法。
【請求項１０】
前記硬化手段として、加熱装置を用いることを特徴とする請求項１乃至８の内のいずれかに記載のオフセット印刷を用いたパターン形成方法。
【請求項１１】
前記硬化手段として、減圧装置を用いることを特徴とする請求項１乃至８の内のいずれかに記載のオフセット印刷を用いたパターン形成方法。
【請求項１２】
前記パターンの形成材料にラジカル重合性材料とカチオン重合性材料の少なくとも１つは含まれることを特徴とする請求項１乃至１１の内のいずれかに記載のオフセット印刷を用いたパターン形成方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の内のいずれかに記載のパターン形成方法を用いてマイクロレンズアレイを形成することを特徴とするオフセット印刷を用いたレンズ形成方法。
【請求項１４】
前面に光を出射する照明装置と、配列した複数の画素を備えた液晶パネルと、
前記照明装置と前記液晶パネルとの間に複数の集光レンズとを備え、
前記液晶パネルは第１の基板と第２の基板との２枚の基板で囲まれたセル内に液晶を狭持してなり、
前記第１の基板は前記液晶に対して前記照明装置側に配置されており、
前記第２の基板は前記液晶に対して観察者側に配置されており、
前記第１の基板外面に前記照明装置からの光を前記セル内に集光するための集光レンズを備えた液晶表示装置の製造方法であって、
請求項１３に記載のレンズ形成方法を用いて前記集光レンズを形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オフセット印刷を用いたパターン形成方法、レンズ形成方法および液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微細なパターン形成方法として、フォトリソグラフィが用いられている。フォトリソグラフィを用いたパターン形成は、一般的に、基板へレジストを塗布する塗布工程、レジストを固化するプリベーク工程、レジストに光照射して硬化反応させる露光工程、基板を現像液に浸し、未反応のレジストを除去する現像工程、エッチングもしくは成膜・リフトオフによるパターン形成工程、レジストを完全に除去するレジスト剥離工程からなる。なお、レジスト自身が機能を果たす場合は現像工程以降の工程が不要となる。
【０００３】
フォトリソグラフィは精度良くパターン形成できる反面、プロセスが煩雑で、装置コスト、環境負荷が大きいという問題がある。そのため、それほど精度を必要としないパターン形成には、プロセスが簡便で低コスト化が実現できるインクジェットやフレキソ印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷などが用いられている。印刷方法の中でも、特に、オフセット印刷はパターン形成精度に優れるため、フォトリソグラフィの代替方法として用いられる例が多くある。例えば、特許文献１、特許文献２にはカラーフィルター形成方法として、特許文献３にはプリント基板上の回路パターンを形成する際のエッチングレジストパターン形成方法として、特許文献４には抵抗膜方式のタッチパネルに電極間のスペーサー形成方法として、オフセット印刷を使用することが記載されている。
【０００４】
その他にも、オフセット印刷は材料パターンを液体のまま印刷対象物上に形成するため、材料の表面張力を利用したマイクロレンズアレイ形成方法として用いたり、時間経過で印刷対象物上を材料パターンが広がるのを利用して、平坦な絶縁膜や、コンタクトホールを設けた絶縁膜の形成方法として用いたりもできる。
【０００５】
なお、オフセット印刷の印刷性を安定させる方法として、特許文献５には、ブランケットと呼ばれる転写手段である転写シート表面に印刷材料より表面張力の低い物質をあらかじめ塗布して転写性を維持する方法が記載されている。また、特許文献６には、転写シートに吸収された溶剤を除去して転写性を維持する方法が記載されている。さらには、特許文献７には、印刷精度を向上させるため、転写シート上で材料を硬化させてから、粘着層の上に材料を転写する方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００７−１９７５９９号公報
【特許文献２】特開２００８−６５１９６号公報
【特許文献３】特開２００１−３２６４４８号公報
【特許文献４】特開平３−２１９５１９号公報
【特許文献５】特許第２９９３８４６号
【特許文献６】特開２０００−２２５７６５号公報
【特許文献７】特開平４−２１３４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的に、オフセット印刷では、印刷対象基板へ材料パターンを転写した時点では、材料は液体であり、材料を硬化するか、低沸点成分が蒸発するまでは流動性を持つ。また、転写シートの印刷性変化や印刷対象基板の濡れ性変化、温湿度変化によって、転写されるパターン形状が変動することがある。このため、印刷後、硬化までの時間を一定に管理しても、形成されるパターンの形状が変動し、オフセット印刷は精度と量産性の両立が難しいという問題があった。また、特許文献７の転写シート上で材料を硬化させてから粘着層を上にパターンを転写させる方法では、材料の表面張力や濡れ広がりを利用したパターン形成は行うことができない上、印刷対象物上に粘着層の形成が必要となるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、連続印刷時の転写シートへの材料の浸透、転写シート中の遊離した低分子量成分濃度の低下、転写シート表面の磨耗による印刷性変化、及び印刷対象基板の濡れ性変化や温湿度変化によって、印刷対象物上に転写されるパターン形状が変動しても、所望の形状のパターン形成が可能なオフセット印刷を用いたパターン形成方法、レンズ形成方法および液晶表示装置の製造方法を提供することである。
【０００８】
本発明のその他の目的については、明細書全体の記載から明らかにされる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）前記課題を解決すべく、材料パターンを印刷対象物に転写するオフセット印刷を用いたパターン形成方法であって、転写手段上に材料パターンを形成するステップと、前記転写手段上の前記材料パターンを印刷対象物へ転写するステップと、硬化手段を用いて前記印刷対象物上の材料パターンを硬化するステップと前記印刷対象物へ前記材料パターンを転写後であり、前記材料パターンの硬化前に形状検査装置を用いて前記印刷対象物上の前記材料パターンの一部もしくは全面の形状検査するステップとを有するオフセット印刷を用いたパターン形成方法である。
【００１０】
（２）前記課題を解決すべく、前述する（１）に記載のパターン形成方法を用いてマイクロレンズアレイを形成することを特徴とするオフセット印刷を用いたレンズ形成方法である。
【００１１】
（３）前記課題を解決すべく、前面に光を出射する照明装置と、配列した複数の画素を備えた液晶パネルと、前記照明装置と前記液晶パネルとの間に複数の集光レンズとを備え、前記液晶パネルは第１の基板と第２の基板との２枚の基板で囲まれたセル内に液晶を狭持してなり、前記第１の基板は前記液晶に対して前記照明装置側に配置されており、前記第２の基板は前記液晶に対して観察者側に配置されており、前記第１の基板外面に前記照明装置からの光を前記セル内に集光するための集光レンズを備えた液晶表示装置の製造方法であって、前述する（２）に記載のレンズ形成方法を用いて前記集光レンズを形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法である。
【００１２】
このように、本発明は、印刷対象物へ材料パターンの転写後、かつ硬化前において、形状検査装置を用いて印刷対象物上の材料パターンの一部もしくは全面を形状検査することを特徴とするオフセット印刷を用いたパターン形成方法である。形状検査は、所望のパターン形状へ変動するまで行い、所望のパターン形状へ変動した時点で前記印刷対象物上の材料を硬化する。または、形状検査の結果から、所望のパターン形状に変動するまでの時間を算出し、その算出した時間において前記印刷対象物上の材料を硬化する。また、形状検査の結果、転写された材料パターンの形状が管理値外であった場合、前記印刷対象物へ転写された材料パターンを硬化するステップを行わず、印刷機のメンテナンス時期を知らせる信号を出す。
【００１３】
形状検査装置として、非接触３次元形状検査装置、もしくは非接触２次元形状検査装置、もしくは印刷対象物裏面か前面から志向性の高い光を照射し、その反射光もしくは透過光を計測する装置を用いる。硬化手段として、放射線照射装置もしくは加熱装置、減圧装置を用いる。ラジカル重合性材料とカチオン重合性材料の少なくとも一つが含まれるパターンの形成材料を用いる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によって、従来オフセット印刷で起こっていた転写シートの印刷性変化や印刷対象物表面の濡れ性変化や温湿度変化による転写パターン形状の変動を検査し、材料の流動性を利用することで所望の形状に近い状態で材料が硬化できる。また、材料の表面張力や流動を利用したパターン形成も可能となり、マイクロレンズアレイの作製や、マイクロレンズアレイを備えた液晶表示装置の作製も安定的にできる。さらに、印刷対象物の再生の容易化や、印刷機のメンテナンス時期が明確化できる。
【００１５】
本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、各図および各実施形態において、同一または類似の構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００１７】
（実施形態１）
（パターン形成方法）
図１は本発明の実施形態１のパターン形成方法を説明するためのプロセスフローを示した図であり、図２は本発明の実施形態１のパターン形成方法により凹版オフセット印刷機を用いてコンタクトホールを有する平坦な膜（平坦膜）を形成するパターン形成方法を説明するための図である。特に、本実施形態１のパターン形成方法による平坦膜は、タッチパネル表示装置の絶縁膜層の形成方法として使用できる。
【００１８】
図２から明らかなように、本実施形態１で用いるオフセット印刷機は、凹版６０２と該凹版６０２を乗せる凹版ステージ６１１と、印刷対象物である基板６０５と該基板６０５を乗せる基板ステージ６１２と、材料６０１を凹版６０２の凹部６０４に充填するために用いるブレード６０３と、材料パターンを凹版６０４から受理し基板６０５表面へ転写する媒体となる転写シート（転写手段）６０７を装着したローラー６０６と、基板６０５表面に転写した材料パターンの形状検査装置６１０と、材料６０１を硬化するためのＵＶ光照射装置６１３とを備える。
【００１９】
以下の説明では、転写シート６０７として、ＰＥＴシートからなる支持体上に室温硬化型のシリコーンゴムをコーティングしたものを使用する場合について説明する。また、凹版６０２としてはガラス製の凹版を用いる場合について説明する。
【００２０】
形状検査装置６１０としては、三次元形状測定ができる周知の非接触のレーザー顕微鏡を用いる場合について説明する。しかしながら、形状検査装置６１０は非接触の形状計測であればよく、レーザー顕微鏡以外のレーザー変位計や干渉型顕微鏡などの三次元形状測定装置を用いてもよい。また、三次元形状測定装置でなく、光学顕微鏡などの周知の二次元形状測定装置でもよい。ただし、二次元形状検査の場合、例えば、面積変化速度から所望の形状となる時間を算出する等の方法を用いる。さらには、基板の位置合せに用いるアライメント機能と、本発明で使用する未硬化の材料パターンの検査機能を兼ねた顕微鏡を用いてもよい。また、未硬化の材料パターンが転写された基板６０５の前面、もしくは基板６０５の裏面から指向性の高い光源から照射光を照射し、その反射光もしくは透過光を検出し、その角度もしくは光量から材料パターン面積と曲率、さらに平坦化度合いを計測する手段を用いることもできる。
【００２１】
まず、本実施形態１で用いる凹版６０２の作製プロセスについて説明する。凹版６０２の作製では、まず、ガラス板上にＣｒ膜をスパッタ成膜後、レジスト膜を形成する。次に、レジストをレーザー光照射にて露光後、現像パターン化する。次に、Ｃｒ膜をエッチングし、レジストパターンを剥離後、Ｃｒ膜パターンをレジスト膜としてフッ酸を用いてガラスをエッチングし、最後にＣｒ膜剥離を行い、凹版が完成する。なお、フッ酸を用いてガラスをエッチングするガラスエッチング工程において、ガラスは等方的にエッチングされるため、深さ方向にエッチングされた量と同じだけ、Ｃｒ膜の開口部から横方向へもエッチングされる。そのため、レーザー露光するレジスト膜のライン幅は、ガラスエッチングされることを見越して設計する。なお、凹版６０２は金属膜蒸着やＤＬＣなどによってコーティングされたものでもよく、また、材質がガラスでなくとも、他の作成方法を用いた凹版６０２を用いても良い。
【００２２】
次に、図１に基づいて、前述のプロセスで作製した凹版６０２を用いて図２に示すオフセット印刷によるパターン形成方法を説明する。
【００２３】
工程１
材料を凹版に供給する「材料供給工程（ステップ１０１）」である。
【００２４】
図２（Ａ）に示すように、ディスペンサを用いて凹版６０２上に材料６０１を供給する。該材料６０１の粘度は粘度範囲０．１〜３００  Ｐａ・ｓならばよいが、好ましい粘度範囲は１〜１００  Ｐａ・ｓであり、さらに好ましい粘度範囲は３〜５０  Ｐａ・ｓであり、少なくとも転写時において上記の粘度範囲であることが望ましい。
【００２５】
工程２
版凹部に材料を充填する「材料充填工程（ステップ１０２）」である。
【００２６】
図２（Ｂ）に示すように、ブレード６０３を用いて、凹版６０２の凹部６０４に材料６０１を充填する。
【００２７】
工程３
転写シート上に材料パターンを受理する「受理工程（ステップ１０３）」である。
【００２８】
図２（Ｃ）に示すように、転写シート６０７の巻かれたローラー６０６を材料６０１の充填された凹版６０２上で回転させることで、転写シート６０７上に材料６０１を受理する。このとき、受理される材料６０１は凹版６０２の凹部６０４の形状に従って、パターン化されている。
【００２９】
工程４
受理した材料パターンを基板上へ転写する「転写工程（ステップ１０４）」である。
【００３０】
図２（Ｄ）に示すように、印刷対象物である基板６０５に、パターン形状を保ったまま材料６０１の転写を行う。
【００３１】
工程５
材料パターン形状の検査を行う「形状検査工程（ステップ１０５）」である。
【００３２】
図２（Ｅ）に示すように、基板６０５上に転写された材料６０１のパターン形状を形状検査装置６１０で検査する。ただし、材料６０１の粘度は温度、湿度、基板６０５の濡れ性、基板６０５の洗浄度合い、及び当該材料６０１のロット等により、その変動の程度が変化するすなわち所望の形状に変動する時間が変化するので、常時、変動具合を検査する構成がもっとも好ましいものである。
【００３３】
工程６
ＵＶ光照射して材料を硬化させる「硬化工程（ステップ１０６）」である。
【００３４】
図２（Ｆ）に示すように、所望の形状になった時点において、ＵＶ光照射装置６１３を用いて材料硬化を行う。
【００３５】
以上が本発明の実施形態１のパターン形成方法における基本的な工程であるが、本願発明では前記工程の他に、下記の工程７が加わるものである。
【００３６】
工程７
「基板再生工程（ステップ１０７）」である。
【００３７】
この工程７は前述の形状検査工程（ステップ１０５）での検査の結果、ストライプラインの乱れや、コンタクトホール部分の形状異常が見られた場合に選択される工程である。従って、当該工程７が選択された場合には、硬化工程（ステップ１０６）には進まずに当該工程７へ進むこととなる。
【００３８】
このように本願発明では、工程５でパターン形状を検査し該検査結果に基づいて材料６０１の硬化前に再生工程である工程７へ進むため、工程６で硬化を行っても不良となってしまう基板６０５を予め選別することが可能となる。その結果、転写された材料６０１のパターン形状が基板６０５上に転写された材料６０１を拭き取るのみで、当該基板６０１の再生が可能となるという格別の効果を得ることができる。
【００３９】
また、工程５において、パターン形状に異常が出たことを知らせる信号を発する周知の手段を設けた構成とすることにより、オフセット印刷機のメンテナンスが必要であることを知らせることが可能となる。これによって、印刷工程（工程１〜４）で致命的な、同じ不良を持ったパターン基板６０５の大量生産を防ぐことができる。
【００４０】
さらには、このような突発的な不良だけではなく、連続印刷時の、転写シート６０７への材料６０１浸透や、転写シート６０７中の遊離した低分子量成分濃度の低下や、転写シート６０７表面の磨耗による印刷性変化、印刷対象である基板６０５の濡れ性変化、温湿度変化による転写シート６０７の印刷性の変化等を形成されるパターンから検知し、パターンの形状不良になる前にメンテナンス時期を知らせる信号を発することも可能である。その結果、常に一定の形状寸法に収まる、コンタクトホールを有する平坦膜が安定的に形成できるという格別の効果が得られる。
【００４１】
なお、本実施形態１では、基板６０５に転写された未硬化の材料パターンの一部を常時検査して、所望のパターン形状になるまで待ったが、材料パターンの全面を検査してもよい。また、濡れ広がりの速度のデータベースを所有しておれば、常時検査せずとも、転写されてすぐ、もしくはしばらくして検査を行い、その結果から、硬化までの時間を決定しても良い。さらには、データベースを所有していずとも、一定時間連続もしくは断続的に検査し、その変化速度から、硬化までの時間を決定してもよい。
【００４２】
（平坦膜の形成）
以下、図３に本発明の実施形態１のパターン形成方法を説明するための上面図を示し、図４に本発明の実施形態１のパターン形成方法を説明するための断面模式図を示し、未硬化の材料パターンの広がりについて説明する。ただし、図３において、図３（Ａ）は材料の充填前の凹版の上面図であり、図３（Ｂ）は材料の充填後の凹版の上面図であり、図３（Ｃ）〜図３（Ｅ）は材料が転写された基板の上面図である。また、図４において、図４（Ａ）〜図４（Ｅ）は材料が転写された基板のコンタクトホール形成領域の断面模式図である。特に、図４は基板２２０上に材料パターンが転写された直後からの濡れ広がる様子を経時的に断面から見た様子である。なお、図４は模式的に描いているので、高さと幅の比は実際とは大きく異なるものである。
【００４３】
以下の説明では、図３（Ａ）に示すように、深さ１３μｍ、幅３０μｍのストライプ形状の凹部６０を間隔３μｍで形成した凹版２００を用いて基板に材料パターンを形成した場合の材料パターンの広がりについて説明する。ただし、図中の８０は凹部がない部分である。
【００４４】
まず、図３（Ｂ）に示すように、凹版２００に未硬化の材料７０を充填し、オフセット印刷により、基板２２０に未硬化の材料７１を印刷する。
【００４５】
この印刷により基板２２０に印刷（転写）された直後の材料パターンは、図３（Ｃ）に示すように、凹版２００の形状と同様のパターンとなる。すなわち、基板２２０の上面に約３０μｍ幅のストライプ形状の未硬化の材料７１が約３μｍの間隔で形成されることとなる。このとき、凹版２００の凹部がない部分８０に対応する部分には未硬化の材料７１は形成されず、この部分（領域８２）が後にコンタクトホールとなる。
【００４６】
この印刷直後の断面を示したのが図４（Ａ）であり、該図４（Ａ）から明らかなように、ストライプ形状に印刷された未硬化の材料７１は、ストライプの延在方向と直交する方向では材料自身の表面張力によりほぼ半円形の形状で印刷される。なお、印刷直後の断面形状は、形成されるストライプの幅、印刷される材料７１の量、及び材料の粘度等によって様々に形成されるので、半円形に限定されるものではない。
【００４７】
このように印刷された未硬化の材料７１は、印刷からの時間の経過と共に、図４（Ｂ）に示すように、ストライプ形状の幅方向すなわち延在方向と直交する方向に主に濡れ広がりが生じることとなる。このとき、ストライプ形状の延在方向にも濡れ広がりは生じることとなるが、延在方向の濡れ広がり量はストライプ形状の幅方向の濡れ広がり量に比較すると少ない濡れ広がり量である。
【００４８】
更に時間が経過すると、未硬化の材料７１の濡れ広がりにより接近（隣接）するライン（ストライプ）同士がくっ付きあうことにより、図４（Ｃ）に示すように、ストライプ形状に印刷された材料７１が一体化する。ただし、この状態ではストライプ形状の材料７１が一体化したのみとなるので、その上面側（図中の上面側）における材料７１の形状は凹凸を有するものである。
【００４９】
更に一定時間放置することにより、図３（Ｄ）に示すように、材料７１は濡れ広がり平坦な未硬化の材料の膜（平坦膜）７２となる。このとき、コンタクトホールになる領域８２の部分には、材料７１の膜は形成されない。このときの断面を示したのが図４（Ｄ）であり、当該図４（Ｄ）から明らかなように、材料７１の表面も平坦となる。すなわち、ストライプ形状のラインが抜けている領域は、コンタクトホールとなる領域８２が形成された平坦な未硬化の材料の膜７２となる。この時点で硬化させると最適なコンタクトホールを有する平坦膜７２となる。
【００５０】
しかしながら、さらに一定時間放置すると、図３（Ｅ）に示すように、コンタクトホールの領域８２が縮小し、やがてコンタクトホールとなる領域８２が消失する。このときの断面を示したのが図４（Ｅ）であり、基板２２０の上面に一様に形成される平坦膜すなわち平坦な未硬化の材料の膜となる。
【００５１】
なお、本発明に適用可能な基板２２０は、基板表面に平坦な膜を形成するものであればどのようなものでもよく、例えば、配線、電極等が形成された基板でもよい。本願発明を適用して形成したコンタクトホールを有する平坦膜は層間絶縁膜として用いることができ、コンタクトホールを用いて絶縁膜の上下の配線、電極等を電気的に接続できる。
【００５２】
平坦膜７２を形成する材料７１としては、ＵＶ硬化型樹脂材料、熱硬化型樹脂材料や乾燥固化型材料を用いることができ、これらの材料を二つ以上組み合わせたものも用いることができる。望ましくはＵＶ硬化型樹脂材料もしくは乾燥固化型を含む材料が良く、さらに望ましくは、ＵＶ硬化型樹脂材料を含む材料が良い。本実施形態においては、ＵＶ硬化型樹脂材料を用いたので、硬化時にＵＶ光照射装置を用いたが、熱硬化型樹脂材料を用いるときは加熱装置を、乾燥固化型材料を用いるときは減圧装置を用いることで硬化もしくは固化できる。また、材料７１としてＵＶ硬化型樹脂材料、熱硬化型樹脂材料や乾燥固化型材料等の二つ以上組み合わせたものを用いることにより、所望の粘度を有する材料７１を容易に得ることができるという効果も得ることができる。
【００５３】
ＵＶ硬化型樹脂としては、アクリル樹脂、アクリルエポキシ樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルポリエステル樹脂、アクリルシリコン樹脂などがあげられ、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、シリコン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂などを用いることができる。これらのＵＶ硬化型樹脂と熱硬化型樹脂は乾燥固化型樹脂材料としても用いることができる。
【００５４】
また、使用可能な溶剤としては、例えばセチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、オクチルアルコール、デシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール（トリデカノール）、ｎ−ブチルアルコール、シクロヘキシルアルコール、２−メチルシクロヘキシルアルコール、または、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトール、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテートなどのアルキルエーテル、トルエン、キシレン、テトラリンなどの芳香族炭化水素、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、イソホロン、ジアセトンアルコールなどのケトン等があげられるが、これらに限定されるものではなく、印刷適性、作業性などを考慮して適宜選択すればよい。また、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、テルピネオールなどのアルコールまたはエステル類を併用してもよい。
【００５５】
また、上記溶剤の代わりに（メタ）アクリルモノマーを用いることができる。上記（メタ）アクリルモノマーとしては、光重合性不飽和結合を分子内に１個有するモノマーとして、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、ビス・グリシジル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、含リン（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−２−メチルヘキシルマレイミド、Ｎ−２−エチルシクロヘキシルマレイミド、Ｎ−２−クロロシクロヘキシルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−２−メチルフェニルマレイミド、Ｎ−２−エチルフェニルマレイミド、Ｎ−２−クロロフェニルマレイミド、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレートが挙げられる。
【００５６】
また、光重合性不飽和結合を分子内に２個以上有するモノマーとして、エチレンオキシド（以下「ＥＯ」という。）変性ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、エピクロロヒドリン（以下「ＥＣＨ」という。）変性ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、グリセロールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性リン酸ジ（メタ）アクリレート、ＥＣＨ変性フタル酸ジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール４００ジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール４００ジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ＥＣＨ変性１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性リン酸トリ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロピレンオキシド（以下「ＰＯ」という。）変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリス（（メタ）アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（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、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレートなどが挙げられる。上記（メタ）アクリルモノマーは単独または２種以上を組み合わせて使用できる。
【００５７】
さらに、ＵＶ硬化型樹脂を用いる場合は光重合開始剤として、ベンゾフェノン、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、ベンジル、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−１−プロパン、ｔ−ブチルアントラキノン、１−クロロアントラキノン、２，３−ジクロロアントラキノン、３−クロル−２−メチルアントラキノン、２−エ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、１，２−ベンゾアントラキノン、１，４−ジメチルアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、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などが挙げられる。これらの光重合開始剤は単独で又は２種以上を組み合わせて使用される。
【００５８】
熱重合開始剤として、加熱することで重合開始種であるラジカルを発生するパーオキサイド系の化合物や、カチオンを発生するスルホニウム塩、またはヨードニウム塩などを用いることができる。
【００５９】
以上説明した本実施形態のコンタクトホールを有する平坦な膜は、電子部品等に使用することができる。
【００６０】
なお、本発明は、印刷対象物への材料転写時に材料に流動性を持つオフセット印刷であれば、反転オフセット印刷など、どのような方法においても効果を発揮できる。
【００６１】
また、本実施形態では、コンタクトホールを持つ平坦膜について述べたが、例えば、凹版の寸法などは変更する必要があるが、図３（Ｃ）のストライプパターンの状態で硬化させることで、視差バリアとしても用いることができる。また、ストライプパターンでなくとも、スペーサーなどのドットパターンや配線パターンやレジストパターンなど他の形状の形成であっても本発明の効果を発揮することができるが、それぞれの用途で用いる材料を変更する必要がある。例えば、視差バリアとして用いるためには色材を導入する。また、配線として用いるためには、金属粒子を導入し、硬化後、高温ベークが必要となる。以上、オフセット印刷を用いたパターン形成方法であれば、本発明は効果を発揮する。
【００６２】
以上説明したように、本発明の実施形態１のオフセット印刷を用いたパターン形成方法によれば、工程１〜工程４による印刷対象物である基板６０５へ材料パターンの転写後であり、該材料パターンの硬化前において、工程５で形状検査装置を用いて印刷対象物である基板６０５上の材料パターンの一部もしくは全面を形状検査するので、所望の形状で材料６０１の硬化を行うことができる。このときの形状検査は所望のパターン形状へ変動するまで行い、所望のパターン形状へ変動した時点で前記印刷対象物上の材料を硬化する。または、形状検査の結果から、所望のパターン形状に変動するまでの時間を算出し、その算出した時間において前記印刷対象物上の材料を硬化する。
【００６３】
また、工程５における形状検査の結果、転写された材料パターンの形状が管理値外であった場合、前記印刷対象物へ転写された材料パターンを硬化するステップを行わず、印刷機のメンテナンス時期を知らせる信号を出す構成となっているので、印刷対象物の再生の容易化、及び印刷機のメンテナンス時期の明確化できるという格別の効果を得ることができる。
【００６４】
（実施形態２）
（パターン形成方法）
本発明の実施形態２においては本発明の実施形態１のパターン形成方法を用いたレンズ（マイクロレンズアレイ）の製造方法について説明する。なお、オフセット印刷機およびパターン形成工程については、実施形態１のパターン形成方法において図１及び図２を用いて説明したものと同様である。ただし、実施形態２ではマイクロレンズアレイを作製するので、凹版に形成するパターン及び基板並びに材料が実施形態１とは異なるものとなってもよい。
【００６５】
従って、本発明の実施形態２のパターン形成方法においても、材料を凹版に供給する「材料供給工程（工程１）」、凹版部に材料を充填する「材料充填工程（工程２）」、転写シート上に材料パターンを受理する「受理工程（工程３）」、受理した材料パターンを基板上へ転写する「転写工程（工程４）」、材料パターン形状の検査を行う「形状検査工程（工程５）」、所望の形状（曲率）となった時点で、ＵＶ光照射して材料を硬化させる「硬化工程（工程６）」からなる。ただし、材料６０１の粘度は温度、湿度、基板６０５の濡れ性、基板６０５の洗浄度合い、及び当該材料６０１のロット等により、その変動の程度が変化するすなわち所望の形状に変動する時間が変化するので、常時、変動具合を検査する構成がもっとも好ましいものである。
【００６６】
また、「形状検査工程（工程５）」での検査結果に基づいて、マイクロレンズアレイ形状異常が見られた場合は、「硬化工程（工程６）」は選択されず、「基板再生工程（工程７）」が選択される手順も実施形態１と同様である。実施形態２のパターン形成方法においても該工程７を設けることにより、材料の硬化前に工程７で材料を拭き取るだけで基板の再生が可能となる。また、工程５において、パターン形状に異常が確認されたことを知らせる信号を発する周知の手段も設けた構成となっているので、オフセット印刷機のメンテナンスが必要であることを知らせることが可能である。これによって、印刷工程（工程１〜４）で致命的な、同じ不良を持ったパターン基板の大量生産を防ぐことができる。また、実施形態１とは異なり、印刷直後の材料パターンの形状からであっても所望のマイクロレンズアレイが形成できるか否かの判定が容易にできるので、スクリーン印刷機のメンテナンスが必要等の印刷装置に起因する異常を実施形態１よりも早期に把握することができるという格別の効果が得られる。
【００６７】
さらには、このような突発的な不良だけではなく、連続印刷時の、転写シートへの材料浸透や、転写シート中の遊離した低分子量成分濃度の低下や、転写シート表面の磨耗による印刷性変化、印刷対象である基板の濡れ性変化、温湿度変化による転写シートの印刷性の変化等を形成されるパターンから検知し、曲率の形状不良になる前にメンテナンス時期を知らせる信号を発することも可能である。その結果、常に一定の形状寸法に収まるマイクロレンズアレイが安定的に形成できるという格別の効果が得られる。
【００６８】
なお、実施形態２においても、基板に転写された未硬化の材料パターンの一部を常時検査して、所望のマイクロレンズアレイ形状になるまで待つ構成とするが、これに限定されることはなく、材料パターンの全面を検査してもよい。また、濡れ広がりの速度のデータベースを予め作成しておくことにより、常時検査せずとも、転写されてすぐ、もしくはしばらくして検査を行い、その結果から、硬化までの時間を決定しても良い。さらには、データベースを所有していずとも、一定時間連続もしくは断続的に検査し、その変化速度から、硬化までの時間を決定してもよい。例えば、透明な基板上にマイクロレンズを形成する場合は、指向性の高い光を基板の裏面から照射し、その透過光の角度と光量の関係から、レンズの曲率変化を検査することもできる。
【００６９】
（マイクロレンズアレイの形成）
図５は本発明の実施形態２のパターン形成方法を説明するための上面図であり、図６は本発明の実施形態２のパターン形成方法を説明するための断面模式図である。ただし、図５において、図５（Ａ）は材料の充填前の凹版の上面図であり、図５（Ｂ）は材料の充填後の凹版の上面図であり、図５（Ｃ）〜図５（Ｅ）は材料が転写された基板の上面図である。また、図６において、図６（Ａ）〜図４（Ｄ）は材料が転写された基板の断面模式図である。特に、図６は基板２２０’上に材料パターンが転写された直後からの濡れ広がる様子を経時的に断面から見た様子である。なお、図６は模式的に描いているので、高さと幅の比は実際とは大きく異なるものである。
【００７０】
以下の説明では、図５（Ａ）に示すように、深さ２０μｍ、幅６５μｍのストライプ形状の凹部６０’を間隔１０μｍで形成した凹版２００’を用いて基板に材料パターンを形成した場合の当該材料パターンの濡れ広がりについて説明する。
【００７１】
まず、図５（Ｂ）に示すように、凹版２００’に未硬化の材料７０’を充填し、オフセット印刷により、基板２２０’に未硬化の材料７１’を印刷する。
【００７２】
この印刷により基板２２０’に印刷された直後の材料パターンは、図５（Ｃ）に示すように、凹版２００’と同じ形状の約６５μｍ幅のストライプ形状の未硬化の材料７１’が約１０μｍの間隔で形成されることとなる。
【００７３】
この印刷直後の断面形状を示したのが図６（Ａ）であり、該図６（Ａ）から明らかなように、ストライプ形状で印刷された未硬化の材料７１’は、ストライプの延在方向と直交する方向では材料自身の表面張力によりほぼ円弧状を形作る。なお、図６（Ａ）に示す印刷直後の断面形状は、印刷されるストライプの幅、印刷される材料７１’の量、及び材料の粘度等のよって異なる形状となるので、図中に示す形状に限定されるものではない。
【００７４】
このように印刷された未硬化の材料７１’は、印刷からの経過時間と共に、図６（Ｂ）に示すように、ストライプ形状の幅方向すなわち図中の横方向に濡れ広がりが生じる。  更に時間が経過すると材料７１’の濡れ広がりは大きくなり、図５（Ｄ）に示すように、基板２２０’上のストライプパターンの幅が約７０μｍとなり、その間隔が約５μｍとなる。この時点でＵＶ光照射を行い材料７１’を硬化させることにより、所望のマイクロレンズアレイ形状を得ることができる。このときの断面形状を示したのが図６（Ｂ）であり、当該図６（Ｂ）から明らかなように、レンズ形状の複数のストライプパターンすなわちマイクロレンズアレイが形成される。ただし、本願発明は前述のサイズに限定されるものではない。
【００７５】
なお、図５（Ｄ）の時点で硬化を行わずに未硬化の状態でさらに一定時間放置すると、材料７１’は更に濡れ広がり、図５（Ｅ）に示す平坦な未硬化の材料の膜７２’となる。このときの断面形状を示したのが図６（Ｃ）（Ｄ）であり、まず図６（Ｃ）に示すように接近したライン（ストライプパターン）同士はくっ付きあい、その後に図６（Ｄ）に示すように平坦な未硬化の材料の膜７２’となる。
【００７６】
（レンズ形状の検査方法）
図７は本発明の実施形態２のマイクロレンズアレイを形成するためのレンズ形状の決定方法を説明するための断面形状模式図である。
【００７７】
本実施形態によってパターン形成されたマイクロレンズの断面は、図７において斜線部で示す領域で近似でき、該領域は点ｏを中心とする円の一部である。レンズの曲率半径ｒは下記の式１にレンズ幅ａ、レンズ高さｂの測定結果を代入して求めることができ、斜線で示す領域の断面積Ｓは下記の式２から求めることができる。また、点ｏを中心とする円で近似したレンズの中心角をθとすると、下記の式３、式４、式５を用いて、断面積Ｓと曲率半径ｒとから、レンズ幅ａとレンズ高さｂが逆算できる。
【００７８】
・曲率半径の計算 
r = - b/(sin(2 tan-1(a/2b)- π/2)- 1)  ・・・式１ 
・レンズ断面積の計算 
S = (((π- 2 tan-1(a/2b))×r2)/2- a/4×(r- b))×2  ・・・式２ 
・レンズ幅とレンズ高さの逆算 
2S/r2 = θ- sinθ  ・・・式３ 
a = 2r sin(1/2θ)  ・・・式４ 
b = r - r cos(θ/2)  ・・・式５ 
まず、レンズ形状を常時検査する場合の手順について説明する。
【００７９】
印刷直後、レーザー顕微鏡でレンズとなる材料パターンの３次元形状を測定し、該計測されたレンズとなる材料パターンの曲率半径が７４μｍ（幅６５μｍ、高さ７．５μｍ）であった場合、所望の曲率半径（例えば、９１μｍ（幅７０μｍ、高さ７．０μｍ））となるまで測定を継続し、所望の曲率半径となった時点で、ＵＶ照射し、硬化させる。また、印刷直後のレンズの曲率半径が８４μｍ（幅６８μｍ、高さ７．２μｍ）の場合も、所望の曲率半径となるまで測定を継続し、所望の曲率半径となった時点で、ＵＶ照射し、硬化させる。一方、印刷直後、すでに所望の曲率半径を超えていた場合や形状異常があった場合は、材料の硬化をせずに、再生工程である工程７に行う。また、実施形態２においても、実施形態１と同様に、メンテナンスおよび部材交換が必要であることを知らせる信号を発する。
【００８０】
次に、印刷直後のレンズ形状のみを検査する場合の手順について説明する。
【００８１】
予め、硬化前の材料の濡れ広がりによるレンズとなる材料パターンの形状の経時変化を測定し、そのときの時間と曲率半径の関係曲線を求めておく。印刷直後に、レーザー顕微鏡でレンズの３次元形状を測定し、該測定されたレンズとなる材料パターンの曲率半径が７４μｍ（幅６５μｍ、高さ７．５μｍ）であった場合、予め求めておいた当該材料に対する印刷からの経過時間と曲率半径との関係曲線から、所望の曲率半径（例えば、９１μｍ（幅７０μｍ、高さ７．０μｍ））となるまでの時間を算出し、印刷後から算出された時間を待ってからＵＶ硬化を行うことにより、所望の曲率半径を有するレンズを形成できる。一方、検査時点で、すでに所望の曲率半径を超えていた場合や形状異常があった場合は、前述の常時検査の場合と同様に、材料の硬化をせずに、再生工程である工程７で基板の再生を行う。また、メンテナンスおよび部材交換が必要であることを知らせる信号を発する。なお、以上の説明におけるレンズの曲率半径等は一例であり、本願発明のレンズサイズはこれらのサイズ以外のレンズの作製にも適用可能である。
【００８２】
なお、ＵＶ硬化樹脂は、ＵＶ照射後すぐに流動性が低下する為、所望の曲率となった時点で、ＵＶ照射を行えばよい。しかし、より厳密な形状形成が必要な場合、もしくは、ＵＶ照射後すぐには固まりにくい組成の材料を用いた場合は、流動性が低下するまでの時間を考慮して、硬化までの時間を決定するとよい。
【００８３】
また、以上の説明では、放射線硬化型の一種であるＵＶ硬化型材料を用いる場合について説明したが、材料として放射線硬化型のみではなく、熱硬化型、減圧固化型の材料を用いてもよい。しかしながら、放射線硬化型の材料以外の材料は、硬化開始から流動性が低下するまでに放射線硬化型の材料以上の時間がかかるため、流動性が低下するまでの時間を考慮して、硬化までの時間を決定する必要がある。
【００８４】
また、実施形態２ではレーザー顕微鏡を用いて、レンズの３次元形状（レンズ幅と高さの両方）を測定したが、印刷によって転写される材料の量（レンズ断面積）が予め分かっているもしくは、ほぼ一定の場合は、光学顕微鏡などを用い、レンズ幅の情報のみを取得することで、レーザー顕微鏡を用いた場合と同じことができる。
【００８５】
以上、レンズ形状を常時検査する場合と印刷直後のレンズ形状のみを検査する場合との２つの場合の手順について説明したが、材料の基板への印刷後から材料の硬化前までに形状検査を行えば、どのようなタイミングで、何回検査を行っても、本願発明の効果を得られる。
【００８６】
以上に説明した実施形態２のパターン形成方法によるマイクロレンズアレイの材料としては、ＵＶ硬化型樹脂材料、熱硬化型樹脂材料や乾燥固化型材料を用いることができ、これらの材料を二つ以上混ぜたものを用いて良い。望ましくはＵＶ硬化型樹脂材料もしくは乾燥固化型が含まれている材料が良い。本実施例においては、ＵＶ硬化型樹脂材料を用いたので、硬化時にＵＶ光照射装置を用いたが、熱硬化型樹脂材料を用いるときは加熱装置を、乾燥固化型材料を用いるときは減圧装置を用いることで硬化もしくは固化できる。また、レンズ材料としてＵＶ硬化型樹脂材料、熱硬化型樹脂材料や乾燥固化型材料等の二つ以上組み合わせたものを用いることにより、所望の粘度を有するレンズ材料を容易に得ることができるという効果も得ることができる。
【００８７】
ＵＶ硬化型樹脂としては、アクリル樹脂、アクリルエポキシ樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルポリエステル樹脂、アクリルシリコン樹脂などがあげられ、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、シリコン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂などを用いることができる。これらのＵＶ硬化型樹脂と熱硬化型樹脂は乾燥固化型樹脂材料としても用いることができる。
【００８８】
また、使用可能な溶剤としては、例えばセチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、オクチルアルコール、デシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール（トリデカノール）、ｎ−ブチルアルコール、シクロヘキシルアルコール、２−メチルシクロヘキシルアルコール、または、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトール、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテートなどのアルキルエーテル、トルエン、キシレン、テトラリンなどの芳香族炭化水素、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、イソホロン、ジアセトンアルコールなどのケトン等があげられるが、これらに限定されるものではなく、印刷適性、作業性などを考慮して適宜選択すればよい。また、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、テルピネオールなどのアルコールまたはエステル類を併用してもよい。
【００８９】
また、上記溶剤の代わりに（メタ）アクリルモノマーを用いることができる。上記（メタ）アクリルモノマーとしては、光重合性不飽和結合を分子内に１個有するモノマーとして、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、ビス・グリシジル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、含リン（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−２−メチルヘキシルマレイミド、Ｎ−２−エチルシクロヘキシルマレイミド、Ｎ−２−クロロシクロヘキシルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−２−メチルフェニルマレイミド、Ｎ−２−エチルフェニルマレイミド、Ｎ−２−クロロフェニルマレイミド、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレートが挙げられる。
【００９０】
また、光重合性不飽和結合を分子内に２個以上有するモノマーとして、エチレンオキシド（以下「ＥＯ」という。）変性ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、エピクロロヒドリン（以下「ＥＣＨ」という。）変性ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、グリセロールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性リン酸ジ（メタ）アクリレート、ＥＣＨ変性フタル酸ジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール４００ジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール４００ジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ＥＣＨ変性１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性リン酸トリ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロピレンオキシド（以下「ＰＯ」という。）変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリス（（メタ）アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（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、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレートなどが挙げられる。上記（メタ）アクリルモノマーは単独または２種以上を組み合わせて使用できる。
【００９１】
さらに、ＵＶ硬化型樹脂を用いる場合は光重合開始剤として、ベンゾフェノン、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、ベンジル、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−１−プロパン、ｔ−ブチルアントラキノン、１−クロロアントラキノン、２，３−ジクロロアントラキノン、３−クロル−２−メチルアントラキノン、２−エ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、１，２−ベンゾアントラキノン、１，４−ジメチルアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、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などが挙げられる。これらの光重合開始剤は単独で又は２種以上を組み合わせて使用される。
【００９２】
以上説明した本実施例のマイクロレンズアレイは、電子部品や光学素子等に使用することができる。
【００９３】
なお、本発明は、印刷対象物への材料転写時に材料に流動性を持つオフセット印刷であれば、反転オフセット印刷など、どのような方法においても効果を発揮できる。
【００９４】
また、本実施例では、シリンドリカル状のマイクロレンズアレイ述べたが、球面など、他のレンズ形状であっても、本発明は効果を発揮する。
【００９５】
以上説明したように、本発明の実施形態２のレンズ形成方法によれば、前述する実施形態１のパターン形成方法を用いて印刷対象物である基板６０５へ材料パターンの転写後であり、該材料パターンの硬化前において、工程５で形状検査装置を用いて印刷対象物である基板６０５上の材料パターンの一部もしくは全面を形状検査し、該材料パターンが所望のレンズ形状に変化した時点で材料６０１の硬化を行うことができる。このときの形状検査は所望のレンズ形状へ変動するまで行い、所望のレンズ形状へ変動した時点で前記印刷対象物上の材料を硬化する。または、形状検査の結果から、所望のレンズ形状に変動するまでの時間を算出し、その算出した時間において前記印刷対象物上の材料を硬化する。
【００９６】
また、形状検査工程である工程５における形状検査の結果、転写された材料パターンの形状が管理値外であった場合、前記印刷対象物へ転写された材料パターンを硬化するステップを行わず、印刷機のメンテナンス時期を知らせる信号を出す構成となっているので、印刷対象物の再生の容易化、及び印刷機のメンテナンス時期の明確化できるという格別の効果を得ることができる。
【００９７】
（実施形態３）
（液晶表示装置の製造プロセス）
本発明の実施形態３においては本発明の実施形態２のパターン形成方法を用いて形成した集光レンズを備える液晶表示装置の製造方法について説明する。なお、オフセット印刷機および印刷工程については、実施形態１のパターン形成方法において図１及び図２を用いて説明したものと同様である。
【００９８】
図８は本発明の実施形態３である液晶表示装置の製造方法のプロセスフローであり、図９の本発明の実施形態３のプロセスフローを用いて製造した携帯機器用半透過型液晶表示装置の上面模式図であり、図１０は図９に示すＡ−Ａ’線での断面模式図である。また、図１１は本発明の実施形態３の液晶表示装置の表示領域の拡大模式図であり、図１２は図１１に示すＢ−Ｂ’線での断面模式図であり、図１３は本発明の実施形態３の液晶表示装置の概略構成を説明するための分解斜視図である。
【００９９】
まず、ＴＦＴ基板５０７およびカラーフィルター基板５０２のそれぞれの主面に液晶５０４を配向させる機能を持つ配向膜５０３を形成する（ステップ８０１）。ただし、ＴＦＴ基板５０７には互いに交差する走査線４０３及び信号線４０２からなる導電膜で形成された配線層が形成されている。該走査線４０３及び信号線４０２でマトリクス状に区切られた画素領域（サブ画素領域）には周知の透明電極で形成された図示しない画素電極が配されている。該画素電極が形成される領域が有効表示領域２０１であり、各画素電極は、カラーフィルター基板５０２の着色レジスト（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青））のいずれかに対応し、画素領域（サブ画素領域）となる。各画素電極は、走査線４０３及び信号線４０２が交差する部分に形成された図示しないＴＦＴ（薄膜トランジスタ）に接続される構成となっている。走査線４０３はＴＦＴのゲート電極に接続しており、信号線４０２はＴＦＴのソース・ドレイン電極に接続している。また、反射表示部４０４には外光を反射するための外光反射層が形成されている。
【０１００】
カラーフィルター基板５０２にはブラックマトリックスでマトリクス状に区切られた画素領域（サブ画素領域）に、着色レジスト（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青））が配列され、色画素を形成している。  なお、本実施形態では、液晶パネル生産ラインには一般的な多面取り方式を採用しており、カラーフィルター基板とＴＦＴ基板の一対から複数の液晶パネルを生産できるよう、基板面内に表示有効面が多数面付けされている。
【０１０１】
ただし、ステップ８０１の配向膜の形成工程では、ポリイミドを成膜後、布を巻いたローラーでポリイミド表面を擦るラビング処理を行う構成となっている。なお、配向膜は液晶の初期配向を決定する機能を持てばよいので、材質はポリイミドでなくともよく、配向処理の仕方もイオンビームや紫外光などのエネルギーを用いる方法や表面を構造的に加工する方法を用いても良い。
【０１０２】
次に、カラーフィルター基板５０２の配向膜５０３の形成された面の有効画素領域の外周にシール材３０３を塗布し、カラーフィルター基板５０２の有効画素領域に適量の液晶を滴下する（ステップ８０２）。
【０１０３】
この後、ＴＦＴ基板５０７の配向膜５０３がカラーフィルター基板５０２の配向膜５０３と対向する形で重ね合わせる（ステップ８０３）。このステップ８０２とステップ８０３による液晶封入工程は、液晶滴下方式と呼ばれる方法であるが、これに限らず、真空封入方式で行っても良い。
【０１０４】
ステップ８０３によるＴＦＴ基板５０７とカラーフィルター基板５０２との貼り合わせの後に、各パネルサイズに切断を行う（ステップ８０４）。このステップの前または後に、ＴＦＴ基板およびカラーフィルター基板の研磨を行い、パネルを薄くする。
【０１０５】
切断の後に、カラーフィルター基板５０２の外面に偏光フィルム５０１を貼り付ける（ステップ８０５）。
【０１０６】
続いて、周知の液晶ドライバーＩＣ２０３やフレキシブル・プリント基板２０４などを実装する（ステップ８０６）。
【０１０７】
その後、実施形態２のオフセット印刷を用いたマイクロレンズアレイ形成方法と同様の方法で、集光レンズ５０９を形成する（ステップ８０７）。
【０１０８】
集光レンズ５０９側にバックライトモジュール５１０を実装し（ステップ８０８）、バックライト付の液晶表示装置が完成する。このバックライトモジュールから出射する光はコリメート性を持つ偏光光である。
【０１０９】
ステップ８０７でのマイクロレンズアレイ形成方法として、実施形態２に記載のオフセット印刷を用いることで、同じ曲率を持つ集光レンズが安定的に液晶パネルへ形成できる。マイクロレンズアレイの曲率が同じであれば、集光される角度が同じとなるため、レンズとしての性能がそろい、製品面内や製品間での光学性能ばらつきが無く形成することができる。
【０１１０】
本実施形態において、集光レンズを形成する前の液晶パネルにはドライバーＩＣやフレキシブル・プリント基板が実装されているため、アルカリ洗浄など強力な洗浄が行いにくい。そのため、液晶パネルの集光レンズ形成面の濡れ性が安定せず、従来のオフセット印刷では安定した形状のレンズ形成は困難であった。しかし、転写後の材料パターンの形状検査の結果から、硬化時間を決定する方法を取ることで、集光レンズ形成が安定化された。また、形状検査の結果から、メンテナンス時期を知ることができるため、量産ラインの安定化が見込める。また、マイクロレンズ形成工程で、形状不良品は硬化せずに再生工程に進むため、不良品の再生が格段に行いやすくなった。
【０１１１】
図１２は本発明の実施の形態３の製造方法で形成した液晶表示装置の概略構成を説明するための分解斜視図であり、以下、図１２及び図１１に基づいて実施の形態３の製造方法で形成した液晶表示装置の概略構成を説明する。
【０１１２】
図１１の矢印に示すように、集光レンズ５０９は、バックライトモジュール５１０からの光を、ＴＦＴ基板５０７の開口部である透過表示部４０１に向けて集光させるために設けられている。本実施形態では、集光レンズ５０９はバックライト方向に凸状の複数のシリンドリカルレンズからなる。
【０１１３】
特に、本実施形態の集光レンズ５０９を構成するシリンドリカルレンズは、図１２に示すように、円筒の長さ方向が、長方形のサブ画素の短手方向すなわちサブ画素の配列方向に一致するように配される構成となっている。また、画素領域の短手方向の列に対して、１つのシリンドリカルレンズが配されるようにする。すなわち、図１２中の矢印Ｐに示すように、各円筒の凸部中心が画素列の中心線と一致するように形成される構成となっている。特に、図１１に示すように、レンズの形状を適宜選択し、各円筒の凸部中心が透過表示部の中心線と一致するように構成するので、反射表示部４０４や配線部に入射するはずであった光を、透過表示部に集光させることができる。その結果、バックライトの有効利用すなわちバックライト光の利用効率を向上できる。
【０１１４】
なお、透過領域に対して効率的に集光できるのであれば、集光レンズ５０９の形状に制限はなく、シリンドリカルレンズに限らない。バックライト光を光透過部へ導くことが可能であればよく、例えば、球面レンズなどであってもよく、また、レンズの配置も上記の通りでなくとも、性能を満たせばどのような配置でも、本発明の実施には支障は無い。
【０１１５】
なお、本実施形態では、携帯機器用液晶表示装置及びその製造方法について述べたが、本発明は、反射表示部４０４を備えていない透過型液晶表示装置にも適用することができ、携帯機器用ではなく、テレビ用やカーナビ用など他の用途の液晶パネルにも適用できる。また、本発明はＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｃｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式、ＶＡ（Ｖｉｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式など、様々な液晶方式に対しても適用できる。他の方式の場合、素子構成、素子形状、製造方法や材質が全く異なる場合がある。
【０１１６】
以上説明したように、本発明の実施形態３の液晶表示装置の製造方法によれば、当該液晶表示装置を形成する集光レンズの形成に、前述する実施形態２のレンズ形成方法を用いて集光レンズとなるマイクロレンズアレイを形成する構成となっているので、集光レンズを備えた液晶表示装置の作製を安定的にできるという格別の効果を得ることができる。
【０１１７】
また、集光レンズの形状検査の結果、集光レンズとなる材料パターンの形状が管理値外であった場合、材料パターンを硬化するステップを行わず、印刷機のメンテナンス時期を知らせる信号を出す構成となっているので、印刷対象物の再生の容易化、及び印刷機のメンテナンス時期の明確化できるという格別の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の実施形態１のパターン形成方法を説明するためのプロセスフローを示した図である。
【図２】本発明の実施形態１のパターン形成方法により凹版オフセット印刷機を用いてコンタクトホールを有する平坦な膜（平坦膜）を形成するパターン形成方法を説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態１のパターン形成方法を説明するための上面図である。
【図４】本発明の実施形態１のパターン形成方法を説明するための断面模式図である。
【図５】本発明の実施形態２のパターン形成方法を説明するための上面図である。
【図６】本発明の実施形態２のパターン形成方法を説明するための断面模式図である。
【図７】本発明の実施形態２のマイクロレンズアレイを形成するためのレンズ形状の決定方法を説明するための断面形状模式図である。
【図８】本発明の実施形態３である液晶表示装置の製造方法のプロセスフローである。
【図９】本発明の実施形態３のプロセスフローを用いて製造した携帯機器用半透過型液晶表示装置の上面模式図である。
【図１０】図９に示すＡ−Ａ’線での断面模式図である。
【図１１】本発明の実施形態３の液晶表示装置の表示領域の拡大模式図である。
【図１２】図１１に示すＢ−Ｂ’線での断面模式図である。
【図１３】本発明の実施形態３の液晶表示装置の概略構成を説明するための分解斜視図である。
【符号の説明】
【０１１９】
６０、６０’・・・ストライプ形状の凹部
７０、７１、７０’、７１’・・・未硬化の材料
７２、７２’・・・未硬化の材料の膜（平坦膜）
８２・・・コンタクトホールになる領域、２０１・・・有効表示領域
２０３・・・ドライバーＩＣ、２０４・・・フレキシブル・プリント基板
２２０、２２０’・・・基板、３０３・・・シール材、４０１・・・透過表示部
４０２・・・信号線、４０３・・・走査線、４０４・・・反射表示部
５０１・・・偏光フィルム、５０２・・・カラーフィルター基板、５０３・・・配向膜
５０４・・・液晶、５０７・・・ＴＦＴ基板、５０９・・・集光レンズ
５１０・・・バックライトモジュール６０１・・・材料、６０２・・・凹版
６０３・・・ブレード、６０４・・・凹版、６０５・・・基板、６０６・・・ローラー
６０７・・・転写シート（転写手段）、６１０・・・形状検査装置
６１１・・・凹版ステージ、６１２・・・基板ステージ、６１３・・・ＵＶ光照射装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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