(57)【要約】【課題】  マイクロレンズアレイ１０９を固定基板２００に固定して製造することを可能にし、マイクロレンズアレイ１０９の薄さによる製造工程上の不具合を解決した、好適なマイクロレンズアレイ１０９の製造方法及びマイクロレンズアレイ１０９を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明にかかるマイクロレンズアレイの製造方法は、透明性を有するレンズ基板２０２とレンズ基板２０２よりも厚い固定基板２００とを、加熱により粘着力が低下する接着手段２０１によって貼り付けるステップと、レンズ基板２０２上にマイクロレンズアレイ１０９を形成するステップと、レンズ基板２０２と固定基板２００を加熱し剥離するステップとを有するものである。これによりマイクロレンズアレイ１０９を固定用の基板に固定して製造することを可能にする。【選択図】  図４
2006030562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部品の製造方法であって、
透明性を有する光学部品用の基板と前記光学部品用の基板よりも厚い固定基板とを、加熱により粘着力が低下する接着手段によって貼り付けるステップと、
前記光学部品用の基板上に光学部品を形成するステップと、
前記光学部品用の基板と前記固定基板を加熱し剥離するステップと、
を有する光学部品の製造方法。
【請求項２】
前記接着手段は粘着シートであることを特徴とする請求項１に記載の光学部品の製造方法。
【請求項３】
前記粘着シートはシート内にマイクロカプセルを有し、前記マイクロカプセルは加熱し所定温度に達すると発泡し接着面に凹凸を作り出すことを特徴とする請求項２に記載の光学部品の製造方法。
【請求項４】
前記接着手段は、加熱後の粘着力は前記加熱前の粘着力の５０％以下であることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の光学部品の製造方法。
【請求項５】
前記接着手段は、前記加熱により粘着力が消失することを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の光学部品の製造方法。
【請求項６】
前記光学部品用の基板の厚さは３００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の光学部品の製造方法
【請求項７】
前記固定基板の厚さは１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の光学部品の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７に記載の光学部品の製造方法であって、
前記光学部品用の基板はマイクロレンズの基板であり、前記光学部品はマイクロレンズアレイであることを特徴とするマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項９】
透明性を有する光学部品用の基板と、
前記レンズ基板上に形成されたマイクロレンズと、
を有するマイクロレンズアレイであって、
前記レンズ基板よりも厚い固定基板に、加熱により粘着力が低下する接着手段によって前記固定基板を貼り付けた状態で前記マイクロレンズが形成されたことを特徴とするマイクロレンズアレイ。
【請求項１０】
前記レンズ基板の厚さは３００μｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載のマイクロレンズアレイ。
【請求項１１】
前記固定基板の厚さは１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項８又は９に記載のマイクロレンズアレイ。
【請求項１２】
前記接着手段は粘着シートであることを特徴とする請求項８乃至１０いずれかに記載のマイクロレンズアレイ。
【請求項１３】
前記粘着シートはシート内にマイクロカプセルを有し、前記マイクロカプセルは加熱し所定温度に達すると発泡し接着面に凹凸を作り出すことを特徴とする請求項１１に記載のマイクロレンズアレイ。
【請求項１４】
前記接着手段は、加熱後の粘着力は前記加熱前の粘着力の５０％以下であることを特徴とする請求項８乃至１２いずれかに記載のマイクロレンズアレイ。
【請求項１５】
前記接着手段は、前記加熱により粘着力が消失することを特徴とする請求項８乃至１３に記載のマイクロレンズアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学部品又はマイクロレンズアレイ及びそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の課題として高輝度化及び高視野角化がある。この課題を解決するものとしてマイクロレンズアレイを用いた液晶表示装置の発明が提案されている。
【０００３】
マイクロレンズアレイを用いた液晶表示装置の例の模式図を図７に表す。液晶表示装置は２枚の透明基板２、１２の間に液晶層７が挟持されている。そして、透明基板２の前面側には偏光フィルム１が設けられている。透明基板２の背面側にはブラックマトリクス３、カラーフィルタ層４、透明電極５、配向膜６が形成されている。透明基板２と透明基板１２の間にはスペーサ８が設けられている。透明基板１２の前面側には、ＴＦＴ素子１１、透明電極１０、配向膜９が形成されている。
【０００４】
マイクロレンズアレイ１２２及びリム１２１は透明基板１２の背面側に形成されている。偏光フィルム１３を通って入射してくる光源からの光を、マイクロレンズアレイ１２２が集光しＴＦＴ素子１１やブラックマトリクス３を避けて透明基板２へ照射することによって光の利用効率を高め高輝度化を図っている。
【０００５】
ここで紹介した例の他にもマイクロレンズアレイを透明基板２側（観察者側）に配置する事によって高視野角化を図る技術もある。このような技術は例えば特許文献１に記載されている。
【０００６】
従来のマイクロレンズアレイの製造方法としては、あらかじめガラス基板表面に形成されたＵＶ（Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ  ｒａｙ：紫外線）樹脂層にＮｉ電鋳原盤を押圧してマイクロレンズ面を転写した後、ガラス基板裏側からＵＶ光を照射しＵＶ樹脂層を硬化させてマイクロレンズ面の凹凸を形成した後、この凹凸形成後のＵＶ樹脂層に所定の屈折率を有する光学樹脂層で埋めて硬化させることでマイクロレンズ面を形成する２Ｐ（Ｐｈｏｔｏ−Ｐｏｌｙｍｅｒ）法がある。このような方法は例えば特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開平８−１６６５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
液晶表示装置には小型化、薄型化が望まれるため、必然的に液晶表示装置を構成する各部の部品も小型化、薄型化が必要となる。また、コストを下げるために大型の基板によって同時多数個取りする事も必要となる。マイクロレンズアレイに求められる薄さとしては３００μｍ以下であり、同時多数個取りするための基板は少なくとも３６０ｍｍ×４６０ｍｍである。ここで問題となるのはマイクロレンズアレイの製造過程に関する問題である。
【０００８】
マイクロレンズアレイは光学機器として当然のごとく透明性を有する材料で構成する事が必須となる。透明性を有する材料の例としてはガラスやプラスチックなどがある。例えば３００μｍ程度の厚さで３６０ｍｍ×４６０ｍｍの面積の板状の部品をガラスで形成すると割れやすいものとなってしまうため、取り扱いが非常に難しい。
【０００９】
プラスチックで形成する場合は射出成形で形成する事もできるが、レンズ、基板を含めた全体の寸法が３６０ｍｍ×４６０ｍｍ以上の大きさで３００μｍ以下であることの達成は難しく、従ってキャスティングや押圧によるロール転写、あるいは２Ｐ法を用いて、板というよりもフィルム状に形成されることになる。この場合、割れる事はないが剛性がないためにこちらも取り扱いに手間のかかるものとなる。また、フィルム基板となるため、製作工程において力をかけると伸びてしまうため、レンズのピッチずれや変形が起こり、マイクロレンズアレイの各レンズと液晶パネルの各画素との位置がずれてしまい、光学特性の高効率化機能を十分に果たさないものとなってしまう。
【００１０】
このような問題を解決する単純な方法としてはマイクロレンズアレイの基板を厚くして製造工程を行う方法が考えられる。ガラスであれば割れにくく、フィルムであれば剛性を高める事ができる。そして、マイクロレンズアレイを液晶表示装置パネルに組み付ける前に研磨もしくはエッチングによってマイクロレンズアレイを薄くすることができる。この場合、工程数が増えてしまいコストアップは避けられない。また、研磨やエッチングには時間がかかるので生産性の面からも好ましくない
このような問題は上記のようにマイクロレンズアレイにおいて特に顕著であるが、シート状のプリズムアレイ、構造性ＡＲシート、シート状の導波性アレイ等の光学部品一般において考えられる。
【００１１】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、光学部品又はマイクロレンズアレイを固定用の基板に固定して製造することを可能にし、光学部品又はマイクロレンズアレイの薄さによる製造工程上の不具合を解決した、好適な光学部品又はマイクロレンズアレイの製造方法及び光学部品又はマイクロレンズアレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明にかかる光学部品の製造方法は、透明性を有する光学部品用の基板と前記光学部品用の基板よりも厚い固定基板とを、加熱により粘着力が低下する接着手段によって貼り付けるステップと、前記光学部品用の基板上に光学部品を形成するステップと、前記光学部品用の基板と前記固定基板を加熱し剥離するステップとを有するものである。これにより光学部品を固定用の基板に固定して製造することを可能にする。
【００１３】
また、前記接着手段は粘着シートであってもよい。これにより、容易に貼り付けを行なう事ができる。
【００１４】
詳細には、前記粘着シートはシート内にマイクロカプセルを有し、前記マイクロカプセルは加熱し所定温度に達すると発泡し接着面に凹凸を作り出すものであることが好ましい。これにより、加熱による粘着性の低下を実現できる。
【００１５】
前記接着手段は、加熱後の粘着力は前記加熱前の粘着力の５０％以下であることが好ましい。これにより、余分な応力をかけず、用意に固定用の基板を剥離する事ができる。
【００１６】
更には、前記接着手段は、前記加熱により粘着力が消失することが好ましい。これにより、応力をかけることなく固定用の基板を剥離することができる。
【００１７】
また、前記光学部品用の基板の厚さは３００μｍ以下である事が好ましい。これにより、光学部品の薄型化を実現する事ができる。
【００１８】
更にまた、前記固定基板の厚さは１ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、固定用基板として十分な剛性を有する事ができる。
【００１９】
好適には、前記光学部品用の基板はマイクロレンズの基板とすることができ、前記光学部品はマイクロレンズアレイとすることができる。
【００２０】
他方、本発明にかかるマイクロレンズアレイは、透明性を有するレンズ基板と、前記レンズ基板上に形成されたマイクロレンズとを有するマイクロレンズアレイであって、前記レンズ基板よりも厚い固定基板に、加熱により粘着力が低下する接着手段によって前記固定基板を貼り付けた状態で前記マイクロレンズが形成されたものである。これにより、薄型化を実現し、且つ製造工程上の扱い辛さを低減したマイクロレンズアレイを提供する事ができる。
【００２１】
ここで、前記レンズ基板の厚さは３００μｍ以下である事が好ましい。これによりマイクロレンズアレイの薄型化を実現する事ができる。
【００２２】
また、前記固定基板の厚さは１ｍｍ以上である事が好ましい。これにより、固定用基板として十分な剛性を有する事ができる。
【００２３】
更にまた、前記接着手段は粘着シートであってもよい。これにより、容易に貼り付けを行なう事ができる。
【００２４】
詳細には、前記粘着シートはシート内にマイクロカプセルをし、前記マイクロカプセルは加熱し所定温度に達すると発泡し接着面に凹凸を作り出すものであることが好ましい。これにより、加熱による粘着性の定価を実現できる。
【００２５】
前記接着手段は、加熱後の粘着力は前記加熱前の粘着力の５０％以下であることが好ましい。これにより、余分な応力をかけず、用意に固定用の基板を剥離する事ができる。
【００２６】
更には、前記接着手段は、前記加熱により粘着力が消失することが好ましい。これにより、応力をかけることなく固定用の基板を剥離することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明により、マイクロレンズアレイを固定用の基板に固定して製造することを可能にし、マイクロレンズアレイの薄さによる製造工程上の不具合を解決した、好適なマイクロレンズアレイの製造方法及びマイクロレンズアレイを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。また、説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。
【００２９】
実施の形態１  図１は液晶表示装置の断面図を示す図である。図１において液晶表示装置１００は複数の画素により画面表示を実現する液晶表示パネルである２枚の透明基板１０１、１０２で液晶層１０３を挟持して構成される。透明基板１０１、１０２は例えばガラス、ポリカーボネイト、アクリル樹脂等により形成される。液晶表示装置１００の前面側に配置されている第一の透明基板１０１の裏面側である液晶層１０３と接する面には、カラーフィルタ層１０４が形成される。カラーフィルタ層１０４は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色表示を行なう３領域により構成される。ブラックマトリクス１０５はカラーフィルタ層１０４の各画素間に配置される遮光膜であり、画素間の光漏れを防止する。
【００３０】
カラーフィルタ層１０４の裏側には、透明電極１０６、配向膜１０７が順次積層形成されている。透明電極１０６は、例えばフォトリソグラフィ法により透明導電性薄膜（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）から形成される。配向膜１０７は例えば高分子材料であるポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）薄膜等の有機薄膜で形成され、液晶層１０３の液晶分子を所定の方向に揃える役割を果たす。液晶表示装置１００の背面側に配置されている第二の透明基板１０１にはＴＦＴ素子１０８が形成され、更に透明電極１０６、配向膜１０７が積層形成される。ＴＦＴ素子１０８は液晶駆動用のスイッチング素子である。
【００３１】
第２の透明基板１０２の裏面側には光学部品としてのマイクロレンズアレイ１０９およびリム１１０が設けられている。図２は透明基板、マイクロレンズアレイ、リムの配置関係を示す平面図である。
【００３２】
図１及び図２において、マイクロレンズアレイ１０９が透明基板１０２の裏面側の外周縁に設けられたリム１１０に周囲を囲まれるように設けられている。ここで、マイクロレンズアレイ１０９とは、光利用効率向上のため、例えば直径１０×１０−６ｍ程度のマイクロレンズを多数配置したものであり、複数の画素により画面表示を実現する表示パネルとしての透明基板１０２と共に用いられ、画素の一又は複数に対応して設けられたマイクロレンズ１０９ａを複数備えている。
【００３３】
画素とは、液晶表示パネル画面全体を格子状に細分化して、色／明るさの情報を蓄える微小単位をいい、画素ごとに蓄えられる情報量（Ｂｉｔ：ビット）で明暗を含む色彩の表現能力が決められる。マイクロレンズ１０９ａは一般に直径数ｍｍ以下の微小なレンズのことをいう。リム１１０はマイクロレンズアレイ１０９の凸部頂点と同一またはそれよりも高い高さで第２の透明基板１０２の裏面側の外周縁に沿って途切れることなく形成されている。リム１１０は、主に第２の透明基板１０２の裏面側に取りつけられる後述の偏光板１１１を、平坦性を維持して保持する目的で設けられる。リム１１０は好ましくはマイクロレンズアレイ１０９と同一材料で構成される。
【００３４】
偏光板１１１は、入射光に対して特定の偏光成分のみを透過させる機能を有する光学部材であって、２枚の透明基板１０１、１０２の両側表面に貼り付けられる。スペーサ１１２は、透明基板１０１、１０２間の液晶層１０３の高さ（セルギャップ）を制御する樹脂粒子で、透明基板１０１、１０２間の全範囲に亘り、複数個散在される。
【００３５】
透明基板１０１、１０２は大型のマザー基板により多数個取りされる。図３は透明基板のマザー基板の平面図である。マザー基板１０００には透明基板１０１または１０２が一定の間隔をもって配列されている。複数の第１の基板１０１のそれぞれの領域内には、裏面側にカラーフィルタ層１０４、透明電極１０６および配向膜１０７が積層形成される。複数の第２の透明基板１０２のそれぞれの領域内には、裏面側にマイクロレンズアレイ１０９およびリム１１０が形成され、表面側にＴＦＴ素子１０８、透明電極１０６、および配向膜１０７が積層形成される。そして各透明基板１０１または１０２はマザー基板１０００から分離切断可能に形成される。
【００３６】
次に本実施形態にかかるマイクロレンズアレイの製造方法について、図を用いて説明する。図４は本実施形態にかかるマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。まず図４（ａ）に示すように、固定基板２００に熱剥離粘着層２０１を介してマイクロレンズアレイの基板となるレンズ基板２０２を貼り付ける。
【００３７】
レンズ基板２０２は例えばガラスや合成樹脂の材料からなり、透明性を有する基板又はフィルムである。このレンズ基板２０２上にマイクロレンズ１０９ａが形成され、マイクロレンズアレイとなる。レンズ基板２０２の厚さは約３００μｍ程度である。従って、ガラス基板であれば非常に割れやすく、フィルムであれば剛性が低くて扱いづらい。そのために製造工程上では固定基板２００に保持した状態で扱いにくさを回避する。固定基板２００は特に限定されないが例えばガラス基板であり、３ｍｍ程度の厚さを有する。
【００３８】
固定基板２００とレンズ基板２０２を貼り付けている熱剥離粘着層２０１は、熱すると粘着力が低下する層である。本実施形態では日東電工の熱剥離粘着シート、リバアルファ（登録商標）の９０℃弱で粘着力が低下するタイプを用いる。この熱剥離粘着シートは粘着層内にマイクロカプセルを有しており、加熱されると粘着層中のマイクロカプセルが発泡し、粘着層表面に微細な凹凸が生じる。これにより、元はシート状で被着体と面で接着していたものが点での接着となり接触面積が著しく減少する。この効果によって接着力を短時間で消失させることができる。
【００３９】
次に図４（ｂ）に示すように、スタンパ２０４にＵＶ樹脂層２０３を塗布しレンズ基板２０２を覆せることによりマイクロレンズ面を転写する。更に固定基板２０２側からＵＶ光を照射しＵＶ樹脂層２０３を硬化させる。これでマイクロレンズ１０９ａが形成される。ＵＶ光の照射は３６５ｎｍ付近の波長のＵＶ光を３０００ｍＪのエネルギーで照射する。スタンパ２０４の形状を調節する事でマイクロレンズ１０９ａと共にリム１１０も成形することができる。
【００４０】
次に図４（ｃ）に示すようにスタンパを剥離する。スタンパ２０４とマイクロレンズ１０９ａを剥離する際に両者の間に応力が加わる場合がある。固定基板２００がない状態の場合、この応力がレンズ基板２０２に伝わるとレンズ基板２０２がガラス素材の場合は割れる虞があり、フィルム素材の場合は伸びてしまう虞がある。割れてしまえば当然のごとく歩留まりに影響するが、フィルムが伸びてしまった場合も、パネルと接着する際にマイクロレンズ１０９ａと画素とのアラインメントが取れなくなり、やはり歩留まりに影響する。レンズ基板２０２を固定基板２００に固定しておく事によりこれらの問題を回避する事ができる。
【００４１】
次に図４（ｄ）に示すように、スタンパ２０４から剥離した状態で加熱する。本実施形態では９０℃弱で粘着力の劣化する熱剥離粘着シートを用いているので、加熱温度を９０℃とした。これにより、図４（ｅ）に示すように熱剥離粘着層２０１内のマイクロカプセルが発泡し、粘着力が低減され若しくは完全に消失し、固定基板２００、熱剥離粘着層２０１及びレンズ基板２０２をそれぞれ剥離する事が容易となる。これにより、レンズ基板２０２上にマイクロレンズ１０９ａの形成されたマイクロレンズアレイ１０９が完成する。
【００４２】
熱剥離粘着層２０１を用いずとも、レンズ基板２０２を固定基板２００に固定して図４（ｃ）までの工程を行なう事は可能である。しかし、固定基板２００は最終製品には不要なものであり、剥離する必要があるため、加熱による剥離が行なえない場合は、力をかけて剥離させる必要がある。その場合、先述のスタンパ２０４との剥離工程のようにレンズ基板２０２へかかる応力によって不具合が生じる。すなわちレンズ基板２０２がガラス基板の場合はガラス素材であるために割れてしまう問題であり、フィルム素材の場合は伸びてしまう問題である。
【００４３】
レンズ基板２０２を固定基板２００に固定することは、レンズ基板２０２の薄さによる製造工程での扱いづらさを解決するためのものなので省略する事はできず、必然的に製造されたマイクロレンズアレイ１０９を固定基板２００から剥離する工程も省略できないものとなる。通常接着されているものを剥離する場合には接着力以上の応力を要するが、熱剥離粘着層２０１を用いれば完成したマイクロレンズアレイ１０９に余分な応力をかけることなく剥離させる事ができる。
【００４４】
固定基板２００は製造工程上において何度も使用する事が可能であり、マイクロレンズアレイのコストアップにはならない。本実施形態ではマイクロレンズ１０９ａを形成するための素材にＵＶ樹脂を用いたので、固定基板２００、熱剥離粘着層２０１、レンズ基板２０２はＵＶ光の透過性が高い素材である必要がある。
【００４５】
尚、マイクロレンズ１０９ａを形成する素材はＵＶ樹脂に限定されず、例えば熱硬化性樹脂であってもよい。その場合、図４（ｂ）で行なっているＵＶ露光はベーク処理となる。ただし、ベーク処理後も図４（ｃ）の工程までレンズ基板２０２は固定基板２００に固定されていなければならないので、ベーク処理によって熱剥離粘着層の粘着力が低下してはならない。熱硬化性樹脂の硬化温度が、熱剥離粘着層の粘着性低下温度よりも低くなるように予め調整しておく必要がある。
【００４６】
また、レンズ基板２０２及び固定基板２００が熱収縮する素材である場合、その収縮温度も考慮する必要がある。レンズ基板２０２が収縮するとマイクロレンズアレイの寸法に影響するため、液晶表示パネルと組み合わせる際にブラックマトリクス１０５やＴＦＴ素子１０８とのアラインメントが取れなくなってしまうからである。すなわち好適な温度の順としては、（熱硬化性樹脂の硬化温度）＜（熱剥離粘着層の粘着力定価温度）＜（レンズ基板２０２及び固定基板２００の収縮温度）となる。
【００４７】
マイクロレンズアレイの材料に熱硬化性樹脂を用いる場合、固定基板２００及び熱剥離粘着層２０１は特に透明性を必要とはしない。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態にかかるマイクロレンズアレイの製造方法では、マイクロレンズアレイを固定用の基板に固定して製造することを可能にし、マイクロレンズアレイの薄さによる製造工程上の不具合を解決し、好適なマイクロレンズアレイの製造方法及びマイクロレンズアレイを提供することができる。
【００４９】
実施の形態２  本実施の形態では、感光性物質層を用いた一括露光法によりマイクロレンズアレイを製造する方法を説明する。熱剥離粘着層２０１を介して固定基板２００にレンズ基板２０２を接着し、その状態で製造工程を行なう事に関しては実施の形態１と同様である。
【００５０】
本実施の形態においても製造されたマイクロレンズアレイを適用する液晶表示装置については同様であるため、説明を省略する。図５を用いて本実施形態にかかるマイクロレンズアレイの製造方法を説明する。図５（ａ）に示すように、固定基板２００に熱剥離粘着層２０１を介してマイクロレンズアレイの基板となるレンズ基板２０２を貼り付け、その上にネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０５ａをスピンコート法により約３０×１０−６ｍの厚さで塗布して、ネガ型の感光性物質層を形成する。
【００５１】
フォトレジスト２０５ａは、少なくとも例えば感光性ゾルゲル樹脂など透明であって紫外線硬化を有するものであればよい。また、フッ素、金属微粒子、錯体などが、例示の感光性ゾルゲル樹脂に含有されていてもよい。
【００５２】
次に図５（ｂ）に示すように光学部品としてのマイクロレンズ１０９ａを構成する部分が硬化するようにフォトレジスト２０５ａを露光する。固定基板２００の裏側からフォトマスク２０６を配置し、フォトレジスト２０５ａへ向けて約２００×１０７Ｊ／ｍ２の出力で露光を行なう。
【００５３】
ここで、フォトマスク２０６はグレイスケール階調で形成されたレンズパターンを有し、個々のレンズパターンは液晶表示パネルの画素の１つ又は複数に対応して設けられている。個々のレンズ形状は六角形であり、その六角形の相対向頂角間距離の最大径が約１１０×１０−６ｍのレンズ径を有する。また、レンズ中心の透過率を１００％とし、同心円状にレンズ外周方向へ向けて半径約８８×１０−６ｍの曲率に合わせて透過率を低減していき、最大径部で透過率が０％になるように、予め調整されている。
【００５４】
従って図５（ｂ）に示すように、複数の一定の曲率を有した凸部の硬化部分２０５ｂが液晶表示パネルの画素の１つ又は複数に位置対応して、硬化により形成される。ここで、フォトマスク２０６の透過率制御は、ガラス基板上に塩化銀のエマルジョンを塗布し、レーザーでパワー変調を加えながら直接描画して行なった。この方法以外にも、画素ドットパターン密度を制御して透過率の制御を行なってもよい。この場合はドットパターンはインクジェット方式やガラス基板上にＣｒの遮光膜を形成後、レジストを塗布し、レーザーでレジストをドット状に露光して更にこのレジストを現像し、Ｃｒの遮光膜をエッチングすることにより、微小穴を形成してもよい。また、直接Ｃｒ等の遮光膜をドット状にレーザー加工して上記微小穴を形成してもよい。
【００５５】
次に図５（ｃ）に示すようにフォトレジスト２０５ａを現像し、硬化部分２０５ｂ以外の未硬化部分を除去する。現像は例えば２％のＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ  Ａｍｍｏｎｉｕｍ  Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ：水酸化テトラメチルアンモニウム）水溶液を用いて現像し未硬化部分を溶解除去する。こうすることにより、硬化部分２０５ｂがマイクロレンズ１０９ａとして形成される。
【００５６】
次に図５（ｄ）に示すように経過物を加熱する。本実施形態では９０℃弱で粘着力の劣化する熱剥離粘着シートを用いているので、加熱温度を９０℃とした。これにより、熱剥離粘着層２０１の粘着力が低減され若しくは完全に消失し、図５（ｅ）に示すように固定基板２００、熱剥離粘着層２０１及びレンズ基板２０２をそれぞれ剥離する事が容易となる。これにより、レンズ基板２０２上にマイクロレンズ１０９ａの形成されたマイクロレンズアレイ１０９が完成する。
【００５７】
尚、本実施形態ではネガ型一括露光法によりマイクロレンズアレイを製造する方法を説明したが、ポジ型一括露光法によっても製造する事は可能である。ポジ型一括露光法を用いて製造する場合の製造方法を図６に示す。図５（ａ）に示すように、固定基板２００に熱剥離粘着層２０１を介してマイクロレンズアレイの基板となるレンズ基板２０２を貼り付け、その上にポジ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０７ａをスピンコート法により約３０×１０−６ｍの厚さで塗布して、ポジ型の感光性物質層を形成する。
【００５８】
次に図６（ｂ）に示すように、光学部品としてのマイクロレンズ１０９ａを構成する部分以外が分解するようにフォトレジスト２０７ａを露光する。フォトレジスト２０７ａの表面からフォトマスク２０８を配置し、フォトレジスト２０７ａへ向けて約２００×１０ｍＪ／ｃｍ２の出力で露光を行なう。
【００５９】
ここで、フォトマスク２０８はグレイスケール階調で形成されたレンズパターンを有し、個々のレンズパターンは表示パネルの画素の１つ又は複数に応じて設けられている。個々のレンズ形状は六角形であり、その六角形の相対向する頂角間距離の最大径を約１１０×１０−６ｍのレンズ径を有する。また、レンズ中心の透過率を０％とし、同心円状にレンズ外周方向へ向けて半径約８８×１０−６ｍの曲率に合わせて透過率を増加していき、最大径部で透過率が１００％になるように予め調整されている。従って、図６（ｂ）に示すように、マイクロレンズ１０９ａ以外の部分が分解され、複数の一定の曲率を有した凸部の非分解部分２０７ｂが表示パネルの画素の１つ又は複数に位置対応して形成される。
【００６０】
次に図６（ｃ）に示すようにフォトレジスト２０７ａを現像し、非分解部分２０７ｂ以外の分解部分を除去する。現像は例えば２％のＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ  Ａｍｍｏｎｉｕｍ  Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ：水酸化テトラメチルアンモニウム）水溶液を用いて現像し分解部分を溶解除去する。こうすることにより、マイクロレンズ１０９ａが形成される。
【００６１】
以降の製造工程は図５（ｄ）と同様である。本実施形態については、一括露光法を用いているため実施の形態１のようにスタンパからの剥離を行なう必要はない。しかし、レンズ基板２０２はガラス素材の場合は割れやすく、フィルム素材の場合は剛性の低さゆえに扱い辛いため、固定基板２００にレンズ基板２０２を固定した上で製造工程を行なう事は有効である。その場合、製造されたマイクロレンズアレイと固定基板２００とを剥離する作業が必要となるため、熱剥離粘着層２０１を設けて加熱により余分な応力をかけることなく剥離させることは有効である。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態にかかるマイクロレンズアレイの製造方法では、感光性物質を用いた一括露光法によりマイクロレンズアレイを固定用の基板に固定して製造することを可能にし、マイクロレンズアレイの薄さによる製造工程上の不具合を解決し、好適なマイクロレンズアレイの製造方法及びマイクロレンズアレイを提供することができる。
【００６３】
なお、ここではマイクロレンズアレイの製法について述べたが、本製法でシート状のプリズムアレイ、構造性ＡＲシート、シート状の導波路アレイ等も同様に製造する事ができ、マイクロレンズアレイに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明にかかる液晶表示装置の断面図である。
【図２】透明基板、マイクロレンズアレイ、リムの配置関係を示す平面図である。
【図３】透明基板のマザー基板の平面図である、
【図４】本発明の実施の形態１にかかるマイクロレンズアレイの製造工程を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２にかかるマイクロレンズアレイの製造工程を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２にかかるマイクロレンズアレイの製造工程を示す図である。
【図７】従来技術にかかる液晶表示装置の断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  偏光フィルム、２  透明基板、３  ブラックマトリクス、
４  カラーフィルタ層、５  透明電極、６  配向膜、７  液晶層、
８  スペーサ、９  配向膜、１０  透明電極、１１  素子、
１２  透明基板、１３  偏光フィルム、１００  液晶表示装置、
１０１  透明基板、１０２  透明基板、１０３  液晶層、
１０４  カラーフィルタ層、１０５  ブラックマトリクス、１０６  透明電極、１０７  配向膜、１０８  ＴＦＴ素子、１０９ａ  マイクロレンズ、
１０９  マイクロレンズアレイ、１１０  リム、１１１  偏光板、
１１２  スペーサ、１２１  リム、１２２  マイクロレンズアレイ、
２００  固定基板、２０１  熱剥離粘着層、２０２  レンズ基板、
２０２  固定基板、２０３  ＵＶ樹脂層、２０４  スタンパ、
２０５ａ  フォトレジスト、２０５ｂ  硬化部分、２０６  フォトマスク、
２０７ａ  フォトレジスト、２０７ｂ  非分解部分、２０８  フォトマスク、
１０００  マザー基板
【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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