(57)【要約】【課題】コストやタクトタイムを増大させることなく、しかもレンズ特性を低下させることなく、基表面板に任意形状のレンズを形成することのできるレンズ形成方法を提供する。【解決手段】透光性基板１１の表面にレンズ型形成材料である硬化性透光第１材料１９ａを滴下状に塗布し、同材料ａを硬化させて凹型形状のレンズ型１９ｂを形成した後に、レンズ型１９ｂにレンズ形成材料である硬化性透光第２材料２０ａを滴下状に充填し、同材料を硬化させることにより、レンズ型１９ｂをテンプレートとした、任意形状のレンズ２０ｂを形成する。【選択図】図２
2006264253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板の表面に硬化性透光第１材料を塗布して塗布部を形成し、硬化条件を制御しながらこの塗布部を硬化させることにより凹型形状のレンズ型を形成し、このレンズ型に硬化性透光第２材料を充填して硬化させることによりレンズを形成するレンズ形成方法。
【請求項２】
第１材料は、電子線硬化性材料を含有し、レンズ型は、第１材料を電子線の照射により硬化させることで形成される請求項１に記載のレンズ形成方法。
【請求項３】
レンズ型は、塗布部の外周部分への照射量を塗布部の中心部分への照射量よりも大きくすることにより形成される請求項２に記載のレンズ形成方法。
【請求項４】
電子線の照射は、塗布部が形成された基板の面とは反対側の面から行なわれる請求項２または請求項３に記載のレンズ形成方法。
【請求項５】
第１材料は、熱硬化性材料を含有し、レンズ型は、第１材料を所定温度以上の加熱により硬化させることで形成される請求項１に記載のレンズ形成方法。
【請求項６】
透光性基板を保持するためのステージと、基板の表面にレンズ型を形成するための硬化性透光第１材料を供給するための第１材料供給機構と、基板の表面に形成されたレンズ型にレンズを形成するための硬化性透光第２材料を供給するための第２材料供給機構とを備えてなることを特徴とするレンズ形成装置。
【請求項７】
ステージを水平面内で移動させるための水平移動機構と、ステージを水平面内で回転させるための水平回転機構とをさらに備えている請求項６に記載のレンズ形成装置。
【請求項８】
第１材料および第２材料の少なくとも一方を硬化させるための電子線照射機構および加熱機構の少なくとも一方をさらに備えている請求項６または請求項７に記載のレンズ形成装置。
【請求項９】
ステージは、電子線が透過するものであり、電子線照射機構は、基板のレンズ型を形成する面とは反対側に配置されている請求項８に記載のレンズ形成装置。
【請求項１０】
ステージは、電子線の照射量を制御するための遮光パターンを備えている請求項９に記載のレンズ形成装置。
【請求項１１】
電子線照射機構は、赤外線照射ランプおよび紫外線照射ランプの少なくとも一方からなる請求項８〜請求項１０のいずれか１つに記載のレンズ形成装置。
【請求項１２】
加熱機構は、ホットプレート、ロッド型ヒータおよびプレート型ヒータの少なくとも１つからなる請求項８に記載のレンズ形成装置。
【請求項１３】
電子線照射機構または加熱機構と基板とのギャップを調整するためのギャップ調整機構をさらに備えている請求項８〜請求項１２のいずれか１つに記載のレンズ形成装置。
【請求項１４】
第１材料供給機構および第２材料供給機構は、インクジェット機構およびディスペンサ機構の少なくとも一方からなる請求項６〜請求項１３のいずれか１つに記載のレンズ形成装置。
【請求項１５】
レンズ型の屈折率ｎ１とレンズの屈折率ｎ２とは、ｎ１＜ｎ２の関係を満たしている請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のレンズ形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レンズ形成方法およびレンズ形成装置に関するものであり、さらに詳しくは、基板表面に複数の微小レンズを形成するためのレンズ形成方法、およびこのレンズ形成方法を実施するためのレンズ形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板表面に微小レンズを形成する技術としては、金型法やフォトリソグラフィ法が知られている。
【０００３】
しかしながら、金型法では金型が必要であるため、形成するレンズの形状やパターンを変更する毎に新しい金型が必要となりコストの増大を招くという問題点がある。また、フォトリソグラフィ法でも同様に、パターンを変更することにより新たなマスクが必要となることからコストが増大するという問題点がある。
【０００４】
このような問題を解決する方法として、基板表面に液状のレンズ形成材料をインクジェット法により滴下して付着、硬化させることで基板表面にレンズ形成を行なう方法（例えば特許文献１）が提案されている。このインクジェット法では金型やマスクが必要ないという利点があるものの、レンズ形成材料が所望のレンズ形状に応じたレンズ曲率を形成するように、あらかじめ基板の下地処理（洗浄や表面改質などの処理）をすることが必要であり、タクトタイム（ｔａｃｔ  ｔｉｍｅ）の増大を招く。
【０００５】
そこで、レンズ形状を簡単に制御する方法として、基板表面に第１樹脂からなる樹脂吸収層を形成し、インクジェット法により、第１樹脂とは屈折率の異なる第２樹脂を含有する溶液を滴下して樹脂吸収層内に浸透させ、基板表面にレンズ形成を行なう方法(例えば特許文献２)が提案されている。しかしながら、このような方法には、樹脂吸収層のためにレンズ表面の滑らかさが失われ、レンズ特性が低下するという問題点がある。
【０００６】
また、これらの方法には、液体であるレンズ形成材料の表面張力を利用するため球面レンズは形成することができるが、球面収差のない短焦点の非球面レンズを形成することはできないという問題点もある。
【０００７】
さらに、これらの方法で着色レンズを形成した場合には、そのレンズ形状が球面であるため、光が入射した箇所により光の経路長が異なり、その経路長の違いにより色ムラが発生するという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明の課題は、コストやタクトタイムを増大させることなく、しかもレンズ特性を低下させることなく、基板表面に任意形状のレンズを形成することのできるレンズ形成方法およびこのレンズ形成方法を実施するためのレンズ形成装置を提供することにある。
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−１４２６０８号公報
【特許文献２】特開平１１−１４２６１１号公報
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の１つの観点によれば、透光性基板の表面に硬化性透光第１材料を塗布して塗布部を形成し、硬化条件を制御しながらこの塗布部を硬化させることにより凹型形状のレンズ型を形成し、このレンズ型に硬化性透光第２材料を充填して硬化させることによりレンズを形成するレンズ形成方法が提供される。
【００１１】
ここで、透光性基板としては、ガラス基板の他に例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチックからなる基板が用いられる。硬化性透光第１材料は、レンズ型を形成するための材料（レンズ型形成材料）であり、例えば、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂やポリカーボネートなどのアリル系樹脂などの熱硬化性樹脂を溶媒に分散させたインクなどが用いられる。硬化性透光第２材料は、レンズを形成するための材料（レンズ形成材料）であり、これらの熱硬化性樹脂の他に、例えば、ラジカル重合型紫外線硬化性樹脂などの電子線硬化性樹脂を溶媒に分散させたインクなどが用いられる。レンズ型の屈折率ｎ１とレンズの屈折率ｎ２とは、例えばｎ１＜ｎ２の関係を満たすように選択される。
【００１２】
第１材料が塗布されてなる塗布部を凹型形状に硬化させてレンズ型を形成するには例えば次のようにする。すなわち、第１材料としては電子線硬化性材料または熱硬化性材料を含有するものから選択し、この第１材料が塗布されてなる塗布部の中心部分への電子線照射量または加熱量を外周部分への電子線照射量または加熱量よりも小さくすることで、中心部分における第１材料の流動性を外周部分におけるそれよりも大きく維持するとともに、流動性がより大きい中心部分における第１材料を、電子線照射または加熱による硬化がより速くしたがって体積収縮もより速く進行する外周部分へ移動させる。
【００１３】
この発明の別の観点によれば、透光性基板を保持するためのステージと、基板の表面にレンズ型を形成するための硬化性透光第１材料を供給するための第１材料供給機構と、基板の表面に形成されたレンズ型にレンズを形成するための硬化性透光第２材料を供給するための第２材料供給機構とを備えてなることを特徴とするレンズ形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
この発明に係るレンズ形成方法によれば、レンズを形成する基板の種類や表面状態にかかわらず、レンズ形成材料である第２材料は、第１材料により形成された凹型形状のレンズ型の中に充填される。つまり、第１材料により形成された凹型形状のレンズ型をレンズ用テンプレートとして、第２材料の充填によりレンズを任意の形状に形成することができる。このように、レンズの形状はレンズ型の形状によって決定されるため、球面レンズに限らず、任意の非球面レンズも形成することができる。
【００１５】
また、レンズ型を凸型形状にすると、形成するレンズが位置ずれを起こすため所定位置にレンズを形成できないことがあり、位置精度が低くなるが、この発明のレンズ形成方法によれば、レンズ型を凹型形状にすることにより、第１材料および第２材料のいずれの材料も変更することなく、任意形状のレンズを所定位置に精度よく形成することができる。
【００１６】
これにより、レンズの設計変更によって金型やフォトリソグラフィのマスクを変更する必要がなく、コストを削減することが可能である。また、レンズを形成する箇所のみにレンズ型を形成するだけでよく、基板全面を表面処理する必要がなくタクトタイムやコストの増大を防ぐことができる。さらに、吸収層を形成した場合に生じるレンズ表面の滑らかさが失われるという課題も発生しないことから、レンズ特性が低下するおそれもない。
【００１７】
この発明に係るレンズ形成装置によれば、この発明に係るレンズ形成方法を確実かつ容易に実施することができる。
【００１８】
この発明の好ましい実施態様では、第１材料および第２材料の少なくとも一方は、電子線硬化性材料を含有し、レンズ型およびレンズの少なくとも一方は、第１材料および第２材料の少なくとも一方を電子線の照射により硬化させることで形成される。このレンズ形成方法によれば、電子線の照射条件を変えることによりレンズ型の凹型形状を制御することで、任意形状のレンズのテンプレートを形成することができる。また、着色したレンズを形成する場合、従来の方法では、レンズに入射する光の経路長による差によって色ムラが発生していたが、この発明では、レンズ型も同様に着色することで経路長の差によって生じる色ムラを補正することが可能となり、優れた着色レンズを形成することができる。
【００１９】
この発明の好ましい実施態様では、レンズ型は、塗布部の外周部分への照射量を塗布部の中心部分への照射量よりも大きくすることにより形成される。これにより、塗布部の中心部分における第１材料の流動性を外周部分におけるそれよりも大きく維持するとともに、流動性がより大きい中心部分における第１材料を電子線照射または加熱による硬化がより速くしたがって体積収縮もより速く進行する外周部分へ移動させることができる。
【００２０】
この発明の好ましい実施態様では、電子線の照射は、塗布部が形成された基板の面とは反対側の面から行なわれる。これにより、電子線照射量を制御することが容易になり、第１材料の照射量の特定分布状態を作り出してレンズ型の凹型形状を制御することが可能になる。
【００２１】
この発明の好ましい実施態様では、第１材料および第２材料の少なくとも一方は、熱硬化性材料を含有し、レンズ型およびレンズの少なくとも一方は、第１材料および第２材料の少なくとも一方を所定温度以上の加熱により硬化させることで形成される。このようにすれば、第１材料および第２材料の少なくとも一方の加熱条件を変えることで、レンズ型の凹型形状およびレンズの形状の少なくとも一方を制御することができる。つまり、複雑な工程を行なうことなく、任意形状のレンズ用テンプレート、ひいてはレンズを確実に形成することができる。
【００２２】
この発明のレンズ形成装置は、ステージを水平面内で移動させるための水平移動機構と、ステージを水平面内で回転させるための水平回転機構とをさらに備えているのが好ましい。この場合には、ステージを水平面内で移動、回転させることにより基板の任意位置にレンズを形成することが可能である。また、基板を次の工程に搬送することも可能である。
【００２３】
この発明の好ましい実施態様では、第１材料および第２材料の少なくとも一方を硬化させるための電子線照射機構および加熱機構の少なくとも一方をさらに備えている。このようなレンズ形成装置においては、電子線照射機構および加熱機構の少なくとも一方により電子線硬化性材料または熱硬化性材料を含む第１材料および第２材料の少なくとも一方を硬化させることで、レンズ型やレンズを簡単かつ確実に形成することが可能になる。特に、同一装置内に材料供給機構、電子線照射機構および加熱機構の少なくとも１つを有することで材料の塗布あるいは充填から硬化までの工程を効率よく行なうことができ、連続的に動作させることが可能であることから、タクトタイムを短縮することができる。
【００２４】
この発明の好ましい実施態様では、ステージは、電子線が透過するものであり、電子線照射機構は、基板のレンズ型を形成する面とは反対側に配置されている。このようなレンズ形成装置においては、電子線照射機構が基板のレンズ型形成面とは反対側の面に配置されていることにより、装置の寸法をより小さくすることができる。また、ステージを電子線照射機構へ移動させる必要がないので、タクトタイムを短縮することができる。
【００２５】
この発明の好ましい実施態様によれば、ステージが電子線の照射量を制御するための遮光パターンを備えている。このようなレンズ形成装置においては、ステージに形成されたドットパターンやラインパターンなどの遮光パターンにより、基板の裏側から照射される電子線を遮ることで電子線照射の特定の分布状態を作り出し、レンズ型を容易に凹型形状に制御することができる。
【００２６】
この発明の好ましい実施態様では、電子線照射機構が赤外線照射ランプおよび紫外線照射ランプの少なくとも一方からなる。このようなレンズ形成装置においては、レンズを形成する箇所に対して遮光する部分と遮光しない部分とを選択することが可能であり、硬化条件の分布を容易に作り出すことができる。
【００２７】
この発明の好ましい実施態様では、加熱機構がホットプレート、ロッド型ヒータ、プレート型ヒータの少なくとも１つからなる。このようなレンズ形成装置においては、加熱領域を均一に加熱することができ、未乾燥や不均一な熱硬化を防ぐことができる。
【００２８】
この発明の好ましい実施態様では、電子線照射機構または加熱機構と基板とのギャップを調整するためのギャップ調整機構をさらに備えている。このレンズ形成装置においては、電子線照射機構または加熱機構と基板とのギャップを調整することにより、目的とするレンズ形状のテンプレートとなるレンズ型の形状を変更することができる。また、照射領域を変更することにより、広い面積に対して一度に照射することができるので、タクトタイムを短縮することができる。
【００２９】
この発明の好ましい実施態様では、第１材料供給機構および第２材料供給機構がインクジェット機構およびディスペンサ機構のうち少なくとも一方からなる。このようなレンズ形成装置においては、インクジェット機構やディスペンサ機構を用いることにより微少量の材料を滴下することが可能であり、微少サイズのマイクロレンズを形成することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
［発明の実施の形態１］
この発明に係る１つの実施の形態について説明すれば、以下のとおりである。まず、この発明のレンズ形成方法を実施するためのレンズ形成装置について、以下に説明する。
【００３１】
図１は、この発明のレンズ形成方法を実施するためのレンズ形成装置を示す概略斜視図である。本実施の形態に係るレンズ形成装置は、レンズを形成する透光性基板１１と、基板１１を載置して保持するステージ１２と、ステージ１２を水平面内で互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向（図１の矢印参照）に移動させる水平移動機構としてのＸＹ方向駆動部１３ａと、ステージ１２を水平面内で回転させる水平回転機構としてのθ回転駆動部１３ｂと、基板１１にレンズ型形成材料である硬化性透光第１材料を滴下状に塗布する第１材料供給機構１４ａと、基板１１にレンズ形成材料である硬化性透光第２材料を滴下状に充填する第２材料供給機構１４ｂとを備えてなる。
【００３２】
レンズ形成装置はさらに、材料供給機構１４ａ・１４ｂを水平面に対して垂直なＺ軸方向（図１の矢印参照）へ移動させるＺ軸方向駆動部１５と、電子線照射機構部１６ａまたは加熱機構１６ｂと、ギャップ調整機構１７とを備えている。ギャップ調整機構１７は、基板１１と電子線照射機構部１６ａまたは加熱機構１６ｂとの間のギャップを調整するためのものである。
【００３３】
本実施の形態では、材料供給機構１４ａ・１４ｂとしてインクジェット方式を用いている。図１における第１材料供給機構１４ａと第２材料供給機構１４ｂとは、いずれもインクジェットヘッドであり、それぞれ独立して設置されている。電子線照射機構１６ａは、赤外線照射ランプまたは紫外線照射ランプを用途に応じて適宜交換して使用するように構成されている。加熱機構１６ｂは、ホットプレート、ロッド型ヒータ、プレート型ヒータを用途に応じて交換し使用するように構成されている。ステージ１２は、基板１１の載置時に基板１１を真空引きすることで、基板１１を固定状に保持することができる(図示しない)。
【００３４】
また、このレンズ形成装置は、ＸＹ方向駆動部１３ａ、θ回転駆動部１３ｂ、第１材料供給機構１４ａ、第２材料供給機構１４ｂ、Ｚ軸方向駆動部１５、電子線照射機構１６ａ、加熱機構１６ｂおよびギャップ調整機構１７の駆動制御などを行なうための装置コントロールユニット１８を備えている。ＸＹ方向駆動部１３ａ、θ回転駆動部１３ｂ、第１材料供給機構１４ａ、第２材料供給機構１４ｂ、Ｚ軸方向駆動部１５、電子線照射機構１６ａ、加熱機構１６ｂおよびギャップ調整機構１７はそれぞれ、装置コントロールユニット１８との間で信号ケーブル（図示しない）により接続されており、装置コントロールユニット１８によって、ＸＹ方向駆動部１３ａ〜ギャップ調整機構１７の駆動制御が行なわれる。
【００３５】
本実施の形態では、第１材料供給機構１４ａおよび第２材料供給機構１４ｂとしてインクジェット方式によるものを採用した。すなわち、このレンズ形成装置は、インクジェットヘッドに液体材料を供給するための供給チューブ（図示しない）と液体材料を充填したタンク（図示しない）とを備え、供給チューブによりインクジェットヘッドとタンクが連結されている。
【００３６】
次に、上記レンズ形成装置により基板１１上にレンズを形成する方法について、図２を用いてその概略を説明する。まず、用意した基板１１にレンズ型形成材料である硬化性透光第１材料１９ａを滴下状に塗布して、後述する実施の形態２のようにして、基板１１に対して直交する中心軸を有する凹型形状のレンズ型１９ｂを形成する。その後、レンズ型１９ｂの中に第２材料２０ａを滴下状に充填し、硬化させて、レンズ２０ｂを形成する。
【００３７】
具体的にはまず、ステージ１２の上にレンズを形成する基板１１を載置する。本実施の形態では、基板１１としてガラス基板を用いた。次に、装置コントロールユニット１８によりＸＹ方向駆動部１３ａおよびθ回転駆動部１３ｂを制御してステージ１２を目的位置に移動させる。この際、目的位置は、レンズ形成を行なう部分が第１材料供給機構１４ａの下になるように決定する。すなわち、ステージ１２を移動および回転させることにより、基板１１の任意の箇所からレンズ形成位置を決定することが可能となる。
【００３８】
次に、第１材料供給機構１４ａを用いて基板１１に第１材料１９ａを滴下状に塗布して塗布部を形成する。続いて、塗布部の第１材料１９ａを硬化させてレンズ型１９ｂを形成する。このとき、第１材料１９ａが溶媒を含有する場合や熱硬化性材料を含有する場合には、ステージ１２を制御して加熱機構１６ｂの加熱領域に移動させ、加熱して第１材料１９ａの乾燥や硬化を行い、レンズ型１９ｂを作成する。
【００３９】
一方、第１材料１９ａが電子線硬化性材料を含有する場合には、ステージ１２を制御して電子線照射機構１６ａの電子線照射領域に移動させ、電子線硬化性材料が硬化する波長の電子線を照射することにより第１材料１９ａを硬化させて、レンズ型１９ｂを形成する。
【００４０】
次に、再びステージ１２を移動させ、第２材料供給機構１４ｂを用いて、第１材料１９ａで形成した凹型形状のレンズ型１９ｂの中に第２材料２０ａを滴下状に充填する。第２材料２０ａを充填した後に、ステージ１２を再び電子線照射機構１６ａの電子線照射領域に、または加熱機構１６ｂの加熱領域に移動させ、第２材料２０ａを硬化させて、所望のレンズ２０ｂを形成する。
【００４１】
ここで、第２材料２０ａが溶媒を含有する場合や熱硬化性材料を含有する場合には、加熱機構１６ｂにより第２材料２０ａを乾燥または硬化させる。第２材料２０ａが紫外線硬化樹脂を含有する場合には電子線照射機構１６ｂで電子線を照射することにより、第２材料２０ａを硬化させる。
【００４２】
このように、基板１１に第１材料１９ａを塗布して形成したレンズ型１９ｂに、レンズ形成材料である第２材料２０ａを充填して硬化させることにより、レンズ２０ｂを形成する。
【００４３】
さらに、ギャップ調整機構１７により基板１１と電子線照射機構１６ａまたは加熱機構１６ｂとのギャップ（距離）を調整することにより、硬化条件を変えることができる。
【００４４】
本実施の形態では、電子線照射機構１６ａまたは加熱機構１６ｂにギャップ調整機構１７が備え付けられているが、ギャップ調整機構１７は、ステージ１２側など他の部分に備え付けられている機構でもよい。
【００４５】
このように、この発明を用いてレンズを形成することにより、レンズ特性が低下することなく、レンズ形状を任意の形状に制御することができる。
【００４６】
ここで、レンズ形成方法についての具体例を以下に説明する。本実施の形態では、電子線照射機構１６ａとして高圧水銀紫外線照射ランプを用いた。さらに、加熱機構１６ｂとしてロッド型ヒータを用い、基板（ガラス基板、屈折率１．４６）１１の上方に設置した。第１材料１９ａとして、熱硬化性樹脂（ＪＳＲ社製のＪＮ７２１７、屈折率１．４０）を溶媒に分散させたインクを用意した。また、第２材料２０ａとして、ラジカル重合型紫外線硬化性樹脂（大日本インキ社製のＳＤ２４０７、屈折率１．４７４）のＵＶインクを用いた。このとき、紫外線照射ランプは、基板１１とのギャップが２．５ｃｍとなるように、ギャップ調整機構１７により配置した。同様に、ロッド型ヒータと基板１１とのギャップは１．０ｃｍとした。
【００４７】
次に、基板１１をステージ１２の上に載置し、基板１１のレンズを形成する箇所に、本実施の形態ではインクジェット方式により、第１材料１９ａを滴下状に塗布した。その後、装置コントロールユニット１８からＸＹ方向駆動部１３ａとθ回転駆動部１３ｂとを制御して、第１材料１９ａを塗布した領域（塗布部）がロッド型ヒータの真下になるようにステージ１２を移動させた。基板１１に第１材料１９ａを配置してから上記位置にステージ１２を移動させるまでの必要な時間は、１５秒程度である。
【００４８】
ステージ１２の移動完了後に、ロッド型ヒータにより第１材料１９ａの溶媒の乾燥と熱硬化を行った。ロッド型ヒータにより加熱される基板１１の表面の温度範囲を５０℃〜１５０℃とし、１０分間加熱を行ってレンズ型１９ｂを形成した。
【００４９】
この方法によって得られたレンズ型１９ｂの形状と平坦性を表１に示す。
【００５０】
【表１】
2006264253.tif 000003
【００５１】
また、レンズ型の凸型形状を図３（ａ）に、レンズ型の凹型形状を図３（ｂ）にそれぞれ示す。凹型中心部分２４と凹型外周部分２５とについて図３（ｂ）を用いて説明する。凹型中心部分２４とは、基板１１との接触面の円の中心部分付近であり、凹型形状における窪んだ部分を指す。凹型外周部分２５とは、基板１１との接触面の円の外周部分付近であり、凹型形状における隆起した部分を指す。
【００５２】
５０℃で加熱した場合、レンズ型１９ｂの形状は凸型形状であるため、表１には記載しない。７０℃から１５０℃で加熱した場合、レンズ型１９ｂは凹型形状であった。このとき、平均膜厚を１００％とした場合の凹型外周部分２５の膜厚と凹型中心部分２４の膜厚とを測定した。
【００５３】
表１から分かるように、加熱温度が高いほど、凹型形状が顕著になり、凹型外周部分２５の膜厚と凹型中心部分２４の膜厚との膜厚差は大きくなる。これは、凹型外周部分２５と凹型中心部分２４では乾燥速度が異なるため、乾燥速度分布が生じて凹型外周部分２５の乾燥が凹型中心部分２４よりも速く進行することによる。このように加熱条件を変えることにより、任意の凹型形状のレンズ型１９ｂを形成できることが分かった。
【００５４】
次に、ステージ１２を移動させ、レンズ型１９ｂが第２材料供給機構１４ｂの真下に来るように配置させ、凹型形状であるレンズ型１９ｂの凹型中心部分２４に第２材料２０ａを滴下状に充填した。充填後にステージ１２を移動させて紫外線照射ランプの照射領域内にレンズ形成部を配置させ、２分間紫外線照射を行なうことにより硬化させて、レンズ２０ｂを形成した。
【００５５】
このように形成したレンズ２０ｂの形状は、レンズ型１９ｂの凹型形状をテンプレートとして成型されたレンズ形状であることを確認した。また、レンズ２０ｂの表面は滑らかであり、レンズ性能の低下は見られなかった。これらのことから、第１材料１９ａの加熱条件を制御することによりレンズ型１９ｂの形状を任意の凹型形状に制御することが可能であり、レンズ型１９ｂに第２材料２０ａを充填することで任意の形状のレンズ２０ｂを形成できることが分かった。さらに、レンズ２０ｂは、レンズ型１９ｂの凹型形状の窪んだ中心部分に形成されており、高い位置精度でレンズ形成できることが分かった。
【００５６】
以上のように、この発明を用いてレンズを形成することにより、レンズの設計変更に伴う基板の下地処理を行なうことなく、任意の形状のレンズを形成することができる。また、あらかじめレンズ形成材料の接触角を測定し、適した接触角を有するレンズ形成材料を選択する必要はなく、開発時間を短縮することができる。
【００５７】
本実施の形態では、加熱機構１６ｂとしてロッド型ヒータを用いたが、ホットプレートやプレート型ヒータ、赤外線照射ランプなどの別の加熱機構を用いても同様の効果があることが分かった。また、電子線照射機構１６ａとして高圧水銀紫外線照射ランプを用いたが、紫外線を照射できる機構であれば他のランプでもよいことを確認した。さらに、第１材料供給機構１４ａおよび第２材料供給機構１４ｂはインクジェット方式としたが、ディスペンサ方式を用いても同様の効果を得られることを確認した。
【００５８】
［発明の実施の形態２］
この発明に係る別の実施の形態について説明すれば以下のとおりである。本実施の形態では、第１材料１９ａとして、実施の形態１の第２材料とは異なる組成のラジカル重合型紫外線硬化性樹脂（ＪＳＲ社製のＪＭ５０１０、屈折率１．４１）のＵＶインクを用いるとともに、第２材料２０ａとして、実施の形態１の第２材料と同じ組成のラジカル重合型紫外線硬化性樹脂（大日本インキ社製のＳＤ２４０７、屈折率１．４７４）のＵＶインクを用いた。基板１１としてはガラス基板（屈折率１．４６）を用いた。この基板１１に第１材料１９ａを塗布してレンズ型１９ｂを形成するレンズ形成方法について、次に説明する。
【００５９】
レンズ形成装置の構成およびレンズ形成方法については、実施の形態１と同じであるため詳細な説明を省略する。本実施の形態では、電子線照射機構１６ａとして、ステージ１２に内蔵した紫外線照射ランプと、基板１１の上方に設置した、該紫外線照射ランプに対向して設置された２種類の紫外線照射ランプとを用いた。
【００６０】
図４に、本実施の形態に用いた紫外線照射ランプを内蔵したステージ１２の概略平面図を示す。また、図５に図４のＡ−Ａ’線に沿う断面図を示す。基板１１が載置されたステージ１２の裏面側には、電子線を照射するための電子線照射機構（紫外線照射ランプ）１６ａが配置されている。さらに、ステージ１２と電子線照射機構１６ａの間には紫外線を拡散させるための拡散板２１が配置され、ステージ１２の裏面には遮光パターン２２が配置されている。
【００６１】
本実施の形態では、遮光パターン２２は図４に示すようなドット形状パターンを用いた。また、拡散板２１により基板１１の全領域を均一に紫外線照射することができる。さらに、ステージ１２に装備したギャップ調整機構１７により、基板１１と電子線照射機構１６ａとの距離を調整することができる。本実施の形態では、電子線照射機構１６ａにより電子線を照射し、拡散板２１により、基板１１の上に塗布された第１材料１９ａの硬化を行なうことができる。
【００６２】
次に、第１材料１９ａとしての紫外線硬化性樹脂のＵＶインクを、基板１１として新たに用意したガラス基板に塗布した。このとき、レンズを形成する位置となる第１材料１９ａの滴下状塗布位置が遮光パターン２２に重なる位置になるように、基板１１を設置した。次に、ステージ１２の下側に配置した紫外線照射ランプ（電子線照射機構１６ａ）により紫外線を照射した。このとき、紫外線照射ランプとステージ１２との距離である照射距離は２．５ｃｍとし、２分間の照射を行い、レンズ型１９ｂを形成した。遮光パターン２２は、半径が５μｍ〜３０μｍのドットパターンを用いた。このように形成したレンズ型１９ｂの基板１１と接触している断面の直径は６０μｍ程度である。
【００６３】
これらの条件により形成したレンズ型１９ｂの形状と平坦性について表２に示す。表２の凹型中心部分２４と凹型外周部分２５との膜厚は、硬化前の平均膜厚を１００％として算出した値である。
【００６４】
【表２】
2006264253.tif 000004
【００６５】
表２から、遮光パターン２２のドット形状の径を大きくするほど、レンズ型１９ｂの形状は中心部分の膜厚が小さく外周部分の膜厚が大きい凹型形状となることが分かった。
【００６６】
このときの凹型形状レンズ型１９ｂの形成過程について、図６の（ａ）（ｂ）（ｃ）を用いて説明する。なお、図６（ｃ）における実線で示される形状は硬化前の第１材料１９ａの形状であり、点線で示される形状は硬化後のレンズ型１９ｂの形状である。図６（ａ）（ｂ）から分かるように、遮光パターン２２のドット形状の径が大きくなるほど、ドットパターンにより遮光される遮光領域２３が大きくなる。このため、遮光領域２３に含まれる第１材料１９ａは紫外線照射により硬化することなく流動性を保っている。しかしながら、遮光領域２３に含まれない第１材料１９ａは紫外線照射により硬化と収縮が進行していく。
【００６７】
その結果、遮光領域２３に含まれている流動性を有する第１材料１９ａは外側に引っ張られて、レンズ型１９ｂは中央が窪んだ凹型形状となる。一方、遮光領域２３に含まれない領域の第１材料１９ａは、硬化が始まっているために粘度が上昇して流動性が低くなり、遮光領域２３に含まれる第１材料１９ａが収縮によって外側に引き寄せられても、外側に広がることはない。そして、遮光領域２３の第１材料１９ａは、上方（Ｚ軸方向）へ堆積されるように流動し、遮光領域２３から出ることにより電子線が照射されて硬化する。
【００６８】
このようにして、電子線硬化材料を含有する第１材料１９ａの中心部分への照射量を外周部分への照射量よりも小さくすることにより、凹型形状のレンズ型１９ｂを形成することができる。
【００６９】
次いで、ステージ１２を第２材料供給機構１４ｂの下に移動させ、凹型形状のレンズ型１９ｂの中に第２材料２０ａを滴下状に充填し、紫外線照射ランプにより紫外線を照射することにより第２材料２０ａを硬化させて、レンズ２０ｂを形成した。このようにして形成したレンズ２０ｂは、滑らかな表面を有し、レンズ型１９ｂの形状をテンプレートとしたレンズ形状であった。また、凹型形状のレンズ型１９ｂの凹型中心部分２４を中心として高い位置精度で形成することができた。
【００７０】
このように、この発明を用いてレンズを形成することにより、レンズの設計変更に伴う基板の下地処理を行なうことなく、任意の形状のレンズを形成することができる。特に、遮光パターン２２を形成したステージ１２と、ステージ１２に内蔵した電子線照射機構１６ａとにより、基板１１における第１材料１９ａを塗布した面とは反対側の面から紫外線を照射することで、レンズ型１９ｂの形状を容易に任意の凹型形状に形成することができる。
【００７１】
このように形成した凹型形状のレンズ型１９ｂにおける凹型中心部分２４の中心位置に第２材料２０ａを滴下状に充填することにより、レンズ２０ｂを高い位置精度で形成することができることが分かった。このとき、電子線照射機構１６ａをステージ１２に内蔵する必要はなく、第１材料１９ａを塗布した面とは反対側の面から電子線を照射することで同じ結果が得られた。
【００７２】
つまり、基板１１をステージ１２から一度取り外し、第１材料１９ａの塗布面とは反対側の面から電子線を照射し、再びステージ１２に設置しても、同様に凹型形状のレンズ型１９ａを形成することができ、このように形成したレンズ型１９ｂに、第２材料２０ａを塗布することにより、優れたレンズ特性を有するレンズ２０ｂを高い位置精度で形成できることが分かった。
【００７３】
［発明の実施の形態３］
この発明に係るさらに別の実施の形態について説明すれば以下のとおりである。なお、本実施の形態でも、実施の形態２の第１材料１９ａと同じラジカル重合型紫外線硬化性樹脂（ＪＳＲ社製のＪＭ５０１０、屈折率１．４１）のＵＶインクを用いた。第１材料１９ａを塗布して形成したレンズ型１９ｂをテンプレートとして形成するレンズ形成方法について説明する。本実施の形態でも第２材料２０ａは実施の形態１と同じ材料（大日本インキ社製のＳＤ２４０７、屈折率１．４７４）を用いた。
【００７４】
各装置の構成およびレンズ形成方法については実施の形態１と同じであるため説明を省略する。本実施の形態では、電子線照射機構１６ａとして紫外線照射ランプを用い、この紫外線照射ランプにドットパターンである遮光パターン２２を設置した。このとき、ドットパターンは円形であり、その直径は５〜３０μｍとした。また、紫外線照射ランプと基板表面との距離は１．０ｃｍとした。
【００７５】
紫外線照射ランプにより照射された紫外線は、遮光性パターン２２により照射量に分布ができる。図７に、本実施の形態に用いた紫外線照射ランプによる照射量分布の概略説明図を示す。
【００７６】
まず、本実施の形態においても基板１１としてガラス基板を用いた。すなわち、基板１１として新たにガラス基板（屈折率１．４６）を用意し、ステージ１２の上に載置した。基板１１を載置したステージ１２を移動させて第１材料供給機構１４ａにより第１材料１９ａを基板１１に滴下状に塗布する。次に、紫外線照射ランプにより紫外線を照射するが、紫外線照射ランプに形成した遮光パターン２２により、第１材料１９ａには、第１材料の中心部分に遮光領域２３が形成される。
【００７７】
この遮光領域２３に含まれる領域の第１材料１９ａは硬化しないため流動性が失われないが、遮光領域２３に含まれない第１材料１９ａは紫外線照射により硬化が始まり、収縮する。このため、遮光領域２３に含まれる流動性を有する第１材料１９ａが、遮光領域２３に含まれず硬化が始まっている外側へ収縮により引っ張られるため、硬化後のレンズ型１９ｂは凹型形状となる。
【００７８】
このように形成したレンズ型１９ｂの形状と平坦性について表３に示す。
【００７９】
【表３】
2006264253.tif 000005
【００８０】
いずれの条件でも、塗布した第１材料１９ａの中心部分への紫外線照射量よりも外周部分への紫外線照射量を多くすることにより凹型形状のレンズ型１９ｂを形成できることが分かった。
【００８１】
次いで、ステージ１２を第２材料供給機構１４ｂの下に移動させ、第２材料供給機構１４ｂにより第２材料２０ａを凹型形状のレンズ型１９ｂの凹型中心部分２４に滴下状に充填した。その後、紫外線を照射することにより第２材料２０ａを硬化させて、レンズ２０ｂを形成した。
【００８２】
このようにして形成したレンズ２０ｂは、滑らかな表面を有し、レンズ型１９ｂの形状をテンプレートとしたレンズ形状であり、また、凹型形状のレンズ型１９ｂの凹型中心部分を中心として高い位置精度で形成することができた。
【００８３】
このように、この発明を用いてレンズを形成することにより、レンズの設計変更に伴う基板の下地処理を行なうことなく、任意の形状のレンズを形成することができることが分かった。特に、遮光パターン２２を形成した電子線照射機構１４ａにより、塗布した第１材料１９ａの中心部分への照射量が、外周部分への照射量より多くなるように紫外線を照射することにより、レンズ型１９ｂの形状を容易に任意の凹型形状に形成することができる。このように形成した凹型形状のレンズ型１９ｂの凹型中心部分２４を第２材料２０ａの塗布位置として第２材料２０ａを充填することにより、レンズ２０ｂを高い位置精度で形成することができることが分かった。
【００８４】
［発明の実施の形態４］
この発明に係るさらに他の実施の形態について説明すれば以下のとおりである。なお、本実施の形態で用いた第１材料１９ａおよび第２材料２０ａは、実施の形態２で用いた第１材料１９ａ（ＪＳＲ社製のＪＭ５０１０、屈折率１．４１）および第２材料２０ａ（大日本インキ社製のＳＤ２４０７、屈折率１．４７４）にそれぞれ赤色、青色、緑色の顔料を分散させて着色した材料を用いた。第１材料１９ａおよび第２材料２０ａに分散させた顔料の割合はそれぞれ体積比で１０％である。また、本実施の形態における装置の構成は、実施の形態３と同じである。
【００８５】
本実施の形態においても、紫外線照射ランプにより照射された紫外線は、遮光性パターン２２により照射量に分布ができる。このとき、紫外線照射ランプと基板１１の表面との距離は１．０ｃｍとし、遮光パターン２２として直径２０μｍのドットパターンを用いた。また、本実施の形態では、基板１１として、格子状遮光パターン２８が形成されたガラス基板（屈折率１．４６）を用いた。このとき用いた格子状遮光パターン２８は図８（ａ）に示されるパターンである。
【００８６】
まず、格子状遮光パターン２８を形成した基板１１をステージ１２の上に載置し、ステージ１２を第１材料供給機構１４ａの下に移動させ、第１材料供給機構１４ａにより第１材料１９ａを基板１１に滴下状に塗布した。このとき、第１材料１９ａを塗布する位置について図８（ｂ）を用いて説明する。図８（ｂ）は図８（ａ）に示した格子状遮光パターン２８の拡大図である。
【００８７】
格子状の遮光パターン２２の中心位置と塗布した第１材料１９ａの中心位置とが重なり、かつ、隣の格子にまで広がらないように塗布した。次に、紫外線照射ランプにより紫外線を照射して第１材料１９ａを硬化させ、凹型のレンズ型１９ｂを形成した。このように形成したレンズ型１９ｂの形状と平坦性について表４に示す。
【００８８】
【表４】
2006264253.tif 000006
【００８９】
表４から、着色した第１材料１９ａを塗布し、中心部分への紫外線照射量よりも外周部分への紫外線照射量を多くすることにより、凹型形状のレンズ型１９ｂを形成できることが分かった。
【００９０】
次いで、ステージ１２を第２材料供給機構１４ｂの下に移動させて、第２材料供給機構１４ｂにより第２材料２０ａを凹型形状のレンズ型１９ｂの凹型中心部分２４に滴下状に充填した。その後、充填した第２材料２０ａに再び紫外線照射ランプで紫外線を照射することにより第２材料２０ａを硬化させて、レンズ２０ｂを形成した。
【００９１】
このようにして形成したレンズは、滑らかな表面を有し、レンズ型１９ｂの形状をテンプレートとしたレンズ形状であった。また、凹型形状のレンズ型１９ｂの凹型中心部分２４を第２材料２０ａの滴下充填位置としてレンズ２０ｂを形成することにより、高い位置精度で形成することができた。
【００９２】
このように、この発明を用いてレンズを形成することにより、レンズの設計変更に伴う基板の下地処理を行なうことなく、任意の形状の着色レンズを形成することができることが分かった。また凹型形状のレンズ型１９ｂの凹型中心部分２４を第２材料２０ａの滴下充填位置としてレンズ２０ｂを形成することにより高い位置精度で形成できることが分かった。
【００９３】
次に、図９に示すように、このようにして形成したレンズ２０ｂの中から、赤色に着色したレンズ２０ｂを形成した基板１１をステージ１２から取り外し、面光源を用いて平行光２７を入射させた。このとき、面光源から照射された平行光２７は、レンズ２０ｂから基板１１に向かう方向に入射した。また、比較のために、従来技術であるフォトリソグラフィ法により作成したカラーフィルタ基板と、同じく従来技術であるインクジェット方式で基板１１に第２材料２０ａのみを塗布して紫外線を照射して形成したレンズとについても、同様に平行光２７を入射させた。
【００９４】
図９に示すように、カラーフィルタ基板には、有色部２６と格子状遮光パターン２８があり、有色部２６が面光源からの平行光２７を透過する有効画素領域３０となる。このカラーフィルタ基板に平行光２７を透過させた場合、格子状遮光パターン２８によって遮光されて輝度が低下することが分かった。格子状遮光パターン２８の占める面積が大きくなるほど光量は低下した。このため、輝度を上げるためには出力の大きい面光源が必要となる。
【００９５】
この距離は、この発明により形成したレンズ型１９ｂの厚さと、格子状遮光パターン２８を形成したガラス基板１１の厚さとを加えた距離にほぼ同じ距離になる。また、格子状遮光パターン２８の大きさは、凸レンズにおける半径の３分の１の大きさであり、その一端が凸レンズの端部と重なるように配置されている。つまり、凸レンズに入射した平行光２７は、すべて有効画素領域３０に集光される。
【００９６】
インクジェット方式により基板１１に第２材料２０ａのみを滴下状に塗布して着色レンズを形成した場合には、格子状遮光パターン２８に入射する平行光２７がレンズにより有効画素領域３０に集光されるために、有効画素領域３０において輝度低下を防ぐことができた。しかしながら、有効画素領域３０には、レンズを光が通過する距離が異なることにより色ムラが発生した。
【００９７】
図１０に、インクジェット方式で基板１１に第２材料２０ａのみを塗布して形成した凸レンズにおける色ムラと、本実施の形態によって形成したレンズ２０ｂにおける色ムラとを示す。
【００９８】
図１０に示される三角印は、インクジェット方式により第２材料２０ａを塗布して形成した基板１１に平行光２７を透過させた場合における色ムラであり、丸印は、この発明により形成したレンズ２０ｂに平行光２７を透過させた場合の色ムラである。縦軸は、有効画素領域３０の中心位置、つまりレンズの中心位置を透過した光が基板１１に照射される位置の色純度を１００％とした場合の各位置での色純度分布を表し、横軸は、色純度を測定した位置を表す。
【００９９】
色純度を測定した位置について図１１により説明する。図１１に示されるＢ−Ｂ’断面図の測定位置を図１０の横軸とし、各位置での色純度を図１０の縦軸とした。凸型レンズはレンズの中心部分がもっとも厚さがある。このため、平行光２７が凸型レンズの中心を通過する距離が最も長くなり、色純度が最も濃くなった。反対に、凸型レンズの端部では、凸型レンズを通過する平行光２７の距離が最も短いため、色純度は最も薄くなった。この結果、有効画素領域３０の中心から同心円状にレンズの色の分布が発生し、色ムラとなった。つまり、このような凸レンズを例えば輝度上昇機能付きカラーフィルタとして用いた場合には、色ムラが発生するため、形成したパネルの表示性能は低下する。
【０１００】
一方、本実施の形態によって着色レンズ２０ｂを形成した場合にも、レンズ２０ｂにより平行光２７は有効画素領域３０に集光されるため、格子状遮光パターン２８による輝度の低下を防止できることが分かった。また、図１０の丸印に示されるように、色ムラが小さくて優れたレンズ特性を有する着色レンズを形成できることが分かった。
【０１０１】
レンズ２０ｂの端部に入射した平行光２７はレンズ型１９ｂを通過する。このとき光がレンズ２０ｂ内を通過する距離の差が発生するが、レンズ２０ｂによる集光により、レンズ２０ｂの端部に入射した平行光２７は、レンズ２０ｂの中心部分に入射した平行光２７と比較して、レンズ型１９ｂを透過する距離が長くなる。つまり、レンズ２０ｂ内を通過する距離が短い光ほど、レンズ型１９ｂを通過する距離が長い。
【０１０２】
この発明では、レンズ型１９ｂもレンズ２０ｂと同じ色が同じ濃度で着色されているため、着色されたレンズ型１９ｂが、レンズ２０ｂ内を通過する光の距離の差を補正して、有効画素領域３０の色ムラを低減できることが分かった。また、青色や緑色の顔料を分散させた第１材料１９ａおよび第２材料２０ａを用いた場合にも同様の結果であった。
【０１０３】
このように、この発明により形成した着色レンズを用いてパネルを形成した場合には、入射した光を集光して輝度上昇の効果を有することが分かった。さらに、着色レンズに光を通過させる場合に発生する光の通過距離の差を、同じ色に着色したレンズ型１９ｂを通過する距離の差により補正することにより、色ムラを低減できることが分かった。このようなレンズを輝度向上機能付きカラーフィルタとして用いた場合には、パネルの表示性能は上昇する。
【０１０４】
また、本実施の形態では、ラジカル重合型紫外線硬化樹脂のＵＶインクを用いたが、電子線硬化性材料または熱硬化性材料を含有していれば、他の材料を用いてもよい。紫外線硬化樹脂であればラジカル重合型材料でもカチオン重合性材料でもそれらの混合でもよい。このような硬化性材料には、硬化性モノマーまたは硬化性オリゴマー、重合開始剤などが含まれる。また、電子線硬化性材料や熱硬化性材料のほかに溶媒や顔料、染料などの他の成分が含まれていてもよい。
【０１０５】
本実施の形態では、遮光パターン２２としてドットパターンを使用したが、硬化に要する波長の光を遮光する機能を有すれば、どのような材料でも形状でもよい。また、ステージ１２や電子線照射機構１４ａに直接遮光パターン２２を形成せずに、それぞれ別に配置してもよい。レンズ２０ｂを形成する基板１１に直接形成してもよい。また、拡散板２１はなくてもよい。さらに、遮光パターン２２は、完全に照射光を遮光する必要はなく、照射量に分布を形成するものであればよい。
【０１０６】
本実施の形態ではレンズ２０ｂを形成する基板１１としてガラス基板を用いたが、どのような基板でもよい。プラスチック基板やフィルム基板でもよい。また、基板１１の表面に凹凸があったり、パターンが形成されていたりしていてもよい。また、塗布側とは反対側の面から電子線を照射する場合には、照射する電子線を完全に遮光しない基板を用いればよい。
【０１０７】
また、本実施の形態では、インクジェット方式を用いたが、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いたバブルジェット（登録商標）タイプや、圧電素子を用いたピエゾジェットタイプでもよい。第１材料供給機構１４ａと第２材料供給機構１４ｂとは同じ機構である必要はない。
【０１０８】
レンズ型１９ｂの屈折率ｎ１とレンズ２０ｂの屈折率ｎ２とは、ｎ１＜ｎ２の関係を満たしていればよい。つまり、屈折率の高いレンズ２０ｂから屈折率の低いレンズ型１９ａに光が入射することにより、界面の法線から離れるように屈折して集光することができる。
【０１０９】
本実施の形態では、第１材料１９ａおよび第２材料２０ａは無色または赤色、緑色、青色としたが、何色でもよい。顔料に限らず、染料を用いてもよい。また、第１材料１９ａと第２材料２０ａとに分散させた顔料濃度を同濃度としたが、これは同濃度でなくてもよい。レンズ２０ｂの屈折率や格子状遮光パターン２８の大きさ、格子状遮光パターン２８を形成したガラス基板厚さなどにより、レンズ型１９ｂの形状に合わせて変化させることができる。
【０１１０】
さらに、この発明は、上述した各実施形態に限らず、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。
【０１１１】
以上説明したように、この発明のレンズ形成方法によれば、基板１１に第１材料１９ａを塗布して凹型形状のレンズ型１９ｂを形成し、そのレンズ型１９ｂに第２材料２０ａを充填することにより、任意の形状のレンズ２０ｂを形成することができる。さらに、レンズ型１９ｂの凹型中心部分２４の窪んだ部分を中心に高い位置精度でレンズ２０ｂを形成することができる。
【０１１２】
この発明によれば、従来技術に見られる、吸収層をあらかじめ形成する場合にレンズ表面の滑らかさが失われることによるレンズ特性の低下はなく、優れたレンズ特性を有するレンズを形成することができる。また、この発明によるレンズ形成方法では、優れた特性を有するレンズを任意の場所に高い位置精度で形成することができる。
【０１１３】
また、着色レンズを形成する場合には、レンズ型１９ｂをレンズ２０ｂと同じ色に着色することにより、入射した光がレンズ２０ｂ内を通過する距離の差を補正して色ムラを低減することができる。
【０１１４】
また、この発明のレンズ形成方法によれば、レンズ形状を変更する場合にあらかじめ基板に下地処理を施す必要がないので、タクトタイムの短縮やコストの削減をすることができる。また、任意のレンズ形状となるようにあらかじめレンズ形成材料と基板の接触角を測定してレンズ形状を変更することでレンズ形成材料を変更する必要がないので、開発期間の短縮化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】この発明の実施の形態１に係るレンズ形成装置を示す概略斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るレンズ形成方法の概略説明図である。
【図３】（ａ）レンズの凸型形状の概略断面図である。  （ｂ）レンズの凹型形状の概略断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る、紫外線照射ランプを内蔵したステージの平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図６】（ａ）この発明の実施の形態２に係る遮光パターンによる遮光領域を示す断面図である。  （ｂ）この発明の実施の形態２に係る遮光パターンによる遮光領域を示す断面図である。  （ｃ）この発明の実施の形態２に係る遮光領域に含まれる第１材料の流動性を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態３に係る紫外線照射ランプと遮光パターンによる遮光領域を示す説明図である。
【図８】（ａ）この発明の実施の形態４に係る格子状遮光パターンを有する基板を示す平面図である。  （ｂ）同格子状遮光パターンに対し、第１材料を塗布する位置を表す説明図である。
【図９】（ａ）カラーフィルタ基板に入射した平行光がレンズ内を通過する距離を表す説明図である。  （ｂ）インクジェット法により基板に第２材料を塗布して形成した凸レンズ内を通過する平行光の距離を表す説明図である。  （ｃ）この発明により形成したレンズ内を通過する平行光の距離を表す説明図である。
【図１０】着色レンズに平行光を入射させたときに発生する有効画素領域の色純度分布を表す図である。
【図１１】図１０における色純度分布を測定した断面を説明する説明図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１１    基板
１２    ステージ
１３ａ  ＸＹ方向駆動部
１３ｂ  θ回転駆動部
１４ａ  第１材料供給機構
１４ｂ  第２材料供給機構
１５    Ｚ軸方向駆動部
１６ａ  電子線照射機構
１６ｂ  加熱機構
１７    ギャップ調整機構
１８    装置コントロールユニット
１９ａ  第１材料
１９ｂ  レンズ型
２０ａ  第２材料
２０ｂ  レンズ
２１    拡散板
２２    遮光パターン
２３    遮光領域
２４    凹型中心部分
２５    凹型外周部分
２６    有色部
２７    平行光
２８    格子状遮光パターン
２９    焦点位置
３０    有効画素領域
【図１】
2006264253.tif 000007
【図２】
2006264253.tif 000008
【図３】
2006264253.tif 000009
【図４】
2006264253.tif 000010
【図５】
2006264253.tif 000011
【図６】
2006264253.tif 000012
【図７】
2006264253.tif 000013
【図８】
2006264253.tif 000014
【図９】
2006264253.tif 000015
【図１０】
2006264253.tif 000016
【図１１】
2006264253.tif 000017