(57)【要約】【課題】光学性能の高い凹凸構造体、かかる凹凸構造体を効率よく製造する凹凸構造体の製造方法、前記凹凸構造体を備える信頼性の高い光学部品および光学装置を提供すること。【解決手段】マイクロレンズアレイ１（凹凸構造体）は、平面視で四角形をなす板状体であり、相対的に表面高さが高い平坦部１１と、相対的に表面高さが低い複数の凹部１２と、を備えている。したがって、平坦部１１は、凹部１２を基準にした場合、凹部１２に比べて表面高さが高い凸部であるとみなすこともできる。凹部１２は、ポリマー２１とそれより屈折率が低いモノマー２２とを含む層３に対して部分的に活性放射線Ｒを照射することにより、照射領域３１に向かって非照射領域３２からモノマー２２が移動し、これにより非照射領域３２が相対的に凹没してなる部位であり、凹部１２の屈折率分布Ｎは、凹部１２の外縁側から中心側に向かって屈折率が徐々に高くなっている分布を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が部分的に凹没してなる凹部を備えた凹凸構造体であって、
前記凹部は、ポリマーと前記ポリマーより屈折率が低いモノマーとを含む層に対して部分的に活性放射線を照射することにより、照射領域に向かって非照射領域から前記モノマーが移動し、これにより前記照射領域が隆起するのに伴って非照射領域が相対的に凹没してなる部位であり、
前記凹部の屈折率分布は、前記凹部の外縁側から中心側に向かって屈折率が徐々に高くなっている分布を含むことを特徴とする凹凸構造体。
【請求項２】
前記凹部の外縁側から中心側に向かって前記モノマーの濃度が徐々に低くなっているモノマー濃度分布を含む請求項１に記載の凹凸構造体。
【請求項３】
前記凹部は、その表面の凹没深さが最も深い部分とそこから周囲に向かって徐々に凹没深さが減少している部分とを有している請求項１または２に記載の凹凸構造体。
【請求項４】
前記凹部の屈折率分布は、前記凹没深さが最も深い部分において屈折率が最も高くなっている分布である請求項３に記載の凹凸構造体。
【請求項５】
当該凹凸構造体の屈折率分布は、前記凹部の外側に隣接して位置する屈折率の極小値を含んでいる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の凹凸構造体。
【請求項６】
前記凹部は、表面と前記表面に対向する裏面とがそれぞれ部分的に凹没してなるものである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の凹凸構造体。
【請求項７】
ポリマーと前記ポリマーより屈折率が低いモノマーとを含む層に対して部分的に活性放射線を照射する工程を有し、
前記活性放射線が照射された照射領域において前記モノマーが重合するとともに、前記照射領域に向かって非照射領域から前記モノマーが移動し、これにより前記照射領域が隆起するのを利用して、非照射領域の表面が相対的に凹没してなる凹部を形成することを特徴とする凹凸構造体の製造方法。
【請求項８】
前記照射領域に対し積算光量分布が一様になるよう前記活性放射線を照射する請求項７に記載の凹凸構造体の製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の凹凸構造体を備えることを特徴とする光学部品。
【請求項１０】
請求項９に記載の光学部品を備えることを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凹凸構造体、凹凸構造体の製造方法、光学部品および光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、透明電極と配向膜等を積層した面がそれぞれ対向するように２枚の透明ガラス基板を重ね合わせ、両基板間に液晶を封止してなる液晶表示素子と、液晶表示素子の一方の面側に配置され、液晶表示素子に光を供給するバックライトと、液晶表示素子を駆動するための駆動回路を有するプリント基板と、これらの部材を収納するフレームと、を有している。
【０００３】
このうち、バックライトは、一般に光を導くための透明な樹脂板からなる導光板と、この導光板の側面に沿って設けられた冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）等の光源と、導光板と液晶表示素子との間に設けられた拡散板と、を備えている。光源からの光は、導光板により液晶表示素子に向けて導光され、さらに拡散板によって拡散される。その結果、強度分布に偏りのある光源からの光を、強度分布の均一な光に変えることができ、輝度ムラの少ない、均一な表示画像を作り出すことができる。
【０００４】
このような液晶表示装置において、表示画像の均一性を高めるためには、拡散板によって光源からの光を均一に拡散させる必要がある。しかしながら、単に拡散させただけでは、液晶表示装置を表示画面の正面からではなく斜めから見た場合、輝度ムラが発生し、表示画質が低下することがある。
【０００５】
そこで、特許文献１には、光源と拡散板との間にレンズアレイが形成された透明基板を配置した液晶表示装置が開示されている。このような液晶表示装置では、レンズアレイが形成された透明基板において、光源からの光を屈曲させつつ拡散させることができる。これにより、透明基板に対して斜め方向に入射する光についても、斜め方向に進行させつつ拡散させることができる。したがって、斜めから見たときの輝度低下が抑えられ、表示画質を向上させることができる。
【０００６】
こうしたレンズアレイでは、レンズの位置や数が輝度分布に大きな影響を及ぼす。このため、レンズアレイの製造には、一般に、フォトリソグラフィー法、エッチング法等の精密加工技術が用いられることとなる。
【０００７】
例えば、特許文献２には、レンズ材による下地膜を形成する下地膜形成工程と、下地膜上に複数の円形の凸面で構成されるレジストパターンをフォトリソグラフィー法により形成するレジストパターニング工程と、レジストパターンに熱溶融処理を施すことにより、円形の凸面を球面レンズ状に変形させるリフロー工程と、球面レンズ状に変形させたレジストパターンを下地膜に転写するエッチバック工程と、を有するレンズアレイの製造方法が開示されている。
【０００８】
しかしながら、フォトリソグラフィー法やエッチング法には、いずれも大型で高価な装置や大量の副資材が必要となる。このため、レンズアレイの製造コストの削減を図ることは容易ではない。また、フォトレジストやエッチング液等の副資材と接触することで、材料が劣化したり、汚染されたりするおそれがある。
【０００９】
一方、液晶表示装置の普及とともに、表示画面を斜めから見ても正常な表示画質を得ることのできる角度範囲、すなわち視野角をより広げることが求められている。しかしながら、従来のレンズアレイでは、視野角を広げようとすると、薄型化が犠牲になるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−６２５６号公報
【特許文献２】特開２００８−５２００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、光学性能の高い凹凸構造体、かかる凹凸構造体を効率よく製造する凹凸構造体の製造方法、前記凹凸構造体を備える信頼性の高い光学部品および光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的は、下記（１）〜（１０）の本発明により達成される。
（１）  表面が部分的に凹没してなる凹部を備えた凹凸構造体であって、
前記凹部は、ポリマーと前記ポリマーより屈折率が低いモノマーとを含む層に対して部分的に活性放射線を照射することにより、照射領域に向かって非照射領域から前記モノマーが移動し、これにより前記照射領域が隆起するのに伴って非照射領域が相対的に凹没してなる部位であり、
前記凹部の屈折率分布は、前記凹部の外縁側から中心側に向かって屈折率が徐々に高くなっている分布を含むことを特徴とする凹凸構造体。
【００１３】
（２）  前記凹部の外縁側から中心側に向かって前記モノマーの濃度が徐々に低くなっているモノマー濃度分布を含む上記（１）に記載の凹凸構造体。
【００１４】
（３）  前記凹部は、その表面の凹没深さが最も深い部分とそこから周囲に向かって徐々に凹没深さが減少している部分とを有している上記（１）または（２）に記載の凹凸構造体。
【００１５】
（４）  前記凹部の屈折率分布は、前記凹没深さが最も深い部分において屈折率が最も高くなっている分布である上記（３）に記載の凹凸構造体。
【００１６】
（５）  当該凹凸構造体の屈折率分布は、前記凹部の外側に隣接して位置する屈折率の極小値を含んでいる上記（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の凹凸構造体。
【００１７】
（６）  前記凹部は、表面と前記表面に対向する裏面とがそれぞれ部分的に凹没してなるものである上記（１）ないし（５）のいずれか１項に記載の凹凸構造体。
【００１８】
（７）  ポリマーと前記ポリマーより屈折率が低いモノマーとを含む層に対して部分的に活性放射線を照射する工程を有し、
前記活性放射線が照射された照射領域において前記モノマーが重合するとともに、前記照射領域に向かって非照射領域から前記モノマーが移動し、これにより前記照射領域が隆起するのを利用して、非照射領域の表面が相対的に凹没してなる凹部を形成することを特徴とする凹凸構造体の製造方法。
【００１９】
（８）  前記照射領域に対し積算光量分布が一様になるよう前記活性放射線を照射する上記（７）に記載の凹凸構造体の製造方法。
【００２０】
（９）  上記（１）ないし（６）のいずれか１項に記載の凹凸構造体を備えることを特徴とする光学部品。
（１０）  上記（９）に記載の光学部品を備えることを特徴とする光学装置。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、光学性能の高い凹凸構造体が得られる。
また、本発明によれば、上記凹凸構造体を効率よく製造することができる。
【００２２】
また、本発明によれば、上記凹凸構造体を備える信頼性の高い光学部品および光学装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の光学部品の第１実施形態を適用したマイクロレンズアレイを示す平面図、この平面図のＡ−Ａ線断面図、およびこの断面における屈折率分布を示すグラフである。
【図２】図１（ｂ）、（ｃ）のそれぞれの部分拡大図である。
【図３】本発明の凹凸構造体の製造方法の第１実施形態を適用したマイクロレンズアレイの製造方法を説明するための断面図である。
【図４】本発明の光学部品の第２実施形態を適用したマイクロレンズアレイおよびその製造方法を説明するための断面図である。
【図５】本発明の光学装置の実施形態を適用した液晶表示装置の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の凹凸構造体、凹凸構造体の製造方法、光学部品および光学装置について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
≪第１実施形態≫
＜マイクロレンズアレイ＞
まず、本発明の光学部品（本発明の凹凸構造体）の第１実施形態を適用したマイクロレンズアレイ（マイクロレンズ群）について説明する。
【００２６】
図１は、本発明の光学部品の第１実施形態を適用したマイクロレンズアレイを示す平面図、この平面図のＡ−Ａ線断面図、およびこの断面における屈折率分布を示すグラフであり、図２は、図１（ｂ）、（ｃ）のそれぞれの部分拡大図である。なお、以下の説明では、図１（ｂ）および図２（ｄ）の上側の面を「表面」、下側の面を「裏面」という。
【００２７】
図１（ａ）に示すマイクロレンズアレイ（本発明の光学部品、本発明の凹凸構造体）１は、平面視で四角形をなす板状体であり、相対的に表面高さが高い平坦部１１と、この平坦部１１から凹没し、相対的に表面高さが低い複数の凹部１２と、を備えている。したがって、平坦部１１は、凹部１２を基準にした場合、凹部１２に比べて表面高さが高い凸部であるとみなすこともできる。
【００２８】
凹部１２の平面視形状、すなわち凹部１２と平坦部１１との境界線の平面視形状は、円形である。また、複数の凹部１２は、所定の間隔で規則正しく並んでいる。一方、マイクロレンズアレイ１の裏面１３は、平坦面となっている。
【００２９】
凹部１２は、表面が湾曲凹面を伴っているため、いわゆる凹レンズとして機能し、マイクロレンズアレイ１の表裏面間を透過する光を所定の方向に屈折させることができる。これにより、マイクロレンズアレイ１は、光を発散させる等の凹レンズ効果を有するものとなる。
【００３０】
なお、板状体とは、実質的に可撓性を有さない、比較的厚いものから、比較的薄いシート状、フィルム状等のものまで含む概念のことをいう。また、複数の凹部１２の配列パターンは、図１に示すものに限定されず、規則的なもの、不規則的なもの等、いかなるパターンであってもよい。
【００３１】
凹部１２は、図１（ｂ）に示すように、表面高さが最も低い（凹没深さが最も深い）部分である最深部１２１と、そこから周囲（図１（ｂ）では左右）に向かって徐々に表面高さが増加している（凹没深さが減少している）部分である漸増部１２２と、を有している。このような表面形状により、凹レンズ特有の発散効果が得られる。
【００３２】
凹部１２の凹没深さｈ１、すなわち、裏面１３からの平坦部１１の平均表面高さｈ２と最深部１２１の表面高さｈ３との差は、平坦部１１の平均表面高さ（平坦部１１の平均厚さ）ｈ２等に応じて適宜設定され、特に限定されないが、０．１〜５０μｍ程度であるのが好ましく、０．５〜３０μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、凹部１２は、十分な発散効果を有するものとなる。
【００３３】
一方、裏面１３からの平坦部１１の平均表面高さ（平坦部１１の平均厚さ）ｈ２は、マイクロレンズアレイ１の機械的強度等に応じて適宜設定され、特に限定されないが、０．２〜２００μｍ程度であるのが好ましく、１〜１５０μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、マイクロレンズアレイ１は、他の部材と積層されたときに十分な形状追従性を有するとともに、引き裂き等に対する十分な耐久性を有するものとなる。
【００３４】
また、マイクロレンズアレイ１は、その屈折率分布が一様ではなく、凹部１２の位置等に対応した偏りを有している。図１（ｃ）は、横軸がマイクロレンズアレイ１のＡ−Ａ線断面図における位置を示し、縦軸がこの断面における屈折率を示しているグラフである。図１（ｃ）に示す凹部１２の屈折率分布Ｎは、凹部１２の外縁側から中心側に向かって屈折率が徐々に高くなる屈折率変化を含んでいる。このような屈折率分布Ｎを有していることにより、凹部１２では、表面形状による発散効果のみならず、屈折率分布Ｎによる効果も重畳されることとなる。すなわち、凹部１２では、その凹レンズ状の形状によって光を屈折させ発散させることができるが、その発散力（屈折力）は屈折率が高ければ高いほど大きくなるため、屈折率分布Ｎのように凹部１２において屈折率が高ければ、それだけ発散効果を高めることができる。その結果、例えば厚さが薄いにも関わらず光の発散角度が大きいといった特長を備えたマイクロレンズアレイ１を得ることができる。
【００３５】
また、図１に示すマイクロレンズアレイ１では、凹部１２の最深部１２１に対応して、屈折率分布Ｎにおける屈折率が最も高くなっている。したがって、マイクロレンズアレイ１では、最深部１２１から凹部１２の外縁に向かって表面高さが徐々に増加しているとともに、最深部１２１から凹部１２の外縁に向かって屈折率は徐々に低下している。このため、凹部１２は、表面形状と屈折率分布Ｎの双方が、最深部１２１を通り裏面１３に直交する垂線を引いたとき、その垂線に対して線対称の関係を有しているといえる。このような凹部１２では、屈折率分布Ｎが発散効果の高度化に寄与し、例えば表面形状をあまり複雑化させることなく、実質的には非球面レンズのような複雑な光学系として機能し得るものとなる。その結果、発散ムラ等を抑えた光学性能の高いマイクロレンズアレイ１を簡単に得ることができる。
【００３６】
また、図１に示すマイクロレンズアレイ１では、最深部１２１に対応して屈折率が最も高くなっている一方、凹部１２の外縁に向かって屈折率が徐々に低下している。このため、凹部１２に入射した光は、凹部１２における屈折率分布に基づいて凹部１２内に閉じ込められることとなる。特に、屈折率が徐々に変化しているので、いわゆるグレーデッドインデックス型の光ファイバーのように、光軸における光の閉じ込め効果がより強くなる。その結果、凹部１２の発散効果がより強化されることとなり、例えば隣り合う凹部１２同士の間で集光した光が相互に干渉し合うことが抑制される。このような効果は、例えばマイクロレンズアレイ１を液晶表示装置に組み込んだとき、表示画像の画質低下を抑制することに寄与する。また、上述した光の閉じ込め効果により、凹部１２の表面形状を複雑化することなく、高い発散効果が得られるので、凹部１２の形状設計を容易にすることができる。その結果、マイクロレンズアレイ１の製造における低コスト化を図ることができる。
【００３７】
なお、凹部１２の形状は、平坦部１１に比べて表面高さが部分的に低くなっている形状であれば、特に限定されず、例えば最深部１２１と平坦部１１との間に位置する漸増部１２２における表面高さの漸増率は、いかなる範囲であってもよい。すなわち、漸増部１２２の漸増率が非常に大きく、最深部１２１が平坦部１１に対して階段状に（急激に）深くなっていてもよく、反対に、漸増率が非常に小さく、最深部１２１の表面と平坦部１１の表面とが緩やかな傾斜で繋がれていてもよい。
【００３８】
また、凹部１２の平面視形状は、図１（ａ）に示す真円に限定されず、例えば四角形、六角形、八角形のような多角形、長円、楕円のようなその他の円形、菱形、台形、平行四辺形、星形、針状等であってもよい。さらに、凹部１２の平面視形状は、これらの任意の形状と任意の大きさとを組み合わせたパターンであってもよい。
【００３９】
また、屈折率分布Ｎの形状は、凹部１２の外縁側から中心側に向かって屈折率が徐々に高くなる屈折率変化を含む形状であれば、いかなる形状であってもよい。すなわち、屈折率分布Ｎにおける屈折率の変化率が非常に大きく、凹部１２の屈折率が平坦部に対して階段状に（急激に）高くなっていてもよく、反対に、屈折率の変化率が非常に小さく、最深部１２１から凹部１２の外縁に向かって屈折率が緩やかに低下していてもよい。
【００４０】
屈折率分布Ｎにおいて、凹部１２の最深部１２１における屈折率の極大値と、平坦部１１における屈折率の極大値との屈折率差ｄ１は、０．００１〜０．１０程度であるのが好ましく、０．００３〜０．０４程度であるのがより好ましい。屈折率差ｄ１を前記範囲内に設定することにより、凹部１２に入射した光を凹部１２内により確実に閉じ込めるとともに、マイクロレンズアレイ１において屈折率分布Ｎの影響が必要以上に大きくなるのを抑制することができる。すなわち、屈折率差ｄ１が前記下限値を下回る場合、凹部１２の表面形状によっては、凹部１２における光の閉じ込め効果が十分に得られないおそれがあり、屈折率差ｄ１が前記上限値を上回る場合、凹部１２の表面形状によっては、屈折率分布Ｎの影響が顕在化してマイクロレンズアレイ１の光学設計が難しくなるおそれがある。
【００４１】
また、屈折率分布Ｎは、図１〜３に示すように、凹部１２と平坦部１１との境界付近に、すなわち漸増部１２２の最深部１２１とは反対側（凹部１２の外側）に隣接して位置し、周辺よりも屈折率が局所的に小さくなっている極小値を有していてもよい。以下、この極小値近傍の屈折率分布を「低屈折率部ＮＬ」とする。このような低屈折率部ＮＬが設けられることにより、凹部１２の最深部１２１と凹部１２の外側との間での屈折率差をより拡張することができる。これにより、凹部１２に光が閉じ込める効果がより強化されることとなる。なお、この低屈折率部ＮＬの極小値は、凹部１２の屈折率や平坦部１１の屈折率より小さい値とされる。
【００４２】
この場合、低屈折率部ＮＬにおける屈折率の極小値と、平坦部１１における屈折率の極大値との屈折率差ｄ２は、上述した屈折率差ｄ１の３〜１５０％程度であるのが好ましく、５〜１００％程度であるのがより好ましく、１０〜８０％程度であるのがさらに好ましい。これにより、凹部１２に光を閉じ込める効果が必要かつ十分に得られるとともに、効果のバラツキが少ない凹部１２を安定的に製造することができる。
【００４３】
マイクロレンズアレイ１の構成材料は、図２（ｄ）に示すように、マトリックスとなるポリマー２１と、このポリマー２１中に分散し、ポリマー２１より屈折率が低いモノマー２２と、を含む。そして、凹部１２では、平坦部１１に比べてモノマー２２の濃度が低くなっている。これに起因し、すなわち高濃度に集積したモノマー２２の体積に伴って、平坦部１１の表面高さは相対的に高くなっており、一方、凹部１２の表面高さは平坦部１１に比べて相対的に低くなっている。また、ポリマー２１に比べて屈折率が低いモノマー２２の濃度が低下したことにより、凹部１２の屈折率が、平坦部１１に比べて高くなっている。
【００４４】
このような構造を有するマイクロレンズアレイ１は、ポリマー２１中に分散したモノマー２２の濃度差に起因して表面形状と屈折率分布とが形成されているため、実質的には一体構造であるといえる。したがって、凹部１２の表面形状がいかなる形状であっても、マイクロレンズアレイ１は一体的なものとして取り扱うことができ、大量生産に向くロールツウロール工程が可能なレンズ付きシートとして作製することができる。
【００４５】
また、マイクロレンズアレイ１では、図２（ｄ）に示すように、凹部１２の外縁から最深部１２１に向かってモノマー２２の濃度が徐々に低くなっており、それに応じて図２（ｅ）に示すように、屈折率も連続的に変化している。このようなモノマー２２の濃度分布は、マイクロレンズアレイ１の構造の連続性という観点から有用である。すなわち、このようなモノマー２２の濃度分布によれば、構造上の境界が生じ難いので、曲げ剛性等の機械的特性が不均一になるのを抑制し、例えば均等な曲率半径での湾曲操作が可能である等、取り扱い性の良好なマイクロレンズアレイ１を得ることができる。
【００４６】
なお、本発明の凹凸構造体は、上述したようなマイクロレンズアレイ１以外の光学部品、例えば、カラーフィルター基板、光拡散板、光拡散フィルム、反射防止フィルム、偏光板、偏光フィルム、視野角向上フィルム、光学補償フィルム、回折格子フィルム、モスアイ構造体等の光学部品に適用することができる。
【００４７】
さらに、本発明の凹凸構造体は、光学部品以外のもの、例えば、帯電防止フィルム、指紋付着防止フィルム、撥水（撥液）構造体、低摩擦シート等に適用することもできる。
【００４８】
＜マイクロレンズアレイの製造方法＞
次に、本発明の凹凸構造体の製造方法の第１実施形態を適用したマイクロレンズアレイの製造方法について説明する。
【００４９】
図３は、本発明の凹凸構造体の製造方法の第１実施形態を適用したマイクロレンズアレイの製造方法を説明するための断面図、およびこの断面における屈折率分布を示すグラフである。なお、以下の説明では、図３の上方の面を「表面」、下方の面を「裏面」という。
【００５０】
マイクロレンズアレイ１の製造方法では、まず、基板３０上に、ポリマー２１とこのポリマー２１より屈折率が低いモノマー２２とを含む層３を用意する。次いで、この層３に対して部分的に活性放射線Ｒを照射する。これにより、層３において、非照射領域３２から照射領域３１に向かってモノマー２２が移動する。その結果、照射領域３１が隆起し、非照射領域３２が相対的に凹没することになるため、非照射領域３２に対応して凹部１２が形成される。以下、各工程について順次説明する。
【００５１】
［１］まず、基板３０上に、ポリマー２１とこのポリマー２１より屈折率が低いモノマー２２とを含む層３を用意する。この層３では、図３（ａ）に示すように、ポリマー２１からなるマトリックス中に、モノマー２２等が均一に分散している。
【００５２】
基板３０には、例えば、シリコン基板、水晶基板、ガラス基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板、ポリイミド基板等が用いられる。
【００５３】
また、基板３０の表面は、凹凸形状があるものでもよい。かかる凹凸形状としては、例えば、多数の凹部と凸部とを有する反射防止構造やレンズ形状を有する球面および非球面構造等がある。このような基板３０を用いることにより、凹凸形状が層３に転写され、最終的に得られるマイクロレンズアレイ１の形状をより高度化することができる。
【００５４】
（ポリマー）
ポリマー２１としては、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ＰＥＴやＰＢＴのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（ポリマーアロイ、ポリマーブレンド（混合物）、共重合体等として）用いることができる。
【００５５】
これらの中でも、ポリマー２１としては、特に（メタ）アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂からなる群から選択された少なくとも１種を主とするものが好ましい。これらの樹脂を主とするポリマー２１を用いることにより、光透過率等の光学特性に優れ、かつ、耐候性や機械的特性にも優れたマイクロレンズアレイ１が得られる。
【００５６】
ポリマー２１としては、優れた光透過性を有し、さらに優れた耐熱性を有するものが好ましく用いられる。また、ポリマー２１には、後述するモノマー２２と相溶性を有するもの、さらに、その中でも後述するようにモノマー２２が反応（重合反応や架橋反応）可能であり、モノマー２２が反応した後においても十分な透明性を有するものが好適に用いられる。
【００５７】
ここで、「相溶性を有する」とは、モノマー２２が少なくとも混和して、活性放射線Ｒを照射する時に、相分離によって放射線が反射等の影響を及ぼさない状態であればよい。
【００５８】
以下、ポリマー２１についてさらに詳述する。
（（アクリル系ポリマー））
（メタ）アクリル系ポリマーは、アクリル酸、アクリル酸エステルのようなアクリル酸系モノマー、メタクリル酸、メタクリル酸エステルのようなメタクリル酸系モノマー、またはこれらの誘導体（例えば、アルコキシ誘導体、カプロラクトン誘導体等）を原料モノマーとして、この原料モノマーを重合してなるポリマー（樹脂およびゴムを含む。）である。
【００５９】
したがって、（メタ）アクリル系ポリマーとしては、上記原料モノマーの１種を重合してなるホモポリマー、上記原料モノマーの異なる２種以上を重合してなるコポリマー、上記原料モノマーと他の原料モノマーとを重合してなるコポリマー等が挙げられる。
【００６０】
かかる原料モノマーとしては、例えば、単官能（メタ）アクリレート、２官能（メタ）アクリレート、３官能以上の多官能（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００６１】
単官能（メタ）アクリレートとしては、例えば、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、イソプロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｓ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、オクチルヘプチル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ウンデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、テトラデシル（メタ）アクリレート、ペンタデシル（メタ）アクリレート、ヘキサデシル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ベヘニル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレートのような脂肪族（メタ）アクリレート、シクロペンチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、シクロペンチル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、３−メチル−３−オキセタニルメチル（メタ）アクリレート、１−アダマンチル（メタ）アクリレートのような脂環式（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ノニルフェニル（メタ）アクリレート、ｐ−クミルフェニル（メタ）アクリレート、ｏ−ビフェニル（メタ）アクリレート、１−ナフチル（メタ）アクリレート、２−ナフチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−（ｏ−フェニルフェノキシ）プロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−（１−ナフトキシ）プロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−（２−ナフトキシ）プロピル（メタ）アクリレートのような芳香族（メタ）アクリレート、２−テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、Ｎ−（メタ）アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、２−（メタ）アクリロイルオキシエチル−Ｎ−カルバゾールのような複素環式（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００６２】
また、２官能（メタ）アクリレートとしては、例えば、エ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、トリエチレングリコールジ（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、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、２−メチル−１，３−プロパンジオールジ（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、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、３−メチル−１，５−ペンタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１０−デカンジオールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノール（メタ）アクリレートのような脂肪族（メタ）アクリレート、シクロヘキサンジメタノール（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノール（メタ）アクリレート、水添ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、水添ビスフェノールＦジ（メタ）アクリレートのような脂環式（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、ビスフェノールＦジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡＦジ（メタ）アクリレート、フルオレン型ジ（メタ）アクリレートのような芳香族（メタ）アクリレート、イソシアヌル酸ジ（メタ）アクリレートのような複素環式（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００６３】
また、３官能以上の多官能（メタ）アクリレートとしては、例えば、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、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、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ペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートのような脂肪族（メタ）アクリレート、イソシアヌル酸トリ（メタ）アクリレートのような複素環式（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００６４】
なお、上記原料モノマーと重合させる他の原料モノマーとしては、特に限定されないが、例えば、アクリロニトリル等が挙げられ、上記原料モノマーとしてアクリル酸（メタクリル酸）系モノマーを選択した場合には、これらを重合することにより、アクリルゴムが得られる。
【００６５】
また、上記原料モノマーとしては、例えば、ＭＭＡモノマー（クラレ製または三菱レイヨン製）、アクリレートモノマー（ダイセル・サイテック製）、ブレンマー（日油製）、アクリル酸エステルモノマー（日本触媒製）、光硬化性モノマー・オリゴマー（新中村化学工業製）等が挙げられる。
【００６６】
（メタ）アクリル系ポリマーの重量平均分子量は、特に限定されないが、ポリスチレン換算において１×１０４〜３×１０５程度であることが好ましく、３×１０４〜２×１０５程度であることがより好ましい。かかる重量平均分子量の（メタ）アクリル系ポリマーを用いることにより、後述するモノマー２２との相溶性が高くなるとともに、マイクロレンズアレイ１の機械的特性の向上を図ることができる。その結果、ポリマー２１中においてモノマー２２を必要かつ十分な速度と距離で移動させることができ、目的とする屈折率分布Ｎを確実に形成することができる。
【００６７】
マイクロレンズアレイ１では、モノマー２２の濃度分布によって屈折率分布Ｎを形成するだけでなく、ポリマー２１の構造変化によっても屈折率分布Ｎを形成することができる。例えば、（メタ）アクリル系ポリマーを、主鎖と、後述する活性放射線Ｒにより主鎖から離脱する離脱性基とを有する化学構造に設計する。かかる化学構造を有する（メタ）アクリル系ポリマーにおいては、活性放射線Ｒの照射により、離脱性基を主鎖から離脱させることができ、その屈折率が変化する。その結果、モノマー２２の濃度分布による屈折率変化と相まって、屈折率の変化量をより細かく制御することができる。
【００６８】
このような離脱性基としては、例えば、分子構造中に、−Ｏ−構造、−Ｓｉ−アリール構造および−Ｏ−Ｓｉ−構造のうちの少なくとも１つを有するものが挙げられる。かかる離脱性基は、活性放射線Ｒの作用によって主鎖から容易に離脱するが、カチオンの作用を利用すれば、さらに切断が促進される。
【００６９】
このうち、離脱により（メタ）アクリル系ポリマーの屈折率に低下を生じさせる離脱性基としては、−Ｓｉ−ジフェニル構造および−Ｏ−Ｓｉ−ジフェニル構造の少なくとも一方が好ましい。
【００７０】
また、別の離脱性基としては、例えば、末端にアセトフェノン構造を有する置換基が挙げられる。この離脱性基は、活性放射線Ｒの作用によって主鎖から容易に離脱するが、フリーラジカルの作用を利用すれば、さらに切断が促進される。
【００７１】
離脱性基の量は、特に限定されないが、（メタ）アクリル系ポリマー全質量に対して１０〜８０質量％であるのが好ましく、２０〜６０質量％であるのがより好ましい。離脱性基の量が前記範囲内であると、屈折率変調機能（屈折率差を変化させる効果）に優れた（メタ）アクリル系ポリマーとすることができるとともに、形成されるマイクロレンズアレイ１の機械的特性の向上を図ることができる。
【００７２】
かかる離脱性基を有する（メタ）アクリル系ポリマーは、前述した原料モノマーと、この原料モノマーに離脱性基を導入したモノマーとを重合することにより、容易に得ることができる。
【００７３】
さらに、エポキシ基を有する（メタ）アクリル系ポリマーを用いることもできる。
この（メタ）アクリル系ポリマーを得る場合、原料モノマーには、例えば、グリシジル（メタ）アクリレート、α−エチルグリシジル（メタ）アクリレート、α−プロピルグリシジル（メタ）アクリレート、α−ブチルグリシジル（メタ）アクリレート、２−メチルグリシジル（メタ）アクリレート、２−エチルグリシジル（メタ）アクリレート、２−プロピルグリシジル（メタ）アクリレート、３，４−エポキシブチル（メタ）アクリレート、３，４−エポキシヘプチル（メタ）アクリレート、α−エチル−６，７−エポキシヘプチル（メタ）アクリレート、ｏ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、ｍ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート、３，４−エポキシシクロヘキシルエチル（メタ）アクリレート、３，４−エポキシシクロヘキシルプロピル（メタ）アクリレート、３，４−エポキシシクロヘキシルブチル（メタ）アクリレート等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７４】
また、上記原料モノマーとしては、例えば、ＥＢＥＣＲＹＬ（ダイセル・サイテック製）、デナコールアクリレート（ナガセケムテックス製）、ネオポール（日本ユピカ製）等を用いることができる。さらに、エポキシ基を有する（メタ）アクリル系ポリマーとしては、例えば、ブレンマー（日油製）等を用いることができる。
【００７５】
また、マレイミド変性アクリル系ポリマーも用いることができる。このポリマーとしては、例えば、アロンタック（東亞合成製）等を用いることができ、また、原料モノマーとしては、例えば、アロニックス（東亞合成製）等を用いることができる。
【００７６】
さらには、フッ素含有（メタ）アクリル系ポリマーも用いることができる。このポリマーを得るための原料モノマーとしては、例えば、ダイキン工業製  METHACRYLATES CAS No.1799−84−4（2−（perfluorobutyl）ethyl methacrylate）、ユニマテック製  ケミノックス等を用いることができる。
【００７７】
この他に、（メタ）アクリル系ポリマーとして、スミペックスＭＨＦ（住友化学製）、シリコーングラフト（メタ）アクリル系ポリマーとして、サイマックＵＳ−３５２（東亞合成製）、ＵＶ硬化型（メタ）アクリル系ポリマーとして、８ＫＸ−０１８Ｃ（大成ファインケミカル製）を使用することができる。
【００７８】
また、原料モノマーには、末端アクリルポリエーテルとして、デナコールアクリレートＤＡ−９３１（ナガセケムテックス製）、末端メタクリルシリコーンオイルとして、ＢＹ１６７−１５２Ｃ（東レ・ダウコーニング製）、水性アクリレートとして、ＲＤ−１８０（互応化学工業製）、ビスフェノールＡジアクリレートとして、ＡＢＥ−３００、フルオレンジアクリレートとして、Ａ−ＢＰＥＦ（以上、新中村化学工業製）、ウレタンアクリレートとして、ＭｉｒａｍｅｒＨＲ−３７００（東洋ケミカルズ製）、ベンジル（メタ）アクリレート（日立化成工業製）等を使用することができる。
【００７９】
（（エポキシ系ポリマー））
エポキシ系ポリマーは、ノルボルネン系エポキシモノマー、ケイ素含有エポキシモノマー、脂環式エポキシモノマー、ビスフェノール型エポキシモノマー、フッ素化エポキシモノマー、脂肪族エポキシモノマー、ナフタレン環含有エポキシモノマー、芳香環含有エポキシモノマー等のエポキシモノマーまたはこれらの誘導体を原料モノマーとして、この原料モノマーを重合してなるポリマー（樹脂およびゴムを含む。）である。
【００８０】
したがって、エポキシ系ポリマーとしては、上記原料モノマーの１種を重合してなるホモポリマー、上記原料モノマーの異なる２種以上を重合してなるコポリマー、上記原料モノマーと他の原料モノマーとを重合してなるコポリマー等が挙げられる。
【００８１】
このような原料モノマーのうち、ノルボルネン系エポキシモノマーとしては、例えば、下記式（１）で表わされるものが挙げられる。
【００８２】
なお、式（１）で表される化合物は、エポキシノルボルネンであり、このような化合物としては、例えば、プロメラス社製  ＥｐＮＢを使用することができる。この他、ジシクロペンタジエン型エポキシモノマーとして、ＤＩＣ製  ＨＰ−７２００ＨＨＨを使用することができる。
【００８３】
また、ケイ素含有エポキシモノマーとしては、例えば、下記式（２）または式（３）で表わされるものが挙げられる。
【００８４】
なお、式（２）で表される化合物は、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランであり、この化合物としては、例えば、東レ・ダウコーニング社製  Ｚ−６０４０を使用することができる。また、式（３）で表される化合物は、２−（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であり、この化合物としては、例えば、東京化成製  Ｅ０３２７を使用することができる。この他、東レ・ダウコーニング社製  ＳＦ８４１３、ＢＹ１６−８３９、ＳＦ８４２１を使用することができる。
【００８５】
さらに、脂環式エポキシモノマーとしては、例えば、下記式（４）〜式（６）で表わされるものが挙げられる。
【００８６】
なお、式（４）で表される化合物は、３、４−エポキシシクロヘキセニルメチル−３’、４’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレートであり、この化合物としては、例えば、ダイセル化学社製  セロキサイド２０２１Ｐを使用することができる。また、式（５）で表される化合物は、１，２−エポキシ−４−ビニルシクロヘキサンであり、この化合物としては、例えば、ダイセル化学社製  セロキサイド２０００を使用することができる。さらに、式（６）で表される化合物は、１，２：８，９ジエポキシリモネンであり、この化合物としては、例えば、（ダイセル化学社製  セロキサイド３０００）を使用することができる。この他、ダイセル化学社製  セロキサイド２０８１を使用することもできる。
【００８７】
また、ビスフェノール型エポキシモノマーとしては、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、下記式（７）で表わされるものが挙げられる。
【００８８】
なお、式（７）で表される化合物としては、具体的には、例えば、ビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテル（式（７）中、ｎ＝１、Ｒ１〜Ｒ６がすべて水素原子のもの）、ビスフェノールフルオレンジグリシジルエーテル（式（７）中、ｎ＝０、Ｒ１〜Ｒ６がすべて水素原子のもの）等が挙げられる。この他、ビスＡ型エポキシモノマーとして、新日鐵化学製  ＹＤ−１２８Ｓ、ＹＤ−０２０Ｇ、水添ビスＡ型エポキシモノマーとして、新日鐵化学製  ＳＴ−３０００、ＳＴ−４０００Ｄを使用することもできる。
【００８９】
さらに、フッ素化エポキシモノマーとしては、例えば、下記式（８）で表わされるものが挙げられる。この他、ダイキン工業製  EPOXIDES CAS No.74328−56−6（1,6−bis（2',3'−epoxypropyl）−perfluoro−n−hexane）、EPOXIDES CAS No.791−22−0（1,4−bis（2',3'−epoxypropyl）−perfluoro−n−butane）を使用することもできる。
【００９０】
また、脂肪族エポキシモノマーとしては、例えば、下記式（９）で表わされるものが挙げられる。この他、多官能脂肪族エポキシモノマーとして、ナガセケムテックス製  デナコールＥＸ−８５０Ｌ、デナコールＥＸ−２１６Ｌを使用することができる。
【００９１】
さらに、ナフタレン環含有エポキシモノマーとしては、例えば、下記式（１０）で表わされるものが挙げられる。
【００９２】
【化１】
2015138243.tif 000003
【００９３】
【化２】
2015138243.tif 000004
【００９４】
【化３】
2015138243.tif 000005
【００９５】
【化４】
2015138243.tif 000006
【００９６】
【化５】
2015138243.tif 000007
【００９７】
【化６】
2015138243.tif 000008
【００９８】
【化７】
2015138243.tif 000009
［式（７）中、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数１〜６のアルキル基である。また、Ｒ５、Ｒ６は、それぞれ独立して、水素原子またはメチル基である。さらに、各ｎは、それぞれ独立して、０〜１０の整数を表わす。］
【００９９】
【化８】
2015138243.tif 000010
［式（８）中、ｎは、２〜１０の整数を表わす。］
【０１００】
【化９】
2015138243.tif 000011
［式（９）中、ｎは、２〜１０の整数を表わす。］
【０１０１】
【化１０】
2015138243.tif 000012
［式（１０）中、Ｒは、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、またはフェニル基を表わす。］
【０１０２】
また、エポキシ系ポリマーまたは原料モノマーとしては、上記の他に、エピコート（ジャパンエポキシレジン製）、フェノキシ樹脂ＹＰシリーズ、ノボラック型エポキシ樹脂ＹＤＣＮシリーズ（以上、新日鐵化学製）、オグソールＥＧ（大阪ガスケミカル製）、ビフェニル型エポキシ樹脂ＹＸ−４０００Ｈ（三菱化学製）、リカレジン（新日本理化製）、シリコーン変性エポキシ（信越化学工業製または東レ・ダウコーニング製）、デナコール（ナガセケムテックス製）、フッ素化エポキシ（ダイキン工業製）、ＡＲＵＦＯＮ  ＵＧ−４０００、４０３５、４０４０（東亞合成製）、アロンオキセタンＯＸＴ−２１３、２２１、２１１（東亞合成製）等を使用することができる。
【０１０３】
なお、エポキシ系ポリマーを、上記原料モノマーと他の原料モノマーとを重合してなるコポリマーとする場合、他の原料モノマーとしては、上記原料モノマーと異なる種類のものであれば、特に限定されない。
【０１０４】
エポキシ系ポリマーの重量平均分子量は、特に限定されないが、ポリスチレン換算において１×１０４〜３×１０５程度であることが好ましく、３×１０４〜２×１０５程度であることがより好ましい。かかる重量平均分子量のエポキシ系ポリマーを用いることにより、後述するモノマー２２との相溶性が高くなるとともに、マイクロレンズアレイ１の機械的特性の向上を図ることができる。その結果、ポリマー２１中においてモノマー２２を必要かつ十分な速度と距離で移動させることができ、目的とする屈折率分布Ｎを確実に形成することができる。
【０１０５】
マイクロレンズアレイ１では、モノマー２２の濃度分布によって屈折率分布Ｎを形成するだけでなく、ポリマー２１の構造変化によっても屈折率分布Ｎを形成することができる。例えば、エポキシ系ポリマーを、主鎖と、後述する活性放射線Ｒにより主鎖から離脱する離脱性基とを有する化学構造に設計する。かかる化学構造を有するエポキシ系ポリマーにおいては、活性放射線Ｒの照射により、離脱性基を主鎖から離脱させることができ、その屈折率が変化する。その結果、モノマー２２の濃度分布による屈折率変化と相まって、屈折率の変化量をより細かく制御することができる。
【０１０６】
このような離脱性基としては、例えば、分子構造中に、−Ｏ−構造、−Ｓｉ−アリール構造および−Ｏ−Ｓｉ−構造のうちの少なくとも１つを有するものが挙げられる。かかる離脱性基は、活性放射線Ｒの作用によって主鎖から容易に離脱するが、カチオンの作用を利用すれば、さらに切断が促進される。
【０１０７】
このうち、離脱によりエポキシ系ポリマーの屈折率に低下を生じさせる離脱性基としては、−Ｓｉ−ジフェニル構造および−Ｏ−Ｓｉ−ジフェニル構造の少なくとも一方が好ましい。
【０１０８】
また、別の離脱性基としては、例えば、末端にアセトフェノン構造を有する置換基が挙げられる。この離脱性基は、活性放射線Ｒの作用によって主鎖から容易に離脱するが、フリーラジカルの作用を利用すれば、さらに切断が促進される。
【０１０９】
離脱性基の量は、特に限定されないが、エポキシ系ポリマー全質量に対して１０〜８０質量％であるのが好ましく、２０〜６０質量％であるのがより好ましい。離脱性基の量が前記範囲内であると、屈折率変調機能（屈折率差を変化させる効果）に優れたエポキシ系ポリマーとすることができるとともに、形成されるマイクロレンズアレイ１の機械的特性の向上を図ることもできる。
【０１１０】
かかる離脱性基を有するエポキシ系ポリマーは、前述した原料モノマーと、この原料モノマーに離脱性基を導入したモノマーとを重合することにより、容易に得ることができる。
【０１１１】
（（シリコーン系ポリマー））
シリコーン系ポリマーとは、オルガノアルコキシシランまたはその誘導体を原料モノマーとして、この原料モノマーを重合（加水分解・縮合または縮合）してなるポリマー（樹脂およびゴムを含む。）である。
【０１１２】
したがって、シリコーン系ポリマー（ポリオルガノシロキサン）としては、上記原料モノマーの１種を重合してなるホモポリマー、上記原料モノマーの異なる２種以上を重合してなるコポリマー、上記原料モノマーと他の原料モノマーとを重合してなるコポリマー等が挙げられる。
【０１１３】
このように原料モノマー（シリコーンモノマー）として用いられるオルガノアルコキシシランとしては、特に限定されないが、例えば、下記式（１１）で表わされるものが挙げられる。
【０１１４】
【化１１】
2015138243.tif 000013
［式（１１）中、Ｒ１、Ｒ３は、それぞれ独立して、一価の有機基である。また、Ｒ２は、アルキル基またはアルコキシアルキル基である。さらに、ｍは、０または１であり、ｎは、０〜３の整数を表わす。］
【０１１５】
なお、式（１１）中、Ｒ１、Ｒ３（一価の有機基）は、具体的には、それぞれ独立して、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基のようなアルキル基、ビニル基、アリル基のようなアルケニル基、フェニル基、トリル基のようなアリール基、ナフチル基、フェネチル基のようなアラルキル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アリール基およびこれら有機基中の炭素原子の一部が窒素原子、酸素原子、珪素原子、硫黄原子、リン原子またはこれら原子を含む原子団等で置換されたものが挙げられる。
【０１１６】
また、Ｒ２は、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基のようなアルキル基、メトキシメチル基、エトキシメトキシ基、プロポキシメトキシ基、メトキシエトキシ基、エトキシエトキシ基、プロポキシエトキシ基、ブトキシエトキシ基のようなアルコキシアルキル基が挙げられる。
【０１１７】
以上のような式（１１）で表わされるオルガノアルコキシシランとしては、具体的には、例えば、イソプロピルトリメトキシシラン、ネオペンチルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、４−ビニルフェニルトリメトキシシラン、トリメチルシリルメチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、エチニルトリメトキシシラン、ジエチニルジメトキシシラン、４−ビニルフェニルトリエトキシシラン、トリメチルシリルメチルトリエトキシシラン、イソプロピルトリプロポキシシラン、シクロペンチルトリイソプロポキシシラン、ネオペンチルトリブトキシシラン、イソプロピルメチルジメトキシシラン、メチルネオペンチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、メチルシクロペンチルジメトキシシラン、アリルメチルジメトキシシラン、（４−クロロフェニル）メチルジメトキシシラン、エチルプロピルジメトキシシラン、エチルイソペンチルジメトキシシラン、エチルネオペンチルジメトキシシラン、エチルシクロペンチルジメトキシシラン、フェニルエチルジメトキシシラン、エチル−３，３，３−トリフルオロプロピルジメトキシシラン、ブチルプロピルジメトキシシラン、ｓｅｃ−ブチルプロピルジメトキシシラン、ペンチルプロピルジメトキシシラン、ヘキシルプロピルジメトキシシラン、３−クロロプロピルプロピルジメトキシシラン、３−ブロモプロピルプロピルジメトキシシラン、イソプロピル−ｓｅｃ−ブチルジメトキシシラン、イソプロピルシクロペンチルジメトキシシラン、イソプロピルビニルジメトキシシラン、シクロペンチルイソブチルジメトキシシラン、ジヘキシルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、ビス（トリメチルシリルメチル）ジメトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルヘキシルジメトキシシラン、ｓｅｃ−ブチルメチルジエトキシシラン、エチルプロピルジエトキシシラン、エチル−ｔｅｒｔ−ブチルジエトキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルブチルエトキシシラン、ジシクロペンチルジエトキシシラン、４−メトキシフェニルビニルジエトキシシラン、イソブチルジメチルメトキシシラン、ｔｅｒｔ−ブチルジメチルメトキシシラン、（４−クロロフェニル）ジメチルメトキシシラン、ジメチル−２−チエニルメトキシシラン、トリプロピルメトキシシラン、トリブチルメトキシシラン、イソブチルジメチルエトキシシラン、アリルジメチルエトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、フェニルジエチルエトキシシラン、ジプロピルイソブチルエトキシシラン、ジフェニルメチルエトキシシラン、アリルジメチルプロポキシシラン、トリエチルプロポキシシラン、ジフェニルメチルブトキシシラン、１，４−ビス（メチルジメトキシシリル）フェニレン、２−アミノエチルアミノメチルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、２−（２−アミノエチルチオエチル）トリエトキシシラン、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等が挙げられる。
【０１１８】
なお、シリコーン系ポリマーを、上記原料モノマー（オルガノアルコキシシラン）と他の原料モノマーとを重合してなるコポリマーとする場合、他の原料モノマーとしては、上記原料モノマーと異なる種類のものであれば、特に限定されない。
【０１１９】
シリコーン系ポリマーの重量平均分子量は、特に限定されないが、ポリスチレン換算において１×１０４〜３×１０５程度であることが好ましく、３×１０４〜２×１０５程度であることがより好ましい。かかる重量平均分子量のシリコーン系ポリマーを用いることにより、後述するモノマー２２との相溶性が高くなるとともに、マイクロレンズアレイ１の機械的特性の向上を図ることができる。その結果、ポリマー２１中においてモノマー２２を必要かつ十分な速度と距離で移動させることができ、目的とする屈折率分布Ｎを確実に形成することができる。
【０１２０】
マイクロレンズアレイ１では、モノマー２２の濃度分布によって屈折率分布Ｎを形成するだけでなく、ポリマー２１の構造変化によっても屈折率分布Ｎを形成することができる。シリコーン系ポリマーは、前述したように、オルガノアルコキシシランまたはその誘導体を加水分解・縮合または縮合してなるものであることから、その分子構造中に、−Ｏ−構造、−Ｓｉ−アリール構造および−Ｏ−Ｓｉ−構造のうちの少なくとも１つを有するものとなる。そのため、かかる構造を有する部分が、後述する活性放射線Ｒにより主鎖から離脱する離脱性基として機能し、この離脱性基の主鎖からの離脱により、その屈折率を変化させることができるため、かかる点からも、層３の屈折率を変化させることができる。したがって、モノマー２２の濃度分布による屈折率変化と相まって、屈折率の変化量をより細かく制御することができる。
【０１２１】
なお、離脱によりシリコーン系ポリマーの屈折率に低下を生じさせる離脱性基としては、−Ｓｉ−ジフェニル構造および−Ｏ−Ｓｉ−ジフェニル構造の少なくとも一方が好ましい。
【０１２２】
また、別の離脱性基としては、例えば、末端にアセトフェノン構造を有する置換基が挙げられる。この離脱性基は、活性放射線Ｒの作用によって主鎖から容易に離脱するが、フリーラジカルの作用を利用すれば、さらに切断が促進される。
【０１２３】
離脱性基の量は、特に限定されないが、シリコーン系ポリマー全質量に対して１０〜８０質量％であるのが好ましく、２０〜６０質量％であるのがより好ましい。離脱性基の量が前記範囲内であると、屈折率変調機能（屈折率差を変化させる効果）に優れたシリコーン系ポリマーとすることができるとともに、形成されるマイクロレンズアレイ１の機械的特性の向上を図ることもできる。
【０１２４】
（（ポリイミド系ポリマー））
ポリイミド系ポリマーとは、テトラカルボン酸無水物とジアミンとを反応させることにより得られるポリアミド酸を加熱・硬化（イミド化）させてなるポリイミド（オリゴマー）を含むポリマーである。
【０１２５】
したがって、ポリイミド系ポリマーとしては、１種の上記ポリイミドを重合してなるホモポリマー、２種以上の上記ポリイミドを重合してなるブロックコポリマー、上記ポリイミドと他のオリゴマーとを重合してなるブロックコポリマー等が挙げられる。
【０１２６】
このようなポリイミドを得るために用いられるテトラカルボン酸無水物およびジアミンとしては、特に限定されないが、例えば、以下のようなものが挙げられる。
【０１２７】
すなわち、テトラカルボン酸無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン酸二無水物のような分子内にフッ素原子を含有しないものや、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）へキサフルオロプロパン二無水物、４，４−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェノキシ）テトラフルオロベンゼン二無水物、１，４−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェノキシ）テトラフルオロベンゼン二無水物、（トリフルオロメチル）ビロメリット酸二無水物、ジ（トリフルオロメチル）ピロメリット酸二無水物、ジ（ヘプタフルオロプロピル）ピロメリット酸二無水物のような分子内にフッ素原子を含有するもの等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１２８】
また、ジアミンとしては、例えば、ｍ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノジフェニルエーテル、ビス（３−アミノフェニル）スルフィド、（３−アミノフェニル）（４−アミノフェニル）スルフィド、ビス（３−アミノフェニル）スルホキシド、（３−アミノフェニル）（４−アミノフェニル）スルホキシド、ビス（４−アミノフェニル）スルホン、（３−アミノフェニル）（４−アミノフェニル）スルホン、３，４’−ジアミノベンゾフェノン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニル、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ケトン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルフィド、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホキシド、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、４，４’−ジアミノ−５，５’−ジフェノキシベンゾフェノン、３，３’−ジアミノ−４−フェノキシベンゾフェノン、３，４’−ジアミノ−４，５’−ジビフェノキシベンゾフェノン、３，３’−ジアミノ−４−ビフェノキシベンゾフェノンのような分子内にフッ素原子を含有しないものや、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）−４，４’−ジアミノビフェニル、２−トリフルオロメチル−４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、２’−トリフルオロメチル−３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、２，２−ビス（３−アミノフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）−４−トリフルオロメチルベンゼン、１，３−ビス（３−アミノ−５−トリフルオロメチルフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−アミノ−５−トリフルオロメチルフェノキシ）−５−トリフルオロメチルベンゼン、１，４−ビス（４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェノキシ）ベンゼン、２，２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパンのような分子内にフッ素原子を含有するもの等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１２９】
なお、ポリイミド系ポリマーを、上記ポリイミド（オリゴマー）と他のオリゴマーとを重合してなるブロックコポリマーとする場合、他のオリゴマーとしては、上記ポリイミドと異なる種類のものであれば、特に限定されないが、例えば、（メタ）アクリル系オリゴマー、エポキシ系オリゴマーおよびシリコーン系オリゴマー（オルガノシロキサンオリゴマー）のうちの少なくとも１種を用いることができる。
【０１３０】
ポリイミド系ポリマーの重量平均分子量は、特に限定されないが、ポリスチレン換算において１×１０４〜１×１０６程度であることが好ましく、２×１０５〜４×１０５程度であることがより好ましい。かかる重量平均分子量のポリイミド系ポリマーを用いることにより、後述するモノマー２２との相溶性が高くなるとともに、マイクロレンズアレイ１の機械的特性の向上を図ることができる。その結果、ポリマー２１中においてモノマー２２を必要かつ十分な速度と距離で移動させることができ、目的とする屈折率分布Ｎを確実に形成することができる。
【０１３１】
マイクロレンズアレイ１では、モノマー２２の濃度分布によって屈折率分布Ｎを形成するだけでなく、ポリマー２１の構造変化によっても屈折率分布Ｎを形成することができる。例えば、ポリイミド系ポリマーを、主鎖と、後述する活性放射線Ｒにより主鎖から離脱する離脱性基とを有する化学構造に設計する。かかる化学構造を有するポリイミド系ポリマーにおいては、活性放射線Ｒの照射により、離脱性基を主鎖から離脱させることができ、その屈折率が変化する。その結果、モノマー２２の濃度分布による屈折率変化と相まって、屈折率の変化量をより細かく制御することができる。
【０１３２】
このような離脱性基としては、例えば、分子構造中に、−Ｏ−構造、−Ｓｉ−アリール構造および−Ｏ−Ｓｉ−構造のうちの少なくとも１つを有するものが挙げられる。かかる離脱性基は、活性放射線Ｒの作用によって十分に分子構造が切断され、主鎖から容易に離脱するが、カチオンの作用を利用すれば、さらに切断が促進される。
【０１３３】
このうち、離脱によりポリイミド系ポリマーの屈折率に低下を生じさせる離脱性基としては、−Ｓｉ−ジフェニル構造および−Ｏ−Ｓｉ−ジフェニル構造の少なくとも一方が好ましい。
【０１３４】
また、別の離脱性基としては、例えば、末端にアセトフェノン構造を有する置換基が挙げられる。この離脱性基は、活性放射線Ｒの作用によって主鎖から容易に離脱するが、フリーラジカルの作用を利用すれば、さらに切断が促進される。
【０１３５】
離脱性基の量は、特に限定されないが、ポリイミド系ポリマー全質量に対して１０〜８０質量％であるのが好ましく、２０〜６０質量％であるのがより好ましい。離脱性基の量が前記範囲内であると、屈折率変調機能（屈折率差を変化させる効果）に優れたポリイミド系ポリマーとすることができるとともに、形成されるマイクロレンズアレイ１の機械的特性の向上を図ることもできる。
【０１３６】
かかる離脱性基を有するポリイミド系ポリマーは、例えば、上記ポリイミド（オリゴマー）と他のオリゴマーとしてのオルガノシロキサンオリゴマーとを重合してなるブロックコポリマーとすることにより、容易に得ることができる。
【０１３７】
（（フッ素系ポリマー））
フッ素系ポリマーとは、その分子構造中にフッ素原子を含有する重合体であり、本発明では、脂肪族環構造、イミド環構造、トリアジン環構造、ベンゾオキサゾール構造および芳香族環構造のうちの少なくとも１種の環構造を有し、かかる構造中にフッ素原子を含有するものであるのが好ましく用いられる。これらの中でも、特に、脂肪族環構造を主鎖として有する重合体であるのが好ましい。
【０１３８】
脂肪族環構造を主鎖として有する重合体（以下、「含フッ素脂肪族環構造重合体」ということもある。）は、フッ素原子を含有する環構造を備えるモノマーや、フッ素原子と２以上の重合性不飽和結合とを備えるモノマーを原料モノマーとして、この原料モノマーを重合することにより得ることができる。
【０１３９】
したがって、含フッ素脂肪族環構造重合体としては、上記原料モノマーの１種を重合してなるホモポリマー、上記原料モノマーの異なる２種以上を重合してなるコポリマー、上記原料モノマーと他の原料モノマーとを重合してなるコポリマー等とすることができる。
【０１４０】
なお、本明細書中において、含フッ素脂肪族環構造重合体とは、その主鎖が複数の脂肪族環構造で主に構成され、この脂肪族環構造を構成する炭素原子の１つ以上にフッ素原子またはフッ素原子を含む原子団が結合しているものをいう。
【０１４１】
このような含フッ素脂肪族環構造重合体は、具体的には、例えば、下記式（１２）〜（１６）に挙げるような構成単位（繰り返し単位）を主鎖に備えるものが挙げられる。
【０１４２】
【化１２】
2015138243.tif 000014
［上記各式中、ｌは０〜５、ｍは０〜４、ｎは０〜１、ｌ＋ｍ＋ｎは１〜６、ｏ、ｐ、ｑは、それぞれ独立して、０〜５、ｏ＋ｐ＋ｑは１〜６であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、Ｃ３Ｆ７またはＯＣＦ３であり、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、ＦまたはＣｌである。］
【０１４３】
かかる構成の含フッ素脂肪族環構造重合体を得るために、フッ素原子を含有する環構造を備えるモノマー（単量体）としては、例えば、ペルフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）、ペルフルオロ（２−メチル−１，３−ジオキソール）、ペルフルオロ（２−エチル−２プロピル−１，３−ジオキソール）、ペルフルオロ（２，２−ジメチル−４メチル−１，３−ジオキソール）のようなジオキソール環員炭素に、フッ素原子、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基のようなフッ素置換アルキル基が結合したペルフルオロジオキソール類を備えるものや、ペルフルオロ（４−メチル−２−メチレン−１，３−ジオキソラン）、ペルフルオロ（２−メチル−１，４−ジオキシン）のような含フッ素脂環構造を備えるもの等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１４４】
また、フッ素原子と２以上の重合性不飽和結合とを備えるモノマー（単量体）としては、例えば、ペルフルオロ（３−オキサ−１，５−ヘキサジエン）、ペルフルオロ（３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）、ペルフルオロ（４−メチル−３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）、ペルフルオロ（４−クロロ−３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）、ペルフルオロ（４−メトキシ−３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）、ペルフルオロ（５−メチル−３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１４５】
なお、含フッ素脂肪族環構造重合体は、上述したフッ素原子を含有する環構造を備えるモノマーと、フッ素原子と２以上の重合性不飽和結合とを備えるモノマーとの双方を原料モノマーとして用い、これらを共重合させてコポリマーすることによっても得ることができる。
【０１４６】
さらに、含フッ素脂肪族環構造重合体を、上記原料モノマーと他の原料モノマーとを重合してなるコポリマーとする場合、他の原料モノマーとしては、例えば、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ペルフルオロ（メチルビニルエーテル）のようなラジカル重合性モノマー等を用いることができる。
【０１４７】
フッ素系ポリマーの重量平均分子量は、特に限定されないが、ポリスチレン換算において１×１０４〜３×１０５程度であることが好ましく、３×１０４〜２×１０５程度であることがより好ましい。かかる重量平均分子量のフッ素系ポリマーを用いることにより、後述するモノマー２２との相溶性が高くなるとともに、マイクロレンズアレイ１の機械的特性の向上を図ることができる。その結果、ポリマー２１中においてモノマー２２を必要かつ十分な速度と距離で移動させることができ、目的とする屈折率分布Ｎを確実に形成することができる。
【０１４８】
マイクロレンズアレイ１では、モノマー２２の濃度分布によって屈折率分布Ｎを形成するだけでなく、ポリマー２１の構造変化によっても屈折率分布Ｎを形成することができる。例えば、フッ素系ポリマーを、主鎖と、後述する活性放射線Ｒにより主鎖から離脱する離脱性基とを有する化学構造に設計する。かかる化学構造を有するフッ素系ポリマーにおいては、活性放射線Ｒの照射により、離脱性基を主鎖から離脱させることができ、その屈折率が変化する。その結果、モノマー２２の濃度分布による屈折率変化と相まって、屈折率の変化量をより細かく制御することができる。
【０１４９】
このような離脱性基としては、例えば、分子構造中に、−Ｏ−構造、−Ｓｉ−アリール構造および−Ｏ−Ｓｉ−構造のうちの少なくとも１つを有するものが挙げられる。かかる離脱性基は、活性放射線Ｒの作用によって主鎖から容易に離脱するが、カチオンの作用を利用すれば、さらに切断が促進される。
【０１５０】
このうち、離脱によりフッ素系ポリマーの屈折率に低下を生じさせる離脱性基としては、−Ｓｉ−ジフェニル構造および−Ｏ−Ｓｉ−ジフェニル構造の少なくとも一方が好ましい。
【０１５１】
また、別の離脱性基としては、例えば、末端にアセトフェノン構造を有する置換基が挙げられる。この離脱性基は、活性放射線Ｒの作用によって主鎖から容易に離脱するが、フリーラジカルの作用を利用すれば、さらに切断が促進される。
【０１５２】
離脱性基の量は、特に限定されないが、フッ素系ポリマー全質量に対して１０〜８０質量％であるのが好ましく、２０〜６０質量％であるのがより好ましい。離脱性基の量が前記範囲内であると、屈折率変調機能（屈折率差を変化させる効果）に優れたフッ素系ポリマーとすることができるとともに、形成されるマイクロレンズアレイ１の機械的特性の向上を図ることもできる。
【０１５３】
なお、かかる離脱性基を有するフッ素系ポリマーは、前述した原料モノマーと、この原料モノマーに離脱性基を導入したモノマーとを重合することにより、容易に得ることができる。
【０１５４】
（（ポリオレフィン系ポリマー））
ポリオレフィン系ポリマーは、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、シス−２−ブテン、トランス−２−ブテン、イソブテン、１−ペンテン、２−ペンテン、２−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、２，３−ジメチル−２−ブテン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセンのようなモノオレフィン系モノマー、アレン、メチルアレン、ブタジエン、２，３−ジメチルブタジエン、１，３−ペンタジエン、１，４−ペンタジエン、クロロプレン、１，５−ヘキサジエンのようなジエン系モノマー等を原料モノマーとして、この原料モノマーを重合してなるポリマー（樹脂およびゴムを含む。）である。
【０１５５】
なお、ポリオレフィン系ポリマーとしては、上記原料モノマーの１種を重合してなるホモポリマー、上記原料モノマーの異なる２種以上を混合してなるコポリマー、上記原料モノマーと他の原料モノマーとを重合してなるコポリマー等が挙げられる。
【０１５６】
また、上記原料モノマーと重合させる他の原料モノマーとしては、特に限定されないが、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｏ−エチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、ブロモスチレンといった芳香族ビニル系モノマー、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸アリル、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−メチルマレイミド、酢酸ブチル、酢酸ビニル、酢酸イソプロペニル、塩化ビニル、ビニルエーテル等のビニル系モノマーが挙げられる。
【０１５７】
なお、上記原料モノマーを重合してなるポリマーとしては、例えば、ポリスチレン、スチレンーブタジエンコポリマー、酢酸ビニルまたはその加水分解物、ポリビニルアルコール、ポリアセタール、ポリブチラール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。
【０１５８】
一方、ポリオレフィン系ポリマーは、ノルボルネン系ポリマー、ベンゾシクロブテン系ポリマーのような環状オレフィン系ポリマーであってもよい。環状オレフィン系ポリマーとしては、例えば、特開２０１０−０９０３２８号公報に記載されたものが用いられる。環状オレフィン系ポリマーは、単独の繰り返し単位を有するもの（ホモポリマー）、２つ以上の繰り返し単位を有するもの（コポリマー）のいずれであってもよく、具体例としては、ヘキシルノルボルネンのホモポリマー、フェニルエチルノルボルネンのホモポリマー、ベンジルノルボルネンのホモポリマー、ヘキシルノルボルネンとフェニルエチルノルボルネンとのコポリマー、ヘキシルノルボルネンとベンジルノルボルネンとのコポリマー等が挙げられる。
【０１５９】
また、他の原料モノマーとしては、活性放射線Ｒの照射により、一部が光異性化または光二量化する化学構造を有するモノマーであってもよい。かかる化学構造を有するポリオレフィン系ポリマーにおいては、活性放射線Ｒの照射により、光異性化または光二量化を生じ、その屈折率が変化する。その結果、モノマー２２の濃度分布による屈折率変化と相まって、屈折率の変化量をより細かく制御することができる。なお、光異性化は、活性放射線の照射によりシス−トランス異性化や光Ｆｒｉｅｓ転位、脱炭酸を生じる現象であり、光二量化は、隣り合って存在する二重結合同士の間に結合が生じる現象である。
【０１６０】
このような光異性化または光二量化する化学構造としては、例えば、アゾベンゼン基、アゾナフタレン基、芳香族複素環アゾ基、ビスアゾ基、ホルマザン基のようなＮ＝Ｎ基、マレイミド基、インデン基、クマリン基、シンナメート基、ポリエン基、スチルベン基、スチルバゾール基、スチルバゾリウム基、シンナモイル基、ヘミチオインジゴ基、カルコン基のようなＣ＝Ｃ基、芳香族シッフ塩基、芳香族ヒドラゾン構造のようなＣ＝Ｎ基、ベンゾフェノン基、アントラキノン基等のようなＣ＝Ｏ基、アリルエステル基のようなエステル基、アシルフェノール構造等が挙げられ、これらのうちの少なくとも１つが用いられる。また、特に、アゾベンゼン基、マレイミド基、クマリン基、シンナモイル基、およびインデン基の少なくとも１つが好ましく用いられる。
【０１６１】
また、上記化学構造を有する化合物としては、例えば、イミレックス（日本触媒製）、脂肪族ビスマレイミド（ＤＭＩ製）、アロニックス（東亞合成製）、ビスマレイミド類（ケイ・アイ化成製）、メチルシンナメート（井上香料製造所）、パラメトキシケイ皮酸２エチルヘキシル等が挙げられる。
【０１６２】
（モノマー）
モノマー（光重合性モノマー）２２は、後述する活性放射線Ｒの照射により、照射領域３１において反応して反応物を生成する。それとともにモノマー２２は移動し、層３の照射領域３１と非照射領域３２との間で屈折率差を生じさせる。
【０１６３】
モノマー２２の反応物としては、モノマー２２がポリマー２１中で重合して形成されたポリマー（重合体）、モノマー２２がポリマー２１同士を架橋してなる架橋構造、および、モノマー２２がポリマー２１から分岐するように重合した分岐構造のうちの少なくとも１つが挙げられる。
【０１６４】
ところで、照射領域３１と非照射領域３２との間に生じる屈折率差は、ポリマー２１の屈折率とモノマー２２の屈折率との差に基づいて生じることから、モノマー２２は、ポリマー２１の屈折率との大小関係を考慮して選択される。本発明では、モノマー２２として、ポリマー２１より屈折率の低いものが選択され、使用される。
【０１６５】
なお、モノマー２２としては、ポリマー２１との相溶性を有し、かつポリマー２１との屈折率差が０．０１以上であるものが好ましく用いられる。
【０１６６】
このようなモノマー２２としては、分子構造中に重合可能な部位を有する化合物であればよく、特に限定されないが、例えば、アクリル酸（メタクリル酸）系モノマー、エポキシ系モノマー、オキセタン系モノマー、ノルボルネン系モノマー、ビニルエーテル系モノマー、スチレン系モノマー、光二量化モノマー等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１６７】
これらのモノマー２２のうち、前述したポリマー２１を製造するためのモノマーと同種のものを用いることにより、ポリマー２１中にモノマー２２をより均一に分散することができるので、モノマー２２移動後の表面形状や屈折率分布Ｎを制御し易い。
【０１６８】
また、重合可能な部位としては、特に不飽和炭化水素が好ましく用いられる。不飽和炭化水素を含む化合物は、ラジカル重合やカチオン重合といった重合反応を生じ易く、本発明に用いられるモノマー２２として好適である。
【０１６９】
ここで、アクリル酸（メタクリル酸）系モノマー、エポキシ系モノマーとしては、ポリマー２１の原料として挙げたモノマーと同様のものを用いることができる。
【０１７０】
また、環状エーテル基の開環が起こり易いため、オキセタニル基およびエポキシ基のような環状エーテル基を有するモノマーまたはオリゴマーは、速やかに反応し得る。したがって、かかるモノマーを用いることにより、マイクロレンズアレイ１の形成時間の短縮を図ることができる。
【０１７１】
環状エーテル基を有するモノマーの分子量（重量平均分子量）またはオリゴマーの分子量（重量平均分子量）は、それぞれ１００以上４００以下であるのが好ましい。
【０１７２】
また、ビニルエーテル系モノマーとしては、例えば、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、ｔｅｒｔ−ブチルビニルエーテル、ｎ−ペンチルビニルエーテル、ｎ−ヘキシルビニルエーテル、ｎ−オクチルビニルエーテル、ｎ−ドデシルビニルエーテル、２−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル類またはシクロアルキルビニルエーテル類が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１７３】
また、スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられ、これらのうちの１種または２種を組み合わせて用いることができる。
【０１７４】
さらに、光二量化モノマーとしては、前述した光二量化し得る化学構造を有するモノマーが挙げられ、具体的には、４，４’−ジフェニルメタンビスマレイミド、ビス−（３−エチル−５−メチル−４−マレイミドフェニル）メタン、２，２’−ビス−［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパン等が挙げられ、これらのうちの１種または２種を組み合わせて用いることができる。
【０１７５】
なお、これらのモノマー２２と前述したポリマー２１との組み合わせは、特に限定されず、いかなる組み合わせであってもよい。
【０１７６】
さらに、モノマー２２としては、上述した各種モノマー、すなわちアクリル酸（メタクリル酸）系モノマー、エポキシ系モノマー、オキセタン系モノマー、ノルボルネン系モノマー、ビニルエーテル系モノマー、スチレン系モノマー、光二量化モノマー等のモノマーが、同種・非同種のものを問わず２種以上併用されていてもよい。これらの組合せの中でも、オキセタニル基を有するモノマー、オキセタニル基を有するオリゴマー、エポキシ基を有するモノマー、エポキシ基を有するオリゴマーのうちの２種以上を併用するのが好ましい。
【０１７７】
オキセタニル基を有するモノマー、オキセタニル基を有するオリゴマーは重合を開始する開始反応が遅いが、生長反応が速い。これに対し、エポキシ基を有するモノマー、エポキシ基を有するオリゴマーは、重合を開始する開始反応が速いが、生長反応が遅い。そのため、オキセタニル基を有するモノマー、オキセタニル基を有するオリゴマーと、エポキシ基を有するモノマー、エポキシ基を有するオリゴマーとを併用することで、活性放射線Ｒを照射した際に、照射領域３１と非照射領域３２との間の屈折率差を確実に生じさせることができる。
【０１７８】
オキセタニル基を有するモノマーとしては、例えば、アロンオキセタン（東亞合成製）を使用することができる。
【０１７９】
また、モノマー２２は、その少なくとも一部が上述したようにオリゴマー化していてもよい。
【０１８０】
なお、オキセタニル基を有するモノマーおよびオリゴマーやエポキシ基を有するモノマーおよびオリゴマーとしては、例えば、特開２０１０−０９０３２８号公報に記載されたものが挙げられる。
【０１８１】
これらのモノマー２２の添加量は、ポリマー２１の１００質量部に対し、１質量部以上７０質量部以下であることが好ましく、１０質量部以上５０質量部以下であることがより好ましい。これにより、必要かつ十分な屈折率差を形成することができるとともに、照射領域３１を必要かつ十分な高さに隆起させることができる。したがって、モノマー２２の添加量が前記下限値を下回る場合、ポリマー２１やモノマー２２の組成によっては、十分な屈折率差が得られなかったり、凹部１２の凹没深さが浅くなったりするおそれがあり、製造されるマイクロレンズアレイ１の光学性能が低くなるおそれがある。一方、モノマー２２の添加量が前記上限値を上回る場合、ポリマー２１やモノマー２２の組成によっては、照射領域３１においてモノマー２２やその反応物がすぐに飽和状態となり、モノマー２２の移動速度が低下したり、凹部１２の形状がばらつくおそれがある。
【０１８２】
（重合開始剤）
また、層３は、必要に応じて重合開始剤を含んでいてもよい。なお、モノマー２２の反応性が高い場合には、重合開始剤がなくても反応が進む場合もある。
【０１８３】
重合開始剤は、活性放射線の照射に伴ってモノマー２２に作用し、モノマー２２の反応を促すものである。
【０１８４】
用いる重合開始剤としては、モノマー２２の重合反応または架橋反応の種類に応じて適宜選択される。例えば、アクリル酸（メタクリル酸）系モノマー、スチレン系モノマーには専らラジカル重合開始剤が、エポキシ系モノマー、オキセタン系モノマー、ビニルエーテル系モノマーには専らカチオン重合開始剤が好ましく用いられる。
【０１８５】
ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類等が挙げられる。具体的には、イルガキュア６５１、イルガキュア１８４（以上、ＢＡＳＦジャパン製）等が挙げられる。
【０１８６】
一方、カチオン重合開始剤としては、例えば、ジアゾニウム塩のようなルイス酸発生型のもの、ヨードニウム塩、スルホニウム塩のようなブレンステッド酸発生型のもの等が挙げられる。具体的には、アデカオプトマーＳＰ−１７０（ＡＤＥＫＡ製）、サンエイドＳＩ−１００Ｌ（三新化学工業製）、Ｒｈｏｄｏｒｓｉｌ２０７４（ローディアジャパン製）等が挙げられる。
【０１８７】
特に、モノマー２２として環状エーテル基を有するモノマーを用いる場合には、以下のようなカチオン重合開始剤（光酸発生剤）が好ましく用いられる。
【０１８８】
例えば、トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリス（４−ｔ−ブチルフェニル）スルホニウム−トリフルオロメタンスルホネートなどのスルホニウム塩類、ｐ−ニトロフェニルジアゾニウムヘキサフルオロホスフェートなどのジアゾニウム塩類、アンモニウム塩類、ホスホニウム塩類、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、（トリキュミル）ヨードニウム−テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートなどのヨードニウム塩類、キノンジアジド類、ビス（フェニルスルホニル）ジアゾメタンなどのジアゾメタン類、１−フェニル−１−（４−メチルフェニル）スルホニルオキシ−１−ベンゾイルメタン、Ｎ−ヒドロキシナフタルイミド−トリフルオロメタンサルホネートなどのスルホン酸エステル類、ジフェニルジスルホンなどのジスルホン類、トリス（２，４，６−トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（３．４−メチレンジオキシフェニル）−４，６−ビス−（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジンなどのトリアジン類等の化合物が挙げられる。なお、これらの光酸発生剤は、単独または複数を組み合わせて用いられる。
【０１８９】
重合開始剤の含有量は、ポリマー２１の１００質量部に対し０．０１質量部以上５質量部以下であることが好ましく、０．０２質量部以上３質量部以下であることがより好ましい。これにより、層３の光学特性や機械的特性を低下させることなく、モノマー２２を速やかに反応させることができる。
【０１９０】
（その他の添加剤）
層３には、これらの他に、各種架橋剤を添加してもよい。例えば、（メタ）アクリル系モノマーの架橋には、水性（メタ）アクリレート用架橋剤としてカルボジライトＶ−０２−Ｌ２（日清紡ケミカル製）を使用することができる。
【０１９１】
また、層３は、増感剤を含んでいてもよい。増感剤は、活性放射線Ｒに対する重合開始剤の感度を増大して、重合開始剤の活性化（反応または分解）に要する時間やエネルギーを減少させる機能や、重合開始剤の活性化に適する波長に活性放射線Ｒの波長を変化させる機能を有するものである。
【０１９２】
具体的には、重合開始剤の感度や増感剤の吸収のピーク波長に応じて適宜選択されるが、９，１０−ジブトキシアントラセン（ＣＡＳ番号第７６２７５−１４−４番）のようなアントラセン類、キサントン類、アントラキノン類、フェナントレン類、クリセン類、ベンツピレン類、フルオラセン類（fluoranthenes）、ルブレン類、ピレン類、インダンスリーン類、チオキサンテン−９−オン類（thioxanthen−9−ones）等が挙げられ、これらを単独または混合物として用いることができる。
【０１９３】
より具体的には、例えば、２−イソプロピル−９Ｈ−チオキサンテン−９−オン、４−イソプロピル−９Ｈ−チオキサンテン−９−オン、１−クロロ−４−プロポキシチオキサントン、フェノチアジン（phenothiazine）またはこれらの混合物が挙げられる。
【０１９４】
増感剤の含有量は、層３中で、０．０１質量％以上であるのが好ましく、０．５質量％以上であるのがより好ましく、１質量％以上であるのがさらに好ましい。なお、上限値は、５質量％以下であるのが好ましい。
【０１９５】
なお、層３は、この他に、触媒前駆体、助触媒、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、塗面改良剤、熱重合禁止剤、レベリング剤、界面活性剤、着色剤、保存安定剤、可塑剤、滑剤、フィラー、無機粒子、劣化防止剤、濡れ性改良剤、帯電防止剤等を含んでいてもよい。
【０１９６】
このような層３は、原材料を含む組成物（ワニス）を、例えば図３（ａ）に示すような基板３０上に塗布し、層状に成形後、乾燥させることにより形成される。
【０１９７】
［２］次に、図３（ｂ）に示すように、開口（窓）４１が形成されたマスク４を介して、層３に対し活性放射線Ｒを照射する。
【０１９８】
露光方式は、マスクを用いたコンタクト露光およびプロキシミティ露光や直接描画方式等でもよい。
【０１９９】
マスク４は、別体のもの（例えばプレート状、フィルム状のもの）でも、層３上に例えば気相成膜法や塗布法により形成された膜状のものでもよい。
【０２００】
マスク４として好ましいものの例としては、石英ガラスやＰＥＴ基材等で作製されたフォトマスク、ステンシルマスク、気相成膜法（蒸着、スパッタリング等）により形成された金属薄膜等が挙げられるが、これらの中でもフォトマスクやステンシルマスクを用いるのが特に好ましい。これにより、微細なパターンを精度良く形成することができるとともに、ハンドリングがし易く、生産性の向上に有利であるからである。
【０２０１】
なお、活性放射線Ｒとしてレーザー光のような指向性の高い光を用いる場合には、マスク４の使用を省略してもよい。
【０２０２】
層３に照射される活性放射線Ｒは、モノマー２２を反応させ得るものであればよく、例えば、可視光、紫外線、赤外線、レーザー光の他、電子線やＸ線等を用いることもできる。
【０２０３】
これらの中でも、活性放射線Ｒとしては、波長２００〜４５０ｎｍの範囲にピーク波長を有するものであるのが好ましい。これにより、モノマー２２の反応を特に促進させ易く、かつ、ポリマー２１の劣化を比較的少なく抑えることができる。
【０２０４】
なお、活性放射線Ｒの照射量は、０．０１〜９Ｊ／ｃｍ２程度であるのが好ましく、０．１〜６Ｊ／ｃｍ２程度であるのがより好ましく、０．２〜３Ｊ／ｃｍ２程度であるのがさらに好ましい。
【０２０５】
層３の照射領域３１に対して選択的に活性放射線Ｒが照射されると、照射領域３１においてモノマー２２が重合する。モノマー２２が重合すると、照射領域３１におけるモノマー２２の量が減少するため、それを補うようにして図３（ｃ）に示すように、層３の非照射領域３２のモノマー２２が照射領域３１に移動する。その結果、層３では、照射領域３１のモノマー２２およびその反応物の濃度が高まり、一方、非照射領域３２ではモノマー２２の濃度が低下する。
【０２０６】
このようなモノマー２２の濃度分布が形成されると、それに応じて、層３の体積にも変化が生じる。具体的には、モノマー２２の移動先である照射領域３１では、モノマー２２の増加に伴って隆起が生じる。その結果、層３の照射領域３１の表面が非照射領域３２に比べて相対的に高くなり、図３（ｄ）に示す平坦部１１が形成される。一方、非照射領域３２は、表面高さが相対的に低くなり、前述した凹部１２となる。
【０２０７】
また、モノマー２２やその反応物の屈折率はポリマー２１に比べて低いため、このような濃度分布が形成されることにより、照射領域３１の屈折率は非照射領域３２に比べて低下することとなる。その結果、層３には、照射領域３１の屈折率が低く、非照射領域３２の屈折率が高いという屈折率差が形成され、前述した屈折率分布Ｎが形成される。なお、上述したようなモノマー２２の反応物の屈折率は、重合前のモノマー２２の屈折率とほぼ同じ（屈折率差が０〜０．００１程度）であるため、照射領域３１では、モノマー２２の重合が進むにつれ、モノマー２２の量およびモノマー２２の反応物の量に応じて屈折率が低下することとなる。
【０２０８】
なお、モノマー２２の移動は、照射領域３１においてモノマー２２が消費されることがきっかけとなって起こると考えられる。このため、非照射領域３２全体のモノマー２２が一斉に照射領域３１に向かうのではなく、照射領域３１に近い部分から徐々に移動が始まり、これを補うように次々と移動が連鎖すると考えられる。したがって、モノマー２２の濃度分布は、必然的に緩やかな傾斜を伴うものとなり、その結果、凹部１２の表面形状や屈折率分布Ｎの形状は、それぞれ滑らかな曲線で構成されることとなる。具体的には、凹部１２の形状は、図３（ｄ）に示すように、表面高さが最も低い最深部１２１と、そこから凹部１２の外縁に向かって徐々に表面高さが増加している漸増部１２２と、を有する形状となる。また、屈折率分布Ｎの形状は、図３（ｅ）に示すように、最深部１２１から凹部１２の外縁に向かって徐々に屈折率が低下する形状となる。したがって、マイクロレンズアレイ１は、その形状変化が滑らかであるため、例えば曲げられた場合であっても亀裂等が生じる起点となる部位が少なく、その結果、耐折り曲げ性等の耐久性に優れたものとなる。また、屈折率分布Ｎの変化も滑らかであるため、凹部１２に光を閉じ込める効果が特に顕著なものとなる。
【０２０９】
また、本発明では、このような優れた光学性能を有するマイクロレンズアレイ１を、層３の凹部１２にすべき領域以外に活性放射線Ｒを照射するという簡単な工程を経て製造することができる。このため、複雑なパターンで凹部１２が配置されたマイクロレンズアレイ１であっても、照射領域３１を適宜設定することのみで製造することが可能であるため、パターンの複雑さに関わらず、製造工程は極めて簡単である。よって、光学性能の高いマイクロレンズアレイ１を低い製造コストで製造することができる。
【０２１０】
なお、従来、マイクロレンズアレイを製造する際には、フォトリソグラフィー法やエッチング法等の精密加工技術が用いられていたが、これらにはいずれも大型で高価な装置や大量の副資材が必要であった。このため、フォトレジストやエッチング液等の副資材が接触することによって、マイクロレンズアレイの構成材料が劣化したり、汚染されたりするおそれがあった。
【０２１１】
これに対し、本発明では、このような大型の装置や大量の副資材が不要であるため、製造コストの削減が容易であるとともに、構成材料の劣化や汚染を防ぐことができる。
【０２１２】
また、屈折率分布Ｎは、前述したように、凹部１２と平坦部１１との境界付近に位置し、周辺よりも屈折率が局所的に小さくなっている低屈折率部ＮＬを有していてもよいが、かかる低屈折率部ＮＬもモノマー２２の移動によって形成されると考えられる。具体的には、モノマー２２が徐々に移動していった結果、凹部１２と平坦部１１との境界付近においてモノマー２２の濃度が最も高くなり、その結果、低屈折率部ＮＬが形成されると考えられる。
【０２１３】
また、ポリマー２１が離脱性基を有している場合、活性放射線Ｒの照射に伴い、照射領域３１において離脱性基が離脱する。これにより、照射領域３１の表面形状やポリマー２１の屈折率が変化する。このため、上述したモノマー２２の移動による表面形状変化や屈折率変化と合わせて、照射領域３１の表面形状や屈折率をより細かく制御することができる。
【０２１４】
なお、モノマー２２が反応する波長（あるいは重合開始剤が反応する波長）と、離脱性基が離脱する波長とは異なる場合が多い。したがって、例えばモノマー２２が反応する波長の活性放射線Ｒを先に照射し、次いで、照射領域を変えて離脱性基が離脱する波長を照射することにより、照射領域３１の表面形状や屈折率をさらに細かく制御することができる。
【０２１５】
同様に、反応する波長が異なる複数のモノマー２２を用いたり、反応する波長が異なる複数の重合開始剤を用いたりした場合でも、波長と照射領域を変えながら活性放射線Ｒを複数回照射することによって、照射領域３１の表面形状や屈折率をより細かく制御することができる。その結果、各種収差が少なく光学性能の非常に高いマイクロレンズアレイ１を得ることができる。
【０２１６】
なお、照射領域３１では、活性放射線Ｒを一様な積算照射量で照射するようにしてもよく、所定の偏りを持った積算照射量分布になるよう照射してもよい。
【０２１７】
照射領域３１に対して積算照射量分布が一様になるように活性放射線Ｒを照射した場合、照射工程が簡単であるという利点の他に、モノマー２２の移動を制御し易く、凹部１２の表面形状や屈折率分布を目的とする形状に制御し易いという利点がある。この場合、モノマー２２が自然な濃度勾配を伴って、例えば正規分布曲線の回転曲面のような滑らかな曲面を容易に得ることができる。なお、一様な積算照射量とは、照射領域３１における積算照射量の最大と最小との差が平均値の１０％以下であることをいう。
【０２１８】
一方、照射領域３１に対して所定の偏りを持った積算照射量分布になるように活性放射線Ｒを照射した場合、モノマー２２の移動を制御する難易度は上がるものの、移動量や移動速度を細かく制御することができ、例えば非対称の曲面であっても形成することができる。
【０２１９】
このようにして積算照射量分布を制御することにより、モノマー２２の移動量を変化させ、凹部１２の表面形状や屈折率分布Ｎをより細かく制御することができる。
【０２２０】
また、層３内のモノマーを移動させる際、層３の乾燥条件を適宜変更することにより、モノマー２２の移動量や移動速度を制御することができる。例えば、乾燥の程度を大きくすることにより、モノマー２２の移動量を抑えることができる。
【０２２１】
なお、ポリマー２１のショアＤ硬度は、３５〜９５程度であるのが好ましく、４０〜９０程度であるのがより好ましく、４５〜８５程度であるのがさらに好ましい。このような硬度のポリマー２１は、マイクロレンズアレイ１に必要かつ十分な機械的特性を付与しつつ、モノマー２２の確実な移動を可能にするものである。このため、かかる硬度のポリマー２１を用いることにより、十分な凹没深さと十分な屈折率差を有する凹部１２を形成することができる。
【０２２２】
同様な理由から、ポリマー２１のロックウェル硬度は、Ｍスケールで４０〜１２５程度であるのが好ましく、５０〜１１５程度であるのがより好ましく、６０〜１１０程度であるのがさらに好ましい。
【０２２３】
また、ポリマー２１の軟化点は、９０℃以上であるのが好ましく、９５〜２８０℃であるのがより好ましい。これにより、マイクロレンズアレイ１は、必要かつ十分な機械的特性を有するとともに、十分な凹没深さと十分な屈折率差を有するものとなる。なお、ポリマー２１の軟化点は、ポリマー２１のガラス転移温度または融点であり、双方あるときは低い方を指す。
【０２２４】
このようなポリマー２１の物性は、凹部１２を確実に形成するために重要である。すなわち、ポリマー２１の硬度が低過ぎたり軟化点が低過ぎたりした場合、マイクロレンズアレイ１の寸法や構成材料によっては、マイクロレンズアレイ１の機械的特性が不十分となり、形状維持が困難であったり、取り扱い難いものになるおそれがある。一方、ポリマー２１の硬度が高過ぎたり軟化点が高過ぎたりした場合、モノマー２２の移動が不十分となり、照射領域３１が十分に隆起せず、凹部１２の凹没深さが不十分になって、凹部１２の光学性能が低下するおそれがある。
【０２２５】
また、活性放射線Ｒの照射は、必要に応じて、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気のような不活性ガス雰囲気下で行うようにしてもよい。これにより、ポリマー２１やモノマー２２の酸化、変性を抑制することができ、より光学特性に優れたマイクロレンズアレイ１を得ることができる。
【０２２６】
その後、必要に応じて、層３に加熱処理を施す。この加熱処理において、モノマー２２のさらなる移動が抑制される。
【０２２７】
この加熱処理における加熱温度は、特に限定されないが、３０〜１８０℃程度であるのが好ましく、４０〜１６０℃程度であるのがより好ましい。
【０２２８】
また、加熱時間は、加熱温度に応じて適宜設定されるが、０．０５〜２時間程度であるのが好ましく、０．１〜１時間程度であるのがより好ましい。
【０２２９】
以上のようにして、層３に凹部１２を形成し、マイクロレンズアレイ１を得ることができる。
【０２３０】
なお、マイクロレンズアレイ１に形成された屈折率分布Ｎは、例えば、（１）干渉顕微鏡（ｄｕａｌ−ｂｅａｍ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて屈折率依存の干渉縞を観測し、その干渉縞から屈折率分布Ｎを特定する方法、（２）屈折ニアフィールド法（Ｒｅｆｒａｃｔｅｄ  Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  ｍｅｔｈｏｄ；ＲＮＦ）等により特定することができる。このうち、屈折ニアフィールド法は、例えば特開平５−３３２８８０号公報に記載の測定条件を採用することができる。一方、干渉顕微鏡は、屈折率分布Ｎの特定を簡便に行い得る点で有用である。
【０２３１】
また、マイクロレンズアレイ１に形成された屈折率分布Ｎは、モノマー２２やその反応物の濃度と一定の相関関係を有していることから、モノマー２２やその反応物の濃度分布を取得することによっても、その形状を間接的に特定することが可能である。モノマー２２やその反応物の濃度の測定には、例えば、ＦＴ−ＩＲ、ＴＯＦ−ＳＩＭＳの線分析、面分析等を用いることができる。
【０２３２】
なお、活性放射線Ｒを照射する層３は、上述したような層３を複数層積層したものであってもよい。これにより、凹部１２の凹没深さを実質的に深くすることができる。
【０２３３】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の光学部品（本発明の凹凸構造体）の第２実施形態を適用したマイクロレンズアレイについて説明する。
【０２３４】
図４は、本発明の光学部品の第２実施形態を適用したマイクロレンズアレイおよびその製造方法を説明するための断面図である。なお、以下の説明では、図４の上方の面を「表面」、下方の面を「裏面」という。
【０２３５】
以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点について説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【０２３６】
第２実施形態では、マイクロレンズアレイ１を製造する際、層３を形成するための基板３０として、柔軟性の高いものを用いる。具体的には、基板３０として各種樹脂フィルム等を用いる。このような柔軟性の高い基板３０を用いることにより、層３の照射領域３１が隆起した際、図４（ｄ）に示すように、層３の表面側が上方に隆起するのみでなく、柔軟性の高い基板３０を押し下げながら層３の裏面側も下方に隆起する。その結果、得られるマイクロレンズアレイ１は、表面と裏面の双方が部分的に隆起し、相対的に表面と裏面の双方が部分的に凹没してなる凹部１２を有するものとなる。
【０２３７】
このような凹部１２は、いわゆる両凹レンズと同じように振る舞う。すなわち、第１実施形態に係る凹部１２が平凹レンズと同じように振る舞うのに対し、本実施形態に係る凹部１２は、より発散効果に優れた両凹レンズと同じように振る舞うことができる。その結果、より光学性能に優れたマイクロレンズアレイ１が得られる。
【０２３８】
なお、第１実施形態では、基板３０として比較的剛性の高いものを用いればよい。基板３０の剛性は、層３の隆起の力に応じて適宜設定されればよいが、例えば樹脂製の基板３０の場合、その厚さを一例として０．５ｍｍ以上にすればよい。
【０２３９】
一方、本実施形態では、層３の隆起の力を阻害しない程度の柔軟性を有する基板３０を用いればよく、例えば樹脂製の基板３０の場合、その厚さを一例として０．５ｍｍ未満にすればよい。
【０２４０】
また、基板３０の上面にあらかじめ所望の凹凸形状を形成しておくことにより、基板３０上に成膜した層３にその凹凸形状を転写し、ひいては、マイクロレンズアレイ１の裏面１３にその凹凸形状を転写することができる。これにより、基板３０上に形成した凹凸形状により、凹部１２の裏面形状を決め、層３の隆起により、凹部１２の表面形状を決めることができる。その結果、表裏で異なる形状を有する凹部１２が得られる。
【０２４１】
＜光学装置＞
上述したような本発明の光学部品は、例えば光学装置に搭載することによって、光学性能に優れた信頼性の高い光学装置を得ることができる。
【０２４２】
本発明の光学部品を備える光学装置としては、例えば、ＣＣＤイメージセンサー、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサーのような各種撮像素子、液晶表示素子、有機ＥＬ素子、液晶プロジェクターのような各種表示装置、光ファイバー接続用フェルール、光導波路接続用フェルールのような各種光通信用装置、分光分析装置のような各種光学分析装置等が挙げられる。
【０２４３】
図５は、本発明の光学装置の実施形態を適用した液晶表示装置の構造を示す断面図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図５中の上方を「上」、下方を「下」という。
【０２４４】
図５に示す液晶表示装置５は、透明電極と配向膜等が積層した面をそれぞれ対向するように２枚の透明基板を重ね合わせ、両基板間に液晶を封止してなる液晶表示素子（液晶パネル）５１と、液晶表示素子５１の下方に配置され、液晶表示素子５１に光を供給するバックライト５２と、を備えている。このうち、バックライト５２は、最も下方に位置する光源部５２１と、光源部５２１の上方に設けられたマイクロレンズアレイ１と、マイクロレンズアレイ１の上方に設けられた拡散シート５２２とで構成されている。このような液晶表示装置５では、光源部５２１から照射された光が、マイクロレンズアレイ１に入射して拡散され、拡散シート５２２でさらに拡散されて液晶表示素子５１に入射する。
【０２４５】
マイクロレンズアレイ１では、前述したように、凹部１２の表面形状による発散効果に屈折率分布Ｎによる効果（高屈折率による効果）が重畳されることにより、その発散力（屈折力）の増大が図られることとなる。このため、同じ発散効果であれば、マイクロレンズアレイ１の薄型化が可能になり、ひいては液晶表示装置５の薄型化を図ることができる。また、マイクロレンズアレイ１の厚さが同じであれば、バックライト５２の出射光の光量分布の均一化を図ることができ、輝度ムラの少ない液晶表示装置５を得ることができる。
【０２４６】
以上、本発明の凹凸構造体、凹凸構造体の製造方法、光学部品および光学装置について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
【０２４７】
例えば、凹部表面の形状は、上記のものに限定されず、例えば二次曲面、四次曲面、六次曲面のようないわゆる高次曲面、双曲面、楕円面等であってもよい。
【実施例】
【０２４８】
次に、本発明の実施例について説明する。
１．マイクロレンズアレイの製造
（実施例１）
（１）ポリオレフィン系樹脂の合成
水分および酸素濃度がいずれも１ｐｐｍ以下に制御され、乾燥窒素で満たされたグローブボックス中において、ヘキシルノルボルネン（ＨｘＮＢ）７．２ｇ（４０．１ｍｍｏｌ）を５００ｍＬバイアル瓶に計量し、脱水トルエン６０ｇと酢酸エチル１１ｇを加え、シリコン製のシーラーを被せて上部を密栓した。
【０２４９】
次に、１００ｍＬバイアルビン中にＮｉ触媒１．５６ｇ（３．２ｍｍｏｌ）と脱水トルエン１０ｍＬを計量し、スターラーチップを入れて密栓し、触媒を十分に撹拌して完全に溶解させた。
【０２５０】
このＮｉ触媒溶液１ｍＬをシリンジで正確に計量し、上記ノルボルネンを溶解させたバイアル瓶中に定量的に注入し室温で１時間撹拌したところ、著しい粘度上昇が確認された。この時点で栓を抜き、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）６０ｇを加えて撹拌を行い、反応溶液を得た。
【０２５１】
１００ｍＬビーカーに無水酢酸９．５ｇ、過酸化水素水１８ｇ（濃度３０％）、イオン交換水３０ｇを加えて撹拌し、その場で過酢酸水溶液を調製した。次にこの水溶液全量を上記反応溶液に加えて１２時間撹拌してＮｉの還元処理を行った。
【０２５２】
次に、処理の完了した反応溶液を分液ロートに移し替え、下部の水層を除去した後、イソプロピルアルコールの３０％水溶液を１００ｍＬ加えて激しく撹拌を行った。静置して完全に二層分離が行われた後で水層を除去した。この水洗プロセスを合計で３回繰り返した後、油層を大過剰のアセトン中に滴下して生成したポリマーを再沈殿させ、ろ過によりろ液と分別した後、６０℃に設定した真空乾燥機中で１２時間加熱乾燥を行うことにより、ポリマー＃１を得た。ポリマー＃１の分子量分布は、ＧＰＣ測定により、Ｍｗ＝１０万、Ｍｎ＝４万であった。また、ポリマー＃１の軟化点は２３５℃、ショアＤ硬度は４５であった。
【０２５３】
（２）ポリオレフィン系レンズ形成用組成物の製造
精製した上記ポリマー＃１  １０ｇを１００ｍＬのガラス容器に秤量し、これにメシチレン４０ｇ、酸化防止剤Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（チバガイギー社製）０．０１ｇ、シクロヘキシルオキセタンモノマー（東亜合成製  ＣＨＯＸ、ＣＡＳ＃４８３３０３−２５−９、分子量１８６、沸点１２５℃／１．３３ｋＰａ）２ｇ、重合開始剤（光酸発生剤）ＲｈｏｄｏｒｓｉｌＰｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ  ２０７４（Ｒｈｏｄｉａ社製、ＣＡＳ＃  １７８２３３−７２−２）（０．０１２５ｇ、酢酸エチル０．１ｍＬ中）を加え均一に溶解させた後、０．２μｍのＰＴＦＥフィルターによりろ過を行い、清浄なポリオレフィン系レンズ形成用組成物を得た。なお、モノマーの添加量は、ポリマー１００質量部に対し２５質量部とした。
【０２５４】
（３）レンズの作製
ポリエーテルサルフォン基板上にレンズ形成用組成物をドクターブレードにより均一に塗布した後、５０℃の乾燥機に１０分間投入した。溶媒を除去して被膜とした後、得られた被膜上に、直径５０μｍの真円状をなす開口部が５０μｍの間隔で全体に配置されたフォトマスクを圧着した。そして、被膜に対しフォトマスクを介して平行露光機により紫外線を照射した。なお、紫外線の積算光量は４００ｍＪ／ｃｍ２とした。
【０２５５】
次いで、フォトマスクを取り去り、１５０℃のオーブンに３０分間投入した。これにより、マイクロレンズアレイを得た。これをオーブンから取り出し、レーザー顕微鏡を用いて非露光部付近を測定すると、深さ５μｍ、曲率半径６０μｍの凹レンズ形状が測定された。
【０２５６】
（実施例２）
ポリオレフィン系レンズ形成用組成物に代えて、下記のエポキシ系レンズ形成用組成物を用いるようにした以外は、実施例１と同様にしてマイクロレンズアレイを得た。なお、得られたマイクロレンズアレイに形成された凹部は、深さ９μｍ、曲率半径５０μｍというものであった。
【０２５７】
（１）エポキシ系レンズ形成用組成物の製造
エポキシ系ポリマーとして新日鐵化学（株）製のフェノキシ樹脂、ＹＰ−５０Ｓ  ２０ｇ、モノマーとしてダイセル化学工業（株）製のセロキサイド２０２１Ｐ  ５ｇ、および重合開始剤として（株）ＡＤＥＫＡ製のアデカオプトマーＳＰ−１７０  ０．２ｇを、メチルイソブチルケトン８０ｇ中に投入し、撹拌溶解して溶液を調製した。
【０２５８】
次いで、得られた溶液を０．２μｍ孔径のＰＴＦＥフィルターでろ過して清浄なエポキシ系レンズ形成用組成物を得た。なお、用いたエポキシ系ポリマーの軟化点は１００℃、ショアＤ硬度は５５であった。また、モノマーの添加量は、ポリマー１００質量部に対し４０質量部とした。
【０２５９】
（実施例３）
ポリオレフィン系レンズ形成用組成物に代えて、下記の（メタ）アクリル系レンズ形成用組成物を用いるようにした以外は、実施例１と同様にしてマイクロレンズアレイを得た。なお、得られたマイクロレンズアレイに形成された凹部は、深さ７μｍ、曲率半径４５μｍというものであった。
【０２６０】
（１）（メタ）アクリル系ポリマーの合成
メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）２０．０ｇ、ベンジルメタクリレート（ＢｚＭＡ）３０．０ｇ、およびメチルイソブチルケトン４５０ｇをセパラブルフラスコに投入し、撹拌混合したのち、窒素ガスで置換してモノマー溶液を調製した。
【０２６１】
一方、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル０．２５ｇをメチルイソブチルケトン１０ｇに溶解したのち、窒素ガスで置換して開始剤溶液を調製した。
【０２６２】
そして、前記モノマー溶液を８０℃に加熱した状態で撹拌しつつ、シリンジを用いて前記開始剤溶液を前記モノマー溶液に添加した。そのまま８０℃で１時間撹拌したのちに冷却し、重合体溶液を調製した。その後、５Ｌのイソプロパノールをビーカーに準備し、攪拌機により常温下で撹拌しつつ、ビーカー内に前記重合体溶液を滴下した。滴下が完了してからも引き続き３０分間撹拌し、その後沈殿したポリマーを取り出し、真空乾燥機にて減圧下６０℃で８時間乾燥させた。これにより、（メタ）アクリル系ポリマーを得た。なお、（メタ）アクリル系ポリマーの軟化点は９５℃、ショアＤ硬度は６０であった。
【０２６３】
（２）（メタ）アクリル系レンズ形成用組成物の製造
合成した（メタ）アクリル系ポリマー２０ｇと、モノマーとしてメタクリル酸シクロヘキシル５ｇと、重合開始剤としてＢＡＳＦジャパン（株）製イルガキュア６５１  ０．２ｇを、メチルイソブチルケトン８０ｇ中に投入し、撹拌溶解し溶液を調製した。
【０２６４】
次いで、得られた溶液を０．２μｍ孔径のＰＴＦＥフィルターでろ過して清浄な（メタ）アクリル系レンズ形成用組成物を得た。なお、モノマーの添加量は、ポリマー１００質量部に対し４５質量部とした。
【０２６５】
２．マイクロレンズアレイの評価
各実施例で得られたマイクロレンズアレイについて、干渉顕微鏡により凹部から平坦部にかけての屈折率分布を取得した。その結果、凹部の屈折率分布は、凹部の外縁側から中心側に向かって屈折率が徐々に高くなる分布になっていることが認められた。また、凹部と平坦部との境界近傍には、凹部を取り囲むように分布する環状の屈折率の極小値（低屈折率部ＮＬ）が存在していることが認められた。
【０２６６】
なお、取得した屈折率分布について、凹部における屈折率の極大値と平坦部における屈折率の極大値との屈折率差ｄ１は、実施例１で得られたマイクロレンズアレイが０．０１０、実施例２で得られたマイクロレンズアレイが０．０１８、実施例３で得られたマイクロレンズアレイが０．００８であった。
【０２６７】
また、低屈折率部ＮＬの極小値と平坦部における屈折率の極大値との屈折率差ｄ２は、実施例１では屈折率差ｄ１の２３％、実施例２では屈折率差ｄ１の２２％、実施例３では、屈折率差ｄ１の２２％であった。
【符号の説明】
【０２６８】
１            マイクロレンズアレイ
１１          平坦部
１２          凹部
１２１        最深部
１２２        漸増部
１３          裏面
２１          ポリマー
２２          モノマー
３            層
３０          基板
３１          照射領域
３２          非照射領域
４            マスク
４１          開口
５            液晶表示装置
５１          液晶表示素子
５２          バックライト
５２１        光源部
５２２        拡散シート
Ｎ            屈折率分布
ＮＬ          低屈折率部
Ｒ            活性放射線
【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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