(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材上に形成されたレンズを備えるマイクロレンズであって、
前記レンズは前記基材上の開口部に配置されており、
前記開口部は第１の単分子膜で前記基材の表面を被覆することにより形成されており、
前記第１の単分子膜は臨界表面エネルギーが２２ｍＮ／ｍ以下であり、レンズ材料に対して前記開口部内の領域よりも非親和性を示し、かつ、前記基材表面と共有結合により固定されており、
前記開口部内の領域に、さらに前記レンズ材料に親和性を示し、前記第１の単分子膜の厚さよりも薄い第２の単分子膜が形成されており、前記第２の単分子膜は前記基材表面と共有結合により固定されている
マイクロレンズ。
【請求項２】
前記第１の単分子膜は厚みが３０ｎｍ以下である請求項１に記載のマイクロレンズ。
【請求項３】
前記第１の単分子膜と前記レンズ材料の臨界表面エネルギーの差が１２ｍＮ／ｍ以上である請求項１に記載のマイクロレンズ。
【請求項４】
前記第１の単分子膜は、一般式
ＣＦxＨy−（ＣbＬ2b）−Ｚ−ＤqＥr（Ｓ１）
［式中、ｘ、ｙは、ｘ＝１〜３、ｙ＝０〜２、ｘ＋ｙ＝３を満たす整数；ＣbＬ2bは直鎖
、または分岐の構造を有していても良く、ＬはＨ又はＦであり、ｂは２〜２４の整数；Ｚは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ及びＳｎから選ばれる１種の元素；Ｄは、ハロゲン、ＯＣＨ3、Ｏ
Ｃ2Ｈ5、ＯＣＮから選ばれる１種の特性基；Ｅは、水素、ＣＨ3、Ｃ2Ｈ5、Ｃ3Ｈ7からな
る群から選ばれる１種の特性基；ｑ及びｒは、ｑ＝１〜３、ｒ＝０〜２、ｑ＋ｒ＝３を満たす整数］
で表される有機分子またはその誘導体を前記基材に接触させることにより形成される請求項１に記載のマイクロレンズ。
【請求項５】
前記一般式（Ｓ１）で表される有機分子またはその誘導体が、ＣＦ3（ＣＦ2）7（ＣＨ2）2ＳｉＣｌ3、ＣＦ3（ＣＨ2）2（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＣＨ2）15ＳｉＣｌ3、ＣＦ3（ＣＦ2）3（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＣＨ2）9ＳｉＣｌ3、及びＣＦ3（ＣＦ2）7（ＣＨ2）2（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＣＨ2）9ＳｉＣｌ3からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項４に記載のマイクロレンズ。
【請求項６】
前記開口部が凹部形状であり、前記凹部の長径または長辺が１０ｎｍ以上、１，０００，０００ｎｍ以下である請求項１に記載のマイクロレンズ。
【請求項７】
請求項１に記載のマイクロレンズを備えるマイクロレンズアレイ。
【請求項８】
前記マイクロレンズアレイのレンズピッチが１０ｎｍ以上、１，０００，０００ｎｍ以下である請求項７に記載のマイクロレンズアレイ。
【請求項９】
基材と、前記基材上に形成されたレンズを備えるマイクロレンズの製造方法であって、
前記基材の表面の活性水素を有する領域に、一つの末端に前記活性水素と縮合反応により共有結合を形成可能な末端結合官能基を含み、他の末端にレンズ材料に非親和性を示す末端基を有する有機分子を接触させ、
前記末端結合官能基と前記活性水素とを縮合反応させて共有結合を形成することによって、前記レンズ材料に非親和性を示す第１の単分子膜を前記基材の表面に選択的に固定して前記基材上に開口部を形成し、
前記開口部内の領域にレンズ材料に対して親和性を示す第２の単分子膜が形成され、ここで前記第２の単分子膜は前記基材表面と共有結合により固定され、
前記開口部に前記レンズ材料を配置してマイクロレンズを形成する、
マイクロレンズの製造方法。
【請求項１０】
相対湿度値（２２℃における相対湿度値に換算した時の値）が３５％以下の雰囲気下で液相処理により前記第１の単分子膜を形成する請求項９に記載のマイクロレンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロレンズ、マイクロレンズアレイ及びマイクロレンズの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の形状や材質からなる基材上にレンズが形成された光学デバイスであるマイクロレンズあるいは基材上に複数のレンズが形成されたマイクロレンズアレイとしては、製造の容易さ、コストメリットなどの点からレンズ材料にガラスなどの無機材料が用いられたマイクロレンズなどの他、樹脂製のマイクロレンズが提案されている。この樹脂製のマイクロレンズの製造方法としては、基材上にレンズ形成用の樹脂溶液が配置され、その表面張力により半球状のレンズ形状が形成されるため、レンズ形成領域以外は前記樹脂溶液の広がりを抑制する基材構造がとられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、透明基材の面上に予めレンズ用樹脂組成物である光感光性樹脂を排斥する部材からなるパターンが形成され、その排斥部に囲まれたパターン内にレンズ用樹脂組成物が滴下されてレンズが形成される方法が提案されている。また、特許文献２には、レンズ用樹脂の液体に対してニッケル製のシートからなる不濡性を有するマスク材が基材上にパターン形成され、このパターンの面上に粘性のレンズ形成用の液体が滴下され、その表面張力によって液体を球面状に形成し、これを固化させてレンズが形成される方法が提案されている。
【０００４】
上記とは別に、特許文献３では、基材の表面上に濡れ性を変化させることができる濡れ性可変層と、この濡れ性可変層上に複数のマイクロレンズが形成される方法も提案されている。この方法では、まず基材表面に光触媒含有層が全面に形成される。そして、光触媒含有層にエネルギーが照射されることにより濡れ性が異なる領域がパターン状に形成される。そのパターン上にレンズ用樹脂組成物が滴下されることにより、レンズ形成部以外には、樹脂溶液が広がらない構造としている。
【０００５】
さらに、特許文献４には、フェノール樹脂などの樹脂からなるレンズ形成用樹脂に対する接触角が１５度以上のレンズ形成用区画線が基材上に形成される方法が提案されている。
【０００６】
しかしながら、上記のようなレンズ形成領域以外に樹脂製マトリクスの層を設ける方法では、樹脂は基材に物理吸着しているだけであるため基材との密着性が脆弱であり、その後の処理工程により層の剥離が生じやすい。このため、樹脂製マトリクス形成後にレンズ形成用樹脂が基材上に配置される際、微細なレンズパターンの高精度の形成が困難になる。特にレジスト樹脂により樹脂製マトリクスが形成される場合、その剥離の容易さからレンズ形成用樹脂あるいはそれを分散させる溶液の種類も限定されてしまい、屈折率の選択も制限される。
【０００７】
また、上記のようなマイクロレンズを形成する場合、機器の小型化を図るため、光路長の減少が望まれる。
【０００８】
光路長低減の観点からは、特許文献３に記載の製造方法は、基材上に樹脂製の濡れ性可変層が設けられ、この層上にレンズ形成用樹脂が配置されているため、その樹脂層分だけ光路長の増大を招く。また、基材、濡れ性可変層及びレンズ形成用樹脂の屈折率の異なる３つの構成材料を考慮して光学設計を行う必要がある。
【０００９】
一方、特許文献１、２あるいは４では、基材上の所定領域のみ樹脂層で被覆することにより基材上に開口部が形成され、その開口部にレンズ形成用樹脂溶液が配置されるようにしている。
【００１０】
しかしながら、図１３に示すように、この種の基材１上に開口部を有する樹脂製マトリクス１０１で２以上のレンズが区分される場合も、樹脂液が用いられるため樹脂製マトリクス１０１の厚みが数１０μｍ〜数ｍｍにもなってしまう。このため、レンズ１０２が形成された際にその開口部の深さ分のレンズ基部１０３がデッドボリュームとなり、レンズ厚が大きくなり、その結果、光路長の低減が妨げられている。
【００１１】
上記のような問題は、微細なマイクロレンズを高精度に形成する場合に妨げとなる。装置の小型化に伴い、レンズ自体を微細化するとともに、レンズ厚も薄肉化することが要求されているが、上記従来提案されている方法では、さらなる薄肉化を図ることが困難となっている。
【００１２】
上記のようなレンズの厚みの問題を解決する手段として、基材上に樹脂製マトリクスの代わりに薄膜の単分子膜を形成する方法も提案されている。
【００１３】
例えば、特許文献５には、基材と、基材上に形成された光触媒含有層と、光触媒含有層上に形成された保護部と、光触媒含有層および保護部とを覆うように形成され、かつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により表面の特性が変化する特性変化層と、特性変化層の特性が変化した特性変化パターンとを有するパターン形成体が記載されており、前記パターン形成体はマイクロレンズへの適用が記載されている。
【００１４】
また、特許文献６では、自己形成型のパターン化された単分子膜を用いる方法が記載されている。この方法では、まず表面が有機分子で被覆された所定パターンを有するスタンプが形成される。次に、このスタンプと基材とを接触させることにより有機分子が基材上に転写され、自己形成型のパターン化された単分子膜が基材上に形成される。そして、この単分子膜のパターン間に薄膜を形成することによりマイクロレンズが形成される。
【００１５】
さらに、特許文献７では、単分子膜の光異性化層が基材全面に形成され、この光異性化層に光照射されることによって表面張力に傾斜が設けられ、光異性化層上に滴下されたレンズ形成用の液滴を所望の位置に移動する方法が提案されている。
【００１６】
しかしながら、特許文献５による方法では、光触媒含有層が基材全面に形成され、さらに保護部及び特性変化層が光触媒含有層上に形成される。このため、上層の特性変化層は薄膜であっても、全体としての厚みは大きなものとなる。また、多層構造としているため、光学設計が複雑になるとともに、レンズ材料の選択も狭められる。
【００１７】
また、特許文献６では、スタンプ印刷によりスタンプ表面から基材上に有機分子が転写されて単分子膜が形成される。このため、スタンプ上に多量の有機分子を付着させておく必要があり、均一な厚みの単分子膜の形成が困難である。また、基材上に有機分子を固定するために高活性の有機分子が使用された場合、スタンプ上で有機分子同士が反応しやすい。従って、基材と結合しうる活性が失活した遊離状態の有機分子が多量に基材上に存在するため、形成される膜は厚い膜となりやすい。また形成される単分子膜も有機分子の不活性化により固定が不十分で剥離しやすく、非親和性も不十分となる。特に、特許文献６のマイクロレンズの形成では、上記のような有機分子の不活性化を防止する雰囲気下でスタンプ上への付着及び基材への転写が行われていないことから、レンズ材料に対する非親和性に優れる単分子膜の均一な形成が不十分となりやすい。
【００１８】
また、特許文献７に記載の方法では、液滴が配置された後で単分子膜の表面エネルギーを変化させるための工程が必要となるため、レンズアレイを作製する場合にレンズ形状の均質な制御が極めて困難である。
【００１９】
そして、いずれの単分子膜を利用する方法によっても、レンズの微細化に伴ってレンズ材料を基材上の所定位置に所定形状で形成することが困難となっている。すなわち、基材上に固定された薄膜の単分子膜が均質に成膜できれば、レンズ厚みを低減できる場合もあるが、レンズ径が小さくなる程、レンズを配置する所定領域からレンズ材料が拡散しやすくなる。このため、レンズ形状に歪が生じたり、所定高さのレンズが得られないなどの問題が顕著となる。
【００２０】
さらに、複数のレンズが基材上に形成されたレンズアレイは光の有効利用を図るため、できるだけ隣接するレンズとの間隔を狭くし、高密度化することが望まれる。しかしながら、レンズピッチの狭小化に伴って、レンズ材料が配置される時に上記のようなレンズ材料の拡散が生じると隣接するレンズに影響を与えやすくなる。この近接する隣接レンズ間の影響によっても、均一なレンズアレイを得ることが困難になっている。
【特許文献１】日本国特許公開平２−２６２６０１号公報
【特許文献２】日本国特許公開平４−１９０３０１号公報
【特許文献３】日本国特許公開２００１−１４１９０６号公報
【特許文献４】国際公開ＷＯ９５／９３７２
【特許文献５】米国特許公開２００５／３１９７３号公報
【特許文献６】米国特許公開２００４／１６３７５８号公報
【特許文献７】米国特許公開２００４／１５１８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は以上の問題を鑑みてなされたものであり、耐剥離性に優れるとともに、光路長が低減され、レンズの微細化、高密度化を図る場合であっても十分な光学特性が確保されるマイクロレンズ、マイクロレンズアレイ及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
すなわち、本発明は、基材と、前記基材上に形成されたレンズを備えるマイクロレンズであって、前記レンズは前記基材上の開口部に配置されており、前記開口部は第１の単分子膜で前記基材の表面を被覆することにより形成されており、前記第１の単分子膜は臨界表面エネルギーが２２ｍＮ／ｍ以下であり、レンズ材料に対して前記開口部内の領域よりも非親和性を示し、かつ前記基材表面と共有結合により固定されているマイクロレンズである。
【００２３】
また本発明は、上記マイクロレンズを備えるマイクロレンズアレイである。
【００２４】
さらに、本発明は、基材と、前記基材上に形成されたレンズを備えるマイクロレンズの製造方法であって、前記基材の表面の活性水素を有する領域に、一つの末端に前記活性水素と縮合反応により共有結合を形成可能な末端結合官能基を含み、他の末端にレンズ材料に非親和性を示す末端基を有する有機分子を接触させ、前記有機分子の末端結合官能基と前記活性水素とを縮合反応させて共有結合を形成することによって、前記レンズ材料に非親和性を示す第１の単分子膜を基材の表面に選択的に固定して前記基材上に開口部を形成し、前記開口部に前記レンズ材料を配置してマイクロレンズを形成する工程からなるマイクロレンズの製造方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を具体的に説明する。以下の実施の形態は、いずれもマイクロレンズアレイを例として説明されるが、これらは１つの基材上に複数のマイクロレンズが一次元あるいは二次元に配置されたものであるため、本発明が１つの基材に１つのマイクロレンズを形成する場合にも同様に適用可能であることは容易に理解される。
【００２６】
なお、本発明において「単分子膜」とは、単分子の有機分子により形成される膜であり、基材表面と共有結合により固定されている膜をいう。本発明の単分子膜は、１つの有機分子から形成される単一の膜（１層）から構成されているものが好ましいが、単一の膜が複数積層された２以上の有機分子により形成される積層体からなる膜であってもよい。また、単分子膜は１種のみからなる場合だけでなく、構造、形状、寸法、非親和性などの観点において異なる種類の単分子膜を形成することも可能である。
【００２７】
参考形態１
本発明のマイクロレンズを説明するために、図１が参照される。なお、この図１も含めて、マイクロレンズを表す図面は、本発明を分かりやすく説明するためにいずれも模式的に表されたものであり、その大きさ、形状などは実際のものを反映するものではない。
【００２８】
図１は本発明のマイクロレンズアレイの斜視図である。図１に示すように、基材１上に各レンズ４が二次元に配置されている。本参考形態では、このレンズ４の底面を除き、レンズ４の周囲を含めて基材の全表面が、レンズ４のレンズ材料に対して開口部内の領域より非親和性を有する第１の単分子膜２で被覆されている。なお、レンズが配置される開口部底面の周囲のみが第１の単分子膜２で被覆されてもよいが、製造工程を考慮すれば図１に示すように開口部を除いた基材の全表面が第１の単分子膜２で被覆される方が有利である。
【００２９】
図２は、図１で示した本発明の参考形態１におけるレンズ形成前の基材の断面図を示す。図２に示すように、各レンズが配置される領域は、レンズ形成用の開口部３として形成されている。この開口部３は、基材１の基材表面で、開口部３の底面Ｆ１の周囲が、第１の単分子膜２で被覆されることにより形成されている。従って、開口部３内の領域において、第１の単分子膜２が形成されていない開口部３の底面Ｆ１が第１の単分子膜２あるいは開口部３の内壁部Ｆ２とはレンズ材料に対して異なる親和性を示すようになっている。
【００３０】
なお、開口部３は図２及び図３では図面上凹部形状となるように記載されているが、実際には各開口部３は第１の単分子膜２によって開口部３の底面Ｆ１の周囲が被覆されて形成されており、第１の単分子膜は３０ｎｍ以下の厚みを有するものであるため、前記開口部の深さもナノオーダーのものとなっている。従って、開口部３によって形成される段差は非常に小さく、使用される基材１の種類によってはその表面粗さの変動よりも十分小さい場合がある。そして、本発明では、第１の単分子膜２は共有結合により基材１に強固に固定されているため、その後の処理により剥離などの問題を生ずることがない。
【００３１】
図３は、図２の第１の単分子膜２が所定パターンで形成され、開口部３が設けられた基材１に、レンズ材料が収容された状態を示す。このようにレンズ形成領域である開口部３の周囲が、開口部３の底面Ｆ１よりも、レンズ材料に非親和性を示す第１の単分子膜２で被覆されることで、収容されるレンズ材料は、開口部３の開口縁を超えて、全体が略半球状又は先端部が略半球状で略柱状の形状を呈した状態で収容される。
【００３２】
そして、一旦レンズ材料が開口部３に配置された後は、第１の単分子膜２は、２２ｍＮ／ｍ以下の臨界表面エネルギーを有し、かつ開口部３内の領域よりもレンズ材料に対して低い親和性を有するため、レンズ材料はこの開口部３より外の領域に広がらない。なお、この開口部３が形成される基材上の位置は第１の単分子膜２で被覆する位置により任意に決定される。
【００３３】
また、このレンズが配置される開口部３の大きさは、使用するデバイスのサイズ、光学設計などにより適宜選択することができる。
【００３４】
本発明のマイクロレンズは、レンズ材料に対して開口部内の領域より非親和性を示す第１の単分子膜で開口部が形成されているため、その凹部の長径または長辺が１，０００，０００ｎｍ（１ｍｍ）以下の微細なマイクロレンズを高密度でかつ高精細に形成することも可能となる。一方、レンズのサイズが余りに小さいと所定の光量が得られにくくなることから前記長さは１０ｎｍ以上とすることが好ましく、５０ｎｍ以上とすることがより好ましい。
【００３５】
本発明のマイクロレンズアレイにおける隣接するレンズのピッチは、１０ｎｍ以上とすることが好ましい。一方、前記レンズのピッチは、大きいほど隣接するレンズ間の影響が少なくなるため好ましいが、高密度・高精細のレンズアレイとすることを考慮すると１，０００，０００ｎｍ（１ｍｍ）以下とすることが好ましい。ただし、マイクロレンズアレイを必要とする箇所がデバイス中に島状に所定の間隔で複数箇所配置されており、その島状箇所間の間隔もレンズパターン間隔とするならば、上記ピッチはさらに大きなものとなることは容易に理解される。
【００３６】
本発明のマイクロレンズアレイのレンズ密度は、使用するデバイスに応じて適宜変更される。最大密度としては、２．５×１０15個／ｍ2とすることも可能であるが、１×１０14個／ｍ2以下とすることが好ましく、２×１０12個／ｍ2以下とすることがより好ましい。
【００３７】
次に本発明の第１の単分子膜について説明する。
【００３８】
本発明においては、第１の単分子膜形成のため、基材として表面に有機分子と結合する−ＯＨ、−ＮＨ2、＝Ｎ−Ｈ、４級アンモニウムイオン、−ＰＯ3Ｈ、−ＳＯ3Ｈ、−ＳＨ
などの構造からなる活性水素を有する特性基をもつ基材が使用される。そして、有機分子として、この基材の活性水素と反応して共有結合可能な末端結合官能基を分子鎖の一端に有し、かつ、他端に収容されるレンズ材料に非親和性の特性基を有する有機分子が使用される。このような有機分子と前記基材とを接触させ、縮合反応を進行させる単分子膜形成工程を経て第１の単分子膜が形成されることが好ましい。
【００３９】
本発明に用いられる基材は、例えば、ガラス基板、石英基板、合成石英基板、シリコン基板などの他、アクリル製基板、ポリスチレン製基板、塩化ビニル製基板、エポキシ樹脂製基板、シリコーン樹脂（ポリジメチルシリコーン）製基板、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）製基板、ポリカーボネート製基板等の各種ポリマー製基板、セラミック製基板、金属製基板等、従来公知の基材が挙げられる。中でも、ガラス基板や石英基板は、その表面に水酸基を多く有する構造を有しているため好ましい。なお、上記のような基材はその下部に他の基材を接合する場合もある。
【００４０】
さらに、本発明のマイクロレンズは、上記のような基材の例に限られず、後述の発光デバイスの構成要素の１層を基材として利用してもよい。
【００４１】
上記の基材は基材表面の活性水素以外の部分が基材の内部に含まれている状態であってもよい。例えば、活性水素以外の部分が基材の内部に含まれていて、その部分が基材の構成元素と結合していてもよい。より具体的には、例えば、基材が金属酸化物を構成材料とするものであって、活性水素を有する特性基が−ＰＯ3Ｈの場合、−ＰＯ3Ｈ全体が基材表面から露出していてもよく、−ＰＯ3Ｈのうちの−ＯＨのみが露出していてもよい。基材
内部に含まれる−ＰＯ2−の部分は−ＰＯ2−の状態のままでもよく、Ｐに結合した酸素が金属酸化物バルク中の金属原子（金属イオン）Ｍ1と結合して、例えば、−Ｐ−Ｏ−Ｍ1−のような構造を有した状態となっていてもよい。
【００４２】
基材は、第１の単分子膜の形成時において活性水素を有していれば足りる。すなわち、基材は予め単分子膜の形成に十分な活性水素を有しているものでなくてもよく、単分子膜形成工程の前に活性水素が付与された基材であってもよい。
【００４３】
上記活性水素と後述の有機分子の末端結合官能基との縮合反応により形成される共有結合は、基材に存在する活性水素を有する特性基の構造と、第１の単分子膜の原料となる有機分子の種類によるが、Ｍ−Ｏ、Ｍ−Ｎ及びＭ−Ｓ結合（Ｍは、Ｓｉ，Ｔｉ、ＡｌまたはＳｎ）からなる群から選ばれる少なくとも一つの共有結合が好ましい。これらの中でも、製造の容易さの観点から、Ｓｉ−Ｏ、Ｓｉ−Ｎ、及び、Ｓｉ−Ｓ結合からなる群より選択される少なくとも１種の構造が含まれている結合であることが好ましく、より好ましくは、Ｓｉ−Ｏ、Ｓｉ−Ｎ結合であり、最も好ましくはＳｉ−Ｏ結合である。
【００４４】
本発明において、第１の単分子膜は、下記一般式（１）で表される有機分子またはその誘導体と、基材上の活性水素を反応させることにより形成される。
【００４５】
ＣＦxＨy−（ＣbＬ2b）−Ｚ−ＤqＥr（１）
［式中、ｘ、ｙは、ｘ＝１〜３、ｙ＝０〜２、ｘ＋ｙ＝３を満たす整数；ＣbＬ2bは直鎖
、または分岐の構造を有していても良く、ＬはＨ又はＦであり、ｂは２〜２４の整数；Ｚは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ及びＳｎから選ばれる１種の元素；Ｄは、ハロゲン、ＯＣＨ3、Ｏ
Ｃ2Ｈ5、ＯＣＮから選ばれる１種の特性基；Ｅは、水素、ＣＨ3、Ｃ2Ｈ5、Ｃ3Ｈ7からな
る群から選ばれる１種の特性基；ｑ及びｒは、ｑ＝１〜３、ｒ＝０〜２、ｑ＋ｒ＝３を満たす整数。］
【００４６】
なお、内部の特性基（−ＣbＬ2b−）が分岐構造を有する場合、有機分子の末端数は３
以上となるが、このような分岐構造を有する有機分子は末端結合官能基（−Ｚ−ＤqＥr）を除いた少なくとも１つの末端が末端基（ＣＦxＨy−）を有していればよい。また、本発明の式（１）の有機分子の誘導体としては、例えば、内部の特性基（−ＣbＬ2b−）の間
に更に他の特性基を有する構造の有機分子が挙げられる。このような特性基としては、下記の式（２）で示される特性基が好ましい。
【００４７】
【化１】
0004615520.tif 000002
【００４８】
本発明において、分子配向性に優れた第１の単分子膜を形成するためには、有機分子は直鎖状であることが好ましく、その分子鎖長も直鎖部分の内部の特性基（−ＣbＬ2b−）
の炭素数が２以上の有機分子が好ましく、９以上がより好ましい。一方、前記特性基の炭素数が余りに多くなると分子配向性が低下し、レンズ材料の拡散を防止するのに必要な所望の臨界表面エネルギーを得るのが困難となる傾向があるため、内部の特性基（−ＣbＬ2b−）の炭素数は１７以下が好ましい。
【００４９】
このような有機分子を基材と共有結合させることにより第１の単分子膜が基材上に形成されるため、単分子膜の膜厚は、３０ｎｍ以下となる。かかる点で、本発明は厚みが少なくともμｍオーダーである従来の樹脂製マトリクスと大きく異なっている。また、本発明の第１の単分子膜は上記のような有機分子からなる１層の単分子膜としても良いし、２つ以上の有機分子が積層された２層以上の単分子膜としても良い。この場合、１層の単分子膜の膜厚は、０．５〜３．４ｎｍの範囲が好ましい。ただし、積層して膜厚が大きくなる程分子配向性が崩れる可能性が高くなるため、この点からも３０ｎｍ以下が好ましく、下限は１ｎｍ以上がより好ましい。
【００５０】
なお、本発明の単分子膜の厚みは、単分子膜で被覆された基材をエポキシ樹脂で包埋した後、ウルトラミクロトームで厚さ１００ｎｍの薄片を作成し、これをアルゴンイオンエッチング手法により表面加工した試料を透過型電子顕微鏡（日立製作所製、Ｈ−９０００ＵＨＲ）で加速電圧を３００ｋＶ、倍率１００万倍で観察した時の値である。
【００５１】
本発明において、上記のような基材表面の活性水素と有機分子との縮合反応により得られる第１の単分子膜の中でも、その臨界表面エネルギーが２２ｍＮ／ｍ以下、好ましくは、１８ｍＮ／ｍ以下のものが用いられる。第１の単分子膜の臨界表面エネルギーが２２ｍＮ／ｍより大きいと、第１の単分子膜がレンズ材料に対して開口部内の領域より非親和性を示す膜であっても、レンズ材料が開口部に配置された際にレンズ材料の拡散の防止が不十分となりやすい。また、高密度のマイクロレンズアレイとした時に、レンズピッチが狭小化するため、レンズ材料の拡散が隣接レンズの形成に影響を及ぼし、高精細で均一なマイクロレンズアレイが得られにくくなる。なお、使用する有機分子の種類を考えると、第１の単分子膜の臨界表面エネルギーは５ｍＮ／ｍ以上が好ましい。
【００５２】
このような臨界表面エネルギーを有する第１の単分子膜の形成には、前述した有機分子の中でも、一端の末端基（ＣＦxＨy）としてパーフルオロアルキル基を、他端の末端結合官能基（−Ｚ−ＤqＥr）として−Ｓｉ-Ｄ3（Ｄは、ハロゲン）を有するとともに、内部の特性基（−ＣbＬ2b−）の炭素数が９〜１７の有機分子を低湿度雰囲気の単分子膜形成工
程で用いることが好ましい。
【００５３】
また、本発明の第１の単分子膜は、使用されるレンズ材料の臨界表面エネルギーと大きな差が得られるものが好ましく用いられ、両者の臨界表面エネルギーの差が１２ｍＮ／ｍ以上が好ましく、２０ｍＮ／ｍ以上がより好ましく、前記差がさらに大きいほどレンズ材料との非親和性が大きくなるため好ましい。一方、レンズ材料の選択の観点からは、臨界表面エネルギーの差は６７ｍＮ／ｍ以下が好ましい。
【００５４】
ここで、本発明の臨界表面エネルギーは以下の方法により測定される。まず、室温で測定試料の６箇所の異なる位置に複数種のぬれ指数標準液（ナカライテスク社製）４μＬがそれぞれ滴下された際の各液滴の接触角（協和界面科学社製の接触角計により測定された静的接触角）の平均値が計測される。次に、Ｘ軸として接触角の余弦値、Ｙ軸として標準液のエネルギーをとり、計測された接触角と使用された各標準液のエネルギーがプロットされ、余弦値が０に外挿された時の値を臨界表面エネルギーとする。なお、平面での測定が困難な場合、例えばレンズなどの曲線を有する測定対象は、同一材料から作製された平面板で測定される。
【００５５】
上記臨界表面エネルギーの差は、レンズ材料と第１の単分子膜における末端の特性基の種類により制御可能であり、好適な組み合わせとしては以下のものが挙げられる。例えば、レンズ材料に対して非親和性を示す末端の特性基として、ＣＦ3基を有する有機分子が
用いられる場合には、ポリウレタン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレン、ポリアミドオリゴマーなどの樹脂材料が好適なレンズ材料として用いられる。
【００５６】
上記のような臨界表面エネルギーの差を示す第１の単分子膜とレンズ材料を組み合わせて使用することにより、レンズ形成工程において樹脂の広がりが抑制され、形状のみならず、レンズ径、レンズ厚のサイズにおいても均一なレンズを得られる。
【００５７】
本発明において、一般式（１）で表される有機分子またはその誘導体の中では、単分子膜の均一性を十分に確保する観点及び単分子膜を形成する際に配列される有機分子の分子密度を十分に確保する観点から、下記（１０１）〜（１２７）で表される有機分子が好ましい。
【００５８】
ＣＦ3（ＣＦ2）7（ＣＨ2）2ＳｉＣｌ3  ・・・（１０１）
ＣＦ3（ＣＨ2）9ＳｉＣｌ3  ・・・（１０２）
ＣＨ2Ｆ（ＣＨ2）9ＳｉＣｌ3  ・・・（１０３）
ＣＦ3（ＣＦ2）4（ＣＨ2）2ＳｉＣｌ3  ・・・（１０４）
ＣＦ3（ＣＦ2）6ＳｉＣｌ3  ・・・（１０５）
ＣＨ3（ＣＨ2）9ＳｉＣｌ3  ・・・（１０６）
ＣＨ3（ＣＨ2）5ＳｉＣｌ3  ・・・（１０７）
ＣＨ3（ＣＨ2）6ＳｉＣｌ3  ・・・（１０８）
ＣＦ3（ＣＦ2）7（ＣＨ2）2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3  ・・・（１０９）
ＣＨ3（ＣＨ2）9Ｓｉ（ＯＣＨ3）3  ・・・（１１０）
ＣＦ3（ＣＦ2）6Ｓｉ（ＯＣＨ3）3  ・・・（１１１）
ＣＦ3（ＣＦ2）7（ＣＨ2）2ＳｉＢｒ3  ・・・（１１２）
ＣＨ3（ＣＨ2）9ＳｉＢｒ3  ・・・（１１３）
ＣＦ3（ＣＦ2）6ＳｉＢｒ3  ・・・（１１４）
ＣＦ3（ＣＦ2）7（ＣＨ2）2Ｓｉ（ＯＣＮ）3  ・・・（１１５）
ＣＨ3（ＣＨ2）9Ｓｉ（ＯＣＮ）3  ・・・（１１６）
ＣＦ3（ＣＦ2）6Ｓｉ（ＯＣＮ）3  ・・・（１１７）
ＣＦ3（ＣＦ2）7（ＣＨ2）2ＳｉＨ2Ｃｌ  ・・・（１１８）
ＣＨ3（ＣＨ2）9ＳｉＨ2Ｃｌ  ・・・（１１９）
ＣＦ3（ＣＦ2）6ＳｉＨ2Ｃｌ  ・・・（１２０）
ＣＦ3（ＣＦ2）7（ＣＨ2）2Ｓｉ（ＣＨ3）2（ＯＣＨ3）  ・・・（１２１）
ＣＨ3（ＣＨ2）9Ｓｉ（ＣＨ3）2（ＯＣＨ3）  ・・・（１２２）
ＣＦ3（ＣＦ2）6Ｓｉ（ＣＨ3）2（ＯＣＨ3）  ・・・（１２３）
ＣＦ3（ＣＦ2）2（ＣＨ2）2Ａｌ（ＯＣ2Ｈ5）3・・・（１２４）
ＣＨ3（ＣＨ2）4ＳｎＣｌ（Ｃ3Ｈ7）2  ・・・（１２５）
ＣＦ2Ｈ（ＣＦ2）2（ＣＨ2）2ＳｉＨ2Ｃｌ  ・・・（１２６）
ＣＦ3（ＣＦ2）7（ＣＨ2）2ＴｉＣｌ（ＣＨ3）2  ・・・（１２７）
ＣＦ3（ＣＨ2）2（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＣＨ2）15ＳｉＣｌ3  ・・・（１２８）
ＣＦ3（ＣＦ2）3（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＣＨ2）9ＳｉＣｌ3  ・・・（１２９）
ＣＦ3（ＣＦ2）7（ＣＨ2）2（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＣＨ2）9ＳｉＣｌ3  ・・・（１３０）
【００５９】
上記のような有機分子としては、例えば信越化学工業株式会社製のシランカップリング剤、ジーイー東芝シリコーン株式会社製のシランカップリング剤、チッソ株式会社製の有機シリコン、東レ・ダウコーニング株式会社製のシランカップリング剤、アズマックス株式会社製の特殊化学品などを挙げられる。
【００６０】
次に、上記のような基材及び有機分子を用いて、本発明のマイクロレンズを作製する方法が説明される。
【００６１】
第１の単分子膜は、前記有機分子を上記のように活性水素を有する基材に接触させることにより形成される。この接触処理は、気相、液相いずれでもよいが、製造の容易さからは液相処理が好ましい。
【００６２】
液相処理は、有機分子が溶媒に溶解あるいは懸濁された有機分子含有液と基材を接触させることにより行われる。ただし、上記のような有機分子は基材と結合する側の末端結合官能基が高活性になるほど加水分解されやすく、それによって末端結合官能基同士が自己縮合し、縮合物が形成されやすいため、非プロトン性の溶媒が用いられる。アルコールなどのプロトン性溶媒を用いると、溶液中での縮合により基材表面との接触前に末端結合官能基が消失し、単分子膜の形成が困難となる。
【００６３】
また、上記のような臨界表面エネルギーを有する第１の単分子膜を得るためには、液相処理は、有機分子含有液に接触している気相中の水分量が、相対湿度値（２２℃における相対湿度値に換算）で３５％以下が好ましく、２５％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましい。このような低湿雰囲気下で液相処理が行なわれることにより、活性な有機分子同士の縮合反応が抑制され、第１の単分子膜が形成される全領域において均質な臨界表面エネルギーが得られる。
【００６４】
上記工程で使用される反応容器としてはグローブボックスなどの密閉系が好ましい。水分量が上記の範囲に調節された気相を構成する構成成分ガスとしては、希ガス及び窒素ガスからなる群より選択される少なくとも１種のガスが好ましい。
【００６５】
このような接触工程を経て、第１の単分子膜が形成されるが、この工程において開口部を形成するための好適な方法の一例としては以下の方法が挙げられる。
【００６６】
先ず、開口部の底面となる領域を被覆するために所定のレジストパターンが基材上に形成される。次に、レジストパターンが形成された後の基材と有機分子とを接触することにより、レジストのない領域にのみ第１の単分子膜が選択的に被覆される。次いで、レジストパターンが除去されることにより、開口部が形成される。ここで、レジストパターンは、ポジ型のレジストパターンであってもよく、ネガ型のレジストパターンであってもよい。
【００６７】
上記工程においてレジストパターンが形成された基材と有機分子とを接触させる場合、前述の低湿度に調整された雰囲気下で液相処理が行われる。
【００６８】
本発明において、有機分子含有液の調製に使用される非プロトン性溶媒は、レジストパターンを溶解させない溶媒であれば有機分子の種類に応じて適宜決定される。例えば、膜厚が薄くかつ膜厚の均性に優れた単分子膜を容易かつ確実に得る観点から、フッ素系溶剤であることが好ましい。このようなフッ素系溶剤としては、住友スリーエム社製のパーフルオロカーボン性液体やハイドロフルオロエーテル性液体が好ましい。例えば、住友スリーエム株式会社製の、商品名：「ＨＦＥ−７２００」、商品名：「ＰＦ−５０８０」、及び、商品名：「ＦＣ−７７」が用いられる。なお、有機分子含有液の有機分子の濃度は、特に制限されないが、例えば、１０-4ｍｏｌ／Ｌ程度以上が好ましく、１０-3ｍｏｌ／Ｌ以上がより好ましい。上限は１０-1ｍｏｌ／Ｌ程度が好ましい。基材と有機分子含有液との接触時間は、特に制限されないが、例えば、数秒〜１０時間、好ましくは１分〜１時間である。また、有機分子含有液の温度は、例えば、１０〜８０℃であり、好ましくは２０〜３０℃の範囲である。
【００６９】
なお、この時の、有機分子含有液の調整時にも溶液に接触している気相中の水分量は前述の範囲に調節されることが必要である。
【００７０】
次に、第１の単分子膜が形成された後のレジストパターンの除去は、例えば、アセトンにより行われる。
【００７１】
上記の方法において、液相中でレジストパターンが形成された後で基材上に単分子膜を形成する方法は、上述の方法に特に限定されず、例えば、スクリーン法、吐液法、インクジェット法等の方法が採用される。
【００７２】
以上の工程により、基材上に第１の単分子膜により周囲が被覆された開口部が形成される。
【００７３】
本発明において、開口部の底面の形状は所望のレンズ形状に合せて適宜調整される。具体的には、例えば、開口部の底面が円形状だけでなく、矩形状の凹部形状の開口部としてもよい。
【００７４】
次に、この基材上の開口部に、開口部内の領域よりも第１の単分子膜に非親和性を示すレンズ材料が配置される。
【００７５】
本発明において、レンズ材料としては、光透過性の樹脂だけでなくガラスなどの無機材料も使用可能である。樹脂製の材料としては、熱硬化性樹脂あるいはエネルギー線硬化性樹脂などが挙げられる。前記エネルギー線には、紫外線、可視光線、電子線、エックス線などが挙げられる。このような樹脂は、材料の主剤が高分子材料のものと低分子材料のものがある。高分子材料としては、例えばエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、シリコーン樹脂、ポリカーボネイト、ポリメチルメタクリレート、メチルフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ジエチレングリコール、ビスアリルカーボネート、アクリロニトリル、スチレン共重合体、メチルメタクリレート・スチレン共重合体、ポリプロピレンあるいはこれらの誘導体などが挙げられる。また、低分子材料としては、例えばポリアミドオリゴマー、アクリルモノマー、不飽和ポリエステルオリゴマー、ポリアクリルオリゴマー、エンチオールモノマー、アルキルポリシロキサンオリゴマーあるいはこれらの誘導体などを挙げられる。
【００７６】
このようなレンズ材料は、その表面張力により、開口部に配置された際、半球状の液滴が形成されることによりマイクロレンズが形成される。
【００７７】
本発明によれば、球面レンズ、低厚レンズなど種々の形状のレンズが形成される。レンズの嵩は１×１０-25〜３×１０-10ｍ3が好ましく、３×１０-19〜３×１０-16ｍ3がより好ましい。
【００７８】
本発明において、開口部へのマイクロレンズの配置は所定の第１の単分子膜が表面に形成された基材をレンズ材料を含有する溶液中に浸漬し、当該溶液から基材を引き上げることによって容易に開口部のみにレンズ材料が配置される。すなわち、基材上の第１の単分子膜が形成された領域は低い臨界表面エネルギーを有し、かつレンズ材料に非親和性を示すため、その領域上ではレンズ材料の定着が抑制され、開口部の位置する領域のみにレンズ材料が配置される。このため、浸漬によってレンズ材料が配置される方法でも、不要なレンズ材料を基材上から除去する工程を設けることも不要となる。そして、開口部に配置されたレンズ材料は表面張力により略半球状または先端部が略半球状で略柱状の形状を呈する。上記の浸漬方法の他に、バーコート法やスピンコート法などを適用してもよい。
【００７９】
本発明において、レンズ材料の溶液の粘度や第１の単分子膜のレンズ材料に対する非親和性の程度によって適切な配置が困難な場合には、レンズ材料が適量吐出される方式が採用されてもよい。例えば、スポイトによる滴下、ディスペンサによる滴下、インクジェット法による滴下が挙げられる。
【００８０】
なお、インクジェット法やディスペンス法などによりレンズ材料の滴下量が制御される方法によれば、滴下量によって半球面以上の形状を有するレンズや半球面以下の形状を有するレンズを形成することが可能である。半球面以上の形状、例えば略真球面形状を形成するためには、レンズ材料に対する第１の単分子膜の非親和性が高いほど好ましい。また、基材表面にナノメートルオーダーの高さを有する凹凸（高さ：１００ｎｍ〜１μｍ，幅：１０〜１００ｎｍ）の繰り返しパターンを予め形成し、その表面に高い非親和性を有する第１の単分子膜を形成することが好ましい。 
【００８１】
上記レンズ材料の溶液に用いられる溶媒としては、レンズ材料を溶解または懸濁できる溶媒であれば特に制限されない。ただし、レンズ製造において、開口部に配置されるレンズの嵩を高めるためにはレンズ材料が高い溶解性を有する溶媒の使用が好ましい。また、レンズ材料の溶液から容易に溶媒を取り除くためには、溶媒は低沸点で、高揮発性であることが好ましい。
【００８２】
溶液中のレンズ材料の濃度は、２０質量％以上であることが製造上好ましい。ただし、２０質量％未満であっても、複数回に分けてレンズ材料を含有する溶液が供給されることにより、所望のレンズが形成される。
【００８３】
上記のようにしてレンズ材料が開口部に配置された後、必要により硬化工程を設けることによりマイクロレンズが形成される。このような硬化の条件としては、例えば、熱硬化性樹脂として、ポリエステル樹脂が用いられる場合には、硬化温度１４０〜１５０℃、硬化時間１０〜３０分間が好ましい。また、光硬化性樹脂としてエポキシ樹脂が用いられる場合には、硬化のための照射源として紫外線ランプなどが用いられる。照射条件は、例えば４００ｍＪ／ｃｍ2である。さらに加熱処理（例えば、７０℃，１２０分間）を行って
もよい。また、レンズ材料として珪酸ガラスなどの無機材料が用いられる場合、例えば、アルコキシシラン材料に水、アルコールなどを加えて撹拌してゾルゲル溶液を調製し、そのゾルゲル溶液を開口部に配置し、さらに加熱処理する方法が採用される。
【００８４】
参考形態２
本発明のマイクロレンズの作製において、開口部の形成は参考形態１と異なる方法を採用してもよい。このような方法としては、第１の単分子膜が形成された後、エネルギー照射により形成された第１の単分子膜の一部を除去することによって、基材上に開口部が選択的に形成される工程を挙げられる。
【００８５】
この方法においては、参考形態１と異なりレジストパターンが用いられないため、有機分子含有液の調製に使用する非プロトン性溶媒は、有機分子を溶解できる溶媒であれば特に制限されず用いられる。例えば、ヘキサデカン、クロロホルム、四塩化炭素、シリコーンオイル、ヘキサン、トルエン等の有機溶剤が使用できる。これらの溶剤は、いずれか一種類を使用してもよいし、二種類以上を混合して使用されてもよい。
【００８６】
これらの中でも、ヘキサデカン、クロロホルム及び四塩化炭素を含む混合溶剤が非プロトン性溶媒として好ましい。このような有機溶剤の使用により、例えば、水分の介在による有機分子の重合（ポリマー化）が十分に防止される。そのため、有機分子の末端結合官能基と、基材の活性水素との縮合反応が効率よく行なわれる。この縮合反応によって基材に有機分子が共有結合［例えば、シロキサン結合（−Ｓｉ−Ｏ−）］で結合され、単分子膜が形成される。なお、縮合反応は前述した相対湿度値の環境下で行われる。
【００８７】
次に、形成された第１の単分子膜の上に照射されるエネルギーから保護するためのフォトマスクが供給される。このフォトマスクは、例えば紫外線の光源と、第１の単分子膜を形成した基材との間に配置された際に、基材上の開口部となるべき領域を被覆している第１の単分子膜のみに選択的に紫外線が照射される構造を有している。次に、このフォトマスクを介して第１の単分子膜が形成された後の基材に紫外線が照射され、開口部となる領域を被覆している第１の単分子膜のみが選択的に除去され、基材上に開口部が形成される。そして、基材表面の露出により、第１の単分子膜は開口部内の領域よりもレンズ材料に対して非親和性を示す。
【００８８】
なお、紫外線照射の手段として、例えば、エキシマレーザ、パルスレーザ等のレーザが用いられる場合は、フォトマスクを使用せずに、第１の単分子膜の特定領域に紫外線をスポット照射する方法を採用してもよい。更に、紫外線照射の代わりに、電子線照射処理、コロナ処理、プラズマ処理などにより開口部となる領域を被覆している第１の単分子膜のみを選択的に除去する方法が採用されてもよい。また、これらの処理は、酸素の存在下での実施が好ましい。
【００８９】
参考形態３
本発明のマイクロレンズの作製において、第１の単分子膜を形成する基材表面の活性水素の量が十分でない場合に、単分子膜形成工程の前に予め活性水素付与工程を設けることも好ましい。このような工程を設けることにより、基材の選択範囲を広げることも可能となる。
【００９０】
活性水素を基材に付与する方法としては、例えば、基材の表面を化学的に酸化処理する方法、酸素存在下においてプラズマ処理する方法、オゾン処理する方法等が挙げられる。また、基材を、例えば、ＳｉＣｌ4、ＨＳｉＣｌ3、ＳｉＣｌ3Ｏ−（ＳｉＣｌ2−Ｏ）u−ＳｉＣｌ3(但し、ｕは０〜６の整数)、Ｓｉ（ＯＨ）4、ＨＳｉ（ＯＨ）3、Ｓｉ（ＯＨ）3Ｏ−（Ｓｉ（ＯＨ）2−Ｏ）u−Ｓｉ（ＯＨ）3(但し、ｕは０〜６の整数)等によって親水化処理する方法も挙げられる。
【００９１】
以下は、基材の表面を酸化処理する方法についての具体的な説明である。酸化処理は、酸素及び水素原子供給物質の存在下で基材表面にエネルギーが照射されることにより行われる。例えば、紫外線照射により気相中の酸素が分解されてオゾンが生成され、このオゾンが水素原子供給物質と反応して、活性水素を有する活性種が生成される。また、基材の表面に紫外線が照射されると、表面近傍を構成する材料の原子間の共有結合が切断され、未結合手が形成される。この未結合手に活性水素を含む活性種が作用することにより、活性水素を有する基材が得られる。上記の酸化処理に用いられる装置としては、ＵＶオゾン処理装置やエキシマＵＶ照射装置が有効である。
【００９２】
好ましい水素原子供給物質としては、例えば、水、アンモニアなどが挙げられる。例えば、水素原子供給物質として水が用いられる場合、−ＯＨで表される構造を少なくとも含む特性基として基材表面に活性水素が付与される。また、水素原子供給物質としてアンモニアを用いた場合は、−ＮＨで表される構造を少なくとも含む特性基として基材表面に活性水素が付与される。なお、紫外線照射処理に代えて、コロナ処理、プラズマ処理等を採用してもよい。
【００９３】
さらにまた、樹脂製の基材の表面をメッキ、蒸着、ＣＶＤなどの方法により、活性水素または活性水素を含む特性基を有する層を設けてもよい。
【００９４】
上記のようにして活性水素が付与された基材は、参考形態１と同様の方法によりマイクロレンズの作製に供される。
【００９５】
参考形態４
本発明のマイクロレンズは、開口部の内壁を形成する第１の単分子膜のレンズ材料に対する非親和性の程度を変更することによりレンズの高さを変更することも好ましい形態である。
【００９６】
すなわち、図４Ａあるいは図４Ｂに示すように、参考形態１において形成される開口部の内壁を構成する第１の単分子膜のレンズ材料に対する非親和性の程度の変更によって、レンズ基部の高さが変更される。図４Ａは、第１の単分子膜で形成された開口部の内壁がレンズ材料に比較的なじみやすい親和性を有する有機分子から形成されている場合である。図４Ｂは、開口部の内壁がレンズ材料に対して撥性の有機分子からなる第１の単分子膜が形成されている場合である。特に、図４Ｂの形態は、レンズ基部の高さが実質的に０になるため、好ましい。
【００９７】
図４Ａの形態としては、前記の式（１０２）の有機分子の使用によって形成される開口部に、シリコーン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂などのレンズ材料を配置する場合が挙げられる。
【００９８】
また、図４Ｂの形態としては、有機分子に前記の式（１０１）の有機分子の使用によって形成される開口部に、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエーテル樹脂などのレンズ材料を配置する場合が挙げられる。
【００９９】
実施の形態１
本発明では、開口部内の領域にレンズ材料に対して親和性を示す第２の単分子膜を形成する。
【０１００】
図５に示すように、本実施の形態ではレンズ材料に対して非親和性を示す第１の単分子膜２が基材上に形成されることにより開口部が形成される。そして、この開口部内の領域に、さらにレンズ材料に親和性を示す第２の単分子膜５が形成されている。開口部内の領域にレンズ材料に対して親和性を示す第２の単分子膜５が形成されることにより、開口部内の領域と、その周囲に形成される非親和性の第１の単分子膜２とのレンズ材料に対する親和性の差がさらに大きくなるため、好ましい。さらに、レンズ材料と第２の単分子膜５が化学結合してレンズ材料が開口部内に強固に固定されるため、好ましい。
【０１０１】
上記の第２の単分子膜はレンズ材料に対して濡れ性の高い官能基をその表面に有することで、レンズ材料が配置された際にレンズ材料の保持性の向上を図る目的で形成される。従って、前述のレンズ材料と同程度の臨界表面エネルギーを有しているものが好適に用いられる。特に、レンズ材料と第２の単分子膜の臨界表面エネルギーの差は、１２ｍＮ／ｍ未満が好ましい。なお、開口部が小さく、開口部内に形成された第２の単分子膜の臨界表面エネルギーの直接測定が困難な場合は、同一材料から作製した平面板が測定に用いられる。
【０１０２】
本実施の形態において、レンズ材料に樹脂が用いられる場合には、末端結合官能基が基材上の活性水素と共有結合した際に、他方の末端にレンズ材料に親和性を示す官能基を有する有機分子が用いられる。官能基の種類は使用される樹脂の種類による。例えば、ポリウレタン樹脂（臨界表面エネルギー：約３８ｍＮ／ｍ）をレンズ材料とする場合には、末端にＣＣｌ2Ｈ−基を有する有機分子、例えばＣＣｌ2Ｈ（ＣＨ2）8ＳｉＣｌ3（臨界表面エネルギー：約３９ｍＮ／ｍ）が用いられる。
【０１０３】
また、レンズ材料にポリアミド（臨界表面エネルギー：約４２ｍＮ／ｍ）が用いられる場合には、末端にＣＣｌ2＝Ｈ−基を有する有機分子、例えばＣＣｌ2＝ＣＨ（ＣＨ2）8ＳｉＣｌ3（臨界表面エネルギー：約４３ｍＮ／ｍ）が用いられる。
【０１０４】
また、上記のような樹脂に親和性を有する有機分子としては、例えば以下の一般式の有機分子が挙げられる。
【０１０５】
ＣＨ2＝ＣＨ（ＣＨ2）ｖＳｉＣｌ3・・・（２０１）
ＮＣ（ＣＨ2）ｖＳｉＣｌ3・・・（２０２）
【化２】
0004615520.tif 000003
Ｃ6Ｈ5（ＣＨ2）ｖＳｉＣｌ3・・・（２０４）
［式（２０１）〜（２０４）中、ｖは２〜２２の整数を示す］
【０１０６】
さらに、本実施の形態で上記以外の第２の単分子膜を形成するために用いることができる有機分子としては、以下の有機分子が挙げられる。
【０１０７】
Ｈ2Ｎ（ＣＨ2）3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3・・・（３０１）
ＯＨＣ（ＣＨ2）3Ｓｉ（ＯＣＨ2ＣＨ3）3・・・（３０２）
ＨＯＯＣ（ＣＨ2）5Ｓｉ（ＯＣＨ3）3・・・（３０３）
ＨＯ（ＣＨ2）5Ｓｉ（ＯＣＨ3）3・・・（３０４）
Ｈ3ＣＯＯＣ（ＣＨ2）5Ｓｉ（ＯＣＨ2ＣＨ3）3・・・（３０５）
（ＯＨ）2ＯＰ（ＣＨ2）3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3・・・（３０６）
ＨＯ2Ｓ（ＣＨ2）3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3・・・（３０７）
ＨＳ（ＣＨ2）3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3・・・（３０８）
ＣＨ2＝ＣＨ（ＣＨ2）6Ｓｉ（ＯＣＨ3）3・・・（３０９）
ＣＨ3Ｃ6Ｈ4Ｓｉ（ＯＣＨ3）3・・・（３１０）
ＣｌＣＨ2Ｃ6Ｈ4Ｓｉ（ＯＣＨ3）3・・・（３１１）
【０１０８】
上記のような有機分子は、前述の第１の単分子膜を形成する場合に用いられる有機分子と同様に各化合物として入手可能である。
【０１０９】
なお、第２の単分子膜の膜厚は上記第１の単分子膜の膜厚よりも薄いことが好ましい。従って、上記第２の単分子膜を形成するための有機分子の分子鎖長としては、第１の単分子膜を形成するために用いられる有機分子よりも短鎖の分子鎖長を有する有機分子が用いられる。
【０１１０】
第２の単分子膜は、第１の単分子膜の形成と同様の方法により作製される。本実施の形態のマイクロレンズの作製は、まず第１の単分子膜が基材上に形成されて開口部が設けられ、その開口部内に第２の単分子膜が形成されてもよいし、あるいは、第２の単分子膜を予め基材上に形成しておき、それ以外の基材表面が第１の単分子膜で被覆されてもよい。この際、レンズ材料の配置を開口部に固定するため、レンズの形成が不要な領域には第２の単分子膜が形成されないことが必要である。従って、第２の単分子膜の形成に際して、レンズ形成の不要な領域は第１の単分子膜形成と同様にレジスト等によって被覆されることが好ましい。なお、レジストに撥性を有する第１の単分子膜が先に形成される場合には、所望により第１の単分子膜が形成された基材をヘキサメチルジシラザン蒸気に曝してレジストの密着性を上げることが好ましい。
【０１１１】
参考形態５
本発明のマイクロレンズは、発光デバイスの構成要素の１つを基材として利用してもよい。このような基材を用いれば、発光デバイスの内部にマイクロレンズを形成できるため、デバイスの大きさが大きく変更されることなく、光学特性が改善される。
【０１１２】
図６は、本発明のマイクロレンズを利用した発光デバイスの一例として、発光デバイス（有機ＥＬ）の基本構成を示す概略断面図である。
【０１１３】
図６に示す発光デバイスは、透明基板（図示せず）上に形成された透明電極１１、対極１２、発光層１３、及び光取り出し層１４とから構成されている。この光取り出し層１４は本発明のマイクロレンズを備えるものである。透明電極１１と光取り出し層１４は発光層１３から発光する光を透過する機能を有しており、対極１２は発光層１３から発光される光を反射するか、あるいは透過する機能のうちいずれか１つの機能を有している。
【０１１４】
発光デバイスの電極は透明電極１１と対極１２により構成され、それぞれ陽極または陰極として機能する。本参考形態において、陽極材料及び陰極材料は従来公知の材料が使用される。
【０１１５】
陰極材料としては、仕事関数の小さな金属、及び当該金属を含む合金、酸化物が使用される。具体的には、例えば、ナトリウム、リチウムなどのアルカリ金属単体、又はその合金（例えば、アルミニウム−リチウム合金）が挙げられる。また、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属単体、又はその合金（例えば、マグネシウム−インジウム合金）が挙げられる。合金は上記金属と、アルミニウム、銀、インジウムなどから構成される。また、ガリウム、インジウムなど一部の第３族金属を用いてもよい。
【０１１６】
陽極材料としては、仕事関数の大きな金属や合金が使用可能である。具体的には、例えば、インジウム錫酸化物合金（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物合金（ＩＺＯ）、インジウム酸化物、スズ酸化物、金、ヨウ化銅、及びその派生材料などが挙げられる。
【０１１７】
発光層１３の材料としては、低分子有機化合物、デンドリマー、高分子化合物などが使用される。具体的には、例えば、アルミニウム−キノリノール錯体、ベリリウム−ベンゾキノリノール錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、キナクリドン誘導体、ペリレン系化合物、ジフェニルテトラセン、ルブレン、ユーロピウム錯体、白金ポルフィリン錯体、イリジウム錯体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリチオフェン類、ポリフルオレン類、ジスチルビフェニル誘導体、ジフェニルエチレン誘導体、ジアミノカルバゾール誘導体、クマリン系化合物、ナフタレン系化合物、ビススチリル系化合物、ピラジン系化合物、ポリベンゾカルバゾール類が挙げられる。
【０１１８】
上記発光層１３の材料の中で、アルミニウム−キノリノール錯体の具体例としては、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（略号：Ａｌｑ３）など；ベリリウム−ベンゾキノリノール錯体の具体例としては、ビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体など；ユーロピウム錯体の具体例としては、トリ（ジベンゾイルメチル）フェナントロリンユーロピウム錯体など；ジフェニルエチレン誘導体の具体例としては、ジトルイルビニルビフェニルなど；ポリパラフェニレンビニレン誘導体の具体例としては、ポリ（２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシルオキシ）−１，４−（１−シアノビニレン）フェニレン）などが挙げられる。
【０１１９】
光取り出し層１４は透明電極１１と対極１２の間に設けられており、レンズ１５がその層中に埋設されている。なお、電極間には、従来公知の正孔輸送層、電子輸送層、正孔阻止層、電子阻止層などの他の層がさらに形成されてもよい。このレンズ１５により、発光層１３で発光した光は屈折又は回折され、透明電極１１に出射される。これにより透明電極１１に入射する光の入射角が変わり、透明電極１１と光取り出し層１４との界面及びその対向面で起こる反射の割合が減少されるため、光学特性が改善される。しかも、デバイス中の構成要素の１つである透明電極１１が基材として用いられ、単分子膜形成ための基材を別途設ける必要がないため、デバイスの厚みの増大も抑えられる。
【０１２０】
図６に示すように、光取り出し層１４と透明電極１１との界面上には第１の単分子膜１８が形成されており、その第１の単分子膜１８によってレンズ１５を配置するための開口部が形成される。そして、上述した実施の形態と同様に、第１の単分子膜１８はレンズ材料に対して開口部内の領域よりも非親和性であり、臨界表面エネルギーが２２ｍＮ／ｍ以下の特性を有している。このため、各開口部にレンズ材料が配置された際、レンズ材料が開口部の縁部を越えて拡散することなく、各レンズは隣接するレンズと所定間隔で分離される。
【０１２１】
本参考形態において、第１の単分子膜１８の形成は基材として透明電極１１が用いられる以外は、他の実施の形態と同様の方法により形成される。
【０１２２】
なお、本参考形態において、第１の単分子膜の形成に有機分子として有機シラン化合物が用いられ場合、第１の単分子膜の形成の容易化のため、基材表面が予め表面処理されることが好ましい。このような表面処理の方法としては、シランカップリング剤による処理、酸化被膜処理などが挙げられる。このような表面処理により、有機シラン化合物と反応する透明電極１１の表面の活性水素量が増加される。シランカップリング剤による処理では、テトラクロロシラン、ヘキサクロロジシロキサン、テトラメトキシシランなど一分子内に複数のシロール基もしくは加水分解によりシロール基を形成可能な基（クロロシラン基、アルコキシシラン基）を有する低分子量のシランカップリング剤が用いられる。これらシランカップリング剤で基材表面が処理されることにより基材表面に一層もしくは数層の被膜が形成される。また酸化被膜処理では、基材表面がプラズマ処理やオゾン処理などにより処理されることによって、数原子層未満の酸化被膜（例えば、二酸化硅素被膜）が形成される。上記のような処理方法で形成される被膜及び第１の単分子膜はいずれもトンネル電流が確認されており、これらの形成によって発光デバイスの特性が損なわれることはない。
【０１２３】
本参考形態において、レンズ材料としては上記の参考形態１で使用されるレンズ材料と同一の材料が使用されてもよいが、光取り出し層１４は透明電極１１と対極１２の間に配置されるため、少なくとも垂直方向に電気伝導性が必要とされる。
【０１２４】
レンズ材料に電気伝導性を付与する方法としては、例えば、樹脂がレンズ材料の主成分とされる場合、高電気伝導性の樹脂を用いることにより所定の電気伝導性が得られる。
【０１２５】
このような高電気伝導性の樹脂としては、具体的には、例えば、水溶性エポキシアクリレート、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体などが挙げられる。例えば、水溶性エポキシアクリレートからなるレンズ材料の抵抗率は、1×１０9〜1×１０１3Ω・ｃｍ、ポリアニリンからなるレンズ材料の抵抗率は、1×１０−2〜1×１０１Ω・ｃｍであることが確認されてい
る。
【０１２６】
上記のような高電気伝導性の樹脂がレンズ材料として用いられる場合、レンズ形成のために参考形態１と同様の加熱硬化あるいは紫外線硬化などの方法が使用されてもよい。その他の方法として、開口部上で樹脂がポリマー化されてもよい。例えば、ポリピロールが用いられる場合には、以下の方法が採用されてもよい。
【０１２７】
まず、マイクロディスペンサなどの手段により、ピロールのエタノール溶液が開口部に配置される。次に、この配置されたレンズ材料と塩化第二鉄の水溶液又はアルコール溶液の接触によってピロールが重合され、ポリピロールのレンズが形成される。
【０１２８】
さらに他の方法としては、まず、ポリビニルアルコールと塩化第二鉄の水溶液又はアルコール溶液が混合され、マイクロディスペンサなどの手段によりポリビニルアルコール含有溶液が開口部に配置される。次に、滴下、浸漬等の手段によりピロールのエタノール溶液とポリビニルアルコール含有溶液が接触することにより、開口部にピロール溶液が載置される。そして、載置されたピロールは塩化第二鉄の作用により重合され、ポリピロールのレンズが形成される。
【０１２９】
上記とは別に、電気伝導性が低い樹脂や無機材料がレンズ材料の主成分とされる場合には、電気伝導性物質が添加されたレンズ材料が用いられる。
【０１３０】
このような電気伝導性物質としては、具体的には、例えば、前述のＩＴＯ、ＩＺＯ、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウムなどの金属無機化合物が挙げられる。また、レンズの透明性を減少させる可能性はあるが、その低下が光学デバイスの許容範囲内であり、かつ電気伝導性を付与しうる材料としては、具体的には、例えば、カーボンブラック、銅、銅合金、銀、銀合金、ハンダ、ニッケル等が挙げられる。これらは微粉末、フィラー形状での使用が好ましい。
【０１３１】
また、上記以外の電気伝導性物質としては、具体的には、例えば、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリチオフェンに代表される導電性ポリマー粒子を用いられる。さらに粒状ポリマーやフィラー状ポリマーの周囲を金などの金属でコーティングした材料も有効である。
【０１３２】
上記の電気伝導性物質をレンズ材料に含有させる方法は、特に限定されない。レンズ材料の主成分として樹脂が用いられる場合、上記のＩＴＯなどの材料の微粒子（形状としてフィラーなど針状の粒子を含む）と樹脂とを予め混練または捏和（ねっか）して調整された溶液を用いられる。
【０１３３】
具体的には、例えば、ポリメチルメタクリレートを主成分とする樹脂に、電気伝導性物質としてアニリン重合体粉末が添加されたレンズ材料の抵抗率は、７×１０−2〜１×１０0Ω・ｃｍであり、不飽和ポリエステルを主成分とする樹脂材料に、電気伝導性物質として硫酸バリウム微粒子が添加されたレンズ材料の抵抗率は、３×１０−2〜７×１０１Ω・ｃｍであることが確認されている。
【０１３４】
また、レンズ材料の主成分として無機材料が用いられる場合、例えば、ゾル−ゲル材料の金属アセチルアセトナート材料の一つである硫酸アセチルアセトナートインジウムが用いられる場合は、前記化合物とスズとの混合溶液を調整することにより、電気伝導性物質である酸化インジウムとスズとの混合体が形成される。この場合、形成条件によるが、最高で１×１０-4〜１×１０-3Ω・ｃｍ程度の電気導電性を付与できることが確認されている。
【０１３５】
本参考形態において、レンズ材料を開口部に配置するに際しては、既述された実施の形態と同一の方法が使用されてもよいが、レンズアレイとした時の各レンズの体積を均一にするために滴下量を制御可能なディスペンサ、インクジェットなどによってレンズ材料を開口部に滴下する手法を用いることが好ましい。
【０１３６】
上記のようにして、レンズ材料が開口部に配置された後、レンズ形成のため参考形態１と同様に必要により硬化処理される。
【０１３７】
本参考形態において、光取り出し層１４は、レンズ１５を埋設するよう平坦化膜１９を有している。平坦化膜１９は第１の単分子膜１８及びレンズ１５により形成される凹凸面を平坦にするために設けられる。
【０１３８】
平坦化膜１９を構成する材料は有機材料が主として用いられる。また、平坦化膜１９の材料はウエットプロセスによる方法（例えば、回転塗工法）に使用できることが望ましい。具体的には、例えば、メタクリレート系化合物、アクリレート系化合物、シリコーン系化合物、ウレタン系化合物、アクリルシリコン系化合物、オルガノアルコキシシラン系化合物材料が挙げられる。また、平坦化膜１９の材料として無機材料が用いられてもよく、具体的には、例えば、ケイ酸塩系化合物、アルコキシシラン系化合物材料などが挙げられる。より具体的な材料の例示としては、アクリレート系化合物として、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレートなど；オルガノアルコキシシラン系化合物としては、グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。これらの材料は、レンズ１５などの光取り出し層１４の構成、透明電極１１、発光層１３などの各構成要素の光学的特性によって適宜選択される。
【０１３９】
平坦化膜１９もレンズ１５と同様に一般的に電気伝導性は乏しいため、少なくとも基材の垂直方向に電気伝導性が付与されることが好ましい。平坦化膜１９に電気伝導性を付与する方法としては、レンズ材料に電気伝導性を付与する方法と同様の方法が採用される。
【０１４０】
平坦化膜１９の形成は、上記材料をスピンコートなどの方法によりレンズ１５上に塗布し、必要により硬化することにより行われる。例えば、平坦化膜１９の材料としてグリシジルメタアクリレートと４'−メタクリロイロオキシカルコンの共重合体が用いられる場
合、まず、これらのシクロヘキサン溶液が調製され、レンズ１５上に溶液がスピンコートされる。次に、１００℃，１０分間ベーキングが行なわれ、さらに紫外線による硬化が行われた後、１２０℃，２０分間ベーキングされることにより平坦化膜１９が形成される。
【０１４１】
本参考形態において、光取り出し層１４全体の電気伝導性は抵抗率で１×１０-2〜１×１０13Ω・ｃｍが好ましい。前記範囲外の抵抗率では、発光が損なわれやすい。なお、前記抵抗率は、別途縦積み構造の２つの金製の電極間に測定試料を挟持し、その電流電圧特性から求められるものである。
【０１４２】
なお、本参考形態では、図６に示すように図面上で下に向かって凸型のレンズ１５が例示されたが、発光デバイスの構成、製造プロセスに応じて、図面上で上に向かって凸型のレンズ１５を形成してもよい。この場合、発光層１３が基材として利用される。
【０１４３】
図７Ａ〜図７Ｇは、本参考形態に係る発光デバイス（有機ＥＬ素子）の製造工程を説明する図面であるが、光取り出し層１４が電極間に形成されている以外は、基本的に従来から公知の有機ＥＬ素子の製法が利用される。
【０１４４】
まず、図７Ａに示すように、スパッタリング法でインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などが所定厚さで成膜され、透明基板１０上にＩＴＯ製透明電極１１が形成される。なお、透明基板１０として、例えば、ガラス板などの透光性の基板が用いられる。
【０１４５】
この透明電極１１の上面に光取り出し層１４が形成される。
【０１４６】
光取り出し層１４は、上記した方法により、まず、第１の単分子膜１８が形成され、それによって透明電極１１上に開口部１７が形成される（図７Ｂ）。
【０１４７】
そして、形成された開口部１７に上述した方法によって電気伝導性のレンズ１５が配置され（図７Ｃ）、さらに第１の単分子膜１８及びレンズ１５上に電気伝導性の平坦化膜１９が形成され、光取り出し層１４が形成される（図７Ｄ）。
【０１４８】
上記のようにして形成された光取り出し層１４上には正孔輸送層１６が形成される（図７Ｅ）。この正孔輸送層１６は任意の構成要素であり、従来公知の材料及び製法により形成できる。例えば、Ｎ、Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’―ビフェニル）−４，４’―ジアミン（ＴＰＤ）を蒸着源とし加熱蒸着法により所定厚みの薄膜が形成されて正孔輸送層１６が形成される。
【０１４９】
次に、正孔輸送層１６上に発光層１３が形成される（図７Ｆ）。この発光層１３は、例えば、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（Ａｌｑ３）を蒸発源として用い、真空蒸着法により所定の厚みとなるように正孔輸送層１６上に形成される。
【０１５０】
次に、発光層１３上に対極１２が形成される（図７Ｇ）。この対極１２は、例えば、アルミニウムーリチウム合金（Ｌｉ：１５％含有）を蒸発源とし、対極形成用の金属マスクを使用して、真空蒸着法により所定厚みとなるように発光層１３上に形成される。
【０１５１】
上記のようにして、有機ＥＬ素子を構成する構成要素の１つを基材として用いたマイクロレンズを内包する発光デバイスが作製される。
【０１５２】
なお、本参考形態は透明電極１１が基材として用いられる例について説明されたが、他の構成要素が基材として用いられてもよい。また、本参考形態において、透明基板１０の電極が形成される側の対向面に本発明のマイクロレンズが更に形成されてもよい。このようなマイクロレンズが形成されることにより、光学特性が更に改善される。
【０１５３】
その他の参考形態
【０１５４】
その他本発明では、以下のようなマイクロレンズの形態としてもよい。
（１）基材は反射性を有する材料を用いてもよい。このような基材の使用により、反射光を集光させるという効果がある。このような反射性の基材には、アルミニウム、銀などの金属の他、シリコンなどが使用される。
【０１５５】
（２）本発明のマイクロレンズは、レンズ形状が円形状のレンズに限られず、柱状レンズや、底面形状が矩形のレンズでも使用できる。底面矩形レンズとする場合には、レンズアレイが稠密構造となり、レンズピッチの減少が可能となるため好ましい。また、同一基材内で２種以上のレンズ形状が形成されてもよい。
【０１５６】
本出願は、２００４年１０月６日出願の日本国特許出願２００４−２９３６０８号に基づく優先権を主張するものであり、前記内容は参照により本出願に組み込まれる。
【０１５７】
以下、本発明は実施例によって更に詳細に説明されるが、下記の実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【実施例】
【０１５８】
（参考例１）
基材として、ガラス基板（松波硝子社製青板ガラス，サイズ：５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．８ｍｍ，臨界表面エネルギー：約７０ｍＮ／ｍ）が用いられた。基材は半導体プロセス製造用アセトン（関東化学社製）によって超音波洗浄２分間、その後直ちに純水による流水洗浄が５分間行なわれた後、スピンドライヤーにより乾燥された。乾燥後、ＵＶ／オゾン洗浄装置（サムコインターナショナル研究所社製ＵＶ−３００）により１０分間、基材両面が洗浄処理された。
【０１５９】
次に、前記基材の片面に回転塗布によりポジレジスト（東京応化工業社製ＯＦＰＲ８０００）が１μｍの厚みで形成され、８０℃のベーキングが施された。このレジスト上にサイズの異なる開口を複数有するマスクが配置され、紫外線露光装置により露光された後、直ちに現像液（東京応化工業製ＮＭＤ−３）による現像が行われた。
【０１６０】
上記とは別に、室温下、相対湿度値５％以下（２２℃換算）の乾燥雰囲気のグローブボックス内で、第１の単分子膜形成のために、ＣＦ3（ＣＦ2）7（ＣＨ2）2ＳｉＣｌ3（信越化学工業社製Ｘ−２４−９３６７Ｃ）のハイドロフルオロエーテル溶液（住友スリーエム社製ＨＦＥ−７１００）（濃度：２質量％）が調整された。
【０１６１】
同じグローブボックス内にレジストが形成された基材が投入され、調製された有機分子含有液に２分間浸漬された。溶液中から基材が取り出され、直ちにグローブボックス内で、ハイドロフルオロエーテル洗浄液（住友スリーエム社製ＨＦＥ−７２００）による５分間のリンス洗浄が２回行なわれ、基材表面が洗浄された。目視により基材の乾燥が確認された後、グローブボックスから基材が取り出された。
【０１６２】
次に、半導体プロセス製造用アセトン（関東化学社製）を用いて、５分間のリンス洗浄を３回繰り返して基材上のレジストが取り除かれた。
【０１６３】
単分子膜の確認は、基材上に形成された単分子膜の分子構造を分析することにより行なわれた。図８は上記のようにして形成された単分子膜のフーリエ変換赤外吸収スペクトルの測定スペクトラムを示す。波数２９３０ｃｍ-1と２８６０ｃｍ-1に分子主鎖のＣＨ2ＣＨ2基の振動が確認された。また、19Ｆ-核磁気共鳴スペクトルによる測定ではＣＦ3、ＣＦ2のシグナルが確認された。さらに、質量分析スペクトルによる測定では分子構造に相当する所定質量のフラグメントが確認された。以上から、基材上の単分子膜（ＣＦ3（ＣＦ2）7（ＣＨ2）2Ｓｉ−Ｏ−）の形成が確認された。また、透過型電子顕微鏡での断面写真による観察で、単分子膜は略一分子長の厚みである１．６ｎｍであることが確認された。また、形成された第１の単分子膜の臨界表面エネルギーは、８．５ｍＮ／ｍであった。
【０１６４】
次に、基材上にレンズ材料である紫外線硬化型樹脂（大日本インキ化学工業製ダイキュアクリアＳＤ）がスピンコータにより塗布された。
【０１６５】
塗布後、紫外線ランプ（セン特殊光源社製）を用いて基材上に紫外線照射が行われ、樹脂が硬化されて、マイクロレンズアレイが作製された。なお、このレンズ材料の臨界表面エネルギーは、別途作製された平面板により測定されたところ、２１．２ｍＮ／ｍであり、レンズ材料と第１の単分子膜との臨界表面エネルギーの差は、１２．７ｍＮ／ｍであった。
【０１６６】
図９は、大きさの異なる矩形の開口部内の領域に形成されたマイクロレンズアレイを上方から写した電子顕微鏡写真である。各開口部の輪郭を示す干渉縞が確認されたことから、レンズが開口部内の領域に形成されたことが分かる。得られたマイクロレンズはいずれも矩形のパターンで形成された開口部内の領域に配置されており、開口部の縁を越えてレンズ材料が拡散していないことが確認された。また、図９において、各開口部の底面の一辺は大きい方から順に９．０１、７．４７、５．４９、４．２０、３．２１、２．１０、及び１．３０μｍであった。これらの大きさは、マスクの開口の大きさとほぼ同じであることが確認された。
【０１６７】
また、表面段差計により測定されたレンズ高さは、０．６〜４．６μｍであり、略半球状のレンズであることが確認された。
【０１６８】
（参考例２）
参考例１のマイクロレンズアレイの作製において、レジスト形成時のマスクとして同一サイズの開口を複数有するマスクが用いられた以外は、参考例１と同様にしてマイクロレンズアレイが作製された。
【０１６９】
図１０は、上記のようにして作製された略同一サイズの矩形の開口部内の領域に形成されたマイクロレンズアレイを上方から写した電子顕微鏡写真である。各開口部の輪郭を示す干渉縞が確認されたことから、レンズが開口部内の領域に形成されたことが分かる。得られたマイクロレンズはいずれも矩形のパターンで形成された開口部内の領域に配置されており、開口部の縁を越えてレンズ材料の拡散がなく、隣接するレンズ同士が影響を及ぼしておらず、またレンズ載置に抜けがないことが確認された。開口部の幅について３点が計測されたところ、３．５２〜３．７７μｍであり、レンズピッチは約２０μｍであり、マスクの開口及びピッチとほぼ同じであることが確認された。また、レンズ高さは、１．７１〜１．８９μｍであり、レンズ形状はいずれも略半球状のレンズであった。
【０１７０】
（参考例３）
参考例２の第１の単分子膜の形成において、有機分子にＣＦ3（ＣＨ2）2（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＣＨ2）15ＳｉＣｌ3（信越化学工業社製，日本国特許公開平４−１２００８２号に記載の製法により作製，単分子膜の構造：ＣＦ3（ＣＨ2）2（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＣＨ2）15Ｓｉ−Ｏ−）が用いられた以外は、参考例２と同様にして第１の単分子膜が作製された。この第１の単分子膜の厚みは、約１ｎｍであり、また臨界表面エネルギーは、１７．９ｍＮ／ｍであった。
【０１７１】
上記とは別に、レンズ材料が準備された。レンズ材料として、グリシジルメタクリレートと４’−メタクリロイロオキシカルコンの共重合体のシクロヘキサン溶液が調製された。
【０１７２】
調整された上記溶液に第1の単分子膜が形成された基材が浸漬された。基材が溶液から取り出された後、参考例１と同じ方法によりレンズ材料が硬化され、マイクロレンズアレイが作製された。
【０１７３】
上記レンズ材料の硬化後の臨界表面エネルギーはおよそ４０ｍＮ／ｍであり、レンズ材料と第１の単分子膜の臨界表面エネルギーとの差は、およそ２２ｍＮ／ｍであった。
【０１７４】
得られたマイクロレンズアレイは参考例２と同様の略半球状のレンズの形成が確認された。また、開口部の幅について３点が計測されたところ、５．１１〜５．２７μmであり、レンズピッチは約２０μmであり、レンズ高さは１．９〜２．１μmであった。
【０１７５】
（参考例４）
参考例２の第１の単分子膜の形成において、有機分子にＣＦ3（ＣＦ2）3（ＣＨ2）2（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＣＨ2）9ＳｉＣｌ3（信越化学工業社製，日本国特許公開平４−１２００８２号に記載の製法により作製，単分子膜の構造：ＣＦ3（ＣＦ2）3（ＣＨ2）2（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＣＨ2）9Ｓｉ−Ｏ−）が用いられた以外は、参考例２と同様にして第１の単分子膜が作製された。この第１の単分子膜の厚みは約１ｎｍであり、また臨界表面エネルギーは、１１．５ｍＮ／ｍであった。 
【０１７６】
次に、参考例３と同じレンズ材料を用いて、参考例３と同じ手法によりマイクロレンズが作製された。 
【０１７７】
レンズ材料と第１の単分子膜の臨界表面エネルギーとの差は、およそ２８．５ｍＮ／ｍであった。
【０１７８】
得られたマイクロレンズアレイは参考例２と同様の略半球状のレンズの形成が確認された。また、開口部の幅について３点が計測されたところ、５．０３〜５．２５μmであり、レンズピッチは約２０μmであり、レンズ高さは１．９〜２．２μmであった。
【０１７９】
（実施例１）
参考例２のマイクロレンズアレイの作製において、レンズ材料が開口部に配置される前に、開口部内の領域に第２の単分子膜が形成された以外は、参考例２と同様にしてマイクロレンズアレイが作製された。
【０１８０】
基材として、参考例２と同様の方法で形成された第１の単分子膜を表面に所定パターンで有する基材が用いられた。この基材表面の第１の単分子膜によって形成された開口部内の領域に以下の方法に従って第２の単分子膜が形成された。
【０１８１】
まず、第１の単分子膜が形成された基材は、参考例１のガラス基板と同様に、アセトンによる超音波洗浄、純水による流水洗浄、及びスピンドライヤによる乾燥が行われた。
【０１８２】
次に、第２の単分子膜形成のため、ＣＨ3（ＣＨ2）7ＳｉＣｌ3（アズマックス社製，ｎ−オクチルシラン）が用いられた以外は、参考例１のマイクロレンズアレイの作製における第１の単分子膜の形成と同様にして、有機分子含有液に基材を浸漬することにより開口部内の領域に第２の単分子膜（構造式：ＣＨ3（ＣＨ2）7Ｓｉ−Ｏ−）が形成された。
【０１８３】
第２の単分子膜の確認は、基材上に形成された単分子膜の分子構造を分析することにより行なわれた。図１１は第２の単分子膜のフーリエ変換赤外吸収スペクトルの測定スペクトラムを示す。波数２９３０ｃｍ-1と２８６０ｃｍ-1に分子主鎖のＣＨ2ＣＨ2基の振動が確認された。また、第２の単分子膜の厚みは１．２ｎｍであった。なお、赤外吸収スペクトル及び第２の単分子膜の厚みの測定は開口部内の面積が微小であるため、別途同一基材上に形成されたパターン（２０ｍｍ角）を用いて測定が行なわれた。また、第２の単分子膜の臨界表面エネルギーは、２０．３ｍＮ／ｍであり、第２の単分子膜とレンズ材料との臨界表面エネルギーの差は、０．９ｍＮ／ｍであった。
【０１８４】
次に、上記第１の単分子膜及び第２の単分子膜が形成された基材が用いられ、参考例１と同様にしてレンズが形成され、マイクロレンズアレイが作製された。
【０１８５】
図１２は、得られたマイクロレンズアレイを上方から写した電子顕微鏡写真である。各開口部の輪郭を示す干渉縞が確認されたことから、レンズが開口部内の領域に形成されたことが分かる。また、得られたマイクロレンズはいずれも矩形のパターンで形成された開口部内の領域に配置されており、開口部の縁を越えてレンズ材料の拡散がなく、隣接するレンズ同士が影響を及ぼしておらず、またレンズ載置に抜けがないことが確認された。
【０１８６】
開口部の幅と長さをそれぞれ３点計測したところ、幅が２．７８〜２．８４μｍ、長さが３．５２〜３．５８μｍであった。また、レンズピッチは約５．５μｍであった。これらはマスクの開口及びピッチと略同じであることが確認された。また、レンズの高さは、１．４０〜１．４１μｍであり、レンズ形状はいずれも略半球状のレンズであった。
【０１８７】
（比較例１）
米国特許公開第２００４／１６３７５８号の参考例３に準拠して、スタンプ法により単分子膜を基材上に形成する方法を使用してマイクロレンズアレイの作製が検討された。
【０１８８】
まず、シリコーンＲＴＶゴム（信越化学工業社製）１０質量部に対して硬化剤１質量部が混合され、脱泡して溶液が調製された。所定パターンの凹凸を有するステンレス板上に溶液が供給され、室温で２４時間静置して硬化された。硬化後にステンレス板から硬化されたゴムが引きはがされ、ステンレスの凹凸が転写されたスタンプが形成された。
【０１８９】
次に、転写する有機分子含有液が調製された。なお、有機分子含有液の調製、スタンプ面への転写及び基材への有機分子の転写は、いずれも室温中で、乾燥雰囲気とすることなく、相対湿度７７％（２２℃換算）の外気に暴露された環境下で行われた。有機分子として、対比のため参考例１と同じＣＦ3（ＣＦ2）7（ＣＨ2）2ＳｉＣｌ3（信越化学工業社製Ｘ−２４−９３６７Ｃ）が用いられた。シャーレ内に有機分子が加えられ、上記のようにして形成されたスタンプのスタンプ面がシャーレ内に浸漬された。スタンプ面上に極少量の溶液が転写された。この時、スタンプ面には有機分子の重縮合反応物であるポリシロキサンと考えられる白濁が確認された。
【０１９０】
転写する基材として、Ｎ型シリコンウェハ（信越半導体社製）が準備された。上記シリコンウェハにスタンプが押し当てられ、スタンプ面上の有機分子がウェハ上に転写された。目視でウェハ上のスタンプ面の当接部位に白濁物が転写されたことは確認されたが、スタンプに設けた凹凸のパターンが転写されたことは確認されなかった。
【０１９１】
転写物の形成状態の確認により、白濁物が転写されたことから、その厚みは４００ｎｍ以上であると推測された。また、転写された白濁物は基材への接着が弱く、容易に剥離する状態であった。また、接触角は測定箇所により大きく異なっていた。臨界表面エネルギーは、６箇所の平均で４１．２ｍＮ／ｍであった。
【０１９２】
上記のようにして得られた基材上に、参考例１と同様にしてレンズ材料が塗布された。スタンプの凹部に対応する領域にレンズ材料が配置されるかどうかが確認されたが、レンズの形成は確認されなかった。
【０１９３】
（比較例２）
参考例２の第１の単分子膜の形成において、有機分子にＣＨ2=ＣＨ（ＣＨ2）17ＳｉＣｌ3（信越化学工業社製、単分子膜の構造：ＣＨ2=ＣＨ（ＣＨ2）17Ｓｉ−Ｏ−）が用いられた以外は、参考例２と同様にして第１の単分子膜が作製された。この第１の単分子膜の臨界表面エネルギーは、３１．０ｍＮ／ｍであった。
【０１９４】
次に、参考例１と同じレンズ材料（上記第１の単分子膜とレンズ材料との臨界表面エネルギーの差：９．８ｍＮ／ｍ）を用いて、参考例１と同じ手法によりレンズ材料が上記のようにして作製された基材上に塗布されたところ、開口部からレンズ材料の拡散が観られた。また開口部が形成された領域以外の領域にもレンズ材料の付着が確認された。 
【０１９５】
（実施例６）
以下のようにして、本発明のマイクロレンズが形成された光取り出し層を有する発光デバイスの作製が行なわれた。
【０１９６】
ガラス基板上に透明電極（陽極電極）として、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）が所定のパターンで形成された電極基板（松波硝子社製）が準備された。上記基板のＩＴＯ層のシート抵抗値は約２０Ω／ｓｑで、その膜厚は約１００ｎｍであった。
【０１９７】
上記ＩＴＯ層上にポジ型フォトレジスト（東京応化工業社製ＯＦＰＲ−８００）がスピンコートにより約１μｍの膜厚になるように塗布された。レジストのプリベーキング工程が行われた後、所定のパターンを設けたフォトマスク（絵素部に対応する位置に直径１μｍのパターンアレイが設けられたマスク）を用いて露光、現像が行なわれた。
【０１９８】
上記とは別に、室温下、相対湿度値５％以下（２２℃換算）の乾燥雰囲気のグローブボックス内で、第１の単分子膜形成のために、ＣＦ3（ＣＦ2）7（ＣＨ2）2ＳｉＣｌ3（信越化学工業社製Ｘ−２４−９３６７Ｃ）のハイドロフルオロエーテル溶液（住友スリーエム社製ＨＦＥ７１００）（濃度：１体積％）が調整された。
【０１９９】
グローブボックス内に上記のレジストが形成されたガラス基板が投入され、十分に乾燥雰囲気に曝された後、上記溶液を満たした容器にガラス基板が浸漬された。浸漬時間は１５分間で、その間、緩やかな撹拌がスターラを用いて行なわれた。
【０２００】
洗浄用にハイドロフルオロエーテルを別途注いだ容器２つがグローブボックス内に用意された。浸漬が終了した後、直ちに準備された洗浄容器にガラス基板が浸漬され、洗浄が行われた。洗浄は、１つの容器について５分間（計１０分間）行なわれ、ガラス基板の表面が溶剤などで濡れていないことが目視で確認された後に、グローブボックスから取り出された。
【０２０１】
グローブボックスから取り出されたガラス基板は更に純水で水洗が行われ、窒素ガンでガラス基板表面の水滴が取り除かれ、乾燥容器に保管された。
【０２０２】
次に、ガラス基板はアセトンを入れた容器に浸漬され、ガラス基板表面に形成されていたポジレジストが取り除かれた。レジストの除去が確実に行われるように、アセトンによる洗浄は２度繰り返された。これらの操作で第１の単分子膜のパターンがＩＴＯ層上に形成された。第１の単分子膜の形成は、フーリエ変換赤外吸収スペクトル及びＸ線光電子分光分析により確認された。
【０２０３】
上記とは別に、レンズ材料が準備された。紫外線硬化型樹脂（荒川化学工業社製水溶性エポキシアクリレート）９０質量％に添加剤として光重合開始剤（長瀬産業社製イルガキュア）を５質量％、水５質量％を加えた溶液が調製された。
【０２０４】
ガラス基板上に上記で調製された溶液が滴下され、回転塗布（回転速度５００ｒｐｍ、１０秒間）が行われた。
【０２０５】
次に、照度８０ｍＷ／ｃｍ2の光硬化装置（セン特殊光源社製のハンディーキュアラブ）を用いて紫外線が１０秒間照射され、ガラス基板上の溶液付着部の光硬化が行われた。ガラス表面を顕微鏡観察したところ、半球状のレンズの形成が確認された。なお、このレンズ材料の抵抗率は１×１０９〜１×１０１３Ω・ｃｍであった。
【０２０６】
上記とは別に、平坦化膜材料として、グリシジルメタクリレートと４’−メタクリロイロオキシカルコンの共重合体のシクロヘキサン溶液が調整された。
【０２０７】
レンズが形成されたガラス基板上に平坦化膜形成用溶液が滴下され、スピンコータで約５００ｎｍの膜厚になるように薄膜が形成された後、１００℃で１０分間のプリベークが行なわれ、さらに、３６０ｍＪ／ｃｍ2の高圧水銀灯で３０秒間紫外線が照射され、最後
に１２０℃、２０分間のポストベークで完全硬化が行なわれた。作成された平坦化膜の抵抗率は１×１０８〜１×１０１３Ω・ｃｍであった。
【０２０８】
平坦化膜が形成されたガラス基板は抵抗加熱蒸着装置内に投入された。真空度１０-6Ｔｏｒｒの減圧下で、正孔輸送層としてＴＰＤが約５０ｎｍの膜厚で形成された。ＴＰＤの蒸着速度は、０．２ｎｍ／ｓであった。
【０２０９】
次に、同様に抵抗加熱蒸着装置内にて、正孔輸送層上に発光層としてＡｌｑ3が約６０ｎｍの膜厚で形成された。なお、Ａｌｑ3の蒸着速度は、０．２ｎｍ／ｓであった。
【０２１０】
さらに、同様に抵抗加熱蒸着装置内にて、発光層上に１５ａｔ％のＬｉを含むＡｌ−Ｌｉ合金を蒸着源として、対極である陰極が１５０ｎｍの膜厚で成膜された。これらの真空蒸着による成膜の手法は、日本国特許公開２００１−０８５１５７号に準拠して行なわれた。
【０２１１】
以上のようにして作製された発光デバイスの取り出し光量が測定された。評価はプリンストン大学公表論文［Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．，２２，６，３９６（１９９７）］に記載の手法に準じて行なわれた。その結果、取り出し光量はレンズを設けていないサンプルに比べて２．１倍の増加が確認された。なお、光学設計シミュレーションによると４倍の取り出し光量の増加が確認されている。
【０２１２】
上記で詳細に説明されたように、本発明のマイクロレンズは、膜厚が３０ｎｍ以下の単分子膜で基材表面を被覆することによりレンズが配置される開口部が形成されているため、開口部の深さを低減できる。そしてそれによって、開口部に配置されるレンズは、レンズ基部の厚みが低減されて、光路長の短縮化される。
【０２１３】
また本発明において、基材表面と第１の単分子膜とは共有結合によって結合されている。この結合は極めて強固な結合である。このため、樹脂製マトリクスとは異なり、取り扱い時において剥離の問題も低減される。従って、微細なマイクロレンズとした時でも、輪郭が明りょうな高精度なレンズが得られる。
【０２１４】
また、本発明の開口部を形成する第１の単分子膜は、臨界表面エネルギーが２２ｍＮ／ｍ以下であるとともに、レンズ形成材料に対して開口部内の領域より非親和性を示す。このためレンズ材料が開口部に配置されたとき、レンズ材料の拡散が十分に防止される。そしてそれによって、レンズ径が小さくても高精細なマイクロレンズが形成される。
【０２１５】
さらに、本発明は上記のようなマイクロレンズが複数形成されたマイクロレンズアレイとすることにより、微細パターンの形成が困難な樹脂マトリクスと異なり、緻密な単分子膜が選択的に形成されるため、高密度なレンズアレイが得られる。また、レンズピッチが狭小化されたレンズアレイとする場合でも、隣接した開口部に配置されるレンズ材料の拡散が抑えられるため、隣接レンズによる影響が低減される。従って、レンズ密度が高密度化された場合でも、高精細なマイクロレンズアレイが得られる。しかも微細なレンズとしても、レンズ形状の崩れが生じないためレンズ間の均一化が図られる。
【０２１６】
また、本発明の第１の単分子膜は有機分子を基材表面に共有結合することにより形成されるため、有機分子の種類によりレンズ材料に対する非親和性の程度が変更される。そのため、レンズ材料の選択条件が緩和される。また、得られるレンズ形状も種々の形状となる。
【０２１７】
さらに、本発明のマイクロレンズは、第１の単分子膜とレンズ材料の臨界表面エネルギーの差は１２ｍＮ／ｍ以上が好ましい。
【０２１８】
上記の特性を有するマイクロレンズとすることにより、開口部からのレンズ材料の拡散が更に抑制される。
【０２１９】
本発明のマイクロレンズは、第１の単分子膜が、一般式
ＣＦxＨy−（ＣbＬ2b）−Ｚ−ＤqＥr（Ｓ１）
［式中、ｘ、ｙは、ｘ＝１〜３、ｙ＝０〜２、ｘ＋ｙ＝３を満たす整数；ＣbＬ2bは直鎖、または分岐の構造を有していても良く、ＬはＨ又はＦであり、ｂは２〜２４の整数；Ｚは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ及びＳｎから選ばれる１種の元素；Ｄは、ハロゲン、ＯＣＨ3、ＯＣ2Ｈ5、ＯＣＮから選ばれる１種の特性基；Ｅは、水素、ＣＨ3、Ｃ2Ｈ5、Ｃ3Ｈ7からなる群から選ばれる１種の特性基；ｑ及びｒは、ｑ＝１〜３、ｒ＝０〜２、ｑ＋ｒ＝３を満たす整数］
で表される有機分子またはその誘導体を前記基材に接触させることにより形成されることを特徴とするものである。
【０２２０】
このような有機分子が使用されることにより、基材との共有結合の形成に優れるとともに、低臨界表面エネルギーで、レンズ材料との非親和性の大きな第１の単分子膜が形成される。
【０２２１】
また、本発明は、上記有機分子の中でも、ＣＦ3（ＣＦ2）7（ＣＨ2）2ＳｉＣｌ3、ＣＦ3（ＣＨ2）2（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＣＨ2）15ＳｉＣｌ3、ＣＦ3（ＣＦ2）3（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＣＨ2）9ＳｉＣｌ3、及びＣＦ3（ＣＦ2）7（ＣＨ2）2（ＣＨ3）2Ｓｉ（ＣＨ2）9ＳｉＣｌ3
からなる群から選ばれる少なくとも1種の有機分子を用いることが好ましい。
【０２２２】
このような有機分子が用いられることにより、臨界表面エネルギーの低い第１の単分子膜が容易に形成される。
【０２２３】
また、本発明のマイクロレンズは、前記開口部が凹部形状であり、前記凹部の長径または長辺が１０ｎｍ以上、１，０００，０００ｎｍ以下であることを特徴とするものである。
【０２２４】
また、本発明のマイクロレンズは、開口部内の領域に、さらにレンズ材料に親和性を示し、第１の単分子膜の厚さよりも薄い第２の単分子膜が形成されており、第２の単分子膜は基材の表面と共有結合により固定されていることが好ましい。
【０２２５】
このような構造のマイクロレンズとすることにより、開口部内の領域と第１の単分子膜の非親和性が高くなり、それによってさらにレンズ材料の拡散が防止される。
【０２２６】
また、本発明のマイクロレンズの製造方法において、単分子膜形成工程は相対湿度値（２２℃における相対湿度値に換算した場合の値）が３５％以下の環境下で液相処理により行われることが好ましい。
【０２２７】
このような低湿度雰囲気下の液相処理が行なわれることにより、高活性な有機分子同士の反応が抑制され、薄膜で、耐剥離性に優れ、レンズ材料に対して非親和性の高い第１の単分子膜が形成される。
【０２２８】
さらに、本発明のマイクロレンズは発光デバイスの構成要素をその基材として使用できる。すなわち、本発明は、一対の電極及び電極間に発光層を有する発光デバイスであって、前記電極間に光取り出し層を有し、前記光取り出し層は、一面側に所定パターンの第１の単分子膜と、前記第１の単分子膜のパターン間にレンズが配置されたマイクロレンズを有する発光デバイスに利用される。
【０２２９】
このような構成とすることにより、取り出し光量が増大された発光デバイスが提供される。
【０２３０】
また、上記実施例６では発光デバイスに本発明のマイクロレンズが適用された例が示されたが、本発明は発光層が複数層ある発光デバイスに対しても有効である。さらに、上記発光デバイス以外への応用としては、液晶ディスプレイ装置のバックライト照明器具、ＬＥＤ照明器具、光通信用のカップリング器具、平面光の光量のムラを取り除く光拡散器具、立体認識のためのレンズアレイ、計測用の集光スポットアレイ、近接場光の漏れ部および漏れ光の取込み部（なお、この場合のレンズまたはレンズアレイの置く開口部の大きさは１００ｎｍ以下の必要がある。また、本明細書では、開口部の大きさの下限値を現在の製作装置の限度により１０ｎｍ以上としたが、本用途に関してはその下限を下回っても効果を示すことが予見されている。）、バイオセンシング（遺伝子、タンパク質など）の多点同時計測用用具などの光学デバイスとして利用される。
【図面の簡単な説明】
【０２３１】
【図１】図１は、本発明の参考形態１におけるマイクロレンズアレイを模式的に示した斜視図である。
【図２】図２は、本発明の参考形態１における第１の単分子膜が形成された基材の概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の参考形態１におけるマイクロレンズアレイの概略断面図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の参考形態４におけるマイクロレンズであって、第１の単分子膜のレンズ材料に対する非親和性の相違によるレンズ形状を説明するための概略断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１におけるマイクロレンズの概略断面図である。
【図６】図６は、本発明の参考形態５における発光デバイスの基本構成を示した概略断面図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｇは、参考形態５の発光デバイスの作製方法を示す概略図である。
【図８】図８は、本発明の参考例１の第１の単分子膜の赤外吸収スペクトルである。
【図９】図９は、本発明の参考例１のマイクロレンズアレイの電子顕微鏡写真である。
【図１０】図１０は、本発明の参考例２のマイクロレンズアレイの電子顕微鏡写真である。
【図１１】図１１は、本発明の実施例１の第２の単分子膜の赤外吸収スペクトルである。
【図１２】図１２は、本発明の実施例１のマイクロレンズアレイの電子顕微鏡写真である。
【図１３】図１３は、従来のマイクロレンズを示した概略断面図である。
【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１１】
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【図１３】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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