(57)【要約】【課題】脱落がなく、明るい画像が得られるマイクロレンズアレイ及びその製造方法を提供する。【解決手段】  透明基材マスク２に所定ピッチを有して形成された円形状の複数の開口部２ａに半球状レンズを形成する際、開口部２ａを覆うようにして透明基材マスク２上に紫外線硬化樹脂５を塗布し、透明基材マスク２の一方の面Ａから他方の面に対して圧力差Ｐを付ける過程において、開口部２ａに紫外線硬化樹脂５の一部を挿入した後に、圧力差Ｐの状態を保って、透明基材マスク２の一方の面Ａに紫外線硬化樹脂５を透明基材マスク２の開口部２ａに押し込めて開口部２ａから突出した側に開口部２ａ径よりも大きく、かつ所定ピッチよりも小さい半球状レンズ３を形成すると共に、他方の面Ｂ一体に半球状レンズ３の半球面３ａに対する反対側に連結形成された平坦部４を透明基材マスク２上にも形成し、紫外線硬化樹脂５に紫外線を照射して作製する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定ピッチを有して円形状の開口部が複数形成された透明基材マスクと、前記開口部に挿入されて、前記透明基材マスクの一方の面に突出された前記開口部径よりも大きく、前記所定ピッチよりも小さい半球面を有する半球状レンズと、前記透明基材マスクの他方の面一体に、前記半球状レンズの半球面に対する反対側に連結形成された平坦部と、からなり、前記透明基材マスクの他方の面からの入射光を前記半球状レンズで集光させるようにしたことを特徴とするマイクロレンズアレイ。
【請求項２】
透明基材マスクの所定ピッチを有して形成された円形状の複数の開口部に半球状レンズを作製するマイクロレンズアレイの製造方法において、
前記透明基材マスク上に前記複数の開口部を覆うようにして紫外線硬化樹脂を塗布する工程と、
前記透明基材マスクの一方の面の圧力が他方の面の圧力より高い圧力差にする過程において、前記複数の開口部に前記紫外線硬化樹脂の一部を挿入した後に、前記圧力差の状態を保って、前記透明基材マスクの一方の面に前記紫外線硬化樹脂を前記透明基材マスクの開口部に押し込めて前記開口部から突出した側に前記開口部径よりも大きく、かつ前記所定ピッチよりも小さい半球面を形成すると共に、他方の面一体に前記半球状レンズの半球面に対する反対側に連結された平坦部を透明基材マスク上にも形成する工程と、
前記紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して硬化させて、半球状レンズ及び平坦部を形成する工程と、
からなることを特徴とするマイクロレンズアレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロレンズアレイ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロレンズを基板上に複数配列したマイクロレンズアレイは、液晶ディスプレイ、光結合光学素子、画像入力装置等への応用開発が行われている。
液晶ディスプレイは、液晶分子の光学異方性、配向性、流動性等を利用して表示単位に電界を印加して光透過率や反射率を変化させる光シャッタを配列した液晶セルを用いて表示を行う。
液晶ディスプレイの視野角を広くして明るい画像を得るために、マイクロレンズアレイをこれに組み合わせることが行われている。
また、投射型ディスプレイで背面からスクリーンに投射する背面投射ディスプレイ（リヤプロディスプレイ）も同様に、スクリーンにマイクロレンズアレイを用いて視野角を拡大する方法などが提案されている。
【０００３】
このマイクロレンズアレイについては、特許文献１に記載されている。
即ち、特許文献１には、基板の複数の開口部に接着樹脂材料を滴下し、表面張力によって落下させずにとどまらせるようにした後、熱硬化や紫外線硬化処理を施して凸状レンズを形成してマイクロレンズアレイを作製することが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−０４９０９号公報（第４頁〜第５頁、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、マイクロレンズを作製する際には、表面張力によってだけでは接着樹脂材料を脱落しにくくして、均一な形状のマイクロレンズを得ることが難しかった。即ち、
基板全体に亘ってマイクロレンズのバラツキを一定に抑えることが難しかった。この結果、輝度分布のバラツキを生じて画像の明るさムラを生じるといった問題を生じていた。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、脱落がなく、均一な明るい画像が得られる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】
【０００６】
本願発明の第１の発明は、所定ピッチを有して円形状の開口部が複数形成された透明基材マスクと、前記開口部に挿入されて、前記透明基材マスクの一方の面に突出された前記開口部径よりも大きく、前記所定ピッチよりも小さい半球面を有する半球状レンズと、前記透明基材マスクの他方の面一体に、前記半球状レンズの半球面に対する反対側に連結形成された平坦部と、からなり、前記透明基材マスクの他方の面からの入射光を前記半球状レンズで集光させるようにしたことを特徴とするマイクロレンズアレイを提供する。
第２の発明は、透明基材マスクの所定ピッチを有して形成された円形状の複数の開口部に半球状レンズを作製するマイクロレンズアレイの製造方法において、
前記透明基材マスク上に前記複数の開口部を覆うようにして紫外線硬化樹脂を塗布する工程と、
前記透明基材マスクの一方の面の圧力が他方の面の圧力より高い圧力差にする過程において、前記複数の開口部に前記紫外線硬化樹脂の一部を挿入した後に、前記圧力差の状態を保って、前記透明基材マスクの一方の面に前記紫外線硬化樹脂を前記透明基材マスクの開口部に押し込めて前記開口部から突出した側に前記開口部径よりも大きく、かつ前記所定ピッチよりも小さい半球面を形成すると共に、他方の面一体に前記半球状レンズの半球面に対する反対側に連結された平坦部を透明基材マスク上にも形成する工程と、
前記紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して硬化させて、半球状レンズ及び平坦部を形成する工程と、
からなることを特徴とするマイクロレンズアレイの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、半球状レンズが透明基材マスクの開口部のピッチよりも狭く形成されているので、高密度化ができるため、分解能の高い画像を得ることができる。
透明基材マスクの一方の面の圧力が他方の面の圧力より高い第１圧力差にする過程において、複数の開口部に紫外線硬化樹脂の一部を挿入した後に、第１圧力差の状態を保って、透明基材マスクの一方の面に紫外線硬化樹脂を透明基材マスクの開口部に押し込めて、前記開口部から突出した側に開口部径よりも大きく、かつ前記所定ピッチよりも小さい半球面を形成すると共に、他方の面一体に前記半球状レンズの半球面に対する反対側に連結された平坦部を透明基材マスク上にも形成するので、脱落がなく、均一な明るい画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施形態におけるマイクロレンズアレイ及びその製造方法について図１及び図２を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態におけるマイクロレンズアレイを示す断面図である。
図２は、本発明の実施形態におけるマイクロレンズアレイの製造方法を示し、（Ａ）は、（塗布工程）を示す断面図、（Ｂ）は、（挿入工程）を示す断面図、（Ｃ）は、（半球面形成工程）を示す断面図、（Ｄ）は、（硬化工程）を示す断面図である。
【０００９】
図１に示すように、本発明の実施形態のマイクロレンズアレイ１は、所定ピッチを有する開口部２ａが複数形成された光透過性の透明基材マスク２と、開口部２ａに挿入されて、透明基材マスク２の一方の面に突出された開口部２ａよりも大きく、開口部２ａのピッチよりも小さい半球面３ａを有する半球状レンズ３と、透明基材マスク２の他方の面一体に、半球状レンズ３の半球面３ａに対する反対側に連結形成された平坦部４と、からなり、透明基材マスク２の他方の面からの入射光を半球状レンズ３で集光させるようにしたものである。
半球状レンズ３は、紫外線硬化樹脂からなり、その屈折率は、透明基材マスク２と同等であることが望ましい。
【００１０】
次に、その製造方法について図２を用いて説明する。
（塗布工程）
図２（Ａ）に示すように、所定のピッチを有する複数の開口部２ａを有する透明基材マスク２の一方の面に紫外線硬化樹脂５を塗布する。透明基材マスク２は、厚みが５μｍ〜５０μｍの透明な高分子フィルム、各開口部２ａの直径は、１０μｍ〜１００μｍが望ましい。また、複数の開口部２ａのピッチは、工程において透明基材マスク２の変形が問題にならない範囲で小さい方が望ましい。
【００１１】
（挿入工程）
次に、図２（Ｂ）に示すように、透明基材マスク２の一方の面Ａ側の圧力が他方の面Ｂ側の圧力よりも高い圧力差Ｐに到達させる過程において、紫外線硬化樹脂５の一部を開口部２ａに挿入する。
【００１２】
（半球面形成工程）
この後、図２（Ｃ）に示すように、圧力差Ｐの状態に保ったままにして、更に紫外線硬化樹脂５を開口部２ａに押し込めて、透明基材２の一方の面Ａから突出した側に開口部径よりも大きく、かつ前記開口部２ａのピッチよりも小さい半球面３ａを形成すると共に、他方の面Ｂに半球状レンズ３の半球面３ａに対する反対側に連結形成された紫外線硬化樹脂を残す。このような半球面３ａが得られるのは、一方の面Ａ側の圧力が他方の面Ｂ側の圧力よりもＰだけ高い圧力差にする以外に紫外線硬化樹脂５の表面張力及び重力（図２中では、重力は、下方に加わっているものとする。）が作用するためである。
【００１３】
（硬化工程）
この後、図２（Ｄ）に示すように、紫外線を透明基材マスク２の両面又は片面から照射して紫外線硬化樹脂５を硬化させて、複数の半球状レンズ３を形成すると共に、他方の面に半球状レンズ３に連結された平坦部４を形成する。
【００１４】
この際、透明基材マスク２面からの半球面レンズ３の突出量Ｈは、透明基材マスク２の一方の面Ａ側と他方の面Ｂ側との圧力差Ｐ、紫外線硬化樹脂５と透明基材マスク２との間の表面張力及び重力の方向により決定される。表面張力は、紫外線硬化樹脂５の材質や粘度、透明基材マスク２の材質や厚み、開口部２ａの寸法により決定される。このため、紫外線硬化樹脂５と透明基材マスク２が決まれば、圧力差Ｐにより突出量Ｈを制御できる。
また、圧力差Ｐは、透明基材マスク５表面の全面で容易に一定にすることができるため、全ての半球状レンズ３の突出量Ｈを一定に揃えることができる。また、平坦部４が透明基材マスク２全面に形成され、かつ半球状レンズ３は平坦部４に連結されているので、複数の半球状レンズ３は、振動や温度、湿度による環境変化により半球状レンズ３が脱落することがない。
【００１５】
以上のように、本発明の実施形態によれば、透明基材マスク２の他方の面に形成された平坦部４が半球状レンズ３に連結形成されているので、振動や温度、湿度による環境変化により半球状レンズ３が脱落することがない。半球状レンズ３が開口部２ａのピッチよりも狭いピッチで形成されているので、高密度化が達成できるため、分解能の高い画像を得ることができる。
【００１６】
また、透明基材マスク２の一方の面Ａの圧力が他方の面Ｂの圧力より高い圧力差Ｐにする過程において、複数の開口部２ａに紫外線硬化樹脂５の一部を挿入した後に、圧力差Ｐの状態を保って、透明基材マスク２の一方の面Ａに紫外線硬化樹脂５を透明基材マスク２の開口部２ａに押し込めて、開口部２ａから突出した側に開口部２ａ径よりも大きく、かつ前記所定ピッチよりも小さい半球面３ａを形成すると共に、他方の面Ｂに半球状レンズ３の半球面３ａに対する反対側に連結された平坦部４を形成するので、突出量Ｈを一定に揃えることができ、半球状レンズ３を透明基材マスク２に強固に固定できる。この結果、脱落がなく、明るい画像が得られるマイクロレンズアレイ１を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
プラズマ表示装置やエレクトロルミネッセンス表示装置やリヤプロディスプレイ等の視野角拡大板、各種照明光源等の光を拡散する光拡散板等に用いる平面型レンズに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態におけるマイクロレンズアレイを示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるマイクロレンズアレイの製造方法を示し、Ａ）は、（塗布工程）を示す断面図、（Ｂ）は、（挿入工程）を示す断面図、（Ｃ）は、（半球面形成工程）を示す断面図、（Ｄ）は、（硬化工程）を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１…マイクロレンズアレイ、２…透明基材マスク、２ａ…開口部、３…半球状レンズ、４…平坦部、５…紫外線硬化樹脂
【図１】
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【図２】
2005215269.tif 000004