(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１の曲面部を有する第１の原盤と、複数の第２の曲面部を有する第２の原盤とを、第１の光透過性層前駆体を介して密着させて、前記第１の光透過性層前駆体から前記第１及び第２の曲面部にて形成された複数のレンズ面を両面に有する第１の光透過性層を形成する工程と、
前記第１の光透過性層の少なくとも一方の面に、第２の光透過性層前駆体から第２の光透過性層を形成する工程と、
を含むマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のマイクロレンズアレイの製造方法において、
第１の曲面部の中心と、第２の曲面部の中心とを対向させて、前記第１及び第２の原盤を、前記第１の光透過性層前駆体を介して密着させるマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のマイクロレンズアレイの製造方法において、
前記第２の光透過性層は、複数の領域を区画する凸部を有する第３の原盤と前記第１の光透過性層とを、前記第２の光透過性層前駆体を介して密着させて形成され、前記凸部から前記第２の光透過性層に凹部が転写され、
前記第２の光透過性層から前記第３の原盤を剥離する工程と、
前記第２の光透過性層の前記凹部に遮光性材料を充填して遮光性層を形成する工程と、
をさらに含むマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載のマイクロレンズアレイの製造方法において、
前記第２の光透過性層を形成する工程で、前記第３の原盤の前記凸部は、前記第１の光透過性層に形成されたそれぞれの前記レンズ面の中心を囲む位置に向けて配置されるマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項５】
請求項１又は２記載のマイクロレンズアレイの製造方法において、
複数の領域を区画する凹部を有する第３の原盤の前記凹部に遮光性材料を充填して遮光性層を形成する工程をさらに含み、
前記第２の光透過性層は、前記遮光性材料が充填された前記第３の原盤と前記第１の光透過性層とを、前記第２の光透過性層前駆体を介して密着させて形成され、
前記第２の光透過性層及び遮光性層から前記第３の原盤を剥離する工程をさらに含むマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項６】
請求項５記載のマイクロレンズアレイの製造方法において、
前記第２の光透過性層を形成する工程で、前記第３の原盤の前記凹部は、前記第１の光透過性層に形成されたそれぞれの前記レンズ面の中心を囲む位置に向けて配置されるマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項７】
請求項３から請求項６のいずれかに記載のマイクロレンズアレイの製造方法において、
前記遮光性材料は、インクジェット方式によって充填されるマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項８】
請求項３から請求項７のいずれかに記載のマイクロレンズアレイの製造方法において、
前記遮光性層の上に、第３の光透過性層を形成する工程をさらに含むマイクロレンズアレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロレンズアレイ及びその製造方法並びに表示装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
これまでに、複数の微小なレンズが並べられて構成されるマイクロレンズアレイが、例えば液晶パネルに適用されてきた。マイクロレンズアレイを適用することで、各レンズによって各画素に入射する光が集光するので、表示画面を明るくすることができる。
【０００３】
また、マイクロレンズアレイを製造する方法として、ドライエッチング法又はウェットエッチング法を適用する方法が知られている。しかし、これらの方法によれば、個々のマイクロレンズアレイを製造する毎に、リソグラフィ工程が必要であってコストが高くなる。
【０００４】
そこで、特開平３−１９８００３号公報に開示されるように、レンズに対応する曲面が形成された原盤に樹脂を滴下し、この樹脂を固化させて剥離することで、マイクロレンズアレイを製造する方法が開発されてきた。
【０００５】
マイクロレンズアレイは表示画面を明るくするものであるが、各レンズの集光力が必ずしも十分でない場合があり、さらに表示画面を明るくすることが要望されている。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するもので、その目的は、画面を一層明るくすることができるマイクロレンズアレイ及びその製造方法並びに表示装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係るマイクロレンズアレイの製造方法は、複数の第１の曲面部を有する第１の原盤と、複数の第２の曲面部を有する第２の原盤とを、光透過性層前駆体を介して密着させて、前記光透過性層前駆体から前記第１及び第２の曲面部にて形成された複数のレンズ面を両面に有する光透過性層を形成する工程を含む。
【０００８】
本発明によれば、第１及び第２の原盤の間に光透過性層前駆体を密着させて、第１及び第２の原盤の曲面部を転写してレンズ面を形成する。こうして、両面に複数のレンズ面が形成されたマイクロレンズアレイを簡単に製造することができる。両面のレンズ面によって入射光が２回集光するので画面を一層明るくすることができる。また、第１及び第２の原盤は、一旦製造すればその後、耐久性の許す限り何度でも使用できるため、２枚目以降のマイクロレンズアレイの製造工程において省略でき、工程数の減少および低コスト化を図ることができる。
【０００９】
（２）この製造方法において、
第１の曲面部の中心と、第２の曲面部の中心とを対向させて、前記第１及び第２の原盤を、前記光透過性層前駆体を介して密着させてもよい。
【００１０】
こうすることで、両面のレンズ面の光軸を一致させることができる。
【００１１】
（３）この製造方法において、
前記光透過性層の少なくとも一方の面に、第２の光透過性層前駆体から第２の光透過性層を形成する工程を含んでもよい。
【００１２】
第２の光透過性層は、光透過性層の少なくとも一方の面に形成されたレンズ面の保護膜となる。また、光透過性層と第２の光透過性層との界面がレンズ面となる。
【００１３】
（４）この製造方法において、
前記第２の光透過性層は、複数の領域を区画する凸部を有する第３の原盤と前記光透過性層とを、前記第２の光透過性層前駆体を介して密着させて形成され、前記凸部から前記第２の光透過性層に凹部が転写され、
前記第２の光透過性層から前記第３の原盤を剥離する工程と、
前記第２の光透過性層の前記凹部に遮光性材料を充填して遮光性層を形成する工程と、
をさらに含んでもよい。
【００１４】
このマイクロレンズアレイには、第３の原盤の凸部から転写された第２の光透過性層の凹部に、遮光性材料が充填されて遮光性層が形成される。遮光性層は、ブラックマトリクスを構成し、画素間のコントラストを向上させることができる。
【００１５】
このように、本発明によれば、画面を明るくすることに加えてコントラストを向上させることもできるマイクロレンズアレイを、転写法によって簡単に製造することができる。
【００１６】
（５）この製造方法において、
前記第２の光透過性層を形成する工程で、前記第３の原盤の前記凸部は、前記光透過性層に形成されたそれぞれの前記レンズ面の中心を囲む位置に向けて配置されてもよい。
【００１７】
こうすることで、第３の原盤の凸部から第２の光透過性層に転写される凹部が、レンズ面の中心を囲む領域に形成されるので、レンズ面の中心を避けてブラックマトリクスを形成することができる。
【００１８】
（６）この製造方法において、
複数の領域を区画する凹部を有する第３の原盤の前記凹部に遮光性材料を充填して遮光性層を形成する工程をさらに含み、
前記第２の光透過性層は、前記遮光性材料が充填された前記第３の原盤と前記光透過性層とを、前記第２の光透過性層前駆体を介して密着させて形成され、
前記第２の光透過性層及び遮光性層から前記第３の原盤を剥離する工程をさらに含んでもよい。
【００１９】
このマイクロレンズアレイには、第３の原盤の凹部に充填された遮光性材料によって遮光性層が形成されており、遮光性層は光透過性層に一体化する。この遮光性層は、ブラックマトリクスを構成し、画素間のコントラストを向上させることができる。
【００２０】
このように、本発明によれば、画面を明るくすることに加えてコントラストを向上させることもできるマイクロレンズアレイを、転写法によって簡単に製造することができる。
【００２１】
（７）この製造方法において、
前記第２の光透過性層を形成する工程で、前記第３の原盤の前記凹部は、前記光透過性層に形成されたそれぞれの前記レンズ面の中心を囲む位置に向けて配置されてもよい。
【００２２】
こうすることで、第３の原盤の凹部に形成される遮光性層が、レンズ面の中心を囲む領域に形成されるので、レンズ面の中心を避けてブラックマトリクスを形成することができる。
【００２３】
（８）この製造方法において、
前記遮光性材料は、インクジェット方式によって充填されてもよい。
【００２４】
インクジェット方式によれば、遮光性材料の充填を高速化できるとともに無駄にすることがない。
【００２５】
（９）この製造方法において、
前記遮光性層の上に、第３の光透過性層を形成する工程をさらに含んでもよい。
【００２６】
第３の光透過性層は、遮光性層を覆って保護したり、遮光性層が形成された面を平坦化することになる。
【００２７】
（１０）本発明に係るマイクロレンズアレイは、上記方法により製造される。
【００２８】
（１１）本発明に係るマイクロレンズアレイは、一方の面に複数の第１のレンズ面が形成され、かつ、他方の面に前記第１のレンズ面と光軸が一致する第２のレンズ面が形成された光透過性層を有する。
【００２９】
本発明によれば、両面に形成されたレンズ面によって入射光が２回集光するので画面を一層明るくできる。
【００３０】
（１２）このマイクロレンズアレイにおいて、
前記光透過性層における少なくとも一方の面上に第２の光透過性層を有してもよい。
【００３１】
第２の光透過性層は、光透過性層の少なくとも一方の面に形成されたレンズ面の保護膜となる。また、光透過性層と第２の光透過性層との界面がレンズ面となる。
【００３２】
（１３）このマイクロレンズアレイにおいて、
前記光透過性層の少なくとも一方の面上に形成されてそれぞれのレンズ面の中心を囲む遮光性層を有してもよい。
【００３３】
こうすることで、レンズ面の中心を囲む遮光性層がブラックマトリクスとなって、画素間のコントラストを向上させることができる。
【００３４】
（１４）本発明に係る表示装置は、上記マイクロレンズアレイと、前記マイクロレンズアレイに向けて光を照射する光源と、を有する。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３６】
（第１の実施の形態）
図１（Ａ）〜図３（Ｂ）は、本発明を適用した第１の実施の形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を説明する図である。
【００３７】
まず、図１（Ａ）に示すように、第１の原盤１０及び第２の原盤２０を用意する。第１の原盤１０には、複数の第１の曲面部１２が形成されており、各曲面部１２は、凹レンズの反転パターンとなるように凸状をなしている。第２の原盤２０にも、複数の第２の曲面部２２が形成されており、各曲面部２２は、凹レンズの反転パターンとなるように凸状をなしている。
【００３８】
原盤１０、２０は、基材の表面をエッチングして形成することができる。基材は、エッチング可能な材料であれば特に限定されるものではないが、シリコン又は石英は、エッチングにより高精度の凸部１８の形成が容易であるため好適である。
【００３９】
第１及び第２の原盤１０、２０は、それぞれの曲面部１２、２２の中心を対向させて配置されている。
【００４０】
そして、原盤２０と原盤１０とを、第１の光透過性層前駆体３２を介して密着させる。光透過性層前駆体３２は、図１（Ｂ）に示す第１の光透過性層３０の材料となる。なお、図１（Ａ）では、原盤１０が上に位置しているが、原盤２０が上であってもよい。
【００４１】
光透過性層前駆体３２としては、光透過性を有していれば特に限定されるものでなく、種々の物質が利用できるが、エネルギーの付与により硬化可能な物質であることが好ましい。このような物質は、光透過性層３０の形成時には低粘性の液状で取り扱うことが可能となり、常温、常圧下あるいはその近傍においても容易に第１及び第２の原盤１０、２０の第１及び第２の曲面部１２、２２間の微細部にまで容易に充填することができる。
【００４２】
エネルギー硬化性を有する樹脂としては、光及び熱の少なくともいずれかー方の付与により硬化可能であることが望ましい。光や熱の利用は、汎用の露光装置、ベイク炉やホットプレート等の加熱装置を利用することができ、省設備コスト化を図ることが可能である。
【００４３】
このようなエネルギー硬化性を有する樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ポリイミド系樹脂等が利用できる。特に、アクリル系樹脂は、市販品の様々な前駆体や感光剤（光重合開始剤）を利用することで、光の照射で短時間に硬化するものが容易に得られるため好適である。
【００４４】
光硬化性のアクリル系樹脂の基本組成の具体例としては、プレポリマーまたはオリゴマー、モノマー、光重合開始剤があげられる。
【００４５】
プレポリマーまたはオリゴマーとしては、例えば、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレート類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアクリレート類、スピロアセタール系アクリレート類等のアクリレート類、エポキシメタクリレート類、ウレタンメタクリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリエーテルメタクリレート類等のメタクリレート類等が利用できる。
【００４６】
モノマーとしては、例えば、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、カルビトールアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、１，３−ブタンジオールアクリレート等の単官能性モノマー、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート等の二官能性モノマー、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の多官能性モノマーが利用できる。
【００４７】
光重合開始剤としては、例えば、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン等のアセトフェノン類、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ｐ−イソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノン等のブチルフェノン類、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルトリクロロアセトフェノン、α，α−ジクロル−４−フェノキシアセトフェノン等のハロゲン化アセトフェノン類、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ−テトラエチル−４，４−ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、ベンジル、ベンジルジメチルケタール等のベンジル類、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル等のベンゾイン類、１−フェニル−１，２−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム等のオキシム類、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン等のキサントン類、ミヒラーケトン、ベンジルメチルケタール等のラジカル発生化合物が利用できる。
【００４８】
なお、必要に応じて、酸素による硬化阻害を防止する目的でアミン類等の化合物を添加したり、塗布を容易にする目的で溶剤成分を添加してもよい。溶剤成分としては、特に限定されるものではなく、種々の有機溶剤、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メトキシメチルプロピオネート、エトキシエチルプロピオネート、エチルラクテート、エチルピルビネート、メチルアミルケトン等が利用可能である。
【００４９】
これらの物質によれば、高精度のエッチングが可能な点で原盤材料として優れているシリコン又は石英からの離型性が良好であるため好適である。
【００５０】
ここでは、光透過性層前駆体３２を第２の原盤２０上に滴下したが、第１の原盤１０に滴下するか、原盤１０、２０の両方に滴下してもよい。また、スピンコート法、ディッピング法、スプレーコート法、ロールコート法、バーコート法等の方法を用いて、原盤１０、２０のいずれか一方、または、両方に光透過性層前駆体３２を塗布してもよい。
【００５１】
そして、図１（Ｂ）に示すように、光透過性層前駆体３２を所定領域まで拡げて、原盤１０、２０の間に光透過性層３０を形成する。光透過性層前駆体３２を所定領域まで拡げるにあたって、必要に応じて所定の圧力を原盤１０、２０の少なくとも一方に加えてもよい。また、原盤１０、２０の少なくともいずれか一方から、光透過性層前駆体３２の組成に応じた硬化処理をすることにより光透過性層前駆体３２を硬化させて、光透過性層３０を形成する。例えば、光透過性層前駆体３２として紫外線硬化型の樹脂が用いられる場合には、紫外線を所定の条件により照射することにより光透過性層前駆体３２を硬化させる。なお、この場合には、原盤１０又は２０の少なくとも一方が紫外線透過性を有することが必要である。
【００５２】
そして、図１（Ｃ）に示すように、第１の原盤１０を、光透過性層３０から剥離すると、光透過性層３０には、曲面部１２から転写された複数の第１のレンズ面３４が形成される。一方、第２の原盤２０の曲面部２２から光透過性層３０に、複数の第２のレンズ３６が転写されている。
【００５３】
上述したように、第１及び第２の曲面部１２、２２の中心が一致しているので、第１及び第２のレンズ面３４、３６の光軸も一致する。
【００５４】
次に、図２（Ａ）に示すように、第１の光透過性層３０と補強板５０とを、第２の光透過性層前駆体４２を介して密着させて、図２（Ｂ）に示すように第２の光透過性層４０を形成する。密着させるときの方法は、上記光透過性層前駆体３２を介して密着させるときの方法を適用することができ、光透過性層前駆体４２の材料も、上記光透過性層前駆体３２として使用できる材料から選ぶことができる。
【００５５】
補強板５０としては一般にガラス基板が用いられるが、光透過性や機械的強度等の特性を満足するものであれば特に限定されるものではない。例えば、補強板５０として、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルサルフォン、アモルファスポリオレフィン、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等のプラスチック製の基板あるいはフィルム基板を用いてもよい。
【００５６】
また、光透過性層前駆体４２には、その組成に応じた硬化処理を施す。例えば、光透過性層前駆体４２として、紫外線硬化型のアクリル系樹脂が用いられる場合には、紫外線を所定の条件により照射することにより、光透過性層前駆体４２を硬化させる。なお、この場合には、補強板５０又は第１の光透過性層３０の少なくとも一方から、光透過性層前駆体４２に紫外線を照射することが可能なように、各部材を構成する必要がある。
【００５７】
続いて、図２（Ｃ）に示すように、第２の原盤２０を光透過性層３０から剥離する。光透過性層３０には、原盤２０の複数の曲面部２２によって、複数のレンズ面３６が形成されている。
【００５８】
さらに、図３（Ａ）に示すように、光透過性層３０のレンズ面３４が形成された面と、補強板７０とを第３の光透過性層前駆体６２を介して密着させる。その工程も、第１の光透過性層前駆体３２を介して密着させる工程と同様であり、光透過性層前駆体６２も、光透過性層前駆体３２として選択可能な物質の中から選択できる。
【００５９】
こうして、図３（Ｂ）に示すように、第３の光透過性層前駆体６２を押し拡げて第３の光透過性層６０を形成することで、マイクロレンズアレイ１が得られる。マイクロレンズアレイ１は、第１及び第２の補強板５０、７０の間に、第１〜第３の光透過性層３０、４０、６０を有する。
【００６０】
第１の光透過性層３０の一方の面には第１のレンズ面３４が形成され、その上に第３の光透過性層６０が形成されている。したがって、第１及び第３の光透過性層３０、６０の界面にレンズ面３４が形成されているということもできる。また、第１の光透過性層３０の他方の面には第２のレンズ面３６が形成され、その上に第２の光透過性層４０が形成されている。したがって、第１及び第２の光透過性層３０、４０の界面にレンズ面３６が形成されているということもできる。
【００６１】
なお、第２及び第３の光透過性層４０、６０が、マイクロレンズアレイとして要求される機械的強度やガスバリア性、耐薬品性等の特性を満足することが可能であれば、対応する補強板５０、７０は剥離してもよい。この場合、第２及び第３の光透過性層４０、６０は、第１の光透過性層３０の保護膜となる。さらに、光透過性層３０自体が十分な強度を有し、かつ、光透過性層３０単体でレンズ面３４、３６がレンズとして要求される機能を満足すれば、第２、第３の光透過性層４０、６０を省略することも可能である。
【００６２】
本実施の形態では、転写によって、複数のレンズ面３４、３６を有する光透過性層３０を簡単に製造することができる。この製造方法によれば、材料の使用効率が高く、かつ工程数の短縮を図ることができ、コストダウンを図ることができる。また、第１及び第２の原盤１０、２０は、一旦製造すればその後、耐久性の許す限り何度でも使用できるため、２枚目以降のマイクロレンズアレイの製造工程において省略でき、工程数の減少および低コスト化を図ることができる。
【００６３】
さらに、本実施の形態では、光透過性層３０の両面にレンズ面３４、３６が形成されているので、マイクロレンズアレイ１に入射する光が２回集光するので画面を一層明るくすることができる。
【００６４】
本実施の形態では、第１の光透過性層３０に形成されるレンズ面３４、３６がいずれも凹レンズを構成している。第２の光透過性層４０側に形成されたレンズ面３６から光が入射する場合には、第３の光透過性層６０の光屈折率ｎa と、第１の光透過性層３０の光屈折率ｎb と、第２の光透過性層４０の光屈折率ｎc とは、
ｎa ＞ ｎb
ｎc ＞ ｎb
の関係にあることが必要である。
【００６５】
この条件を満たすことで、第２の光透過性層４０と第１の光透過性層３０との界面において、屈折率の大きい媒質から、屈折率の小さい媒質に光が入射することになり、光は、両媒質の界面の法線から離れるように屈折して集光する。また、第１の光透過性層４０と第３の光透過性層６０との界面において、屈折率の小さい媒質から、屈折率の大きい媒質に光が入射することになり、光は両媒質の界面の法線に近づくように屈折して集光する。そして、光が２回集光するので画面を明るくすることができる。
【００６６】
あるいは、図４には、上記実施の形態の変形例であって、第１の光透過性層８１の両面に、凸レンズを構成するレンズ面８４、８６が形成されたマイクロレンズアレイが示されている。第２の光透過性層８２側に形成されたレンズ面８６から光が入射する場合には、第３の光透過性層８３の光屈折率 ｎa′と、第１の光透過性層８１の光屈折率 ｎb′と、第２の光透過性層８２の光屈折率 ｎc′とは、
ｎa′＜ ｎb′
ｎc′＜ ｎb′
の関係にあることが必要である。
【００６７】
この条件を満たすことで、第２の光透過性層８２と第１の光透過性層８１との界面において、屈折率の小さい媒質から、屈折率の大きい媒質に光が入射することになり、光は、両媒質の界面の法線に近づくように屈折して集光する。また、第１の光透過性層８１と第３の光透過性層８３との界面において、屈折率の大きい媒質から、屈折率の小さい媒質に光が入射することになり、光は両媒質の界面の法線から離れるように屈折して集光する。そして、光が２回集光するので画面を明るくすることができる。
【００６８】
あるいは、図５には、上記実施の形態の他の変形例であって、第１の光透過性層９１の一方の面に凹レンズを構成するレンズ面９４が形成され、他方の面に凸レンズを構成するレンズ面９６が形成されたマイクロレンズアレイが示されている。第２の光透過性層９２側に形成されたレンズ面９６から光が入射する場合には、第３の光透過性層９３の光屈折率 ｎa″と、第１の光透過性層９１の光屈折率 ｎb″と、第２の光透過性層９２の光屈折率 ｎc″とは、
ｎa″＞ ｎb″
ｎc″＜ ｎb″
の関係にあることが必要である。
【００６９】
この条件を満たすことで、第２の光透過性層９２と第１の光透過性層９１との界面において、屈折率の小さい媒質から、屈折率の大きい媒質に光が入射することになり、光は、両媒質の界面の法線に近づくように屈折して集光する。同様に、第１の光透過性層９１と第３の光透過性層９３との界面において、屈折率の小さい媒質から、屈折率の大きい媒質に光が入射することになり、光は両媒質の界面の法線に近づくように屈折して集光する。そして、光が２回集光するので画面を明るくすることができる。
【００７０】
（第２の実施の形態）
図６（Ａ）〜図８（Ｂ）は、本発明を適用した第２の実施の形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【００７１】
本実施の形態では、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）の工程を行って、第２の原盤２０上に、第１及び第２のレンズ面３４、３６が形成された第１の光透過性層３０を形成する。詳しくは、第１の実施の形態で説明した通りである。
【００７２】
また、図１（Ａ）に示すように、第３の原盤１００を用意する。第３の原盤１００には、凸部１０２が形成されている。凸部１０２の平面形状は、液晶パネルに適用されるブラックマトリクスの形状をなしており、複数の画素に対応する領域１０４を区画する。なお、ブラックマトリクスの形状は、モザイク配列、デルタ配列又はストライプ配列などの画素配列に応じたものである。第３の原盤１００も、第１又は第２の原盤１０、２０を形成するために使用できる基材を、エッチングすることで得られる。
【００７３】
そして、第１の光透過性層３０と第３の原盤１００とを、レンズ面３４が形成された面と凸部１０２が形成された面とを対向させて、かつ、凸部１０２がレンズ面３４の中心を囲むように対向させる。
【００７４】
そして、第３の原盤１００と第１の光透過性層３０とを、第２の光透過性層前駆体１１２を介して密着させる。光透過性層前駆体１１２は、図６（Ｂ）に示す光透過性層１１０の材料となる。なお、光透過性層前駆体１１０は、第１の光透過性層前駆体３２として使用できる材料から選択することができる。また、第２の光透過性層前駆体１１２を介する密着方法についても、第１の光透過性層前駆体３２を介する密着方法を適用することができる。
【００７５】
そして、図６（Ｂ）に示すように、光透過性層前駆体１１２を所定領域まで拡げ、その組成に応じた硬化処理を施して、第１の光透過性層３０におけるレンズ面３４の形成された面上に、第２の光透過性層１１０を形成する。
【００７６】
第２の光透過性層１１０における第１の光透過性層３０とは反対側の面には、第３の原盤１００の凸部１０２から転写された凹部１１４が形成されている。凹部１１４は、図示しない平面視において、ブラックマトリクスの形状をなす。また、凹部１１４は、レンズ面３４の中心を囲む領域に対応して形成されている。
【００７７】
そして、図６（Ｃ）に示すように、第３の原盤１００を、第２の光透過性層１１０から剥離して、凸部１０２から転写された凹部１１４を開口させる。
【００７８】
次に、図７（Ａ）に示すように、光透過性層１１０の凹部１１４に遮光性材料１２２を充填し、図７（Ｂ）に示すように、遮光性層１２０を形成する。この遮光性層１２０は、ブラックマトリクスとなる。
【００７９】
遮光性材料１２２は、光透過性のない材料であって耐久性があれば種々の材料を適用可能である。例えば、黒色染料あるいは黒色顔料をバインダー樹脂とともに溶剤に溶かしたものを、遮光性材料１２２として用いる。溶剤としては、特にその種類に限定されるものではなく、水あるいは種々の有機溶剤を適用することが可能である。有機溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、メトキシメチルプロピオネート、エトキシエチルプロピオネート、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、エチルラクテート、エチルピルビネート、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン、キシレン、トルエン、ブチルアセテート等のうち一種または複数種の混合溶液を利用することができる。
【００８０】
凹部１１４への遮光性材料１２２の充填方法としては、特に限定されるものではないが、インクジェット方式を使用してもよい。インクジェット方式によれば、インクジェットプリンタ用に実用化された技術を応用することで、高速かつインクを無駄なく経済的に充填することが可能である。
【００８１】
遮光性材料１２２を充填するときには、光透過性層１１０に形成された凹部１１４に均一な量で充填されるように、インクジェットヘッド１２４を動かす等の制御を行って打ち込み位置を制御する。凹部１１４の隅々にまで均一に遮光性材料１２２が満たされたら、その充填を完了する。溶剤成分が含まれている場合には、熱処理により遮光性材料１２２から溶剤成分を除去する。なお遮光性材料１２２は、溶剤成分を除去すると収縮するため、必要な遮光性が確保できる厚みが収縮後でも残される量を充填しておくことが必要である。
【００８２】
そして、図７（Ｃ）に示すように、第２の原盤２０を第１の光透過性層３０から剥離する。第１の光透過性層３０には、第２の原盤２０の曲面部２２が転写されて、複数のレンズ面３６が形成されている。
【００８３】
さらに、図８（Ａ）に示すように、第１の光透過性層３０におけるレンズ面３６が形成された面と、補強板１４０とを、第３の光透過性層前駆体１３２を介して密着させて、図８（Ｂ）に示すように、第３の光透過性層１３０を形成する。その工程には、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す工程を適用することができる。
【００８４】
こうして、図８（Ｂ）に示すマイクロレンズアレイ２を製造することができる。なお、第３の光透過性層１３０が、マイクロレンズアレイとして要求される機械的強度やガスバリア性、耐薬品性等の特性を満足することが可能であれば、補強板１４０は剥離してもよい。さらに、第１の光透過性層３０が十分な強度を有し、かつ、光透過性層３０単体でレンズ面３６がレンズとして要求される機能を満足すれば、第３の光透過性層１３０を省略することも可能である。あるいは、第２の光透過性層１１０における遮光性層１２０が形成された面に、第４の光透過性層前駆体から第４の光透過性層を形成してもよく、その上に補強板を設けてもよい。
【００８５】
このマイクロレンズアレイ２によれば、遮光性層１２０がブラックマトリクスを構成し、画素間のコントラストを向上させることができる。その他の効果については、第１の実施の形態と同様である。
【００８６】
（第３の実施の形態）
図９（Ａ）〜図１１は、本発明を適用した第３の実施の形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【００８７】
本実施の形態では、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）の工程を行って、第２の原盤２０上に、第１及び第２のレンズ面３４、３６が形成された第１の光透過性層３０を形成する。詳しくは、第１の実施の形態で説明した通りである。
【００８８】
また、図９（Ａ）に示すように、第３の原盤２００を用意する。第３の原盤２０には、複数の領域を区画する溝をなす凹部２０２が形成されている。詳しくは、凹部２０２の平面形状は、液晶パネルに適用されるブラックマトリクスの形状をなしており、複数の画素に対応する領域を区画する。なお、ブラックマトリクスの形状は、モザイク配列、デルタ配列又はストライプ配列などの画素配列に応じたものである。第３の原盤２００は、基材の表面をエッチングして形成され、基材は、エッチング可能な材料であれば特に限定されるものではないが、シリコン又は石英は、エッチングにより高精度の凹部２０２の形成が容易であるため、好適である。
【００８９】
そして、第３の原盤２００の凹部２０２に、遮光性材料２１２を充填し、遮光性層２１０を形成する。この遮光性層２１０は、ブラックマトリクスとなる。
【００９０】
遮光性材料２１２は、第２の実施の形態の遮光性材料１２２として使用できる材料から選択することができる。また、凹部２０２への遮光性材料２０２の充填方法も、インクジェットヘッド２１４を使用することができる。この充填方法についての詳細は、第２の実施の形態で説明した通りである。
【００９１】
そして、図９（Ｂ）に示すように、第３の原盤２００と、第１の光透過性層３０における第１のレンズ面３４が形成された面とを、第２の光透過性層前駆体２２２を介して密着させる。詳しくは、レンズ面３４の中心を、凹部２０２が囲むように、第３の原盤２００と第１の光透過性層３０とを対向させる。なお、図９（Ｂ）では、第３の原盤２００が上に位置しているが、これが下に位置してもよい。
【００９２】
第２の光透過性層前駆体２２２は、第１の実施の形態の第１の光透過性層前駆体３２として使用できる材料から選択することができる。また、密着の方法についても、第１の実施の形態で説明した方法を適用することができる。
【００９３】
こうして、第２の光透過性層前駆体２２２を押し拡げて、図９（Ｃ）に示すように、第２の光透過性層２２０を形成する。また、第２の光透過性層前駆体２２２の組成に応じた硬化処理によって、第２の光透過性層２２０を硬化させる。
【００９４】
そして、図１０（Ａ）に示すように、第２の原盤２０を第１の光透過性層３０から剥離する。第１の光透過性層３０には、第２の原盤２０の曲面部２２が転写されて、複数のレンズ面３６が形成されている。
【００９５】
さらに、図１０（Ｂ）に示すように、第１の光透過性層３０におけるレンズ面３６が形成された面と、補強板２４０とを、第３の光透過性層前駆体２３２を介して密着させて、図１０（Ｃ）に示すように、第３の光透過性層２３０を形成する。その工程には、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す工程を適用することができる。
【００９６】
そして、図１１に示すように、第３の原盤２００を、第２の光透過性層２２０から剥離する。なお、遮光性層２１０も第２の光透過性層２２０と一体的に第３の原盤２００の凹部２０２から剥離する。
【００９７】
こうして、図１１に示すマイクロレンズアレイ３を製造することができる。このマイクロレンズアレイ３には、第２の光透過性層２２０上に遮光性層２１０を有する。
【００９８】
なお、第３の光透過性層２３０が、マイクロレンズアレイとして要求される機械的強度やガスバリア性、耐薬品性等の特性を満足することが可能であれば、補強板２４０は剥離してもよい。さらに、第１の光透過性層３０が十分な強度を有し、かつ、光透過性層３０単体でレンズ面３６がレンズとして要求される機能を満足すれば、第３の光透過性層２３０を省略することも可能である。あるいは、第２の光透過性層２２０における遮光性層２１０が形成された面に、第４の光透過性層前駆体から第４の光透過性層を形成してもよく、その上に補強板を設けてもよい。
【００９９】
このマイクロレンズアレイ３によれば、遮光性層２１０がブラックマトリクスを構成し、画素間のコントラストを向上させることができる。その他の効果については、第１の実施の形態と同様である。
【０１００】
図１２は、本発明を適用した液晶プロジェクタの一部を示す図である。この液晶プロジェクタは、上述した第２の実施の形態に係る方法により製造されたマイクロレンズアレイ２を組み込んだライトバルブ３００と、光源としてのランプ３３０とを有する。
【０１０１】
マイクロレンズアレイ２は、レンズ面３６をランプ３３０に向けて配置されている。そして、第２の光透過性層１１０における遮光性層１２０が形成された面には、第４の光透過性層３０２が形成され、その上に透明な共通電極３０４及び配向膜３０６が積層されている。
【０１０２】
ライトバルブ３００には、配向膜３０６からギャップをあけて、ＴＦＴ基板３０８が設けられている。ＴＦＴ基板３０８には、透明な個別電極３１０及び薄膜トランジスタ３１２が設けられており、これらの上に配向膜３１４が形成されている。また、ＴＦＴ基板３０８は、配向膜３１４を配向膜３０６に対向させて配置されている。
【０１０３】
配向膜３０６、３１４間には、液晶３１２が封入されており、薄膜トランジスタ３１２によって制御される電圧によって、液晶３１２が駆動されるようになっている。
【０１０４】
この液晶プロジェクタによれば、ランプ３３０から照射された光３３２が、各画素毎にレンズ面３６、３４にて２回集光するので、明るい画面を表示することができる。また、遮光性層１２０がブラックマトリクスとなるので、画素間のコントラストを向上させることができる。
【０１０５】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）〜図１（Ｃ）は、本発明を適用した第１の実施の形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、本発明を適用した第１の実施の形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、本発明を適用した第１の実施の形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施の形態の変形例に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施の形態の変形例に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、本発明を適用した第２の実施の形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、本発明を適用した第２の実施の形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図８】図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、本発明を適用した第２の実施の形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、本発明を適用した第３の実施の形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、本発明を適用した第３の実施の形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明を適用した第３の実施の形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明を適用したマイクロレンズアレイを備える電子機器を示す図である。
【符号の説明】
１０  第１の原盤
１２  第１の曲面部
２０  第２の原盤
２２  第２の曲面部
３０  第１の光透過性層
３２  第１の光透過性層前駆体
４０  第２の光透過性層
４２  第２の光透過性層前駆体
６０  第３の光透過性層
６２  第３の光透過性層前駆体
【図１】
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【図２】
0003968545.tif 000003
【図３】
0003968545.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003968545.tif 000007
【図７】
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【図８】
0003968545.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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