(57)【要約】【課題】硝子ペーストの焼成工程を含むマイクロ光学素子アレイの新規な製造方法を実現する。【解決手段】透明基板にマイクロ光学素子が１次元的もしくは２次元的に配列してなるマイクロ光学素子アレイを製造する方法であって、穿孔工程と、硝子ペースト供給工程と、光硬化性を有する硝子ペーストＧＰを穿孔工程で穿孔された孔ＨＬに充填する充填工程と、硝子ペースト充填工程後に、透明板ＴＰを介して、充填された硝子ペーストＧＰを光照射して、該硝子ペーストＧＰを光硬化させる硝子ペースト硬化工程と、該硝子ペースト硬化工程後に前記透明板ＴＰを取り除き、前記孔中で光硬化した硝子ペーストを焼成し硝子体ＧＬとする焼成工程と、を有するマイクロ光学素子アレイの製造方法。【選択図】図１
2017116873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板にマイクロ光学素子が１次元的もしくは２次元的に配列してなるマイクロ光学素子アレイを製造する方法であって、  
前記透明基板の表面側に、マイクロ光学素子に対応する孔を、前記マイクロ光学素子の配列に応じて互いに独立に形成する穿孔工程と、  
該穿孔工程により前記孔が配列形成された前記透明基板の表面に、光硬化性を有する硝子ペーストを供給する硝子ペースト供給工程と、
該硝子ペースト供給工程により前記透明基板に供給された前記硝子ペーストを、平坦な面を有する透明板の前記平坦な面と前記透明基板の前記表面とにより、前記平坦な面と前記表面とが接するように挟圧し、前記硝子ペーストを前記孔に充填するとともに、剰余の硝子ペーストを排除する硝子ペースト充填工程と、
該硝子ペースト充填工程後に、前記透明板を介して、前記充填された硝子ペーストを光照射して、該硝子ペーストを光硬化させる硝子ペースト硬化工程と、
該硝子ペースト硬化工程後に前記透明板を取り除き、前記孔中で光硬化した硝子ペーストを焼成し硝子体とする焼成工程と、を有するマイクロ光学素子アレイの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のマイクロ光学素子アレイの製造方法において、
前記焼成工程後に、前記透明基板の表面側とアレイ配列した前記硝子体を、同一面として平坦化する平坦化工程を有するマイクロ光学素子アレイの製造方法。
【請求項３】
透明基板にマイクロ光学素子が１次元的もしくは２次元的に配列してなるマイクロ光学素子アレイを複数個、一度に製造する方法であって、
同一の透明基板の平坦な表面側に、同時に製造するべき複数のマイクロ光学素子アレイの個々においてマイクロ光学素子に対応する孔を、前記マイクロ光学素子の配列に応じて互いに独立に、且つ、前記孔の開口端部が前記透明基板の表面と同一面をなすように形成する同時穿孔工程と、
前記透明基板の、前記複数のマイクロ光学素子アレイに対応して前記孔が配列形成された表面側に、光硬化性を有する硝子ペーストを供給する硝子ペースト同時供給工程と、
該硝子ペースト同時供給工程により前記透明基板の前記表面に供給された前記硝子ペーストを、平坦な面を有する同一の透明板の前記平坦な面と前記透明基板の前記表面とにより、前記平坦な面と前記表面とが接するように挟圧し、前記硝子ペーストを前記孔に充填するとともに、剰余の硝子ペーストを排除する硝子ペースト同時充填工程と、
該硝子ペースト同時充填工程後に、前記同一の透明板を介して、前記充填された硝子ペーストを光照射して、該硝子ペーストを光硬化させる硝子ペースト同時硬化工程と、
該硝子ペースト同時硬化工程後に前記同一の透明板を取り除き、前記孔中で光硬化した硝子ペーストを焼成する同時焼成工程と、
該同時焼成工程後に、前記複数のマイクロ光学素子アレイを相互に分離する分離工程と、を有するマイクロ光学素子アレイの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載のマイクロ光学素子の製造方法において、  
前記同時焼成工程後に、前記透明基板の表面側と、前記硝子体を、同一面として平坦化する同時平坦化工程を有するマイクロ光学素子アレイの製造方法。
【請求項５】
請求項３または４記載のマイクロ光学素子アレイの製造方法において、
前記同時焼成工程よりも前に、前記同一の透明基板に形成される複数のマイクロ光学素子アレイの１以上を単位として区分けする区分け溝を形成する区分け溝形成工程を有する、マイクロ光学素子アレイの製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか１項に記載のマイクロ光学素子アレイの製造方法において、
前記透明基板の線膨張係数が、前記硝子ペーストの硝子体の線膨張係数より小さいマイクロ光学素子アレイの製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１項に記載のマイクロ光学素子アレイの製造方法において、
前記マイクロ光学素子がマイクロレンズであるマイクロ光学素子アレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロ光学素子アレイの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ光学素子アレイは、微小な光学素子（以下「マイクロ光学素子」と言う。）を１次元的もしくは２次元的にアレイ配列した光学製品として知られ、種々の光学装置や光学システムに使用されている。
【０００３】
マイクロ光学素子アレイの１例として「マイクロレンズアレイ」を挙げれば、マイクロ光学素子であるマイクロレンズが１次元的もしくは２次元的にアレイ配列して形成され、液晶パネル等の種々の光学製品に使用されている。  
マイクロ光学素子はマイクロレンズに限らず、目的とする光学機能により、円錐体や角錐体と言った錐体形状のものや、あるいは三角柱形状のマイクロプリズム、四角柱形状のマイクロ光学素子等、種々のものが可能である。例えば、上記マイクロプリズムを長手方向に交わる方向へ１次元的に配列して「マイクロプリズムアレイ」を構成できる。
【０００４】
マイクロ光学素子アレイとして、透明基板の表面側に「透明基板と屈折率の異なる材料により構成されるマイクロ光学素子をアレイ状に配列させて埋め込んだ」構造のものが知られている。
【０００５】
例えば、透明基板とは屈折率の異なる透明体を「マイクロレンズの屈折面となる微小な曲面のアレイ配列」を透明基板と共有させて、透明基板に一体化したものが「マイクロレンズアレイ」として知られている。
【０００６】
マイクロ光学素子アレイを製造する方法の１例として「硝子ペーストの焼成工程を含む方法」がマイクロレンズアレイの製造方法として知られている（特許文献１等）。  
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、硝子ペーストの焼成工程を含むマイクロ光学素子アレイの新規な製造方法の実現を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のマイクロ光学素子の製造方法は、透明基板にマイクロ光学素子が１次元的もしくは２次元的に配列してなるマイクロ光学素子アレイを製造する方法であって、前記透明基板の表面側に、マイクロ光学素子に対応する孔を、前記マイクロ光学素子の配列に応じて互いに独立に形成する穿孔工程と、該穿孔工程により前記孔が配列形成された前記透明基板の表面に、光硬化性を有する硝子ペーストを供給する硝子ペースト供給工程と、該硝子ペースト供給工程により前記透明基板に供給された前記硝子ペーストを、平坦な面を有する透明板の前記平坦な面と前記透明基板の前記表面とにより、前記平坦な面と前記表面とが接するように挟圧し、前記硝子ペーストを前記孔に充填するとともに、剰余の硝子ペーストを排除する硝子ペースト充填工程と、該硝子ペースト充填工程後に、前記透明板を介して、前記充填された硝子ペーストを光照射して、該硝子ペーストを光硬化させる硝子ペースト硬化工程と、該硝子ペースト硬化工程後に前記透明板を取り除き、前記孔中で光硬化した硝子ペーストを焼成し硝子体とする焼成工程と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、硝子ペーストの焼成工程を含むマイクロ光学素子アレイの新規な製造方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】マイクロ光学素子アレイの製造方法を説明するための図である。
【図２】マイクロレンズアレイの製造方法を説明するための図である。
【図３】穿孔工程を実施する穿孔方法の１例を説明するための図である。
【図４】平坦化工程を説明するための図である。
【図５】マイクロ光学素子アレイの別の製造方法を説明するための図である。
【図６】マイクロレンズアレイの別の製造方法を説明するための図である。
【図７】液晶パネル用マイクロレンズアレイ基板を簡略化して示す図である。
【図８】液晶パネルを簡略化して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施の形態を説明する。  
図１は「マイクロ光学素子アレイの製造方法」を説明するための図である。
【００１２】
この発明のマイクロ光学素子の製造方法は、基本的に、図１に示す５工程、即ち、「穿孔工程」、「硝子ペースト供給工程」、「硝子ペースト充填工程」、「硝子ペースト硬化工程」および「焼成工程」を有する。
【００１３】
この発明のマイクロ光学素子の製造方法は、上記５工程の他に「平坦化工程」を有することができる。
【００１４】
「穿孔工程」は、透明基板の表面側に、マイクロ光学素子に対応する孔を、マイクロ光学素子の配列に応じて互いに独立に形成する工程である。  
「硝子ペースト供給工程」は、穿孔工程により孔が配列形成された透明基板の表面に、光硬化性を有する硝子ペーストを供給する工程である。  
「硝子ペースト充填工程」は、硝子ペースト供給工程により透明基板に供給された硝子ペーストを、平坦な面を有する透明板の平坦な面と透明基板の表面とにより、前記平坦な面と前記表面とが接するように挟圧して、硝子ペーストを孔に充填するとともに、剰余の硝子ペーストを排除する工程である。  
「硝子ペースト硬化工程」は、硝子ペースト充填工程後に、前記透明板を介して、充填された硝子ペーストを光照射して、硝子ペーストを光硬化させる工程である。  
「焼成工程」は、硝子ペースト硬化工程後に透明板を取り除き、孔中で光硬化した硝子ペーストを焼成し硝子体とする工程である。
【００１５】
説明を補足する。  
「硝子ペースト」は、周知の如く、硝子フリットと呼ばれる「微粒子化された粉状の硝子」を「硝子フリットを繋ぐための（主に樹脂成分からなる）バインダ」とともに、分散媒中に分散させてペースト状に調製したもので種々のものが知られ、市販されている。  
「硝子フリットの材質」としては、ソーダ硝子、結晶性硝子、クラウン硝子、カリウム硝子、鉛硝子、ホウケイ酸硝子、ホウケイ酸硝子と酸化ビスマスを主成分としたビスマス系硝子、ホウケイ酸硝子と酸化ゲルマニウムを主成分とした酸化ゲルマニウム系硝子等の、硝子フリットを例示することができる。  
硝子フリットの粒径は、流動性確保のため、１μｍ程度もしくはこれよりもさらに小さいものが好ましい。
【００１６】
「分散媒」としては、低沸点タイプのエタノール、アセトン、中沸点タイプのブタノール、トルエン、高沸点タイプのイソホロン、ターピネオールなどが使用可能であり、高沸点タイプの溶剤などを単体、もしくは複数種を混合して用いることができる。  
ターピネオールは分散媒として好適なものの１例である。  
「バインダ」は、樹脂成分であれば特に限定されないが、硝子フリットを繋ぎ止める性能に加え、焼成工程において確実に気化消散する性質を持つことが必要であり、例えば、セルロース系樹脂、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）等を好適に用いることができる。
【００１７】
この発明のマイクロ光学素子アレイの製造方法は、上記の如く、使用する硝子ペーストが「光硬化性」を有する点に特徴の一端がある。  
「光硬化性を有する硝子ペースト」は、上に説明した硝子ペーストの分散媒中に「光重合開始剤」を添加することにより作製できる。  
「光重合開始剤」は、光ラジカル重合開始剤や、光カチオン重合開始剤、光アニオン重合開始剤等として「ベンゾイン誘導体」等、種々のものが知られており、硝子ペーストの上記分散媒やバインダに応じて適宜のものを用いることにより、硝子ペーストに光硬化性を付与することができる。  
「光硬化性を有する硝子ペースト」に含まれる硝子フリット以外の「分散媒やバインダ、光重合開始剤」は、後述する焼成工程における熱処理により気化して硝子ペーストから除去され、焼成工程後には「硝子フリットであった硝子が一体となった硝子体」が残る。
【００１８】
以下、マイクロ光学素子アレイの１例であるマイクロレンズアレイを製造する場合の実施の１形態を、図２を参照して説明する。  
図２において、符号１００は「透明基板」、符号ＨＬは「孔」、符号ＧＰは「光硬化性を有する硝子ペースト」、符号ＴＰは「透明板」、符号ＧＬは「硝子体」、ＭＬ（ＧＬ）は「硝子体ＧＬによるマイクロレンズ」をそれぞれ示す。  
図２（ａ）は、透明基板１００に対して「穿孔工程」が実行された状態を示しており、透明基板１００の表面側に、孔ＨＬがアレイ配列するように形成されている。孔ＨＬの配列は、この例では２次元的であり、２次元マイクロレンズアレイにおけるマイクロレンズの配列に対応している。  
図示の如く、孔ＨＬは「凹曲面の形状」をなし、この凹曲面は作製されるマイクロレンズの屈折面となる。  
アレイ配列して形成された孔ＨＬの「隣接する孔の開口端部」は、この例では互いに接しており、該「開口端部」は透明基板１００の表面と同一面をなしている。從って、隣接する孔ＨＬは互いに連通しない。即ち、アレイ配列された孔ＨＬは相互に独立している。
【００１９】
このような「孔ＨＬのアレイ配列」を形成する方法としては、種々の方法が知られているが、１例として、ウエットエッチングを利用する方法を、図３に即して説明する。  
先ず、図３（ａ）に示すように、透明基板１００の「孔ＨＬのアレイ配列を穿孔する表面」にクロムによる薄膜Ｍ１を形成し、この薄膜Ｍ１に径：１μｍ程度の円形の小孔ＰＨを、孔ＨＬの配列パターンに応じて形成する（図３（ｂ））。  
次いで、図３（ｃ）に示す如く、小孔ＰＨが形成された薄膜Ｍ１をマスクとして、透明基板１００の表面をウエットエッチング（等方性エッチング）し、孔ＨＬの凹曲面形状を形成する。その後、薄膜Ｍ１を除去すれば、図２（ａ）に示す如き状態の透明基板１００が得られる。
【００２０】
続いて、図２（ｂ）に示すように「硝子ペースト供給工程」を実行する。  
即ち、穿孔工程により「孔ＨＬのアレイ配列」が形成された透明基板１００の表面側に硝子ペーストＧＰを供給する。  
硝子ペーストＧＰは光硬化性を有し、例えば、塗布等の方法により、透明基板１００の「孔ＨＬがアレイ配列されている領域全体」に十分に供給される。  
なお、硝子ペーストＧＰは、これに含まれる硝子フリットの屈折率が透明基板１００の屈折率よりも高く、また、線膨張係数も透明基板１００の線膨張係数よりも大きいものを想定する。  
次いで、図２（ｃ）に示すように、透明基板１００に供給された硝子ペーストＧＰを、平坦な面を有する透明板ＴＰの平坦な面と透明基板１００の表面とで挟み、挟圧力Ｆを印加して、透明板ＴＰの平坦な面と透明基板１００の表面が接するように挟圧する。  
この工程が「硝子ペースト充填工程」である。
【００２１】
図２（ｄ）は硝子ペースト充填工程が行われた状態を示す。  
硝子ペースト充填工程では、透明板ＴＰに加えられる挟圧力Ｆにより、硝子ペーストＧＰは、アレイ配列する全ての孔ＨＬに完全に充填される。挟圧は「透明板ＴＰの平坦な面と透明基板１００の表面が接する」ように行われるので、供給された硝子ペーストＧＰのうち、孔ＨＬを充填しない「剰余分」は、透明基板１００の表面から排除される。  
即ち、硝子ペースト充填工程後には、透明基板１００と透明板ＴＰとの間には、孔ＨＬに充填された分を除き、硝子ペーストＧＰは実質的に存在しない。
【００２２】
この状態で、図２（ｅ）に示すように「透明板ＴＰを介して、孔ＨＬに充填された硝子ペーストＧＰに照射光ＬＴを照射して、孔ＨＬ内の硝子ペーストＧＰを光硬化させる硝子ペースト硬化工程」を実行する。  
照射光ＬＴの照射を受け、孔ＨＬ内の硝子ペーストＧＰは「光硬化」して固体状態となる。
【００２３】
硝子ペースト硬化工程後、透明板ＴＰを取り除いて「焼成工程」を行なう。  
焼成工程は、孔ＨＬに硝子ペーストＧＰを充填された透明基板１００全体を「電気炉等の焼成手段」により加熱し、硝子ペースト中の硝子フリットの軟化点より高い温度（例えば硝子フリットの軟化点より５０℃〜１００℃程度高い温度）に加熱して行う。  
具体的には、まず１００℃〜２００℃の雰囲気乾燥炉を用いて乾燥（３０分程度）を行い、硝子ペーストＧＰ中の「分散媒、バインダ、光重合開始剤」を気化させて完全に消散させる。その後、電気炉等の焼成炉で、硝子フリットの軟化点より高い焼成温度に昇温し、例えば１５分〜６０分間焼成を行う。この焼成により、硝子フリットが軟化して硝子化し、相互に一体となって「硝子体」となる。  
図２（ｆ）は、焼成工程後の「透明基板１００の孔ＨＬの部分に硝子体ＧＬが残った状態」を示している。  
このように、孔ＨＬ内において透明基板１００と一体化した硝子体ＧＬの個々が「マイクロレンズＭＬ」であり、２次元的にアレイ配列している。図２（ｆ）では、硝子体ＧＬによるマイクロレンズＭＬを符号ＭＬ（ＧＬ）で示している。  
即ち、図２（ｆ）は、作製されたマイクロレンズアレイＭＬＡを示している。
【００２４】
付言すると、上に説明した「マイクロレンズアレイの製造方法」では、硝子ペースト供給工程で、透明基板１００の表面側に供給された硝子ペーストＧＰ（図２（ｂ））は、硝子ペースト充填工程により全ての孔ＨＬに完全に充填される。  
硝子ペースト充填工程では、孔ＨＬを充填しない「剰余分の硝子ペースト」は、透明基板１００の表面から排除され、硝子ペースト充填工程後には、透明基板１００と透明板ＴＰとの間には、孔ＨＬに充填された分を除き、硝子ペーストＧＰは実質的に存在しない。硝子ペースト充填工程後に、透明基板１００の表面に「微量の硝子ペースト」が残留するとしても、全ての孔ＨＬに充填された量に対して数％以下である。
【００２５】
焼成工程が行われるとき、孔ＨＬ内に充填された硝子ペーストは光硬化し、透明板ＴＰは除かれて、透明基板１００の上部は解放しているので硝子ペーストＧＰ中の「分散媒、バインダ、光重合開始剤」を完全に気化消散させることができる。
【００２６】
硝子ペーストＧＰは、硝子ペースト充填工程により孔ＨＬ中に完全に充填されているので、焼成工程により得られる硝子体ＧＬは、透明基板１００の各孔ＨＬと完全に密接状態となり、透明基板１００と完全に一体化したマイクロレンズＭＬ（ＧＬ）となる。
【００２７】
また、焼成工程が実行されるとき、光硬化した硝子ペーストＧＰは実質的に孔ＨＬ内のみに存在し、孔ＨＬは相互に独立しているから、孔ＨＬに充填された硝子ペ−ストＧＰも相互に独立し、実質的に互いに繋がっていない。
【００２８】
この場合とは異なり、充填された硝子ペーストが孔ＨＬの外まであふれ「透明基板１００の表面側を覆う状態」で焼成工程を行うと、透明基板表面を覆う硝子ペースト内の硝子成分が熱膨張して透明基板表面に沿う大きな応力を作用させ、透明基板や一体化した硝子成分のクラックや「マイクロレンズアレイの反り」を発生させる原因となる。  
この発明のマイクロレンズアレイの製造方法で「硝子ペースト充填工程の実行の際に剰余の硝子ペーストを透明基板の表面から排除する」ことには、上記の如きクラックや反りの問題を発生させない技術的意義がある。
【００２９】
上述の如く、この発明の「マイクロ光学素子アレイの製造方法」は、焼成工程後に「平坦化工程」を有することができる（図１）。  
平坦化工程は「透明基板の表面側とアレイ配列した硝子体とを、同一面として平坦化する工程」である。以下、この平坦化工程を、上に説明したマイクロレンズアレイの製造の場合を例として説明する。  
図４を参照すると、図４（ａ）は、焼成工程後の透明基板１００と硝子体ＧＬとの状態を説明図的に示している。図示のように、孔ＨＬ内の焼成工程後の硝子体ＧＬの自由表面ＳＦは、図では強調して描いてあるが「メニスカス状の凹面」になることが多い。  
これは、焼成工程において、硝子ペーストＧＰ中の分散媒・バインダ・光重合開始剤が消散し、硝子フリットの「正味の量」が一体化して硝子体となるため、供給された硝子ペーストよりも容量が小さくなることによる。
【００３０】
勿論、図４（ａ）に示す状態の硝子体ＧＬをマイクロレンズとして使用する場合、自由表面ＳＦの形状まで含めたレンズ機能（図の場合「正メニスカスレンズ」となる。）を予め設計で設定することも可能である。從って、図４（ａ）に示す状態のものをマイクロレンズアレイＭＬＡとして用いることも勿論可能である。  
しかし、マイクロレンズアレイを例えば後述する「液晶パネル用マイクロレンズアレイ基板」として用いるような場合、ブラックマトリックス層と透明電極膜を形成するマイクロレンズのアレイ配列面は、平坦な面であることが好ましい。  
そこで、このような場合には「平坦化工程」を行って、透明基板１００の表面側とアレイ配列した硝子体ＧＬとを、同一面として平坦化する。  
「平坦化工程」は、研磨により行う。平坦化処理を行う研磨法としては「ポリッシュ研磨法や化学機械研磨法等」を好適に用いることができる。  
図４（ｂ）の破線ＳＬは、平坦化工程によって平坦化するべき面（「平坦化面」と言う。）を示している。  
図４（ｂ）の状態で、図の上方側から研磨による平坦化工程を行って、平坦化面ＳＬより上の部分を研磨により除去すれば、図４（ｃ）のように、平坦な平坦化面ＳＬを有するマイクロレンズアレイＭＬＡＢが得られる。
【００３１】
図４（ｂ）の「平坦化面ＳＬより上の部分」が除去されたことにより、図４（ｃ）に示すように、平坦化面ＳＬに露呈する硝子体ＧＬによるマイクロレンズＭＬ（ＧＬ）の「平坦なレンズ面」は、マイクロレンズＭＬ（ＧＬ）ごとに分離している。
【００３２】
以上、マイクロレンズアレイの製造の場合を例にとって、マイクロ光学素子アレイの製造方法の実施の１形態を説明した。  
ところで、マイクロ光学素子アレイを量産する場合、一般には、１個１個のマイクロ光学素子アレイを個別に製造するのではなく、複数個（数個ないし数十個）のマイクロ光学素子アレイを一度に製造することが多い。
【００３３】
このように「透明基板にマイクロ光学素子が１次元的もしくは２次元的に配列してなるマイクロ光学素子アレイを複数個、一度に製造する方法」を以下に説明する。  
図５は、この場合の「製造方法」を説明するための図である。  
この製造方法は、基本的に、図５に示す６工程、即ち、「同時穿孔工程」、「硝子ペースト同時供給工程」、「硝子ペースト同時充填工程」、「硝子ペースト同時硬化工程」および「同時焼成工程」および「分離工程」を有する。  
この製造方法は、上記６工程の他に「同時平坦化工程」、「区分け溝形成工程」を有することができる。  
この製造方法では上に説明した如き「マイクロ光学素子アレイＭＬＡ、ＭＬＡＢ」が、同一の透明基板に複数個、一度に形成される。  
「同時穿孔工程」は、同一の透明基板の平坦な表面側に、同時に製造するべき複数のマイクロ光学素子アレイの個々においてマイクロ光学素子に対応する孔を、マイクロ光学素子の配列に応じて互いに独立に、且つ、孔の開口端部が透明基板の表面と同一面をなすように形成する工程である。  
「硝子ペースト同時供給工程」は、透明基板の複数のマイクロ光学素子アレイに対応して孔が配列形成された表面側に、光硬化性を有する硝子ペーストを供給する工程である。
【００３４】
「硝子ペースト同時充填工程」は、硝子ペースト同時供給工程により透明基板の表面に供給された硝子ペーストを、平坦な面を有する「同一の透明板」の平坦な面と透明基板の表面とにより、平坦な面と前記表面とが接するように挟圧し、硝子ペーストを孔に充填するとともに、剰余の硝子ペーストを排除する工程である。  
「硝子ペースト同時硬化工程」は硝子ペースト同時充填工程後に、同一の透明板を介して、充填された硝子ペーストを光照射して、硝子ペーストを光硬化させる工程である。  
「同時焼成工程」は、硝子ペースト同時硬化工程後に同一の透明板を取り除き、孔中で光硬化した硝子ペーストを焼成する工程である。  
「分離工程」は、同時焼成工程後に、複数のマイクロ光学素子アレイを相互に分離する工程である。  
以下「複数個のマイクロレンズアレイを同時に製造」する場合を例として、実施の形態を説明する。  
図６は、マイクロレンズアレイの製造方法の実施の１形態を説明するための図である。
【００３５】
図６において、符号１０００は「透明基板」を示し、符号ＭＬＡ１、ＭＬＡ２、・・ＭＬＡｉ・・は「透明基板１０００に形成された複数のマイクロレンズアレイ」を示す。  
図では、透明基板１０００上のマイクロレンズアレイＭＬＡｉは１６個であるが、勿論これは説明上の例示であり、実際には、これより少ないことも多いこともある。  
透明基板１０００には、図の如く複数のマイクロレンズアレイＭＬＡｉが形成されるので、これを「同一の透明基板」と呼ぶのである。
【００３６】
同一の透明基板１０００に対して同時穿孔工程を行う。同時穿孔工程では、同一の透明基板１０００の平坦な表面側に、同時に製造するべき複数のマイクロレンズアレイＭＬＡｉの個々においてマイクロレンズに対応する孔を、マイクロレンズの配列に応じて互いに独立に、且つ、孔の開口端部が透明基板の表面と同一面をなすように形成する。  
形成するべき個々のマイクロレンズアレイＭＬＡｉにおいては、図２（ａ）、図３に即して説明した穿孔工程が行われる。この同時穿孔工程により、同一の透明基板１０００に、マイクロレンズアレイＭＬＡｉごとに、図２の如き孔ＨＬのアレイ配列が形成される。
【００３７】
続いて「硝子ペースト同時供給工程」では、透明基板１０００の複数のマイクロレンズアレイＭＬＡｉに対応して孔が配列形成された表面側の全体に、光硬化性を有する硝子ペーストが供給される。  
「硝子ペースト同時充填工程」では、硝子ペースト同時供給工程により透明基板１０００の表面に供給された硝子ペーストを、平坦な面を有する「同一の透明板」の平坦な面と透明基板１０００の表面とにより、平坦な面と前記表面とが接するように挟圧し、硝子ペーストを孔に充填するとともに、剰余の硝子ペーストを排除する。  
「同一の透明板」は、透明基板１０００と同形もしくは、透明基板１０００の前面を覆い得る大きさを持つ。  
そして、硝子ペースト同時充填工程後に、同一の透明板を介して、充填された硝子ペーストを光照射して、硝子ペーストを光硬化させる「硝子ペースト同時硬化工程」を行う。
【００３８】
その後、同一の透明板を取り除き、孔中で光硬化した硝子ペーストを焼成する「同時焼成工程」を実行する。  
硝子ペースト同時硬化工程、同時焼成工程は、個々のマイクロレンズアレイＭＬＡｉとなるべき部分に対しては、図２（ｅ）、（ｆ）に即して説明した硝子ペースト硬化工程、焼成工程と同じである。  
このようにして、同一の透明基板１０００に、複数のマイクロレンズアレイＭＬＡ１、ＭＬＡ２、・・ＭＬＡｉ・・が形成される。このように形成された複数のマイクロレンズアレイを個々のマイクロレンズアレイＭＬＡｉに分離するのが「分離工程」である。
【００３９】
「分離工程」は、従来から知られた「ダイシング方法」、例えばダイシングソウによる切り分けなどで行えばよい。
【００４０】
マイクロレンズアレイの表面側を「平坦な面」として形成したい場合には、同時焼成工程後、分離工程前に「同時平坦化工程」を行い、透明基板１０００上において全部のマイクロレンズアレイＭＬＡｉに対する平坦化処理を研磨により行う（図５）。
【００４１】
分離工程後には、個々のマイクロレンズアレイＭＬＡｉとして、図２（ｆ）のマイクロレンズアレイＭＬＡ、あるいは図４（ｃ）のマイクロレンズアレイＭＬＡＢが得られる。
【００４２】
図６を参照すると、図中に「破線」で示しているのは区分け溝ＭＺである。  
区分け溝ＭＺは、同一の透明基板１０００に形成される複数のマイクロレンズアレイＭＬＡｉの１以上を単位として区分けする溝である。図６の場合は、マイクロレンズアレイＭＬＡｉの１個ごとに区分けされている。区分け溝ＭＺは、構造としては「破線に沿う溝」でありダイシングソウ等を用いて形成される。
【００４３】
区分け溝ＭＺを形成する「区分け溝形成工程」は、図５に示すように「同時焼成工程」より前の適宜の段階で行うことができる。  
例えば、同時穿孔工程に先立って、同一の透明基板１０００に対して区分け溝ＭＺを予め形成してもよいし、同時穿孔工程後で硝子ペースト同時供給工前に行ってもよい。硝子ペースト同時硬化工程後で同時焼成工程前に行ってもよい。  
「区分け溝形成工程」には、以下の如き技術的な意義がある。  
前記の如く、説明の前提として、硝子ペースト中の硝子フリットの線膨張係数が透明基板１０００の線膨張係数よりも大きい場合を想定すると、同時焼成工程が行われる際、硝子フリットが一体となった硝子体の熱膨張は透明基板１０００の熱膨張を凌駕する。  
そのため、同時焼成工程で透明基板１０００の表面の各孔の中で熱膨張する硝子体が、透明基板１０００に、表面に沿う方向の応力を作用させる。  
この応力は「個々のマイクロレンズアレイＭＬＡｉが形成される領域」では、さほど大きくはならないが、多数のマイクロレンズアレイが形成される場合、孔の数も大きくなるため、合力としては大きなものになり、場合によっては透明基板１０００にクラックや反りを生じ得る。
【００４４】
このような場合、区分け溝ＭＺは、同時焼成工程の際の上記応力を集中させ、他の部分への応力の影響を軽減する機能を持ち得る。  
また、区分け溝ＭＺは、分離工程を行う際に分離溝として利用することもできる。  
上記の如く、区分け溝形成工程を「硝子ペースト同時供給工程」よりも前に行うと、形成された区分け溝にも硝子ペーストが充填され、同時焼成工程では、区分け溝内の硝子ペーストに起因する応力が、区分け溝ＭＺの溝幅を拡大するように作用する。  
この溝幅拡大作用を利用して、分離工程を容易ならしむることができる。
【００４５】
以下に、具体的な例を説明する。  
図６に即して説明した透明基板１０００として、直径：２００ｍｍ、厚さ：１．０ｍｍの合成石英の平行平板を用意した。この透明基板１０００はマイクロレンズアレイを「複数個採り」するためのもので、１枚当たりに１０〜３０個程度のマイクロレンズアレイを形成したのち、個々のマイクロレンズアレイをダイシングにより分離する。
【００４６】
透明基板１０００は屈折率：１．４７、線膨張係数：６×１０−７／℃である。  
透明基板１０００の表面側に同時穿孔工程を行い、マイクロレンズアレイ１個あたりに「孔をマイクロレンズのアレイ配列」に応じて穿孔した。  
ここで作製するマイクロレンズアレイはプロジェクタの液晶パネル用のものであり、液晶パネルの画素数に合わせて「１個のマイクロレンズアレイ当たりに１２８０×８００の孔」を図３に示したウエットエッチング法を用いる方法で穿孔した。  
孔の孔径（開口端部の径）は１０μｍとし、配列ピッチは１２μｍとした。孔は「凹球面形状」とした。
【００４７】
「硝子ペースト」は、住田光学製の低融点硝子Ｋ−ＶＣ７９（商品名）を粒径：１μｍの硝子フリットとして調製した。該低融点硝子は屈折率：１．６１、線膨張係数：９０×１０−７/℃である。また、硝子ペーストに光硬化性を付与するために、光重合開始剤として東京化成工業製の光ラジカル重合開始剤のアセトフェノンを、硝子ペーストに対する重量％で３％添加した。
【００４８】
同時充填工程により、硝子ペーストＧＰを透明基板１０００に穿孔された孔の個々に充填し、透明板を介して紫外光を照射し、硝子ペースト同時硬化工程を行った。  
続いて、同時焼成工程を「焼成温度：５８０度」で行って硝子ペーストを焼成し、前記低融点硝子が一体化した硝子体を得た。  
その後、透明基板１０００の表面側をポリッシュ研磨法で研磨する「同時平坦化工程」を実行し、透明基板１０００の表面側を平坦面に研磨し、その後分離工程を行って、マイクロレンズアレイを個別的に分離した。  
その結果得られた個々のマイクロレンズアレイには、平坦化された表面に、前記低融点硝子の平坦な端面が「１２８０×８００の２次元配列」で配列した状態が得られた。
【００４９】
このようにして製造された個々のマイクロレンズアレイは、透明基板１０００に、レンズ径：略１０μｍの「低融点硝子によるマイクロレンズ」が配列ピッチ：１２μｍで、１２８０×８００の２次元配列で配列したものである。  
このようにして、図４（ｃ）に示す如きマイクロレンズアレイＭＬＡＢが「液晶パネル用のマイクロレンズアレイ」として得られた。  
なお、区分け溝形成工程を同時焼成工程の前に行って、図６に示す如く、マイクロレンズアレイごとに区分けする区分け溝を形成して、同時焼成工程を実行したが、クラックの発生は無かった。
【００５０】
上記の如く得られた液晶パネル用のマイクロレンズアレイＭＬＡＢの「マイクロレンズＭＬの平坦なレンズ面が、互いに独立してアレイ配列して露呈した平坦な面ＳＬ」に、ブラックマトリックス層と透明電極膜を形成することにより「液晶パネル用マイクロレンズアレイ基板」とすることができる。
【００５１】
この液晶パネル用マイクロレンズアレイ基板を簡略化して示す図７を参照して説明すると、図４（ｃ）に示した如きマイクロレンズアレイＭＬＡＢの「マイクロレンズＭＬの平坦な面がアレイ配列して露呈した平坦な面」にブラックマトリックス層ＢＭが形成され、さらにその上に透明電極膜ＥＬが形成されて液晶パネル用マイクロレンズアレイ基板２００が構成されている。
【００５２】
図８は、図７に示した液晶パネル用マイクロレンズアレイ基板２００を用いた「液晶パネル」の１例を簡略化して示している。  
液晶パネル４００は、液晶層ＬＣが、図７に示した液晶パネル用マイクロレンズアレイ基板２００とＴＦＴ基板ＧＰとにより挟持されている。  
ＴＦＴ基板ＧＰは、硝子基板の片面（図で下方の面）に、個々の画素に対応した透明な画素電極ＥＰと、各画素電極ＥＰを駆動する薄膜トランジスタＴＲを形成されている。
【００５３】
照明光ＬＴＯを、図の下方から照射すると、各マイクロレンズＭＬに入射した光束は、マイクロレンズＭＬにより、ブラックマトリックス層ＢＭの「マイクロレンズＭＬに対応する開口部」に集光される。即ち、マイクロレンズＭＬの厚さが、マイクロレンズＭＬの焦点距離に等しく設定されている。画素電極ＥＰにより液晶層ＬＣの透過状態・非透過状態を切り替えることにより、画素の集合による画像を表示できる。
【００５４】
以上のように、この発明によれば、以下の如き、新規なマイクロ光学素子アレイの製造方法を実現できる。
【００５５】
［１］
透明基板にマイクロ光学素子が１次元的もしくは２次元的に配列してなるマイクロ光学素子アレイを製造する方法であって、前記透明基板（１００）の表面側に、マイクロ光学素子に対応する孔（ＨＬ）を、前記マイクロ光学素子の配列に応じて互いに独立に形成する穿孔工程（図１、図２（ａ））と、該穿孔工程により前記孔が配列形成された前記透明基板（１００）の表面に、光硬化性を有する硝子ペースト（ＧＰ）を供給する硝子ペースト供給工程（図１、図２（ｂ））と、該硝子ペースト供給工程により前記透明基板に供給された前記硝子ペースト（ＧＰ）を、平坦な面を有する透明板（ＴＰ）の前記平坦な面と前記透明基板の前記表面とにより、前記平坦な面と前記表面とが接するように挟圧し、前記硝子ペースト（ＧＰ）を前記孔（ＨＬ）に充填するとともに、剰余の硝子ペーストを排除する硝子ペースト充填工程（図１、図２（ｃ）、（ｄ））と、該硝子ペースト充填工程後に、前記透明板（ＴＰ）を介して、前記充填された硝子ペーストを光照射して、該硝子ペーストを光硬化させる硝子ペースト硬化工程（図１、図２（ｅ））と、該硝子ペースト硬化工程後に前記透明板（ＴＰ）を取り除き、前記孔（ＨＬ）中で光硬化した硝子ペーストを焼成し硝子体（ＧＬ）とする焼成工程と、を有するマイクロ光学素子アレイの製造方法（図１、図２）。
【００５６】
［２］
［１］記載のマイクロ光学素子アレイの製造方法において、前記焼成工程後に、前記透明基板の表面側とアレイ配列した前記硝子体を、同一面（ＳＬ）として平坦化する平坦化工程を有するマイクロ光学素子アレイの製造方法（図１、図４）。
【００５７】
［３］
透明基板にマイクロ光学素子が１次元的もしくは２次元的に配列してなるマイクロ光学素子アレイを複数個、一度に製造する方法であって、同一の透明基板（１０００）の平坦な表面側に、同時に製造するべき複数のマイクロ光学素子アレイの個々においてマイクロ光学素子に対応する孔を、前記マイクロ光学素子の配列に応じて互いに独立に、且つ、前記孔の開口端部が前記透明基板の表面と同一面をなすように形成する同時穿孔工程と、前記透明基板の、前記複数のマイクロ光学素子アレイに対応して前記孔が配列形成された表面側に、光硬化性を有する硝子ペーストを供給する硝子ペースト同時供給工程と、該硝子ペースト同時供給工程により前記透明基板の前記表面に供給された前記硝子ペーストを、平坦な面を有する同一の透明板の前記平坦な面と前記透明基板の前記表面とにより、前記平坦な面と前記表面とが接するように挟圧し、前記硝子ペーストを前記孔に充填するとともに、剰余の硝子ペーストを排除する硝子ペースト同時充填工程と、該硝子ペースト同時充填工程後に、前記同一の透明板を介して、前記充填された硝子ペーストを光照射して、該硝子ペーストを光硬化させる硝子ペースト同時硬化工程と、該硝子ペースト同時硬化工程後に前記同一の透明板を取り除き、前記孔中で光硬化した硝子ペーストを焼成する同時焼成工程と、該同時焼成工程後に、前記複数のマイクロ光学素子アレイ（ＭＬＡｉ）を相互に分離する分離工程と、を有するマイクロ光学素子アレイの製造方法（図５、図６）。
【００５８】
［４］
［３］記載のマイクロ光学素子の製造方法において、前記同時焼成工程後に、前記透明基板（１０００）の表面側と、前記硝子体を、同一面として平坦化する同時平坦化工程を有するマイクロ光学素子アレイの製造方法（図５）。
【００５９】
［５］
［３］または［４］記載のマイクロ光学素子アレイの製造方法において、前記同時焼成工程よりも前に、前記同一の透明基板に形成される複数のマイクロ光学素子アレイ（ＭＬＡｉ）の１以上を単位として区分けする区分け溝（ＭＺ）を形成する区分け溝形成工程を有する、マイクロ光学素子アレイの製造方法（図５、図６）。
【００６０】
［６］
［１］ないし［５］の何れか１に記載のマイクロ光学素子アレイの製造方法において、前記透明基板（１００）の線膨張係数が、前記硝子ペーストの硝子体（ＧＬ）の線膨張係数より小さいマイクロ光学素子アレイの製造方法（図２）。
【００６１】
［７］
［１］ないし［６］の何れか１に記載のマイクロ光学素子アレイの製造方法において、前記マイクロ光学素子がマイクロレンズであるマイクロ光学素子アレイの製造方法（図２、図６）。
【００６２】
以上、発明の好ましい実施の形態について説明したが、この発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。  
例えば、上に説明した例では、透明基板１００や硝子体ＧＬは「透明」であるが、この明細書中に謂う「透明」は、「可視光の全域に対して透明」である場合に限らない。特定の波長領域の光に対して透明である場合も含むし、可視領域外の紫外領域や赤外領域の光（電磁波）に対して透明である場合も含む。  
また、マイクロ光学素子もマイクロレンズＭＬに限らず、円錐体や角錐体等の錐体形状や、三角柱形状、四角柱形状等の種々のマイクロ光学素子に適用可能である。  
硝子ペーストへの光重合開始剤の添加量は、硝子ペーストに対する重量％で１〜数％でよい。
【００６３】
この発明の実施の形態に記載された効果は、発明から生じる好適な効果を列挙したに過ぎず、発明による効果は「実施の形態に記載されたもの」に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６４】
１００，１０００          透明基板  
ＨＬ            孔  
ＧＰ            光硬化性を有する硝子ペースト  
ＧＬ            硝子体  
ＭＬ            マイクロレンズ  
ＭＬ（ＧＬ）    硝子体ＧＬによるマイクロレンズ  
ＭＬＡ、ＭＬＡＢ      マイクロレンズアレイ  
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６５】
【特許文献１】特開２０１４−８９２２８号公報
【図１】
2017116873.tif 000003
【図２】
2017116873.tif 000004
【図３】
2017116873.tif 000005
【図４】
2017116873.tif 000006
【図５】
2017116873.tif 000007
【図６】
2017116873.tif 000008
【図７】
2017116873.tif 000009
【図８】
2017116873.tif 000010