(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の実現を課題とする。【解決手段】マイクロ光学素子アレイの製造方法は、透明基板１００にマイクロ光学素子ＭＬ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ＭＬＡを製造する方法であって、孔ＨＬを配列形成する穿孔工程と、形成された孔ＨＬの個々に、硝子ペーストＧＰを充填する硝子ペースト充填工程と、充填された硝子ペーストＧＰを焼成して硝子体ＧＬとする焼成工程と、透明基板の孔ＨＬが配列形成された面を平坦化し、平坦化された面１００Ｓに焼成された硝子体ＧＬの端面を、相互に独立して平坦に露呈させる平坦化工程と、を有する。【選択図】図１
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【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、  
該穿孔工程により配列形成された前記孔の個々に、硝子ペーストを充填する硝子ペースト充填工程と、  
該硝子ペースト充填工程により、前記孔に充填された前記硝子ペーストを焼成して硝子体とする焼成工程と、  
前記透明基板の、前記孔が配列形成された面を平坦化し、平坦化された面に前記焼成された硝子体の端面を、相互に独立して平坦に露呈させる平坦化工程と、を有し、  
前記透明基板および前記硝子体の屈折率および前記孔の形状が、マイクロ光学素子の光学機能に応じて選択され、前記透明基板の前記表面側に穿孔される前記孔の深さ：Ｌ、前記孔に充填された前記硝子ペーストの充填高さ：Ｈ、前記硝子体により形成される前記マイクロ光学素子の厚さ：Ｄが、大小関係：
Ｌ＞Ｈ＞Ｄ  
を満足するように定められてい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３】
請求項１または２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。
【請求項４】
透明基板の平坦な面に、前記透明基板と屈折率の異なる硝子体によるマイクロ光学素子の平坦なレンズ面が、互いに独立してアレイ配列し、前記マイクロ光学素子は厚さ：Ｄを有するマイクロ光学素子アレイ。
【請求項５】
請求項４記載のマイクロ光学素子アレイにおいて、
前記マイクロ光学素子がマイクロレンズであって、厚さ：Ｄは前記マイクロレンズの光軸上の厚さであるマイクロ光学素子アレイ。
【請求項６】
透明基板の表面側に、深さ：Ｌの孔を、マイクロ光学素子の配列に応じて、互いに独立して形成されたマイクロ光学素子アレイ製造用の中間基板。
【請求項７】
表面側に、深さ：Ｈの孔を、マイクロ光学素子の配列に応じて、互いに独立して形成された透明基板と、
前記孔の個々に充填され、焼成により前記透明基板と一体化された、高さ：ｈで、前記透明基板と異なる屈折率を持つ硝子体とを有し、前記深さ：Ｈと高さ：ｈが、以下の大小関係：
Ｈ＞ｈ  
を満足するマイクロ光学素子アレイ用中間基板。
【請求項８】
請求項５記載のマイクロ光学素子アレイの、マイクロ光学素子として形成されたマイクロレンズの、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に、ブラックマトリックス層と透明電極膜を有する液晶パネル用マイクロレンズアレイ基板。
【請求項９】
画素電極とこれに対応するＴＦＴとをアレイ配列されたＴＦＴ基板と、請求項８記載の液晶パネル用マイクロレンズアレイ基板とにより、液晶層を挟持した構造の液晶パネル。
【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およびマイクロ光学素子アレイに関する。  
【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次元もしくは２次元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アレイの製造方法は、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、該穿孔工程により配列形成された前記孔の個々に、硝子ペーストを充填する硝子ペースト充填工程と、該硝子ペースト充填工程により、前記孔に充填された前記硝子ペーストを焼成して硝子体とする焼成工程と、前記透明基板の、前記孔が配列形成された面を平坦化し、平坦化された面に前記焼成された硝子体の端面を、相互に独立して平坦に露呈させる平坦化工程と、を有し、前記透明基板および前記硝子体の屈折率および前記孔の形状が、マイクロ光学素子の光学機能に応じて選択され、前記透明基板の前記表面側に穿孔される前記孔の深さ：Ｌ、前記孔に充填された前記硝子ペーストの充填高さ：Ｈ、前記硝子体により形成される前記マイクロ光学素子の厚さ：Ｄが、大小関係：
Ｌ＞Ｈ＞Ｄ  
を満足するように定められている。
【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１例である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。
【図２】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３】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４】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、マイクロ光学素子アレイの製造方法の実施の１形態として、マイクロレンズアレイの製造方法を説明する。  
図１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。
【００１２】
マイクロレンズアレイの製造方法は、図１（ｇ）に示すように、４つの工程、即ち「穿孔工程」、「硝子ペースト充填工程」、「焼成工程」および「平坦化工程」を有する。  
「穿孔工程」は、透明基板の表面側に、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形成する工程である。
【００１３】
「硝子ペースト充填工程」は、穿孔工程により配列形成された孔の個々に、硝子ペーストを充填する工程である。  
「焼成工程」は、硝子ペースト充填工程により、前記孔に充填された硝子ペーストを焼成して、硝子体とする工程である。  
「平坦化工程」は、透明基板の、孔が配列形成された面を平坦化し、平坦化された面に焼成された硝子体の端面を、相互に独立して平坦に露呈させる工程である。  
図１（ａ）は、透明基板１００の表面側に孔ＨＬを「マイクロレンズの配列に応じ」て、相互に独立に形成した状態を示している。  
透明基板１００は、この実施の形態においては平行平板状であり、その片面の表面側に孔ＨＬがアレイ配列して穿設される。  
透明基板１００の材質としては、焼成工程の際の高温に耐える耐熱性を有する透明材質であれば適宜に用いることができる。石英硝子や合成石英、ネオセラム硝子は透過率も高く、耐熱性も高く、透明基板１００の材質として好適である。  
以下では、説明の具体性のため、透明基板１００としては「合成石英の平行平板」を想定する。
【００１４】
透明基板１００の表面側に穿孔される孔ＨＬを、図１（ａ−１）を参照して説明する。
【００１５】
孔ＨＬは、底の部分が曲面ＢＴとなっている。曲面ＢＴはマイクロレンズの「屈折面」となる。
【００１６】
図１（ａ−１）に符号ＳＴで示す部分は、孔壁が深さ方向に直線的な孔部分（以下、便宜状「直線状孔部分ＳＴ」と称する。）である。
【００１７】
孔ＨＬは「その中心軸が直線的な孔」で、屈折面となる曲面ＢＴを底面とする。孔ＨＬは、図１（ａ）に示すように「深さ：Ｌを持つ」ように穿孔形成される。
【００１８】
説明中の例においては、直線状孔部分ＳＴの孔壁は「円筒面状」である。孔ＨＬは、作製されるマイクロレンズアレイにおける「マイクロレンズのアレイ配列」に応じて穿孔される。  
図１（ａ）に示すように、隣接する孔ＨＬの間は「透明基板１００の部分による隔壁」となっており、隣接する孔ＨＬ相互は連通しない。即ち、穿孔された孔ＨＬは「互いに独立」である。
【００１９】
図１に示す例では、孔ＨＬの直線状孔部分ＳＴの孔壁は、上述の如く「円筒面状」であるが、これに限らず、直線状孔部分の孔壁が「テーパ」を有していてもよい。しかし、いずれにせよ、隣接する直線状の孔ＨＬが連通することはない。
【００２０】
即ち、透明基板１００に「穿孔工程」を施すと図１（ａ）に示す如き状態となる。  
図１（ａ）に示す、透明基板１００の表面側に、屈折面となる曲面ＢＴを底部に有し、底部の曲面ＢＴを底面とする深さ：Ｌの孔ＨＬを、マイクロレンズの配列に応じて、互いに独立して形成されたものを「マイクロレンズアレイ製造用の中間基板」と呼ぶ。
【００２１】
穿孔工程に続いて「硝子ペースト充填工程」が行われる。  
硝子ペースト充填工程は、図１（ａ）に示す如き「マイクロレンズアレイ製造用の中間基板」の孔ＨＬの個々に、硝子ペーストを充填する工程である。  
図１（ｂ）は、硝子ペースト充填工程後の状態を示しており、透明基板１００の個々の孔ＨＬ内に硝子ペーストＧＰが充填されている。
【００２２】
「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。
【００２３】
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」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」となる。
【００２４】
硝子フリットをなす硝子は、透明基板１００（説明中の例では合成石英が想定されている。）とは屈折率の異なる硝子材料が用いられる。
【００２５】
説明中の例において「孔ＨＬの底部の曲面ＢＴは凹面」であるから、孔ＨＬに充填する硝子ペースト中の硝子フリットの屈折率が、透明基板１００の屈折率よりも高ければ、曲面ＢＴは「作製されるマイクロレンズの正のパワーを持つ屈折面」となる。逆に、硝子フリットの屈折率が、透明基板１００の屈折率よりも低ければ、曲面ＢＴは「負のパワーを持つ屈折面」となる。
【００２６】
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、各硝子フリット等を例示することができる。
【００２７】
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。
【００２８】
説明中の例では、硝子ペースト中の硝子フリットは「透明基板１００よりも屈折率の高いもの」を想定している。
【００２９】
硝子ペースト充填工程では、透明基板１００に形成された孔ＨＬの各々に硝子ペーストＧＰが充填される。硝子フリットを分散させる分散媒の種類や量の調整により、硝子ペーストの流動性を適度に調整することにより、特に圧力をかけること無く「孔ＨＬへの充填」を容易に行うことができる。
【００３０】
硝子ペーストＧＰの分散媒成分として「透明基板との接触角が小さい材質」のものを用いれば、例えば、硝子ペーストＧＰを透明基板１００の「孔ＨＬが穿孔された面」に塗布するのみでも硝子ペーストを孔ＨＬ内に充填できる。  
硝子ペースト充填工程による硝子ペーストＧＰの充填は、図１（ｂ）に示すように、硝子ペーストＧＰの充填高さ：Ｈが、図の如く、孔ＨＬの深さ：Ｌに対し「Ｌ＞Ｈ」となるように行われる。  
即ち、充填後には、孔ＨＬ内に高さ：（Ｌ−Ｈ）の「充填されていない空間」が存在する。図１（ｂ）に示す例の場合、上記接触角が小さく、充填された硝子ペーストＧＰの自由面（上面）は凹メニスカス形状になる。このような場合の充填高さ：Ｈの上端は「凹メニスカス面の最低部」である。
【００３１】
硝子ペースト充填工程後に「焼成工程」が行われる。  
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温度より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中の分散媒とバインダを気化させて完全に除去する。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。
【００３２】
図１（ｃ）は、透明基板１００に穿孔された孔ＨＬの中で、硝子ペースト内の硝子フリットが「焼成工程により硝子体ＧＬとなった状態」を示している。焼成された硝子体ＧＬの高さ：ｈは、硝子ペースト充填工程で充填された硝子ペーストＧＰの充填高さ：Ｈよりも小さい（Ｈ＞ｈ）。  
これは、焼成工程において、硝子ペースト中の分散媒とバインダが除去され「硝子フリットの正味の量」が一体化して硝子体ＧＬとなったことによる。  
図１（ｃ）に示された、透明基板１００に穿孔された孔ＨＬ内に、焼成により硝子体ＧＬが一体化されたものを「マイクロレンズアレイ用中間基板」と呼ぶ。  
「マイクロレンズアレイ用中間基板」は、図の如く、表面側に「屈折面となる曲面ＢＴを底部に有し、該底部の曲面ＢＴを底面とする深さ：Ｈの孔ＨＬ」をマイクロレンズの配列に応じて、互いに独立して形成された透明基板１００と、個々の孔ＨＬに充填され、焼成により透明基板１００と一体化された「高さ：ｈで、透明基板１００と異なる屈折率」を持つ硝子体ＧＬとを有し、深さ：Ｈと高さ：ｈが、大小関係：  
Ｈ＞ｈ  
を満足する。
【００３３】
焼成後は自然冷却し、その後に「平坦化工程」を行う。  
「平坦化工程」は、透明基板１００の、孔ＨＬが配列形成された面を平坦化し、「平坦化された面に、焼成された硝子体ＧＬの端面を、相互に独立して平坦に露呈させる工程」である。  
図１（ｄ）と（ｅ）に、平坦化工程後の状態を説明図的に示す。（ｄ）は側断面図であり、（ｅ）は平面図である。  
平坦化工程では、透明基板１００の「孔ＨＬを先行された面」の側から「焼成された硝子体ＧＬの高さが、図１（ｄ）に示す高さ：Ｄとなる」まで研磨を行う。  
このように研磨された状態では、図１（ｄ）、（ｅ）に示すように、平坦化された面１００Ｓに「焼成された硝子体ＧＬの端面が、相互に独立して平坦に露呈」している。  
このように平坦化工程で研磨され「孔ＨＬ内で厚さ：Ｄを持つようになった硝子体」の個々が「マイクロ光学素子であるマイクロレンズ」であり、図１（ｄ）〜（ｆ）において符号ＭＬで示している。かくして、図１（ｆ）に示す如きマイクロレンズアレイＭＬＡが得られる。  
なお、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。
【００３４】
上に説明したマイクロレンズアレイＭＬＡの製造方法においては、透明基板１００および硝子体ＧＬの屈折率および「孔ＨＬの底面の屈折面となる曲面ＢＴ」の形状が、形成するべきマイクロレンズＭＬの光学機能（屈折力の大小や正負、焦点距離等）に応じて選択される。  
透明基板１００の表面側に穿孔される孔ＨＬの深さ：Ｌ、孔ＨＬに充填された硝子ペーストＧＰの充填高さ：Ｈ、平坦化工程後の硝子体ＧＬにより形成されるマイクロレンズの（光軸上の）厚さ：Ｄは、図の如く、大小関係：
Ｌ＞Ｈ＞Ｄ  
を満足する。光軸上の厚さ：ＤはマイクロレンズＭＬの光学特性に応じて設定される。  
上に説明したマイクロレンズアレイＭＬＡは、透明基板１００の平坦な面１００Ｓに、透明基板の材質と屈折率の異なる硝子体ＧＬによるマイクロレンズＭＬの平坦なレンズ面が、互いに独立してアレイ配列し、マイクロレンズＭＬは、光軸上の厚さ：Ｄを有し、透明基板１００の内部側は、屈折面をなす曲面ＢＴを透明基板１００と共有する。
【００３５】
孔ＨＬの形状や深さ：Ｌ、充填高さ：Ｈや厚さ：Ｄの、具体的な値を例示すると、以下の如くである。  
孔ＨＬとして、図１（ａ−１）に示す如きものを想定すると、直線状孔部分ＳＴの開口径は、例えば、５μｍ〜１５μｍ程度である。この場合、孔ＨＬの配列ピッチ（図１（ｅ）における縦横方向の配列ピッチ）は「開口径＋１μｍ以上」に設定するのがよい。  
孔ＨＬの深さ：Ｌは、最終的に得るマイクロレンズＭＬの光軸上の厚み：Ｄを基本として、例えば「Ｄ＋５μｍ以上」に設定する。  
硝子ペーストの充填高さ：Ｈは、厚さ：Ｄに対して、例えば「Ｄ＋２μｍ以上」に設定するのが良い。
【００３６】
以下に、具体的な例を挙げる。  
透明基板１００として、直径：２００ｍｍ、厚さ：１．１ｍｍの合成石英の平行平板を用意した。この透明基板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割する。
【００３７】
以下には、１個のマイクロレンズアレイに着目して説明する。  
透明基板１００は屈折率：１．４７、線膨張係数：６×１０−７／℃である。  
透明基板１００の表面側に穿孔工程を行い、マイクロレンズアレイ１個あたりに「孔ＨＬをマイクロレンズのアレイ配列」に応じて穿孔した。  
なお、ここで作製するマイクロレンズアレイは、プロジェクタ用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１２８０×８００の孔ＨＬを穿孔した。  
孔ＨＬの孔径（開口部の径）は１０μｍとし、配列ピッチは１２μｍとした。孔ＨＬの深さ：Ｌは５０μｍとし、孔の底面ＢＴは凹面とした。
【００３８】
穿孔工程の「孔ＨＬを穿孔する方法」の１例を、図２を参照して簡単に説明する。
【００３９】
先ず、図２（ａ）に示すように、透明基板１００の「孔を穿孔する表面」にクロムによる薄膜Ｍ１を形成し、この薄膜Ｍ１に径：１μｍの円形の小孔ＰＨを、孔ＨＬの配列パターンに応じて形成した（図２（ｂ））。
【００４０】
図２（ｃ）に示す如く、小孔ＰＨの形成された薄膜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の底面となる曲面ＢＴを形成した。  
その後、薄膜Ｍ１を除去した面にフォトレジスト層ＰＲを形成し、パターン照射後、露光された部分を除去することにより、図２（ｅ）に示す如く、孔ＨＬの径（１０μｍ）に等しい円形の開口ＡＰを形成した。
【００４１】
図２（ｆ）に示す如く、開口ＡＰを形成されたフォトレジスト層ＰＲをマスクとして「１方向性のエッチング」を行い、透明基板１００を厚さ方向に侵刻して孔ＨＬを形成した後、フォトレジスト層ＰＲを除去して「孔ＨＬのアレイ配列」を得た（図２（ｇ））。
【００４２】
硝子ペーストＧＰ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。  
充填工程により、硝子ペーストＧＰを透明基板１００の孔ＨＬの個々に「充填高さ：Ｈ＝４０μｍ」まで充填した。  
続いて、焼成工程を「焼成温度：５８０度」で行って硝子ペーストＧＰを焼成し、前記低融点硝子が一体化した硝子体ＧＬを得た。このとき、硝子体ＧＬの高さ：ｈは３５μｍであった。  
その後、透明基板１００の表面側をポリッシュ研磨法で研磨する平坦化工程を実行し、透明基板１００の表面側を「研磨量：２５μｍ」で研磨した。その結果、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。
【００４３】
即ち、このようにして製造されたマイクロレンズアレイは、透明基板１００に、レンズ径：１０μｍ、光軸上の厚さ：Ｄ＝２５μｍ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「液晶パネル用のマイクロレンズアレイ」が得られた。
【００４４】
付言すると、上に説明した具体例において、硝子ペーストＧＰに硝子フリットとして用いられる低融点硝子は線膨張係数が「９０×１０−７/℃」であって、透明基板１００の線膨張係数：６×１０−７／℃に対して１５倍も大きい。  
從って、焼成工程で高温に加熱されるときには、透明基板１００と孔ＨＬ内の低融点硝子との熱膨張量が異なり、低融点硝子は透明基板１００よりも大きく熱膨張する。  
しかし、低融点硝子を充填された孔ＨＬは相互に独立しており、孔ＨＬは上部が解放しているから、低融点硝子の「孔ＨＬの深さ方向における膨張」が妨げられないので、低融点硝子の膨張は、他の孔内の低融点硝子や、透明基板に対して大きな力を作用させない。
【００４５】
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膨張して透明基板表面に沿う大きな力が作用し、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は、直線状の孔の深さ：Ｌ、充填高さ：Ｈ、マイクロレンズの光軸上の厚さ：Ｄが、大小関係：
Ｌ＞Ｈ＞Ｄ  
を満足するように定められている。このことには、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。
【００４６】
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ＭＬＡ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１００Ｓ」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。
【００４７】
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３を参照して説明すると、マイクロレンズアレイＭＬＡ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。
【００４８】
図４は、図３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３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。
【００４９】
照明光ＬＴ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の光軸上の厚さ（前記「Ｄ」）が、マイクロレンズ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。
【００５０】
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等を実現できる。
【００５１】
［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と、該穿孔工程により配列形成された前記孔（ＨＬ）の個々に、硝子ペースト（ＧＰ）を充填する硝子ペースト充填工程と、該硝子ペースト充填工程により、前記孔（ＨＬ）に充填された前記硝子ペースト（ＧＰ）を焼成して硝子体（ＧＬ）とする焼成工程と、前記透明基板（１００）の、前記孔（ＨＬ）が配列形成された面を平坦化し、平坦化された面（１００Ｓ）に前記焼成された硝子体（ＧＬ）の端面を、相互に独立して平坦に露呈させる平坦化工程と、を有し、前記透明基板（１００）および前記硝子体（ＧＬ）の屈折率および前記孔（ＨＬ）の形状が、マイクロ光学素子（ＭＬ）の光学機能に応じて選択され、前記透明基板の前記表面側に穿孔される前記孔（ＨＬ）の深さ：Ｌ、前記孔に充填された前記硝子ペースト（ＧＰ）の充填高さ：Ｈ、前記硝子体により形成される前記マイクロ光学素子（ＭＬ）の厚さ：Ｄが、大小関係：
Ｌ＞Ｈ＞Ｄ  
を満足するように定められているマイクロ光学素子アレイの製造方法（図１）。
【００５２】
［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、前記透明基板（１００）の線膨張係数が、前記硝子ペースト（ＧＰ）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１）。
【００５３】
［３］
［１］または［２］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（ＭＬ）であるマイクロ光学素子アレイの製造方法（図１）。
【００５４】
［４］
透明基板（１００）の平坦な面に、前記透明基板と屈折率の異なる硝子体（ＧＬ）によるマイクロ光学素子（ＭＬ）の平坦なレンズ面が、互いに独立してアレイ配列し、前記マイクロ光学素子は厚さ：Ｄを有するマイクロ光学素子アレイ（図１）。
【００５５】
［５］
［４］記載のマイクロ光学素子アレイにおいて、前記マイクロ光学素子がマイクロレンズ（ＭＬ）であって、厚さ：Ｄは前記マイクロレンズ（ＭＬ）の光軸上の厚さであるマイクロ光学素子アレイ（図１（ｄ）ないし（ｆ））。
【００５６】
［６］
透明基板（１００）の表面側に、深さ：Ｌの孔を、マイクロ光学素子（ＭＬ）の配列に応じて、互いに独立して形成されたマイクロ光学素子アレイ製造用の中間基板（図１（ａ））。
【００５７】
［７］
表面側に、深さ：Ｈの孔（ＨＬ）を、マイクロ光学素子の配列に応じて、互いに独立して形成された透明基板（１００）と、前記孔（ＨＬ）の個々に充填され、焼成により前記透明基板と一体化された、高さ：ｈで、前記透明基板と異なる屈折率を持つ硝子体（ＧＬ）とを有し、前記深さ：Ｈと高さ：ｈが、以下の大小関係：
Ｈ＞ｈ  
を満足するマイクロ光学素子アレイ用中間基板（図１（ｃ））。
【００５８】
［８］
［５］記載のマイクロ光学素子アレイの、マイクロ光学素子として形成されたマイクロレンズ（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に、ブラックマトリックス層（ＢＭ）と透明電極膜（ＥＬ）を有する液晶パネル用マイクロレンズアレイ基板（２００）（図３）。
【００５９】
［９］
画素電極（ＥＰ）とこれに対応するＴＦＴ（ＴＲ）とをアレイ配列されたＴＦＴ基板（ＧＰ）と、［８］記載の液晶パネル用マイクロレンズアレイ基板（２００）とにより、液晶層（ＬＣ）を挟持した構造の液晶パネル（４００）（図４）。
【００６０】
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の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、透明基板や硝子体は「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。  
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】
【００６１】
１００          透明基板  
ＨＬ            孔  
ＧＰ            硝子ペースト  
ＧＬ            硝子体  
ＭＬ            マイクロレンズ  
ＭＬＡ          マイクロレンズアレイ  
ＢＴ            孔ＨＬの底部をなす曲面  
ＳＴ            直線状孔部分  
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６２】
【特許文献１】特開２０１４−８９２２８号公報
【図１】
2017111343.tif 000003
【図２】
2017111343.tif 000004
【図３】
2017111343.tif 000005
【図４】
2017111343.tif 000006