JP2001129893A - 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 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気泡の形成が防止された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。 【解決手段】 マイクロレンズアレイの製造方法は、複
数の曲面部１６が形成された第１領域１２と、第１領域
１２のコーナー部１８に隣接して平坦な面で形成された
第２領域１４と、を有する原盤１０を用意して、原盤１
０における第１領域１２に、その対角線に沿って光透過
性層前駆体３８を設ける第１工程と、原盤１０上で光透
過性層前駆体３８を塗り拡げる第２工程と、光透過性層
前駆体３８を固化して光透過性層４０を形成し、原盤１
０を、光透過性層４０から剥離する第３工程と、を含
む。

Description

【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】液晶表示パネル等に使用されるマイクロ
レンズアレイの製造方法として、レンズに対応する複数
の曲面部が形成された原盤に樹脂を滴下し、この樹脂を
固化して光透過性層を形成し、これを剥離することで、
マイクロレンズアレイを製造する方法が知られている。

【０００３】ここで、原盤として、複数の曲面部が矩形
領域に形成され、かつ、その矩形領域の周囲に平坦領域
が形成されたものを使用し、樹脂を原盤の中央に滴下し
て、他の基板と原盤とを樹脂を介して密着させると、曲
面部が形成された矩形領域のコーナー部に気泡ができて
しまう。

【０００４】その作用は次のように推測される。原盤の
中央から矩形領域のコーナー部への距離は、原盤の中央
から矩形領域の各辺への距離よりも長い。したがって、
樹脂は、コーナー部よりも速く、矩形領域の各辺を超え
て平坦領域に至る。そして、平坦領域で矩形領域を回り
込んでコーナー部に進んできた樹脂と、原盤の中央から
コーナー部に進んできた樹脂とで、空間を囲んでしまっ
て気泡ができると推測される。気泡ができたマイクロレ
ンズアレイは使用することができないので、歩留まりを
上げるためにさらなる改良が求められている。

【０００５】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、気泡の形成が防止されたマイクロレ
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。

【０００６】

【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、レンズに対応した形状
の複数の曲面部が形成されてコーナー部を有する第１領
域と、前記第１領域の前記コーナー部に隣接して平坦な
面で形成された第２領域と、を有する原盤を用意して、
前記原盤における前記第１領域に光透過性層前駆体を設
ける第１工程と、前記原盤上で、前記光透過性層前駆体
を塗り拡げる第２工程と、を含み、前記第２工程で、前
記第１領域から前記第２領域に進み、前記第２領域上を
進む前記光透過性層前駆体の第１の流れと、前記第１領
域上を前記コーナー部の先端に向かう前記光透過性層前
駆体の第２の流れと、が存在し、前記光透過性層前駆体
の前記第１の流れが、前記コーナー部の先端付近で２方
向から合流する前に、前記光透過性層前駆体の前記第２
の流れが、前記コーナー部の先端に至るように、前記第
１工程で前記光透過性層前駆体を設ける。

【０００７】本発明では、原盤を型として、複数の曲面
部を光透過性層前駆体に転写してマイクロレンズアレイ
を製造する。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。

【０００８】本発明によれば、第２領域上を流れてきた
光透過性層前駆体が、コーナー部の先端付近で２方向か
ら合流する前に、第１領域上を流れてきた光透過性層前
駆体が、コーナー部の先端に至る。したがって、コーナ
ー部で光透過性層前駆体が空間を囲まないので、気泡の
発生を防止することができる。これにより、製造される
マイクロレンズアレイの品質の均一化を図ることができ
る。

【０００９】（２）このマイクロレンズアレイの製造方
法において、前記第１工程で、前記光透過性層前駆体
を、前記第１領域の中央部から前記コーナー部に向けて
延びる部分を含んだ平面形状で設けてもよい。

【００１０】このような形状で光透過性層前駆体を設け
ることで、第１領域上で光透過性層前駆体を、第２領域
上を流れる光透過性層前駆体よりも先に、コーナー部の
先端に至らせることができる。

【００１１】（３）このマイクロレンズアレイの製造方
法において、前記第１領域は矩形をなし、前記第１工程
で、前記光透過性層前駆体を、前記第１領域の対角線に
沿って延びる部分を含んだ平面形状で設けてもよい。

【００１２】このような形状で光透過性層前駆体を設け
ることで、矩形をなす第１領域上で光透過性層前駆体
を、第２領域上を流れる光透過性層前駆体よりも先に、
コーナー部の先端に至らせることができる。

【００１３】（４）このマイクロレンズアレイの製造方
法において、前記光透過性層前駆体を、前記第１領域の
対角線の長さの約５０％以上１００％以下の長さで設け
てもよい。

【００１４】（５）このマイクロレンズアレイの製造方
法において、前記第１工程で、前記光透過性層前駆体
を、前記第１領域の４辺に向かって延びる部分をさらに
含んだ平面形状で設けてもよい。

【００１５】こうすることで、第１領域の４辺の方向へ
押し広げる光透過性層前駆体を補充することができる。

【００１６】（６）このマイクロレンズアレイの製造方
法において、前記第１領域は、平坦な面で形成された区
画面によって、複数の個別領域に区画されていてもよ
い。

【００１７】この原盤を使用して製造されたマイクロレ
ンズアレイは、原盤の複数の個別領域に対応して、複数
の領域に区画されているので、各領域毎に切断して複数
のチップ状のマイクロレンズアレイを得ることができ
る。

【００１８】（７）このマイクロレンズアレイの製造方
法において、前記区画面は、複数の平行な第１の帯状面
と、複数の平行な第２の帯状面と、が直角に交差した格
子状に形成され、前記光透過性層前駆体の前記第１領域
の４辺に向かって延びる部分を、前記第１の帯状面に沿
った第１の部分と、前記第２の帯状面に沿った第２の部
分と、を有するように形成してもよい。

【００１９】（８）このマイクロレンズアレイの製造方
法において、前記第１の部分を、前記第１の帯状面に重
複することを避けて設け、前記第２の部分を、前記第２
の帯状面に重複することを避けて設けてもよい。

【００２０】これによれば、光透過性層前駆体が、第１
の部分が第１の帯状面と重複せず、かつ、第２の部分が
第２の帯状面と重複しないように設けられる。光透過性
層前駆体は、平坦な面で形成された区画面上を、曲面部
が形成された第１領域よりも、同じ直線距離を短い時間
で進むが、上記構成を採用することで、光透過性層前駆
体が第１領域で拡がる前に、区画面を通って第２領域に
至ることを避けられる。

【００２１】（９）このマイクロレンズアレイの製造方
法において、前記第１工程で、前記光透過性層前駆体
を、線を描いて前記原盤に滴下してもよい。

【００２２】このようにすることで、所望の形状に簡単
に光透過性層前駆体を設けることができる。

【００２３】（１０）このマイクロレンズアレイの製造
方法において、前記光透過性層前駆体を固化して光透過
性層を形成し、前記原盤を、前記光透過性層から剥離す
る第３工程をさらに含んでもよい。

【００２４】（１１）このマイクロレンズアレイの製造
方法において、前記第２工程を、基板と前記原盤とを前
記光透過性層前駆体を介して密着させることで行っても
よい。

【００２５】（１２）このマイクロレンズアレイの製造
方法において、前記基板は、光透過性を有し、前記基板
を、前記光透過性層の補強板として残してもよい。

【００２６】（１３）このマイクロレンズアレイの製造
方法において、前記第２工程後に、前記基板を前記光透
過性層から剥離してもよい。

【００２７】（１４）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】（１５）本発明に係る表示装置は、上記マ
イクロレンズアレイを有する。

【００２９】

【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が、本発明は以下の実
施の形態に限定されるものではない。

【００３０】（第１の実施の形態）図１〜図５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。

【００３１】（原盤）図１は、本実施の形態で使用する
原盤の平面図である。原盤１０の平面形状は特に限定さ
れず、円形であっても、矩形などの多角形であってもよ
い。原盤１０は、少なくとも一方（一方のみあるいは両
方）の面に、第１領域１２及び第２領域１４を有する。
図１において、一点鎖線で囲まれた領域が第１領域１２
である。

【００３２】第１領域１２の平面形状は、例えば矩形な
どの多角形であり、少なくとも１つ（１つ又は複数）の
コーナー部１８を有する。コーナー部１８は、第１領域
１２の一対の辺が接合されて形成される。コーナー部１
８を形成する辺は、直線で描かれても曲線で描かれても
よい。

【００３３】第１領域１２には、複数の曲面部１６が形
成されている。各曲面部１６は、マイクロレンズアレイ
の個々のレンズ形状に対応した形状をなしている。例え
ば、原盤１０から直接マイクロレンズアレイを形成する
ときには、曲面部１６は、レンズの反転形状である。す
なわち、凸レンズを形成するときには曲面部１６は凹面
をなし、凹レンズを形成するときには曲面部１６は凸面
をなす。

【００３４】第１領域１２は、区画面２０によって、複
数の個別領域２２に区画されている。区画面２０は、平
坦な面で形成される。複数の曲面部１６は、平坦な面で
形成された区画面２０によって、複数のグループに区画
されている。区画面２０は、少なくとも１つ（１つ又は
複数）の第１の帯状面２４と、少なくとも１つ（１つ又
は複数）の第２の帯状面２６と、を含んでもよい。図１
に示す例では、複数の平行な第１の帯状面２４と、複数
の平行な第２の帯状面２６と、が直角に交差しており、
区画面２０は格子状をなす。区画面２０によって区画さ
れたそれぞれの個別領域２２に形成された曲面部１６に
よって、個々のマイクロレンズアレイのチップが形成さ
れる。すなわち、原盤１０は、複数のチップが一体的に
集合したマイクロレンズアレイを製造するためのもので
あり、このマイクロレンズアレイを切断して、個々のチ
ップが得られる。

【００３５】第２領域１４は、平坦な面で形成されてい
る。第２領域１４は、第１領域１２のコーナー部１８に
隣接して形成されている。第２領域１４は、第１領域１
２を囲んでいてもよい。第１領域１２が矩形等の多角形
をなす場合には、第２領域１４は、第１領域１２の各辺
に隣接してもよい。第２領域１４と区画面２０とは、面
一であってもよいし、段差が形成されていてもよい。

【００３６】（第１工程）本実施の形態では、原盤１０
を用意して、原盤１０に光透過性層前駆体３８を設ける
第１工程を行う。

【００３７】図２（Ａ）〜図２（Ｅ）は、本実施の形態
で使用する原盤の製造工程の一例を示す図である。

【００３８】まず、図２（Ａ）に示すように、基材２８
上にレジスト層３０を形成する。基材２８をエッチング
して、曲面部１６を形成する。そのため、基材２８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
の曲面部１６の形成が容易であるため、好適である。

【００３９】レジスト層３０を形成する物質としては、
例えば、半導体デバイス製造において一般的に用いられ
ている、クレゾールノボラック系樹脂に感光剤としてジ
アゾナフトキノン誘導体を配合した市販のポジ型のレジ
ストをそのまま利用できる。ここで、ポジ型のレジスト
とは、所定のパターンに応じて放射線に暴露することに
より、放射線によって暴露された領域が現像液により選
択的に除去可能となる物質のことである。

【００４０】レジスト層３０を形成する方法としては、
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ることが
可能である。

【００４１】次に、図２（Ｂ）に示すように、マスク３
２をレジスト層３０の上方に配置し、マスク３２を介し
てレジスト層３０の所定領域のみを放射線３４によって
暴露する。マスク３２は、曲面部１６の形成に必要とさ
れる領域においてのみ、放射線３４が透過するようにパ
ターン形成されたものである。

【００４２】放射線としては波長２００ｎｍ〜５００ｎ
ｍの領域の光を用いることが好ましい。この波長領域の
光の利用は、液晶パネルの製造プロセス等で確立されて
いるフォトリソグラフィの技術及びそれに利用されてい
る設備の利用が可能となり、低コスト化を図ることがで
きる。

【００４３】レジスト層３０を放射線３４によって暴露
した後に所定の条件により現像処理を行うと、図２
（Ｃ）に示すように、放射線３４の暴露領域３６におい
てのみ、レジスト層３０の一部が選択的に除去されて基
材２８の表面が露出し、それ以外の領域はレジスト層３
０により覆われたままの状態となる。

【００４４】こうしてレジスト層３０がパターン化され
ると、図２（Ｄ）に示すように、このレジスト層３０を
マスクとして基材２８を所定の深さエッチングする。詳
しくは、基材２８におけるレジスト層３０から露出した
領域に対して、どの方向にもエッチングが進む等方性エ
ッチングを行う。例えば、ウエットエッチングを適用し
て、化学溶液（エッチング液）に基材２８を浸すこと
で、等方性エッチングを行うことができる。基材２８と
して石英を用いた場合には、エッチング液として、例え
ば、沸酸と沸化アンモニウムを混合した水溶液（バッフ
ァード沸酸）を用いてエッチングを行う。等方性エッチ
ングを行うことで、基材２８には、凹状の曲面部１６が
形成される。

【００４５】エッチングの完了後に、図２（Ｅ）に示す
ように、レジスト層３０を除去すると、基材２８に曲面
部１６が形成されており、これが原盤１０となる。

【００４６】原盤１０は、本実施の形態では、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
め経済的である。また、原盤１０の製造工程は、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。

【００４７】上記工程では、基材２８に曲面部１６を形
成するに際し、ポジ型のレジストを用いたが、放射線に
暴露された領域が現像液に対して不溶化し、放射線に暴
露されていない領域が現像液により選択的に除去可能と
なるネガ型のレジストを用いても良く、この場合には、
上記マスク３２とはパターンが反転したマスクが用いら
れる。あるいは、マスクを使用せずに、レーザ光あるい
は電子線によって直接レジストをパターン状に暴露して
も良い。

【００４８】原盤１０を用意したら、図３（Ａ）に示す
ように、原盤１０に光透過性層前駆体３８を設ける。

【００４９】ここで、光透過性層前駆体３８は、液状あ
るいは液状化可能な物質であることが好ましい。液状と
することで、曲面部１６が凹面であればその内部に、曲
面部が凸面であれば曲面部間に、光透過性層前駆体３８
を充填することが容易となる。液状の物質としては、エ
ネルギーの付与により硬化可能な物質が利用でき、液状
化可能な物質としては、可塑性を有する物質が利用でき
る。

【００５０】また、光透過性層前駆体３８は、光透過性
層４０（図３（Ｄ）参照）を形成した際に、光透過性等
の要求される特性を有するものであれば特に限定される
ものではないが、樹脂であることが好ましい。樹脂は、
エネルギー硬化性を有するもの、あるいは可塑性を有す
るものが容易に得られ、好適である。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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、ベンゾイン
エーテル、イソブチルベンゾインエーテル等のベンゾイ
ンエーテル類、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。

【００５７】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。

【００５８】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１０の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。

【００５９】また、可塑性を有する樹脂としては、例え
ば、ポリカーボネート系樹脂、ポリメチルメタクリレー
ト系樹脂、アモルファスポリオレフィン系樹脂等の熱可
塑性を有する樹脂を利用できる。このような樹脂を、軟
化点温度以上に加温することにより可塑化させて液状と
し、図３（Ａ）に示すように原盤１０に設ける。

【００６０】図４は、光透過性層前駆体３８を設ける工
程を説明する図である。本実施の形態では、光透過性層
前駆体３８を、第１領域１２の例えば中央部に設ける。
また、光透過性層前駆体３８を、第１領域１２の中央部
からコーナー部１８に向けて延びる部分４２を含む平面
形状で設けることが好ましい。その部分４２は、第１領
域１２が矩形をなす場合には、対角線に沿って延びるこ
とが好ましい。また、その部分４２は、対角線の長さの
約５０％以上１００％以下の長さで設けることが好まし
い。

【００６１】さらに、光透過性層前駆体３８を、矩形を
なす第１領域１２の４辺に向かって延びる第１及び第２
の部分４４、４６を含む平面形状で設けてもよい。図４
に示す例では、第１の部分４４は、第１の帯状面２４に
沿って延びており、第２の部分４６は、第２の帯状面２
６に沿って延びている。また、第１の部分４４は、第１
の帯状面２４と重複しないように設けられることが好ま
しい。第２の部分４６は、第２の帯状面２６と重複しな
いように設けられることが好ましい。

【００６２】このように光透過性層前駆体３８を設ける
には、線を描くようにして光透過性層前駆体３８を原盤
１０に滴下すればよい。例えば、光透過性層前駆体３８
からなる部分４２、第１の部分４４及び第２の部分４６
のいずれか１つを線を描くようにして形成して、その
後、１つずつ形成してもよい。

【００６３】以上説明したようにして光透過性層前駆体
３８を設けることで、次に述べる工程を良好に行える。
その作用については後述する。

【００６４】（第２工程）次に、光透過性層前駆体３８
を塗り拡げる第２工程を行う。例えば、図３（Ｂ）に示
すように、光透過性層前駆体３８を介して、基板４８と
原盤１０とを密着させることにより、光透過性層前駆体
３８を所定領域まで塗り拡げる。

【００６５】基板４８は、光透過性層前駆体３８を塗り
拡げるために要求される機能を少なくとも有していれば
よい。基板４８の一方の面が平坦になっていてもよく、
その場合、平坦な面を光透過性層前駆体３８に密着させ
てもよい。基板４８を光透過性層４０の補強板として残
すときには、基板４８としては、マイクロレンズアレイ
として要求される光透過性等の光学的な物性や、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
のではなく、例えば、石英やガラス、あるいは、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、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、アモルファスポリオレフィン等のプラスチック
製の基板あるいはフィルムを利用することが可能であ
る。基板４８を後の工程で剥離するのであれば、基板４
８には光透過性がなくてもよい。

【００６６】必要に応じて、原盤１０と基板４８とを光
透過性層前駆体３８を介して密着させる際に、原盤１０
及び基板４８の少なくともいずれか一方を介して光透過
性層前駆体３８を加圧しても良い。加圧することで、光
透過性層前駆体３８が拡がる時間を短縮できることで作
業性が向上し、かつ、光透過性層前駆体３８の曲面部１
６又は曲面部１６間への充填が確実となる。

【００６７】光透過性層前駆体３８を介して原盤１０と
基板４８を密着させることで、光透過性層前駆体３８
は、原盤１０の曲面部１６に対応する形状になる。つま
り、光透過性層前駆体３８に、曲面部１６の反転パター
ンを転写することができる。

【００６８】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示す例では、
第１工程で光透過性層前駆体３８を原盤１０上に載せ
て、第２工程で基板４８と原盤１０とを密着させた。本
発明はこれに限定されない。例えば、第１工程で、基板
４８に光透過性層前駆体３８を載せてその上に原盤１０
を被せることで原盤１０に光透過性層前駆体３８を設
け、第２工程で、さらに基板４８及び原盤１０によって
光透過性層前駆体３８を塗り拡げてもよい。また、第１
工程で、予め原盤１０及び基板４８の両方に光透過性層
前駆体３８を設けてもよい。

【００６９】図５は、光透過性層前駆体３８が塗り拡げ
られるときの作用を示す図である。原盤１０の中央部
（端部を除く部分）に設けられた光透過性層前駆体３８
は、塗り拡げられると、原盤１０の端部の方向に進む。
本実施の形態では、原盤１０の第１領域１２に光透過性
層前駆体３８を設けるので、光透過性層前駆体３８は、
塗り拡げられて第２領域１４に進む。

【００７０】また、塗り拡げられる光透過性層前駆体３
８には、第１及び第２の流れ５０、５２が存在する。第
１の流れ５０は、第１領域１２から第２領域１４に進
み、第２領域１４上で、第１領域１２のコーナー部１８
を形成する２辺に沿ってコーナー部１８の先端に向かう
流れである。第２の流れ５２は、第１領域１２上をコー
ナー部１８の先端に向かう流れである。

【００７１】本実施の形態では、図４に示す形状で、光
透過性層前駆体３８を設けた。その結果、光透過性層前
駆体３８の第１の流れ５０が、コーナー部１８の先端付
近で２方向から合流する前に、光透過性層前駆体３８の
第２の流れ５２が、コーナー部１８の先端に至る。

【００７２】詳しくは、図４に示すように、第１領域１
２の中央部からコーナー部１８に向けて延びる部分４２
を含む平面形状で光透過性層前駆体３８を設けた。その
ことにより、第２の流れ５２が第１の流れ５０よりも先
にコーナー部１８に至り、コーナー部１８で光透過性層
前駆体３８が空間を囲まないので、コーナー部１８に気
泡が発生することを防止できる。

【００７３】また、図４に示すように、光透過性層前駆
体３８を、第１及び第２の部分４４、４６を含むように
設けたので、第１領域１２の４辺の方向に進ませる光透
過性層前駆体３８の量を補充することができる。その結
果、光透過性層前駆体３８を均一に拡げることができ、
光透過性層４０の厚みを均一にすることができる。

【００７４】さらに、図４に示すように、第１の部分４
４を第１の帯状面２４に重複することを避けて設け、第
２の部分４６を第２の帯状面２６に重複することを避け
て設けた。その結果、第１及び第２の帯状面２４、２６
上を進む光透過性層前駆体３８の量を減らすことができ
る。光透過性層前駆体３８は、平坦な面で形成された区
画面２０（第１及び第２の帯状面２４、２６）上を、曲
面部１６が形成された第１領域１２よりも、同じ直線距
離を短い時間で進む。本実施の形態によれば、光透過性
層前駆体３８を上述したように設けたので、光透過性層
前駆体３８が第１領域１２で拡がる前に、区画面２０を
通って第２領域１４に至ることを避けられる。そして、
第２領域１４上で光透過性層前駆体３８が、第１領域１
２上でコーナー部１８に進む光透過性層前駆体３８より
も先にコーナー部１８に至ることを防止できる。その結
果、気泡の発生を防止できる。

【００７５】なお、気泡が発生しないのであれば、第１
の部分４４を第１の帯状面２４に重複させて設けたり、
第２の部分４６を第２の帯状面２６に重複させて設けた
り、第１の部分４４及び第２の部分４６を、それぞれ第
１の帯状面２４及び第２の帯状面２６に重複させて設け
てもよい。

【００７６】以上の工程を経て、図３（Ｃ）に示すよう
に、原盤１０と基板４８の間に光透過性層前駆体３８か
らなる層を形成する。そして、光透過性層前駆体３８に
応じた固化処理を施す。例えば、光硬化性の樹脂を用い
た場合であれば、所定の条件で光を照射する。これによ
り光透過性層前駆体３８を固化させて、図３（Ｃ）に示
すように、光透過性層４０を形成することができる。

【００７７】なお、光硬化性の物質にて光透過性層４０
を形成するときには、基板４８及び原盤１０のうち少な
くとも一方が、光透過性を有することが必要となる。あ
るいは、軟化点温度以上に加温した可塑化した樹脂を光
透過性層前駆体３８として使用する場合には、冷却する
ことにより固化させることができる。

【００７８】（第３工程）次いで、図３（Ｄ）に示すよ
うに、原盤１０を、光透過性層４０及び基板４８から剥
離する。光透過性層４０は、原盤１０の曲面部１６に対
応した複数のレンズ５４が形成されているので、マイク
ロレンズアレイとなる。光透過性層４０には、原盤１０
の区画面２０に対応する平坦面５６によって、複数の領
域に区画されているので、光透過性層４０を平坦面５６
に沿って切断することで複数のチップが得られる。すな
わち、光透過性層４０の全体からなるマイクロレンズア
レイは、複数のチップ状のマイクロレンズアレイが一体
化したものである。あるいは、光透過性層４０の全体を
そのまま完成品として使用してもよい。その場合には、
区画面２０が形成されていない原盤１０を使用し、光透
過性層４０に区画のための平坦面５６を形成しないこと
が好ましい。

【００７９】なお、光透過性層４０単独で、マイクロレ
ンズアレイとして要求される機械的強度等の特性を満足
することが可能であれば、基板４８は不要であるから、
基板４８を光透過性層４０から剥離してもよい。この剥
離工程は、原盤１０から光透過性層４０を剥離する前で
あっても、その後であってもよい。

【００８０】（表示装置）図６は、本発明に係るマイク
ロレンズアレイを適用した表示装置の一例として液晶プ
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、上述した方法により製造されたマイクロレンズア
レイ（光透過性層４０の全体からなるマイクロレンズア
レイであっても、光透過性層４０から切断されてなるチ
ップ状のマイクロレンズアレイであってもよい）を組み
込んだライトバルブ６０と、光源としてのランプ７０と
を有する。光透過性層４０がマイクロレンズアレイであ
り、光透過性層４０には基板４８が補強板として設けら
れている。この場合、光透過性層４０及び基板４８を一
体的にマイクロレンズアレイと称してもよい。

【００８１】マイクロレンズアレイは、レンズ５４面
が、ランプ７０からみて凹状になるように配置されてい
る。そして、レンズ５４上に第２の光透過性層６２が形
成され、光透過性層６２上にはブラックマトリクス６４
が設けられている。さらに、ブラックマトリクス６４上
には、透明な共通電極６６及び配向膜６８が積層されて
いる。

【００８２】ライトバルブ６０には、配向膜６８からギ
ャップをあけて、ＴＦＴ基板６１が設けられている。Ｔ
ＦＴ基板６１には、透明な個別電極６３及び薄膜トラン
ジスタ６５が設けられており、これらの上に配向膜６７
が形成されている。また、ＴＦＴ基板６１は、配向膜６
７を配向膜６８に対向させて配置されている。

【００８３】配向膜６７、６８間には、液晶６９が封入
されており、薄膜トランジスタ６５によって制御される
電圧によって、液晶６９が駆動されるようになってい
る。

【００８４】この液晶プロジェクタによれば、ランプ７
０から照射された光７２が、各画素毎にレンズ５４にて
集光するので、明るい画面を表示することができる。

【００８５】なお、その前提として、第２の光透過性層
６２の光屈折率ｎaと、光透過性層４０の光屈折率ｎbと
は、 ｎa＜ｎb の関係にあることが必要である。この条件を満たすこと
で、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７２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、画面を明る
くすることができる。

【００８６】（第２の実施の形態）図７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
製造方法を説明する図である。本実施の形態で使用され
る原盤８０には、第１領域８２及び第２領域８４が形成
されている。第１領域８２及び第２領域８４には、第１
の実施の形態で説明した第１領域１２及び第２領域１４
の内容が該当する。また、第１領域８２には、区画面９
０（第１及び第２の帯状面９４、９６）が形成されてい
る。区画面９０（第１及び第２の帯状面９４、９６）に
は、第１の実施の形態で説明した区画面２０（第１及び
第２の帯状面２４、２６）の内容が該当する。なお、図
７に示す原盤８０は矩形をなす。

【００８７】本実施の形態では、光透過性層前駆体８８
を、第１及び第２の帯状面９４、９６と重複させて設け
る。図７に示す例では、十字部９２を有する平面形状
で、光透過性層前駆体８８を原盤８０に設ける。十字部
９２は、第１及び第２の帯状面９４、９６が交差して十
字を描く領域に設けられている。原盤８０が比較的大き
い場合などは、光透過性層前駆体８８を、第１及び第２
の帯状面９４、９６と重複させて設けても、曲面部９８
の方向にも流れるため、気泡が形成されない場合があ
る。

【００８８】あるいは、第１の実施の形態で説明した方
法と同様に、光透過性層前駆体８８を、第１及び第２の
帯状面９４、９６と重複させずに設けてもよい。例え
ば、図８に示すように、矩形部９３を有する平面形状
で、光透過性層前駆体８８を原盤８０に設ける。矩形部
９３は、第１の帯状面９４と平行であるが重複しない部
分と、第２の帯状面９６と平行であるが重複しない部分
と、を有する形状である。この形状で光透過性層前駆体
８８を設けてもよい。

【００８９】本実施の形態でも、光透過性層前駆体８８
を、第１領域８２の対角線に沿って延びる部分を有する
平面形状で設ける。図７及び図８に示す例では、Ｘ部８
６を有する平面形状で、光透過性層前駆体８８を原盤８
０に設ける。その効果は、第１の実施の形態で説明した
通りである。

【００９０】（第３の実施の形態）図９（Ａ）〜図１０
（Ｃ）は、本発明を適用した第３の実施の形態に係る原
盤の製造方法を説明する図である。

【００９１】第１の実施の形態では、凹状の曲面部１６
を有する原盤１０の製造方法を説明した。本実施の形態
では、図１０（Ｃ）に示す複数の凸状の曲面部１０２を
有する原盤１００の製造方法を説明する。

【００９２】まず、図９（Ａ）に示すように、基材１０
４上にレジスト層１０６を形成する。この工程並びに基
材１０４及びレジスト層１０６の材料については、第１
の実施の形態と同様である。

【００９３】次に、図９（Ｂ）に示すように、マスク１
０８をレジスト層１０６の上に配置し、マスク１０８を
介してレジスト層１０６の所定領域のみを放射線３４に
よって暴露する。マスク１０８は、図１０（Ｃ）に示す
曲面部１０２の形成に必要とされる領域において、放射
線３４が透過しないようにパターン形成されたものであ
る。

【００９４】レジスト層１０６を放射線３４によって暴
露した後に所定の条件により現像処理を行うと、図９
（Ｃ）に示すように、放射線３４の暴露領域１１０にお
いてのみ、レジスト層１０６が選択的に除去されて基材
１０４の表面が露出し、それ以外の領域はレジスト層１
０６により覆われたままの状態となる。

【００９５】こうしてレジスト層１０６がパターン化さ
れると、リフロー工程で、レジスト層１０６を加熱す
る。そして、レジスト層１０６が熱により溶融される
と、表面張力により、図９（Ｄ）に示すようにレジスト
層１０６の表面は、曲面形状をなす。

【００９６】続いて、図９（Ｄ）に示すように、このレ
ジスト層１０６をマスクとして、エッチャント１１２に
よって、基材１０４を所定の深さエッチングを行う。詳
しくは、異方性エッチング、例えば反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）などのドライエッチングを行う。

【００９７】図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、基板がエ
ッチングされる過程を示す図である。基材１０４は、部
分的に、曲面形状をなすレジスト層１０６によって覆わ
れている。基材１０４は、まず、レジスト層１０６に覆
われていない領域においてエッチングされる。そして、
レジスト層１０６は、エッチャント１１２によりエッチ
ングされて、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すよう
に、二点鎖線で示す領域から実線で示す領域へと徐々に
小さくなる。ここで、レジスト層１０６は曲面形状をな
しているので、この形状のレジスト層１０６が徐々に小
さくなると、基材１０４は徐々に露出していき、この露
出した領域が連続的に徐々にエッチングされていく。こ
うして、基材１０４が連続的に徐々にエッチングされる
ので、エッチング後の基材１０４の表面形状は曲面とな
る。最後には、図１０（Ｃ）に示すように、基材１０４
に凸状の曲面部１０２が形成されて、原盤１００とな
る。

【００９８】この原盤１００を使用すれば、第１の実施
の形態の光透過性層４０とは逆に、凹状の曲面部を有す
る光透過性層を形成することができる。

【００９９】図１１は、上記原盤１００を使用して製造
したマイクロレンズアレイを組み込んだ表示装置の一例
として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、光透過性層１２０に形成されたレン
ズ１２４が凹レンズである。また、第２の光透過性層６
２の光屈折率ｎaと、光透過性層１２０の光屈折率ｎcと
は、ｎa＞ｎcの関係にあることが必要である。この条件
を満たすことで、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７２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、
画面を明るくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１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に使用される原盤を示
す図である。

【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｅ）は、第１の実施の形態
で使用される原盤の製造方法を示す図である。

【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｄ）は、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は、第１の実施の形態に係るマイクロレン
ズアレイを組み込んだ表示装置を示す図である。

【図７】図１０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は、第２の実施の形態の変形例を示す図で
ある。

【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｅ）は、本発明を適用した
第３の実施の形態で使用される原盤の製造方法を示す図
である。

【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、第３の実施
の形態で使用される原盤の製造方法を示す図である。

【図１１】図１１は、第３の実施の形態に係るマイクロ
レンズアレイを組み込んだ表示装置を示す図である。

【符号の説明】

１０ 原盤 １２ 第１領域 １４ 第２領域 １６ 曲面部 １８ コーナー部 ２０ 区画面 ２２ 個別領域 ２４ 第１の帯状面 ２６ 第２の帯状面 ３８ 光透過性層前駆体 ４０ 光透過性層 ４２ 光透過性層前駆体の部分 ４４ 第１の部分 ４６ 第２の部分 ４８ 基板 ５０ 第１の流れ ５２ 第２の流れ ５４ レンズ ８０ 原盤 ８２ 第１領域 ８４ 第２領域 ８８ 光透過性層前駆体 ９０ 区画面 ９４ 第１の帯状面 ９６ 第２の帯状面 ９８ 曲面部 １００ 原盤 １０２ 曲面部 １２０ 光透過性層 １２４ レンズ

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズに対応した形状の複数の曲面部が
   形成されてコーナー部を有する第１領域と、前記第１領
   域の前記コーナー部に隣接して平坦な面で形成された第
   ２領域と、を有する原盤を用意して、前記原盤における
   前記第１領域に光透過性層前駆体を設ける第１工程と、 前記原盤上で、前記光透過性層前駆体を塗り拡げる第２
   工程と、 を含み、 前記第２工程で、 前記第１領域から前記第２領域に進み、前記第２領域上
   を進む前記光透過性層前駆体の第１の流れと、 前記第１領域上を前記コーナー部の先端に向かう前記光
   透過性層前駆体の第２の流れと、 が存在し、 前記光透過性層前駆体の前記第１の流れが、前記コーナ
   ー部の先端付近で２方向から合流する前に、前記光透過
   性層前駆体の前記第２の流れが、前記コーナー部の先端
   に至るように、前記第１工程で前記光透過性層前駆体を
   設けるマイクロレンズアレイの製造方法。
2. 【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、 前記第１工程で、前記光透過性層前駆体を、前記第１領
   域の中央部から前記コーナー部に向けて延びる部分を含
   んだ平面形状で設けるマイクロレンズアレイの製造方
   法。
3. 【請求項３】 請求項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１領域は矩形をなし、 前記第１工程で、前記光透過性層前駆体を、前記第１領
   域の対角線に沿って延びる部分を含んだ平面形状で設け
   るマイクロレンズアレイの製造方法。
4. 【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、 前記光透過性層前駆体を、前記第１領域の対角線の長さ
   の約５０％以上１００％以下の長さで設けるマイクロレ
   ンズアレイの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項３又は請求項４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１工程で、前記光透過性層前駆体を、前記第１領
   域の４辺に向かって延びる部分をさらに含んだ平面形状
   で設けるマイクロレンズアレイの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５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、 前記第１領域は、平坦な面で形成された区画面によっ
   て、複数の個別領域に区画されてなるマイクロレンズア
   レイの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項５を引用する請求項６記載のマイ
   クロレンズアレイの製造方法において、 前記区画面は、複数の平行な第１の帯状面と、複数の平
   行な第２の帯状面と、が直角に交差した格子状に形成さ
   れ、 前記光透過性層前駆体の前記第１領域の４辺に向かって
   延びる部分を、前記第１の帯状面に沿った第１の部分
   と、前記第２の帯状面に沿った第２の部分と、を有する
   ように形成するマイクロレンズアレイの製造方法。
8. 【請求項８】 請求項７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１の部分を、前記第１の帯状面に重複することを
   避けて設け、 前記第２の部分を、前記第２の帯状面に重複することを
   避けて設けるマイクロレンズアレイの製造方法。
9. 【請求項９】 請求項１から請求項８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、 前記第１工程で、前記光透過性層前駆体を、線を描いて
   前記原盤に滴下するマイクロレンズアレイの製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項１から請求項９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、 前記光透過性層前駆体を固化して光透過性層を形成し、
    前記原盤を、前記光透過性層から剥離する第３工程をさ
    らに含むマイクロレンズアレイの製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項１から請求項１０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、 前記第２工程を、基板と前記原盤とを前記光透過性層前
    駆体を介して密着させることで行うマイクロレンズアレ
    イの製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載のマイクロレンズアレ
    イの製造方法において、 前記基板は、光透過性を有し、 前記基板を、前記光透過性層の補強板として残すマイク
    ロレンズアレイの製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項１１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工程後に、前記基板を前記光透過性層から剥離
    するマイクロレンズアレイの製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項１から請求項１３のいずれかに
    記載の方法により製造されるマイクロレンズアレイ。
15. 【請求項１５】 請求項１４記載のマイクロレンズアレ
    イを有する表示装置。