JP2002196105A - Microlens array, method for manufacturing the same and optical device - Google Patents
Microlens array, method for manufacturing the same and optical deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[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光学装置に関する。The present invention relates to a microlens array, a method for manufacturing the same, and an optical device.
【０００２】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION Heretofore, a microlens array constituted by arranging a plurality of minute lenses has been applied to, for example, a liquid crystal panel. By applying a microlens array, light incident on each pixel is condensed by each lens, so that a display screen can be brightened.
【０００３】マイクロレンズアレイのレンズ面は、凹凸
形状になっているが、その上に電極などを形成するため
には平坦性が要求される。そこで、従来は、レンズ面上
に例えば接着剤を介してカバーガラスを貼り付けて、こ
れを研磨して薄くすることで、レンズ上に平坦面を形成
していた。しかし、特に、研磨工程は、時間がかかるも
のであった。The lens surface of the microlens array has an uneven shape, and flatness is required to form an electrode or the like on the lens surface. Therefore, conventionally, a flat surface has been formed on the lens by pasting a cover glass on the lens surface via an adhesive, for example, and polishing and thinning the cover glass. However, in particular, the polishing step was time-consuming.
【０００４】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、簡単な工程で平らな表面を有するマ
イクロレンズアレイを製造する方法及びその方法により
製造されるマイクロレンズアレイ並びに光学装置を提供
することにある。The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a method of manufacturing a microlens array having a flat surface by a simple process, a microlens array manufactured by the method, and an optical device. It is to provide a device.
【０００５】[0005]
【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、複数のレンズが形成さ
れたマイクロレンズアレイ基板のレンズ面にコロイド状
セラミックスを含む光透過性層前駆体を設け、前記光透
過性層前駆体に、前記レンズ面上で拡がる方向に非接触
で力を加えて、平らな表面を有する光透過性層を形成す
ることを含む。(1) A method of manufacturing a microlens array according to the present invention is directed to a light-transmitting layer precursor containing colloidal ceramic on a lens surface of a microlens array substrate on which a plurality of lenses are formed. And applying a non-contact force to the light transmitting layer precursor in a direction in which the light transmitting layer precursor spreads on the lens surface to form a light transmitting layer having a flat surface.
【０００６】本発明によれば、マイクロレンズアレイ基
板のレンズ面上に光透過性層が形成される。光透過性層
の表面は、光透過性層前駆体にレンズ面上で拡がる方向
に力が加えられたことで平らになっている。このように
本発明によれば、簡単な工程で、マイクロレンズアレイ
基板のレンズ面上に、平らな表面を有する光透過性層を
形成することができる。According to the present invention, a light transmitting layer is formed on a lens surface of a microlens array substrate. The surface of the light-transmitting layer is flattened by applying a force to the light-transmitting layer precursor in a direction to spread on the lens surface. As described above, according to the present invention, a light-transmitting layer having a flat surface can be formed on a lens surface of a microlens array substrate by a simple process.
【０００７】（２）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、前記レンズ面上
にスピン塗布してもよい。(2) In the method of manufacturing a microlens array, the light transmitting layer precursor may be spin-coated on the lens surface.
【０００８】これによれば、光透過性層前駆体を遠心力
で平らに拡げることができる。According to this, the light transmitting layer precursor can be spread flat by centrifugal force.
【０００９】（３）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が収容された容器
に、前記マイクロレンズアレイ基板をディッピングして
もよい。(3) In the method of manufacturing a microlens array, the microlens array substrate may be dipped in a container containing the light transmitting layer precursor.
【００１０】これによれば、レンズ面に光透過性層前駆
体を簡単に設けることができる。According to this, the light transmitting layer precursor can be easily provided on the lens surface.
【００１１】（４）このマイクロレンズアレイの製造方
法において、前記マイクロレンズアレイ基板を、前記レ
ンズ面を上にしてほぼ水平に前記容器から引き上げても
よい。(4) In the method of manufacturing a microlens array, the microlens array substrate may be pulled up from the container substantially horizontally with the lens surface facing upward.
【００１２】これによれば、光透過性層前駆体に、レン
ズ面上を流れる方向（レンズ面上で拡がる方向）に力を
加えることができる。According to this, a force can be applied to the light transmitting layer precursor in a direction flowing on the lens surface (a direction expanding on the lens surface).
【００１３】（５）このマイクロレンズアレイの製造方
法において、前記コロイド状セラミックスは、シリカゾ
ルでもよい。(5) In the method of manufacturing a microlens array, the colloidal ceramic may be silica sol.
【００１４】（６）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は、シランカップリ
ング剤、界面活性剤及び触媒のうち少なくとも１つが添
加されていてもよい。(6) In the method of manufacturing a microlens array, the light transmitting layer precursor may include at least one of a silane coupling agent, a surfactant, and a catalyst.
【００１５】（７）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設ける前に、前記
レンズ面に、前記光透過性層前駆体との密着性及び濡れ
性の少なくとも一方を向上させる処理を施すことをさら
に含んでもよい。(7) In this method of manufacturing a microlens array, before providing the light transmitting layer precursor, at least one of adhesion and wettability with the light transmitting layer precursor is provided on the lens surface. The method may further include performing a process of improving.
【００１６】（８）このマイクロレンズアレイの製造方
法において、前記光透過性層上に、ブラックマトリク
ス、電極及び配向膜のうち少なくとも１つを形成するこ
とをさらに含んでもよい。(8) The method of manufacturing a microlens array may further include forming at least one of a black matrix, an electrode, and an alignment film on the light transmitting layer.
【００１７】これによれば、光透過性層の平らな表面
に、ブラックマトリクス、電極及び配向膜のうち少なく
とも１つを形成することができる。According to this, at least one of the black matrix, the electrode, and the alignment film can be formed on the flat surface of the light transmitting layer.
【００１８】（９）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たものである。(9) The microlens array according to the present invention is manufactured by the above method.
【００１９】（１０）本発明にかかる光学装置は、上記
マイクロレンズアレイを有する。(10) An optical device according to the present invention has the microlens array described above.
【００２０】（１１）この光学装置は、前記マイクロレ
ンズアレイに向けて光を照射する光源を有してもよい。(11) The optical device may have a light source for irradiating the microlens array with light.
【００２１】（１２）この光学装置は、前記マイクロレ
ンズアレイによって集光した光が入射する撮像素子を有
してもよい。(12) The optical device may include an image pickup device on which light condensed by the microlens array is incident.
【００２２】[0022]
【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。以下の説明で、マイ
クロレンズアレイとは、複数のレンズが形成されたマイ
クロレンズアレイ基板のレンズ面に、光透過性層が形成
されてなるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, a microlens array is one in which a light transmitting layer is formed on a lens surface of a microlens array substrate on which a plurality of lenses are formed.
【００２３】（第１の実施の形態）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。(First Embodiment) FIGS. 1A to 1
(C) is a figure which shows the manufacturing method of the micro lens array which concerns on the 1st Embodiment to which this invention is applied.
【００２４】本実施の形態では、マイクロレンズアレイ
基板１０を用意する。なお、マイクロレンズアレイ基板
１０を構成する層を形成する材料を第１の光透過性層前
駆体と称し、後述する光透過性層前駆体３０を第２の光
透過性層前駆体と称してもよい。また、マイクロレンズ
アレイ基板１０を構成する層を第１の光透過性層と称
し、光透過性層前駆体３０によって形成される光透過性
層３２を第２の光透過性層と称してもよい。In this embodiment, a microlens array substrate 10 is prepared. In addition, a material forming a layer constituting the microlens array substrate 10 is referred to as a first light transmitting layer precursor, and a light transmitting layer precursor 30 described later is referred to as a second light transmitting layer precursor. Is also good. Further, the layer constituting the microlens array substrate 10 may be referred to as a first light transmitting layer, and the light transmitting layer 32 formed by the light transmitting layer precursor 30 may be referred to as a second light transmitting layer. Good.
【００２５】マイクロレンズアレイ基板１０は、光透過
性を有する。マイクロレンズアレイ基板１０の少なくと
も一方の面（一方の面だけであってもよいし両面であっ
てもよい）には、複数のレンズ１２が形成されている。
図１（Ａ）に示す各レンズ１２は、凸レンズであるが、
凹レンズであってもよい。マイクロレンズアレイ基板１
０の製造方法は特に限定されない。The micro lens array substrate 10 has a light transmitting property. A plurality of lenses 12 are formed on at least one surface (or only one surface or both surfaces) of the microlens array substrate 10.
Each lens 12 shown in FIG. 1A is a convex lens,
It may be a concave lens. Micro lens array substrate 1
0 is not particularly limited.
【００２６】マイクロレンズアレイ基板１０を、そのレ
ンズ１２が形成された面を上にして配置する。本実施の
形態では、スピンコータ（スピンナの一例）の吸着部
（チャック）２０にマイクロレンズアレイ基板１０を載
せる。The microlens array substrate 10 is arranged with the surface on which the lenses 12 are formed facing upward. In the present embodiment, the microlens array substrate 10 is placed on a suction unit (chuck) 20 of a spin coater (an example of a spinner).
【００２７】マイクロレンズアレイ基板１０の表面（詳
しくはレンズ１２が形成された面）に、光透過性層前駆
体３０との密着性や濡れ性を改善するための表面処理
（例えば、プラズマ処理、シランカップリング処理）を
行ってもよい。The surface of the microlens array substrate 10 (specifically, the surface on which the lenses 12 are formed) is subjected to a surface treatment (for example, plasma treatment, Silane coupling treatment).
【００２８】そして、マイクロレンズアレイ基板１０に
（詳しくはレンズ１２が形成された面に）、光透過性層
前駆体３０を設ける。光透過性層前駆体３０は、マイク
ロレンズアレイ基板１０上に滴下して設けてもよい。Then, the light transmitting layer precursor 30 is provided on the microlens array substrate 10 (specifically, on the surface on which the lens 12 is formed). The light transmitting layer precursor 30 may be provided by being dropped on the microlens array substrate 10.
【００２９】光透過性層前駆体３０は、コロイド状セラ
ミックスを含む。コロイド状セラミックスは、シリカゾ
ルであってもよい。光透過性層前駆体３０は、シリカゾ
ルとシランカップリング剤を有する（例えば主成分とす
る）ものであってもよい。シランカップリング剤は、下
地となるレンズ１２との密着性を向上させる。また、光
透過性層前駆体３０には、表面濡れ性を高める界面活性
剤と、反応を促進する触媒のうち少なくとも１つが添加
されていてもよい。The light transmitting layer precursor 30 contains a colloidal ceramic. The colloidal ceramic may be a silica sol. The light-transmitting layer precursor 30 may be one having (for example, as a main component) a silica sol and a silane coupling agent. The silane coupling agent improves the adhesiveness with the lens 12 serving as a base. In addition, at least one of a surfactant that enhances surface wettability and a catalyst that promotes the reaction may be added to the light transmitting layer precursor 30.
【００３０】光透過性層前駆体３０は、マイクロレンズ
アレイ基板１０のレンズ１２上に設けられるので、光の
透過率が高いことが好ましい。また、光透過性層前駆体
３０は、レンズ１２のレンズ面に密着して、界面で光を
屈折させるための性質を有する。すなわち、固化したと
きの光透過性層前駆体３０は、マイクロレンズアレイ基
板１０のレンズ１２と、屈折率が異なっている。Since the light transmitting layer precursor 30 is provided on the lens 12 of the microlens array substrate 10, it is preferable that the light transmitting layer precursor 30 has a high light transmittance. In addition, the light transmitting layer precursor 30 has a property to adhere to the lens surface of the lens 12 and refract light at the interface. That is, the light transmitting layer precursor 30 when solidified has a different refractive index from the lens 12 of the microlens array substrate 10.
【００３１】そして、光透過性層前駆体３０に、非接触
で力（例えば遠心力、引力、重力等）を加える。この力
は、レンズ１２が形成された面上に拡がる方向に加えら
れる。本実施の形態では、光透過性層前駆体３０をマイ
クロレンズアレイ基板１０上にスピン塗布（スピンコー
ティング）する。スピン塗布の工程で遠心力が光透過性
層前駆体３０に加えられる。すなわち、図１（Ｂ）に示
すように、遠心力は、吸着部２０を回転させて加える。
こうすることで、光透過性層前駆体３０を、平らな表面
を有するように拡げることができる。なお、マイクロレ
ンズアレイ基板１０は、光透過性層前駆体３０を滴下す
るときに停止していてもよいし、既に回転していてもよ
い。Then, a force (for example, centrifugal force, attractive force, gravity, etc.) is applied to the light transmitting layer precursor 30 in a non-contact manner. This force is applied in a direction that spreads on the surface on which the lens 12 is formed. In the present embodiment, the light transmitting layer precursor 30 is spin-coated (spin-coated) on the microlens array substrate 10. A centrifugal force is applied to the light transmitting layer precursor 30 in the spin coating process. That is, as shown in FIG. 1B, the centrifugal force is applied by rotating the suction unit 20.
By doing so, the light-transmitting layer precursor 30 can be expanded to have a flat surface. The microlens array substrate 10 may be stopped when the light transmitting layer precursor 30 is dropped, or may be already rotating.
【００３２】そして、光透過性層前駆体３０に応じた固
化処理を施す。例えば、焼成（例えば約１００℃で約３
０分の焼成）の処理を施す。Then, a solidification treatment corresponding to the light transmitting layer precursor 30 is performed. For example, firing (for example, about 100 ° C. for about 3
(0 minute baking).
【００３３】こうして、光透過性層前駆体３０を拡げて
図１（Ｃ）に示すように、マイクロレンズアレイ基板１
０上に光透過性層前駆体３０からなる光透過性層３２を
形成する。光透過性層３２は、平らな表面を有する。光
透過性層前駆体３０が、コロイド状セラミックスを含む
ので、光透過性層３２は、石英ガラス（シリケートガラ
ス）などのように、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）などのセ
ラミックスを含む。二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）などのセ
ラミックスは、表面が硬く、耐熱性、耐水性、耐薬品
性、耐久性に優れ、低コストで形成することができる。In this manner, the light transmitting layer precursor 30 is expanded, and as shown in FIG.
A light-transmitting layer 32 made of a light-transmitting layer precursor 30 is formed on the substrate 0. The light transmitting layer 32 has a flat surface. Since the light-transmitting layer precursor 30 contains colloidal ceramics, the light-transmitting layer 32 contains ceramics such as silicon dioxide (SiO 2 ) such as quartz glass (silicate glass). Ceramics such as silicon dioxide (SiO 2 ) have a hard surface, are excellent in heat resistance, water resistance, chemical resistance and durability, and can be formed at low cost.
【００３４】本実施の形態によれば、簡単な工程で、マ
イクロレンズアレイ基板１０のレンズ１２上に、平らな
表面を有する光透過性層３２を形成して、マイクロレン
ズアレイを製造することができる。マイクロレンズアレ
イを使用して液晶パネルを構成するときには、さらに以
下の工程を行う。According to the present embodiment, the micro lens array can be manufactured by forming the light transmitting layer 32 having a flat surface on the lens 12 of the micro lens array substrate 10 by a simple process. it can. When a liquid crystal panel is formed using a microlens array, the following steps are further performed.
【００３５】すなわち、図２に示すように、光透過性層
３２上に、ブラックマトリクス４２、電極（電極膜）４
４及び配向膜４６のうち少なくとも１つを形成する。ブ
ラックマトリクス４２は、クロム等からなる膜をエッチ
ングして形成する。光透過性層３２は、このエッチング
工程のプロセス耐性を有する。配向膜４６は、ポリイミ
ド樹脂又はその前駆体の材料を塗布などの方法で設け
て、これを１００℃〜３５０℃程度で焼成して形成され
る。塗布方法としては、スピンコート法、ロールコート
法やフレキソ印刷法等の方法が利用できる。焼成の温度
は、使用する材料に応じて適宜設定される。電極４４
は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等であり、ス
パッタや蒸着などの真空成膜法により形成された後、ア
ニール処理が施される。アニール処理の温度は、通常１
００〜３００℃程度であるが、一般に温度が高いほど抵
抗値が下がり良質の電極膜となるので好ましい。なお、
配向膜４６の形成のための焼成と電極４４のアニール処
理とを同時に行ってもよい。That is, as shown in FIG. 2, a black matrix 42 and an electrode (electrode film) 4 are formed on the light transmitting layer 32.
4 and at least one of the alignment films 46 are formed. The black matrix 42 is formed by etching a film made of chromium or the like. The light transmissive layer 32 has process resistance in this etching step. The alignment film 46 is formed by providing a material of a polyimide resin or a precursor thereof by a method such as coating and baking the material at about 100 ° C. to 350 ° C. As a coating method, a method such as a spin coating method, a roll coating method, or a flexographic printing method can be used. The firing temperature is appropriately set according to the material used. Electrode 44
Is an ITO (Indium Tin Oxide) film, for example, and is formed by a vacuum film forming method such as sputtering or vapor deposition, and then subjected to an annealing process. The annealing temperature is usually 1
The temperature is about 00 to 300 ° C., but it is generally preferable that the temperature be higher because the resistance value decreases and a high-quality electrode film is formed. In addition,
The baking for forming the alignment film 46 and the annealing of the electrode 44 may be performed simultaneously.
【００３６】図３は、本実施の形態に係るマイクロレン
ズアレイを適用した光学装置の一例として、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１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。FIG. 3 is a diagram showing a part of a liquid crystal projector as an example of an optical device to which the microlens array according to the present embodiment is applied. This liquid crystal projector has a light valve 60 incorporating the microlens array 1 manufactured by the method according to the above-described embodiment.
And a lamp 70 as a light source.
【００３７】マイクロレンズアレイ１は、レンズ１２を
ランプ７０からみて凹状になるように配置されている。
また、配向膜４６からギャップをあけて、ＴＦＴ基板６
２が設けられている。ＴＦＴ基板６２には、透明な個別
電極６４及び薄膜トランジスタ６６が設けられており、
これらの上に配向膜６８が形成されている。また、ＴＦ
Ｔ基板６２は、配向膜６８を配向膜４６に対向させて配
置されている。The micro lens array 1 is arranged so that the lens 12 is concave when viewed from the lamp 70.
Also, a gap is provided from the alignment film 46 so that the TFT substrate 6
2 are provided. A transparent individual electrode 64 and a thin film transistor 66 are provided on the TFT substrate 62,
An alignment film 68 is formed on these. Also, TF
The T substrate 62 is arranged with the alignment film 68 facing the alignment film 46.
【００３８】配向膜４６、６８間には、液晶６１が封入
されており、薄膜トランジスタ６６によって制御される
電圧によって、液晶６１が駆動されるようになってい
る。A liquid crystal 61 is sealed between the alignment films 46 and 68, and the liquid crystal 61 is driven by a voltage controlled by the thin film transistor 66.
【００３９】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１２にて
集光するので、明るい画面を表示することができる。According to this liquid crystal projector, the lamp 7
Since the light 72 irradiated from 0 is condensed by the lens 12 for each pixel, a bright screen can be displayed.
【００４０】なお、その前提として、光透過性層３２の
光屈折率ｎaと、マイクロレンズアレイ基板１０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。As a premise, it is necessary that the light refractive index na of the light transmitting layer 32 and the light refractive index nb of the microlens array substrate 10 have a relationship of na <nb. By satisfying this condition, light enters from a medium having a large refractive index to a medium having a small refractive index, and the light 72 is refracted and collected away from the normal to the interface between the two media. Then, the screen can be brightened.
【００４１】図４は、本実施の形態に係るマイクロレン
ズアレイの変形例を示す図である。図４に示すマイクロ
レンズアレイ２は、凹面の複数のレンズ５２が形成され
たマイクロレンズアレイ基板５０を含む。マイクロレン
ズアレイ基板５０のレンズ５２が形成された面に、光透
過性層５４が形成されている。光透過性層５４の材料及
び形成方法には、上述した内容を適用できる。光透過性
層５４には、平坦面５６が形成されている。光透過性層
５４上には、図２に示すものと同様に、ブラックマトリ
クス４２、電極４４及び配向膜４６のうち少なくとも１
つが形成されている。この変形例でも上述した効果を達
成することができる。FIG. 4 is a diagram showing a modification of the microlens array according to the present embodiment. The microlens array 2 shown in FIG. 4 includes a microlens array substrate 50 on which a plurality of concave lenses 52 are formed. A light transmitting layer 54 is formed on the surface of the microlens array substrate 50 where the lenses 52 are formed. The above-described contents can be applied to the material and the forming method of the light transmitting layer 54. A flat surface 56 is formed on the light transmitting layer 54. On the light transmissive layer 54, at least one of the black matrix 42, the electrode 44, and the alignment film 46 is formed, as shown in FIG.
One is formed. This modification can also achieve the above-described effects.
【００４２】図５は、図４に示すマイクロレンズアレイ
２を組み込んだライトバルブ８０と、光源としてのラン
プ７０とを有する液晶プロジェクタの一部を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing a part of a liquid crystal projector having a light valve 80 incorporating the microlens array 2 shown in FIG. 4 and a lamp 70 as a light source.
【００４３】マイクロレンズアレイ２は、レンズ５２を
ランプ７０からみて凸状になるように配置されている。
また、配向膜４６からギャップをあけて、ＴＦＴ基板６
２が設けられている。ＴＦＴ基板６２には、透明な個別
電極６４及び薄膜トランジスタ６６が設けられており、
これらの上に配向膜６８が形成されている。また、ＴＦ
Ｔ基板６２は、配向膜６８を配向膜４６に対向させて配
置されている。The micro lens array 2 is arranged so that the lens 52 is convex when viewed from the lamp 70.
Also, a gap is provided from the alignment film 46 so that the TFT substrate 6
2 are provided. A transparent individual electrode 64 and a thin film transistor 66 are provided on the TFT substrate 62,
An alignment film 68 is formed on these. Also, TF
The T substrate 62 is arranged with the alignment film 68 facing the alignment film 46.
【００４４】配向膜４６、６８間には、液晶６１が封入
されており、薄膜トランジスタ６６によって制御される
電圧によって、液晶６１が駆動されるようになってい
る。A liquid crystal 61 is sealed between the alignment films 46 and 68, and the liquid crystal 61 is driven by a voltage controlled by the thin film transistor 66.
【００４５】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５２にて
集光するので、明るい画面を表示することができる。According to this liquid crystal projector, the lamp 7
Since the light 72 emitted from 0 is condensed by the lens 52 for each pixel, a bright screen can be displayed.
【００４６】なお、その前提として、光透過性層５４の
光屈折率ｎa′と、マイクロレンズアレイ基板５０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。As a premise, it is necessary that the light refractive index na 'of the light transmitting layer 54 and the light refractive index nb' of the microlens array substrate 50 have a relationship of na '>nb'. . By satisfying this condition, light enters from a medium having a small refractive index to a medium having a large refractive index, and the light 72 is refracted and condensed so as to approach the normal to the interface between the two media. Then, the screen can be brightened.
【００４７】（第２の実施の形態）図６（Ａ）及び図６
（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説明する図である。な
お、本実施の形態でも、第１の実施の形態で説明したマ
イクロレンズアレイ基板１０及び光透過性層前駆体３０
を使用する。(Second Embodiment) FIGS. 6A and 6
(B) is a figure explaining the manufacturing method of the micro lens array concerning a 2nd embodiment to which the present invention is applied. Note that also in the present embodiment, the microlens array substrate 10 and the light transmitting layer precursor 30 described in the first embodiment are used.
Use
【００４８】本実施の形態では、図６（Ａ）に示すよう
に、光透過性層前駆体３０が収容された容器９０に、マ
イクロレンズアレイ基板１０をディッピングする。これ
によれば、レンズ１２が形成された面に光透過性層前駆
体３０を簡単に設けることができる。In this embodiment, as shown in FIG. 6A, the microlens array substrate 10 is dipped in a container 90 containing the light transmitting layer precursor 30. According to this, the light transmitting layer precursor 30 can be easily provided on the surface on which the lens 12 is formed.
【００４９】そして、マイクロレンズアレイ基板１０
を、レンズ１２が形成された面を上にしてほぼ水平に容
器９０から引き上げる。これによれば、光透過性層前駆
体３０に、レンズ１２が形成された面上を流れる方向
（拡がる方向）に力を加えることができる。Then, the microlens array substrate 10
Is pulled up substantially horizontally from the container 90 with the surface on which the lens 12 is formed facing upward. According to this, a force can be applied to the light transmissive layer precursor 30 in the direction in which it flows on the surface on which the lens 12 is formed (the direction in which it spreads).
【００５０】こうして、マイクロレンズアレイ基板１０
上で、光透過性層前駆体３０を、平らな表面を有するよ
うに拡げることができる。この光透過性層前駆体３０を
固化して光透過性層３２を形成することができ、マイク
ロレンズアレイを製造することができる。Thus, the microlens array substrate 10
Above, the light transmissive layer precursor 30 can be spread to have a flat surface. The light-transmitting layer precursor 30 can be solidified to form the light-transmitting layer 32, and a microlens array can be manufactured.
【００５１】本実施の形態でも、第１の実施の形態で説
明した効果を達成することができる。Also in the present embodiment, the effects described in the first embodiment can be achieved.
【００５２】（第３の実施の形態）図７は、本発明を適
用した第３の実施の形態に係る光学装置を示す図であ
る。具体的には、この光学装置は撮像装置である。(Third Embodiment) FIG. 7 is a view showing an optical device according to a third embodiment to which the present invention is applied. Specifically, this optical device is an imaging device.
【００５３】撮像装置は、撮像素子（イメージセンサ）
を有する。例えば、２次元イメージセンサであれば、複
数の画素のそれぞれに対応して受光部（例えばフォトダ
イオード）１４０が設けられている。ＣＣＤ（Charge C
oupled Device）型の撮像素子であれば、転送部１５０
を有し、各画素の受光部１４０からの電荷を高速で転送
するようになっている。なお、対応しない画素から受光
部１４０に光が入射しないように遮光膜１６０を形成し
てもよいし、層内レンズ１７０を形成してもよい。ま
た、カラーの撮像素子には、カラーフィルタ１８０を設
ける。The imaging device is an imaging device (image sensor)
Having. For example, in the case of a two-dimensional image sensor, a light receiving unit (for example, a photodiode) 140 is provided for each of a plurality of pixels. CCD (Charge C
oupled Device) type image sensor, the transfer unit 150
And the charge from the light receiving section 140 of each pixel is transferred at a high speed. Note that the light-blocking film 160 may be formed so that light does not enter the light-receiving unit 140 from an uncorresponding pixel, or the intra-layer lens 170 may be formed. Further, a color filter 180 is provided for the color imaging device.
【００５４】この撮像素子に、本発明を適用したマイク
ロレンズアレイ１００が取り付けられている。マイクロ
レンズアレイ１００は、第１又は第２の実施の形態で説
明した方法で製造することができ、マイクロレンズアレ
イ基板１１０及び光透過性層１３２を有する。マイクロ
レンズアレイ基板１１０に形成されたレンズ１１２と、
光透過性層１３２との界面で光が屈曲して集光する。レ
ンズ１１２は、各画素ごとに形成されており、各受光部
１４０に集光した光が入射する。The microlens array 100 to which the present invention is applied is attached to this image sensor. The microlens array 100 can be manufactured by the method described in the first or second embodiment, and has the microlens array substrate 110 and the light transmitting layer 132. A lens 112 formed on the microlens array substrate 110,
Light is bent and condensed at the interface with the light transmitting layer 132. The lens 112 is formed for each pixel, and condensed light enters each light receiving unit 140.
【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。FIGS. 1A to 1C are diagrams showing a method for manufacturing a microlens array according to a first embodiment to which the present invention is applied.
【図２】図２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。FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing a microlens array according to a first embodiment to which the present invention is applied.
【図３】図３は、本発明を適用したマイクロレンズアレ
イを備える光学装置を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an optical device including a microlens array to which the present invention is applied.
【図４】図４は、本発明を適用した第１の実施の形態の
変形例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a modification of the first embodiment to which the present invention is applied.
【図５】図５は、本発明を適用したマイクロレンズアレ
イを備える光学装置を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an optical device including a microlens array to which the present invention is applied.
【図６】図６（Ａ）〜図６（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。FIGS. 6A and 6B are diagrams showing a method for manufacturing a microlens array according to a second embodiment of the present invention.
【図７】図７は、本発明を適用した第３の実施の形態に
係る光学装置を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an optical device according to a third embodiment to which the present invention is applied.
１ マイクロレンズアレイ ２ マイクロレンズアレイ １０ マイクロレンズアレイ基板 １２ レンズ ３０ 光透過性層前駆体 ３２ 光透過性層 ４２ ブラックマトリクス ４４ 電極 ４６ 配向膜 ５０ マイクロレンズアレイ基板 ５２ レンズ ９０ 容器 １００ マイクロレンズアレイ １１０ マイクロレンズアレイ基板 １１２ レンズ １３２ 光透過性層 Reference Signs List 1 micro lens array 2 micro lens array 10 micro lens array substrate 12 lens 30 light transmitting layer precursor 32 light transmitting layer 42 black matrix 44 electrode 46 alignment film 50 micro lens array substrate 52 lens 90 container 100 micro lens array 110 micro Lens array substrate 112 Lens 132 Light transmitting layer
Claims (12)
ズアレイ基板のレンズ面にコロイド状セラミックスを含
む光透過性層前駆体を設け、 前記光透過性層前駆体に、前記レンズ面上で拡がる方向
に非接触で力を加えて、平らな表面を有する光透過性層
を形成することを含むマイクロレンズアレイの製造方
法。1. A light-transmitting layer precursor containing colloidal ceramic is provided on a lens surface of a microlens array substrate on which a plurality of lenses are formed, and the light-transmitting layer precursor extends on the lens surface. A method for producing a microlens array, comprising forming a light-transmitting layer having a flat surface by applying force to a substrate in a non-contact manner.
製造方法において、 前記光透過性層前駆体を、前記レンズ面上にスピン塗布
するマイクロレンズアレイの製造方法。2. The method of manufacturing a microlens array according to claim 1, wherein the light transmitting layer precursor is spin-coated on the lens surface.
製造方法において、 前記光透過性層前駆体が収容された容器に、前記マイク
ロレンズアレイ基板をディッピングするマイクロレンズ
アレイの製造方法。3. The method for manufacturing a microlens array according to claim 1, wherein the microlens array substrate is dipped in a container containing the light transmitting layer precursor.
製造方法において、 前記マイクロレンズアレイ基板を、前記レンズ面を上に
してほぼ水平に前記容器から引き上げるマイクロレンズ
アレイの製造方法。4. The method of manufacturing a microlens array according to claim 3, wherein the microlens array substrate is pulled up from the container substantially horizontally with the lens surface facing upward.
のマイクロレンズアレイの製造方法において、 前記コロイド状セラミックスは、シリカゾルであるマイ
クロレンズアレイの製造方法。5. The method for manufacturing a microlens array according to claim 1, wherein the colloidal ceramic is silica sol.
製造方法において、 前記光透過性層前駆体は、シランカップリング剤、界面
活性剤及び触媒のうち少なくとも１つが添加されてなる
マイクロレンズアレイの製造方法。6. The method of manufacturing a microlens array according to claim 5, wherein the light-transmitting layer precursor has at least one of a silane coupling agent, a surfactant, and a catalyst added thereto. Production method.
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設ける前に、前記レンズ面に、
前記光透過性層前駆体との密着性及び濡れ性の少なくと
も一方を向上させる処理を施すことをさらに含むマイク
ロレンズアレイの製造方法。7. The method for manufacturing a microlens array according to claim 1, wherein the lens surface is provided before the light transmitting layer precursor is provided.
A method for manufacturing a microlens array, further comprising performing a treatment for improving at least one of adhesion and wettability with the light transmitting layer precursor.
のマイクロレンズアレイの製造方法において、 前記光透過性層上に、ブラックマトリクス、電極及び配
向膜のうち少なくとも１つを形成することをさらに含む
マイクロレンズアレイの製造方法。8. The method of manufacturing a microlens array according to claim 1, wherein at least one of a black matrix, an electrode, and an alignment film is formed on the light transmitting layer. A method for manufacturing a microlens array further comprising:
の方法により製造されるマイクロレンズアレイ。9. A microlens array manufactured by the method according to claim 1. Description:
を有する光学装置。10. An optical device having the microlens array according to claim 9.
有する光学装置。11. The optical device according to claim 10, further comprising a light source for irradiating the microlens array with light.
る撮像素子を有する光学装置。12. The optical device according to claim 10, further comprising an image pickup device on which light collected by the microlens array is incident.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000397013A JP2002196105A (en) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | Microlens array, method for manufacturing the same and optical device |
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| JP2000397013A JP2002196105A (en) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | Microlens array, method for manufacturing the same and optical device |
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|---|---|
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| JP (1) | JP2002196105A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103353627A (en) * | 2013-07-12 | 2013-10-16 | 厦门理工学院 | Manufacturing method of micro lens array mold |
| CN109061711A (en) * | 2018-08-14 | 2018-12-21 | 同济大学 | Directional transmissions scintillation component with surface micro-structure array and preparation method thereof |
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2000
- 2000-12-27 JP JP2000397013A patent/JP2002196105A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
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| CN103353627A (en) * | 2013-07-12 | 2013-10-16 | 厦门理工学院 | Manufacturing method of micro lens array mold |
| CN109061711A (en) * | 2018-08-14 | 2018-12-21 | 同济大学 | Directional transmissions scintillation component with surface micro-structure array and preparation method thereof |
| CN109061711B (en) * | 2018-08-14 | 2022-08-16 | 同济大学 | Directional emission scintillator device with surface microstructure array and preparation method thereof |
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