JP2003287603A - Microlens array, its manufacturing method and optical device - Google Patents
Microlens array, its manufacturing method 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、液晶装置等に用い
られるマイクロレンズアレイおよびその製造方法、並び
にこのマイクロレンズアレイを用いた光学装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microlens array used in a liquid crystal device or the like, a manufacturing method thereof, and an optical device using the microlens array.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、液晶装置などの光学装置では、複
数の微小なレンズが並べられて構成されたマイクロレン
ズアレイが使用されている。この光学装置では、マイク
ロレンズアレイによって、各画素に入射する光を集光
し、表示特性などの特性を向上させることができる。マ
イクロレンズアレイのレンズとしては、球面レンズが多
く用いられているが、球面レンズを用いる場合には集光
効率が低くなるため、外面形状が球面でないレンズを用
いたものが提案されている。例えば特開平９−４３５８
８号公報には、ガラス基板に形成された凹部に高屈折材
料を充填して凸レンズとし、凹部の底部の曲率半径を側
部の曲率半径よりも大きくしたマイクロレンズを有する
液晶表示装置が開示されている。また特開平５−４０２
１６号公報には、楕円体の一部にほぼ合致する形状とさ
れたマイクロレンズが開示されている。2. Description of the Related Art Conventionally, in an optical device such as a liquid crystal device, a microlens array formed by arranging a plurality of minute lenses is used. In this optical device, the light incident on each pixel can be condensed by the microlens array, and characteristics such as display characteristics can be improved. As a lens of the microlens array, a spherical lens is often used, but when a spherical lens is used, the light-collecting efficiency becomes low, and therefore, a lens having an aspherical outer surface is proposed. For example, JP-A-9-4358
Japanese Unexamined Patent Publication No. 8 discloses a liquid crystal display device having a microlens in which a concave portion formed in a glass substrate is filled with a high refractive material to form a convex lens, and a radius of curvature of a bottom portion of the concave portion is larger than a radius of curvature of a side portion. ing. In addition, JP-A 5-402
Japanese Unexamined Patent Publication No. 16 discloses a microlens having a shape that substantially matches a part of an ellipsoid.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】近年では、表示特性な
どの特性をより向上させるため、集光効率をさらに高め
ることが要望されている。本発明は、上記事情に鑑みて
なされたもので、集光効率を高めることができるマイク
ロレンズアレイおよびその製造方法、並びにこのマイク
ロレンズアレイを用いた光学装置を提供することを目的
とする。In recent years, in order to further improve characteristics such as display characteristics, it has been desired to further increase the light collection efficiency. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a microlens array capable of enhancing the light-collecting efficiency, a manufacturing method thereof, and an optical device using the microlens array.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロレンズ
アレイの製造方法は、レンズ部を、中央部から周辺部に
向けて外面の曲率半径が徐々に大きくなり、レンズ部に
入射する平行光線を収束点にほぼ収束させることができ
る形状とすることを特徴とする。本発明の製造方法で
は、マイクロレンズアレイの集光効率を高めることがで
きる。従って、液晶プロジェクタなどの表示装置などに
適用したときに、優れた表示特性を得ることができる。According to the method for manufacturing a microlens array of the present invention, the parallel curvature of the outer surface of the lens portion gradually increases from the central portion to the peripheral portion, and the parallel rays incident on the lens portion are prevented. The feature is that the shape is such that it can substantially converge to the convergence point. With the manufacturing method of the present invention, the light collection efficiency of the microlens array can be improved. Therefore, when applied to a display device such as a liquid crystal projector, excellent display characteristics can be obtained.
【０００５】本発明の製造方法では、基材上にレジスト
層を形成するレジスト層形成工程と、レジスト層を加熱
し溶融させて再形成させるリフロー工程と、リフロー工
程を経たレジスト層にエッチングを施してレンズ部を得
るエッチング工程とを有し、このエッチング工程におい
て、レジスト層に対する基材のエッチング選択比が徐々
に大きくなるように処理条件を設定する方法をとること
ができる。この製造方法によれば、エッチング工程にお
ける処理条件の調整によって、レンズ部の外面の曲率半
径を、容易に所望の値に設定することができる。従っ
て、平行光線を収束点に収束可能なレンズ部を、精度よ
く形成することができる。In the manufacturing method of the present invention, a resist layer forming step of forming a resist layer on a substrate, a reflow step of heating and melting the resist layer to re-form it, and a resist layer subjected to the reflow step are subjected to etching. And an etching step for obtaining a lens portion, and in this etching step, processing conditions can be set so that the etching selection ratio of the base material to the resist layer gradually increases. According to this manufacturing method, the radius of curvature of the outer surface of the lens portion can be easily set to a desired value by adjusting the processing conditions in the etching step. Therefore, it is possible to accurately form the lens unit capable of converging the parallel rays at the converging point.
【０００６】本発明の製造方法では、基材上にレジスト
層を形成するレジスト層形成工程と、少なくともレジス
ト層が形成されていない部分の基材に、溶融レジストに
対する濡れ性を高める表面処理を行う表面処理工程と、
レジスト層を加熱し溶融させて再形成させるリフロー工
程とを有する方法をとることができる。この製造方法に
よれば、表面処理工程またはリフロー工程における処理
条件を調整することによって、リフロー工程における基
材表面での溶融レジストの拡がり範囲を調節し、レジス
ト層の周辺部の外面の曲率半径を所望の値に設定でき
る。よって、レンズ部の外面の曲率半径を、容易に所望
の値に設定することができる。従って、平行光線を収束
点に収束可能なレンズ部を、精度よく形成することがで
きる。In the manufacturing method of the present invention, a resist layer forming step of forming a resist layer on a base material, and at least a portion of the base material where the resist layer is not formed are subjected to a surface treatment for improving wettability with respect to the molten resist. Surface treatment process,
A reflow step of heating and melting the resist layer to re-form it. According to this manufacturing method, by adjusting the treatment conditions in the surface treatment step or the reflow step, the spread range of the molten resist on the substrate surface in the reflow step is adjusted, and the radius of curvature of the outer surface of the peripheral portion of the resist layer is adjusted. It can be set to a desired value. Therefore, the radius of curvature of the outer surface of the lens portion can be easily set to a desired value. Therefore, it is possible to accurately form the lens unit capable of converging the parallel rays at the converging point.
【０００７】さらには、表面処理工程またはリフロー工
程における処理条件を調整することによって、基材表面
での溶融レジストの拡がり範囲を調節できるため、相隣
接するレンズ部の間隔を小さくし、レンズ部の充填率
（マイクロレンズアレイの面積（平面積）に対するレン
ズ部の面積（平面積）の比率）を高めることができる。
従って、入射光量を高め、表示装置などに適用したとき
に、優れた表示特性を得ることができる。Furthermore, since the spread range of the molten resist on the surface of the substrate can be adjusted by adjusting the processing conditions in the surface treatment step or the reflow step, the interval between the adjacent lens portions can be reduced and the lens portion The filling rate (the ratio of the area (planar area) of the lens portion to the area (planar area) of the microlens array) can be increased.
Therefore, when the amount of incident light is increased and applied to a display device or the like, excellent display characteristics can be obtained.
【０００８】本発明の製造方法では、表面処理工程にお
いて、少なくともレジスト層が形成されていない部分の
基材表面に、自己組織化単分子層を形成することによっ
て、この基材表面の濡れ性を高める方法をとることがで
きる。これによって、基材表面の濡れ性を容易に高める
ことができる。In the manufacturing method of the present invention, in the surface treatment step, a self-assembled monomolecular layer is formed on at least a portion of the surface of the base material where the resist layer is not formed, so that the wettability of the base material surface is improved. You can take steps to increase it. Thereby, the wettability of the substrate surface can be easily enhanced.
【０００９】本発明の製造方法では、基材上にレジスト
層を形成するレジスト層形成工程と、レジスト層を加熱
し溶融させて再形成させるリフロー工程と、エッチング
によって、レジスト層が形成されていない部分の基材
に、深さ方向に幅が狭くなるテーパ状凹部を形成するテ
ーパ状凹部形成工程と、レジスト層およびテーパ状凹部
にエッチングを施してレンズ部を得るエッチング工程と
を有する方法をとることができる。この製造方法によれ
ば、基材の選択や、テーパ状凹部形成工程の処理条件の
調整によって、テーパ状凹部のテーパ面の角度や深さを
所望の値に設定することができる。このため、レンズ部
の外面の曲率半径を、容易に所望の値に設定することが
できる。従って、平行光線を収束点に収束可能なレンズ
部を、精度よく形成することができる。In the manufacturing method of the present invention, the resist layer is not formed by the step of forming the resist layer on the base material, the reflow step of heating and melting the resist layer to re-form it, and the etching. A method having a tapered concave portion forming step of forming a tapered concave portion having a width narrowing in a depth direction on a base material of a portion and an etching step of etching the resist layer and the tapered concave portion to obtain a lens portion is adopted. be able to. According to this manufacturing method, the angle and depth of the tapered surface of the tapered recess can be set to desired values by selecting the base material and adjusting the processing conditions in the tapered recess forming step. Therefore, the radius of curvature of the outer surface of the lens portion can be easily set to a desired value. Therefore, it is possible to accurately form the lens unit capable of converging the parallel rays at the converging point.
【００１０】さらには、テーパ状凹部のテーパ面の角度
や深さを所望の値に設定することができるため、相隣接
するレンズ部の間隔を小さくし、レンズ部の充填率を高
めることができる。従って、入射光量を高め、表示装置
などに適用したときに、優れた表示特性を得ることがで
きる。Furthermore, since the angle and depth of the tapered surface of the tapered recess can be set to desired values, the interval between adjacent lens portions can be reduced and the filling rate of the lens portions can be increased. . Therefore, when the amount of incident light is increased and applied to a display device or the like, excellent display characteristics can be obtained.
【００１１】本発明の製造方法では、基材上にレジスト
層を形成するレジスト層形成工程と、レジスト層を加熱
し溶融させて再形成させるリフロー工程と、レジスト層
下部と基材との間の隅部に周辺部前駆体を供給すること
によって、この隅部に周辺部を形成してレンズ部を得る
周辺部形成工程とを有する方法をとることができる。こ
の製造方法によれば、周辺部形成工程における周辺部前
駆体の供給量などの処理条件の調整によって、所望の形
状の周辺部を形成することができる。このため、レンズ
部の外面の曲率半径を、容易に所望の値に設定すること
ができる。従って、平行光線を収束点に収束可能なレン
ズ部を、精度よく形成することができる。In the manufacturing method of the present invention, a resist layer forming step of forming a resist layer on a substrate, a reflow step of heating and melting the resist layer to re-form it, and a step between the lower portion of the resist layer and the substrate are performed. By supplying the peripheral portion precursor to the corner portion, a peripheral portion forming step of forming a peripheral portion at the corner portion to obtain a lens portion can be employed. According to this manufacturing method, the peripheral portion having a desired shape can be formed by adjusting the processing conditions such as the supply amount of the peripheral portion precursor in the peripheral portion forming step. Therefore, the radius of curvature of the outer surface of the lens portion can be easily set to a desired value. Therefore, it is possible to accurately form the lens unit capable of converging the parallel rays at the converging point.
【００１２】さらには、所望の形状の周辺部を形成する
ことができるため、相隣接するレンズ部の間隔を小さく
し、レンズ部の充填率を高めることができる。従って、
入射光量を高め、表示装置などに適用したときに、優れ
た表示特性を得ることができる。Further, since the peripheral portion having a desired shape can be formed, the interval between the adjacent lens portions can be reduced and the filling rate of the lens portions can be increased. Therefore,
When the amount of incident light is increased and applied to a display device or the like, excellent display characteristics can be obtained.
【００１３】本発明の製造方法では、上記製造方法によ
って製造されたマイクロレンズアレイに原盤前駆体を供
給することによって、前記マイクロレンズアレイの形状
が転写された原盤を作製する原盤作製工程と、原盤に光
透過性層前駆体を供給することによって原盤の形状が転
写された光透過性層を形成する転写工程とを有する方法
をとることができる。この製造方法によれば、マイクロ
レンズアレイを容易に複製することができる。従って、
製造効率を高めるとともに、製造コストを削減すること
ができる。In the manufacturing method of the present invention, a master manufacturing step of manufacturing a master onto which the shape of the microlens array is transferred by supplying a master precursor to the microlens array manufactured by the above manufacturing method, and a master. And a transfer step of forming a light-transmitting layer on which the shape of the master has been transferred by supplying the light-transmitting layer precursor to the substrate. According to this manufacturing method, the microlens array can be easily duplicated. Therefore,
It is possible to improve the manufacturing efficiency and reduce the manufacturing cost.
【００１４】本発明の製造方法では、上記製造方法によ
って製造されたマイクロレンズアレイに光透過性層前駆
体を供給することによって、前記マイクロレンズアレイ
の形状が転写された光透過性層を形成する転写工程を有
する方法をとることができる。この製造方法によれば、
マイクロレンズアレイを容易に複製することができる。
従って、製造効率を高めるとともに、製造コストを削減
することができる。In the manufacturing method of the present invention, the light-transmitting layer precursor to which the shape of the microlens array is transferred is formed by supplying the light-transmitting layer precursor to the microlens array manufactured by the above manufacturing method. A method having a transfer step can be used. According to this manufacturing method,
The microlens array can be easily duplicated.
Therefore, it is possible to increase the manufacturing efficiency and reduce the manufacturing cost.
【００１５】本発明のマイクロレンズアレイは、上記製
造方法によって製造されたものであることを特徴とす
る。本発明のマイクロレンズアレイは、複数のレンズ部
を有するマイクロレンズアレイであって、レンズ部が、
中央部から周辺部に向けて外面の曲率半径が徐々に大き
くされ、レンズ部に入射する平行光線を収束点にほぼ収
束させることができる形状とされている構成とすること
ができる。このマイクロレンズアレイでは、集光効率を
高めることができる。従って、液晶プロジェクタなどの
表示装置などに適用したときに、優れた表示特性を得る
ことができる。The microlens array of the present invention is characterized by being manufactured by the above manufacturing method. The microlens array of the present invention is a microlens array having a plurality of lens parts, wherein the lens parts are
The radius of curvature of the outer surface is gradually increased from the central portion toward the peripheral portion, and the parallel light rays incident on the lens portion can be substantially converged at the converging point. With this microlens array, the light collection efficiency can be increased. Therefore, when applied to a display device such as a liquid crystal projector, excellent display characteristics can be obtained.
【００１６】本発明の光学装置は、上記マイクロレンズ
アレイを有することを特徴とする。本発明の光学装置
は、マイクロレンズアレイに向けて光を照射する光源を
有する構成とすることができる。本発明の光学装置は、
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
像素子を有する構成とすることができる。An optical device of the present invention is characterized by having the above microlens array. The optical device of the present invention can be configured to have a light source that emits light toward the microlens array. The optical device of the present invention is
It is possible to adopt a configuration having an image pickup device on which light condensed by the microlens array is incident.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】（マイクロレンズアレイ）図１
は、本発明のマイクロレンズアレイの第１の実施形態を
示すものである。マイクロレンズアレイ１は、その上面
側に複数の凸状のレンズ部２を有する。レンズ部２で
は、中央部２ａから周辺部２ｂに向けて外面の曲率半径
が徐々に大きくされている。レンズ部２は、レンズ部２
に入射する平行光線５１を収束点５２にほぼ収束させる
ことができる形状、すなわち収差がほとんど生じない形
状とされている。このレンズ部２は、外面が非球面とさ
れた非球面レンズである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (Microlens Array) FIG.
FIG. 1 shows a first embodiment of a microlens array of the present invention. The microlens array 1 has a plurality of convex lens portions 2 on its upper surface side. In the lens portion 2, the radius of curvature of the outer surface is gradually increased from the central portion 2a toward the peripheral portion 2b. The lens part 2 is the lens part 2
The parallel light beam 51 that is incident on the beam is substantially converged at the converging point 52, that is, it has a shape with almost no aberration. The lens portion 2 is an aspherical lens having an aspherical outer surface.
【００１８】レンズ部２の形状の例を以下に示す。図１
（ｂ）に示すように、基材３に平行なＸ軸と、基材３に
対し平行かつＸ軸に対し直交するＹ軸と、これらＸ軸お
よびＹ軸に対し垂直かつレンズ部２の頂点２ｃを通るＺ
軸とを想定する。レンズ部２の頂点２ｃを通り、かつＺ
軸に平行な面におけるレンズ部２の断面形状は、次に示
す式（１）で表すことができる。式中、ｃは頂点２ｃに
おけるレンズ部２外面の曲率であり、ｋは円錐係数であ
り、ｈ2＝Ｘ2＋Ｙ2である。An example of the shape of the lens portion 2 is shown below. Figure 1
As shown in (b), an X axis parallel to the base material 3, a Y axis parallel to the base material 3 and orthogonal to the X axis, and a vertex of the lens unit 2 perpendicular to the X axis and the Y axis. Z through 2c
Assume an axis and. It passes through the vertex 2c of the lens part 2 and Z
The cross-sectional shape of the lens portion 2 on the plane parallel to the axis can be expressed by the following equation (1). In the formula, c is the curvature of the outer surface of the lens portion 2 at the vertex 2c, k is the conic coefficient, and h 2 = X 2 + Y 2 .
【００１９】[0019]
【数１】 [Equation 1]
【００２０】一般に、楕円は、次に示す式（２）で表す
ことができるため、レンズ部２の断面形状を表す式
（１）は、Ａｈ4以降の項を有する点で、楕円を表す式
（２）と異なることになる。In general, the ellipse can be expressed by the following equation (2), and therefore the equation (1) representing the cross-sectional shape of the lens unit 2 is an equation representing the ellipse in that it has terms after Ah 4. It will be different from (2).
【００２１】[0021]
【数２】 [Equation 2]
【００２２】式（１）における各係数の好ましい範囲を
以下に示す。
ｃ：５０〜１５０
ｋ：−１〜−０．６
Ａ：５×１０5〜５×１０6
Ｂ：−５×１０10〜−５×１０9
Ｃ：５×１０13〜５×１０14
Ｄ：１×１０8〜１×１０9
Ｅｈ12以降の項は、レンズ部２の形状に及ぼす影響が小
さい。Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｊは、−１×１０10〜１×１０
10とすることができる。上記各係数が上記範囲を外れる
と、レンズ部２における集光効率が低下する。The preferred range of each coefficient in equation (1) is shown below. c: 50 to 150 k: -1 to -0.6 A: 5 x 10 5 to 5 x 10 6 B: -5 x 10 10 to -5 x 10 9 C: 5 x 10 13 to 5 x 10 14 D The terms 1 × 10 8 to 1 × 10 9 Eh 12 and later have a small effect on the shape of the lens unit 2. E, F, G, H, and J are -1 × 10 10 to 1 × 10.
It can be 10 . If the above-mentioned respective coefficients are out of the above-mentioned ranges, the light-collecting efficiency in the lens section 2 will be reduced.
【００２３】以下、各係数の好適な例を示す。 ｃ：９０．１７ ｋ：−０．８５９ Ａ：１．６５×１０6 Ｂ：−２．１５×１０10 Ｃ：１．０２×１０14 Ｄ：３．４７×１０8 Preferred examples of each coefficient are shown below. c: 90.17 k: -0.859 A: 1.65 x 10 6 B: -2.15 x 10 10 C: 1.02 x 10 14 D: 3.47 x 10 8
【００２４】（マイクロレンズアレイの製造方法）以
下、図２および図３を参照して、マイクロレンズアレイ
１を製造する場合を例として、本発明の製造方法の第１
の実施形態を説明する。ここに示す製造方法は、次の３
つの工程を有する。
（１）レジスト層形成工程
図２（ａ）に示すように、基材３上に、フォトレジスト
を塗布した後、周知のフォトリソグラフィー技術により
フォトレジストをパターニングすることにより、第１レ
ジスト層４を形成する。(Manufacturing Method of Microlens Array) With reference to FIGS. 2 and 3, the manufacturing method of the microlens array 1 will be described as an example of the first manufacturing method of the present invention.
Will be described. The manufacturing method shown here is
It has two steps. (1) Resist Layer Forming Step As shown in FIG. 2A, after coating a photoresist on the substrate 3, the photoresist is patterned by a well-known photolithography technique to form the first resist layer 4. Form.
【００２５】基材３としては、エッチング可能な材料で
あれば特に限定されないが、シリコン、石英、ガラスを
用いるのが好ましい。基材３の材料としては、光透過性
材料を用いるのが好ましい。第１レジスト層４の材料と
しては、例えば、半導体デバイス製造等において一般的
に用いられているものが使用でき、具体的には、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利用で
きる。なお、第１レジスト層４には、ネガ型レジストを
使用することもできる。第１レジスト層４の材料として
は、光透過性材料を用いるのが好ましい。フォトレジス
トを塗布する方法としては、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。第１レジスト
層４は、レンズ部２の形成位置に対応した位置に形成す
る。The substrate 3 is not particularly limited as long as it is a material that can be etched, but it is preferable to use silicon, quartz, or glass. As the material of the base material 3, it is preferable to use a light transmissive material. As the material of the first resist layer 4, for example, a material generally used in the manufacture of semiconductor devices can be used. Specifically, a commercially available cresol novolac resin blended with a diazonaphthoquinone derivative as a photosensitizer is used. The positive resist can be used. A negative resist can be used for the first resist layer 4. As the material of the first resist layer 4, it is preferable to use a light transmissive material. As a method of applying the photoresist, it is possible to use a method such as a spin coating method, a dipping method, a spray coating method, a roll coating method or a bar coating method. The first resist layer 4 is formed at a position corresponding to the formation position of the lens unit 2.
【００２６】（２）リフロー工程
図２（ｂ）に示すように、第１レジスト層４を加熱する
ことによって溶融させて流動化させる。これによって、
第１レジスト層４は、表面張力の影響を受けて再形成さ
れ、断面が略円弧状の第２レジスト層５となる。加熱方
法としては、例えば、ホットプレートまたは温風循環式
オーブンを用いる方法を挙げることができる。ホットプ
レートを使用した場合の条件は、レジストの材質により
適宜設定されるが、温度１５０℃以上で、加熱時間を２
〜１０分とするのが好ましい。温風循環式オーブンを用
いる場合は、温度１６０℃以上で、２０〜３０分の加熱
が適当である。(2) Reflow Process As shown in FIG. 2B, the first resist layer 4 is heated to melt and fluidize. by this,
The first resist layer 4 is reformed under the influence of the surface tension, and becomes a second resist layer 5 having a substantially arcuate cross section. As a heating method, for example, a method using a hot plate or a hot air circulation type oven can be mentioned. The conditions when a hot plate is used are appropriately set depending on the resist material, but the temperature is 150 ° C or higher and the heating time is 2
It is preferably 10 minutes. When a warm air circulation type oven is used, heating at a temperature of 160 ° C. or higher for 20 to 30 minutes is appropriate.
【００２７】（３）エッチング工程
図２（ｃ）に示すように、基材３および第２レジスト層
５に対し、エッチングを行う。エッチング法としては、
ドライエッチング法（ガスエッチング、プラズマエッチ
ング、スパッタエッチング、イオンビームエッチングな
ど）を用いるのが好ましい。エッチングガスとしては、
フッ素系ガス（ＣＦ4−Ｏ2、Ｃ2Ｆ6など）、塩素系ガス
（塩素、塩化水素など）が使用可能である。(3) Etching Step As shown in FIG. 2C, the base material 3 and the second resist layer 5 are etched. As an etching method,
It is preferable to use a dry etching method (gas etching, plasma etching, sputter etching, ion beam etching, etc.). As the etching gas,
Fluorine-based gas (such as CF 4 -O 2, C 2 F 6), chlorine gas (chlorine, hydrogen chloride, etc.) can be used.
【００２８】一般に、エッチングにおいては、エッチン
グ後の基材およびレジスト層の形状は、レジスト層に対
する基材のエッチング選択比（レジスト層のエッチング
速度に対する基材のエッチング速度の比。以下、単に
「選択比」という）に応じたものとなる。図３は、エッ
チング後の基材の形状の例を示すものである。図３
（ａ）は、選択比が１未満である場合の基材の形状を示
し、図３（ｂ）は、選択比が１である場合の基材の形状
を示し、図３（ｃ）は、選択比が１を越える場合の基材
の形状を示す。Generally, in etching, the shapes of the base material and the resist layer after etching are determined by the etching selectivity ratio of the base material to the resist layer (the ratio of the etching rate of the base material to the etching rate of the resist layer. "Ratio"). FIG. 3 shows an example of the shape of the base material after etching. Figure 3
3A shows the shape of the base material when the selection ratio is less than 1, FIG. 3B shows the shape of the base material when the selection ratio is 1, and FIG. The shape of the base material when the selection ratio exceeds 1 is shown.
【００２９】図３（ａ）に示すように、選択比が低い場
合には、レジスト層のエッチング速度に比べ基材のエッ
チング速度が低くなるため、レジスト層に相当する部分
に形成された凸部６は、突出高さが小さいものとなる。
この場合には、凸部６の外面の曲率は比較的大きくな
る。これに対し、図３（ｃ）に示すように、選択比が高
い場合には、レジスト層のエッチング速度に比べ基材の
エッチング速度が高くなるため、凸部６は突出高さが大
きいものとなる。この場合には、凸部６の外面の曲率は
比較的小さくなる。As shown in FIG. 3A, when the selection ratio is low, the etching rate of the base material is lower than the etching rate of the resist layer, so that the convex portion formed in the portion corresponding to the resist layer is formed. 6 has a small protrusion height.
In this case, the curvature of the outer surface of the convex portion 6 becomes relatively large. On the other hand, as shown in FIG. 3C, when the selection ratio is high, the etching rate of the base material is higher than the etching rate of the resist layer, so that the protrusion 6 has a large protruding height. Become. In this case, the curvature of the outer surface of the convex portion 6 is relatively small.
【００３０】本実施形態の製造方法では、エッチング工
程における処理条件を経時的に変化させることによっ
て、選択比が徐々に大きくなるようにする。選択比が徐
々に大きくなるようにするには、エッチングガスの組成
を経時的に変化させる方法が可能である。例えばエッチ
ングガスとして複数種のガスからなる混合ガス（ＣＦ4
−Ｏ2など）を用いる場合には、ガス混合比を経時的に
変化させる方法をとることができる。例えばＣＦ4−Ｏ2
ガスを用いる場合には、ガス中の酸素の混合比を徐々に
減少させる方法をとることができる。またエッチング工
程中に、エッチングガスの種類を経時的に変化させる方
法をとることもできる。またエッチングガスの流量、圧
力を経時的に変化させる方法をとることもできる。また
温度条件を経時的に変化させる方法をとることもでき
る。またエッチング装置への供給電力を経時的に変化さ
せる方法をとることもできる。In the manufacturing method of this embodiment, the selection ratio is gradually increased by changing the processing conditions in the etching process with time. In order to gradually increase the selection ratio, it is possible to change the composition of the etching gas with time. For example, as an etching gas, a mixed gas (CF 4
In the case of using —O 2 etc.), a method of changing the gas mixing ratio with time can be adopted. For example, CF 4 —O 2
When using a gas, a method of gradually reducing the mixing ratio of oxygen in the gas can be used. Further, during the etching process, a method of changing the type of etching gas with time can be adopted. Also, a method of changing the flow rate and pressure of the etching gas with time can be adopted. Also, a method of changing the temperature condition with time can be adopted. Also, a method of changing the power supplied to the etching apparatus with time can be adopted.
【００３１】エッチング工程の初期においては、選択比
が比較的低いため、基材３に比べ第２レジスト層５が優
先的にエッチングされ、第２レジスト層５に相当する位
置に形成される凸部は、外面の曲率半径が大きいものと
なる（図３（ａ）を参照）。エッチング工程をさらに進
めると、凸部の周辺部から中央部に向かってエッチング
が進行する。選択比が大きくなるようにエッチングを行
うことによって形成される凸部の外面の曲率半径は小さ
くなるため（図３（ｃ）を参照）、形成されるマイクロ
レンズアレイ１のレンズ部２は、中央部２ａから周辺部
２ｂに向けて外面の曲率半径が徐々に大きくなる形状と
なる。この工程においては、レンズ部２が、入射する平
行光線５１を収束点５２にほぼ収束させることができる
形状となるように、エッチング処理条件を設定する。At the beginning of the etching process, the second resist layer 5 is preferentially etched as compared with the base material 3 because the selection ratio is relatively low, and the convex portions formed at the positions corresponding to the second resist layer 5 are formed. Has a large radius of curvature on the outer surface (see FIG. 3A). When the etching process is further advanced, the etching progresses from the peripheral portion of the convex portion toward the central portion. Since the radius of curvature of the outer surface of the convex portion formed by etching so as to increase the selection ratio becomes small (see FIG. 3C), the lens portion 2 of the microlens array 1 formed has the center portion The curvature radius of the outer surface gradually increases from the portion 2a toward the peripheral portion 2b. In this step, the etching processing conditions are set so that the lens portion 2 has a shape capable of substantially converging the incident parallel light beam 51 at the converging point 52.
【００３２】本実施形態のマイクロレンズアレイ１は、
レンズ部２が、中央部２ａから周辺部２ｂに向けて外面
の曲率半径が徐々に大きくされており、レンズ部２に入
射する平行光線５１を収束点５２にほぼ収束させること
ができる形状とされているので、集光効率を高めること
ができる。従って、液晶プロジェクタなどの表示装置な
どに適用したときに、優れた表示特性を得ることができ
る。The microlens array 1 of this embodiment is
The lens portion 2 has a shape in which the radius of curvature of the outer surface is gradually increased from the central portion 2a to the peripheral portion 2b, and the parallel light rays 51 incident on the lens portion 2 can be almost converged to the convergence point 52. Therefore, the light collection efficiency can be improved. Therefore, when applied to a display device such as a liquid crystal projector, excellent display characteristics can be obtained.
【００３３】本実施形態の製造方法では、エッチング工
程において、第２レジスト層５に対する基材３のエッチ
ング選択比が徐々に大きくなるように処理条件を設定す
るので、この処理条件の調整によって、レンズ部２の外
面の曲率半径を、容易に所望の値に設定することができ
る。従って、平行光線５１を収束点５２に収束可能なレ
ンズ部２を、精度よく形成することができる。In the manufacturing method of this embodiment, the processing conditions are set so that the etching selection ratio of the base material 3 to the second resist layer 5 gradually increases in the etching step. The radius of curvature of the outer surface of the portion 2 can be easily set to a desired value. Therefore, the lens portion 2 capable of converging the parallel light beam 51 at the converging point 52 can be accurately formed.
【００３４】次に、本発明の製造方法の第２の実施形態
を説明する。本実施形態の製造方法は、次に示す４つの
工程を有する。
（１）レジスト層形成工程
図４（ａ）に示すように、第１実施形態の製造方法と同
様に、基材３上に第１レジスト層４を形成する。基材３
としては、シリコン、石英、ガラスからなるものを用い
てもよいし、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ものを利用することもできる。Next, a second embodiment of the manufacturing method of the present invention will be described. The manufacturing method of the present embodiment has the following four steps. (1) Resist Layer Forming Step As shown in FIG. 4A, the first resist layer 4 is formed on the base material 3 as in the manufacturing method of the first embodiment. Base material 3
As the material, those made of silicon, quartz, or glass may be used, and those made of plastic such as polycarbonate, polyarylate, polyether sulfone, polyethylene terephthalate, polymethylmethacrylate, and amorphous polyolefin may also be used.
【００３５】（２）表面処理工程
図４（ｂ）に示すように、少なくとも第１レジスト層４
が形成されていない部分の基材３（以下、「レジスト層
非形成部７」という）表面に、溶融レジストに対する濡
れ性を高める表面処理を行う。濡れ性を高める表面処理
法としては、自己組織化単分子層（Self-Assembled Mon
olayers；以下、ＳＡＭｓという）８を、少なくともレ
ジスト層非形成部７の表面に形成する方法をとることが
できる。ＳＡＭｓ８を構成する物質としては、アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキ
シシラン、アミノプロピルジメチルエトキシシラン、ア
ミノプロピルメチルジエトキシシラン、アミノフェニル
トリメトキシシランを挙げることができる。(2) Surface Treatment Step As shown in FIG. 4B, at least the first resist layer 4
A surface treatment is performed on the surface of the base material 3 (hereinafter, referred to as “resist layer non-forming portion 7”) where no is formed to enhance the wettability with respect to the molten resist. As a surface treatment method to improve wettability, self-assembled monolayer (Self-Assembled Mon
Olayers; hereinafter referred to as SAMs) 8 can be formed on at least the surface of the resist layer non-forming portion 7. Examples of the substance forming SAMs 8 include aminopropyltriethoxysilane, aminopropyltrimethoxysilane, aminopropyldimethylethoxysilane, aminopropylmethyldiethoxysilane, and aminophenyltrimethoxysilane.
【００３６】ＳＡＭｓ８をレジスト層非形成部７に形成
するには、マイクロコンタクトプリンティングを適用す
ることができる。マイクロコンタクトプリンティングを
用いてＳＡＭｓ８を形成するには、ポリジメチルシロキ
サンなどで形成されたスタンプに、ＳＡＭｓ８を構成す
る物質の溶液をしみこませた後、これをレジスト層非形
成部７に転写する方法をとることができる。この表面処
理工程によって、レジスト層非形成部７の表面は、溶融
レジストに対する濡れ性が高い状態となる。なお、濡れ
性を高める表面処理法は、ＳＡＭｓ８を形成する方法に
限らず、溶融レジストの濡れ性を高めることができる物
質、例えば界面活性剤をレジスト層非形成部７の表面に
供給する方法をとることができる。To form the SAMs 8 on the resist layer non-forming portion 7, microcontact printing can be applied. In order to form SAMs 8 by using microcontact printing, a stamp formed of polydimethylsiloxane or the like is soaked with a solution of a substance constituting SAMs 8 and then transferred to the resist layer non-forming portion 7. Can be taken. By this surface treatment step, the surface of the resist layer non-forming portion 7 has a high wettability with respect to the molten resist. The surface treatment method for enhancing the wettability is not limited to the method for forming the SAMs 8, but a method for supplying a substance capable of enhancing the wettability of the molten resist, for example, a surfactant to the surface of the resist layer non-forming portion 7 may be used. Can be taken.
【００３７】この工程においては、表面処理条件の調整
（例えばＳＡＭｓ構成物質の種類、量などの調整）によ
って、次工程（リフロー工程）における溶融レジスト
（後述）の流れやすさを調節し、その拡がり範囲を調節
し、周辺部９ｂ（後述）を所望の形状とすることができ
る。In this step, the flowability of the molten resist (described later) in the next step (reflow step) is adjusted by adjusting the surface treatment conditions (for example, adjusting the type and amount of the SAMs constituent substances), and its spread. By adjusting the range, the peripheral portion 9b (described later) can be formed into a desired shape.
【００３８】（３）リフロー工程
図４（ｃ）に示すように、第１レジスト層４を加熱する
ことによって溶融させて流動化させる。加熱方法として
は、例えばホットプレートまたは温風循環式オーブンを
用いる方法を挙げることができる。これによって、第１
レジスト層４は、表面張力の影響を受けて再形成され、
第２レジスト層９となる。この際、レジスト層非形成部
７の濡れ性が高められているため、溶融レジストは、レ
ジスト層非形成部７の表面を拡がりつつ流れる。このた
め、第２レジスト層９は、断面略円弧状とならず、周辺
部９ｂが拡がった形状、すなわち中央部９ａから周辺部
９ｂに向けて外面の曲率半径が徐々に大きくなる形状と
なる。(3) Reflow Process As shown in FIG. 4C, the first resist layer 4 is heated to be melted and fluidized. As a heating method, for example, a method using a hot plate or a hot air circulation type oven can be mentioned. By this, the first
The resist layer 4 is reformed under the influence of surface tension,
It becomes the second resist layer 9. At this time, since the wettability of the resist layer non-forming portion 7 is enhanced, the molten resist flows while spreading over the surface of the resist layer non-forming portion 7. For this reason, the second resist layer 9 does not have a substantially arcuate cross section, but has a shape in which the peripheral portion 9b is widened, that is, a shape in which the radius of curvature of the outer surface gradually increases from the central portion 9a to the peripheral portion 9b.
【００３９】この工程においては、加熱温度を調整する
ことによって、溶融レジストの流動性を調節することが
できる。このため、レジスト層非形成部７の表面の溶融
レジストの拡がり範囲を調節し、周辺部９ｂを所望の形
状とすることができる。In this step, the fluidity of the molten resist can be adjusted by adjusting the heating temperature. Therefore, it is possible to adjust the spread range of the molten resist on the surface of the resist layer non-forming portion 7 and form the peripheral portion 9b into a desired shape.
【００４０】（４）エッチング工程
図４（ｄ）に示すように、基材３および第２レジスト層
９に対し、エッチングを施す。エッチング法としては、
ドライエッチング法を用いるのが好ましい。以上の工程
を経て、中央部２ａから周辺部２ｂに向けて外面の曲率
半径が徐々に大きくなるレンズ部２が形成されたマイク
ロレンズアレイ１を得る。(4) Etching Step As shown in FIG. 4D, the base material 3 and the second resist layer 9 are etched. As an etching method,
It is preferable to use a dry etching method. Through the above steps, the microlens array 1 is obtained in which the lens portion 2 in which the radius of curvature of the outer surface gradually increases from the central portion 2a to the peripheral portion 2b is formed.
【００４１】本実施形態の製造方法では、表面処理工程
において、レジスト層非形成部７の表面に、溶融レジス
トに対する濡れ性を高める表面処理を行うので、表面処
理工程またはリフロー工程における処理条件を調整する
ことによって、リフロー工程におけるレジスト層非形成
部７の表面での溶融レジストの拡がり範囲を調節するこ
とができる。このため、第２レジスト層９の周辺部９ｂ
の外面の曲率半径を所望の値に設定できる。よって、レ
ンズ部２の外面の曲率半径を、容易に所望の値に設定す
ることができる。従って、平行光線５１を収束点５２に
収束可能なレンズ部２を、精度よく形成することができ
る。In the manufacturing method of this embodiment, in the surface treatment step, the surface of the resist layer non-forming portion 7 is subjected to a surface treatment for enhancing the wettability with respect to the molten resist. Therefore, the treatment conditions in the surface treatment step or the reflow step are adjusted. By doing so, the spread range of the molten resist on the surface of the resist layer non-forming portion 7 in the reflow step can be adjusted. Therefore, the peripheral portion 9b of the second resist layer 9
The radius of curvature of the outer surface of can be set to a desired value. Therefore, the radius of curvature of the outer surface of the lens portion 2 can be easily set to a desired value. Therefore, the lens portion 2 capable of converging the parallel light beam 51 at the converging point 52 can be accurately formed.
【００４２】さらには、表面処理工程またはリフロー工
程における処理条件を調整することによって、レジスト
層非形成部７の表面での溶融レジストの拡がり範囲を調
節できるため、相隣接するレンズ部２の間隔を小さく
し、レンズ部２の充填率（マイクロレンズアレイ１の面
積（平面積）に対するレンズ部２の面積（平面積）の比
率）を高めることができる。従って、入射光量を高め、
表示装置などに適用したときに、優れた表示特性を得る
ことができる。Furthermore, the spread range of the molten resist on the surface of the resist layer non-forming portion 7 can be adjusted by adjusting the processing conditions in the surface treatment step or the reflow step, so that the interval between the adjacent lens portions 2 can be adjusted. The size can be reduced to increase the filling rate of the lens section 2 (ratio of the area (planar area) of the lens section 2 to the area (planar area) of the microlens array 1). Therefore, increase the amount of incident light,
When applied to a display device or the like, excellent display characteristics can be obtained.
【００４３】また、表面処理工程において、レジスト層
非形成部７の表面にＳＡＭｓ８を形成することによっ
て、レジスト層非形成部７の表面の濡れ性を容易に高め
ることができる。Further, in the surface treatment step, by forming the SAMs 8 on the surface of the resist layer non-forming portion 7, the wettability of the surface of the resist layer non-forming portion 7 can be easily enhanced.
【００４４】次に、本発明の製造方法の第３の実施形態
を説明する。本実施形態の製造方法は、次に示す４つの
工程を有する。
（１）レジスト層形成工程
図５（ａ）に示すように、第１実施形態の製造方法と同
様に、基材３上に第１レジスト層４を形成する。本実施
形態の製造方法では、シリコンからなる基材３を用いる
のが好ましい。Next, a third embodiment of the manufacturing method of the present invention will be described. The manufacturing method of the present embodiment has the following four steps. (1) Resist Layer Forming Step As shown in FIG. 5A, the first resist layer 4 is formed on the base material 3 as in the manufacturing method of the first embodiment. In the manufacturing method of this embodiment, it is preferable to use the base material 3 made of silicon.
【００４５】（２）リフロー工程
図５（ｂ）に示すように、第１の実施形態の製造方法と
同様に、第１レジスト層４を加熱することによって溶融
させて流動化させる。これによって、第１レジスト層４
は、表面張力の影響を受けて再形成され、断面が略円弧
状の第２レジスト層５となる。(2) Reflow Process As shown in FIG. 5B, the first resist layer 4 is heated to be melted and fluidized, as in the manufacturing method of the first embodiment. Thereby, the first resist layer 4
Is reformed under the influence of surface tension, and becomes the second resist layer 5 having a substantially arcuate cross section.
【００４６】（３）テーパ状凹部形成工程
図５（ｃ）に示すように、エッチングを行うことによっ
て、レジスト層非形成部７に、深さ方向に徐々に幅が狭
くなるテーパ状凹部１０を形成する。エッチング法とし
ては、ドライエッチング法、ウェットエッチング法を用
いるのが好ましい。結晶面が基材面に対し傾斜したシリ
コン基材３を用いる場合には、この結晶面に沿ってエッ
チングが進行するため、深さ方向に徐々に幅が狭くなる
テーパ状の凹部１０が形成される。図示例では、テーパ
状凹部１０は断面Ｖ字状に形成されている。上記エッチ
ングが進行する結晶面としては、例えばシリコンの（１
１１）面、（１１０）面、（１００）面などがあり、エ
ッチング条件を選択することで、エッチングが進行する
結晶面の選択が可能である。テーパ状凹部１０を形成す
るには、この工程中に、エッチングガスの組成、種類、
流量、圧力、温度条件、装置への供給電力を経時的に変
化させる方法をとることもできる。(3) Step of forming tapered recessed portion As shown in FIG. 5C, etching is performed to form a tapered recessed portion 10 having a width gradually narrowing in the depth direction in the resist layer non-forming portion 7. Form. As the etching method, it is preferable to use a dry etching method or a wet etching method. When the silicon base material 3 whose crystal plane is inclined with respect to the base material surface is used, since the etching progresses along this crystal surface, the tapered concave portion 10 having a width gradually narrowed in the depth direction is formed. It In the illustrated example, the tapered recess 10 has a V-shaped cross section. The crystal plane on which the etching proceeds is, for example, (1
11) plane, (110) plane, (100) plane and the like. By selecting the etching conditions, it is possible to select the crystal plane on which the etching proceeds. To form the tapered recess 10, during the process, the composition, type, and
It is also possible to adopt a method of changing the flow rate, pressure, temperature conditions, and power supplied to the device with time.
【００４７】ゆえに、この工程においては、基材３の選
択や、エッチング処理条件の調整によって、テーパ状凹
部１０のテーパ面１０ａの角度や深さを所望の値に設定
することができる。この工程ではテーパ面１０ａを有す
るテーパ状凹部１０が形成されるため、形成される凸部
１１が、中央部１１ａに比べ周辺部１１ｂにおいて外面
の曲率半径が大きい形状となる。Therefore, in this step, the angle and depth of the tapered surface 10a of the tapered recess 10 can be set to desired values by selecting the base material 3 and adjusting the etching conditions. In this step, the tapered concave portion 10 having the tapered surface 10a is formed, so that the convex portion 11 formed has a larger outer surface radius of curvature in the peripheral portion 11b than in the central portion 11a.
【００４８】（４）エッチング工程
図５（ｄ）に示すように、第１の実施形態の製造方法と
同様にして、エッチングを行う。エッチング法として
は、ドライエッチング法を用いるのが好ましい。このエ
ッチング工程では、凸部１１にエッチングが施され、中
央部２ａから周辺部２ｂに向けて外面の曲率半径が徐々
に大きくなるレンズ部２が形成されたマイクロレンズア
レイ１が得られる。(4) Etching Step As shown in FIG. 5D, etching is performed in the same manner as in the manufacturing method of the first embodiment. As the etching method, it is preferable to use a dry etching method. In this etching step, the convex portion 11 is etched to obtain the microlens array 1 in which the lens portion 2 in which the radius of curvature of the outer surface is gradually increased from the central portion 2a to the peripheral portion 2b is formed.
【００４９】本実施形態の製造方法では、テーパ状凹部
形成工程において、レジスト層非形成部７にテーパ状凹
部１０を形成するので、基材３の選択や処理条件の調整
によって、テーパ状凹部１０のテーパ面１０ａの角度や
深さを所望の値に設定することができる。このため、レ
ンズ部２の外面の曲率半径を、容易に所望の値に設定す
ることができる。従って、平行光線５１を収束点５２に
収束可能なレンズ部２を、精度よく形成することができ
る。In the manufacturing method of this embodiment, since the tapered recess 10 is formed in the resist layer non-forming portion 7 in the tapered recess forming step, the tapered recess 10 is selected by selecting the substrate 3 and adjusting the processing conditions. The angle and the depth of the tapered surface 10a can be set to desired values. Therefore, the radius of curvature of the outer surface of the lens portion 2 can be easily set to a desired value. Therefore, the lens portion 2 capable of converging the parallel light beam 51 at the converging point 52 can be accurately formed.
【００５０】さらには、テーパ状凹部１０のテーパ面１
０ａの角度や深さを所望の値に設定することができるた
め、相隣接するレンズ部２の間隔を小さくし、レンズ部
２の充填率を高めることができる。従って、入射光量を
高め、表示装置などに適用したときに、優れた表示特性
を得ることができる。Further, the tapered surface 1 of the tapered concave portion 10
Since the angle and the depth of 0a can be set to desired values, the interval between the adjacent lens portions 2 can be reduced and the filling rate of the lens portions 2 can be increased. Therefore, when the amount of incident light is increased and applied to a display device or the like, excellent display characteristics can be obtained.
【００５１】次に、本発明の製造方法の第４の実施形態
を説明する。本実施形態の製造方法は、次に示す４つの
工程を有する。
（１）レジスト層形成工程
第１実施形態の製造方法と同様に、基材３上に第１レジ
スト層４を形成する。基材３としては、シリコン、石
英、ガラスからなるものを用いてもよいし、ポリカーボ
ネート等のプラスチック製のものを利用することもでき
る。Next, a fourth embodiment of the manufacturing method of the present invention will be described. The manufacturing method of the present embodiment has the following four steps. (1) Resist Layer Forming Step Similar to the manufacturing method of the first embodiment, the first resist layer 4 is formed on the base material 3. The base material 3 may be made of silicon, quartz, or glass, or may be made of plastic such as polycarbonate.
【００５２】（２）リフロー工程
図６（ａ）に示すように、第１の実施形態の製造方法と
同様に、第１レジスト層４を加熱することによって溶融
させて流動化させる。これによって、第１レジスト層４
は、表面張力の影響を受けて再形成され、断面が略円弧
状の第２レジスト層５となる。(2) Reflow Process As shown in FIG. 6A, the first resist layer 4 is heated to be melted and fluidized, as in the manufacturing method of the first embodiment. Thereby, the first resist layer 4
Is reformed under the influence of surface tension, and becomes the second resist layer 5 having a substantially arcuate cross section.
【００５３】（３）周辺部形成工程
図６（ｂ）に示すように、第２レジスト層５下部とレジ
スト層非形成部７との間の隅部１２に周辺部前駆体を供
給することによって、周辺部１３を形成する。周辺部１
３を構成する材料（周辺部前駆体）としては、エネルギ
ー硬化性樹脂、特に光または熱により硬化可能であるも
のを用いるのが好ましく、アクリル系樹脂、エポキシ系
樹脂、メラミン系樹脂、ポリイミド系樹脂が好適であ
る。周辺部１３を形成するには、材料を液滴として吐出
可能な装置（ディスペンサ、インクジェットノズル等）
を用いて、周辺部前駆体を隅部１２に供給する方法をと
ることができる。周辺部１３を形成する際には、第２レ
ジスト層５と周辺部１３とからなる凸部１４が、中央部
１４ａから周辺部１３に向けて外面の曲率半径が徐々に
大きくなる形状となるように材料供給を行う。(3) Peripheral portion forming step As shown in FIG. 6B, by supplying the peripheral portion precursor to the corner portion 12 between the lower portion of the second resist layer 5 and the resist layer non-forming portion 7. , The peripheral portion 13 is formed. Peripheral part 1
As the material (peripheral part precursor) constituting No. 3, it is preferable to use an energy curable resin, particularly one that can be cured by light or heat. Acrylic resin, epoxy resin, melamine resin, polyimide resin Is preferred. To form the peripheral portion 13, a device capable of ejecting a material as a droplet (dispenser, inkjet nozzle, etc.)
Can be used to supply the peripheral portion precursor to the corner portion 12. When forming the peripheral portion 13, the convex portion 14 including the second resist layer 5 and the peripheral portion 13 has a shape in which the radius of curvature of the outer surface gradually increases from the central portion 14 a toward the peripheral portion 13. Supply material to.
【００５４】（４）エッチング工程
第１の実施形態の製造方法と同様にして、エッチングを
行う。エッチング法としては、ドライエッチング法を用
いるのが好ましい。この工程を経て、中央部２ａから周
辺部２ｂに向けて外面の曲率半径が徐々に大きくなるレ
ンズ部２が形成されたマイクロレンズアレイ１を得る。
なお、この製造方法では、エッチング工程を行わない方
法をとることもできる。(4) Etching Step Etching is carried out in the same manner as the manufacturing method of the first embodiment. As the etching method, it is preferable to use a dry etching method. Through this step, the microlens array 1 is obtained in which the lens portion 2 in which the radius of curvature of the outer surface gradually increases from the central portion 2a to the peripheral portion 2b is formed.
In addition, in this manufacturing method, it is possible to adopt a method in which the etching step is not performed.
【００５５】本実施形態の製造方法では、周辺部形成工
程において、第２レジスト層５下部とレジスト層非形成
部７との間の隅部１２に周辺部前駆体を供給することに
よって、周辺部１３を形成するので、周辺部前駆体の供
給量などの処理条件の調整によって、所望の形状の周辺
部１３を形成することができる。このため、レンズ部２
の外面の曲率半径を、容易に所望の値に設定することが
できる。従って、平行光線５１を収束点５２に収束可能
なレンズ部２を、精度よく形成することができる。In the manufacturing method of the present embodiment, in the peripheral portion forming step, the peripheral portion precursor is supplied to the corner portion 12 between the lower portion of the second resist layer 5 and the resist layer non-forming portion 7, whereby the peripheral portion is formed. Since 13 is formed, the peripheral part 13 having a desired shape can be formed by adjusting the processing conditions such as the supply amount of the peripheral part precursor. Therefore, the lens unit 2
The radius of curvature of the outer surface of the can be easily set to a desired value. Therefore, the lens portion 2 capable of converging the parallel light beam 51 at the converging point 52 can be accurately formed.
【００５６】さらには、所望の形状の周辺部１３を形成
することができるため、相隣接するレンズ部２の間隔を
小さくし、レンズ部２の充填率を高めることができる。
従って、入射光量を高め、表示装置などに適用したとき
に、優れた表示特性を得ることができる。Furthermore, since the peripheral portion 13 having a desired shape can be formed, the interval between the adjacent lens portions 2 can be reduced and the filling rate of the lens portions 2 can be increased.
Therefore, when the amount of incident light is increased and applied to a display device or the like, excellent display characteristics can be obtained.
【００５７】次に、本発明の製造方法の第５の実施形態
を説明する。本実施形態の製造方法は、次に示す３つの
工程を有する。
（１）原盤作製工程
図７（ａ）に示すように、上記実施形態によって製造し
たマイクロレンズアレイ１を用意する。図７（ｂ）およ
び図７（ｃ）に示すように、マイクロレンズアレイ１上
に、未硬化の原盤前駆体を供給し、これを紫外線照射な
どにより硬化させて原盤１５を得る。原盤１５の材料
（原盤前駆体）としては、エネルギー硬化性樹脂（紫外
線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等）などを用いることがで
きる。原盤１５は、マイクロレンズアレイ１が転写され
たものとなる。すなわちレンズ部２に沿う形状のレンズ
部形成凹部１６を有するものとなる。Next, a fifth embodiment of the manufacturing method of the present invention will be described. The manufacturing method of the present embodiment has the following three steps. (1) Master disc manufacturing process As shown in FIG. 7A, the microlens array 1 manufactured according to the above embodiment is prepared. As shown in FIGS. 7B and 7C, an uncured master precursor is supplied onto the microlens array 1 and is cured by irradiation with ultraviolet rays to obtain a master 15. As a material of the master 15 (master precursor), an energy curable resin (UV curable resin, thermosetting resin, etc.) can be used. The master 15 has the microlens array 1 transferred thereto. That is, the lens portion forming concave portion 16 having a shape along the lens portion 2 is provided.
【００５８】（２）転写工程
図７（ｄ）に示すように、原盤１５のレンズ部形成凹部
１６が形成された面と、基材１７との間に、未硬化の光
透過性層前駆体を供給し、これを紫外線照射などにより
硬化させて第１の光透過性層１８を形成する。光透過性
層１８の材料（光透過性層前駆体）は、マイクロレンズ
アレイに要求される光学特性（光透過性等）などの特性
を満足するものであれば特に限定されず、例えば、エネ
ルギー硬化性樹脂、可塑性樹脂を使用するのが好適であ
る。エネルギー硬化性樹脂としては、光と熱のうち少な
くともいずれか一方により硬化可能であるものを用いる
のが好ましく、特に、アクリル系樹脂、エポキシ系樹
脂、メラミン系樹脂、ポリイミド系樹脂が好適である。
なかでも特に、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まし
い。(2) Transfer Process As shown in FIG. 7D, an uncured light-transmitting layer precursor is provided between the surface of the master 15 on which the lens portion forming recess 16 is formed and the base material 17. Is supplied and is cured by irradiation of ultraviolet rays or the like to form the first light transmissive layer 18. The material of the light-transmitting layer 18 (light-transmitting layer precursor) is not particularly limited as long as it satisfies the characteristics such as optical characteristics (light-transmitting property) required for the microlens array. It is preferable to use a curable resin or a plastic resin. As the energy curable resin, it is preferable to use a resin that can be cured by at least one of light and heat, and acrylic resin, epoxy resin, melamine resin, and polyimide resin are particularly preferable.
Among them, acrylic resins are particularly preferable because by using various commercially available precursors and photosensitizers (photopolymerization initiators), it is easy to obtain those that cure in a short time by irradiation with light.
【００５９】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、光重合開始剤を挙げることができる。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。Specific examples of the basic composition of the photocurable acrylic resin include prepolymers or oligomers, monomers and photopolymerization initiators. Examples of prepolymers or oligomers include acrylates such as epoxy acrylates, urethane acrylates, polyester acrylates, polyether acrylates, spiro acetal acrylates, epoxy methacrylates, urethane methacrylates, polyester methacrylates, and polyethers. Methacrylates such as methacrylates can be used.
【００６０】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。Examples of the monomer include 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, N-vinyl-2-pyrrolidone, carbitol acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, isoborane. Monofunctional monomers such as nyl acrylate, dicyclopentenyl acrylate and 1,3-butanediol acrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate,
Bifunctional monomers such as neopentyl glycol dimethacrylate, ethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, pentaerythritol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate,
Multifunctional monomers such as pentaerythritol triacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate can be used.
【００６１】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。Examples of the photopolymerization initiator include 2,2-
Acetophenones such as dimethoxy-2-phenylacetophenone, α-hydroxyisobutylphenone, butylphenones such as p-isopropyl-α-hydroxyisobutylphenone, p-tert-butyldichloroacetophenone, p-tert-butyltrichloroacetophenone, α, halogenated acetophenones such as α-dichloro-4-phenoxyacetophenone, benzophenone,
Benzophenones such as N, N-tetraethyl-4,4-diaminobenzophenone, benzyls such as benzyl and benzyldimethylketal, benzoins such as benzoin and benzoin alkyl ether, 1-phenyl-1,2
-Oximes such as propanedione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 2-methylthioxanthone, 2
-Xanthones such as chlorothioxanthone and radical generating compounds such as Michler's ketone and benzyl methyl ketal can be used.
【００６２】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
ピルピネート、メチルアミルケトン等が利用可能であ
る。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樹
脂が利用できる。If necessary, compounds such as amines may be added for the purpose of preventing curing inhibition by oxygen, or a solvent component may be added for the purpose of facilitating coating. The solvent component is not particularly limited, various organic solvents, such as propylene glycol monomethyl ether acetate, methoxymethyl propionate, ethoxyethyl propionate, ethyl lactate, ethyl pyrupinate, methyl amyl ketone, etc. It is available. As the resin having plasticity, for example, a thermoplastic resin such as a polycarbonate-based resin, a polymethylmethacrylate-based resin, or an amorphous polyolefin-based resin can be used.
【００６３】基材１７としては、マイクロレンズアレイ
に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、ガラス、シリコンからなるもの
を用いることができる。また、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ものを利用する
ことができる。The base material 17 is not particularly limited as long as it satisfies the optical physical properties such as light transmittance required for the microlens array and the characteristics such as mechanical strength. Those made of quartz, glass, or silicon can be used. Further, plastic materials such as polycarbonate, polyarylate, polyether sulfone, polyethylene terephthalate, polymethylmethacrylate, and amorphous polyolefin can be used.
【００６４】第１の光透過性層１８は、原盤１５の形状
が転写されたものとなる。すなわちレンズ部形成凹部１
６に沿う形状の凸状のレンズ部１９を有するものとな
る。このレンズ部１９は、レンズ部形成凹部１６に沿う
形状であるため、マイクロレンズアレイ１のレンズ部２
と同じ形状となる。The first light transmissive layer 18 has the shape of the master 15 transferred. That is, the lens portion forming recess 1
6 has a lens portion 19 having a convex shape. Since the lens portion 19 has a shape along the lens portion forming concave portion 16, the lens portion 2 of the microlens array 1 is formed.
It has the same shape as.
【００６５】（３）剥離工程
図７（ｅ）に示すように、原盤１５から光透過性層１８
を剥離する。以上の工程によって、レンズ部２と同じ形
状のレンズ部１９を有する光透過性層１８と、基材１７
とからなるマイクロレンズアレイ２１を得る。(3) Peeling Process As shown in FIG. 7E, the light transmitting layer 18 is removed from the master 15.
Peel off. Through the above steps, the light-transmitting layer 18 having the lens portion 19 having the same shape as the lens portion 2, and the base material 17
A microlens array 21 consisting of
【００６６】次いで、図７（ｆ）に示すように、第１の
光透過性層１８上に、未硬化の光透過性層前駆体を供給
し、これを紫外線照射などにより硬化させて第２の光透
過性層２２を形成するとともに、その上にガラスなどか
らなる補強板２３を設ける。第２の光透過性層２２の材
料（光透過性層前駆体）としては、上述の第１の光透過
性層１８の材料として挙げたもの（エネルギー硬化性樹
脂など）を例示できる。これによって、マイクロレンズ
アレイ２１と光透過性層２２と補強板２３とからなる光
学基板２４を得る。Then, as shown in FIG. 7 (f), an uncured light-transmitting layer precursor is supplied onto the first light-transmitting layer 18 and is cured by irradiating with ultraviolet rays to form a second light-transmitting layer precursor. And the reinforcing plate 23 made of glass or the like is provided thereon. Examples of the material of the second light transmissive layer 22 (light transmissive layer precursor) include the materials (energy curable resin, etc.) mentioned as the materials of the first light transmissive layer 18 described above. Thereby, the optical substrate 24 including the microlens array 21, the light transmissive layer 22, and the reinforcing plate 23 is obtained.
【００６７】本実施形態の製造方法では、マイクロレン
ズアレイ１の形状が転写された原盤１５を作製する原盤
作製工程と、原盤１５の形状が転写された第１の光透過
性層１８を形成する転写工程とを有するので、マイクロ
レンズアレイ１に沿う形状のマイクロレンズアレイ２１
を容易に複製することができる。従って、製造効率を高
めるとともに、製造コストを削減することができる。In the manufacturing method of this embodiment, a master manufacturing process for manufacturing the master 15 on which the shape of the microlens array 1 is transferred and a first light transmitting layer 18 on which the shape of the master 15 is transferred are formed. Since it has a transfer step, the microlens array 21 having a shape along the microlens array 1 is formed.
Can be easily duplicated. Therefore, it is possible to increase the manufacturing efficiency and reduce the manufacturing cost.
【００６８】次に、本発明の製造方法の第６の実施形態
を説明する。本実施形態の製造方法は、次に示す工程を
有する。
（転写工程）図８（ａ）に示すように、上記実施形態に
よって製造したマイクロレンズアレイ１を用意する。図
８（ｂ）に示すように、マイクロレンズアレイ１上に、
未硬化の第１の光透過性層前駆体（エネルギー硬化性樹
脂など）を供給し、これを紫外線照射などにより硬化さ
せて第１の光透過性層２５とするとともに、その上に補
強板２６を設ける。第１の光透過性層２５は、マイクロ
レンズアレイ１が転写されたものとなる。すなわち、レ
ンズ部２に沿う形状のレンズ部形成凹部２５ａを有する
ものとなる。Next, a sixth embodiment of the manufacturing method of the present invention will be described. The manufacturing method of the present embodiment has the following steps. (Transfer Step) As shown in FIG. 8A, the microlens array 1 manufactured according to the above embodiment is prepared. As shown in FIG. 8B, on the microlens array 1,
An uncured first light-transmissive layer precursor (energy curable resin or the like) is supplied and cured by ultraviolet irradiation or the like to form a first light-transmissive layer 25, and a reinforcing plate 26 is provided thereon. To provide. The first light transmissive layer 25 is the one to which the microlens array 1 is transferred. That is, the lens portion forming concave portion 25a having a shape along the lens portion 2 is provided.
【００６９】図８（ｃ）および図８（ｄ）に示すよう
に、マイクロレンズアレイ１から光透過性層２５を剥離
する。図８（ｅ）に示すように、第１の光透過性層２５
と、基材１７との間に、未硬化の第２の光透過性層前駆
体を供給し、これを紫外線照射などにより硬化させて第
２の光透過性層２７とする。第２の光透過性層２７は、
第１の光透過性層２５に沿う形状となる。すなわち、レ
ンズ部形成凹部２５ａに沿う形状の凸状のレンズ部２７
ａを有するものとなる。以上の工程によって、レンズ部
２と同じ形状のレンズ部２７ａを有する第２の光透過性
層２７と基材１７とからなるマイクロレンズアレイ２８
上に、第１の光透過性層２５と補強板２６とを有する光
学基板２９を得る。As shown in FIGS. 8C and 8D, the light transmitting layer 25 is peeled from the microlens array 1. As shown in FIG. 8E, the first light transmissive layer 25
The uncured second light transmissive layer precursor is supplied between the substrate and the base material 17, and the second light transmissive layer 27 is cured by irradiating with ultraviolet rays. The second light transmissive layer 27 is
The shape follows the first light transmissive layer 25. That is, the convex lens portion 27 having a shape along the lens portion forming concave portion 25a.
will have a. Through the above steps, the microlens array 28 including the second light-transmitting layer 27 having the lens portion 27a having the same shape as the lens portion 2 and the base material 17 is formed.
An optical substrate 29 having the first light transmissive layer 25 and the reinforcing plate 26 thereon is obtained.
【００７０】本実施形態の製造方法では、マイクロレン
ズアレイ１の形状が転写された第１の光透過性層２５を
形成する転写工程を有するので、マイクロレンズアレイ
１に沿う形状のマイクロレンズアレイ２８を容易に複製
することができる。従って、製造効率を高めるととも
に、製造コストを削減することができる。Since the manufacturing method of this embodiment has a transfer step of forming the first light-transmitting layer 25 on which the shape of the microlens array 1 is transferred, the microlens array 28 having a shape along the microlens array 1 is formed. Can be easily duplicated. Therefore, it is possible to increase the manufacturing efficiency and reduce the manufacturing cost.
【００７１】（光学装置）図９は、本発明の光学装置の
第１の実施形態である表示装置を示す図である。この表
示装置は、マイクロレンズアレイを使用した液晶プロジ
ェクタであり、この液晶プロジェクタ３０は、光源とし
てのランプ３１と、ライトバルブ３２とを有する。ライ
トバルブ３２は、ブラックマトリクスである遮光膜３３
が形成された光透過性基板３４と、光透過性層３５と、
図１に示す構成のマイクロレンズアレイ１とを有する光
学基板３６を備えている。この液晶プロジェクタ３０で
は、ランプ３１から照射された光が、各画素ごとにマイ
クロレンズアレイ１のレンズ部２で集光する。レンズ部
２は、入射する平行光線５１を収束点５２にほぼ収束さ
せることができる形状とされているので、高い集光効率
を得ることができ、表示画面の明るさなどの表示特性を
向上させることができる。(Optical Device) FIG. 9 is a view showing a display device which is a first embodiment of the optical device of the present invention. This display device is a liquid crystal projector using a microlens array, and this liquid crystal projector 30 has a lamp 31 as a light source and a light valve 32. The light valve 32 is a black matrix light-shielding film 33.
A light-transmissive substrate 34 on which is formed, a light-transmissive layer 35,
An optical substrate 36 having the microlens array 1 having the configuration shown in FIG. 1 is provided. In the liquid crystal projector 30, the light emitted from the lamp 31 is condensed by the lens unit 2 of the microlens array 1 for each pixel. Since the lens portion 2 has a shape capable of substantially converging the incident parallel light ray 51 at the converging point 52, high condensing efficiency can be obtained and display characteristics such as brightness of the display screen are improved. be able to.
【００７２】図１０は、本発明の光学装置の第２の実施
形態である撮像装置を示す図である。この撮像装置４０
は、ブラックマトリクスである遮光膜４１が形成された
光透過性基板４２と、光透過性層４３と、図１に示す構
成のマイクロレンズアレイ１とを有する光学基板４４を
備えた撮像素子４５を有する。撮像素子４５が２次元イ
メージセンサである場合には、画素ごとに受光部（例え
ばフォトダイオード）４６が設けられる。撮像素子４５
がＣＣＤ（Charge Coupled Device）型のものである場
合には、各画素の受光部４６からの電荷を高速で転送す
る転送部４７が設けられる。符号４８はカラーフィルタ
であり、符号４９は、対応しない画素からの光が受光部
４６に入射するのを防ぐ遮光膜である。この撮像装置４
０では、入射光が、各画素ごとにマイクロレンズアレイ
１のレンズ部２で集光する。レンズ部２は、入射する平
行光線５１を収束点５２にほぼ収束させることができる
形状とされているので、高い集光効率を得ることができ
る。従って、明るさの点で優れた撮像を得ることができ
る。FIG. 10 is a diagram showing an image pickup apparatus which is a second embodiment of the optical apparatus of the present invention. This imaging device 40
Is an image sensor 45 having an optical substrate 44 having a light-transmitting substrate 42 having a black matrix light-shielding film 41 formed thereon, a light-transmitting layer 43, and the microlens array 1 having the configuration shown in FIG. Have. When the image sensor 45 is a two-dimensional image sensor, a light receiving unit (for example, a photodiode) 46 is provided for each pixel. Image sensor 45
Is a CCD (Charge Coupled Device) type, a transfer unit 47 for transferring charges from the light receiving unit 46 of each pixel at high speed is provided. Reference numeral 48 is a color filter, and reference numeral 49 is a light-shielding film that prevents light from non-corresponding pixels from entering the light receiving section 46. This imaging device 4
At 0, the incident light is condensed by the lens unit 2 of the microlens array 1 for each pixel. Since the lens portion 2 has a shape capable of substantially converging the incident parallel light beam 51 at the converging point 52, it is possible to obtain high light condensing efficiency. Therefore, an excellent image can be obtained in terms of brightness.
【００７３】[0073]
【発明の効果】本発明のマイクロレンズアレイの製造方
法は、レンズ部を、中央部から周辺部に向けて外面の曲
率半径が徐々に大きく、レンズ部に入射する平行光線を
収束点にほぼ収束させることができる形状とするので、
マイクロレンズアレイの集光効率を高めることができ
る。従って、液晶プロジェクタなどの表示装置などに適
用したときに、優れた表示特性を得ることができる。According to the method of manufacturing a microlens array of the present invention, the radius of curvature of the outer surface of the lens portion gradually increases from the central portion to the peripheral portion, and the parallel rays incident on the lens portion are substantially converged at the converging point. Since it has a shape that can be made,
The light collection efficiency of the microlens array can be improved. Therefore, when applied to a display device such as a liquid crystal projector, excellent display characteristics can be obtained.
【図１】 本発明のマイクロレンズアレイの一実施形
態を示す概略構成図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は
要部拡大図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a microlens array of the present invention, (a) is an overall view, and (b) is an enlarged view of a main part.
【図２】 本発明の製造方法の第１の実施形態を示す
工程図である。FIG. 2 is a process drawing showing the first embodiment of the manufacturing method of the present invention.
【図３】 エッチング時の選択比の影響を示す模式図
である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the influence of the selection ratio during etching.
【図４】 本発明の製造方法の第２の実施形態を示す
工程図である。FIG. 4 is a process drawing showing a second embodiment of the manufacturing method of the present invention.
【図５】 本発明の製造方法の第３の実施形態を示す
工程図である。FIG. 5 is a process drawing showing a third embodiment of the manufacturing method of the present invention.
【図６】 本発明の製造方法の第４の実施形態を示す
工程図である。FIG. 6 is a process drawing showing a fourth embodiment of the manufacturing method of the present invention.
【図７】 本発明の製造方法の第５の実施形態を示す
工程図である。FIG. 7 is a process drawing showing a fifth embodiment of the manufacturing method of the present invention.
【図８】 本発明の製造方法の第６の実施形態を示す
工程図である。FIG. 8 is a process drawing showing a sixth embodiment of the manufacturing method of the present invention.
【図９】 本発明の光学装置の第１の実施形態を示す
概略構成図である。FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of an optical device of the present invention.
【図１０】 本発明の光学装置の第２の実施形態を示
す概略構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the optical device of the present invention.
１、２１、２８ マイクロレンズアレイ ２ レンズ部 ２ａ 中央部 ２ｂ 周辺部 ３ 基材 ４ 第１レジスト層 ５ 第２レジスト層 ８ 自己組織化単分子層 １０ テーパ状凹部 １２ 隅部 １３ 周辺部 １５ 原盤 １８ ２５ 第１の光透過性層 ３１ ランプ（光源） ４５ 撮像素子 ５１ 平行光線 ５２ 収束点 1, 21, 28 Micro lens array 2 lens part 2a Central part 2b peripheral part 3 base materials 4 First resist layer 5 Second resist layer 8 Self-assembled monolayer 10 Tapered recess 12 corners 13 Peripheral area 15 Master 18 25 First light-transmissive layer 31 lamp (light source) 45 image sensor 51 parallel rays 52 Convergence point
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｕ Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｄ Ｆターム(参考） 2H091 FA02Y FA29X FA41Z GA01 LA30 2H097 AB03 BB01 FA01 GB00 HB03 LA17 4F213 AD05 AH74 WA41 WA53 WA62 WA67 WA83 WA86 4M118 AA10 AB01 BA10 CA02 FA06 GC07 GD04 GD07 5C024 AX02 CX41 CY47 EX43 GX01─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 27/14 H04N 5/335 U H04N 5/335 H01L 27/14 DF term (reference) 2H091 FA02Y FA29X FA41Z GA01 LA30 2H097 AB03 BB01 FA01 GB00 HB03 LA17 4F213 AD05 AH74 WA41 WA53 WA62 WA67 WA83 WA86 4M118 AA10 AB01 BA10 CA02 FA06 GC07 GD04 GD07 5C024 AX02 CX41 CY47 EX43 GX01
Claims (13)
ズアレイを製造する方法であって、 レンズ部を、中央部から周辺部に向けて外面の曲率半径
が徐々に大きくなり、レンズ部に入射する平行光線を収
束点にほぼ収束させることができる形状とすることを特
徴とするマイクロレンズアレイの製造方法。1. A method of manufacturing a microlens array having a plurality of lens parts, wherein the lens part has a gradually increasing outer surface radius of curvature from a central part to a peripheral part, and the parallel part is incident on the lens part. A method of manufacturing a microlens array, which has a shape capable of substantially converging a light ray at a converging point.
ト層形成工程と、 レジスト層を加熱し溶融させて再形成させるリフロー工
程と、 リフロー工程を経たレジスト層にエッチングを施してレ
ンズ部を得るエッチング工程とを有し、 このエッチング工程において、レジスト層に対する基材
のエッチング選択比が徐々に大きくなるように処理条件
を設定することを特徴とする請求項１記載のマイクロレ
ンズアレイの製造方法。2. A resist layer forming step of forming a resist layer on a base material, a reflow step of heating and melting the resist layer to re-form it, and a resist layer that has undergone the reflow step is etched to obtain a lens portion. 2. The method of manufacturing a microlens array according to claim 1, further comprising an etching step, wherein in the etching step, the processing conditions are set such that the etching selection ratio of the base material to the resist layer gradually increases.
ト層形成工程と、 少なくともレジスト層が形成されていない部分の基材
に、溶融レジストに対する濡れ性を高める表面処理を行
う表面処理工程と、 レジスト層を加熱し溶融させて再形成させるリフロー工
程とを有することを特徴とする請求項１記載のマイクロ
レンズアレイの製造方法。3. A resist layer forming step of forming a resist layer on a base material, and a surface treatment step of subjecting at least a portion of the base material where the resist layer is not formed to a surface treatment for enhancing wettability with respect to the molten resist, The method of manufacturing a microlens array according to claim 1, further comprising a reflow step of heating and melting the resist layer to re-form it.
ジスト層が形成されていない部分の基材表面に、自己組
織化単分子層を形成することによって、この基材表面の
濡れ性を高めることを特徴とする請求項３記載のマイク
ロレンズアレイの製造方法。4. In the surface treatment step, a self-assembled monolayer is formed on at least a portion of the surface of the base material where the resist layer is not formed, whereby the wettability of the base material surface is enhanced. The method for manufacturing a microlens array according to claim 3.
ト層形成工程と、 レジスト層を加熱し溶融させて再形成させるリフロー工
程と、 エッチングによって、レジスト層が形成されていない部
分の基材に、深さ方向に幅が狭くなるテーパ状凹部を形
成するテーパ状凹部形成工程と、 レジスト層およびテーパ状凹部にエッチングを施してレ
ンズ部を得るエッチング工程とを有することを特徴とす
る請求項１記載のマイクロレンズアレイの製造方法。5. A resist layer forming step of forming a resist layer on a base material, a reflow step of heating and melting the resist layer to re-form it, and a base material in a portion where the resist layer is not formed by etching. And a tapered recess forming step of forming a tapered recess having a width narrowing in the depth direction, and an etching step of etching the resist layer and the tapered recess to obtain a lens portion. A method for manufacturing the described microlens array.
ト層形成工程と、 レジスト層を加熱し溶融させて再形成させるリフロー工
程と、 レジスト層下部と基材との間の隅部に周辺部前駆体を供
給することによって、この隅部に周辺部を形成してレン
ズ部を得る周辺部形成工程とを有することを特徴とする
請求項１記載のマイクロレンズアレイの製造方法。6. A resist layer forming step of forming a resist layer on a base material, a reflow step of heating and melting the resist layer to re-form it, and a peripheral portion at a corner between the lower part of the resist layer and the base material. The method of manufacturing a microlens array according to claim 1, further comprising a step of forming a peripheral portion at the corner to obtain a lens portion by supplying a precursor.
の製造方法によって製造されたマイクロレンズアレイに
原盤前駆体を供給することによって、前記マイクロレン
ズアレイの形状が転写された原盤を作製する原盤作製工
程と、 原盤に光透過性層前駆体を供給することによって、原盤
の形状が転写された光透過性層を形成する転写工程とを
有することを特徴とするマイクロレンズアレイの製造方
法。7. A master, on which the shape of the microlens array is transferred, is produced by supplying a master precursor to the microlens array manufactured by the manufacturing method according to claim 1. A method of manufacturing a microlens array, comprising: a step of producing a master and a step of forming a light-transmitting layer having the shape of the master transferred by supplying a light-transmitting layer precursor to the master. .
の製造方法によって製造されたマイクロレンズアレイに
光透過性層前駆体を供給することによって、前記マイク
ロレンズアレイの形状が転写された光透過性層を形成す
る転写工程を有することを特徴とするマイクロレンズア
レイの製造方法。8. The shape of the microlens array is transferred by supplying a light-transmissive layer precursor to the microlens array manufactured by the manufacturing method according to claim 1. A method of manufacturing a microlens array, comprising a transfer step of forming a light transmissive layer.
の製造方法によって製造されたものであることを特徴と
するマイクロレンズアレイ。9. A microlens array manufactured by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 8.
ンズアレイであって、 レンズ部が、中央部から周辺部に向けて外面の曲率半径
が徐々に大きくされ、レンズ部に入射する平行光線を収
束点にほぼ収束させることができる形状とされているこ
とを特徴とするマイクロレンズアレイ。10. A microlens array having a plurality of lens parts, wherein the lens part has a gradually increasing radius of curvature of an outer surface from a central part to a peripheral part, and converges parallel rays incident on the lens part. A microlens array having a shape capable of substantially converging to.
レンズアレイを有する光学装置。11. An optical device having the microlens array according to claim 9.
て、マイクロレンズアレイに向けて光を照射する光源を
有することを特徴とする光学装置。12. The optical device according to claim 11, further comprising a light source that emits light toward the microlens array.
て、マイクロレンズアレイによって集光した光が入射す
る撮像素子を有することを特徴とする光学装置。13. The optical device according to claim 11, further comprising an image sensor on which light condensed by the microlens array is incident.
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