JP2004361641A - マイクロレンズ装置とその製造方法及び電気光学装置並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ間の隙間から直進して出射する光を抑える。
【解決手段】液滴３２を吐出して、基材Ｐ上に互いに隙間Ｓをあけて複数のレンズ部Ｌが形成される。レンズ部Ｌ間の隙間Ｓに、光の直進性を制御する制御材料を塗布する工程を有する。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロレンズ装置とその製造方法及び電気光学装置並びに電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マルチメディアの発展に伴い、多数のマイクロレンズを配置したレンズアレイ（マイクロレンズ装置）の利用も増えている。
このようなマイクロレンズ装置は、例えば液晶プロジェクタにおいて、光源と液晶との間に配置して光量ロスを防止するもの、或いはスクリーン表面に形成して像を明るくするもの、固体撮像素子上に配置して入射光を増加させるもの、ガラスファイバの光通信素子に使われるもの等、多くの用途に使用されている。
【０００３】
この種のマイクロレンズ装置を製造する方法としては、金型を用いてガラス材料を成形する方法、スタンパと基板との間に樹脂を挟み込み成形する方法、フォトリソグラフィ法によるもの等が提案されているが、これらはいずれもマイクロレンズを形成するために型やマスクを必要とし、任意の形状、任意の配置のレンズを速やかに形成することが困難である。
【０００４】
そこで、特許文献１には、透明基板上の表面に液滴を吐出（いわゆるインクジェット法）・硬化させて、凸形状のマイクロレンズを形成する技術が開示されている。
この技術を用いれば、フォトリソグラフィ法や印刷法、成形法などのようにマスクや型を必要とせずに複雑なパターンを容易に形成することが可能となっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１４２６０８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
例えば、平坦な透明基板上にマイクロレンズをアレイに複数配列した場合、レンズ間の隙間では光は拡散されずにそのまま直進することになる。
このようなマイクロレンズアレイ等の光学素子を用いたアプリケーションを考えた場合、コントラストを向上させるためには、光学素子背面から光を投射させたときに光学素子を通った光としては視野角依存が少なく散乱された光が望ましいが、レンズ間の隙間を直進して透過した光によりコントラストが低下する虞があった。
【０００７】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、レンズ間の隙間から直進して出射する光を抑えてコントラストの向上に寄与できるマイクロレンズ装置とその製造方法及び電気光学装置並びに電子機器を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明のマイクロレンズ装置は、液滴を吐出して、基材上に互いに隙間をあけて複数のレンズ部が形成されるマイクロレンズ装置の製造方法であって、前記レンズ部間の隙間に、光の直進性を制御する制御材料を塗布する工程を有することを特徴とするものである。
従って、本発明のマイクロレンズ装置では、レンズ部間の隙間において少なくとも光の一部が直進しないように制御することで、高い視野角を得ることができる。
光の直進性を制御する方式としては、制御材料が光の少なくとも一部を吸収する方式、制御材料が入射した光を反射する方式、制御材料が入射した光を散乱させる方式等を採用可能である。光を散乱させる場合には、制御材料としては前記前記隙間で表面が湾曲して形成することも可能である。
上記の構成では、光の直進性が阻害されるため、視野角依存性が少なくなりコントラストの向上に寄与することが可能になる。
なお、レンズ部間の隙間に制御材料を塗布する方式としては、レンズ部を形成する場合と同様に、制御材料を含む液滴を吐出して、前記隙間に塗布することが複雑なパターンを容易に形成する点から好ましい。
【０００９】
また、本発明では、制御材料を塗布する前に、前記基材上に形成された前記レンズ部を固化させ、且つ前記隙間を親液化する工程を有することが好ましい。
これにより、本発明では、吐出された液滴により形成されたレンズ部が基材との接触角及び液滴の表面張力によってレンズ形状をなして固化するとともに、レンズ部間の隙間に塗布した制御材料を濡れ広がらせて埋めることができる。このとき、レンズ部は固化しているので、塗布した制御材料によりレンズ部の形状、特性等に悪影響が及ぶことを防止できる。
この場合、前記隙間の親液性を維持し、且つ前記固化したレンズ部を撥液化する工程を有することが好ましい。
これにより、レンズ部に制御材料がのった場合でも、制御材料をはじいて親液性を有するレンズ部間の隙間に移動させることが可能になる。
【００１０】
前記レンズ部と、該レンズ間に塗布される前記制御材料とを複数の層に亘って形成する際には、層間で前記レンズ部の位置をずらせることが好ましい。
レンズ部間の隙間に制御材料で形成された箇所（制御部）に、光が直進可能な部位が存在した場合でも、層間でレンズ部の位置をずらせることで、この光が直進可能な部位もずらせることができる。
従って、例えば１層目のレンズ部間の隙間を直進して透過した光でも、２層目のレンズ部間の隙間を透過する際に直進する可能性を低下させることが可能になる。
【００１１】
また、本発明のマイクロレンズ装置は、上記の製造方法により製造されたことを特徴としている。
これにより、本発明では、レンズ部間を直進して通過する光を低下あるいは遮断して、高い視野角でコントラストを向上させることが可能なマイクロレンズ装置を得ることができる。
【００１２】
一方、本発明の電気光学装置は、上記のマイクロレンズ装置を備えることを特徴としている。
また、本発明の電子機器は、上記の電気光学装置を備えることを特徴としている。
これにより、本発明では高い視野角でコントラストが向上した電気光学装置及び電子機器を得ることができる。
【００１３】
電気光学装置が電極間に発光層を有してなる有機ＥＬ発光素子を備える場合、マイクロレンズ装置は、発光面側の前記電極の上方に設けられることが好ましい。
この場合、電極とレンズ部または制御材料が接することで酸化する等の不都合を回避することが可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のマイクロレンズ装置とその製造方法及び電気光学装置並びに電子機器の実施の形態を、図１ないし図１０を参照して説明する。
（第１実施形態）
本実施の形態では、液滴吐出法によって液体吐出ヘッドのノズルから光透過性樹脂を液滴状に吐出し、光透過性を有する基材上に塗布してレンズ部を形成するとともに、レンズ部間の隙間に光遮断性（遮光性）のインクを液滴吐出して塗布する場合の例を用いて説明する。
【００１５】
ここで、基材としては、得られるマイクロレンズを例えばスクリーン用の光学膜などに適用する場合、酢酸セルロースやプロピルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルなどの透明樹脂（光透過性樹脂）からなる光透過性シートあるいは光透過性フィルムが用いられる。また、マイクロレンズをマイクロレンズアレイなどに適用する場合には、基材として、ガラス、ポリカーボネイト、ポリアリレート、ポリエーテルサルフォン、アモルファスポリオレフィン、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などの透明材料（光透過性材料）からなる基板が使用される。
【００１６】
レンズ材料となる光透過性樹脂としては、ポリメチルメタクリレート、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリシクロヘキシルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリジエチレングリコールビスアリルカーボネート、ポリカーボネートなどのアリル系樹脂、メタクリル樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、セルロース系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂などの熱可塑性または熱硬化性の樹脂が挙げられ、これらのうちの一種が用いられ、あるいは複数種が混合されて用いられる。
【００１７】
このような光透過性樹脂にビイミダゾール系化合物などの光重合開始剤を配合することにより、使用する光透過性樹脂を放射線照射硬化型のものとして用いてもよい。すなわち、このような光重合開始剤を配合することにより、前記光透過性樹脂に放射線照射硬化性を付与することができるのである。ここで、放射線とは可視光線、紫外線、遠紫外線、Ｘ線、電子線等の総称であり、特に紫外線が一般的に用いられる。
【００１８】
また、液滴吐出法の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換式、電気熱変換方式、静電吸引方式などが挙げられる。帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御してノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に３０ｋｇ／ｃｍ^２程度の超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進してノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散してノズルから吐出されない。また、電気機械変換方式は、ピエゾ素子（圧電素子）がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって材料を貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間から材料を押し出してノズルから吐出させるものである。
【００１９】
また、電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒータにより、材料を急激に気化させてバブル（泡）を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。また、この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術も適用可能である。液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。なお、液滴吐出法により吐出される液状材料（流動体）の一滴の量は、ヘッドや液滴材料によって異なるものの、通常は１〜２０ｐｌ程度である。
また、吐出する液滴の個数については、形成するマイクロレンズの大きさ等に応じて、例えば３個、５個などのように予め設定しておく。
【００２０】
次に、本発明に係るマイクロレンズ装置としてのマイクロレンズアレイを製造する際に用いられるデバイス製造装置について説明する。
このデバイス製造装置としては、液滴吐出ヘッドから基板に対して液滴を吐出することによりデバイスを製造する液滴吐出装置（インクジェット装置）が用いられる。
【００２１】
図１は、液滴吐出装置ＩＪの概略構成を示す斜視図である。
液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１と、Ｘ軸方向駆動軸４と、Ｙ軸方向ガイド軸５と、制御装置ＣＯＮＴと、ステージ７と、クリーニング機構８と、基台９と、ヒータ１５とを備えている。
ステージ７は、この液滴吐出装置ＩＪによりインク（機能液）を設けられる基板（基材）Ｐを支持するものであって、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。
【００２２】
液滴吐出ヘッド１は、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッドであり、長手方向とＹ軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド１の下面にＹ軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド１の吐出ノズルからは、ステージ７に支持されている基板Ｐに対して、上述した光透過性樹脂を含むインクが吐出される。
【００２３】
Ｘ軸方向駆動軸４には、Ｘ軸方向駆動モータ２が接続されている。Ｘ軸方向駆動モータ２はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸方向駆動軸４を回転させる。Ｘ軸方向駆動軸４が回転すると、液滴吐出ヘッド１はＸ軸方向に移動する。
Ｙ軸方向ガイド軸５は、基台９に対して動かないように固定されている。ステージ７は、Ｙ軸方向駆動モータ３を備えている。Ｙ軸方向駆動モータ３はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＹ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ７をＹ軸方向に移動する。
【００２４】
制御装置ＣＯＮＴは、液滴吐出ヘッド１に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ軸方向駆動モータ２に液滴吐出ヘッド１のＸ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ軸方向駆動モータ３にステージ７のＹ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
クリーニング機構８は、液滴吐出ヘッド１をクリーニングするものである。クリーニング機構８には、図示しないＹ軸方向の駆動モータが備えられている。このＹ軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Ｙ軸方向ガイド軸５に沿って移動する。クリーニング機構８の移動も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
ヒータ１５は、ここではランプアニールにより基板Ｐを熱処理する手段であり、基板Ｐ上に塗布された光透過性樹脂の乾燥を行う。このヒータ１５の電源の投入及び遮断も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００２５】
液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１と基板Ｐを支持するステージ７とを相対的に走査しつつ基板Ｐに対して液滴を吐出する。ここで、以下の説明において、Ｘ軸方向を走査方向、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向を非走査方向とする。したがって、液滴吐出ヘッド１の吐出ノズルは、非走査方向であるＹ軸方向に一定間隔で並んで設けられている。なお、図１では、液滴吐出ヘッド１は、基板Ｐの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッド１の角度を調整し、基板Ｐの進行方向に対して交差させるようにしてもよい。このようにすれば、液滴吐出ヘッド１の角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することが出来る。また、基板Ｐとノズル面との距離を任意に調節することが出来るようにしてもよい。
【００２６】
図２は、ピエゾ方式による液体材料の吐出原理を説明するための図である。
図２において、液体材料（レンズ用インク、光透過性樹脂）を収容する液体室２１に隣接してピエゾ素子２２が設置されている。液体室２１には、液体材料を収容する材料タンクを含む液体材料供給系２３を介して液体材料が供給される。ピエゾ素子２２は駆動回路２４に接続されており、この駆動回路２４を介してピエゾ素子２２に電圧を印加し、ピエゾ素子２２を変形させることにより、液体室２１が変形し、ノズル２５から液体材料が吐出される。この場合、印加電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子２２の歪み量が制御される。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子２２の歪み速度が制御される。ピエゾ方式による液滴吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。
【００２７】
次に、本発明に係るマイクロレンズアレイの製造方法について図３を参照して説明する。
まず、無機透明基板Ｐの表面を、液体材料に対して撥液性に加工する。具体的には、光透過性樹脂に対する接触角が４０°以上となるように基板Ｐに対して表面処理を施す。
表面の撥液性（濡れ性）を制御する方法としては、例えば、基板の表面に自己組織化膜を形成する方法、プラズマ処理法等を採用できる。
【００２８】
自己組織膜形成法では、マイクロレンズを形成すべき基板の表面に、有機分子膜などからなる自己組織化膜を形成する。
基板表面を処理するための有機分子膜は、基板に結合可能な官能基と、その反対側に親液基あるいは撥液基といった基板の表面性を改質する（表面エネルギーを制御する）官能基と、これらの官能基を結ぶ炭素の直鎖あるいは一部分岐した炭素鎖とを備えており、基板に結合して自己組織化して分子膜、例えば単分子膜を形成する。
【００２９】
ここで、自己組織化膜とは、基板の下地層等の構成原子と反応可能な結合性官能基とそれ以外の直鎖分子とからなり、直鎖分子の相互作用により極めて高い配向性を有する化合物を、配向させて形成された膜である。この自己組織化膜は、単分子を配向させて形成されているので、極めて膜厚を薄くすることができ、しかも、分子レベルで均一な膜となる。すなわち、膜の表面に同じ分子が位置するため、膜の表面に均一でしかも優れた撥液性や親液性を付与することができる。
【００３０】
上記の高い配向性を有する化合物として、例えばフルオロアルキルシランを用いることにより、膜の表面にフルオロアルキル基が位置するように各化合物が配向されて自己組織化膜が形成され、膜の表面に均一な撥液性が付与される。
自己組織化膜を形成する化合物としては、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロデシルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロデシルトリクロロシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリメトキシシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリクロロシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等のフルオロアルキルシラン（以下「ＦＡＳ」という）を例示できる。これらの化合物は、単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。なお、ＦＡＳを用いることにより、基板との密着性と良好な撥液性とを得ることができる。
【００３１】
ＦＡＳは、一般的に構造式ＲｎＳｉＸ_{（４−ｎ）}で表される。ここでｎは１以上３以下の整数を表し、Ｘはメトキシ基、エトキシ基、ハロゲン原子などの加水分解基である。またＲはフルオロアルキル基であり、（ＣＦ_３）（ＣＦ_２）ｘ（ＣＨ_２）ｙの（ここでｘは０以上１０以下の整数を、ｙは０以上４以下の整数を表す）構造を持ち、複数個のＲ又はＸがＳｉに結合している場合には、Ｒ又はＸはそれぞれすべて同じでもよく、異なっていてもよい。Ｘで表される加水分解基は加水分解によりシラノールを形成して、基板（ガラス、シリコン）の下地のヒドロキシル基と反応してシロキサン結合で基板と結合する。一方、Ｒは表面に（ＣＦ_２）等のフルオロ基を有するため、基板の下地表面を濡れない（表面エネルギーが低い）表面に改質する。
【００３２】
有機分子膜などからなる自己組織化膜は、上記の原料化合物と基板とを同一の密閉容器中に入れておき、室温で２〜３日程度の間放置することにより基板上に形成される。また、密閉容器全体を１００℃に保持することにより、３時間程度で基板上に形成される。これらは気相からの形成法であるが、液相からも自己組織化膜を形成できる。例えば、原料化合物を含む溶液中に基板を浸積し、洗浄、乾燥することで基板上に自己組織化膜が形成される。
なお、自己組織化膜を形成する前に、基板表面に紫外光を照射したり、溶媒により洗浄したりして、基板表面の前処理を施すことが望ましい。
【００３３】
一方、プラズマ処理法では、常圧又は真空中で基板に対してプラズマ照射を行う。プラズマ処理に用いるガス種は、マイクロレンズを形成すべき基板Ｐの表面材質等を考慮して種々選択できる。処理ガスとしては、例えば、４フッ化メタン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロデカン等を例示できる。
なお、基板Ｐの表面を撥液性に加工する処理は、所望の撥液性を有するフィルム、例えば４フッ化エチレン加工されたポリイミドフィルム等を基板表面に貼着することによって行ってもよい。また、撥液性の高いポリイミドフィルムをそのまま基板として用いてもよい。
このように、自己組織膜形成法やプラズマ処理法を実施することにより、図３（ａ）に示されるように、基板Ｐの表面に撥液性膜Ｆが形成される。
【００３４】
次に、上記の液滴吐出装置ＩＪによる液滴吐出法を用いて、光透過性樹脂を基板Ｐ上のレンズ形成部に塗布する。なお、ここでは、ＵＶ硬化型の光透過性樹脂（以下、ＵＶ硬化樹脂）を吐出・塗布する。
すなわち、この工程では、上述した液滴吐出装置ＩＪの液滴吐出ヘッド１と基板Ｐとを相対移動させながら、図３（ｂ）に示すように、液体吐出ヘッド１からＵＶ硬化樹脂を含むインクを液滴３２として吐出し、その液滴３２を基板Ｐ上の所定のレンズ形成部に配置することでレンズ部Ｌを形成する。より詳細には、液滴吐出ヘッド１と基板Ｐとを相対移動させつつ、所定のピッチで液滴３２を複数吐出することで、隙間Ｓをあけて複数のレンズ部（マイクロレンズ）Ｌを形成する。
このとき、基板Ｐの表面は撥液化処理が施されているため、着弾したＵＶ硬化樹脂の液滴は基板Ｐとの接触角及びインクの表面張力によって略半球のレンズ形状を呈することになる。
【００３５】
次に、ＵＶ硬化樹脂を硬化させるためにＵＶ光（紫外光）を照射する。
すなわち、レンズ部Ｌが形成された基板Ｐに対して、例えば波長１７０〜４００ｎｍの紫外光を照射することにより、ＵＶ硬化樹脂はレンズ形状を維持した状態で固化する。また、基板Ｐの表面の中、レンズ部Ｌ間の隙間ＳでＵＶ光に晒される撥液性膜Ｆは、図３（ｃ）に示されるように、ＵＶ光により分解（撥液性が緩和）され、レンズ形成領域以外は無機ガラス表面となって親液性となる。なお、撥液性膜の分解の程度は紫外光の照射時間で調整できるが、紫外光の強度、波長、熱処理（加熱）との組み合わせ等によって調整することもできる。
この親液化処理においては、ＵＶ硬化樹脂に対する撥液部と親液部との接触角の差が２０〜１８０°となる条件でＵＶ光を照射する。
【００３６】
続いて、基板Ｐ上のレンズ部Ｌに対して撥液化処理を行い、その表面に撥液性を付与する。
撥液化処理としては、例えばフロロカーボンプラズマ処理が挙げられる。このフロロカーボンプラズマ処理により有機物であるレンズ部Ｌの表面にはフッ素イオンが吸着して撥液性となる。
一方、隙間Ｓにおいては、基板Ｐの無機表面がフッ素とあまり結合しないため、親液性が維持されることになる。
【００３７】
次に、ＵＶ硬化樹脂と同様に、液滴吐出装置ＩＪの液滴吐出ヘッド１と基板Ｐとを相対移動させながら、図３（ｄ）に示すように、液体吐出ヘッド１から遮光性の固形分を含むインク（制御材料）を液滴３２ａとして吐出し、その液滴３２ａをレンズ部Ｌ間の隙間Ｓに配置することで、遮光により光の直進性を制御する遮光部Ｓ１を形成する。光直進性の制御材料であるインクとしては、例えばカラーフィルタ等に用いられるＲ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の各色を混合したもの（例えば熱硬化性アクリル樹脂、有機顔料、ジエチレングリコールブチルエーテル誘導体等で組成されるもの）や、クロム等の金属を含有するインク、銀（Ａｇ）ペーストを含むインク等を用いることが可能である。この場合、入射した光を吸収したり反射することにより、光を遮光する（透過させない）ことができる。
【００３８】
なお、遮光性インクの液滴を吐出した際、レンズ部Ｌは撥液性を付与されているので、吐出された液滴の一部がレンズ部Ｌにのってもレンズ部Ｌからはじかれ、レンズ部Ｌ間の隙間Ｓに溜まるようになる。さらに、隙間Ｓの基板表面は親液性を付与されているため、吐出されたインクが隙間Ｓにてより拡がり易くなり、これによって液状体が、分断されることなく所定位置内でより均一に隙間Ｓを埋め込むようにすることができる。
この後、ヒータ等により、基板Ｐを乾燥（焼成）することにより、隙間Ｓに遮光性膜であるブラックマトリクスが形成される。
【００３９】
このように、本実施の形態では、レンズ部Ｌ間の隙間Ｓに遮光性インクを塗布するので、隙間Ｓを介して光が直進して出射することを防止できる。そのため、視野角依存性が小さくなり、コントラストの向上に寄与することが可能になる。
また、本実施の形態では、隙間Ｓの基板表面を親液化しているので、吐出した遮光性のインクを隙間Ｓで良好に濡れ広がらせて均一に埋めることが可能になる。特に、本実施の形態では、ＵＶ硬化樹脂にＵＶ照射して固化する際に隙間Ｓを親液化できるので、親液化処理工程を別途設ける必要がなくなり、生産工程の簡素化に寄与できる。加えて、本実施の形態では、液滴吐出によりＵＶ硬化樹脂及び遮光性インクを塗布しているので、容易にマイクロレンズアレイを形成することが可能となっている。
【００４０】
さらに、本実施の形態では、隙間Ｓにおける親液性を維持した状態でレンズ部Ｌを撥液化する工程を設けているので、遮光性インクの液滴を吐出した際、吐出された液滴の一部がレンズ部Ｌにのってもレンズ部Ｌからはじいて、レンズ部Ｌ間の隙間Ｓに溜めることができる。そのため、光透過性を要するレンズ部Ｌに遮光性インクに含まれる遮光剤が残留することを効果的に防止することができ、マイクロレンズアレイとしての品質が低下してしまうことを防ぐことができる。
【００４１】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、レンズ部Ｌ間の隙間Ｓに入射した光を遮光する構成としたが、全ての光を遮光するのではなく一部が透過する材料を用いても視野角依存性を小さくする点では効果がある。また、光の少なくとも一部を遮光するのではなく、インクに散乱剤を含有させ、入射した光を散乱して出射させることにより直進性を制御する構成としてもよい。この場合、隙間Ｓを通過した光のほとんどが出射することになるが、散乱した光として出射するので高視野角化に寄与できる。
【００４２】
また、光を散乱させる形態としては、散乱剤を含むインクを用いるのではなく、レンズ部Ｌと同一のＵＶ硬化樹脂を用いることも可能である。
すなわち、隙間Ｓにおける基板表面の接触角や隙間Ｓに吐出したＵＶ硬化樹脂の焼成条件を調整することで、図４（ａ）に示すように、表面が上方へ膨出するように湾曲した凸形状や、逆に隙間Ｓの中央部が没するように湾曲した凹形状に形成してもよい。この場合、隙間Ｓに入射した光は、出射する際に屈折するため、直進を妨げることができる。従って、直進する光による視野角依存性を小さくしてコントラスト向上に寄与することができる。
【００４３】
（第３実施形態）
図５は、２層構造にしたマイクロレンズアレイの断面図である。
この図に示すように、上記第１実施形態と同様の工程で、まず基板Ｐ上にレンズ部Ｌと、レンズ部Ｌ間に遮光部Ｓ１とを１層目として形成し、次いでこれらを被覆する被覆層Ｈを形成する。この被覆層Ｈとしては、透光性を有し、上記の親液化処理（ＵＶ照射処理）を考慮して、例えば窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）等のセラミックスや酸化珪素（ＳｉＯ_２）を用いることができる。
そして、基材としての被覆層Ｈ上に１層目と同様に２層目のマイクロレンズアレイを形成する。このとき、層間でレンズ部Ｌの位置がずれるように配置する。より好ましくは、図に示すように、１層目と２層目とでレンズ部Ｌのピッチが半ピッチ（π／２）ずれるように配置形成する。
なお、この実施形態においても、レンズ部Ｌ間の隙間に形成されるのは入射した光を遮光するものに限られず、既述の散乱させるものであってもよい。
【００４４】
このように、複数の層に亘ってレンズ部Ｌ及び遮光部Ｓ１を有するマイクロレンズアレイを形成する際には、層間でレンズ部Ｂの位置をずらせることで、１層目の隙間Ｓから光が出射して２層目のレンズ部間の隙間に入射した場合でも、２層目で遮光される可能性が高くなる。また、光を遮光するのではなく散乱させる場合でも、１層目から直進した光は２層目で１層目とは異なる位置から出射するため、光が２層目から直進して出射する可能性を大幅に少なくすることができる。 そのため、本実施形態でも、直進する光による視野角依存性を小さくしてコントラスト向上に寄与することができる。
【００４５】
（第４実施形態）
第４実施形態として、本発明の電気光学装置の一例である液晶表示装置について説明する。
図６は、液晶表示装置の断面構造を示す図である。
この図に示す液晶表示装置には、ＴＦＴアレイ基板４０と対向基板４１とが対向配置されており、これら基板４０、４１間に液晶からなる液晶層５０が挟持されている。ＴＦＴアレイ基板４０は、石英、ガラス等の透光性材料からなり、その内面（液晶層と接する面）上に画素電極４３に接続されたＴＦＴ４２が形成されている。また、ＴＦＴアレイ基板４０の最表面には、配向膜４４が形成されている。
一方、対向基板４１は、石英、ガラス等の透光性材料からなり、その内面（液晶層５０と接する面）上にＩＴＯ等の透明導電膜からなる共通電極４５が形成されている。対向基板４１の最表面には、ＴＦＴアレイ基板４０と同様、配向膜４６が形成されている。
【００４６】
また、対向基板４１の外面（液晶層５０と接する面と反対側の面）側には、対向基板４１から所定距離離間した位置に、上述の製造方法で製造された集光手段としてのマイクロレンズアレイ（マイクロレンズ装置）ＬＡが設置されている。マイクロレンズアレイＬＡは、複数のマイクロレンズＬをマトリクス状に配置したものである。
マイクロレンズアレイＬＡは最適な位置に位置合わせされた後、任意の固定手段によって液晶セル４７に対して固定することが望ましい。入射光Ｌｉは、マイクロレンズアレイＬＡ、対向基板４１、液晶層５０、ＴＦＴアレイ基板４０という順で透過する構成となっており、マイクロレンズアレイＬＡに入射した光Ｌｉは、画素領域Ｇに所定のスポット径で集光される。
本実施の形態では、マイクロレンズアレイＬＡが上述の製造方法で製造されているため、レンズ部Ｌに入射した光Ｌｉは液晶セル４７に集光され、レンズ部Ｌ間に入射した光は隙間Ｓにおいて遮光（または散乱）されるため、直進した光に起因して視野角依存性が大きくなることを防止してコントラストが向上した液晶表示装置を得ることができる。
【００４７】
（第５実施形態）
図７は、光変調手段（ライトバルブ）として上記第４実施形態の液晶表示装置を３個用いた、いわゆる３板式の投射型液晶表示装置（液晶プロジェクタ）の一例を示す概略構成図である。図中、符号１１００は光源、１１０８はダイクロイックミラー、１１０６は反射ミラー、１１２２，１１２３，１１２４はリレーレンズ、１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂは液晶ライトバルブ、１１１２はクロスダイクロイックプリズム、１１１４は投射レンズ系を示す。
【００４８】
光源１１００は、メタルハライド等のランプ１１０２とランプ１１０２の光を反射するリフレクタ１１０１とから構成されている。青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー１１０８は、光源１１００からの白色光のうちの赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー１１０６で反射され、赤色光用液晶ライトバルブ１００Ｒに入射される。
【００４９】
一方、ダイクロイックミラー１１０８で反射された色光のうち、緑色光は、緑色光反射のダイクロイックミラー１１０８によって反射され、緑色用液晶ライトバルブ１００Ｇに入射される。一方、青色光は、第２のダイクロイックミラー１１０８も透過する。青色光に対しては、光路長が緑色光、赤色光と異なるのを補償するために、入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３、出射レンズ１１２４を含むリレーレンズ系からなる導光手段１１２１が設けられ、これを介して青色光が青色光用液晶ライトバルブ１００Ｂに入射される。なお、図示は省略しているが、各色光用液晶ライトバルブ１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの入射側には、上記実施の形態の液晶表示装置におけるマイクロレンズアレイが設けられている。
【００５０】
各ライトバルブ１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂにより変調された３つの色光はクロスダイクロイックプリズム１１１２に入射する。このプリズムは、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されたものである。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ系１１１４によってスクリーン１１２０上に投射され、画像が拡大されて表示される。
【００５１】
図８は、上記のマイクロレンズアレイを備えたプロジェクタ用スクリーンの一例を示す図であり、図８中符号１１２０はプロジェクター用スクリーン（以下、スクリーンと略称する）である。このスクリーン１１２０は、フィルム基材５１上に、粘着層５２を介してレンチキュラーシート５３が貼設され、さらにその上にフレネルレンズ５４、散乱膜５５がこの順に配設されて構成されたものである。
【００５２】
レンチキュラーシート５３は、光透過性シート（基材）１１上に多数のマイクロレンズ（レンズ部）Ｌを、レンズ間に遮光部Ｓ１を配置して構成されたものである。また、散乱膜５５は、前記のレンチキュラーシート５３の場合に比べ、光透過性シート１１上にマイクロレンズ（レンズ部）Ｌを疎に配置して構成されたものである。
なお、光透過性シート１１としては、上述した酢酸セルロースやプロピルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルなどの透明樹脂（光透過性樹脂）を用いることができる。
【００５３】
このようなスクリーン１１２０にあっては、レンチキュラーシート５３及び散乱膜５５として前記のマイクロレンズアレイＬＡを用いていることから、良好な拡散性能を有しコントラストが向上することにより、スクリーン１１２０上に投射される像の画質を高めることができるとともに、スクリーン１１２０上に投射される像の視認性を高めることができる。
また、上記構成の投射型液晶表示装置においては、上記実施の形態の液晶表示装置を用いたことにより、高コントラストの表示品位に優れた投射型液晶表示装置を実現することができる。
なお、投射型液晶表示装置の形式としては、フロント型、リア型のいずれであっても適用可能である。
【００５４】
（第６実施形態）
図９は、本発明に係るマイクロレンズ装置を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置（有機ＥＬ装置）を示す概略断面図である。
本有機ＥＬ装置（電気光学装置）６１は、基板Ｐと、基板Ｐの上に設けられた陰極６３と、陰極６３の上に設けられた有機ＥＬ膜（発光層）６４と、有機ＥＬ膜６４の上に設けられた透明な陽極（ＩＴＯ）６５とを有している。陰極６３、有機ＥＬ膜６４及び陽極６５で有機ＥＬ発光素子を構成している。
陰極６３と有機ＥＬ膜６４は、基板Ｐ上において複数設けられており、それぞれ画素をなしている。また、基板Ｐには有機ＥＬ素子をアクティブに駆動するトランジスタ６２が設けられている。また、陽極６５の上にはＳｉＯ_２等の無機材で形成された保護膜（保護層）６６が設けられている。
【００５５】
さらに、本有機ＥＬ装置６１では、保護膜６６の上、すなわち有機ＥＬ素子の陽極（発光面側電極）６５の上方に、上述の製造方法を用いて、レンズ部Ｌ及び遮光部Ｓ１を有するマイクロレンズアレイＬＡが設けられている。この場合、陽極６５とマイクロレンズアレイＬＡとの間に保護膜６６が介在することが、陽極６５の酸化防止のために好ましい。マイクロレンズアレイＬＡの各レンズ部Ｌは、有機ＥＬ素子の画素（陰極６３と有機ＥＬ膜６４）毎に配置されている。このマイクロレンズアレイＬＡの各レンズ部と有機ＥＬ素子の画素との配置は、図１に示す構成に限らず、マイクロレンズアレイＬＡにおける複数のレンズ部Ｌ毎に、１つの有機ＥＬ素子の画素が配置されているものとしてもよい。また、マイクロレンズアレイＬＡにおける１つのレンズ部Ｌ毎に、複数の有機ＥＬ素子の画素が配置されているものとしてもよい。
【００５６】
これらの構成により、有機ＥＬ膜６４から出射された光は、透明な陽極６５から透過し、次いで透明な保護膜６６を透過し、次いでマイクロレンズアレイＬＡのレンズ部Ｌを透過して、有機ＥＬ装置６１の外へ出射する。
ここで、有機ＥＬ膜６４から出射された光のうちで、基板Ｐ面に対して斜めに出射された光でも、マイクロレンズアレイＬＡのレンズ部Ｌで、基板Ｐ面に対して垂直方向に屈折されて装置の外部に出射する。したがって、有機ＥＬ膜６４から出射された光のほとんど全て（例えば、９５％以上）を有機ＥＬ装置６１の外へ出射させることができ、その光を肉眼へ到達させることができる。
また、有機ＥＬ膜６４から出射された光のうち、遮光部Ｓ１に入射した光はここで遮光されるため有機ＥＬ装置６１の外へは出射しない。従って、直進して出射した光によって視野角依存性が大きくなることはなく、出射された光をコントラストが向上した状態で効率よく利用することが可能になる。
【００５７】
（第７実施形態）
第７実施形態として、本発明の電子機器の具体例について説明する。
図１０（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１０（ａ）において、６００は携帯電話本体を示し、６０１は上記第４実施形態の液晶表示装置を備えた液晶表示部を示している。
図１０（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１０（ｂ）において、７００は情報処理装置、７０１はキーボードなどの入力部、７０３は情報処理本体、７０２は上記第４実施形態の液晶表示装置を備えた液晶表示部を示している。
図１０（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１０（ｃ）において、８００は時計本体を示し、８０１は上記第４実施形態の液晶表示装置を備えた液晶表示部を示している。なお、上記液晶表示装置をこの種の電子機器に搭載する際には、液晶表示装置の光源となるバックライトと液晶セルとの間にマイクロレンズアレイが位置する構成とすればよい。
図１０（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、上記第４実施形態の液晶表示装置を備えたものであるので、高コントラストの液晶表示部を備えた電子機器を実現することができる。
なお、本実施形態の電子機器は液晶装置を備えるものとしたが、有機ＥＬ装置等、他の電気光学装置を備えた電子機器とすることもできる。
【００５８】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、液滴吐出方式によりレンズ部Ｌ間の隙間Ｓに遮光材または散乱材を含むインクを塗布する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えばスピンコート法、ディッピング法、キャスト法等の方法により塗布する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】液滴吐出装置の概略斜視図である。
【図２】ピエゾ方式による液状体の吐出原理を説明するための図である。
【図３】マイクロレンズアレイの製造方法の手順を示す図である。
【図４】他の製造方法を示す図である。
【図５】２層構造のマイクロレンズアレイを示す図である。
【図６】液晶表示装置の断面構造を示す図である。
【図７】投射型液晶表示装置の一例を示す概略構成図である。
【図８】プロジェクタ用スクリーンの一例を示す図である。
【図９】有機ＥＬ装置を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の電子機器の具体例を示す図である。
【符号の説明】
Ｌ レンズ部（マイクロレンズ）、ＬＡ マイクロレンズアレイ（マイクロレンズ装置）、Ｐ 基板（基材）、Ｓ 隙間、Ｓ１ 遮光部、１１ 光透過性シート（基材）、３２ 液滴、６１ 有機ＥＬ装置（電気光学装置）、６４ 有機ＥＬ膜（発光層）、６５ 陽極（電極）、６６ 保護膜（保護層）、６００ 携帯電話本体（電子機器）、７００ 情報処理装置（電子機器）、８００ 時計本体（電子機器）

Claims (13)

1. 液滴を吐出して、基材上に互いに隙間をあけて複数のレンズ部が形成されるマイクロレンズ装置の製造方法であって、
   前記レンズ部間の隙間に、光の直進性を制御する制御材料を塗布する工程を有することを特徴とするマイクロレンズ装置の製造方法。
2. 請求項１記載のマイクロレンズ装置の製造方法において、
   前記制御材料を塗布する前に、前記基材上に形成された前記レンズ部を固化させ、且つ前記隙間を親液化する工程を有することを特徴とするマイクロレンズ装置の製造方法。
3. 請求項２記載のマイクロレンズ装置の製造方法において、
   前記隙間の親液性を維持し、且つ前記固化したレンズ部を撥液化する工程を有することを特徴とするマイクロレンズ装置の製造方法。
4. 請求項１から３のいずれかに記載のマイクロレンズ装置の製造方法において、
   前記レンズ部と、該レンズ間に塗布される前記制御材料とを複数の層に亘って形成する際に、層間で前記レンズ部の位置をずらせることを特徴とするマイクロレンズ装置の製造方法。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のマイクロレンズ装置の製造方法において、
   前記制御材料を含む液滴を吐出して、前記隙間に塗布することを特徴とするマイクロレンズ装置の製造方法。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のマイクロレンズ装置の製造方法において、
   前記制御材料は、前記光の少なくとも一部を吸収することを特徴とするマイクロレンズ装置の製造方法。
7. 請求項１から５のいずれかに記載のマイクロレンズ装置の製造方法において、
   前記制御材料は、前記光を反射することを特徴とするマイクロレンズ装置の製造方法。
8. 請求項１から５のいずれかに記載のマイクロレンズ装置の製造方法において、
   前記制御材料は、前記光を散乱させることを特徴とするマイクロレンズ装置の製造方法。
9. 請求項８記載のマイクロレンズ装置の製造方法において、
   前記制御材料は、前記隙間で表面が湾曲して形成されることを特徴とするマイクロレンズ装置の製造方法。
10. 請求項１から９のいずれかに記載の製造方法により製造されたことを特徴とするマイクロレンズ装置。
11. 請求項１０記載のマイクロレンズ装置を備えることを特徴とする電気光学装置。
12. 請求項１１記載の電気光学装置において、
    電極間に発光層を有してなる有機ＥＬ発光素子を備えてなり、
    前記マイクロレンズ装置は、発光面側の前記電極の上方に設けられることを特徴とする電気光学装置。
13. 請求項１１または１２記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。

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