JP3289202B2 - Microlens array, microlens, and method of manufacturing microlens - Google Patents

Microlens array, microlens, and method of manufacturing microlens

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JP3289202B2 JP30972793A JP30972793A JP3289202B2 JP 3289202 B2 JP3289202 B2 JP 3289202B2 JP 30972793 A JP30972793 A JP 30972793A JP 30972793 A JP30972793 A JP 30972793A JP 3289202 B2 JP3289202 B2 JP 3289202B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロレンズアレ
イ、マイクロレンズ及びマイクロレンズの製造方法に関
する。具体的にいうと、本発明は、液晶表示パネルに用
いて画素開口領域に光束を集光させるためのマイクロレ
ンズアレイ及びマイクロレンズに関する。さらに、この
マイクロレンズを製造するための方法に関する。
The present invention relates to a microlens array, a microlens, and a method for manufacturing a microlens.
I do. Specifically, the present invention relates to a microlens array and a microlens used for a liquid crystal display panel for condensing a light beam on a pixel opening region. Furthermore, this
The present invention relates to a method for manufacturing a microlens.

【0002】[0002]

【背景技術とその問題点】マイクロレンズアレイは、フ
ァイン・オプティクスその他の分野における重要な光学
素子として、今後ますます需要が高まることが予想され
る。以下、液晶テレビプロジェクタへの応用例とその問
題点を説明する。
[Background Art and its Problems] Microlens arrays are expected to increase in demand in the future as important optical elements in fine optics and other fields. Hereinafter, an example of application to a liquid crystal television projector and its problems will be described.

【0003】液晶テレビプロジェクタ31は、図13に
示すように、反射鏡32付きの白色ランプ33及びコン
デンサレンズ34からなるバックライト光源35と、2
枚の偏光板36に挟まれた液晶表示パネル37と、投影
レンズ38とから構成されている。
As shown in FIG. 13, a liquid crystal television projector 31 has a backlight light source 35 comprising a white lamp 33 having a reflector 32 and a condenser lens 34,
It comprises a liquid crystal display panel 37 sandwiched between two polarizing plates 36 and a projection lens 38.

【0004】図14は上記液晶表示パネル37の構成を
模型的に示す平面図、図15(a)は液晶表示パネル3
7のほぼ1つの画素40の構造を具体的に示す断面図、
図15(b)は図15(a)のM−M線断面図である。
この液晶表示パネル37にあっては、ガラス基板41上
に透明電極42がマトリックス状に形成され、各透明電
極42間に横方向に表示電極Y1,Y2,…,Yjが配線
され、絶縁膜43を介して縦方向に走査電極X1,X2
…,Xiが配線されている。また、各透明電極42の近
傍には半導体層48を有するスイッチング用の薄膜トラ
ンジスタ44が設けられており、薄膜トランジスタ44
のドレイン電極45は透明電極42に接続され、ソース
電極46は走査電極X1,X2,…,Xiに接続され、ゲ
ート電極47は表示電極Y1,Y2,…,Yjに接続され
ている。また、ガラス基板41の上方には下面に対向透
明電極50、絶縁膜51及びカラーフィルタ52を設け
られた対向ガラス基板49がスペーサ53を介して設け
られており、ガラス基板41と対向ガラス基板49の間
には液晶54が封止されている。
FIG. 14 is a plan view schematically showing the structure of the liquid crystal display panel 37, and FIG.
7 is a cross-sectional view specifically showing the structure of almost one pixel 40;
FIG. 15B is a cross-sectional view taken along line MM of FIG.
This is the liquid crystal display panel 37, the transparent electrode 42 on the glass substrate 41 are formed in a matrix, the display electrodes Y 1 in the transverse direction between the transparent electrodes 42, Y 2, ..., Y j is wired, Scan electrodes X 1 , X 2 ,.
..., X i are wired. A switching thin film transistor 44 having a semiconductor layer 48 is provided near each transparent electrode 42.
, The source electrode 46 is connected to the scan electrodes X 1 , X 2 ,..., X i , and the gate electrode 47 is connected to the display electrodes Y 1 , Y 2 ,. Have been. An opposing glass substrate 49 provided with an opposing transparent electrode 50, an insulating film 51, and a color filter 52 on the lower surface is provided above the glass substrate 41 via a spacer 53, and the glass substrate 41 and the opposing glass substrate 49 are provided. The liquid crystal 54 is sealed between them.

【0005】しかして、走査電極X1,X2,…,Xi
走査電圧を印加し、走査電圧と同期させながら表示電極
1,Y2,…,Yjに画像信号を送ることにより交点
(選択点)の薄膜トランジスタ44をオンさせ、液晶5
4の偏光特性を変化させて画素40を表示させることが
でき、液晶表示パネル37に2次元の動画像を表示させ
ることが可能となっている。しかして、図13に示すよ
うに、バックライト光源35をオンしてバックライト光
源35からの光束αによって2枚の偏光板36に挟まれ
た液晶表示パネル37を照らせば、液晶表示パネル37
に表示された動画像が投影レンズ38によって拡大さ
れ、スクリーン39に投影される。
A scanning voltage is applied to the scanning electrodes X 1 , X 2 ,..., X i , and an image signal is sent to the display electrodes Y 1 , Y 2 ,. The thin film transistor 44 at the intersection (selection point) is turned on, and the liquid crystal 5
The pixel 40 can be displayed by changing the polarization characteristics of the pixel 4, and a two-dimensional moving image can be displayed on the liquid crystal display panel 37. Then, as shown in FIG. 13, when the backlight light source 35 is turned on and the liquid crystal display panel 37 sandwiched between the two polarizing plates 36 is illuminated by the light flux α from the backlight light source 35, the liquid crystal display panel 37
Is enlarged by the projection lens 38 and projected on the screen 39.

【0006】このような液晶テレビプロジェクタ31に
あっては、画像の分解能を高める(表示容量を増大させ
る)ため液晶表示パネル37の画素寸法の縮小化が進め
られているが、走査電極X1,X2,…,Xiや表示電極
1,Y2,…,Yj等が配線されている配線領域55を
縮小すると、歩止まりの低下や電気抵抗の増大等の弊害
を生じるので、透明電極42の配置されている画素開口
領域56の面積を縮小することによって画素寸法の縮小
化を図っている。
[0006] In the liquid crystal TV projector 31 as this enhances the resolution of the image but reduction of the pixel size of the (display capacity increase) for the liquid crystal display panel 37 has been advanced, the scan electrodes X 1, If the wiring area 55 in which X 2 ,..., X i and the display electrodes Y 1 , Y 2 ,..., Y j are wired is reduced, adverse effects such as a decrease in yield and an increase in electric resistance occur. The pixel size is reduced by reducing the area of the pixel opening region 56 in which the electrode 42 is arranged.

【0007】しかしながら、図18に示すように、液晶
表示パネル37に入射する光束αのうち画素開口領域5
6に入射する光束αは液晶表示バネル37を透過する
が、配線領域55に入射する光束αは走査電極X1
2,…,Xiや表示電極Y1,Y2,…,Yj等に遮蔽さ
れ、スクリーン39側へ透過できない。このため、図1
8(1画素分の領域に入射及び透過する光束αには破線
による斜線を施している。)から明らかなように、画素
40の有効開口率は、 画素40の有効開口率=画素開口領域56の面積/画素
40の全面積 となる。この結果、画素開口領域56の面積を縮小させ
ると、画素40の有効開口率が低下するため、照明光の
透過率が低下し、画面が暗くなるという問題があった。
例えば、図16には、画素40をデルタ配列(三角配
列)した液晶表示パネル37における透明電極42及び
走査電極X1,X2,…,Xi、表示電極Y1,Y2,…,
j等の具体的な配置パターンを示しているが、このよ
うな液晶表示パネル37の全ての画素40をオンにして
も、この液晶表示パネル37の発光面積は図17の白抜
き領域(発光領域である画素開口領域56を白抜きで示
す。一方、影となる配線領域55は斜線を施してい
る。)で示すような割合にしかならず、透明電極42を
小さくすると液晶表示パネル37の画面が暗くなってい
た。
However, as shown in FIG. 18, the pixel aperture region 5 of the light flux α incident on the liquid crystal display
6 is transmitted through the liquid crystal display panel 37, but the light flux α incident on the wiring region 55 is not scanned by the scanning electrodes X 1 and X 1 .
X 2, ..., X i and the display electrodes Y 1, Y 2, ..., are shielded to the Y j like, can not pass through the screen 39 side. Therefore, FIG.
8 (the luminous flux α that enters and passes through the area of one pixel is indicated by oblique lines with broken lines), the effective aperture ratio of the pixel 40 is: effective aperture ratio of the pixel 40 = pixel aperture area 56 Area / total area of pixel 40. As a result, when the area of the pixel opening region 56 is reduced, the effective aperture ratio of the pixel 40 is reduced, so that the transmittance of the illumination light is reduced and the screen becomes dark.
For example, FIG. 16 shows a transparent electrode 42 and scan electrodes X 1 , X 2 ,..., X i , display electrodes Y 1 , Y 2 ,.
Although a specific arrangement pattern such as Yj is shown, even if all the pixels 40 of such a liquid crystal display panel 37 are turned on, the light emitting area of the liquid crystal display panel 37 has a white area (light emitting area) in FIG. The pixel opening area 56, which is an area, is shown in white. On the other hand, the wiring area 55 serving as a shadow is shaded.) When the transparent electrode 42 is made smaller, the screen of the liquid crystal display panel 37 becomes smaller. It was dark.

【0008】図19に示すものは別な従来例の斜視図で
あって、マイクロレンズアレイ57を備えた液晶表示パ
ネル37を示している。なお、図19においては、1つ
の画素40に斜線を施してあり、対応するマイクロレン
ズ体58にも斜線を施している。この従来例にあって
は、レンズ形状が円形をしたマイクロレンズ体58を液
晶表示パネル37の画素40と同様に配列したマイクロ
レンズアレイ57を液晶表示パネル37のバックライト
光源35側に設置してあり、バックライト光源35から
の光を画素開口領域56に集光させることによって画面
を明るくしている。
FIG. 19 is a perspective view of another conventional example, showing a liquid crystal display panel 37 provided with a microlens array 57. In FIG. 19, one pixel 40 is hatched, and the corresponding microlens body 58 is also hatched. In this conventional example, a microlens array 57 in which microlenses 58 having a circular lens shape are arranged in the same manner as the pixels 40 of the liquid crystal display panel 37 is installed on the backlight light source 35 side of the liquid crystal display panel 37. In this case, the screen is brightened by condensing the light from the backlight light source 35 into the pixel opening area 56.

【0009】しかしながら、このようなレンズ形状が円
形をしたマイクロレンズアレイ57を備えた液晶表示パ
ネル37にあっては、集光に寄与しないデッドスペース
(つまり、マイクロレンズ体58とマイクロレンズ体5
8との間の空隙部分)が多いため、マイクロレンズアレ
イ57の有効開口率(=マイクロレンズ体58の面積
[図19の斜線領域]の総和/マイクロレンズアレイ5
7の全体の面積)が低く、光の利用効率をさほど高める
ことができなかった。
However, in the liquid crystal display panel 37 including the microlens array 57 having such a circular lens shape, a dead space that does not contribute to light collection (that is, the microlens body 58 and the microlens body 5).
8, the effective aperture ratio of the microlens array 57 (= the sum of the areas of the microlens bodies 58 [shaded area in FIG. 19]) / the microlens array 5
7 as a whole) was low, and the light use efficiency could not be increased so much.

【0010】図20に示すものはさらに別な従来例であ
って、この従来例に用いられているマイクロレンズアレ
イ59においては、マイクロレンズ体60のレンズ形状
を矩形状(長方形)にしてマイクロレンズ体60間の隙
間をなくし、有効開口率を高めている。なお、マイクロ
レンズ体60は液晶表示パネル37の画素40と同じピ
ッチで配列され、画素40がマトリックス配列されてい
る場合はマイクロレンズ体60もマトリックス配列さ
れ、画素40がデルタ配列されている場合は図21に示
すようにマイクロレンズ体60もデルタ配列される。こ
のようなマイクロレンズアレイ59を使用すれば、マイ
クロレンズアレイ59のデッドスペースをなくすことが
でき、図22に示すように、バックライト光源35から
の照明光を全て画素開口領域56に集光させることがで
き、光の利用効率を極めて高くすることができる。
FIG. 20 shows still another conventional example. In a microlens array 59 used in this conventional example, the microlens body 60 has a rectangular (rectangular) lens shape. The gap between the bodies 60 is eliminated, and the effective aperture ratio is increased. The microlens bodies 60 are arranged at the same pitch as the pixels 40 of the liquid crystal display panel 37. When the pixels 40 are arranged in a matrix, the microlens bodies 60 are also arranged in a matrix, and when the pixels 40 are arranged in a delta arrangement. As shown in FIG. 21, the microlens bodies 60 are also arranged in a delta arrangement. By using such a microlens array 59, the dead space of the microlens array 59 can be eliminated, and as shown in FIG. 22, all the illumination light from the backlight light source 35 is focused on the pixel opening area 56. Light utilization efficiency can be extremely increased.

【0011】しかしながら、実際には画像の分解能を高
めるために画素開口領域56の面積を小さくしていく
と、以下の理由から照明光を画素開口領域56に集光す
ることができなくなり、光の利用効率が悪くなる。すな
わち、このようなマイクロレンズアレイは、ガラス基板
上に配列したレンズ母材を溶融させ、溶融したレンズ母
材が表面張力によってレンズ形状になったときに冷却硬
化させて作製しているので、レンズ形状が円形でない場
合はレンズ中心を通る各径方向によってレンズ面の曲率
差が大きくなり、非点収差が発生するために1点に集光
することができない。
However, when the area of the pixel opening area 56 is actually reduced to increase the resolution of the image, the illumination light cannot be focused on the pixel opening area 56 for the following reasons. The usage efficiency becomes poor. That is, such a microlens array is manufactured by melting a lens base material arranged on a glass substrate and cooling and hardening when the molten lens base material becomes a lens shape due to surface tension. If the shape is not circular, the difference in curvature of the lens surface becomes large depending on each radial direction passing through the center of the lens, and astigmatism occurs, so that light cannot be focused on one point.

【0012】図23(a)はレンズ形状が矩形状をした
マイクロレンズ体60の正面図、図23(b)(c)は
図23(a)のP−P線断面図及びQ−Q線断面図であ
る。レンズ形状が矩形の場合は、図23に示すように、
マイクロレンズ体60の長軸方向の曲率半径Ryが短軸
方向の曲率半径Rxよりもだいぶ大きくなり、非点収差
が発生する。このため、図24(a)に示すように、矩
形状のマイクロレンズ体60を通過した光線61は焦点
距離fx,fyに異なる2つの焦点F1,F2を結び、
x方向及びy方向のどちらの焦点F1,F2においても
図24(b)(c)に示すように光線61はスリット光
になる。したがって、マイクロレンズ体60を透過させ
てもスポット光を得ることができず、画素開口領域56
の面積を小さくした場合には、マイクロレンズアレイ5
9と液晶表示パネル37の距離を調節しても光線61を
画素開口領域56内に収めることができなくなり、光の
有効利用を図ることができなくなる。
FIG. 23 (a) is a front view of a microlens body 60 having a rectangular lens shape, and FIGS. 23 (b) and (c) are cross-sectional views taken along line PP and line QQ of FIG. 23 (a). It is sectional drawing. When the lens shape is rectangular, as shown in FIG.
The radius of curvature Ry in the major axis direction of the microlens body 60 becomes considerably larger than the radius of curvature Rx in the minor axis direction, and astigmatism occurs. For this reason, as shown in FIG. 24A, the light beam 61 that has passed through the rectangular microlens body 60 forms two focal points F1 and F2 having different focal lengths fx and fy.
At both the focal points F1 and F2 in the x direction and the y direction, the light beam 61 becomes slit light as shown in FIGS. Therefore, a spot light cannot be obtained even when the light passes through the microlens body 60, and the pixel aperture region 56
When the area of the micro lens array 5 is reduced,
Even if the distance between the liquid crystal display panel 9 and the liquid crystal display panel 37 is adjusted, the light ray 61 cannot be contained in the pixel opening area 56, and the light cannot be used effectively.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、叙上の従来
例の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、有効開口率が大きく、且つレンズ面の曲率差
が小さなマイクロレンズアレイやマイクロレンズとその
マイクロレンズの製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and has as its object to provide a large effective aperture ratio and a small difference in the curvature of the lens surface. Microlens arrays and microlenses and their
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a microlens .

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の第1のマイクロ
レンズアレイは、基板の上に該基板と高さを異にして形
成した複数の曲率調整部と、この曲率調整部に接するよ
うに形成された所定形状の複数のレンズ体とを有し、い
ずれかの前記レンズ体と、該レンズ体を中心にして異な
る方向で隣接する少なくとも2以上の前記レンズ体と
は、各々異なる前記曲率調整部を介して連結されてい
る。
A first microlens array according to the present invention has a plurality of curvature adjusting portions formed on a substrate at different heights from the substrate, and a plurality of curvature adjusting portions which are in contact with the curvature adjusting portions. A plurality of lens bodies of a predetermined shape formed ,
Some of the lens bodies are different from each other around the lens body.
At least two or more lens bodies adjacent in the direction
Are connected via the different curvature adjusters.
You.

【0015】本発明の第2のマイクロレンズアレイは、
基板上に形成され格子の交差点位置に配置された複数の
レンズ体を有し、いずれかの前記レンズ体と、該レンズ
体を中心にして異なる方向で隣接する少なくとも2以上
の前記レンズ体とは、前記基板及び前記レンズ体と高さ
を異にして形成された複数の連結部により連結され、該
連結部は断面形状が略円弧状となっている。
[0015] The second microlens array of the present invention comprises:
A plurality of lens bodies formed on a substrate and arranged at intersections of a lattice , any one of the lens bodies, and the lens
At least two or more adjacent in different directions around the body
The lens body is the same height as the substrate and the lens body.
Are connected by a plurality of connecting portions formed differently,
The connecting portion has a substantially circular cross section.

【0016】上記第1のマイクロレンズアレイにおいて
は、前記曲率調整の形状を断面略円弧状にしてもよ
い。また、上記各マイクロレンズアレイにおいては、
記曲率調整部もしくは前記連結部の材料は、前記レンズ
体の材料と同じ材料を用いることができる。
In the first microlens array, the curvature adjusting section may have a substantially arc-shaped cross section. Further, in each of the microlens arrays, the same material as the material of the lens body can be used as the material of the curvature adjusting portion or the connecting portion .

【0017】上記マイクロレンズアレイにおけるレンズ
体の形状は、長さの異なる少なくとも2つの線対称軸を
持ち、該2つの線対称軸方向におけるレンズ体表面の曲
率が等しいことが好ましい。
Preferably, the shape of the lens body in the microlens array has at least two line-symmetric axes having different lengths, and the curvature of the lens body surface in the two line-symmetric axis directions is preferably equal.

【0018】本発明のマイクロレンズアレイは、基板の
上に該基板と高さを異にした曲率調整部を多数形成し、
当該曲率調整部と交差させるようにして各曲率調整部の
上方から基板の上に所定形状のレンズ母材を複数形成
し、前記レンズ母材の形状が崩れず、かつ、レンズ母材
の表面が表面張力により曲面となるように該レンズ母材
を溶融させ、前記レンズ母材の形状が崩れず、かつ、レ
ンズ母材の表面が曲面となっている状態で、該レンズ母
材を硬化させることによりレンズ体を形成することによ
って製造できる。
In the microlens array of the present invention, a large number of curvature adjusting portions having different heights from the substrate are formed on the substrate,
A plurality of lens base materials of a predetermined shape are formed on the substrate from above each curvature adjustment unit so as to intersect with the curvature adjustment unit, the shape of the lens base material does not collapse, and the surface of the lens base material is Melting the lens preform so that the lens preform is curved by surface tension, and curing the lens preform in a state where the shape of the lens preform is not deformed and the surface of the lens preform is curved; in particular to form the lens body by
Can be manufactured.

【0019】また、本発明のマイクロレンズアレイは
基板の上に該基板と高さを異にした曲率調整部を格子状
に交差させて形成し、当該曲率調整部の各交差点の上方
から基板の上に所定形状のレンズ母材を複数形成し、前
記レンズ母材の形状が崩れず、かつ、レンズ母材の表面
が表面張力により曲面となるように該レンズ母材を溶融
させ、前記レンズ母材の形状が崩れず、かつ、レンズ母
材の表面が曲面となっている状態で、該レンズ母材を硬
化させることによりレンズ体を形成することによっても
製造できる。
Also, the microlens array of the present invention
A curvature adjusting portion having a height different from that of the substrate is formed on the substrate so as to intersect in a lattice shape, and a plurality of lens base materials having a predetermined shape are formed on the substrate from above each intersection of the curvature adjusting portion. Melting the lens preform so that the shape of the lens preform does not collapse, and the surface of the lens preform becomes a curved surface due to surface tension; the shape of the lens preform does not collapse; in a state where the surface of the is a curved surface, by forming the lens body by curing the lens base material
Can be manufactured.

【0020】このようにしてマイクロレンズアレイを製
造する場合には、前記レンズ母材と同じ材料を溶融させ
ることにより、前記曲率調整部を断面略円弧状に形成す
ることができる。
Thus, a microlens array is manufactured.
In the case of manufacturing, by melting the same material as the lens base material, the curvature adjusting portion can be formed to have a substantially arc-shaped cross section.

【0021】本発明のマイクロレンズは、基板の上に該
基板と高さを異にした第1の曲率調整部を形成し、当該
曲率調整部と交差させるようにして第2の曲率調整部
形成し、前記第1の曲率調整部と第2の曲率調整部の交
差点位置及びその近傍に所定形状のレンズ体を形成した
ことを特徴としている。
The microlens of the present invention forms a first curvature adjustment unit that different from the substrate and height on the substrate, the second curvature adjusting unit so as to intersect with the curvature adjustment unit
And forming an intersection of the first curvature adjustment section and the second curvature adjustment section.
A lens body having a predetermined shape is formed at the difference point position and in the vicinity thereof.

【0022】本発明のマイクロレンズの製造方法は、基
板の上に該基板と高さを異にした曲率調整部を形成し、
当該曲率調整部に接し、かつ当該曲率調整部を跨ぐよう
曲率調整部の上方から基板の上に所定形状のレンズ母
材を形成し、前記レンズ母材の形状が崩れず、かつ、レ
ンズ母材の表面が表面張力により曲面となるように該レ
ンズ母材を溶融させ、前記レンズ母材の形状が崩れず、
かつ、レンズ母材の表面が曲面となっている状態で、該
レンズ母材を硬化させることによりレンズ体を形成する
ことを特徴としている。
According to the method of manufacturing a microlens of the present invention, a curvature adjusting portion having a height different from that of the substrate is formed on the substrate,
Touch the curvature adjustment unit and straddle the curvature adjustment unit
Forming a lens preform having a predetermined shape from above the curvature adjustment unit on the substrate, the lens base material is not broken shape, and the lens base so that the surface of the lens base material is curved by surface tension Melting the material, the shape of the lens base material does not collapse,
In addition, a lens body is formed by curing the lens base material in a state where the surface of the lens base material is curved.

【0023】[0023]

【0024】さらに、本発明のマイクロレンズアレイ
、原盤となるマイクロレンズアレイのレンズ体を形成
された面の凹凸反転形状を転写させたスタンパを用い、
このスタンパの型転写面にマイクロレンズ用材料を注入
し、当該マイクロレンズ用材料を硬化させることによ
り、スタンパの型転写面の凹凸反転形状を転写させるこ
とにより製造することもできる。
Further, the microlens array of the present invention forms the lens body of the microlens array serving as the master.
Using a stamper that transfers the inverted shape of the uneven surface,
The stamper can also be manufactured by injecting a microlens material into the mold transfer surface and curing the microlens material so as to transfer the inverted shape of the mold transfer surface of the stamper.

【0025】[0025]

【作用】本発明のマイクロレンズアレイにあっては、基
板の上に該基板と高さを異にして形成した複数の曲率調
整部と、この曲率調整部に接するように形成された所定
形状の複数のレンズ体とを有し、いずれかの前記レンズ
体と、該レンズ体を中心にして異なる方向で隣接する少
なくとも2以上の前記レンズ体とが、各々異なる前記曲
率調整部を介して連結されており、また、マイクロレン
ズにあっては、基板の上に該基板と高さを異にした第1
の曲率調整部を形成し、当該曲率調整部と交差させるよ
うにして第2の曲率調整部を形成し、前記第1の曲率調
整部と第2の曲率調整部の交差点位置及びその近傍に所
定形状のレンズ体を形成しているので、方向によってレ
ンズ径の異なる例えば長方形や楕円形等のレンズ体の場
合であっても曲率調整部と交差する方向や曲率調整部と
基板表面との段差の大きさを適宜調整することにより
ンズ体の2方向における曲率調整を可能にし、レンズ径
の異なる2方向におけるレンズ体表面の曲率をほぼ等し
くすることができる。
According to the microlens array of the present invention, a plurality of curvature adjusting portions formed on a substrate at different heights from the substrate, and a predetermined shape formed so as to be in contact with the curvature adjusting portion. Any one of the lenses having a plurality of lens bodies
And a small number of adjacent lenses in different directions about the lens body.
At least two or more of the lens bodies are different
Are connected via the rate adjustment section, also, in the micro-lens, the it was different from the substrate and height on the substrate 1
Is formed, and crosses with the curvature adjusting section.
Thus, a second curvature adjusting section is formed, and the first curvature adjustment section is formed.
Since a lens body having a predetermined shape is formed at the intersection of the adjusting section and the second curvature adjusting section and in the vicinity thereof, even if the lens body has a different lens diameter depending on the direction, for example, a rectangular or elliptical lens body, it has a curvature. Les by adjusting the size of the step between the adjustment portion and the intersecting direction and the curvature adjustment unit and the substrate surface appropriately
The curvature of the lens body can be adjusted in two directions, and the curvature of the lens body surface in two directions having different lens diameters can be made substantially equal.

【0026】例えば、曲率調整部が基板の表面よりも高
く突出している場合には、レンズ体の長軸方向が適当な
厚みの曲率調整部と交差するよう配置することにより、
レンズ体の長軸方向と短軸方向とにおける曲率をほぼ等
しくすることができる。従って、縦横比の大きなレンズ
形状をしたレンズ体の場合にも、非点収差を小さくする
ことができる。
For example, when the curvature adjusting portion protrudes higher than the surface of the substrate, the lens body is arranged so that the major axis direction intersects the curvature adjusting portion having an appropriate thickness.
The curvature in the major axis direction and the minor axis direction of the lens body can be made substantially equal. Therefore, even in the case of a lens body having a lens shape with a large aspect ratio, astigmatism can be reduced.

【0027】また、本発明のマイクロレンズアレイが、
基板上に形成され格子の交差点位置に配置された複数の
レンズ体と、前記基板上に形成され前記レンズ体の隣り
合うものを結び付けるように配置された曲率調整部とを
有していると、2方向の曲率調整部の各断面形状によっ
てレンズ体の2方向の形状及び曲率をコントロールする
ことができ、収差特性に優れたマイクロレンズアレイを
得ることができる。
Further , the microlens array of the present invention comprises:
A plurality of grids formed on the substrate and arranged at the intersections of the grid
A lens body, next to the lens body formed on the substrate
And a curvature adjustment unit arranged to connect
With such a configuration, the shape and curvature of the lens body in two directions can be controlled by each cross-sectional shape of the two-direction curvature adjustment unit, and a microlens array having excellent aberration characteristics can be obtained.

【0028】特に、断面略円弧状の曲率調整部を用いれ
ば、曲率調整部の表面が緩やかに変化しているので、そ
の上に形成したレンズ体の縁も滑らかに変化させること
ができ、理想的な開口レンズに近い形状のレンズ体を溶
融法によって容易に形成することができ、集光特性及び
光利用効率の高いマイクロレンズアレイを得ることがで
きる。
In particular, if a curvature adjusting portion having a substantially arc-shaped cross section is used, since the surface of the curvature adjusting portion changes gently, the edge of the lens body formed thereon can also change smoothly. A lens body having a shape close to a typical aperture lens can be easily formed by a melting method, and a microlens array having high light-collecting characteristics and light use efficiency can be obtained.

【0029】本発明のマイクロレンズの製造方法にあっ
ては、曲率調整部と交差させるようにして基板の上に所
定形状のレンズ母材を形成し、前記レンズ母材の形状が
崩れず、かつ、レンズ母材の表面が表面張力により曲面
となるように該レンズ母材を溶融させた後、そのままの
状態で該レンズ母材を硬化させてレンズ体を形成してい
るので、レンズ体の成形や研磨加工等を行なうことな
く、上記マイクロレンズを簡単に製造することができ
る。しかも、このようにして製造したマイクロレンズも
上記マイクロレンズと同様、方向によってレンズ径の異
なるレンズ体の場合にも、レンズ径の異なる2方向にお
けるレンズ体表面の曲率がほぼ等しくなるように調整す
ることができる。
In the method of manufacturing a microlens according to the present invention, a lens base material having a predetermined shape is formed on a substrate so as to intersect with the curvature adjusting portion, and the shape of the lens base material does not collapse. Since the lens base material is melted so that the surface of the lens base material becomes a curved surface due to surface tension, and then the lens base material is cured as it is to form a lens body, the lens body is formed. The microlens can be easily manufactured without performing polishing or polishing. Moreover, the micro lens manufactured in this way
Similarly to the above-described microlens, in the case of a lens body having a different lens diameter depending on the direction, it is possible to adjust the curvature of the lens body surface in two directions having different lens diameters to be substantially equal.

【0030】また、原盤となるマイクロレンズアレイを
反転させて転写したスタンパを用いてマイクロレンズア
レイを複製すれば、マイクロレンズアレイを容易に量産
することができる。
Further, by replicating the microlens array using a stamper obtained by inverting and transferring the microlens array serving as the master, the microlens array can be easily mass-produced.

【0031】[0031]

【実施例】図1(a)(b)(c)は本発明の一実施例
によるマイクロレンズ1を示す平面図及び断面図であっ
て、単体のレンズ素子として用いられ、あるいは、マイ
クロレンズアレイの一単位として用いられるマイクロレ
ンズである。マイクロレンズ1は、ガラスやシリコン、
光学用プラスチック等からなる透明な基板2と、レンズ
形状が矩形(短軸方向の長さWx、長軸方向の長さW
y;Wx<Wy)をした凸レンズ状のレンズ体4とから
構成されており、基板2の屈折率はレンズ体4の屈折率
と等しくなっている。基板2には、断面が台形をした厚
さdpの曲率調整台3が突設されており、曲率調整台3
の幅Lbはレンズ体4の長軸方向の長さWyよりも狭く
(Lb<Wy)、曲率調整台3の長さは少なくともレン
ズ体4の短軸方向の長さWxよりも長くなっている。ま
た、この曲率調整台3の表面は、幅がLaの頂面3aと
その両側の傾斜面3bとから構成されている。レンズ体
4は、曲率調整台3と交差させるようにして曲率調整台
3の上から基板2の表面に形成されており、レンズ体4
の長軸方向が曲率調整台3の長さ方向とほぼ直交してい
る。つまり、レンズ体4は、その長軸方向において曲率
調整台3を跨いでおり、曲率調整台3はレンズ体4の短
軸方向においてレンズ体4の下面を貫通している。
1 (a), 1 (b) and 1 (c) are a plan view and a sectional view showing a microlens 1 according to an embodiment of the present invention, which is used as a single lens element or a microlens array. This is a microlens used as one unit. The micro lens 1 is made of glass, silicon,
A transparent substrate 2 made of optical plastic or the like and a lens having a rectangular shape (length Wx in the short axis direction, length W in the long axis direction)
y; Wx <Wy), and the refractive index of the substrate 2 is equal to the refractive index of the lens body 4. The substrate 2 is provided with a curvature adjusting table 3 having a trapezoidal cross section and a thickness dp, which protrudes.
Is smaller than the length Wy of the lens body 4 in the long axis direction (Lb <Wy), and the length of the curvature adjusting table 3 is at least longer than the length Wx of the lens body 4 in the short axis direction. . The surface of the curvature adjusting table 3 is composed of a top surface 3a having a width La and inclined surfaces 3b on both sides thereof. The lens body 4 is formed on the surface of the substrate 2 from above the curvature adjustment table 3 so as to intersect with the curvature adjustment table 3.
Is substantially orthogonal to the length direction of the curvature adjusting table 3. That is, the lens body 4 straddles the curvature adjusting table 3 in the major axis direction, and the curvature adjusting table 3 penetrates the lower surface of the lens body 4 in the minor axis direction of the lens body 4.

【0032】このレンズ体4は、長軸方向における表面
曲率と短軸方向における表面曲率とがほぼ等しくなって
いる。つまり、レンズ中心を通り短軸方向と平行な断面
においては、図1(c)に示すように、レンズ体4の表
面は点Oを曲率中心とする曲率半径Rxの円弧を描いて
おり、レンズ中心の厚みがdxとなっている。一方、レ
ンズ中心を通り長軸方向と平行な断面においては、図1
(b)に示すように、レンズ体4の表面は同一点Oを曲
率中心として同じ曲率半径Ry(=Rx)の円弧を描い
ており、レンズ中心の厚みが同じくdxとなり、レンズ
全体の厚みがdy(=dx+dp)となっている。従っ
て、このレンズ体4は長軸方向と短軸方向とで長さが異
なっているにも拘らず、長軸方向と短軸方向とでレンズ
表面の曲率がほぼ等しくなっており、非点収差を低減さ
れている。
The lens body 4 has substantially the same surface curvature in the major axis direction as in the minor axis direction. That is, in a cross section passing through the lens center and parallel to the short axis direction, as shown in FIG. 1C, the surface of the lens body 4 draws an arc having a radius of curvature Rx with the point O as the center of curvature. The thickness at the center is dx. On the other hand, in a cross section passing through the center of the lens and parallel to the long axis direction, FIG.
As shown in (b), the surface of the lens body 4 describes an arc having the same radius of curvature Ry (= Rx) with the same point O as the center of curvature, the thickness of the lens center is also dx, and the thickness of the entire lens is reduced. dy (= dx + dp). Therefore, although the lens body 4 has different lengths in the major axis direction and the minor axis direction, the curvature of the lens surface in the major axis direction and the minor axis direction is substantially equal, and astigmatism is obtained. Has been reduced.

【0033】上記のようなマイクロレンズ1を得るため
には、曲率調整台3の厚さdpを適切に選択する必要が
あるが、曲率調整台3の厚さdpはレンズ体4の曲率半
径Rx=Ryと寸法Wx,Wyとから決まる。例えば、
レンズ体4の曲率半径Rx=Ryが決まれば、レンズ体
4の短軸方向の長さWxからレンズ中心の厚さdxを決
めることができる。同様に、レンズ体4の曲率半径Rx
=Ryと長軸方向の長さWyとから、レンズ全体の厚み
dyを決めることができる。従って、曲率調整台3の厚
みdpは、 dp=dy−dx によって決まる。
In order to obtain the microlens 1 as described above, it is necessary to appropriately select the thickness dp of the curvature adjusting table 3. The thickness dp of the curvature adjusting table 3 is determined by the radius of curvature Rx of the lens body 4. = Ry and dimensions Wx, Wy. For example,
If the radius of curvature Rx = Ry of the lens body 4 is determined, the thickness dx at the center of the lens can be determined from the length Wx of the lens body 4 in the short axis direction. Similarly, the radius of curvature Rx of the lens body 4
= Ry and the length Wy in the major axis direction can determine the thickness dy of the entire lens. Therefore, the thickness dp of the curvature adjusting table 3 is determined by dp = dy−dx.

【0034】また、このマイクロレンズ1においては、
レンズ体4の屈折率と基板2(少なくとも曲率調整台3
の部分)の屈折率とが等しくなっているので、レンズ体
4と曲率調整台3との界面において不必要な屈折や反射
等の光学的な乱れが生じず、光の利用効率の低下を防止
することができる。さらに、曲率調整台3の両側部は傾
斜面3bとなっているので、基板2の上にレンズ体4を
形成する際、曲率調整台3の段差部分によって生じる隅
の部分において、レンズ体4と基板2との間にエア噛み
によって空隙が生じるのを防止できる。
In this micro lens 1,
The refractive index of the lens body 4 and the substrate 2 (at least the curvature adjusting table 3)
Since the refractive index of the portion (3) is equal, unnecessary optical disturbances such as refraction and reflection do not occur at the interface between the lens body 4 and the curvature adjusting table 3, thereby preventing a decrease in light use efficiency. can do. Further, since both sides of the curvature adjusting table 3 are inclined surfaces 3b, when the lens body 4 is formed on the substrate 2, the lens body 4 and the lens body 4 are formed at the corners formed by the steps of the curvature adjusting table 3. A gap can be prevented from being generated between the substrate 2 and the air due to air biting.

【0035】図2(a)(b)(c)、図3(a)
(b)(c)及び図4(a)(b)(c)は上記マイク
ロレンズ1を複数個マトリックス配列したマイクロレン
ズアレイ5の製造方法を示す平面図もしくは断面図であ
る。以下、レンズ形状(開口形状)が矩形のマイクロレ
ンズ1をm行n列(但し、m、nは正の整数)に配列し
たマイクロレンズアレイ5の製造方法を図2〜図4に従
って説明する。
FIGS. 2 (a), 2 (b), 2 (c), 3 (a)
(B), (c) and FIGS. 4 (a), (b), and (c) are plan views or cross-sectional views showing a method for manufacturing a microlens array 5 in which a plurality of the microlenses 1 are arranged in a matrix. Hereinafter, a method of manufacturing the microlens array 5 in which the microlenses 1 having a rectangular lens shape (opening shape) are arranged in m rows and n columns (where m and n are positive integers) will be described with reference to FIGS.

【0036】まず、図2(a)(b)(c)に示すもの
はマイクロレンズアレイ作製用の基板2であって、その
表面にはm条の幅Lbの曲率調整台3が、間隔S(<W
y−Lb)をあけて互いに平行に、かつ、基板2の端か
ら端まで全幅にわたって突設されている。なお、曲率調
整台3は、どのような方法で形成してもよく、例えば基
板2をエッチングしたり、切削加工したりして形成して
もよい。あるいは、基板2の上に曲率調整台3を付加し
てもよい。
First, FIG. 2A, FIG. 2B, and FIG. 2C show a substrate 2 for manufacturing a microlens array, on the surface of which a curvature adjusting table 3 having an m-width Lb is provided with an interval S. (<W
They protrude in parallel with each other at intervals of y-Lb) and over the entire width from one end of the substrate 2 to the other. The curvature adjusting table 3 may be formed by any method, for example, by etching or cutting the substrate 2. Alternatively, the curvature adjusting table 3 may be added on the substrate 2.

【0037】つぎに、曲率調整台3を形成されている基
板2の表面全体を例えばポジ型のフォトレジスト膜6で
被覆し、図3(b)に示すように、この上方にフォトマ
スク7を配置して露光し、さらに現像する。この結果、
図3(a)(b)(c)に示すように、基板2の上には
曲率調整台3を跨ぐようにしてm行n列のレンズ母材8
が形成される。このとき、各レンズ母材8は、その短軸
方向の中心線を曲率調整台3の中心線に合わせるように
パターニングされており、各レンズ母材8の表面は平ら
なままとなっている。
Next, the entire surface of the substrate 2 on which the curvature adjusting table 3 is formed is coated with, for example, a positive type photoresist film 6, and a photomask 7 is placed above the photoresist film 6 as shown in FIG. Place and expose, then develop. As a result,
As shown in FIGS. 3 (a), 3 (b) and 3 (c), a lens base material 8 of m rows and n columns is provided on the substrate 2 so as to straddle the curvature adjusting table 3.
Is formed. At this time, each lens base material 8 is patterned so that its center line in the short axis direction is aligned with the center line of the curvature adjusting table 3, and the surface of each lens base material 8 remains flat.

【0038】つぎに、レンズ母材8を加熱して液体化さ
せる。液体化させると、レンズ母材8の表面は表面張力
によって略球面状に盛り上がり、レンズ母材8がレンズ
形状になる。このとき、もし、基板2上に曲率調整台3
がなければレンズ母材8の長軸方向の曲率半径Ryが短
軸方向の曲率半径Rxよりも大きくなるが、本実施例に
おいては、曲率調整台3の存在によって長軸方向におけ
るレンズ厚みdyと短軸方向におけるレンズ厚みdxと
が異ならせられているため、レンズ面の曲率を等方的に
することができる。
Next, the lens base material 8 is heated to be liquefied. When liquefied, the surface of the lens base material 8 rises in a substantially spherical shape due to surface tension, and the lens base material 8 becomes a lens shape. At this time, if the curvature adjusting table 3 is
If there is no curvature radius Ry in the major axis direction of the lens base material 8 becomes larger than the radius of curvature Rx in the minor axis direction, but in the present embodiment, the lens thickness dy in the major axis direction is reduced by the presence of the curvature adjusting table 3. Since the lens thickness dx in the minor axis direction is different, the curvature of the lens surface can be made isotropic.

【0039】これを理論的に言えば、レンズ面の短軸方
向の曲率半径Rx及び長軸方向の曲率半径Ryは次式で
表される。 Rx=〔dx2+(Wx/2)2〕/2dx … Ry=〔dy2+(Wy/2)2〕/2dy =〔(dx+dp)2+(Wy/2)2〕/2(dx+dp) … したがって、式及び式から、Rx=Ryとなるよう
に曲率調整台3の厚さdpを設定すれば、レンズ体4の
レンズ面の曲率をほぼ等方的にすることができる。
To put it theoretically, the radius of curvature Rx in the short axis direction and the radius of curvature Ry in the long axis direction of the lens surface are expressed by the following equations. Rx = [dx 2 + (Wx / 2) 2 ] / 2dx ... Ry = [dy 2 + (Wy / 2) 2 ] / 2dy = [(dx + dp) 2 + ( Wy / 2) 2 ] / 2 (dx + dp) Therefore, if the thickness dp of the curvature adjusting table 3 is set so that Rx = Ry from the formula and the formula, the curvature of the lens surface of the lens body 4 can be made substantially isotropic.

【0040】このようにして所定のレンズ形状が生じた
時点で、レンズ母材8を冷却させ、そのままの状態で硬
化させる。この結果、硬化したレンズ母材8によって所
望のレンズ体4が得られ、図4(a)(b)(c)のよ
うなマイクロレンズアレイ5が作製される。
When a predetermined lens shape is formed in this way, the lens base material 8 is cooled and cured as it is. As a result, a desired lens body 4 is obtained from the cured lens base material 8, and the microlens array 5 as shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C is manufactured.

【0041】上記製造方法によれば、レンズ面の曲率を
等方的にすることができるので、光束をより小さな面積
に集光させることができる。かつ、レンズのレンズ形状
を矩形にすることで、ほぼ隙間なくレンズ体4を配列さ
せることができるので、マイクロレンズアレイ5の有効
開口率も向上させられる。したがって、例えば画素の非
常に小さな液晶表示パネルに使用した場合でも、照明光
を画素開口領域内に集光させることができ、光の利用効
率を向上させることができる。
According to the above manufacturing method, the curvature of the lens surface can be made isotropic, so that the light beam can be focused on a smaller area. Further, since the lens bodies 4 can be arranged with almost no gap by making the lens shape of the lens rectangular, the effective aperture ratio of the microlens array 5 can also be improved. Therefore, for example, even when used for a liquid crystal display panel having a very small pixel, the illumination light can be condensed in the pixel opening region, and the light use efficiency can be improved.

【0042】図5及び図6はマイクロレンズアレイの量
産方法を示す断面図である。図5はマイクロレンズアレ
イを複製するためのスタンパを電鋳法によって作製する
方法を示す図であって、まず、例えば上記のような方法
によって作製したマイクロレンズアレイ5を原盤として
用意し、スパッタリングや蒸着等によってマイクロレン
ズアレイ5の表面全体を覆うように銀薄膜10を形成す
る。ついで、この銀薄膜10を電極として電鋳法によ
り、銀薄膜10上にニッケルが板状になるまで堆積させ
てニッケルスタンパ9を作製する。この後、ニッケルス
タンパ9を銀薄膜10から剥離させ、マイクロレンズア
レイ5の表面形状を転写されたニッケルスタンパ9を分
離し、目的とするニッケルスタンパ9を得る。
FIGS. 5 and 6 are sectional views showing a method for mass-producing the microlens array. FIG. 5 is a diagram showing a method of manufacturing a stamper for duplicating a microlens array by an electroforming method. First, for example, a microlens array 5 manufactured by the above-described method is prepared as a master, and sputtering or the like is performed. The silver thin film 10 is formed so as to cover the entire surface of the microlens array 5 by vapor deposition or the like. Next, nickel is deposited on the silver thin film 10 by using the silver thin film 10 as an electrode by electroforming until the nickel thin plate 10 is formed into a plate shape, thereby producing a nickel stamper 9. Thereafter, the nickel stamper 9 is peeled off from the silver thin film 10, and the nickel stamper 9 to which the surface shape of the microlens array 5 is transferred is separated to obtain a target nickel stamper 9.

【0043】図6は上記ニッケルスタンパ9を用いてマ
イクロレンズアレイ5を複製する方法を示す断面図であ
って、いわゆる2P法(Photo-polymerization Metho
d)を示している。すなわち、このニッケルスタンパ9
の型転写面に紫外線硬化型のフォトポリマー11を滴下
し、そのフォトポリマー11の上から透明で平面性の良
いアクリル板やガラス板等の平滑板12を押し付け、平
滑板12の上方から紫外線を照射してフォトポリマー1
1を硬化させた後、ニッケルスタンパ9からフォトポリ
マー11を脱型する。この後、フォトポリマー11の表
面側から紫外線を十分に照射してフォトポリマー11を
完全に硬化させ、フォトポリマー11によって基板2及
び多数のレンズ体4を一体成形する。ついで、このマイ
クロレンズアレイ(複製品)13を平滑板12から剥離
すれば、元のマイクロレンズアレイ5の複製品を得るこ
とができる。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a method of replicating the microlens array 5 using the nickel stamper 9, which is a so-called 2P method (Photo-polymerization method).
d) is shown. That is, this nickel stamper 9
A UV-curable photopolymer 11 is dropped on the mold transfer surface of, and a transparent plate 12 such as an acrylic plate or a glass plate having good transparency and flatness is pressed from above the photopolymer 11, and ultraviolet light is irradiated from above the smooth plate 12. Irradiate photopolymer 1
After curing the photopolymer 1, the photopolymer 11 is released from the nickel stamper 9. Thereafter, ultraviolet rays are sufficiently irradiated from the surface side of the photopolymer 11 to completely cure the photopolymer 11, and the substrate 2 and a number of lens bodies 4 are integrally formed by the photopolymer 11. Then, if the microlens array (replica) 13 is peeled off from the smoothing plate 12, a duplicate of the original microlens array 5 can be obtained.

【0044】このようにしてスタンパ9を用いてマイク
ロレンズアレイ5を複製すれば、容易にマイクロレンズ
アレイ13を量産することができる。また、レンズ体4
と曲率調整台3とを1種類のフォトポリマー11により
同時一体成形することができるので、レンズ体4と曲率
調整台3との屈折率差により界面で反射や屈折等の光学
的な乱れが生じる恐れがない。
By duplicating the microlens array 5 using the stamper 9 in this way, the microlens array 13 can be easily mass-produced. Also, the lens body 4
And the curvature adjusting table 3 can be simultaneously and integrally formed using one type of photopolymer 11, so that an optical disturbance such as reflection or refraction occurs at the interface due to a difference in refractive index between the lens body 4 and the curvature adjusting table 3. There is no fear.

【0045】図7(a)(b)(c)に示すものは本発
明に係るマイクロレンズ15(あるいは、マイクロレン
ズアレイの一部)の他例を示す平面図及び断面図であ
る。このマイクロレンズ15(もしくは、マイクロレン
ズアレイ)にあっては、レンズ体4と等しい屈折率を有
する透明な基板2の表面に、開口側でやや幅広になった
断面台形の凹溝状をした深さdpの曲率調整凹部14が
凹設されており、曲率調整凹部14は幅Laの底面14
aとその両側の傾斜面14bとからなっている。また、
レンズ体4は楕円(長円)形となっていて、曲率調整凹
部14と交差させるようにして基板2の上に形成されて
おり、レンズ体4の短軸方向が曲率調整凹部14の長さ
方向とほぼ直交している。つまり、レンズ体4は、その
短軸方向において曲率調整凹部14を跨いでおり、曲率
調整凹部14はレンズ体4の長軸方向においてレンズ体
4の下面を貫通している。
FIGS. 7A, 7B and 7C are a plan view and a sectional view showing another example of the microlens 15 (or a part of the microlens array) according to the present invention. In this microlens 15 (or microlens array), a transparent substrate 2 having a refractive index equal to that of the lens body 4 has a concave groove having a trapezoidal cross section slightly wider on the opening side. The curvature adjusting recess 14 having a width dp is provided, and the curvature adjusting recess 14 has a bottom surface 14 having a width La.
a and the inclined surfaces 14b on both sides thereof. Also,
The lens body 4 has an elliptical (elliptical) shape and is formed on the substrate 2 so as to intersect with the curvature adjusting recess 14. The minor axis direction of the lens body 4 is equal to the length of the curvature adjusting recess 14. It is almost perpendicular to the direction. That is, the lens body 4 straddles the curvature adjusting recess 14 in the short axis direction, and the curvature adjusting recess 14 penetrates the lower surface of the lens body 4 in the long axis direction of the lens body 4.

【0046】このような構造のマイクロレンズ15にお
いても、レンズ体4は長軸方向における表面曲率と短軸
方向における表面曲率とがほぼ等しくなっている。つま
り、レンズ中心を通り長軸方向と平行な断面において
は、図7(c)に示すように、レンズ体4の表面は点O
を曲率中心とする曲率半径Rxの円弧を描いており、レ
ンズ中心の厚みがdxとなっている。一方、レンズ中心
を通り短軸方向と平行な断面においては、図7(b)に
示すように、レンズ体4の表面は同一点Oを曲率中心と
して同じ曲率半径Ry(=Rx)の円弧を描いており、
レンズ中心の厚みが同じくdxとなり、レンズ全体の厚
みがdy(=dx−dp)となっている。従って、この
レンズ体4は長軸方向と短軸方向とで長さが異なってい
るにも拘らず、長軸方向と短軸方向とでレンズ表面の曲
率がほぼ等しくなっている。
Also in the microlens 15 having such a structure, the surface curvature of the lens body 4 in the major axis direction is substantially equal to the surface curvature in the minor axis direction. That is, in a cross section passing through the center of the lens and parallel to the long axis direction, as shown in FIG.
Are drawn with an arc having a radius of curvature Rx with the center of curvature as, and the thickness at the center of the lens is dx. On the other hand, in a cross section passing through the lens center and parallel to the short axis direction, as shown in FIG. 7B, the surface of the lens body 4 forms an arc having the same radius of curvature Ry (= Rx) with the same point O as the center of curvature. I'm drawing
The thickness at the center of the lens is also dx, and the thickness of the entire lens is dy (= dx-dp). Therefore, although the lens body 4 has different lengths in the major axis direction and the minor axis direction, the curvature of the lens surface is substantially equal in the major axis direction and the minor axis direction.

【0047】なお、上記実施例では、画素を碁盤目状に
マトリックス配列された液晶表示パネルに用いるための
マイクロレンズアレイについて説明したが、本発明のマ
イクロレンズアレイは図16に示したように画素をデル
タ配列された液晶表示パネルに用いるためにレンズ体を
デルタ配列した図21に示したようなマイクロレンズア
レイとして実施することができることはいうまでもな
い。また、レンズ体の形状は、矩形や楕円(長円)形に
限らず、菱形や6角形、8角形等の多角形などでもよ
い。
In the above embodiment, a microlens array for use in a liquid crystal display panel in which pixels are arranged in a matrix pattern in a grid pattern has been described. However, the microlens array of the present invention has a structure as shown in FIG. Can be implemented as a microlens array as shown in FIG. 21 in which lens bodies are arranged in a delta arrangement in order to use the liquid crystal display panel in a delta arrangement. The shape of the lens body is not limited to a rectangle or an ellipse (ellipse), but may be a polygon such as a rhombus, a hexagon, or an octagon.

【0048】図8は理想的な矩形開口レンズ16の形状
を示す斜視図である。この矩形開口レンズ16の表面は
軸心の回りに回転対称性を有していて軸心を通る任意の
断面において同一の表面カーブを有しており、側端面1
7a,17bは円弧状面となっていて、側端面17a,
17bの高さが滑らかに変化している。この矩形開口レ
ンズ16は収差特性(1点への集光特性)に優れている
ので、溶融法によって作製するレンズ体の形状もこの矩
形開口レンズ16に近い形状のものが好ましい。
FIG. 8 is a perspective view showing the shape of an ideal rectangular aperture lens 16. The surface of the rectangular aperture lens 16 has rotational symmetry about the axis, has the same surface curve at any cross section passing through the axis, and
7a and 17b are arc-shaped surfaces, and the side end surfaces 17a and 17b
The height of 17b changes smoothly. Since the rectangular aperture lens 16 is excellent in aberration characteristics (light condensing characteristic to one point), it is preferable that the shape of the lens body produced by the melting method is close to the rectangular aperture lens 16.

【0049】図9は本発明のさらに別な実施例によるマ
イクロレンズアレイ18を示す斜視図であって、図8に
示した矩形開口レンズ16と近似した形状のレンズ体を
有するマイクロレンズアレイ18である。このマイクロ
レンズアレイ18にあっては、ガラスやシリコン、光学
用プラスチック等からなる透明な基板2の上面に断面が
円弧状面となった複数本の曲率調整台19が一定間隔で
平行に設けられており、各曲率調整台19の上には曲率
調整台19を跨がせるようにして一定ピッチ毎にレンズ
体4が形成されている。曲率調整台19はレンズ体4と
少なくとも屈折率の等しい材料によって形成されてお
り、その断面形状は理想的な矩形開口レンズ16の側端
面17a又は17bの形状と同じく円弧状面に形成され
ている。このためレンズ体4とその下の曲率調整台19
の一部とによって構成されているレンズ部分の曲率調整
台19の長さ方向における側端面(つまり、曲率調整台
19の断面)も円弧状となっている。また、曲率調整台
19の幅方向では、曲率調整台19の縁からはみ出して
いるレンズ体4の縁が円弧状となっている。
FIG. 9 is a perspective view showing a microlens array 18 according to still another embodiment of the present invention, which is a microlens array 18 having a lens body similar in shape to the rectangular aperture lens 16 shown in FIG. is there. In this microlens array 18, a plurality of curvature adjusting tables 19 having a circular cross section are provided in parallel at regular intervals on the upper surface of a transparent substrate 2 made of glass, silicon, optical plastic, or the like. The lens bodies 4 are formed on the curvature adjusting tables 19 at regular intervals so as to straddle the curvature adjusting tables 19. The curvature adjusting base 19 is formed of a material having a refractive index at least equal to that of the lens body 4, and its cross-sectional shape is formed into an arc-shaped surface similar to the ideal shape of the side end face 17 a or 17 b of the rectangular aperture lens 16. . For this reason, the lens body 4 and the curvature adjustment table 19 thereunder
A side end face (that is, a cross section of the curvature adjusting table 19) in the length direction of the curvature adjusting table 19 of the lens portion formed by the part of the lens section is also arc-shaped. Further, in the width direction of the curvature adjusting table 19, the edge of the lens body 4 protruding from the edge of the curvature adjusting table 19 has an arc shape.

【0050】図10(a)(b)(c)(d)は同上の
マイクロレンズアレイ18の製造方法を示す図である。
まず、基板2の表面にレンズ体4と同じ材料である例え
ばポジ型のフォトレジスト膜を形成し、このフォトレジ
スト膜にフォトマスクを通して露光し現像することによ
り図10(a)に示すように断面矩形状もしくは断面台
形状をした長い曲率調整台19を形成する。ついで、こ
の曲率調整台19を形が崩れないように加熱して液体化
させると、曲率調整台19は表面張力によって丸みを帯
び、そのままで硬化させることによって図10(b)に
示すような断面円弧状面の曲率調整台19が形成され
る。こうして形成された断面円弧状面の曲率調整台19
をポストベークした後、曲率調整台19の上から基板2
の表面全体を例えばポジ型のフォトレジスト膜で被覆
し、フォトマスクを通して露光し現像してパターニング
し、図10(c)に示すように曲率調整台19を跨ぐよ
うにして一定ピッチ毎のレンズ母材8を形成する。この
レンズ母材8の表面は平らとなっているが、形状を崩さ
ないように加熱して液体化させると、レンズ母材8の表
面が表面張力によって略球面状に盛り上がり、そのまま
硬化させると図10(d)に示すようなレンズ体4が形
状される。レンズ母材8が液体化したときの表面張力に
より、曲率調整台19の長さ方向では曲率調整台19の
表面に沿ってレンズ体4の縁が円弧状に形成され、また
曲率調整台19の幅方向へ出た部分でも円弧状に広が
る。
FIGS. 10 (a), 10 (b), 10 (c) and 10 (d) are views showing a method of manufacturing the microlens array 18 of the above.
First, a positive photoresist film, for example, of the same material as the lens body 4 is formed on the surface of the substrate 2, and the photoresist film is exposed to light through a photomask and developed to form a cross section as shown in FIG. A long curvature adjusting table 19 having a rectangular or trapezoidal cross section is formed. Then, when the curvature adjusting table 19 is heated and liquefied so as not to lose its shape, the curvature adjusting table 19 is rounded due to surface tension, and is cured as it is to obtain a cross section as shown in FIG. An arc-shaped surface curvature adjusting table 19 is formed. The curvature adjusting table 19 of the arcuate cross section formed in this way.
Is post-baked, the substrate 2 is placed on the curvature adjusting table 19 from above.
Is coated with, for example, a positive-type photoresist film, exposed through a photomask, developed and patterned, and, as shown in FIG. The material 8 is formed. The surface of the lens base material 8 is flat, but if heated and liquefied so as not to lose its shape, the surface of the lens base material 8 rises to a substantially spherical shape due to surface tension and is hardened as it is. The lens body 4 as shown in FIG. Due to the surface tension when the lens base material 8 is liquefied, the edge of the lens body 4 is formed in an arc shape along the surface of the curvature adjustment table 19 in the length direction of the curvature adjustment table 19, and the curvature adjustment table 19 The part that protrudes in the width direction also spreads in an arc shape.

【0051】このように表面高さが滑らかに変化してい
る断面円弧状面の曲率調整台19を用いると、図8に示
したような理想的な形状の矩形開口レンズ16と同様な
レンズ体4を溶融法によって簡単に作製することがで
き、収差特性がよく光利用効率の良好なマイクロレンズ
アレイ18を得ることができる。
The use of the curvature adjusting table 19 having an arcuate cross section whose surface height changes smoothly in this manner enables a lens body similar to the rectangular aperture lens 16 having an ideal shape as shown in FIG. 4 can be easily manufactured by a melting method, and a microlens array 18 having good aberration characteristics and good light use efficiency can be obtained.

【0052】図11及び図12に示すものは本発明のさ
らに別な実施例によるマイクロレンズアレイ20を示す
平面図及び1つのレンズ体4を示す斜視図である。この
マイクロレンズアレイ20にあっては、透明な基板2の
上面に断面が円弧状面となった複数本の曲率調整台19
a,19bが格子状に配列されている。縦横に配列され
た曲率調整台19a,19bの各交差点の上には溶融法
によって図12に示すようにレンズ体4が形成されてい
る。曲率調整台19a,19bはレンズ体4と少なくと
も屈折率の等しい材料によって形成されており、その断
面形状は理想的な矩形開口レンズ16の側端面17a又
は17bの形状と同じく円弧状面に形成されている。ま
た、レンズ体4の中心と曲率調整台19a,19bの交
差点の中心とは垂直方向に重なっている。このため曲率
調整台19a,19bの交差点に位置するレンズ体4は
曲率調整台19a,19bによって矩形開口レンズ状に
形成されており、四辺の形状も曲率調整台19a,19
bに一致して円弧状に形成されている。なお、この曲率
調整台19a,19b及びレンズ体4は図10の方法と
同様にして作製することができる。
FIGS. 11 and 12 are a plan view showing a microlens array 20 and a perspective view showing one lens body 4 according to still another embodiment of the present invention. In this microlens array 20, a plurality of curvature adjusting tables 19 each having an arc-shaped cross section on the upper surface of the transparent substrate 2 are provided.
a and 19b are arranged in a lattice pattern. As shown in FIG. 12, a lens body 4 is formed on each intersection of the curvature adjusting tables 19a and 19b arranged vertically and horizontally by a melting method. The curvature adjusting tables 19a and 19b are formed of a material having a refractive index at least equal to that of the lens body 4, and the cross-sectional shape thereof is formed in an arc-shaped surface similar to the ideal shape of the side end face 17a or 17b of the rectangular aperture lens 16. ing. The center of the lens body 4 and the center of the intersection of the curvature adjusting stands 19a and 19b overlap in the vertical direction. For this reason, the lens body 4 located at the intersection of the curvature adjusting stands 19a and 19b is formed in a rectangular aperture lens shape by the curvature adjusting stands 19a and 19b, and the shape of the four sides is also the curvature adjusting stands 19a and 19b.
It is formed in an arc shape corresponding to b. The curvature adjusting tables 19a and 19b and the lens body 4 can be manufactured in the same manner as in the method shown in FIG.

【0053】このマイクロレンズアレイ20では、縦横
2方向の曲率調整台によってレンズ体4の形状と2方向
の曲率をコントロールすることができる。すなわち、一
方の曲率調整台19aの幅及び高さと他方の曲率調整台
19bの幅及び高さをそれぞれ異ならせることにより、
長方形のレンズ体4を形成することができ、しかも、短
辺方向と長辺方向とで同じ曲率を持つレンズ体4を容易
に形成することができ、理想的な矩形開口レンズ16に
より近いレンズ体4を作製することができる。
In the microlens array 20, the shape of the lens body 4 and the curvature in two directions can be controlled by the curvature adjusting tables in two directions. That is, by making the width and height of one curvature adjustment table 19a different from the width and height of the other curvature adjustment table 19b,
A rectangular lens body 4 can be formed, and the lens body 4 having the same curvature in the short side direction and the long side direction can be easily formed. 4 can be produced.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明のマイクロレンズアレイ及びマイ
クロレンズにあっては、方向によってレンズ径の異なる
例えば長方形や楕円形等のレンズ体において、レンズ径
の異なる2方向におけるレンズ体表面の曲率をほぼ等し
くすることができる。従って、非等方的な形状を有する
レンズ体の曲率を等方的にすることができ、このような
レンズ体の非点収差を小さくすることができる。
According to the microlens array and microlens of the present invention, in a lens body having a different lens diameter depending on the direction, for example, a rectangular or elliptical lens body, the curvature of the lens body surface in two directions having different lens diameters is substantially reduced. Can be equal. Therefore, the curvature of the lens body having an anisotropic shape can be made isotropic, and the astigmatism of such a lens body can be reduced.

【0055】特に、曲率調整部を格子状に交差させて形
成し、当該曲率調整部の各交差点の上にレンズ体を形成
すれば、曲率が一定の長方形レンズ体を溶融法によって
精度よく作製できる。また、断面略円弧状の曲率調整台
を用いれば、その上に形成するレンズ体の縁も滑らかに
でき、理想的な開口レンズに近い形状のレンズ体を溶融
法によって容易に形成できる。
In particular, if the curvature adjusting portions are formed so as to intersect in a grid pattern, and a lens body is formed on each intersection of the curvature adjusting portions, a rectangular lens body having a constant curvature can be manufactured accurately by a melting method. . In addition, if a curvature adjusting table having a substantially arc-shaped cross section is used, the edge of the lens body formed thereon can be made smooth, and a lens body having a shape close to an ideal aperture lens can be easily formed by a melting method.

【0056】こうしてレンズ体を通過後の光線の非点収
差を小さくすることができるので、レンズ体を通過後の
集光スポットを小さく絞ることができ、液晶表示パネル
に用いた場合には、液晶表示パネルの画素を縮小しよう
として画素開口領域を小さくしても画素の配線領域で光
線のケラレを生じにくくなり、液晶表示パネルを高分解
能で、かつ高輝度画面にすることができる。
In this way, the astigmatism of the light beam after passing through the lens body can be reduced, so that the condensed spot after passing through the lens body can be narrowed down. Even if the pixel aperture area is reduced in an attempt to reduce the size of the pixels of the display panel, the vignetting of light rays hardly occurs in the wiring area of the pixels, and the liquid crystal display panel can have a high resolution and a high brightness screen.

【0057】また、本発明のマイクロレンズの製造方法
にあっては、曲率調整部と交差させるようにして基板2
の上に形成したレンズ母材8を溶融させた後、そのまま
の状態で硬化させることにより、マイクロレンズを簡単
に製造することができる。しかも、このようにして製造
したマイクロレンズも上記マイクロレンズと同様、方向
によってレンズ径の異なるレンズ体の場合にも、レンズ
径の異なる2方向におけるレンズ体表面の曲率がほぼ等
しくなるように調整することができる。
In the method of manufacturing a microlens according to the present invention, the substrate 2 is made to cross the curvature adjusting section.
After melting the lens base material 8 formed thereon , and curing it as it is , a microlens can be easily manufactured. In addition, similarly to the above-described microlenses , even in the case of a lens body having a different lens diameter depending on the direction, the microlens thus manufactured is adjusted so that the curvatures of the lens body surfaces in two directions having different lens diameters are substantially equal. be able to.

【0058】また、原盤となるマイクロレンズアレイを
反転させて転写したスタンパを用いてマイクロレンズア
レイを複製すれば、マイクロレンズアレイを容易に量産
することができる。
Further, by replicating the microlens array using a stamper obtained by inverting and transferring the microlens array serving as the master, the microlens array can be easily mass-produced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)は本発明に係るマイクロレンズを示す平
面図、(b)は(a)のA−A線断面図、(c)は
(a)のB−B線断面図である。
1A is a plan view showing a microlens according to the present invention, FIG. 1B is a sectional view taken along line AA of FIG. 1A, and FIG. 1C is a sectional view taken along line BB of FIG. .

【図2】(a)は本発明に係るマイクロレンズアレイの
製造に用いる基板を示す平面図である。(b)は(a)
のC−C線断面図、(c)は(a)のD−D線断面図で
ある。
FIG. 2A is a plan view showing a substrate used for manufacturing a microlens array according to the present invention. (B) is (a)
(C) is a cross-sectional view taken along line DD in (a).

【図3】(a)は同上のマイクロレンズアレイの製造に
おいて、レンズ母材を設けられた基板を示す平面図、
(b)は(a)のE−E線断面図、(c)は(a)のF
−F線断面図である。
FIG. 3A is a plan view showing a substrate provided with a lens base material in manufacturing the microlens array according to the first embodiment;
(B) is a cross-sectional view taken along the line EE of (a), and (c) is an F-line of (a).
It is a sectional view taken on line -F.

【図4】(a)は同上のマイクロレンズアレイの製造に
おいて、レンズ体を形成された基板を示す平面図、
(b)は(a)のG−G線断面図、(c)は(a)のH
−H線断面図である。
FIG. 4A is a plan view showing a substrate on which a lens body is formed in manufacturing the microlens array according to the first embodiment;
(B) is a sectional view taken along the line GG of (a), and (c) is an H of (a).
FIG. 4 is a sectional view taken along line -H.

【図5】マイクロレンズアレイの製造に用いるニッケル
スタンパの作製方法を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a nickel stamper used for manufacturing a microlens array.

【図6】同上のニッケルスタンパを用いてマイクロレン
ズアレイを複製する方法を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a method of replicating a microlens array using the above nickel stamper.

【図7】(a)は本発明に係る別なマイクロレンズを示
す平面図、(b)は(a)のJ−J線断面図、(c)は
(a)のK−K線断面図である。
7A is a plan view showing another microlens according to the present invention, FIG. 7B is a sectional view taken along line JJ of FIG. 7A, and FIG. 7C is a sectional view taken along line KK of FIG. It is.

【図8】理想的な矩形開口レンズの形状を示す斜視図で
ある。
FIG. 8 is a perspective view showing the shape of an ideal rectangular aperture lens.

【図9】本発明に係るさらに別なマイクロレンズアレイ
を示す一部破断した斜視図である。
FIG. 9 is a partially broken perspective view showing still another microlens array according to the present invention.

【図10】(a)(b)(c)(d)は同上のマイクロ
レンズアレイの製造方法を示す説明図である。
FIGS. 10 (a), (b), (c) and (d) are explanatory views showing a method for manufacturing the microlens array of the above.

【図11】本発明に係るさらに別なマイクロレンズアレ
イを示す平面図である。
FIG. 11 is a plan view showing still another microlens array according to the present invention.

【図12】同上のマイクロレンズアレイにおいて曲率調
整台の交差点に形成された1つのレンズ体を示す斜視図
である。
FIG. 12 is a perspective view showing one lens body formed at an intersection of a curvature adjusting table in the microlens array according to the first embodiment.

【図13】液晶テレビプロジェクタの構成を示す概略構
成図である。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration of a liquid crystal television projector.

【図14】従来のマトリックス配列タイプの液晶表示パ
ネルの構成を模型的に示す平面図である。
FIG. 14 is a plan view schematically showing a configuration of a conventional matrix arrangement type liquid crystal display panel.

【図15】(a)は同上の液晶表示パネルを具体的に示
す断面図、(b)は(a)のM−M線断面図である。
15A is a sectional view specifically showing the liquid crystal display panel of the above, and FIG. 15B is a sectional view taken along line MM of FIG.

【図16】従来のデルタ配列タイプの液晶表示パネルを
示す一部破断した平面図である。
FIG. 16 is a partially broken plan view showing a conventional delta array type liquid crystal display panel.

【図17】同上の液晶表示パネルの画像表示時の発光部
分と影の部分を表わした図である。
FIG. 17 is a diagram showing a light emitting portion and a shadow portion when displaying an image on the liquid crystal display panel of the above.

【図18】液晶表示パネルの照明光及び透過光を示す説
明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram showing illumination light and transmitted light of the liquid crystal display panel.

【図19】液晶表示パネルに円形のマイクロレンズを備
えたマイクロレンズアレイを装着した構造を示す一部破
断した斜視図である。
FIG. 19 is a partially broken perspective view showing a structure in which a microlens array having circular microlenses is mounted on a liquid crystal display panel.

【図20】液晶表示パネルに矩形のマイクロレンズを備
えたマイクロレンズアレイを装着した構造を示す一部破
断した斜視図である。
FIG. 20 is a partially broken perspective view showing a structure in which a microlens array having rectangular microlenses is mounted on a liquid crystal display panel.

【図21】矩形のマイクロレンズをデルタ配列されたマ
イクロレンズアレイを示す一部破断した平面図である。
FIG. 21 is a partially broken plan view showing a microlens array in which rectangular microlenses are arranged in a delta arrangement.

【図22】レンズ形状が矩形のマイクロレンズアレイを
装着した液晶表示パネルの照明光及び透過光を示す説明
図である。
FIG. 22 is an explanatory diagram showing illumination light and transmitted light of a liquid crystal display panel equipped with a microlens array having a rectangular lens shape.

【図23】(a)は矩形のマイクロレンズを示す正面
図、(b)は(a)のP−P線断面図、(c)は(a)
のQ−Q線断面図である。
23A is a front view showing a rectangular micro lens, FIG. 23B is a cross-sectional view taken along line PP of FIG. 23A, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line QQ of FIG.

【図24】(a)は矩形のマイクロレンズの集光原理を
説明する斜視図、(b)は(a)のx1−y1平面におけ
る光束の断面形状を示す図、(c)は(a)のx2−y2
平面における光束の断面形状を示す図である。
[Figure 24] (a) is a perspective view illustrating a light collecting principle of rectangular microlenses, (b) is a view showing a sectional shape of a light beam in the x 1 -y 1 plane (a), (c) is ( x of a) 2 -y 2
It is a figure showing the section shape of the light flux in a plane.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,15 マイクロレンズ 2 マイクロレンズアレイ作製用の基板 3 曲率調整台 4 レンズ体 5 マイクロレンズアレイ 8 レンズ母材 9 ニッケルスタンパ 14 曲率調整凹部 Reference Signs List 1,15 microlens 2 substrate for producing microlens array 3 curvature adjusting stand 4 lens body 5 microlens array 8 lens base material 9 nickel stamper 14 curvature adjusting recess

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−140611(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 3/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-140611 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 3/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板の上に該基板と高さを異にして形成
した複数の曲率調整部と、この曲率調整部に接するよう
に形成された所定形状の複数のレンズ体とを有し、 いずれかの前記レンズ体と、該レンズ体を中心にして異
なる方向で隣接する少なくとも2以上の前記レンズ体と
は、各々異なる前記曲率調整部を介して連結されている
ことを特徴とする マイクロレンズアレイ。
1. A semiconductor device comprising: a plurality of curvature adjusting portions formed on a substrate at different heights from the substrate; and a plurality of lens bodies having a predetermined shape formed so as to be in contact with the curvature adjusting portions , Any one of the above-mentioned lens bodies,
At least two or more lens bodies adjacent in the direction
Are connected to each other via the different curvature adjusting units.
A microlens array , characterized in that:
【請求項2】 基板上に形成され格子の交差点位置に配
置された複数のレンズ体を有し、 いずれかの前記レンズ体と、該レンズ体を中心にして異
なる方向で隣接する少なくとも2以上の前記レンズ体と
は、前記基板及び前記レンズ体と高さを異にして形成さ
れた複数の連結部により連結され、該連結部は断面形状
が略円弧状であることを特徴とする マイクロレンズアレ
イ。
2. A formed on a substrate having a plurality of lens body disposed at the intersection positions of the grating, and one of the lens body, different around the said lens body
At least two or more lens bodies adjacent in the direction
Is formed at a different height from the substrate and the lens body.
Are connected by a plurality of connected portions, and the connected portion has a cross-sectional shape.
Is a substantially arc shape .
【請求項3】 前記曲率調整の形状が断面略円弧状で
あることを特徴とする請求項1に記載のマイクロレンズ
アレイ。
3. The microlens array according to claim 1 , wherein the curvature adjusting section has a substantially arc-shaped cross section.
【請求項4】 前記曲率調整部もしくは前記連結部の材
料が、前記レンズ体の材料と同じ材料であることを特徴
とする請求項2又は3に記載のマイクロレンズアレイ。
4. The microlens array according to claim 2 , wherein a material of the curvature adjusting portion or the connecting portion is the same as a material of the lens body.
【請求項5】 前記レンズ体の形状が、長さの異なる少
なくとも2つの線対称軸を持ち、該2つの線対称軸方向
におけるレンズ体表面の曲率が等しいことを特徴とする
請求項1,2,3又は4に記載のマイクロレンズアレ
イ。
5. The lens body according to claim 1, wherein the shape of the lens body has at least two axes of symmetry having different lengths, and the curvature of the surface of the lens body in the directions of the two axes of symmetry is equal. 5. The microlens array according to claim 3, 3 or 4.
【請求項6】 基板の上に該基板と高さを異にした第1
曲率調整部を形成し、当該曲率調整部と交差させるよ
うにして第2の曲率調整部を形成し、前記第1の曲率調
整部と第2の曲率調整部の交差点位置及びその近傍に所
定形状のレンズ体を形成したことを特徴とするマイクロ
レンズ。
6. A first substrate having a height different from that of the substrate on the substrate .
Curvature adjusting unit is formed of the second curvature adjustment unit is formed so as to intersect with the curvature adjustment unit, the first curvature regulation
A microlens, wherein a lens body having a predetermined shape is formed at an intersection position between the adjusting unit and the second curvature adjusting unit and in the vicinity thereof.
【請求項7】 基板の上に該基板と高さを異にした曲率
調整部を形成し、 当該曲率調整部に接し、かつ当該曲率調整部を跨ぐよう
曲率調整部の上方から基板の上に所定形状のレンズ母
材を形成し、 前記レンズ母材の形状が崩れず、かつ、レンズ母材の表
面が表面張力により曲面となるように該レンズ母材を溶
融させ、 前記レンズ母材の形状が崩れず、かつ、レンズ母材の表
面が曲面となっている状態で、該レンズ母材を硬化させ
ることによりレンズ体を形成することを特徴とするマイ
クロレンズの製造方法。
7. A curvature adjusting portion having a height different from that of the substrate is formed on the substrate so that the curvature adjusting portion contacts the curvature adjusting portion and straddles the curvature adjusting portion.
Forming a lens preform having a predetermined shape from above the curvature adjustment unit on the substrate, the lens base material is not broken shape, and the lens base so that the surface of the lens base material is curved by surface tension Melting the material, forming a lens body by curing the lens base material in a state where the shape of the lens base material does not collapse and the surface of the lens base material is a curved surface. Manufacturing method of micro lens.
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