JPH06331822A - フィルター式レンズ、レンズアレイ板及びその製造方法並びにその利用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レンズ部とフィルター部を一体的に形成でき
て分離層の介在を回避でき、素子間の位置合わせが不要
で視角変化によるレンズ−フィルター間の位置ズレが生
じないフィルター機能付きレンズを量産性よく得るこ
と。 【構成】 光重合体からなるレンズ領域（２）が、波長
による光透過率の制御剤を含有してフィルター機能を有
するフィルター式レンズとそれを有するレンズアレイ
板、及び透明支持層（１）に光重合性物質と当該制御剤
を含浸させるか、又は光重合性物質を含浸後その上に光
重合性物質と当該制御剤を含有する混合液を展開してレ
ーザー光を照射したのち必要に応じ未処理部分の前記制
御剤を除去する操作を異なる当該制御剤ごとに繰り返す
前記のフィルター式レンズ又はレンズアレイ板の製造方
法、並びに液晶パネル又は受光素子の少なくとも片側に
前記レンズアレイ板を有する液晶表示装置又は固体撮像
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズ機能とフィルタ
ー機能を一体的に発揮して視角によるズレを防止したフ
ィルター式レンズとそのレンズアレイ板及びその製造方
法、並びにそれを利用した液晶表示装置と固体撮像装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、着色眼鏡等を形成するためのフィ
ルター機能付き研磨レンズが知られていた。しかしなが
ら、ガラス塊や樹脂塊を研磨してレンズとする方式では
複雑かつ煩雑な操作を要して量産性に乏しく、モノカラ
ーの着色のゆえカラーフィルターとして機能しうるもの
やレンズアレイを得ることが困難な問題点があった。

【０００３】一方、レンズアレイ板からなるものとして
は、フォトリソグラフィー方式で形成した膜を染色処理
してなるカラーフィルターを樹脂成形レンズ等のアレイ
に接着してフィルター機能をもたせたものが知られてい
た。

【０００４】しかしながら、レンズアレイとカラーフィ
ルターの作製精度の相違や素子間の位置合わせの困難さ
などにより、最適配置の接合体が得られにくい問題点が
あった。またレンズ部とカラーフィルター部の間に必然
的に接着層等の分離層が介在し、これが視角の変化によ
りレンズ部とカラーフィルター部の位置関係をずらせる
作用をし、ある視角以上では対応関係を喪失してレンズ
機能又はフィルター機能の光学的効果が低下する問題点
もあった。

【０００５】さらに製造方法においても、樹脂を射出方
式やモールド方式で成形してレンズとする方式ではレン
ズの寸法やアレイ配置等の変更ごとに所定の金型を要
し、成形による熱歪も発生しやすいうえに金型追従性や
離型性の点で微細レンズやそのアレイ体の形成が困難な
問題点があった。また円筒形に形成した樹脂を軟化変形
させてレンズとする方式でも前記のモールド成形方式等
の場合と同様に種々の金型を必要とし、高温、煩雑なプ
ロセスを要して形状制御が難しく、微細レンズやそのア
レイ体の形成が困難で量産性に乏しい問題点があった。

【０００６】従っていずれのレンズ製造方法の場合に
も、レンズピッチが狭く開口率が大きいアレイ体を形成
することが困難な問題点があった。加えてフォトリソグ
ラフィーと染色処理を組合せたカラーフィルターの形成
方法においても、複雑な作業操作を要して歩留に劣り、
量産性に乏しい問題点があるうえ、それらの接着処理に
前記した位置合わせ等の複雑で高度な作業が必要な別途
の操作を要する問題点があった。

【０００７】他方、液晶表示装置や固体撮像装置にあっ
ては、色分離のためのカラーフィルターと光利用効率の
向上のためのレンズはそれぞれ別体のものとして個別の
アライメント作業を経て組立られており、作業操作の増
大や歩留の低下原因となる問題点があった。特に液晶表
示装置の場合、画素とのアライメント性や視角変化によ
る位置ズレ防止の点より液晶パネルの内部にカラーフィ
ルター層を設けることが好ましいが、この場合にはカラ
ーフィルター層の段差に起因するセルのギャップ調整に
微妙な制御が要求される問題点も発生する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、レンズ部と
フィルター部を一体的に形成できて分離層の介在を回避
でき、従って素子間の位置合わせが不要で視角変化によ
るレンズ−フィルター間の位置ズレが生じないフィルタ
ー機能付きレンズを、金型や高温処理の必要なく簡単な
プロセスで形状の制御性、レンズアレイ位置等の可変
性、微細レンズの細密アレイ性、開口率性、量産性よく
高歩留で得ることを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、光重合体から
なるレンズ領域が、波長による光透過率の制御剤を含有
してフィルター機能を有することを特徴とするフィルタ
ー式レンズ、及び複数のレンズ素子をアレイしてなり、
そのレンズ素子の少なくとも１個が前記フィルター式レ
ンズからなることを特徴とするレンズアレイ板を提供す
るものである。

【００１０】また本発明は、透明支持層に、光重合性物
質及び当該制御剤をそれぞれ１種又は２種以上含浸させ
るか、又は光重合性物質を１種又は２種以上含浸後その
含浸体上に光重合性物質及び当該制御剤をそれぞれ１種
又は２種以上含有する混合液を展開してその所定箇所に
光強度分布を有するレーザー光を照射し、光重合性物質
を重合させたのち必要に応じ未処理部分の前記制御剤を
除去する操作を異なる当該制御剤ごとに繰り返すことを
特徴とする前記のフィルター式レンズ又は少なくとも二
色のフィルター式レンズを有するレンズアレイ板の製造
方法を提供するものである。

【００１１】さらに本発明は、液晶パネルの少なくとも
片側又は受光素子の入射側に前記したレンズアレイ板を
有することを特徴とする液晶表示装置又は固体撮像装置
を提供するものである。

【００１２】

【作用】透明支持層に光重合性物質を含浸させてレーザ
ー光を照射することにより、レーザー光の強度分布に基
づいて光重合性物質の重合率に部分的な相違を持たせる
ことができる。その場合、レーザー光の強度分布は通例
ガウス分布を示すことからその分布に基づいてレンズ領
域を形成でき、特に横方向発振モードの電界成分が０次
の場合には中心部ほど強い分布を示して凸形状の領域を
形成することができる。また透明支持層と異なる屈折率
の重合体を形成する光重合性物質を用いることで重合率
分布に基づく屈折率分布型のレンズ領域を形成でき、こ
の場合には平板レンズ等の形成も可能になる。

【００１３】従って前記において、当該制御剤を含有す
る光重合性物質を含浸又は付設することにより、当該制
御剤を取り込みつつ光重合性物質が一体的に重合してフ
ィルター機能付きのレンズ領域となる光重合体の連続層
を形成し、レンズ部とフィルター部が分離層の介在なく
一体的に結合したフィルター機能付きレンズが得られ
る。これにより素子間の位置合わせを不要にでき、視角
変化によるレンズ−フィルター間の位置ズレが生じない
ものとすることができる。

【００１４】形成するレンズ領域の形態は、光強度分布
を有するレーザー光の照射時間、ビーム位置、照射スポ
ットの大きさなどによる照射量や走査で任意に制御で
き、球面や非球面ないしシリンドリカル形等の種々の形
態をしたレンズやそのアレイ体も容易に形成でき、形状
による色収差の制御も容易である。

【００１５】従って上記によれば、レーザー光の照射で
フィルター式レンズを金型や高温処理の必要なく簡単な
プロセスで形状の制御性よく形成できて、量産性に優れ
ると共に大面積板の製造やレンズアレイ位置の変更も容
易である。また画一的なレンズを規則的に形成すること
が容易であることよりレンズを精度よくアレイできて微
細レンズが隣接した高密度の細密アレイ配置を達成で
き、開口率の大きいものを得ることができる。

【００１６】

【実施例】本発明のフィルター式レンズは、光重合体か
らなるレンズ領域が、波長による光透過率の制御剤を含
有してフィルター機能を有するものからなる。その例を
図１、図２に示した。１が透明支持層、２がレンズ領域
であり、図１においてはレンズ領域２の全体が、図２に
おいてはレンズ領域２の一部分２１が前記制御剤を含有
してフィルター機能を発揮する。

【００１７】一方、本発明のレンズアレイ板は、前記の
フィルター式レンズをレンズ素子として少なくとも１個
含むように複数のレンズ素子をアレイしたものである。
その例を図３に示した。１が透明支持層、２がレンズ素
子を形成するレンズ領域、２１がフィルター機能部であ
る。

【００１８】フィルター式レンズの製造は、例えば透明
支持層に光重合性物質及び波長による光透過率の制御剤
をそれぞれ１種又は２種以上含浸させその所定箇所に、
光強度分布を有するレーザー光を照射して光重合性物質
を重合させたのち、必要に応じて未処理部分における未
重合の光重合性物質を除去することにより行うことがで
きる。この方法によれば、図１に例示の如くレンズ領域
２の全体が前記制御剤を含有してフィルター機能を発揮
するものを形成することができる。

【００１９】また例えば、透明支持層に光重合性物質を
１種又は２種以上含浸させ、その含浸体上に光重合性物
質及び当該制御剤をそれぞれ１種又は２種以上含有する
混合液を展開してその所定箇所に光強度分布を有するレ
ーザー光を照射し、光重合性物質を重合させたのち必要
に応じて未処理部分における未重合の光重合性物質を除
去する方法によってもフィルター式レンズを製造するこ
とができる。

【００２０】前記の方法によれば、図２や図３に例示の
如くレンズ領域２の表面層を中心とする一部分２１が前
記制御剤を含有してフィルター機能を発揮するものを形
成することができる。従って光重合体からなるレンズ領
域（２＋２１）と、前記制御剤を含有する光重合体から
なるフィルター領域２１とが、その光重合体を介し連続
層として形成される。

【００２１】二色以上、就中赤系統、緑系統及び青系統
の三色のフィルター式レンズを有するカラーフィルター
型のものはレンズアレイ板として好ましく形成すること
ができる。

【００２２】二色以上のフィルター式レンズを有するレ
ンズアレイ板の製造は、例えば透明支持層に光重合性物
質及び波長による光透過率の制御剤をそれぞれ１種又は
２種以上含浸させてその所定箇所に光強度分布を有する
レーザー光を照射し、光重合性物質を重合させたのち未
処理部分の前記制御剤を除去し、ついで別種の当該制御
剤について前記の含浸・照射・除去の操作を異なる当該
制御剤ごとに繰り返すことにより行うことができる。

【００２３】また例えば、光重合性物質を１種又は２種
以上含浸させた透明支持層の上に、光重合性物質及び当
該制御剤をそれぞれ１種又は２種以上含有する混合液を
展開してその所定箇所に光強度分布を有するレーザー光
を照射し、光重合性物質を重合させたのち未処理部分の
前記制御剤を除去し、ついで別種の当該制御剤について
前記の展開・照射・除去の操作を異なる当該制御剤ごと
に繰り返すことによっても二色以上のフィルター式レン
ズを有するレンズアレイ板を製造することができる。

【００２４】本発明において用いる光重合性物質は、例
えばモノマー、オリゴマー、樹脂、ガラス、その他の無
機物などからなる適宜な材料を少なくとも１種類の光重
合性物質を含有する組合せで用いて、レーザー光の照射
によりその照射強度に応じて、レンズとして使用する場
合の波長光に対して透明性を示す重合体を形成するよう
にしたものであればよい。

【００２５】波長による光透過率の制御剤が染料である
場合には、可視光の全域において透明性を示すことが好
ましい。なお例えば光重合性物質やレーザー光の種類な
どによっては必要に応じて光反応開始剤や光増感剤など
を配合してもよい。波長による光透過率の制御剤として
は、染料が一般に用いられるが、ガラスや樹脂等の着色
に用いられる透明性の色素やカラー用写真フィルムにお
ける乳剤原料なども用いうる。

【００２６】透明支持層としては、レンズとして使用す
る場合の波長光に対して透明性を示す適宜なものを用い
うるが、かかる支持層はレーザー光を照射する段階で固
体である必要はなく、レーザー光照射後の加熱処理や露
光処理等の適宜な処理で固体化しうるものであってもよ
い。従って透明支持層にも必要に応じて光反応開始剤や
光増感剤などを含有させうる。透明支持層の厚さは適宜
に決定してよく、一般には１０μm〜１０mmとされる。

【００２７】透明支持層への光重合性物質及び／又は当
該制御剤の含浸、あるいは光重合性物質含浸の透明支持
層上への光重合性物質と前記制御剤の含有混合液の展開
は、例えば浸漬方式や塗布方式、滴下方式や噴霧方式な
どの適宜な方式で、ポリマーやガラス、無機結晶、それ
らの複合物などからなる透明支持層に光重合性物質を含
有ないし保持させることにより行うことができる。

【００２８】前記において光重合性物質や当該制御剤と
しては、１種又は２種以上を用いうる。光重合性の異な
る２種以上のモノマーや感光性ガラス等からなる光重合
性物質を用いることもできる。その光重合性物質は、レ
ーザー光の照射でそれ同士や透明支持層を介し重合、硬
化、付加、化合などして透明支持層の内部や表面の所定
位置に定着する。またその定着で、併用の当該制御剤が
光重合性物質の重合体内に容易に離脱しない状態で取り
込まれる。なお必要に応じて現像処理、加熱処理、前露
光処理、後露光処理、溶剤処理などにより定着状態等を
補強することもできる。

【００２９】前記の如く本発明においてレンズ領域の形
成は、光重合性物質を重合処理することにより行うもの
であるが、その形成にはレーザー光を用い、光強度分布
を有する状態で光重合性物質の所定箇所を照射すること
により行う。

【００３０】レーザー光の照射には、光重合性物質やそ
の他の例えば光重合開始剤、光増感剤などの光反応性材
料の反応波長に応じ適宜なレーザー発振器を用いうる。
好ましくは、円形状のビーム断面を形成できて、光の強
度分布として０次又は１次のガウス分布、特に横方向発
振モードの電界成分が０次の分布を示すものである。好
ましいレーザー光の照射波長は、２００〜６５０nmであ
り、従って紫外線レーザーなどが好ましく用いうる。

【００３１】一般に用いられるレーザー発振器の例とし
ては、ヘリウム・カドミウムレーザー、エキシマレーザ
ー、アルゴンレーザー、窒素レーザーなどの比較的短波
長のレーザー光を発振するものがあげられる。光重合開
始剤や光増感剤の組合せによっては着色除去手段と共に
ヘリウム・ネオンレーザーなども用いうる。またＹＡＧ
レーザーなどの長波長レーザーを例えば３次高調波等に
波長変換して用いることもできる。

【００３２】図４にレーザー発振器を配置した製造装置
を例示した。これは、レーザー発振部３と、シャッター
４と、レンズ、鏡、フィルター等からなる集光部５と、
ミラー等からなる走査用光学系６よりなり、７が光重合
性物質等を保有させた透明支持層からなる被露光体であ
る。

【００３３】被露光体７へのレーザー光（矢印）の照射
は、レーザー発振部３より発振させたレーザー光を集光
部５を介し集光して照射スポットの大きさを調節し、そ
れを走査用光学系６を介し被露光体側に反射させること
により行うことができる。走査用光学系６の制御で照射
位置や走査軌跡が調節される。シャッター４は、レーザ
ー発振部３より発振させたレーザー光の集光部５への通
過を制御するためのものであり、かかるシャッターは集
光部や走査用光学系と連動して制御できることが好まし
い。その制御は、パーソナルコンピューター程度の装置
で容易に行うことができる。

【００３４】形成するレンズ領域の制御は、例えばレー
ザー光の照射時間や強度、レーザー光のビーム位置、照
射スポットの大きさ、フィルターや透過率分布型光学マ
スクによる減光等の強度制御、走査の経路や速度などに
より行うことができる。本発明においては、非走査で所
定時間照射することによりガウス分布等に基づく滑らか
なカーブを有する凸レンズ型の領域を形成することもで
きるし、レーザー光を走査させて任意な形状の領域を形
成することもできる。その場合、照射スポットの大きさ
は通例０．０１〜２００mm程度とされる。

【００３５】前記の走査方式では、走査経路に応じてシ
リンダー状等の領域が形成される。その場合、単位距離
あたりの照射量はレーザー光の集光度の制御や走査速度
で調節でき、これにより走査経路に形成されるレンズ領
域の幅や断面形状等を制御することができる。従って走
査経路のクロスないし重畳で、その重畳部分に他の走査
部分とは異なるレンズ領域を形成することができる。

【００３６】レーザー光の照射により形成するレンズ領
域の形態は任意である。レンズ領域は、透明支持層の全
体を占めていてもよいし、一部のみを占めていてもよ
い。形成するレンズ領域の表面形状については任意に決
定することができ、例えば凸状、円筒状、フレネルレン
ズ形状、非球面状、それらの組合せやアレイ体などとし
て形成することができる。

【００３７】また形成するレンズの径や厚さ、焦点距離
等についても適宜に決定することができ、アレイ体にお
けるレンズの形態や配置状態、配置個数等は任意であ
る。さらにレンズ領域は、透明支持層の片面又は両面に
形成でき、片面の場合には非球面レンズや半円筒レンズ
などの形態とすることもできる。また両面の場合には両
側におけるレンズの形状や位置、材質ないし屈折率が相
違していてもよい。レンズアレイ板の場合には、レンズ
素子の形態が異なっていてもよく、開口率の点よりは最
密配置とすることが有利である。単レンズやレンズアレ
イ板として形成される一般的なレンズ単位の径は、０．
０１〜２００mm程度である。

【００３８】用いる材料の屈折率については任意でレン
ズの径や厚さ、性能等により適宜に決定してよい。複数
の材料を用いる場合にはそれらの屈折率が可及的に一致
していることが好ましい。また焦点距離等の光学的パワ
ーの点よりは屈折率の大きいものが好ましい。レンズに
おける屈折率は一様である必要はなく、屈折率分布も任
意に選択することができる。

【００３９】屈折率分布を有するレンズ領域は、例えば
透明支持層に異なる屈折率の重合体を形成する光重合性
物質を含浸させ、それに光強度分布を有するレーザー光
を照射して形成する重合体に濃度分布又は／及び重合率
分布等をもたせる方式などにより行うことができる。な
お当該レンズ領域の場合にも、光重合性物質の選択によ
る形成重合体の屈折率の透明支持層に対する大小で凸型
又は凹型の作用をするレンズに制御することができる。

【００４０】屈折率分布を有するレンズ領域の場合、接
着処理等が容易な平板型のレンズとしうる利点などもあ
る。平板型のレンズアレイ板を図５に例示した。２２が
透明支持層１の厚さ方向に形成された、波長による光透
過率の制御剤を含有するレンズ領域である。

【００４１】レーザー光の照射による光重合性物質の重
合処理を終えると、上記した必要に応じての例えば現像
処理、加熱処理、露光処理、溶剤処理などの一つとし
て、透明支持層の内部又は表面に残存する未重合の光重
合性物質の除去処理が施される。かかる除去処理は、溶
剤による抽出処理や加熱による揮発化処理などの光重合
性物質に応じた適宜な方式で行うことができる。

【００４２】透明支持層に残存する未重合の光重合性物
質や波長による光透過率の制御剤等の除去処理は、レン
ズ領域以外の部分を黒色に着色するなどして非透光性に
する場合等には省略できるときもあるが、二色以上、特
にカラーフィルター用等の色制御が要求される場合には
先に使用した当該制御剤の未処理部分における残存物を
除去処理した後に次の当該制御剤を含浸、ないし展開す
ることが必要である。

【００４３】前記制御剤の除去処理も、光重合性物質の
場合と同様に溶剤による抽出処理や加熱による揮発化処
理などの当該制御剤に応じた適宜な方式で行うことがで
きる。その際、一般に光重合性物質の重合体中に取込れ
た前記制御剤は良好に温存され、重合体外の当該制御剤
は速やかに脱離されることから通例、必要部分の前記制
御剤を温存するための特別の手段は不要である。なおそ
の特別の手段としては、フォトレジスト等による被覆保
護方式などがあげられる。

【００４４】一方、先の制御剤を除去した後の光重合性
物質や次の制御剤の含浸等に際しても通例、光重合性物
質の重合体中へは当該制御剤等は侵入しにくいことから
元の着色状態が維持される。なお制御剤が重合体中に侵
入して混色する場合には、制御剤の使用順序の変更や、
既成部の被覆保護などの適宜な方式で混色を防止するこ
とができる。

【００４５】本発明において二色以上のフィルター式レ
ンズを有するレンズアレイ板を形成する場合、その色数
やスペクトル特性等については使用目的に応じて適宜な
組合せとすることができる。カラーフィルター型のレン
ズアレイ板の場合、一般には赤系統、緑系統及び青系統
の三色、又はシアン、マゼンタ及び黄の三色の組合せと
される。

【００４６】前記の場合、図６又は図７に例示の如く三
色のフィルター式レンズからなるレンズ領域２３，２
４，２５は、同一色をストライプ状に配列させるか、三
色をデルタ状に配列させるかしたものが種々の装置に利
用できて好ましい。なお各レンズ領域間１１，１２は図
６に例示の如く、画素間のクロストーク低減のため黒色
等の非透光性に形成されていることが好ましい。

【００４７】得られたフィルター式レンズ、ないしレン
ズアレイ板は、種々の目的に用いることができる。その
場合、フィルター式レンズ等を適宜な形態に切り出して
実用に供することもできるし、必要に応じ透明シート等
の補強板や反射防止膜、あるいは粘着層などを付設する
こともできる。

【００４８】ちなみにカラーフィルター型のレンズアレ
イ板による集光作用を利用して、光の利用効率に優れる
液晶表示装置を形成することができる。この場合には、
煩雑な工程と異なるセルギャップをもたらすカラーフィ
ルターの製造工程を省略できて、レンズとフィルターが
一体化した簡略な構造の液晶表示装置とすることができ
る。

【００４９】なお本発明においては、液晶パネルの片側
又は両側にカラーフィルター型のレンズアレイ板を配置
してカラー表示型のセルとする必要がない点を除いて
は、偏光板、位相差板、液晶パネル、バックライト、反
射板等の必要構成部品を用いて従来に準じ液晶表示装置
を形成することができる。

【００５０】図８にかかる液晶表示装置を例示した。８
が偏光板、９が接着層、１０が液晶パネル、１１がカラ
ーフィルター型のレンズアレイ板、１２がバックライト
システムである。レンズアレイ板１１は、そのフィルタ
ー式レンズ（レンズ素子）が液晶パネル１０の画素と対
応するように配置されている。なお、液晶表示装置に位
相差板を設ける場合には、液晶パネル１０の片側又は両
側の任意な位置、就中、視認側の偏光板８よりも内側の
任意な位置に配置することができる。

【００５１】またカラーフィルター型のレンズアレイ板
を固体撮像装置に適用することによっても集光度ないし
受光効率を飛躍的に向上させることができて好ましく用
いうる。半導体等からなる固体撮像装置への適用は、マ
イクロレンズを高密度に配置したアレイ板を容易に製造
できることから微細性に優れて特に有利に用いうる。な
お固体撮像装置は、例えばカメラ等の被写体の撮像装置
などの種々の目的に好ましく用いられるものである。

【００５２】図９に固体撮像装置の構成例を示した。１
１がカラーフィルター型のレンズアレイ板、９が接着
層、１４が受光素子１３を形成した固体撮像素子であ
り、レンズアレイ板はそのレンズ素子を対応させて受光
素子の入射側に配置することが好ましい。なお装置は、
水分等より保護したり、耐衝撃性の付与等を目的に透明
樹脂等で封止した状態などで一般に実用に供される。

【００５３】前記においてもカラーフィルターとレンズ
が一体的に形成されていることより、レンズとフィルタ
ーの各通過面がずれることによる受光性能の低下のない
シンプルな構造の装置とすることができる。好ましく用
いうるレンズアレイ板は、レンズ素子を受光素子に対応
させて設けうるものであり就中、レンズと受光素子の中
心同士を対応させて設けうるものである。

【００５４】その他、レンズアレイ板を発光ダイオード
のアレイに適用して面状発光板なども容易に形成するこ
とができる。前記の液晶表示装置や固体撮像装置等に適
用する場合には、図例の如く画素や受光素子とのアライ
メント性や接続性などの点よりは少なくとも液晶パネル
や受光素子と接着する側が平坦に形成されたレンズアレ
イ板が好ましい。

【００５５】実施例１ 厚さ２００μmのウレタンアクリレート系シート（ＵＶ
−３０００Ｖ、日本合成化学社製）を、フェノキシエチ
ルアクリレート１部（重量部、以下同じ）と光重合開始
剤（イルガキュア６５１、チバガイギー社製）０．０１
部と染料（ＵＶＹellow １５４９、三井東圧社製）０．
０１をクロロホルム１部に溶解させた溶液に浸漬して含
浸処理し、そのシートに０次の横方向発振モードのヘリ
ウム・カドミウムレーザーを９．２mWで０．２秒間照射
したのち、メタノール中に６時間浸漬して未反応の含浸
物を抽出除去し、フィルター式レンズを得た。なお照射
ビーム径は１．１mmとした。

【００５６】実施例２ 照射スポットの中心位置の間隔を１．１mmとして縦横４
個ずつの最密配置で合計１６個のフィルター式レンズ領
域を実施例１に準じ形成してレンズアレイ板を得た。

【００５７】実施例３ 染料にＵＶ Ｒed １０１を用いたほかは実施例１に準じ
てフィルター式レンズを得た。

【００５８】実施例４ 染料にＵＶ Ｂlue ７８４：０．００２部とＵＶ Ｙello
w １５４９：０．００３部を用いて実施例１に準じ第１
のフィルター式レンズ領域を形成後、さらに染料にＵＶ
Ｂlue ２３６：０．０１部を用いて実施例１に準じ第
２のフィルター式レンズ領域を形成した。ついで染料に
ＵＶ Ｒed １０１：０．０１部を用いて実施例１に準じ
第３のフィルター式レンズ領域を形成し、これにより第
１、第２及び第３のフィルター式レンズ領域をストライ
プ状の配列で１列に５個ずつ有する２列構成のカラーフ
ィルター型のレンズアレイ板を得た。なおレンズ素子及
びストライプの間隔は１．１mmであり、第１、第２及び
第３のフィルター式レンズ領域の順序で配列していた。

【００５９】比較例 露光手段として紫外線ランプを用い、紫外線を直径１．
０mmの円形の透過孔を有する光マスクを介して２０秒間
照射したほかは実施例１に準じて処理した。

【００６０】評価試験 実施例、比較例で得たフィルター式レンズ又はレンズア
レイ板の光学特性を調べた。前記の結果、実施例１〜４
のフィルター式レンズ（領域）は何れの場合にも良好な
凸レンズ作用を示し、その焦点距離は３５mmであった
が、比較例のものはレンズ作用をせず焦点は結ばなかっ
た。またレンズ（領域）の色は、実施例の１及び２では
青緑、３では赤であり、レンズ（領域）以外は透明であ
った。一方、実施例４では緑、青、赤の順序で透明部を
介しレンズ素子がストライプ状に配列していた。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、レンズ部とフィルター
部を一体的に形成できて素子間の位置合せが不要で、視
角変化によるレンズ−フィルター間の位置ズレを生じな
いフィルター式レンズを得ることができる。また微細で
形状の画一性に優れたフィルター式レンズが精度よく配
列した開口率の大きいカラーフィルター型のレンズアレ
イ板も得ることができる。

【００６２】さらに本発明の製造方法によれば、金型や
高温処理を要しないレーザー光による簡単なプロセス
で、種々の形状のレンズやそのアレイ体を制御性よく容
易に量産でき、大面積板も容易に形成することができ
る。加えて光の利用効率や受光効率に優れるコンパクト
な液晶表示装置や固体撮像素子を容易に形成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フィルター式レンズの実施例の断面図。

【図２】フィルター式レンズの他の実施例の断面図。

【図３】レンズアレイ板の実施例の断面図。

【図４】製造装置の説明図。

【図５】他のレンズアレイ板を例示した部分断面斜視
図。

【図６】レンズ配列の説明図。

【図７】他のレンズ配列の説明図。

【図８】液晶表示装置を例示した断面図。

【図９】固体撮像装置を例示した断面図。

【符号の説明】

１：透明支持層 ２，２２，２３，２４，２５：レンズ領域 ２１：フィルター機能部 １０：液晶パネル １１：マイクロレンズ板 １４：固体撮像素子 １３：受光素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 和孝 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光重合体からなるレンズ領域が、波長に
   よる光透過率の制御剤を含有してフィルター機能を有す
   ることを特徴とするフィルター式レンズ。
2. 【請求項２】 複数のレンズ素子をアレイしてなり、そ
   のレンズ素子の少なくとも１個が請求項１に記載のフィ
   ルター式レンズからなることを特徴とするレンズアレイ
   板。
3. 【請求項３】 赤系統、緑系統及び青系統の三色のフィ
   ルター式レンズを有するカラーフィルター型の請求項２
   に記載のレンズアレイ板。
4. 【請求項４】 同一色のフィルター式レンズがストライ
   プ状に配列する請求項３に記載のレンズアレイ板。
5. 【請求項５】 三色のフィルター式レンズがデルタ配列
   する請求項３に記載のレンズアレイ板。
6. 【請求項６】 レンズ領域以外の部分が非透光性である
   請求項１に記載のフィルター式レンズ又は請求項２に記
   載のレンズアレイ板。
7. 【請求項７】 レンズ領域が屈折率分布型のレンズから
   なる請求項１に記載のフィルター式レンズ又は請求項２
   に記載のレンズアレイ板。
8. 【請求項８】 透明支持層に、光重合性物質及び波長に
   よる光透過率の制御剤をそれぞれ１種又は２種以上含浸
   させてその所定箇所に光強度分布を有するレーザー光を
   照射し、光重合性物質を重合させることを特徴とする請
   求項１に記載のフィルター式レンズの製造方法。
9. 【請求項９】 透明支持層に、光重合性物質を１種又は
   ２種以上含浸させたのち、その含浸体上に光重合性物質
   及び波長による光透過率の制御剤をそれぞれ１種又は２
   種以上含有する混合液を展開してその所定箇所に光強度
   分布を有するレーザー光を照射し、光重合性物質を重合
   させることを特徴とする請求項１に記載のフィルター式
   レンズの製造方法。
10. 【請求項１０】 透明支持層に、光重合性物質及び波長
    による光透過率の制御剤をそれぞれ１種又は２種以上含
    浸させてその所定箇所に光強度分布を有するレーザー光
    を照射し、光重合性物質を重合させたのち未処理部分の
    前記制御剤を除去する操作を異なる当該制御剤ごとに繰
    り返すことを特徴とする少なくとも二色のフィルター式
    レンズを有する請求項２に記載のレンズアレイ板の製造
    方法。
11. 【請求項１１】 光重合性物質を１種又は２種以上含浸
    させた透明支持層の上に、光重合性物質及び波長による
    光透過率の制御剤をそれぞれ１種又は２種以上含有する
    混合液を展開してその所定箇所に光強度分布を有するレ
    ーザー光を照射し、光重合性物質を重合させたのち未処
    理部分の前記制御剤を除去する操作を異なる当該制御剤
    ごとに繰り返すことを特徴とする少なくとも二色のフィ
    ルター式レンズを有する請求項２に記載のレンズアレイ
    板の製造方法。
12. 【請求項１２】 液晶パネルの少なくとも片側に請求項
    ２に記載のレンズアレイ板を有することを特徴とする液
    晶表示装置。
13. 【請求項１３】 受光素子の入射側に請求項２に記載の
    レンズアレイ板を有することを特徴とする固体撮像装
    置。