KR100271406B1

KR100271406B1 - 평판 마이크로 렌즈 어레이 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100271406B1
Application number: KR1019960704718A
Authority: KR
Inventors: 겐이치 나카마; 사토시 다니구치; 겐지로 하마나카; 히로시 하마다
Original assignee: 마쯔무라 미노루; 닛본 이따 가라스 가부시끼가이샤; 마찌다 가쯔히꼬; 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 1994-12-29
Filing date: 1995-12-26
Publication date: 2000-11-15
Also published as: US5867321A; EP0749022A4; DE69527511T2; WO1996021169A1; DE69527511D1; EP0749022A1; US5982552A; JPH08234003A; EP0749022B1; JP3251150B2

Abstract

확산법에 의한 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법에 있어서, 마이크로 렌즈 어레이의 배열 및 렌즈 충전률에 의존하지 않고, 높은 집광효율의 마이크로 렌즈 어레이를 제공한다. 평면 투광성 기판의 표면에, 기판중에 기판의 굴절률의 증대에 기영하는 물질을 확산하여 형성한 굴절률 분포형 마이크로 렌즈가 2차원으로 다수개 규칙적으로 배열되어 있다. 각 마이크로 렌즈는 기판 표면에 조밀하게 배열되어 있고, 또한 각 마이크로 렌즈의 확산프론트는, 인접하는 각 마이크로 렌즈의 확산프론트와 각각 상호 융합한 영역을 형성한다. 어떤 2개의 인접 마이크로 렌즈간의 융합한 영역의, 이들 2개의 마이크로 렌즈의 중심간을 연결하는 직선의 방향의 길이는, 상기 방향에 있어서의 마이크로 렌즈의 배열피치의 20%이하이다.

Description

평판 마이크로 렌즈 어레이 및 그 제조방법

이 종류의 평판 마이크로 렌즈 어레이는, 하마나카(浜中)등에 의해서 일본 특허공개 평 3-136004호 공보에 개시되어 있다(도 1 참조). 이 공보에 나타나 있는 평판 마이크로 렌즈 어레이는, 이온확산법을 사용하여 제조된다. 이 이온확산법에 의하면, 투명기판(1)에 글라스기판을 사용하고, 그 표면에 Ti, Al, Ni, 혹은 Cr 등으로 이루어지는 확산저지 마스크막을 스퍼터법 등의 박막 형성법으로 형서아고, 다음에, 원하는 배열의 원형의 마스크 개구를 확산저지 마스크막으로 형성한 후, 이 투명기판을 기판 굴절률의 증대에 기여하는 이온을 포함하는 용융염속에 소정의 시간 침지한다. 마스크 개구를 통해서 용융염증의 이온이 투명기판중에 확산하고, 각 마스크 개구의 중심부근에서 주위를 향하여 굴절률이 서서히 낮게 되는 굴절률 분포형의 마이크로 렌즈(4)를 다수개 가지는 평판 마이크로 렌즈 어레이(82)가 형성된다. 이 평판 마이크로 렌즈 어레이는, 그 적용대상인 액정표시패널의 회소배열이 델타배열(육방배열)인 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 각 마이크로 렌즈의 주변형상을 육각형으로 하고, 투명기판 표면에 2차원적으로 규칙적으로 조밀하게 배열되어 있다. 상기의 경우, 렌즈배열은 육방배열로 되어 있다.

각 마이크로 렌즈의 주변형상을 육각형으로 하기 위해서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 인접하는 마이크로 렌즈(4) 사이에서 각 마이크로 렌즈의 이온의 확산 영역의 선단부분인 확산 프론트(5)가 융합한 영역(6)을 설치함으로써, 마이크로 렌즈(4)의 형상을 원하는 육각형으로 할 수 있다. 또한 상기의 경우, 투명기판의 렌즈 형성면적에 대한 마이크로 렌즈의 점유면적의 비율인 렌즈충전률은, 거의 100%로 되어 있다.

한편, 오이카와(及川)등도 일본 특허공개 평 5-45642호 공보에서, 액정 표시 패널등에 사용하는 평판 마이크로 렌즈 어레이를 개시하고 있다(도 3 참조). 상기 평판 마이크로 렌즈 어레이에서는, 타원형의 마스크 개구가 형성된 확산저지 마스크막을 사용하여, 이온 확산법에 의해 평판 마이크로 렌즈 어레이(82)를 형성하고 있다. 이러한 경우의 평판 마이크로 렌즈 어레이(82)는, 인접하는 마이크로 렌즈 (4) 사이에서 확산프론트(5)가 접하는 상태로 이온확산을 종료시킴으로써, 도 4에 나타낸 바와 같이, 각 마이크로 렌즈(4)의 주변형상을 타원형으로 하고 있다. 이것에 의하면, 렌즈 미형성영역(7)이 있기 때문에 렌즈 충전률은 100%로는 되지 않지만, 렌즈배열이 육방배열이기 때문에, 렌즈충전률이 비교적 높은 평판 마이크로 렌즈 어레이(82)를 형성할 수 있다.

이들의 평판 마이크로 렌즈 어레이는, 복수의 회소를 가지는 액정 표시 패널 등의 투과형 표시패널로의 조명광을 회소개구에 집광하여 표시를 밝게 하기 위한 집광렌즈로서 적합하다. 이러한 평판 마이크로 렌즈 어레이를 가지는 투영형 화상 표시장치의 일례를 도 5에 나타낸다.

도 5에 있어서, 광원(86)으로부터 발한 빛은, 반사경(87) 및 콘덴서렌즈(85)에 의해 투영렌즈(89)를 향하도록 수속된다. 콘덴서 렌즈(85)를 통과한 광속(光束)은, 평판 마이크로 렌즈 어레이(82)에 의해 액정표시패널(81)의 2매의 기판(81a)의 사이에 형성된 액정소자의 회소의 개구영역(회소개구 : 81b)에 집광되어 통과하고, 그 후 투영렌즈A(89)로 스크린(88)에 투영된다.

상기와 같이 평판 마이크로 렌즈 어레이를 사용함으로써, 평판 마이크로 렌즈 어레이(82)가 없으면, 액정표시패널(81)의 회소의 차광영역(81c)에서 차광되어 있던 광속을, 회소의 개구영역(81b)에 집광할 수 있게 된다. 이것에 의해, 스크린 (88)에 도달하는 광속은, 평판 마이크로 렌즈 어레이(82)가 없는 경우의 2 내지 2.5배 정도로 되었다.

그런데, 상술한 일본 특허공개 평 3-136004호 공보나 일본 특허공개 평 5-45642호 공보에 기재된 기술은, 액정소자의 회소개구로의 평판 마이크로 렌즈 어레이의 총합적인 집광효율의 향상을 목적으로 하고 있다. 이 집광효율을 보다 향상시키기 위해서는, 일반적으로는 평판 마이크로 렌즈 어레이의 렌즈충전률을 더욱 올리면 좋게 된다. 그러나, 일본 특허공개 평 3-136004호 공보의 육방배열된 렌즈어레이에서는, 렌즈 충전율은 거의 100%이고 이제는 향상의 여지가 없다. 그러나, 총합적인 집광 효율 향상이라는 견지에서는 문제가 남아 있다. 즉, 인접하는 렌즈의 확산 프론트가 융합된 영역은, 확산된 이온의 농도분포의 회전 대칭성이 저하함에 따라, 비점수차(非点收差)가 크게 되고, 피조명부분인 회소개구로의 집광에는 거의 기여하지 않는다. 결국, 렌즈 충전률을 100%로 하였다고 해도, 확산프론트가 융합한 영역이 커져버리면, 결과로서 총합적인 집광효율은 향상하지 않을 뿐만 아니라, 오히려 저하하는 일도 발생할 수 있는 것이다.

간단하게 하기 위해서는, 원형의 마스크 개구를 사용한 이온확산처리에 의해서 평면기판에 2개의 마이크로 렌즈를 형성하는 모델에 대하여 생각한다. 도 6a내지 도 6c는 투명기판(1)에 2개의 마이크로 렌즈가 형성되는 상태를 나타내는 부분 단면 사시도이다. 이온은 원형의 마스크 개구를 확산중심(52)으로서 확산하여가고, 확산영역의 선단부분인 확산프론트(5)는 동심의 반구형상으로 넓어져 간다. 이온확산처리의 진행에 따라서 2개의 확산프론트는 마침내는 접해 버린다(도 6a). 또한 이온확산을 진행시키면, 각각의 확산프론트는 상호 융합하고, 융합영역에서는 인접하는 확산중심을 연결하는 직선의 방향의 이온농도구배가 감소하고, 그 방향으로의 확산속도가 감소하는 결과, 융합 영역에서의 확산프론트는 하나의 계속되는 곡면을 형성하고, 상기 방향과 직교하는 방향(인접렌즈와의 경계선의 방향)으로 확대하여 간다(도 6b, 6c). 확산프론트가 형성하는 입체를, 렌즈형성면과 반대의 방향에서 조감(鳥瞰)한 사시도를 도 7에 나타낸다. 또한, 이 확산프론트가 상호 융합한 영역을, 오버확산영역(6)이라고 칭하기로 한다. 또한, 오버확산영역(6)의 렌즈중심을 연결하는 방향의 길이를 오버확산영역의 폭(W)이라고 부르기로 한다.

오버확산영역(6)은 2개의 확산중심(52)을 이온원으로서, 양쪽으로부터 이온 공급을 받게 되고, 렌즈 중심을 연결하는 방향(도 7에 있어서 X방향)에는, 확산된 이온농도의 분포가 완만한 안장(saddle) 형상이 된다. 또한 상기 오버확산영역(6)은, 동등한 마이크로 렌즈가 고립하고 있는 경우와 비교하여 X방향의 이온농도분포의 구배가 작게 되어 있기 때문에 X방향의 굴절력이 약하게 되어 있어, 현저한 비점수차를 발생하고 있다. 따라서, 상기 오버확산영역(6)에 입사한 광선은, 원래 집광하여야 할 각 렌즈의 초점 부근에는 거의 집광하지 않고, 인접하는 각 렌즈의 중심을 연결하는 선상의 부분에 집광하게 된다. 상기의 경우의 모델을 도 8에 나타낸다. 도면 중, 41은 마이크로 렌즈(4)의 초점, 42는 마이크로 렌즈의 집광영역, 43은 마이크로 렌즈의 집광면을 각각 도시하고 있다. 오버확산영역(6)에 입사한 빛은, 초점(41)을 연결하는 선상에도 집광하고 있다.

본 발명은 평판 마이크로 렌즈 어레이 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 복수의 회소(繪素)를 가지는 액정 표시패널 등의 투과형 표시패널의 조명광을 회소개구에 집광하여, 액정표시를 밝게하기 위한 집광렌즈로서 유용한 평판 마이크로 렌즈 어레이 및 그 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 평판 마이크로 렌즈 어레이의 사시도.

도 2는 도 1의 평판 마이크로 렌즈 어레이의 평면도.

도 3은 다른 종래의 평판 마이크로 렌즈 어레이의 사시도.

도 4는 도 3의 평판 마이크로 렌즈 어레이의 평면도.

도 5는 화상 표시 장치의 단면 광로도.

도 6a 내지 도 6c는 확산프론트가 융합하는 상태를 설명하는 모델의 부분 단면 사시도.

도 7은 확산프론트가 융합한 경우 형성하는 입체를 조감한 사시도.

도 8은 확산프론트가 융합할 때의 집광상태를 설명하는 모델의 사시도.

도 9a는 렌즈의 사방배열을 나타내는 도면.

도 9b는 렌즈의 육방배열을 나나내는 도면.

도 10은장방형의 마스크 개구로부터의 이상적인 확산상태를 설명하는 모델도.

도 11a 내지 도 11c는 마스크 개구가 직사각형인 경우 확산프론트 형상의 무디어진 상태를 나타내는 도면.

도 12a는 마스크 개구가 원형인 경우 확산저지 마스크막을 나타내는 도면.

도 12b는 도 12a의 확산저지 마스크막을 사용하여 제작된 사방배열의 평판마이크로 렌즈 어레이를 나타내는 도면.

도 13은 원형개구를 가지는 확산저지 마스크막을 사용하여 작성된 정방형 렌즈로 구성되는 평판 마이크로 렌즈 어레이의 집광 스폿을 나나태는 도면.

도 14는 회소(마이크로 렌즈)와 회소개구의 관계를 설명하는 도면.

도 15a는 마스크 개구가 타원형인 경우의 확산저지 마스크막을 나타내는 도면.

도 15b는 도 15a의 확산저지 마스크막을 사용하여 제작된 사방 배열의 평판 마이크로 렌즈 어레이를 나타내는 도면.

도 16a는 본 발명의 1실시예인 평판 마이크로 렌즈 어레이를 제작하는 확산저지 마스크막을 나타내는 도면.

도 16b는 도 16a의 확산저지 마스크막에 의해 제작된 평판 마이크로 렌즈 어레이를 나타내는 도면.

도 17은 도 16b의 평판 마이크로 렌즈 어레이의 집광 스폿을 나타내는 도면.

도 18a는 본 발명이 다른 실시예인 평판 마이크로 렌즈 어레이를 제작하는 확산저지 마스크막을 나타내는 도면.

도 18b는 도 18a의 확산저지 마스크막에 의해 제작된 평판 마이크로 렌즈 어레이를 나타내는 도면.

도 19는 도 18b의 평판 마이크로 렌즈 어레이의 집광 스폿을 나타내는 도면.

도 20a, 도 20b는 본 발명의 평판 마이크로 렌즈 어레이의 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 21a, 도 21b는 본 발명의 평판 마이크로 렌즈 어레이의 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 22a, 도 22b는 본 발명의 평판 마이크로 렌즈 어레이의 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 23은 본 발명에 의한 평판 마이크로 렌즈 어레이를 화상표시 장치에 적용한 경우의 실시예를 나타내는 구성도.

도 24는 다이클로익 미러의 다른 배치예를 나타내는 도면.

도 25는 각 색의 광속의 집광스폿이 각각 R, G, B의 각 색에 대응하는 회소 개구부에 입사하는 상태를 나타내는 도면.

도 26은 본 발명의 마이크로 렌즈 어레이를 사용한 화상표시장치의 효과를 설명하기 위한 색도(色度)도.

[실시예]

본 발명의 평판 마이크로 렌즈 어레이에서는, 다수개의 렌즈가 조밀하게 2차원으로 규칙적으로 배열된다. 2차원의 규칙적인 렌즈배열에는, 대표적인 것으로 사방배열과 육방배열이 있다. 사방배열이란, 1개의 렌즈에 주목한 경우, 이 렌즈에 인접하는 렌즈가 4개 존재하는 것 같은 배열이다. 또한, 육방배열이란, 1개의 렌즈에 주목한 경우, 이 렌즈에 인접하는 렌즈가 6개 존재하는 것 같은 배열이다.

도 9a는, 직교 X-Y 좌표계에서의 주변형상이 장방형인 렌즈의 사방배열을, 도 9b는, 직교 X-Y 좌표계에서의 주변형상이 장방형인 렌즈의 육방배열의 예를 나타내고 있다. 도면중, Px는 X축방향에 있어서의 배열피치, Py는 Y축방향에 있어서의 배열피치를 나타내고 있다.

그런데 여기에서, 주변형상이 장방형인 렌즈의 종횡비에 대하여 서술하여 둔다. 렌즈의 단변의 길이를 a로 하고 장변의 길이를 b로 할 때, α(=b/a)를 종횡비라 부른다. 이 종횡비 α가 큰 경우에는, 일본 특허공개 평 5-45642호 공보에 개시되었던 것같은 타원개구의 마스크를 사용한는 것으로, 렌즈 유효면적이 비교적 크고 집광효율이 좋은 평판 마이크로 렌즈 어레이를 제작하는 것이 가능하다.

그러나, 액정표시패널에 적합한 평판 마이크로 렌즈 어레이인 경우, 그 렌즈의 종횡비는 2 이하인 경우가 많다. 그래서, 장방형 렌즈의 사방배열인 경우에 대하여, 일본 특허공개 평 5-45642호 공보에 개시된 타원개구의 마스크를 사용하여 제작한 렌즈의 종횡비와 렌즈 충전률과의 관계를 표1에 합쳤다.

렌즈종횡비 α가 1.0에서 2.0으로 크게 됨에 따라, 렌즈충전률이 크게 되는 것을 알았다.

다음에, 마스크 개구의 형상에 대하여 검토한다.

일본 특허공개 평 3-136004호 공보에 개시된 마이크로 렌즈 어레이는 육방배열의 예이고, 마이크로 렌즈의 주변형상이 육각형으로 되는 경우이다. 또한, 마스크 개구의 형상은 원형이다.

한편, 그 단면이 거의 반원상의 렌티큘러 렌즈를 확산법에 의해서 제작하는 경우 마스크 개구는 선형상이다(예를 들면, 일본 특허공개 소 61-201639호 공보의 도 3 참조). 이 때의 확산 상태를 자세히 고찰하여 보면, 어떤 마스크 개구에서 확산하는 확산프론트는, 선형상의 마스크 개구와 평행하게 일선형상으로 진행하고 있다. 또한 확산처리를 진행시키면, 인접하는 마스크 개구에서의 확산프론트와 접하여, 기판 표면 전체면에 랜티큘러 렌즈를 틈없게 형성할 수 있다.

본 발명자 등은, 이러한 생각을 추진하여, 기판 표면 전체면에 2차원으로 렌즈를 틈없게 형성하는 경우의 마스크 개구를 종래의 원형개구라든지 타원개구에서, 예를들면 장방형의 렌즈주변형상에 대하여, 마스크 개구형상을 장방형으로 하는 것을 생각하여, 본 발명을 하기에 이르렀다. 도 10은, 장방형의 마스크 개구형상으로부터의 이상적인 확산 모델을 나타낸 것이다. 또한 이 도면에서 확산프론트(5)의 코너부분은, 둥글게 무디어진 형상으로 되어있다. 이것은, 마스크 개구(3)의 4개의 각으로부터 이온이 점확산하여 가기 때문이다. 또한 도면중, 51은 둥굴절률선을 나타낸다.

마스크 개구의 형상이 직사각형(정방형 및 장방형)의 경우, 마스크 개구의 치수가 비교적 작게 되면, 확산프론트의 코너가 둥근 부분의 기여가 커지고, 확산프론트의 전체적인 형상이 무디어진다.

이것을, 주변형상이 100㎛x100㎛의 정방형의 마이크로 렌즈를 예를들어 설명한다. 도 11A는 마스크 개구(3)가 60㎛X60㎛의 정방형, 렌즈주변과 마스크 개구와의 간격 d=20㎛인 경우의 확산프론트(5)를 나타낸다. 상기의 경우의 마스크 개구(3)로부터 확산영역의 프론트(5)는, 대략 마스크 개구의 주변에 확산길이에 상당하는 영역을 가한 직사각형 형상의 코너부분을 둥글게 무디어지게한 형상으로 되어 있다.

그러나, 마이크로 렌즈의 치수가 동일하더라도, 간격 d를 더 크게 취하여, 상대적으로 마스크 개구가 작은 직사각형 형상이 되면, 코너에서의 점확산효과의 기여가 커져 전체적으로 확산프론트의 형상이 무디어지고, 확산프론트의 형상이 원에 가까워 지게 된다. 도 11b, 도 11c는 마스크 개구가 50㎛X50㎛의 정방형, 40㎛X40㎛의 정방형일 때에, 확산영역이 알맞게 조밀해 지도록 확산길이를 설정한 때의, 확산프론트의 대략의 형상을 나타낸 도면이다. 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 마스크 개구의 형상이 작은 경우에는 오버확산영역이 커지고, 이 상태에서는 양호한 집광효과를 얻는 것이 어렵게 되어 있다. 이것은, 마스크 개구가 직사각형 형상뿐만 아니라, 그 밖의 형상에 대하여도 마찬가지로 말할 수 있는 것이다.

이와 같이 마이크로 렌즈의 주변형상에 대하여 마스크 개구 형상이 비교적 작은 경우의, 확산프론트의 무디어짐, 즉, 점확산 효과의 기여에 의해서 오버확산 영역이 커지는 경우에는, 개구형상을 보정할 필요가 있다.

이러한 경우에는, 확산프론트의 무디어진 분만큼, 마스크 개구의 형상을, 다각형의 변이 안쪽으로 오목하게 된 형상(별모양 형상이라 하기로 한다)으로 하면, 오버확산영역의 면적이 감소할 수 있고, 보다 큰 집광효과를 얻을 수 있다.

다음에, 마스크 개구의 설정조건에 대하여 검토한다.

마스크 개구의 설정조건으로서는, 렌즈 충전률을 거의 100%로 하는 경우는, 2개의 인접 마이크로 렌즈간의 오버확산 영역의 폭(W)의, 이들 2개의 인접 마이크로 렌즈의 중심간을 연결하는 방향의 배열피치에 대한 비율이 20%이하로 어림할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 오버확산영역의 폭(W)을 거의 0으로 어림할 수 있도록 하는 경우는, 충전률이 91%이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 확산처리조건으로서는, 오버확산영역이 없는(확산프론트 거리가 접하고, 렌즈 미형성영역이 있다) 조건으로부터, 오버확산영역을 설치하여 렌즈 충전률이 100%가 되는(렌즈 미형성영역이 없다) 조건까지 변화시켜주면, 오버확산영역과 마이크로 렌즈 미형성영역을 더불어 가지는 평판 마이크로 렌즈 어레이를 형성하는 것도 가능하다. 상기의 경우에도, 마스크 개구 및 확산처리조건으로서, 2개의 인접 마이크로 렌즈간의 오버확산영역의 폭(W)의, 이들 2개의 인접 마이크로 렌즈의 중심간을 연결하는 방향의 배열피치에 대한 비율이 20%이하로 어림할 수 있도록 하고, 또한 렌즈 충전률이 91%이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서의 확산법은, 이온확산에 한한 것이 아니고, 예를들면 확산물질의 박막을 마스크 개구에 상당하는 위치에 형성하여 열확산에 의해서 굴절률 분포를 형성하는 어닐링법(예를들면, 일본 특허공개 소 60-256101호 공보)이나, 투명기판에 제1모노머를 반중합시킨 플라스틱기판을 사용하여, 확산저지 마스크막의 마스크 개구부를 통해서 상기 기판중에 제2의 모노머를 확산시킨 뒤 중합을 완결시키는 모노머확산 공중합체(예를들면, 일본 특허공개 평 2-50102호 공보)등도 사용할 수 있다. 결국, 투명기판중에 기판의 굴절률 증대에 기여하는 물질을 확산함으로써, 상기 물질의 농도구배에 기초를 둔 굴절률구배를 가지는 평판 마이크로 렌즈 어레이를 형성하는 방법이면 좋다.

그 위에 또한, 본 발명에 있어서의 마스크 개구의 형상은, 각 정점부분에 수㎛ 정도의 직선형상 모떼기부라든지, 미소한 원호형상을 구비한 다각형 형상이라도 상관하지 않고, 그 효과에 차이는 없다.

(예비 테스트)

본 발명의 실시예를 설명하기 전에, 본 발명과의 비교의 의미로 예비테스트를 행하였다. 이 예비테스트에 근거하여, 처음에, 렌즈의 집광효율의 문제에 대하여 검토한다. 일례로서, 일본 특허공개 평 3-136004호 공보에 나타난 평판 마이크로 렌ㅂ즈 어레이에, 주변형상이 장방형인 렌즈의 사방배열을 적용한 예를 생각한다. 도 12a는 확산저지 마스크막의 평면도, 도 12b는 상기 확산저지 마스크막에 의해 제작된 평판 마이크로 렌즈 어레이의 평면도이다.

도 12a에 나타낸 바와 같이, X방향 및 Y방향으로 피치 Px, Py의 간격으로 배열된 원형의 마스크 개구(3)로부터 이온확산시켜, 렌즈충전률이 100%가 되도록, 도 12b에 나타낸 바와 같이 인접하는 마이크로 렌즈(4) 사이에 오보확산영역(6)을 설치하고, 마이크로 렌즈(4)의 주변형상을 장방형으로 하였다. 상기의 경우, 확산프론트(5)는 장방형의 마이크로 렌즈(4)에 외접하는 원이 되기 때문에, 오버확산영역의 폭(W)은, 주변형상이 정육각형의 마이크로 렌즈의 육방배열인 경우와 비교하여, 장방형의 마이크로 렌즈의 장변에서 매우 커지는 것을 알았다.

한편, 오버확산영역의 존재가, 마이크로 렌즈의 집광성능에 주는 영향을 실험적으로 조사하였다. 예를들면, 확산법으로서 이온확산법을 사용하고, 투명기판에 소다 석회 유리(soda lime glass)를 사용하여, X방향으로 피치 Px=100㎛, Y방향으로 피치 PY=100㎛의 간격으로 배열된 원형의 마스크 개구를 직경 60㎛로 하여, 기판 굴절률의 증대에 기여하는 이온으로서 T1이온을 사용하고, 확산프론트가 직경 100 내지 141(=√2X100) ㎛의 원형이 되도록 이온확산조건을 제어하고, 수종류의 평판 마이크로 렌즈 어레이를 제작하였다.

그 결과, 오버확산영역의 폭(W)이, 대응하는 X방향 또는 Y방향의 배열피치의 20%를 초과한다고 어림할 수 있는 경우에는, 인접한 마이크로 렌즈(4)간의 확산프론트(5)가 융합하는 정도가 커지는 것을 알았다. 이 때문에, 마이크로 렌즈의 집광효율이 대폭 저하하는 것이 분명하여 졌다.

예를들면, 확산프론트의 직경을 141㎛로 한 경우의 평판 마이크로 렌즈 어레이에 대략 평행광을 입사하고, 광학 현미경을 사용하여 관측한 집광스폿사진을 도 13에 나타낸다. 도면중, 41은 마이크로 렌즈의 초점이다. 이 예에서는, 오버확산영역(6)의 폭(W)이 41㎛로 어림되고, 이것은 X방향 및 Y방향의 배열피치의 29%가 된다. 오버확산영역(6)에 입사한 광선은, 마이크로 렌즈(4)의 초점부근에만 집광하지 않고, 인접하는 각 렌즈의 초점을 연결하는 십자선상에도 집광하고 있다.

그리고 또한, 도 5에 나타낸 화상표시장치의 평판 마이크로 렌즈 어레이(82)에 상기 평판 마이크로 렌즈 어레이를 사용하여, 액정표시패널(81)에 회소(81d)가 약 100㎛X100㎛의 정방형이고, 회소의 개구영역(81b)이 55㎛X55㎛의 정방형인 것을 사용한 경우를 생각한다(도 14 참조). 상기의 경우, 개구영역(81b)내에 집광하는 집광량은 입사광량의 52%가 되고, 스크린(88)으로의 도달광량은, 주변형상이 정육각형인 렌즈의 육방배열인 경우의 0.8배 이하로 저하하는 것이 분명하게 되었다.

다음에, 렌즈 충전률의 문제에 대하여 검토한다.

일본 특허공개 평 5-45642호 공보인 경우도, 마이크로 렌즈의 배열이 육방배열인 경우는, 마이크로 렌즈 미형성영역의 면적비율이 작고, 결국 렌즈 충전률은 실용상 충분히 높았다. 그러나, 마이크로 렌즈의 배열이 사방배열인 경우에는, 타원형의 마이크로 렌즈를 조밀하게 배열할 때에 마이크로 렌즈 미형성영역의 비율이 크고, 결국 렌즈 충전률이 작게 되는 것이 분명하게 되었다.

일례로서, 일본 특허공개 평 5-45642호 공보에 의한 평판 마이크로 렌즈 어레이를 사방배열에 적용한 예를 도 15a, 도 15b에 나타낸다. 도 15a는 확산저지 마스크막의 평면도. 도 15b는 이 확산저지 마스크막에 의해 제작한 평판 마이크로 렌즈 어레이의 평면도이다.

타원형의 마스크 개구(3)로부터 확산하여, 인접하는 마이크로 렌즈(4) 사이에서 확산프론트(5)가 접한 상태로 이온확산을 종료함으로써, 장방형으로 내접하는 타원형의 마이크로 렌즈(4)를 형성할 수 있다. 그러나, 마이크로 렌즈 미형성영역 (7)은 매우 커지기 때문에, 렌즈 충전률은 대폭 저하하고, 그 결과, 마이크로 렌즈의 집광효율도 그 만큼 저하하는 것을 알았다.

예를들면, 배열을 X방향의 피치 PX=100㎛, Y방향의 피치 PY=150㎛의 사방에 열로 한 경우, 렌즈 충전률은 80%이하로 되어버렸다. 이 때문에, 도 5에 나타낸 화상표시장치에 상기 마이크로 렌즈를 사용하여, 액정표시패널에 회소가 약 100㎛X100㎛의 정방형이고, 회소의 개구영역을 55㎛X55㎛의 정방형의 것을 사용한 경우, 스크린으로의 도달광량도, 렌즈 충전률이 저하한 만큼 저하하는 것을 알았다.

[실시예 1]

이하에, 본 발명의 실시예를 도면에 근거하여 설명한다.

도 16a, 도 16b는 본 발명에 의한 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제1실시예를 나타내는 도면이다. 본 실시예에서는, 주변형상이 장방형인 마이크로 렌즈(4)의 사방배열로 하고, 확산법으로서 이온확산법을 사용하였다.

우선, 투명기판(1)에 소다 석회 유리를 사용하여, 스퍼터법에 의해 투명기판 (1)상에 Ti 박막에 의한 확산저지 마스크막(2)을 상막하였다. 이 확산저지 마스크막(2)에 주지의 포토리소그래피 기술과 에칭기술을 사용하여, 도 16a와 같이 마스크 개구(3)를 형성한다.

마이크로 렌즈(4)의 치수를, X방향의 치수=X방향의 피치 PX, Y방향의 치수=Y방향의 피치 PY로 하였다. 따라서, 마스크 개구(3)의 형상을, 마이크로 렌즈(4)의 주변의 안쪽에 소정의 간격(d)으로 가선을 두른 장방형으로 하고, 마스크 개구(3)의 치수를, X방향의 치수=PX-2d, Y방향의 치수=PY-2d로 설정하면 좋다.

다음에, 글라스기판(1)을, 기판 굴절률의 증대에 기여하는 Ti이온을 포함하는 용융염증에 침지하고, 확산프론트(5)가 상정되는 마이크로 렌즈(4)의 장방형의 정점에 일치할 때까지 확산하도록 확산시간을 제어하고, 도 16b에 나타낸 바와 같이 장방형의 렌즈형상을 가지는, 렌즈충전률이 거의 100%의 평판 마이크로 렌즈 어레이(4)를 제작한다.

렌즈형상이 정방형인 경우, 마스크 개구의 구체적 수치예로서, Px=PY=100㎛, d=2㎛로 하고, 확산길이가 28㎛가 되도록, 이온확산시간을 제어하고, 사방배열의 평판 마이크로 렌즈 어레이를 제작하였다. 이 렌즈 어레이에 대략 평행광을 입사 하고, 광학현미경을 사용하여 관측한 집광스폿사진을 도 17에 나타낸다. 이 예에서는, 렌즈 충전률이 거의 100％임에도 불구하고, 오버확산영역(6)의 폭(Ｗ)은 16㎛로 어림할 수 있다. 이 때, 폭(W)은 X 방향 및 Y 방향의 배열피치의 20％이하이기 때문에, 집광 스폿형상에는 약간의 십자선 형상의 부분이 있지만, 입사광선의 대부분이 각 마이크로 렌즈(4)의 초점(41) 부근에 집광하였다.

[실시예 2]

도 18a, 도 18b는, 본 발명에 의한 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제2의 실시예를 나타내는 도면이다. 본 실시예에서는, 상기 제1실시예와 같은 장방형의 마스크 개구(3)와 이온확산법을 사용하였지만, 확산프론트(5)가 인접렌즈의 확산프론트에 접할 때까지 확산하도록 확산시간을 제어하고, 도 18b에 나타낸 바와 같이 장방형의 마이크로 렌즈의 각이 둥글게 된 렌즈 형상을 가지는 평판 마이크로 렌즈 어레이(4)를 제작한다.

렌즈 형상이 정방형인 경우, 마스크 개구의 구체수치예로서, PX=PY=100㎛, d=20㎛로 하고, 확산길이가 20㎛가 되도록, 이온확산시간을 제어하여, 평판 마이크로 렌즈 어레이를 제작하였다. 이 렌즈 어레이에 대략 평행광을 입사하고, 광학현미경을 사용하여 관측한 집관스폿사진을 도 19에 나타낸다. 이 예에서는, 오버확산영역(6)의 폭(W)이 0㎛로 어림됨에도 불구하고, 렌즈 충전률이 97%로까지 향상했기 때문에, 마이크로 렌즈 미형성영역(7)을 통과한 입사광선에 의한 새어 나가는 빛이 약간이지만, 입사광선의 대부분이 마이크로 렌즈(4)의 초점(41) 부근에 집광하였다.

[실시예 3]

이상의 실시예에서는, 사방배열인 경우의 평판 마이크로 렌즈 어레이에 대하여 설명하였다. 본 발병은 사방배열의 평판 마이크로 렌즈 어레이에 특히 유효하지만, 이것에 한정되지 않고, 육방배열의 평판 마이크로 렌즈 어레이에 있어서도, 유효한 것은 말할 필요도 없다.

육방배열에 있어서의 마스크 개구의 형상의 설계방법을 이하에 설명한다. 육방배열에 있어서, 형성되는 마이크로 렌즈의 대표적인 주변형상은 육각형이다.

마이크로 렌즈의 중심과 정점과의 거리를 L로 하면, 이하의 6점에서 둘러싸인 육각형을 상정하면 된다. 또한, 직교 X-Y 좌표계를 가정하여, X방향의 배열피치를 PX, Y방향의 배열피치를 PY로 하고, 좌표계의 원점을 1개의 마이크로 렌즈의 중심에 일치시키고, 각 정점의 좌표를 (x, y)로 나타내는 것으로 하면, (x,y)=(PX/2, L/2), (PX/2, -L/2), (0, -L), (-PX/2, -L/2), (-PX/2, L/2), (0, L)로 나타낸다.

단, L=(PX2/8+2PY2/)/PY

또한, 마이크로 렌즈의 중심을 원점으로 하여 원점과 정점과의 거리를 m이라고 하AUS, 이하의 6점으로 둘러싸인 정육각형을 상정하는 것도 가능하다.

(x, Y)=(PX-m, PY/2), (m, 0), (PX-m, -PY/2), (m-PX, -PY/2), (-m, 0), (m-PX, PY/2)

단, m=(2PX2+PY2/8)/PX

육방배열을 실현하는 그 밖의 마이크로 렌즈 주변 형상으로서는, 정방형, 장방형, 능형, 평행사변형등이 있다.

상기와 같이, 원하는 마이크로 렌즈주변형상을 상정한 후, 상기 주변형상의 안쪽에 주변형상의 외형선에 대하여 소정의 간격(d)의 평행한 선으로 둘러싸인 형상을 마스크 개구의 형상으로 하면 좋다.

[실시예 4]

본 실시예는 도 11a 내지 도 11c에서 설명한 바와 같이, 마이크로 렌즈의 형상에 대하여 마스크 개구형상이 비교적 작은 경우의 확산영역의 무디어짐, 즉, 점확산효과의 기여에 의해서 오버확산영역이 커지는 경우에 대한 직사각형 개구형상을 보정하는 것이다.

이러한 경우에는, 확산영역의 무디어진 분만큼, 마스크 개구의 직사각형 형상을 직사각형의 변이 안쪽으로 오목하게 되는 형상으로 하면, 오버확산영역의 면적을 감소할 수 있고, 보다 큰 집광효과를 얻을 수 있다.

보다 정량적인 설명을 하면, 도 11b, 도 11c인 경우, 정점 방향(정방형의 대각방향)과 변방향(정방형의 변방향)의 확산프론트의 전진거리(확산길이)가 다르다. 정점방향의 확산속도와 변방향의 확산속도가 대략 0.9 : 1 정도인 것이 실험적으로 나타나고 있다. 그래서, 마스크 개구의 형상을 정점 방향의 확산길이와 변방향의 확산길이가 0.9 : 1이 되도록 설정한다.

도 20a에 나타나고 있는 마스크 개구는, 이러한 마스크 개구형상에 대한 확산길이의 의존성을 고려한 예이다. 마이크로 렌즈의 주변형상은 정방형이고, 정점을 A, B, C, D로 나타낸다. 마스크 개구는, 이 정방형의 안쪽에 정방형의 각 변과 평행하게 각 변에 대하여 d=25㎛의 간격을 가지는 직선으로 둘러싸인 제2정방형(정점 P, R, T, V)을 상정할 때, 제2정방형이 인접한 정점간을 연결하는 직선보다도 제2정방형의 안쪽의 점(Q, S, U, W)을 통하는 곡선으로 연결한 형상(별모양 형상)을 가진다. 이들 곡선의 형상은 대략 각 점을 통하는 포물선, 타원선, 쌍곡선등의 2차 곡선이거나, 이것에 유사한 곡선이 적당하다.

점 A, B, C, D 및 점 P, Q, R, S, T, U, V, W의 위치관계는 다음과 같이 정해진다.

점 P : 선분 AO 상에서 점 A로 부터의 거리 LAP가, 0.25LAO≤LAP≤0.67LAO, 예를 들면 LAP=0.5LAO인 점.

점 R; 선분 BO상에서 점 B로부터의 거리 LBR이, LBR=LAP인 점.

점 T; 선분 CO상에서 점 C로부터의 거리 LCT가, LCT=LAP인 점.

점 V; 선분 DO상에서 점 D로부터의 거리 LDV가, LDV=LAP인 점.

점 Q; 선분 PR의 2등분점을 E로 할 때, 점 E를 점 O의 방향으로 LEQ만큼 이동시킨 점, 단, 0〈LEQ≤0.67LEO, 예를 들면 LEQ=0.52LEO,

점 S; 선분 RT의 2등분점을 F로 할 때, 점 F를 점 O의 방향으로 LFS만큼 이동시킨 점, 단, 0〈LFS≤0.67LFO, 예를 들면 LFS가 0.52LFO.

점 U; 선분 TV의 2등분점을 G로 할 때, 점 G를 점 O의 방향으로 LGU만큼 이동시킨 점, 단, LGU=LEQ,

점 W; 선분 VP의 2등분점을 H로 할 때, 점 H를 점 O의 방향으로 LHW만큼 이동시킨 점, 단, LHW=LFS가 된다.

또한, LAP가 0.25 LAO보다 작으면, 양호한 렌즈작용을 가지는 렌즈가 형성곤란하다. 또한, LAP가 0.67LAO보다 크면, 마스크 개구가 작게 되어 점확산의 영향이 나오기 때문에 바람직하지 않다. 또한, LEQ, LFS가 각각 0.67LEO, 0.67LFO보다 크면, 동일한 점확산의 영향이 나오기 때문에 바람직하지 못하다.

마이크로 렌즈의 주변형상이 100㎛X100㎛의 정방형, d=25㎛인 경우, LAP=35㎛, 점 Q, S, U, W의 마이크로 렌즈의 주변에서의 거리는 38㎛가 된다. 이 마스크 개구의 형상은 정점방향의 확산길이와 변방향의 확산길이가 0.9=1이 되도록 설정되는 것을 알았다.

이러한 마스크 개구에서 이온 확산을 행하여, 확산프론트가 정점 A, B, C, D에 도달한 시점에서 확산을 정지시키면, 확산프론트(5)는 도시한 점선과 같이 되어 확산영역의 무디어짐을 작게 할 수 있다.

그러나 여전히 마스크 개구의 정점 부분은 확산프론트가 약간 둥글게 무디어졌기 때문에, 마스크 개구의 정점부분을 미리, 이른바 「R 모떼기」 또는 「C 모떼기」한 형상으로 설정하더라도 물론 상관없다.

마스크 개구는 포토리소그래피 기술에 의해서 제작되기 때문에 너무 복잡한 곡선 형상으로 제작하는 것은 곤란하고, 제작 정밀도와 제작 비용의 측면에서 도 20a의 각 점 P, R, T, V를 곡선으로 연결하는 대신에 도 20b와 같이 직선으로 연결하는 것도 가능하다.

[실시예 5]

본 실시예는 정육각형의 마스크 개구 형상을 보정하는 것이다.

도 21a는 보정된 개구 형상을 나타낸다. 정육각형인 마이크로 렌즈의 주변 형상을 6개의 정점 A, B, C, D, E, F와 중심점 0로 나타낼 때, 마스크 개구는 이하의 점 P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y, Z, M, P를 이 순번으로 연결하는 곡선으로 나타내는 형상(별모양형상)이고,

점 P; 선분 AO상에서 점 A로부터의 거리 LAP가, 0.25LAO≤LAP≤0.67LAO인 점.

점 R; 선분 BO상에서 점 B로부터의 거리 LBR이, 0.25LBO≤LBR≤0.67LBO인 점.

점 T; 선분 CO상에서 점 C로부터의 거리 LCT가, 0.25LCO≤LCT≤0.67LCO인 점.

점 V; 선분 DO상에서 점 D로부터의 거리 LDV가, LDV=LAP인 점.

점 X; 선분 EO상에서 점 E로부터의 거리 LEX가, LEX=LBR인 점.

점 Z; 선분 FO상에서 점 F로부터의 거리 LFZ가, LFZ=LCT인 점.

점 Q; 선분 PR의 2등분점을 E로 할 때, 점 E를 점 0의 방향으로 LEQ만큼 이동시킨 점.

단, 0〈LEQ≤0.5LEO,

점 S; 선분 RT의 2등분점을 F로 할 때, 점 F를 점 O의 방향으로 LFS만큼 이동시킨 점.

단, 0〈LFS≤0.5LFO,

점 U; 선분 TV의 2등분점을 G로 할 때, 점 G를 점 O의 방향으로 LGU만큼 이동시킨 점.

단, 0〈LGU≤0.5LGO,

점 W; 선분 VX의 2등분점을 H로 할 때, 점 H를 점 O의 방향으로 LHW만큼 이동시킨 점.

단, LHW=LEQ,

점 Y; 선분 XZ의 2등분점을 I로 할 때, 점 I를 점 O의 방향으로 LIY만큼 이동시킨 점.

단, LIY=LFS,

점 M; 선분 ZP의 2등분점을 J로 할 때, 점 J를 점 O의 방향으로 LJM만큼 이동시킨 점.

단, LJM=LGU이다.

또한, LAP, LBR, LCT가 각각 0.25LAO, 0.25LBO, 0.25LCO보다 작으면, 양호한 렌즈 작용을 갖는 렌즈가 형성 곤란하다. 또한, LAP, LBR, LCT가 각각 0.67LAO, 0.67LBO, 0.67LCO보다 크면, 마스크 개구가 작게되어 점확산의 영향이 나오기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, LEQ, LFS, LGU가 각각 0.5LEO, 0.5LFO, 0.5LGO보다 크면 동일하게 점확산의 영향이 나오기 때문에 바람직하지 못하다.

이러한 형상의 개구 마스크를 사용하면, 확산프론트(5)의 무디어짐은 도시하는 바와 같이 상당히 작게 된다.

마스크 개구는 포토리소그래피 기술에 의해서 제작되기 때문에, 너무 복잡한 곡선형상과 개구형상으로서 제작하는 것은 곤란하고, 제작 정밀도와 제작 비용의 측면에서 도 21a의 각 점 P, R, T, V, X, Z를 곡선으로 연결하는 대신에, 도 21b와 같이 직선으로 연결하는 것도 가능하다.

도 20b, 도 21b의 실시예의 또다른 변형 예를 설명한다. 상기 실시예에서는, 제2다각형이 인접하는 정점간을 2개의 꺽은선으로 연결하고 있지만, 이것을 3개의 꺽은선으로 연결하도록 한 것이다.

도 22a는 마스크 개구가 정방형인 경우를, 도 22b는 마스크 개구가 정육각형인 경우를 각각 보이고 있다. 또한, 도 22a의 점 Q, S, U, W는, 도 20b의 점 Q, S, U, W에 대응하고 있고, 도 22b의 점 M, Q, S, U, W, Y, M은, 도 21b의 점 M, Q, S, U, W, Y, M에 대응하고 있다.

[실시예 6]

본 발명에 의한 평판 마이크로 렌즈 어레이를 화상표시장치에 적용한 경우에 대하여 설명한다.

화상표시장치(8)의 기본적 구성은 도 5와 같다. 본 실시예에서는, 평판 마이크로 렌즈 어레이(82)를 구성하는 마이크로 렌즈(84)는, 액정표시패널(81)의 각 회소에 대응한 위치에 배열한다. 마이크로 렌즈(84)의 주변형상은, 액정표시패널(81)의 회소형상과 같다고 상정하고, 마스크 개구의 형상은, 액정표시패널(81)의 회소형상의 안쪽에 회소형상의 외형선과 평행하고 외형선에 대하여 소정의 간격(d)을 가지는 선으로 둘러싸인 형상으로 하면 좋다.

구체수치예로서, 우선 액정표시패널(81)으로서는 회소가 약 100㎛X100㎛의 정방형이고, 회소의 개구영역(81b)이 55㎛X55㎛의 정방형의 것을 사용하였다. 또한, 그 배열은 사방배열이다(도 14 참조).

평판 마이크로 렌즈 어레이(82)로서는, 마스크 개구를 100㎛X100㎛, d=20㎛로 한 상기 실시예 1 및 2에 의한 평판 마이크로 렌즈 어레이를 사용하여 2종류의 화상표시장치를 제작하였다. 또한, 평판 마이크로 렌즈 어레이(82)의 각 렌즈(84)의 초점(41)이 액정표시패널(81)의 각 회소의 개구영역(81b)의 중심에 오도록 얼라인먼트하여 화상표시장치(8)를 구성하였다.

이 장치에서의 스크린(88)에 도달하는 광량을 평가한 결과, 실시예 1의 평판 마이크로 렌즈 어레이(82)를 사용한 화상표시장치(8)에 있어서는, 입사광량의 67%가 회소의 개구영역(81b)내에 집광하고 있었다. 상기의 경우의 스크린광량은, 종래의 원형개구의 마스크에 의한 사방배열의 평판 마이크로 렌즈 어레이를 사용한 경우와 비교하여 약 1.3배 밝아졌다.

또한, 마찬가지로 실시예 2의 평판 마이크로 렌즈 어레이(82)를 사용한 화상표시장치(8)에 있어서는 입사광량의 73%가 회소의 개구영역(81b)에 집광하고 있었다. 상기의 경우의 스크린광량은 종래의 원형개구의 마스크에 의한 사방배열의 평판 마이크로 렌즈 어레이를 사용한 경우와 비교하여 약 1.4배 밝아졌다.

본 실시예에서는 실시예 1, 2의 평판 마이크로 렌즈 어레이를 사용하였지만, 실시예 4의 평판 마이크로 렌즈 어레이를 사용하더라도 같은 효과가 얻어지는 것은 말할 필요도 없다.

이상의 평판 마이크로 렌즈 어레이를 사용한 화상표시장치로서는 케라조명인 경우를 나타내었지만, 다른 조명법, 예를 들면 텔레센트릭조명등에도 적용할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 평판 마이크로 렌즈 어레이를 사용한 화상표시장치에서는 3매의 액정표시패널을 사용하여 각각 3원색의 화상을 표시하고, 그것들을 광학적으로 합성하여 컬러 화상을 얻는 방식에도 적용할 수 있고, 표시패널은 액정표시패널에 한정되지 않고 투과형의 표시패널이면 좋다.

또한, 도 5에 나타난 화상표시장치에서는 생략하고 있지만, 트위스트 네마틱 모드를 사용한 액정표시패널을 사용하는 경우에는, 액정표시패널의 광원측에 편광자를 스크린측에 검광자를 각각 배치할 필요가 있다.

[실시예 7]

도 23은, 실시예 1, 2의 평판 마이크로 렌즈 어레이를 화상표시장치에 적용한 경우의 실시예를 나타내는 구성도이다.

본 실시에에서는, 평판 마이크로 렌즈 어레이(90)를 구성하는 마이크로 렌즈(91)는, 액정표시패널(92)의 빨강, 초록, 파랑(이하 R, G, B라고 부른다)에 대응하는 3개의 회소에 대하여, 1개의 마이크로 렌즈가 대응하도록 배치한다. 액정표시패널(92)에 있어서, 94, 95는 글라스기판, 96은 주사전극, 98은 신호전극이다.

광원(100)으로부터 빛은 포물면경(101)에 의해 대략 평행광으로 변환된 후, 색분리수단인 3종의 다이클로익 미러(R : 102), (G : 103), (B : 104)에 입사한다. 각 다이클로익 미러(102, 103, 104)는 각각 R, G, B의 각 파장대의 빛을 선택적으로 반사하고, 다른 것은 투과하는 특성을 가지며, 이 순서대로 광축사에 배치되어 있다. 본 실시예에서는, 다이클로익 미러(103)로의 광원(100)으로부터의 빛의 입사각이 45°전후로 되도록, 또한, 각각 상호 평행한 상태로부터 지면에 수직인 방향을 회전축으로서 순차 몇도씩 기울여 배치되어 있다. 이 상호간에 만들어진 각도는, 후술하는 액정표시패널(92)의 회소의 배열피치(P) 및 평판 마이크로 렌즈 어레이(90)의 마이크로 렌즈(91)의 초점거리(f)로부터 구해진다. 다이클로익 미러(102, 103, 104)를 이와 같이 배치함으로써, 광원(100)으로부터의 백색광이 R, G, B의 3색의 색광으로 분리되고, 그 후방에 설치된 마이크로 렌즈(91)에 각각 다른 각도로 입사하게 된다. 또한, 다이클로익 미러 R, G, B에 대한 백색광의 입사각은 반드시 45°일 필요는 없다.

색분리 수단으로서는, 상기 다이클로익 미러와 같은 작용을 하는 것이면 어떠한 것이라도 되고, 예를 들면 도 24와 같이 다이클로익 미러(105, 106, 107)를 배치해도 된다.

여기에서, 마이크로 렌즈(91)에 입사하는 3색의 광속의 입사각의 차(θ)를 tanθ=P/f로 선택하면, 도 25에 나타낸 바와 같이 각 색의 광속의 집광스폿을 각각 R, G, B의 각 색에 대응하는 회소개구부에 입사 시킬 수 있다.

본 실시예에서는, 액정표시패널(92)로서 회소피치 120㎛X120㎛의 액티브 매트릭스형 액정표시패널을 사용하였다. 또한, 마이크로 렌즈(91)로서는, 액정표시패널의 글라스기판994, 95)의 두께 t=1.1㎜로 거의 같게 되도록 설정하였다. 다만, 마이크로 렌즈의 초점거리를 공기속에서 측정하면 t/n=1.1/1.53=0.72㎜가 된다. 여기에서, n은 액정표시패널(92)의 글라스기판(94, 95)의 굴절률이다.

다이클로익 미러로서는, 마이크로 렌즈에 대한 각각의 빛의 입사각도의 차(θ)가 θ=tan-1120/720=9.5°가 되도록 설정하였다.

상기 구성에 있어서, 스크린에 도달하는 광량을 평가한 결과, 예를 들면 실시예 2와 동일하게하여 제작한 평판 마이크로 렌즈 어레이(배열피치는 실시예 2와는 다르다)를 사용한 화상표시장치로서는, 종래의 원형개구의 마스크에 의한 마이크로 렌즈 어레이를 사용한 경우보다도 약 1.4배 밝기가 향상했을 뿐만 아니라, 마이크로 렌즈의 수차가 개선되었기 때문에, 종래 마이크로 렌즈의 수차에 의해 발생하고 있는 혼색(각각의 색광이 대응하는 회소가 아닌 이웃의 회소에 입사)이 적어지고, 도 26에 나타낸 바와 같이 색순도가 향상하였다. 또한 도 26은, 국제조명위원회(CIE)에서 도입된 색도도이고, R, G, B는 NTSC(National Television System Committee)의 기준색도를 나타내고 있다. 도 26에는, 비교의 의미로 종래의 원형마스크에 의한 마이크로 렌즈 어레이를 사용한 화상표시장치인 경우를 나타내고 있다.

또한, 실시예 1과 동일하게 하여 제작한 평판 마이크로 렌즈 어레이(배열피치는 실시예 1과는 다르다)를 사용한 경우, 종래의 원형개구의 마스크에 의한 평탄 마이크로 렌즈 어레이를 사용한 경우보다도 약 1.3배 밝기가 향상하고, 색순도에 대하여도 크게 향상하였다.

본 실시예에서는, 실시예 1, 2의 평판 마이크로 렌즈 어레이를 사용하였지만, 실시예 4의 평판 마이크로 렌즈 어레이를 사용하더라도 같은 효과가 얻어지는 것은 말할 필요도 없다.

본 발명의 목적은, 평판 마이크로 렌즈 어레이의 배열에 관계되지 않고, 높은 집광효율의 평판 마이크로 렌즈 어레이를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 기판의 렌즈형성면에 대한 마이크로 렌즈의 점유면적의 비율 즉 렌즈 충전률을 높게 하더라도, 렌즈의 집광 효율이 저하하지 않고, 즉 총합의 집광 효율에 우수한 평판 마이크로 렌즈 어레이를 제공하는 것에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은, 총합의 지방효율에 우수한 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 평면 투광성 기판의 표면에, 상기 기판 중에 기판의 굴절률의 증대에 기여하는 물질을 확산하여 형성한 굴절률 분포형 마이크로 렌즈가 2차원으로 다수개 규칙적으로 배열된 평판 마이크로 렌즈 어레이에 있어서, 상기 각 마이크로 렌즈는 상기 기판 표면에 조밀하게 배열되어 있고, 또한 상기 각 마이크로 렌즈의 확산 프론트는, 인접하는 각 마이크로 렌즈의 확산 프론트와 각각 상호 융합한 영역을 형성하고 있고, 어느 2개의 인접 마이크로 렌즈간의 상기 융합한 영역의 상기 2개의 마이크로 렌즈의 중심간을 연결하는 직선방향의 길이가, 상기 방향에 있어서의 상기 마이크로 렌즈의 배열피치의 20% 이하인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 평면 투광성 기판의 표면에, 상기 기판중에 기판의 굴절률의 증대에 기영하는 물질을 확산하여 형성한 굴절률 분포형 마이크로 렌즈가 2차원으로 다수개 규칙적으로 배열된 평판 마이크로 렌즈 어레이에 있어서, 상기 각 마이크로 렌즈는 상기 기판 표면에 거의 조밀하게 배열되어 있고, 또한 상기 각 마이크로 렌즈의 확산프론트는, 인접하는 마이크로 렌즈의 확산프론트와 융합하지 않게 직선상으로 접하고 있는 것을 특징으로 한다.

그리고 또한, 본 발명의 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법은, 평면 투광성 기판을 준비하는 단계와, 상기 기판의 표면에, 2차원으로 다수개 규칙적으로 배열된 마스크 개구를 가지는 확산저지 마스크막을 형성하는 단계와, 상기 마스크 개구로부터 상기 기판중에 기판의 굴절률의 증대에 기여하는 물질을 확산하고, 상기 기판 표면의 거의 전체면에 주변형상이 다각형인 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 확산 저지막 형성단계로, 상기 각 마스크 개구의 형상을, 형성되는 마이크로 렌즈의 각 변에 대응하는 각 확산프론트가 직선형상이 되도록 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법은, 평변 투광성 기판을 준비하는 단계와, 형성하고자 하는 원하는 마이크로 렌즈의 주변형상을 다각형으로서 상정하고, 상기 다각형의 안쪽에 상기 다각형의 각 변과 평행하고 각 변에 대하여 소정의 간격을 가지는 직선으로 둘러싸인 형상의 마스크 개구를 다수개 규칙적으로 배열되어 가지는 확산저지 마스크막을, 상기 기판의 표면에 형성하는 단계와, 상기 마스크 개구로부터, 상기 기판 중에 기판의 굴절률의 증대에 기여하는 물질을 확산하여, 상기 기판의 표면의 거의 전체면에 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법은, 평면 투광성 기판을 준비하는 단계와, 형성하고자 하는 원하는 마이크로 렌즈 주변형상을 제1다각형으로서 상정하고, 상기 제1다각형의 안쪽에, 상기 제1다각형의 각변과 평행하고 각 변에 대하여 소정의 간격을 가지는 직선으로 둘러싸인 제2다각형을 상정할 때, 상기 제2다각형의 서로 이웃한 정점(頂点)간을 연결하는 직선보다도 상기 제2다각형의 안쪽을 통하는 곡선 또는 꺽은선으로 연결한 형상을 가지는 마스크 개구를, 다수개 규차　적으로 배열되게 가지는 확산저지 마스크막을, 상기 기판의 표면에 형성하는 단계와, 상기 마스크 개구로부터, 상기 기판중에 기판의 굴절률의 증대에 기여하는 물질을 확산하고, 상기 기판의 표면의 거의 전체면에 렌즈를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 평판 마이크로 렌즈 어레이의 배열에 개의치 않고, 높은 집광효율의 평판 마이크로 렌즈 어레이를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 평판 마이크로 렌즈 어레이의 렌즈 어레이의 제조방법에 의하면, 임의의 배열로, 렌즈 충전률이 거의 100%이고 또한 오버 확산영역이 작은, 즉 렌즈유효면적 비율이 높은 평판 마이크로 렌즈 어레이를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 평판 마이크로 렌즈 어레이와 복수의 회소를 가지는 표시패널과 조합시킨 화상표시장치에서는 표시패널의 회소의 배열에 관계되지 않고 높은 집광효율을 실현할 수 있기 때문에, 어떠한 회소배열의 표시패널에 대하여도 스크린으로의 도달광량을 높게 할 수 있어, 매우 밝은 화상표시장치를 실현할 수 있다.

Claims

평면 투광성 기판의 표면에, 상기 기판중에 기판의 굴절률의 증대에 기여하는 물질을 확산하여 형성한 굴절률 분포형 마이크로 렌즈가 2차원으로 다수개 규칙적으로 배열된 평판 마이크로 렌즈 어레이에 있어서, 상기 각 마이크로 렌즈는 상기 기판 표면에 조밀하게 배열되어 있고, 또한 상기 각 마이크로 렌즈의 확산프론트는 인접하는 각 마이크로 렌즈의 확산프론트와 각각 상호 융합한 영역을 형성하고 있고, 어느 2개의 인접 마이크로 렌즈간의 상기 융합한 영역의 상기 2개의 마이크로 렌즈의 중심간을 연결하는 직선의 방향의 길이는 상기 방향에 있어서의 상기 마이크로 렌즈의 배열 피치의 20% 이하인 것을 특징으로 하는 평판 마이크로 렌즈 어레이.
평면 투광성 기판의 표면에, 상기 기판중에 기판의 굴절률의 증대에 기여하는 물질을 확산하여 형성한 굴절률 분포형 마이크로 렌즈가 2차원으로 다수개 규칙적으로 배열된 평판 마이크로 렌즈 어레이에 있어서, 상기 마이크로 렌즈는 상기 기판 표면에 거의 조밀하게 배열되어 있고, 또한 상기 각 마이크로 렌즈의 확산프론트는 인접하는 마이크로 렌즈의 확산프론트와 융합하지 않게 직선 형상으로 접하고 있는 것을 특징으로 하는 평판 마이크로 렌즈 어레이.
제1항에 있어서, 상기 마이크로 렌즈의 주변 형상은 다각형이고, 또한 상기 각 마이크로 렌즈의 배열은 사방배열 또는 육방배열인 것을 특징으로 하는 평판 마이크로 렌즈 어레이.
제3항에 있어서, 상기 마이크로 렌즈의 주변형상은 사각형 또는 육각형인 것을 특징으로 하는 평판 마이크로 렌즈 어레이.
평면 투광성 기판의 표면에 2차원으로 다수개 규칙적으로 배열된 굴절률 분포형 마이크로 렌즈를 가지는 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법에 있어서, 평면 투광성 기판을 준비하는 단계와; 상기 기판의 표면에 2차원으로 다수개 규칙적으로 배열된 마스크 개구를 가지는 확산저지 마스크막을 형성하는 단계와; 상기 마스크 개구에서, 상기 기판중에 기판의 굴절률의 증대에 기여하는 물질을 확산하여, 상기 기판의 표면의 거의 전체면에 주변형상이 다각형의 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함하고 있으며, 상기 확산저지 마스크막을 형성하는 단계에서, 상기 각 마스크 개구의 형상을 형성되는 마이크로 렌즈의 각 변에 대응하는 각 확산프론트가 직선 형상이 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법.
평면 투광성 기판의 표면에 2차원으로 다수개 규칙적으로 배열된 굴절률 분포형 마이크로 렌즈를 가지는 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법에 있어서, 평면 투광성 기판을 준비하는 단계와; 형성하고자 하는 원하는 마이크로 렌즈의 주변형상을 다각형으로서 상정하고, 상기 다각형의 안쪽에 상기 다각형의 각 변과 평행하고 각 변에 대하여 소정의 간격을 가지는 직선으로 둘러싸인 형상의 마스크 개구를 다수개 규칙적으로 배열되게 갖는 확산저지 마스크막을, 상기 기판의 표면에 형성하는 단계와; 상기 마스크 개구에서, 상기 기판중에 기판의 굴절률의 증대에 기여하는 물질을 확산하고, 상기 기판의 표면의 거의 전체면에 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법.
평면 투광성 기판의 표면에 2차원으로 다수개 규칙적으로 배열된 굴절률 분포형 마이크로 렌즈를 가지는 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법에 있어서, 평면 투광성 기판을 준비하는 단계와; 형성하고자 하는 원하는 마이크로 렌즈주변형상을 제1다각형으로서 상정하고, 상기 제1다각형의 안쪽에, 상기 제1다각형의 각 변과 평행하고 각 변에 대하여 소정의 간격을 가지는 직선으로 둘러싸인 제2다각형을 상정할 때, 상기 제2다각형이 인접한 정점간을 연결하는 직선보다도 상기 제2다각형의 안쪽을 통하는 곡선 또는 꺽은선으로 연결한 형상을 가지는 마스크 개구를 다수의 규칙적으로 배열하여 가는 확산저지 마스크 막을 상기 기판의 표면에 형성하는 단계와; 상기 마스크 개구에서 상기 기판중에 기판의 굴절률의 증대에 기영하는 물질을 확산하여, 상기 기판의 표면의 거의 전체면에 렌즈를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 기판의 굴절률의 증대에 기여하는 물질의 확산을 이온확산법 혹은 확산공중합법에 의해 행하는 경우에 상기 각 마이크로 렌즈는 상기 기판 표면에 조밀하게 배열되고, 또한 상기 마이크로 렌즈의 확산프론트는 인접하는 각 마이크로 렌즈의 확산프론트와 각각 상호 융합한 영역을 형성하고, 어떤 2개의 마이크로 렌즈간의 상기 융합한 영역의 상기 2개의 마이크로 렌즈의 중심간을 연결하는 직선의 방향의 길이가, 상기 방향에 있어서의 상기 마이크로 렌즈의 배열피치의 20%이하가 되도록, 확산시간 혹은 공중합 처리시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 기판의 굴절률의 증대에 기여하는 물질의 확산을 이온확산법 혹은 확산공중합법에 의해 행하는 경우에 상기 각 마이크로 렌즈는 상기 기판 표면에 조밀하게 배열되고, 또한 상기 마이크로 렌즈의 확산프론트는 인접하는 각 마이크로 렌즈의 확산프론트와 융합하지 않게 직선형상으로 접하도록 확산시간 혹은 공중합처리 시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 마스크 개구의 형상이 사각형, 육각형 또는 별모양형상인 것을 특징으로 하는 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 마스크 개구의 배열은 사방배열이고, 상기 제1다각형은 직사각형이고, 이 직사각형을 4개의 정점 A, B, C, D와 대각선 AC와 ED의 교점 O를 사용하여 나타낼 때, 상기 마스크 개구는 이하의 점 P, Q, R, S, T, U, W, P를 이 순번으로 연결하는 직선으로 나타나는 형상인 것을 특징으로 하는 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법.

점 P : 선분 AO 상에서 점 A로 부터의 거리 LAP가, 0.25LAO≤LAP≤0.67LAO인 점.

점 R; 선분 BO상에서 점 B로부터의 거리 LBR이, LBR=LAP인 점.

점 T; 선분 CO상에서 점 C로부터의 거리 LCT가, LCT=LAP인 점.

점 V; 선분 DO상에서 점 D로부터의 거리 LDV가, LDV=LAP인 점.

점 Q; 선분 PR의 2등분점을 E로 할 때, 점 E를 점 O의 방향으로 LEQ만큼 이동시킨 점, 다만, 0〈LEQ≤0.67LEO,

점 S; 선분 RT의 2등분점을 F로 할 때, 점 F를 점 O의 방향으로 LFS만큼 이동시킨 점, 다만, 0〈LFS≤0.67LFO,

점 U; 선분 TV의 2등분점을 G로 할 때, 점 G를 점 O의 방향으로 LGU만큼 이동시킨 점, 단, LGU=LEQ,

점 W; 선분 VP의 2등분점을 H로 할 때, 점 H를 점 O의 방향으로 LHW만큼 이동시킨 점, 단, LHW=LFS가 된다.
제11항에 있어서, 사방배열인 경우, 상기 직사각형은 정방형이고, 또한, LEQ=LFS인 것을 특징으로 하는 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 마스크 개구의 배열은 사방배열이고, 상기 제1다각형은 직사각형이고, 이 직사각형을 4개의 정점 A, B, C, D와 대각선 AC와 BD의 교점 O을 사용하여 나타낼 때, 상기 마스크 개구는, 이하의 점 P, Q, R, S, T, U, V, W에 대하여, PQR을 연결하는 곡선, RST를 연결하는 곡선, TUV를 연결하는 곡선, VWP을 연결하는 곡선의 4개의 곡선으로 둘러싸인 형상인 것을 특징으로 하는 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법.

점 P; 선분 AO상에서 점 A로부터의 거리 LAP가, 0.25LAO≤LAP≤0.67LAO인 점.

점 R; 선분 BO상에서 점 B로부터의 거리 LBR이 LBR=LAP인 점.

점 T; 선분 CO상에서 점 C로부터의 거리 LCT가 LCT=LAP인 점.

점 V; 선분 DO상에서 점 D로부터의 거리 LDV가, LDV=LAP인 점.

점 X; 선분 EO상에서 점 E로부터의 거리 LEX가, LEX=LBR인 점.

점 Z; 선분 FO상에서 점 F로부터의 거리 LFZ가, LFZ=LCT인 점.

점 Q; 선분 PR의 2등분점을 E로 할 때, 점 E를 점 0의 방향으로 LEQ만큼 이동시킨 점.

다만, 0〈LEQ≤0.5LEO,

점 S; 선분 RT의 2등분점을 F로 할 때, 점 F를 점 O의 방향으로 LFS만큼 이동시킨 점.

다만, 0〈LFS≤0.67LFO,

점 U; 선분 TV의 2등분점을 G로 할 때, 점 G를 점 O의 방향으로 LGU만큼 이동시킨 점.

다만, LGU=LEQ,

점 W; 선분 VP의 2등분점을 H로 할 때, 점 H를 점 O의 방향으로 LHW만큼 이동시킨 점.

다만, LHW=LFS,
제13항에 있어서, 사방배열인 경우, 상기 직사각형은 정방형이고, 또한, LEQ=LFS인 것을 특징으로 하는 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 마스크 개구의 배열은 육방배열이고, 상기 제1다각형은 정육각형이고, 이 정육각형을 6개의 정점 A, V, C, D, E, F와 중심점 O에서 나타낼 때, 상기 마스크 개구는 이하의 점 P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y, Z, M, P를 이 순번으로 연결하는 직선으로 나타나는 형상인 것을 특징으로 하는 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법.

점 P; 선분 AO상에서 점 A로부터의 거리 LAP가, 0.25LAO≤LAP≤0.67LAO인 점.

점 R; 선분 BO상에서 점 B로부터의 거리 LBR이, 0.25LBO≤LBR≤0.67LBO인 점.

점 T; 선분 CO상에서 점 C로부터의 거리 LCT가, 0.25LCO≤LCT≤0.67LCO인 점.

점 V; 선분 DO상에서 점 D로부터의 거리 LDV가 0.25LDV=LAP인 점.

점 Z; 선분 FO상에서 점 F로부터의 거리 LFZ가 0.25LFZ=LCT인 점.

점 Q; 선분 PR의 2등분점을 E로 할 때, 점 E를 점 O의 방향으로 LEQ만큼 이동시킨 점, 다만, 0〈LEQ≤0.5LEO,

점 S; 선분 RT의 2등분점을 F로 할 때, 점 F를 점 O의 방향으로 LFS만큼 이동시킨 점, 다만, 0〈LFS≤0.5LFO,

점 U; 선분 TV의 2등분점을 G로 할 때, 점 G를 점 O의 방향으로 LGU만큼 이동시킨 점, 다만, 0〈LGU≤0.5LGO,

점 W; 선분 VX의 2등분점을 H로 할 때, 점 H를 점 O의 방향으로 LHW만큼 이동시킨 점, 다만, LHW=LEQ.

점 Y; 선분 XZ의 2등분점을 I로 할 때, 점 I를 점 O의 방향으로 LIY만큼 이동시킨 점, 다만, LIY=LFS,

점 M; 선분 ZP의 2등분점을 J로 할 때, 점 J를 점 O의 방향으로 LJM만큼 이동시킨 점, 다만, LJM=LGU,
제7항에 있어서, 상기 마스크 개구의 배열은 육방배열이고, 상기 제1다각형은 정육각형이고, 이 정육각형을 6개의 정점 A, B, C, D, E, F와 O로 나타낼 때, 상기 마스크 개구는, 이하의 점 P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y, Z, M에 대하여, PQR를 연결하는 곡선, RST를 연결하는 곡선, TUV를 연결하는 곡선, VWX를 연결하는 곡선, XYZ를 연결하는 곡선, ZMP를 연결하는 곡선의 6개의 곡선으로 둘러 싸이는 형상인 것을 특징으로 하는 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법.

점 P; 선분 AO상에서 점 A로부터의 거리 LAP가, 0.25LAO≤LAP≤0.67LAO인 점.

점 R; 선분 BO상에서 점 B로부터의 거리 LBR이, 0.25LBO≤LBR≤0.67LBO인 점.

점 T; 선분 CO상에서 점 C로부터의 거리 LCT가, 0.25LCO≤LCT≤0.67LCO인 점.

점 V; 선분 DO상에서 점 D로부터의 거리 LDV가, LDV=LAP인 점.

점 X; 선분 EO상에서 점 E로부터의 거리 LEX가, LEX=LBR인 점.

점 Z; 선분 FO상에서 점 F로부터의 거리 LFZ가, LFZ=LCT인 점.

점 Q; 선분 PR의 2등분점을 E로 할 때, 점 E를 점 0의 방향으로 LEQ만큼 이동시킨 점.

다만, 0〈LEQ≤0.5LEO,

점 S; 선분 RT의 2등분점을 F로 할 때, 점 F를 점 O의 방향으로 LFS만큼 이동시킨 점.

다만, 0〈LFS≤0.5LFO,

점 U; 선분 TV의 2등분점을 G로 할 때, 점 G를 점 O의 방향으로 LGU만큼 이동시킨 점.

다만, 0〈LGU≤0.5LGO,

점 W; 선분 VX의 2등분점을 H로 할 때, 점 H를 점 O의 방향으로 LHW만큼 이동시킨 점.

다만, LHW=LEQ,

점 Y; 선분 XZ의 2등분점을 I로 할 때, 점 I를 점 O의 방향으로 LIY만큼 이동시킨 점.

다만, LIY=LFS,

점 M; 선분 ZP의 2등분점을 J로 할 때, 점 J를 점 O의 방향으로 LJM만큼 이동시킨 점.

다만, LJM=LGU
제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 면적에 대한 상기 마이크로 렌즈의 점유면적의 비율이 상기 마스크 개구의 주변형상이 정방형인 경우는 80% 이상, 상기 마스크 개구의 주변형상이 장방형이고 상기 마이크로 렌즈의 종횡비가 2 이하인 경우는 91% 이상인 것을 특징으로 하는 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 마이크로 렌즈의 주변 형상은 다각형이고 또한, 상기 각 마이크로 렌즈의 배열은 사방배열 또는 육방배열인 것을 특징으로 하는 평판 마이크로 렌즈 어레이.
제7항에 있어서, 상기 기판의 굴절률의 증대에 기여하는 물질의 확산을 이온확산법 혹은 확산공중합법에 의해 행하는 경우에 상기 각 마이크로 렌즈는 상기 기판 표면에 조밀하게 배열되고, 또한 상기 마이크로 렌즈의 확산프론트는 인접하는 각 마이크로 렌즈의 확산프론트와 각각 상호 융합한 영역을 형성하고, 어떤 2개의 마이크로 렌즈간의 상기 융합한 영역의 상기 2개의 마이크로 렌즈의 중심간을 연결하는 직선의 방향의 길이가 상기 방향에 있어서의 상기 마이크로 렌즈의 배열피치의 20%이하가 되도록, 확산시간 혹은 공중합 처리시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 평판 마이크로 렌즈 어레이의 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 기판의 굴절률의 증대에 기여하는 물질의 확사늘 이온확산법 혹은 확산공중합법에 의해 행하는 경우에 상기 각 마이크로 렌즈는 상기 기판 표면에 조밀하게 배열되고, 또한 상기 마이크로 렌즈의 확산프론트는 인접하는 각 마이크로 렌즈의 확산프론트와 융합하지 않게 직선형상으로 접하도록 확산시간 혹은 공중합 처리 시간을 제어하는 것을