KR100743523B1

KR100743523B1 - 마이크로렌즈의 제조 방법, 마이크로렌즈, 및 광학막,프로젝션용 스크린, 프로젝터 시스템, 전기 광학 장치,전자 기기

Info

Publication number: KR100743523B1
Application number: KR1020060043808A
Authority: KR
Inventors: 나오유키 도요다
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2007-07-27
Also published as: TW200709943A; JP4341579B2; CN100416303C; TWI304136B; JP2006323148A; CN1880977A; US20060262393A1; KR20060120428A

Abstract

본 발명은 제조 방법이 보다 간단한 마이크로렌즈의 제조 방법, 광학 특성이 양호한 마이크로렌즈, 및 광학막, 프로젝션용 스크린, 프로젝터 시스템, 전기 광학 장치, 전자 기기를 제공하는 것을 과제로 한다.

마이크로렌즈의 제조 방법은, 기체(基體)(P) 위에 제 1 액적으로서의 에칭액(X1)을 배치하여, 기체(P)를 에칭액(X1)으로 에칭시켜 오목부(29)를 형성하고, 오목부(29)에 제 2 액적으로서의 렌즈 재료로 이루어지는 기능액(X2)을 배치하여, 오목부(29)에 배치된 기능액(X2)을 경화(硬化)시켜 마이크로렌즈(30)를 형성하는 공정을 구비하고 있다.

에칭액, 기능액, 마이크로렌즈, 오목부

Description

마이크로렌즈의 제조 방법, 마이크로렌즈, 및 광학막, 프로젝션용 스크린, 프로젝터 시스템, 전기 광학 장치, 전자 기기{METHOD OF MANUFACTURING A MICROLENS, MICROLENS, OPTICAL FILM, SCREEN FOR PROJECTION, PROJECTOR SYSTEM, ELECTRO-OPTICAL DEVICE, AND ELECTRONIC APPARATUS}

도 1은 액적 토출 장치의 전체 구성을 나타낸 개략 사시도.

도 2는 액적 토출 장치의 주요부를 부분적으로 나타낸 부분 단면도.

도 3의 (a) 내지 (e)는 제 1 실시예에서의 마이크로렌즈의 제조 공정을 나타낸 공정 단면도.

도 4는 마이크로렌즈의 제조 공정의 순서를 나타낸 개략 플로차트.

도 5의 (a) 내지 (g)는 제 2 실시예에서의 마이크로렌즈의 제조 공정을 나타낸 공정 단면도.

도 6은 마이크로렌즈의 제조 공정의 순서를 나타낸 개략 플로차트.

도 7은 용해 에칭에 의해 형성된 오목부를 나타낸 것으로서, (a)는 1방울 적하 후의 오목부, (b)는 3방울 적하 후의 오목부, (c)는 8방울 적하 후의 오목부를 나타낸 도면.

도 8의 (a) 내지 (h)는 제 3 실시예에서의 마이크로렌즈의 제조 공정을 나타낸 공정 단면도.

도 9는 마이크로렌즈의 제조 공정의 순서를 나타낸 개략 플로차트.

도 10은 확산판(擴散板)의 예를 나타낸 도면.

도 11은 백라이트의 예를 나타낸 도면.

도 12는 액정 표시 장치의 구체적인 예를 나타낸 도면.

도 13의 (a) 및 (b)는 광학막의 예를 나타낸 개략 사시도.

도 14는 프로젝션용 스크린의 예를 나타낸 개략 단면도.

도 15는 프로젝터 시스템의 예를 나타낸 개략 구성도.

도 16은 전자 기기로서의 휴대 전화를 나타낸 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 액적 토출 헤드

11 : 기판(광투과성 시트 또는 광투과성 필름)

29 : 오목부 30 : 볼록부로서의 마이크로렌즈

31, 31a, 31b : 광학막 40 : 백라이트

43 : 광학 소자로서의 확산판(擴散板) 50 : 프로젝션용 스크린

53 : 렌티큘러 시트(lenticular sheet) 55 : 산란막(散亂膜)

60 : 프로젝터 시스템

100 : 전기 광학 장치로서의 액정 표시 장치

600 : 전자 기기로서의 휴대 전화

B : 뱅크 재료막 H1, H2 : 발액층

IJ : 액적 토출 장치 P : 기체(基體)로서의 기판

T : 돌기부

X1 : 제 1 액적으로서의 에칭액(알칼리액)

X2 : 제 2 액적으로서의 렌즈 재료로 이루어지는 기능액

X3 : 제 1 액적으로서의 에칭액(용제) X : X방향

Y : Y방향 Z : Z방향

본 발명은 마이크로렌즈의 제조 방법, 마이크로렌즈, 및 광학막, 프로젝션용 스크린, 프로젝터 시스템, 전기 광학 장치, 전자 기기에 관한 것이다.

각종 표시 장치(전기 광학 장치)에서는, 컬러 표시를 가능하게 하기 위해 컬러 필터가 설치되어 있다. 이 컬러 필터는 예를 들어 유리나 플라스틱 등으로 구성된 기판 위에 R(적색), G(녹색), B(청색) 각색의 도트 형상의 필터 소자를 소위 스트라이프 배열, 델타 배열, 모자이크 배열 등과 같은 소정의 배열 패턴으로 배열시킨 것이다.

또한, 표시 장치로서는, 액정 장치나 EL(일렉트로루미네선스) 장치 등의 전기 광학 장치를 예로 들어, 유리나 플라스틱 등으로 구성된 기판 위에 그 광학 상태를 독립적으로 제어 가능한 표시 도트를 배열시킨 것이 있다. 이 경우, 각 표시 도트에는 액정이나 EL 발광부가 설치된다. 표시 도트의 배열 형태로서는, 예를 들어 종횡(縱橫)의 격자(도트 매트릭스) 형상으로 배열시킨 것이 일반적이다.

컬러 표시 가능한 표시 장치에서는, 통상 예를 들어 상기 R, G, B의 각색에 대응하는 표시 도트(액정이나 EL 발광부)가 형성되고, 모든 색에 대응하는 예를 들어 3개의 표시 도트에 의해 1개의 화소(픽셀)가 구성된다. 그리고, 1개의 화소 내에 포함되는 복수의 표시 도트의 계조를 각각 제어함으로써 컬러 표시를 행하는 것이 가능해진다.

액정 장치에서는, 액정 장치에 일체로 구성되어 있는 액정 디스플레이용 백라이트에 마이크로렌즈를 배치시켜 백라이트의 조명용 광원(光源)으로부터의 광을 효율적으로 액정 소자에 집광시키는 방법이 있다. 또한, 액적 토출법을 이용한 마이크로렌즈의 형성 방법은 다수 보고되어 있다(예를 들어 특허문헌의 일본국 공개특허2005-62507호 공보). 일반적으로, 액적 토출법에 의한 마이크로렌즈의 형성은 마이크로렌즈 형성용 액적의 기판에 대한 접촉각에 의해 곡률(曲率)이나 어스펙트비가 결정된다. 액적을 접촉각 이상으로 축적하는 것은 곤란하기 때문에, 보다 높은 어스펙트비로 하기 위해서는, 뱅크 등을 이용한 피닝(pinning)(액적이 단차부에서 유지됨) 효과가 필요하게 된다.

예를 들어 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 포토리소그래피 등에 의해 렌즈 형성부를 둘러싸도록 뱅크를 형성하는 등의 방법이 채용되어 있었다. 또한, 예를 들어 특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같이, 뱅크가 아니라 발액막(撥液膜)의 패터닝을 이용한 방법 등도 제안되어 있었다. 예를 들어 특허문헌 3이나 특허문헌 4에 개시되어 있는 바와 같이, 포토리소그래피법 등에 의해 토대(土臺)를 형성하는 방법 등도 제안되어 있었다.

[특허문헌 1] 일본국 공개특허2003-258380호 공보

[특허문헌 2] 일본국 공개특허2001-141906호 공보

[특허문헌 3] 일본국 공개특허2004-338274호 공보

[특허문헌 4] 일본국 공개특허2004-341315호 공보

그런데, 이들 방법에서는 노광 공정이나 현상 공정이 제조 공정의 도중에 들어가기 때문에, 노광 공정에서 마스크를 사용하는 것이나, 현상 공정에서 현상액을 사용하는 것 등에 의해, 결과적으로 제조 공정이 비효율적이었다. 즉, 액적 토출법에 의한 이점(利點)을 충분히 살릴 수 없었다.

본 발명의 목적은 제조 방법이 보다 간단한 마이크로렌즈의 제조 방법, 광학 특성이 양호한 마이크로렌즈, 및 광학막, 프로젝션용 스크린, 프로젝터 시스템, 전기 광학 장치, 전자 기기를 제공하는 것이다.

본 발명의 마이크로렌즈의 제조 방법은, 기체(基體) 위에 볼록형 마이크로렌즈를 형성하는 마이크로렌즈의 제조 방법으로서, 상기 기체 위에 에칭액으로 이루어지는 제 1 액적을 배치하여 상기 기체에 에칭에 의한 오목부를 형성하는 공정과, 상기 오목부에 렌즈 재료로 이루어지는 제 2 액적을 배치하는 공정과, 상기 제 2 액적을 경화(硬化)시켜 상기 마이크로렌즈를 형성하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 에칭액으로 이루어지는 제 1 액적을 기판에 배치하면, 에 칭액의 작용에 의해 기체 위에 오목부가 형성된다. 이 오목부에 렌즈 재료로 이루어지는 제 2 액적을 배치하여 경화시킴으로써 마이크로렌즈를 형성할 수 있다. 따라서, 액적 토출법에 의한 방법으로 마이크로렌즈를 형성할 수 있기 때문에, 노광 공정이나 현상 공정이 불필요해져 작업이 효율적이다.

본 발명의 마이크로렌즈의 제조 방법은, 기체 위에 볼록형 마이크로렌즈를 형성하는 마이크로렌즈의 제조 방법으로서, 상기 기체 위에 뱅크 재료로 이루어지는 막을 형성하는 공정과, 상기 막에 에칭액으로 이루어지는 제 1 액적을 배치하여 상기 막을 에칭시켜 오목부를 형성하는 공정과, 상기 오목부에 렌즈 재료로 이루어지는 제 2 액적을 배치하는 공정과, 상기 제 2 액적을 경화시켜 상기 마이크로렌즈를 형성하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 에칭액으로 이루어지는 제 1 액적을 뱅크 재료로 이루어지는 막에 배치하면, 에칭액의 작용에 의해 막 위에 오목부가 형성된다. 이 오목부에 렌즈 재료로 이루어지는 제 2 액적을 배치하여 경화시킴으로써 렌즈 재료가 넘쳐 흐르기 어려워지기 때문에, 곡률이나 어스펙트비가 높은 마이크로렌즈를 형성할 수 있다. 또한, 액적 토출법에 의한 방법으로 마이크로렌즈를 형성할 수 있기 때문에, 노광 공정이나 현상 공정이 불필요해져 작업이 효율적이다.

본 발명의 마이크로렌즈의 제조 방법은, 기체 위에 볼록형 마이크로렌즈를 형성하는 마이크로렌즈의 제조 방법으로서, 상기 기체 위에 뱅크 재료로 이루어지는 막을 형성하는 공정과, 상기 막의 습윤성(wettability)을 변화시키기 위한 발액 처리를 행하는 공정을 구비하고, 상기 막에 에칭액으로 이루어지는 제 1 액적을 배 치하여 상기 막을 에칭시켜 오목부를 형성하는 공정과, 상기 오목부에 렌즈 재료로 이루어지는 제 2 액적을 배치하는 공정과, 상기 제 2 액적을 경화시켜 상기 마이크로렌즈를 형성하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 막의 습윤성을 변화시키기 위한 발액 처리를 행하면, 예를 들어 막 표면이 발액성으로서, 제 2 액적으로서의 렌즈 재료의 액적이 막 표면에서는 튕겨지기 쉬워지고, 렌즈 재료의 액적이 비어져 나오지 않게 되기 쉬워져 오목부에 들어가기 쉬워지기 때문에, 편차가 적은 마이크로렌즈를 형성할 수 있다.

본 발명의 마이크로렌즈의 제조 방법은, 상기 오목부를 형성하는 공정 후에, 제 1 액적을 건조시키는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 오목부를 형성한 후에 제 1 액적(에칭액)을 건조시키면, 커피스테인(coffee-stain) 현상에 의해, 에칭액으로 용해된 용질이 오목부의 외측 부분으로 비어져 나오듯이 축적되고, 오목부의 외측 부분에 막보다 높은 볼록부가 고리 형상으로 형성되기 때문에, 렌즈 재료로 이루어지는 제 2 액적을 오목부에 배치할 때에 제 2 액적이 볼록부로부터 넘쳐 흐르기 어려워지기 때문에, 많은 액량(液量)의 렌즈 재료를 배치하기 쉽다. 따라서, 곡률 및 어스펙트비가 높은 마이크로렌즈를 형성할 수 있다.

본 발명의 마이크로렌즈는 상술한 마이크로렌즈의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 간단한 제조 방법에 의해 곡률 및 어스펙트비가 높은 마이크로렌즈를 제공할 수 있다.

본 발명의 광학 소자는, 기체와, 상기 기체 위에 형성된 볼록형 마이크로렌즈를 구비한 광학 소자로서, 상기 기체 위에 에칭액으로 이루어지는 제 1 액적을 배치하여 상기 기체를 에칭함으로써 형성된 오목부와, 상기 오목부에 배치된 렌즈 재료로 이루어지는 제 2 액적을 경화시켜 형성된 상기 마이크로렌즈를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 간단한 제조 방법에 의해 곡률 및 어스펙트비가 높은 마이크로렌즈가 형성되어 있기 때문에, 양호한 확산 성능 또는 집광 성능을 갖는 광학 소자를 제공할 수 있다.

본 발명의 광학막은, 기체와, 상기 기체 위에 형성된 상기 마이크로렌즈를 구비한 광학막으로서, 상기 기체가 광투과성 시트 또는 광투과성 필름으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 광투과성 시트 또는 상기 광투과성 필름 위에 간단한 제조 방법에 의해, 또한 높은 확산 효과를 발휘하는 마이크로렌즈가 형성되어 있기 때문에, 양호한 확산 성능을 갖는 광학막을 제공할 수 있다.

본 발명의 프로젝션용 스크린은, 광의 입사(入射) 측 또는 출사(出射) 측에 상기 광을 산란시키는 산란막(散亂膜) 또는 광을 확산시키는 확산막(擴散膜)이 배열 설치되어 있는 프로젝션용 스크린에 있어서, 상기 기재된 광학막이 상기 산란막 또는 상기 확산막 중 적어도 한쪽에 사용되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 양호한 확산 성능 및 산란 성능을 갖는 광학막을 구비하고 있기 때문에, 휘도나 콘트라스트가 높은 고해상도의 프로젝션용 스크린을 제공 할 수 있다.

본 발명의 프로젝터 시스템은, 스크린과, 프로젝터로 구성되는 프로젝터 시스템에 있어서, 상기 기재된 프로젝션용 스크린이 상기 스크린으로서 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 고해상도의 프로젝션용 스크린을 구비하고 있기 때문에, 고해상도의 프로젝터 시스템을 제공할 수 있다.

본 발명의 백라이트는 광원(光源)과, 도광판(導光板)과, 확산판(擴散板)을 구비한 백라이트에 있어서, 상기 확산판으로서 상기 기재된 광학 소자를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 높은 확산 효과를 발휘하는 마이크로렌즈가 형성되어 있는 확산판이기 때문에, 양호한 확산 성능을 발휘하는 것이 가능한 백라이트를 제공할 수 있다.

본 발명의 전기 광학 장치는 상기 기재된 백라이트를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 양호한 확산 성능을 발휘하는 것이 가능한 백라이트를 전기 광학 장치에 구비하고 있기 때문에, 콘트라스트가 양호한 전기 광학 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 전자 기기는 상기 기재된 전기 광학 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 콘트라스트가 양호한 전기 광학 장치를 구비하고 있기 때 문에, 해상도가 높은 전자 기기를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 마이크로렌즈 및 마이크로렌즈의 제조 방법에 대해서 실시예를 들어 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다. 또한, 기체 위에 액적 토출 방법에 의해 기능액이 도포된 기판을 예로 들어 설명한다. 본 발명의 특징적인 구성 및 방법에 대해서 설명하기 전에, 우선, 액적 토출 방법에서 사용되는 기체, 액적 토출법, 액적 토출 장치, 표면 처리 방법, 뱅크 재료, 마이크로렌즈 재료에 대해서 차례로 설명한다.

<기체>

본 발명에서의 기체(基體)로서, Si 웨이퍼, 석영 유리, 유리, 플라스틱 필름, 금속판 등 각종의 것을 사용할 수 있다. 또한, 이들 각종의 소재 기판 표면에 반도체막, 금속막, 유전체막, 유기막 등이 하지층(下地層)으로서 형성된 것도 기체로서 사용할 수 있다.

<액적 토출법>

액적 토출법의 토출 기술로서는, 대전(帶電) 제어 방식, 가압 진동 방식, 전기 기계 변환식, 전기 열 변환 방식, 정전(靜電) 흡인 방식 등을 들 수 있다. 여기서, 대전 제어 방식은 재료에 대전 전극으로 전하를 부여하고, 편향 전극에 의해 재료의 비상(飛翔) 방향을 제어하여 토출 노즐로부터 토출시키는 것이다. 또한, 가압 진동 방식은 재료에 30㎏/㎠ 정도의 초고압을 인가하여 노즐 선단(先端) 측에 재료를 토출시키는 것으로서, 제어 전압을 인가하지 않을 경우에는 재료가 직진하여 토출 노즐로부터 토출되고, 제어 전압을 인가하면 재료 사이에 정전적인 반발이 일어나 재료가 비산(飛散)되어 토출 노즐로부터 토출되지 않는다. 또한, 전기 기계 변환 방식은 피에조 소자(압전 소자)가 펄스적인 전기 신호를 받아 변형되는 성질을 이용한 것으로서, 피에조 소자가 변형됨으로써 재료를 저장한 공간에 가요(可撓) 물질을 통하여 압력을 공급하고, 이 공간으로부터 재료를 압출하여 토출 노즐로부터 토출시키는 것이다.

또한, 전기 열 변환 방식은 재료를 저장한 공간 내에 설치한 히터에 의해 재료를 급격하게 기화(氣化)시켜 버블(거품)을 발생시키고, 버블의 압력에 의해 공간 내의 재료를 토출시키는 것이다. 정전 흡인 방식은 재료를 저장한 공간 내에 미소 압력을 가하여 토출 노즐에 재료의 메니스커스를 형성하며, 이 상태에서 정전 인력을 가하고 나서 재료를 인출(引出)하는 것이다. 또한, 그 이외에, 전기장에 의한 유체(流體)의 점성 변화를 이용하는 방식이나, 방전 불꽃으로 날리는 방식 등의 기술도 적용할 수 있다. 액적 토출법은 재료의 사용에 낭비가 적고, 또한 원하는 위치에 원하는 양의 재료를 정확하게 배치할 수 있다는 이점을 갖는다. 또한, 액적 토출법에 의해 토출되는 액체 재료의 1방울의 양은 예를 들어 1나노그램 내지 300나노그램이다.

<액적 토출 장치>

다음으로, 상술한 액적 토출법을 이용하여 액체 재료를 토출하는 액적 토출 장치의 일례에 대해서 설명한다. 또한, 본 실시예에서는 액적 토출법을 이용하여 액적 토출 헤드로부터 기판에 대하여 액적을 토출(적하)하는 것에 의한 액적 토출 장치를 예로 들어 설명한다.

도 1은 액적 토출 장치(IJ)의 개략 구성을 나타낸 사시도이다.

액적 토출 장치(IJ)는 액적 토출 헤드(1)와, X축 방향 구동축(4)과, Y축 방향 가이드축(5)과, 제어 장치(CONT)와, 스테이지(7)와, 클리닝 기구(8)와, 베이스(9)와, 히터(15)를 구비하고 있다.

스테이지(7)는 이 액적 토출 장치(IJ)에 의해 액체 재료가 배치되는 기판(P)을 지지하는 것으로서, 기판(P)을 기준 위치에 고정시키는 고정 기구(도시 생략)를 구비하고 있다.

액적 토출 헤드(1)는 복수의 토출 노즐을 구비한 멀티 노즐 타입의 액적 토출 헤드이며, 길이 방향과 X축 방향을 일치시킨다. 복수의 토출 노즐은 액적 토출 헤드(1)의 하면(下面)에 일정한 간격에 의해 설치되어 있다. 액적 토출 헤드(1)의 토출 노즐로부터는 스테이지(7)에 지지되어 있는 기판(P)에 대하여 액체 재료가 토출된다.

X축 방향 구동축(4)에는 X축 방향 구동 모터(2)가 접속되어 있다. X축 방향 구동 모터(2)는 스테핑 모터 등이며, 제어 장치(CONT)로부터 X축 방향의 구동 신호가 공급되면, X축 방향 구동축(4)을 회전시킨다. X축 방향 구동축(4)이 회전하면, 액적 토출 헤드(1)는 X축 방향으로 이동한다.

Y축 방향 가이드축(5)은 베이스(9)에 대하여 움직이지 않게 고정되어 있다. 스테이지(7)는 Y축 방향 구동 모터(3)를 구비하고 있다. Y축 방향 구동 모터(3)는 스테핑 모터 등이며, 제어 장치(CONT)로부터 Y축 방향의 구동 신호가 공급되면, 스테이지(7)를 Y축 방향으로 이동시킨다.

제어 장치(CONT)는 액적 토출 헤드(1)에 액적의 토출 제어용 전압을 공급한다. 또한, X축 방향 구동 모터(2)에 액적 토출 헤드(1)의 X축 방향 이동을 제어하는 구동 펄스 신호를, Y축 방향 구동 모터(3)에 스테이지(7)의 Y축 방향 이동을 제어하는 구동 펄스 신호를 공급한다.

클리닝 기구(8)는 액적 토출 헤드(1)를 클리닝하는 것이다. 클리닝 기구(8)에는 Y축 방향의 구동 모터(도시 생략)가 구비되어 있다. 이 Y축 방향의 구동 모터의 구동에 의해, 클리닝 기구는 Y축 방향 가이드축(5)을 따라 이동한다. 클리닝 기구(8)의 이동도 제어 장치(CONT)에 의해 제어된다.

히터(15)는, 여기서는 램프 어닐링에 의해 기판(P)을 열처리하는 수단이며, 기판(P) 위에 배치된 액체 재료에 함유되는 용매의 증발 및 건조를 행한다. 이 히터(15)의 전원 투입 및 차단도 제어 장치(CONT)에 의해 제어된다.

액적 토출 장치(IJ)는 액적 토출 헤드(1)와 기판(P)을 지지하는 스테이지(7)를 상대적으로 주사하면서 기판(P)에 대하여 액적 토출 헤드(1)의 하면에 X축 방향으로 배열된 복수의 토출 노즐로부터 액적을 토출한다.

도 2는 피에조 방식에 의한 액체 재료의 토출 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 있어서, 액체 재료를 수용하는 액체실(21)에 인접하여 피에조 소자(22)가 설치되어 있다. 액체실(21)에는 액체 재료를 수용하는 재료 탱크를 포함하는 액체 재료 공급계(23)를 통하여 액체 재료가 공급된다. 피에조 소자(22)는 구동 회로(24)에 접속되어 있고, 이 구동 회로(24)를 통하여 피에조 소자(22)에 전압 을 인가하여 피에조 소자(22)를 변형시킴으로써 액체실(21)이 변형되어, 토출 노즐(25)로부터 액체 재료가 토출된다. 이 경우, 인가 전압의 값을 변화시킴으로써 피에조 소자(22)의 왜곡량이 제어된다. 또한, 인가 전압의 주파수를 변화시킴으로써 피에조 소자(22)의 왜곡 속도가 제어된다. 피에조 방식에 의한 액적 토출은 재료에 열을 가하지 않기 때문에, 재료의 조성(組成)에 영향을 주기 어렵다는 이점을 갖는다.

이상 설명한 액적 토출 장치는 본 발명에 따른 배치 방법이나 제조 방법에서 사용할 수 있는 것이지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않아, 액적을 토출하여 소정의 착탄(着彈) 예정 위치에 착탄시킬 수 있는 것이면 어떠한 장치를 사용하여도 상관없다.

<표면 처리 방법>

본 실시예의 표면 처리 방법으로서는, 액적의 접촉각 제어를 위한 발액화 처리로서 기판의 표면에 유기 박막을 형성하는 방법, 또는 플라스마 처리법 등을 채용할 수 있다. 또한, 발액화 처리를 양호하게 행하기 위해, 전(前)처리 공정으로서 세정을 행하는 것이 바람직하다. 예를 들어 자외선 세정, 자외선/오존 세정, 플라스마 세정, 산 또는 알칼리 세정 등을 채용할 수 있다.

발액화 처리로서 유기 박막을 형성하는 방법에서는, 배선 패턴을 형성해야 할 기판의 표면에 실란 화합물이나 계면활성제 등의 유기 분자로부터 유기 박막을 형성한다.

기판의 표면을 처리하기 위한 유기 분자는, 기판에 물리적 또는 화학적으로 결합 가능한 관능기(官能基)와, 그 반대측에 친액기(親液基) 또는 발액기와 같은 기판의 표면성을 개질(改質)하는(표면 에너지를 제어함) 관능기를 구비하고 있으며, 기판에 결합되어 유기 박막을 형성하고, 이상적으로는 단분자막으로 된다. 그 중에서도, 기판과 결합 가능한 관능기와, 그 반대측의 기판 표면을 개질하는 관능기를 결합하는 유기 구조가 탄소의 직쇄(直鎖) 또는 일부 분기된 탄소쇄인 유기 분자는 기판에 결합되어 자기(自己) 조직화하여 치밀한 자기 조직화막을 형성한다.

여기서, 자기 조직화막은 기판의 하지층 등의 구성 원자와 반응 가능한 결합성 관능기와 그 이외의 직쇄나 방향환(芳香環) 구조로 이루어지고, 직쇄 부위 사이에서의 반델발스(van der Waals) 상호작용이나 방향환 사이에서의 π-π 스태킹( stacking)에 의해 매우 높은 배향성을 갖는 화합물을 배향시켜 형성된 막이다. 이 자기 조직화막은 단분자를 배향시켜 형성되어 있기 때문에, 막 두께를 매우 얇게 할 수 있고, 또한 분자 레벨에서 균일한 막으로 된다. 즉, 막 표면에 동일한 분자가 위치하기 때문에, 막 표면에 균일하며 우수한 발액성이나 친액성을 부여할 수 있다.

상기 높은 배향성을 갖는 화합물로서, 예를 들어 하기 일반식 R¹SiX¹ _aX² _(3-a)에 나타낸 바와 같은 실란 화합물을 사용할 수 있다. 식 중에서 R¹은 유기기를 나타내고, X¹ 및 X²는 -OR², -R², -Cl을 나타내며, X¹ 및 X²에 포함되는 R²는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타내고, a는 1 내지 3의 정수이다.

일반식 R¹SiX¹ _aX² _(3-a)로 표시되는 실란 화합물은 실란 원자에 유기기가 치환되고, 나머지 결합기에 알콕시기 또는 알킬기 또는 염소기가 치환된 것이다. 유기기 R¹의 예로서는, 예를 들어 페닐기, 벤질기, 페네틸기, 히드록시페닐기, 클로로페닐기, 아미노페닐기, 나프틸기, 안트라닐기, 피레닐기, 티에닐기, 피롤릴기, 시클로헥실기, 시클로헥세닐기, 시클로펜틸기, 시클로펜테닐기, 피리디닐기, 메틸기, 에틸기, n-프로파일기, 이소프로파일기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-헥실기, n-옥틸기, n-데실기, n-옥타데실기, 클로로메틸기, 메톡시에틸기, 히드록시에틸기, 아미노에틸기, 시아노기, 머캅토프로파일기, 비닐기, 알릴기, 아크릴로일록시에틸기, 메타크릴록시에틸기, 글리시독시프로파일기, 아세톡시기 등을 예시할 수 있다.

X¹의 알콕시기나 염소기, Si-O-Si 결합 등을 형성하기 위한 관능기이며, 물에 의해 가수분해되어 알코올이나 산으로서 탈리(脫離)된다. 알콕시기로서는, 예를 들어 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, 이소프로폭시기, n-부톡시기, 이소부톡시기, sec-부톡시기, tert-부톡시기 등을 들 수 있다.

R²의 탄소수는 탈리되는 알코올의 분자량이 비교적 적고 제거가 용이하여 형성되는 막의 치밀성 저하를 억제할 수 있다는 관점에서 1 내지 4의 범위인 것이 바람직하다.

일반식 R¹SiX¹ _aX² _(3-a)로 표시되는 대표적인 발액성 실란 화합물로서는, 함불소알킬실란 화합물을 들 수 있다. 특히 R¹이 퍼플루오로알킬 구조 C_nF_2n ₊₁로 표시되는 구조를 갖는 것이며, n은 1 내지 18의 정수를 나타낸다. 함불소알킬실란 화합물을 사용함으로써, 막 표면에 플루오로알킬기가 위치하도록 각 화합물이 배향되어 자기 조직화막이 형성되기 때문에, 막 표면에 균일한 발액성을 부여할 수 있다.

플루오로알킬기나 퍼플루오로알킬에테르 구조를 갖는 실란 화합물은 「FAS」라고 총칭된다. 이들 화합물은 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 조합시켜 사용할 수도 있다. 또한, FAS를 사용함으로써, 기판과의 밀착성과 양호한 발액성을 얻을 수 있다.

또한, 실란 화합물 이외에도 상기 높은 배향성을 갖는 화합물로서, 하기 일반식 R¹Y¹로 표시되는 바와 같은 계면활성제를 사용할 수도 있다. R¹Y¹ 중의 R¹은 소수성(疎水性)의 유기기를 나타내고, Y¹은 친수성(親水性)의 극성기(極性基), -OH, -(CH2CH2O)nH, -COOH, -COOA, -CONH2, -SO3H, -SO3A, -OSO3H, -OSO3A, -PO3H2, -PO3A, -NO2, -NH2, -NH3B(암모늄염),≡NHB(피리디늄염), -NX¹ ₃B(알킬암모늄염) 등이다. 단, A는 1개 이상의 양이온을 나타내고, B는 1개 이상의 음이온을 나타내는 것으로 한다. 또한, X¹은 상기와 동일한 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 의미하는 것으로 한다.

일반식 R¹Y¹로 표시되는 계면활성제는 양친매성(兩親媒性) 화합물이며, 친유성(親油性) 유기기 R¹에 친수성(親水性) 관능기가 결합된 화합물이다. Y¹은 친수성의 극성기를 나타내고, 기판에 결합 또는 흡착하기 위한 관능기이며, 유기기 R¹은 친유성을 갖고, 친수면(親水面)의 반대측에 나열됨으로써 친수면 위에 친유면(親油面)이 형성된다.

일반식 R¹Y¹로 표시되는 대표적인 발액성 실란 화합물로서는, 함불소알킬 계면활성제를 들 수 있다. 특히 R¹이 퍼플루오로알킬 구조 C_nF_2n ₊₁이나 퍼플루오로알킬에테르 구조로 표시되는 구조를 갖는 것이며, n은 1 내지 18의 정수를 나타낸다.

이들 퍼플루오로알킬 구조나 퍼플루오로알킬에테르 구조를 갖는 계면활성제는 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 조합시켜 사용할 수도 있다. 또한, 퍼플루오로알킬기를 갖는 계면활성제를 사용함으로써, 기판과의 밀착성과 양호한 발액성을 얻을 수 있다.

또한, 불소를 함유하지 않는 알킬 구조일 수도 있고, 일반적인 계면활성제에도 치밀한 막을 형성시킴으로써, 발액성을 얻을 수 있다.

실란 화합물이나 계면활성제 등의 유기 분자 등으로 이루어지는 유기 박막은, 상기 원료 화합물과 기판(P)을 동일한 밀폐 용기 중에 넣어 두고, 실온에서 2일 내지 3일 정도 방치함으로써 기판(P) 위에 형성된다. 또한, 밀폐 용기 전체를 80℃ 내지 140℃로 유지함으로써, 1시간 내지 3시간 정도로 기판 위에 형성된다. 이들은 기상(氣相)으로부터의 형성법이지만, 액상(液相)으로부터도 자기 조직화막을 형성할 수 있다. 예를 들어 원료 화합물을 함유하는 용액 중에 기판을 30분 내지 6시간 침지(浸漬)하고, 세정 및 건조시킴으로써 기판 위에 자기 조직화막이 형성된다. 또한, 원료 화합물을 함유하는 용액을 40℃ 내지 80℃로 가열함으로써, 5분 내지 2시간의 침지에 의해 자기 조직화막을 형성할 수 있다.

한편, 플라스마 처리법에서는, 상압(常壓) 또는 진공 중에서 기판(P)에 대하여 플라스마 조사(照射)를 행한다. 플라스마 처리에 사용하는 가스 종류는 배선 패턴을 형성해야 할 기판(P)의 표면 재질 등을 고려하여 다양하게 선택할 수 있다. 처리 가스로서는, 플루오로카본계 화합물을 적합하게 사용할 수 있고, 예를 들어 사불화메탄, 퍼플루오로헥산, 퍼플루오로데칸 등을 예시할 수 있다. 사불화메탄을 처리 가스로 하는 플라스마 처리법(CF₄ 플라스마 처리법)의 처리 조건은 예를 들어 플라스마 파워가 50W 내지 1000W, 사불화탄소 가스 유량이 50mL/min 내지 100mL/min, 플라스마 방전 전극에 대한 기판 반송 속도가 0.5㎜/sec 내지 1020㎜/sec, 기판 온도가 70℃ 내지 90℃로 된다.

<뱅크 재료>

본 발명에 사용되는 뱅크 재료로서는, 형성 후에 에칭 또는 용해 가능한 것이면 특별히 한정되지는 않는다. 이러한 재료로서는, 수지를 용매에 용해시킨 용액을 도포한 후, 용제(溶劑)로 용해시킬 수 있게 한 것, 열경화성 수지, 광경화성 수지 등의 경화성 수지일지라도 에칭할 수 있는 것을 들 수 있다.

뱅크 재료로서는, 일반적으로 폴리이미드, 아크릴 수지, 노볼락계 수지 등의 유기 재료가 사용된다. 상기 이외에도, 폴리비닐알코올, 불포화 폴리에스테르, 메틸메타크릴 수지, 폴리에틸렌, 디알릴프탈레이트, 에틸렌프로파일렌디엔모노머, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄, 멜라민 수지, 폴리카보네이트, 폴리염화비닐, 폴리아미드, 스티렌부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 폴리프로파일렌, 폴리부틸렌, 폴리스티렌, 폴리아세트산비닐, 폴리에스테르, 폴리부타디엔, 폴리벤즈이미다졸, 폴리아크릴니트릴, 에피클로히드린, 폴리설파이드, 폴리이소프렌 등의 올리고머, 폴리머 등을 채용할 수 있다.

뱅크 재료는 접촉시키는 수지나 용액에 용해되거나 반응하면 안되기 때문에, 마이크로렌즈 재료 토출 전에 광 또는 열에 의해 경화되는 경화성 수지인 것이 바람직하다.

이러한 광경화성 수지는 통상 적어도 1개 이상의 관능기를 가지며, 광중합 개시제에 광을 조사함으로써 발생하는 이온 또는 래디컬에 의해 이온 중합, 래디컬 중합을 행하고, 분자량을 증가시켜 필요하면 가교(架橋) 구조의 형성을 행하는 모노머나 올리고머와, 광중합 개시제를 적어도 갖는 수지 조성물을 경화시킨 것이다. 여기서의 관능기는 비닐기, 카르복실기, 아미노기, 수산기, 에폭시기 등의 반응의 원인으로 되는 원자단(原子團) 또는 결합 양식을 의미한다.

또한, 열경화성 수지는 통상 적어도 1개 이상의 관능기를 가지며, 열중합 개시제에 열을 가함으로써 발생하는 이온 또는 래디컬에 의해 이온 중합, 래디컬 중합을 행하고, 분자량을 증가시켜 필요하면 가교 구조의 형성을 행하는 모노머나 올 리고머와, 열중합 개시제를 적어도 갖는 수지 조성물을 경화시킨 것이다. 여기서의 관능기는 비닐기, 카르복실기, 아미노기, 수산기, 에폭시기 등의 반응의 원인으로 되는 원자단 또는 결합 양식을 의미한다.

또한, 바니시(varnish)와 같은 수지 용액에서는, 폴리이미드와 같이 내열성이 우수한 폴리머를 미리 용해시켜 두고, 건조에 의해 석출(析出)시킴으로써, 광이나 열에 의해 경화되지 않아 뱅크로서 채용할 수 있다.

또한, 내열성과 우수한 광투과성을 획득할 수 있다는 점에서 미립자 분산액을 채용할 수 있다. 미립자로서는, 실리카, 알루미나, 티타니아, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 아크릴 수지, 유기 실리콘 수지, 폴리스티렌, 요소(尿素) 수지, 포름알데히드 축합물 등의 미립자를 들 수 있으며, 이들 중의 일종이 사용되거나, 또는 복수 종류가 혼합되어 사용된다. 미립자를 채용한 경우는, 건조에 의해 퇴적함으로써 응집시켜 뱅크로서 사용할 수 있다. 또한, 입자간 및 기판 입자간에서 밀착성을 향상시키기 위해, 입자 표면에 감광성 또는 감열성 표면 처리를 실시할 수도 있다.

뱅크 재료의 형성 공정에서는, 일반적인 도포 방법을 채용할 수 있다. 도포 방법으로서는, 예를 들어 딥 코팅법, 에어나이프(air knife) 코팅법, 블레이드 코팅법, 스프레이 코팅법, 바 코팅법, 로드 코팅법, 롤 코팅법, 그라비어(gravure) 코팅법, 사이즈 프레스법, 스핀 코팅법, 액적 토출법, 스크린 인쇄법 등 각종 방법을 들 수 있다. 본 발명에서는, 액적 토출법에 의해 구성되어 있는 점에서 뱅크 형성 공정에서도 액적 토출법을 채용하는 것이 바람직하다.

본 실시예에서 사용되는 상기 뱅크 재료는 원하는 기능을 손상시키지 않는 범위에서 필요에 따라 불소계, 실리콘계, 노니온계 등의 표면장력 조절재를 미량 첨가할 수 있다. 이들 표면장력 조절재는 잉크 재료의 도포 대상물에 대한 습윤성을 제어할 수 있게 하고, 도포한 막의 레벨링성을 개량하여 도포막이 울퉁불퉁해지거나 꺼칠꺼칠해지는 것 등을 방지할 수 있다.

이렇게 하여 조제한 뱅크 재료를 액적 토출법에 적용할 경우, 점도는 1mPa·s 내지 50mPa·s인 것이 바람직하다. 액적 토출 장치에 의해 용액을 도포할 경우, 점도가 1mPa·s보다 작을 경우에는 노즐 주변부가 액적의 유출에 의해 오염되기 쉽고, 또한 점도가 50mPa·s보다 클 경우에는 노즐 구멍에서의 막힘 빈도가 높아져 원활한 액적의 토출이 곤란해지기 때문이다. 보다 바람직하게는 5mPa·s 내지 20mPa·s인 것이 바람직하다.

또한, 이렇게 하여 조제한 뱅크 재료의 점도는 1mPa·s 내지 50mPa·s인 것이 바람직하다. 이 표면장력은 0.02N/m 내지 0.07N/m의 범위에 들어가는 것이 바람직하다. 액적 토출 장치에 의해 용액을 도포할 경우, 표면장력이 0.02N/m미만이면, 액적의 노즐면에 대한 습윤성이 증대하기 때문에 비행 구부러짐이 생기기 쉬워지고, 0.07N/m을 초과하면, 노즐 선단에서의 메니스커스 형상이 안정되지 않아 액적의 토출량, 토출 타이밍의 제어가 곤란해지기 때문이다.

<에칭액>

본 발명에 사용되는 에칭액으로서는, 기체 또는 뱅크 재료를 에칭 또는 용해가능한 것이며, 액적으로서 토출 가능한 액상이면 특별히 한정되지는 않는다. 이 러한 재료로서는, 산, 알칼리 또는 뱅크 재료에 대한 양용매 등을 들 수 있다.

에칭액으로서는, 일반적인 산 또는 염기를 채용할 수 있다. 상기 산에는 염산, 황산, 인산, 질산, 아세트산, 탄산, 포름산, 벤조산, 아염소산, 차아염소산, 아황산, 차아황산, 아질산, 차아질산, 아인산, 차아인산 등의 프로톤산을 들 수 있다. 바람직하게는 염산, 황산, 인산, 질산이다.

한편, 알칼리로서는, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘 등을 들 수 있다. 바람직하게는 수산화나트륨, 수산화칼륨이다.

상기 에칭액은 부식성이 높아 액적 토출 장치를 부식시키기 쉽기 때문에, 저농도인 것이 바람직하다. 저농도였을 경우에도, 액적 토출 후는 건조 시에 농축되기 때문에, 에칭을 행하는 것이 가능하다.

뱅크 재료에 대한 양용매로서는, 뱅크 재료에 대한 용해성이 높은 것이면 되고, 일반적인 용제를 채용할 수 있다. 구체적으로는, 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 알코올류, n-헵탄, n-옥탄, 데칸, 도데칸, 테트라데칸, 톨루엔, 크실렌, 시멘, 듀렌, 인덴, 디펜텐, 테트라히드로나프탈렌, 데카히드로나프탈렌, 시클로헥실벤젠 등의 탄화수소계 화합물, 또한 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 1,2-디메톡시에탄, 비스(2-메톡시에틸)에테르, p-디옥산 등의 에테르계 화합물, 또한 프로파일렌 카보네이트, γ-부티로락톤, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸포름아미드, 디메틸설폭시드, 시클로헥사논, 디클로로메탄, 클로로포름, 테트라히드로푸란 등의 극성 화합물을 들 수 있다.

본 실시예에서 사용되는 상기 에칭액은 원하는 기능을 손상시키지 않는 범위에서 필요에 따라 불소계, 실리콘계, 노니온계 등의 표면장력 조절재를 미량 첨가할 수 있다. 이들 표면장력 조절재는 잉크 재료의 도포 대상물에 대한 습윤성을 제어할 수 있게 하고, 도포한 막의 레벨링성을 개량하여 도포막이 울퉁불퉁해지거나 꺼칠꺼칠해지는 것 등을 방지할 수 있다.

이렇게 하여 조제한 에칭액은 점도는 1mPa·s 내지 50mPa·s인 것이 바람직하다. 액적 토출 장치에 의해 용액을 도포할 경우, 점도가 1mPa·s보다 작을 경우에는 노즐 주변부가 액적의 유출에 의해 오염되기 쉽고, 또한 점도가 50mPa·s보다 클 경우에는 노즐 구멍에서의 막힘 빈도가 높아져 원활한 액적의 토출이 곤란해지기 때문이다. 보다 바람직하게는 5mPa·s 내지 20mPa·s인 것이 바람직하다.

또한, 이렇게 하여 조제한 에칭액의 점도는 1mPa·s 내지 50mPa·s인 것이 바람직하다. 이 표면장력은 0.02N/m 내지 0.07N/m의 범위에 들어가는 것이 바람직하다. 액적 토출 장치에 의해 용액을 도포할 경우, 표면장력이 0.02N/m 미만이면, 액적의 노즐면에 대한 습윤성이 증대하기 때문에 비행 구부러짐이 생기기 쉬워지고, 0.07N/m을 초과하면, 노즐 선단에서의 메니스커스 형상이 안정되지 않아 액적의 토출량, 토출 타이밍의 제어가 곤란해지기 때문이다.

<마이크로렌즈 재료>

본 발명에 사용되는 마이크로렌즈(30)를 구성하는 재료로서는, 형성 시에는 액적으로서 토출 가능한 액상이고, 그 후 경화 가능한 것이며, 또한 경화 후 렌즈 로서의 기능을 가질 수 있는 광에 대하여 투과성을 갖는 재료이면 특별히 한정되지는 않는다. 이러한 수지로서는, 상기 투과성을 갖는 수지를 용매에 용해시킨 용액을 도포한 후, 용제를 제거하도록 한 것, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 광경화성 수지 등 다양한 수지를 들 수 있지만, 경화가 용이하고 신속하며, 더 나아가서는 경화 시에 렌즈 성형 재료 및 기재(基材)가 고온으로 되지 않는 점에서 광경화성 수지가 바람직하다.

이러한 광경화성 수지는 통상 적어도 1개 이상의 관능기를 가지며, 광중합 개시제에 광을 조사함으로써 발생하는 이온 또는 래디컬에 의해 이온 중합, 래디컬 중합을 행하고, 분자량을 증가시켜 필요하면 가교 구조의 형성을 행하는 모노머나 올리고머와, 광중합 개시제를 적어도 갖는 수지 조성물을 경화시킨 것이다. 여기서의 관능기는 비닐기, 카르복실기, 수산기 등의 반응의 원인으로 되는 원자단 또는 결합 양식을 의미한다.

이러한 모노머, 올리고머로서는, 불포화 폴리에스테르형, 엔티올형, 아크릴형 등을 들 수 있고, 그 중에서도 경화 속도, 물성(物性) 선택 폭의 넓기로부터 아크릴형이 바람직하다. 이러한 아크릴형의 모노머, 올리고머 중 단관능기의 것으로서는, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실 EO 부가물 아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로파일아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트의 카프로락톤 부가물, 2-페녹시에틸아크릴레이트, 페녹시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 노닐페놀 EO 부가물 아크릴레이트, 노닐페놀 EO 부가물에 카프로락톤을 부가한 아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로파일 아크릴레이트, 테트라히드로퍼퍼릴아크릴레이트, 퍼퍼릴알코올의 카프로락톤 부가물 아크릴레이트, 아크릴로일모르폴린, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 디시클로펜타닐아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 4,4-디메틸-1, 3-디옥소란의 카프로락톤 부가물의 아크릴레이트, 3-메틸-5,5-디메틸-1, 3-디옥소란의 카프로락톤 부가물의 아크릴레이트 등을 들 수 있다.

또한, 아크릴형의 모노머, 올리고머 중 다관능(多官能)의 것으로서는, 헥산디올아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리프로파일렌글리콜디아크릴레이트, 히드록시피발릭산네오펜틸글리콜에스텔디아크릴레이트, 히드록시피발릭산네오펜틸글리콜에스테르의 카프로락톤 부가물 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올의 디글리시딜에테르의 아크릴산 부가물, 히드록시피발알데히드와 트리메티롤프로판의 아세탈 화합물의 디아크릴레이트, 2,2-비스[4-(아크릴로일록시디에톡시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(아크릴로일록시디에톡시)페닐]메탄, 수첨비스페놀에틸렌옥사이드 부가물의 디아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올디아크릴레이트, 트리메티롤프로판트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 트리메티롤프로판프로파일렌옥사이드 부가물 트리아크릴레이트, 글리세린프로파일렌옥사이드 부가물 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트펜타아크릴레이트 혼합물, 디펜타에리트리톨의 카프로락톤 부가물 아크릴레이트, 트리스(아크릴로일록시에틸)이소시아누레이트, 2-아크릴로일록시에틸포스페이트 등을 들 수 있다.

또한, 상기 투과성을 갖는 수지에는 미리 광확산성 미립자를 혼합 분산시켜 둘 수도 있다. 광확산성 미립자로서는, 실리카, 알루미나, 티타니아, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 아크릴 수지, 유기 실리콘 수지, 폴리스티렌, 요소 수지, 포름알데히드 축합물 등의 미립자를 들 수 있으며, 이들 중의 일종이 사용되거나, 또는 복수 종류가 혼합되어 사용된다. 단, 광확산성 미립자가 충분한 광확산성을 발휘하기 위해서는, 이 미립자가 광투과성일 경우, 그 굴절률이 상기 광투과성 수지의 굴절률과 충분히 차가 있을 필요가 있다. 따라서, 광확산성 미립자가 광투과성일 경우에는, 이러한 조건을 충족시키도록 사용하는 광투과성 수지에 따라 적절히 선정되어 사용된다.

이러한 광확산성 미립자는, 상술한 바와 같이 미리 광투과성 수지에 분산됨으로써 액적 토출 헤드(1)로부터 토출 가능한 액상으로 조정되어 있다. 이 때, 광확산성 미립자의 표면을 계면활성제로 피복 처리하는 것이나, 또는 용융(溶融) 수지로 덮는 처리를 행함으로써 광확산성 미립자의 광투과성 수지로의 분산성을 향상시켜 두는 것이 바람직하며, 이러한 처리를 행함으로써, 액적 토출 헤드(1)로부터의 토출이 양호해지는 유동성을 이 광확산성 미립자를 분산시킨 광투과성 수지에 부가할 수 있다. 또한, 표면 처리를 행하기 위한 계면활성제로서는, 양이온(cation)계, 음이온(anion)계, 노니온계, 양성(兩性), 실리콘계, 불소 수지계 등의 것이 광확산 미립자의 종류에 따라 적절히 선택되어 사용된다.

또한, 이러한 광확산성 미립자로서는, 그 입경이 5㎚ 이상, 1000㎚ 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 입경이 200㎚ 이상, 500㎚ 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 범위로 하면, 입경이 200㎚ 이상 인 것에 의해 그 광확산성이 양호하게 확보되고, 또한 500㎚ 이하인 것에 의해 액적 토출 헤드(1)의 노즐로부터 양호하게 토출할 수 있다.

이러한 광확산성 미립자를 혼합 분산시킨 광투과성 수지로부터 얻어진 마이크로렌즈(30)에서는, 광확산성 미립자에 의해 복합화되어 있는 것기 때문에, 보다 한층 더 높은 확산 성능이 부여되는 동시에 열가소성을 억제할 수 있기 때문에 우수한 내열성을 얻을 수 있다.

또한, 내열성과 우수한 광투과성을 획득할 수 있다는 점에서 무기 성분을 함유하는 수지를 채용할 수도 있다. 구체적으로는, 규소, 게르마늄, 티타늄 등을 들 수 있지만, 입수하기 쉽다는 점에서는 규소를 함유하는 수지가 바람직하다.

이러한 폴리머로서는, 폴리실록산, 폴리실란, 폴리실라잔을 들 수 있다. 이들 화합물은 고분자 주쇄(主鎖) 골격에 규소를 함유하고 있으며, 열이나 광, 촉매 등에 의한 화학반응에 의해 유리와 유사한 규소 산화물을 형성한다. 이렇게 하여 형성된 규소 산화물은 유기 재료만으로 이루어지는 수지 등에 비하여 우수한 내열성과 광투과성을 갖기 때문에, 마이크로렌즈 재료로서는 적합하다.

보다 구체적으로는, 알콕시기를 갖는 폴리실록산 용액을 촉매와 함께 토출한 후, 건조시키고, 가열함으로써 알콕시기를 축합하여 규소 산화물을 얻을 수 있다. 또한, 폴리실란 용액을 토출한 후, 자외선을 조사하고, 상기 폴리실란을 광산화함으로써 규소 산화물을 얻을 수 있다. 폴리실라잔 용액을 토출한 후, 상기 폴리실라잔을 자외선이나 산 또는 알칼리 등에 의해 가수분해하고, 또한 산화함으로써 규소 산화물을 얻을 수 있다.

본 실시예에서 사용되는 상기 마이크로렌즈 재료의 액적은, 원하는 기능을 손상시키지 않는 범위에서 필요에 따라 불소계, 실리콘계, 노니온계 등의 표면장력 조절재를 미량 첨가할 수 있다. 이들 표면장력 조절재는 잉크의 도포 대상물에 대한 습윤성을 제어할 수 있게 하고, 도포한 막의 레벨링성을 개량하여 도포막이 울퉁불퉁해지거나 꺼칠꺼칠해지는 것 등을 방지할 수 있다.

이렇게 하여 조제한 마이크로렌즈 재료의 액적의 점도는 1mPa·s 내지 50mPa·s인 것이 바람직하다. 액적 토출 장치에 의해 용액을 도포할 경우, 점도가 1mPa·s보다 작을 경우에는 노즐 주변부가 액적의 유출에 의해 오염되기 쉽고, 또한 점도가 50mPa·s보다 클 경우에는 노즐 구멍에서의 막힘 빈도가 높아져 원활한 액적의 토출이 곤란해지기 때문이다. 보다 바람직하게는 5mPa·s 내지 20mPa·s인 것이 바람직하다.

또한, 이렇게 하여 조제한 마이크로렌즈 재료의 액적의 점도는 1mPa·s 내지 50mPa·s인 것이 바람직하다. 이 표면장력은 0.02N/m 내지 0.07N/m의 범위에 들어가는 것이 바람직하다. 액적 토출 장치에 의해 용액을 도포할 경우, 표면장력이 0.02N/m미만이면, 액적의 노즐면에 대한 습윤성이 증대하기 때문에 비행 구부러짐이 생기기 쉬워지고, 0.07N/m을 초과하면, 노즐 선단에서의 메니스커스 형상이 안정되지 않아 액적의 토출량, 토출 타이밍의 제어가 곤란해지기 때문이다.

(제 1 실시예)

<마이크로렌즈의 제조 방법 1>

본 실시예에서는 표면 처리를 행한 기판 위에 액적 토출법에 의해 액적 토출 헤드의 토출 노즐로부터 산이나 알칼리 등의 에칭액을 액적 형상으로 토출 배치하고, 기판 위를 에칭함으로써 오목부를 형성한다. 또한, 액적 토출법에 의해 액적 토출 헤드의 토출 노즐로부터 마이크로렌즈 재료 또는 마이크로렌즈 재료를 함유하는 액적을 액적 형상으로 토출하여 오목부 위에 배치한다. 이 오목부를 이용함으로써 렌즈 형상을 제어한 마이크로렌즈를 형성하는 방법을 설명한다.

도 3의 (a) 내지 (e)는 제 1 실시예에서의 마이크로렌즈의 제조 공정을 나타낸 공정 단면도이다. 도 4는 마이크로렌즈의 제조 공정의 순서를 나타낸 개략 플로차트이다.

도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 마이크로렌즈의 제조 방법에 대해서 설명한다. 또한, 본 실시예의 마이크로렌즈 형성 방법은 기판 세정 공정, 기판 표면 처리 공정, 에칭액 배치 공정, 마이크로렌즈 재료 배치 공정 및 마이크로렌즈 재료 경화 공정으로 개략 구성된다. 이하, 각 공정에 대해서 상세하게 설명한다.

도 3의 (a) 내지 (e)는 마이크로렌즈의 제조 공정을 나타낸 공정 단면도이고, 도 4는 마이크로렌즈의 제조 공정의 순서를 나타낸 개략 플로차트이다.

(기판 세정 공정)

도 4의 스텝 S1에서는 기판(P)을 세정한다. 기판(P)의 발액화 처리를 양호하게 행하기 위해, 발액화 처리의 전(前)처리 공정으로서 세정을 행하는 것이 바람직하다. 기판(P)의 세정 방법은 예를 들어 자외선 세정, 자외선/오존 세정, 플라스마 세정, 산 또는 알칼리 세정 등을 채용할 수 있다. 또한, 기판(P)의 재료는 예를 들어 알칼리로 에칭 가능한 유리이다.

(기판 표면 처리 공정)

도 4의 스텝 S2에서는, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 기판(P)의 표면을 표면 처리한다. 기판(P)의 표면 처리는 렌즈 직경으로 되는 뱅크 재료의 착탄 직경을 작게 하기 위해 필요한 접촉각을 얻을 수 있도록 기판(P)의 표면을 발액화하는 것이다. 기판(P)의 표면을 발액화하는 방법으로서는, 기판(P)의 표면에 유기 박막을 형성하는 방법, 플라스마 처리법 등을 채용할 수 있다. 또한, 여기서는 유기 박막을 형성하는 방법을 채용했다. 그리고, 발액층(H1)은 발액성이 부여된다.

(에칭액 배치 공정)

도 4의 스텝 S3에서는, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 기판(P) 위에 형성된 발액층(H1) 위에 산 또는 알칼리 용액으로 이루어지는 에칭액(X1)을 제 1 액적으로서 액적 토출 헤드(1)로부터 토출시켜 배치한다. 또한, 에칭액(X1)의 배치 방법은 예를 들어 특허문헌의 일본국 공개특허2003-149831호 공보에 개시된 공지의 방법을 채용한다. 1방울 토출하여 1개의 제 1 액적으로 할 수도 있고, 복수 방울 토출하여 1개의 제 1 액적으로 할 수도 있다.

에칭액(X1)은 알칼리성 액체로 했다. 그 예로서는, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 수용액을 들 수 있다. 이 수용액의 pH는 10pH 이상인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 12pH 이상, 가장 바람직하게는 14pH 이상이다. pH가 10보다 작으면, 알칼리성 액체를 도포한 원하는 부분에서 필요한 깊이를 제거하는데 시간이 소요되고, 또한 이 제거가 불충분해지기 쉽다. 알칼리성 액체는 기판(P) 위에 배치한 후, 1분 내지 수시간 방치하여 기판(P) 위를 에칭한다. 따라서, 그 동안에 액 적이 건조되지 않도록 하기 위해, 고비점(高沸点)의 유기 용제나, 계면활성제 등을 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 고비점 용제의 구체적인 예로서는, 글리세린, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르 등을 들 수 있다. 또한, 계면활성제로서는, 불소계, 실리콘계, 노니온계 등의 표면장력 조정제를 들 수 있다.

기판(P)의 표면에 에칭액(X1)(알칼리성 액체)을 도포했을 때의 에칭액(X1)(알칼리성 액체)의 접촉각은 30° 이상 60° 이하인 것이 바람직하다. 접촉각이 30° 보다 작을 때는 액적이 기판(P) 위에서 지나치게 습윤 확장되기 때문에, 형상이 흐트러진 패턴이 형성되기 쉽다. 또한, 60° 보다도 크면 액적이 기판(P)에 착탄되어 이미 기판(P) 위에 있는 액적과 접했을 때에 그 액적에 통합됨으로써, 오목부(29)가 지나치게 커지기 때문이다. 그래서, 접촉각을 상기 30° 이상 60° 이하의 범위로 하는 하나의 방법은, 에칭액(X1)(알칼리성 액체) 자체의 표면장력을 조정하여 기판(P)과의 접촉각이 30° 이상 60° 이하로 되도록 하는 것이다. 이 표면장력을 조절하기 위해, 에칭액(X1)에 불소계, 실리콘계, 노니온계 등의 표면장력 조절제를 미량 첨가할 수 있다. 다른 방법은 기판(P)의 발액성을 조절하는 것이다. 또한, 양자를 조합시킬 수도 있다.

에칭액(X1)(알칼리성 액체)을 액적 토출법에 의해 기판(P)에 배치하면, 알칼리의 작용에 의해, 이 배치한 부분에서 도 3의 (c)에 나타낸 오목부(29)가 형성된다. 오목부(29)가 충분히 형성되도록 실온에서 1분 내지 20분, 바람직하게는 2분 내지 15분, 더 바람직하게는 3분 내지 10분 방치한다. 그 후, 세정액으로 에칭액(X1)을 세정 제거한다. 이 세정액으로서는, 물이나 유기 용제를 사용할 수 있다. 이렇게 하여 기판(P)의 표면에는 다수의 오목부(29)가 형성된다. 오목부(29)는 친액성을 갖는 부분이며, 오목부(29)가 없는 기판(P)의 표면은 발액성 상태를 유지하게 된다.

(마이크로렌즈 재료 배치 공정)

도 4의 스텝 S4에서는, 도 3의 (d)에 나타낸 바와 같이, 오목부(29)에 액적 토출 장치(IJ)를 이용하여 렌즈 재료로서의 기능액(X2)(마이크로렌즈 재료)을 토출하여 배치시킨다.

여기서는, 마이크로렌즈 재료로서 광경화성 수지액을 사용하고, 모노머액을 사용한 기능액(X2)을 토출한다. 또한, 액적 토출의 조건으로서는, 예를 들어 액적의 중량 4ng/dot, 액적 속도(토출 속도) 5m/sec 내지 7m/sec로 행할 수 있다. 또한, 액적을 토출하는 분위기는 온도 60℃ 이하, 습도 80% 이하로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 액적 토출 헤드(1)의 토출 노즐이 막히지 않아 안정된 액적 토출을 행할 수 있다. 또한, 마이크로렌즈 재료로서는, 광경화성 수지 용액 이외에도 열경화성 수지 용액을 선택할 수 있으며, 수지의 형태로서는 폴리머의 형태일 수도 있고, 모노머의 형태일 수도 있다. 모노머가 액상일 경우에는, 용액이 아니라 모노머 그 자체를 사용할 수도 있다. 또한, 광이나 열에 미(未)관능성인 폴리머 용액을 사용할 수도 있다.

오목부(29)는 친액성이 부여되어 있기 때문에, 토출된 렌즈 재료로서의 기능 액(X2)이 오목부(29) 중에 들어가기 쉬워지고, 발액 처리에 의해 오목부(29)로부터 외부로 나오기 어려워져 축적되기 쉽다. 오목부(29)와 렌즈 재료로서의 기능액(X2)(마이크로렌즈 재료)의 밀착성은 높기 때문에, 경화 후에는 박리되기 어려워진다.

(마이크로렌즈 재료 경화 처리 공정)

도 4의 스텝 S5에서는, 도 3의 (e)에 나타낸 바와 같이, 렌즈 재료로서의 기능액(X2)(마이크로렌즈 재료)을 경화 처리한다. 렌즈 재료로서의 기능액(X2)(마이크로렌즈 재료)은 렌즈로서의 기계적 열적 강도를 높이기 위해 경화시킬 필요가 있다. 그 때문에, 토출 공정 후의 기판(P)에는 열처리 및/또는 광처리가 실시된다. 그리고, 마이크로렌즈(30)를 형성할 수 있다.

열처리 및/또는 광처리는 통상 대기 중에서 행해지지만, 필요에 따라 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스 분위기 중에서 행할 수도 있다. 열처리 및/또는 광처리의 처리 조건은 용매의 비점(증기압), 분위기 가스의 종류나 압력, 중합 개시제의 반응 온도 또는 반응 노광량, 가교 반응의 반응 온도 또는 반응 노광량, 올리고머나 폴리머의 유리 전이 온도, 기재의 내열 온도, 미립자의 분산성이나 산화성 등의 열적 거동 등을 고려하여 적절히 결정된다.

광처리에는 자외선, 원자외선, 전자선, X선 등을 이용하여 렌즈 재료로서의 기능액(X2)(마이크로렌즈 재료)을 경화 형성할 수 있고, 모두 1J/㎠ 이하인 것이 바람직하며, 생산성 향상을 위해서는 0.2J/㎠ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 열처리에는 핫플레이트, 전기로 등에 의한 처리 이외에, 램프 어닐링에 의해 행할 수 있고, 경화물의 유리 전이 온도 이하이면 200℃ 이하인 것이 바람직하다. 유리 전이 온도 이상에서 가열한 경우, 과열(過熱)에 의해 곡률이 낮은 렌즈 형상으로 변형될 우려가 있다.

제 1 실시예에서는 이하의 효과가 얻어진다.

(1) 에칭액(X1)을 기판(P) 위에 배치하면, 에칭액(X1)의 작용에 의해 기체(P) 위에 오목부(29)가 형성된다. 이 오목부(29)에 렌즈 재료로서의 기능액(X2)을 배치하여 경화시킴으로써, 마이크로렌즈(30)를 형성할 수 있다. 따라서, 액적 토출법에 의한 방법으로만 마이크로렌즈(30)를 형성할 수 있기 때문에, 노광 공정이나 현상 공정이 불필요해져 작업이 효율적이며, 노광 공정에서 사용하는 마스크나, 현상 공정에서 사용하는 에칭액 등도 불필요해진다.

(제 2 실시예)

<마이크로렌즈의 제조 방법 2>

다음으로, 제 2 실시예에 대해서 설명한다. 상술한 제 1 실시예에서는 기판(P) 위에 에칭액(X1)을 배치하여 오목부(29)를 형성한 점과, 에칭액(X1)에 알칼리를 사용했지만, 제 2 실시예는 기판(P) 위에 뱅크 재료를 도포하여 뱅크 재료막을 형성하고, 뱅크 재료막에 에칭액(X3)을 배치하여 오목부(29)를 형성한 점과, 에칭액(X3)에 용제를 사용한 점이 상이하다.

도 5의 (a) 내지 (g)는 제 2 실시예에서의 마이크로렌즈의 제조 공정을 나타낸 공정 단면도이다. 도 6은 마이크로렌즈의 제조 공정의 순서를 나타낸 개략 플로차트이다.

도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 마이크로렌즈의 제조 방법에 대해서 설명한다. 또한, 제 2 실시예의 마이크로렌즈 형성 방법은 기판 세정 공정, 뱅크 재료 도포 공정, 건조 공정, 뱅크 재료 경화 처리 공정, 에칭액 배치 공정, 마이크로렌즈 재료 배치 공정 및 마이크로렌즈 재료 경화 공정으로 개략 구성된다. 또한, 제 2 실시예의 스텝 S11, S16, S17은 제 1 실시예의 스텝 S1, S4, S5와 동일한 공정이기 때문에, 설명을 생략한다. 이하, 스텝 S12, S13, S14, S15의 각 공정에 대해서 상세하게 설명한다.

(뱅크 재료 배치 공정)

도 6의 스텝 S12에서는, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 기판(P) 위에 액적 토출 장치(IJ)를 이용하여 액적 토출 헤드(1)로부터 뱅크 재료를 기판(P) 위에 토출하여 배치시킨다. 여기서는, 뱅크 재료로서 광경화성 수지 용액을 사용하고, 포토레지스트 용액 OFPR(도쿄오카코교가부시키가이샤)을 토출한다. 또한, 액적 토출의 조건으로서는, 예를 들어 액적의 중량 4ng/dot, 액적 속도(토출 속도) 5m/sec 내지 7m/sec로 행할 수 있다. 또한, 액적을 토출하는 분위기는 온도 60℃ 이하, 습도 80% 이하로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 액적 토출 헤드(1)의 토출 노즐이 막히지 않아 안정된 액적 토출을 행할 수 있다. 또한, 뱅크 재료로서는, 광경화성 수지 용액 이외에도 열경화성 수지 용액을 선택할 수 있으며, 수지의 형태로서는 폴리머의 형태일 수도 있고, 모노머의 형태일 수도 있다. 모노머가 액상일 경우에는, 용액이 아니라 모노머 그 자체를 잉크로 할 수도 있다. 또한, 광이나 열에 미관능성인 폴리머 용액을 사용할 수도 있다. 그리고, 건조 전의 뱅크 재료막(B1)을 형성할 수 있다. 뱅크 재료막(B1)은 재료 자체가 발액성을 갖고 있다.

(건조 공정)

도 6의 스텝 S13에서는, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 기판(P) 위에 배치된 뱅크 재료막(B1)을 건조시킨다. 뱅크 재료로서 기능액(X0)을 토출한 후, 분산매를 제거하여 건조 처리를 행한다. 또한, 건조 속도를 빠르게 하기 위해, 가열 또는 감압(減壓)과 같은 환경 하에서 건조를 행하는 것이 바람직하다. 그리고, 뱅크 재료막(B2)이 형성된다.

가열 처리는 예를 들어 기판을 가열하는 통상의 핫플레이트, 전기로 등에 의한 처리 이외에, 램프 어닐링에 의해 행할 수도 있다. 램프 어닐링에 사용하는 광의 광원(光源)으로서는 특별히 한정되지 않지만, 적외선 램프, 크세논 램프, YAG 레이저, 아르곤 레이저, 탄산가스 레이저, XeF, XeCl, XeBr, KrF, KrCl, ArF, ArCl 등의 엑시머 레이저 등을 광원으로서 사용할 수 있다. 이들 광원은 일반적으로는 출력 10W 이상 5000W 이하의 범위의 것이 사용되지만, 본 실시예에서는 100W 이상 1000W 이하의 범위로 충분하다.

또한, 감압 처리는 로터리 펌프, 진공 펌프, 터보 펌프 등에 의해 행할 수 있다. 이들 펌프가 내장된 일반적인 감압 건조기일 수도 있고, 가열 처리와 조합시킬 수도 있다. 이들 감압 건조시키는 공정에서는, 10¹㎩ 내지 10⁴㎩의 비교적 진공도가 낮은 감압 하에서 달성되고, 진공도가 지나치게 높을 경우, 용매가 돌비(突沸)하여 원하는 형상이 얻어지기 어렵다.

(뱅크 재료 경화 처리 공정)

도 6의 스텝 S14에서는, 도 5의 (c)에 나타낸 바와 같이, 건조시킨 뱅크 재료막(B2)을 경화 처리한다. 건조 공정 후의 뱅크 재료막(B2)은 기계적 열적 강도를 높이기 위해, 경화시킬 필요가 있다. 또한, 수지 용액의 경우도 동일한 목적으로 용매를 완전히 제거할 필요가 있다. 그 때문에, 토출 공정 후의 기판(P)에는 열처리가 실시된다. 그리고, 뱅크 재료막(B)을 형성할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 OFPR을 사용하여 열처리를 실시했지만, 선택하는 재료에 따라서는 광처리를 실시하여 경화시키는 경우도 있다.

광처리에는 자외선, 원자외선, 전자선, X선 등을 이용하여 뱅크를 경화 형성할 수 있고, 모두 1J/㎠ 이하인 것이 바람직하며, 생산성 향상을 위해서는 0.2J/㎠ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 열처리에는 핫플레이트, 전기로 등에 의한 처리 이외에, 램프 어닐링에 의해 행할 수 있고, 경화물의 유리 전이 온도 이하이면 200℃ 이하인 것이 바람직하다.

(에칭액 배치 공정)

도 6의 스텝 S15에서는, 도 5의 (d)에 나타낸 바와 같이, 기판(P) 위에 형성된 경화시킨 뱅크 재료막(B) 위에 용제로 이루어지는 제 1 액적으로서의 에칭액(X3)을 배치한다. 또한, 에칭액(X3)의 배치 방법은 예를 들어 특허문헌의 일본국 공표특허2003-518755호 공보에 개시된 공지의 방법을 채용한다. 액적 토출 헤드(1)로부터 토출된 에칭액(X3)의 일부가 뱅크 재료막(B)에 튕겨져, 그 직경이 작아지려고 한다. 직경이 작아지면, 오목부(29)를 치밀하게 형성하기 쉬워진다.

에칭액(X3)은 뱅크 재료막(B)을 용해시킬 수 있는 것이 선택된다. 오목부(29)가 형성될 때까지 에칭액(X3)은 점진적 용해에 의해 뱅크 재료막(B)에 침투한다. 용해 물질이 오목부(29)의 측벽 위에 석출된다. 그리고, 렌즈 재료로 이루어지는 기능액(X2)이 오목부(29) 내에 배치되었을 때에, 오목부(29)로부터 넘쳐 흐르지 않도록 도 5의 (e)에 나타낸 돌기부(T)가 고리 형상으로 형성된다. 에칭액(X3)의 타입 및 이것을 석출하는 방법에 대해서는 각각의 적용에 의해 선택된다.

에칭액(X3)으로서, 메탄올 용제(액적당 20ng을 함유함)에 의한 예를 나타낸다. 메탄올은 OFPR을 용이하게 용해시키는 능력 때문에, 즉, 연속되는 처리 공정을 방해하지 않도록 용이하게 증발하고, 또한 OFPR에 대한 만족스러운 습윤 특성을 갖고 있기 때문에 용제로서 선택된다. 본 예에서 오목부(29)를 형성하기 위해, 액적 토출 장치(IJ)의 액적 토출 헤드(1)는 오목부(29)를 형성하고 싶은 위치로 이동시킨다. 따라서, 필요한 수의 적절한 사이즈의 메탄올 액적이 오목부(29)가 완성될 때까지 액적 토출 장치(IJ)의 액적 토출 헤드(1)로부터 적하된다. 연속되는 액 적 사이의 주기는 메탄올이 뱅크 재료막(B)을 용해시키는 비율과 일치하도록 선택된다. 각 액적은 다음 액적이 배치되기 전에 완전히, 또는 거의 완전히 증발하여 건조되는 것이 바람직하다. 또한, 메탄올 이외에, 이소프로판올, 에탄올, 부탄올 또는 액톤과 같은 다른 용제도 사용할 수 있다. 높은 처리량을 달성하기 위해, 단일 용제의 액적 배치에 의해 오목부(29)를 완성하는 것이 바람직하다. 300㎚ 두께의 필름과, 30pl의 용적 및 50㎛의 직경을 갖는 액적에 대하여 이것을 달성하기 위해서는 용적당 1-2중량%보다 높은 용제 중에서의 용해성을 필요로 한다. 단일 액적을 수반하는 오목부(29)의 형성을 필요로 할 경우는, 보다 높은 비점이 더 요망된다. OFPR의 경우에 있어서, 225℃의 비점을 갖는 1,2디메틸-2-이미다졸리디온(DMI)을 사용할 수 있다.

도 7은 용해 에칭에 의해 고리 형상으로 형성된 오목부(29)를 나타낸 것으로서, (a)는 1방울 적하 후의 오목부(29)를, (b)는 3방울 적하 후의 오목부(29)를, (c)는 8방울 적하 후의 오목부(29)를 나타낸 도면이다.

도 7의 (a), (b), (c)에 나타낸 바와 같이, 상측으로부터 1방울, 3방울 및 8방울의 액적을 적하한 후에 형성된 오목부(29)를 횡단하는 덱탁(Dektak)면 프로파일 측정 결과를 나타낸다. 여러 방울이 동일한 위치에 연속적으로 적하되면, 오목부(29)(크레이터(crater))가 PVP 필름에 형성된다. 이 오목부(29)의 깊이는 연속되는 액적의 작용에 따라 커진다. 예를 들어 1개의 액적을 적하했을 때에는, 막 표면으로부터의 깊이는 약 1.5㎛이며, 돌기부(T)의 높이는 약 2.5㎛였다. 즉, 오목부(29) 전체에서는 약 4㎛의 깊이였다(도 7의 (a) 참조). 3개의 액적을 적하했 을 때에는, 막 표면으로부터의 깊이는 약 6㎛이며, 돌기부(T)의 높이는 약 4㎛였다. 즉, 오목부(29) 전체에서는 약 10㎛의 깊이였다(도 7의 (b) 참조). 8개의 액적을 적하했을 때에는, 막 표면으로부터의 깊이는 약 13㎛이며, 돌기부(T)의 높이는 약 13㎛였다. 즉, 오목부(29) 전체에서는 약 26㎛의 깊이였다(도 7의 (c) 참조). 또한, 종축(縱軸) 우측의 0의 위치가 막 표면의 위치이다.

덱택(Dektak)에 의한 표면 프로파일 측정 결과로부터, 오목부(29)의 형성이 물질을 용해시키고, 또한 오목부(29)의 에지(edge)로 이동시키며, 오목부(29)는 용제가 증발하여 건조된 후에 남아 있음을 알 수 있다. 그리고, 오목부(29)가 형성된다. 또한, 용제는 오목부(29)의 깊이나 형상을 균일하게 형성할 수 있도록 서서히 증발하여 건조되는 것이 바람직하다. 그리고, 오목부(29)는 고리 형상으로 형성된다.

오목부(29)가 형성되는 메커니즘, 즉, 물질의 측벽으로의 이동은 용질이 함유되어 있는 액적의 컨택트·라인(접촉선)이 피닝된 경우에 생기는 주지의 커피스테인 현상과 유사하다고 생각된다.

제 2 실시예에서는 제 1 실시예에서 얻어진 (1)의 효과 이외에 다음의 효과를 얻을 수 있다.

(2) 에칭액(X3)으로서의 메탄올 용제를 뱅크 재료막(B)에 배치하면, 에칭액(X3)의 작용에 의해 뱅크 재료막(B) 위에 오목부(29)가 형성된다. 동시에, 에칭 후에 에칭액(X3)을 건조시키면, 커피스테인 현상에 의해 오목부(29)의 외측 가장자리부에 돌기부(T)를 갖는 오목부(29)가 형성된다. 그리고, 렌즈 재료로서의 기능 액(X2)을 배치할 때에, 기능액(X2)이 넘쳐 흐르기 어려워지고, 또한 많은 양이 축적되기 때문에, 기능액(X2)을 경화시킴으로써, 곡률이나 어스펙트비가 높은 마이크로렌즈(30)를 형성할 수 있다. 돌기(T)가 있음으로써, 필요한 높이의 뱅크를 형성하는데 오목부(29)의 에칭 깊이를 적게 할 수 있어, 에칭 시간을 단축할 수 있다. 액적의 조절에 의해, 오목부(29)의 깊이나 돌기(T)의 높이를 조절할 수 있기 때문에, 뱅크의 높이를 컨트롤하기 쉽다.

<마이크로렌즈의 제조 방법 3>

(제 3 실시예)

다음으로, 제 3 실시예에 대해서 설명한다. 상술한 제 2 실시예는 뱅크 재료막(B) 위에 에칭액(X3)을 배치하여 뱅크 재료막(B)에 오목부(29)를 형성했지만, 제 3 실시예는 뱅크 재료막(B)의 표면을 발액화 처리하여 발액층(H2)을 형성하고 나서 에칭액(X3)을 배치하여 오목부(29)를 형성한 점이 상이하다. 또한, 에칭액(X3)은 제 2 실시예에서 사용한 용제이다.

도 8의 (a) 내지 (h)는 제 3 실시예에서의 마이크로렌즈의 제조 공정을 나타낸 공정 단면도이다. 도 9는 마이크로렌즈의 제조 공정의 순서를 나타낸 개략 플로차트이다.

도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 마이크로렌즈의 제조 방법에 대해서 설명한다. 또한, 제 3 실시예의 마이크로렌즈 형성 방법은 기판 세정 공정, 뱅크 재료 도포 공정, 건조 공정, 뱅크 재료 경화 처리 공정, 발액화 처리 공정, 에칭액 배치 공정, 마이크로렌즈 재료 배치 공정 및 마이크로렌즈 재료 경화 공정으로 개 략 구성된다. 제 2 실시예와 비교하여, 뱅크 재료를 발액화 처리하는 발액화 처리 공정을 갖는 점이 상이한 것이다. 또한, 제 3 실시예의 스텝 S21, S22, S23, S24, S26, S27, S28은 제 2 실시예의 스텝 S11, S12, S13, S14, S15, S16, S17과 동일한 공정이기 때문에, 설명을 생략한다. 이하, 스텝 S25의 공정에 대해서 상세하게 설명한다.

(발액화 처리 공정)

도 9의 스텝 S25에서는, 도 8의 (d)에 나타낸 바와 같이, 경화 처리된 뱅크 재료의 뱅크 표면을 발액화 처리한다. 이 공정은 뱅크 표면을 발액화하는 발액화 처리 공정이다. 구체적인 뱅크 표면을 발액화하는 방법으로서는, 기판(P)의 표면 처리에 사용한 방법과 동일한 방법을 채용할 수 있고, 유기 박막을 형성하는 방법, 플라스마 처리법 등을 채용할 수 있다. 또한, 기판(P)의 발액화 처리와 동일하게, 발액화 처리를 양호하게 행하기 위해, 전처리 공정으로서 세정을 행하는 것이 바람직하다. 예를 들어 자외선 세정, 자외선/오존 세정, 플라스마 세정, 산 또는 알칼리 세정 등을 채용할 수 있다. 또한, 미리 발액성을 갖는 뱅크 재료를 액적으로서 사용할 경우에는, 발액화 처리 공정을 생략할 수 있다.

구체적으로는, 경화된 뱅크 재료막(B)을 형성한 기판(P)을 플라스마 파워가 700W, 산소 가스 유량이 50mL/min, 플라스마 방전 전극에 대한 기판(P)의 상대 이동 속도가 1㎜/sec, 기판 온도가 30℃에서 처리를 행하고, 유기 불순물을 제거하는 동시에, 히드록실기(-OH)를 형성하여 상기 표면의 활성화를 행하였다. 또한, 플라스마 파워가 700W, 사불화탄소 가스 유량이 70mL/min, 플라스마 방전 전극에 대한 기판 반송 속도가 100㎜/sec, 기판 온도가 30℃에서 처리를 연속적으로 행하였다. 얻어진 뱅크 재료막(B)의 표면 위의 정적 접촉각을 물로 측정한 결과, 약 100°였다. 그리고, 발액층(H2)은 발액성이 부여된다.

제 3 실시예에서는 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서 얻어진 (1), (2)의 효과 이외에 다음의 효과를 얻을 수 있다.

(3) 뱅크 재료막(B)의 습윤성을 변화시키기 위한 발액 처리를 행하면, 예를 들어 뱅크 재료막(B)에 발액층(H2)이 있고 오목부(29)가 친액성이기 때문에, 렌즈 재료로서의 기능액(X2)이 뱅크 재료막(B)의 발액층(H2)에서는 튕겨지기 쉬워져, 오목부(29) 내에서 안정되게 남으려고 한다. 렌즈 재료로서의 기능액(X2)이 오목부(29)로부터 넘쳐 흐르는 것을 억제할 수 있기 때문에, 편차가 적은 마이크로렌즈(30)를 형성할 수 있다.

다음으로, 이상 설명한 마이크로렌즈(30)를 적용 가능한 본 발명의 광학 소자로서의 확산판(43)에 대해서 설명한다. 도 10은 확산판(43)을 나타낸 도면이다. 확산판(43)은 기판(P) 위에 제 1 볼록부로서의 뱅크(29)가 형성되어 있고, 또한 이 위에 마이크로렌즈(30)가 형성되어 구성되어 있다. 기판(P)의 재질은 유리이며, 마이크로렌즈(30)의 재질은 광경화성 수지이다. 그리고, 저렴하며, 또한 양호한 확산 성능을 갖는 마이크로렌즈(30)를 구비하고 있기 때문에, 저렴하고 양호한 확산 성능을 갖는 확산판(43)을 제공할 수 있다.

다음으로, 마이크로렌즈(30)를 갖는 확산판(43)을 사용한 본 발명의 백라이트(40)에 대해서 설명한다. 도 11은 백라이트(40)를 나타낸 도면이다. 백라이트 (40)는 광원(41), 도광판(42), 확산판(43), 반사판(44), 프리즘 시트(45) 등으로 구성되어 있다. 광원(41)으로부터의 광이 도광판(42)에 입사되면, 입사된 광이 도광판(42)을 통과하여 확산판(43)에 입사된다. 그리고, 이 광은 확산판(43)에 의해 확산되고, 프리즘 시트(45)를 통과하여 액정 패널(110)(도 12 참조)에 조사된다. 또한, 누설된 광은 반사판(44)에 의해 반사되어 도광판(42)에 입사된다. 확산판(43)에는 제 1 볼록부로서의 뱅크(29) 위에 마이크로렌즈(30)가 형성되어 있기 때문에, 도광판(42)으로부터의 광이 확산판(43)에 의해 충분히 확산될 수 있게 구성되어 있다. 확산판(43)에 의해 확산된 광은, 프리즘 시트(45)를 통과하면, 액정 패널(110)(도 12 참조)의 화소에 대하여 수직으로 입사되도록 조절된다. 그리고, 저렴하고 양호한 확산 성능을 갖는 확산판(43)을 구비하고 있기 때문에, 저렴하고 양호한 확산 성능을 발휘하는 것이 가능한 백라이트(40)를 제공할 수 있다.

다음으로, 확산판(43)을 갖는 백라이트(40)를 사용한 본 발명의 전기 광학 장치로서의 액정 표시 장치(100)에 대해서 설명한다. 도 12는 액정 표시 장치(100)를 나타낸 도면이다. 액정 표시 장치(100)는 백라이트(40), 액정 패널(110), 드라이버(LSI)(도시 생략) 등으로 구성되어 있다. 액정 패널(110)은 2매의 유리 기판(101a, 101b), 2매의 편광판(102a, 102b), 액정(103), 컬러 필터(104), TFT(105), 배향막(106) 등으로 구성되어 있다. 유리 기판(101a, 101b)의 외측 표면에는 편광판(102a, 102b)이 점착되어 있다. 유리 기판(101a)의 내측 표면에는 TFT(105) 등이 형성되어 있다. 유리 기판(101b)의 내측 표면에는 컬러 필터(104)나 배향막(106) 등이 형성되어 있다. 유리 기판(101a)과 유리 기판(101b) 사이에 액정(103)이 배치되어 있다.

유리 기판(101a, 101b)은 액정 패널(110)을 구성하는 투명한 기판이다. 편광판(102a, 102b)은 특정한 편광 성분을 투과 또는 흡수할 수 있다. 액정(103)은 여러 종류의 네마틱 액정을 혼합함으로써, 그 특성을 조정할 수 있다. 컬러 필터(104)는 R, G, B의 삼원색을 갖는 염료나 안료(顔料)가 함유된 수지막이다. TFT(105)는 액정(103)을 구동하기 위한 구동용 스위칭 소자이다. 배향막(106)은 액정(103)을 배향시키기 위한 유기 박막이며, 폴리이미드 박막이 주류이다.

그리고, 백라이트(40)로부터 출사된 광은 편광판(102a)과 유리 기판(101a)을 통과하고, 또한 액정(103), 배향막(106), 컬러 필터(104)를 차례로 통과하여 소정의 화상 및 영상을 액정 패널(110)에 표시할 수 있다. 백라이트(40)에는 마이크로렌즈(30)를 구비한 확산판(43)이 있고, 액정 표시 장치(100)는 양호한 확산 성능을 발휘하는 것이 가능한 백라이트(40)를 구비하고 있기 때문에, 콘트라스트가 양호한 화상 및 영상을 제공할 수 있다.

다음으로, 이러한 제조 방법에 의해 얻어진 마이크로렌즈(30)를 광학막(31)에 적용한 경우의 예에 대해서 설명한다. 도 13은 광학막(31)의 예를 나타낸 도면으로서, (a) 및 (b)는 광학막(31)의 예를 나타낸 개략 사시도이다. 이 광학막(31)은, 상술한 바와 같이, 기판(11)으로서 광투과성 시트 또는 광투과성 필름이 사용되어 형성된 것으로서, 도 13의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 이 기판(11) 위에 다수의 마이크로렌즈(30)가 종횡으로 배열 설치됨으로써, 본 발명의 광학막(31a, 31b)에 구성된 것이다.

여기서, 도 13의 (a)에 나타낸 광학막(31a)은, 마이크로렌즈(30)가 종횡으로 치밀하게, 즉, 인접하는 마이크로렌즈(30, 30)의 간격이 이 마이크로렌즈(30)의 직경(저면(底面)의 외경)에 비하여 충분히 작아지도록 서로 근접한 상태로 배열 설치된 것이며, 후술하는 바와 같이 스크린의 렌티큘러 시트(lenticular sheet)로서 사용되는 것이다. 한편, 도 13의 (b)에 나타낸 광학막(31b)은, 상기 광학막(31a)에 비하여 마이크로렌즈(30)가 성기게, 즉, 상기 광학막(31a)에 비하여 마이크로렌즈(30)의 단위면적당 밀도가 낮게 형성 배치된 것이며, 후술하는 바와 같이 스크린의 산란막으로서 사용되는 것이다.

이러한 광학막(31a, 31b)에서는, 상술한 바와 같이 제조 비용이 저감되고, 또한 높은 확산 효과를 발휘하는 상기 마이크로렌즈(30)가 형성됨으로써 구성되어 있기 때문에, 저렴하고 양호한 확산 성능을 갖는 막으로 된다. 또한, 도 13의 (a)에 나타낸 광학막(31a)에서는 마이크로렌즈(30)가 종횡으로 치밀하게 배열 설치되어 있기 때문에, 보다 양호한 확산 성능을 발휘하는 것으로 되어, 스크린의 렌티큘러 시트로서 매우 양호한 것으로 된다. 또한, 도 13의 (b)에 나타낸 광학막(31b)에서는 마이크로렌즈(30)가 종횡으로 성기게 배열 설치되어 있기 때문에, 특히 일단 스크린에 입사된 후의 반사광을 산란시키기 위한 산란막으로 하면, 투사(投射) 측으로부터 입사되는 광에 대해서는 이것을 과도하게 산란시키지 않아, 반사광에 대해서 양호하게 산란시키는 것으로 된다. 또한, 제 1 볼록부로서의 뱅크(29)를 구비하고 있기 때문에, 액적이 단차부에서 유지되는 피닝(pinning) 효과에 의해, 마이크로렌즈(30)의 곡률 또는 어스펙트비(종횡비)가 높아지기 때문에, 양호한 렌 즈 특성을 갖는 마이크로렌즈(30)가 광학막(31a, 31b)에 형성된다. 그리고, 제조 비용이 저감된 마이크로렌즈(30)를 구비하고 있기 때문에, 저렴하고 양호한 확산 성능을 갖는 광학막(31a, 31b)을 제공할 수 있다.

도 14는 이들 광학막(31a, 31b)을 구비한 프로젝션용 스크린(50)의 일례를 나타낸 도면이다. 이 프로젝션용 스크린(50)은 필름 기재(51) 위에 점착층(52)을 통하여 렌티큘러 시트(53)가 점착 설치되고, 또한 그 위에 프레넬(fresnel) 렌즈(54), 산란막(55)이 이 순서로 배열 설치되어 구성된 것이다.

렌티큘러 시트(53)는 도 13의 (a)에 나타낸 광학막(31a)에 의해 구성된 것이며, 광투과성 시트(기판(11)) 위에 다수의 마이크로렌즈(30)를 치밀하게 배치하여 구성된 것이다. 또한, 산란막(55)은 도 13의 (b)에 나타낸 광학막(31b)에 의해 구성된 것이며, 상기 렌티큘러 시트(53)의 경우에 비하여 광투과성 시트(기판(11)) 위에 마이크로렌즈(30)를 성기게 배치하여 구성된 것이다.

이러한 프로젝션용 스크린(50)에서는, 렌티큘러 시트(53)로서 상기 광학막(31a)을, 또한 산란막(55)으로서 상기 광학막(31b)을 사용하고 있기 때문에, 예를 들어 종래와 같이 실린드리컬 렌즈를 렌티큘러 시트에 사용한 것 등에 비하여 저렴한 것으로 된다. 또한, 렌티큘러 시트(53)로 되는 광학막(31a)이 양호한 확산 성능을 가짐으로써, 프로젝션용 스크린(50) 위에 투사되는 화상의 화질을 향상시킬 수 있고, 또한 산란막(55)으로 되는 광학막(31b)이 양호한 확산 성능을 가짐으로써, 프로젝션용 스크린(50) 위에 투사되는 화상의 시인성(視認性)을 향상시킬 수 있다. 또한, 산란막은 기본적으로 프로젝터로부터의 투사광을 투과시킬 필요가 있 지만, 이 산란막(55)에서는 렌티큘러 시트에 비하여 각각의 볼록 형상 마이크로렌즈(30)의 단위면적당 밀도가 낮게 형성되어 있기 때문에, 후술하는 바와 같이 프로젝터로부터의 투사광의 양호한 투과성을 충분히 확보할 수 있다.

또한, 본 발명의 스크린으로서는, 도 14에 나타낸 예에 한정되지 않아, 예를 들어 렌티큘러 시트(53)로서만 상기 광학막(31a)을 사용할 수도 있고, 또한 산란막(55)으로서만 상기 광학막(31b)을 사용하도록 할 수도 있다. 이들 스크린에서도, 예를 들어 렌티큘러 시트(53)로서 상기 광학막(31a)을 사용함으로써 저렴한 것으로 되고, 또한 렌티큘러 시트로 되는 광학막이 양호한 확산 성능을 갖기 때문에, 스크린 위에 투사되는 화상의 화질을 향상시킬 수 있다. 또한, 산란막(55)으로서 상기 광학막(31b)을 사용함으로써 저렴한 것으로 되고, 또한 산란막(55)으로 되는 광학막(31b)이 양호한 확산 성능을 갖기 때문에, 이 광학막(31b)으로 이루어지는 산란막(55)을 투과한 광이 반사되어 다시 이 산란막(55)에 입사되었을(반사되어 왔을) 때, 이 입사광(반사광)을 산란막(55)에서 산란시킴으로써 이것의 정반사를 억제할 수 있고, 따라서 스크린 위에 투사되는 화상의 시인성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 저렴하며 양호한 확산 성능을 갖는 렌티큘러 시트(53)(광학막(31a)), 산란막(55)(광학막(31b))을 구비하고 있기 때문에, 저렴하고 콘트라스트가 양호한 프로젝션용 스크린(50)을 제공할 수 있다.

도 15는 도 14에 나타낸 프로젝션용 스크린(50)을 구비한 프로젝터 시스템(60)의 일례를 나타낸 도면이다. 이 프로젝터 시스템(60)은 프로젝터(61)와 상기 프로젝션용 스크린(50)을 구비하여 구성된 것이다. 프로젝터(61)는 광원(62)과, 이 광원(62)로부터 출사되는 광의 광축(光軸) 위에 배치되어 상기 광원(62)으로부터의 광을 변조하는 액정 라이트밸브(63)와, 액정 라이트밸브(63)를 투과한 광의 화상을 결상(結像)하는 결상 렌즈(결상 광학계)(64)로 구성되어 있다. 여기서, 액정 라이트밸브에 한정되지 않아, 광을 변조하는 수단이면 되고, 예를 들어 미소한 반사 부재를 구동(반사 각도를 제어)하여 광원으로부터의 광을 변조하는 수단을 이용할 수도 있다.

이 프로젝터 시스템(60)에서는, 스크린으로서 도 14에 나타낸 프로젝션용 스크린(50)을 사용하고 있기 때문에, 상술한 바와 같이 투사되는 화상의 시인성을 향상시키고, 또한 프로젝션용 스크린(50) 위에 투사되는 화상의 화질을 향상시킬 수 있다. 더 나아가서는, 광학막(31b)으로 이루어지는 산란막(55)에 의해 프로젝터(61)로부터의 투사광의 양호한 투과성을 충분히 확보할 수 있다. 그리고, 저렴하며 고해상도인 프로젝션용 스크린(50)을 구비하고 있기 때문에, 저렴하고 콘트라스트가 양호한 프로젝터 시스템(60)을 제공할 수 있다.

또한, 이 프로젝터 시스템(60)에서도, 사용하는 스크린으로서는 도 14에 나타낸 프로젝션용 스크린(50)에 한정되지 않아, 상술한 바와 같이 렌티큘러 시트(53)로서만 광학막(31a)을 사용한 것일 수도 있고, 또한 산란막(55)으로서만 광학막(31b)을 사용한 것일 수도 있다.

도 16은 도 12에 나타낸 전기 광학 장치로서의 액정 표시 장치(100)를 구비한 전자 기기로서의 휴대 전화(600)의 예를 나타낸 도면이다. 도 16에 있어서, 휴대 전화(600)와 액정 표시 장치(100)를 구비한 액정 표시부(601)를 나타낸다. 휴 대 전화(600)는 상기 실시예의 저렴화되고, 또한 확산 성능이 양호한 마이크로렌즈(30)를 구비한 백라이트(40)를 갖는 액정 표시 장치(100)를 구비한 것이기 때문에, 예를 들어 표시 성능이 양호한 전자 기기로서의 휴대 전화(600)를 제공할 수 있다.

이상 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 상기 각 실시예에 한정되는 것이 아니라, 이하에 나타낸 바와 같은 변형도 포함하며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서 다른 어느 것의 구체적인 구조 및 형상으로 설정할 수 있다.

(변형예 1)

상술한 제 1 실시예에서 기판(P) 위를 발액화 처리하여 발액층(H1)을 형성했지만, 표면 처리는 발액 처리에 한정되지 않는다. 예를 들어 기판(P)의 표면을 친액성으로 할 수도 있다. 이와 같이 하면 오목부(29)를 크게 할 수 있기 때문에, 마이크로렌즈(30)의 직경을 크게 할 수 있다.

(변형예 2)

상술한 제 1 실시예에서 오목부(29)를 형성하는 공정에서 기판(P) 위를 발액화하고 나서 오목부(29)를 형성했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어 오목부(29)를 형성하고 나서 기판(P) 위를 발액화 처리할 수도 있다. 이와 같이 하면 오목부(29)는 발액화 처리되기 때문에, 오목부(29)에 적하된 마이크로렌즈 재료로서의 기능액(X2)이 튕겨지기 쉬워져, 기능액(X2)이 작아지려고 하기 때문에, 보다 작은 형상의 마이크로렌즈(30)를 형성할 수 있다.

(변형예 3)

상술한 실시예에서 프로젝션용 스크린이나, 프로젝터 시스템 등에 마이크로렌즈(30)를 사용했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어 레이저 프린터용 헤드나, 고체 촬상(撮像) 장치(CCD)의 수광면(受光面)이나 광섬유의 광결합부, 광전송 장치 등에 설치되는 광학 부품으로서도 사용할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 제조 방법이 보다 간단한 마이크로렌즈의 제조 방법, 광학 특성이 양호한 마이크로렌즈, 및 광학막, 프로젝션용 스크린, 프로젝터 시스템, 전기 광학 장치, 전자 기기를 제공할 수 있다.

Claims

기체(基體) 위에 볼록형 마이크로렌즈를 형성하는 마이크로렌즈의 제조 방법으로서,

상기 기체 위에 에칭액으로 이루어지는 제 1 액적을 배치하여 상기 기체에 에칭에 의한 오목부를 형성하는 공정과,

상기 오목부에 렌즈 재료로 이루어지는 제 2 액적을 배치하는 공정과,

상기 제 2 액적을 경화(硬化)시켜 상기 마이크로렌즈를 형성하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈의 제조 방법.
기체 위에 볼록형 마이크로렌즈를 형성하는 마이크로렌즈의 제조 방법으로서,

상기 기체 위에 뱅크 재료로 이루어지는 막을 형성하는 공정과,

상기 막에 에칭액으로 이루어지는 제 1 액적을 배치하여 상기 막을 에칭시켜 오목부를 형성하는 공정과,

상기 오목부에 렌즈 재료로 이루어지는 제 2 액적을 배치하는 공정과,

상기 제 2 액적을 경화시켜 상기 마이크로렌즈를 형성하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈의 제조 방법.
기체 위에 볼록형 마이크로렌즈를 형성하는 마이크로렌즈의 제조 방법으로 서,

상기 기체 위에 뱅크 재료로 이루어지는 막을 형성하는 공정과,

상기 막의 습윤성(wettability)을 변화시키기 위한 발액(撥液) 처리를 행하는 공정을 구비하고,

상기 막에 에칭액으로 이루어지는 제 1 액적을 배치하여 상기 막을 에칭시켜 오목부를 형성하는 공정과,

상기 오목부에 렌즈 재료로 이루어지는 제 2 액적을 배치하는 공정과,

상기 제 2 액적을 경화시켜 상기 마이크로렌즈를 형성하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 오목부를 형성하는 공정 후에, 제 1 액적을 건조시키는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 마이크로렌즈의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈.
기체와,

상기 기체 위에 형성된 볼록형 마이크로렌즈를 구비한 광학 소자로서,

상기 기체 위에 에칭액으로 이루어지는 제 1 액적을 배치하여 상기 기체를 에칭함으로써 형성된 오목부와,

상기 오목부에 배치된 렌즈 재료로 이루어지는 제 2 액적을 경화시켜 형성된 상기 마이크로렌즈를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광학 소자.
기체와, 상기 기체 위에 형성된 제 5 항에 기재된 마이크로렌즈를 구비한 광학막으로서,

상기 기체가 광투과성 시트 또는 광투과성 필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학막.
광의 입사(入射) 측 또는 출사(出射) 측에 상기 광을 산란(散亂)시키는 산란막 또는 광을 확산시키는 확산막이 배열 설치되어 있는 프로젝션용 스크린에 있어서,

제 7 항에 기재된 광학막이 상기 산란막 또는 상기 확산막 중 적어도 한쪽에 사용되어 있는 것을 특징으로 하는 프로젝션용 스크린.
스크린과, 프로젝터로 구성되는 프로젝터 시스템에 있어서,

제 8 항에 기재된 프로젝션용 스크린이 상기 스크린으로서 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템.
광원(光源)과, 도광판(導光板)과, 확산판(擴散板)을 구비한 백라이트에 있어 서,

상기 확산판으로서 제 6 항에 기재된 광학 소자를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 백라이트.
제 10 항에 기재된 백라이트를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 11 항에 기재된 전기 광학 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.