光学部品の製造方法およびマイクロレンズアレイの製造方法
【課題】
光学部品を簡便に低コストで製作できる光学部品（マイクロレンズアレイ）の製造方法を提供すること。
【解決手段】
本発明にかかるマイクロレンズアレイの製造方法は、第一の基板２００にネガ型の感光性物質層２０２を形成し、感光性物質層２０２を露光する。第２の基板１０２を、感光性物質層２０２の、第１の基板２００と接する面とは反対側の面に固定し、固定後に第１の基板２００を取り外し、感光性物質層２０２を現像することにより所望の光学性能の外形状を形成する。
光学部品を簡便に低コストで製作できる光学部品（マイクロレンズアレイ）の製造方法を提供すること。
【解決手段】
本発明にかかるマイクロレンズアレイの製造方法は、第一の基板２００にネガ型の感光性物質層２０２を形成し、感光性物質層２０２を露光する。第２の基板１０２を、感光性物質層２０２の、第１の基板２００と接する面とは反対側の面に固定し、固定後に第１の基板２００を取り外し、感光性物質層２０２を現像することにより所望の光学性能の外形状を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品の製造方法およびマイクロレンズアレイの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のマイクロレンズの製造方法には、あらかじめガラス基板表面に形成されたＵＶ（Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ ｒａｙ：紫外線）樹脂層にＮｉ電鋳原盤を押圧してマイクロレンズ面を転写した後、ガラス基板裏側からＵＶ光を照射しＵＶ樹脂を硬化させてマイクロレンズ面の凹凸を形成した後、この凹凸形成後のＵＶ樹脂層に所定の屈折率を有する光学樹脂で埋めて硬化させることでマイクロレンズ面を形成する２Ｐ（Ｐｈｏｔｏ−Ｐｏｌｙｍｅｒ）法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、別の従来のマイクロレンズの製造方法には、ガラス基板の表面にＡｌ、Ｔｉ、ＮｉあるいはＣｒ等からなる金属薄膜をスパッタ法等の周知の薄膜形成技術で形成後、液晶表示パネルの画素配列と対応した配置の微小開口窓を金属薄膜に周知のフォトリソグラフィ技術により形成したものを金属マスクとし、このガラス基板をガラス基板内部に含まれるイオンよりも屈折率の高いイオンが含む溶液中に所定の時間浸すことにより、金属マスク開口窓の近傍から周囲に向かって屈折率が徐々に低くなる略半球状の屈折率分布型のマイクロレンズを形成するイオン交換法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２９４１号公報（図２、［００１９］〜［００２１］）
【特許文献２】特許第２６４１７７４号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の特許文献１に記載の技術では、ガラス基板と略同一の大きさのＮｉ電鋳原盤を用いる必要があり、ガラス基板を大型化しようとした場合、平坦度等を保つことができない等Ｎｉ電鋳原盤の製作可能な大きさにも限界があり、大面積のガラス基板に対応が困難であった。また、ガラス基板上のＵＶ樹脂層にＮｉ電鋳原盤を押圧してマイクロレンズ面を転写する過程で気泡が入り易く、屈折率の製造誤差等の品質低下を招いていた。また、ガラス基板上にＵＶ樹脂を形成して行う必要があるので、高コストになっていた。
【０００６】
また、従来の特許文献２に記載の技術では、金属薄膜に形成された微小開口窓を介してイオン浸透させているので、マイクロレンズ形状は略半球状に限定され、マイクロレンズ形状に自由度がない。また、ガラス基板への金属薄膜形成から微小開口窓形成を経てイオン交換するに至るまでの工程が、複雑で製造コストが高かった。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、大面積の光学部品を簡便に低コストで製作できる光学部品の製造方法およびマイクロレンズアレイの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる光学部品の製造方法は、第１の基板にネガ型の感光性物質層を形成するステップと、前記感光性物質層を露光するステップと、前記感光性物質層の、前記第１の基板と接する面とは反対側の面に第２の基板を固定するステップと、前記第２の基板の固定後に前記第１の基板を取り外すステップと、前記感光性物質層を現像することにより所望の光学性能の外形状を形成するステップとを備えたものである。このような方法により、光学部品を簡便に低コストで製作できる。
【０００９】
また、本発明にかかる他の光学部品の製造方法は、明性を有する第１の基板にポジ型の感光性物質層を形成するステップと、前記感光性物質層を前記第１の基板を介して露光するステップと、前記感光性物質層の、前記第１の基板と接する面とは反対側の面に第２の基板を固定するステップと、前記第２の基板の固定後に前記第１の基板を取り外すステップと、前記感光性物質層を現像することにより所望の光学性能の外形状を形成するステップとを備えたものである。このような方法により、光学部品を簡便に低コストで製作できる。
【００１０】
また、前記感光性物質層を露光するステップでは、フォトマスク若しくはレーザを用いて当該感光性物質層を露光することを特徴としてもよい。これにより、用途、機能に合せた光学部品を形成することができる。
【００１１】
また、本発明にかかるマイクロレンズアレイの製造方法は、複数の画素により画面表示を実現する表示パネルと共に用いられ、当該画素の一又は複数に対応して設けられたマイクロレンズを複数備えたマイクロレンズアレイの製造方法であって、固定基板にネガ型の感光性物質層を形成するステップと、マイクロレンズを構成する部分が硬化するように前記感光性物質層を露光するステップと、前記感光性物質層の、前記固定基板と接する面とは反対側の面に表示パネル用基板を固定するステップと、前記表示パネル用基板の固定後に前記基板を取り外すステップと、前記感光性物質層を現像し、硬化部分以外を除去することによりマイクロレンズアレイを形成するステップとを備えたものである。このような方法により、マイクロレンズアレイを簡便に低コストで製作できる。
【００１２】
また、本発明にかかる他のマイクロレンズアレイの製造方法は、複数の画素により画面表示を実現する表示パネルと共に用いられ、当該画素の一又は複数に対応して設けられたマイクロレンズを複数備えたマイクロレンズアレイの製造方法であって、透明性を有する固定基板にポジ型の感光性物質層を形成するステップと、マイクロレンズを構成する部分以外の部分が分解するように、前記固定基板を介して前記感光性物質層を露光するステップと、前記感光性物質層の、前記固定基板と接する面とは反対側の面に表示パネル用基板を固定するステップと、前記表示パネル用基板の固定後に前記基板を取り外すステップと、前記感光性物質層を現像し、分解部分を除去することによりマイクロレンズアレイを形成するステップとを備えたものである。このような方法により、マイクロレンズアレイを簡便に低コストで製作できる。
【００１３】
また、前記感光性物質層を露光するステップでは、フォトマスク若しくはレーザを用いて当該感光性物質層を露光することを特徴としてもよい。これにより、用途、機能に合せたマイクロレンズアレイを形成することができる。
【００１４】
また、さらに、形成されたマイクロレンズアレイを予め定められた領域毎に切断するステップを備え、前記感光性物質層は、当該切断領域に形成されていないことを特徴としてもよい。
【００１５】
また、前記表示パネルは、液晶表示パネルであることを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる光学部品の製造方法およびマイクロレンズアレイの製造方法によれば、光学部品やマイクロレンズアレイを簡便に低コストで製作できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
発明の実施の形態１．
本発明の実施の形態１について、図に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、液晶表示装置の断面を示す図である。
【００１９】
図１において、液晶表示装置１００は、複数の画素により画面表示を実現する液晶表示パネルである２枚の透明基板１０１、１０２で液晶１０３を挟持して構成される。透明基板１０１、１０２は例えばガラス、ポリカーボネイト、アクリル樹脂等により形成される。液晶表示装置１００の前面側に配置されている第一の透明基板１０１の裏面側である液晶１０３と接する面には、カラーフィルタ層１０４が形成される。カラーフィルタ層１０４は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色表示を行う３領域により構成される。ブラックマトリックス１０５はカラーフィルタ層１０４の各画素間に配置される遮光膜であり、画素間の光漏れを防止する。
【００２０】
カラーフィルタ層１０４の裏面には、透明電極１０６、配向膜１０７が順次積層形成されている。透明電極１０６は、例えば、フォトリソグラフィ法により透明導電性薄膜（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）から形成される。配向膜１０７は、例えば高分子材料であるポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）薄膜等の有機薄膜で形成され、液晶１０３の分子を所定の方向に揃える役割を果たす。液晶表示装置１００の背面側に配置されている第二の透明基板１０２の表面側の液晶１０３と接する面には、ＴＦＴ素子１０８が形成され、上述の第一の基板１０１同様に、更に透明電極１０６、配向膜１０７が積層形成される。ＴＦＴ素子１０８は液晶駆動用のスイッチング素子である。
【００２１】
第二の透明基板１０２の裏面側には光学部品としてのマイクロレンズアレイ１０９およびリム１１０が設けられている。
【００２２】
図２は、透明基板、マイクロレンズアレイ、リムの配置関係を示す平面図である。
【００２３】
図１および図２において、マイクロレンズアレイ１０９が、透明基板１０２の裏面側の外周縁に設けられたリム１１０に周囲を囲われるように設けられている。ここで、マイクロレンズアレイ１０９とは、光利用効率向上のため、例えば直径１０×１０−６ｍ程度のマイクロレンズを多数配置したものであり、複数の画素により画面表示を実現する表示パネルとしての透明基板１０２と共に用いられ、画素の一又は複数に対応して設けられたマイクロレンズ１０９ａを複数備えている。画素とは、液晶表示パネル画面全体を格子状に細分化して、色／明るさの情報を蓄える微少単位をいい、画素ごとに蓄えられる情報量（Ｂｉｔ：ビット）で明暗を含む色彩の表現能力が決められる。マイクロレンズ１０９ａは、一般に直径数ｍｍ以下の微少なレンズのことをいう。リム１１０は、マイクロレンズアレイ１０９の凸部頂点と同一またはそれよりも高い高さで第二の透明基板１０２の裏面側の外周縁に沿って途切れることなく形成されており、主に第二の透明基板１０２の裏面側に取り付けられる後述の偏光板１１１を、平坦性を維持して保持する目的で設けられる。リム１１０は好ましくはマイクロレンズアレイ１０９と同一材料で構成される。偏光板１１１は、入射光に対して特定の偏光成分のみを透過させる機能を有する光学部材であって、２枚の透明基板１０１、１０２の両外側表面に貼り付けられる。
スペーサ１１２は、透明基板１０１、１０２間の液晶１０３層の高さ（セルギャップ）を制御する樹脂粒子で、透明基板１０１、１０２間の全範囲に亘り、複数個散在される。
【００２４】
透明基板１０１、１０２は大型のマザー基板により多数個取りされる。
【００２５】
図３は、透明基板のマザー基板の平面図である。マザー基板１０００には、透明基板１０１または１０２が一定の間隔をもって配列されている。複数の第一の基板１０１のそれぞれの領域内には、裏面側にカラーフィルタ層１０４、透明電極１０６、および配向膜１０７が積層形成される。複数の第二の透明基板１０２のそれぞれの領域内には、裏面側にマイクロレンズアレイ１０９およびリム１１０が形成され、表面側にＴＦＴ素子１０８、透明電極１０６、および配向膜１０７が積層形成される。そして、各透明基板１０１または１０２は、マザー基板１０００から分離切断可能に形成される。特に、後述するように、マイクロレンズアレイ１０９形成の基礎となる感光性物質層としてのネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２は、切断領域内に形成されていない。
【００２６】
次に、本発明にかかるマイクロレンズアレイの製造方法について、図を用いて説明する。
【００２７】
図４は、本発明にかかるマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【００２８】
まず、図４（ａ）に示すように、第一の基板としての固定基板２００にネガ型の感光性物質層である、ネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２を形成する。すなわち、透明ガラスやアラミドフィルムで形成された固定基板２００の表面上にプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により形成された約１０×１０−９ｍ厚の離型材としてのテフロン（登録商標）膜２０１を介して、ネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２をスピンコート法により約３０×１０−６ｍの厚さで塗布して、ネガ型の感光性物質層を形成する。その後、約１００℃の環境下で３０分間ベーク処理をする。
【００２９】
ネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２は、少なくとも例えば感光性ゾルゲル樹脂など透明であって紫外線硬化を有するものであればよい。また、フッ素、金属微粒子、錯体などが、例示の感光性ゾルゲル樹脂に含有されていてもよい。
【００３０】
固定基板２００は熱収縮または熱膨張の少ない透明ガラスで形成するのがもっとも好ましい。一方、アラミドフィルムであっても、例えばベーク処理温度が２００℃としたとき、熱収縮率が透明ガラスと同様にほぼ０％であり、レンズ形状を損なわず、材料として適合する。また、このアラミドフィルムは、弾性率が１５００×９．８×１０４Ｎ／ｍ２と非常に大きいことから、後述する第二の基板、液晶表示パネル用基板としての第二の透明基板１０２の貼り合せの作業効率もよい。
【００３１】
なお、上記の例示の他に、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ポリエチレンテレフタレート）や金属板でも構わなく、透明である必要はない。しかし、ベーク時に固定基板２００が熱収縮または熱膨張することから、より好ましくは、上述のように透明ガラスやアラミドフィルムで形成されたものを固定基板２００として用いるのがよい。
【００３２】
次に、図４（ｂ）に示すように、光学部品としてのマイクロレンズ１０９を構成する部分２０２ａが硬化するようにネガ型の感光性物質層としてのネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２を露光する。すなわち、ベーク処理後のネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２の表面上にフォトマスク２０３を配置し、ネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２表面へ向けて約２００×１０７Ｊ／ｍ２の出力で露光を行う。
【００３３】
ここで、フォトマスク２０３は、グレイスケール階調で形成されたレンズパターンを有し、個々のレンズパターンは、液晶表示パネルの画素の一又は複数に対応して設けられている。個々のレンズ形状は六角形であり、その六角形の相対向する頂角間距離の最大径が約１１０×１０−６ｍのレンズ径を有する。また、レンズ中心の透過率を１００％とし、同心円状にレンズ外周方向へ向けて半径約８８×１０−６ｍの曲率に合せて透過率を低減していき、最大径部で透過率が０％になるように、予め調整されている。従って、図４（ｂ）に示すように、複数の一定の曲率を有した凸部の硬化部分２０２ａが液晶表示パネルの画素の一又は複数に位置対応して、硬化により形成される。一方、残余部分である未硬化部分２０２ｂは硬化しないままの状態となる。ここで、フォトマスク２０３の透過率制御は、ガラス基板上に塩化銀のエマルジョンを塗布し、レーザでパワー変調を加えながら直接描画して行った。この方法以外にも、画素ドットパターン密度を制御して透過率の制御を行ってもよい。この場合は、ドットパターンはインクジェット方式や、ガラス基板上にＣｒの遮光膜を形成後、レジストを塗布し、レーザでレジストをドット状に露光して、更にこのレジストを現像し、Ｃｒの遮光膜をエッチングすることにより、微小穴を形成してもよい。また、直接Ｃｒ等の遮光膜をドット状にレーザ加工して上記微小穴を形成してもよい。
【００３４】
なお、ネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２の表面およびフォトマスク２０３間は、フォトマスク２０２の汚れがネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２の表面に付着しないように、約１０×１０−６ｍ以下の隙間を設けている。
【００３５】
次に、図４（ｃ）に示すように、露光後のネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２および固定基板２００にベーク処理を加える。
【００３６】
次に、図４（ｄ）に示すように、ネガ型の感光性物質層としてのネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２の、第一の基板としての固定基板２００と接する面２０２Ａとは反対側の面２０２Ｂに、第二の基板、液晶表示パネル用基板としての第二の透明基板１０２を、熱硬化性接着剤２０４を用いて、ネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２に貼り合わせて固定する。なお、熱硬化性接着剤２０４はエポキシ系のものを用いるとより好ましい。また、ここでは第二の透明基板１０２は約２５０×１０−６ｍ厚のガラス基板とした。貼り合せは、予め、ネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２の表面上に露光により形成しておいた位置合せマーク（Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｍａｒｋ：アライメントマーク）を指標に行った。なお、この段階における透明基板１０２には透明電極１０６、配向膜１０７、ＴＦＴ素子１０８のいずれかまたは全部が予め形成されるようにしてもよい。
【００３７】
次に、図４（ｅ）に示すように、第二の基板、液晶表示パネル用基板としての透明基板１０２の固定後に、第一の基板としての固定基板２００を取り外す。すなわち、第二の透明基板１０２およびネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２間を、熱硬化性接着剤２０４を用いて接着した後、約８０℃の環境下で約３０分間硬化接着させ、その後、固定基板２００を剥離により取り外す。
【００３８】
次に、図４（ｆ）に示すように、第一の基板としての固定基板２００を取り外した後、感光性物質層としてのネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２を現像し、硬化部分２０２ａ以外の未硬化部分２０２ｂを除去する。そして、マイクロレンズアレイ１０９を透明基板１０２の裏面側に形成する。すなわち、第二の基板、液晶表示パネル用基板としての第二の透明基板１０２および硬化部分２０２ａと未硬化部分２０２ｂとを有したネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２を、例えば２％のＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ Ａｍｍｏｎｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ：水酸化テトラメチルアンモニウム）水溶液を用いて現像し、未硬化部分２０２ｂを溶解除去して、複数の凸部で構成される硬化部分２０２ｂでマイクロレンズアレイ１０９を形成した。実験値によれば、マイクロレンズ１０９ａの屈折率は１．５２であり、極めて高輝度特性をもったマイクロレンズアレイ１０９を形成することができた。
また、図３で示したように、複数の透明基板１０２が配列されたマザー基板１０００で、マイクロレンズアレイ１０９を形成した場合には、さらに、形成されたマイクロレンズアレイ１０９を予め定められた領域毎に切断する。そして、この際、感光性物質層としてのネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２は、切断領域以外の領域に形成されるように構成されているので、マイクロレンズアレイ１０９を切断することはない。
【００３９】
このような方法により、大面積のマイクロレンズアレイを簡便に低コストで製作できる。特に、本発明では、フォトマスク２０３とネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２との間に、基板等を介する必要がないため、両者間距離を短くすることができるので、精度良くネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２を硬化させることができる。
【００４０】
次に、発明の実施の形態１にかかるマイクロレンズアレイの製造方法の他の実施例を説明する。
【００４１】
図５は、発明の実施の形態１にかかるマイクロレンズアレイの製造方法の他の実施例における製造工程の一部を説明する斜視図である。
【００４２】
図４（ｂ）で説明した感光性物質層としてのネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２を露光するステップでは、フォトマスク２０３を用いてネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２を露光しているが、フォトマスク２０３に替えてレーザを用いてネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２を露光することも可能である。
【００４３】
図５において、レーザ装置２０００から照射されるレーザ光の出力を変動することにより、露光量を変化させれば、レンズ形状を球面形状に限らず、例えば非球面形状、フレネル型レンズなど、用途、機能に合せたマイクロレンズアレイ１０９を形成することができる。
【００４４】
発明の実施の形態２．
本発明の実施の形態２について、図に基づいて説明する。
【００４５】
図６は、本発明にかかるマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【００４６】
図４で示した製造方法との相違は、図４で示した製造方法ではネガ型の感光性物質層である、ネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２に対して、フォトマスク２０３を介して露光することにより、マイクロレンズアレイ１０９を形成しているのに対し、図６で示す製造方法では、ポジ型の観光性物質層である、ポジ型の圧肉対応紫外線硬化型フォトレジスト３０２に対して、フォトマスク２０３を介して露光することにより、マイクロレンズアレイ１０９を形成している点で相違する。
【００４７】
まず、図６（ａ）に示すように、透明性を有する第一の基板としての固定基板２００aにポジ型の感光性物質層である、ポジ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト３０２を形成する。すなわち、透明ガラスやアラミドフィルムで形成された固定基板２００の表面上に離型材としてのテフロン膜２０１を介して、ポジ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト３０２をスピンコート法により約３０μｍの厚さで塗布して、ネガ型の感光性物質層を形成する。その後、約１００℃の環境下で３０分間ベーク処理をする。
【００４８】
次に、図６（ｂ）に示すように、光学部品としてのマイクロレンズ１０９を構成する部分３０２ａ以外の部分３０２ｂが分解するように、固定基板２００ａを介して、ポジ型の感光性物質層としてのポジ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト３０２を露光する。すなわち、ベーク処理後のポジ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト３０２が表面上に形成された固定基板２０１の裏面側にフォトマスク２０３を配置し、ポジ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト３０２へ向けて約２００ｍＪ／ｃｍ２の出力で露光を行う。
【００４９】
ここで、フォトマスク２０３は、グレイスケール階調で形成されたレンズパターンを有し、個々のレンズパターンは、表示パネルの画素の一又は複数に対応して設けられている。個々のレンズ形状は六角形であり、その六角形の相対向する頂角間距離の最大径を約１１０×１０−６ｍのレンズ径を有する。また、レンズ中心の透過率を０％とし、同心円状にレンズ外周方向へ向けて半径約８８×１０−６ｍの曲率に合せて透過率を増加していき、最大径部で透過率が１００％になるように、予め調整されている。従って、図6（ｂ）に示すように、分解部分３０２ｂが形成され、複数の一定の曲率を有した凸部の非分解部分３０２ａが表示パネルの画素の一又は複数に位置対応して形成される。分解部分３０２ｂは、後の工程（図６（ｆ））において、現像により除去される。
【００５０】
以後の製造工程は、図４（ｃ）〜（ｆ）と同様である。
【００５１】
このような方法により、大面積のマイクロレンズアレイを簡便に低コストで製作できる。
【００５２】
発明の実施の形態３．
本発明の実施の形態３について、図に基づいて説明する。
【００５３】
図７は、液晶表示装置の断面を示す図である。
【００５４】
図７において、発明の実施の形態１で説明した図１との相違部分について説明すると、図１では液晶表示装置１００の背面側にマイクロレンズアレイ１０９およびリム１１０を設けていたが、図７では液晶表示装置１００ａの前面側に設けられた第一の透明基板１０１の表面側に設けている。
【００５５】
このよう構成に対しても、発明の実施の形態１または２で示した製造方法を用いれば、液晶表示装置１００ａの前面側の第一の透明基板１０１の表面側にもマイクロレンズアレイ１０９を簡便かつ低コストで設けることができ、視野角を広い液晶表示装置を製作できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】液晶表示装置の断面を示す図である。
【図２】透明基板、マイクロレンズアレイ、リムの配置関係を示す平面図である。
【図３】透明基板のマザー基板の平面図である。
【図４】本発明にかかるマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図５】発明の実施の形態１にかかるマイクロレンズアレイの製造方法の他の実施例における製造工程の一部を説明する斜視図である。
【図６】本発明にかかるマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図７】液晶表示装置の断面を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００ 液晶表示装置
１０１ 第一の透明基板
１０２ 第二の透明基板
１０３ 液晶
１０４ カラーフィルタ層
１０５ ブラックマトリックス
１０６ 透明電極
１０７ 配向膜
１０８ ＴＦＴ素子
１０９ マイクロレンズアレイ
１１０ リム
１１１ 偏光板
２００ 固定基板
２０１ テフロン膜
２０２ ネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト
２０３ フォトマスク
２０４ 熱硬化性接着剤
３０２ ポジ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト
１０００ マザー基板
２０００ レーザ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品の製造方法およびマイクロレンズアレイの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のマイクロレンズの製造方法には、あらかじめガラス基板表面に形成されたＵＶ（Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ ｒａｙ：紫外線）樹脂層にＮｉ電鋳原盤を押圧してマイクロレンズ面を転写した後、ガラス基板裏側からＵＶ光を照射しＵＶ樹脂を硬化させてマイクロレンズ面の凹凸を形成した後、この凹凸形成後のＵＶ樹脂層に所定の屈折率を有する光学樹脂で埋めて硬化させることでマイクロレンズ面を形成する２Ｐ（Ｐｈｏｔｏ−Ｐｏｌｙｍｅｒ）法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、別の従来のマイクロレンズの製造方法には、ガラス基板の表面にＡｌ、Ｔｉ、ＮｉあるいはＣｒ等からなる金属薄膜をスパッタ法等の周知の薄膜形成技術で形成後、液晶表示パネルの画素配列と対応した配置の微小開口窓を金属薄膜に周知のフォトリソグラフィ技術により形成したものを金属マスクとし、このガラス基板をガラス基板内部に含まれるイオンよりも屈折率の高いイオンが含む溶液中に所定の時間浸すことにより、金属マスク開口窓の近傍から周囲に向かって屈折率が徐々に低くなる略半球状の屈折率分布型のマイクロレンズを形成するイオン交換法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２９４１号公報（図２、［００１９］〜［００２１］）
【特許文献２】特許第２６４１７７４号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の特許文献１に記載の技術では、ガラス基板と略同一の大きさのＮｉ電鋳原盤を用いる必要があり、ガラス基板を大型化しようとした場合、平坦度等を保つことができない等Ｎｉ電鋳原盤の製作可能な大きさにも限界があり、大面積のガラス基板に対応が困難であった。また、ガラス基板上のＵＶ樹脂層にＮｉ電鋳原盤を押圧してマイクロレンズ面を転写する過程で気泡が入り易く、屈折率の製造誤差等の品質低下を招いていた。また、ガラス基板上にＵＶ樹脂を形成して行う必要があるので、高コストになっていた。
【０００６】
また、従来の特許文献２に記載の技術では、金属薄膜に形成された微小開口窓を介してイオン浸透させているので、マイクロレンズ形状は略半球状に限定され、マイクロレンズ形状に自由度がない。また、ガラス基板への金属薄膜形成から微小開口窓形成を経てイオン交換するに至るまでの工程が、複雑で製造コストが高かった。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、大面積の光学部品を簡便に低コストで製作できる光学部品の製造方法およびマイクロレンズアレイの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる光学部品の製造方法は、第１の基板にネガ型の感光性物質層を形成するステップと、前記感光性物質層を露光するステップと、前記感光性物質層の、前記第１の基板と接する面とは反対側の面に第２の基板を固定するステップと、前記第２の基板の固定後に前記第１の基板を取り外すステップと、前記感光性物質層を現像することにより所望の光学性能の外形状を形成するステップとを備えたものである。このような方法により、光学部品を簡便に低コストで製作できる。
【０００９】
また、本発明にかかる他の光学部品の製造方法は、明性を有する第１の基板にポジ型の感光性物質層を形成するステップと、前記感光性物質層を前記第１の基板を介して露光するステップと、前記感光性物質層の、前記第１の基板と接する面とは反対側の面に第２の基板を固定するステップと、前記第２の基板の固定後に前記第１の基板を取り外すステップと、前記感光性物質層を現像することにより所望の光学性能の外形状を形成するステップとを備えたものである。このような方法により、光学部品を簡便に低コストで製作できる。
【００１０】
また、前記感光性物質層を露光するステップでは、フォトマスク若しくはレーザを用いて当該感光性物質層を露光することを特徴としてもよい。これにより、用途、機能に合せた光学部品を形成することができる。
【００１１】
また、本発明にかかるマイクロレンズアレイの製造方法は、複数の画素により画面表示を実現する表示パネルと共に用いられ、当該画素の一又は複数に対応して設けられたマイクロレンズを複数備えたマイクロレンズアレイの製造方法であって、固定基板にネガ型の感光性物質層を形成するステップと、マイクロレンズを構成する部分が硬化するように前記感光性物質層を露光するステップと、前記感光性物質層の、前記固定基板と接する面とは反対側の面に表示パネル用基板を固定するステップと、前記表示パネル用基板の固定後に前記基板を取り外すステップと、前記感光性物質層を現像し、硬化部分以外を除去することによりマイクロレンズアレイを形成するステップとを備えたものである。このような方法により、マイクロレンズアレイを簡便に低コストで製作できる。
【００１２】
また、本発明にかかる他のマイクロレンズアレイの製造方法は、複数の画素により画面表示を実現する表示パネルと共に用いられ、当該画素の一又は複数に対応して設けられたマイクロレンズを複数備えたマイクロレンズアレイの製造方法であって、透明性を有する固定基板にポジ型の感光性物質層を形成するステップと、マイクロレンズを構成する部分以外の部分が分解するように、前記固定基板を介して前記感光性物質層を露光するステップと、前記感光性物質層の、前記固定基板と接する面とは反対側の面に表示パネル用基板を固定するステップと、前記表示パネル用基板の固定後に前記基板を取り外すステップと、前記感光性物質層を現像し、分解部分を除去することによりマイクロレンズアレイを形成するステップとを備えたものである。このような方法により、マイクロレンズアレイを簡便に低コストで製作できる。
【００１３】
また、前記感光性物質層を露光するステップでは、フォトマスク若しくはレーザを用いて当該感光性物質層を露光することを特徴としてもよい。これにより、用途、機能に合せたマイクロレンズアレイを形成することができる。
【００１４】
また、さらに、形成されたマイクロレンズアレイを予め定められた領域毎に切断するステップを備え、前記感光性物質層は、当該切断領域に形成されていないことを特徴としてもよい。
【００１５】
また、前記表示パネルは、液晶表示パネルであることを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる光学部品の製造方法およびマイクロレンズアレイの製造方法によれば、光学部品やマイクロレンズアレイを簡便に低コストで製作できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
発明の実施の形態１．
本発明の実施の形態１について、図に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、液晶表示装置の断面を示す図である。
【００１９】
図１において、液晶表示装置１００は、複数の画素により画面表示を実現する液晶表示パネルである２枚の透明基板１０１、１０２で液晶１０３を挟持して構成される。透明基板１０１、１０２は例えばガラス、ポリカーボネイト、アクリル樹脂等により形成される。液晶表示装置１００の前面側に配置されている第一の透明基板１０１の裏面側である液晶１０３と接する面には、カラーフィルタ層１０４が形成される。カラーフィルタ層１０４は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色表示を行う３領域により構成される。ブラックマトリックス１０５はカラーフィルタ層１０４の各画素間に配置される遮光膜であり、画素間の光漏れを防止する。
【００２０】
カラーフィルタ層１０４の裏面には、透明電極１０６、配向膜１０７が順次積層形成されている。透明電極１０６は、例えば、フォトリソグラフィ法により透明導電性薄膜（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）から形成される。配向膜１０７は、例えば高分子材料であるポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）薄膜等の有機薄膜で形成され、液晶１０３の分子を所定の方向に揃える役割を果たす。液晶表示装置１００の背面側に配置されている第二の透明基板１０２の表面側の液晶１０３と接する面には、ＴＦＴ素子１０８が形成され、上述の第一の基板１０１同様に、更に透明電極１０６、配向膜１０７が積層形成される。ＴＦＴ素子１０８は液晶駆動用のスイッチング素子である。
【００２１】
第二の透明基板１０２の裏面側には光学部品としてのマイクロレンズアレイ１０９およびリム１１０が設けられている。
【００２２】
図２は、透明基板、マイクロレンズアレイ、リムの配置関係を示す平面図である。
【００２３】
図１および図２において、マイクロレンズアレイ１０９が、透明基板１０２の裏面側の外周縁に設けられたリム１１０に周囲を囲われるように設けられている。ここで、マイクロレンズアレイ１０９とは、光利用効率向上のため、例えば直径１０×１０−６ｍ程度のマイクロレンズを多数配置したものであり、複数の画素により画面表示を実現する表示パネルとしての透明基板１０２と共に用いられ、画素の一又は複数に対応して設けられたマイクロレンズ１０９ａを複数備えている。画素とは、液晶表示パネル画面全体を格子状に細分化して、色／明るさの情報を蓄える微少単位をいい、画素ごとに蓄えられる情報量（Ｂｉｔ：ビット）で明暗を含む色彩の表現能力が決められる。マイクロレンズ１０９ａは、一般に直径数ｍｍ以下の微少なレンズのことをいう。リム１１０は、マイクロレンズアレイ１０９の凸部頂点と同一またはそれよりも高い高さで第二の透明基板１０２の裏面側の外周縁に沿って途切れることなく形成されており、主に第二の透明基板１０２の裏面側に取り付けられる後述の偏光板１１１を、平坦性を維持して保持する目的で設けられる。リム１１０は好ましくはマイクロレンズアレイ１０９と同一材料で構成される。偏光板１１１は、入射光に対して特定の偏光成分のみを透過させる機能を有する光学部材であって、２枚の透明基板１０１、１０２の両外側表面に貼り付けられる。
スペーサ１１２は、透明基板１０１、１０２間の液晶１０３層の高さ（セルギャップ）を制御する樹脂粒子で、透明基板１０１、１０２間の全範囲に亘り、複数個散在される。
【００２４】
透明基板１０１、１０２は大型のマザー基板により多数個取りされる。
【００２５】
図３は、透明基板のマザー基板の平面図である。マザー基板１０００には、透明基板１０１または１０２が一定の間隔をもって配列されている。複数の第一の基板１０１のそれぞれの領域内には、裏面側にカラーフィルタ層１０４、透明電極１０６、および配向膜１０７が積層形成される。複数の第二の透明基板１０２のそれぞれの領域内には、裏面側にマイクロレンズアレイ１０９およびリム１１０が形成され、表面側にＴＦＴ素子１０８、透明電極１０６、および配向膜１０７が積層形成される。そして、各透明基板１０１または１０２は、マザー基板１０００から分離切断可能に形成される。特に、後述するように、マイクロレンズアレイ１０９形成の基礎となる感光性物質層としてのネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２は、切断領域内に形成されていない。
【００２６】
次に、本発明にかかるマイクロレンズアレイの製造方法について、図を用いて説明する。
【００２７】
図４は、本発明にかかるマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【００２８】
まず、図４（ａ）に示すように、第一の基板としての固定基板２００にネガ型の感光性物質層である、ネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２を形成する。すなわち、透明ガラスやアラミドフィルムで形成された固定基板２００の表面上にプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により形成された約１０×１０−９ｍ厚の離型材としてのテフロン（登録商標）膜２０１を介して、ネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２をスピンコート法により約３０×１０−６ｍの厚さで塗布して、ネガ型の感光性物質層を形成する。その後、約１００℃の環境下で３０分間ベーク処理をする。
【００２９】
ネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２は、少なくとも例えば感光性ゾルゲル樹脂など透明であって紫外線硬化を有するものであればよい。また、フッ素、金属微粒子、錯体などが、例示の感光性ゾルゲル樹脂に含有されていてもよい。
【００３０】
固定基板２００は熱収縮または熱膨張の少ない透明ガラスで形成するのがもっとも好ましい。一方、アラミドフィルムであっても、例えばベーク処理温度が２００℃としたとき、熱収縮率が透明ガラスと同様にほぼ０％であり、レンズ形状を損なわず、材料として適合する。また、このアラミドフィルムは、弾性率が１５００×９．８×１０４Ｎ／ｍ２と非常に大きいことから、後述する第二の基板、液晶表示パネル用基板としての第二の透明基板１０２の貼り合せの作業効率もよい。
【００３１】
なお、上記の例示の他に、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ポリエチレンテレフタレート）や金属板でも構わなく、透明である必要はない。しかし、ベーク時に固定基板２００が熱収縮または熱膨張することから、より好ましくは、上述のように透明ガラスやアラミドフィルムで形成されたものを固定基板２００として用いるのがよい。
【００３２】
次に、図４（ｂ）に示すように、光学部品としてのマイクロレンズ１０９を構成する部分２０２ａが硬化するようにネガ型の感光性物質層としてのネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２を露光する。すなわち、ベーク処理後のネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２の表面上にフォトマスク２０３を配置し、ネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２表面へ向けて約２００×１０７Ｊ／ｍ２の出力で露光を行う。
【００３３】
ここで、フォトマスク２０３は、グレイスケール階調で形成されたレンズパターンを有し、個々のレンズパターンは、液晶表示パネルの画素の一又は複数に対応して設けられている。個々のレンズ形状は六角形であり、その六角形の相対向する頂角間距離の最大径が約１１０×１０−６ｍのレンズ径を有する。また、レンズ中心の透過率を１００％とし、同心円状にレンズ外周方向へ向けて半径約８８×１０−６ｍの曲率に合せて透過率を低減していき、最大径部で透過率が０％になるように、予め調整されている。従って、図４（ｂ）に示すように、複数の一定の曲率を有した凸部の硬化部分２０２ａが液晶表示パネルの画素の一又は複数に位置対応して、硬化により形成される。一方、残余部分である未硬化部分２０２ｂは硬化しないままの状態となる。ここで、フォトマスク２０３の透過率制御は、ガラス基板上に塩化銀のエマルジョンを塗布し、レーザでパワー変調を加えながら直接描画して行った。この方法以外にも、画素ドットパターン密度を制御して透過率の制御を行ってもよい。この場合は、ドットパターンはインクジェット方式や、ガラス基板上にＣｒの遮光膜を形成後、レジストを塗布し、レーザでレジストをドット状に露光して、更にこのレジストを現像し、Ｃｒの遮光膜をエッチングすることにより、微小穴を形成してもよい。また、直接Ｃｒ等の遮光膜をドット状にレーザ加工して上記微小穴を形成してもよい。
【００３４】
なお、ネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２の表面およびフォトマスク２０３間は、フォトマスク２０２の汚れがネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２の表面に付着しないように、約１０×１０−６ｍ以下の隙間を設けている。
【００３５】
次に、図４（ｃ）に示すように、露光後のネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２および固定基板２００にベーク処理を加える。
【００３６】
次に、図４（ｄ）に示すように、ネガ型の感光性物質層としてのネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２の、第一の基板としての固定基板２００と接する面２０２Ａとは反対側の面２０２Ｂに、第二の基板、液晶表示パネル用基板としての第二の透明基板１０２を、熱硬化性接着剤２０４を用いて、ネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２に貼り合わせて固定する。なお、熱硬化性接着剤２０４はエポキシ系のものを用いるとより好ましい。また、ここでは第二の透明基板１０２は約２５０×１０−６ｍ厚のガラス基板とした。貼り合せは、予め、ネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２の表面上に露光により形成しておいた位置合せマーク（Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｍａｒｋ：アライメントマーク）を指標に行った。なお、この段階における透明基板１０２には透明電極１０６、配向膜１０７、ＴＦＴ素子１０８のいずれかまたは全部が予め形成されるようにしてもよい。
【００３７】
次に、図４（ｅ）に示すように、第二の基板、液晶表示パネル用基板としての透明基板１０２の固定後に、第一の基板としての固定基板２００を取り外す。すなわち、第二の透明基板１０２およびネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２間を、熱硬化性接着剤２０４を用いて接着した後、約８０℃の環境下で約３０分間硬化接着させ、その後、固定基板２００を剥離により取り外す。
【００３８】
次に、図４（ｆ）に示すように、第一の基板としての固定基板２００を取り外した後、感光性物質層としてのネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２を現像し、硬化部分２０２ａ以外の未硬化部分２０２ｂを除去する。そして、マイクロレンズアレイ１０９を透明基板１０２の裏面側に形成する。すなわち、第二の基板、液晶表示パネル用基板としての第二の透明基板１０２および硬化部分２０２ａと未硬化部分２０２ｂとを有したネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２を、例えば２％のＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ Ａｍｍｏｎｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ：水酸化テトラメチルアンモニウム）水溶液を用いて現像し、未硬化部分２０２ｂを溶解除去して、複数の凸部で構成される硬化部分２０２ｂでマイクロレンズアレイ１０９を形成した。実験値によれば、マイクロレンズ１０９ａの屈折率は１．５２であり、極めて高輝度特性をもったマイクロレンズアレイ１０９を形成することができた。
また、図３で示したように、複数の透明基板１０２が配列されたマザー基板１０００で、マイクロレンズアレイ１０９を形成した場合には、さらに、形成されたマイクロレンズアレイ１０９を予め定められた領域毎に切断する。そして、この際、感光性物質層としてのネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２は、切断領域以外の領域に形成されるように構成されているので、マイクロレンズアレイ１０９を切断することはない。
【００３９】
このような方法により、大面積のマイクロレンズアレイを簡便に低コストで製作できる。特に、本発明では、フォトマスク２０３とネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２との間に、基板等を介する必要がないため、両者間距離を短くすることができるので、精度良くネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２を硬化させることができる。
【００４０】
次に、発明の実施の形態１にかかるマイクロレンズアレイの製造方法の他の実施例を説明する。
【００４１】
図５は、発明の実施の形態１にかかるマイクロレンズアレイの製造方法の他の実施例における製造工程の一部を説明する斜視図である。
【００４２】
図４（ｂ）で説明した感光性物質層としてのネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２を露光するステップでは、フォトマスク２０３を用いてネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２を露光しているが、フォトマスク２０３に替えてレーザを用いてネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２を露光することも可能である。
【００４３】
図５において、レーザ装置２０００から照射されるレーザ光の出力を変動することにより、露光量を変化させれば、レンズ形状を球面形状に限らず、例えば非球面形状、フレネル型レンズなど、用途、機能に合せたマイクロレンズアレイ１０９を形成することができる。
【００４４】
発明の実施の形態２．
本発明の実施の形態２について、図に基づいて説明する。
【００４５】
図６は、本発明にかかるマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【００４６】
図４で示した製造方法との相違は、図４で示した製造方法ではネガ型の感光性物質層である、ネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト２０２に対して、フォトマスク２０３を介して露光することにより、マイクロレンズアレイ１０９を形成しているのに対し、図６で示す製造方法では、ポジ型の観光性物質層である、ポジ型の圧肉対応紫外線硬化型フォトレジスト３０２に対して、フォトマスク２０３を介して露光することにより、マイクロレンズアレイ１０９を形成している点で相違する。
【００４７】
まず、図６（ａ）に示すように、透明性を有する第一の基板としての固定基板２００aにポジ型の感光性物質層である、ポジ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト３０２を形成する。すなわち、透明ガラスやアラミドフィルムで形成された固定基板２００の表面上に離型材としてのテフロン膜２０１を介して、ポジ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト３０２をスピンコート法により約３０μｍの厚さで塗布して、ネガ型の感光性物質層を形成する。その後、約１００℃の環境下で３０分間ベーク処理をする。
【００４８】
次に、図６（ｂ）に示すように、光学部品としてのマイクロレンズ１０９を構成する部分３０２ａ以外の部分３０２ｂが分解するように、固定基板２００ａを介して、ポジ型の感光性物質層としてのポジ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト３０２を露光する。すなわち、ベーク処理後のポジ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト３０２が表面上に形成された固定基板２０１の裏面側にフォトマスク２０３を配置し、ポジ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト３０２へ向けて約２００ｍＪ／ｃｍ２の出力で露光を行う。
【００４９】
ここで、フォトマスク２０３は、グレイスケール階調で形成されたレンズパターンを有し、個々のレンズパターンは、表示パネルの画素の一又は複数に対応して設けられている。個々のレンズ形状は六角形であり、その六角形の相対向する頂角間距離の最大径を約１１０×１０−６ｍのレンズ径を有する。また、レンズ中心の透過率を０％とし、同心円状にレンズ外周方向へ向けて半径約８８×１０−６ｍの曲率に合せて透過率を増加していき、最大径部で透過率が１００％になるように、予め調整されている。従って、図6（ｂ）に示すように、分解部分３０２ｂが形成され、複数の一定の曲率を有した凸部の非分解部分３０２ａが表示パネルの画素の一又は複数に位置対応して形成される。分解部分３０２ｂは、後の工程（図６（ｆ））において、現像により除去される。
【００５０】
以後の製造工程は、図４（ｃ）〜（ｆ）と同様である。
【００５１】
このような方法により、大面積のマイクロレンズアレイを簡便に低コストで製作できる。
【００５２】
発明の実施の形態３．
本発明の実施の形態３について、図に基づいて説明する。
【００５３】
図７は、液晶表示装置の断面を示す図である。
【００５４】
図７において、発明の実施の形態１で説明した図１との相違部分について説明すると、図１では液晶表示装置１００の背面側にマイクロレンズアレイ１０９およびリム１１０を設けていたが、図７では液晶表示装置１００ａの前面側に設けられた第一の透明基板１０１の表面側に設けている。
【００５５】
このよう構成に対しても、発明の実施の形態１または２で示した製造方法を用いれば、液晶表示装置１００ａの前面側の第一の透明基板１０１の表面側にもマイクロレンズアレイ１０９を簡便かつ低コストで設けることができ、視野角を広い液晶表示装置を製作できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】液晶表示装置の断面を示す図である。
【図２】透明基板、マイクロレンズアレイ、リムの配置関係を示す平面図である。
【図３】透明基板のマザー基板の平面図である。
【図４】本発明にかかるマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図５】発明の実施の形態１にかかるマイクロレンズアレイの製造方法の他の実施例における製造工程の一部を説明する斜視図である。
【図６】本発明にかかるマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図７】液晶表示装置の断面を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００ 液晶表示装置
１０１ 第一の透明基板
１０２ 第二の透明基板
１０３ 液晶
１０４ カラーフィルタ層
１０５ ブラックマトリックス
１０６ 透明電極
１０７ 配向膜
１０８ ＴＦＴ素子
１０９ マイクロレンズアレイ
１１０ リム
１１１ 偏光板
２００ 固定基板
２０１ テフロン膜
２０２ ネガ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト
２０３ フォトマスク
２０４ 熱硬化性接着剤
３０２ ポジ型の厚肉対応紫外線硬化型フォトレジスト
１０００ マザー基板
２０００ レーザ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板にネガ型の感光性物質層を形成するステップと、
前記感光性物質層を露光するステップと、
前記感光性物質層の、前記第１の基板と接する面とは反対側の面に第２の基板を固定するステップと、
前記第２の基板の固定後に前記第１の基板を取り外すステップと、
前記感光性物質層を現像することにより所望の光学性能の外形状を形成するステップとを備えた光学部品の製造方法。
【請求項２】
透明性を有する第１の基板にポジ型の感光性物質層を形成するステップと、
前記感光性物質層を前記第１の基板を介して露光するステップと、
前記感光性物質層の、前記第１の基板と接する面とは反対側の面に第２の基板を固定するステップと、
前記第２の基板の固定後に前記第１の基板を取り外すステップと、
前記感光性物質層を現像することにより所望の光学性能の外形状を形成するステップとを備えた光学部品の製造方法。
【請求項３】
前記感光性物質層を露光するステップでは、フォトマスク若しくはレーザを用いて当該感光性物質層を露光することを特徴とする請求項１又は２記載の光学部品の製造方法。
【請求項４】
複数の画素により画面表示を実現する表示パネルと共に用いられ、当該画素の一又は複数に対応して設けられたマイクロレンズを複数備えたマイクロレンズアレイの製造方法であって、
固定基板にネガ型の感光性物質層を形成するステップと、
マイクロレンズを構成する部分が硬化するように前記感光性物質層を露光するステップと、
前記感光性物質層の、前記固定基板と接する面とは反対側の面に表示パネル用基板を固定するステップと、
前記表示パネル用基板の固定後に前記基板を取り外すステップと、
前記感光性物質層を現像し、硬化部分以外を除去することによりマイクロレンズアレイを形成するステップとを備えたマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項５】
複数の画素により画面表示を実現する表示パネルと共に用いられ、当該画素の一又は複数に対応して設けられたマイクロレンズを複数備えたマイクロレンズアレイの製造方法であって、
透明性を有する固定基板にポジ型の感光性物質層を形成するステップと、
マイクロレンズを構成する部分以外の部分が分解するように、前記固定基板を介して前記感光性物質層を露光するステップと、
前記感光性物質層の、前記固定基板と接する面とは反対側の面に表示パネル用基板を固定するステップと、
前記表示パネル用基板の固定後に前記基板を取り外すステップと、
前記感光性物質層を現像し、分解部分を除去することによりマイクロレンズアレイを形成するステップとを備えたマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項６】
前記感光性物質層を露光するステップでは、フォトマスク若しくはレーザを用いて当該感光性物質層を露光することを特徴とする請求項４又は５記載のマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項７】
さらに、形成されたマイクロレンズアレイを予め定められた領域毎に切断するステップを備え、
前記感光性物質層は、当該切断領域に形成されていないことを特徴とする請求項４又は５記載のマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項８】
前記表示パネルは、液晶表示パネルであることを特徴とする請求項４又は５記載のマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項１】
第１の基板にネガ型の感光性物質層を形成するステップと、
前記感光性物質層を露光するステップと、
前記感光性物質層の、前記第１の基板と接する面とは反対側の面に第２の基板を固定するステップと、
前記第２の基板の固定後に前記第１の基板を取り外すステップと、
前記感光性物質層を現像することにより所望の光学性能の外形状を形成するステップとを備えた光学部品の製造方法。
【請求項２】
透明性を有する第１の基板にポジ型の感光性物質層を形成するステップと、
前記感光性物質層を前記第１の基板を介して露光するステップと、
前記感光性物質層の、前記第１の基板と接する面とは反対側の面に第２の基板を固定するステップと、
前記第２の基板の固定後に前記第１の基板を取り外すステップと、
前記感光性物質層を現像することにより所望の光学性能の外形状を形成するステップとを備えた光学部品の製造方法。
【請求項３】
前記感光性物質層を露光するステップでは、フォトマスク若しくはレーザを用いて当該感光性物質層を露光することを特徴とする請求項１又は２記載の光学部品の製造方法。
【請求項４】
複数の画素により画面表示を実現する表示パネルと共に用いられ、当該画素の一又は複数に対応して設けられたマイクロレンズを複数備えたマイクロレンズアレイの製造方法であって、
固定基板にネガ型の感光性物質層を形成するステップと、
マイクロレンズを構成する部分が硬化するように前記感光性物質層を露光するステップと、
前記感光性物質層の、前記固定基板と接する面とは反対側の面に表示パネル用基板を固定するステップと、
前記表示パネル用基板の固定後に前記基板を取り外すステップと、
前記感光性物質層を現像し、硬化部分以外を除去することによりマイクロレンズアレイを形成するステップとを備えたマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項５】
複数の画素により画面表示を実現する表示パネルと共に用いられ、当該画素の一又は複数に対応して設けられたマイクロレンズを複数備えたマイクロレンズアレイの製造方法であって、
透明性を有する固定基板にポジ型の感光性物質層を形成するステップと、
マイクロレンズを構成する部分以外の部分が分解するように、前記固定基板を介して前記感光性物質層を露光するステップと、
前記感光性物質層の、前記固定基板と接する面とは反対側の面に表示パネル用基板を固定するステップと、
前記表示パネル用基板の固定後に前記基板を取り外すステップと、
前記感光性物質層を現像し、分解部分を除去することによりマイクロレンズアレイを形成するステップとを備えたマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項６】
前記感光性物質層を露光するステップでは、フォトマスク若しくはレーザを用いて当該感光性物質層を露光することを特徴とする請求項４又は５記載のマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項７】
さらに、形成されたマイクロレンズアレイを予め定められた領域毎に切断するステップを備え、
前記感光性物質層は、当該切断領域に形成されていないことを特徴とする請求項４又は５記載のマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項８】
前記表示パネルは、液晶表示パネルであることを特徴とする請求項４又は５記載のマイクロレンズアレイの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−３５１９（Ｐ２００６−３５１９Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１７８２４３（Ｐ２００４−１７８２４３）
【出願日】平成１６年６月１６日（２００４．６．１６）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月１６日（２００４．６．１６）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
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