JPH11326603A - マイクロレンズアレイ及びその製造方法並びに表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高価な原盤の製造頻度を低減することによ
り、マイクロレンズアレイを安価に製造する方法及びそ
の方法により製造されるマイクロレンズアレイを提供す
ることにある。 【解決手段】 複数の曲面部１９を有する原盤１０を形
成する第１工程と、曲面部１９から転写された複数の曲
面部２６を有する複製盤２０を形成する第２工程と、曲
面部２６から転写された複数のレンズ３２を有する光透
過性層３０を形成する第３工程と、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロレンズア
レイ及びその製造方法並びに表示装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】これまでに、複数の微小なレンズが並べ
られて構成されるマイクロレンズアレイが、例えば液晶
パネルに適用されてきた。マイクロレンズアレイを適用
することで、各レンズによって各画素に入射する光が集
光するので、表示画面を明るくすることができる。

【０００３】また、マイクロレンズアレイを製造する方
法として、ドライエッチング法又はウェットエッチング
法を適用する方法が知られている。しかし、これらの方
法によれば、個々のマイクロレンズアレイを製造する毎
に、リソグラフィ工程が必要であってコストが高くな
る。

【０００４】そこで、特開平３−１９８００３号公報に
開示されるように、レンズに対応する球面が形成された
原盤に樹脂を滴下し、この樹脂を固化させて剥離するこ
とで、マイクロレンズアレイを製造する方法が開発され
ている。

【０００５】この方法は、要するに、原盤を型としてマ
イクロレンズアレイを転写形成することで、製品毎のリ
ソグラフィエ程を不要とする方法である。原盤は、一旦
製造すればその後、耐久性の許す限り繰り返し使用でき
るため、原盤の耐久性が高いほどー製品あたりに占める
原盤コストが低減し、製品の低コスト化に繋がる。

【０００６】しかしながら、この製造方法においては、
製品毎に原盤を使用するので、原盤の汚染や磨耗、パタ
ーン形状の変形といった劣化が早いという問題点を有す
る。原盤はリソグラフィエ程を応用することにより製造
されるため、原盤を製造し直すには高いコストを要し、
原盤の製造頻度の増大は製品の高コスト化の要因となっ
てしまう。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決するも
ので、その目的は、高価な原盤の製造頻度を低減するこ
とにより、マイクロレンズアレイを安価に製造する方法
及びその方法により製造されるマイクロレンズアレイを
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】（１）本発明に係るマイ
クロレンズアレイの製造方法は、複数の第１の曲面部を
有する原盤を形成する第１工程と、前記第１の曲面部か
ら転写された複数の第２の曲面部を有する複製盤を形成
する第２工程と、前記第２の曲面部から転写された複数
のレンズを有する光透過性層を形成する第３工程と、を
含む。

【０００９】本発明は、要するに、曲面部を有する原盤
から複製盤を複製し、その複製盤を製品ごとに用いて、
複数のレンズを有するマイクロレンズアレイを製造する
方法である。

【００１０】本発明によれば、高価な原盤は複製盤の製
造時にのみ用いるので、原盤が劣化して製造し直す頻度
が減少し、マイクロレンズアレイの製造コストを低減す
ることができる。

【００１１】（２）前記複製盤は、前記原盤の前記第１
の曲面部が形成された面上に、電気鋳造法により金属層
を形成し、前記金属層を前記原盤から剥離して得られる
ようにしてもよい。

【００１２】電気鋳造法（電気メッキ法）を利用するこ
とで、簡単に複製盤を製造することができる。

【００１３】（３）本発明に係るマイクロレンズアレイ
の製造方法は、複数の第１の曲面部を有する原盤を形成
する第１工程と、前記第１の曲面部から転写された複数
の第２の曲面部を有する中間盤を形成する第２工程と、
前記第２の曲面部から転写された複数の第３の曲面部を
有する複製盤を形成する第３工程と、前記第３の曲面部
から転写された複数のレンズを有する光透過性層を形成
する第４工程と、を含む。

【００１４】このように、原盤から中間盤を介して複製
盤を形成する方法では、原盤及び複製盤を構成する材料
や複製盤を形成するための方法の自由度が増すため、精
度の高い曲面部形状の転写や原盤及び複製盤の耐久性の
更なる向上が容易となる。

【００１５】（４）前記中間盤の形成工程は、前記原盤
の前記第１の曲面部が形成された面上に中間盤前駆体を
塗布する工程と、前記中間盤前駆体を固化して前記中間
盤を形成する工程と、前記原盤から前記中間盤を剥離す
る工程と、を含んでもよい。

【００１６】（５）前記中間盤前駆体は、エネルギーの
付与により硬化可能な物質を含んでもよい。

【００１７】（６）前記エネルギーとして、光及び熱の
少なくともいずれか一方が挙げられる。

【００１８】（７）前記中間盤前駆体は、熱可塑性を有
する物質であってもよい。

【００１９】（８）前記中間盤は、樹脂から形成されて
もよい。

【００２０】（９）前記複製盤は、前記中間盤の前記第
２の曲面部が形成された面上に、電気鋳造法により金属
層を形成し、前記金属層を前記原盤から剥離して得られ
るようにしてもよい。

【００２１】（１０）前記光透過性層の形成工程は、前
記複製盤の前記曲面部が形成された面上に光透過性層前
駆体を塗布する工程と、前記光透過性層前駆体を固化し
て光透過性層を形成する工程と、前記複製盤から前記光
透過性層を剥離する工程と、を含んでもよい。

【００２２】（１１）前記光透過性層前駆体は、エネル
ギーの付与により硬化可能な物質を含んでもよい。

【００２３】（１２）前記エネルギーとして、光及び熱
の少なくともいずれか一方が挙げられる。

【００２４】（１３）前記光透過性層前駆体は、熱可塑
性を有する物質であってもよい。

【００２５】（１４）前記光透過性層は、樹脂から形成
されてもよい。

【００２６】（１５）前記原盤の前記第１の曲面部は、
リソグラフィ法を介するエッチングにて形成されてもよ
い。

【００２７】リソグラフィ法を介するエッチングは、精
度の高い加工方法として周知である。第１の曲面部は、
レンズの元となるため、このようなエッチングによる加
工は効果的である。

【００２８】（１６）前記原盤は、シリコン又は石英か
ら形成されてもよい。シリコン又は石英は、平坦性に優
れ、リソグラフィ法を介するエッチングを行うときに加
工性が良い。

【００２９】（１７）本発明に係るマイクロレンズアレ
イは、上記方法により製造される。

【００３０】（１８）本発明に係る表示装置は、上記マ
イクロレンズアレイと、前記マイクロレンズアレイに向
けて光を照射する光源と、を有する。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を参照して説明する。

【００３２】（第１実施形態）図１（Ａ）〜図３（Ｃ）
は、本発明の第１実施形態を説明する図である。そし
て、図１（Ａ）〜図１（Ｅ）は、第１実施形態における
原盤を製造する工程を示す図である。

【００３３】まず、図１（Ａ）に示すように、基板１２
上にレジスト層１４を形成する。基板１２は、表面をエ
ッチングして原盤１０（図１（Ｅ）参照）とするための
もので、エッチング可能な材料であれば特に限定される
ものではないが、シリコン又は石英は、エッチングによ
り高精度の曲面部１９（図１（Ｅ）参照）の形成が容易
であるため、好適である。

【００３４】レジスト層１４を形成する物質としては、
例えば、半導体デバイス製造において一般的に用いられ
ている、クレゾールノボラック系樹脂に感光剤としてジ
アゾナフトキノン誘導体を配合した市販のポジ型のレジ
ストをそのまま利用できる。ここで、ポジ型のレジスト
とは、所定のパターンに応じて放射線に暴露することに
より、放射線によって暴露された領域が現像液により選
択的に除去可能となる物質のことである。

【００３５】レジスト層１４を形成する方法としては、
スピンコート法、ディッピング法、スプレーコート法、
ロールコート法、バーコート法等の方法を用いることが
可能である。

【００３６】次に、図１（Ｂ）に示すように、マスク１
６をレジスト層１４の上に配置し、マスク１６を介して
レジスト層１４の所定領域のみを放射線１８によって暴
露する。

【００３７】マスク１６は、図１（Ｅ）に示す曲面部１
９の形成領域に対応した領域においてのみ、放射線１８
が透過するようにパターン形成されたものである。

【００３８】また、放射線としては波長２００ｎｍ〜５
００ｎｍの領域の光を用いることが好ましい。この波長
領域の光の利用は、液晶パネルの製造プロセス等で確立
されているフォトリソグラフィの技術及びそれに利用さ
れている設備の利用が可能となり、低コスト化を図るこ
とができる。

【００３９】そして、レジスト層１４を放射線１８によ
って暴露した後に所定の条件により現像処理を行うと、
図１（Ｃ）に示すように、放射線１８の暴露領域１７の
レジスト層１４のみが選択的に除去されて基板１２の表
面が露出し、それ以外の領域はレジスト層１４により覆
われたままの状態となる。

【００４０】こうしてレジスト層１４がパターン化され
ると、図１（Ｄ）に示すように、このレジスト層１４を
マスクとして基板１２を所定の深さエッチングする。詳
しくは、基板１２におけるレジスト層１４から露出した
領域に対して、どの方向にも同じ速度でエッチングが進
む等方性エッチングを行う。例えば、ウエットエッチン
グを適用して、化学溶液に基板１２を浸すことで、等方
性エッチングを行うことができる。等方性エッチングを
行うことで、基板１２には、凹状の曲面部１９が形成さ
れる。なお、曲面部１９は、最終的に製造する光透過性
層３０のレンズ３２（図３（Ｃ）参照）の形状に等し
く、球面の一部の反転形状となっている。

【００４１】次に、エッチングの完了後に、図１（Ｅ）
に示すように、レジスト層１４を除去すると、基板１２
に曲面部１９が形成されており、これが原盤１０とな
る。

【００４２】この原盤１０は、本実施形態では、一旦製
造すればその後、耐久性の許す限り何度でも使用できる
ため経済的である。また、原盤１０の製造工程は、２枚
目以降のマイクロレンズアレイの製造工程において省略
でき、工程数の減少および低コスト化を図ることができ
る。

【００４３】上記実施の形態では、基板１２上に曲面部
１９を形成するに際し、ポジ型のレジストを用いたが、
放射線に暴露された領域が現像液に対して不溶化し、放
射線に暴露されていない領域が現像液により選択的に除
去可能となるネガ型のレジストを用いても良く、この場
合には、上記マスク１６とはパターンが反転したマスク
が用いられる。あるいは、マスクを使用せずに、レーザ
光あるいは電子線によって直接レジストをパターン状に
暴露しても良い。

【００４４】次に、図２（Ａ）に示すように、原盤１０
の曲面部１９側の表面を導体化するため、金属膜２２を
形成する。金属膜２２としては、例えば、ニッケル（Ｎ
ｉ）を５００〜１０００オングストローム（１０^-10ｍ
）の厚みで形成すればよい。金属膜２２の形成方法と
しては、スパッタリング、ＣＶＤ、蒸着、無電解メッキ
法等の方法を用いることが可能である。なお、原盤２０
の曲面部１９側の表面が導電性を有していれば、この工
程は不要である。

【００４５】そして、この金属膜２２を陰極とし、チッ
プ状あるいはボール状のＮｉを陽極として電気鋳造法に
よりさらにＮｉを電着させて、図２（Ｂ）に示すよう
に、厚い金属層２４を形成する。電気メッキ液の一例を
以下に示す。

【００４６】 スルファミン酸ニッケル：５５０ｇ／ｌ ホウ酸 ： ３５ｇ／ｌ 塩化ニッケル ： ５ｇ／ｌ レベリング剤 ：２０ｍｇ／ｌ 次いで、図２（Ｃ）に示すように、金属層２４及び金属
膜２２を原盤１０から剥離し、必要があれば洗浄する等
して、これを複製盤２０とする。この複製盤２０には、
原盤１０の曲面部１９に対応して、曲面部２６が形成さ
れる。曲面部２６は、図３（Ｃ）に示すレンズ３２を転
写により形成するための反転パターンとなっている。

【００４７】なお、原盤１０が金属から形成される場合
には、金属膜２２（導体化処理していない場合には金属
層２４）が原盤１０と強く密着してしまい、原盤１０か
らの剥離が困難になることがある。このような場合に
は、金属膜２２（導体化処理していない場合には金属層
２４）を原盤１０の曲面部１９上に形成する前に、原盤
１０の曲面部１９側の面を剥離処理することが好まし
い。剥離処理としては、例えば、原盤１０がニッケルか
ら形成されている場合には、酸素プラズマ処理や陽極酸
化処理等が効果的である。

【００４８】また、金属膜２２は、必要に応じて剥離処
理を施して、複製盤２０から除去してもよい。

【００４９】次に、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、複数の
レンズを有する光透過性層を形成する工程を示す図であ
る。

【００５０】まず、図３（Ａ）に示すように、複製盤２
０の曲面部２６を有する面上に、光透過性層前駆体２８
を載せる。そして、補強板３４を、この光透過性層前駆
体２８を介して複製盤２０と密着させることにより、光
透過性層前駆体２８を所定領域まで塗り拡げて、図３
（Ｂ）に示すように、複製盤２０と補強板３４の間に光
透過性層前駆体２８からなる層を形成する。

【００５１】ここでは、光透過性層前駆体２８を複製盤
２０上に載せたが、補強板３４に載せるか、複製盤２０
及び補強板３４の両方に載せてもよい。また、スピンコ
ート法、スプレーコート法、ロールコート法、バーコー
ト法、ディッピング法等の方法により、複製盤２０及び
補強板３４のいずれか一方、または、両方に、予め光透
過性層前駆体２８を所定領域まで塗り拡げてもよい。

【００５２】また、必要に応じて、複製盤２０と補強板
３４を光透過性層前駆体２８を介して密着させる際に、
複製盤２０及び補強板３４のいずれか一方を介して光透
過性層前駆体２８を加圧しても良い。

【００５３】ここで、光透過性層前駆体２８は、液状あ
るいは液状化可能な物質であることが好ましい。液状と
することで、複製盤２０上の複数の曲面部２６間へ、光
透過性層前駆体２８を充填することが容易となる。液状
の物質としては、エネルギーの付与により硬化可能な物
質が利用でき、液状化可能な物質としては、可塑性を有
する物質が利用できる。

【００５４】また、光透過性層前駆体２８は、光透過性
層３０を形成した際に、光透過性を有するものであれば
特に限定されるものではないが、樹脂であることが好ま
しい。樹脂は、エネルギー硬化性を有するもの、あるい
は可塑性を有するものが容易に得られ、好適である。

【００５５】エネルギー硬化性を有する樹脂としては、
光及び熱の少なくともいずれかー方の付与により硬化可
能であることが望ましい。光や熱の利用は、汎用の露光
装置、ベイク炉やホットプレート等の加熱装置を利用す
ることができ、省設備コスト化を図ることが可能であ
る。

【００５６】このようなエネルギー硬化性を有する樹脂
としては、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、
メラミン系樹脂、ポリイミド系樹脂等が利用できる。特
に、アクリル系樹脂は、市販品の様々な前駆体や感光剤
（光重合開始剤）を利用することで、光の照射で短時間
に硬化し、優れた光学特性を有する光透過性層３０を形
成することが可能であるため好適である。

【００５７】光硬化性のアクリル系樹脂の基本組成の具
体例としては、プレポリマーまたはオリゴマー、モノマ
ー、光重合開始剤があげられる。

【００５８】プレポリマーまたはオリゴマーとしては、
例えば、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレー
ト類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアク
リレート類、スピロアセタール系アクリレート類等のア
クリレート類、エポキシメタクリレート類、ウレタンメ
タクリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリ
エーテルメタクリレート類等のメタクリレート類等が利
用できる。

【００５９】モノマーとしては、例えば、２−エチルヘ
キシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリド
ン、カルビトールアクリレート、テトラヒドロフルフリ
ルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロ
ペンテニルアクリレート、１，３−ブタンジオールアク
リレート等の単官能性モノマー、１，６−ヘキサンジオ
ールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタ
クリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、
ネオペンチルグリコールジメタクリレート、エチレング
リコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジア
クリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート等の
二官能性モノマー、トリメチロールプロパントリアクリ
レート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、
ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリ
スリトールヘキサアクリレート等の多官能性モノマーが
利用できる。

【００６０】光重合開始剤としては、例えば、２，２−
ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン等のアセトフ
ェノン類、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ｐ−イ
ソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノン等のブ
チルフェノン類、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセト
フェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルトリクロロアセトフェ
ノン、α，α−ジクロル−４−フェノキシアセトフェノ
ン等のハロゲン化アセトフェノン類、ベンゾフェノン、
Ｎ，Ｎ−テトラエチル−４，４−ジアミノベンゾフェノ
ン等のベンゾフェノン類、ベンジル、ベンジルジメチル
ケタール等のベンジル類、ベンゾイン、ベンゾインアル
キルエーテル等のベンゾイン類、１−フェニル−１，２
−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オ
キシム等のオキシム類、２−メチルチオキサントン、２
−クロロチオキサントン等のキサントン類、ベンゾイン
エーテル、イソブチルベンゾインエーテル等のベンゾイ
ンエーテル類、ミヒラーケトン、ベンジルメチルケター
ル等のラジカル発生化合物が利用できる。

【００６１】なお、必要に応じて、酸素による硬化阻害
を防止する目的でアミン類等の化合物を添加したり、塗
布を容易にする目的で溶剤成分を添加してもよい。溶剤
成分としては、特に限定されるものではなく、種々の有
機溶剤、例えば、プロピレングリコールモノメチルエー
テルアセテート、メトキシメチルプロピオネート、エト
キシエチルプロピオネート、エチルラクテート、エチル
ピルビネート、メチルアミルケトン等が利用可能であ
る。

【００６２】このようなエネルギー硬化性を有する樹脂
を、図３（Ｂ）に示すように、上記の方法により、複製
盤２０と補強板３４の間に挟み込み、その樹脂に応じた
硬化処理を施す。例えば、光硬化性の樹脂を用いた場合
であれば、所定の条件で光を照射することにより固化さ
せると、光透過性層３０が形成される。

【００６３】なお、光硬化性の物質にて光透過性層３０
を形成するときには、補強板３４及び複製盤２０のうち
少なくとも一方が、光透過性を有することが必要とな
る。

【００６４】また、可塑性を有する樹脂としては、例え
ば、ポリカーボネート系樹脂、ポリメチルメタクリレー
ト系樹脂、アモルファスポリオレフィン系樹脂等の熱可
塑性を有する樹脂が利用できる。このような樹脂を軟化
点温度以上に加温することにより可塑化させて液状と
し、図３（Ｂ）に示すように、複製盤２０と補強板３４
の間に挟み込んだ後、可塑化させた樹脂を冷却すること
により固化させると、光透過性層３０が形成される。

【００６５】このように、光透過性層前駆体２８を、エ
ネルギーの付与により硬化可能な物質あるいは可塑性を
有する物質から形成することで、これを複製盤２０に塗
布して密着させた際に、複製盤２０に形成されている曲
面部２６間の微細部にまで、光透過性層前駆体２８が充
填される。そして、この光透過性層前駆体２８に応じた
固化処理を施すことにより固化させて光透過性層３０を
形成すると、複製盤２０の曲面部２６を精密に光透過性
層３０に転写させることができる。

【００６６】また、補強板３４としては、マイクロレン
ズアレイとして要求される光透過性等の光学的な物性
や、機械的強度等の特性を満足するものであれば特に限
定されるものではなく、例えば、石英やガラス、あるい
は、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテル
サルフォン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチル
メタクリレート、アモルファスポリオレフィン等のプラ
スチック製の基板あるいはフィルムを利用することが可
能である。なお、光透過性層３０単独で、マイクロレン
ズアレイとして要求される機械的強度等の特性を満足す
ることが可能であれば、補強板３４は不要である。

【００６７】このようにして光透過性層３０が複製盤２
０上に形成されると、図３（Ｃ）に示すように、光透過
性層３０と補強板３４を一体的に複製盤２０から剥離す
る。そうすると、光透過性層３０は、曲面部２６から転
写された複数のレンズ３２を有しており、マイクロレン
ズアレイ１となる。レンズ３２は、凹レンズである。

【００６８】本実施形態は、要するに、曲面部１９を有
する原盤１０から複製盤２０を複製し、その複製盤２０
を製品ごとに用いて、レンズ３２を有するマイクロレン
ズアレイを形成する方法である。これによれば、高価な
原盤１０は複製盤２０の製造時にのみ用いるので、原盤
１０が劣化して製造し直す頻度が減少し、マイクロレン
ズアレイの製造コストを低減することができる。

【００６９】（第２実施形態）図４（Ａ）〜図６（Ｃ）
は、本発明の第２実施形態を説明する図である。そのう
ち、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は中間盤を形成する工程を
示す図である。

【００７０】本実施形態では、第１実施形態で使用され
た原盤１０が使用される。まず、図４（Ａ）に示すよう
に、原盤１０の曲面部１９を有する面上に、中間盤前駆
体４２を載せる。そして、補強板４０を、この中間盤前
駆体４２を介して原盤１０と密着させることにより、中
間盤前駆体４２を所定領域まで塗り拡げて図４（Ｂ）に
示すように、原盤１０と補強板４０の間に中間盤前駆体
４２からなる層を形成する。

【００７１】ここでは、中間盤前駆体４２を原盤１０上
に載せたが、補強板４０に載せるか、原盤１０及び補強
板４０の両方に載せてもよい。また、スピンコート法、
スプレーコート法、ロールコート法、バーコート法、デ
ィッピング法等の方法により、原盤１０及び補強板４０
のいずれか一方、または、両方に、予め中間盤前駆体４
２を所定領域まで塗り拡げてもよい。

【００７２】補強板４０は、中間盤４４を補強するため
のもので、中間盤４４を作製する工程や中間盤４４から
複製盤５０を作製する工程において、プロセス耐性を有
するものであれば特に限定されるものではなく、例え
ば、石英、ガラス、樹脂、金属又はセラミック製等の基
板が利用できる。なお、中間盤４４単独で、上記プロセ
ス耐性を満足できれば、補強板４０は不要である。

【００７３】中間盤前駆体４２としては、原盤１０から
の離型性及び曲面部１９の転写性が良好であり、かつ、
この後のエ程の中間盤４４（図４（Ｃ）参照）から複製
盤５０（図５（Ｃ）参照）を形成するエ程において、プ
ロセス耐性を有し、中間盤４４から複製盤５０への曲面
部４６の転写性が良好な物質であれば特に限定されな
い。例えば、第１実施形態の光透過性層前駆体２８とし
て選択可能な物質から選ぶことができる。これらの物質
によれば、高精度のエッチングが可能な点で原盤材料と
して優れているシリコン又は石英からの離型性が良好で
あるため好適である。

【００７４】このような中間盤前駆体４２を介して原盤
１０と補強板４０を密着させることで、中間盤前駆体４
２は原盤１０の曲面部１９に対応する形状になる。な
お、必要に応じて、原盤１０と補強板４０とを貼り合わ
せる際に、原盤１０及び補強板４０の少なくともいずれ
かー方を介して加圧しても良い。加圧することで、中間
盤前駆体４２が原盤１０の曲面部１９に応じて変形する
時間が短縮できることで作業性が向上し、かつ、曲面部
１９への充填が確実となる。

【００７５】そして、中間盤前駆体４２に応じた固化処
理を施すことにより中間盤前駆体４２を固化させて、図
４（Ｂ）に示すように、中間盤４４を形成する。

【００７６】次いで、図４（Ｃ）に示すように、原盤１
０から中間盤４４及び補強板４０を剥離する。こうして
得られた中間盤４４には、原盤１０の凹状の曲面部１９
に対応して、凸状の曲面部４６が形成されている。

【００７７】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、中間盤から複
製盤を形成する工程を示す図である。まず、図５（Ａ）
に示すように、中間盤４４上に形成された曲面部４６上
に金属膜５２を形成し、図５（Ｂ）に示すように、金属
膜５２の上にさらに金属層５４を形成し、図５（Ｃ）に
示すように、金属膜５２及び金属層５４を、中間盤４４
から剥離することで、複製盤５０が得られる。

【００７８】なお、この工程は、図２（Ａ）〜図２
（Ｃ）に示す工程と同様であるため、詳しい説明を省略
する。また、この工程において、中間盤４４は、耐久性
の許す限り繰り返し利用可能である。

【００７９】次に、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、複数の
レンズを有する光透過性層を形成する工程を示す図であ
る。

【００８０】まず、図６（Ａ）から図６（Ｂ）にかけて
示すように、複製盤５０と補強板６４とを、光透過性層
前駆体５８を介して密着させる。この工程は、図３
（Ａ）から図３（Ｂ）にかけて示す工程と同様であり、
光透過性層前駆体５８も、図３（Ａ）に示す光透過性層
前駆体２８として選択可能な物質から選ぶことができ
る。また、補強板６４も、図３（Ａ）に示す補強板３４
として選択可能な物質から選ぶことができ、光透過性層
６０単独で、マイクロレンズアレイとして要求される機
械的強度等の特性を満足することが可能であれば、補強
板６４は不要である。

【００８１】そして、図６（Ｂ）に示すように、複製盤
２０と補強板３４の間に挟み込まれた光透過性層前駆体
５８に、その性質に応じた硬化処理を施して、光透過性
層６０を形成する。この工程は、図３（Ｂ）に示す工程
と同様である。

【００８２】続いて、図６（Ｃ）に示すように、光透過
性層６０と補強板６４を一体的に複製盤５０から剥離す
る。そうすると、光透過性層６０は、曲面部５６から転
写された複数のレンズ６２を有しており、マイクロレン
ズアレイ２となる。レンズ６２は、凸レンズである。

【００８３】本実施形態によれば、第１実施形態と同様
の効果に加えて、中間盤４４が複製盤５０の製造工程に
使用される。したがって、原盤１０から複製盤５０を直
接剥離しないので、両者の材料選択の幅が広がり、曲面
部４６、５６の形状を高い精度で転写することができ、
複製盤５０を形成するための方法の自由度が増す。さら
に、原盤１０及び複製盤５０の耐久性の更なる向上が容
易となる。

【００８４】（第３実施形態）図７（Ａ）〜図８（Ｃ）
は、本発明の第３実施形態を説明する図である。第１及
び第２実施形態では、凹状の曲面部１９を有する原盤１
０が使用されたが、本実施形態は、凸状の曲面部を有す
る原盤の形成方法に関する。

【００８５】まず、図７（Ａ）に示すように、基板１１
２上にレジスト層１１４を形成する。この工程並びに基
板１１２及びレジスト層１１４の材料については、第１
実施形態（図１（Ａ）参照）と同様である。

【００８６】次に、図７（Ｂ）に示すように、マスク１
１６をレジスト層１１４の上に配置し、マスク１１６を
介してレジスト層１１４の所定領域のみを放射線１１８
によって暴露する。マスク１１６は、図７（Ｃ）に示す
曲面部１１９の形成領域を除く領域においてのみ、放射
線１１８が透過するようにパターン形成されたものであ
る。

【００８７】そして、レジスト層１１４を放射線１１８
によって暴露した後に所定の条件により現像処理を行う
と、図７（Ｃ）に示すように、放射線１１８の暴露領域
１１７のレジスト層１１４のみが選択的に除去されて基
板１１２の表面が露出し、それ以外の領域はレジスト層
１１４により覆われたままの状態となる。

【００８８】こうしてレジスト層１１４がパターン化さ
れると、リフロー工程で、レジスト層１１４を加熱す
る。そして、レジスト層１１４が溶融されると、表面張
力により、図７（Ｄ）に示すようにレジスト層１１４の
表面は、曲面形状をなす。

【００８９】続いて、図７（Ｄ）に示すように、このレ
ジスト層１１４をマスクとして、エッチャント１２０に
よって、基板１１２を所定の深さエッチングを行う。詳
しくは、異方性エッチング、例えば反応性イオンエッチ
ングなどのドライエッチングを行う。

【００９０】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、基板がエッチ
ングされる過程を示す図である。基板１１２は、部分的
に、曲面形状をなすレジスト層１１４によって覆われて
いる。基板１１２は、まず、レジスト層１１４に覆われ
ていない領域においてエッチングされる。そして、レジ
スト層１１４は、エッチャント１２０によりエッチング
されて、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、二点
鎖線で示す領域から実線で示す領域へと徐々に小さくな
る。ここで、レジスト層１１４は曲面形状をなしている
ので、この形状のレジスト層１１４が徐々に小さくなる
と、基板１１２は徐々に露出していき、この露出した領
域が連続的に徐々にエッチングされていく。こうして、
基板１１２が連続的に徐々にエッチングされるので、エ
ッチング後の基板１１２の表面形状は曲面となる。最後
には、図８（Ｃ）に示すように、基板１１２に凸状の曲
面部１１９が形成されて、原盤１１０となる。

【００９１】この原盤１１０も、一旦製造すればその
後、耐久性の許す限り何度でも使用できるため経済的で
ある。また、原盤１１０の製造工程は、２枚目以降のマ
イクロレンズアレイの製造工程において省略でき、工程
数の減少および低コスト化を図ることができる。

【００９２】図９は、本発明を適用したマイクロレンズ
アレイを適用した液晶プロジェクタの一部を示す図であ
る。この液晶プロジェクタは、上述した第２の実施形態
に係る方法により製造されたマイクロレンズアレイ２を
組み込んだライトバルブ２０１と、光源としてのランプ
２０２とを有する。

【００９３】マイクロレンズアレイ２は、レンズ６２を
ランプ２０２の反対方向に向けて配置されている。そし
て、レンズ６２上に保護膜２０３が形成され、保護膜２
０３上にはブラックマトリクス２０４が設けられてい
る。さらに、ブラックマトリクス２０４上には、透明な
共通電極２０５及び配向膜２０６が積層されている。な
お、保護膜２０３を構成する材料の光屈折率は、マイク
ロレンズアレイ２を構成する光透過性層の光屈折率より
も小さくなっている。

【００９４】ライトバルブ２０１には、配向膜２０６か
らギャップをあけて、ＴＦＴ基板２１１が設けられてい
る。ＴＦＴ基板２１１には、透明な個別電極２０９及び
薄膜トランジスタ２１０が設けられており、これらの上
に配向膜２０８が形成されている。また、ＴＦＴ基板２
１１は、配向膜２０８を配向膜２０６に対向させて配置
されている。

【００９５】配向膜２０６、２０８間には、液晶２０７
が封入されており、薄膜トランジスタ２１０によって制
御される電圧によって、液晶２０７が駆動されるように
なっている。

【００９６】この液晶プロジェクタによれば、ランプ２
０２から照射された光２１２が、各画素毎にレンズ６２
にて集光するので、明るい画面を表示することができ
る。

【００９７】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）〜図１（Ｅ）は、第１実施形態にお
ける原盤を製造する工程を示す図である。

【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、第１実施形態にお
いて原盤から複製盤を製造する工程を示す図である。

【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、第１実施形態に係
るマイクロレンズアレイを製造する工程を示す図であ
る。

【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、第２実施形態にお
いて原盤から中間盤を製造する工程を示す図である。

【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、第２実施形態にお
いて中間盤から複製盤を製造する工程を示す図である。

【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、第２実施形態に係
るマイクロレンズアレイを製造する工程を示す図であ
る。

【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｅ）は、第３実施形態に係
る原盤の製造方法を示す図である。

【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、第３実施形態にお
けるエッチングの過程を示す図である。

【図９】図９は、本発明を適用したマイクロレンズアレ
イを備える電子機器を示す図である。

【符号の説明】

１、２ マイクロレンズアレイ １０ 原盤 １９ 曲面部 ２０、５０ 複製盤 ２４、５４ 金属層 ２６、５６ 曲面部 ２８、５８ 光透過性層前駆体 ３０、６０ 光透過性層 ３２、６２ レンズ ４２ 中間盤前駆体 ４４ 中間盤

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の第１の曲面部を有する原盤を形成
   する第１工程と、 前記第１の曲面部から転写された複数の第２の曲面部を
   有する複製盤を形成する第２工程と、 前記第２の曲面部から転写された複数のレンズを有する
   光透過性層を形成する第３工程と、 を含むマイクロレンズアレイの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のマイクロレンズアレイの
   製造方法において、 前記複製盤は、前記原盤の前記第１の曲面部が形成され
   た面上に、電気鋳造法により金属層を形成し、前記金属
   層を前記原盤から剥離して得られるマイクロレンズアレ
   イの製造方法。
3. 【請求項３】 複数の第１の曲面部を有する原盤を形成
   する第１工程と、 前記第１の曲面部から転写された複数の第２の曲面部を
   有する中間盤を形成する第２工程と、 前記第２の曲面部から転写された複数の第３の曲面部を
   有する複製盤を形成する第３工程と、 前記第３の曲面部から転写された複数のレンズを有する
   光透過性層を形成する第４工程と、 を含むマイクロレンズアレイの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載のマイクロレンズアレイの
   製造方法において、 前記中間盤の形成工程は、前記原盤の前記第１の曲面部
   が形成された面上に中間盤前駆体を塗布する工程と、前
   記中間盤前駆体を固化して前記中間盤を形成する工程
   と、前記原盤から前記中間盤を剥離する工程と、を含む
   マイクロレンズアレイの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載のマイクロレンズアレイの
   製造方法において、 前記中間盤前駆体は、エネルギーの付与により硬化可能
   な物質を含むマイクロレンズアレイの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載のマイクロレンズアレイの
   製造方法において、 前記エネルギーは、光及び熱の少なくともいずれか一方
   であるマイクロレンズアレイの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項４記載のマイクロレンズアレイの
   製造方法において、 前記中間盤前駆体は、熱可塑性を有する物質であるマイ
   クロレンズアレイの製造方法。
8. 【請求項８】 請求項３から請求項７のいずれかに記載
   のマイクロレンズアレイの製造方法において、 前記中間盤は、樹脂からなるマイクロレンズアレイの製
   造方法。
9. 【請求項９】 請求項３から請求項８のいずれかに記載
   のマイクロレンズアレイの製造方法において、 前記複製盤は、前記中間盤の前記第２の曲面部が形成さ
   れた面上に、電気鋳造法により金属層を形成し、前記金
   属層を前記原盤から剥離して得られるマイクロレンズア
   レイの製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項１から請求項９のいずれかに記
    載のマイクロレンズアレイの製造方法において、 前記光透過性層の形成工程は、前記複製盤の前記曲面部
    が形成された面上に光透過性層前駆体を塗布する工程
    と、前記光透過性層前駆体を固化して光透過性層を形成
    する工程と、前記複製盤から前記光透過性層を剥離する
    工程と、を含むマイクロレンズアレイの製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載のマイクロレンズアレ
    イの製造方法において、 前記光透過性層前駆体は、エネルギーの付与により硬化
    可能な物質を含むマイクロレンズアレイの製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載のマイクロレンズアレ
    イの製造方法において、 前記エネルギーは、光及び熱の少なくともいずれか一方
    であるマイクロレンズアレイの製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項１０記載のマイクロレンズアレ
    イの製造方法において、 前記光透過性層前駆体は、熱可塑性を有する物質である
    マイクロレンズアレイの製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項１から請求項１３のいずれかに
    記載のマイクロレンズアレイの製造方法において、 前記光透過性層は、樹脂からなるマイクロレンズアレイ
    の製造方法。
15. 【請求項１５】 請求項１から請求項１４のいずれかに
    記載のマイクロレンズアレイの製造方法において、 前記原盤の前記第１の曲面部は、リソグラフィ法を介す
    るエッチングにて形成されるマイクロレンズアレイの製
    造方法。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載のマイクロレンズアレ
    イの製造方法において、 前記原盤は、シリコン又は石英からなるマイクロレンズ
    アレイの製造方法。
17. 【請求項１７】 請求項１から請求項１６のいずれかに
    記載の方法により製造されるマイクロレンズアレイ。
18. 【請求項１８】 請求項１７記載のマイクロレンズアレ
    イと、前記マイクロレンズアレイに向けて光を照射する
    光源と、を有する表示装置。