JP2006323147A - マイクロレンズの製造方法、マイクロレンズ、及び光学膜、プロジェクション用スクリーン、プロジェクターシステム、電気光学装置、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 より製造方法が簡単なマイクロレンズの製造方法、光学特性の良好なマイクロレンズ、及び光学膜、プロジェクション用スクリーン、プロジェクターシステム、電気光学装置、電子機器を提供する。
【解決手段】 基体Ｐ上に第１液滴としての機能液Ｘ１を配置して、機能液Ｘ１（バンク材料）を乾燥固化させて、外側より内側が凹んでいる第１凸部としてのバンク２９を形成する。外側より内側が凹んだ第１凸部としてのバンク２９の上に第２液滴としての機能液Ｘ２（マイクロレンズ材料）をさらに配置して、機能液Ｘ２を硬化させて第２凸部としてのマイクロレンズ３０を製造する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、マイクロレンズの製造方法、マイクロレンズ、及び光学膜、プロジェクション用スクリーン、プロジェクターシステム、電気光学装置、電子機器に関する。

各種の表示装置（電気光学装置）においては、カラー表示を可能にするためにカラーフィルタが設けられている。このカラーフィルタは、例えば、ガラスやプラスチックなどで構成された基板上に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色のドット状のフィルタエレメントを、いわゆるストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列などといった所定の配列パターンで配列させたものである。

また、表示装置としては、液晶装置やＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置などの電気光学装置を例として、ガラスやプラスチックなどで構成された基板上に、その光学状態を独立して制御可能な表示ドットを配列させたものがある。この場合、各表示ドットには液晶やＥＬ発光部が設けられる。表示ドットの配列態様としては、例えば、縦横の格子（ドットマトリクス）状に配列させたのものが一般的である。

カラー表示可能な表示装置においては、通常、例えば上記のＲ、Ｇ、Ｂの各色に対応する表示ドット（液晶やＥＬ発光部）が形成され、全色に対応する例えば３個の表示ドットによって一つの画素（ピクセル）が構成される。そして、一つの画素内に含まれる複数の表示ドットの階調をそれぞれ制御することによってカラー表示を行うことが可能になる。

液晶装置においては、液晶装置に組み込まれている液晶ディスプレイ用バックライトにマイクロレンズを配置させて、バックライトの照明用光源からの光を効率よく液晶素子に集光する方法がある。また、液滴吐出法を利用したマイクロレンズの形成方法は多数報告されている（例えば特許文献の特開２００５−６２５０７号公報）。一般に液滴吐出法によるマイクロレンズの形成は、マイクロレンズ形成用液滴の基板に対する接触角で曲率やアスペクト比が決まる。液滴を接触角以上には積み上げることが困難なため、より高アスペクト比にするためには、バンクなどを利用したピニング（液滴が段差部で保持される）の効果が必要となる。

例えば特許文献１に開示されているように、フォトリソグラフィ法などによりレンズ形成部を囲うようにバンクを形成するなどの方法が採用されていた。また、例えば特許文献２に開示されているように、バンクではなく、撥液膜のパターニングを利用した方法なども提案されていた。例えば特許文献３や、特許文献４に開示されているように、フォトリソグラフィ法などにより土台を形成する方法なども提案されていた。

特開２００３−２５８３８０号公報 特開２００１−１４１９０６号公報 特開２００４−３３８２７４号公報 特開２００４−３４１３１５号公報

ところが、これらの方法では、露光工程や現像工程が製造工程の途中で入るため、露光工程ではマスクを使用することや、現像工程では現像液を使用することなどによって、結果的に、製造工程が効率的にならなかった。つまり、液滴吐出法によるメリットが十分に生かしきれていなかった。

本発明の目的は、より製造方法が簡単なマイクロレンズの製造方法、光学特性の良好なマイクロレンズ、及び光学膜、プロジェクション用スクリーン、プロジェクターシステム、電気光学装置、電子機器を提供することである。

本発明のマイクロレンズの製造方法は、基体上に凸形状のマイクロレンズを形成するマイクロレンズの製造方法であって、前記基体上に第１液滴を配置する工程と、前記第１液滴を乾燥固化させて第１凸部を形成する工程と、前記第１凸部の中央部分が凹んだ領域にレンズ材料としての第２液滴を配置する工程と、前記第２液滴を硬化させて第２凸部を形成する工程と、を備えていることを特徴とする。

この発明によれば、第１液滴が乾燥して固化するときに、いわゆるコーヒーステイン現象によって、中央部分が凹んだ領域のある第１凸部ができあがる。この第１凸部の凹みにレンズ材料としての第２液滴を配置して硬化させることによって、液滴吐出法のみによるマイクロレンズが形成できる。したがって、露光工程や現像工程が必要ないので、作業が効率的である。しかも、凸部領域の接触角を利用することで、液滴の盛り込み許容量が増えるため、曲率やアスペクト比の高いマイクロレンズができる。

本発明のマイクロレンズの製造方法は、前記第１液滴を配置する工程の前に、前記基体を撥液化処理する工程を備えていることが望ましい。

この発明によれば、第１液滴としてのバンク材料が基板上で弾かれるから、基板上に配置された第１液滴は小さくなりやすいので、第１凸部を小さくて緻密に形成できる。しかも、第１凸部は撥液性なので、第２液滴としてのレンズ材料を滴下すると、曲率やアスペクト比の高い形状のマイクロレンズを緻密に形成できる。

本発明のマイクロレンズの製造方法は、前記第２液滴を配置する工程の前に、前記第１凸部を撥液化処理する工程を備えていることが望ましい。

この発明によれば、第１凸部が撥液化処理されているので、第２液滴としてのレンズ材料を第１凸部に配置すると、マイクロレンズの曲率またはアスペクト比が高くなる。

本発明のマイクロレンズの製造方法は、前記第１凸部を形成する工程では、前記第１凸部が、前記第１凸部の内側部分より外側部分の高さが高いことが望ましい。

この発明によれば、第１凸部の内側部分が外側部分より低いから、第２液滴としてのレンズ材料が第１凸部の低いところに溜まりやすくなる点と、凸部領域の接触角を利用することで、液滴の盛り込み許容量が増えるために、レンズ材料を第１凸部上に配置しやすくなる。

本発明のマイクロレンズの製造方法は、前記第１凸部を形成する工程では、前記第１液滴が、撥液性材料であることが望ましい。

この発明によれば、第１液滴が、撥液性材料であるからできた第１凸部に第２液滴が弾かれやすくなるので、レンズ材料を第１凸部からこぼれることなく配置できる量を多くできる。しかも、曲率の大きいマイクロレンズができる。

本発明のマイクロレンズは、基体上に形成された凸形状のマイクロレンズであって、前述のマイクロレンズの製造方法において製造されたことを特徴とする。

この発明によれば、バンク径が小さくて緻密なマイクロレンズで、しかも、曲率またはアスペクト比の高い凸形状のマイクロレンズを提供できる。

本発明のマイクロレンズは、基体上に形成された凸形状のマイクロレンズであって、前記基体上に第１液滴を配置して、前記第１液滴を乾燥固化させて形成された第１凸部と、前記第１凸部の中央部分が凹んだ領域にレンズ材料としての第２液滴を配置して、前記第２液滴を硬化させて形成された第２凸部と、を備えていることを特徴とする。

この発明によれば、第１液滴が乾燥して固化するときに、いわゆるコーヒーステイン現象によって、中央部分が凹んだ領域のある第１凸部ができあがる。この第１凸部の凹みにレンズ材料としての第２液滴を配置して硬化させることによって、曲率の大きいマイクロレンズを提供できる。

本発明の光学膜は、基体と、前記基体上に形成された光学膜であって、前記基体が光透過性シートあるいは光透過性フィルムからなり、前述に記載のマイクロレンズが、前記光透過性シートあるいは前記光透過性フィルム上に形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、光透過性シートあるいは前記光透過性フィルム上に、高い拡散効果を発揮するマイクロレンズを簡単に形成できるので、良好な拡散性能を有する光学膜を提供できる。

本発明のプロジェクション用スクリーンは、光の入射側または出射側に前記光を散乱する散乱膜または光を拡散する拡散膜が配設されているプロジェクション用スクリーンにおいて、前述に記載の光学膜が、前記散乱膜または前記拡散膜のうち少なくとも一方に用いられていることを特徴とする。

この発明によれば、良好な拡散性能を有する光学膜を散乱膜または拡散膜として備えているので、輝度やコントラストの高い高解像度のプロジェクション用スクリーンを提供できる。

本発明のプロジェクターシステムは、スクリーンと、プロジェクタとで構成されるプロジェクターシステムにおいて、前述に記載のプロジェクション用スクリーンが、前記スクリーンとして用いられていることを特徴とする。

この発明によれば、高解像度のプロジェクション用スクリーンを備えているので、高解像度のプロジェクターシステムを提供できる。

本発明の拡散板は、光を散乱する散乱膜が配設されている拡散板において、前述に記載の光学膜が、前記散乱膜として用いられていることを特徴とする。

この発明によれば、拡散板に高い拡散効果を発揮するマイクロレンズが形成されているので、良好な拡散性能を有する拡散板を提供できる。

本発明のバックライトは、導光板と、拡散板とを備え、前記導光板より光の出射側に拡散板が配設されて構成されるバックライトにおいて、前述に記載の拡散板が、用いられていることを特徴とする。

この発明によれば、高い拡散効果を発揮するマイクロレンズが形成されている拡散板だから、良好な拡散性能を発揮することが可能なバックライトを提供できる。

本発明の電気光学装置は、前述に記載のバックライトを有することを特徴とする。

この発明によれば、良好な拡散性能を発揮することが可能なバックライトを電気光学装置に備えているので、コントラストの良好な電気光学装置を提供できる。

本発明の電子機器は、前述に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする。

この発明によれば、コントラストの良好な電気光学装置を備えているので、解像度の高い電子機器を提供できる。

以下、本発明のマイクロレンズ、及びマイクロレンズの製造方法について実施形態を挙げ、添付図面に沿って詳細に説明する。なお、基体上に液滴吐出方法によって機能液が塗布された基板を例に挙げて説明する。本発明の特徴的な構成及び方法について説明する前に、まず、液滴吐出方法で用いられる基体、液滴吐出法、液滴吐出装置、表面処理方法、バンク材料、マイクロレンズ材料、について順次説明する。
＜基体＞

本発明に用いうる基体として、Ｓｉウエハー、石英ガラス、ガラス、プラスチックフィルム、金属板など各種のものを用いることができる。また、これら各種の素材基板の表面に半導体膜、金属膜、誘電体膜、有機膜などが下地層として形成されたものも、基体として用いてもよい。
＜液滴吐出法＞

液滴吐出法の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換式、電気熱変換方式、静電吸引方式等が挙げられる。ここで、帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御して吐出ノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に３０ｋｇ／ｃｍ²程度の超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進して吐出ノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散して吐出ノズルから吐出されない。また、電気機械変換方式は、ピエゾ素子（圧電素子）がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって材料を貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間から材料を押し出して吐出ノズルから吐出させるものである。

また、電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒータにより、材料を急激に気化させてバブル（泡）を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、吐出ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。また、この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術も適用可能である。液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。なお、液滴吐出法により吐出される液体材料の一滴の量は例えば１〜３００ナノグラムである。
＜液滴吐出装置＞

次に、上述の液滴吐出法を用いて液体材料を吐出する液滴吐出装置の一例について説明する。なお、本実施形態においては、液滴吐出法を用いて液滴吐出ヘッドから基板に対して液滴を吐出（滴下）することによる液滴吐出装置を挙げて説明する。

図１は、液滴吐出装置ＩＪの概略構成を示す斜視図である。
液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１と、Ｘ軸方向駆動軸４と、Ｙ軸方向ガイド軸５と、制御装置ＣＯＮＴと、ステージ７と、クリーニング機構８と、基台９と、ヒータ１５とを備えている。
ステージ７は、この液滴吐出装置ＩＪにより液体材料を配置される基板Ｐを支持するものであって、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。

液滴吐出ヘッド１は、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッドであり、長手方向とＸ軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド１の下面に一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド１の吐出ノズルからは、ステージ７に支持されている基板Ｐに対して、液体材料が吐出される。

Ｘ軸方向駆動軸４には、Ｘ軸方向駆動モータ２が接続されている。Ｘ軸方向駆動モータ２はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸方向駆動軸４を回転させる。Ｘ軸方向駆動軸４が回転すると、液滴吐出ヘッド１はＸ軸方向に移動する。
Ｙ軸方向ガイド軸５は、基台９に対して動かないように固定されている。ステージ７は、Ｙ軸方向駆動モータ３を備えている。Ｙ軸方向駆動モータ３はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＹ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ７をＹ軸方向に移動する。

制御装置ＣＯＮＴは、液滴吐出ヘッド１に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ軸方向駆動モータ２に液滴吐出ヘッド１のＸ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ軸方向駆動モータ３にステージ７のＹ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
クリーニング機構８は、液滴吐出ヘッド１をクリーニングするものである。クリーニング機構８には、図示しないＹ軸方向の駆動モータが備えられている。このＹ軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Ｙ軸方向ガイド軸５に沿って移動する。クリーニング機構８の移動も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
ヒータ１５は、ここではランプアニールにより基板Ｐを熱処理する手段であり、基板Ｐ上に配置された液体材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ１５の電源の投入及び遮断も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１と基板Ｐを支持するステージ７とを相対的に走査しつつ基板Ｐに対して、液滴吐出ヘッド１の下面にＸ軸方向に配列された複数の吐出ノズルから液滴を吐出する。

図２は、ピエゾ方式による液体材料の吐出原理を説明するための図である。
図２において、液体材料を収容する液体室２１に隣接してピエゾ素子２２が設置されている。液体室２１には、液体材料を収容する材料タンクを含む液体材料供給系２３を介して液体材料が供給される。ピエゾ素子２２は駆動回路２４に接続されており、この駆動回路２４を介してピエゾ素子２２に電圧を印加し、ピエゾ素子２２を変形させることにより、液体室２１が変形し、吐出ノズル２５から液体材料が吐出される。この場合、印加電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子２２の歪み量が制御される。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子２２の歪み速度が制御される。ピエゾ方式による液滴吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。

以上説明した液滴吐出装置は、本発明に係る配置方法や製造方法において用いることができるものであるが、本発明はこれに限られることはなく、液滴を吐出し、所定の着弾予定位置に着弾させることができるものであれば、如何なる装置を用いることも可能である。
＜表面処理方法＞

本実施形態の表面処理方法としては、液滴の接触角制御に向けた撥液化処理として基板の表面に有機薄膜を形成する方法、または、プラズマ処理法等を採用できる。なお、撥液化処理を良好に行うため、前処理工程として洗浄を行うことが好ましい。例えば、紫外線洗浄、紫外線/オゾン洗浄、プラズマ洗浄、酸あるいはアルカリ洗浄等を採用できる。

撥液化処理として有機薄膜を形成する方法では、配線パターンを形成すべき基板の表面に、シラン化合物や界面活性剤等の有機分子から有機薄膜を形成する。
基板の表面を処理するための有機分子は、基板に物理的または化学的に結合可能な官能基と、その反対側に親液基あるいは撥液基といった基板の表面性を改質する（表面エネルギーを制御する）官能基を備えており、基板に結合して有機薄膜を形成し、理想的には単分子膜となる。中でも、基板との結合可能な官能基と、その反対側の基板の表面を改質する官能基とを結ぶ有機構造が炭素の直鎖あるいは一部分岐した炭素鎖である有機分子は、基板に結合して自己組織化して緻密な自己組織化膜を形成する。

ここで、自己組織化膜とは、基板の下地層等の構成原子と反応可能な結合性官能基とそれ以外の直鎖や芳香環構造とからなり、直鎖部位間におけるファンデルワールス相互作用や芳香環間におけるπ−πスタッキングにより極めて高い配向性を有する化合物を、配向させて形成された膜である。この自己組織化膜は、単分子を配向させて形成されているので、極めて膜厚を薄くすることができ、しかも、分子レベルで均一な膜となる。すなわち、膜の表面に同じ分子が位置するため、膜の表面に均一でしかも優れた撥液性や親液性を付与することができる。

上記の高い配向性を有する化合物として、例えば下記一般式Ｒ¹ＳｉＸ¹ _aＸ² _(3-a)に示すようなシラン化合物を用いることができる。式中、Ｒ¹は有機基を表し、Ｘ¹及びＸ²は−ＯＲ²、−Ｒ²、−Ｃｌを示し、Ｘ¹及びＸ²に含まれるＲ²は、炭素数１〜４のアルキル基を示し、ａは１〜３の整数である。

一般式Ｒ¹ＳｉＸ¹ _aＸ² _(3-a)で表されるシラン化合物は、シラン原子に有機基が置換し、残りの結合基にアルコキシ基またはアルキル基または塩素基が置換したものである。有機基Ｒ¹の例としては、例えば、フェニル基、ベンジル基、フェネチル基、ヒドロキシフェニル基、クロロフェニル基、アミノフェニル基、ナフチル基、アンスレニル基、ピレニル基、チエニル基、ピロリル基、シクロヘキシル基、シクロヘキセニル基、シクロペンチル基、シクロペンテニル基、ピリジニル基、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｎ−オクタデシル基、クロロメチル基、メトキシエチル基、ヒドロキシエチル基、アミノエチル基、シアノ基、メルカプトプロピル基、ビニル基、アリル基、アクリロキシエチル基、メタクリロキシエチル基、グリシドキシプロピル基、アセトキシ基等を例示できる。

Ｘ¹のアルコキシ基や塩素基、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合等を形成するための官能基であり、水により加水分解されてアルコールや酸として脱離する。アルコキシ基としては例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基等を挙げることができる。
Ｒ²の炭素数は脱離するアルコールの分子量が比較的小さく、除去が容易であり形成される膜の緻密性の低下を抑制できるという観点から、１〜４の範囲であることが好ましい。

一般式Ｒ¹ＳｉＸ¹ _aＸ² _(3-a)で表される代表的な撥液性シラン化合物としては、含フッ素アルキルシラン化合物が挙げられる。特にＲ¹がパ−フルオロアルキル構造Ｃ_nＦ_2n+1で表される構造を有するものであり、ｎは１から１８の整数を表す。含フッ素アルキルシラン化合物を用いることにより、膜の表面にフルオロアルキル基が位置するように各化合物が配向して自己組織化膜が形成されるので、膜の表面に均一な撥液性を付与することができる。

フルオロアルキル基やパ−フルオロアルキルエーテル構造を有するシラン化合物は「ＦＡＳ」と総称される。これらの化合物は、単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。なお、ＦＡＳを用いることにより、基板との密着性と良好な撥液性とを得ることができる。

また、シラン化合物以外にも上記の高い配向性を有する化合物として、下記一般式Ｒ¹
Ｙ¹で表されるような界面活性剤を用いることもできる。Ｒ¹Ｙ¹中、Ｒ¹は疎水性の有機基を表し、Ｙ¹は親水性の極性基、−ＯＨ、−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＨ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＡ、−ＣＯＮＨ２、−ＳＯ３Ｈ、−ＳＯ３Ａ、−ＯＳＯ３Ｈ、−ＯＳＯ３Ａ、−ＰＯ３Ｈ２、−ＰＯ３Ａ、−ＮＯ２、−ＮＨ２、−ＮＨ３Ｂ（アンモニウム塩）、≡ＮＨＢ（ピリジニウム塩）、−ＮＸ¹ ₃Ｂ（アルキルアンモニウム塩）等である。ただし、Ａは１個以上の陽イオンを表し、Ｂは１個以上の陰イオンを表すものとする。また、Ｘ¹は前出と同じ炭素数１〜４のアルキル基の意味を表すものとする。

一般式Ｒ¹Ｙ¹で表される界面活性剤は両親媒性化合物であり、親油性の有機基Ｒ¹に親水性の官能基が結合した化合物である。Ｙ¹ は親水性の極性基を表し、基板との結合あるいは吸着するための官能基であり、有機基Ｒ¹は新油性を有し、親水面の反対側に並ぶことにより親水面上に親油面が形成される。

一般式Ｒ¹Ｙ¹で表される代表的な撥液性シラン化合物としては、含フッ素アルキル界面活性剤が挙げられる。特にＲ¹がパ−フルオロアルキル構造Ｃ_nＦ_2n+1やパ−フルオロアルキルエーテル構造で表される構造を有するものであり、ｎは１から１８の整数を表す。

これらのパーフルオロアルキル構造やパ−フルオロアルキルエーテル構造を有する界面活性剤は、単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。なお、パーフルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、基板との密着性と良好な撥液性とを得ることができる。

さらに、フッ素を含有しないアルキル構造であってもよく、一般的な界面活性剤にも緻密な膜を形成させることで、撥液性を得ることができる。

シラン化合物や界面活性剤等の有機分子などからなる有機薄膜は、上記の原料化合物と基板Ｐとを同一の密閉容器中に入れておき、室温で２〜３日程度の間放置することにより基板Ｐ上に形成される。また、密閉容器全体を８０〜１４０℃に保持することにより、１〜３時間程度で基板上に形成される。これらは気相からの形成法であるが、液相からも自己組織化膜を形成できる。例えば、原料化合物を含む溶液中に基板を３０分〜６時間浸積し、洗浄、乾燥することで基板上に自己組織化膜が形成される。また、原料化合物を含む溶液を４０〜８０℃に加熱することにより、５分〜２時間の浸漬で自己組織化膜を形成することができる。

一方、プラズマ処理法では、常圧又は真空中で基板Ｐに対してプラズマ照射を行う。プラズマ処理に用いるガス種は、基板Ｐの表面材質等を考慮して種々選択できる。処理ガスとしては、フルオロカーボン系化合物を好適に用いることができ、例えば、４フッ化メタン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロデカン等を例示できる。4フッ化メタンを処理ガスとするプラズマ処理法（ＣＦ₄プラズマ処理法）の処理条件は、例えばプラズマパワーが５０〜１０００Ｗ、４フッ化炭素ガス流量が５０〜１００ｍＬ／ｍｉｎ、プラズマ放電電極に対する基板搬送速度が０．５〜１０２０ｍｍ／ｓｅｃ、基板温度が７０〜９０℃とされる。
＜バンク材料＞

本発明に用いられるバンク材料としては、形成時には液滴として吐出可能な液状であり、その後固形化可能なものであれば特に限定されるものではない。このような材料としては、樹脂を溶媒に熔解した溶液を塗布した後、溶剤を除去するようにしたもの、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、樹脂溶液、微粒子分散液等種々の樹脂や微粒子を挙げることができる。

バンク材料としては、一般的にポリイミド、アクリル樹脂、ノボラック系樹脂等の有機材料が使用される。上記の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、メチルメタクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマー等を採用することができる。

バンク材料は、接触させる樹脂や溶液に溶解あるいは反応してはいけないため、吐出後に光または熱により硬化する硬化性樹脂であることが好ましい。

このような光硬化性樹脂は、通常少なくとも１個以上の官能基を有し、光重合開始剤に光を照射することにより発生するイオンまたはラジカルによりイオン重合、ラジカル重合を行い、分子量を増加させ必要であれば架橋構造の形成を行うモノマーやオリゴマーと、光重合開始剤とを少なくとも有する樹脂組成物を硬化させたものである。ここでいう官能基とは、ビニル基、カルボキシル基、アミノ基、水酸基、エポキシ基などの反応の原因となる原子団もしくは結合様式をいう。

また、熱硬化性樹脂は、通常少なくとも１個以上の官能基を有し、熱重合開始剤に熱を加えることにより発生するイオンまたはラジカルによりイオン重合、ラジカル重合を行い、分子量を増加させ必要であれば架橋構造の形成を行うモノマーやオリゴマーと、熱重合開始剤とを少なくとも有する樹脂組成物を硬化させたものである。ここでいう官能基とは、ビニル基、カルボキシル基、アミノ基、水酸基、エポキシ基などの反応の原因となる原子団もしくは結合様式をいう。

また、ワニスのように樹脂の溶液では、ポリイミドのようにあらかじめ耐熱性の優れたポリマーを溶解させておき、乾燥により析出させることで、光や熱で硬化させることなく、バンクとして採用することができる。

また、耐熱性と優れた光透過性を獲得できるという点で、微粒子分散液を採用することもできる。微粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、アクリル樹脂、有機シリコーン樹脂、ポリスチレン、尿素樹脂、ホルムアルデヒド縮合物などの微粒子が挙げられ、これらのうちの一種が用いられ、あるいは複数種が混合されて用いられる。微粒子を採用した場合は、乾燥により堆積することで凝集させ、バンクとして使用することができる。また、粒子間および基板粒子間で密着性を向上させるため、粒子表面に感光性あるいは感熱性の表面処理を施してもよい。

本実施形態で用いられる、上記バンク材料の液滴は、目的の機能を損なわない範囲で必要に応じてフッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節材を微量添加することができる。これらの表面張力調節材は、インクの塗布対象物への濡れ性の制御を可能とし、塗布した膜のレベルリング性を改良し、塗膜のぶつぶつの発生、ゆず肌の発生などの防止に役立つものである。

このようにして調製したバンク材料の液滴の粘度は１〜５０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。液滴吐出装置にて溶液を塗布する場合、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合にはノズル周辺部が液滴の流出により汚染され易く、また粘度が５０ｍＰａ・ｓより大きい場合は、ノズル孔での目詰まり頻度が高くなり円滑な液滴の吐出が困難となるためである。より好ましくは５〜２０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。

さらに、このようにして調製したバンク材料の液滴の表面張力は１〜５０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。この表面張力は０．０２〜０．０７Ｎ／ｍの範囲に入ることが望ましい。液滴吐出装置にて溶液を塗布する場合、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ未満であると、液滴のノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲がりが生じ易くなり、０．０７Ｎ／ｍを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため液滴の吐出量、吐出タイミングの制御が困難になるためである。
＜マイクロレンズ材料＞

本発明に用いられるマイクロレンズ３０を構成する材料としては、形成時には液滴として吐出可能な液状であり、その後硬化可能なものであり、さらに硬化後レンズとしての機能を有し得る光に対して透過性を有する材料であれば特に限定されるものではない。このような樹脂としては、上記透過性を有する樹脂を溶媒に熔解した溶液を塗布した後、溶剤を除去するようにしたもの、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等種々の樹脂を挙げることができるが、硬化が容易でかつ迅速であり、さらには硬化時にレンズ成形材料および基材が高温とならない点で光硬化性樹脂が好ましい。

このような光硬化性樹脂は、通常少なくとも１個以上の官能基を有し、光重合開始剤に光を照射することにより発生するイオンまたはラジカルによりイオン重合、ラジカル重合を行い、分子量を増加させ必要であれば架橋構造の形成を行うモノマーやオリゴマーと、光重合開始剤とを少なくとも有する樹脂組成物を硬化させたものである。ここでいう官能基とは、ビニル基、カルボキシル基、水酸基などの反応の原因となる原子団もしくは結合様式をいう。

このようなモノマー、オリゴマーとしては、不飽和ポリエステル型、エンチオール型、アクリル型等が挙げられ、中でも硬化速度、物性選択の幅の広さからアクリル型が好ましい。このようなアクリル型のモノマー、オリゴマーの内、単官能基のものとしては、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルＥＯ付加物アクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレートのカプロラクトン付加物、２−フェノキシエチルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、ノニルフェノールＥＯ付加物アクリレート、ノニルフェノールＥＯ付加物にカプロラクトン付加したアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、フルフリルアルコールのカプロラクトン付加物アクリレート、アクリロイルモルホリン、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、イソボニルアクリレート、４，４−ジメチル−１，３−ジオキソランのカプロラクトン付加物のアクリレート、３−メチル−５，５−ジメチル−１，３−ジオキソランのカプロラクトン付加物のアクリレート等を挙げることができる。

また、アクリル型のモノマー、オリゴマーの内、多官能のものとしては、ヘキサンジオールアクリレート、ネオペンチル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、トリプロピレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルのカプロラクトン付加物ジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物、ヒドロキシピバルアルデヒドとトリメチロールプロパンのアセタール化合物のジアクリレート、２，２−ビス［４−（アクリロイロキシジエトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（アクリロイロキシジエトキシ）フェニル］メタン、水添ビスフェノールエチレンオキサイド付加物のジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサイド付加物トリアクリレート、グリセリンプロピレンオキサイド付加物トリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートペンタアクリレート混合物、ジペンタエリスリトールのカプロラクトン付加物アクリレート、トリス（アクリロイロキシエチル）イソシアヌレート、２−アクリロイロキシエチルホスフェート等を挙げることができる。

なお、上記の透過性を有する樹脂には、予め光拡散性微粒子を混合分散させておいてもよい。光拡散性微粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、アクリル樹脂、有機シリコーン樹脂、ポリスチレン、尿素樹脂、ホルムアルデヒド縮合物などの微粒子が挙げられ、これらのうちの一種が用いられ、あるいは複数種が混合されて用いられる。ただし、光拡散性微粒子が十分な光拡散性を発揮するためには、この微粒子が光透過性である場合、その屈折率が前記光透過性樹脂の屈折率と十分に差がある必要がある。したがって、光拡散性微粒子が光透過性である場合には、このような条件を満たすよう、使用する光透過性樹脂に応じて適宜に選定され用いられる。

このような光拡散性微粒子は、前述したように予め光透過性樹脂に分散させられることにより、液滴吐出ヘッドから吐出可能な液状に調整されている。その際、光拡散性微粒子の表面を界面活性剤で被覆処理することや、あるいは溶融樹脂で覆う処理を行うことによって光拡散性微粒子の光透過性樹脂への分散性を高めておくのが好ましく、このような処理を行うことにより、液滴吐出ヘッドからの吐出が良好となる流動性を、この光拡散性微粒子を分散させた光透過性樹脂に付加することができる。なお、表面処理を行うための界面活性剤としては、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系、フッ素樹脂系などのものが、光拡散微粒子の種類に応じて適宜に選択され用いられる。

また、このような光拡散性微粒子としては、その粒径が５ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下のものを用いるのが好ましい。より好ましくは粒径が２００ｎｍ以上、５００ｎｍ以下のものを用いるのが好ましい。このような範囲にすれば、粒径が２００ｎｍ以上であることによってその光拡散性が良好に確保され、また５００ｎｍ以下であることによって液滴吐出ヘッドのノズルから良好に吐出できる。

このような光拡散性微粒子を混合分散させた光透過性樹脂から得られたマイクロレンズ３０にあっては、光拡散性微粒子によって複合化していることから、より一層高い拡散性能が付与されるとともに熱可塑性を抑えることができるため優れた耐熱性を得ることができる。

また、耐熱性と優れた光透過性を獲得できるという点で、無機成分を含む樹脂を採用することもできる。具体的にはケイ素、ゲルマニウム、チタン等を挙げることができるが、入手しやすさという点ではケイ素を含有する樹脂が好ましい。

このようなポリマーとしては、ポリシロキサン、ポリシラン、ポリシラザンが挙げられる。これらの化合物は高分子主鎖骨格にケイ素を含んでおり、熱や光、触媒等による化学反応により、ガラスに類似したケイ素酸化物を形成する。このようにして形成されたケイ素酸化物は有機材料のみからなる樹脂等にくらべ、優れた耐熱性と光透過性を有するため、マイクロレンズ材料としては好適である。

より具体的には、アルコキシ基を有するポリシロキサン溶液を触媒と共に吐出した後、乾燥し、加熱することでアルコキシ基を縮合し、ケイ素酸化物を得ることができる。また、ポリシラン溶液を吐出した後、紫外線を照射し、上記ポリシランを光酸化することにより、ケイ素酸化物を得ることができる。ポリシラザン溶液を吐出した後、上記ポリシラザンを紫外線や酸またはアルカリ等で加水分解し、かつ、酸化することによりケイ素酸化物を得ることができる。

本実施形態で用いられる、上記マイクロレンズ材料のインクは、目的の機能を損なわない範囲で必要に応じてフッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節材を微量添加することができる。これらの表面張力調節材は、インクの塗布対象物への濡れ性の制御を可能とし、塗布した膜のレベルリング性を改良し、塗膜のぶつぶつの発生、ゆず肌の発生などの防止に役立つものである。

このようにして調製したマイクロレンズ材料の液滴の粘度は１〜５０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。液滴吐出装置にて溶液を塗布する場合、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合にはノズル周辺部が液滴の流出により汚染され易く、また粘度が５０ｍＰａ・ｓより大きい場合は、ノズル孔での目詰まり頻度が高くなり円滑な液滴の吐出が困難となるためである。より好ましくは５〜２０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。

さらに、このようにして調製したマイクロレンズ材料の液滴の表面張力は１〜５０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。この表面張力は０．０２〜０．０７Ｎ／ｍの範囲に入ることが望ましい。液滴吐出装置にて溶液を塗布する場合、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ未満であると、液滴のノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲がりが生じ易くなり、０．０７Ｎ／ｍを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため液滴の吐出量、吐出タイミングの制御が困難になるためである。
（実施形態）
＜マイクロレンズの製造方法＞

本実施の形態では、表面処理を行った基板上に液滴吐出法によって液滴吐出ヘッドの吐出ノズルからバンク材料あるいはバンク材料を含む液滴を液滴状に吐出配置し、特異形状に乾燥することによってバンクを形成する。さらに、液滴吐出法によって液滴吐出ヘッドの吐出ノズルからマイクロレンズ材料あるいはマイクロレンズ材料を含む液滴を液滴状に吐出して、バンクの上に配置する。このバンクを利用することでレンズ形状を制御したマイクロレンズを形成する方法を説明する。

図３（ａ）〜（ｇ）は、マイクロレンズの製造工程を示す工程断面図であり、図４は、マイクロレンズの製造工程の手順を示す概略フローチャートである。

図３及び図４を参照して、本発明のマイクロレンズの製造方法について説明する。なお、本実施形態のマイクロレンズ形成方法は、基板洗浄工程、基板表面処理工程、バンク材料配置工程、乾燥工程、熱処理／光処理工程、バンク表面処理工程、マイクロレンズ材料配置工程及びマイクロレンズ材料硬化工程から概略構成される。以下、各工程について詳細に説明する。
（基板洗浄工程）

図４のステップＳ１では、基板Ｐを洗浄する。基板Ｐの撥液化処理を良好に行うため、撥液化処理の前処理工程として洗浄を行うことが好ましい。基板Ｐの洗浄方法は、例えば、紫外線洗浄、紫外線/オゾン洗浄、プラズマ洗浄、酸あるいはアルカリ洗浄等を採用できる。なお、基板Ｐは、ガラスを用いた。
（基板表面処理工程）

図４のステップＳ２では、図３（ａ）に示すように、基板Ｐの表面を表面処理する。基板Ｐの表面処理は、レンズ径となるバンク材料の着弾径を小さくする目的で必要な接触角を得られるように基板Ｐの表面を撥液化することである。基板撥液化処理工程では、基板Ｐの表面をバンク材料としての機能液Ｘ１に対して撥液性に加工する。基板Ｐの表面を撥液化する方法としては、基板Ｐの表面に有機薄膜を形成する方法、プラズマ処理法等を採用できる。なお、ここでは有機薄膜を形成する方法を採用した。そして、撥液層Ｈ１は撥液性が付与される。
（バンク材料配置工程）

図４のステップＳ３では、図３（ｂ）に示すように、基板Ｐの所定の位置に液滴吐出装置ＩＪを用いて、バンク材料としての機能液Ｘ１を基板Ｐ上に吐出して配置させる。ここでは、バンク材料として光硬化性樹脂溶液を用い、フォトレジスト溶液ＯＦＰＲ（東京応化工業株式会社）を吐出する。なお、液滴吐出の条件としては、例えば、液滴の重量４ｎｇ／ｄｏｔ、液滴の速度（吐出速度）５〜７ｍ／ｓｅｃで行うことができる。また、液滴を吐出する雰囲気は、温度６０℃以下、湿度８０％以下に設定されていることが好ましい。これにより、液滴吐出ヘッド１の吐出ノズルが目詰まりすることなく安定した液滴吐出を行うことができる。また、バンク材料としては、光硬化性樹脂溶液の他にも熱硬化性樹脂溶液を選択することもでき、樹脂の形態としてはポリマーの形態であってもモノマーの形態であってもよい。モノマーが液状である場合には、溶液ではなくモノマーそのものをインクとしても良い。また、光や熱に未官能性のポリマー溶液を用いることもできる。

撥液層Ｈ１は撥液性が付与されているため、吐出された機能液Ｘ１の一部が撥液層Ｈ１に弾かれて、バンク径が小さくなろうとする。バンク径が小さくなれば、バンク２９を緻密に形成しやすくなる。
（乾燥工程）

図４のステップＳ４では、図３（ｃ）に示すように、基板Ｐ上に配置されたバンク材料としての機能液Ｘ１を乾燥する。バンク材料として機能液Ｘ１を吐出した後、分散媒を除去し、乾燥処理をする。そして、バンク２９としてしみ上がりによる特異形状を得ることができる。このしみ上がりによる特異形状は第１凸部の中央部が凹んだものや、環状になっているものなどがあり、「コーヒーステイン」現象とも呼ばれ、文献1（R. D. Deegan, et. al., Nature, 389, 827 (1997)）にも紹介されるように、液滴中の固形分が内部対流により周辺部に集まる現象によるものである。文献2（R. D. Deegan, et. al., Langmuir, 20, 7789 (2004)）によればこの特異形状は、液体の乾燥速度が速く、粘度が低いほど生じやすい。そのため、低沸点かつ低粘度の溶媒を用いるほどこの特異形状を形成しやすい。また、乾燥速度を速めるため、この特異形状が形成される限度において加熱あるいは減圧といった環境下で乾燥を行うことが望ましい。そして、バンク材料膜２９ａが形成できる。

加熱処理は、例えば基板を加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行うこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、ＹＡＧレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザーなどを光源として使用することができる。これらの光源は一般には、出力１０Ｗ以上５０００Ｗ以下の範囲のものが用いられるが、本実施形態では１００Ｗ以上１０００Ｗ以下の範囲で十分である。

また、減圧処理は、ロータリーポンプ、真空ポンプ、ターボポンプ等によって行うことができる。これらのポンプの内蔵された一般的な減圧乾燥機であってもよく、加熱処理と組み合わせてもよい。これらの減圧乾燥する工程においては、１０¹〜１０⁴Ｐａの比較的に真空度の低い減圧下で達成され、真空度が高すぎる場合、溶媒が突沸してしまい、目的とする形状が得られにくい。

そして、この乾燥工程によって、バンク材料は、周辺部が土手状に盛り上がり、内周が凹んだ形状となった。この形状を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で観察した結果、外周部はガラス基板表面よりも約５μｍ高く盛り上がっていることが確認された。
（熱処理／光処理工程）

図４のステップＳ５では、図３（ｄ）に示すように、乾燥したバンク材料を硬化処理する。乾燥工程後のバンク材料膜２９ａは、引き続き吐出するマイクロレンズ材料との相溶を抑え、バンクとしての機械的熱的強度を高めるために、硬化する必要がある。また、樹脂溶液の場合も同様の目的で溶媒を完全に除去する必要がある。そのため、吐出工程後の基板Ｐには熱処理及び／又は光処理が施される。そして、第１凸部としてのバンク２９が形成できる。

熱処理及び／又は光処理は通常大気中で行なわれるが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。熱処理及び／又は光処理の処理条件は、溶媒の沸点（蒸気圧）、雰囲気ガスの種類や圧力、重合開始剤の反応温度または反応露光量、架橋反応の反応温度または反応露光量、オリゴマーやポリマーのガラス転移温度、基材の耐熱温度、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動などを考慮して適宜決定される。

光処理には、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線等を用いてバンクを硬化形成することができ、いずれも１J／ｃｍ²以下であることが望ましく、生産性向上のためには０．２J／ｃｍ²以下であることがより好ましい。また、熱処理にはホットプレート、電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行うことができ、硬化物のガラス転移温度以下であれば２００℃以下であることが望ましい。
（バンク表面処理工程）

図４のステップＳ６では、図３（ｅ）に示すように、硬化処理したバンク材料のバンク表面を表面処理する。バンク表面処理工程は、マイクロレンズ形状として凸形状を形成し、必要なアスペクト比を得られるようにバンク表面を撥液化する撥液化処理工程である。
具体的なバンク表面を撥液化する方法としては、基板Ｐの表面処理に用いた方法と同様の方法を採用することができ、有機薄膜を形成する方法、プラズマ処理法等を採用できる。また、基板Ｐの撥液化処理同様に、撥液化処理を良好に行うため、前処理工程として洗浄を行うことが好ましい。例えば、紫外線洗浄、紫外線/オゾン洗浄、プラズマ洗浄、酸あるいはアルカリ洗浄等を採用できる。なお、予め撥液性を有するバンク材料を液滴として用いる場合には、撥液化処理工程を省略することができる。

具体的には、特異形状に乾燥したバンク材料を形成したガラス基板をプラズマパワーが７００Ｗ、酸素ガス流量が５０ｍＬ／ｍｉｎ、プラズマ放電電極に対する基板の相対移動速度が１ｍｍ／ｓｅｃ、基板温度が３０℃で処理を行い、基板表面の有機不純物を除去するとともに、基板表面にヒドロキシル基（−ＯＨ）を形成して当該表面の活性化を行った。さらに連続して、プラズマパワーが７００Ｗ、４フッ化炭素ガス流量が７０ｍＬ／ｍｉｎ、プラズマ放電電極に対する基板搬送速度が１００ｍｍ／ｓｅｃ、基板温度が３０℃で処理を行った。得られたバンク材料表面上の静的接触角を水で測定した結果、約１００°であった。そして、撥液層Ｈ２は撥液性が付与される。
（マイクロレンズ材料配置工程）

図４のステップＳ７では、図３（ｆ）に示すように、表面処理した第１凸部としてのバンク２９の上に液滴吐出装置ＩＪを用いて、マイクロレンズ材料を吐出して配置させる。
ここでは、マイクロレンズ材料として光硬化性樹脂液を用い、モノマー液を用いた機能液Ｘ２を吐出する。なお、液滴吐出の条件としては、例えば、液滴の重量が４ｎｇ／ｄｏｔ、液滴の速度（吐出速度）が５〜７ｍ／ｓｅｃで行うことできる。また、液滴を吐出する雰囲気は、温度６０℃以下、湿度８０％以下に設定されていることが好ましい。これにより、液滴吐出ヘッド１の吐出ノズルが目詰まりすることなく安定した液滴吐出を行うことができる。また、マイクロレンズ材料としては、光硬化性樹脂溶液の他にも熱硬化性樹脂溶液を選択することもでき、樹脂の形態としてはポリマーの形態であってもモノマーの形態であってもよい。モノマーが液状である場合には、溶液ではなくモノマーそのものをインクとしても良い。また、光や熱に未官能性のポリマー溶液を用いることもできる。

撥液層Ｈ２は撥液性が付与されているため、吐出された機能液Ｘ２の一部が撥液層Ｈ２に弾かれて、バンク２９とマイクロレンズ３０との密着性は低くなるが、バンク２９からこぼれないように配置できる液量を増やすことができ、マイクロレンズ３０は曲率またはアスペクト比（縦横比）が高くなる。
（マイクロレンズ材料硬化処理工程）

図４のステップＳ８では、図３（ｇ）に示すように、レンズ材料を硬化処理する。
マイクロレンズ材料配置工程後のマイクロレンズ材料は、レンズとしての機械的熱的強度を高めるために、硬化する必要がある。そのため、吐出工程後の基板Ｐには熱処理及び／又は光処理が施される。そして、マイクロレンズ３０が形成できる。

熱処理及び／又は光処理は通常大気中で行なわれるが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。熱処理及び／又は光処理の処理条件は、溶媒の沸点（蒸気圧）、雰囲気ガスの種類や圧力、重合開始剤の反応温度または反応露光量、架橋反応の反応温度または反応露光量、オリゴマーやポリマーのガラス転移温度、基材の耐熱温度、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動などを考慮して適宜決定される。

光処理には、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線等を用いてマイクロレンズ材料を硬化形成することができ、いずれも１J／ｃｍ²以下であることが望ましく、生産性向上のためには０．２J／ｃｍ²以下であることがより好ましい。また、熱処理にはホットプレート、電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行うことができ、硬化物のガラス転移温度以下であれば２００℃以下であることが望ましい。ガラス転移温度以上で過熱した場合、熱ダレにより曲率の低いレンズ形状に変形する恐れがある。

次に、以上説明したマイクロレンズ３０の適用可能な本発明の拡散板４３について説明する。図５は、拡散板４３を示す図である。拡散板４３は、基板Ｐ上に第１凸部としてのバンク２９が形成されており、さらに、この上にマイクロレンズ３０が形成されて構成されている。基板Ｐの材質はガラスであり、マイクロレンズ３０の材質は光硬化性樹脂である。

次に、マイクロレンズ３０を有する拡散板４３を使用した本発明のバックライト４０について説明する。図６は、バックライト４０を示す図である。バックライト４０は、光源４１、導光板４２、拡散板４３、反射板４４、プリズムシート４５などで構成されている。光源４１からの光が導光板４２に入射すると、入射した光が導光板４２を通過して、拡散板４３に入射する。そして、この光は拡散板４３で拡散され、プリズムシート４５を通過して、液晶パネル１１０（図７参照）に照射される。なお、漏れた光は反射板４４にて反射して、導光板４２に入射する。拡散板４３には第１凸部としてのバンク２９の上にマイクロレンズ３０が形成されているので、導光板４２からの光が拡散板４３で十分拡散できるように構成されている。マイクロレンズ３０の曲率が大きいので、拡散板４３で光の拡散が大きくなる。拡散板４３によって拡散された光は、プリズムシート４５を通過すると、液晶パネル１１０（図７参照）の画素に対して垂直に入るように整えられる。

次に、拡散板４３を有するバックライト４０を使用した本発明の電気光学装置としての液晶表示装置１００について説明する。図７は、液晶表示装置１００を示す図である。液晶表示装置１００は、バックライト４０、液晶パネル１１０、ドライバーＬＳＩ（図示省略）などで構成されている。液晶パネル１１０は、２枚のガラス基板１０１ａ、１０１ｂ、２枚の偏光板１０２ａ、１０２ｂ、液晶１０３、カラーフィルタ１０４、ＴＦＴ１０５、配向膜１０６などで構成されている。ガラス基板１０１ａおよび１０１ｂの外側表面には偏光板１０２ａおよび１０２ｂが貼り付けられている。ガラス基板１０１ａの内側表面にはＴＦＴ１０５などが形成されている。ガラス基板１０１ｂの内側表面にはカラーフィルタ１０４や、配向膜１０６などが形成されている。ガラス基板１０１ａとガラス基板１０１ｂとの間に液晶１０３が配置されている。

ガラス基板１０１ａ、１０１ｂは、液晶パネル１１０を構成する透明な基板である。偏光板１０２ａ、１０２ｂは、特定の偏光成分を透過または吸収できる。液晶１０３は、数種類のネマティック液晶を混合することによって、その特性を調整できる。カラーフィルタ１０４は、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色を持つ染料や顔料の入った樹脂膜である。ＴＦＴ１０５は、液晶１０３を駆動するための駆動用スイッチング素子である。配向膜１０６は、液晶１０３を配向させるための有機薄膜であり、ポリイミド薄膜が主流である。

そして、バックライト４０から出射した光は、偏光板１０２ａとガラス基板１０１ａを通過して、さらに液晶１０３、配向膜１０６、カラーフィルタ１０４、を順次通過していき、所定の画像および映像を液晶パネル１１０に表示することができる。バックライト４０には、マイクロレンズ３０を備えた拡散板４３があるので、液晶表示装置１００は、高輝度で高解像度の画像および映像を提供できる。

次に、このような製造方法によって得られたマイクロレンズ３０を光学膜３１に適用した場合の例について説明する。
図８は、光学膜３１の例を示す図であり、（ａ）、（ｂ）は光学膜３１の例を示す概略斜視図である。この光学膜３１は、前述したように基板１１として光透過性シートまたは光透過性フィルムが用いられて形成されたもので、図８（ａ）、（ｂ）に示すようにこの基板１１上に多数のマイクロレンズ３０が縦横に配設されたことにより、本発明の光学膜３１ａ、３１ｂに構成されたものである。

ここで、図８（ａ）に示した光学膜３１ａは、マイクロレンズ３０が縦横に密に、すなわち隣り合うマイクロレンズ３０、３０の間隔がこのマイクロレンズ３０の径（底面の外径）に比べて十分に小となるように互いに近接した状態に配設されたもので、後述するようにスクリーンのレンチキュラーシートとして用いられるものである。一方、図８（ｂ）に示した光学膜３１ｂは、前記光学膜３１ａに比べマイクロレンズ３０が疎に、すなわち前記光学膜３１ａに比べて単位面積あたりのマイクロレンズ３０の密度が低く形成配置されたもので、後述するようにスクリーンの散乱膜として用いられるものである。なお、マイクロレンズ３０は、第１凸部としてのバンク２９の上に形成されている。

このような光学膜３１ａ、３１ｂにあっては、前述したように製造コストが低減化され、かつ高い拡散効果を発揮する前記のマイクロレンズ３０が形成されたことによって構成されているので、安価でしかも良好な拡散性能を有する膜となる。
また、図８（ａ）に示した光学膜３１ａでは、マイクロレンズ３０が縦横に密に配設されているので、より良好な拡散性能を発揮するものとなり、スクリーンのレンチキュラーシートとして極めて良好なものとなる。
また、図８（ｂ）に示した光学膜３１ｂでは、マイクロレンズ３０が縦横に疎に配設されているので、特に一旦スクリーンに入射した後の反射光を散乱させるための散乱膜とすれば、投射側から入射する光についてはこれを過度に散乱させることなく、反射光について良好に散乱させるものとなる。なお、第１凸部としてのバンク２９を備えているから、液滴が第１凸部としてのバンク２９上のエッジ部で保持されるピニング効果により、マイクロレンズ３０の曲率またはアスペクト比（縦横比）が高くなるので、良好なレンズ特性を有するマイクロレンズ３０が光学膜３１ａ、３１ｂに形成される。

図９は、これら光学膜３１ａ、３１ｂを備えたプロジェクション用スクリーン５０の一例を示す図である。このプロジェクション用スクリーン５０は、フィルム基材５１上に、粘着層５２を介してレンチキュラーシート５３が貼設され、さらにその上にフレネルレンズ５４、散乱膜５５がこの順に配設されて構成されたものである。

レンチキュラーシート５３は、図８（ａ）に示した光学膜３１ａによって構成されたもので、光透過性シート（基板１１）上に多数のマイクロレンズ３０を密に配置して構成されたものである。また、散乱膜５５は、図８（ｂ）に示した光学膜３１ｂによって構成されたもので、前記のレンチキュラーシート５３の場合に比べ、光透過性シート（基板１１）上にマイクロレンズ３０を疎に配置して構成されたものである。

このようなプロジェクション用スクリーン５０にあっては、レンチキュラーシート５３として前記の光学膜３１ａを、また散乱膜５５として前記の光学膜３１ｂを用いていることから、例えば従来のごとくシリンドリカルレンズをレンチキュラーシートに用いたものなどに比べ安価なものとなる。また、レンチキュラーシート５３となる光学膜３１ａが良好な拡散性能を有することにより、プロジェクション用スクリーン５０上に投射される像の画質を高めることができ、さらに、散乱膜５５となる光学膜３１ｂが良好な拡散性能を有することにより、プロジェクション用スクリーン５０上に投射される像の視認性を高めることができる。また、散乱膜は基本的にプロジェクタからの投射光を透過させる必要があるが、この散乱膜５５ではレンチキュラーシートに比べ、単位面積あたりの個々の凸形状のマイクロレンズ３０の密度が低く形成されているので、後述するようにプロジェクタからの投射光の良好な透過性を十分に確保することができる。

なお、本発明のスクリーンとしては、図９に示した例に限定されることなく、例えばレンチキュラーシート５３としてのみ前記の光学膜３１ａを用いてもよく、また散乱膜５５としてのみ前記の光学膜３１ｂを用いるようにしてもよい。
これらのスクリーンにあっても、例えばレンチキュラーシート５３として前記の光学膜３１ａを用いることによって安価なものとなり、さらに、レンチキュラーシートとなる光学膜が良好な拡散性能を有することから、スクリーン上に投射される像の画質を高めることができる。また、散乱膜５５として前記の光学膜３１ｂを用いることによって安価なものとなり、さらに、散乱膜５５となる光学膜３１ｂが良好な拡散性能を有することから、この光学膜３１ｂからなる散乱膜５５を透過した光が反射して再度この散乱膜５５に入射した（反射してきた）際、この入射光（反射光）を散乱膜５５で散乱させることによってこれの正反射を抑えることができ、したがってスクリーン上に投射される像の視認性を高めることができる。

図１０は、図９に示したプロジェクション用スクリーン５０を備えたプロジェクターシステム６０の一例を示す図である。このプロジェクターシステム６０は、プロジェクタ６１と前記のプロジェクション用スクリーン５０とを備えて構成されたものである。プロジェクタ６１は、光源６２と、この光源６２から出射される光の光軸上に配置されて該光源６２からの光を変調する液晶ライトバルブ６３と、液晶ライトバルブ６３を透過した光の画像を結像する結像レンズ（結像光学系）６４とから構成されている。
ここで、液晶ライトバルブに限らず、光を変調する手段であればよく、例えば微小な反射部材を駆動（反射角度を制御）して光源からの光を変調する手段を用いても良い。

このプロジェクターシステム６０にあっては、スクリーンとして図９に示したプロジェクション用スクリーン５０を用いているので、前述したように投射される像の視認性を高め、かつプロジェクション用スクリーン５０上に投射される像の画質を高めることができる。さらには光学膜３１ｂからなる散乱膜５５により、プロジェクタ６１からの投射光の良好な透過性を十分に確保することができる。

なお、このプロジェクターシステム６０においても、使用するスクリーンとしては図９に示したプロジェクション用スクリーン５０に限定されることなく、前述したようにレンチキュラーシート５３としてのみに光学膜３１ａを用いたものでもよく、また散乱膜５５としてのみに光学膜３１ｂを用いたものでもよい。

図１１は、図７に示した電気光学装置としての液晶表示装置１００を備えた電子機器としての携帯電話６００の例を示す図である。図１１において、携帯電話６００と液晶表示装置１００を備えた液晶表示部６０１とを示している。携帯電話６００は、上記実施形態の低コスト化され、かつ、高輝度で高解像度を発揮することが可能なマイクロレンズ３０を備えたバックライト４０を有する液晶表示装置１００を備えたものであるので、表示性能の良好な電子機器を提供することができる。

以上のような実施形態では、次のような効果が得られる。

（１）第１凸部としてのバンク２９は、コーヒーステイン現象によって、中央部分が凹んだバンク２９ができあがる。このバンク２９に第２液滴としてのレンズ材料を配置して硬化することによって、液滴吐出法のみによる方法でマイクロレンズ３０が形成できる。したがって、露光工程や現像工程が必要ないので、作業が効率的である。露光工程で使用するマスクや、現像工程で使用するエッチング液なども必要なくなるので経済的である。第１凸部に中央部が凹んだ領域を有するので、液滴が溜まりやすいために溢れにくく、凸部領域の接触角を利用することで、液滴の盛り込み許容量が増えるため、平面に液滴を配置した場合よりも曲率の大きなマイクロレンズ３０を形成できるので、拡散性能の良好なマイクロレンズ３０ができる。
（２）基板Ｐが撥液性であると、第１液滴としてのバンク材料が基板Ｐ上で弾かれるから、基板Ｐ上に配置された第１液滴は小さくなりやすくなり、バンク２９を小さくて緻密に形成できる。しかも、バンク２９は撥液性なので、第２液滴としてのレンズ材料を滴下すると、小さい形状のマイクロレンズ３０を緻密に形成できる。
（３）第１凸部としてのバンク２９が撥液化処理されているので、第２液滴としてのレンズ材料を第１凸部としてのバンク２９に配置すると、マイクロレンズ３０の曲率またはアスペクト比が高くなる。しかも、第２液滴としてのレンズ材料を液滴の量をコントロールしながら配置すればよいので、マイクロレンズ３０を簡単に製造できる。
（４）製造コストが低減化されたマイクロレンズ３０を備えているので、安価でしかも良好な拡散性能を有する光学膜３１ａ、３１ｂを提供できる。
（５）安価でしかも良好な拡散性能を有する光学膜３１ａ、３１ｂを備えているので、安価で高解像度のプロジェクション用スクリーン５０を提供できる。
（６）安価で高解像度のプロジェクション用スクリーン５０を備えているので、安価でコントラストの良好なプロジェクターシステム６０を提供できる。
（７）安価でしかも良好な拡散性能を有しているので、安価で拡散性能の良好な拡散板４３を提供できる。
（８）安価で高輝度な拡散板４３を備えているので、安価でコントラストの良好なバックライト４０を提供できる。
（９）安価でコントラストの良好なバックライト４０を備えているので、安価でコントラストの良好な液晶表示装置１００や、電子機器としての携帯電話６００を提供できる。

以上、好ましい実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含み、本発明の目的を達成できる範囲で、他のいずれの具体的な構造および形状に設定できる。

（変形例１）前述の実施形態で第１凸部としてのバンク２９を形成する材料において、マイクロレンズ形成材料と異なる材料を使用したが、これに限らない。例えば、バンク２９形成材料とマイクロレンズ形成材料とを同じ材料にしてもよい。このようにすれば製造が簡単である。しかも、屈折率が同じになる。

（変形例２）前述の実施形態で基板Ｐの表面を撥液性にして撥液層Ｈ１を形成したが、表面処理は撥液処理に限定されない。例えば、基板Ｐの表面を親液性にしてもよい。このようにすればバンク２９の径を大きくすることができるので、マイクロレンズ３０の径を大きくすることができる。

（変形例３）前述の実施形態でプロジェクション用スクリーンや、プロジェクターシステムなどにマイクロレンズ３０を使用したが、これに限定されない。例えば、レーザプリンタ用ヘッドや、固体撮像装置（ＣＣＤ）の受光面や光ファイバの光結合部、光伝送装置、などに設けられる光学部品としても使用可能である。

液滴吐出装置の全体構成を示す概略斜視図。 液滴吐出装置の主要部を部分的に示す部分斜視図。 （ａ）〜（ｇ）は、マイクロレンズの製造工程を示す工程断面図。 マイクロレンズの製造工程の手順を示す概略フローチャート。 拡散板の例を示す図。 バックライトの例を示す図。 液晶表示装置の具体例を示す図。 （ａ）、（ｂ）は光学膜の例を示す概略斜視図。 プロジェクション用スクリーンの例を示す概略断面図。 プロジェクターシステムの例を示す概略構成図。 電子機器としての携帯電話を示す図。

符号の説明

１…液滴吐出ヘッド、１１…基板、２９…第１凸部としてのバンク、２９ａ…バンク材料膜、３０…第２凸部としてのマイクロレンズ、３１（３１ａ、３１ｂ）…光学膜、４０…バックライト、４３…拡散板、５０…プロジェクション用スクリーン、６０…プロジェクターシステム、１００…電気光学装置としての液晶表示装置、６００…電子機器としての携帯電話、Ｈ１、Ｈ２…撥液層、ＩＪ…液滴吐出装置、Ｐ…基体としての基板、Ｘ１…第１液滴としての機能液、Ｘ２…第２液滴としての機能液、Ｘ…Ｘ方向、Ｙ…Ｙ方向、Ｚ…Ｚ方向。

Claims (14)

1. 基体上に凸形状のマイクロレンズを形成するマイクロレンズの製造方法であって、
   前記基体上に第１液滴を配置する工程と、
   前記第１液滴を乾燥固化させて第１凸部を形成する工程と、
   前記第１凸部の中央部分が凹んだ領域にレンズ材料としての第２液滴を配置する工程と、
   前記第２液滴を硬化させて第２凸部を形成する工程と、
   を備えていることを特徴とするマイクロレンズの製造方法。
2. 請求項１に記載のマイクロレンズの製造方法において、
   前記第１液滴を配置する工程の前に、
   前記基体を撥液化処理する工程を備えていることを特徴とするマイクロレンズの製造方法。
3. 請求項１に記載のマイクロレンズの製造方法において、
   前記第２液滴を配置する工程の前に、
   前記第１凸部を撥液化処理する工程を備えていることを特徴とするマイクロレンズの製造方法。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のマイクロレンズの製造方法において、
   前記第１凸部を形成する工程では、
   前記第１凸部が、前記第１凸部の内側部分より外側部分の高さが高いことを特徴とするマイクロレンズの製造方法。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のマイクロレンズの製造方法において、
   前記第１凸部を形成する工程では、
   前記第１液滴が、撥液性材料であることを特徴とするマイクロレンズの製造方法。
6. 基体上に形成された凸形状のマイクロレンズであって、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のマイクロレンズの製造方法において製造されたことを特徴とするマイクロレンズ。
7. 基体上に形成された凸形状のマイクロレンズであって、
   前記基体上に第１液滴を配置して、前記第１液滴を乾燥固化させて形成された第１凸部と、
   前記第１凸部の中央部分が凹んだ領域にレンズ材料としての第２液滴を配置して、前記第２液滴を硬化させて形成された第２凸部と、
   を備えていることを特徴とするマイクロレンズ。
8. 基体と、前記基体上に形成された光学膜であって、
   前記基体が光透過性シートあるいは光透過性フィルムからなり、
   請求項６または請求項７に記載のマイクロレンズが、前記光透過性シートあるいは前記光透過性フィルム上に形成されていることを特徴とする光学膜。
9. 光の入射側または出射側に前記光を散乱する散乱膜または光を拡散する拡散膜が配設されているプロジェクション用スクリーンにおいて、
   請求項８に記載の光学膜が、前記散乱膜または前記拡散膜のうち少なくとも一方に用いられていることを特徴とするプロジェクション用スクリーン。
10. スクリーンと、プロジェクタとで構成されるプロジェクターシステムにおいて、
    請求項９に記載のプロジェクション用スクリーンが、前記スクリーンとして用いられていることを特徴とするプロジェクターシステム。
11. 光を散乱する散乱膜が配設されている拡散板において、
    請求項８に記載の光学膜が、前記散乱膜として用いられていることを特徴とする拡散板。
12. 導光板と、拡散板とを備え、前記導光板より光の出射側に拡散板が配設されて構成されるバックライトにおいて、
    請求項１１に記載の拡散板が、用いられていることを特徴とするバックライト。
13. 請求項１２に記載のバックライトを有することを特徴とする電気光学装置。
14. 請求項１３に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
    

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