JP4069337B2 - マイクロレンズアレイの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配向膜が一体形成された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、レンズに対応する曲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工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】
そして、液晶パネル用のマイクロレンズアレイには、その後、配向膜が形成される。配向膜は、液晶分子の配向処理を行うもので、平坦性が要求される。また、配向膜は、例えばポリイミド樹脂などを塗布しこれを焼成して形成されるが、その熱は、マイクロレンズアレイに悪影響を与えるのみならず、これを構成する材料に制約を受けるという問題がある。
【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、配向膜を有する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並びにこれを表示装置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、基台上に配向膜を形成する第１工程と、
前記配向膜に、複数のレンズを有する光透過性層を設ける第２工程と、
前記配向膜を、前記光透過性層と一体的に前記基台から剥離する第３工程と、
を含む。
【０００９】
本発明によれば、基台上で配向膜が形成されるので、配向膜の平坦性を確保することが容易である。また、本発明では、焼成を行って配向膜が形成されてから、その上に光透過性層が設けられる。したがって、配向膜を焼成するときに、まだ光透過性層が形成されていないので、この光透過性層に対して、焼成時の高温の影響を与えない。また、光透過性層を構成する材料は、焼成時の高温に耐えられるものに限定されないので、材料選択の自由度が増す。
【００１０】
（２）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記第２工程の前に、前記光透過性層を前記配向膜とは別に形成する工程を含み、
前記第２工程で、完成した前記光透過性層を前記配向膜に接着してもよい。
【００１１】
これによれば、予め得られたレンズ付きの光透過性層を利用できるので、汎用性のある製造方法となる。
【００１２】
（３）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記第２工程で、光透過性層前駆体から光透過性層を、前記基台の上で形成しながら前記配向膜に接着してもよい。
【００１３】
これによれば、連続的に配向膜及び光透過性層を形成するので、全体的な工程を短縮することができる。
【００１４】
（４）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記基台は、放射線透過性を有し、
前記第３工程で、前記基台を通して前記配向膜に前記放射線を照射して、前記配向膜と前記基台との界面における結合力を低減させてもよい。
【００１５】
このように、配向膜と基台との界面における結合力を低減させることで、配向膜を基台から剥離しやすくすることができる。
【００１６】
（５）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記第１工程で、前記基台には予め分離層を形成し、前記分離層の上に前記配向膜を形成し、
前記基台は、放射線透過性を有し、
前記第３工程で、前記基台を通して前記分離層に前記放射線を照射して、前記基台と前記分離層との界面における結合力を低減させてもよい。
【００１７】
これによれば、基台と分離層との界面における結合力が低減して、分離層を基台から剥離することができる。
【００１８】
（６）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記第１工程で、前記基台には予め分離層を形成し、前記分離層の上に前記配向膜を形成し、
前記基台は、放射線透過性を有し、
前記第３工程で、前記基台を通して前記分離層に前記放射線を照射して、前記配向膜と前記分離層との界面における結合力を低減させてもよい。
【００１９】
これによれば、配向膜と分離層との界面における結合力が低減して、配向膜を分離層から剥離することができる。
【００２０】
（７）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記第１工程で、前記基台には予め分離層を形成し、前記分離層の上に前記配向膜を形成し、
前記基台は、放射線透過性を有し、
前記第３工程で、前記基台を通して前記分離層に前記放射線を照射して、前記分離層の内部における結合力を低減させてもよい。
【００２１】
これによれば、分離層の内部における結合力が低減して、この分離層の内部に剥離（凝集破壊）が生じる。したがって、分離層の一部はマイクロレンズアレイに付着し、分離層の残りは基台に付着する。
【００２２】
（８）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記第３工程後に、前記配向膜の表面を洗浄処理する工程を含んでもよい。
【００２３】
こうすることで、放射線の照射により劣化した配向膜の一部を除去することができる。
【００２４】
（９）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記第３工程後に、前記配向膜の表面に付着した前記分離層を除去する工程を含んでもよい。
【００２５】
こうすることで、マイクロレンズアレイに付着した分離層又はその残骸を除去することができる。
【００２６】
（１０）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記基台の表面には、少なくとも一つの凹部が形成され、
前記第１工程で、前記基台の前記凹部に前記配向膜の材料を充填して、前記配向膜と一体化した凸部を形成し、
前記凸部は、液晶パネル（液晶セル）における液晶を封入するための間隔（セルギャップ）を一定に保つための支持部材（スペーサ）となってもよい。
【００２７】
この方法によれば、支持部材を配向膜と同時形成できるとともに、支持部材の配置箇所を容易に調整することができる。
【００２８】
（１１）前記凹部は、前記基台上の前記レンズ間に対応する領域に形成され、
前記第２工程は、前記基台の前記凹部を前記レンズ間に位置させて行われてもよい。
【００２９】
この方法により、レンズ上に支持部材が形成されないようにすることができるため、歩留りが向上し、且つ、製造工程を簡略化することができる。
【００３０】
（１２）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記基台の表面の所定領域には、前記配向膜に形成する配向溝に対応する突起が形成され、
前記第１工程で、前記配向膜の所定領域に前記配向溝を形成してもよい。
【００３１】
これによれば、配向膜形成工程で、配向膜上に配向溝も同時に形成することができるので、工程の短縮を図ることができる。ここで、配向溝とは、液晶分子を所定の方向に配列させるための溝を指す。
【００３２】
（１３）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記配向膜及び前記光透過性層の一方の上に透明電極膜を形成する工程を含み、
前記第２工程では、前記透明電極膜を介して、前記配向膜に前記光透過性層を設けてもよい。
【００３３】
こうすることで、透明電極膜を有するマイクロレンズアレイを容易に製造することができる。
【００３４】
（１４）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記透明電極膜を、前記配向膜上に形成してもよい。
【００３５】
こうすることで、光透過性層とは別に、透明電極膜にアニール処理を施すことができるので、光透過性層に熱の影響を与えないようにすることができる。
【００３６】
（１５）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。
【００３７】
（１６）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。
【００３８】
【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。
【００３９】
（第１の実施形態）
図１（Ａ）〜図６（Ｃ）は、本発明の第１の実施形態を説明する図である。
【００４０】
（原盤製造工程）
図１（Ａ）〜図１（Ｅ）は、第１の実施形態における原盤を製造する工程を示す図である。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
次に、図１（Ｂ）に示すように、マスク１６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。
【００４５】
マスク１６は、図１（Ｅ）に示す曲面部１９の形成に必要とされる領域においてのみ、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。
【００４６】
また、放射線としては波長２００ｎｍ〜５００ｎｍ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。
【００４７】
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。
【００４８】
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（エッチング液）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。基板１２として石英を用いた場合には、エッチング液として、例えば、沸酸と沸化アンモニウムを混合した水溶液（バッファード沸酸）を用いてエッチングを行う。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４０のレンズ４２（図４（Ｃ）参照）の反転形状に等しく、曲面となっている。
【００４９】
次に、エッチングの完了後にレジスト層１４を除去すると、図１（Ｅ）に示すように、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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
（中間盤製造工程）
図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は中間盤を形成する工程を示す図である。まず、図２（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２２を載せる。そして、補強板２０を、この中間盤前駆体２２を介して原盤１０と密着させることにより、中間盤前駆体２２を所定領域まで塗り拡げて図２（Ｂ）に示すように、原盤１０と補強板２０の間に中間盤前駆体２２からなる層を形成する。
【００５３】
ここでは、中間盤前駆体２２を原盤１０上に載せたが、補強板２０に載せるか、原盤１０及び補強板２０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２０のいずれか一方、または、両方に、予め中間盤前駆体２２を所定領域まで塗り拡げてもよい。
【００５４】
補強板２０は、中間盤２４を補強するためのもので、中間盤２４を作製する工程や中間盤２４から複製盤３０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２４単独で、上記プロセス耐性を満足できれば、補強板２０は不要である。
【００５５】
中間盤前駆体２２としては、原盤１０からの離型性及び曲面部１９の形状の転写性が良好であり、かつ、この後の工程の中間盤２４から複製盤３０を形成する工程において、プロセス耐性を有し、中間盤２４から複製盤３０への曲面部２６の形状の転写性が良好な物質であれば特に限定されない。ただし、中間盤前駆体２２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、原盤１０の複数の曲面部１９へ中間盤前駆体２２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。
【００５６】
また、中間盤前駆体２２として樹脂を選択するときには、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好適である。
【００５７】
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。
【００５８】
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するものが容易に得られるため好適である。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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、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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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２（Ｂ）に示すように、原盤１０と補強板２０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、中間盤２４が形成される。
【００６６】
このような中間盤前駆体２２を介して原盤１０と補強板２０を密着させることで、中間盤前駆体２２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２０とを貼り合わせる際に、原盤１０及び補強板２０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２２が所定領域まで塗れ拡がる時間を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。
【００６７】
そして、中間盤前駆体２２に応じた固化処理を施す。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。これにより中間盤前駆体２２を固化させて、図２（Ｂ）に示すように、中間盤２４を形成する。
【００６８】
次いで、図２（Ｃ）に示すように、原盤１０から中間盤２４及び補強板２０を剥離する。こうして得られた中間盤２４には、原盤１０の凹状の曲面部１９に対応して、凸状の曲面部２６が形成されている。
【００６９】
（複製盤製造工程）
図３（Ａ）〜図３（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３（Ａ）に示すように、中間盤２４の曲面部２６が形成されている側の面上に金属膜３２を形成して、その表面を導電（体）化する。金属膜３２としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）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３２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、中間盤２４の表面が、この後の電気鋳造法による金属層の形成において必要な導電性を有していれば、この導電化は不要である。
【００７０】
そして、金属膜３２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３（Ｂ）に示すように、厚い金属層３４を形成する。電気メッキ液の一例を以下に示す。
【００７１】
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
続いて、図３（Ｃ）に示すように、金属膜３２及び金属層３４を、中間盤２４から剥離し、必要があれば洗浄する等して、複製盤３０が得られる。複製盤３０には、中間盤２４の凸状の曲面部２６に対応して、凹状の曲面部３６が形成される。曲面部３６は、図４（Ｃ）に示すレンズ４２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。
【００７２】
また、金属膜３２は、必要に応じて剥離処理を施して、複製盤３０から除去してもよい。
【００７３】
（光透過性層形成工程）
次に、図４（Ａ）〜図４（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。
【００７４】
まず、図４（Ａ）から図４（Ｂ）にかけて示すように、複製盤３０と補強板４４とを、光透過性層前駆体３８を介して密着させる。この工程は、図２（Ａ）から図２（Ｂ）にかけて示す工程と同様であり、光透過性層前駆体３８も、図２（Ａ）に示す中間盤前駆体２２として選択可能な物質から選ぶことができるが、光透過性を有することが必要である。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４０を形成することが可能であるため好適である。
【００７５】
また、補強板４４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４０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４４は不要である。
【００７６】
このようにして光透過性層４０が複製盤３０上に形成されると、図４（Ｃ）に示すように、光透過性層４０と補強板４４を一体的に複製盤３０から剥離する。光透過性層４０は、曲面部３６から転写された複数のレンズ４２を有しているので、光透過性層４０及び補強板４４からなる構成を、一般的にはマイクロレンズアレイと称することがあるが、本願においては、これに少なくとも配向膜５１（図６（Ｃ）参照）を加えた構成をマイクロレンズアレイと定義する。
【００７７】
以上の工程では、要するに、曲面部１９を有する原盤１０から中間盤２４を製造し、この中間盤２４を基にして複製盤３０を複製し、その複製盤３０を製品ごとに用いて、補強板４４にて補強された光透過性層４０（一般的には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は中間盤２４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、一般的な意味での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。また、原盤１０から複製盤３０を直接形成しないので、両者の材料選択の幅が広がり、複製盤３０を形成するための方法の自由度が増すため、曲面部２６、３６の形状を高い精度で転写することが容易となる。さらに、原盤１０及び複製盤３０の耐久性の向上が容易となる。
【００７８】
（配向膜形成工程）
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、配向膜を形成する工程を示す図である。図５（Ａ）において、配向膜５１は、基台５０上にポリイミド樹脂又はその前駆体の材料を塗布などの方法で設けて、これを１００℃〜３５０℃で焼成して形成される。塗布方法としては、スピンコート法、ロールコート法やフレキソ印刷法等の方法が利用できる。焼成の温度は、使用する材料に応じて適宜設定される。配向膜５１の形成は、上記図１（Ａ）〜図４（Ｃ）の工程とは別に行うが、形成時期については同時でも別でもよい。
【００７９】
その後、図５（Ｂ）に示すように、基台５０に形成された配向膜５１上に透明電極膜５２を形成する。透明電極膜５２は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等であり、スパッタや蒸着などの真空成膜法により形成された後、アニール処理が施される。アニール処理の温度は、通常１００〜３００℃であるが、一般に温度が高いほど抵抗値が下がり良質の電極膜となるので好ましい。なお、配向膜５１の形成のための焼成と透明電極膜５２のアニール処理とを同時に行ってもよい。
【００８０】
配向膜５１及び透明電極膜５２を均一の厚みで平坦に形成するために、基台５０の表面は平坦であることが好ましい。具体的には、基台５０の凹凸は、±０．１μｍ以内であることが望ましい。基台５０は、その後、補強板４４にて補強された光透過性層４０（一般的な意味でのマイクロレンズアレイ）上に、配向膜５１及び透明電極膜５２を転写するまでこれらを支持するための基板となる。ここで、基台５０として、後の工程での必要があれば、放射線透過性を有するものが使用される。なお、基台５０は、配向膜５１を形成するときの焼成温度及び透明電極膜５２を形成するときのアニール温度に耐えられることが要求される。
【００８１】
次に、図５（Ｃ）に示すように、透明電極膜５２上に、遮光性層５４を形成する。遮光性層５４は、表示装置の画素に対してブラックマトリクスとなるもので、画素配列に応じて所定の領域を遮光するように形成される。
【００８２】
（配向膜接着工程）
次に、図６（Ａ）に示すように、基台５０における遮光性層５４等が形成された側と、光透過性層４０のレンズ４２が形成された側と、を接着層前駆体５６を介して貼り合わせる。詳しくは、接着層前駆体５６を、基台５０又は光透過性層４０の少なくともいずれか一方に滴下又は塗布して、両者を貼り合わせる。接着層前駆体５６は、補強板４４及び光透過性層４０の自重（貼り合わせの際に基台５０が上側に配置される場合は基台５０の自重）又は光透過性層４０もしくは基台５０を介して加圧されることで、両者を密着させて接着する。
【００８３】
ここで、接着層前駆体５６は、光透過性を有して接着力のあるものであれば特に限定されるものでなく、エネルギーの付与により硬化可能な物質、可塑性を有する物質等も利用することができる。例えば、図４（Ａ）に示す光透過性層駆体３８として選択可能な物質から選択することもできる。
【００８４】
こうして、補強板４４にて補強された光透過性層４０と、配向膜５１、透明電極膜５２及び遮光性層５４が形成された基台５０とは、図６（Ｂ）に示すように、接着層５８によって接着された状態となる。
【００８５】
（基台剥離工程）
次に基台５０の剥離を行うが、基台５０及び配向膜５１を構成する物質の組み合わせによっては、これらの間の密着力が高くなって、配向膜５１が基台５０から剥離しにくくなり、配向膜５１の欠落やクラックの発生等といった不良品発生率の増大、剥離に要する時間がかかることによる生産性の低下、さらには、基台５０の耐久性の低下等の問題が発生する場合がある。
【００８６】
そこで、図６（Ｂ）に示すように、基台５０を通して、配向膜５１と基台５０との界面に放射線６０を照射する。こうすることで、配向膜５１と基台５０との密着力を低減又は消失させて、図６（Ｃ）に示すように、基台５０から配向膜５１を良好に剥離することができる。
【００８７】
詳しくは、基台５０と配向膜５１との界面において、原子間又は分子間の種々の結合力を低減又は消失させて、アブレーション等の現象を発生させて界面剥離（破壊）に至らしめることができる。あるいは、放射線６０によって、配向膜５１に含有されていた成分が気化して放出されることで分離効果が発現して界面剥離に寄与する場合もある。
【００８８】
このように、放射線６０の照射によって界面剥離を生じさせるには、基台５０が放射線６０を透過する材質であり、かつ、配向膜５１が放射線６０のエネルギーを吸収する物質からなることが必要である。
【００８９】
ここで、基台５０の放射線６０の透過率は１０％以上、特に５０％以上であることが好ましい。照射された放射線６０が基台５０を透過するときの減衰を小さくし、小さなエネルギーでアブレーション等の現象を起こせるように、基台５０における放射線６０の透過率は高いことが好ましい。基台５０の例として、石英が挙げられる。石英は、短波長領域の光の透過率が高く、機械的強度や耐熱性においても優れている。
【００９０】
放射線６０として、例えばディープＵＶ光が挙げられる。その発生源として、例えばエキシマレーザは、短波長領域で高エネルギーを出力するものとして実用化されている。エキシマレーザによれば、極めて短時間で界面近傍においてのみアブレーションが引き起こされ、基台５０及び配向膜５１に温度衝撃をほとんど与えることがない。
【００９１】
そして、基台５０から剥離された配向膜５１の表面には、洗浄処理を施して、放射線６０により劣化した部分を除去することが好ましい。なお、基台５０及び配向膜５１が相互に剥離しやすいものであれば、放射線６０の照射は省略してもよい。
【００９２】
以上のようにして、配向膜（及び透明電極膜）付きのマイクロレンズアレイ７０を得ることができる。液晶パネルに適用される場合には、配向膜５１には、液晶分子を所定の方向に配向させるための溝（配向溝）を形成するために、ラビング処理が施される。
【００９３】
本実施形態によれば、配向膜５２を予め基台５０に形成しておくため、補強板４４にて補強された光透過性層４０（一般的な意味でのマイクロレンズアレイ）への焼成温度によるダメージがない。また、光透過性層４０は、焼成時の高温にさらされることがないので、材料選択の自由度が増す。
【００９４】
（第２の実施形態）
図７（Ａ）〜図１１は、本発明の第２の実施形態を説明する図である。
【００９５】
まず、図７（Ａ）に示すように、第１の原盤１１０及び第２の原盤１２０を用意する。第１の原盤１１０には、複数の曲面部１１２が形成されており、各曲面部１１２は、凸状の曲面の反転パターンとなるように凹状をなしている。一方、第２の原盤１２０には、複数の凸部１２２が形成されている。複数の凸部１２２は、平面視において、ブラックマトリクスの形状をなす。
【００９６】
第１及び第２の原盤１１０、１２０は、それぞれの曲面部１１２及び凸部１２２を対向させて、かつ、各凸部１２２が曲面部１１２の間に対向するように配置されている。
【００９７】
そして、原盤１１０と原盤１２０とを、第１の光透過性層前駆体１３０を介して密着させる。第１の光透過性層前駆体１３０は、図７（Ｃ）に示す第１の光透過性層１３２の材料となる。なお、図７（Ａ）では、原盤１１０が下に位置しているが、原盤１２０が下であってもよい。
【００９８】
光透過性層前駆体１３０は、第１の実施形態の光透過性層前駆体３８として選択可能な物質から選ぶことができる。
【００９９】
そして、図７（Ｂ）に示すように、光透過性層前駆体１３０を所定領域まで拡げる。必要に応じて所定の圧力を原盤１１０、１２０の少なくとも一方に加えてもよい。ここでは、光透過性層前駆体１３０を原盤１１０上に滴下したが、原盤１２０に滴下するか、原盤１１０、１２０の両方に滴下してもよい。また、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て、原盤１１０、１２０のいずれか一方、または、両方に光透過性層前駆体１３０を塗布してもよい。
【０１００】
さらに、光透過性層前駆体１３０が例えば紫外線硬化型の樹脂であれば、図７（Ｃ）に示すように、原盤１１０、１２０の少なくともいずれか一方から紫外線１４０を所定量照射して光透過性層前駆体１３０を硬化させる。この場合、紫外線を照射する側の原盤は、紫外線透過性を有することが必要である。
【０１０１】
こうして、原盤１１０、１２０の間に第１の光透過性層１３２を形成する。光透過性層１３２の一方の面には、複数の曲面部１１２から転写された複数のレンズ１３４が形成されているので、一般的には、これをマイクロレンズアレイと称することもある。また、光透過性層１３２の他方の面には、複数の凸部１２２から転写された複数の凹部１３６が形成されている。複数の凹部１３６は、図示しない平面視において、ブラックマトリクスの形状をなす。なお、凹部１３６は、レンズ１３４間に対応して形成されている。
【０１０２】
そして、図８（Ａ）に示すように、原盤１２０を、光透過性層１３２から剥離して、凸部１２２から転写された凹部１３６を開口させる。
【０１０３】
次に、図８（Ｂ）に示すように、光透過性層１３２の凹部１３６に遮光性材料１４２を充填し、遮光性層１３８を形成する。この遮光性層１３８は、ブラックマトリクスとなる。
【０１０４】
遮光性材料１４２は、光透過性のない材料であって耐久性があれば種々の材料を適用可能である。例えば、黒色染料あるいは黒色顔料をバインダー樹脂とともに溶剤に溶かしたものを、遮光性材料１４２として用いる。溶剤としては、特にその種類に限定されるものではなく、水あるいは種々の有機溶剤を適用することが可能である。有機溶剤としては、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、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、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、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、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、シクロヘキサノン、キシレン、トルエン、ブチルアセテート等のうち一種または複数種の混合溶液を利用することができる。
【０１０５】
凹部１３６への遮光性材料１４２の充填方法としては、特に限定されるものではないが、インクジェット方式が好適である。インクジェット方式によれば、インクジェットプリンタ用に実用化された技術を応用することで、高速かつインクを無駄なく経済的に充填するとが可能である。
【０１０６】
図８（Ｂ）には、インクジェットヘッド１４４によって、遮光性材料１４２を凹部１３６に充填する様子を示してある。詳しくは、凹部１３６に対向させてインクジェットヘッド１４４を配置し、各遮光性材料１４２を各凹部１３６に吐出する。
【０１０７】
インクジェットヘッド１４４は、例えばインクジェットプリンタ用に実用化されたもので、圧電素子の体積変化を利用してインクに圧力を加えて吐出させるピエゾジェットタイプ、あるいはエネルギー発生素子として電気熱変換体を用いて、インクの体積を膨張させたり気化させ、その圧力でインクを吐出するタイプ等が使用可能であり、射出面積および射出パターンは任意に設定することが可能である。
【０１０８】
本実施形態では、インクジェットヘッド１４４から遮光性材料１４２を吐出させる。そのため、遮光性材料１４２には、インクジェットヘッド１４４からの吐出を可能とするため、流動性を確保する必要がある。
【０１０９】
遮光性材料１４２を充填するときには、光透過性層１３２に形成された凹部１３６に均一な量で充填されるように、インクジェットヘッド１４４を動かす等の制御を行って、打ち込み位置を制御する。凹部１３６の隅々にまで均一に遮光性材料１４２が満たされたら、充填を完了する。溶剤成分が含まれている場合には、熱処理により遮光性材料１４２から溶剤成分を除去する。なお遮光性材料１４２は、溶剤成分を除去すると収縮するため、必要な遮光性が確保できる厚みが収縮後でも残される量を充填しておくことが必要である。
【０１１０】
次に、図９（Ａ）に示すように、光透過性層１３２上に接着層前駆体１４６を滴下する。接着層前駆体１４６は、第１の実施形態の接着層前駆体５６として使用できる材料から選ぶことができる。そして、予め透明電極膜１５０及び配向膜１５１が形成された基台１４８を、接着層前駆体１４６に密着させて、この接着層前駆体１４６を押し拡げる。透明電極膜１５０及び配向膜１５１の形成については、第１の実施形態の透明電極膜５２及び配向膜５１と同じである。基台１４８は、第１の実施形態の基台５０として使用可能な材料から選択することができる。
【０１１１】
接着層前駆体１４６は、スピンコート法、ロールコート法等の方法により、光透過性層１３２上に、或いは基台１４８上に塗り拡げてから、基台１４８を密着させてもよい。
【０１１２】
こうして、接着層前駆体１４６は、基台１４８に形成された配向膜１５１上の透明電極膜１５０と、光透過性層１３２の遮光性層１３８が形成された面と、を接着する接着層１４９となる。
【０１１３】
続いて、図９（Ｃ）に示すように、原盤１１０を光透過性層１３２から剥離する。光透過性層１３２には、原盤１１０の曲面部１１２によって、レンズ１３４が形成されているので、一般的には、これをマイクロレンズアレイと称することもあるが、本願では、少なくとも配向膜１５１を有するものをマイクロレンズアレイと定義する。
【０１１４】
次に、図１０（Ａ）に示すように、光透過性層１３２のレンズ１３４を有する面と、補強板１５４とを第２の光透過性層前駆体１５２を介して密着させる。その工程は、図９（Ａ）に示す工程と同様であり、第２の光透過性層前駆体１５２は、第１の光透過性層前駆体１３０として選択可能な物質の中から選択できる。
【０１１５】
なお、補強板１５４は、マイクロレンズアレイを補強するためのもので、マイクロレンズアレイ製造工程において要求されるプロセス耐性や、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、マイクロレンズアレイ単独で満足できれば、補強板１５４は不要である。
【０１１６】
そして、図１０（Ｂ）に示すように、基台１４８を通して、配向膜１５１と基台１４８との界面に放射線６０を照射して、図１１に示すように基台１４８を剥離する。なお、基台１４８及び配向膜１５１が相互に剥離しやすいものであれば、放射線６０の照射は省略してもよい。
【０１１７】
こうして、図１１に示すように、配向膜１５１（及び透明電極膜１５０）が形成されたマイクロレンズアレイ１６０が得られる。液晶パネルに適用される場合には、配向膜１５１には、液晶分子を所定の方向に配列させるための溝（配向溝）を形成するために、ラビング処理が施される。
【０１１８】
本実施形態によれば、第１及び第２の原盤１１０、１２０を第１の光透過性層前駆体１３０を介して密着させて、第１の原盤１１０の曲面部１１２を転写してレンズ１３４を形成する。こうして、複数のレンズ１３４を有する第１の光透過性層１３２を簡単に製造することができる。この製造方法によれば、材料の使用効率が高く、かつ工程数の短縮を図ることができ、コストダウンを図ることができる。また、第１及び第２の原盤１１０、１２０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、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。
【０１１９】
さらに、光透過性層１３２には、第２の原盤１２０の凸部１２２によって、凹部１３６が転写形成されており、この凹部１３６に遮光性材料１４２が充填される。この遮光性材料１４２からなる遮光性層１３８は、ブラックマトリクスを構成し、画素間のコントラストを向上させることができる。
【０１２０】
本実施形態によれば、配向膜形成時の焼成温度による第１及び第２の光透過性層１３２、１５６へのダメージをなくすことに加えて、コントラストを向上させることもできるマイクロレンズアレイを転写法によって簡単に製造することができる。
【０１２１】
（第３の実施形態）
図１２（Ａ）〜図１３（Ｃ）は、本発明の第３の実施形態を説明する図である。
【０１２２】
上述した第１の実施形態では、凸状のレンズを有するマイクロレンズアレイが製造されるが、凹状のレンズを有するマイクロレンズアレイを製造する場合には、原盤１０の曲面部１９を凹状にすることが必要である。
【０１２３】
また、第１の実施形態では、原盤１０から中間盤２４を介して複製盤３０が製造されたが、原盤から直接複製盤を製造することも可能である。この場合、第１の実施形態と同様に凸レンズを有するマイクロレンズアレイを製造するには、凸状の曲面部を有する原盤を用意し、この原盤から凹状の曲面部を有する複製盤を製造することが必要である。
【０１２４】
そこで、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。
【０１２５】
まず、図１２（Ａ）に示すように、基板２１２上にレジスト層２１４を形成する。この工程並びに基板２１２及びレジスト層２１４の材料については、第１の実施形態（図１（Ａ）参照）と同様である。
【０１２６】
次に、図１２（Ｂ）に示すように、マスク２１６をレジスト層２１４の上に配置し、マスク２１６を介してレジスト層２１４の所定領域のみを放射線２１８によって暴露する。マスク２１６は、図１３（Ｃ）に示す曲面部２１９の形成に必要とされる領域においてのみ、放射線２１８が透過するようにパターン形成されたものである。
【０１２７】
そして、レジスト層２１４を放射線２１８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１２（Ｃ）に示すように、放射線２１８の暴露領域２１７のレジスト層２１４のみが選択的に除去されて基板２１２の表面が露出し、それ以外の領域はレジスト層２１４により覆われたままの状態となる。
【０１２８】
こうしてレジスト層２１４がパターン化されると、リフロー工程で、レジスト層２１４を加熱する。そして、レジスト層２１４が熱により溶融されると、表面張力により、図１２（Ｄ）に示すようにレジスト層２１４の表面は、曲面形状をなす。
【０１２９】
続いて、図１２（Ｅ）に示すように、このレジスト層２１４をマスクとして、エッチャント２２０によって、基板２１２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（ＲＩＥ）などのドライエッチングを行う。
【０１３０】
図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は、基板がエッチングされる過程を示す図である。基板２１２は、部分的に、曲面形状をなすレジスト層２１４によって覆われている。基板２１２は、まず、レジスト層２１４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２１４は、エッチャント２２０によりエッチングされて、図１３（Ａ）及び図１３（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２１４は曲面形状をなしているので、この形状のレジスト層２１４が徐々に小さくなると、基板２１２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２１２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２１２の表面形状は曲面となる。最後には、図１３（Ｃ）に示すように、基板２１２に凸状の曲面部２１９が形成されて、原盤２１０が得られる。
【０１３１】
この原盤２１０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２１０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。
【０１３２】
（第４の実施形態）
図１４〜図１５（Ｂ）は、本発明の第４の実施形態を説明する図である。図１４に示すように、本実施形態では、第１の実施形態で使用された原盤１０と、遮光性層５４、透明電極膜５２及び配向膜５１が形成された基台５０と、光透過性層前駆体３８と、が使用される。そして、原盤１０の曲面部１９が形成された側と、基台５０の遮光性層５４等が形成された側と、を対向させて配置し、光透過性層前駆体３８を介して両者を密着させる。
【０１３３】
こうして、図１５（Ａ）に示すように、基台５０と原盤１０との間に、光透過性層３１０が形成される。光透過性層３１０には、原盤１０の曲面部１９に対応して、複数の凸状のレンズ３１２が形成されている。
【０１３４】
そして、図１５（Ｂ）に示すように、原盤１０を光透過性層３１０から剥離し、基台５０を配向膜５１から剥離することで、配向膜５１（及び透明電極膜５２）が形成されたマイクロレンズアレイ３００が得られる。液晶パネルに適用される場合には、配向膜５１には、液晶分子を所定の方向に配列させるための溝（配向溝）を形成するために、ラビング処理が施される。なお、剥離工程については、第１の実施形態と同様である。
【０１３５】
本実施形態によれば、光透過性層前駆体３８から光透過性層３１０を、基台５０の上で形成しながら配向膜５１に対して接着する。したがって、全体的な工程を短縮することができる。ここで、原盤１０から光透過性層３１０を剥離した後に、光透過性層３１０上に必要に応じて第２の光透過性層、補強板等を設けても良い。また、第１の実施形態と同様に、焼成温度による光透過性層３１０に対するダメージを与えないようにすることができる。
【０１３６】
（第５の実施形態）
図１６〜図１７（Ｃ）は、本発明の第５の実施形態を説明する図である。本実施形態は、第１の実施形態の変形例であって、図１６に示すように、基台５０と配向膜５１との間に、分離層３２０が形成される。すなわち、基台５０上に、まず分離層３２０が形成されてから、分離層３２０上に配向膜５１が形成され、その上に透明電極膜５２が形成される。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【０１３７】
そして、基台５０を通して分離層３２０に放射線６０を照射すると、基台５０と透明電極５２とが剥離しやすくなる。
【０１３８】
分離層３２０を構成する材料として、例えば、非晶質シリコン、酸化ケイ素、ケイ酸化合物、酸化チタン、チタン酸化合物、酸化ジルコニウム、ジルコン酸化物、酸化ランタン、ランタン酸化合物などの各種酸化物セラミックス、（強）誘電体あるいは半導体、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化チタン等の窒化セラミックス、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド、ポリイミド等の有機高分子材料、Ａｌ、Ｌｉ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｇｄ、Ｓｍの中から選ばれた１種又は２種以上の合金等が利用できる。これらの中から、プロセス条件、基台５０、配向膜５１及び透明電極膜５２の材質等に応じて適宜選択される。
【０１３９】
分離層３２０の形成方法は、特に限定されるものではなく、その組成や形成膜厚に応じて適宜選択される。具体的には例えば、ＣＶＤ、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の各種気相成長法、電気メッキ、無電解メッキ、ラングミュア・ブロジェット（ＬＢ）法、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、バーコード法等が利用される。
【０１４０】
分離層３２０の厚さは、薄すぎると配向膜５１へのダメージが大きくなる一方、厚すぎると分離層３２０の良好な剥離性を確保するために必要な放射線４６のエネルギー量を大きくしなければならない。そこで、分離層３２０の厚さは、剥離目的や組成により異なるが、通常は、１ｎｍ〜２０μｍ程度が好ましく、１０ｎｍ〜１０μｍ程度がさらに好ましく、４０ｎｍ〜１μｍ程度とすることが最も好ましい。なお、分離層３２０の膜厚は、できるだけ均一であることが好ましい。
【０１４１】
このような分離層３２０に対して、図１６に示すように放射線６０を照射すると、基台５０からの剥離が可能になる。剥離形態は、大きく分けて図１７（Ａ）〜図１７（Ｃ）に示すように、３種類がある。
【０１４２】
図１７（Ａ）には、基台５０と分離層３２０との界面における結合力が低減して、両者間の界面に剥離が生じた例が示されている。この場合には、分離層３２０を配向膜５１から除去するために、剥離（洗浄）処理を施すことが好ましい。
【０１４３】
図１７（Ｂ）には、配向膜５１と分離層３２０との界面における結合力が低減して、両者間の界面に剥離が生じた例が示されている。この場合でも、分離層３２０の一部が配向膜５１に付着していることがあるため、配向膜５１の表面に洗浄処理を施すことが好ましい。
【０１４４】
図１７（Ｃ）には、分離層３２０の内部において、分子又は原子間の結合力が低減して剥離が生じた例が示されている。この場合においても、分離層３２０の残骸を配向膜５１から除去するために洗浄処理を施すことが好ましい。
【０１４５】
（第６の実施形態）
図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）は、本発明の第６の実施形態を説明する図である。本実施形態は、第１の実施形態の変形例であって、ラビング処理を省略できる製造方法である。
【０１４６】
本実施形態では、図１８（Ａ）に示すように、すじ状の突起３３１が形成された基台３３０が使用される。この突起３３１は、従来のラビング処理にて配向膜に形成される溝（配向溝）の反転パターンとなっている。そして、ポリイミド樹脂等を基台３３０上に塗布するなどの方法で設け、これを焼成して配向膜３３２を形成する。続いて、図１８（Ｂ）に示すように、配向膜３３２上に透明電極膜５２を形成する。
【０１４７】
そして、図５（Ｃ）〜図６（Ｃ）に示すのと同様の工程を経て、図１８（Ｃ）に示すマイクロレンズアレイ３５０が得られる。このマイクロレンズアレイ３５０は、配向膜３３２を有し、この配向膜３３２には、基台３３０の突起３３１に対応して配向溝３３３が形成されている。
【０１４８】
本実施形態によれば、配向膜３３２の形成工程で、液晶分子を所定の方向に配列させるための配向溝３３３を同時に形成することができるので、ラビング処理を省略することができる。
【０１４９】
（第７の実施形態）
図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）は、本発明の第７の実施形態を説明する図である。本実施形態は、第２の実施形態の変形例であって、マイクロレンズアレイが液晶パネルに使用されたときに、配向膜にスペーサ（支持部材）を一体成形する製造方法である。
【０１５０】
本実施形態では、図１９（Ａ）に示すように、凹部３４１が形成された基台３４０が使用される。なお、凹部３４１は、エッチングなどによって形成する。そして、ポリイミド樹脂等を、凹部３４１にも充填されるように、基台３４０上に塗布するなどして設け、これを焼成して配向膜３４２を形成する。配向膜３４２上には、図１９（Ｂ）に示すように、透明電極膜１５０を形成する。そして、図７（Ａ）〜図１１に示すのと同様の工程を経て、図１９（Ｃ）に示すマイクロレンズアレイ３７０が得られる。このマイクロレンズアレイ３７０は、配向膜３４２と一体形成されたスペーサ３４３を有する。
【０１５１】
凹部３４１の深さはスペーサ３４３の高さに相当し、製造しようとする液晶パネルに応じて加工される。例えば、ＴＦＴを駆動素子として用いたＶＧＡ仕様の液晶パネルでは、２〜６μｍ程度の深さである。
【０１５２】
基台３４０の凹部３４１の深さはエッチング技術により高精度に制御することができる。例えば、凹部３４１の深さ３μｍに対し、エッチング誤差は±０．０５μｍである。従って、スペーサ３４３の高さ、即ち、セルギャップを一定に保持することができるため、液晶パネルの光透過率、コントラスト比、応答速度等の表示特性を好適な値に保持することが容易となる。
【０１５３】
本実施形態においては、隣り合うレンズ１３４間に、凹部３４１を配置することが好ましい。かかる構成により、レンズ１３４間に容易にスペーサ３４３を設けることができる。従って、光を集光させるレンズ１３４上にスペーサ３４３が配置されることはなく、マイクロレンズアレイ又は液晶パネルの製造上の歩留りを向上させることができる。
【０１５４】
また、遮光性層１３８（ブラックマトリクス）上に、凹部３４１を配置することが好ましい。かかる構成により、遮光性層１３８上に容易にスペーサ３４３を設けることができる。従って、画素上にスペーサ３４３が配置されることはない。また、スペーサ３４３を遮光性層１３８に設けることで、スペーサ３４３による液晶の配向ムラや液晶パネルの偏光特性への影響等を低減することができ、液晶パネルの画質を好ましい状態に保持することができる。
【０１５５】
凹部３４１の形状は、円柱状、角柱状等の形状が適用できるが、特に、円柱状が好ましい。スペーサ３４３を円柱状に形成することにより、液晶の配向の乱れを抑制することができる。
【０１５６】
なお、スペーサ３４３は、全ての隣り合うレンズ１３４間あるいは全ての画素間の遮光性層１３８上に配置する必要はなく、任意の位置に配置してもよい。但し、スペーサ３４３の配置は、セルギャップを均一に保持するため、必要な強度が得られるように配置することが必要である。例えば、スペーサ３４３の配置間隔として、１００〜２００μｍの範囲が好ましい。
【０１５７】
本実施形態は、上述した第６の実施形態と組み合わせることもできる。すなわち、基台３４０における凹部３４１の形成された面に、図１８（Ａ）に示す基台３３０の突起３３１と同様の突起を形成しておき、配向膜３４２における所定の領域に配向溝を形成してもよい。
【０１５８】
図２０は、本発明に係る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１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７０を組み込んだライトバルブ４００と、光源としてのランプ４１０とを有する。
【０１５９】
マイクロレンズアレイ７０は、レンズ４２をランプ４１０からみて凹状になるように配置されている。また、配向膜５１からギャップをあけて、ＴＦＴ基板４１４が設けられている。ＴＦＴ基板４１４には、透明な個別電極４１６及び薄膜トランジスタ４１８が設けられており、これらの上に配向膜４２０が形成されている。また、ＴＦＴ基板４１４は、配向膜４２０を配向膜５１に対向させて配置されている。
【０１６０】
配向膜５１、４２０間には、液晶４３０が封入されており、薄膜トランジスタ４１８によって制御される電圧によって、液晶４３０が駆動されるようになっている。
【０１６１】
この液晶プロジェクタによれば、ランプ４１０から照射された光４４０が、各画素毎にレンズ４２にて集光するので、明るい画面を表示することができる。
【０１６２】
なお、その前提として、接着層５８の光屈折率ｎa と、光透過性層４０の光屈折率ｎb とは、
ｎa＜ｎb
の関係にあることが必要である。この条件を満たすことで、屈折率の大きい媒質から、屈折率の小さい媒質に光が入射することになり、光４４０は両媒質の界面の法線から離れるように屈折して集光する。そして、画面を明るくすることができる。
【０１６３】
図２１は、本発明に係る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１６０を組み込んだライトバルブ５００と、光源としてのランプ４１０とを有する。
【０１６４】
マイクロレンズアレイ１６０は、レンズ１３４をランプ４１０から見て凸状になるように配置されている。また、配向膜１５１からギャップをあけて、ＴＦＴ基板４１４が設けられている。ＴＦＴ基板４１４には、透明な個別電極４１６及び薄膜トランジスタ４１８が設けられており、これらの上に配向膜４２０が形成されている。また、ＴＦＴ基板４１４は、配向膜４２０を配向膜１５１に対向させて配置されている。
【０１６５】
配向膜１５１、４２０間には、液晶４３０が封入されており、薄膜トランジスタ４１８によって制御される電圧によって、液晶４３０が駆動されるようになっている。
【０１６６】
この液晶プロジェクタによれば、ランプ４１０から照射された光４４０が、各画素毎にレンズ１３４にて集光するので、明るい画面を表示することができる。
【０１６７】
なお、その前提として、第１の光透過性層１３２の光屈折率 ｎa′と、第２の光透過性層１５６の光屈折率 ｎb′とは、
ｎa′＞ｎb′
の関係にあることが必要である。この条件を満たすことで、屈折率の小さい媒質から、屈折率の大きい媒質に光が入射することになり、光４４０は両媒質の界面の法線に近づくように屈折して集光する。そして、画面を明るくすることができる。
【０１６８】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）〜図１（Ｅ）は、第１の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の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３】図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、第１の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４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、第１の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５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、第１の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６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、第１の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（Ｃ）は、第２の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図８】図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、第２の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、第２の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、第２の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１２】図１２（Ａ）〜図１２（Ｅ）は、第３の実施形態に係る原盤の製造方法を示す図である。
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は、第３の実施形態におけるエッチングの過程を示す図である。
【図１４】図１４は、第４の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１５】図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、第４の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１６】図１６は、第５の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１７】図１７（Ａ）〜図１７（Ｃ）は、第５の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１８】図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）は、第６の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１９】図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）は、第７の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図２０】図２０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。
【図２１】図２１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】
３８ 光透過性層前駆体
４０ 光透過性層
４２ レンズ
５０ 基台
５１ 配向膜
６０ 放射線
７０ マイクロレンズアレイ
１３８ 遮光性層
１４２ 遮光性材料
３２０ 分離層
３３１ 突起
３３３ 配向溝
３４１ 凹部
３４３ スペーサ（支持部材）
【発明の属する技術分野】
本発明は、配向膜が一体形成された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、レンズに対応する曲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工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】
そして、液晶パネル用のマイクロレンズアレイには、その後、配向膜が形成される。配向膜は、液晶分子の配向処理を行うもので、平坦性が要求される。また、配向膜は、例えばポリイミド樹脂などを塗布しこれを焼成して形成されるが、その熱は、マイクロレンズアレイに悪影響を与えるのみならず、これを構成する材料に制約を受けるという問題がある。
【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、配向膜を有する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並びにこれを表示装置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、基台上に配向膜を形成する第１工程と、
前記配向膜に、複数のレンズを有する光透過性層を設ける第２工程と、
前記配向膜を、前記光透過性層と一体的に前記基台から剥離する第３工程と、
を含む。
【０００９】
本発明によれば、基台上で配向膜が形成されるので、配向膜の平坦性を確保することが容易である。また、本発明では、焼成を行って配向膜が形成されてから、その上に光透過性層が設けられる。したがって、配向膜を焼成するときに、まだ光透過性層が形成されていないので、この光透過性層に対して、焼成時の高温の影響を与えない。また、光透過性層を構成する材料は、焼成時の高温に耐えられるものに限定されないので、材料選択の自由度が増す。
【００１０】
（２）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記第２工程の前に、前記光透過性層を前記配向膜とは別に形成する工程を含み、
前記第２工程で、完成した前記光透過性層を前記配向膜に接着してもよい。
【００１１】
これによれば、予め得られたレンズ付きの光透過性層を利用できるので、汎用性のある製造方法となる。
【００１２】
（３）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記第２工程で、光透過性層前駆体から光透過性層を、前記基台の上で形成しながら前記配向膜に接着してもよい。
【００１３】
これによれば、連続的に配向膜及び光透過性層を形成するので、全体的な工程を短縮することができる。
【００１４】
（４）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記基台は、放射線透過性を有し、
前記第３工程で、前記基台を通して前記配向膜に前記放射線を照射して、前記配向膜と前記基台との界面における結合力を低減させてもよい。
【００１５】
このように、配向膜と基台との界面における結合力を低減させることで、配向膜を基台から剥離しやすくすることができる。
【００１６】
（５）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記第１工程で、前記基台には予め分離層を形成し、前記分離層の上に前記配向膜を形成し、
前記基台は、放射線透過性を有し、
前記第３工程で、前記基台を通して前記分離層に前記放射線を照射して、前記基台と前記分離層との界面における結合力を低減させてもよい。
【００１７】
これによれば、基台と分離層との界面における結合力が低減して、分離層を基台から剥離することができる。
【００１８】
（６）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記第１工程で、前記基台には予め分離層を形成し、前記分離層の上に前記配向膜を形成し、
前記基台は、放射線透過性を有し、
前記第３工程で、前記基台を通して前記分離層に前記放射線を照射して、前記配向膜と前記分離層との界面における結合力を低減させてもよい。
【００１９】
これによれば、配向膜と分離層との界面における結合力が低減して、配向膜を分離層から剥離することができる。
【００２０】
（７）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記第１工程で、前記基台には予め分離層を形成し、前記分離層の上に前記配向膜を形成し、
前記基台は、放射線透過性を有し、
前記第３工程で、前記基台を通して前記分離層に前記放射線を照射して、前記分離層の内部における結合力を低減させてもよい。
【００２１】
これによれば、分離層の内部における結合力が低減して、この分離層の内部に剥離（凝集破壊）が生じる。したがって、分離層の一部はマイクロレンズアレイに付着し、分離層の残りは基台に付着する。
【００２２】
（８）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記第３工程後に、前記配向膜の表面を洗浄処理する工程を含んでもよい。
【００２３】
こうすることで、放射線の照射により劣化した配向膜の一部を除去することができる。
【００２４】
（９）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記第３工程後に、前記配向膜の表面に付着した前記分離層を除去する工程を含んでもよい。
【００２５】
こうすることで、マイクロレンズアレイに付着した分離層又はその残骸を除去することができる。
【００２６】
（１０）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記基台の表面には、少なくとも一つの凹部が形成され、
前記第１工程で、前記基台の前記凹部に前記配向膜の材料を充填して、前記配向膜と一体化した凸部を形成し、
前記凸部は、液晶パネル（液晶セル）における液晶を封入するための間隔（セルギャップ）を一定に保つための支持部材（スペーサ）となってもよい。
【００２７】
この方法によれば、支持部材を配向膜と同時形成できるとともに、支持部材の配置箇所を容易に調整することができる。
【００２８】
（１１）前記凹部は、前記基台上の前記レンズ間に対応する領域に形成され、
前記第２工程は、前記基台の前記凹部を前記レンズ間に位置させて行われてもよい。
【００２９】
この方法により、レンズ上に支持部材が形成されないようにすることができるため、歩留りが向上し、且つ、製造工程を簡略化することができる。
【００３０】
（１２）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記基台の表面の所定領域には、前記配向膜に形成する配向溝に対応する突起が形成され、
前記第１工程で、前記配向膜の所定領域に前記配向溝を形成してもよい。
【００３１】
これによれば、配向膜形成工程で、配向膜上に配向溝も同時に形成することができるので、工程の短縮を図ることができる。ここで、配向溝とは、液晶分子を所定の方向に配列させるための溝を指す。
【００３２】
（１３）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記配向膜及び前記光透過性層の一方の上に透明電極膜を形成する工程を含み、
前記第２工程では、前記透明電極膜を介して、前記配向膜に前記光透過性層を設けてもよい。
【００３３】
こうすることで、透明電極膜を有するマイクロレンズアレイを容易に製造することができる。
【００３４】
（１４）上記マイクロレンズアレイの製造方法において、
前記透明電極膜を、前記配向膜上に形成してもよい。
【００３５】
こうすることで、光透過性層とは別に、透明電極膜にアニール処理を施すことができるので、光透過性層に熱の影響を与えないようにすることができる。
【００３６】
（１５）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。
【００３７】
（１６）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。
【００３８】
【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。
【００３９】
（第１の実施形態）
図１（Ａ）〜図６（Ｃ）は、本発明の第１の実施形態を説明する図である。
【００４０】
（原盤製造工程）
図１（Ａ）〜図１（Ｅ）は、第１の実施形態における原盤を製造する工程を示す図である。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
次に、図１（Ｂ）に示すように、マスク１６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。
【００４５】
マスク１６は、図１（Ｅ）に示す曲面部１９の形成に必要とされる領域においてのみ、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。
【００４６】
また、放射線としては波長２００ｎｍ〜５００ｎｍ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。
【００４７】
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。
【００４８】
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（エッチング液）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。基板１２として石英を用いた場合には、エッチング液として、例えば、沸酸と沸化アンモニウムを混合した水溶液（バッファード沸酸）を用いてエッチングを行う。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４０のレンズ４２（図４（Ｃ）参照）の反転形状に等しく、曲面となっている。
【００４９】
次に、エッチングの完了後にレジスト層１４を除去すると、図１（Ｅ）に示すように、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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
（中間盤製造工程）
図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は中間盤を形成する工程を示す図である。まず、図２（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２２を載せる。そして、補強板２０を、この中間盤前駆体２２を介して原盤１０と密着させることにより、中間盤前駆体２２を所定領域まで塗り拡げて図２（Ｂ）に示すように、原盤１０と補強板２０の間に中間盤前駆体２２からなる層を形成する。
【００５３】
ここでは、中間盤前駆体２２を原盤１０上に載せたが、補強板２０に載せるか、原盤１０及び補強板２０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２０のいずれか一方、または、両方に、予め中間盤前駆体２２を所定領域まで塗り拡げてもよい。
【００５４】
補強板２０は、中間盤２４を補強するためのもので、中間盤２４を作製する工程や中間盤２４から複製盤３０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２４単独で、上記プロセス耐性を満足できれば、補強板２０は不要である。
【００５５】
中間盤前駆体２２としては、原盤１０からの離型性及び曲面部１９の形状の転写性が良好であり、かつ、この後の工程の中間盤２４から複製盤３０を形成する工程において、プロセス耐性を有し、中間盤２４から複製盤３０への曲面部２６の形状の転写性が良好な物質であれば特に限定されない。ただし、中間盤前駆体２２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、原盤１０の複数の曲面部１９へ中間盤前駆体２２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。
【００５６】
また、中間盤前駆体２２として樹脂を選択するときには、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好適である。
【００５７】
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。
【００５８】
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するものが容易に得られるため好適である。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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、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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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２（Ｂ）に示すように、原盤１０と補強板２０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、中間盤２４が形成される。
【００６６】
このような中間盤前駆体２２を介して原盤１０と補強板２０を密着させることで、中間盤前駆体２２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２０とを貼り合わせる際に、原盤１０及び補強板２０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２２が所定領域まで塗れ拡がる時間を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。
【００６７】
そして、中間盤前駆体２２に応じた固化処理を施す。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。これにより中間盤前駆体２２を固化させて、図２（Ｂ）に示すように、中間盤２４を形成する。
【００６８】
次いで、図２（Ｃ）に示すように、原盤１０から中間盤２４及び補強板２０を剥離する。こうして得られた中間盤２４には、原盤１０の凹状の曲面部１９に対応して、凸状の曲面部２６が形成されている。
【００６９】
（複製盤製造工程）
図３（Ａ）〜図３（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３（Ａ）に示すように、中間盤２４の曲面部２６が形成されている側の面上に金属膜３２を形成して、その表面を導電（体）化する。金属膜３２としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）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３２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、中間盤２４の表面が、この後の電気鋳造法による金属層の形成において必要な導電性を有していれば、この導電化は不要である。
【００７０】
そして、金属膜３２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３（Ｂ）に示すように、厚い金属層３４を形成する。電気メッキ液の一例を以下に示す。
【００７１】
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
続いて、図３（Ｃ）に示すように、金属膜３２及び金属層３４を、中間盤２４から剥離し、必要があれば洗浄する等して、複製盤３０が得られる。複製盤３０には、中間盤２４の凸状の曲面部２６に対応して、凹状の曲面部３６が形成される。曲面部３６は、図４（Ｃ）に示すレンズ４２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。
【００７２】
また、金属膜３２は、必要に応じて剥離処理を施して、複製盤３０から除去してもよい。
【００７３】
（光透過性層形成工程）
次に、図４（Ａ）〜図４（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。
【００７４】
まず、図４（Ａ）から図４（Ｂ）にかけて示すように、複製盤３０と補強板４４とを、光透過性層前駆体３８を介して密着させる。この工程は、図２（Ａ）から図２（Ｂ）にかけて示す工程と同様であり、光透過性層前駆体３８も、図２（Ａ）に示す中間盤前駆体２２として選択可能な物質から選ぶことができるが、光透過性を有することが必要である。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４０を形成することが可能であるため好適である。
【００７５】
また、補強板４４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４０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４４は不要である。
【００７６】
このようにして光透過性層４０が複製盤３０上に形成されると、図４（Ｃ）に示すように、光透過性層４０と補強板４４を一体的に複製盤３０から剥離する。光透過性層４０は、曲面部３６から転写された複数のレンズ４２を有しているので、光透過性層４０及び補強板４４からなる構成を、一般的にはマイクロレンズアレイと称することがあるが、本願においては、これに少なくとも配向膜５１（図６（Ｃ）参照）を加えた構成をマイクロレンズアレイと定義する。
【００７７】
以上の工程では、要するに、曲面部１９を有する原盤１０から中間盤２４を製造し、この中間盤２４を基にして複製盤３０を複製し、その複製盤３０を製品ごとに用いて、補強板４４にて補強された光透過性層４０（一般的には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は中間盤２４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、一般的な意味での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。また、原盤１０から複製盤３０を直接形成しないので、両者の材料選択の幅が広がり、複製盤３０を形成するための方法の自由度が増すため、曲面部２６、３６の形状を高い精度で転写することが容易となる。さらに、原盤１０及び複製盤３０の耐久性の向上が容易となる。
【００７８】
（配向膜形成工程）
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、配向膜を形成する工程を示す図である。図５（Ａ）において、配向膜５１は、基台５０上にポリイミド樹脂又はその前駆体の材料を塗布などの方法で設けて、これを１００℃〜３５０℃で焼成して形成される。塗布方法としては、スピンコート法、ロールコート法やフレキソ印刷法等の方法が利用できる。焼成の温度は、使用する材料に応じて適宜設定される。配向膜５１の形成は、上記図１（Ａ）〜図４（Ｃ）の工程とは別に行うが、形成時期については同時でも別でもよい。
【００７９】
その後、図５（Ｂ）に示すように、基台５０に形成された配向膜５１上に透明電極膜５２を形成する。透明電極膜５２は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等であり、スパッタや蒸着などの真空成膜法により形成された後、アニール処理が施される。アニール処理の温度は、通常１００〜３００℃であるが、一般に温度が高いほど抵抗値が下がり良質の電極膜となるので好ましい。なお、配向膜５１の形成のための焼成と透明電極膜５２のアニール処理とを同時に行ってもよい。
【００８０】
配向膜５１及び透明電極膜５２を均一の厚みで平坦に形成するために、基台５０の表面は平坦であることが好ましい。具体的には、基台５０の凹凸は、±０．１μｍ以内であることが望ましい。基台５０は、その後、補強板４４にて補強された光透過性層４０（一般的な意味でのマイクロレンズアレイ）上に、配向膜５１及び透明電極膜５２を転写するまでこれらを支持するための基板となる。ここで、基台５０として、後の工程での必要があれば、放射線透過性を有するものが使用される。なお、基台５０は、配向膜５１を形成するときの焼成温度及び透明電極膜５２を形成するときのアニール温度に耐えられることが要求される。
【００８１】
次に、図５（Ｃ）に示すように、透明電極膜５２上に、遮光性層５４を形成する。遮光性層５４は、表示装置の画素に対してブラックマトリクスとなるもので、画素配列に応じて所定の領域を遮光するように形成される。
【００８２】
（配向膜接着工程）
次に、図６（Ａ）に示すように、基台５０における遮光性層５４等が形成された側と、光透過性層４０のレンズ４２が形成された側と、を接着層前駆体５６を介して貼り合わせる。詳しくは、接着層前駆体５６を、基台５０又は光透過性層４０の少なくともいずれか一方に滴下又は塗布して、両者を貼り合わせる。接着層前駆体５６は、補強板４４及び光透過性層４０の自重（貼り合わせの際に基台５０が上側に配置される場合は基台５０の自重）又は光透過性層４０もしくは基台５０を介して加圧されることで、両者を密着させて接着する。
【００８３】
ここで、接着層前駆体５６は、光透過性を有して接着力のあるものであれば特に限定されるものでなく、エネルギーの付与により硬化可能な物質、可塑性を有する物質等も利用することができる。例えば、図４（Ａ）に示す光透過性層駆体３８として選択可能な物質から選択することもできる。
【００８４】
こうして、補強板４４にて補強された光透過性層４０と、配向膜５１、透明電極膜５２及び遮光性層５４が形成された基台５０とは、図６（Ｂ）に示すように、接着層５８によって接着された状態となる。
【００８５】
（基台剥離工程）
次に基台５０の剥離を行うが、基台５０及び配向膜５１を構成する物質の組み合わせによっては、これらの間の密着力が高くなって、配向膜５１が基台５０から剥離しにくくなり、配向膜５１の欠落やクラックの発生等といった不良品発生率の増大、剥離に要する時間がかかることによる生産性の低下、さらには、基台５０の耐久性の低下等の問題が発生する場合がある。
【００８６】
そこで、図６（Ｂ）に示すように、基台５０を通して、配向膜５１と基台５０との界面に放射線６０を照射する。こうすることで、配向膜５１と基台５０との密着力を低減又は消失させて、図６（Ｃ）に示すように、基台５０から配向膜５１を良好に剥離することができる。
【００８７】
詳しくは、基台５０と配向膜５１との界面において、原子間又は分子間の種々の結合力を低減又は消失させて、アブレーション等の現象を発生させて界面剥離（破壊）に至らしめることができる。あるいは、放射線６０によって、配向膜５１に含有されていた成分が気化して放出されることで分離効果が発現して界面剥離に寄与する場合もある。
【００８８】
このように、放射線６０の照射によって界面剥離を生じさせるには、基台５０が放射線６０を透過する材質であり、かつ、配向膜５１が放射線６０のエネルギーを吸収する物質からなることが必要である。
【００８９】
ここで、基台５０の放射線６０の透過率は１０％以上、特に５０％以上であることが好ましい。照射された放射線６０が基台５０を透過するときの減衰を小さくし、小さなエネルギーでアブレーション等の現象を起こせるように、基台５０における放射線６０の透過率は高いことが好ましい。基台５０の例として、石英が挙げられる。石英は、短波長領域の光の透過率が高く、機械的強度や耐熱性においても優れている。
【００９０】
放射線６０として、例えばディープＵＶ光が挙げられる。その発生源として、例えばエキシマレーザは、短波長領域で高エネルギーを出力するものとして実用化されている。エキシマレーザによれば、極めて短時間で界面近傍においてのみアブレーションが引き起こされ、基台５０及び配向膜５１に温度衝撃をほとんど与えることがない。
【００９１】
そして、基台５０から剥離された配向膜５１の表面には、洗浄処理を施して、放射線６０により劣化した部分を除去することが好ましい。なお、基台５０及び配向膜５１が相互に剥離しやすいものであれば、放射線６０の照射は省略してもよい。
【００９２】
以上のようにして、配向膜（及び透明電極膜）付きのマイクロレンズアレイ７０を得ることができる。液晶パネルに適用される場合には、配向膜５１には、液晶分子を所定の方向に配向させるための溝（配向溝）を形成するために、ラビング処理が施される。
【００９３】
本実施形態によれば、配向膜５２を予め基台５０に形成しておくため、補強板４４にて補強された光透過性層４０（一般的な意味でのマイクロレンズアレイ）への焼成温度によるダメージがない。また、光透過性層４０は、焼成時の高温にさらされることがないので、材料選択の自由度が増す。
【００９４】
（第２の実施形態）
図７（Ａ）〜図１１は、本発明の第２の実施形態を説明する図である。
【００９５】
まず、図７（Ａ）に示すように、第１の原盤１１０及び第２の原盤１２０を用意する。第１の原盤１１０には、複数の曲面部１１２が形成されており、各曲面部１１２は、凸状の曲面の反転パターンとなるように凹状をなしている。一方、第２の原盤１２０には、複数の凸部１２２が形成されている。複数の凸部１２２は、平面視において、ブラックマトリクスの形状をなす。
【００９６】
第１及び第２の原盤１１０、１２０は、それぞれの曲面部１１２及び凸部１２２を対向させて、かつ、各凸部１２２が曲面部１１２の間に対向するように配置されている。
【００９７】
そして、原盤１１０と原盤１２０とを、第１の光透過性層前駆体１３０を介して密着させる。第１の光透過性層前駆体１３０は、図７（Ｃ）に示す第１の光透過性層１３２の材料となる。なお、図７（Ａ）では、原盤１１０が下に位置しているが、原盤１２０が下であってもよい。
【００９８】
光透過性層前駆体１３０は、第１の実施形態の光透過性層前駆体３８として選択可能な物質から選ぶことができる。
【００９９】
そして、図７（Ｂ）に示すように、光透過性層前駆体１３０を所定領域まで拡げる。必要に応じて所定の圧力を原盤１１０、１２０の少なくとも一方に加えてもよい。ここでは、光透過性層前駆体１３０を原盤１１０上に滴下したが、原盤１２０に滴下するか、原盤１１０、１２０の両方に滴下してもよい。また、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て、原盤１１０、１２０のいずれか一方、または、両方に光透過性層前駆体１３０を塗布してもよい。
【０１００】
さらに、光透過性層前駆体１３０が例えば紫外線硬化型の樹脂であれば、図７（Ｃ）に示すように、原盤１１０、１２０の少なくともいずれか一方から紫外線１４０を所定量照射して光透過性層前駆体１３０を硬化させる。この場合、紫外線を照射する側の原盤は、紫外線透過性を有することが必要である。
【０１０１】
こうして、原盤１１０、１２０の間に第１の光透過性層１３２を形成する。光透過性層１３２の一方の面には、複数の曲面部１１２から転写された複数のレンズ１３４が形成されているので、一般的には、これをマイクロレンズアレイと称することもある。また、光透過性層１３２の他方の面には、複数の凸部１２２から転写された複数の凹部１３６が形成されている。複数の凹部１３６は、図示しない平面視において、ブラックマトリクスの形状をなす。なお、凹部１３６は、レンズ１３４間に対応して形成されている。
【０１０２】
そして、図８（Ａ）に示すように、原盤１２０を、光透過性層１３２から剥離して、凸部１２２から転写された凹部１３６を開口させる。
【０１０３】
次に、図８（Ｂ）に示すように、光透過性層１３２の凹部１３６に遮光性材料１４２を充填し、遮光性層１３８を形成する。この遮光性層１３８は、ブラックマトリクスとなる。
【０１０４】
遮光性材料１４２は、光透過性のない材料であって耐久性があれば種々の材料を適用可能である。例えば、黒色染料あるいは黒色顔料をバインダー樹脂とともに溶剤に溶かしたものを、遮光性材料１４２として用いる。溶剤としては、特にその種類に限定されるものではなく、水あるいは種々の有機溶剤を適用することが可能である。有機溶剤としては、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、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、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、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、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、シクロヘキサノン、キシレン、トルエン、ブチルアセテート等のうち一種または複数種の混合溶液を利用することができる。
【０１０５】
凹部１３６への遮光性材料１４２の充填方法としては、特に限定されるものではないが、インクジェット方式が好適である。インクジェット方式によれば、インクジェットプリンタ用に実用化された技術を応用することで、高速かつインクを無駄なく経済的に充填するとが可能である。
【０１０６】
図８（Ｂ）には、インクジェットヘッド１４４によって、遮光性材料１４２を凹部１３６に充填する様子を示してある。詳しくは、凹部１３６に対向させてインクジェットヘッド１４４を配置し、各遮光性材料１４２を各凹部１３６に吐出する。
【０１０７】
インクジェットヘッド１４４は、例えばインクジェットプリンタ用に実用化されたもので、圧電素子の体積変化を利用してインクに圧力を加えて吐出させるピエゾジェットタイプ、あるいはエネルギー発生素子として電気熱変換体を用いて、インクの体積を膨張させたり気化させ、その圧力でインクを吐出するタイプ等が使用可能であり、射出面積および射出パターンは任意に設定することが可能である。
【０１０８】
本実施形態では、インクジェットヘッド１４４から遮光性材料１４２を吐出させる。そのため、遮光性材料１４２には、インクジェットヘッド１４４からの吐出を可能とするため、流動性を確保する必要がある。
【０１０９】
遮光性材料１４２を充填するときには、光透過性層１３２に形成された凹部１３６に均一な量で充填されるように、インクジェットヘッド１４４を動かす等の制御を行って、打ち込み位置を制御する。凹部１３６の隅々にまで均一に遮光性材料１４２が満たされたら、充填を完了する。溶剤成分が含まれている場合には、熱処理により遮光性材料１４２から溶剤成分を除去する。なお遮光性材料１４２は、溶剤成分を除去すると収縮するため、必要な遮光性が確保できる厚みが収縮後でも残される量を充填しておくことが必要である。
【０１１０】
次に、図９（Ａ）に示すように、光透過性層１３２上に接着層前駆体１４６を滴下する。接着層前駆体１４６は、第１の実施形態の接着層前駆体５６として使用できる材料から選ぶことができる。そして、予め透明電極膜１５０及び配向膜１５１が形成された基台１４８を、接着層前駆体１４６に密着させて、この接着層前駆体１４６を押し拡げる。透明電極膜１５０及び配向膜１５１の形成については、第１の実施形態の透明電極膜５２及び配向膜５１と同じである。基台１４８は、第１の実施形態の基台５０として使用可能な材料から選択することができる。
【０１１１】
接着層前駆体１４６は、スピンコート法、ロールコート法等の方法により、光透過性層１３２上に、或いは基台１４８上に塗り拡げてから、基台１４８を密着させてもよい。
【０１１２】
こうして、接着層前駆体１４６は、基台１４８に形成された配向膜１５１上の透明電極膜１５０と、光透過性層１３２の遮光性層１３８が形成された面と、を接着する接着層１４９となる。
【０１１３】
続いて、図９（Ｃ）に示すように、原盤１１０を光透過性層１３２から剥離する。光透過性層１３２には、原盤１１０の曲面部１１２によって、レンズ１３４が形成されているので、一般的には、これをマイクロレンズアレイと称することもあるが、本願では、少なくとも配向膜１５１を有するものをマイクロレンズアレイと定義する。
【０１１４】
次に、図１０（Ａ）に示すように、光透過性層１３２のレンズ１３４を有する面と、補強板１５４とを第２の光透過性層前駆体１５２を介して密着させる。その工程は、図９（Ａ）に示す工程と同様であり、第２の光透過性層前駆体１５２は、第１の光透過性層前駆体１３０として選択可能な物質の中から選択できる。
【０１１５】
なお、補強板１５４は、マイクロレンズアレイを補強するためのもので、マイクロレンズアレイ製造工程において要求されるプロセス耐性や、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、マイクロレンズアレイ単独で満足できれば、補強板１５４は不要である。
【０１１６】
そして、図１０（Ｂ）に示すように、基台１４８を通して、配向膜１５１と基台１４８との界面に放射線６０を照射して、図１１に示すように基台１４８を剥離する。なお、基台１４８及び配向膜１５１が相互に剥離しやすいものであれば、放射線６０の照射は省略してもよい。
【０１１７】
こうして、図１１に示すように、配向膜１５１（及び透明電極膜１５０）が形成されたマイクロレンズアレイ１６０が得られる。液晶パネルに適用される場合には、配向膜１５１には、液晶分子を所定の方向に配列させるための溝（配向溝）を形成するために、ラビング処理が施される。
【０１１８】
本実施形態によれば、第１及び第２の原盤１１０、１２０を第１の光透過性層前駆体１３０を介して密着させて、第１の原盤１１０の曲面部１１２を転写してレンズ１３４を形成する。こうして、複数のレンズ１３４を有する第１の光透過性層１３２を簡単に製造することができる。この製造方法によれば、材料の使用効率が高く、かつ工程数の短縮を図ることができ、コストダウンを図ることができる。また、第１及び第２の原盤１１０、１２０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、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。
【０１１９】
さらに、光透過性層１３２には、第２の原盤１２０の凸部１２２によって、凹部１３６が転写形成されており、この凹部１３６に遮光性材料１４２が充填される。この遮光性材料１４２からなる遮光性層１３８は、ブラックマトリクスを構成し、画素間のコントラストを向上させることができる。
【０１２０】
本実施形態によれば、配向膜形成時の焼成温度による第１及び第２の光透過性層１３２、１５６へのダメージをなくすことに加えて、コントラストを向上させることもできるマイクロレンズアレイを転写法によって簡単に製造することができる。
【０１２１】
（第３の実施形態）
図１２（Ａ）〜図１３（Ｃ）は、本発明の第３の実施形態を説明する図である。
【０１２２】
上述した第１の実施形態では、凸状のレンズを有するマイクロレンズアレイが製造されるが、凹状のレンズを有するマイクロレンズアレイを製造する場合には、原盤１０の曲面部１９を凹状にすることが必要である。
【０１２３】
また、第１の実施形態では、原盤１０から中間盤２４を介して複製盤３０が製造されたが、原盤から直接複製盤を製造することも可能である。この場合、第１の実施形態と同様に凸レンズを有するマイクロレンズアレイを製造するには、凸状の曲面部を有する原盤を用意し、この原盤から凹状の曲面部を有する複製盤を製造することが必要である。
【０１２４】
そこで、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。
【０１２５】
まず、図１２（Ａ）に示すように、基板２１２上にレジスト層２１４を形成する。この工程並びに基板２１２及びレジスト層２１４の材料については、第１の実施形態（図１（Ａ）参照）と同様である。
【０１２６】
次に、図１２（Ｂ）に示すように、マスク２１６をレジスト層２１４の上に配置し、マスク２１６を介してレジスト層２１４の所定領域のみを放射線２１８によって暴露する。マスク２１６は、図１３（Ｃ）に示す曲面部２１９の形成に必要とされる領域においてのみ、放射線２１８が透過するようにパターン形成されたものである。
【０１２７】
そして、レジスト層２１４を放射線２１８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１２（Ｃ）に示すように、放射線２１８の暴露領域２１７のレジスト層２１４のみが選択的に除去されて基板２１２の表面が露出し、それ以外の領域はレジスト層２１４により覆われたままの状態となる。
【０１２８】
こうしてレジスト層２１４がパターン化されると、リフロー工程で、レジスト層２１４を加熱する。そして、レジスト層２１４が熱により溶融されると、表面張力により、図１２（Ｄ）に示すようにレジスト層２１４の表面は、曲面形状をなす。
【０１２９】
続いて、図１２（Ｅ）に示すように、このレジスト層２１４をマスクとして、エッチャント２２０によって、基板２１２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（ＲＩＥ）などのドライエッチングを行う。
【０１３０】
図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は、基板がエッチングされる過程を示す図である。基板２１２は、部分的に、曲面形状をなすレジスト層２１４によって覆われている。基板２１２は、まず、レジスト層２１４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２１４は、エッチャント２２０によりエッチングされて、図１３（Ａ）及び図１３（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２１４は曲面形状をなしているので、この形状のレジスト層２１４が徐々に小さくなると、基板２１２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２１２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２１２の表面形状は曲面となる。最後には、図１３（Ｃ）に示すように、基板２１２に凸状の曲面部２１９が形成されて、原盤２１０が得られる。
【０１３１】
この原盤２１０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２１０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。
【０１３２】
（第４の実施形態）
図１４〜図１５（Ｂ）は、本発明の第４の実施形態を説明する図である。図１４に示すように、本実施形態では、第１の実施形態で使用された原盤１０と、遮光性層５４、透明電極膜５２及び配向膜５１が形成された基台５０と、光透過性層前駆体３８と、が使用される。そして、原盤１０の曲面部１９が形成された側と、基台５０の遮光性層５４等が形成された側と、を対向させて配置し、光透過性層前駆体３８を介して両者を密着させる。
【０１３３】
こうして、図１５（Ａ）に示すように、基台５０と原盤１０との間に、光透過性層３１０が形成される。光透過性層３１０には、原盤１０の曲面部１９に対応して、複数の凸状のレンズ３１２が形成されている。
【０１３４】
そして、図１５（Ｂ）に示すように、原盤１０を光透過性層３１０から剥離し、基台５０を配向膜５１から剥離することで、配向膜５１（及び透明電極膜５２）が形成されたマイクロレンズアレイ３００が得られる。液晶パネルに適用される場合には、配向膜５１には、液晶分子を所定の方向に配列させるための溝（配向溝）を形成するために、ラビング処理が施される。なお、剥離工程については、第１の実施形態と同様である。
【０１３５】
本実施形態によれば、光透過性層前駆体３８から光透過性層３１０を、基台５０の上で形成しながら配向膜５１に対して接着する。したがって、全体的な工程を短縮することができる。ここで、原盤１０から光透過性層３１０を剥離した後に、光透過性層３１０上に必要に応じて第２の光透過性層、補強板等を設けても良い。また、第１の実施形態と同様に、焼成温度による光透過性層３１０に対するダメージを与えないようにすることができる。
【０１３６】
（第５の実施形態）
図１６〜図１７（Ｃ）は、本発明の第５の実施形態を説明する図である。本実施形態は、第１の実施形態の変形例であって、図１６に示すように、基台５０と配向膜５１との間に、分離層３２０が形成される。すなわち、基台５０上に、まず分離層３２０が形成されてから、分離層３２０上に配向膜５１が形成され、その上に透明電極膜５２が形成される。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【０１３７】
そして、基台５０を通して分離層３２０に放射線６０を照射すると、基台５０と透明電極５２とが剥離しやすくなる。
【０１３８】
分離層３２０を構成する材料として、例えば、非晶質シリコン、酸化ケイ素、ケイ酸化合物、酸化チタン、チタン酸化合物、酸化ジルコニウム、ジルコン酸化物、酸化ランタン、ランタン酸化合物などの各種酸化物セラミックス、（強）誘電体あるいは半導体、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化チタン等の窒化セラミックス、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド、ポリイミド等の有機高分子材料、Ａｌ、Ｌｉ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｇｄ、Ｓｍの中から選ばれた１種又は２種以上の合金等が利用できる。これらの中から、プロセス条件、基台５０、配向膜５１及び透明電極膜５２の材質等に応じて適宜選択される。
【０１３９】
分離層３２０の形成方法は、特に限定されるものではなく、その組成や形成膜厚に応じて適宜選択される。具体的には例えば、ＣＶＤ、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の各種気相成長法、電気メッキ、無電解メッキ、ラングミュア・ブロジェット（ＬＢ）法、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、バーコード法等が利用される。
【０１４０】
分離層３２０の厚さは、薄すぎると配向膜５１へのダメージが大きくなる一方、厚すぎると分離層３２０の良好な剥離性を確保するために必要な放射線４６のエネルギー量を大きくしなければならない。そこで、分離層３２０の厚さは、剥離目的や組成により異なるが、通常は、１ｎｍ〜２０μｍ程度が好ましく、１０ｎｍ〜１０μｍ程度がさらに好ましく、４０ｎｍ〜１μｍ程度とすることが最も好ましい。なお、分離層３２０の膜厚は、できるだけ均一であることが好ましい。
【０１４１】
このような分離層３２０に対して、図１６に示すように放射線６０を照射すると、基台５０からの剥離が可能になる。剥離形態は、大きく分けて図１７（Ａ）〜図１７（Ｃ）に示すように、３種類がある。
【０１４２】
図１７（Ａ）には、基台５０と分離層３２０との界面における結合力が低減して、両者間の界面に剥離が生じた例が示されている。この場合には、分離層３２０を配向膜５１から除去するために、剥離（洗浄）処理を施すことが好ましい。
【０１４３】
図１７（Ｂ）には、配向膜５１と分離層３２０との界面における結合力が低減して、両者間の界面に剥離が生じた例が示されている。この場合でも、分離層３２０の一部が配向膜５１に付着していることがあるため、配向膜５１の表面に洗浄処理を施すことが好ましい。
【０１４４】
図１７（Ｃ）には、分離層３２０の内部において、分子又は原子間の結合力が低減して剥離が生じた例が示されている。この場合においても、分離層３２０の残骸を配向膜５１から除去するために洗浄処理を施すことが好ましい。
【０１４５】
（第６の実施形態）
図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）は、本発明の第６の実施形態を説明する図である。本実施形態は、第１の実施形態の変形例であって、ラビング処理を省略できる製造方法である。
【０１４６】
本実施形態では、図１８（Ａ）に示すように、すじ状の突起３３１が形成された基台３３０が使用される。この突起３３１は、従来のラビング処理にて配向膜に形成される溝（配向溝）の反転パターンとなっている。そして、ポリイミド樹脂等を基台３３０上に塗布するなどの方法で設け、これを焼成して配向膜３３２を形成する。続いて、図１８（Ｂ）に示すように、配向膜３３２上に透明電極膜５２を形成する。
【０１４７】
そして、図５（Ｃ）〜図６（Ｃ）に示すのと同様の工程を経て、図１８（Ｃ）に示すマイクロレンズアレイ３５０が得られる。このマイクロレンズアレイ３５０は、配向膜３３２を有し、この配向膜３３２には、基台３３０の突起３３１に対応して配向溝３３３が形成されている。
【０１４８】
本実施形態によれば、配向膜３３２の形成工程で、液晶分子を所定の方向に配列させるための配向溝３３３を同時に形成することができるので、ラビング処理を省略することができる。
【０１４９】
（第７の実施形態）
図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）は、本発明の第７の実施形態を説明する図である。本実施形態は、第２の実施形態の変形例であって、マイクロレンズアレイが液晶パネルに使用されたときに、配向膜にスペーサ（支持部材）を一体成形する製造方法である。
【０１５０】
本実施形態では、図１９（Ａ）に示すように、凹部３４１が形成された基台３４０が使用される。なお、凹部３４１は、エッチングなどによって形成する。そして、ポリイミド樹脂等を、凹部３４１にも充填されるように、基台３４０上に塗布するなどして設け、これを焼成して配向膜３４２を形成する。配向膜３４２上には、図１９（Ｂ）に示すように、透明電極膜１５０を形成する。そして、図７（Ａ）〜図１１に示すのと同様の工程を経て、図１９（Ｃ）に示すマイクロレンズアレイ３７０が得られる。このマイクロレンズアレイ３７０は、配向膜３４２と一体形成されたスペーサ３４３を有する。
【０１５１】
凹部３４１の深さはスペーサ３４３の高さに相当し、製造しようとする液晶パネルに応じて加工される。例えば、ＴＦＴを駆動素子として用いたＶＧＡ仕様の液晶パネルでは、２〜６μｍ程度の深さである。
【０１５２】
基台３４０の凹部３４１の深さはエッチング技術により高精度に制御することができる。例えば、凹部３４１の深さ３μｍに対し、エッチング誤差は±０．０５μｍである。従って、スペーサ３４３の高さ、即ち、セルギャップを一定に保持することができるため、液晶パネルの光透過率、コントラスト比、応答速度等の表示特性を好適な値に保持することが容易となる。
【０１５３】
本実施形態においては、隣り合うレンズ１３４間に、凹部３４１を配置することが好ましい。かかる構成により、レンズ１３４間に容易にスペーサ３４３を設けることができる。従って、光を集光させるレンズ１３４上にスペーサ３４３が配置されることはなく、マイクロレンズアレイ又は液晶パネルの製造上の歩留りを向上させることができる。
【０１５４】
また、遮光性層１３８（ブラックマトリクス）上に、凹部３４１を配置することが好ましい。かかる構成により、遮光性層１３８上に容易にスペーサ３４３を設けることができる。従って、画素上にスペーサ３４３が配置されることはない。また、スペーサ３４３を遮光性層１３８に設けることで、スペーサ３４３による液晶の配向ムラや液晶パネルの偏光特性への影響等を低減することができ、液晶パネルの画質を好ましい状態に保持することができる。
【０１５５】
凹部３４１の形状は、円柱状、角柱状等の形状が適用できるが、特に、円柱状が好ましい。スペーサ３４３を円柱状に形成することにより、液晶の配向の乱れを抑制することができる。
【０１５６】
なお、スペーサ３４３は、全ての隣り合うレンズ１３４間あるいは全ての画素間の遮光性層１３８上に配置する必要はなく、任意の位置に配置してもよい。但し、スペーサ３４３の配置は、セルギャップを均一に保持するため、必要な強度が得られるように配置することが必要である。例えば、スペーサ３４３の配置間隔として、１００〜２００μｍの範囲が好ましい。
【０１５７】
本実施形態は、上述した第６の実施形態と組み合わせることもできる。すなわち、基台３４０における凹部３４１の形成された面に、図１８（Ａ）に示す基台３３０の突起３３１と同様の突起を形成しておき、配向膜３４２における所定の領域に配向溝を形成してもよい。
【０１５８】
図２０は、本発明に係る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１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７０を組み込んだライトバルブ４００と、光源としてのランプ４１０とを有する。
【０１５９】
マイクロレンズアレイ７０は、レンズ４２をランプ４１０からみて凹状になるように配置されている。また、配向膜５１からギャップをあけて、ＴＦＴ基板４１４が設けられている。ＴＦＴ基板４１４には、透明な個別電極４１６及び薄膜トランジスタ４１８が設けられており、これらの上に配向膜４２０が形成されている。また、ＴＦＴ基板４１４は、配向膜４２０を配向膜５１に対向させて配置されている。
【０１６０】
配向膜５１、４２０間には、液晶４３０が封入されており、薄膜トランジスタ４１８によって制御される電圧によって、液晶４３０が駆動されるようになっている。
【０１６１】
この液晶プロジェクタによれば、ランプ４１０から照射された光４４０が、各画素毎にレンズ４２にて集光するので、明るい画面を表示することができる。
【０１６２】
なお、その前提として、接着層５８の光屈折率ｎa と、光透過性層４０の光屈折率ｎb とは、
ｎa＜ｎb
の関係にあることが必要である。この条件を満たすことで、屈折率の大きい媒質から、屈折率の小さい媒質に光が入射することになり、光４４０は両媒質の界面の法線から離れるように屈折して集光する。そして、画面を明るくすることができる。
【０１６３】
図２１は、本発明に係る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１６０を組み込んだライトバルブ５００と、光源としてのランプ４１０とを有する。
【０１６４】
マイクロレンズアレイ１６０は、レンズ１３４をランプ４１０から見て凸状になるように配置されている。また、配向膜１５１からギャップをあけて、ＴＦＴ基板４１４が設けられている。ＴＦＴ基板４１４には、透明な個別電極４１６及び薄膜トランジスタ４１８が設けられており、これらの上に配向膜４２０が形成されている。また、ＴＦＴ基板４１４は、配向膜４２０を配向膜１５１に対向させて配置されている。
【０１６５】
配向膜１５１、４２０間には、液晶４３０が封入されており、薄膜トランジスタ４１８によって制御される電圧によって、液晶４３０が駆動されるようになっている。
【０１６６】
この液晶プロジェクタによれば、ランプ４１０から照射された光４４０が、各画素毎にレンズ１３４にて集光するので、明るい画面を表示することができる。
【０１６７】
なお、その前提として、第１の光透過性層１３２の光屈折率 ｎa′と、第２の光透過性層１５６の光屈折率 ｎb′とは、
ｎa′＞ｎb′
の関係にあることが必要である。この条件を満たすことで、屈折率の小さい媒質から、屈折率の大きい媒質に光が入射することになり、光４４０は両媒質の界面の法線に近づくように屈折して集光する。そして、画面を明るくすることができる。
【０１６８】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）〜図１（Ｅ）は、第１の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の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３】図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、第１の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４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、第１の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５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、第１の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６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、第１の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（Ｃ）は、第２の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図８】図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、第２の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、第２の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、第２の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１２】図１２（Ａ）〜図１２（Ｅ）は、第３の実施形態に係る原盤の製造方法を示す図である。
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は、第３の実施形態におけるエッチングの過程を示す図である。
【図１４】図１４は、第４の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１５】図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、第４の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１６】図１６は、第５の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１７】図１７（Ａ）〜図１７（Ｃ）は、第５の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１８】図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）は、第６の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図１９】図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）は、第７の実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を示す図である。
【図２０】図２０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。
【図２１】図２１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】
３８ 光透過性層前駆体
４０ 光透過性層
４２ レンズ
５０ 基台
５１ 配向膜
６０ 放射線
７０ マイクロレンズアレイ
１３８ 遮光性層
１４２ 遮光性材料
３２０ 分離層
３３１ 突起
３３３ 配向溝
３４１ 凹部
３４３ スペーサ（支持部材）
Claims (14)
- 基台上に配向膜を形成する工程であって前記配向膜を焼成することを含む第１工程と、
前記配向膜の焼成後に、前記配向膜に、複数のレンズを有する光透過性層を設ける第２工程と、
前記配向膜を、前記光透過性層と一体的に前記基台から剥離する第３工程と、
を含むマイクロレンズアレイの製造方法。 - 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、
前記第２工程の前に、前記光透過性層を前記配向膜とは別に形成する工程を含み、
前記第２工程で、完成した前記光透過性層を前記配向膜に接着するマイクロレンズアレイの製造方法。 - 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、
前記第２工程で、光透過性層前駆体から光透過性層を、前記基台の上で形成しながら前記配向膜に接着するマイクロレンズアレイの製造方法。 - 請求項１から請求項３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、
前記基台は、放射線透過性を有し、
前記第３工程で、前記基台を通して前記配向膜に前記放射線を照射して、前記配向膜と前記基台との界面における結合力を低減させるマイクロレンズアレイの製造方法。 - 請求項１から請求項３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、
前記第１工程で、前記基台には予め分離層を形成し、前記分離層の上に前記配向膜を形成し、
前記基台は、放射線透過性を有し、
前記第３工程で、前記基台を通して前記分離層に前記放射線を照射して、前記基台と前記分離層との界面における結合力を低減させるマイクロレンズアレイの製造方法。 - 請求項１から請求項３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、
前記第１工程で、前記基台には予め分離層を形成し、前記分離層の上に前記配向膜を形成し、
前記基台は、放射線透過性を有し、
前記第３工程で、前記基台を通して前記分離層に前記放射線を照射して、前記配向膜と前記分離層との界面における結合力を低減させるマイクロレンズアレイの製造方法。 - 請求項１から請求項３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、
前記第１工程で、前記基台には予め分離層を形成し、前記分離層の上に前記配向膜を形成し、
前記基台は、放射線透過性を有し、
前記第３工程で、前記基台を通して前記分離層に前記放射線を照射して、前記分離層の内部における結合力を低減させるマイクロレンズアレイの製造方法。 - 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、
前記第３工程後に、前記配向膜の表面を洗浄処理する工程を含むマイクロレンズアレイの製造方法。 - 請求項５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、
前記第３工程後に、前記配向膜の表面に付着した前記分離層を除去する工程を含むマイクロレンズアレイの製造方法。 - 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、
前記基台の表面には、少なくとも一つの凹部が形成され、
前記第１工程で、前記基台の前記凹部に前記配向膜の材料を充填して、前記配向膜と一体化した凸部を形成し、
前記凸部は、液晶パネルにおける液晶を封入するための間隔を一定に保つための支持部材となるマイクロレンズアレイの製造方法。 - 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、
前記凹部は、前記基台上の前記レンズ間に対応する領域に形成され、
前記第２工程は、前記基台の前記凹部を前記レンズ間に位置させて行われるマイクロレンズアレイの製造方法。 - 請求項１、２、３、４、１０又は１１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、
前記基台の表面の所定領域には、前記配向膜に形成する配向溝に対応する突起が形成され、
前記第１工程で、前記配向膜の所定領域に前記配向溝を形成するマイクロレンズアレイの製造方法。 - 請求項１から請求項１２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、
前記配向膜及び前記光透過性層の一方の上に透明電極膜を形成する工程を含み、
前記第２工程では、前記透明電極膜を介して、前記配向膜に前記光透過性層を設けるマイクロレンズアレイの製造方法。 - 請求項１３記載のマイクロレンズアレイの製造方法において、
前記透明電極膜を、前記配向膜上に形成するマイクロレンズアレイの製造方法。
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