JPH08166502A

JPH08166502A - マイクロレンズアレイ及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08166502A
Application number: JP6332628A
Authority: JP
Inventors: Kenji Matsumoto; 研二松本; Toshinobu Miura; 敏信三浦; Chiemi Hata; 智恵美畑; Hiroyuki Kosuge; 洋之小菅
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1994-12-13
Filing date: 1994-12-13
Publication date: 1996-06-25

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】液晶表示装置の液晶画像の輝度を高めるのに
適し、かつ耐熱、耐光性、機械的強度、耐薬品性に優れ
たマイクロレンズアレイとその製造方法を提供する。【構成】マイクロレンズアレイ３５を構成する個々の
レンズは、底面形状が多角形でかつ該レンズの底面形状
がレンズの底面の各辺に於いて、隣り合うレンズが微細
な間隙で等間隔にもしくは接して配列可能な多角形であ
ることを特徴とする。マイクロレンズアレイ３５の製造
方法は、ガラス基板２１，３１上に、底面が多角形でそ
の上方に半球面状に形成されているレンズ状樹脂３４が
所望のマイクロレンズアレイパタ−ンに対応して配列さ
れているレンズ状樹脂パタ−ンを形成する工程と、該レ
ンズ状樹脂３４と該ガラス基板２１，３１の一部とをエ
ッチングにより除去する工程とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微小なマイクロレンズ
が規則的に配列されてなるマイクロレンズアレイに係
り、液晶表示装置、光集積回路、光ファイバアレイの光
結合器、固体撮像素子、電子複写機の光学系等に用いら
れ、特に液晶表示装置に用いて好適なマイクロレンズア
レイとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に液晶表示装置にはバックライトが
使用されるが、液晶表示素子の画素中にはブラックマト
リックスや駆動素子等バックライトを通さない部分があ
り、その分だけ暗くなることになる。これを避けるた
め、マイクロレンズアレイを用い、照射されたバックラ
イト光量をできるだけ液晶表示素子の画素中のバックラ
イトを通す部分に集光させることにより、液晶画像の輝
度を向上させる試みがなされている。

【０００３】例えば、特開平５−４０２１６号公報（以
下、先行技術１と称する）には、固体撮像素子のＳ／Ｎ
比を向上させるために、受光部への入射光を増加させて
入力信号強度を増加させることが開示されている。具体
的には、ＣＣＤ上に、順に、下引き樹脂層、マイクロレ
ンズ形成用樹脂層、転写用感光生樹脂層を設けた後、紫
外線露光、現像して転写用球面レンズパタ−ンを形成
し、その後、酸素プラズマ法によってエッチングし、下
引き樹脂層上に、樹脂製のマイクロレンズを得ている。
このマイクロレンズの曲面を非球面とすることによっ
て、受光部の隣りの転送部や配線部（電荷転送部）への
入射光をも受光部に集束させ受光部の受光量を増してい
る。これによってレンズ端部の光をもレンズ中央部に集
光し、Ｓ／Ｎ比を向上させている。

【０００４】特公昭６１−４６４０８号公報（以下、先
行技術２と称する）は、ＮＡが大きく高密度のマイクロ
レンズアレイの製造時間を短縮するために、光学ガラス
基板の表面に、所望のレンズアレイの配列に対応するレ
ジストパタ−ンを形成した後、この光学ガラス基板をリ
アクティブイオンエッチングして円柱状の凸部を形成
し、レジストを除去した後、さらに不活性ガスが封入さ
れた電気炉内で１８００℃に加熱し、円柱状の凸部を球
面状に熱変形させることによって、円形の凸レンズが配
列されたマイクロレンズアレイを得ることを開示してい
る。

【０００５】特開平４−１２３００２号公報（以下、先
行技術３と称する）では、レンズアレイ成形型上に紫外
線硬化樹脂を滴下し、液溜まりを形成した後、その上に
ガラス基板を密着させ、さらに成形型とガラス基板とを
加圧ロ−ルで挟み込み、ガラス基板側から紫外線を照射
して樹脂を硬化している。その後離型して、ガラス基板
上に、幅１００μｍ、長さ８０ｍｍのレンチキュラ−状
の微小なマイクロレンズが規則的に配列されたマイクロ
レンズアレイを得ることを開示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】先行技術１及び先行技
術２に開示されたマイクロレンズアレイを図９に示す。
これら先行技術に認められるマイクロレンズアレイ９１
を構成する個々のマイクロレンズ９２の形状は円形であ
る。このため円形マイクロレンズ９２の個々に隣接する
レンズ間には、図９中に網線で示した空隅部９３が存在
する。この隣接する円形レンズ間の空隅部９３は、各円
形レンズを隣接させて最密充填した場合に於いても、マ
イクロレンズアレイ面の全面積のほぼ一割にも達する。
従って、先行技術１及び先行技術２に開示された円形レ
ンズで構成されるマイクロレンズアレイを液晶表示装置
に使用する場合、バックライト光量を充分利用すること
ができず、液晶画像の輝度を向上させることができな
い。

【０００７】特に、投射型の液晶表示装置は光源に高輝
度の照明が使用されるため、この液晶表示装置に使用さ
れるマイクロレンズアレイは、高い耐光性と光源の熱に
耐える高い耐熱性が要求される。しかし、先行技術１及
び先行技術３に開示されたマイクロレンズアレイは、樹
脂によって形成されているため、耐熱、耐光性、機械的
強度、耐薬品性が弱いという欠点がある。

【０００８】一方、先行技術２に開示されたマイクロレ
ンズアレイは、その製造の際、ガラス基板を１８００℃
の高温に曝して、円柱状の凸部を球面状に熱変形させる
ため、設定した開口数（ＮＡ）を得ることができず、精
度の高いマイクロレンズアレイを得ることができない。

【０００９】本発明は、上記欠点を解決するためになさ
れたものであって、本発明の第一の目的は、液晶表示装
置の液晶画像の輝度を高めるのに適したマイクロレンズ
アレイを提供することであり、第二の目的は、耐熱、耐
光性、機械的強度、耐薬品性に優れたマイクロレンズア
レイを提供することであり、第三の目的は、上記マイク
ロレンズアレイを設計通りの開口数を有する高精度のマ
イクロレンズアレイの製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明はこれらの課題を
解決するためになされたものであって、本発明のマイク
ロレンズアレイは、複数の凸レンズが規則的に配列して
なるマイクロレンズアレイに於いて、該マイクロレンズ
アレイを構成する個々のレンズは、底面形状が多角形で
その上方に凸球面状に形成されてなる形状を有し、該レ
ンズの底面形状がレンズの底面の各辺に於いて、隣り合
うレンズの辺が微細な間隙で等間隔にもしくは接して配
列可能な多角形であることを特徴とする。

【００１１】また、本発明のマイクロレンズアレイの製
造方法は、ガラス基板上に、底面形状が多角形でその上
方に凸球面状に形成されてなる形状を有するレンズ状樹
脂が所望のマイクロレンズアレイパタ−ンに対応して配
列されてなるレンズ状樹脂パタ−ンを形成する工程と、
該レンズ状樹脂と該ガラス基板の一部とをエッチングに
より除去する工程とを含むことを特徴とする。

【００１２】まず、本発明のマイクロレンズアレイにつ
いて説明する。上記レンズの底面の各辺に於いて、隣り
合うレンズの辺が微細な間隙で等間隔にもしくは接して
配列可能な多角形とは、具体的には、各レンズが全て同
一形状の場合は、正六角形、正方形、長方形、平行四辺
形、台形、正三角形、二等辺三角形等が挙げられる。こ
のような多角形は、隣り合う底面形状が多角形であるレ
ンズの各辺が、微細な間隙で配列もしくは接して配列さ
れ、底面形状が円の場合に生じる、光を集光することが
できない空隅部を形成せずにレンズを配列することがで
きる。このように個々のレンズが最密状に充填配列され
てなる状態を、以後、最密充填状という。前記微細な間
隙は、レンズ辺の長さの１／５以下であることが好まし
い。

【００１３】該多角形のレンズの形状としては、正三角
形、正四角形及び正六角形が好ましい。より好ましくは
正四角形及び正六角形である。その理由は、前記最密充
填状配列が可能であって、かつ隣り合うレンズと両レン
ズの直下（または直上）に位置する各レンズの中心を結
ぶ線が三角形をなすデルタ配列が可能であり、液晶表示
装置に用いたとき、液晶画素のデルタ配列とあいやすく
液晶画像がより鮮明となるからである。さらに、該マイ
クロレンズアレイはガラス製であることが好ましい。

【００１４】次に、本発明のマイクロレンズアレイの製
造方法について説明する。前記レンズ状樹脂と前記ガラ
ス基板の一部とをエッチングにより除去する工程に於い
て、該レンズ状樹脂のエッチング速度に対する該ガラス
基板のエッチング速度の比を０．３以上２０以下、好ま
しくは０．３以上７以下としたことを特徴とする。この
速度比が０．３未満では得られるマイクロレンズの高さ
が低くなり、２０を超えると所望のマイクロレンズ形状
が得られず好ましくない。

【００１５】該レンズ状樹脂のエッチング速度に対する
該ガラス基板のエッチング速度の比を制御する理由は、
エッチング処理によって得られるマイクロレンズの形
状、即ちレンズの曲率を設計上の曲率に合わせるためで
ある。エッチング速度の比を制御する手段としては、ガ
ラス基板上に形成するマイクロレンズアレイのレンズ状
樹脂パターンに使用する樹脂の選択、エッチングの際に
使用するガスの選択、及びガラス基板のガラスの選択等
によって行われる。

【００１６】樹脂は、ポリスチレン樹脂、アクリル樹
脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリオレフィン樹
脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹
脂、あるいはこれら樹脂のモノマーや混合物等の樹脂か
ら選択される。特に、芳香環を有する樹脂を用いた場合
には、樹脂パタ−ンの樹脂のエッチング速度をガラス基
板のエッチング速度よりも遅くすることができる。

【００１７】ガスは、Ｃ₂Ｆ₂の他ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、
Ｃｌ₂に代表されるようなフッ素系、塩素系の単体ガ
ス、またはこれらのガスを含む混合ガス等から選択され
る。またこれらのガスに酸素を含んでいてもよい。

【００１８】ガラスは、石英ガラス、珪酸塩ガラス、ア
ルミノ珪酸塩ガラス等のガラスから選択される。

【００１９】なお、ガラス基板上に、底面が多角形でそ
の上方に凸球面状に形成されてなる形状を有するレンズ
状樹脂が所望のマイクロレンズアレイパタ−ンに対応し
て配列されてなるレンズ状樹脂を形成する方法として
は、ガラス基板上にフォトレジストを塗布して、所望の
マイクロレンズアレイパターンを有するフォトマスクを
密着させて、紫外線露光後、現像することにより、多角
形の柱状樹脂が配列されてなる柱状樹脂パターンがガラ
ス基板上に形成される。この柱状樹脂パターンを、加熱
軟化させることにより、あるいは酸素プラズマ中でドラ
イエッチングすることにより、レンズ状樹脂が配列され
てなるレンズ状樹脂パターンが得られる。

【００２０】レンズ状樹脂パターンを得る他の方法とし
て、所望のマイクロレンズアレイパタ−ンに対応する成
形面を有する成形型とガラス基板との間に、紫外線硬化
樹脂または熱硬化樹脂を満たし、紫外線硬化あるいは加
熱硬化させた後、成形型を取り外すことによりレンズ状
樹脂パターンが得られる。

【００２１】さらなる方法として、ガラス基板上に、成
形型を用いて、パタ−ン配列された多角柱状の樹脂層を
形成後、この樹脂層を加熱して表面を熱軟化させること
により、成形面にレンズ形状に対応する曲面加工が施さ
れたレンズアレイ成形型を用いることなく、レンズ状樹
脂パターンを得ることも可能である。さらに、凹版印刷
法によりレンズ状樹脂パターンを形成することも可能で
ある。

【００２２】

【作用】本発明のマイクロレンズアレイは、構成するマ
イクロレンズの形状を、底面形状が多角形でその上方に
凸球面状に形成されてなる形状とし、該レンズの底面の
各辺に於いて、隣り合うレンズが微細な間隙で等間隔に
もしくは接して配列可能な多角形としたことにより、個
々のマイクロレンズを最密充填状に配列することが可能
となり、従来の円形レンズの場合の如き隣り合うレンズ
間に存在する空隅部、即ちレンズによって照射光が集束
されない空隅部を極めて少なくすることができる。特
に、本発明のマイクロレンズアレイを液晶表示装置に使
用する場合、液晶表示素子の画素に入射する光量が増大
する。

【００２３】本発明のマイクロレンズアレイの製造方法
によれば、ガラス基板上に設けられたレンズ状樹脂は、
エッチングによりガラス基板の一部とともに全て除去さ
れるため、レンズ状樹脂パタ−ンと同じパターンを有す
るガラス製の耐熱、耐光性、機械的強度、耐薬品性に優
れたマイクロレンズアレイが得られる。

【００２４】さらに、本発明のマイクロレンズアレイの
製造方法は、ガラス基板上に設けた円柱状の凸部を高温
で球面状に熱軟化させる先行技術２とは異なり、エッチ
ング法を採用し、かつガラス基板上に設けられたレンズ
状樹脂と該ガラス基板の一部とをエッチングにより除去
する際、レンズ状樹脂とガラス基板とのエッチング速度
比を制御することによって、設計通りの開口数を有する
マイクロレンズアレイが得られる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に
説明する。［実施例１］図１は、底面（一辺の長さ５０μｍ）の正
六角形でその上方に凸球面状に形成されてなる個々のマ
イクロレンズ２が、最密充填状に配列されてなる本実施
例のマイクロレンズアレイ１を示す図である。図１
（ａ）はマイクロレンズアレイの平面図、図１（ｂ）は
図１（ａ）のＩーＩ線での断面図である。以下に、本実
施例のマイクロレンズアレイの製造方法を、図２、３、
４を用いて詳述する。

【００２６】石英ガラス基板２１上に、スパッタ装置を
用いて、膜厚８００Åのクロム層２２を形成後、さらに
ネガタイプの電子線レジストを塗布してレジスト層２３
を設け、フォトマスクブランクス２４を得た（図２
（ａ））。次に、電子線描画装置を用いて、正六角形の
マイクロレンズが配列されてなる所望のマイクロレンズ
アレイのパターンに従って、マイクロレンズに対応する
部分に矢印の方向から電子線を照射した後（図２
（ｂ））、現像液（東ソー社製ＣＭＳ液）を用いて、
電子線未照射部分のレジスト、即ちレンズ間の間隙に対
応する部分のレジストを溶解除去し（図２（ｃ））、さ
らに、レジスト除去によって露出したクロム層部分をク
ロムエッチング液（関東化学社製ＨＹ液）に９０秒間
侵漬して除去し（図２（ｄ））、その後、１２０℃の濃
硫酸に３０分間侵漬してクロム層２２上のレジスト層２
３を溶解除去することにより、クロム層２２部分（一辺
が５０μｍの正六角形のマイクロレンズに対応する部
分）が、２μｍの間隔で最密充填状に配列されてなるフ
ォトマスク２５を得た（図２（ｅ））。

【００２７】次に、表面を研磨処理した３インチ角の石
英ガラス基板３１上に、スピンコ−ト法により０．８μ
ｍの膜厚でポジタイプのフォトレジスト（ヘキスト株式
会社製、ＡＺ−１３５０）を塗布して樹脂層３２を形成
した。この樹脂層３２に、先に作成したフォトマスク２
５のクロム層２２が設けられた面を密着させ、紫外線露
光機を用いて、照射量２００ｍＪ／cm²で矢印の方向か
ら紫外線露光後（図３（ａ））、現像液（ヘキスト社製
ＡＺデベロッパー液）に６０秒間侵漬し、現像するこ
とにより、紫外線の照射部分（個々のマイクロレンズ間
の間隙に対応する部分）のレジストが溶解除去されて、
柱状樹脂３３を石英ガラス基板３１上に得た（図３
（ｂ））。この柱状樹脂３３が設けられた石英ガラス基
板３１を２００℃のオ−ブン内で３０分加熱し、柱状樹
脂３３の表面を熱軟化させて、底面形状が正六角形（一
辺の長さ５０μｍ）でその上方に凸球面状に形成されて
なる形状を有する高さが０．７８μｍのレンズ状樹脂３
４が配列された、図４に示すレンズ状樹脂パタ−ンＡを
石英ガラス基板３１上に得た（図３（ｃ））。

【００２８】さらに、平行平板型リアクティブイオンエ
ッチング装置を用い、３００Ｗの高周波電力を供給し、
ＣＨＦ₃流量１５０ｓｃｃｍの条件で、前記レンズ状樹
脂３４が設けられた石英ガラス基板３１を、樹脂のエッ
チング速度が０．００８μｍ／分、石英ガラスのエッチ
ング速度が０．０８μｍ／分で，レンズ状樹脂３４部分
が消失するまでドライエッチングして、レンズ状樹脂パ
タ−ンＡと同じパターンを有する石英ガラス製のマイク
ロレンズアレイ３５を得た（図３（ｄ））。このときの
樹脂のエッチング速度に対する石英ガラスのエッチング
速度比は１０．０であるため、石英ガラスは樹脂の１０
倍の速さでエッチングされ、マイクロレンズ３６の高さ
は、元のレンズ状樹脂３４の高さの１０倍の７．８０μ
ｍに増幅されている。得られたマイクロレンズアレイ３
５は、底面が一辺の長さ５０μｍの正六角形でその上方
に凸球面状に形成されてなる形状を有する開口数（Ｎ
Ａ）０．３５のマイクロレンズ３６が２μｍの間隔で最
密充填状に配列されている。

【００２９】［実施例２］図５、図６にしたがって本実
施例を説明する。先ず、実施例１と同様にして、一辺が
２０μｍの正四角形が１μｍの間隔で最密充填状に配列
されたパタ−ンＢ（図６参照）を有するフォトマスク５
５を作成した。但し、実施例１では石英ガラス基板２１
上に設けられたクロム層２２部分をマイクロレンズに対
応する部分としたが、本実施例に於いてはクロム層５４
部分を個々のマイクロレンズ間の間隙に対応する部分と
した。次に、表面を研磨処理した３インチ角の石英ガラ
ス基板５１上に、スピンコ−ト法により１．０μｍの膜
厚でネガタイプのフォトレジスト（東京応化工業株式会
社製、ＯＭＲ−８５）を塗布して樹脂層５２を形成し
た。先に作成したフォトマスク５５のクロム層５４が設
けられた面を、石英ガラス基板５１上に設けられた樹脂
層５２に密着させ、紫外線露光機を用いて、照射量２０
０ｍＪ／cm²で矢印の方向から紫外線露光後（図５
（ａ））、現像液（ヘキスト社製ＡＺデベロッパー
液）に６０秒間侵漬し、現像することにより、電子線の
未照射部分（個々のマイクロレンズ間の間隙に対応する
部分）のレジストが溶解除去されて、柱状樹脂５６を石
英ガラス基板５１上に得た（図５（ｂ））。この柱状樹
脂５６が設けられた石英ガラス基板５１を酸素プラズマ
中でドライエッチングすることにより、柱状樹脂５６は
上方周辺部より徐々に削られ、底面形状が四角形（一辺
の長さ２０μｍ）でその上方に凸球面状に形成されてな
る形状を有する高さが０．８８μｍのレンズ状樹脂５７
が配列された、図６に示すレンズ状樹脂パタ−ンＢを石
英ガラス基板５１上に得た（図５（ｃ））。

【００３０】次に、平行平板型リアクティブイオンエッ
チング装置を用い、３００Ｗの高周波電力を供給し、Ｃ
₂Ｆ₆流量２０ｓｃｃｍ、ＣＨＦ₃流量１００ｓｃｃｍ
の条件で、前記レンズ状樹脂パタ−ンＢが設けられた石
英ガラス基板５１を、樹脂のエッチング速度が０．０１
３μｍ／分、石英ガラスのエッチング速度が０．０６５
μｍ／分で、レンズ状樹脂部分が消失するまでドライエ
ッチングして、レンズ状樹脂パタ−ンＢと同じパターン
を有する石英ガラス製のマイクロレンズアレイ５８を得
た（図５（ｄ））。このときの樹脂のエッチング速度に
対する石英ガラスのエッチング速度比は５．０であるた
め、石英ガラスは樹脂の５倍の速さでエッチングされ、
マイクロレンズ５９の高さは、元のレンズ状樹脂の高さ
の５倍の４．３５μｍに増幅されている。得られたマイ
クロレンズアレイ５８は、底面が一辺の長さ２０μｍの
正四角形でその上方に凸球面状に形成されてなる形状を
有する開口数（ＮＡ）０．４５のマイクロレンズ５９が
１μｍの間隔で最密充填状に配列されている。

【００３１】［実施例３］図７、図８にしたがって本実
施例を説明する。先ず、ＮＣ工作機に所定のプログラム
をセットして、鏡面に研磨された厚さ３ｍｍのニッケル
板に、一辺が６０μｍの正三角形で、深さが３μｍの凹
部を最密充填状に配列加工し、前記凹部が最密充填状に
接して配列されたパターンＣ（図８参照）を有する凹型
マイクロレンズアレイ成形型７２を得た。この成形型７
２の凹部加工を施した面に、４重量％の過酸化ラウリル
を含むシクロヘキシルメタクリレ−ト０．９モルとヒド
ロキシエチルメタクリレ−ト０．１モルの樹脂混合物７
３を塗布した。この樹脂混合物７３を塗布した面に、３
インチ角の無アルカリガラス基板（ＮＨテクノグラス社
製、ＮＡ４５）７１を気泡が混入しないように密着後、
矢印で示すように、成形型７２の凹部加工を施した面の
反対側から紫外線を照射した（図７（ａ））。その後、
１６０℃で２０分間加熱硬化させた後、マイクロレンズ
アレイ成形型７２を取り外し、無アルカリガラス基板７
１上に、開口数（ＮＡ）０．１７、高さ３μｍのレンズ
状樹脂７４が配列されたレンズ状樹脂パタ−ンＣを得た
（図７（ｂ））。

【００３２】次に、拡散磁場型ドライエッチング装置を
用い、マイクロ波電力７５Ｗ、コイル電流１５Ａ、Ｃl₂
流量３０ｓｃｃｍの条件で、前記レンズ状樹脂パタ−ン
Ｃが設けられた無アルカリガラス基板７１を，樹脂のエ
ッチング速度が０．０９５μｍ／分、無アルカリガラス
のエッチング速度が０．０５０μｍ／分で、レンズ状樹
脂７４部分が消失するまでドライエッチングして、レン
ズ状樹脂パタ−ンＣと同じパターンを有する無アルカリ
ガラス製のマイクロレンズアレイ７５を得た（図７
（ｃ））。このときの樹脂のエッチング速度に対する無
アルカリガラスのエッチング速度比は０．５３であるた
め、無アルカリガラスは樹脂の０．５３倍の速さでエッ
チングされ、マイクロレンズ７６の高さが、元のレンズ
状樹脂７４の高さの０．５３倍の１．５μｍに減縮され
ている。得られたマイクロレンズアレイ７５は、底面が
一辺の長さ６０μｍの三角形でその上方に凸球面状に形
成されてなる形状を有する開口数（ＮＡ）０．０８のマ
イクロレンズ７６が最密充填状に配列されている。

【００３３】ドライエッチングの装置としては、実施例
に示した平行平板型リアクティブイオンエッチング装置
や拡散磁場型ドライエッチング装置の他、マグネトロン
イオンエッチング装置等が用いられる。

【００３４】なお、実施例１、実施例２に於いて、ガラ
ス基板上に、柱状樹脂パタ−ンを形成するに際して、フ
ォトリソグラフィ法を採用したが、これはフォトマスク
パターン及び個々のレンズ形状の精度が高く、かつレン
ズ形状選択の自由度が大きくより好ましいからである。

【００３５】さらに、本発明のマイクロレンズアレイを
構成するレンズの底面形状は、個々のマイクロレンズを
最密充填状に配列することが可能な多角形状であれば、
正多角形に限定されず、平行四辺形や二等辺三角形であ
ってもよい。また形状の異なる多角形を組み合わせて配
列してもよい。

【００３６】

【発明の効果】本発明は、マイクロレンズの底面形状を
最密充填状に配列可能な多角形としたことによって、隣
接する個々のレンズ間に、レンズによって照射光が集束
されない空隅部を無くすことができる。特に、本発明の
マイクロレンズアレイを液晶表示装置に使用する場合、
液晶表示素子の画素に入射光を効率よく取り込み、液晶
画像の輝度を大幅に向上させることができる。さらに、
本発明のマイクロレンズアレイを構成する個々のレンズ
形状を液晶表示素子の画素の形状に合わせた多角形とす
ることによって、一層その効果が増大する。また、上述
の製造方法により製造されるマイクロレンズアレイはガ
ラス製であり、耐熱性、耐光性、耐薬品性に優れる。ま
た、レンズ状樹脂パターンをエッチングする際、樹脂の
エッチング速度に対するガラス基板のエッチング速度を
制御することによって、設計通りの開口数を有する高精
度のマイクロレンズアレイの製造方法を提供することが
できる。

【００３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１によるマイクロレンズアレイ
の平面図（ａ）と断面図（ｂ）を示す図である。

【図２】本発明の実施例１で使用されるフォトマスクの
製造方法を示す要部断面図である。

【図３】本発明の実施例１によるマイクロレンズアレイ
の製造方法を示す要部断面図である。

【図４】本発明の実施例１のレンズ状樹脂パタ−ンの一
部を示す平面図である。

【図５】本発明の実施例２によるマイクロレンズアレイ
の製造方法を示す要部断面図である。

【図６】本発明の実施例２のレンズ状樹脂パタ−ンの一
部を示す平面図である。

【図７】本発明の実施例３によるマイクロレンズアレイ
の製造方法を示す要部断面図である。

【図８】本発明の実施例３のレンズ状樹脂パタ−ンの一
部を示す平面図である。

【図９】従来のマイクロレンズアレイの一部を示す平面
図である。

【００３８】

【符号の説明】

１マイクロレンズアレイ２マイクロレンズ２１石英ガラス基板２２クロム層２３レジスト層２４フォトマスクブランクス２５フォトマスク３１石英ガラス基板３２樹脂層３３柱状樹脂３４レンズ状樹脂３５マイクロレンズアレイ３６マイクロレンズ５１石英ガラス基板５２樹脂層５３石英ガラス基板５４クロム層５５フォトマスク５６柱状樹脂５７レンズ状樹脂５８マイクロレンズアレイ５９マイクロレンズ７１無アルカリガラス基板７２成形型７３樹脂混合物７４レンズ状樹脂７５マイクロレンズアレイ７６マイクロレンズ９１マイクロレンズアレイ９２円形マイクロレンズ９３空隅部Ａ樹脂パタ−ンＢ樹脂パタ−ンＣ樹脂パタ−ン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小菅洋之東京都新宿区中落合２丁目７番５号ホ− ヤ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の凸レンズが規則的に配列してなる
マイクロレンズアレイに於いて、該マイクロレンズアレ
イを構成する個々のレンズは、底面形状が多角形でその
上方に凸球面状に形成されてなる形状を有し、かつ該レ
ンズの底面形状がレンズの底面の各辺に於いて、隣り合
うレンズの辺が微細な間隙で等間隔にもしくは接して配
列可能な多角形であることを特徴とするマイクロレンズ
アレイ。
【請求項２】該マイクロレンズアレイがガラス製であ
ることを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズア
レイ。
【請求項３】ガラス基板上に、底面が多角形でその上
方に凸球面状に形成されてなる形状を有するレンズ状樹
脂が所望のマイクロレンズアレイパタ−ンに対応して配
列されてなるレンズ状樹脂パタ−ンを形成する工程と、
該レンズ状樹脂と該ガラス基板の一部とをエッチングに
より除去する工程とを含むことを特徴とする請求項２に
記載のマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項４】該レンズ状樹脂と該ガラス基板の一部と
をエッチングにより除去する工程に於いて、該レンズ状
樹脂のエッチング速度に対する該ガラス基板のエッチン
グ速度の比を０．３以上２０以下としたことを特徴とす
る請求項３に記載のマイクロレンズアレイの製造方法。