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JP4196150B2 - Manufacturing method of microlens array - Google Patents
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JP4196150B2 - Manufacturing method of microlens array - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロレンズアレイ及びその製造方法並びに光学装置に関する。
【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上には、ブラックマトリクスが設けられることがある。ブラックマトリクスは、リソグラフィ技術を用いることにより形成される。しかしながら、高画質化に伴いブラックマトリクスの形成に要求される位置合わせ精度が厳しくなってきており、従来の方法ではその要求に応えられなかった。
【0003】
本発明は、このような従来の問題点を解決するもので、その目的は、膜が正確な位置に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光学装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明に係るマイクロレンズアレイの製造方法は、複数の凸曲面部と前記凸曲面部間の凹部とを有する部材の上に、溶質が溶剤に溶けてなる溶液を設け、前記溶剤を減少させて少なくとも前記溶質を前記凹部に残して膜を形成することを含む。
【0005】
本発明によれば、凸曲面部を覆うように溶液を設けても、溶剤が減少するにつれて、溶液は凸曲面部から凹部に流れていく。したがって、簡単に凸曲面部を避けて凹部に溶質を残すことができ、この領域に簡単に膜を形成することができる。なお、本発明で、凸曲面部とは、レンズ面となり得る形状の表面を有する部分であり、表面が実質的に曲面として捉えることができれば、多面体も含む。
【0006】
(2)このマイクロレンズアレイの製造方法において、
前記凹部に前記膜を形成した後に、前記凸曲面部及び前記膜の上に光透過性層前駆体を設け、前記凸曲面部の形状が転写されて形成された複数のレンズ面を有する光透過性層を形成し、
前記光透過性層を前記膜とともに、前記凸曲面部及び前記凹部が形成された前記部材から剥離することをさらに含んでもよい。
【0007】
これによれば、光透過性層がマイクロレンズアレイの少なくとも一部となる。
【0008】
(3)このマイクロレンズアレイの製造方法において、
前記凸曲面部及び前記凹部が形成された前記部材は光透過性層であり、前記凸曲面部の表面はレンズ面であっていてもよい。
【0009】
これによれば、凸曲面部及び凹部が形成された部材がマイクロレンズアレイの少なくとも一部となる。
【0010】
(4)このマイクロレンズアレイの製造方法において、
前記凸曲面部の表面は前記溶液との親和性が低くてもよい。
【0011】
これによれば、溶液が凸曲面部から凹部に流れ落ちやすい。
【0012】
(5)このマイクロレンズアレイの製造方法において、
前記溶質は遮光性材料であってもよい。
【0013】
(6)このマイクロレンズアレイの製造方法において、
前記溶剤を揮発させて前記凹部に前記溶質を堆積させてもよい。
【0014】
(7)このマイクロレンズアレイの製造方法において、
前記凹部は各凸曲面部を囲んで形成されていてもよい。
【0015】
(8)本発明に係るマイクロレンズアレイは、上記方法によって製造されたものである。
【0016】
(9)本発明に係るマイクロレンズアレイは、複数の凸曲面部と各凸曲面部を囲む凹部とが同じ材料で同じ側に形成されてなる光透過性層と、
前記光透過性層とは異なる材料で前記凹部に形成された膜と、
を有する。
【0017】
本発明によれば、凹部が凸曲面部を囲んで形成されているので、凹部に形成される膜は、凸曲面部に対して正確な位置に形成されてなる。なお、本発明で、凸曲面部とは、レンズ面となり得る形状の表面を有する部分であり、表面が実質的に曲面として捉えることができれば、多面体も含む。
【0018】
(10)このマイクロレンズアレイにおいて、
前記膜は、遮光性材料で形成されていてもよい。
【0019】
(11)本発明に係る光学装置は、上記マイクロレンズアレイを有する。
【0020】
(12)この光学装置は、光源をさらに有していてもよい。
【0021】
(13)この光学装置は、撮像素子をさらに有していてもよい。
【0022】
【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。
【0023】
(第1の実施の形態)
図1(A)〜図1(D)は、本発明を適用した第1の実施の形態に係るマイクロレンズアレイに製造方法を説明する図である。
【0024】
(原盤)
図1(A)には、原盤10が示されている。原盤10は、光透過性層前駆体22(図2(A)参照)に、その形状を転写するために使用される。原盤10には、複数の凸曲面部12が形成されている。凸曲面部12の表面は、球面、非球面(楕円面、放物面等)、円柱面のいずれであってもよい。凸曲面部12は、光透過性層(図2(C)参照)に形成されるレンズ面28の反転形状になっている。
【0025】
原盤10には、凹部14が形成されている。凹部14は、凸曲面部12を避けて形成されている。例えば、隣同士の凸曲面部12間の領域が凹部14である。凹部14は、各凸曲面部12を囲むように形成されている。図1(A)に示す凹部14は、平坦な底面と、この底面から垂直に立ち上がる側面とで形成されている。凹部14の側面から連続して凸曲面部12の表面が形成されている。
【0026】
本実施の形態では、凹部14に膜20(図1(D)参照)を設ける。膜20が遮光性材料から形成されていれば、光透過性層26にブラックマトリクスを形成することができる。遮光性材料は、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。
【0027】
例えば、図1(B)に示すように、原盤10(凸曲面部12が形成された面)に、溶質が溶剤に溶けてなる溶液16を設ける。スキージ18を使用して、凸曲面部12の高さを超えないように、凹部14に溶液16を設けてもよい。図1(C)に示すように、溶液16を凸曲面部12及び凹部14に設けたら、図1(D)に示すように、溶液16の溶剤を減少させる。溶剤を除去してもよい。例えば、溶剤を揮発させる。そして、溶液16のうち少なくとも溶質を凹部14に残して膜20を形成する。溶質は、凸曲面部12を避けて残すことが好ましい。そうすることで、光透過性層26のレンズ面22に膜20を付着させないようにすることができる。凸曲面部12の表面が、溶液16との親和性が低い性質を有していれば、この部分を避けて膜20を形成しやすい。なお、膜20は、凹部14を完全に埋めるように形成してもよいし、凹部14の下部にのみ浅く形成してもよい。
【0028】
(光透過性層)
次に、図2(A)に示すように、原盤10の少なくとも一部の形状を、光透過性層前駆体22に転写する。光透過性層前駆体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。液状であることで、凸曲面部12間に、光透過性層前駆体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。
【0029】
光透過性層前駆体22は、光透過性層26を形成した際に、光透過性等の要求される特性を有するものであれば特に限定されるものではないが、樹脂であることが好ましい。樹脂は、エネルギー硬化性を有するもの、あるいは可塑性を有するものが容易に得られ、好適である。
【0030】
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、ベイク炉やヒータ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。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。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。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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。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10の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。
【0034】
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を利用できる。このような樹脂を、軟化点温度以上に加熱することにより可塑化させて液状として使用する。
【0035】
光透過性層前駆体22は、図2(A)に示すように原盤10の凸曲面部12上に設ける。また、原盤10の凹部14に形成された膜20上にも光透過性層前駆体22を設ける。そして、光透過性層前駆体22を塗り拡げる工程を行う。例えば、光透過性層前駆体22を介して、原盤10と基板24を密着させることにより、光透過性層前駆体22を所定領域まで塗り拡げる。
【0036】
基板24は、光透過性層前駆体22を塗り拡げるために要求される機能を少なくとも有していればよい。基板24の一方の面が平坦になっていてもよく、その場合、平坦な面を光透過性層前駆体22に密着させてもよい。基板24を光透過性層26に密着させたまま残すときには、基板24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。基板24を後の工程で剥離するのであれば、基板24には光透過性がなくてもよい。
【0037】
必要に応じて、原盤10と基板24とを光透過性層前駆体22を介して密着させる際に、原盤10及び基板24の少なくともいずれか一方を介して光透過性層前駆体22を加圧しても良い。加圧することで、光透過性層前駆体22が拡がる時間を短縮できることで作業性が向上し、かつ、光透過性層前駆体22の原盤10に形成された凸曲面部12間への充填が確実となる。
【0038】
図2(A)に示す例では、光透過性層前駆体22を原盤10上に載せて、基板24と原盤10とを密着させた。その方法に代えて、基板24に光透過性層前駆体22を載せてその上に原盤10を被せることで原盤10に光透過性層前駆体22を設け、さらに基板24及び原盤10によって光透過性層前駆体22を塗り拡げてもよい。また、予め原盤10及び基板24の両方に光透過性層前駆体22を設けてもよい。
【0039】
以上の工程を経て、図2(B)に示すように、原盤10と基板24の間に光透過性層前駆体22からなる層を形成する。そして、光透過性層前駆体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。なお、光硬化性の物質にて光透過性層26を形成するときには、基板24及び原盤10のうち少なくとも一方が、光透過性を有することが必要となる。あるいは、軟化点温度以上に加熱して可塑化させた樹脂を光透過性層前駆体22として使用する場合には、冷却することにより固化させることができる。こうして、光透過性層26を形成することができる。
【0040】
次に、図2(C)に示すように、光透過性層26を原盤10から剥離する。また、光透過性層26とともに、膜20を、原盤10から剥離する。光透過性層26と原盤10(特に凸曲面部12)との剥離性は高い(例えば親和性が低いあるいは密着性が低い)ことが好ましい。また、光透過性層26と膜20との剥離性は低い(例えば親和性又は密着性が高い)ことが好ましい。また、原盤10(特に凹部14)と膜20との剥離性は高い(例えば親和性が低いあるいは密着性が低い)ことが好ましい。
【0041】
こうして、膜20が一体化した光透過性層26を得ることができる。光透過性層26は、複数のレンズ面28を有する。レンズ面28は、上述した凸曲面部12の反転形状をなす。図2(C)に示すレンズ面28は凹面(凹レンズ面)である。レンズ面28によって形成されるレンズは、球面レンズであってもよいし、非球面レンズ(楕円面、放物面等のレンズ)であってもよいし、円柱レンズであってもよい。
【0042】
光透過性層26におけるレンズ面28が形成された側で、光透過性層26とは異なる材料から形成された膜20が、各レンズ面28を囲んでいる。詳しくは、各レンズ面28の周縁部に、膜20が形成されている。膜20が遮光性材料であれば、膜20からなる層はブラックマトリクスを構成する。
【0043】
図3(A)に示すように、第2の光透過性層前駆体32を、光透過性層26上に設けてもよい。詳しくは、レンズ面28が形成された側に第2の光透過性層前駆体32を設ける。また、膜20上にも第2の光透過性層前駆体32を設けてもよい。第2の光透過性層前駆体32として、上述した光透過性層前駆体22として選択できる物質を使用することができる。そして、図3(B)に示すように、第2の光透過性層36を形成してもよい。その形成には、基板34を使用してもよい。詳しくは、基板24を使用した光透過性層26の形成方法について説明した内容が当てはまる。
【0044】
(マイクロレンズアレイ)
図3(B)に示すように、本実施の形態に係るマイクロレンズアレイは、光透過性層26を有する。光透過性層26は、光を透過する性質を有していればよく、透明であっても着色されていてもよい。光透過性層26の光透過率は、0%でなければ100%でなくてもよい。光透過性層26は、複数のレンズ面28を有する。本実施の形態では、レンズ面28は、凹レンズ面である。また、光透過性層26には、膜20が一体的に形成されている。膜20は、遮光性材料から形成されていれば、ブラックマトリクスを構成する。
【0045】
本実施の形態では、マイクロレンズアレイは、第2の光透過性層36を有する。第2の光透過性層36は、光透過性層26のレンズ面28に密着して形成されてなる。レンズ面28は、第1及び光透過性層26,36の界面でもある。また、製造方法に上述した方法を適用した場合、マイクロレンズアレイは、その結果として得られる構成を有する。本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。以下、その他の実施の形態を説明する。
【0046】
(第2の実施の形態)
図4(A)〜図4(D)は、本発明を適用した第2の実施の形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を説明する図である。本実施の形態では、図4(A)に示す光透過性層40を用意する。光透過性層40は、凸曲面部42及び凹部44を有する。凸曲面部42及び凹部44の形状には、第1の実施の形態で説明した原盤10の凸曲面部12及び凹部14の内容が該当する。光透過性層40を構成する材料は、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い。例えば、上述した光透過性層前駆体22として選択できる材料で光透過性層40を形成してもよいし、上述した基板24として選択できる基板を光透過性層40として使用してもよい。
【0047】
そして、図4(B)〜図4(D)に示す工程を経て、凹部44に膜46を形成する。この工程の詳細は、第1の実施の形態で凹部14に膜20を形成する工程と同じである(図1(B)〜図1(D)参照)。
【0048】
こうして、図4(D)に示すマイクロレンズアレイを製造することができる。マイクロレンズアレイは、複数の凸曲面部42と各曲面部42を囲む凹部44とが同じ材料で同じ側に形成されてなる光透過性層40を有する。ここで、凸曲面部42は、レンズ面48で形成されている。凸曲面部42の表面は、実質的に曲面として捉えることができれば多面体も含む。また、凹部44には、膜46が形成されている。膜46が遮光性材料で形成されていれば、膜46は、ブラックマトリクスを構成する。すなわち、本実施の形態に係るマイクロレンズアレイには、ブラックマトリクスが一体的に設けられている。
【0049】
その他の内容については、第1の実施の形態で説明した内容が該当する。本実施の形態でも、第1の実施の形態で説明した効果を達成することができる。
【0050】
(第3の実施の形態)
図5は、本発明を適用した第3の実施の形態に係る光学装置を説明する図である。この光学装置は、マイクロレンズアレイを備える液晶パネルである。マイクロレンズアレイは、第2の実施の形態(図4(A)〜図4(D)参照)で説明した光透過性層40を有する。光透過性層40は、複数の凸曲面部42を有し、膜46が一体的に形成されている。光透過性層40における凸曲面部42の側には、基板50が設けられている。基板50は、液晶パネルの一部である。基板50は、光透過性層(この場合は接着層)52を介して光透過性層40に設けられている。
【0051】
各凸屈曲部42の表面となるレンズ面48は、光透過性層40とその外側の媒質(光透過性層52)との界面であるということもできる。本実施の形態では、レンズ面48の凹面(凹レンズ面)を光源に向けて光透過性層40が配置されている。光透過性層40,52の屈折率(例えば真空に対する屈折率として絶対屈折率)n1,n2は、
2<n1
の関係を有する。この関係を有することで、光透過性層40から光透過性層52に入射する光は、レンズ面48の凹面に入射し、レンズ面48の法線から離れる方向(光軸に近づく方向)に屈折する。
【0052】
このようなマイクロレンズアレイが液晶パネルに取り付けられている。マイクロレンズアレイが、複数の画素によって画像を表示する光学装置に組み込まれるときには、各レンズ面48は、各画素(カラー表示の場合にはサブ画素)に対応するように配置される。液晶パネルは、基板50と基板(TFT基板)54とを有する。基板50には、共通電極56及び配向膜58が形成されている。基板54には、個別電極60及び薄膜トランジスタ62が設けられており、これらの上に配向膜64が形成されている。配向膜58,64間には、液晶66が封入されており、薄膜トランジスタ62によって制御される電圧によって、液晶66が駆動されるようになっている。
【0053】
(第4の実施の形態)
図6は、本発明を適用した第4の実施の形態に係る光学装置の一例として撮像装置を示す図である。撮像装置は、撮像素子(イメージセンサ)を有する。例えば、2次元イメージセンサであれば、複数の画素のそれぞれに対応して受光部(例えばフォトダイオード)70が設けられている。CCD(Charge Coupled Device)型の撮像素子であれば、転送部72を有し、各画素の受光部70からの電荷を高速で転送するようになっている。カラーの撮像素子には、カラーフィルタ74を設ける。
【0054】
この撮像素子に、本発明を適用したマイクロレンズアレイが取り付けられている。マイクロレンズアレイは、第2の実施の形態(図4(D)参照)で説明した内容が該当する光透過性層40を有する。本実施の形態によれば、多くの光が集光して受光部70に入射するので、鮮明な画像を生成することができる。詳しい作用効果は第2の実施の形態で説明した通りである。
【0055】
(第5の実施の形態)
図7は、本発明を適用した第5の実施の形態に係る光学装置を示す図である。この光学装置は、投射型表示装置(液晶プロジェクター)である。
【0056】
光学装置100は、光源102と、複数の液晶パネル104,106,108を有する。液晶パネル104,106,108は、それぞれ、赤色に対応した(赤色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)、緑色に対応した(緑色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)、青色に対応した(青色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)である。
【0057】
液晶パネル104,106,108には、図示しないマイクロレンズアレイが取り付けられている。マイクロレンズアレイには、いずれかの実施の形態で説明した内容が該当する。
【0058】
光学装置100は、複数のインテグレータレンズを備えた照明光学系と、複数のダイクロイックミラー等を備えた色分離光学系(導光光学系)と、赤色光のみを反射するダイクロイックミラー面110および青色光のみを反射するダイクロイックミラー面112が形成されたダイクロイックプリズム(色合成光学系)114と、投射レンズ(投射光学系)116とを有している。
【0059】
照明光学系は、インテグレータレンズ118および120を有している。色分離光学系は、ミラー122、124、126、青色光および緑色光を反射する(赤色光のみを透過する)ダイクロイックミラー128、緑色光のみを反射するダイクロイックミラー130、青色光のみを反射するダイクロイックミラー(または青色光を反射するミラー)132、集光レンズ134、136、138、140および142とを有している。
【0060】
液晶パネル104の入射面側(マイクロレンズ基板が位置する面側、すなわちダイクロイックプリズム114と反対側)には第1の偏光板(図示せず)が接合され、液晶パネルの出射面側(マイクロレンズ基板と対向する面側、すなわちダイクロイックプリズム114側)には第2の偏光板(図示せず)が接合されている。液晶パネル106および108も、液晶パネル104と同様の構成となっている。これら液晶パネル104、106および108は、図示しない駆動回路にそれぞれ接続されている。
【0061】
光学装置100では、ダイクロイックプリズム114と投射レンズ116とで、光学ブロック144が構成されている。また、この光学ブロック144と、ダイクロイックプリズム114に対して固定的に設置された液晶パネル104、106および108とで、表示ユニット146が構成されている。
【0062】
以下、光学装置100の作用を説明する。光源102から出射された白色光(白色光束)は、インテグレータレンズ118および120を透過する。この白色光の光強度(輝度分布)は、インテグレータレンズ118および120により均一にされる。インテグレータレンズ118および120を透過した白色光は、ミラー122で反射し、その反射光のうちの青色光(B)および緑色光(G)は、それぞれダイクロイックミラー128で反射し、赤色光(R)は、ダイクロイックミラー128を透過する。ダイクロイックミラー128を透過した赤色光は、ミラー124で反射し、その反射光は、集光レンズ134により整形され、赤色用の液晶パネル104に入射する。ダイクロイックミラー128で反射した青色光および緑色光のうちの緑色光は、ダイクロイックミラー130で反射し、青色光は、ダイクロイックミラー130を透過する。ダイクロイックミラー130で反射した緑色光は、集光レンズ136により整形され、緑色用の液晶パネル106に入射する。ダイクロイックミラー130を透過した青色光は、ダイクロイックミラー(またはミラー)132で反射し、その反射光は、ミラー126で反射する。青色光は、集光レンズ138、140および142により整形され、青色用の液晶パネル108に入射する。
【0063】
このように、光源102から出射された白色光は、色分離光学系により、赤色、緑色および青色の三原色に色分離され、それぞれ、対応する液晶パネルに導かれ入射する。この際、液晶パネル104が有する液晶パネルの各画素(薄膜トランジスタとこれに接続された画素電極)は、赤色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路(駆動手段)により、スイッチング制御(オン/オフ)、すなわち変調される。同様に、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶パネル106および108に入射し、それぞれの液晶パネルで変調され、これにより緑色用の画像および青色用の画像が形成される。この際、液晶パネル106が有する液晶パネルの各画素は、緑色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御され、液晶パネル108が有する液晶パネルの各画素は、青色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御される。これにより赤色光、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶パネル104、106および108で変調され、赤色用の画像、緑色用の画像および青色用の画像がそれぞれ形成される。
【0064】
液晶パネル104により形成された赤色用の画像、すなわち液晶パネル104からの赤色光は、面148からダイクロイックプリズム114に入射し、ダイクロイックミラー面110で反射し、ダイクロイックミラー面112を透過して、出射面150から出射する。液晶パネル106により形成された緑色用の画像、すなわち液晶パネル106からの緑色光は、面152からダイクロイックプリズム114に入射し、ダイクロイックミラー面110および112をそれぞれ透過して、出射面150から出射する。液晶パネル108により形成された青色用の画像、すなわち液晶パネル108からの青色光は、面156からダイクロイックプリズム114に入射し、ダイクロイックミラー面112で反射し、ダイクロイックミラー面110を透過して、出射面150から出射する。
【0065】
このように、液晶パネル104、106および108からの各色の光、すなわち液晶パネル104、106および108により形成された各画像は、ダイクロイックプリズム114により合成され、これによりカラーの画像が形成される。この画像は、投射レンズ116により、所定の位置に設置されているスクリーン154上に投影(拡大投射)される。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A)〜図1(D)は、本発明を適用した第1の実施の形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を説明する図である。
【図2】図2(A)〜図2(C)は、本発明を適用した第1の実施の形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を説明する図である。
【図3】図3(A)〜図3(B)は、本発明を適用した第1の実施の形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を説明する図である。
【図4】図4(A)〜図4(D)は、本発明を適用した第2の実施の形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を説明する図である。
【図5】図5は、本発明を適用した第3の実施の形態に係る光学装置を示す図である。
【図6】図6は、本発明を適用した第4の実施の形態に係る光学装置を示す図である。
【図7】図7は、本発明を適用した第5の実施の形態に係る光学装置を示す図である。
【符号の説明】
10 原盤
12 凸曲面部
14 凹部
16 溶液
20 膜
22 光透過性層前駆体
26 光透過性層
28 レンズ面
40 光透過性層
42 凸曲面部
44 凹部
46 膜
48 レンズ面
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a microlens array, a manufacturing method thereof, and an optical device.
[0002]
BACKGROUND OF THE INVENTION
So far, a microlens array configured by arranging a plurality of minute lenses has been applied to, for example, a liquid crystal panel. A black matrix may be provided on the microlens array. The black matrix is formed by using a lithography technique. However, the alignment accuracy required for the formation of the black matrix has become stricter as the image quality is improved, and the conventional method cannot meet the requirement.
[0003]
The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a microlens array having a film formed at an accurate position, a manufacturing method thereof, and an optical apparatus.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
(1) In the method for manufacturing a microlens array according to the present invention, a solution in which a solute is dissolved in a solvent is provided on a member having a plurality of convex curved surface portions and a concave portion between the convex curved surface portions. Forming a film by reducing at least the solute in the recess.
[0005]
According to the present invention, even if the solution is provided so as to cover the convex curved surface portion, the solution flows from the convex curved surface portion to the concave portion as the solvent decreases. Therefore, it is possible to easily avoid the convex curved surface portion and leave the solute in the concave portion, and it is possible to easily form a film in this region. In the present invention, the convex curved surface portion is a portion having a surface that can be a lens surface, and includes a polyhedron as long as the surface can be substantially regarded as a curved surface.
[0006]
(2) In this method of manufacturing a microlens array,
After forming the film in the concave portion, a light transmissive layer precursor is provided on the convex curved surface portion and the film, and the light transmission has a plurality of lens surfaces formed by transferring the shape of the convex curved surface portion. Forming a sex layer,
You may further include peeling the said light transmissive layer from the said member in which the said convex-curved surface part and the said recessed part were formed with the said film | membrane.
[0007]
According to this, the light transmissive layer becomes at least a part of the microlens array.
[0008]
(3) In this method of manufacturing a microlens array,
The member in which the convex curved surface portion and the concave portion are formed may be a light transmissive layer, and a surface of the convex curved surface portion may be a lens surface.
[0009]
According to this, the member in which the convex curved surface portion and the concave portion are formed becomes at least a part of the microlens array.
[0010]
(4) In this method of manufacturing a microlens array,
The surface of the convex curved surface portion may have a low affinity with the solution.
[0011]
According to this, the solution easily flows down from the convex curved surface portion to the concave portion.
[0012]
(5) In the manufacturing method of the microlens array,
The solute may be a light shielding material.
[0013]
(6) In the method of manufacturing the microlens array,
The solvent may be volatilized to deposit the solute in the recess.
[0014]
(7) In the method of manufacturing the microlens array,
The concave portion may be formed surrounding each convex curved surface portion.
[0015]
(8) The microlens array according to the present invention is manufactured by the above method.
[0016]
(9) The microlens array according to the present invention includes a light-transmitting layer in which a plurality of convex curved surface portions and a concave portion surrounding each convex curved surface portion are formed on the same side with the same material;
A film formed in the recess with a material different from that of the light transmissive layer;
Have
[0017]
According to the present invention, since the concave portion is formed so as to surround the convex curved surface portion, the film formed in the concave portion is formed at an accurate position with respect to the convex curved surface portion. In the present invention, the convex curved surface portion is a portion having a surface that can be a lens surface, and includes a polyhedron as long as the surface can be substantially regarded as a curved surface.
[0018]
(10) In this microlens array,
The film may be formed of a light shielding material.
[0019]
(11) An optical device according to the present invention includes the microlens array.
[0020]
(12) This optical device may further include a light source.
[0021]
(13) This optical apparatus may further include an image sensor.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0023]
(First embodiment)
FIG. 1A to FIG. 1D are diagrams for explaining a manufacturing method for the microlens array according to the first embodiment to which the present invention is applied.
[0024]
(Master)
FIG. 1A shows a master 10. The master 10 is used to transfer the shape to the light transmissive layer precursor 22 (see FIG. 2A). A plurality of convex curved surface portions 12 are formed on the master 10. The surface of the convex curved surface portion 12 may be any of a spherical surface, an aspherical surface (ellipsoidal surface, parabolic surface, etc.), and a cylindrical surface. The convex curved surface portion 12 has an inverted shape of the lens surface 28 formed in the light transmissive layer (see FIG. 2C).
[0025]
A recess 14 is formed in the master 10. The concave portion 14 is formed avoiding the convex curved surface portion 12. For example, a region between adjacent convex curved surface portions 12 is the concave portion 14. The concave portion 14 is formed so as to surround each convex curved surface portion 12. The recess 14 shown in FIG. 1A is formed by a flat bottom surface and a side surface that rises perpendicularly from the bottom surface. The surface of the convex curved surface portion 12 is formed continuously from the side surface of the concave portion 14.
[0026]
In this embodiment, a film 20 (see FIG. 1D) is provided in the recess 14. If the film 20 is made of a light shielding material, a black matrix can be formed in the light transmissive layer 26. As the light-shielding material, various materials can be applied as long as they are materials that do not transmit light and have durability. For example, a black dye or black pigment dissolved in a solvent together with a binder resin is used as the light shielding material. The solvent is not particularly limited to the type, and water or various organic solvents can be applied. Examples of the organic solvent include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether, methoxymethyl propionate, ethoxyethyl propionate, ethyl lactate, ethyl pyruvate, methyl amyl ketone, cyclohexanone, xylene, toluene, butyl acetate. One or a plurality of mixed solutions can be used.
[0027]
For example, as shown in FIG. 1B, a solution 16 in which a solute is dissolved in a solvent is provided on the master 10 (the surface on which the convex curved surface portion 12 is formed). The squeegee 18 may be used to provide the solution 16 in the concave portion 14 so as not to exceed the height of the convex curved surface portion 12. As shown in FIG. 1C, when the solution 16 is provided on the convex curved surface portion 12 and the concave portion 14, the solvent of the solution 16 is decreased as shown in FIG. The solvent may be removed. For example, the solvent is volatilized. Then, the film 20 is formed by leaving at least the solute in the solution 16 in the recess 14. It is preferable to leave the solute avoiding the convex curved surface portion 12. By doing so, the film 20 can be prevented from adhering to the lens surface 22 of the light transmissive layer 26. If the surface of the convex curved surface portion 12 has a property of low affinity with the solution 16, it is easy to form the film 20 avoiding this portion. The film 20 may be formed so as to completely fill the recess 14 or may be formed shallowly only at the lower part of the recess 14.
[0028]
(Light transmissive layer)
Next, as shown in FIG. 2A, at least a part of the shape of the master 10 is transferred to the light transmissive layer precursor 22. The light transmissive layer precursor 22 is preferably a liquid or a liquefiable substance. By being liquid, it becomes easy to fill the light transmissive layer precursor 22 between the convex curved surface portions 12. As the liquid substance, a substance curable by applying energy can be used, and as the liquefiable substance, a plastic substance can be used.
[0029]
The light transmissive layer precursor 22 is not particularly limited as long as it has the required characteristics such as light transmissive properties when the light transmissive layer 26 is formed, but is preferably a resin. . As the resin, one having energy curability or one having plasticity is easily obtained, which is preferable.
[0030]
It is desirable that the resin having energy curability be curable by applying at least one of light and heat. The use of light and heat can use a general-purpose exposure apparatus, a heating apparatus such as a baking furnace or a heater, and can reduce equipment costs. As the resin having energy curability, for example, an acrylic resin, an epoxy resin, a melamine resin, a polyimide resin, or the like can be used. In particular, an acrylic resin is suitable because it can be easily cured in a short time by irradiation with light by using various precursors and photosensitizers (photopolymerization initiators) on the market. Specific examples of the basic composition of the photocurable acrylic resin include prepolymers or oligomers, monomers, and photopolymerization initiators. Examples of the prepolymer or oligomer include acrylates such as epoxy acrylates, urethane acrylates, polyester acrylates, polyether acrylates, spiroacetal acrylates, epoxy methacrylates, urethane methacrylates, polyester methacrylates, and polyethers. Methacrylates such as methacrylates can be used.
[0031]
Examples of the monomer include 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, N-vinyl-2-pyrrolidone, carbitol acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, isobornyl acrylate, Monofunctional monomers such as dicyclopentenyl acrylate and 1,3-butanediol acrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, ethylene Bifunctional monomers such as glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, pentaerythritol diacrylate, and trimethylo Propane triacrylate, trimethylol propane trimethacrylate, pentaerythritol triacrylate, polyfunctional monomers such as dipentaerythritol hexaacrylate available.
[0032]
Examples of the photopolymerization initiator include acetophenones such as 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, butylphenones such as α-hydroxyisobutylphenone and p-isopropyl-α-hydroxyisobutylphenone, and p-tert-butyl. Halogenated acetophenones such as dichloroacetophenone, p-tert-butyltrichloroacetophenone, α, α-dichloro-4-phenoxyacetophenone, benzophenones such as benzophenone, N, N-tetraethyl-4,4-diaminobenzophenone, benzyl, benzyl Benzyls such as dimethyl ketal, benzoins such as benzoin and benzoin alkyl ether, oximes such as 1-phenyl-1,2-propanedione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 2-methyl Thioxanthone, 2-xanthones such as chlorothioxanthone, Michler's ketone, radical generating compounds such as benzyl methyl ketal are available.
[0033]
If necessary, a compound such as amines may be added for the purpose of preventing curing inhibition by oxygen, or a solvent component may be added for the purpose of facilitating coating. The solvent component is not particularly limited, and various organic solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate, methoxymethyl propionate, ethoxyethyl propionate, ethyl lactate, ethyl pyruvate, methyl amyl ketone, etc. Is available. These substances are preferable because they have excellent releasability from silicon or quartz, which is excellent as a material of the master 10 in that high-precision etching is possible.
[0034]
As the resin having plasticity, for example, a resin having thermoplasticity such as a polycarbonate-based resin, a polymethyl methacrylate-based resin, and an amorphous polyolefin-based resin can be used. Such a resin is plasticized by heating above the softening point temperature and used as a liquid.
[0035]
The light transmissive layer precursor 22 is provided on the convex curved surface portion 12 of the master 10 as shown in FIG. Further, the light transmissive layer precursor 22 is also provided on the film 20 formed in the recess 14 of the master 10. Then, a step of spreading the light transmissive layer precursor 22 is performed. For example, the light-transmitting layer precursor 22 is spread to a predetermined area by bringing the master 10 and the substrate 24 into close contact via the light-transmitting layer precursor 22.
[0036]
The substrate 24 only needs to have at least a function required for spreading the light transmissive layer precursor 22. One surface of the substrate 24 may be flat, and in that case, the flat surface may be in close contact with the light transmissive layer precursor 22. When the substrate 24 is left in close contact with the light-transmitting layer 26, the substrate 24 satisfies optical properties such as light transmittance required for the microlens array and characteristics such as mechanical strength. It is not particularly limited as long as it is used. For example, it is possible to use quartz or glass, or a plastic substrate or film such as polycarbonate, polyarylate, polyethersulfone, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, or amorphous polyolefin. Is possible. If the substrate 24 is peeled off in a later step, the substrate 24 may not be light transmissive.
[0037]
If necessary, when the master 10 and the substrate 24 are brought into close contact with each other via the light transmissive layer precursor 22, the light transmissive layer precursor 22 is pressurized via at least one of the master 10 and the substrate 24. May be. By pressurizing, the time during which the light transmissive layer precursor 22 spreads can be shortened, so that workability is improved, and filling of the light transmissive layer precursor 22 between the convex curved surface portions 12 formed on the master 10 is achieved. It will be certain.
[0038]
In the example shown in FIG. 2A, the light-transmitting layer precursor 22 is placed on the master 10, and the substrate 24 and the master 10 are brought into close contact with each other. Instead of this method, the light-transmitting layer precursor 22 is placed on the substrate 24 and the master 10 is placed thereon, so that the light-transmitting layer precursor 22 is provided on the master 10, and the substrate 24 and the master 10 transmit light. The conductive layer precursor 22 may be spread out. Further, the light transmissive layer precursor 22 may be provided on both the master 10 and the substrate 24 in advance.
[0039]
Through the above steps, a layer made of the light transmissive layer precursor 22 is formed between the master 10 and the substrate 24 as shown in FIG. And the solidification process according to the light transmissive layer precursor 22 is performed. For example, if a photo-curable resin is used, light is irradiated under predetermined conditions. Note that when the light transmissive layer 26 is formed of a photocurable material, at least one of the substrate 24 and the master 10 needs to have light transmissive properties. Alternatively, when a resin that has been plasticized by heating to a temperature higher than the softening point is used as the light-transmitting layer precursor 22, it can be solidified by cooling. Thus, the light transmissive layer 26 can be formed.
[0040]
Next, as shown in FIG. 2C, the light transmissive layer 26 is peeled from the master 10. The film 20 is peeled off from the master 10 together with the light transmissive layer 26. It is preferable that the peelability between the light-transmitting layer 26 and the master 10 (particularly the convex curved surface portion 12) is high (for example, low affinity or low adhesion). Moreover, it is preferable that the peelability between the light transmitting layer 26 and the film 20 is low (for example, the affinity or the adhesiveness is high). Further, it is preferable that the peelability between the master 10 (particularly the recess 14) and the film 20 is high (for example, low affinity or low adhesion).
[0041]
Thus, the light transmissive layer 26 in which the film 20 is integrated can be obtained. The light transmissive layer 26 has a plurality of lens surfaces 28. The lens surface 28 has an inverted shape of the convex curved surface portion 12 described above. The lens surface 28 shown in FIG. 2C is a concave surface (concave lens surface). The lens formed by the lens surface 28 may be a spherical lens, an aspherical lens (lens such as an ellipsoid or a paraboloid), or a cylindrical lens.
[0042]
A film 20 formed of a material different from that of the light transmissive layer 26 surrounds each lens surface 28 on the side where the lens surface 28 is formed in the light transmissive layer 26. Specifically, the film 20 is formed on the periphery of each lens surface 28. If the film 20 is a light-shielding material, the layer made of the film 20 constitutes a black matrix.
[0043]
As shown in FIG. 3A, the second light transmissive layer precursor 32 may be provided on the light transmissive layer 26. Specifically, the second light transmitting layer precursor 32 is provided on the side where the lens surface 28 is formed. The second light transmissive layer precursor 32 may also be provided on the film 20. As the second light transmissive layer precursor 32, a material that can be selected as the light transmissive layer precursor 22 described above can be used. Then, as shown in FIG. 3B, a second light transmissive layer 36 may be formed. The substrate 34 may be used for the formation. Specifically, the description of the method for forming the light transmissive layer 26 using the substrate 24 is applicable.
[0044]
(Micro lens array)
As shown in FIG. 3B, the microlens array according to the present embodiment includes a light transmissive layer 26. The light transmissive layer 26 only needs to have a property of transmitting light, and may be transparent or colored. The light transmittance of the light transmissive layer 26 may not be 100% unless it is 0%. The light transmissive layer 26 has a plurality of lens surfaces 28. In the present embodiment, the lens surface 28 is a concave lens surface. The film 20 is integrally formed on the light transmissive layer 26. If the film 20 is made of a light-shielding material, it forms a black matrix.
[0045]
In the present embodiment, the microlens array has a second light transmissive layer 36. The second light transmissive layer 36 is formed in close contact with the lens surface 28 of the light transmissive layer 26. The lens surface 28 is also an interface between the first and light transmissive layers 26 and 36. When the above-described method is applied to the manufacturing method, the microlens array has a configuration obtained as a result. The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. Hereinafter, other embodiments will be described.
[0046]
(Second Embodiment)
FIG. 4A to FIG. 4D are views for explaining a method for manufacturing a microlens array according to a second embodiment to which the present invention is applied. In the present embodiment, a light transmissive layer 40 shown in FIG. 4A is prepared. The light transmissive layer 40 has a convex curved surface portion 42 and a concave portion 44. The shapes of the convex curved surface portion 42 and the concave portion 44 correspond to the contents of the convex curved surface portion 12 and the concave portion 14 of the master 10 described in the first embodiment. The material constituting the light transmissive layer 40 is not particularly limited as long as it satisfies optical properties such as light transmittance required for the microlens array and characteristics such as mechanical strength. For example, the light transmissive layer 40 may be formed of a material that can be selected as the light transmissive layer precursor 22 described above, or a substrate that can be selected as the substrate 24 described above may be used as the light transmissive layer 40.
[0047]
And the film | membrane 46 is formed in the recessed part 44 through the process shown to FIG. 4 (B)-FIG.4 (D). The details of this process are the same as the process of forming the film 20 in the recess 14 in the first embodiment (see FIGS. 1B to 1D).
[0048]
In this way, the microlens array shown in FIG. 4D can be manufactured. The microlens array includes a light transmissive layer 40 in which a plurality of convex curved surface portions 42 and a concave portion 44 surrounding each curved surface portion 42 are formed of the same material and on the same side. Here, the convex curved surface portion 42 is formed by a lens surface 48. The surface of the convex curved surface portion 42 includes a polyhedron if it can be substantially regarded as a curved surface. A film 46 is formed in the recess 44. If the film 46 is formed of a light shielding material, the film 46 forms a black matrix. That is, the black matrix is integrally provided in the microlens array according to the present embodiment.
[0049]
Other contents correspond to the contents described in the first embodiment. Also in this embodiment, the effect described in the first embodiment can be achieved.
[0050]
(Third embodiment)
FIG. 5 is a diagram for explaining an optical device according to a third embodiment to which the present invention is applied. This optical device is a liquid crystal panel including a microlens array. The microlens array has the light transmissive layer 40 described in the second embodiment (see FIGS. 4A to 4D). The light transmissive layer 40 has a plurality of convex curved surface portions 42, and a film 46 is integrally formed. A substrate 50 is provided on the light-transmissive layer 40 on the convex curved surface portion 42 side. The substrate 50 is a part of the liquid crystal panel. The substrate 50 is provided on the light transmissive layer 40 via a light transmissive layer (in this case, an adhesive layer) 52.
[0051]
It can also be said that the lens surface 48 serving as the surface of each convex bent portion 42 is an interface between the light-transmitting layer 40 and the medium outside thereof (light-transmitting layer 52). In the present embodiment, the light transmissive layer 40 is disposed with the concave surface (concave lens surface) of the lens surface 48 facing the light source. Refractive index of light transmissive layers 40 and 52 (for example, absolute refractive index as a refractive index with respect to vacuum) n1, N2Is
n2<N1
Have the relationship. By having this relationship, the light incident on the light transmissive layer 52 from the light transmissive layer 40 is incident on the concave surface of the lens surface 48 and away from the normal line of the lens surface 48 (direction approaching the optical axis). Refract.
[0052]
Such a microlens array is attached to the liquid crystal panel. When the microlens array is incorporated in an optical device that displays an image with a plurality of pixels, each lens surface 48 is arranged to correspond to each pixel (sub-pixel in the case of color display). The liquid crystal panel includes a substrate 50 and a substrate (TFT substrate) 54. A common electrode 56 and an alignment film 58 are formed on the substrate 50. An individual electrode 60 and a thin film transistor 62 are provided on the substrate 54, and an alignment film 64 is formed thereon. A liquid crystal 66 is sealed between the alignment films 58 and 64, and the liquid crystal 66 is driven by a voltage controlled by the thin film transistor 62.
[0053]
(Fourth embodiment)
FIG. 6 is a diagram showing an imaging apparatus as an example of an optical apparatus according to the fourth embodiment to which the present invention is applied. The imaging device has an imaging element (image sensor). For example, in the case of a two-dimensional image sensor, a light receiving unit (for example, a photodiode) 70 is provided corresponding to each of a plurality of pixels. If it is a CCD (Charge Coupled Device) type image pickup device, it has a transfer section 72 and transfers charges from the light receiving section 70 of each pixel at high speed. A color filter 74 is provided in the color image sensor.
[0054]
A microlens array to which the present invention is applied is attached to this image sensor. The microlens array has a light transmissive layer 40 to which the contents described in the second embodiment (see FIG. 4D) correspond. According to the present embodiment, a lot of light is collected and incident on the light receiving unit 70, so that a clear image can be generated. Detailed operational effects are as described in the second embodiment.
[0055]
(Fifth embodiment)
FIG. 7 is a diagram showing an optical device according to a fifth embodiment to which the present invention is applied. This optical device is a projection display device (liquid crystal projector).
[0056]
The optical device 100 includes a light source 102 and a plurality of liquid crystal panels 104, 106, and 108. The liquid crystal panels 104, 106, and 108 are respectively a liquid crystal light valve (for red) corresponding to red (liquid crystal light shutter array), a liquid crystal light valve (for green) corresponding to green (liquid crystal light shutter array), and blue (For blue) liquid crystal light valve (liquid crystal light shutter array).
[0057]
A microlens array (not shown) is attached to the liquid crystal panels 104, 106, and 108. The contents described in any of the embodiments correspond to the microlens array.
[0058]
The optical device 100 includes an illumination optical system including a plurality of integrator lenses, a color separation optical system (light guide optical system) including a plurality of dichroic mirrors, a dichroic mirror surface 110 that reflects only red light, and blue light. A dichroic prism (color combining optical system) 114 on which a dichroic mirror surface 112 that reflects only the light is formed, and a projection lens (projection optical system) 116.
[0059]
The illumination optical system includes integrator lenses 118 and 120. The color separation optical system includes mirrors 122, 124, and 126, a dichroic mirror 128 that reflects blue light and green light (transmits only red light), a dichroic mirror 130 that reflects only green light, and a dichroic that reflects only blue light. A mirror (or a mirror that reflects blue light) 132 and condenser lenses 134, 136, 138, 140, and 142 are included.
[0060]
A first polarizing plate (not shown) is bonded to the incident surface side of the liquid crystal panel 104 (the surface side where the microlens substrate is located, that is, the side opposite to the dichroic prism 114), and the liquid crystal panel exit surface side (microlens) A second polarizing plate (not shown) is bonded to the surface facing the substrate, that is, the dichroic prism 114 side. The liquid crystal panels 106 and 108 have the same configuration as the liquid crystal panel 104. These liquid crystal panels 104, 106 and 108 are connected to a drive circuit (not shown).
[0061]
In the optical device 100, the dichroic prism 114 and the projection lens 116 constitute an optical block 144. The optical block 144 and the liquid crystal panels 104, 106, and 108 fixedly installed with respect to the dichroic prism 114 constitute a display unit 146.
[0062]
Hereinafter, the operation of the optical device 100 will be described. White light (white light flux) emitted from the light source 102 passes through the integrator lenses 118 and 120. The light intensity (luminance distribution) of the white light is made uniform by the integrator lenses 118 and 120. The white light transmitted through the integrator lenses 118 and 120 is reflected by the mirror 122, and blue light (B) and green light (G) of the reflected light are respectively reflected by the dichroic mirror 128 and red light (R). Passes through the dichroic mirror 128. The red light transmitted through the dichroic mirror 128 is reflected by the mirror 124, and the reflected light is shaped by the condenser lens 134 and enters the red liquid crystal panel 104. Green light out of blue light and green light reflected by the dichroic mirror 128 is reflected by the dichroic mirror 130, and the blue light is transmitted through the dichroic mirror 130. The green light reflected by the dichroic mirror 130 is shaped by the condenser lens 136 and enters the green liquid crystal panel 106. The blue light transmitted through the dichroic mirror 130 is reflected by the dichroic mirror (or mirror) 132, and the reflected light is reflected by the mirror 126. The blue light is shaped by the condenser lenses 138, 140, and 142 and is incident on the blue liquid crystal panel.
[0063]
As described above, the white light emitted from the light source 102 is separated into three primary colors of red, green, and blue by the color separation optical system, and is guided and incident on the corresponding liquid crystal panel. At this time, each pixel (thin film transistor and pixel electrode connected thereto) of the liquid crystal panel included in the liquid crystal panel 104 is subjected to switching control (on / off) by a drive circuit (drive means) that operates based on an image signal for red. ), That is, modulated. Similarly, green light and blue light enter the liquid crystal panels 106 and 108, respectively, and are modulated by the respective liquid crystal panels, thereby forming a green image and a blue image. At this time, each pixel of the liquid crystal panel included in the liquid crystal panel 106 is switching-controlled by a drive circuit that operates based on the green image signal, and each pixel of the liquid crystal panel included in the liquid crystal panel 108 is converted into a blue image signal. Switching control is performed by a drive circuit that operates based on the above. Thereby, the red light, the green light, and the blue light are respectively modulated by the liquid crystal panels 104, 106, and 108, and an image for red, an image for green, and an image for blue are formed, respectively.
[0064]
The red image formed by the liquid crystal panel 104, that is, red light from the liquid crystal panel 104, enters the dichroic prism 114 from the surface 148, is reflected by the dichroic mirror surface 110, is transmitted through the dichroic mirror surface 112, and is emitted. The light exits from the surface 150. A green image formed by the liquid crystal panel 106, that is, green light from the liquid crystal panel 106 enters the dichroic prism 114 from the surface 152, passes through the dichroic mirror surfaces 110 and 112, and exits from the exit surface 150. . The blue image formed by the liquid crystal panel 108, that is, the blue light from the liquid crystal panel 108 is incident on the dichroic prism 114 from the surface 156, reflected by the dichroic mirror surface 112, transmitted through the dichroic mirror surface 110, and emitted. The light exits from the surface 150.
[0065]
As described above, the light of each color from the liquid crystal panels 104, 106 and 108, that is, the respective images formed by the liquid crystal panels 104, 106 and 108 are combined by the dichroic prism 114, thereby forming a color image. This image is projected (enlarged projection) onto the screen 154 installed at a predetermined position by the projection lens 116.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A to FIG. 1D are diagrams for explaining a method for manufacturing a microlens array according to a first embodiment to which the present invention is applied.
FIGS. 2A to 2C are views for explaining a method of manufacturing a microlens array according to a first embodiment to which the present invention is applied.
FIGS. 3A to 3B are diagrams illustrating a method for manufacturing a microlens array according to a first embodiment to which the present invention is applied. FIGS.
FIGS. 4A to 4D are views for explaining a method of manufacturing a microlens array according to a second embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 5 is a diagram showing an optical apparatus according to a third embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 6 is a diagram showing an optical apparatus according to a fourth embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 7 is a diagram showing an optical apparatus according to a fifth embodiment to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
10 Master disc
12 Convex surface
14 Recess
16 solutions
20 membranes
22 Light transmissive layer precursor
26 Light transmissive layer
28 Lens surface
40 Light transmissive layer
42 Convex surface
44 recess
46 Membrane
48 Lens surface

Claims (6)

複数の凸曲面部と前記複数の凸曲面部間の凹部とを有する部材の上に、溶質が溶剤に溶けてなる溶液を設け、前記溶剤を減少させて少なくとも前記溶質を前記凹部に残して膜を形成する工程と、
前記複数の凸曲面部及び前記膜の上に第1の光透過性層前駆体を設け、前記複数の凸曲面部の形状が転写されて形成された複数の凹曲面部からなるレンズ面を有する第1の光透過性層を形成する工程と、
前記第1の光透過性層を前記膜とともに、前記前記部材から剥離する工程と、
前記第1の光透過性層の前記複数の凹曲面部及び前記膜の上に第2の光透過性前駆体を設け、第2の光透過性層を形成する工程と、
を含むマイクロレンズアレイの製造方法。
A film in which a solute is dissolved in a solvent is provided on a member having a plurality of convex curved surface portions and concave portions between the plurality of convex curved surface portions, and the solvent is reduced to leave at least the solute in the concave portions. Forming a step;
A first light-transmitting layer precursor is provided on the plurality of convex curved surface portions and the film, and the lens surface includes a plurality of concave curved surface portions formed by transferring the shape of the plurality of convex curved surface portions. Forming a first light transmissive layer;
Peeling the first light-transmitting layer together with the film from the member;
Providing a second light transmissive precursor on the plurality of concave curved surface portions and the film of the first light transmissive layer, and forming a second light transmissive layer;
A method of manufacturing a microlens array including:
請求項1記載のマイクロレンズアレイの製造方法において、
前記複数の凸曲面部及び前記凹部が形成された前記部材は光透過性層であり、前記凸曲面部の表面はレンズ面であるマイクロレンズアレイの製造方法。
In the manufacturing method of the micro lens array of Claim 1,
The method for manufacturing a microlens array, wherein the member on which the plurality of convex curved surface portions and the concave portions are formed is a light-transmitting layer, and a surface of the convex curved surface portion is a lens surface.
請求項1または請求項2のいずれかに記載のマイクロレンズアレイの製造方法において、
前記複数の凸曲面部の表面は前記溶液との親和性が低いマイクロレンズアレイの製造方法。
In the manufacturing method of the microlens array in any one of Claim 1 or Claim 2,
The method of manufacturing a microlens array, wherein surfaces of the plurality of convex curved surface portions have low affinity with the solution.
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、
前記溶質は遮光性材料であるマイクロレンズアレイの製造方法。
In the manufacturing method of the micro lens array in any one of Claims 1-3,
The method for producing a microlens array, wherein the solute is a light shielding material.
請求項1から請求項4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、
前記溶剤を揮発させて前記凹部に前記溶質を堆積させるマイクロレンズアレイの製造方法。
In the manufacturing method of the microlens array in any one of Claims 1-4,
A method of manufacturing a microlens array, wherein the solvent is volatilized and the solute is deposited in the recess.
請求項1から請求項5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、
前記凹部は各凸曲面部を囲んで形成されるマイクロレンズアレイの製造方法。
In the manufacturing method of the micro lens array in any one of Claims 1-5,
The concave portion is a method of manufacturing a microlens array formed so as to surround each convex curved surface portion.
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