JP2003240911A

JP2003240911A - マイクロレンズの製造方法、マイクロレンズ、光学膜、プロジェクション用スクリーン、及びプロジェクターシステム

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Publication number: JP2003240911A
Application number: JP2002046292A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Hasei; 宏宣長谷井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2003-08-27
Anticipated expiration: 2022-02-22
Also published as: JP4161590B2

Abstract

(57)【要約】【課題】金型などを不要にしてコストを低減すること
ができ、しかも形状を任意に制御し得るマイクロレンズ
の製造方法及びマイクロレンズ、さらにはこのマイクロ
レンズを備えた光学膜、プロジェクション用スクリー
ン、プロジェクターシステムを提供することにある。【解決手段】光透過性を有する基板２上に光透過性樹
脂を液滴吐出ヘッドを用いて塗布し、これを硬化させて
凸形状のマイクロレンズを形成するマイクロレンズの製
造方法である。光透過性を有する基板２上の略同一箇所
に、一つあるいは複数の液滴吐出ヘッド１から複数個の
液滴２２を吐出してこれを塗布し、マイクロレンズ６の
形状を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロレンズの
製造方法とこれによって得られたマイクロレンズ、及び
このマイクロレンズを備えた光学膜とこの光学膜を備え
たプロジェクション用スクリーン、プロジェクターシス
テムに関し、特にマイクロレンズの大きさや形状を任意
に制御できるようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マイクロレンズと呼ばれる微小レ
ンズを多数配置した、光学素子が提供されている。この
ような光学素子としては、例えば液晶プロジェクターシ
ステムのスクリーン表面に形成されて像を明るくするも
の、光ファイバの光インタコネクションやレーザー用の
集光素子、さらには固体撮像素子において入射光を集め
るためのものなどがある。

【０００３】ところで、このような光学素子を構成する
マイクロレンズは、従来では金型を用いた成形法や、フ
ォトリソグラフィー法によって成形されていた。また、
近年では、プリンタなどに用いられているインクジェッ
ト法を応用し、微細パターンであるマイクロレンズを形
成するといった提案もなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金型を
用いた成形法やフォトリソグラフィー法では、マイクロ
レンズ形成のために金型や複雑な製造工程を必要とする
ことから、その分コストが高くなってしまい、また、任
意の形状のマイクロレンズを任意の位置に形成するのが
困難であるといった不満があった。また、インクジェッ
ト法を応用した技術によれば、マイクロレンズを任意の
位置に形成するのは容易であるものの、その形状を所望
する形状に制御するのが困難であった。

【０００５】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、金型などを不要にしてコ
ストを低減することができ、しかも形状を任意に制御し
得るマイクロレンズの製造方法及びマイクロレンズ、さ
らにはこのマイクロレンズを備えた光学膜、プロジェク
ション用スクリーン、プロジェクターシステムを提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明のマイクロレンズの製造方法では、光透過性を有
する基板上に光透過性樹脂を塗布し、これを硬化させて
凸形状のマイクロレンズを形成するに際し、光透過性を
有する基板上の略同一箇所に、一つあるいは複数の液滴
吐出ヘッドから複数個の液滴を吐出してこれを塗布し、
マイクロレンズの形状を制御することを特徴としてい
る。このマイクロレンズの製造方法によれば、液滴吐出
ヘッドを用いて光透過性樹脂からなる凸形状のマイクロ
レンズを形成するので、金型成形法やフォトリソグラフ
ィー法を用いた場合のように成形金型や複雑な製造工程
を必要とすることがなくなり、したがって製造コストの
低減化を図ることができる。また、光透過性を有する基
板上の略同一箇所に、一つあるいは複数の液滴吐出ヘッ
ドから複数個の液滴を吐出するので、この液滴の吐出個
数などによって形成するマイクロレンズの大きさや形状
を任意に決定し得るよう制御することができる。

【０００７】また、このマイクロレンズの製造方法にお
いては、予め光透過性を有する基板表面に撥液パターン
と親液パターンとを形成しておき、その親液パターン上
の略同一箇所に、一つあるいは複数の液滴吐出ヘッドか
ら複数個の液滴を吐出してこれを塗布するのが好まし
い。このようにすれば、親液パターン上に吐出され塗布
された光透過性樹脂が、親液パターン上で接触角が小さ
く広がった状態となるので、比較的径の大きい凸形状の
ものとなり、したがって径が大きいマイクロレンズを形
成することができる。

【０００８】また、前記マイクロレンズの製造方法にお
いては、予め光透過性を有する基板表面に撥液パターン
と親液パターンとを形成しておき、その撥液パターン上
の略同一箇所に、一つあるいは複数の液滴吐出ヘッドか
ら複数個の液滴を吐出してこれを塗布するのが好まし
い。このようにすれば、撥液パターン上に吐出され塗布
された光透過性樹脂が、撥液パターン上で接触角が大き
く広がらずに高い状態となるので、比較的径が小さく厚
みのある凸形状のものとなり、したがって径が小さく高
さの高いマイクロレンズを形成することができる。

【０００９】また、前記マイクロレンズの製造方法にお
いては、液滴吐出ヘッドから複数個の液滴を吐出してこ
れを塗布する際に、これら液滴の吐出と吐出との間に硬
化処理を行うことなく、吐出する液滴の全量を塗布した
後、初めて硬化処理を行うのが好ましい。このようにす
れば、各液滴が吐出された後その自重によって光透過性
を有する基板上で広がることから、その後硬化処理する
ことにより、比較的径の大きいマイクロレンズを形成す
ることができる。

【００１０】また、前記マイクロレンズの製造方法にお
いては、液滴吐出ヘッドから複数個の液滴を吐出してこ
れを塗布する際に、これら液滴を少なくとも１回以上吐
出してから少なくとも一回硬化処理を行い、吐出する液
滴の全量を塗布した後、再度硬化処理を行うのが好まし
い。このようにすれば、液滴を少なくとも１回以上吐出
してから少なくとも一回硬化処理を行うことにより、液
滴がその自重で十分に広がる前に硬化処理し、さらにそ
の後これの上に吐出された液滴も十分に広がる前に硬化
処理することができ、したがって全体として径が小さく
高さの高いマイクロレンズを形成することができる。

【００１１】本発明のマイクロレンズでは、前記の方法
によって製造されたことを特徴としている。このマイク
ロレンズによれば、前述したように成形金型を必要とし
ないことなどによって製造コストの低減化を図ることが
でき、また液滴の吐出個数によって形成するマイクロレ
ンズの大きさや形状が任意に決定できるよう制御されて
いるので、所望する大きさや形状のものとなることによ
り、設計通りの特性を発揮するものとなる。

【００１２】本発明の光学膜では、前記光透過性を有す
る基板が光透過性シートあるいは光透過性フィルムから
なり、該光透過性シートあるいは光透過性フィルム上に
前記のマイクロレンズが形成されてなることを特徴とし
ている。この光学膜によれば、マイクロレンズが設計通
りの特性を発揮するものとなっていることにより、光学
膜としても所望の特性を有するものとなる。

【００１３】本発明のプロジェクション用スクリーンで
は、フレネルンレンズとレンチキュラーシートとを備え
て構成されるプロジェクションスクリーンにおいて、レ
ンチキュラーシートとして前記の光学膜が用いられてな
ることを特徴としている。このプロジェクション用スク
リーンによれば、レンチキュラーシートとして前記の所
望特性を有する光学膜が用いられているので、このレン
チキュラーシートとなる光学膜が例えば良好な拡散性能
を有することにより、スクリーン上に投射される像の画
質を高めることができる。

【００１４】本発明のプロジェクターシステムでは、光
源と、この光源から出射される光の光軸上に配置されて
該光源からの光を変調する光変調手段と、該光変調手段
により変調された光を結像する結像光学系と、該結像光
学系で結像された画像を写して投射像を形成するスクリ
ーンとを備えてなるプロジェクターシステムにおいて、
スクリーンとして、前記した本発明のプロジェクション
用スクリーンを用いてなることを特徴としている。この
プロジェクターシステムによれば、前記のプロジェクシ
ョン用スクリーンを用いているので、前述したように投
射される像の画質を高めることができ、これによりスク
リーン上への投射像形成を良好にすることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
まず、本発明のマイクロレンズの製造方法について説明
する。図１（ａ）〜（ｃ）は本発明のマイクロレンズの
製造方法の第１の例を説明するための図であり、これら
の図において符号１は液滴吐出ヘッド、２は光透過性を
有する基板である。この第１の例では、まず、図１
（ａ）に示すように基板２の表面の、マイクロレンズの
非形成箇所に撥液パターン３を、またマイクロレンズの
形成箇所に親液パターン４を形成する。

【００１６】ここで、基板２としては、得られるマイク
ロレンズを例えばスクリーン用の光学膜などに適用する
場合、酢酸セルロースやプロピルセルロース等のセルロ
ース系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリエステルなどの透明樹脂（光透過性樹脂）
からなる光透過性シートあるいは光透過性フィルムが用
いられる。また、マイクロレンズをマイクロレンズアレ
イなどに適用する場合には、基板として、ガラス、ポリ
カーボネイト、ポリアリレート、ポリエーテルサルフォ
ン、アモルファスポリオレフィン、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などの透明材料
（光透過性材料）からなる基板が使用される。

【００１７】このような撥液パターン３と親液パターン
４との形成については、例えば以下のようなプラズマ重
合による手法が好適に採用される。まず、このプラズマ
重合による撥液処理について説明する。この処理では、
撥液処理のための原料液を用意する。原料液としては、
Ｃ₄ Ｆ₁₀やＣ₈ Ｆ₁₆などの直鎖状ＰＦＣからなる液体有
機物が好適に用いられる。このような原料液を用意した
ら、これの蒸気をプラズマ処理装置においてプラズマ化
する。すると、この直鎖状ＰＦＣの蒸気はプラズマ化さ
れたことにより、直鎖ＰＦＣの結合が一部切断されて活
性化する。このようにして結合の一部が切断され、活性
化したＰＦＣが基板２の表面に到達すると、これらＰＦ
Ｃは基板２上にて互いに重合し、撥液性を有するフッ素
樹脂重合膜となる。

【００１８】なお、撥液処理の原料液としては例えばデ
カトリエンを用いることもできる。その場合、プラズマ
処理によって活性化させたＣＦ₄ または酸素を添加する
ことにより、得られる重合膜に撥液性を付与することが
でき、これによって撥液の重合膜を形成することができ
る。また、撥液処理の原料液としてはフルオロカーボン
を用いることもできる。その場合、プラズマ化によって
活性化したＣＦ₄ を添加することにより、プラズマ化に
よって原料液であるフルオロカーボン中のフッ素の一部
が離脱したとしても、前記の活性なフッ素が得られる重
合膜中に取り込まれるため、形成するフッ素樹脂重合膜
の撥液性を高めることができる。

【００１９】また、このようにして得られた重合膜に対
して紫外線を照射すると、このフッ素樹脂重合膜が分解
して基板２表面から除去されることにより、照射部分を
親液性にすることができる。したがって、このような紫
外線照射処理によって親液処理を行うことができるので
ある。そして、このような紫外線照射を、予め所望のパ
ターニングがなされたマスクを用いて行うことにより、
撥液面に所望の親液パターンを容易に形成することがで
きるのである。

【００２０】このようなプラズマ重合による手法によ
り、前述したように基板２表面に撥液パターン３と親液
パターン４とを形成する。具体的には、まず、基板２表
面をオゾン水等によって洗浄し、表面に付着している有
機物等を除去する。次に、この基板２表面、すなわち非
処理面となる上面の全面に、前述のプラズマ重合による
撥液処理を施し、基板２の表面を撥液面とする。

【００２１】次いで、撥液面となった基板２の表面に、
予め形成する親液パターン４に対応するマスクを用いて
紫外線照射を行い、図１（ａ）に示したように撥液面内
に多数の親液パターン４を形成する。ここで、これら親
液パターン４については、例えば直径が１０μｍ程度の
円形状とし、縦横に多数整列配置して形成する。なお、
このように紫外線照射によって親液パターン４を形成す
ることにより、形成した親液パターン４以外の領域、す
なわち撥液処理がなされたままの領域は、そのまま撥液
パターン３となる。また、このようなマスクを用いるこ
とによる紫外線照射については、予め基板２にアライメ
ントマークを形成しておき、このアライメントマークを
基準にマスクを位置決めすることによって行う。

【００２２】このようにして撥液パターン３と親液パタ
ーン４とを形成したら、図１（ｂ）に示すように液滴吐
出ヘッド１より、その親液パターン４上の略同一箇所
に、光透過性樹脂からなる液滴複数個を吐出してこれを
塗布する。使用する液滴吐出ヘッド１としては、例えば
以下に示すような構造のものが用いられる。

【００２３】この液滴吐出ヘッド１は、図２（ａ）に示
すように例えばステンレス製のノズルプレート１２と振
動板１３とを備え、両者を仕切部材（リザーバプレー
ト）１４を介して接合したものである。ノズルプレート
１２と振動板１３との間には、仕切部材１４によって複
数の空間１５と液溜まり１６とが形成されている。各空
間１５と液溜まり１６の内部は光透過性樹脂を含む液状
材料で満たされており、各空間１５と液溜まり１６とは
供給口１７を介して連通したものとなっている。また、
ノズルプレート１２には、空間１５から光透過性樹脂を
含む液状材料を噴射するためのノズル１８が形成されて
いる。一方、振動板１３には、液溜まり１６に液状材料
を供給するための孔１９が形成されている。

【００２４】また、振動板１３の空間１５に対向する面
と反対側の面上には、図２（ｂ）に示すように圧電素子
（ピエゾ素子）２０が接合されている。この圧電素子２
０は、一対の電極２１の間に位置し、通電するとこれが
外側に突出するようにして撓曲するよう構成されたもの
である。そして、このような構成のもとに圧電素子２０
が接合されている振動板１３は、圧電素子２０と一体に
なって同時に外側へ撓曲するようになっており、これに
よって空間１５の容積が増大するようになっている。し
たがって、空間１５内に増大した容積分に相当する液状
材料が、液溜まり１６から供給口１７を介して流入す
る。また、このような状態から圧電素子２０への通電を
解除すると、圧電素子２０と振動板１３はともに元の形
状に戻る。したがって、空間１５も元の容積に戻ること
から、空間１５内部の液状材料の圧力が上昇し、ノズル
１８から基板に向けて光透過性樹脂を含む液滴２２が吐
出される。なお、液滴吐出ヘッド１の吐出方式として
は、前記の圧電素子２０を用いたピエゾジェットタイプ
以外の方式でもよく、例えば、エネルギー発生素子とし
て電気熱変換体を用いた方式を採用してもよい。

【００２５】このような構成の液滴吐出ヘッド１を用い
て、本例では図１（ｂ）に示したように基板２表面の親
液パターン４上に、光透過性樹脂を含む液状材料、すな
わちレンズ材料となる光透過性樹脂の液滴２２を複数個
吐出し、図１（ｃ）に示すようにレンズ材料５を形成す
る。このとき、本例においては、各液滴の吐出と吐出と
の間に硬化処理を行うことなく全ての液滴を吐出し、塗
布するようにする。なお、液滴吐出ヘッド１から吐出さ
れる液滴２２の一滴当たりの容量は、液滴吐出ヘッド１
や吐出する材料によっても異なるものの、通常は１ｐｌ
〜２０ｐｌ程度とされる。また、吐出する液滴の個数に
ついては、形成するマイクロレンズの大きさ等に応じ
て、例えば３個、５個などのように予め設定しておく。

【００２６】レンズ材料となる光透過性樹脂としては、
ポリメチルメタクリレート、ポリヒドロキシエチルメタ
クリレート、ポリシクロヘキシルメタクリレートなどの
アクリル系樹脂、ポリジエチレングリコールビスアリル
カーボネート、ポリカーボネートなどのアリル系樹脂、
メタクリル樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系
樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、
セルロース系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂、
ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂などの熱可
塑性または熱硬化性の樹脂が挙げられ、これらのうちの
一種が用いられ、あるいは複数種が混合されて用いられ
る。

【００２７】このような光透過性樹脂にビイミダゾール
系化合物などの光重合開始剤を配合することにより、使
用する光透過性樹脂を放射線照射硬化型のものとして用
いてもよい。すなわち、このような光重合開始剤を配合
することにより、前記光透過性樹脂に放射線照射硬化性
を付与することができるのである。ここで、放射線とは
可視光線、紫外線、遠紫外線、Ｘ線、電子線等の総称で
あり、特に紫外線が一般的に用いられる。

【００２８】前述したようにして、予め設定した個数の
液滴を全て吐出すると、吐出された液滴からなるレンズ
材料５は、円形状の親液パターン４全体に濡れてこのパ
ターン上に載ると同時に、この親液パターン４から外れ
た撥液パターン３上からははじかれるようにして親液パ
ターン４側に戻されるため、結果として親液パターン４
上にて良好な凸レンズ形状、すなわち略半球状を形成す
る。

【００２９】その後、このようにして略半球状に形成し
たレンズ材料５に対して、加熱処理、減圧処理、加熱減
圧処理などの乾燥処理、あるいは前述したように光透過
性樹脂が放射線照射硬化型である場合に、紫外線等の放
射線照射処理を行うことにより、これを硬化して本発明
のマイクロレンズ６とする。

【００３０】このようなマイクロレンズ６の製造方法に
あっては、親液パターン４上に吐出され塗布された光透
過性樹脂が、親液パターン４上で接触角が小さく広がっ
た状態となることにより、親液パターン４の大きさに対
応して比較的径の大きい良好な凸形状のものとなり、し
たがって硬化後得られるマイクロレンズ６を、径が大き
く良好な凸形状のものとすることができる。また、吐出
する全ての液滴２２を塗布した後、初めて硬化処理を行
うようにしたので、各液滴２２が吐出された後その自重
によって基板２の親液パターン４上に十分広がるように
なり、したがってこのことからも、得られるマイクロレ
ンズ６を比較的径が大きく良好な凸形状のものとするこ
とができる。また、成形金型を必要とせず、材料のロス
もほとんどなくなることから、製造コストの低減化を図
ることができる。

【００３１】また、この製造方法によって得られてなる
本発明のマイクロレンズ６は、比較的径が大きく良好な
凸形状のものとなることから、このような形状に応じた
良好な拡散性能、あるいは集光性能を有するものとな
る。また、このような大きさや形状が液滴の吐出個数に
よってさらに調整可能となっていることにより、設計通
りの特性を十分に発揮するものとなる。

【００３２】なお、このような製造方法において、例え
ば親液パターン４上に最初の液滴２２を吐出した後、全
部の液滴を塗布するまでの間（すなわち各液滴の吐出と
吐出との間）に、一度以上の硬化処理、例えば各液滴２
２の吐出毎に硬化処理を行うようにしてもよい。このよ
うにすれば、液滴２２がその自重で十分に広がる前に硬
化処理され、さらにその後これの上に吐出された液滴も
十分に広がる前に硬化処理されることにより、広がりが
抑えられる分高さの高いマイクロレンズを形成すること
ができる。したがって、このような方法によれば、各液
滴２２が吐出された直後に硬化させられることから、硬
化後得られるマイクロレンズを、親液パターン４の大き
さに対応して比較的径の大きいものにできると同時に、
高さの高い凸形状のものにすることができる。

【００３３】また、前記の光透過性樹脂の液滴２２の吐
出については、各液滴２２間において液滴吐出ヘッド１
として同一のものを用いてもよく、またこれとは異なる
ものを用いてもよい。同一のものを用いた場合には、液
滴吐出ヘッド１を含む装置構成を簡略化することができ
る。一方、異なるものを用いた場合には、これら異なる
液滴吐出ヘッド１から順次液滴を吐出することにより、
多数のマイクロレンズをむらなく均一に形成することが
できる。すなわち、例えば一つのマイクロレンズを３個
の液滴で形成するとした場合に、三つの液滴吐出ヘッド
１を用意し、これら液滴吐出ヘッドを１個目の液滴の吐
出用、２個目の液滴の吐出用、３個目の液滴の吐出用に
分ける。そして、これら三つの液滴吐出ヘッド１を連続
させて多数の親液パターン４上で順次吐出を行わせるこ
とにより、形成する多数のマイクロレンズ間において、
その各液滴２２の吐出と吐出との時間間隔をほぼ同じに
することができる。したがって、形成する多数のマイク
ロレンズ間において、時間の経過に伴う各液滴の流動の
度合いをほぼ同一にすることができ、結果として硬化後
に得られるマイクロレンズの形状を、ほぼ同じに形成す
ることができる。

【００３４】次に、本発明のマイクロレンズの製造方法
の第２の例を、図３（ａ）〜（ｄ）を参照して説明す
る。この第２の例が図１（ａ）〜（ｃ）に示した第１の
例と異なるところは、親液パターン上でなく、撥液パタ
ーン上に液滴を吐出し、ここにマイクロレンズを形成す
る点にある。すなわち、この第２の例ではまず、第１の
例と同様にして、基板２表面をオゾン水等によって洗浄
し、表面に付着している有機物等を除去する。続いて、
この基板２表面、すなわち非処理面となる上面の全面
に、前述のプラズマ重合による撥液処理を施し、基板２
の表面を撥液面とする。

【００３５】次いで、撥液面となった基板２の表面に、
予め形成する親液パターンに対応するマスクを用いて紫
外線照射を行い、図３（ａ）に示すように撥液面内に親
液パターン７を形成する。なお、このように紫外線照射
によって親液パターン７を形成することにより、形成し
たこれら親液パターン７以外の領域、すなわち撥液処理
がなされたままの領域をそのまま撥液パターン８とす
る。したがって、本例では、先の第１の例と異なり、撥
液パターン８上にマイクロレンズを形成することから、
第１の例とは逆に、これら撥液パターン８をそれぞれ円
形状のパターンとし、これらを縦横に多数整列配置して
形成する。ただし、その大きさについては、後述するよ
うに撥液パターン８はこの上に吐出された液滴（光透過
性樹脂）に対する濡れ性が悪く、これを広がらせない性
状を有することから、第１の例と同等の大きさのマイク
ロレンズを形成しようとする場合、第１の例の親液パタ
ーン４の大きさ（直径）より大きくする必要がある。

【００３６】このようにして撥液パターン８と親液パタ
ーン７とを形成したら、図３（ｂ）、（ｃ）に示すよう
に液滴吐出ヘッド１より、その撥液パターン８上の略同
一箇所に、光透過性樹脂からなる液滴２２複数個を吐出
してこれを塗布する。このとき、本例においては、各液
滴の吐出と吐出との間毎に硬化処理を行う。そして、全
ての液滴を吐出したら、最終的な硬化処理を行う。

【００３７】撥液パターン８上に最初の液滴２２を吐出
すると、この液滴２２は、図３（ｂ）に示したように撥
液パターン８によって基板２の面方向への広がりが制限
される。すなわち、撥液パターン８は光透過性樹脂から
なる液滴２２に対しての濡れ性が悪く、したがって液滴
２２はその表面積をできるだけ小さくしようとするた
め、液滴２２が撥液パターン８を濡らしてその面方向に
広がるのが抑えられるからである。しかも、本例におい
ては、液滴２２の吐出後、次の吐出を行う前に基板２上
の液滴２２を硬化処理するので、時間の経過によって液
滴２２が面方向に広がってしまうことも抑えられてい
る。

【００３８】また、この最初の液滴２２の後に吐出され
た液滴２２は、硬化した液滴２２のほぼ直上に着弾され
ることから、この硬化後の液滴２２が、当然新たに吐出
された液滴２２に対しての濡れ性が良いことにより、新
たに吐出された液滴２２は、撥液パターン８上にはみ出
して広がることがほとんどなく、図３（ｃ）に示したよ
うに硬化した液滴２２上に載るようになる。そして、こ
のようにして予め設定した個数分の液滴２２の吐出が順
次繰り返されることにより、図３（ｄ）に示すように高
さが十分に高いマイクロレンズ９が得られる。

【００３９】このようなマイクロレンズ９の製造方法に
あっては、撥液パターン８上に吐出され塗布された光透
過性樹脂が、撥液パターン８上で接触角が大きく広がら
ずに高い状態となることにより、比較的径が小さく厚み
（高さ）のある凸形状のものとなり、したがって径が小
さく高さの高いものとすることができる。また、各液滴
２２の吐出と吐出との間毎に硬化処理を行うようにした
ので、液滴２２がその自重で十分に広がる前に硬化処理
され、さらにその後これの上に吐出された液滴２２も十
分に広がる前に硬化処理される。したがって、このこと
からも、全体として径が小さく高さの高いマイクロレン
ズ９を形成することができる。

【００４０】また、この製造方法によって得られてなる
本発明のマイクロレンズ９は、径が小さく高さの高いも
のとなることから、このような形状に応じた良好な拡散
性能、あるいは集光性能を有するものとなる。また、こ
のような大きさや形状が液滴の吐出個数によってさらに
調整可能となっていることにより、設計通りの特性を十
分に発揮するものとなる。

【００４１】なお、この製造方法においては、各液滴の
吐出と吐出との間毎に硬化処理を行うようにしたが、本
例の方法においては、全部の液滴を塗布するまでの間
（すなわち各液滴の吐出と吐出との間）に、少なくも一
度の硬化処理を行うようにすればよく、このようにして
も、液滴２２がその自重で十分に広がる前に硬化処理さ
れることにより、広がりが抑えられる分高さの高いマイ
クロレンズを形成することができる。

【００４２】また、この第２の例では、全部の液滴を吐
出するまでの間には硬化処理を行わず、吐出する液滴の
全量を塗布した後、初めて硬化処理を行うようにしても
よい。このようにすれば、各液滴が吐出された後その自
重によって基板上で広がるものの、撥液パターン８上で
あることからその広がりが制限されることにより、比較
的径が小さく高さの高いマイクロレンズを形成すること
ができる。なお、本例における液滴２２の吐出について
も、先の第１の例と同様に液滴吐出ヘッド１として同一
のものを用いても行ってもよく、これとは異なるものを
用いて行ってもよい。

【００４３】また、本発明のマイクロレンズの製造方法
では、光透過性樹脂からなる液滴２２を親液パターン上
または撥液パターン上に吐出したが、このような親液ま
たは撥液の処理を行うことなく、液滴２２を基板２上に
直接吐出するようにしてもよく、その場合にも、吐出す
る液滴の個数によって形成するマイクロレンズの大きさ
や形状を任意に決定し得るようこれを制御することがで
き、したがって求められる拡散性能あるいは集光性能を
備えたマイクロレンズを形成することができる。

【００４４】また、本発明では、屈折率の異なる光透過
性樹脂を二種類以上用意し、これら液滴をその光透過性
樹脂毎に分けて基板２上に吐出塗布することにより、異
なる光透過性樹脂が二層あるいは三層以上に積層されて
なるマイクロレンズを形成するようにしてもよい。この
ようにして形成すれば、得られたマイクロレンズは基板
とマイクロレンズとの間、及びマイクロレンズとこれの
外側環境との間で透過光に屈折を起こさせるだけでな
く、マイクロレンズ内においてもその層間で屈折を起こ
させることができ、したがってより高い拡散性能、ある
いは集光性能を発揮するものとなる。

【００４５】また、撥液処理及び親液処理についても、
前記のプラズマ重合法に限定されることなく、他の種々
の手法を採用することが可能である。例えば、特開平１
１−３４４８０４号公報に開示されたパターン形成方法
に用いられるような、塗れ性を変化させることによる撥
液処理あるいは親液処理も採用可能である。

【００４６】このパターン形成方法は、光学的にパター
ンを形成する方法であり、基材上に光触媒の作用により
塗れ性が変化する物質を含有した光触媒含有層を設けた
パターン形成体、基材上に形成した光触媒含有層上に光
触媒の作用により塗れ性が変化する物質の含有量を形成
したパターン形成体、基材上に光触媒含有層を有し光触
媒含有層上にパターンの露光によって光触媒の作用によ
り分解除去される層を有するパターン形成体、もしくは
基材上に、光触媒、パターンの露光によって光触媒の作
用により分解される物質、及び結着剤からなる組成物層
を形成したパターン形成体にパターンの露光をし、光触
媒の作用によって表面の塗れ性を変化させる方法であ
る。このような方法によっても、基板上に光触媒含有層
を形成し、光照射を行って光触媒を作用させ、表面の塗
れ性を変化させることにより、撥液処理、あるいは親液
処理を行うことができるのである。

【００４７】次に、このような製造方法によって得られ
たマイクロレンズ６（９）を光学膜に適用した場合の例
について説明する。この光学膜は、基板１１として光透
過性シートまたは光透過性フィルムが用いられて形成さ
れたもので、図４（ａ）、（ｂ）に示すようにこの基板
１１上に多数のマイクロレンズ３０（前記マイクロレン
ズ６、９によって構成されたもの）が縦横に配設された
ことにより、本発明の光学膜３１ａ、３１ｂに構成され
たものである。

【００４８】ここで、図４（ａ）に示した光学膜３１ａ
は、マイクロレンズ３０が縦横に密に、すなわち隣合う
マイクロレンズ３０、３０の間隔がこのマイクロレンズ
３０の径（底面の外径）に比べて十分に小となるように
互いに近接した状態に配設されたもので、後述するよう
にスクリーンのレンチキュラーシートとして用いられる
ものであり、一方図４（ｂ）に示した光学膜３１ｂは、
前記光学膜３１ａに比べマイクロレンズ３０が疎に、す
なわち前記光学膜３１ａに比べて単位面積あたりのマイ
クロレンズ３０の密度が低く形成配置されたもので、後
述するようにスクリーンの散乱膜として用いられるもの
である。

【００４９】このような光学膜３１ａ、３１ｂにあって
は、前述したように良好な拡散効果を発揮する前記のマ
イクロレンズ３０（６、９）が形成されて構成されてい
るので、良好な拡散性能を有する膜となる。特に、図４
（ａ）に示した光学膜３１ａでは、マイクロレンズ３０
が縦横に密に配設されているので、より良好な拡散性能
を発揮するものとなり、スクリーンのレンチキュラーシ
ートとして極めて良好なものとなる。一方、図４（ｂ）
に示した光学膜３１ｂでは、マイクロレンズ３０が縦横
に疎に配設されているので、特に一旦スクリーンに入射
した後の反射光を散乱させるための散乱膜とすれば、投
射側から入射する光についてはこれを過度に散乱させる
ことなく、反射光について良好に散乱させるものとな
る。

【００５０】図５は、これら光学膜３１ａ、３１ｂを備
えたプロジェクター用スクリーンの一例を示す図であ
り、図５中符号４０はプロジェクター用スクリーン（以
下、スクリーンと略称する）である。このスクリーン４
０は、フィルム基材４１上に、粘着層４２を介してレン
チキュラーシート４３が貼設され、さらにその上にフレ
ネルレンズ４４、散乱膜４５がこの順に配設されて構成
されたものである。

【００５１】レンチキュラーシート４３は、図４（ａ）
に示した光学膜３１ａによって構成されたもので、光透
過性シート（基板１１）上に多数のマイクロレンズ３０
を密に配置して構成されたものである。また、散乱膜４
５は、図４（ｂ）に示した光学膜３１ｂによって構成さ
れたもので、前記のレンチキュラーシート４３の場合に
比べ、光透過性シート（基板１１）上にマイクロレンズ
３０を疎に配置して構成されたものである。

【００５２】このようなスクリーン４０にあっては、レ
ンチキュラーシート４３として前記の光学膜３１ａを、
また散乱膜４５として前記の光学膜３１ｂを用いている
ことから、比較的安価なものとなる。また、レンチキュ
ラーシート４３となる光学膜３１ａが良好な拡散性能を
有することにより、スクリーン４０上に投射される像の
画質を高めることができ、さらに、散乱膜４５となる光
学膜３１ｂが良好な拡散性能を有することにより、スク
リーン４０上に投射される像の視認性を高めることがで
きる。また、散乱膜は基本的にプロジェクターからの投
射光を透過させる必要があるが、この散乱膜４５ではレ
ンチキュラーシートに比べ、単位面積あたりの個々の凸
形状のマイクロレンズの密度が低く形成されているの
で、後述するようにプロジェクターからの投射光の良好
な透過性を十分に確保することができる。

【００５３】なお、本発明のスクリーンとしては、図５
に示した例に限定されることなく、例えばレンチキュラ
ーシート４３としてのみ前記の光学膜３１ａを用いても
よく、また散乱膜４５としてのみ前記の光学膜３１ｂを
用いるようにしてもよい。これらのスクリーンにあって
も、例えばレンチキュラーシート４３として前記の光学
膜３１ａを用いることにより、このレンチキュラーシー
ト４３が良好な拡散性能を有することから、スクリーン
上に投射される像の画質を高めることができる。また、
散乱膜４５として前記の光学膜３１ｂを用いることによ
り、この散乱膜４５が良好な拡散性能を有することか
ら、この散乱膜４５を透過した光が反射して再度この散
乱膜４５に入射した（反射してきた）際、この入射光
（反射光）を散乱膜４５で散乱させることによってこれ
の正反射を抑えることができ、したがってスクリーン上
に投射される像の視認性を高めることができる。

【００５４】図６は、図５に示したプロジェクター用ス
クリーン４０を備えたプロジェクターシステムの一例を
示す図であり、図６中符号５０はプロジェクターシステ
ムである。このプロジェクターシステム５０は、プロジ
ェクター５１と前記のスクリーン４０とを備えて構成さ
れたものである。プロジェクター５１は、光源５２と、
この光源５２から出射される光の光軸上に配置されて該
光源５２からの光を変調する液晶ライトバルブ５３と、
該液晶ライトバルブ５３を透過した光の画像を結像する
結像レンズ（結像光学系）５４とから構成されている。
ここで、液晶ライトバルブに限らず、光を変調する手段
であればよく、例えば微小な反射部材を駆動（反射角度
を制御）して光源からの光を変調する手段を用いても良
い。

【００５５】このプロジェクターシステム５０にあって
は、スクリーンとして図５に示したプロジェクション用
スクリーン４０を用いているので、前述したように投射
される像の視認性を高め、かつスクリーン４０上に投射
される像の画質を高めることができ、さらには光学膜３
１ｂからなる散乱膜４５により、プロジェクター５１か
らの投射光の良好な透過性を十分に確保することができ
る。

【００５６】なお、このプロジェクターシステム５０に
おいても、使用するスクリーンとしては図５に示したス
クリーン４０に限定されることなく、前述したようにレ
ンチキュラーシート４３としてのみ前記の光学膜３１ａ
を用いたものでもよく、また散乱膜４５としてのみ前記
の光学膜３１ｂを用いたものでもよい。

【００５７】また、本発明のマイクロレンズは、前述し
たような光学膜３１ａ、３１ｂにのみ適用されるのでな
く、他の種々の光学素子や光学部品に適用可能である。
例えば、光ファイバの光インタコネクションやレーザー
用の集光素子、さらには液晶装置や固体撮像素子におけ
る集光用のマイクロレンズなどとしても適用可能であ
る。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明のマイクロレ
ンズの製造方法によれば、製造コストの低減化を図るこ
ともでき、また、光透過性を有する基板上の略同一箇所
に、一つあるいは複数の液滴吐出ヘッドから複数個の液
滴を吐出するので、液滴の吐出個数によって形成するマ
イクロレンズの大きさや形状を任意に決定し得るよう制
御することができる。本発明のマイクロレンズによれ
ば、製造コストの低減化が図られたものとなり、また、
液滴の吐出個数によって形成するマイクロレンズの大き
さや形状が任意に決定できるよう制御されているので、
所望する大きさや形状のものとなることにより、設計通
りの特性を発揮するものとなる。

【００５９】本発明の光学膜によれば、マイクロレンズ
が設計通りの特性を発揮するものとなっていることによ
り、光学膜としても所望の特性を有するものとなる。本
発明のプロジェクション用スクリーンによれば、レンチ
キュラーシートとして前記の所望特性を有する光学膜が
用いられているので、このレンチキュラーシートとなる
光学膜が良好な拡散性能を有することにより、スクリー
ン上に投射される像の画質を高めることができる。本発
明のプロジェクターシステムによれば、前記のプロジェ
クション用スクリーンを用いているので、前述したよう
に投射される像の画質を高めることができ、これにより
スクリーン上への投射像形成を良好にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明のマイクロレンズの
製造方法の第１の例を工程順に説明するための図であ
り、（ａ）は要部平面図、（ｂ）、（ｃ）は要部側断面
図である。

【図２】液滴吐出ヘッドの概略構成を説明するための
図であり、（ａ）は要部斜視図、（ｂ）は要部側断面図
である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は本発明のマイクロレンズの
製造方法の第２の例を工程順に説明するための図であ
り、（ａ）は要部平面図、（ｂ）〜（ｄ）は要部側断面
図である。

【図４】（ａ）、（ｂ）はいずれも本発明の光学膜の
例を示す要部斜視図である。

【図５】本発明のプロジェクター用スクリーンの一例
を示す要部側断面図である。

【図６】本発明のプロジェクターシステムの一例の概
略構成を説明するための図である。

【符号の説明】１…液滴吐出ヘッド２…光透過性を有する基板３、８…撥液パターン４、７…親液パターン６、９、３０…マイクロレンズ２２…液滴３１ａ、３１ｂ…光学膜４０…プロジェクター用スクリーン４３…レンチキュラーシート４５…散乱膜５０…プロジェクターシステム５１…プロジェクター５２…光源５３…液晶ライトバルブ５４…結像レンズ（結像光学系）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｂ 21/62 Ｇ０３Ｂ 21/62 Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０１Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０１ // Ｂ２９Ｌ 11:00 Ｂ２９Ｌ 11:00 Ｆターム(参考） 2H021 BA21 BA23 BA29 BA32 2H097 CA12 LA17 4F204 AA01 AA11 AA13 AA15 AA16 AA18 AA21 AA24 AA28 AA29 AA36 AA42 AA44 AD05 AH74 AH75 EA03 EB01 EB11 EF01 EF05 EF27 EF46 EK17 EK18 EK26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光透過性を有する基板上に光透過性樹脂
を塗布し、これを硬化させて凸形状のマイクロレンズを
形成するに際し、光透過性を有する基板上の略同一箇所
に、一つあるいは複数の液滴吐出ヘッドから複数個の液
滴を吐出してこれを塗布し、マイクロレンズの形状を制
御することを特徴とするマイクロレンズの製造方法。
【請求項２】予め光透過性を有する基板表面に撥液パ
ターンと親液パターンとを形成しておき、その親液パタ
ーン上の略同一箇所に、一つあるいは複数の液滴吐出ヘ
ッドから複数個の液滴を吐出してこれを塗布することを
特徴とする請求項１記載のマイクロレンズの製造方法。
【請求項３】予め光透過性を有する基板表面に撥液パ
ターンと親液パターンとを形成しておき、その撥液パタ
ーン上の略同一箇所に、一つあるいは複数の液滴吐出ヘ
ッドから複数個の液滴を吐出してこれを塗布することを
特徴とする請求項１記載のマイクロレンズの製造方法。
【請求項４】液滴吐出ヘッドから複数個の液滴を吐出
してこれを塗布する際に、これら液滴の吐出と吐出との
間に硬化処理を行うことなく、吐出する液滴の全量を塗
布した後、初めて硬化処理を行うことを特徴とする請求
項１記載のマイクロレンズの製造方法。
【請求項５】液滴吐出ヘッドから複数個の液滴を吐出
してこれを塗布する際に、これら液滴を少なくとも１回
以上吐出してから少なくとも一回硬化処理を行い、吐出
する液滴の全量を塗布した後、再度硬化処理を行うこと
を特徴とする請求項１記載のマイクロレンズの製造方
法。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の方法に
より製造されたことを特徴とするマイクロレンズ。
【請求項７】前記光透過性を有する基板が光透過性シ
ートあるいは光透過性フィルムからなり、該光透過性シ
ートあるいは光透過性フィルム上に請求項６記載のマイ
クロレンズが形成されてなることを特徴とする光学膜。
【請求項８】フレネルンレンズとレンチキュラーシー
トとを備えて構成されるプロジェクションスクリーンに
おいて、前記レンチキュラーシートとして請求項７記載
の光学膜が用いられてなることを特徴とするプロジェク
ション用スクリーン。
【請求項９】光源と、この光源から出射される光の光
軸上に配置されて該光源からの光を変調する光変調手段
と、該光変調手段により変調された光を結像する結像光
学系と、該結像光学系で結像された画像を写して投射像
を形成するスクリーンとを備えてなるプロジェクターシ
ステムにおいて、前記スクリーンとして、請求項８記載
のプロジェクション用スクリーンを用いてなることを特
徴とするプロジェクターシステム。