專利名稱：微透鏡及其制造方法、及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微透鏡的制造方法、微透鏡、以及光學(xué)膜、投射用屏幕、投影器系統(tǒng)、電光學(xué)裝置、電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
在各種顯示裝置(電光學(xué)裝置)中，為了能夠進(jìn)行彩色顯示而設(shè)置有濾色器。該濾色器例如是在由玻璃或塑料等構(gòu)成的基板上，以所謂的條紋排列、三角排列、鑲嵌排列等規(guī)定的排列圖案，排列R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))各種顏色的點(diǎn)狀濾波元件。
另外，作為顯示裝置，以液晶裝置或EL(電致發(fā)光)裝置等電光學(xué)裝置為例，在由玻璃或塑料等構(gòu)成的基板上，排列可以獨(dú)立控制其光學(xué)狀態(tài)的顯示點(diǎn)。此時(shí)，在各顯示點(diǎn)處設(shè)置液晶或EL發(fā)光元件。作為顯示點(diǎn)的排列方式，例如一般是以縱橫的格子(點(diǎn)矩陣)狀來進(jìn)行排列的。
在能夠進(jìn)行彩色顯示的顯示裝置中，通常，形成有例如與上述的R、G、B各顏色對應(yīng)的顯示點(diǎn)(液晶或EL發(fā)光部)，通過與全色對應(yīng)的例如3個(gè)顯示點(diǎn)，構(gòu)成了一個(gè)像素(pixel)。而且，通過分別控制一個(gè)像素內(nèi)所包含的多個(gè)顯示點(diǎn)的灰度，可以進(jìn)行彩色顯示。
有下述的一種方法，即在液晶裝置中，將微透鏡配置在組裝到液晶裝置中的液晶顯示器用背光燈中，使得來自背光燈的照明用光源的光會(huì)高效地在液晶元件上進(jìn)行聚光。另外，公開了多種利用液滴噴出法來形成微透鏡的方法(例如，專利文獻(xiàn)的特開2005-62507號(hào)公報(bào))。一般，基于液滴噴出法的微透鏡形成，通過微透鏡形成用液滴相對基板的接觸角來確定曲率或縱橫尺寸比。由于很難將液滴堆積成接觸角以上，所以，為了設(shè)定更高的縱橫尺寸比，需要利用了圍堰等的粘合(pinning)(液滴由臺(tái)階部保持)效應(yīng)。
例如專利文獻(xiàn)1所公開的那樣，采用了通過光刻法等以將透鏡形成部圍起來的方式形成圍堰等的方法。另外，例如專利文獻(xiàn)2所公開的那樣，提出了不是利用圍堰，而是利用了疏液膜的圖案形成的方法等。例如專利文獻(xiàn)3或?qū)＠墨I(xiàn)4所公開的那樣，還提出了通過光刻法等形成基座的方法等。
(專利文獻(xiàn)1)特開2003-258380號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)特開2001-141906號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)特開2004-338274號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)4)特開2004-341315號(hào)公報(bào)可是，在這些方法中，由于在制造工序的中途會(huì)插入曝光工序和顯影工序，所以，通過在曝光工序中使用掩模，或在顯影工序中使用顯影液等，結(jié)果會(huì)不能夠有效地進(jìn)行制造工序。即，不能夠充分發(fā)揮基于液滴噴出法的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供制造方法更加簡單的微透鏡制造方法、光學(xué)特性良好的微透鏡、以及光學(xué)膜、投射用屏幕、投影器系統(tǒng)、電光學(xué)裝置、電子設(shè)備。
本發(fā)明的微透鏡制造方法，是在基體上形成凸形狀的微透鏡的微透鏡制造方法，其特征在于，包括在所述基體上配置第一液滴的工序；使所述第一液滴干燥固化來形成第一凸部的工序；在所述第一凸部的中央部分凹陷的區(qū)域，配置作為透鏡材料的第二液滴的工序；和使所述第二液滴固化來形成第二凸部的工序。
根據(jù)本發(fā)明，在第一液滴干燥固化時(shí)，通過所謂的咖啡污點(diǎn)現(xiàn)象，可以形成具有中央部凹陷的區(qū)域的第一凸部。通過在該第一凸部凹陷的地方配置作微透鏡材料的第二液滴并使其固化，可以形成僅通過液滴噴出法的微透鏡。因此，由于不需要曝光工序和顯影工序，所以，提高了作業(yè)效率。而且，通過利用凸部區(qū)域的接觸角，增加了液滴的收集容許量，所以，可以形成曲率或縱橫尺寸比高的微透鏡。
本發(fā)明的微透鏡制造方法，優(yōu)選具有在配置所述第一液滴的工序之前，疏液化處理所述基體的工序。
根據(jù)本發(fā)明，由于作為第一液滴的圍堰材料會(huì)在基板上彈起，所以，在基板上配置的第一液滴容易變小，由此，能夠減小并致密地形成第一凸部。而且，由于第一凸部具有疏液性，所以如果滴下作為第二液滴的透鏡材料，則可以致密地形成曲率或縱橫尺寸比高的形狀的微透鏡。
本發(fā)明的微透鏡制造方法，優(yōu)選具有在配置所述第二液滴的工序之前，疏液化處理所述第一凸部的工序。
根據(jù)本發(fā)明，由于第一凸部被實(shí)施疏液化處理，所以，如果將作為第二液滴的透鏡材料配置在第一凸部上，則微透鏡的曲率或縱橫尺寸比會(huì)變高。
本發(fā)明的微透鏡制造方法，優(yōu)選在形成所述第一凸部的工序中，所述第一凸部的外側(cè)部分的高度比所述第一凸部的內(nèi)側(cè)部分高。
根據(jù)本發(fā)明，由于第一凸部的內(nèi)側(cè)部分比外側(cè)部分低，所以，作為第二液滴的透鏡材料容易存積在第一凸部的低處，并且，通過利用凸部區(qū)域的接觸角，增加了液滴的收集容許量，所以，能夠容易地將透鏡材料配置在第一凸部上。
本發(fā)明的微透鏡制造方法，優(yōu)選在形成所述第一凸部的工序中，所述第一液滴是疏液性材料。
根據(jù)本發(fā)明，由于第一液滴是疏液性材料，所以，第二液滴容易在形成的第一凸部上彈起，因此，透鏡材料不會(huì)從第一凸部溢出而能配置的量增多。而且，形成了曲率大的微透鏡。
本發(fā)明的微透鏡，是在基體上形成的凸形狀的微透鏡，其特征在于，是通過所述的微透鏡的制造方法制造而成。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供圍堰直徑小且致密的微透鏡，而且，可提供曲率或縱橫尺寸比高的凸形狀微透鏡。
本發(fā)明的微透鏡，是在基體上形成的凸形狀的微透鏡，其特征在于，包括第一凸部，其是將第一液滴配置在所述基體上，使所述第一液滴干燥固化而形成；和第二凸部，其是在所述第一凸部的中央部分凹陷的區(qū)域配置作為透鏡材料的第二液滴，使所述第二液滴固化而形成。
根據(jù)本發(fā)明，在第一液滴干燥固化時(shí)，通過所謂的咖啡污點(diǎn)現(xiàn)象，形成了具有中央部分凹陷的區(qū)域的第一凸部。通過在該第一凸部的凹陷的地方配置作為微透鏡材料的第二液滴并使其固化，可以提供曲率大的微透鏡。
本發(fā)明的光學(xué)膜，是基體和在所述基體上形成的光學(xué)膜，所述基體由透光性薄板或透光性薄膜構(gòu)成，前述所記載的微透鏡，形成在所述透光性薄板或所述透光性薄膜上。
根據(jù)本發(fā)明，由于可以簡單地在透光性薄板或所述透光性薄膜上，形成發(fā)揮高擴(kuò)散效果的微透鏡，所以，能夠提供具有良好擴(kuò)散性能的光學(xué)膜。
本發(fā)明的投射用屏幕，是在光的入射側(cè)或射出側(cè)配設(shè)漫射所述光的漫射膜或擴(kuò)散光的擴(kuò)散膜，前述所記載的光學(xué)膜應(yīng)用于所述漫射膜或所述擴(kuò)散膜中至少一方。
根據(jù)本發(fā)明，由于具備具有良好擴(kuò)散性能的光學(xué)膜作為漫射膜或擴(kuò)散膜，所以，可以提供亮度或?qū)Ρ榷雀叩母叻直媛释渡溆闷聊弧?br> 本發(fā)明的投影器系統(tǒng)，由屏幕和投影器構(gòu)成，前述所記載的投射用屏幕作為所述屏幕而使用。
根據(jù)本發(fā)明，由于具備高分辨率的投射用屏幕，所以，可以提供高分辨率的投射器系統(tǒng)。
本發(fā)明的擴(kuò)散板，配置有漫射光的漫射膜，前述所記載的光學(xué)膜作為所述漫射膜而使用。
根據(jù)本發(fā)明，由于在擴(kuò)散板上形成有發(fā)揮高擴(kuò)散效果的微透鏡，所以，可以提供具有良好擴(kuò)散性能的擴(kuò)散板。
本發(fā)明的背光燈，其特征在于，具有導(dǎo)光板和擴(kuò)散板，從所述導(dǎo)光板向光的射出側(cè)配設(shè)擴(kuò)散板，使用了前述所記載的擴(kuò)散板。
根據(jù)本發(fā)明，由于擴(kuò)散板上形成有發(fā)揮高擴(kuò)散效果的微透鏡，所以，可以提供能夠發(fā)揮良好擴(kuò)散性能的擴(kuò)散板。
本發(fā)明的背光燈的特征在于，具備導(dǎo)光板和擴(kuò)散板，從所述導(dǎo)光板向光的射出側(cè)配設(shè)擴(kuò)散板而構(gòu)成，使用了前述所記載的擴(kuò)散板。
根據(jù)本發(fā)明，由于是形成有發(fā)揮高擴(kuò)散效果的微透鏡的擴(kuò)散板，所以，可以提供能夠發(fā)揮良好擴(kuò)散性能的背光燈。
本發(fā)明的電光學(xué)裝置，其特征在于，具有前述所記載的背光燈。
根據(jù)本發(fā)明，由于在電光學(xué)裝置中具備能夠發(fā)揮良好擴(kuò)散性能的背光燈，所以，可以提供對比度良好的電光學(xué)裝置。
本發(fā)明的電子設(shè)備，其特征在于，具有前述所記載的電光學(xué)裝置。
根據(jù)本發(fā)明，由于具有對比度良好的電光學(xué)裝置，所以，可以提供分辨率高的電子設(shè)備。


圖1是表示液滴噴出裝置的整體構(gòu)成的概略立體圖。
圖2是局部地表示液滴噴出裝置的主要部分的局部立體圖。
圖3(a)～(g)是表示微透鏡的制造工序的工序剖視圖。
圖4是表示微透鏡制造工序的步驟的概略流程圖。
圖5是表示擴(kuò)散板的例子的圖。
圖6是表示背光燈的例子的圖。
圖7是表示液晶顯示裝置的具體例子的圖。
圖8(a)、(b)是表示光學(xué)膜的例子的概略立體圖。
圖9是表示投射用屏幕的例子的概略剖視圖。
圖10是表示投影器系統(tǒng)的例子的概略構(gòu)成圖。
圖11是表示作為電子設(shè)備的移動(dòng)電話的圖。
圖中1-液滴噴頭，11-基板，29-作為第一凸部的圍堰，29a-圍堰材料膜，30-作為第二凸部的微透鏡，31(31a、31b)-光學(xué)膜，40-背光燈，43-擴(kuò)散板，50-投射用屏幕，60-投影器系統(tǒng)，100-作為電光學(xué)裝置的液晶顯示裝置，600-作為電子設(shè)備的移動(dòng)電話，H1、H2-疏液層，IJ-液滴噴出裝置，P-作為基體的基板，X1-作為第一液滴的功能液，X2-作為第二液滴的功能液，X-X方向，Y-Y方向，Z-Z方向。
具體實(shí)施例方式
下面，通過舉出列舉實(shí)施方式，并參照附圖，對本發(fā)明的微透鏡和微透鏡的制造方法進(jìn)行詳細(xì)的說明。另外，以通過液滴噴出方法在基體上涂敷功能液的基板為例進(jìn)行說明。在對本發(fā)明的特征構(gòu)成和方法進(jìn)行說明之前，首先，對在液滴噴出方法中所使用的基體、液滴噴出法、液滴噴出裝置、表面處理方法、圍堰材料、微透鏡材料，按順序進(jìn)行說明。
<基體>
作為能在本發(fā)明中使用的基體，可以使用Si晶片、石英玻璃、玻璃、塑料薄膜、金屬板等各種材料。另外，也可以在這些各種原料基板的表面上作為基底層而形成半導(dǎo)體膜、金屬膜、電介質(zhì)膜、有機(jī)膜等，并用作基體。
<液滴噴出法>
作為液滴噴出法的噴出技術(shù)，可以舉出帶電控制方式、加壓振動(dòng)方式、電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換方式、電熱轉(zhuǎn)換方式、靜電吸引方式等。這里，帶電控制方式是通過帶電電極對材料賦予電荷，通過偏轉(zhuǎn)電極控制材料的飛行方向，從噴嘴噴出材料的方式。另外，加壓振動(dòng)方式是對材料施加30kg/cm2左右的超高壓，從噴嘴的前端側(cè)噴出的方式，當(dāng)不施加控制電壓時(shí)，材料直行從噴嘴噴出，當(dāng)施加控制電壓時(shí)，在材料之間產(chǎn)生靜電排斥力，使材料飛散，不從噴嘴噴出。另外，電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換方式是利用壓電元件接受脈沖電信號(hào)而發(fā)生變形的性質(zhì)，通過使壓電元件變形，借助撓性物質(zhì)對貯存有材料的空間施加壓力，將材料從該空間擠出，并從噴嘴噴出的方式。
另外，電熱轉(zhuǎn)換方式是在貯存有材料的空間內(nèi)設(shè)置加熱器，使材料急劇汽化而產(chǎn)生氣泡(bubble)，利用氣泡的壓力將空間內(nèi)的材料噴出的方式。靜電吸引方式是在貯存有材料的空間內(nèi)施加微小壓力，在噴嘴處形成材料的彎液面(meniscus)，在此狀態(tài)下施加靜電引力，從而將材料吸引出的方式。另外，除此以外，也可以使用利用基于電場使流體的粘性發(fā)生變化的方式、利用放電火花而飛出的方式等技術(shù)。液滴噴出法具有在材料的使用中浪費(fèi)少，而且能夠在所希望的位置準(zhǔn)確地配置所希望量的材料的優(yōu)點(diǎn)。另外，采用液滴噴出法噴出的液體材料的一滴的量例如為1～300納克。
<液滴噴出裝置>
下面，對使用上述的液滴噴出法噴出液體材料的液滴噴出裝置的一個(gè)例子進(jìn)行說明。另外，在本實(shí)施方置中，以基于使用液滴噴出法從液滴噴頭向基板噴出(滴下)液滴的液滴噴出裝置為例，進(jìn)行說明。
圖1是表示液滴噴出裝置IJ的概略構(gòu)成的立體圖。
液滴噴出裝置IJ具有液滴噴頭1、X軸方向驅(qū)動(dòng)軸4、Y軸方向?qū)蜉S5、控制裝置CONT、載物臺(tái)7、清洗機(jī)構(gòu)8、基臺(tái)9和加熱器15。
載物臺(tái)7用于對通過該液滴噴出裝置IJ配置液體材料的基板P進(jìn)行支撐，其具有將基板P固定在基準(zhǔn)位置的未圖示的固定機(jī)構(gòu)。
液滴噴頭1是具有多個(gè)噴嘴的多噴嘴式液滴噴頭，其長度方向與X軸方向一致。多個(gè)噴嘴以一定的間隔被設(shè)置在液滴噴頭1的下面。從液滴噴頭1的噴嘴向被支撐在載物臺(tái)7上的基板P噴出液體材料。
X軸方向驅(qū)動(dòng)軸4與X軸方向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2連接。該X軸方向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2是步進(jìn)馬達(dá)等，如果從控制裝置CONT供給了X軸方向的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，則會(huì)使X軸方向驅(qū)動(dòng)軸4旋轉(zhuǎn)。當(dāng)X軸方向驅(qū)動(dòng)軸4旋轉(zhuǎn)時(shí)，液滴噴頭1在X軸方向移動(dòng)。
Y軸方向?qū)蜉S5被固定成不能相對基臺(tái)9活動(dòng)。載物臺(tái)7具有Y軸方向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)3。Y軸方向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)3是步進(jìn)馬達(dá)等，當(dāng)從控制裝置CONT供給了Y軸方向的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，會(huì)使載物臺(tái)7在Y軸方向移動(dòng)。
控制裝置CONT向液滴噴頭1供給液滴的噴出控制用電壓。另外，向X軸方向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2供給控制液滴噴頭1在X軸方向上移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，并向Y軸方向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)3供給控制載物臺(tái)7在Y軸方向上移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)。
清洗機(jī)構(gòu)8用于對液滴噴頭1進(jìn)行清洗。清洗機(jī)構(gòu)8具有未圖示的Y軸方向的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。通過該Y軸方向的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)，清洗機(jī)構(gòu)會(huì)沿著Y軸方向?qū)蜉S5移動(dòng)。清洗機(jī)構(gòu)8的移動(dòng)也受控制裝置CONT的控制。
加熱器15在這里是利用燈退火對基板P實(shí)施熱處理的機(jī)構(gòu)，其進(jìn)行被配置在基板P上的液體材料中所包含的溶劑的蒸發(fā)和干燥。該加熱器15的電源的接通和斷開，也受控制裝置CONT的控制。
液滴噴出裝置IJ在使液滴噴頭1與支撐基板P的載物臺(tái)7進(jìn)行相對掃描的同時(shí)，從沿著X軸方向排列配置在液滴噴頭1的下面的多個(gè)噴嘴，向基板P噴出液滴。
圖2是用于說明基于壓電方式的液體材料的噴出原理的圖。
在圖2中，鄰接收納液體材料的液體室21配置有壓電元件22。通過包括收納液體材料的材料箱的液體材料供給系統(tǒng)23向液體室21供給液體材料。壓電元件22與驅(qū)動(dòng)電路24連接，通過該驅(qū)動(dòng)電路24向壓電元件22施加電壓，使壓電元件22變形，由此使液體室21變形，從噴嘴25噴出液體材料。在這種情況下，通過改變施加電壓的頻率，可以控制壓電元件22的變形量。另外，通過改變施加電壓的頻率，可以控制壓電元件22的變形速度。由于采用壓電方式的液滴噴出對材料不加熱，所以具有對材料的組成不易造成影響的優(yōu)點(diǎn)。
以上所說明的液滴噴出裝置，可以在本發(fā)明的配置方法或制造方法中使用，但是，本發(fā)明并不限定于此，只要是可以噴出液滴并彈落在規(guī)定的彈落預(yù)定位置，可以使用任意的裝置。
<表面處理方法>
作為本實(shí)施方式的表面處理方法，可以采用作為以液滴的接觸角控制為目的的疏液化處理而在基板的表面上形成有機(jī)薄膜的方法、或者等離子體處理法等。另外，為了良好地進(jìn)行疏液化處理，優(yōu)選進(jìn)行洗滌而作為前處理工序。例如，可以采用紫外線洗滌、紫外線/臭氧洗滌、等離子體洗滌、酸或堿洗滌等。
在作為疏液化處理而形成有機(jī)薄膜的方法中，在應(yīng)該形成布線圖案的基板表面上，由硅烷化合物或界面活性劑等有機(jī)分子形成有機(jī)薄膜。
用于對基板表面進(jìn)行處理的有機(jī)分子具有能夠以物理方式或者化學(xué)方式結(jié)合在基板上的官能團(tuán)；和在其相反側(cè)的所謂親液基或疏液基的對基板表面性質(zhì)進(jìn)行改性(控制表面能量)的官能團(tuán)，與基板結(jié)合而形成有機(jī)薄膜，理想地成為單分子膜。其中，將能夠與基板結(jié)合的官能團(tuán)和其相反側(cè)的對基板表面進(jìn)行改性的官能團(tuán)連接起來的有機(jī)結(jié)構(gòu)，是碳的直鏈或一部分分支的碳鏈，從而形成有機(jī)分子，該有機(jī)分子與基板結(jié)合，并通過自組織化而形成致密的自組織化膜。
在這里，所謂的自組織化膜由能夠與構(gòu)成基板的基底層等的原子發(fā)生反應(yīng)的結(jié)合性官能團(tuán)、和除此之外的直鏈或芳香環(huán)構(gòu)造構(gòu)成，是使通過在直鏈部位之間的范德瓦耳斯相互作用或在芳香環(huán)之間的于π-π堆集(stacking)而具有極高的取向性的化合物進(jìn)行取向而形成的膜。由于該自組織化膜是使單分子進(jìn)行取向而形成的，所以，能夠形成極薄的膜厚，而且，以分子水平形成均一的膜。即，由于相同分子位于膜的表面，所以，使得膜的表面均一，并且能夠?qū)ζ滟x予優(yōu)越的疏液性或親液性。
作為上述具有高取向性的化合物，可以使用例如通過下述通式R1SiX1aX2(3-a)表示的硅烷化合物。式中，R1表示有機(jī)基，X1和X2表示-OR2、-R2、-Cl，X1和X2中所包含的R2表示碳原子數(shù)為1～4的烷基，a是1～3的整數(shù)。
以通式R1SiX1aX2(3-a)表示的硅烷化合物，是硅烷原子被有機(jī)基取代、剩余的結(jié)合基被烷氧基或烷基或氯基取代的化合物。作為有機(jī)基R1的例子，例如可以例示苯基、芐基、苯乙基、羥苯基、氯苯基、氨苯基、萘基、蒽烯(anthrenyl)基、芘基、噻吩基、吡咯基、環(huán)己基、環(huán)己烯基、環(huán)戊基、環(huán)戊烯基、吡啶基、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正己基、正辛基、正癸基、正十八烷基、氯甲基、甲氧基乙基、羥乙基、氨乙基、氰基、巰丙基、乙烯基、丙烯?；?、丙烯酰氧基乙基、甲基丙烯酰氧基乙基、環(huán)氧丙氧基丙基、乙酰氧基等。
X1的烷氧基或氯基是用于形成Si-O-Si結(jié)合等的官能團(tuán)，通過水而被水解，作為醇或酸而解吸。作為烷氧基，例如可以舉出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基等。
從解吸的醇的分子量比較小，容易除去，和抑制所形成的膜的致密性降低的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選R2的碳原子數(shù)在1～4的范圍內(nèi)。
作為由通式R1SiX1aX2(3-a)表示的具有代表性的疏液性硅烷化合物，可以舉出含氟烷基硅烷化合物。特別是R1具有用全氟代烷基結(jié)構(gòu)CnF2n+1表示的結(jié)構(gòu)的化合物，n表示1至18的整數(shù)。通過使用含氟烷基硅烷化合物，各化合物能夠以氟烷基位于膜的表面的方式進(jìn)行取向，來形成自組織化膜，因此，能夠?qū)δさ谋砻尜x予均勻的疏液性。
具有氟烷基或全氟代烷基醚結(jié)構(gòu)的硅烷化合物統(tǒng)稱為“FAS”。這些化合物可以單獨(dú)使用，也可以將兩種以上進(jìn)行組合而使用。另外，通過使用FAS，可以得到與基板的密接性和良好的疏液性。
另外，除了硅烷化合物之外，作為上述的具有高取向性的化合物，也可以使用用下述通式R1Y1表示的界面活性劑。在R1Y1中，R1表示疏水性的有機(jī)基，Y1是親水基的極性基、-OH、-(CH2CH2O)nH、-COOH、-COOA、-CONH2、-SO3H、-SO3A、-OSO3H、-OSO3A、-PO3H2、-PO3A、-NO2、-NH2、-NH3B(銨鹽)、≡NHB(吡啶鎓鹽)、-NX13B(烷基銨鹽)等。其中，A表示一個(gè)以上的陽離子，B表示一個(gè)以上的陰離子。而且，X1與前述相同表示碳原子數(shù)為1～4的烷基。
用通式R1Y1表示的界面活性劑是兩親性化合物，是在親水性的官能團(tuán)結(jié)合在親油性的有機(jī)基R1上而成的化合物。Y1表示親水性的極性基，是用于與基板結(jié)合或吸附的官能團(tuán)，有機(jī)基R1具有親油性，通過排列在親水面的相反側(cè)而在親水面上形成親油面。
作為用通式R1Y1表示的代表性的疏液性硅烷化合物，可以舉出含氟烷基界面活性劑。特別是R1具有以全氟代烷基結(jié)構(gòu)CnF2n+1或全氟代烷基醚結(jié)構(gòu)表示的結(jié)構(gòu)的化合物，n表示1至18的整數(shù)。
這些具有全氟代烷基結(jié)構(gòu)或全氟代烷基醚結(jié)構(gòu)的界面活性劑，可以單獨(dú)使用，也可以將兩種以上進(jìn)行組合而使用。另外，通過使用具有全氟代烷基的界面活性劑，可以得到與基板的密接性和良好的疏液性。
并且，也可以是不含有氟的烷基結(jié)構(gòu)，通過在一般的界面活性劑上形成致密的膜，也可以得到疏液性。
就由硅烷化合物或界面活性劑等有機(jī)分子等構(gòu)成的有機(jī)薄膜，通過將上述的原料化合物和基板P放入到同一密閉容器中，并在室溫下放置2～3天左右，可以在基板P上形成。另外，通過將密閉容器整體保持在80～140℃，經(jīng)過1～3小時(shí)左右可以在基板上形成有機(jī)薄膜。這些是基于氣相的形成法，也可以從液相形成自組織化膜。例如，將基板浸漬到含有原料化合物的溶液中30分鐘～6小時(shí)，洗滌、干燥，由此在基板上形成自組織化膜。另外，通過將含有原料化合物的溶液加熱到40～80℃，可以通過5分鐘～2小時(shí)的浸漬而形成自組織化膜。
另一方面，在等離子體處理法中，在常壓或真空中對基板P進(jìn)行等離子體照射。在等離子體處理中所使用的氣體種，可以考慮基板P的表面材質(zhì)等來進(jìn)行選擇。作為處理氣體，可以適當(dāng)使用氟碳系化合物，例如，可以例示四氟甲烷、全氟代己烷、全氟代癸烷等。將四氟甲烷作為處理氣體的等離子體處理法(CF4等離子體處理法)的處理?xiàng)l件如下，例如等離子體功率為50～1000W、四氟化碳?xì)怏w流量為50～100mL/min、相對等離子體放電電極的基板搬送速度為0.5～1020mm/sec、基板溫度為70～90℃。
(圍堰材料)
對本發(fā)明所使用的圍堰材料沒有特別的限定，只要是在形成時(shí)能夠作為液滴而噴出的液狀且之后能夠固體化的材料，就沒有特別限制。作為這樣的材料，可以舉出在涂敷了將樹脂溶解于溶劑中而成的溶液之后能夠除去溶劑那樣的材料，例如熱塑性樹脂、熱固化性樹脂、光固化性樹脂、樹脂溶液、微粒分散液等各種樹脂或微粒。
作為圍堰材料，一般可使用聚酰亞胺、丙烯酸樹脂、酚醛清漆系樹脂等有機(jī)材料。除了上述的材料之外，還可以采用聚乙烯基醇、不飽和聚酯、甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚乙烯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、乙烯-丙烯-雙烯單體、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、三聚氰胺樹脂、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚酰胺、苯乙烯丁二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚酯、聚丁二烯、聚苯并咪唑、聚丙烯腈、表氯醇、聚硫化物、聚異戊二烯等低聚物、聚合物等。
由于圍堰材料不能夠溶解于所接觸的樹脂和溶液或與它們發(fā)生反應(yīng)，所以，優(yōu)選噴出后基于光或熱會(huì)固化的固化性樹脂。
這樣的光固化性樹脂，通常具有至少一個(gè)以上的官能團(tuán)，基于通過對光聚合引發(fā)劑照射光而產(chǎn)生的離子或自由基，進(jìn)行離子聚合、自由基聚合，使至少具有如果需要增加分子量就形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的單體或低聚物、和光聚合引發(fā)劑的樹脂組成物發(fā)生固化。這里所說的官能團(tuán)是指，乙烯基、羧基、氨基、羥基、環(huán)氧基等成為反應(yīng)原因的原子團(tuán)或結(jié)合形式。
另外，熱固化性樹脂通常具有至少一個(gè)以上的官能團(tuán)，基于通過對熱聚合引發(fā)劑進(jìn)行加熱而產(chǎn)生的離子或自由基，進(jìn)行離子聚合、自由基聚合，使至少具有如果需要增加分子量就形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的單體或低聚物、和熱聚合引發(fā)劑的樹脂組成物發(fā)生固化。這里所說的官能團(tuán)是指，乙烯基、羧基、氨基、羥基、環(huán)氧基等成為反應(yīng)原因的原子團(tuán)或結(jié)合形式。
另外，可以通過在清漆那樣的樹脂溶液中，預(yù)先溶解聚酰亞胺那樣的耐熱性出色的聚合物，并通過干燥使其析出，由此來形成圍堰，且不需要通過光或熱使其固化。
另外，在可以獲得耐熱性和出色的透光性這一點(diǎn)上，也可以采用微粒分散液。作為微粒，可以舉出二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、碳酸鈣、氫氧化鋁、丙烯酸樹脂、有機(jī)硅酮樹脂、聚苯乙烯、尿素樹脂、甲醛縮合物等微粒，可以使用這些當(dāng)中的一種，或?qū)⒍喾N進(jìn)行混合而使用。在采用了微粒的情況下，基于干燥進(jìn)行堆積，來使其凝聚，可以作為圍堰而使用。而且，為了在微粒間和基板粒子間提高密接性，也可以對粒子表面實(shí)施感光性或感熱性的表面處理。
在本實(shí)施方式中所使用的上述圍堰材料的液滴，在不損害目標(biāo)功能的范圍內(nèi)，可以按照需要微量添加氟系、硅酮系、非離子系等的表面張力調(diào)節(jié)材料。這些表面張力調(diào)節(jié)材料起如下作用，即能夠控制油墨對涂敷對象物的潤濕性，改良涂敷的膜的流平性，并抑制涂膜產(chǎn)生小疙瘩、產(chǎn)生疹狀結(jié)構(gòu)(rash)等。
優(yōu)選如此調(diào)制的圍堰材料的液滴濃度為1～50mPa·s。在通過液滴噴出裝置噴涂敷溶液的情況下，當(dāng)粘度小于1mPa·s時(shí)，噴嘴的周邊部容易被流出的液滴污染，而當(dāng)粘度大于50mPa·s時(shí)，噴嘴孔的阻塞頻率會(huì)變高，使得難以順暢地進(jìn)行液滴的噴出。更優(yōu)選為5～20mPa·s。
并且，優(yōu)選如此調(diào)制的圍堰材料的液滴表面張力為1～50mPa·s。優(yōu)選該表面張力在0.02～0.07N/m的范圍。在通過液滴噴出裝置噴涂敷溶液的情況下，如果表面張力小于0.02N/m，則由于液滴相對噴嘴面的潤濕性增大，容易產(chǎn)生飛行彎曲，如果超過0.07N/m，則由于在噴嘴前端的彎液面的形狀不穩(wěn)定，所以，難以控制液滴的噴出量、噴出時(shí)間。
<微透鏡材料>
作為構(gòu)成本發(fā)明所使用的微透鏡30的材料，沒有特別的限定，只要是在形成時(shí)能夠作為液滴而噴出的液狀且之后能夠固化的材料，進(jìn)而固化后具有作為微透鏡的功能且相對光具有透過性的材料即可。作為這樣的樹脂，是在對將具有上述透過性的樹脂溶解于溶劑中而成的溶液進(jìn)行涂敷后可以除去溶劑的樹脂，能夠舉出熱塑性樹脂、熱固化性樹脂、光固化性樹脂等各種樹脂，在固化容易且迅速、進(jìn)而在固化時(shí)透鏡成形材料和基材不會(huì)升成高溫這一點(diǎn)上，優(yōu)選光固化性樹脂。
這樣的光固化性樹脂，通常具有至少一個(gè)以上的官能團(tuán)，基于通過對光聚合引發(fā)劑照射光而產(chǎn)生的離子或自由基，進(jìn)行離子聚合、自由基聚合，使至少具有如果需要增加分子量就進(jìn)行交聯(lián)結(jié)構(gòu)的形成的單體或低聚物、和光聚合引發(fā)劑的樹脂組成物發(fā)生固化。這里所說的官能團(tuán)是指，乙烯基、羧基、氨基、羥基、環(huán)氧基等成為反應(yīng)原因的原子團(tuán)或結(jié)合形式。
作為這樣的單體、低聚物，可以舉出不飽和聚酯型、エンチオ一ル(enethiole)型、丙烯酸型等，其中，從固化速度、物性選擇的廣度出發(fā)，優(yōu)選丙烯酸型。作為這樣的丙烯酸型的單體、低聚物中單官能團(tuán)的物質(zhì)，可以舉出丙烯酸2-乙基己酯、2-乙基己基EO加成物丙烯酸酯、丙烯酸乙氧基乙二醇酯、丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥丙酯、丙烯酸2-羥乙酯的己內(nèi)酯加成物、丙烯酸2-苯氧基乙基酯、苯氧基二乙二醇丙烯酸酯、壬基酚EO加成物丙烯酸酯、在壬基酚EO加成物已進(jìn)行己內(nèi)酯加成的丙烯酸酯、丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、四氫糠醇丙烯酸酯、糠醇的己內(nèi)酯加成物丙烯酸酯、丙烯酰嗎啉、二環(huán)戊烯基丙烯酸酯、二環(huán)戊基丙烯酸酯、二環(huán)戊烯基陽極乙基丙烯酸酯、丙烯酸異冰片酯、4，4-二甲基-1，3-二噁茂烷的己內(nèi)酯加成物的丙烯酸酯、3-甲基-5，5-二甲基-1，3-二噁茂烷的己內(nèi)酯加成物的丙烯酸酯等。
另外，作為丙烯酸型的單體、低聚物中多官能的物質(zhì)，可以舉出丙烯酸己二醇酯、二丙烯酸新戊二醇酯、二丙烯酸聚乙二醇酯、二丙烯酸三丙二醇酯、羥基三甲基乙酸新戊二醇酯二丙烯酸酯、羥基三甲基乙酸新戊二醇酯的己內(nèi)酯加成物二丙烯酸酯、1，6-己二醇的二縮水甘油醚的丙烯酸加成物、羥基三甲基乙醛和三羥甲基丙烷的縮醛化合物的二丙烯酸酯、2，2-雙[4-(丙烯酰氧基二乙氧基)苯基]丙烷、2，2-雙[4-(丙烯酰氧基二乙氧基)苯基]甲烷、氫化雙酚環(huán)氧乙烷加成物的二丙烯酸酯、三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙烯酸季戊四醇酯、三羥甲基丙烷環(huán)氧丙烷加成物三丙烯酸酯、甘油環(huán)氧丙烷加成物三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯五丙烯酸酯混合物、二季戊四醇酯的己內(nèi)酯加成物丙烯酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)異氰酸酯、2-丙烯酰氧基乙基磷酸酯等。
另外，也可以在上述具有透過性的樹脂中，預(yù)先混合分散光擴(kuò)散性微粒。作為光擴(kuò)散性微粒，可以舉出二氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、碳酸鈣、氫氧化鋁、丙烯酸樹脂、有機(jī)硅酮樹脂、聚苯乙烯、尿素樹脂、甲醛縮合物等微粒，可以使用這些當(dāng)中的一種，或?qū)⒍喾N進(jìn)行混合而使用。其中，為了使光擴(kuò)散性微粒發(fā)揮充分的光擴(kuò)散性，在該微粒具有透光性時(shí)，其折射率需要與所述透光性樹脂的折射率具有足夠的差。因此，在光擴(kuò)散性微粒具有透光性時(shí)，根據(jù)所使用的透光性樹脂適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選定，來滿足這樣的條件。
這樣的光擴(kuò)散性微粒如上所述，通過預(yù)先分散到透光性樹脂中，被調(diào)整成能夠從液滴噴頭噴出的液狀。此時(shí)，優(yōu)選通過界面活性劑對光擴(kuò)散性微粒的表面進(jìn)行處覆蓋理，或用熔融樹脂進(jìn)行覆蓋的處理，來提高光擴(kuò)散性微粒相對透光性樹脂的分散性，通過進(jìn)行這樣的處理，可以對使該光擴(kuò)散性微粒分散的透光性樹脂附加從液滴噴頭噴出的良好流動(dòng)性。另外，作為用于進(jìn)行表面處理的界面活性劑，可以根據(jù)光擴(kuò)散微粒的種類適當(dāng)選擇使用陽離子系、陰離子系、非離子系、兩性、硅酮系、氟樹脂系等物質(zhì)。
另外，作為這樣的光擴(kuò)散性微粒，優(yōu)選使用其粒徑為5nm以上、1000nm以下的微粒。更優(yōu)選使用粒徑為200nm以上、500nm以下的微粒。如果在這樣的范圍內(nèi)，則通過使粒徑為200nm以上，可以確保其良好的光擴(kuò)散性；另外通過使粒徑為500nm以下，可以從液滴噴頭的噴嘴良好地噴出。
在由使這樣的光擴(kuò)散性微?；旌戏稚⒌耐腹庑詷渲玫降奈⑼哥R30中，由于通過光擴(kuò)散性微粒而復(fù)合(compounded)，所以，能夠被賦予更高的擴(kuò)散性能，并且能夠抑制熱塑性，由此可得到出色的耐熱性。
另外，從可以獲得耐熱性和出色的透光性的觀點(diǎn)來說，也可以采用含有無機(jī)成分的樹脂。具體而言，可舉出硅、鍺、鈦等，但從獲得的容易程度來說，優(yōu)選采用含有硅的樹脂。
作為這樣的聚合物，可舉出聚硅氧烷、聚硅烷、聚硅氨烷。這些化合物在高分子主鏈骨架上含有硅，通過基于熱或光、催化劑等的化學(xué)反應(yīng)，形成類似于玻璃的硅氧化物。如此形成的硅氧化物與僅由有機(jī)材料構(gòu)成的樹脂等相比，具有出色的耐熱性和透光性，所以，適合用作微透鏡材料。
更具體而言，在將具有烷氧基的聚硅氧烷溶液與催化劑一同噴出之后，通過干燥、加熱，來縮合烷氧基，從而可得到硅氧化物。另外，在噴出聚硅烷溶液之后，通過照射紫外線，使上述聚硅烷光氧化，可以得到硅氧化物。在噴出聚硅氨烷溶液之后，通過用紫外線、酸或堿等將上述聚硅氨烷水解，并氧化，可以得到硅氧化物。
本實(shí)施方式中所使用的上述微透鏡材料的油墨，在不損害目標(biāo)功能的范圍內(nèi)，可以按照需要微量添加氟系、硅酮系、非離子系等的表面張力調(diào)節(jié)材料。這些表面張力調(diào)節(jié)材料起如下作用，即能夠控制油墨對涂敷對象物的潤濕性，改良涂敷的膜的流平性，并抑制涂膜產(chǎn)生小疙瘩、產(chǎn)生疹狀結(jié)構(gòu)等。
如此調(diào)制的微透鏡材料的液滴的粘度優(yōu)選為1～50mPa·s。在通過液滴噴出裝置涂敷溶液的情況下，當(dāng)粘度小于1mPa·s時(shí)，噴嘴的周邊部容易被流出的液滴污染，另外，當(dāng)粘度大于50mPa·s時(shí)，噴嘴孔的阻塞頻率會(huì)變高，使得難以順暢地進(jìn)行液滴的噴出。更優(yōu)選為5～20mPa·s。
并且，如此調(diào)制的微透鏡材料的液滴的表面張力優(yōu)選為1～50mPa·s。優(yōu)選該表面張力在0.02～0.07N/m的范圍。在通過液滴噴出裝置涂敷溶液的情況下，如果表面張力小于0.02N/m，則液滴相對噴嘴面的潤濕性增大，所以容易產(chǎn)生飛行曲線，如果超過0.07N/m，則由于在噴嘴前端的彎液面的形狀不穩(wěn)定，所以，難于控制液滴的噴出量、噴出時(shí)間。
(實(shí)施方式)<微透鏡的制造方法>
在本實(shí)施方式中，利用液滴噴出法在已進(jìn)行表面處理的基板上，以液滴狀從液滴噴頭的噴嘴噴出圍堰材料或含有圍堰材料的液滴，并使其干燥為特異形狀，由此來形成圍堰。進(jìn)而，通過液滴噴出法，以液滴狀從液滴噴頭的噴嘴噴出微透鏡材料或包含微透鏡材料的液滴，使其配置在圍堰的上面。對通過利用該圍堰來控制透鏡形狀的微透鏡形成方法進(jìn)行說明。
圖3(a)～(g)是表示微透鏡的制造工序的工序剖視圖，圖4是表示微透鏡制造工序的步驟的概略流程圖。
參照圖3和圖4，對本發(fā)明的微透鏡的制造方法進(jìn)行說明。另外，本實(shí)施方式的微透鏡形成方法由下述工序概略構(gòu)成，所述工序包括基板洗滌工序、基板表面處理工序、圍堰材料配置工序、干燥工序、熱處理/光處理工序、圍堰表面處理工序、微透鏡材料配置工序以及微透鏡材料固化工序。下面，對各工序進(jìn)行詳細(xì)的說明。
(基板洗滌工序)在圖4的步驟S1中，對基板P進(jìn)行洗滌。為了良好地進(jìn)行基板P的疏液化處理，作為疏液化處理的前處理工序優(yōu)選進(jìn)行洗滌?；錚的洗滌方法，例如可以采用紫外線洗滌、紫外線/臭氧洗滌、等離子體洗滌、酸或堿洗滌等。另外，基板P采用玻璃。
(基板表面處理工序)在圖4的步驟S2中，如圖3(a)所示，對基板P的表面進(jìn)行表面處理?；錚的表面處理是對基板P的表面進(jìn)行疏液化處理來獲得必要的接觸角，從而實(shí)現(xiàn)減小作為透鏡直徑的圍堰材料的彈落直徑的目的。在基板疏液化處理工序中，將基板P的表面加工成相對于作為圍堰材料的功能液X1為疏液性。作為對基板P的表面進(jìn)行疏液化的方法，可以采用在基板P的表面形成有機(jī)薄膜的方法、等離子體處理法等。另外，這里采用了形成有機(jī)薄膜的方法。然后，疏液層H1被賦予疏液性。
(圍堰材料配置工序)在圖4的步驟S3中，如圖3(b)所示，在基板P的規(guī)定位置上，使用液滴噴出裝置IJ，將作為圍堰材料的功能液X1噴出配置在基板P上。在這里，作為圍堰材料，使用光固化性樹脂溶液，噴出光致抗蝕劑溶液OFPR(東京應(yīng)化工業(yè)株式會(huì)社)。另外，作為液滴噴出的條件，例如可以在液滴的重量為4ng/dot、液滴的速度(噴出速度)為5～7m/sec下進(jìn)行。而且，噴出液滴的氣氛優(yōu)選設(shè)定為溫度為60℃以下、濕度為80％以下。由此，液滴噴頭1的噴嘴不會(huì)發(fā)生阻塞，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的液滴噴出。另外，作為圍堰材料，除了光固化性樹脂溶液之外，也可以選擇熱固化性樹脂溶液，作為樹脂的形態(tài)，可以是聚合物形態(tài)，還可以是單體形態(tài)。當(dāng)單體為液狀時(shí)，可以不是溶液，而是單體本身作為油墨。另外，也可以使用對光和熱不具有官能性的聚合物溶液。
由于疏液層H1被賦予疏液性，所以，所噴出的功能液X1的一部分會(huì)被疏液層H1彈開，使得圍堰直徑減小。如果圍堰直徑減小，則容易致密地形成圍堰29。
(干燥工序)在圖4的步驟S4中，如圖3(c)所示，對配置在基板P上作為圍堰材料的功能液X1進(jìn)行干燥。在噴出作為圍堰材料的功能液X1之后，除去分散介質(zhì)，進(jìn)行干燥處理。然后，作為圍堰29，可以獲得基于上滲(stained)的特異形狀。該基于上滲的特異形狀有第一凸部的中央部凹下去的形狀，或形成環(huán)狀的形狀，也稱作“咖啡污點(diǎn)(coffee stain)”現(xiàn)象，如在文獻(xiàn)1(R.D.Deegan，et.al.，Nature，389，827(1997))中介紹的那樣，是液滴中的固體成分通過內(nèi)部對流而集中在周邊部的現(xiàn)象。根據(jù)文獻(xiàn)2(R.D.Deegan，et.al.，Langmuir，20，7789(2004))，液體的干燥速度越快、粘度越低，該特異形狀越容易產(chǎn)生。因此，越使用低沸點(diǎn)且低粘度的溶劑，越容易形成該特異形狀。另外，為了加快干燥速度，優(yōu)選在形成該特異形狀的限度內(nèi)，在加熱或減壓的環(huán)境下進(jìn)行干燥。然后，可以形成圍堰材料膜29a。
加熱處理除了基于例如對基板進(jìn)行加熱的通常的加熱板、電爐等的處理之外，還可以通過燈退火來進(jìn)行。作為燈退火所使用的光的光源，雖無特別的限定，但可以使用紅外線燈、氙燈、YAG激光器、氬激光器、二氧化碳?xì)怏w激光器，XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArCl等激元激光器等作為光源。這些光源，一般是使用輸出功率為10W以上5000W以下范圍內(nèi)的光源，但在本實(shí)施方式中，在100W以上1000W以下的范圍是足夠的。
另外，減壓處理可以通過旋轉(zhuǎn)泵、真空泵、渦輪泵等來進(jìn)行。也可以是這些泵的內(nèi)置的一般的減壓干燥機(jī)，還可以與加熱處理進(jìn)行組合。在這些減壓干燥工序中，可以在101～104Pa的真空度比較低的減壓下進(jìn)行，當(dāng)真空度過高時(shí)，溶劑會(huì)暴沸，使得無法得到所期望的形狀。
然后，通過進(jìn)行該干燥工序，圍堰材料會(huì)變成周邊部以堤壩狀隆起，內(nèi)周下陷的形狀。通過原子間力顯微鏡(AFM)觀測該形狀的結(jié)果，可以確認(rèn)外周部比玻璃基板表面隆起大約5μm高。
(熱處理/光處理工序)在圖4的步驟S5中，如圖3(d)所示，對干燥后的圍堰材料進(jìn)行固化處理。就干燥工序后的圍堰材料膜29a而言，為了抑制與持續(xù)噴出的微透鏡材料的互容，并提高作為圍堰的機(jī)械熱強(qiáng)度，需要進(jìn)行固化。另外，在樹脂溶液的情況下也會(huì)因?yàn)橥瑯拥哪康亩枰耆ト軇?。因此，對噴出工序后的基板P實(shí)施熱處理和/或光處理。然后，可以形成作為第一凸部的圍堰29。
熱處理和/或光處理通常是在大氣中進(jìn)行，但根據(jù)需要，也可以在氮?dú)?、氬氣、氦氣等惰性氣體氣氛中進(jìn)行。作為熱處理和/或光處理的處理?xiàng)l件，可根據(jù)溶劑的沸點(diǎn)(蒸汽壓力)、氣氛氣體的種類或壓力、聚合引發(fā)劑的反應(yīng)溫度或反應(yīng)曝光量、交聯(lián)反應(yīng)的反應(yīng)溫度或反應(yīng)曝光量、低聚物或聚合物的?；瘻囟?、基材的耐熱溫度、微粒的分散性或氧化性等熱特性等適宜地決定。
在光處理中，可以使用紫外線、遠(yuǎn)紫外線、電子射線、X射線等來固化形成圍堰，優(yōu)選任意一種都在1J/cm2以下，為了提高生產(chǎn)效率，更優(yōu)選為0.2J/cm2以下。另外，除了基于加熱板、電爐等的處理之外，還可以基于燈退火來進(jìn)行熱處理，如果在固化物的玻化溫度以下，則優(yōu)選為200℃以下。
(圍堰表面處理工序)在圖4的步驟S6中，如圖3(e)所示，對固化處理后的圍堰材料的圍堰表面進(jìn)行表面處理。圍堰表面處理工序是，形成凸形狀來作為微透鏡形狀，并對圍堰表面實(shí)施疏液化來獲得必要的縱橫尺寸比的疏液化處理工序。
作為具體的對圍堰表面進(jìn)行疏液化處理的方法，可以采用與在基板P的表面處理中所使用的方法相同的方法，可以采用形成有機(jī)薄膜的方法、等離子體處理法等。另外，與基板P的疏液化處理相同，為了良好地進(jìn)行疏液化處理，作為前處理工序優(yōu)選進(jìn)行洗滌。例如，可以采用紫外線洗滌、紫外線/臭氧洗滌、等離子體洗滌、酸或堿洗滌等。另外，在使用預(yù)先具有疏液性的圍堰材料作為液滴的情況下，可以省略疏液化處理工序。
具體而言，在等離子體功率為700W、氧氣流量為50mL/min、基板相對等離子放電電極的相對移動(dòng)速度為1mm/sec、基板溫度為30℃的條件下，對形成有已干燥成特異形狀的圍堰材料的玻璃基板進(jìn)行處理，除去基板表面的有機(jī)雜質(zhì)，并且在基板表面形成羥基(-OH)，對該表面進(jìn)行活性化處理。進(jìn)而，連續(xù)地在等離子體功率為700W、四氟化碳?xì)怏w流量為70mL/min、相對等離子放電電極的基板的運(yùn)送速度為100mm/sec、基板溫度為30℃的條件下進(jìn)行處理。用水測定所獲得的圍堰材料表面上的靜態(tài)接觸角，其結(jié)果，大約為100°。然后，對疏液層H2賦予疏液性。
(微透鏡材料配置工序)在圖4的步驟S7中，如圖3(f)所示，使用液滴噴出裝置IJ，將微透鏡材料噴出配置到表面處理后作為第一凸部的圍堰29上。
在這里，使用光固化性樹脂液作為微透鏡材料，噴出使用了單體液的功能液X2。另外，作為液滴噴出條件，可以在例如液滴重量為4ng/dot、液滴速度(噴出速度)為5～7m/sec下進(jìn)行。而且，噴出液滴的氣氛優(yōu)選溫度設(shè)定為60℃以下、濕度設(shè)定為80％以下。由此，液滴噴頭1的噴嘴不會(huì)發(fā)生阻塞，從而能夠進(jìn)行穩(wěn)定的液滴噴出。另外，作為微透鏡材料，除了光固化性樹脂溶液之外，還可以選擇熱固化性樹脂溶液。作為樹脂的形態(tài)，可以是聚合物形態(tài)，也可以是單體形態(tài)。當(dāng)單體是液狀時(shí)，可以不是溶液，而是單體本身作為油墨。另外，也可以使用對光和熱不具有官能性的聚合物溶液。
由于疏液層H2被賦予疏液性，所以，所噴出的功能液X2的一部分會(huì)被疏液層H2彈開，使得圍堰29與微透鏡30的密接性降低，這樣，可以增加能夠不從圍堰29溢出而配置的液量，從而，微透鏡30的曲率或縱橫尺寸比(縱橫比)增高。
(微透鏡材料固化處理工序)在圖4的步驟S8中，如圖3(g)所示，對透鏡材料實(shí)施固化處理。
為了提高作為透鏡的機(jī)械熱強(qiáng)度，需要對微透鏡材料配置工序后的微透鏡材料進(jìn)行固化。因此，對噴出工序后的基板P實(shí)施熱處理和/或光處理。然后，可以形成微透鏡30。
熱處理和/或光處理通常是在大氣中進(jìn)行，但根據(jù)需要，也可以在氮?dú)?、氬氣、氦氣等惰性氣體氣氛中進(jìn)行。作為熱處理和/或光處理的處理?xiàng)l件，可根據(jù)溶劑的沸點(diǎn)(蒸汽壓力)、氣氛氣體的種類或壓力、聚合引發(fā)劑的反應(yīng)溫度或反應(yīng)曝光量、交聯(lián)反應(yīng)的反應(yīng)溫度或反應(yīng)曝光量、低聚物或聚合物的玻化溫度、基材的耐熱溫度、微粒的分散性或氧化性等熱特性等來適宜地決定。
在光處理中，可以使用紫外線、遠(yuǎn)紫外線、電子射線、X射線等來固化形成微透鏡材料，優(yōu)選任意一種都在1J/cm2以下，為了提高生產(chǎn)效率，更優(yōu)選為0.2J/cm2以下。另外，除了基于加熱板、電爐等的處理之外，還可以基于燈退火來進(jìn)行熱處理，如果是在固化物的?；瘻囟纫韵?，則優(yōu)選為200℃以下。當(dāng)在?；瘻囟纫陨隙a(chǎn)生過熱時(shí)，基于熱塌陷有可能變形為曲率低的透鏡形狀。
接著，對可以應(yīng)用以上所說明的微透鏡30的本發(fā)明的擴(kuò)散板43進(jìn)行說明。圖5是表示擴(kuò)散板43的圖。擴(kuò)散板43構(gòu)成為，在基板P上形成作為第一凸部的圍堰29，并且，在其上形成微透鏡30。基板P的材質(zhì)是玻璃，微透鏡30的材質(zhì)是光固化性樹脂。
接著，對使用了具有微透鏡30的擴(kuò)散板43的本發(fā)明的背光燈40進(jìn)行說明。圖6是表示背光燈40的圖。背光燈40由光源41、導(dǎo)光板42、擴(kuò)散板43、反射板44、棱鏡薄板45等構(gòu)成。如果來自光源41的光入射到導(dǎo)光板42，則入射的光會(huì)通過導(dǎo)光板42，入射到擴(kuò)散板43。然后，該光在擴(kuò)散板43被擴(kuò)散，通過棱鏡薄板45，照射到液晶面板110(參照圖7)上。另外，泄漏的光通過反射板44被反射，入射到導(dǎo)光板42。在擴(kuò)散板43上，由于在作為第一凸部的圍堰29上形成有微透鏡30，所以，來自導(dǎo)光板42的光能夠在擴(kuò)散板43處充分地?cái)U(kuò)散。由于微透鏡30的曲率大，所以，在擴(kuò)散板43的光的擴(kuò)散變大。如果通過擴(kuò)散板43被擴(kuò)散的光通過棱鏡薄板45，則被調(diào)整成垂直進(jìn)入液晶面板110(參照圖7)的像素。
接著，對使用了具有擴(kuò)散板43的背光燈40的本發(fā)明的電光學(xué)裝置、即液晶顯示裝置100進(jìn)行說明。圖7是表示液晶顯示裝置100的圖。液晶顯示裝置100由背光燈40、液晶面板110、驅(qū)動(dòng)器LSI(省略圖示)等構(gòu)成。液晶面板110由兩張玻璃基板101a、101b、兩張偏振片102a、102b、液晶103、濾色器104、TFT105、取向膜106等構(gòu)成。偏振片102a‘102b貼在玻璃基板101a、101b的外側(cè)表面上。TFT105等形成在玻璃基板101a的內(nèi)側(cè)表面上。濾色器104或取向膜106等形成在玻璃基板101b的內(nèi)側(cè)表面上。液晶103配置在玻璃基板101a與玻璃基板101b之間。
玻璃基板101a、101b是構(gòu)成液晶面板110的透明基板。偏振片102a、102b可以透過或吸收特定的偏光成分。液晶103通過混合多種向列型液晶，可以調(diào)整其特性。濾色器104是混入了具有R、G、B三原色的染料或顏料的樹脂膜。TFT105是用于驅(qū)動(dòng)液晶103的驅(qū)動(dòng)用開關(guān)元件。取向膜106是用于使液晶103進(jìn)行取向的有機(jī)薄膜，聚酰亞胺薄膜是主流。
然后，從背光燈40射出的光通過偏振片102a和玻璃基板101a，并且順次通過液晶103、取向膜106、濾色器104，可以在液晶面板110上顯示規(guī)定的圖像和影像。由于在背光燈40中具有配置了微透鏡30的擴(kuò)散板43，所以，液晶顯示裝置100能夠以高亮度提供高分辨率的圖像和影像。
接著，以將通過這樣的制造方法而獲得的微透鏡30應(yīng)用于光學(xué)膜31的情況為例，進(jìn)行說明。
圖8是表示光學(xué)膜31的例子的圖，(a)、(b)是表示光學(xué)膜31的例子的概略立體圖。該光學(xué)膜是如上所述使用透光性薄板或透光性薄膜作為基板11而形成的膜，如圖8(a)、(b)所示，通過在該基板11上縱橫配設(shè)多個(gè)微透鏡30，構(gòu)成了本發(fā)明的光學(xué)膜31a、31b。
在這里，就圖8(a)所示的光學(xué)膜31a而言，縱橫稠密地配置了微透鏡30，即在相互接近的狀態(tài)下配置微透鏡30，使得相鄰微透鏡30、30的間隔與該微透鏡30的直徑(底面的外徑)相比十分小，如后所述，是作為屏幕的透鏡狀薄板而使用的膜。另一方面，圖8(b)所示的光學(xué)膜31b與所述光學(xué)膜31a相比，微透鏡30被稀疏配置，即，與所述光學(xué)膜31a相比，以單位面積上的微透鏡30的密度低的方式形成配置微透鏡30，如后所述，是作為屏幕的漫射膜而使用的膜。另外，微透鏡30形成在作為第一凸部的圍堰29上。
這樣的光學(xué)膜31a、31b，如上所述，通過形成能夠降低制造成本、并發(fā)揮高擴(kuò)散效果的所述微透鏡30而構(gòu)成，所以，成為廉價(jià)且具有良好擴(kuò)散性能的膜。
另外，在圖8(a)所示的光學(xué)膜31a中，由于微透鏡30縱橫稠密地配置，所以，其成為能夠更好發(fā)揮擴(kuò)散性能的光學(xué)膜，并且，成為屏幕的透鏡狀薄板的極好的膜。
另外，在圖8(b)所示的光學(xué)膜31b中，由于微透鏡30縱橫稀疏地配置，所以，尤其是作為用于使入射到屏幕后的反射光發(fā)生漫射的漫射膜時(shí)，對于從投射側(cè)入射的光不會(huì)使其過度漫射，而對于反射光會(huì)使其良好地發(fā)生漫射。此外，由于具備作為第一凸部的圍堰29，所以，通過液滴保持在作為第一凸部的圍堰29上的邊緣部的粘合效應(yīng)，可以提高微透鏡30的曲率或縱橫尺寸比(縱橫比)，因此，能夠在光學(xué)膜31a、31b上形成具有良好透鏡特性的微透鏡30。
圖9是表示具有這些光學(xué)膜31a、31b的投射用屏幕50的一個(gè)例子的圖。該投射用屏幕50構(gòu)成如下，即經(jīng)由粘著層52在薄膜基材51上粘貼設(shè)置透鏡狀薄板53，進(jìn)而在其上按順序配置菲涅爾透鏡54、漫射膜55。
由于透鏡狀薄板53由圖8(a)所示的光學(xué)膜31a構(gòu)成，所以，是將多個(gè)微透鏡30稠密地配置在透光性薄板(基板11)上而構(gòu)成的部件。另外，由于漫射膜55由圖8(b)所示的光學(xué)膜31b構(gòu)成，所以，與上述透鏡狀薄板53的情況相比，是在透光性薄板(基板11)上稀疏配置微透鏡30而構(gòu)成的部件。
由于在這樣的投射用屏幕50中，使用所述光學(xué)膜31a作為透鏡狀薄板53，使用所述光學(xué)膜31b作為漫射膜55，所以，例如與以往那樣使用圓筒狀透鏡作為透鏡狀薄板等情況相比，其成本低廉。另外，由于成為透鏡狀薄板53的光學(xué)膜31a具有良好的擴(kuò)散性能，所以，能夠提高在投射用屏幕50上所投射的圖像的質(zhì)量，而且，由于成為漫射膜55的光學(xué)膜31b具有良好的擴(kuò)散性能，所以，能夠提高在投射用屏幕50上所投射的圖像的辨識(shí)性。而且，雖然漫射膜基本上需要使來自投影器的投射光透過，但是，在該漫射膜55中，由于和透鏡狀薄板相比，以單位面積密度低的方式形成了每個(gè)凸形狀的微透鏡30，所以如后所述，能夠充分確保來自投影器的投射光的良好透過性。
另外，作為本發(fā)明的屏幕，不限于圖9所示的例子，例如也可以使用所述光學(xué)膜31a僅作為透鏡狀薄板53，使用所述光學(xué)膜31b僅作為漫射膜55。
在這些屏幕中，也由于例如使用所述光學(xué)膜31a作為透鏡狀薄板53，而使得其成本低廉，并且，由于成為透鏡狀薄板的光學(xué)膜具有良好的擴(kuò)散性能，所以，能夠提高在屏幕上所投射的圖像的質(zhì)量。另外，由于使用所述光學(xué)膜31b作為漫射膜55，所以使得其成本低廉，并且，由于成為漫射膜55的光學(xué)膜31b具有良好的擴(kuò)散性能，所以，在透過由該光學(xué)膜31b構(gòu)成的漫射膜55的光反射后，再次入射(反射)到該漫射膜55時(shí)，通過利用漫射膜55使該入射光(反射光)發(fā)生漫射，能夠抑制其正反射，由此，可以提高在屏幕上所投射的圖像的辨識(shí)性。
圖10是表示具有圖9所示的投射用屏幕50的投影器系統(tǒng)60的一個(gè)例子的圖。該投影器系統(tǒng)60具有投影器61和所述投射用屏幕50。投影器61由如下部件構(gòu)成，即光源62；配置在從該光源62射出的光的光軸上并調(diào)制來自該光源62的光的液晶光閥63；使從液晶光閥63透過的光的圖像成像的成像透鏡(成像光學(xué)系統(tǒng))64。
在這里，不限于液晶光閥，只要是調(diào)制光的機(jī)構(gòu)即可，例如，也可以使用驅(qū)動(dòng)(控制反射角度)微小的反射部件來調(diào)制來自光源的光的機(jī)構(gòu)。
在該投影器系統(tǒng)60中，由于使用圖9所示的投射用屏幕50作為屏幕，所以，能夠提高如上所述投射的圖像的辨識(shí)性，并且，能夠提高在投射用屏幕50上所投射的圖像的質(zhì)量。進(jìn)而，通過有光學(xué)膜31b構(gòu)成的漫射膜55，能夠充分確保來自投影器61的投射光的良好透過性。
另外，在該投影器系統(tǒng)60中，作為所使用的屏幕，也不限于圖9所示的投射用屏幕50，如上所述，也可以是使用光學(xué)膜31a僅作為透鏡狀薄板53的屏幕、使用光學(xué)膜31b僅作為漫射膜55的屏幕。
圖11是表示具有作為圖7所示的電光學(xué)裝置的液晶裝置100的電子設(shè)備、即移動(dòng)電話600的例子的圖。在圖11中，表示了移動(dòng)電話600和具有液晶顯示裝置100的液晶顯示部601。由于移動(dòng)電話600具備具有背光燈40的液晶顯示裝置100，而該背光燈40具備上述實(shí)施方式的能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化且以高亮度發(fā)揮高分辨率的微透鏡30，所以，可提供顯示性能良好的電子設(shè)備。
在上面的實(shí)施方式中，可以得到如下的效果。
(1)作為第一凸部的圍堰29通過咖啡污點(diǎn)現(xiàn)象，形成了中央部分下陷的圍堰29。將作為第二液滴的透鏡材料配置在該圍堰29上并使其固化，能夠通過僅基于液滴噴出法的方法而形成微透鏡30。因此，由于不需要曝光工序和顯影工序，所以，提高了作業(yè)的效率。由于不需要在曝光工序中使用的掩模、在顯影工序中使用的蝕刻液等，所以比較經(jīng)濟(jì)。由于在第一凸部上具有中央部下陷的區(qū)域，所以，液滴容易存積而難以溢出，通過利用凸部區(qū)域的接觸角，增加了液滴的收集容許量，因此，與平面配置液滴的情況相比，可以形成曲率大的微透鏡30，從而，形成了擴(kuò)散性能良好的微透鏡30。
(2)如果基板P具有疏液性，則作為第一液滴的圍堰材料會(huì)被基板P彈開，所以，配置在基板P上的第一液滴容易變小，從而能夠縮小并致密地形成圍堰29。而且，由于圍堰29具有疏液性，所以，如果滴下作為第二液滴的透鏡材料，則可以致密地形成形狀小的微透鏡30。
(3)由于作為第一凸部的圍堰29被實(shí)施了疏液化處理，所以，如果將作為第二液滴的透鏡材料配置到作為第一凸部的圍堰29上，則微透鏡30的曲率或縱橫尺寸比會(huì)變高。而且，可以在控制液滴的量的同時(shí)配置作為第二液滴的透鏡材料，所以，能夠簡單地制造微透鏡30。
(4)由于具備減少了制造成本的微透鏡30，所以，可以提供廉價(jià)且具有良好擴(kuò)散性能的光學(xué)膜31a、31b。
(5)由于具備廉價(jià)且具有良好的擴(kuò)散性能的光學(xué)膜31a、31b，所以，可以提供廉價(jià)、高分辨率的投射用屏幕50。
(6)由于具備廉價(jià)、高分辨率的投射用屏幕50，所以，可以提供廉價(jià)、對比度良好的投射系統(tǒng)60。
(7)由于廉價(jià)且具有良好的擴(kuò)散性能，所以，可提供廉價(jià)、擴(kuò)散性能良好的擴(kuò)散板43。
(8)由于具備廉價(jià)、高亮度的擴(kuò)散板43，所以，可提供廉價(jià)、對比度良好的背光燈40。
(9)由于具備廉價(jià)、對比度良好的背光燈40，所以，可提供廉價(jià)、對比度良好的液晶顯示裝置100，或作為電子設(shè)備的移動(dòng)電話600。
以上，通過舉出優(yōu)選實(shí)施方式，對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是，本發(fā)明并不限于上述各實(shí)施方式，還包含以下所示的變形，在達(dá)到本發(fā)明目的的范圍內(nèi)，可以設(shè)定為其他任意一種具體的結(jié)構(gòu)和形狀。
(變形例1)在所述實(shí)施方式中，就用于形成作為第一凸部的圍堰29的材料而言，使用了與微透鏡形成材料不同的材料，但不限于此。例如，也可以使圍堰29的形成材料與微透鏡形成材料相同。這樣，可以使制造簡單化。而且，折射率也變得相同。
(變形例2)在所述實(shí)施方式中，對基板P的表面實(shí)施疏液化形成了疏液層H1，但是，表面處理并不限于疏液化處理。例如，也可以對基板P的表面實(shí)施親液化處理。這樣，由于可以增大圍堰29的直徑，所以，可以增大微透鏡30的直徑。
(變形例3)在所述實(shí)施方式中，在投射用屏幕、投射器系統(tǒng)等中使用了微透鏡30，但不限于此。例如，也可以作為設(shè)置在激光打印機(jī)用頭、固體攝像裝置(CCD)的受光面或光纖的光結(jié)合部、光傳送裝置等上的光學(xué)構(gòu)件而使用。
權(quán)利要求
1.一種微透鏡的制造方法，是在基體上形成凸形狀的微透鏡的微透鏡制造方法，包括在所述基體上配置第一液滴的工序；和使所述第一液滴干燥固化來形成第一凸部的工序；和在所述第一凸部的中央部分凹下的區(qū)域，配置作為透鏡材料的第二液滴的工序；和使所述第二液滴固化來形成第二凸部的工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微透鏡的制造方法，其特征在于，具有在配置所述第一液滴的工序之前，疏液化處理所述基體的工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微透鏡的制造方法，其特征在于，具有在配置所述第二液滴的工序之前，疏液化處理所述第一凸部的工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)所述的微透鏡的制造方法，其特征在于，在形成所述第一凸部的工序中，所述第一凸部，其外側(cè)部分的高度比所述第一凸部的內(nèi)側(cè)部分高。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)所述的微透鏡的制造方法，其特征在于，在形成所述第一凸部的工序中，所述第一液滴是疏液性材料。
6.一種微透鏡，是在基體上形成的凸形狀的微透鏡，通過權(quán)利要求1～5中任意一項(xiàng)所述的微透鏡的制造方法制造而成。
7.一種微透鏡，是在基體上形成的凸形狀的微透鏡，包括第一凸部，將第一液滴配置在所述基體上，使所述第一液滴干燥固化而形成；和第二凸部，在所述第一凸部的中央部分凹下的區(qū)域配置作為透鏡材料的第二液滴，使所述第二液滴固化而形成。
8.一種光學(xué)膜，是基體和在所述基體上形成的光學(xué)膜，所述基體由透光性薄板或透光性薄膜構(gòu)成，權(quán)利要求6或7所述的微透鏡，形成在所述透光性薄板或所述透光性薄膜上。
9.一種投射用屏幕，在光的入射側(cè)或射出側(cè)配設(shè)漫射所述光的漫射膜或擴(kuò)散光的擴(kuò)散膜，權(quán)利要求8所述的光學(xué)膜應(yīng)用于所述漫射膜或所述擴(kuò)散膜中至少一方。
10.一種投影器系統(tǒng)，由屏幕和投影器構(gòu)成，權(quán)利要求9所述的投射用屏幕作為所述屏幕而使用。
11.一種擴(kuò)散板，配置有漫射光的漫射膜，權(quán)利要求8所述的光學(xué)膜作為所述漫射膜而使用。
12.一種背光燈，具有導(dǎo)光板和擴(kuò)散板，從所述導(dǎo)光板向光的射出側(cè)配設(shè)擴(kuò)散板，使用了權(quán)利要求11所述的擴(kuò)散板。
13.一種電光學(xué)裝置，具有權(quán)利要求12所述的背光燈。
14.一種電子設(shè)備，具有權(quán)利要求13所述的電光學(xué)裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供制造方法更加簡單的微透鏡制造方法、光學(xué)特性良好的微透鏡、以及光學(xué)膜、投射用屏幕、投影器系統(tǒng)、電光學(xué)裝置、電子設(shè)備。在基板(P)上配置作為第一液滴的功能液(X1)，使功能液(X1)(圍堰材料)干燥并固化，形成內(nèi)側(cè)比外側(cè)凹陷的作為第一凸部的圍堰(29)。進(jìn)而，在內(nèi)側(cè)比外側(cè)凹陷的作為第一凸部的圍堰(29)上，配置作為第二液滴的功能液(X2)(微透鏡材料)，通過使功能液(X2)固化，制造作為第二凸部的微透鏡(30)。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1866055SQ200610084409
公開日2006年11月22日 申請日期2006年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月19日
發(fā)明者豐田直之 申請人:精工愛普生株式會(huì)社