JP2001056402A - Production of microlens substrate and microlens substrate obtained by the same and liquid crystal display element using the same - Google Patents

Production of microlens substrate and microlens substrate obtained by the same and liquid crystal display element using the same

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JP2001056402A
JP2001056402A JP11234787A JP23478799A JP2001056402A JP 2001056402 A JP2001056402 A JP 2001056402A JP 11234787 A JP11234787 A JP 11234787A JP 23478799 A JP23478799 A JP 23478799A JP 2001056402 A JP2001056402 A JP 2001056402A
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microlens substrate
transparent substrate
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晋 辻川
Ken Sumiyoshi
研 住吉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microlens substrate which allows the exact bonding to a drive substrate. SOLUTION: A protective film of chromium is deposited on the surface of a glass substrate 1 and is patterned with circular openings 2 by which an opening mask 3 is formed. Also, superposition markers X4 are formed in the same staged as for this stage. Next, an etching resistant film 5 is brought into tight contact therewith so as to cover the superposition markers X4 and is subjected to wet process etching, by which hemispherical recessed parts 6 are formed. Further, the opening mask 3 and the etching resistant film 5 are successively peeled. Finally, a high-refractive index material 7 is packed into the recessed parts 6 and cover glass 8 is bonded thereto, by which the microlens substrate 9 is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光利用効率を向上
させる目的として使用される、マイクロレンズを面上に
配置したマイクロレンズ基板の製造方法およびこれによ
り得られたマイクロレンズ基板と、このマイクロレンズ
基板を用いた液晶表示素子に係り、特に駆動回路を画素
状に形成した駆動基板との重ね合せを行う工程を必要と
するマイクロレンズ基板の製造方法およびこれにより得
られたマイクロレンズ基板と、このマイクロレンズ基板
を用いた液晶表示素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a microlens substrate having microlenses arranged on a surface, and a microlens substrate obtained by the method, and a microlens substrate used for the purpose of improving light use efficiency. The present invention relates to a liquid crystal display element using a lens substrate, and particularly to a method for manufacturing a microlens substrate that requires a step of superimposing a driving circuit formed in a pixel shape on a driving circuit, and a microlens substrate obtained thereby, The present invention relates to a liquid crystal display device using the microlens substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、液晶表示素子としては、高コン
トラストが得られ、高画質・高精細化の点で優れている
TFT(Thin Film Transistor;
薄膜トランジスタ)駆動方式が主流となっている。液晶
表示素子は、画素への印加電圧を制御するTFTを各画
素に対応してマトリクス状に配列し、TFTと信号配線
をブラックマトリクスと呼ばれる金属遮光膜で覆う構造
となっている。ブラックマトリクスは不透明であるた
め、この部分に入射した光は吸収または反射されて損失
となる。特に、画素数を増加させ高精細化を図る場合、
TFTや信号配線をある限度以下に縮小するのが困難で
あるため、相対的に光が通過する有効部分が小さくな
り、開口率が著しく低下する。
2. Description of the Related Art In general, as a liquid crystal display device, a TFT (Thin Film Transistor; TFT) which can obtain a high contrast and is excellent in high image quality and high definition.
A thin-film transistor) driving method has become mainstream. The liquid crystal display element has a structure in which TFTs for controlling a voltage applied to a pixel are arranged in a matrix corresponding to each pixel, and the TFT and the signal wiring are covered with a metal light shielding film called a black matrix. Since the black matrix is opaque, light incident on this portion is absorbed or reflected and is lost. In particular, when increasing the number of pixels to achieve higher definition,
Since it is difficult to reduce the size of a TFT or a signal wiring below a certain limit, an effective portion through which light passes is relatively small, and the aperture ratio is significantly reduced.

【0003】これを解決するためにマイクロレンズを用
いて液晶表示素子の各画素の開口部に照明光を集光さ
せ、実効開口率を向上させる方法が知られている。そし
て、このようなマイクロレンズの従来の製造方法に関し
ては、例えば特開昭60−155552号公報に開示さ
れている。上記特開昭60−15552号公報に記載さ
れているマイクロレンズの製造方法では、まず、ガラス
などの透明基板の表面に蒸着やスパッタリングでクロム
などの耐酸性金属を保護被膜として成膜する。次に、フ
ォトリソグラフィ技術を用いて、この保護被膜上に円形
の開口を液晶表示素子の画素配列に対応するようにパタ
ーニングする(以下、開口が設けられた保護被膜を開口
マスクと呼ぶ。)。次に、主として弗酸からなるガラス
エッチング溶液を用いて、開口マスクを介して湿式エッ
チングを行う。湿式エッチングは等方的に進行するた
め、一定時間のエッチングにより、開口に対応した位置
に半球状の凹部が得られる。最後に、ガラス基板に比べ
て屈折率の大きな透明材料を上記凹部に充填する。この
場合、透明材料の充填部分が凸レンズとして機能するマ
イクロレンズとなる。
[0003] In order to solve this problem, there has been known a method of improving the effective aperture ratio by condensing illumination light at the opening of each pixel of a liquid crystal display element using a microlens. A conventional method of manufacturing such a microlens is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-155552. In the method of manufacturing a microlens described in JP-A-60-15552, first, an acid-resistant metal such as chromium is formed as a protective film on a surface of a transparent substrate such as glass by vapor deposition or sputtering. Next, using a photolithography technique, a circular opening is patterned on the protective film so as to correspond to the pixel arrangement of the liquid crystal display element (the protective film provided with the openings is hereinafter referred to as an opening mask). Next, using a glass etching solution mainly composed of hydrofluoric acid, wet etching is performed through an opening mask. Since wet etching proceeds isotropically, a hemispherical concave portion is obtained at a position corresponding to the opening by etching for a certain period of time. Lastly, the concave portion is filled with a transparent material having a higher refractive index than that of the glass substrate. In this case, the portion filled with the transparent material becomes a micro lens that functions as a convex lens.

【0004】また、特開平8−136704号公報に
は、上記特開昭60−15552号の技術と同様に透明
基板上に設けた凹部に透明材料を充填してマイクロレン
ズを形成する時、マイクロレンズを形成したガラス基板
に位置合せマーカを設けて、後工程の他の基板との貼り
合せ作業を容易にするための方法が開示されている。図
7は、このような製造方法により得られた、マイクロレ
ンズとなる凹部を形成したガラス基板の従来の一例を示
す図であり、(a)は平面図、(b)は断面図である。
図7(b)の断面図は、図7(a)の平面図のXII−XII
線断面図を表す。ここで、ガラス基板上に、先に述べた
従来技術の半球状の凹部36を形成するのと同じ工程で
位置合せマーカX48も形成されている。すなわち、位
置合せマーカX48は凹部36と同様に湿式エッチング
され、図7に示されるようなガラス基板上の窪みとな
る。このようにして、凹部形成ガラス基板47が完成す
る。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-136704 discloses that, when a microlens is formed by filling a concave portion provided on a transparent substrate with a transparent material, similarly to the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-15552. A method is disclosed in which an alignment marker is provided on a glass substrate on which a lens is formed, so that a post-process bonding operation with another substrate is facilitated. FIGS. 7A and 7B show a conventional example of a glass substrate having a concave portion to be a microlens obtained by such a manufacturing method, wherein FIG. 7A is a plan view and FIG. 7B is a cross-sectional view.
7B is a cross-sectional view taken along the line XII-XII of FIG. 7A.
FIG. Here, an alignment marker X48 is also formed on the glass substrate in the same process as that for forming the hemispherical concave portion 36 of the prior art described above. That is, the alignment marker X48 is wet-etched similarly to the concave portion 36, and becomes a depression on the glass substrate as shown in FIG. Thus, the concave portion forming glass substrate 47 is completed.

【0005】図8は、この凹部形成ガラス基板47を用
いた液晶表示素子を示す断面図である。この液晶表示装
置は、凹部形成ガラス基板47の凹部36に、高屈折率
材料37を埋め込み、マイクロレンズとし、さらにこの
凹部形成ガラス基板47にカバーガラス38を貼り合
せ、マイクロレンズ基板39とし、さらにこのマイクロ
レンズ基板39上に駆動基板40を貼り合せてなるもの
である。カバーガラス38は、上記マイクロレンズと、
図には示していないがブラックマトリクスの距離を保つ
ために用いられており、最も有効にマイクロレンズが機
能するようにその厚さが決められている。
FIG. 8 is a sectional view showing a liquid crystal display device using the glass substrate 47 having the concave portion formed thereon. In this liquid crystal display device, a high refractive index material 37 is embedded in the concave portion 36 of the concave portion forming glass substrate 47 to form a micro lens, and a cover glass 38 is bonded to the concave portion forming glass substrate 47 to form a micro lens substrate 39. The driving substrate 40 is bonded on the microlens substrate 39. The cover glass 38 includes the above-described micro lens,
Although not shown, it is used to keep the distance of the black matrix, and its thickness is determined so that the microlens functions most effectively.

【0006】高屈折率材料37は例えばエポキシ系樹脂
であり、凹部形成ガラス基板47とカバーガラス38と
の接着剤の役割も果たしている。駆動基板40は、図に
は示していないが、TFTなどの液晶を駆動するための
駆動回路が画素状に形成されている。また、この駆動基
板40には、位置合せマーカX48に対応する位置合せ
マーカY49が設けられており、両者の位置を調整しな
がらマイクロレンズ基板39と駆動基板40を貼り合せ
ることができる。以上の説明のように図7に示した従来
例のマイクロレンズ基板では、位置合せマーカX48を
マイクロレンズとなる凹部36と同一工程で形成するこ
とによって、マイクロレンズ基板39と駆動基板40の
貼り合せを容易にすることができる。
The high-refractive-index material 37 is, for example, an epoxy-based resin, and also serves as an adhesive between the glass substrate 47 and the cover glass 38. Although not shown in the drawing, a drive circuit for driving a liquid crystal such as a TFT is formed in the drive substrate 40 in a pixel shape. The drive substrate 40 is provided with an alignment marker Y49 corresponding to the alignment marker X48, and the microlens substrate 39 and the drive substrate 40 can be bonded together while adjusting the positions of both. As described above, in the microlens substrate of the conventional example shown in FIG. 7, the alignment marker X48 is formed in the same step as the concave portion 36 serving as the microlens, so that the microlens substrate 39 and the driving substrate 40 are bonded. Can be facilitated.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】先に述べた従来技術の
課題は、以下の2つの理由により、マイクロレンズ基板
39と駆動基板40の貼り合せ精度が低いことである。
まず、第1の理由について説明する。マイクロレンズ基
板39には位置合せマーカX48が、マイクロレンズと
なる凹部36と同時に湿式エッチングによって形成され
ている。この方法は、湿式エッチングがマイクロレンズ
基板の材料であるガラスに対して等方的に進行すること
を利用して半球状の凹部36を得るわけであるが、これ
と同じ現象が位置合せマーカX48に対しても起こる。
その結果、位置合せパターン48は意図せぬ形状になっ
てしまう。
The problem of the prior art described above is that the bonding accuracy between the microlens substrate 39 and the driving substrate 40 is low for the following two reasons.
First, the first reason will be described. An alignment marker X48 is formed on the microlens substrate 39 by wet etching simultaneously with the concave portion 36 serving as a microlens. This method obtains the hemispherical concave portion 36 by utilizing the fact that wet etching proceeds isotropically with respect to glass as a material of the microlens substrate. The same phenomenon is caused by the alignment marker X48. Also happens to.
As a result, the alignment pattern 48 has an unintended shape.

【0008】図9(a)は湿式エッチングを行う前の位
置合せマーカXのパターン50、(b)は駆動基板40
に形成された位置合せマーカY49の形状、(c)は湿
式エッチング終了後、実際に得られる位置合せマーカX
48の形状を示す。図中、斜線部分がクロムなどの保護
被膜を表す。すなわち、(a)ように保護被膜がパター
ニングされていても、湿式エッチングの等方的な作用に
よって(c)のような歪んだ形に拡大変形されてしま
う。このため、(b)に示した位置合せマーカY49と
組み合せることで駆動基板40との貼り合せを行う際、
正確に位置合せを行うことが困難になってしまう。ま
た、位置合せマーカX48はガラス基板上の窪みである
ために、透明性が高く、主に窪みのエッジ部分でしかそ
の形状を認識できず、視認性に問題がある。位置合せパ
ターン48が意図せぬ形状になってしまうのを避けるた
めに、湿式エッチングの前に、その影響を見込んで位置
合せマーカXのパターン50を調整しておくことも考え
られるが、凹部36の形状を制御するため、湿式エッチ
ングの条件を変えるたびに、その条件に応じて位置合せ
マーカXのパターン50の大きさや形状を変えなければ
ならず、効率が悪く実用的でない。なお、図9(a)で
は、湿式エッチングを行う前の位置合せマーカXのパタ
ーン50を白抜きのパターンとしたが、これを反転させ
た黒地のパターンでも同様に湿式エッチングによる変形
が生じてしまう。ただし、この場合は、エッチング後の
位置合せマーカX48は細ることになる。
FIG. 9A shows a pattern 50 of an alignment marker X before wet etching, and FIG.
(C) shows the position of the alignment marker X actually obtained after the end of the wet etching.
48 shows the shape of the forty-eighth. In the figure, hatched portions represent protective films such as chrome. That is, even if the protective film is patterned as shown in (a), it is enlarged and deformed into a distorted shape as shown in (c) by the isotropic action of wet etching. Therefore, when bonding with the drive substrate 40 by combining with the alignment marker Y49 shown in FIG.
It becomes difficult to perform accurate alignment. Further, since the alignment marker X48 is a depression on the glass substrate, it has high transparency, and its shape can be recognized mainly only at the edge of the depression, and there is a problem in visibility. In order to prevent the alignment pattern 48 from becoming an unintended shape, it is conceivable to adjust the pattern 50 of the alignment marker X in consideration of the influence before wet etching. Therefore, every time the wet etching condition is changed, the size and shape of the pattern 50 of the alignment marker X must be changed according to the condition, which is inefficient and impractical. In FIG. 9A, the pattern 50 of the alignment marker X before the wet etching is performed as a white pattern. However, a pattern of a black background obtained by inverting the pattern 50 is similarly deformed by the wet etching. . However, in this case, the alignment marker X48 after the etching becomes thin.

【0009】次に、第2の理由について説明する。図8
に示した通り、マイクロレンズ基板39の位置合せマー
カX48と駆動基板40の位置合せマーカY49は、カ
バーガラス38を介して対向している。通常、マイクロ
レンズ基板39と駆動基板40の重ね合せは、顕微鏡や
CCDカメラで位置合せマーカX48と位置合せマーカ
Y49を拡大して、ちょうどそれらが重なる位置になる
ようにマイクロレンズ基板39と駆動基板40のいずれ
かを移動させながら行う。このため、位置合せマーカX
48と位置合せマーカY49が同時に観察できる必要が
あるが、カバーガラス38の厚さが50乃至100μm
程度の場合、一般的な顕微鏡やCCDカメラでは同時に
焦点を合せることができない。したがって、手動で貼り
合せ作業を行う場合は、焦点を徐々にずらすなどして片
方の位置合せマーカごとに観察しながら、マイクロレン
ズ基板39と駆動基板40の位置を調整しなければなら
ない。このように、従来では、貼り合せ作業が複雑で困
難になるばかりか、貼り合せ精度が低下するという問題
がある。また、自動装置では対応できない可能性が高
い。
Next, the second reason will be described. FIG.
As shown in (1), the alignment marker X48 of the microlens substrate 39 and the alignment marker Y49 of the drive substrate 40 face each other via the cover glass 38. Usually, the superposition of the microlens substrate 39 and the driving substrate 40 is performed by enlarging the positioning marker X48 and the positioning marker Y49 with a microscope or a CCD camera, so that the microlens substrate 39 and the driving substrate 40 are exactly overlapped. This is performed while moving any one of 40. Therefore, the alignment marker X
48 and the alignment marker Y49 need to be observed simultaneously, but the thickness of the cover glass 38 is 50 to 100 μm.
In this case, a general microscope or CCD camera cannot simultaneously focus. Therefore, when performing the bonding operation manually, it is necessary to adjust the positions of the microlens substrate 39 and the driving substrate 40 while observing each of the alignment markers by gradually shifting the focus or the like. As described above, in the related art, there is a problem that not only the bonding operation is complicated and difficult, but also the bonding accuracy is reduced. In addition, there is a high possibility that the automatic device cannot cope with the problem.

【0010】本発明の目的は、上述した従来技術の問題
点に鑑み、駆動基板との貼り合せ精度が高く、貼り合せ
作業が容易に行えるようなマイクロレンズ基板の製造方
法およびこれにより得られたマイクロレンズ基板と、こ
のマイクロレンズ基板を用いた液晶表示素子を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a microlens substrate which has high bonding accuracy with a driving substrate and can easily perform the bonding operation, and has been obtained in view of the above-mentioned problems of the prior art. An object of the present invention is to provide a microlens substrate and a liquid crystal display device using the microlens substrate.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明のマイクロレン
ズ基板の製造方法は、第1の透明基板に複数の凹部を形
成し、前記複数の凹部に前記第1の透明基板と屈折率の
異なる材料を充填し、前記第1の透明基板よりも薄い第
2の透明基板を貼り合せるマイクロレンズ基板の製造方
法において、複数の開口が配列した保護被膜からなる開
口マスクと、重ね合せマーカとを前記第1の透明基板上
に同一工程で形成し、前記重ね合せマーカを耐浸食性保
護フィルムで覆った後、前記開口マスクを介して湿式エ
ッチングを行って前記複数の凹部を形成し、前記湿式エ
ッチング終了後、前記保護被膜、前記耐浸食性保護フィ
ルムをこの順で剥離し、次に前記複数の凹部に前記第1
の透明基板と屈折率の異なる材料を充填し、最後に前記
第2の透明基板を貼り合せることを特徴とする。
According to the method of manufacturing a microlens substrate of the present invention, a plurality of concave portions are formed in a first transparent substrate, and a material having a different refractive index from the first transparent substrate in the plurality of concave portions. Filling a second transparent substrate thinner than the first transparent substrate, a method of manufacturing a microlens substrate, comprising: After forming the plurality of recesses on the transparent substrate in the same process and covering the overlay marker with an erosion-resistant protective film, the wet etching is performed through the opening mask to complete the wet etching. Thereafter, the protective coating and the erosion-resistant protective film are peeled in this order, and then the first
A material having a different refractive index from that of the transparent substrate is filled, and finally, the second transparent substrate is bonded.

【0012】このような構成の本発明のマイクロレンズ
基板の製造方法において、前記第1の透明基板上に、前
記重ね合せマーカの位置を明示する視認用マーカを、前
記開口マスクと同一工程で形成することが好ましい。
In the method of manufacturing a microlens substrate according to the present invention having the above-described structure, a visual marker for indicating the position of the overlay marker is formed on the first transparent substrate in the same step as that for the opening mask. Is preferred.

【0013】また、本発明のマイクロレンズ基板の製造
方法は、第1の透明基板に複数の凹部を形成し、前記複
数の凹部に前記第1の透明基板と屈折率の異なる材料を
充填し、前記第1の透明基板よりも薄い第2の透明基板
を貼り合せるマイクロレンズ基板の製造方法において、
複数の開口が配列した保護被膜からなる開口マスクと、
露光位置調整マーカとを前記第1の透明基板上に同一工
程で形成し、前記露光位置調整マーカを耐浸食性保護フ
ィルムで覆った後、前記開口マスクを介して湿式エッチ
ングを行って前記複数の凹部を形成し、前記湿式エッチ
ング終了後、前記保護被膜、前記耐浸食性保護フィルム
をこの順で剥離し、次に前記複数の凹部に前記第1の透
明基板と屈折率の異なる材料を充填し、さらに前記第2
の透明基板を貼り合せた後、前記第2の透明基板上に薄
膜を成膜し、最後に前記露光位置調整マーカを位置決め
に用いて露光機により前記薄膜を露光パターニングして
重ね合せマーカを形成することを特徴とするものであっ
てもよい。
In the method of manufacturing a microlens substrate according to the present invention, a plurality of recesses are formed in a first transparent substrate, and the plurality of recesses are filled with a material having a different refractive index from that of the first transparent substrate. In a method for manufacturing a microlens substrate in which a second transparent substrate thinner than the first transparent substrate is bonded,
An opening mask made of a protective coating in which a plurality of openings are arranged;
Forming an exposure position adjustment marker on the first transparent substrate in the same step, covering the exposure position adjustment marker with an erosion-resistant protective film, and performing wet etching through the opening mask to form the plurality of exposure position adjustment markers. After forming the concave portion and after the wet etching, the protective film and the erosion-resistant protective film are peeled off in this order, and then the concave portions are filled with a material having a different refractive index from the first transparent substrate. And the second
After laminating the transparent substrate, a thin film is formed on the second transparent substrate, and finally, the thin film is exposed and patterned by an exposing machine using the exposure position adjustment marker for positioning to form an overlay marker. It may be characterized in that

【0014】このような構成の本発明のマイクロレンズ
基板の製造方法において、前記第2の透明基板上に前記
薄膜を成膜する時に、前記露光位置調整マーカの上方に
前記薄膜が成膜しないようにする手段を用いることが好
ましい。この前記露光位置調整マーカの上方に前記薄膜
が成膜しないようにする手段としては、前記露光位置調
整マーカを覆い隠すマスクを用いてもよい。
In the method of manufacturing a microlens substrate according to the present invention having such a configuration, when forming the thin film on the second transparent substrate, the thin film is not formed above the exposure position adjustment marker. It is preferable to use means for making As a means for preventing the thin film from being formed above the exposure position adjustment marker, a mask that covers the exposure position adjustment marker may be used.

【0015】また、前記の構成の本発明のマイクロレン
ズ基板の製造方法において、前記第1の透明基板上に、
前記露光位置調整マーカの位置を明示する視認用マーカ
を、前記開口マスクと同一工程で形成することが好まし
い。
In the method of manufacturing a microlens substrate according to the present invention having the above-described structure, the first transparent substrate may be provided with:
It is preferable that a visual recognition marker that clearly indicates the position of the exposure position adjustment marker is formed in the same step as the opening mask.

【0016】また、前記のいずれかの構成の本発明のマ
イクロレンズ基板の製造方法において、前記視認用マー
カは前記重ね合せマーカまたは前記露光位置調整マーカ
を取り囲む枠であることを特徴とするものであってもよ
い。
Further, in the method of manufacturing a microlens substrate according to the present invention having one of the above structures, the visual recognition marker is a frame surrounding the overlay marker or the exposure position adjustment marker. There may be.

【0017】本発明のマイクロレンズ基板は、上記のい
ずれかの構成の本発明のマイクロレンズ基板の製造方法
により製造されたことを特徴とする。
A microlens substrate according to the present invention is characterized by being manufactured by the method for manufacturing a microlens substrate according to the present invention having any one of the above structures.

【0018】本発明の液晶表示素子は、上記のいずれか
の構成の本発明のマイクロレンズ基板の製造方法により
製造されたマイクロレンズ基板上に、透明電極、配向
膜、および必要に応じてブラックマトリクスが形成さ
れ、前記マクロレンズ基板と貼り合せられる、駆動回路
が画素状に配置された駆動基板上には、配向膜、および
必要に応じてブラックマトリクス、さらに前記重ね合せ
マーカに対応する別の重ね合せマーカが形成され、前記
マイクロレンズ基板と前記駆動基板の間に液晶が挟み込
まれた構造であることを特徴とする。
The liquid crystal display device of the present invention comprises a transparent electrode, an alignment film and, if necessary, a black matrix on a microlens substrate manufactured by the method of manufacturing a microlens substrate of the present invention having any one of the above-mentioned structures. Is formed, and is bonded to the macro lens substrate. On the drive substrate on which the drive circuit is arranged in a pixel shape, an alignment film and, if necessary, a black matrix, and another overlay corresponding to the overlay marker The alignment marker is formed, and a liquid crystal is sandwiched between the microlens substrate and the driving substrate.

【0019】また、本発明の液晶表示素子は、複数の開
口が配列した保護被膜からなる開口マスクと、露光位置
調整マーカとを前記第1の透明基板上に同一工程で形成
する工程を有する方の本発明のマイクロレンズ基板の製
造方法で製造されたマイクロレンズ基板上に、透明電
極、配向膜、ブラックマトリクスが形成され、前記マイ
クロレンズ基板と貼り合せられる、駆動回路が画素状に
配置された駆動基板上には、配向膜、さらに前記重ね合
せマーカーに対応する別の重ね合せマーカが形成され、
前記マイクロレンズ基板と前記駆動基板との間に液晶が
挟み込まれた構造であり、前記ブラックマトリクスは前
記重ね合せマーカと同一工程で形成されたものであるこ
とを特徴とするものであってもよい。
Further, the liquid crystal display element of the present invention has a step of forming an opening mask made of a protective film in which a plurality of openings are arranged and an exposure position adjusting marker on the first transparent substrate in the same step. A transparent electrode, an alignment film, and a black matrix are formed on the microlens substrate manufactured by the microlens substrate manufacturing method of the present invention, and a driving circuit to be bonded to the microlens substrate is arranged in a pixel shape. On the drive substrate, an alignment film, and another overlay marker corresponding to the overlay marker are formed,
The liquid crystal may be sandwiched between the microlens substrate and the driving substrate, and the black matrix may be formed in the same process as the overlay marker. .

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例につい
て図面を参照して説明する。 (第1実施形態)図1は本発明のマイクロレンズ基板の
製造方法の第1実施形態における工程を示す断面図であ
る。なお、本発明の実施形態例の説明においては、重ね
合せマーカという語を用いるが、この重ね合せマーカ
は、従来例の位置合せマーカに相当する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view showing steps in a first embodiment of a method for manufacturing a microlens substrate according to the present invention. In the description of the embodiment of the present invention, the term “overlay marker” is used, and this overlay marker corresponds to a conventional alignment marker.

【0021】まず、図1(a)に示すように、ガラス基
板(第1の透明基板)1の表面にクロムからなる保護被
膜を成膜し、円形の開口2をパターニングして開口マス
ク3とする。この時、ガラス基板1の4隅、あるいは中
心線上の両端の2箇所などに重ね合せマーカX4を形成
しておく。開口マスク3と重ね合せマーカX4の形成
は、一般的なフォトリソグラフィにより行われる。すな
わち、クロムからなる保護被膜をガラス基板1上の全面
にスパッタリングにより成膜した後、フォトレジストを
塗布、フォトマスクを使って開口2と重ね合せマーカX
4のパターンを露光した後、フォトレジストの現像を行
い、さらにクロムからなる保護被膜をエッチングして、
開口マスク3と重ね合せマーカX4をパターニングす
る。このようにすると、開口マスク3と重ね合せマーカ
X4は同一工程において形成される。なお、図中、開口
マスク3と重ね合せマーカX4は分かりやすいように、
ある程度の厚さを有するように記載されているが、実際
は1000乃至2000オングストローム(0.1から
0.2μm)程度の厚さであり、ガラス基板1や後に貼
り合せるカバーガラス38に比べて極めて薄い。
First, as shown in FIG. 1A, a protective film made of chromium is formed on the surface of a glass substrate (first transparent substrate) 1, and a circular opening 2 is patterned to form an opening mask 3. I do. At this time, overlapping markers X4 are formed at four corners of the glass substrate 1 or at two places on both ends on the center line. The formation of the opening mask 3 and the overlay marker X4 is performed by general photolithography. That is, after a protective film made of chromium is formed on the entire surface of the glass substrate 1 by sputtering, a photoresist is applied, and the opening 2 and the marker X are superimposed using a photomask.
After the pattern 4 is exposed, the photoresist is developed, and the protective film made of chromium is further etched.
The opening mask 3 and the overlay marker X4 are patterned. Thus, the opening mask 3 and the overlay marker X4 are formed in the same step. In the figure, the opening mask 3 and the superimposition marker X4 are shown for easy understanding.
Although it is described to have a certain thickness, it is actually about 1000 to 2000 angstroms (0.1 to 0.2 μm) thick, which is extremely thin compared to the glass substrate 1 and the cover glass 38 to be bonded later. .

【0022】次に、図1(b)に示すように、重ね合せ
マーカX4を覆うように耐エッチングフィルム(耐浸食
性保護フィルム)5を密着させる。耐エッチングフィル
ム5は、弗酸などの酸性溶液に耐浸食性があり、接着性
を持っているものが好ましい。例えば、日東電工製の表
面保護フィルムSPV(商品名)などが挙げられる。次
に、図1(c)に示すように、弗酸を主とする混合溶液
を用いて湿式エッチングを行う。これにより半球状の凹
部6が形成される。次に、図1(d)に示すように、ク
ロムからなる保護被膜である開口マスク3を剥離する。
次に、図1(e)に示すように、耐エッチングフィルム
5を剥離する。
Next, as shown in FIG. 1B, an etching-resistant film (corrosion-resistant protective film) 5 is adhered so as to cover the overlay marker X4. It is preferable that the etching resistant film 5 has erosion resistance to an acidic solution such as hydrofluoric acid and has adhesiveness. For example, a surface protection film SPV (trade name) manufactured by Nitto Denko is used. Next, as shown in FIG. 1C, wet etching is performed using a mixed solution mainly containing hydrofluoric acid. Thus, a hemispherical concave portion 6 is formed. Next, as shown in FIG. 1D, the opening mask 3, which is a protective film made of chromium, is peeled off.
Next, as shown in FIG. 1E, the etching resistant film 5 is peeled off.

【0023】最後に、図1(f)に示すように、凹部6
に高屈折率材料7を充填し、カバーガラス(第2の透明
基板)8を貼り合せ、マイクロレンズ基板9とする。こ
の時、高屈折率材料7がガラス基板1とカバーガラス8
の接着剤としても働く。高屈折材料7は、ガラス基板1
よりも屈折率が高いものが用いられる。カバーガラス8
の厚さは50乃至100マイクロメーター程度である。
前述の通り、重ね合せマーカX4の厚さは0.1乃至
0.2マイクロメーターであるので、ガラス基板1にカ
バーガラス8を貼り合せる時に支障が生じることはな
い。
Finally, as shown in FIG.
Is filled with a high-refractive-index material 7 and a cover glass (second transparent substrate) 8 is bonded to form a microlens substrate 9. At this time, the high refractive index material 7 includes the glass substrate 1 and the cover glass 8.
Also works as an adhesive. The high refractive material 7 is a glass substrate 1
A material having a higher refractive index than that used is used. Cover glass 8
Has a thickness of about 50 to 100 micrometers.
As described above, since the thickness of the overlay marker X4 is 0.1 to 0.2 micrometers, no trouble occurs when the cover glass 8 is bonded to the glass substrate 1.

【0024】図2は図1(b)の工程を終了した段階を
示す平面図である。重ね合せマーカX4は耐エッチング
フィルム5で覆われているため、図1(c)で示される
湿式エッチングの工程でもその影響を受けることはな
い。さらに、図1(d)で示されるクロムからなる保護
被膜である開口マスク3を剥離する工程でも、重ね合せ
マーカX4を形成しているクロムは剥離されることはな
い。このため、最終的に重ね合せマーカX4は最初に形
成されたままの形状が保たれ、変形を伴う拡大や縮小は
起こり得ない。
FIG. 2 is a plan view showing a stage after the step of FIG. Since the overlay marker X4 is covered with the etching resistant film 5, it is not affected by the wet etching process shown in FIG. Further, even in the step of peeling the opening mask 3 which is the protective film made of chromium shown in FIG. 1D, the chromium forming the overlay marker X4 is not peeled. Therefore, finally, the shape of the superposition marker X4 is maintained as it was originally formed, and enlargement or reduction accompanying deformation cannot occur.

【0025】図3はこれまでに説明したマイクロレンズ
基板9と貼り合せる駆動基板を示す断面図である。駆動
基板10は、図には示していないが、従来例と同じく、
液晶を駆動するTFTなどの駆動回路が画素状に形成さ
れている。また、重ね合せマーカX4に対応する重ね合
せマーカY11が設けられており、両者の位置を調整し
ながらマイクロレンズ基板9と駆動基板10を貼り合せ
ることができる。この時、前述の通り、重ね合せマーカ
X4は湿式エッチングで変形することが無く、完全な形
状で(寸法精度良く)残っているので、従来例と比較し
て正確な貼り合せが可能になる。このように、従来例に
おける第1の理由である、位置合せマーカの変形による
マイクロレンズ基板と駆動基板の貼り合せ精度の低下と
いう問題を解決することができる。
FIG. 3 is a sectional view showing a driving substrate to be bonded to the microlens substrate 9 described above. The drive substrate 10 is not shown in the figure, but is the same as the conventional example.
A driving circuit such as a TFT for driving liquid crystal is formed in a pixel shape. Further, an overlay marker Y11 corresponding to the overlay marker X4 is provided, and the microlens substrate 9 and the drive substrate 10 can be bonded together while adjusting the positions of both. At this time, as described above, the overlay marker X4 is not deformed by wet etching and remains in a perfect shape (with high dimensional accuracy), so that more accurate bonding can be performed as compared with the conventional example. As described above, the first reason in the conventional example, that is, the problem that the accuracy of bonding the microlens substrate and the driving substrate due to the deformation of the alignment marker is reduced, can be solved.

【0026】(第2実施形態)本発明のマイクロレンズ
基板の製造方法の第2実施形態について図面を参照して
説明する。第2実施形態での製造工程は第1の実施形態
の製造工程とほぼ同様であるが、図1における重ね合せ
マーカX4が露光位置調整マーカに代わる。ここでは、
露光パターニングを行うための露光機として投影型露光
装置であるステッパーを用いる。以後、露光位置調整マ
ーカを具体的にステッパーアライメントマーカと呼ぶ。
ステッパーアライメントマーカは、ステッパーによる第
1の露光とそれ以降に行う第2の露光の際、相対的な位
置決めに用いるものであり、一般的にその精度は1マイ
クロメーター程度またはそれ以下である。
(Second Embodiment) A second embodiment of the method for manufacturing a microlens substrate according to the present invention will be described with reference to the drawings. The manufacturing process in the second embodiment is almost the same as the manufacturing process in the first embodiment, except that the overlay marker X4 in FIG. 1 is replaced with the exposure position adjustment marker. here,
A stepper which is a projection type exposure apparatus is used as an exposure machine for performing exposure patterning. Hereinafter, the exposure position adjustment marker is specifically referred to as a stepper alignment marker.
The stepper alignment marker is used for relative positioning between the first exposure by the stepper and the second exposure performed thereafter, and its accuracy is generally about 1 micrometer or less.

【0027】第2実施形態のマイクロレンズ基板の製造
方法では、まず、第1実施形態と同様のガラス基板に円
形の開口マスクと同時にステッパーアライメントマーカ
(露光位置調整マーカ)を形成する。ステッパーアライ
メントマーカはガラス基板上の所定の場所に必要な数だ
け設ける。この場所や数については、ステッパーの製造
元、種類、型式などによって決められており、それに従
う。その後、ステッパーアライメントマーカを覆うよう
に耐エッチングフィルムを密着させた後、湿式エッチン
グ、クロムからなる保護被膜である開口マスクの剥離、
耐エッチングフィルムの剥離を順に行う。次に、高屈折
率材料を充填し、カバーガラスを貼り合せる。ここまで
は、重ね合せマーカXがステッパーアライメントマーカ
に代わったのみであり、先の第1実施形態と同様の工程
である。
In the method of manufacturing a microlens substrate according to the second embodiment, first, a stepper alignment marker (exposure position adjustment marker) is formed simultaneously with a circular opening mask on a glass substrate similar to the first embodiment. The necessary number of stepper alignment markers are provided at predetermined positions on the glass substrate. The location and number are determined by the manufacturer, type, model, and the like of the stepper, and are in accordance therewith. Then, after the etching resistant film is adhered to cover the stepper alignment marker, wet etching, peeling of the opening mask which is a protective film made of chromium,
The etching resistant film is peeled off in order. Next, a high refractive index material is filled and a cover glass is attached. Up to this point, only the superposition marker X has been replaced by the stepper alignment marker, and this is the same process as in the first embodiment.

【0028】これ以後の工程を図4に示す。図4(a)
に示すように、ステッパーアライメントマーカ(露光位
置調整マーカ)13が形成されたガラス基板1のカバー
ガラス8の上にクロムからなる薄膜12を成膜する。次
に、図4(b)に示すように、ステッパーアライメント
マーカ13を位置決めに用いてステッパーにより薄膜1
2を露光パターニングして重ね合せマーカW14を形成
する。このように、ステッパーを利用することで、重ね
合せマーカW14は極めて正確に所望の位置に配置され
る。
FIG. 4 shows the subsequent steps. FIG. 4 (a)
As shown in (1), a thin film 12 made of chromium is formed on the cover glass 8 of the glass substrate 1 on which the stepper alignment marker (exposure position adjustment marker) 13 is formed. Next, as shown in FIG. 4 (b), the thin film 1 is
2 is exposed and patterned to form an overlay marker W14. As described above, by using the stepper, the overlay marker W14 is extremely accurately positioned at a desired position.

【0029】図5(a)はこの薄膜12を成膜する前、
すなわち図4(a)の前の段階を示す平面図、図5
(b)は薄膜12を成膜する際に用いるマスク15の平
面図である。ステッパーによる第1の露光とそれ以降に
行う第2の露光の相対的な位置決めには、ステッパーア
ライメントマーカ13からの反射光や回折光を利用した
高精度な測定を用いる。このため、反射光や回折光が遮
られると位置決めが不可能になる。マスク15はステッ
パーアライメントマーカ13を覆い隠すような形状とな
っており、このマスク15を図5(a)の段階のガラス
基板と重ねて配置してスパッタリングを行えば、ステッ
パーアライメントマーカ13の上方に薄膜12は成膜さ
れない。したがって、ステッパーアライメントマーカ1
3からの反射光や回折光はカバーガラス8を透過するこ
とができ、正確な位置決めができる。ただし、ITO
(Indium Tin Oxide)などの透明性の
薄膜を成膜する場合には、特にマスク15を使用する必
要はない。
FIG. 5A shows the state before the thin film 12 is formed.
That is, a plan view showing a stage before FIG.
2B is a plan view of a mask 15 used when forming the thin film 12. FIG. For relative positioning between the first exposure by the stepper and the second exposure performed thereafter, high-precision measurement using reflected light or diffracted light from the stepper alignment marker 13 is used. Therefore, if reflected light or diffracted light is blocked, positioning becomes impossible. The mask 15 is shaped so as to cover the stepper alignment marker 13. If the mask 15 is placed on the glass substrate at the stage of FIG. The thin film 12 is not formed. Therefore, stepper alignment marker 1
The reflected light and the diffracted light from 3 can pass through the cover glass 8 and can be accurately positioned. However, ITO
When forming a transparent thin film such as (Indium Tin Oxide), it is not necessary to use the mask 15 in particular.

【0030】図6はステッパーアライメントマーカ13
と視認用マーカ16を示す平面図である。図では分かり
やすいようにステッパーアライメントマーカ13を拡大
しているが、実際は、視認用マーカ16に対してステッ
パーアライメントマーカ13ははるかに小さい。ステッ
パーアライメントマーカ13の形状は、ステッパーの製
造元、種類、型式などによって異なり、図に示したもの
はその一例である。
FIG. 6 shows a stepper alignment marker 13.
FIG. 3 is a plan view showing a marker 16 for visual recognition. In the figure, the stepper alignment marker 13 is enlarged for easy understanding, but actually, the stepper alignment marker 13 is much smaller than the visual recognition marker 16. The shape of the stepper alignment marker 13 varies depending on the manufacturer, type, model, and the like of the stepper, and the example shown in the figure is an example.

【0031】しかしながら、概ね、その大きさは全体で
数100マイクロメーター程度であり、肉眼での認識が
困難である。例えば、図のステッパーアライメントマー
カ13は10マイクロメーター角の正方形状のものが1
0マイクロメーター間隔で数個から数十個、縦横に並ん
だものである。図中、W1は、上記の正方形状のものの
幅である。このように、ステッパーアライメントマーカ
13が肉眼では見え難いため、前述の耐エッチングフィ
ルム5でステッパーアライメントマーカ13を覆う工程
を人為的に行う場合、その作業が大変困難になる。ここ
で、図に示したように、ステッパーアライメントマーカ
13を取り囲むような枠状の視認用マーカ16を、クロ
ムからなる保護被膜である開口マスク3と同一の工程で
形成しておけば、容易にステッパーアライメントマーカ
13の位置を把握することができ、作業が効率よく行え
る。視認用マーカ16は、ここで示したように、ステッ
パーアライメントマーカ13をほぼ中心に配置した一辺
の長さL1が5mm程度、幅L2が1mm程度の枠であれ
ば好ましい。
However, in general, the size is about several hundred micrometers in total, and it is difficult to recognize with the naked eye. For example, the stepper alignment marker 13 shown in FIG.
Several to several tens of them are arranged vertically and horizontally at an interval of 0 micrometers. In the figure, W 1 is the width of the square-shaped ones. As described above, since the stepper alignment marker 13 is difficult to see with the naked eye, when the step of covering the stepper alignment marker 13 with the above-described etching resistant film 5 is performed artificially, the operation becomes very difficult. Here, as shown in the figure, if the frame-shaped visual marker 16 surrounding the stepper alignment marker 13 is formed in the same step as the opening mask 3 which is a protective film made of chromium, it can be easily formed. The position of the stepper alignment marker 13 can be grasped, and the operation can be performed efficiently. Visual marker 16 is, as here shown, a stepper alignment markers 13 substantially the length of one side arranged in the center L 1 of about 5 mm, a width L 2 is preferred if a frame of about 1 mm.

【0032】このようにして製造された重ね合せマーカ
W14が形成されたマイクロレンズ基板9を先の第1実
施形態で説明した駆動基板10と同様の駆動基板と貼り
合せる。この駆動基板には重ね合せマーカW14に対応
する重ね合せマーカZが設けられており、両者の位置を
調整しながらマイクロレンズ基板9と駆動基板を貼り合
せることができる。この時、上記重ね合せマーカW14
は湿式エッチングの工程が終了した後、ステッパーによ
り露光パターニングされたものなので、従来例のような
湿式エッチングによる変形が生じることは有り得ない。
The microlens substrate 9 on which the overlay marker W14 manufactured as described above is formed is bonded to a drive substrate similar to the drive substrate 10 described in the first embodiment. The drive substrate is provided with an overlay marker Z corresponding to the overlay marker W14, and the microlens substrate 9 and the drive substrate can be bonded together while adjusting the positions of both. At this time, the overlay marker W14
Is subjected to exposure and patterning by a stepper after the completion of the wet etching step, so that the deformation due to the wet etching unlike the conventional example cannot occur.

【0033】また、図8に示すように、従来例では50
乃至100μm程度のカバーガラス38を介してマイク
ロレンズ基板の位置合せマーカX48と駆動基板40の
位置合せマーカY49が向かい合うのに対して、本実施
形態ではマイクロレンズ基板9の重ね合せマーカW14
と駆動基板の重ね合せマーカZがほぼ密着している。し
たがって、両方に同時に焦点を合せて観察することがで
き、高精度の貼り合せが可能となり、作業の効率も向上
する。
Further, as shown in FIG.
While the positioning marker X48 of the microlens substrate and the positioning marker Y49 of the driving substrate 40 face each other via the cover glass 38 of about 100 μm, in the present embodiment, the overlay marker W14 of the microlens substrate 9
And the overlay marker Z of the drive board are almost in close contact. Therefore, it is possible to focus on both at the same time for observation and to perform high-precision bonding, thereby improving work efficiency.

【0034】厳密には、マイクロレンズ基板9と駆動基
板の間には液晶が注入された約5マイクロメーターの隙
間があるが、この程度は顕微鏡の焦点深度に十分含まれ
るので、貼り合せに影響はない。このように、本実施形
態では、従来例における第1の問題点である、位置合せ
マーカの変形によるマイクロレンズ基板と駆動基板の貼
り合せ精度の低下という問題はもちろん、第2の問題点
である、マイクロレンズ基板と駆動基板の両位置合せマ
ーカの焦点ずれから生じる貼り合せ精度の低下という問
題も解決することができる。さらに、貼り合せが容易に
行えるようになり、作業の効率も向上する。また、自動
装置への対応も可能となる。
Strictly speaking, there is a gap of about 5 micrometers into which liquid crystal is injected between the microlens substrate 9 and the driving substrate. However, this gap is sufficiently included in the depth of focus of the microscope, and thus affects the bonding. There is no. As described above, in the present embodiment, the first problem in the conventional example, that is, the problem of lowering the bonding accuracy between the microlens substrate and the driving substrate due to the deformation of the alignment marker, is of course the second problem. In addition, it is possible to solve the problem that the bonding accuracy is lowered due to the defocus of both the alignment markers of the microlens substrate and the driving substrate. Further, the lamination can be performed easily, and the work efficiency can be improved. In addition, it is possible to cope with an automatic device.

【0035】なお、これまで透明基板としてガラス基板
を例示して実施形態の説明を行ったが、特にガラスに限
定されるものではない。また、ガラスについても、一般
的なソーダガラス、無アルカリガラス、石英ガラスなど
様々な材料が使用できる。また、重ね合せマーカも上記
実施形態示した十字形状のもの以外に川の字形や四角
形、さらに複雑な形状ものであって構わない。
Although the embodiment has been described above by exemplifying a glass substrate as the transparent substrate, it is not particularly limited to glass. Various materials such as general soda glass, non-alkali glass, and quartz glass can be used for the glass. Further, the superposition marker may be a river shape, a square, or a more complicated shape other than the cross shape shown in the above embodiment.

【0036】以上に述べた2つの実施形態に基づくマイ
クロレンズ基板の製造方法で作製されたマイクロレンズ
基板9の面上には、透明電極、配向膜、および必要に応
じてブラックマトリクスが形成される。また、これと貼
り合せる駆動基板の面上には、画素状に配置された駆動
回路、配向膜、および必要に応じてブラックマトリク
ス、さらに重ね合せマーカに対応する別の重ね合せマー
カが形成される。本実施形態の液晶表示素子は、上記の
第1又は第2の実施形態のマイクロレンズ基板と、上記
駆動基板の間に液晶を挟み込んだ構造である。また、特
に第2の実施形態のマイクロレンズ基板において、マイ
クロレンズ基板9に設けられるブラックマトリクスをカ
バーガラス8上の重ね合せマーカW14と同一工程で形
成するようにすれば、作製プロセスの効率を高めること
ができる。このように、本実施形態のマイクロレンズ基
板を用いた液晶表示素子は、正確な貼り合せによって光
学的な損失が極めて少なくなる。したがって、この液晶
表示素子を組み込んだ液晶プロジェクタなどの表示装置
の高輝度化が実現できる。
On the surface of the microlens substrate 9 manufactured by the method of manufacturing a microlens substrate according to the above-described two embodiments, a transparent electrode, an alignment film, and, if necessary, a black matrix are formed. . Further, on the surface of the drive substrate to be bonded thereto, a drive circuit arranged in a pixel shape, an alignment film, and, if necessary, a black matrix, and another overlay marker corresponding to the overlay marker are formed. . The liquid crystal display device of this embodiment has a structure in which liquid crystal is sandwiched between the microlens substrate of the first or second embodiment and the drive substrate. In particular, in the microlens substrate according to the second embodiment, if the black matrix provided on the microlens substrate 9 is formed in the same step as the overlay marker W14 on the cover glass 8, the efficiency of the manufacturing process is improved. be able to. As described above, in the liquid crystal display device using the microlens substrate of the present embodiment, optical loss is extremely reduced by accurate bonding. Therefore, it is possible to realize a high brightness display device such as a liquid crystal projector incorporating the liquid crystal display element.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のマイクロ
レンズ基板の製造方法では、湿式エッチングを行う前
に、重ね合せマーカを耐浸食性保護フィルムで保護する
ので、湿式エッチングによって重ね合せマーカが変形す
ることなく、正確な形状が保たれる。この結果、マイク
ロレンズ基板と駆動基板の正確な貼り合せが可能とな
る。また、同様の方法で露光位置調整マーカを耐浸食性
保護フィルムで保護し、ついで、露光機によってカバー
ガラス上に重ね合せマーカをパターニングする方法にあ
っては、焦点ずれという従来の課題を解決することがで
きる。この結果、マイクロレンズ基板と駆動基板の正確
な貼り合せが可能となる。従って、本発明のマイクロレ
ンズ基板の製造方法によれば、駆動基板との貼り合せ精
度が高く、貼り合せ作業が容易に行えるようなマイクロ
レンズ基板を提供できる。
As described above, in the method of manufacturing a microlens substrate according to the present invention, the overlay marker is protected by the erosion-resistant protective film before performing the wet etching. The correct shape is maintained without deformation. As a result, accurate bonding of the microlens substrate and the drive substrate becomes possible. Further, in a method of protecting the exposure position adjustment marker with an erosion-resistant protective film in the same manner, and then patterning the overlay marker on a cover glass by an exposure machine, the conventional problem of defocus is solved. be able to. As a result, accurate bonding of the microlens substrate and the drive substrate becomes possible. Therefore, according to the method for manufacturing a microlens substrate of the present invention, it is possible to provide a microlens substrate that has high bonding accuracy with a driving substrate and can easily perform a bonding operation.

【0038】また、本発明の液晶表示素子は、本発明の
マイクロレンズ基板の製造方法により製造されたマイク
ロレンズ基板が用いられているので、正確な貼り合せに
よって光学的な損失が極めて少なくなる。したがって、
本発明の液晶表示素子を組み込んだ液晶プロジェクタな
どの液晶表示装置の高輝度化が実現できる。このよう
に、本発明のマイクロレンズ基板の製造方法により製造
されたマイクロレンズ基板を用いた液晶表示素子は、産
業上極めて有益である。
Further, since the liquid crystal display element of the present invention uses the microlens substrate manufactured by the method of manufacturing a microlens substrate of the present invention, optical loss is extremely reduced by accurate bonding. Therefore,
High brightness of a liquid crystal display device such as a liquid crystal projector incorporating the liquid crystal display element of the present invention can be realized. As described above, the liquid crystal display device using the microlens substrate manufactured by the method for manufacturing a microlens substrate of the present invention is extremely useful in industry.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のマイクロレンズ基板の製造方法の第
1実施形態における工程を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing steps in a first embodiment of a method for manufacturing a microlens substrate of the present invention.

【図2】 本発明のマイクロレンズ基板の製造方法の第
1実施形態における特定の工程を終了した段階を示す平
面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a stage after a specific step in the first embodiment of the method for manufacturing a microlens substrate of the present invention.

【図3】 本発明のマイクロレンズ基板の製造方法の第
1実施形態により得られたマイクロレンズ基板と貼り合
せる駆動基板を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a driving substrate to be bonded to the microlens substrate obtained by the first embodiment of the method for manufacturing a microlens substrate of the present invention.

【図4】 本発明のマイクロレンズ基板の製造方法の第
2実施形態における工程を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step in a second embodiment of the method for manufacturing a microlens substrate of the present invention.

【図5】 (a)本発明のマイクロレンズ基板の製造方
法の第2実施形態における特定の工程を終了した段階を
示した平面図と、(b)そこで用いられるマスクの一例
を示す平面図である。
FIG. 5A is a plan view showing a stage after a specific step in the second embodiment of the method for manufacturing a microlens substrate of the present invention, and FIG. 5B is a plan view showing an example of a mask used there. is there.

【図6】 本発明のマイクロレンズ基板の製造方法の第
2実施形態において使用されるステッパーアライメント
マーカと視認用マーカの一例を示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing an example of a stepper alignment marker and a visual recognition marker used in a second embodiment of the method for manufacturing a microlens substrate of the present invention.

【図7】 マイクロレンズとなる凹部を形成したガラス
基板の従来の一例を示す図であり、(a)は平面図、
(b)は(a)のXII−XII線断面図である。
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing a conventional example of a glass substrate having a concave portion serving as a microlens, in which FIG.
(B) is a sectional view taken along line XII-XII of (a).

【図8】 図7の凹部を形成したガラス基板を用いた従
来の液晶表示素子を示す断面図である。
8 is a cross-sectional view showing a conventional liquid crystal display device using a glass substrate having a concave portion shown in FIG.

【図9】 (a)は従来の技術によるマイクロレンズ基
板の製造方法による、湿式エッチングを行う前の位置合
せマーカのパターン、(b)は駆動基板に形成された位
置合せマーカの形状、(c)湿式エッチング後に得られ
る位置合せマーカの形状を示した平面図である。
9A is a diagram illustrating a pattern of an alignment marker before performing wet etching by a conventional method of manufacturing a microlens substrate, FIG. 9B is a diagram illustrating a shape of an alignment marker formed on a driving substrate, and FIG. FIG. 4 is a plan view showing the shape of an alignment marker obtained after wet etching.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガラス基板(第1の透明基板) 2 開口 3 開口マスク(保護被膜) 4 重ね合せマーカX 5 耐エッチングフィルム(耐浸食性保護フィルム) 6 凹部 7 高屈折率材料 8 カバーガラス(第2の透明基板) 9 マイクロレンズ基板 10 駆動基板 11 重ね合せマーカY 12 薄膜 13 ステッパーアライメントマーカ(露光位置調整マ
ーカ) 14 重ね合せマーカW 15 マスク 16 視認用マーカ 36 凹部 37 高屈折率材料 38 カバーガラス 39 マイクロレンズ基板 40 駆動基板 47 凹部形成ガラス基板 48 位置合せマーカX 49 位置合せマーカY
REFERENCE SIGNS LIST 1 glass substrate (first transparent substrate) 2 opening 3 opening mask (protective coating) 4 overlay marker X 5 etching resistant film (erosion resistant protective film) 6 recess 7 high refractive index material 8 cover glass (second transparent) Substrate) 9 Microlens substrate 10 Driving substrate 11 Superposition marker Y 12 Thin film 13 Stepper alignment marker (exposure position adjustment marker) 14 Superposition marker W 15 Mask 16 Visual marker 36 Depression 37 High refractive index material 38 Cover glass 39 Micro lens Substrate 40 Drive substrate 47 Glass substrate with concave portion 48 Alignment marker X 49 Alignment marker Y

フロントページの続き (72)発明者 松嶋 仁 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 Fターム(参考) 2H091 FA29Y FA35Y FC10 FC26 FD12 FD15 GA03 GA06 LA12 4G059 AA11 AB06 AC01 AC30 BB04Continuation of the front page (72) Inventor Jin Matsushima 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo F-term in NEC Corporation (reference) 2H091 FA29Y FA35Y FC10 FC26 FD12 FD15 GA03 GA06 LA12 4G059 AA11 AB06 AC01 AC30 BB04

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の透明基板に複数の凹部を形成し、
前記複数の凹部に前記第1の透明基板と屈折率の異なる
材料を充填し、前記第1の透明基板よりも薄い第2の透
明基板を貼り合せるマイクロレンズ基板の製造方法にお
いて、 複数の開口が配列した保護被膜からなる開口マスクと、
重ね合せマーカとを前記第1の透明基板上に同一工程で
形成し、前記重ね合せマーカを耐浸食性保護フィルムで
覆った後、前記開口マスクを介して湿式エッチングを行
って前記複数の凹部を形成し、前記湿式エッチング終了
後、前記保護被膜、前記耐浸食性保護フィルムをこの順
で剥離し、次に前記複数の凹部に前記第1の透明基板と
屈折率の異なる材料を充填し、最後に前記第2の透明基
板を貼り合せることを特徴とするマイクロレンズ基板の
製造方法。
1. A plurality of recesses are formed in a first transparent substrate,
In the method for manufacturing a microlens substrate, in which the plurality of recesses are filled with a material having a different refractive index from the first transparent substrate and a second transparent substrate thinner than the first transparent substrate is bonded, An opening mask made of an array of protective coatings;
An overlay marker is formed on the first transparent substrate in the same step, and the overlay marker is covered with an erosion-resistant protective film. Then, the plurality of recesses are formed by performing wet etching through the opening mask. After the completion of the wet etching, the protective coating and the erosion-resistant protective film are peeled off in this order, and then the plurality of recesses are filled with a material having a different refractive index from the first transparent substrate. And bonding the second transparent substrate to the microlens substrate.
【請求項2】 第1の透明基板に複数の凹部を形成し、
前記複数の凹部に前記第1の透明基板と屈折率の異なる
材料を充填し、前記第1の透明基板よりも薄い第2の透
明基板を貼り合せるマイクロレンズ基板の製造方法にお
いて、 複数の開口が配列した保護被膜からなる開口マスクと、
露光位置調整マーカとを前記第1の透明基板上に同一工
程で形成し、前記露光位置調整マーカを耐浸食性保護フ
ィルムで覆った後、前記開口マスクを介して湿式エッチ
ングを行って前記複数の凹部を形成し、前記湿式エッチ
ング終了後、前記保護被膜、前記耐浸食性保護フィルム
をこの順で剥離し、次に前記複数の凹部に前記第1の透
明基板と屈折率の異なる材料を充填し、さらに前記第2
の透明基板を貼り合せた後、前記第2の透明基板上に薄
膜を成膜し、最後に前記露光位置調整マーカを位置決め
に用いて露光機により前記薄膜を露光パターニングして
重ね合せマーカを形成することを特徴とするマイクロレ
ンズ基板の製造方法。
2. A plurality of recesses are formed in a first transparent substrate,
In the method for manufacturing a microlens substrate, in which the plurality of recesses are filled with a material having a different refractive index from the first transparent substrate and a second transparent substrate thinner than the first transparent substrate is bonded, An opening mask made of an array of protective coatings;
Forming an exposure position adjustment marker on the first transparent substrate in the same step, covering the exposure position adjustment marker with an erosion-resistant protective film, and performing wet etching through the opening mask to form the plurality of exposure position adjustment markers. After forming the concave portion and after the wet etching, the protective film and the erosion-resistant protective film are peeled off in this order, and then the concave portions are filled with a material having a different refractive index from the first transparent substrate. And the second
After laminating the transparent substrate, a thin film is formed on the second transparent substrate, and finally, the thin film is exposed and patterned by an exposing machine using the exposure position adjustment marker for positioning to form an overlay marker. A method of manufacturing a microlens substrate.
【請求項3】 前記第1の透明基板上に、前記重ね合せ
マーカの位置を明示する視認用マーカを、前記開口マス
クと同一工程で形成することを特徴とする請求項1記載
のマイクロレンズ基板の製造方法。
3. The microlens substrate according to claim 1, wherein a visual marker for clearly indicating the position of the overlay marker is formed on the first transparent substrate in the same step as the opening mask. Manufacturing method.
【請求項4】 前記第2の透明基板上に前記薄膜を成膜
する時に、前記露光位置調整マーカの上方に前記薄膜が
成膜しないようにする手段を用いることを特徴とする請
求項2記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
4. A means for preventing the thin film from being formed above the exposure position adjustment marker when the thin film is formed on the second transparent substrate. A method for manufacturing a microlens substrate.
【請求項5】 前記第1の透明基板上に、前記露光位置
調整マーカの位置を明示する視認用マーカを、前記開口
マスクと同一工程で形成することを特徴とする請求項2
または4記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
5. A visual recognition marker for specifying the position of the exposure position adjustment marker is formed on the first transparent substrate in the same step as the step of forming the aperture mask.
Or the method for manufacturing a microlens substrate according to 4.
【請求項6】 前記視認用マーカは前記重ね合せマーカ
または前記露光位置調整マーカを取り囲む枠であること
を特徴とする請求項3または5記載のマイクロレンズ基
板の製造方法。
6. The method of manufacturing a microlens substrate according to claim 3, wherein the visual marker is a frame surrounding the overlay marker or the exposure position adjustment marker.
【請求項7】 前記第2の透明基板上に前記薄膜を成膜
する時に、前記露光位置調整マーカの上方に前記薄膜が
成膜しないようにする手段は、前記露光位置調整マーカ
を覆い隠すマスクを用いることを特徴とする請求項4記
載のマイクロレンズ基板の製造方法。
7. A mask for masking the exposure position adjustment marker when depositing the thin film on the second transparent substrate, the means for preventing the thin film from being deposited above the exposure position adjustment marker. 5. The method for manufacturing a microlens substrate according to claim 4, wherein:
【請求項8】 請求項1乃至7のいずれかに記載のマイ
クロレンズ基板の製造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基板。
8. A microlens substrate manufactured by the method of manufacturing a microlens substrate according to claim 1. Description:
【請求項9】 請求項1乃至7に記載のマイクロレンズ
基板の製造方法により製造されたマイクロレンズ基板上
に、透明電極、配向膜、および必要に応じてブラックマ
トリクスが形成され、前記マクロレンズ基板と貼り合せ
られる、駆動回路が画素状に配置された駆動基板上に
は、配向膜、および必要に応じてブラックマトリクス、
さらに前記重ね合せマーカに対応する別の重ね合せマー
カが形成され、前記マイクロレンズ基板と前記駆動基板
の間に液晶が挟み込まれた構造であることを特徴とする
液晶表示素子。
9. The microlens substrate according to claim 1, wherein a transparent electrode, an alignment film and, if necessary, a black matrix are formed on the microlens substrate manufactured by the method for manufacturing a microlens substrate according to claim 1. An alignment film, and a black matrix as needed,
A liquid crystal display device having a structure in which another overlay marker corresponding to the overlay marker is formed, and a liquid crystal is sandwiched between the microlens substrate and the driving substrate.
【請求項10】 請求項2に記載のマイクロレンズ基板
の製造方法で製造されたマイクロレンズ基板上に、透明
電極、配向膜、ブラックマトリクスが形成され、前記マ
イクロレンズ基板と貼り合せられる、駆動回路が画素状
に配置された駆動基板上には、配向膜、さらに前記重ね
合せマーカに対応する別の重ね合せマーカが形成され、
前記マイクロレンズ基板と前記駆動基板との間に液晶が
挟み込まれた構造であり、前記ブラックマトリクスは前
記重ね合せマーカと同一工程で形成されたものであるこ
とを特徴とする液晶表示素子。
10. A driving circuit, wherein a transparent electrode, an alignment film, and a black matrix are formed on a microlens substrate manufactured by the method for manufacturing a microlens substrate according to claim 2, and the driving circuit is bonded to the microlens substrate. On the drive substrate in which pixels are arranged, an alignment film and another overlay marker corresponding to the overlay marker are formed,
A liquid crystal display device having a structure in which liquid crystal is sandwiched between the microlens substrate and the driving substrate, wherein the black matrix is formed in the same step as the overlay marker.
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JP2016224459A (en) * 2016-09-01 2016-12-28 セイコーエプソン株式会社 Microlens array substrate, electro-optical device and electronic apparatus

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