JP2004101856A - Microlens substrate, counter substrate for liquid crystal panel, liquid crystal panel and projection display apparatus - Google Patents

Microlens substrate, counter substrate for liquid crystal panel, liquid crystal panel and projection display apparatus Download PDF

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JP2004101856A JP2002263446A JP2002263446A JP2004101856A JP 2004101856 A JP2004101856 A JP 2004101856A JP 2002263446 A JP2002263446 A JP 2002263446A JP 2002263446 A JP2002263446 A JP 2002263446A JP 2004101856 A JP2004101856 A JP 2004101856A
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清水 信雄
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microlens substrate in which deterioration by condensation of light can be prevented and a high contrast ratio is obtained. <P>SOLUTION: The microlens substrate 1 is obtained by joining a first substrate 2 with recesses for microlenses having a plurality of first recesses 31 formed on a first glass substrate 29 and a second substrate 8 with recesses for microlenses having a plurality of second recesses 32 formed on a second glass substrate 89, with a resin layer 9 interposed by allowing the first recesses 31 to oppose to the second recesses. Microlenses 4 composed of double convex lenses are formed between the first glass substrate 29 and the second glass substrate 89. The resin layer 9 has a first resin layer 91 which is disposed in the first glass substrate 29 side where light enters and which has a higher refractive index than those of the first and second glass substrates 29, 89, and a second resin layer 92 disposed which is disposed in the second substrate 89 side and which has a lower refractive index than those of the first or second glass substrates 29, 89. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロレンズ基板、液晶パネル用対向基板、液晶パネル、および投射型表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
スクリーン上に画像を投影する投射型表示装置が知られている。この投射型表示装置では、その画像形成に主として液晶パネルが用いられている。
このような液晶パネルの中には、光の利用効率を高めるべく、液晶パネルの各画素に対応する位置に、多数の微小なマイクロレンズを設けたものが知られている。かかるマイクロレンズは、通常、液晶パネルが備えるマイクロレンズ基板に形成されている。
【0003】
図11は、液晶パネルに用いられるマイクロレンズ基板の従来の構造を示す縦断面図である。
同図に示すように、マイクロレンズ基板900は、多数の半球状の凹部903が設けられたガラス基板902と、かかるガラス基板902の凹部903が設けられた面に樹脂層909を介して接合されたカバーガラス908とを有しており、また、樹脂層909では、凹部903内に充填された樹脂によりマイクロレンズ904が形成されている。
【0004】
また、液晶パネルに用いられるマイクロレンズ基板には、両凸レンズよりなるマイクロレンズを有するものもある(例えば、特許文献1参照)。
このマイクロレンズ基板900を用いることにより、そのマイクロレンズ904の作用によって、光は、一度、一点(焦点)に集光し、その後、発散(拡散)する。
【0005】
ところで、液晶パネルのさらなる高画質化を実現すべく、極めて高いコントラスト比が得られる液晶パネルの開発が望まれているが、前記マイクロレンズ基板900では、光は、集光した後、発散(拡散)していくので、十分なコントラスト比を得ることができない。
また、光が、一度、一点(焦点)に集光するので、その光エネルギー集中により、液晶パネルが部分的に変質(劣化)してしまうことがある。これにより、例えば、光の透過率が低下する等の問題が生じる。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−14205号公報(図1)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、光の集光による劣化を防止することができ、かつ、高いコントラスト比が得られるマイクロレンズ基板、かかるマイクロレンズ基板を備えた液晶パネル用対向基板、液晶パネル、および投射型表示装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記(1)〜(18)の本発明により達成される。
【0009】
(1) レンズ曲面を備えた第1の凹部が表面に複数設けられた第1基板と、レンズ曲面を備えた第2の凹部が表面に複数設けられた第2基板とが、前記第1の凹部と前記第2の凹部とが対向するように、樹脂層を介して接合され、前記第1基板と前記第2基板との間に、両凸レンズよりなるマイクロレンズが構成されているマイクロレンズ基板であって、
前記樹脂層は、光が入射される第1基板側に配され、前記第1基板よりも屈折率が高い第1樹脂層と、前記第2基板側に配され、前記第2基板よりも屈折率が低い第2樹脂層とを有することを特徴とするマイクロレンズ基板。
【0010】
(2) 前記第1基板と、前記第1樹脂層との屈折率の差は、0.07〜0.70である上記(1)に記載のマイクロレンズ基板。
【0011】
(3) 前記第2基板と、前記第2樹脂層との屈折率の差は、0.07〜0.70である上記(1)または(2)記載のマイクロレンズ基板。
【0012】
(4) レンズ曲面を備えた第1の凹部が表面に複数設けられた第1基板と、レンズ曲面を備えた第2の凹部が表面に複数設けられた第2基板とが、前記第1の凹部と前記第2の凹部とが対向するように、樹脂層を介して接合され、前記第1基板と前記第2基板との間に、両凸レンズよりなるマイクロレンズが構成されているマイクロレンズ基板であって、
前記樹脂層は、光が入射される第1基板側に配され、前記第1基板および前記第2基板よりも屈折率が高い第1樹脂層と、前記第2基板側に配され、前記第1基板および前記第2基板よりも屈折率が低い第2樹脂層とを有することを特徴とするマイクロレンズ基板。
【0013】
(5) 前記第1基板および前記第2基板と、前記第1樹脂層との屈折率の差は、それぞれ、0.07〜0.70である上記(4)に記載のマイクロレンズ基板。
【0014】
(6) 前記第1基板および前記第2基板と、前記第2樹脂層との屈折率の差は、それぞれ、0.07〜0.70である上記(4)または(5)に記載のマイクロレンズ基板。
【0015】
(7) 前記第1基板は、石英ガラス基板である上記(1)ないし(6)のいずれかに記載のマイクロレンズ基板。
【0016】
(8) 前記第2基板は、石英ガラス基板である上記(1)ないし(7)のいずれかに記載のマイクロレンズ基板。
【0017】
(9) 前記第1樹脂層と前記第2樹脂層との界面に、SiO膜が形成されている上記(1)ないし(8)のいずれかに記載のマイクロレンズ基板。
【0018】
(10) 前記SiO膜の厚みは、0.005〜50μmである上記(9)に記載のマイクロレンズ基板。
【0019】
(11) 上記(1)ないし(10)のいずれかに記載のマイクロレンズ基板を備えたことを特徴とする液晶パネル用対向基板。
【0020】
(12) 上記(1)ないし(10)のいずれかに記載のマイクロレンズ基板と、該マイクロレンズ基板上に設けられたブラックマトリックスと、該ブラックマトリックスを覆う導電膜とを有することを特徴とする液晶パネル用対向基板。
【0021】
(13) 上記(11)または(12)に記載の液晶パネル用対向基板を備えたことを特徴とする液晶パネル。
【0022】
(14) 画素電極を備えた液晶駆動基板と、該液晶駆動基板に接合された上記(11)または(12)に記載の液晶パネル用対向基板と、前記液晶駆動基板と前記液晶パネル用対向基板との空隙に封入された液晶とを有することを特徴とする液晶パネル。
【0023】
(15) 前記液晶駆動基板は、マトリックス状に配設された前記画素電極と、前記画素電極に接続された薄膜トランジスタとを有するTFT基板である上記(14)に記載の液晶パネル。
【0024】
(16) 上記(13)ないし(15)のいずれかに記載の液晶パネルを備えたことを特徴とする投射型表示装置。
【0025】
(17) 上記(13)ないし(15)のいずれかに記載の液晶パネルを備えたライトバルブを有し、該ライトバルブを少なくとも1個用いて光を変調し、画像を投射することを特徴とする投射型表示装置。
【0026】
(18) 画像を形成する赤色、緑色および青色に対応した3つのライトバルブと、光源と、該光源からの光を赤色、緑色および青色の光に分離し、前記各光を対応する前記ライトバルブに導く色分離光学系と、前記各画像を合成する色合成光学系と、前記合成された画像を投射する投射光学系とを有する投射型表示装置であって、
前記ライトバルブは、上記(13)ないし(15)のいずれかに記載の液晶パネルを備えたことを特徴とする投射型表示装置。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す好適実施形態に基づき詳細に説明する。
本発明のマイクロレンズ基板は、個別基板とウエハーの双方を含むものとする。
なお、以下の実施形態で示すマイクロレンズ基板は、液晶パネルの構成部材として用いられる場合を例に説明する。
【0028】
図1は、本発明のマイクロレンズ基板の実施形態を示す模式的な縦断面図である。
同図に示すように、本発明のマイクロレンズ基板1は、第1マイクロレンズ用凹部付き基板(第1基板)2と、第2マイクロレンズ用凹部付き基板(第2基板)8と、樹脂層9と、マイクロレンズ4と、スペーサー5とを有している。
【0029】
第1マイクロレンズ用凹部付き基板2は、第1ガラス基板(第1透明基板)29上に凹曲面(レンズ曲面)を有する複数(多数)の第1凹部(マイクロレンズ用凹部)31と第1アライメントマーク71とが形成された構成となっている。第2マイクロレンズ用凹部付き基板8は、第2ガラス基板(第2透明基板)89上に凹曲面(レンズ曲面)を有する複数(多数)の第2凹部(マイクロレンズ用凹部)32と第2アライメントマーク72とが形成された構成となっている。
【0030】
そして、マイクロレンズ基板1は、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2と第2マイクロレンズ用凹部付き基板8とが、第1凹部31と第2凹部32とが対向するように、樹脂層(接着剤層)9を介して接合された構成となっている。
マイクロレンズ基板1では、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2と第2マイクロレンズ用凹部付き基板8との間に、第1凹部31と第2凹部32との間に充填された樹脂で、両凸レンズよりなるマイクロレンズ4が構成されている。
【0031】
マイクロレンズ基板1は、2つの領域、有効レンズ領域99と非有効レンズ領域100とを有している。有効レンズ領域99とは、第1凹部31および第2凹部32内に充填される樹脂により形成されるマイクロレンズ4が、使用時にマイクロレンズとして有効に用いられる領域をいう。一方、非有効レンズ領域100とは、有効レンズ領域99以外の領域をいう。
【0032】
このようなマイクロレンズ基板1は、例えば、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2側から光Lを入射させ、第2マイクロレンズ用凹部付き基板8側から光Lを出射させて、使用される。
ここで、本発明のマイクロレンズ基板1では、図1および図2に示すように、前記樹脂層9は、屈折率の異なる2つの樹脂層、すなわち、屈折率が高い第1樹脂層(高屈折率樹脂層)91と、屈折率が低い第2樹脂層(低屈折率樹脂層)92とで構成されている。
【0033】
この場合、光Lが入射される第1マイクロレンズ用凹部付き基板2側が、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2(第1ガラス基板29)および第2マイクロレンズ用凹部付き基板8(第2ガラス基板89)よりも屈折率が高い第1樹脂層(高屈折率樹脂層)91とされ、第2マイクロレンズ用凹部付き基板8側が、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2(第1ガラス基板29)および第2マイクロレンズ用凹部付き基板8(第2ガラス基板89)よりも屈折率が低い第2樹脂層(低屈折率樹脂層)92とされている。
【0034】
第1凹部31を覆っている前記第1樹脂層91は、第1ガラス基板29および第2ガラス基板89を構成する構成材料の屈折率よりも高い屈折率の樹脂(接着剤)で構成することができる。例えば、第1樹脂層91は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリルエポキシ系樹脂等の紫外線硬化型樹脂などで好適に構成することができる。
また、第2凹部32を覆っている前記第2樹脂層92は、第1ガラス基板29および第2ガラス基板89を構成する構成材料の屈折率よりも低い屈折率の樹脂(接着剤)で構成することができる。例えば、第2樹脂層92は、フッ素系アクリル樹脂、エポキシ系樹脂、アクリルエポキシ系樹脂等の紫外線硬化型樹脂などで好適に構成することができる。
【0035】
樹脂層9をこれら第1樹脂層91および第2樹脂層92で構成することにより、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2側から入射した光Lを、そのマイクロレンズ4の作用(屈折率の差)で、所定の大きさ(径)に集光(集束)し、かつ平行光(平行光束)とすることができる。
すなわち、図1に示すように、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2側から入射した光Lは、マイクロレンズ4の第1樹脂層91側において集光し、マイクロレンズ4の第2樹脂層92側において広がって平行光となり、第2マイクロレンズ用凹部付き基板8側から出射する。
【0036】
したがって、このマイクロレンズ基板1を例えば後述する液晶パネル等に用いる場合、図2に示すように、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2側から入射した光Lは、所定の大きさに集光し、第2マイクロレンズ用凹部付き基板8側から出射し、当該第2マイクロレンズ用凹部付き基板8上に配されたブラックマトリクス11の開口を通過(透過)する。このため、光の透過率は、非常に高い。
【0037】
しかも、第2マイクロレンズ用凹部付き基板8側から出射する光Lは、平行光となって出射されるので、高いコントラスト比を得ることができる。
また、光を一点(焦点)に集光させない(所定の大きさまでしか集光させない)ので、光エネルギー集中によるマイクロレンズ基板1やその近傍の部位(液晶パネルの所定部分)の部分的な劣化や変質がなく、ダメージを与えない。その結果、このマイクロレンズ基板1やマイクロレンズ基板1を備えた液晶パネル等は、耐久性に優れ、長期に亘って優れた特性を維持することができる。
【0038】
ここで、例えば、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2および第2マイクロレンズ用凹部付き基板8と第1樹脂層91との屈折率の差、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2および第2マイクロレンズ用凹部付き基板8と第2樹脂層92との屈折率の差、第1樹脂層91と第2樹脂層92との屈折率の差、第1樹脂層91および第2樹脂層92の厚み等の諸条件は、特に限定されず、例えば、ブラックマトリクス11の開口の大きさ等に応じて適宜選定、組み合わせることができる。
【0039】
この場合、マイクロレンズ基板1の効果をより高めることができること等から、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2および第2マイクロレンズ用凹部付き基板8と第1樹脂層91との屈折率の差、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2および第2マイクロレンズ用凹部付き基板8と第2樹脂層92との屈折率の差、第1樹脂層91と第2樹脂層92との屈折率の差は、それぞれ、下記のように設定するのが好ましい。
すなわち、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2および第2マイクロレンズ用凹部付き基板8と、第1樹脂層91との屈折率の差は、それぞれ、0.07〜0.70程度であるのが好ましく、0.1〜0.2程度であるのがより好ましい。
【0040】
また、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2および第2マイクロレンズ用凹部付き基板8と、第2樹脂層92との屈折率の差は、それぞれ、0.07〜0.70程度であるのが好ましく、0.1〜0.2程度であるのがより好ましい。
また、第1樹脂層91と、第2樹脂層92との屈折率の差は、0.07〜0.70程度であるのが好ましく、0.1〜0.2程度であるのがより好ましい。
【0041】
また、本発明のマイクロレンズ基板1では、図3に示すように、第1樹脂層91と第2樹脂層92との界面に、SiO膜93を形成してもよい。これにより、第1樹脂層91と第2樹脂層92との接着性が向上する。
SiO膜93の厚みは、0.005〜50μm程度であるのが好ましく、1〜5μm程度であるのがより好ましい。
SiO膜93の厚みが前記下限値よりも薄いと、第1樹脂層91と第2樹脂層92との接着性が不十分になる場合があり、また、SiO膜93の厚みが前記上限値よりも厚くても、接着性の向上は望めず、その分、マイクロレンズ基板1の厚みが無意味に厚くなり、透過率が低下してしまう。
【0042】
また、マイクロレンズ基板1では、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2の厚さT1が、第2マイクロレンズ用凹部付き基板8の厚さT2よりも厚いものとなっている。
また、マイクロレンズ基板1では、マイクロレンズ4の入射側のレンズ曲面の曲率半径R1は、出射側のレンズ曲面の曲率半径R2よりも大きなものとなっている。すなわち、マイクロレンズ基板1では、第1凹部31の曲率半径は、第2凹部32の曲率半径よりも大きなものとなっている。
さらには、マイクロレンズ基板1では、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2と第2マイクロレンズ用凹部付き基板8の互いに対向する端面間の距離(マイクロレンズ4が形成されていない部分の樹脂層9の厚さ)が、マイクロレンズ4のコバ厚とほぼ一致・対応している。
【0043】
このマイクロレンズ基板1のように、マイクロレンズ4を両凸レンズで構成すると、マイクロレンズ4の収差(特に球面収差)が低減する。このため、マイクロレンズ4の中心部近傍はもちろんのこと、マイクロレンズ4の縁部近傍に入射した入射光Lも、マイクロレンズ4で好適に集光されるようになる。つまり、マイクロレンズ4の光利用効率は、高い。したがって、マイクロレンズ基板1は、高い輝度を有する出射光Lを出射することができる。
【0044】
例えば、レンズパワーを高めるために、凸形状のマイクロレンズが設けられた基板を2枚、凸部と凸部とが互いに対向するように接合することにより、半球状の平凸レンズ2個で構成されたレンズ系を基板に設けることが考えられる。しかし、このようなレンズ系では、マイクロレンズの収差を十分に改善することができない。これに対して、マイクロレンズ基板1のように、マイクロレンズ4を両凸レンズで構成すると、マイクロレンズ4の収差を好適に低減できる。
【0045】
特に、図1に示すマイクロレンズ基板1のように、マイクロレンズ4の入射側のレンズ曲面の曲率半径R1が出射側のレンズ曲面の曲率半径R2よりも大きいと、マイクロレンズ4の収差(特に球面収差)が極めて小さなものとなる。したがって、図1に示すマイクロレンズ4では、マイクロレンズ4の光軸から大幅にずれた方向に、出射光が出射することが極めて好適に防止される。ゆえに、マイクロレンズ4の光利用効率は、非常に高い。このため、マイクロレンズ基板1は、極めて高い輝度を有する出射光Lを、出射することができる。
【0046】
しかも、マイクロレンズ4の収差が低減されると、マイクロレンズ4の光軸から大幅にずれた方向に出射光が出射することが好適に防止されるようになる。このため、マイクロレンズ基板1を液晶パネルに用いると、マイクロレンズ4を通過した出射光が隣接する画素内に入射することが、好適に防止されるようになる。すなわち、画素間でクロストークが防止されるようになる。したがって、このマイクロレンズ基板1を備えた液晶パネルを用いて画像を形成すると、黒色の輝度が極めて低いものとなる。
特に、前述したように、樹脂層9が第1樹脂層(高屈折率樹脂層)91と第2樹脂層(低屈折率樹脂層)92とで構成されており、これにより、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2側から入射された光Lを、第2マイクロレンズ用凹部付き基板8側から平行光として出射させることができる。
【0047】
このマイクロレンズ基板1はこのような利点を有しているので、マイクロレンズ基板1を備えた液晶パネルを用いて画像を形成すると、黒色はより暗く、白色はより明るくなる。したがって、マイクロレンズ基板1を備えた液晶パネルでは、高いコントラスト比が得られ、より美しい画像を形成することが可能となる。さらには、図1に示すマイクロレンズ基板1のように、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2と第2マイクロレンズ用凹部付き基板8との間に設けられた樹脂がマイクロレンズ4を構成していると、すなわち、第1凹部31と第2凹部32とが対向するように、樹脂層9を介して第1マイクロレンズ用凹部付き基板2と第2マイクロレンズ用凹部付き基板8とが接合されていると、入射側の基板すなわち第1マイクロレンズ用凹部付き基板2の厚さを薄くする必要がなくなる。このため、マイクロレンズ基板1の強度が向上する。
【0048】
また、図1に示すマイクロレンズ基板1のように、第1凹部31および第2凹部32内に樹脂が充填されていると、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2および第2マイクロレンズ用凹部付き基板8と、樹脂層9との接触面積が増大する。このため、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2と第2マイクロレンズ用凹部付き基板8との接合強度が増大する(アンカー効果)。
【0049】
また、図1に示すマイクロレンズ基板1のように、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2と第2マイクロレンズ用凹部付き基板8の互いに対向する端面間の距離がマイクロレンズ4のコバ厚とほぼ一致・対応していると、所望の光学特性が得られるようにマイクロレンズ基板1を設計することが、容易となる。
以上述べた効果に加えて、図1に示す構成のマイクロレンズ基板1は、比較的安価に製造できるという利点を有している。
【0050】
前述した効果をより有効に得る観点からは、マイクロレンズ基板1は、以下の条件を満足することが好ましい。
マイクロレンズ4の最大厚さTmは、10〜120μm程度であることが好ましく、15〜60μm程度であることがより好ましい。これにより、マイクロレンズ4は、光をより好適に集光できるようになる。
【0051】
マイクロレンズ基板1では、第2マイクロレンズ用凹部付き基板2と第2マイクロレンズ用凹部付き基板8の互いに対向する端面間の距離、すなわちマイクロレンズ4のコバ厚は、0.1〜100μm程度であることが好ましく、1〜20μm程度であることがより好ましい。これにより、マイクロレンズ基板1は、上述した効果をより効果的に得られるようになる。
【0052】
マイクロレンズ基板1が液晶パネル等に用いられる場合、マイクロレンズ4の入射側のレンズ曲面の曲率半径R1、すなわち、第1凹部31の曲率半径は、5〜50μm程度であることが好ましい。また、マイクロレンズ4の出射側のレンズ曲面の曲率半径R2、すなわち、第2凹部32の曲率半径は、3〜30μm程度であることが好ましい。これにより、液晶パネルでは、より高いコントラスト比が得られるようになる。また、液晶パネルの設計が容易となる。
【0053】
また、マイクロレンズ基板1では、マイクロレンズ4の入射側のレンズ曲面の曲率半径R1とマイクロレンズ4の出射側のレンズ曲面の曲率半径R2との関係が、1<R1/R2≦3.3なる関係を満足することが好ましく、1.1≦R1/R2≦2.2なる関係を満足することがより好ましい。これにより、マイクロレンズ4は、より好適に収差を低減できるようになる。
【0054】
第1マイクロレンズ用凹部付き基板2の厚さT1は、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2を構成する材料、屈折率等の種々の条件により異なるが、0.3〜5mm程度とすることが好ましく、0.5〜2mm程度とすることがより好ましい。これにより、マイクロレンズ基板1でコンパクト性と強度とを両立させることが容易となる。
【0055】
第2マイクロレンズ用凹部付き基板8の厚さT2は、マイクロレンズ基板1が液晶パネル等に用いられる場合、5〜1000μm程度とすることが好ましく、10〜150μm程度とすることがより好ましい。また、第2マイクロレンズ用凹部付き基板8の厚さT2は、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2の厚さT1の1/1000〜1/2程度であることが好ましく、1/200〜1/5程度であることがより好ましい。これにより、マイクロレンズ基板1は、高い強度を確保することができる。
【0056】
このようなマイクロレンズ基板1が液晶パネルに用いられ、かかる液晶パネルが第1ガラス基板29以外にガラス基板(例えば後述するガラス基板171等)を有する場合には、第1ガラス基板29の熱膨張係数は、かかる液晶パネルが有する他のガラス基板の熱膨張係数とほぼ等しいもの(例えば両者の熱膨張係数の比が1/10〜10程度)であることが好ましい。これにより、得られる液晶パネルでは、温度が変化したときに二者の熱膨張係数が違うことにより生じるそり、たわみ、剥離等が防止される。
かかる観点からは、第1ガラス基板29と、液晶パネルが有する他のガラス基板とは、同種類の材質で構成されていることが好ましい。これにより、温度変化時の熱膨張係数の相違によるそり、たわみ、剥離等が効果的に防止される。
【0057】
特に、マイクロレンズ基板1を高温ポリシリコンのTFT液晶パネルに用いる場合には、第1ガラス基板29は、石英ガラスで構成されていることが好ましい。TFT液晶パネルは、液晶駆動基板としてTFT基板を有している。かかるTFT基板には、製造時の環境により特性が変化しにくい石英ガラスが好ましく用いられる。このため、これに対応させて、第1ガラス基板29を石英ガラスで構成することにより、そり、たわみ等の生じにくい、安定性に優れたTFT液晶パネルを得ることができる。
【0058】
このようなマイクロレンズ基板1では、第2ガラス基板89の熱膨張係数は、第1ガラス基板29の熱膨張係数とほぼ等しいもの(例えば両者の熱膨張係数の比が1/10〜10程度)とすることが好ましい。これにより、第1ガラス基板29と第2ガラス基板89の熱膨張係数の相違により生じるそり、たわみ、剥離等が防止される。特に、マイクロレンズ基板1では、第1ガラス基板29と第2ガラス基板89とを同種類の材料で構成することが好ましい。これにより、かかる効果がより効果的に得られるようになる。
【0059】
また、このようなマイクロレンズ基板1では、マイクロレンズ4が設けられた領域の外側、すなわち非有効レンズ領域100内に、第2樹脂層92および樹脂層9の厚みを規定するスペーサー5が設けられている。かかるスペーサー5は、例えば球状粒子よりなる。
マイクロレンズ基板1にスペーサー5を設置することにより、第2樹脂層92および樹脂層9の厚さを所定の厚さに設定することが容易となる。しかも、第2樹脂層92および樹脂層9の厚みムラを抑制することができるようになる。特に、図1に示すように、スペーサー5を非有効レンズ領域100内に設置すると、スペーサー5がマイクロレンズ4の光学特性に悪影響を与えにくくなる。
【0060】
第1マイクロレンズ用凹部付き基板2上には、マイクロレンズ4(第1凹部31)が設けられた領域の外側、すなわち非有効レンズ領域100内に、位置合わせの指標となる第1アライメントマーク71が設けられている。さらには、第2マイクロレンズ用凹部付き基板8上には、マイクロレンズ4(第2凹部32)が設けられた領域の外側、すなわち非有効レンズ領域100内に、位置合わせの指標となる第2アライメントマーク72が設けられている。
マイクロレンズ基板1に第1アライメントマーク71および第2アライメントマーク72を設けると、第1凹部31と第2凹部32との位置合わせが容易となる。
【0061】
なお、図1に示すマイクロレンズ基板1では、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2の厚さT1を第2マイクロレンズ用凹部付き基板8の厚さT2よりも厚くしたが、両者の厚さは同じにしてもよい。また、図1に示すマイクロレンズ基板1では、マイクロレンズ4の入射側のレンズ曲面の曲率半径R1を出射側のレンズ曲面の曲率半径R2よりも大きくしたが、両者の曲率半径は同じにしてもよい。また、曲率半径R2を曲率半径R1よりも大きくしてもよい。さらには、マイクロレンズ4のコバ厚は、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2と第2マイクロレンズ用凹部付き基板8の互いに対向する端面間の距離と一致・対応していなくてもよい。
本実施形態のマイクロレンズ基板1では、第2樹脂層92にのみスペーサーを設置したが、第1樹脂層91にもスペーサーを設置してもよいし、また、スペーサーは、設置しなくてもよい。また、マイクロレンズ基板にアライメントマークを設置しなくてもよい。
【0062】
前述したマイクロレンズ基板1は、例えば以下のようにして製造することができる。以下、図4〜8を参照しつつ、マイクロレンズ基板1の製造方法を説明する。
マイクロレンズ基板1を製造する際には、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2および第2マイクロレンズ用凹部付き基板8を、まず用意する必要がある。かかる第1マイクロレンズ用凹部付き基板2および第2マイクロレンズ用凹部付き基板8は、例えば、以下のようにして製造、用意することができる。なお、第2マイクロレンズ用凹部付き基板8は、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2と同様に製造することができるので、以下、代表として、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2の製造方法を説明する。
【0063】
以下に示す第1マイクロレンズ用凹部付き基板2の製造方法では、第1ガラス基板29上にマスク層6を用いて第1凹部31を形成するとともに、かかるマスク層6の一部を利用して第1アライメントマーク71を形成する。
まず、母材として、例えば未加工の第1ガラス基板29を用意する。この第1ガラス基板29には、厚さが均一で、たわみや傷のないものが好適に用いられる。
【0064】
<1> まず、第1ガラス基板29の表面に、図4(a)に示すように、マスク層6を形成する。また、これとともに、第1ガラス基板29の裏面(マスク層6を形成する面と反対側の面)に裏面保護層69を形成する。
このマスク層6は、後述する工程<4>におけるエッチング操作で耐性を有するものが好ましい。
【0065】
かかる観点からは、マスク層6を構成する材料としては、例えば、Au/Cr、Au/Ti、Pt/Cr、Pt/Ti等の金属、多結晶シリコン(ポリシリコン)、アモルファスシリコン等のシリコン、窒化シリコンなどが挙げられる。マスク層6にシリコンを用いると、マスク層6と第1ガラス基板29との密着性が向上する。マスク層6に金属を用いると、形成される第1アライメントマーク71の視認性が向上する。
【0066】
マスク層6の厚さは、特に限定されないが、0.01〜10μm程度とすることが好ましく、0.2〜1μm程度とすることがより好ましい。マスク層6が薄すぎると、第1ガラス基板29を十分に保護できない場合があり、マスク層6が厚すぎると、マスク層6の内部応力によりマスク層6が剥がれ易くなる場合がある。
マスク層6は、例えば、化学気相成膜法(CVD法)、スパッタリング法、蒸着法等の気相成膜法、メッキなどにより形成することができる。
【0067】
第1ガラス基板29の裏面に形成する裏面保護層69は、次工程以降で第1ガラス基板29の裏面を保護するためのものである。この裏面保護層69により、第1ガラス基板29の裏面の侵食、劣化等が好適に防止される。この裏面保護層69は、例えば、マスク層6と同様の材料で構成されている。このため、裏面保護層69は、マスク層6の形成と同時に、マスク層6と同様に設けることができる。
【0068】
<2> 次に、図4(b)に示すように、マスク層6に、開口61および第2開口62を形成する。
開口61は、例えば、第1凹部31を形成する位置に設ける。また、開口61の形状(平面形状)は、形成する第1凹部31の形状(平面形状)に対応していることが好ましい。
第2開口62は、第1アライメントマーク71を形成する位置に設ける。第2開口62の形状は、例えば、第1アライメントマーク71の形状の一部分に対応している。
【0069】
これら開口61および第2開口62は、例えばフォトリソグラフィー法により形成することができる。具体的には、まず、マスク層6上に、開口61および第2開口62に対応したパターンを有するレジスト層(図示せず)を形成する。次に、かかるレジスト層をマスクとして、マスク層6の一部を除去する。次に、前記レジスト層を除去する。これにより、開口61および第2開口62が形成される。なお、マスク層6の一部除去は、例えば、CFガス、塩素系ガス等によるドライエッチング、フッ酸+硝酸水溶液、アルカリ水溶液等の剥離液への浸漬(ウェットエッチング)などにより行うことができる。
【0070】
<3> 次に、図4(c)に示すように、マスク層6上に、保護層75を形成する。
この保護層75は、第1アライメントマーク71を形成する位置に設ける。また、保護層75の形状は、第1アライメントマーク71の形状に対応している。この保護層75は、後述する工程<4>におけるエッチング、および、後述する工程<5>におけるマスク層6の除去に、耐性を有することが好ましい。これにより、第1アライメントマーク71の形状を所定の形状に正確に形作ることができるようになる。
かかる観点からは、保護層75は、例えば、Au/Cr、Au/Ti、Pt/Cr、Pt/Ti、SiC等の金属、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコン、窒化シリコン等のケイ素化合物、ネガ型レジスト等のレジストなどで構成されていることが好ましい。
【0071】
この保護層75は、マスク層6の構成材料と異なる種類の材料で構成することが好ましい。したがって、例えばマスク層6をシリコンで構成した場合、保護層75は、金属等で構成することが好ましい。また、例えばマスク層6を金属で構成した場合、保護層75は、シリコン等で構成することが好ましい。これにより、後述する工程<5>でマスク層6を除去する際に、保護層75が食刻されることを、好適に防止できる。
【0072】
保護層75は、例えば、蒸着(マスク蒸着)、スパッタリング(マスクスパッタリング)等の気相成膜法などにより形成することができる。また、かかる方法にフォトリソグラフィー法を組み合わせてもよい。例えば、第1ガラス基板29全体に、マスク層6を覆うように保護層75の構成材料を成膜し、次いで、かかる膜上に、第1アライメントマーク71の位置・形状に対応したレジストをパターニングし、次いで、エッチング等を施すことにより、第1アライメントマーク71を形成することができる。
【0073】
<4> 次に、図5(d)に示すように、第1ガラス基板29上に第1凹部31を形成する。
第1凹部31の形成方法としては、ドライエッチング法、ウェットエッチング法等のエッチング法などが挙げられる。例えばエッチングを行うことにより、第1ガラス基板29は、開口61より等方的に食刻され、レンズ形状を有する第1凹部31が形成される。
【0074】
特に、ウェットエッチング法によると、より理想的なレンズ形状に近い第1凹部31を形成することができる。なお、ウェットエッチングを行う際のエッチング液としては、例えばフッ酸系エッチング液などが好適に用いられる。このとき、エッチング液にグリセリン等のアルコール(特に多価アルコール)を添加すると、第1凹部31の表面が極めて滑らかなものとなる。
【0075】
<5> 次に、図5(e)に示すように、マスク層6を除去する。また、この際、マスク層6の除去とともに裏面保護層69も除去する。
これは、例えば、アルカリ水溶液(例えばテトラメチル水酸化アンモニウム水溶液等)、塩酸+硝酸水溶液、フッ酸+硝酸水溶液等の剥離液(除去液)への浸漬(ウェットエッチング)、CFガス、塩素系ガス等によるドライエッチングなどにより行うことができる。
【0076】
特に、第1ガラス基板29を除去液に浸漬することによりマスク層6および裏面保護層69を除去すると、簡易な操作で、効率よく、マスク層6および裏面保護層69を除去できる。
このとき、保護層75が形成された部分では、保護層75がマスク層6を保護しているので、マスク層6は除去されず、ガラス基板5上に残存する。
【0077】
<6> 次に、保護層75を除去する。これは、例えば、塩酸と硝酸の混合液、アルカリ水溶液等を剥離液としたウェットエッチングなどにより行うことができる。
これにより、図5(f)に示すように、マスク層6のうち保護層75で保護された部分が、第1アライメントマーク71として露出する。
以上により、図5(f)に示すように、第1ガラス基板29上に、多数の第1凹部31と第1アライメントマーク71とが所定の位置に形成された第1マイクロレンズ用凹部付き基板2が得られる。
【0078】
このように、マスク層6の一部を残存させることにより第1アライメントマーク71を形成すると、第1凹部31を形成するに際して、第1アライメントマーク71をも形成することができる。したがって、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2を製造する際の工程数を簡略化することができる。
なお、第1凹部31を形成する工程と関係しない別途の工程で、第1アライメントマーク71を形成してもよい。
【0079】
第2ガラス基板89の表面に第2凹部32と第2アライメントマーク72とが形成された第2マイクロレンズ用凹部付き基板8は、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2と同様にして、製造、用意することができる。
第2マイクロレンズ用凹部付き基板8を製造するとき、工程<2>で形成する開口61の面積、または、工程<4>のエッチング条件(例えばエッチング時間、エッチング温度、エッチング液の組成等)のうちの少なくとも1つを、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2を製造する際の条件と異なるものとすることが好ましい。このように、第2マイクロレンズ用凹部付き基板8の製造条件を第1マイクロレンズ用凹部付き基板2の製造条件と一部異なるものとすると、第1凹部31の曲率半径と第2凹部32の曲率半径とを異なるものとすることが容易となる。
このような第1マイクロレンズ用凹部付き基板2および第2マイクロレンズ用凹部付き基板8を用い、例えば以下のようにして、マイクロレンズ基板1を製造することができる。
【0080】
<7> まず図6(a)に示すように、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2上に、所定の屈折率(第1ガラス基板29および第2ガラス基板89の屈折率より高い屈折率)を有する未硬化の樹脂94を供給し、第1凹部31内に樹脂94を充填する。
【0081】
<8> 次に、図6(b)に示すように、かかる樹脂94に透明基板型28を接合し、押圧・密着させる。なお、樹脂94と直接接触する型面には、例えば、離型剤などが塗布されていてもよい。
【0082】
<9> 次に、前記樹脂94を硬化させる。この硬化方法は、樹脂の種類によって適宜選択され、例えば、紫外線照射、加熱、電子線照射などが挙げられる。
これにより、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2上に第1樹脂層91が形成される。
【0083】
<10> 次に、図6(c)に示すように、透明基板型28を第1樹脂層91から取り外す。これにより、マイクロレンズ用凹部付き基板2上に第1樹脂層(高屈折率樹脂層)91が形成された第1マイクロレンズ基板体2Aが得られる。
なお、マイクロレンズ用凹部付き基板2上に未硬化の樹脂を供給する際に、樹脂中にスペーサーを含有させてもよい。これにより、第1樹脂層91の厚さが高い精度で規定され、また、第1樹脂層91および樹脂層9の厚みムラが好適に抑制されるようになる。
【0084】
<11> 次に、図7に示すように、第2マイクロレンズ用凹部付き基板8の第2凹部32が形成された面に、少なくとも有効レンズ領域99を覆うように、所定の屈折率(第1ガラス基板29および第2ガラス基板89の屈折率より低い屈折率)を有する未硬化の樹脂95を供給し、第2凹部32内に樹脂95を充填する。また、この際、第2マイクロレンズ用凹部付き基板8上にスペーサー5を含む未硬化の樹脂96を供給する。かかる樹脂96は、例えばスペーサー5を設置する部位に供給する。
【0085】
樹脂96は、スペーサー5を1〜50重量%程度含有することが好ましく、5〜40重量%程度含有することがより好ましい。スペーサー5の含有量をこの範囲内とすると、樹脂の接着性が低下するのを抑制しつつ、第2樹脂層92および樹脂層9の厚みを高い精度で規定することができるようになる。
樹脂95と樹脂96とは、同種類の材料で構成することが好ましい。これにより、製造されるマイクロレンズ基板1で、樹脂95と樹脂96との熱膨張係数が相違することにより、そり、たわみ等が生じることが好適に防止される。
【0086】
樹脂96を第2マイクロレンズ用凹部付き基板8上に供給する際、スペーサー5は、樹脂96中に分散していることが好ましい。スペーサー5が樹脂96中に分散していると、スペーサー5を均一に配設することが容易となる。これにより、形成される第2樹脂層92および樹脂層9の厚みムラがより好適に抑制されるようになる。
【0087】
本実施形態のスペーサー5のように、スペーサーが粒子状であると、樹脂と基板との密着性が低下することを、好適に防止できる。しかも、スペーサーが粒子状であると、スペーサー5を樹脂96中に分散させることが容易となる。
また、スペーサー5のようにスペーサーが球状粒子であると、スペーサーが互いに重なることが好適に防止される。このため、第2樹脂層92および樹脂層9の厚み規定精度をさらに高めることができる。しかも、第2樹脂層92および樹脂層9の厚みムラも極めて好適に防止できる。
【0088】
スペーサー5の平均粒径は、例えば、第2樹脂層92の厚みとほぼ同じものとすることができる。スペーサー5の粒径分布の標準偏差は、スペーサー5の平均粒径の20%以内であることが好ましく、5%以内であることがより好ましい。これにより、第2樹脂層92および樹脂層9の厚みムラがさらに好適に抑制されるようになる。
【0089】
また、スペーサー5の密度をρ1(g/cm)、第2樹脂層92を構成する樹脂の密度(例えば硬化後の密度)をρ2(g/cm)としたとき、ρ1/ρ2は、0.6〜1.4程度であることが好ましく、0.8〜1.2程度であることがより好ましい。これにより、スペーサー5を樹脂96中に、より均一に分散させることが可能となる。このため、第2樹脂層92および樹脂層9の厚みムラがさらに好適に抑制されるようになる。
本実施形態のマイクロレンズ基板1では、スペーサー5を球状粒子としたが、スペーサーは、球状の粒子としなくてもよい。例えば、スペーサーの粒子形状を、針状、棒状、卵型、長円状等としてもよい。さらには、スペーサーは、粒子状でなくてもよい。例えば、スペーサーは、シート状、繊維状等であってもよい。
【0090】
<12> 次に、図7に示すように、樹脂95および樹脂96上に、第1樹脂層91が形成された第1マイクロレンズ基板体(相手体)2Aを設置する。
このとき、第1凹部31と第2凹部32とが対向するように、第1マイクロレンズ基板体2Aを、樹脂上に設置する。また、このとき、第1マイクロレンズ基板体2Aがスペーサー5に当接するように、第1マイクロレンズ基板体2Aを樹脂上に設置する。
これにより、第1マイクロレンズ基板体2Aおよび第2マイクロレンズ用凹部付き基板8の互いに対向する端面間の距離は、スペーサー5で規定される。したがって、マイクロレンズ4のコバ厚および最大厚さが、高い精度で規定される。
【0091】
<13> 次に、第1アライメントマーク71と第2アライメントマーク72とを用いて、第1凹部31と第2凹部32との位置合わせを行う。
これにより、第2凹部32を第1凹部31に対応した位置に正確に位置させることができるようになる。このため、形成されるマイクロレンズ4の形状、光学特性が、より設計値に近いものとなる。
【0092】
例えば、第1アライメントマーク71と第2アライメントマーク72の平面上の位置が重なるように、あるいは、第1アライメントマーク71と第2アライメントマーク72との距離が一定距離となるように、第1マイクロレンズ基板体2Aを第2マイクロレンズ用凹部付き基板8に対して相対的に移動させることにより、位置合わせを行うことができる。
【0093】
本実施形態のようにスペーサー5が球状粒子で構成されていると、位置合わせの際に、スペーサー5が、ころのような働きをする。このため、位置合わせをする際に、第2マイクロレンズ用凹部付き基板8と平行な方向に、第1マイクロレンズ基板体2Aを動かすことが容易となる。つまり、スペーサー5が球状粒子で構成されていると、第1マイクロレンズ基板体2Aを動かすことが容易となり、容易に位置合わせができる。
【0094】
<14> 次に、樹脂95および樹脂96を硬化させて第2樹脂層(低屈折率樹脂層)92を形成する。この硬化方法は、樹脂の種類によって適宜選択され、例えば、紫外線照射、加熱、電子線照射などが挙げられる。
これにより、第2マイクロレンズ用凹部付き基板8が第2樹脂層92を介して第1マイクロレンズ基板体2Aに接合される。また、第2樹脂層(低屈折率樹脂層)92と第1樹脂層(高屈折率樹脂層)91とが接合されて樹脂層9が形成される。樹脂層9を構成する樹脂のうち、第1凹部31と第2凹部32との間に充填された樹脂により、マイクロレンズ4が形成される。
【0095】
<15> その後、必要に応じて、図8に示すように、研削、研磨等を行ない、第2マイクロレンズ用凹部付き基板8の厚さを調整してもよい。
これにより、図1に示すようなマイクロレンズ基板1を得ることができる。
このようにマイクロレンズ基板1を製造すると、比較的少ない工程数でマイクロレンズ基板を製造することができる。
【0096】
なお、工程<10>の後に、図6(d)に示すように、第1マイクロレンズ基板体2Aの第1樹脂層91上に、SiO膜93を形成してもよい。これにより、工程<14>において、図2に示すように第1マイクロレンズ基板体2Aと第2マイクロレンズ用凹部付き基板8とを、第2樹脂層92を介して接合する際に、第1樹脂層91と第2樹脂層92との接着性が向上する。
【0097】
このようなSiO膜93は、例えば、スパッタリング法、CVD法、蒸着法等の気相成膜法などにより形成することができる。気相成膜法によると、緻密で樹脂層との密着性が高く、しかも薄いSiO膜93を形成することができる。気相成膜法の中でも、スパッタリング法が、SiO膜93の厚みムラ、バラツキを非常に小さくでき、また、SiO膜93と樹脂層91、92との間の密着力を非常に高くでき、しかも、組成調整、応力調整が容易なことから、より好ましい。
【0098】
本発明のマイクロレンズ基板1は、以下に述べる液晶パネル用対向基板および液晶パネル以外にも、例えば、CCD、光通信素子等の各種電気光学装置、その他の装置などに用いることができることは言うまでもない。
マイクロレンズ基板1の第2マイクロレンズ用凹部付き基板8上に、例えば、開口111を有するブラックマトリックス11を形成し、次いで、かかるブラックマトリックス11を覆うように透明導電膜(導電膜)12を形成することにより、液晶パネル用対向基板10を製造することができる(図9参照)。
ブラックマトリックス11は、遮光機能を有しており、例えば、Cr、Al、Al合金、Ni、Zn、Ti等の金属、カーボンやチタン等を分散した樹脂などで構成されている。
透明導電膜12は、導電性を有しており、例えば、インジウムティンオキサイド(ITO)、インジウムオキサイド(IO)、酸化スズ(SnO)などで構成されている。
【0099】
ブラックマトリックス11は、例えば、第2マイクロレンズ用凹部付き基板8上に気相成膜法(例えば蒸着、スパッタリング等)によりブラックマトリックス11となる薄膜を成膜し、次いで、かかる薄膜上に開口111のパターンを有するレジスト膜を形成し、次いで、ウエットエッチングを行い前記薄膜に開口111を形成し、次いで、前記レジスト膜を除去することにより設けることができる。
【0100】
開口111を形成する際には、第1アライメントマーク71または第2アライメントマーク72を用いて、マイクロレンズ4と開口111との位置合わせを行ってもよい。
また、透明導電膜12は、例えば、蒸着、スパッタリング等の気相成膜法により設けることができる。
このように、マイクロレンズ基板1上に、ブラックマトリックス11、透明導電膜12を形成することにより液晶パネル用対向基板10を得ることができる。
なお、ブラックマトリックス11は、設けなくてもよい。
【0101】
以下、このような液晶パネル用対向基板10を用いた液晶パネル(電気光学装置)について、図9に基づいて説明する。
図9に示すように、本発明の液晶パネル(TFT液晶パネル)16は、TFT基板(液晶駆動基板)17と、TFT基板17に接合された液晶パネル用対向基板10と、TFT基板17と液晶パネル用対向基板10との距離を規定する第2スペーサー19と、TFT基板17と液晶パネル用対向基板10との空隙に封入された液晶よりなる液晶層18とを有している。
【0102】
液晶パネル用対向基板10は、マイクロレンズ基板1と、かかるマイクロレンズ基板1の第2マイクロレンズ用凹部付き基板8上に設けられ、開口111が形成されたブラックマトリックス11と、第2マイクロレンズ用凹部付き基板8上にブラックマトリックス11を覆うように設けられた透明導電膜(共通電極)12とを有している。
【0103】
TFT基板17は、液晶層18の液晶を駆動する基板であり、ガラス基板171と、かかるガラス基板171上に設けられ、マトリックス状(行列状)に配設された複数(多数)の画素電極172と、各画素電極172に対応する複数(多数)の薄膜トランジスタ(TFT)173とを有している。なお、図では、シール材、配向膜、配線などの記載は省略した。
【0104】
この液晶パネル16では、液晶パネル用対向基板10の透明導電膜12と、TFT基板17の画素電極172とが対向するように、TFT基板17と液晶パネル用対向基板10とが、第2スペーサー19を介して、一定距離離間して接合されている。なお、TFT基板17および液晶パネル用対向基板10の互いに対向する面は、それぞれ第2スペーサー19に当接している。
ガラス基板171は、前述したような理由から、石英ガラスで構成されていることが好ましい。
【0105】
画素電極172は、透明導電膜(共通電極)12との間で充放電を行うことにより、液晶層18の液晶を駆動する。この画素電極172は、例えば、前述した透明導電膜12と同様の材料で構成されている。
薄膜トランジスタ173は、近傍の対応する画素電極172に接続されている。また、薄膜トランジスタ173は、図示しない制御回路に接続され、画素電極172へ供給する電流を制御する。これにより、画素電極172の充放電が制御される。
【0106】
液晶層18は液晶分子(図示せず)を含有しており、画素電極172の充放電に対応して、かかる液晶分子、すなわち液晶の配向が変化する。
このような液晶パネル16では、マイクロレンズ基板1が有するスペーサー5は、第2スペーサー19と異なる物性(例えば、弾性率、硬度、ポアソン比、比重等のうちの少なくとも1つ)を有していることが好ましい。スペーサー5と、第2スペーサー19とでは、それぞれが接している物質の性質が異なる。また、スペーサー5と第2スペーサー19とでは、目的、機能も異なる。さらには、スペーサー5と第2スペーサー19とでは、製造時に経る工程も異なる。したがって、スペーサー5の物性と第2スペーサー19の物性とを異なるものとすると、それぞれの目的、機能、役割等に応じた最適な性質を有するスペーサーをそれぞれ設置することが可能となる。
【0107】
特に、スペーサー5の弾性率(スペーサー5の構成材料の弾性率)は、第2スペーサー19の弾性率(第2スペーサー19の構成材料の弾性率)よりも低いことが好ましい。これにより、液晶パネル16では、液晶層18の厚みの均一性が向上する。これは、次のようなメカニズムによるものである。液晶パネル16を製造する際に、TFT基板17と液晶パネル用対向基板10とを接合する。このとき、TFT基板17は液晶パネル用対向基板10に対して、また、液晶パネル用対向基板10はTFT基板17に対して力が加えられる。かかる場合に、TFT基板17および液晶パネル用対向基板10に加わる力は、それぞれの基板の法線と完全に一致していることが理想である。しかし、実際には、これらの基板に加わる力は、ごくわずかであるが、法線からずれる場合がある。このとき、スペーサー5の弾性率が第2スペーサー19の弾性率よりも低いと、スペーサー5が収縮し、第2スペーサー19の収縮は抑制される。このため結果として、液晶層18の厚みの均一性が低下するのが防止される。そして、液晶層18の厚みの均一性が高いと、形成される画像の明るさムラが極めて好適に抑制され、視認性が向上するという利点が得られる。
このような効果をより顕著に得る観点からは、第2スペーサー19の性質等によっても若干異なるが、スペーサー5の構成材料の弾性率を、40〜800kgf/mm程度とすることが好ましい。
このような液晶パネル16では、通常、1個のマイクロレンズ4と、かかるマイクロレンズ4の光軸Qに対応したブラックマトリックス11の1個の開口111と、1個の画素電極172と、かかる画素電極172に接続された1個の薄膜トランジスタ173とが、1画素に対応している。
【0108】
液晶パネル用対向基板10側から入射した入射光Lは、第1マイクロレンズ用凹部付き基板2を通り、マイクロレンズ4を通過する際に所定の大きさに集光され、かつ平行光とされ、樹脂層9、第2マイクロレンズ用凹部付き基板8、ブラックマトリックス11の開口111、透明導電膜12、液晶層18、画素電極172、ガラス基板171を透過する。このとき、マイクロレンズ基板1の入射側には通常偏光板(図示せず)が配置されているので、入射光Lが液晶層18を透過する際に、入射光Lは直線偏光となっている。その際、この入射光Lの偏光方向は、液晶層18の液晶分子の配向状態に対応して制御される。したがって、液晶パネル16を透過した入射光Lを偏光板(図示せず)に透過させることにより、出射光の輝度を制御することができる。
【0109】
このように、液晶パネル16では、マイクロレンズ4を通過した入射光Lは、所定の大きさに集光され、かつ平行光とされてブラックマトリックス11の開口111を通過する。したがって、液晶パネル16は、比較的小さい光量で明るく鮮明な画像を形成することができる。
しかも、マイクロレンズ基板1が前述したような性質を有するマイクロレンズ4を備えているので、液晶パネル16は、高いコントラスト比を有する画像を形成することができる。
【0110】
この液晶パネル16は、例えば、公知の方法により製造されたTFT基板17と液晶パネル用対向基板10とを配向処理した後、第2スペーサー19およびシール材(図示せず)を介して両者を接合し、次いで、これにより形成された空隙部の封入孔(図示せず)から液晶を空隙部内に注入し、次いで、かかる封入孔を塞ぐことにより製造することができる。その後、必要に応じて、液晶パネル16の入射側や出射側に偏光板を貼り付けてもよい。
【0111】
なお、液晶パネル用対向基板10とTFT基板17とを接合する際には、第2アライメントマーク72等を用いて、液晶パネル用対向基板10とTFT基板17との位置合わせを行ってもよい。
なお、上記液晶パネル16では、液晶駆動基板としてTFT基板を用いたが、液晶駆動基板にTFT基板以外の他の液晶駆動基板、例えば、TFD基板、STN基板などを用いてもよい。
【0112】
以下、上記液晶パネル16を用いた投射型表示装置(液晶プロジェクター)について説明する。
図10は、本発明の投射型表示装置の光学系を模式的に示す図である。
同図に示すように、投射型表示装置300は、光源301と、複数のインテグレータレンズを備えた照明光学系と、複数のダイクロイックミラー等を備えた色分離光学系(導光光学系)と、赤色に対応した(赤色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)24と、緑色に対応した(緑色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)25と、青色に対応した(青色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)26と、赤色光のみを反射するダイクロイックミラー面211および青色光のみを反射するダイクロイックミラー面212が形成されたダイクロイックプリズム(色合成光学系)21と、投射レンズ(投射光学系)22とを有している。
【0113】
また、照明光学系は、インテグレータレンズ302および303を有している。色分離光学系は、ミラー304、306、309、青色光および緑色光を反射する(赤色光のみを透過する)ダイクロイックミラー305、緑色光のみを反射するダイクロイックミラー307、青色光のみを反射するダイクロイックミラー(または青色光を反射するミラー)308、集光レンズ310、311、312、313および314とを有している。
【0114】
液晶ライトバルブ25は、前述した液晶パネル16と、液晶パネル16の入射面側(マイクロレンズ基板が位置する面側、すなわちダイクロイックプリズム21と反対側)に接合された第1の偏光板(図示せず)と、液晶パネル16の出射面側(マイクロレンズ基板と対向する面側、すなわちダイクロイックプリズム21側)に接合された第2の偏光板(図示せず)とを備えている。液晶ライトバルブ24および26も、液晶ライトバルブ25と同様の構成となっている。これら液晶ライトバルブ24、25および26が備えている液晶パネル16は、図示しない駆動回路にそれぞれ接続されている。
【0115】
なお、投射型表示装置300では、ダイクロイックプリズム21と投射レンズ22とで、光学ブロック20が構成されている。また、この光学ブロック20と、ダイクロイックプリズム21に対して固定的に設置された液晶ライトバルブ24、25および26とで、表示ユニット23が構成されている。
以下、投射型表示装置300の作用を説明する。
【0116】
光源301から出射された白色光(白色光束)は、インテグレータレンズ302および303を透過する。この白色光の光強度(輝度分布)は、インテグレータレンズ302および303により均一にされる。
インテグレータレンズ302および303を透過した白色光は、ミラー304で図10中左側に反射し、その反射光のうちの青色光(B)および緑色光(G)は、それぞれダイクロイックミラー305で図10中下側に反射し、赤色光(R)は、ダイクロイックミラー305を透過する。
【0117】
ダイクロイックミラー305を透過した赤色光は、ミラー306で図10中下側に反射し、その反射光は、集光レンズ310により整形され、赤色用の液晶ライトバルブ24に入射する。
ダイクロイックミラー305で反射した青色光および緑色光のうちの緑色光は、ダイクロイックミラー307で図10中左側に反射し、青色光は、ダイクロイックミラー307を透過する。
ダイクロイックミラー307で反射した緑色光は、集光レンズ311により整形され、緑色用の液晶ライトバルブ25に入射する。
【0118】
また、ダイクロイックミラー307を透過した青色光は、ダイクロイックミラー(またはミラー)308で図10中左側に反射し、その反射光は、ミラー309で図10中上側に反射する。前記青色光は、集光レンズ312、313および314により整形され、青色用の液晶ライトバルブ26に入射する。
このように、光源301から出射された白色光は、色分離光学系により、赤色、緑色および青色の三原色に色分離され、それぞれ、対応する液晶ライトバルブに導かれ、入射する。
【0119】
この際、液晶ライトバルブ24が有する液晶パネル16の各画素(薄膜トランジスタ173とこれに接続された画素電極172)は、赤色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路(駆動手段)により、スイッチング制御(オン/オフ)、すなわち変調される。
同様に、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ25および26に入射し、それぞれの液晶パネル16で変調され、これにより緑色用の画像および青色用の画像が形成される。この際、液晶ライトバルブ25が有する液晶パネル16の各画素は、緑色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御され、液晶ライトバルブ26が有する液晶パネル16の各画素は、青色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御される。
これにより赤色光、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ24、25および26で変調され、赤色用の画像、緑色用の画像および青色用の画像がそれぞれ形成される。
【0120】
前記液晶ライトバルブ24により形成された赤色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ24からの赤色光は、面213からダイクロイックプリズム21に入射し、ダイクロイックミラー面211で図10中左側に反射し、ダイクロイックミラー面212を透過して、出射面216から出射する。
また、前記液晶ライトバルブ25により形成された緑色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ25からの緑色光は、面214からダイクロイックプリズム21に入射し、ダイクロイックミラー面211および212をそれぞれ透過して、出射面216から出射する。
また、前記液晶ライトバルブ26により形成された青色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ26からの青色光は、面215からダイクロイックプリズム21に入射し、ダイクロイックミラー面212で図10中左側に反射し、ダイクロイックミラー面211を透過して、出射面216から出射する。
【0121】
このように、前記液晶ライトバルブ24、25および26からの各色の光、すなわち液晶ライトバルブ24、25および26により形成された各画像は、ダイクロイックプリズム21により合成され、これによりカラーの画像が形成される。この画像は、投射レンズ22により、所定の位置に設置されているスクリーン320上に投影(拡大投射)される。
このとき、投射型表示装置300は、前述したマイクロレンズ基板1を備えた液晶パネル16を有しているので、高いコントラスト比を有する画像を投射できる。
【0122】
なお、上述した説明では、本発明のマイクロレンズ基板を、液晶パネル用対向基板、液晶パネルおよび該液晶ライトバルブを備えた投射型表示装置に用いた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明のマイクロレンズ基板を、例えば、CCD、光通信素子等の各種電気光学装置、有機または無機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置、その他の装置などに用いることができることは言うまでもない。
また、表示装置もリヤプロジェクション型の表示装置に限定されず、例えば、フロントプロジェクション型の表示装置に本発明のマイクロレンズ基板を用いることができる。
【0123】
【実施例】
(実施例1)
以下のようにしてマイクロレンズ基板を製造した。
まず、以下のようにして第1マイクロレンズ用凹部付き基板を製造した。
まず、母材として、厚さ(T1)1.2mmで長方形の未加工の石英ガラス基板(第1ガラス基板)を用意した。なお、この石英ガラス基板の屈折率は、1.458であった。次に、この石英ガラス基板を85℃の洗浄液(硫酸と過酸化水素水との混合液)に浸漬して洗浄を行い、その表面を清浄化した。
【0124】
−1− この石英ガラス基板の表面および裏面に、CVD法により、厚さ0.4μmの多結晶シリコンの膜(マスク層および裏面保護層)を形成した。
これは、石英ガラス基板を、600℃、80Paに設定したCVD炉内に入れ、SiHを300mL/分の速度で供給することにより行った。
【0125】
−2− 次に、形成した多結晶シリコン膜に、開口(開口および第2開口)を形成した。このとき、開口の面積を、9.5μmとした。
これは、次のようにして行った。まず、多結晶シリコン膜上に、形成する凹部のパターンを有するレジスト層を形成した。次に、多結晶シリコン膜に対してCFガスによるドライエッチングを行ない、開口を形成した。次に、前記レジスト層を除去した。
【0126】
−3− 次に、多結晶シリコン膜および石英ガラス基板上の、アライメントマーク(第1アライメントマーク)を形成する部分に、アライメントマークの形状に対応した形状を有する膜厚0.2μmのAu/Cr薄膜(保護層)を形成した。
これは、次のようにして行った。まず、多結晶シリコン膜上に、スパッタリング法により、Au/Cr薄膜を形成した。このスパッタリングは、スパッタ炉のスパッタ圧力を5mTorr、パワーを500Wに設定して行った。次に、このAu/Cr薄膜上に、アライメントマークの形状に対応した形状を有するレジスト層を形成した。次に、Au/Cr薄膜に対して、硝酸と塩酸の混合液によるウェットエッチングを行った。次に、前記レジスト層を除去した。
【0127】
−4− 次に、石英ガラス基板をエッチング液(10%フッ酸+10%グリセリンの混合水溶液)に148分間浸漬してウェットエッチングを行い、石英ガラス基板上に凹部(第1凹部)を形成した。
【0128】
−5− 次に、石英ガラス基板を15%テトラメチル水酸化アンモニウム水溶液に浸漬して、石英ガラス基板の表面および裏面に形成した多結晶シリコン膜を除去した。
【0129】
−6− 次に、石英ガラス基板を硝酸と塩酸の混合液に浸漬して、Au/Cr薄膜を除去した。
これにより、石英ガラス基板上に、アライメントマーク(第1アライメントマーク)と、多数の凹部(第1凹部)とが形成されたマイクロレンズ用凹部付き基板(第1マイクロレンズ用凹部付き基板)を得た。なお、第1凹部の曲率半径(R1)は、15μmであった。
【0130】
工程−2−における開口の面積を9.5μmとし、工程−4−におけるエッチング時間を98分間に変更した以外は、前記と同様にして、第2マイクロレンズ用凹部付き基板を製造した。なお、第2凹部の曲率半径(R2)は、11μmであった。
そして、この第1マイクロレンズ用凹部付き基板を、凹部が鉛直上方に開放するように設置した。
【0131】
−7− この第1マイクロレンズ用凹部付き基板上に、未硬化の紫外線硬化型エポキシ系樹脂(高屈折率樹脂)を、ディスペンサーを用いて、気泡なく塗布した。なお、このエポキシ系樹脂の屈折率は、1.592であり、石英ガラス基板の屈折率(1.458)との差は0.134であった。
【0132】
−8− 次に、この樹脂に離型剤を塗布した厚さ1.2mmの透明基板型(日本電気ガラス(株)製「ネオセラム」)を接合、押圧し、密着させた。この時のギャップ剤は、30μmを使った。
【0133】
−9− 次に、紫外線を照射することにより前記樹脂を硬化させて第1樹脂(高屈折率樹脂層)を形成した。最後に透明基板型を剥離して、第1マイクロレンズ基板体を得た。
【0134】
−10.1− 次に、第2マイクロレンズ用凹部付き基板の凹部が形成された面のスペーサーを設置する場所以外のところに、未硬化の紫外線硬化型フッ素系アクリル樹脂(低屈折率樹脂)を、ディスペンサーを用いて、気泡なく塗布した。なお、このフッ素系アクリル樹脂の屈折率は、1.387であり、石英ガラス基板の屈折率(1.458)との差は0.071であった。
【0135】
−10.2− 次いで、第2マイクロレンズ用凹部付き基板上の凹部が形成されていない部分に、ディスペンサーを用いて、スペーサーを均一に分散させた樹脂を塗布した。
なお、この樹脂には、前記−10.1−と同様のものを用いた。また、樹脂中のスペーサー含有量は、10重量%とした。スペーサーには、球状プラスチック微粒子を用いた。かかる球状プラスチック微粒子の平均粒径は10μmであり、粒径分布の標準偏差は平均粒径の4.6%であり、密度は1.19g/cmであり、弾性率は480kgf/mmであった。
【0136】
−11− 次に、第2マイクロレンズ用凹部付き基板の樹脂を塗布した面に、前記工程−9−で得られた第1マイクロレンズ基板体を接合した。このとき、第1マイクロレンズ基板体がスペーサーに接触すべく、第1マイクロレンズ基板体全体に均一な圧力をかけた。
【0137】
−12− 次に、第1アライメントマークと第2アライメントマークとを用いて、第1凹部と第2凹部との位置合わせを行った。
【0138】
−13− 次に、紫外線を照射し、樹脂を硬化させ、第2樹脂層(低屈折率樹脂層)を形成した。また、凹部に充填された樹脂によりマイクロレンズを形成した。
なお、形成されたマイクロレンズの最大厚さ(Tm)は30μm、コバ厚(第1マイクロレンズ用凹部付き基板と第2マイクロレンズ用凹部付き基板の対向する端面間の距離)は10μmであった。
【0139】
−14− 最後に、第2マイクロレンズ用凹部付き基板を厚さ(T2)30μmに研削、研磨して、図1に示すような構造のマイクロレンズ基板を得た。
【0140】
(実施例2)
第1マイクロレンズ基板体上にSiO膜形成を形成したこと以外は、実施例1と同様にしてマイクロレンズ基板を作製した。
すなわち、工程−9−の後、マイクロレンズ基板体の第1樹脂層(高屈折率樹脂層)上に、厚さ1μmのSiO膜をスパッタリングにより成膜した。なお、スパッタリングは、Arガスの雰囲気中で行ない、スパッタ全圧は4×10−3Torrとし、また、RF出力は500Wとした。
その後、前記−10−以後の工程を行い、図2に示すような構造のマイクロレンズ基板を得た。
【0141】
(比較例)
樹脂層を、単一の樹脂を用いて形成して、マイクロレンズ基板を作製した。
工程−6−までは前記方法と同様にして第1および第2マイクロレンズ用凹部付き基板を作製した。
【0142】
−7.1A− 次に、第1マイクロレンズ用凹部付き基板の凹部が形成された面のスペーサーを設置する場所以外のところに、未硬化の紫外線硬化型アクリル系樹脂(屈折率1.59、硬化後の密度1.18g/cm)を、ディスペンサーを用いて、気泡なく塗布した。
【0143】
−7.2A− 次いで、第1マイクロレンズ用凹部付き基板上の凹部が形成されていない部分に、ディスペンサーを用いて、スペーサーを均一に分散させた樹脂を塗布した。
なお、この樹脂には、前記−7.1A−と同様のものを用いた。また、樹脂中のスペーサー含有量は、10重量%とした。スペーサーには、球状プラスチック微粒子を用いた。かかる球状プラスチック微粒子の平均粒径は10μmであり、粒径分布の標準偏差は平均粒径の4.6%であり、密度は1.19g/cmであり、弾性率は480kgf/mmであった。
【0144】
−8A− 次に、第1マイクロレンズ用凹部付き基板の樹脂を塗布した面に、第2マイクロレンズ用凹部付き基板を接合した。このとき、第2マイクロレンズ用凹部付き基板がスペーサーに接触すべく、第2マイクロレンズ用凹部付き基板全体に均一な圧力をかけた。
【0145】
−9A− 次に、第1アライメントマークと第2アライメントマークとを用いて、第1凹部と第2凹部との位置合わせを行った。
【0146】
−10A− 次に、紫外線を照射し、樹脂を硬化させ、樹脂層およびマイクロレンズを形成した。
なお、形成されたマイクロレンズの焦点距離は55μm、最大厚さ(Tm)は30μm、コバ厚(第1マイクロレンズ用凹部付き基板と第2マイクロレンズ用凹部付き基板の対向する端面間の距離)は10μmであった。
【0147】
−11A− 最後に、第2マイクロレンズ用凹部付き基板を厚さ(T2)30μmに研削、研磨して、マイクロレンズ基板を得た。
【0148】
(評価)
実施例1、2および比較例で製造した各マイクロレンズ基板について、スパッタリング法およびフォトリソグラフィー法を用いて、第2マイクロレンズ用凹部付き基板のマイクロレンズに対応した位置に開口(開口率43%)が設けられた厚さ0.16μmの遮光膜(Cr膜)、すなわち、ブラックマトリックスを形成した。さらに、ブラックマトリックス上に厚さ0.15μmのITO膜(透明導電膜)をスパッタリング法により形成し、液晶パネル用対向基板を製造した。
【0149】
そして、これら液晶パネル用対向基板と、別途用意したTFT基板(ガラス基板は石英ガラス製)とを配向処理した後、両者を球状シリカ微粒子よりなるスペーサー(弾性率7454kgf/mm)およびシール材を介して接合した。次に、液晶パネル用対向基板とTFT基板との間に形成された空隙部の封入孔から液晶を空隙部内に注入し、次いで、かかる封入孔を塞いで図9に示すような構造(またはこれに参照されるような構造)のTFT液晶パネルをそれぞれ製造した。
【0150】
得られた各TFT液晶パネルに対し、コントラスト比(全白/全黒)を測定した。その結果を下記に示す。
実施例1:480
実施例2:450
比較例1:320
この結果から、本実施例のマイクロレンズ基板によれば、高いコントラスト比が得られることが判る。
【0151】
また、各実施例で得られたTFT液晶パネルを用いて、図10に示すような構造の液晶プロジェクター(投射型表示装置)を組み立てた。その結果、得られた液晶プロジェクターは、いずれも、スクリーン上に明るく、かつ高いコントラストの画像を投射することができた。
【0152】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、光を所定の大きさ(径)に集光(集束)し、かつ平行光(平行光束)として出射することができる、両凸レンズよりなるマイクロレンズが構成されているマイクロレンズ基板を提供できる。
特に、本発明のマイクロレンズ基板では、光エネルギー集中による部分的な劣化や変質等のダメージを与えてしまうのを防止することができる。
【0153】
したがって、例えば、本発明のマイクロレンズ基板を備えた液晶パネル、投射型表示装置では、高いコントラスト比および透過率が、長期間に亘って劣化することなく得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のマイクロレンズ基板の実施形態を示す模式的な縦断面図である。
【図2】本発明のマイクロレンズ基板の樹脂層を透過する光の様子を示す模式図である。
【図3】本発明のマイクロレンズ基板の他の実施形態であって、SiO膜が形成されたマイクロレンズ基板を示す模式的な縦断面図である。
【図4】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法を説明するための図である。
【図5】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法を説明するための図である。
【図6】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法を説明するための図である。
【図7】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法を説明するための図である。
【図8】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法を説明するための図である。
【図9】本発明の液晶パネルの実施形態を示す模式的な縦断面図である。
【図10】本発明の実施形態における投射型表示装置の光学系を模式的に示す図である。
【図11】従来のマイクロレンズ基板を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1・・・マイクロレンズ基板、99・・・有効レンズ領域、100・・・非有効レンズ領域、2・・・第1マイクロレンズ用凹部付き基板、2A・・・第1マイクロレンズ基板体、28・・・透明基板型、29・・・第1ガラス基板、31・・・第1凹部、32・・・第2凹部、4・・・マイクロレンズ、5・・・スペーサー、6・・・マスク層、61・・・開口、62・・・第2開口、69・・・裏面保護層、71・・・第1アライメントマーク、72・・・第2アライメントマーク、75・・・保護層、8・・・第2マイクロレンズ用凹部付き基板、89・・・第2ガラス基板、9・・・樹脂層、91・・・第1樹脂層、92・・・第2樹脂層、93・・・SiO膜、94、95、96・・・樹脂、L・・・光、Q・・・光軸、R1、R2・・・曲率半径、T1、T2・・・厚さ、Tm・・・最大厚さ、10・・・液晶パネル用対向基板、11・・・ブラックマトリックス、111・・・開口、12・・・透明導電膜、16・・・液晶パネル、17・・・TFT基板、171・・・ガラス基板、172・・・画素電極、173・・・薄膜トランジスタ、18・・・液晶層、19・・・第2スペーサー、300・・・投射型表示装置、301・・・光源、302、303・・・インテグレータレンズ、304、306、309・・・ミラー、305、307、308・・・ダイクロイックミラー、310〜314・・・集光レンズ、320・・・スクリーン、20・・・光学ブロック、21・・・ダイクロイックプリズム、211、212・・・ダイクロイックミラー面、213〜215・・・面、216・・・出射面、22・・・投射レンズ、23・・・表示ユニット、24〜26・・・液晶ライトバルブ、900・・・マイクロレンズ基板、902・・・ガラス基板、903・・・凹部、904・・・マイクロレンズ、908・・・カバーガラス、909・・・樹脂層
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a microlens substrate, a counter substrate for a liquid crystal panel, a liquid crystal panel, and a projection display device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A projection display device that projects an image on a screen is known. In this projection display device, a liquid crystal panel is mainly used for image formation.
Among such liquid crystal panels, there is known a liquid crystal panel provided with a large number of minute microlenses at positions corresponding to respective pixels of the liquid crystal panel in order to enhance light use efficiency. Such a microlens is usually formed on a microlens substrate provided in a liquid crystal panel.
[0003]
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a conventional structure of a microlens substrate used for a liquid crystal panel.
As shown in the figure, a microlens substrate 900 is bonded via a resin layer 909 to a glass substrate 902 provided with a large number of hemispherical concave portions 903 and a surface of the glass substrate 902 provided with the concave portions 903. In the resin layer 909, a micro lens 904 is formed by a resin filled in the concave portion 903.
[0004]
Some microlens substrates used for liquid crystal panels have microlenses formed of biconvex lenses (for example, see Patent Document 1).
By using the microlens substrate 900, the light is once focused at one point (focal point) and then diverged (diffused) by the action of the microlens 904.
[0005]
By the way, in order to further improve the image quality of the liquid crystal panel, it is desired to develop a liquid crystal panel capable of obtaining an extremely high contrast ratio. However, in the microlens substrate 900, light is diverged (diffused) after being collected. ), It is not possible to obtain a sufficient contrast ratio.
Further, since the light is once focused on one point (focal point), the liquid crystal panel may be partially deteriorated (deteriorated) due to the concentration of the light energy. As a result, for example, a problem such as a decrease in light transmittance occurs.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-14205 A (FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a microlens substrate capable of preventing deterioration due to light focusing and obtaining a high contrast ratio, a counter substrate for a liquid crystal panel including the microlens substrate, a liquid crystal panel, and a projection type. It is to provide a display device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) to (18).
[0009]
(1) A first substrate having a plurality of first concave portions provided with a lens curved surface on a surface thereof, and a second substrate having a plurality of second concave portions provided with a lens curved surface on a surface are formed by the first substrate. A microlens substrate joined via a resin layer so that the concave portion and the second concave portion face each other, and a microlens formed of a biconvex lens is formed between the first substrate and the second substrate. And
The resin layer is disposed on the first substrate side on which light is incident, and has a first resin layer having a higher refractive index than the first substrate, and is disposed on the second substrate side and is more refracted than the second substrate. A microlens substrate comprising: a second resin layer having a low ratio.
[0010]
(2) The microlens substrate according to (1), wherein a difference in refractive index between the first substrate and the first resin layer is 0.07 to 0.70.
[0011]
(3) The microlens substrate according to the above (1) or (2), wherein a difference in refractive index between the second substrate and the second resin layer is 0.07 to 0.70.
[0012]
(4) a first substrate having a plurality of first concave portions provided with a lens curved surface on a surface thereof, and a second substrate having a plurality of second concave portions provided with a lens curved surface provided on the surface; A microlens substrate joined via a resin layer so that the concave portion and the second concave portion face each other, and a microlens formed of a biconvex lens is formed between the first substrate and the second substrate. And
The resin layer is disposed on a first substrate side on which light is incident, a first resin layer having a higher refractive index than the first substrate and the second substrate, and a first resin layer disposed on the second substrate side. A microlens substrate comprising: one substrate; and a second resin layer having a lower refractive index than the second substrate.
[0013]
(5) The microlens substrate according to (4), wherein a difference in refractive index between the first substrate and the second substrate and the first resin layer is 0.07 to 0.70, respectively.
[0014]
(6) The micrometer according to the above (4) or (5), wherein a difference in refractive index between the first substrate and the second substrate and the second resin layer is 0.07 to 0.70, respectively. Lens substrate.
[0015]
(7) The microlens substrate according to any one of (1) to (6), wherein the first substrate is a quartz glass substrate.
[0016]
(8) The microlens substrate according to any one of (1) to (7), wherein the second substrate is a quartz glass substrate.
[0017]
(9) The interface between the first resin layer and the second resin layer is made of SiO 2 The microlens substrate according to any one of the above (1) to (8), on which a film is formed.
[0018]
(10) The SiO 2 The microlens substrate according to the above (9), wherein the thickness of the film is 0.005 to 50 μm.
[0019]
(11) An opposing substrate for a liquid crystal panel, comprising the microlens substrate according to any one of (1) to (10).
[0020]
(12) A microlens substrate according to any one of the above (1) to (10), a black matrix provided on the microlens substrate, and a conductive film covering the black matrix. Counter substrate for liquid crystal panel.
[0021]
(13) A liquid crystal panel comprising the liquid crystal panel facing substrate according to (11) or (12).
[0022]
(14) A liquid crystal driving substrate provided with a pixel electrode, the liquid crystal panel opposing substrate according to (11) or (12), joined to the liquid crystal driving substrate, the liquid crystal driving substrate and the liquid crystal panel opposing substrate A liquid crystal sealed in a gap between the liquid crystal panel and the liquid crystal panel.
[0023]
(15) The liquid crystal panel according to (14), wherein the liquid crystal driving substrate is a TFT substrate including the pixel electrodes arranged in a matrix and a thin film transistor connected to the pixel electrodes.
[0024]
(16) A projection display device comprising the liquid crystal panel according to any one of (13) to (15).
[0025]
(17) A light valve provided with the liquid crystal panel according to any one of (13) to (15), wherein at least one light valve modulates light to project an image. Projection display device.
[0026]
(18) Three light valves corresponding to red, green, and blue for forming an image, a light source, and light from the light source is separated into red, green, and blue light, and the light valves corresponding to the respective lights are separated. A color separation optical system leading to, a color synthesis optical system for synthesizing the respective images, and a projection display device having a projection optical system for projecting the synthesized image,
The projection type display device, wherein the light valve includes the liquid crystal panel according to any one of the above (13) to (15).
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
The microlens substrate of the present invention includes both an individual substrate and a wafer.
Note that a case where a microlens substrate described in the following embodiment is used as a constituent member of a liquid crystal panel will be described as an example.
[0028]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an embodiment of the microlens substrate of the present invention.
As shown in FIG. 1, a microlens substrate 1 of the present invention includes a substrate with a concave portion for a first microlens (first substrate) 2, a substrate with a concave portion for a second microlens (second substrate) 8, and a resin layer. 9, a microlens 4, and a spacer 5.
[0029]
The first substrate 2 with concave portions for microlenses has a plurality of (many) first concave portions (recesses for microlenses) 31 having concave curved surfaces (lens curved surfaces) on a first glass substrate (first transparent substrate) 29 and a first concave portion 31. The configuration is such that alignment marks 71 are formed. The second substrate 8 with concave portions for microlenses has a plurality of (many) second concave portions (concave portions for microlenses) 32 having concave curved surfaces (lens curved surfaces) on a second glass substrate (second transparent substrate) 89 and a second glass substrate (second transparent substrate) 89. The configuration is such that alignment marks 72 are formed.
[0030]
The microlens substrate 1 has a resin layer (adhesion) such that the first microlens substrate 2 with concave portions and the second microlens substrate 8 with concave portions face the first concave portions 31 and the second concave portions 32. (Agent layer) 9.
In the microlens substrate 1, a resin filled between the first concave portion 31 and the second concave portion 32 is provided between the first microlens concave portion substrate 2 and the second microlens concave portion substrate 8. A micro lens 4 composed of a convex lens is formed.
[0031]
The microlens substrate 1 has two regions, an effective lens region 99 and a non-effective lens region 100. The effective lens region 99 is a region where the microlens 4 formed of the resin filled in the first concave portion 31 and the second concave portion 32 is effectively used as a microlens during use. On the other hand, the non-effective lens area 100 refers to an area other than the effective lens area 99.
[0032]
Such a microlens substrate 1 is used, for example, by allowing light L to enter from the first microlens recessed substrate 2 side and emitting light L from the second microlens recessed substrate 8 side.
Here, in the microlens substrate 1 of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the resin layer 9 is composed of two resin layers having different refractive indexes, that is, a first resin layer having a high refractive index (high refractive index). Resin layer) 91 and a second resin layer (low refractive index resin layer) 92 having a low refractive index.
[0033]
In this case, the first microlens concave substrate 2 side on which the light L is incident is the first microlens concave substrate 2 (first glass substrate 29) and the second microlens concave substrate 8 (second glass substrate). A first resin layer (high-refractive-index resin layer) 91 having a higher refractive index than the substrate 89), and the second microlens recessed substrate 8 side faces the first microlens recessed substrate 2 (first glass substrate 29). ) And a second resin layer (low-refractive-index resin layer) 92 having a lower refractive index than the second microlens concave-portion substrate 8 (second glass substrate 89).
[0034]
The first resin layer 91 covering the first recess 31 is made of a resin (adhesive) having a higher refractive index than the constituent materials of the first glass substrate 29 and the second glass substrate 89. Can be. For example, the first resin layer 91 can be suitably formed of an ultraviolet-curable resin such as an acrylic resin, an epoxy resin, or an acrylic epoxy resin.
Further, the second resin layer 92 covering the second concave portion 32 is made of a resin (adhesive) having a refractive index lower than that of a constituent material of the first glass substrate 29 and the second glass substrate 89. can do. For example, the second resin layer 92 can be suitably formed of an ultraviolet curable resin such as a fluorine-based acrylic resin, an epoxy-based resin, and an acrylic-epoxy resin.
[0035]
By forming the resin layer 9 by the first resin layer 91 and the second resin layer 92, the light L incident from the first microlens recessed substrate 2 side is acted on by the microlens 4 (difference in refractive index). ), Light can be converged (converged) to a predetermined size (diameter) and can be converted into parallel light (parallel light flux).
That is, as shown in FIG. 1, the light L incident from the first microlens recessed substrate 2 side is condensed on the first resin layer 91 side of the microlens 4, and the second resin layer 92 of the microlens 4 is condensed. The light spreads on the side and becomes parallel light, and emerges from the second microlens concave substrate 8 side.
[0036]
Therefore, when the microlens substrate 1 is used for, for example, a liquid crystal panel to be described later, as shown in FIG. 2, the light L incident from the first microlens recessed substrate 2 side is condensed to a predetermined size. Then, the light is emitted from the second microlens recessed substrate 8 side and passes (transmits) through the opening of the black matrix 11 arranged on the second microlens recessed substrate 8. Therefore, the light transmittance is very high.
[0037]
In addition, the light L emitted from the second microlens recessed substrate 8 side is emitted as parallel light, so that a high contrast ratio can be obtained.
In addition, since light is not condensed at one point (focal point) (only light is condensed up to a predetermined size), partial degradation of the microlens substrate 1 and its vicinity (predetermined portion of the liquid crystal panel) due to concentration of light energy is prevented. No alteration, no damage. As a result, the microlens substrate 1 or a liquid crystal panel or the like including the microlens substrate 1 has excellent durability and can maintain excellent characteristics for a long period of time.
[0038]
Here, for example, the difference between the refractive indices of the first microlens concave substrate 2 and the second microlens concave substrate 8 and the first resin layer 91, the first microlens concave substrate 2 and the second microlens Difference in refractive index between substrate 8 with concave portion for lens and second resin layer 92, difference in refractive index between first resin layer 91 and second resin layer 92, thickness of first resin layer 91 and second resin layer 92 The conditions such as are not particularly limited, and can be appropriately selected and combined according to, for example, the size of the opening of the black matrix 11 and the like.
[0039]
In this case, since the effect of the microlens substrate 1 can be further enhanced, the difference in refractive index between the first microlens concave portion substrate 2 and the second microlens concave portion substrate 8 and the first resin layer 91 can be improved. The difference in the refractive index between the substrate 2 with the concave portion for the first microlens and the substrate 8 with the concave portion for the second microlens and the second resin layer 92 and the difference in the refractive index between the first resin layer 91 and the second resin layer 92 are as follows. , Respectively, are preferably set as follows.
That is, the difference in the refractive index between the first microlens recessed substrate 2 and the second microlens recessed substrate 8 and the first resin layer 91 is about 0.07 to 0.70, respectively. More preferably, it is about 0.1 to 0.2.
[0040]
In addition, the difference between the refractive indices of the first microlens recessed substrate 2 and the second microlens recessed substrate 8 and the second resin layer 92 is about 0.07 to 0.70, respectively. More preferably, it is about 0.1 to 0.2.
The difference between the refractive indices of the first resin layer 91 and the second resin layer 92 is preferably about 0.07 to 0.70, and more preferably about 0.1 to 0.2. .
[0041]
Further, in the microlens substrate 1 of the present invention, as shown in FIG. 2 A film 93 may be formed. Thereby, the adhesion between the first resin layer 91 and the second resin layer 92 is improved.
SiO 2 The thickness of the film 93 is preferably about 0.005 to 50 μm, and more preferably about 1 to 5 μm.
SiO 2 If the thickness of the film 93 is smaller than the lower limit, the adhesion between the first resin layer 91 and the second resin layer 92 may be insufficient, and 2 Even if the thickness of the film 93 is larger than the upper limit, improvement in the adhesiveness cannot be expected, and the thickness of the microlens substrate 1 becomes uselessly large, and the transmittance decreases.
[0042]
In the microlens substrate 1, the thickness T1 of the first substrate 2 with concave portions for microlenses is larger than the thickness T2 of the second substrate 8 with concave portions for microlenses.
In the microlens substrate 1, the radius of curvature R1 of the lens surface on the incident side of the microlens 4 is larger than the radius of curvature R2 of the lens surface on the exit side. That is, in the microlens substrate 1, the radius of curvature of the first concave portion 31 is larger than the radius of curvature of the second concave portion 32.
Further, in the microlens substrate 1, the distance between the opposing end faces of the first microlens concave substrate 2 and the second microlens concave substrate 8 (the resin layer 9 where the microlens 4 is not formed) is formed. Of the microlens 4 substantially corresponds to and corresponds to the edge thickness of the microlens 4.
[0043]
When the microlens 4 is formed of a biconvex lens like the microlens substrate 1, the aberration (particularly, spherical aberration) of the microlens 4 is reduced. Therefore, the incident light L that has entered not only near the center of the microlens 4 but also near the edge of the microlens 4 is suitably collected by the microlens 4. That is, the light use efficiency of the micro lens 4 is high. Therefore, the microlens substrate 1 can emit the emission light L having high luminance.
[0044]
For example, in order to increase the lens power, two hemispherical plano-convex lenses are formed by bonding two substrates provided with convex microlenses and joining the convex portions so that the convex portions face each other. It is conceivable to provide such a lens system on a substrate. However, such a lens system cannot sufficiently reduce the aberration of the microlens. On the other hand, when the micro lens 4 is formed of a biconvex lens like the micro lens substrate 1, the aberration of the micro lens 4 can be suitably reduced.
[0045]
In particular, as in the microlens substrate 1 shown in FIG. 1, when the radius of curvature R1 of the lens surface on the entrance side of the microlens 4 is larger than the radius of curvature R2 of the lens surface on the exit side, the aberration of the microlens 4 (particularly the spherical surface) Aberration) is extremely small. Therefore, in the microlens 4 shown in FIG. 1, it is extremely suitably prevented that the outgoing light is emitted in a direction largely shifted from the optical axis of the microlens 4. Therefore, the light use efficiency of the micro lens 4 is very high. Therefore, the microlens substrate 1 can emit the outgoing light L having extremely high luminance.
[0046]
Moreover, when the aberration of the microlens 4 is reduced, it is possible to preferably prevent the emitted light from being emitted in a direction that is significantly shifted from the optical axis of the microlens 4. For this reason, when the microlens substrate 1 is used for a liquid crystal panel, it is possible to appropriately prevent the outgoing light passing through the microlens 4 from entering the adjacent pixels. That is, crosstalk between pixels is prevented. Therefore, when an image is formed using the liquid crystal panel provided with the microlens substrate 1, the luminance of black becomes extremely low.
In particular, as described above, the resin layer 9 is composed of the first resin layer (high-refractive-index resin layer) 91 and the second resin layer (low-refractive-index resin layer) 92, whereby the first microlens is formed. The light L incident from the side of the substrate with concave portions for use 2 can be emitted from the side of the substrate with concave portions for second microlenses 8 as parallel light.
[0047]
Since the microlens substrate 1 has such advantages, when an image is formed using a liquid crystal panel provided with the microlens substrate 1, black is darker and white is brighter. Therefore, in the liquid crystal panel including the microlens substrate 1, a high contrast ratio can be obtained, and a more beautiful image can be formed. Further, like the microlens substrate 1 shown in FIG. 1, the resin provided between the first microlens concave substrate 2 and the second microlens concave substrate 8 constitutes the microlens 4. That is, the first microlens concave substrate 2 and the second microlens concave substrate 8 are joined via the resin layer 9 so that the first concave portion 31 and the second concave portion 32 face each other. In this case, it is not necessary to reduce the thickness of the incident side substrate, that is, the first substrate 2 with concave portions for microlenses. Therefore, the strength of the microlens substrate 1 is improved.
[0048]
When the resin is filled in the first concave portion 31 and the second concave portion 32 like the microlens substrate 1 shown in FIG. 1, the substrate 2 with the concave portion for the first microlens and the concave portion for the second microlens are provided. The contact area between the substrate 8 and the resin layer 9 increases. For this reason, the bonding strength between the first microlens concave substrate 2 and the second microlens concave substrate 8 is increased (anchor effect).
[0049]
Also, as in the microlens substrate 1 shown in FIG. 1, the distance between the opposing end surfaces of the first microlens concave substrate 2 and the second microlens concave substrate 8 is substantially equal to the edge thickness of the microlens 4. When they match and correspond, it becomes easy to design the microlens substrate 1 so as to obtain desired optical characteristics.
In addition to the effects described above, the microlens substrate 1 having the configuration shown in FIG. 1 has an advantage that it can be manufactured relatively inexpensively.
[0050]
From the viewpoint of more effectively obtaining the above-described effects, the microlens substrate 1 preferably satisfies the following conditions.
The maximum thickness Tm of the microlens 4 is preferably about 10 to 120 μm, and more preferably about 15 to 60 μm. Thereby, the microlens 4 can collect light more appropriately.
[0051]
In the microlens substrate 1, the distance between the mutually facing end surfaces of the second microlens concave substrate 2 and the second microlens concave substrate 8, that is, the edge thickness of the microlens 4 is about 0.1 to 100 μm. Preferably, the thickness is about 1 to 20 μm. Thereby, the microlens substrate 1 can obtain the above-mentioned effects more effectively.
[0052]
When the microlens substrate 1 is used for a liquid crystal panel or the like, the radius of curvature R1 of the lens curved surface on the incident side of the microlens 4, that is, the radius of curvature of the first concave portion 31 is preferably about 5 to 50 μm. Further, it is preferable that the radius of curvature R2 of the lens curved surface on the exit side of the microlens 4, that is, the radius of curvature of the second concave portion 32 is about 3 to 30 μm. Thereby, a higher contrast ratio can be obtained in the liquid crystal panel. Further, the design of the liquid crystal panel becomes easy.
[0053]
In the microlens substrate 1, the relationship between the radius of curvature R1 of the lens surface on the entrance side of the microlens 4 and the radius of curvature R2 of the lens surface on the exit side of the microlens 4 is 1 <R1 / R2 ≦ 3.3. Preferably, the relationship is satisfied, and more preferably, 1.1 ≦ R1 / R2 ≦ 2.2. Thereby, the micro lens 4 can reduce the aberration more suitably.
[0054]
The thickness T1 of the substrate 2 with concave portions for the first microlenses varies depending on various conditions such as the material constituting the substrate 2 with concave portions for the first microlenses, the refractive index, and the like, but is preferably about 0.3 to 5 mm. More preferably, it is more preferably about 0.5 to 2 mm. This makes it easy to achieve both compactness and strength in the microlens substrate 1.
[0055]
When the microlens substrate 1 is used for a liquid crystal panel or the like, the thickness T2 of the substrate 8 with concave portions for second microlenses is preferably about 5 to 1000 μm, more preferably about 10 to 150 μm. The thickness T2 of the substrate 8 with concave portions for second microlenses is preferably about 1/1000 to 1/2 of the thickness T1 of the substrate 2 with concave portions for first microlenses, and It is more preferably about / 5. Thereby, the microlens substrate 1 can secure high strength.
[0056]
When such a microlens substrate 1 is used for a liquid crystal panel and the liquid crystal panel has a glass substrate (for example, a glass substrate 171 described later) in addition to the first glass substrate 29, the thermal expansion of the first glass substrate 29 The coefficient is preferably substantially equal to the coefficient of thermal expansion of the other glass substrate of the liquid crystal panel (for example, the ratio of the coefficient of thermal expansion to about 1/10 to about 10). As a result, in the obtained liquid crystal panel, warpage, bending, peeling, and the like caused by a difference in thermal expansion coefficient between the two when the temperature changes are prevented.
From this viewpoint, it is preferable that the first glass substrate 29 and the other glass substrates included in the liquid crystal panel are formed of the same type of material. As a result, warpage, bending, peeling, and the like due to a difference in the coefficient of thermal expansion when the temperature changes are effectively prevented.
[0057]
In particular, when the microlens substrate 1 is used for a high-temperature polysilicon TFT liquid crystal panel, the first glass substrate 29 is preferably made of quartz glass. The TFT liquid crystal panel has a TFT substrate as a liquid crystal driving substrate. For such a TFT substrate, quartz glass whose characteristics are hardly changed by the environment at the time of manufacturing is preferably used. Accordingly, in response to this, by forming the first glass substrate 29 from quartz glass, it is possible to obtain a TFT liquid crystal panel which is less likely to be warped or bent and has excellent stability.
[0058]
In such a microlens substrate 1, the coefficient of thermal expansion of the second glass substrate 89 is substantially equal to the coefficient of thermal expansion of the first glass substrate 29 (for example, the ratio of the coefficients of thermal expansion of both is about 1/10 to 10). It is preferable that Thus, warpage, bending, peeling, and the like caused by the difference in the thermal expansion coefficient between the first glass substrate 29 and the second glass substrate 89 are prevented. In particular, in the microlens substrate 1, the first glass substrate 29 and the second glass substrate 89 are preferably made of the same type of material. Thereby, such an effect can be obtained more effectively.
[0059]
In such a microlens substrate 1, the spacer 5 that defines the thickness of the second resin layer 92 and the resin layer 9 is provided outside the region where the microlens 4 is provided, that is, in the ineffective lens region 100. ing. The spacer 5 is made of, for example, spherical particles.
By disposing the spacer 5 on the microlens substrate 1, it is easy to set the thickness of the second resin layer 92 and the resin layer 9 to a predetermined thickness. In addition, thickness unevenness of the second resin layer 92 and the resin layer 9 can be suppressed. In particular, as shown in FIG. 1, when the spacer 5 is provided in the non-effective lens area 100, the spacer 5 is less likely to adversely affect the optical characteristics of the microlens 4.
[0060]
On the substrate 2 with the concave portion for the first microlens, the first alignment mark 71 serving as an index of alignment is provided outside the region where the microlens 4 (the first concave portion 31) is provided, that is, in the non-effective lens region 100. Is provided. Furthermore, on the second microlens recessed substrate 8, a second index serving as an index for alignment is provided outside the region where the microlenses 4 (second concave portions 32) are provided, that is, in the non-effective lens region 100. An alignment mark 72 is provided.
Providing the first alignment mark 71 and the second alignment mark 72 on the microlens substrate 1 facilitates the alignment between the first concave portion 31 and the second concave portion 32.
[0061]
In the microlens substrate 1 shown in FIG. 1, the thickness T1 of the first microlens recessed substrate 2 is greater than the thickness T2 of the second microlens recessed substrate 8; It may be the same. In the microlens substrate 1 shown in FIG. 1, the radius of curvature R1 of the lens surface on the entrance side of the microlens 4 is larger than the radius of curvature R2 of the lens surface on the exit side. Good. Further, the radius of curvature R2 may be larger than the radius of curvature R1. Furthermore, the edge thickness of the microlenses 4 does not need to match or correspond to the distance between the mutually facing end surfaces of the first microlens concave substrate 2 and the second microlens concave substrate 8.
In the microlens substrate 1 of the present embodiment, the spacer is provided only on the second resin layer 92. However, the spacer may be provided on the first resin layer 91, or the spacer may not be provided. . Further, the alignment mark need not be provided on the microlens substrate.
[0062]
The microlens substrate 1 described above can be manufactured, for example, as follows. Hereinafter, a method for manufacturing the microlens substrate 1 will be described with reference to FIGS.
When manufacturing the microlens substrate 1, it is necessary to first prepare the first substrate 2 with concave portions for microlenses and the second substrate 8 with concave portions for microlenses. The substrate 2 with concave portions for first microlenses and the substrate 8 with concave portions for second microlenses can be manufactured and prepared, for example, as follows. Since the substrate 8 with concave portions for second microlenses can be manufactured in the same manner as the substrate 2 with concave portions for first microlenses, the method for producing the substrate 2 with concave portions for first microlenses will be representatively described below. explain.
[0063]
In the method for manufacturing the first substrate 2 with concave portions for microlenses described below, the first concave portions 31 are formed on the first glass substrate 29 using the mask layer 6 and a part of the mask layer 6 is used. First alignment marks 71 are formed.
First, for example, an unprocessed first glass substrate 29 is prepared as a base material. As the first glass substrate 29, a substrate having a uniform thickness and having no bending or flaw is preferably used.
[0064]
<1> First, a mask layer 6 is formed on the surface of the first glass substrate 29, as shown in FIG. At the same time, a back surface protection layer 69 is formed on the back surface of the first glass substrate 29 (the surface opposite to the surface on which the mask layer 6 is formed).
It is preferable that the mask layer 6 has resistance in an etching operation in a step <4> described later.
[0065]
From this viewpoint, as a material constituting the mask layer 6, for example, metals such as Au / Cr, Au / Ti, Pt / Cr, and Pt / Ti; silicon such as polycrystalline silicon (polysilicon) and amorphous silicon; Silicon nitride and the like can be given. When silicon is used for the mask layer 6, the adhesion between the mask layer 6 and the first glass substrate 29 is improved. The use of metal for the mask layer 6 improves the visibility of the first alignment mark 71 formed.
[0066]
The thickness of the mask layer 6 is not particularly limited, but is preferably about 0.01 to 10 μm, and more preferably about 0.2 to 1 μm. If the mask layer 6 is too thin, the first glass substrate 29 may not be sufficiently protected, and if the mask layer 6 is too thick, the mask layer 6 may be easily peeled off due to internal stress of the mask layer 6.
The mask layer 6 can be formed by, for example, a chemical vapor deposition method (CVD method), a vapor deposition method such as a sputtering method or a vapor deposition method, plating, or the like.
[0067]
The back surface protection layer 69 formed on the back surface of the first glass substrate 29 is for protecting the back surface of the first glass substrate 29 in the subsequent steps. The back surface protective layer 69 suitably prevents the back surface of the first glass substrate 29 from being eroded and deteriorated. The back surface protective layer 69 is made of, for example, the same material as the mask layer 6. Therefore, the back surface protective layer 69 can be provided at the same time as the formation of the mask layer 6, similarly to the mask layer 6.
[0068]
<2> Next, as shown in FIG. 4B, an opening 61 and a second opening 62 are formed in the mask layer 6.
The opening 61 is provided, for example, at a position where the first concave portion 31 is formed. The shape (planar shape) of the opening 61 preferably corresponds to the shape (planar shape) of the first concave portion 31 to be formed.
The second opening 62 is provided at a position where the first alignment mark 71 is formed. The shape of the second opening 62 corresponds to, for example, a part of the shape of the first alignment mark 71.
[0069]
The opening 61 and the second opening 62 can be formed by, for example, a photolithography method. Specifically, first, a resist layer (not shown) having a pattern corresponding to the openings 61 and the second openings 62 is formed on the mask layer 6. Next, using the resist layer as a mask, a part of the mask layer 6 is removed. Next, the resist layer is removed. Thereby, an opening 61 and a second opening 62 are formed. Partial removal of the mask layer 6 can be performed by, for example, dry etching with CF gas, chlorine-based gas, or the like, or immersion (wet etching) in a stripping solution such as an aqueous solution of hydrofluoric acid and nitric acid or an aqueous alkaline solution.
[0070]
<3> Next, as shown in FIG. 4C, a protective layer 75 is formed on the mask layer 6.
This protective layer 75 is provided at a position where the first alignment mark 71 is formed. The shape of the protective layer 75 corresponds to the shape of the first alignment mark 71. The protective layer 75 preferably has resistance to etching in the step <4> described below and removal of the mask layer 6 in the step <5> described later. Thereby, the shape of the first alignment mark 71 can be accurately formed into a predetermined shape.
From such a viewpoint, the protective layer 75 is made of, for example, a metal such as Au / Cr, Au / Ti, Pt / Cr, Pt / Ti, or SiC; a silicon compound such as polycrystalline silicon or amorphous silicon; It is preferable to use a resist such as a negative resist.
[0071]
The protective layer 75 is preferably made of a material different from the constituent material of the mask layer 6. Therefore, for example, when the mask layer 6 is made of silicon, the protective layer 75 is preferably made of metal or the like. When the mask layer 6 is made of a metal, for example, the protective layer 75 is preferably made of silicon or the like. Thereby, when removing the mask layer 6 in the step <5> described later, it is possible to preferably prevent the protective layer 75 from being etched.
[0072]
The protective layer 75 can be formed, for example, by a vapor deposition method such as vapor deposition (mask vapor deposition) and sputtering (mask sputtering). Further, a photolithography method may be combined with such a method. For example, a constituent material of the protective layer 75 is formed on the entire first glass substrate 29 so as to cover the mask layer 6, and then a resist corresponding to the position and the shape of the first alignment mark 71 is patterned on the film. Then, the first alignment mark 71 can be formed by performing etching or the like.
[0073]
<4> Next, as shown in FIG. 5D, a first concave portion 31 is formed on the first glass substrate 29.
Examples of a method for forming the first concave portion 31 include an etching method such as a dry etching method and a wet etching method. For example, by performing etching, the first glass substrate 29 is isotropically etched from the opening 61 to form the first concave portion 31 having a lens shape.
[0074]
In particular, according to the wet etching method, the first concave portion 31 having a more ideal lens shape can be formed. As an etchant for performing wet etching, for example, a hydrofluoric acid-based etchant or the like is suitably used. At this time, if alcohol such as glycerin (particularly polyhydric alcohol) is added to the etching solution, the surface of the first concave portion 31 becomes extremely smooth.
[0075]
<5> Next, as shown in FIG. 5E, the mask layer 6 is removed. At this time, the back surface protective layer 69 is also removed together with the removal of the mask layer 6.
This includes immersion (wet etching) in a stripping solution (removal solution) such as an alkaline aqueous solution (eg, tetramethyl ammonium hydroxide aqueous solution), hydrochloric acid + nitric acid aqueous solution, hydrofluoric acid + nitric acid aqueous solution, CF gas, chlorine-based gas Can be performed by dry etching or the like.
[0076]
In particular, if the mask layer 6 and the back surface protection layer 69 are removed by immersing the first glass substrate 29 in a removal liquid, the mask layer 6 and the back surface protection layer 69 can be efficiently removed with a simple operation.
At this time, since the protective layer 75 protects the mask layer 6 in the portion where the protective layer 75 is formed, the mask layer 6 is not removed and remains on the glass substrate 5.
[0077]
<6> Next, the protective layer 75 is removed. This can be performed, for example, by wet etching using a mixed solution of hydrochloric acid and nitric acid, an aqueous alkaline solution, or the like as a stripping solution.
Thereby, as shown in FIG. 5F, the portion of the mask layer 6 protected by the protection layer 75 is exposed as the first alignment mark 71.
As described above, as shown in FIG. 5F, a first microlens recessed substrate in which a large number of first recesses 31 and first alignment marks 71 are formed at predetermined positions on a first glass substrate 29. 2 is obtained.
[0078]
As described above, when the first alignment mark 71 is formed by leaving a part of the mask layer 6, the first alignment mark 71 can also be formed when forming the first concave portion 31. Therefore, the number of steps for manufacturing the first substrate with concave portions for microlenses 2 can be simplified.
Note that the first alignment mark 71 may be formed in a separate step not related to the step of forming the first concave portion 31.
[0079]
The substrate 8 with the concave portion for the second microlens in which the second concave portion 32 and the second alignment mark 72 are formed on the surface of the second glass substrate 89 is manufactured and manufactured in the same manner as the substrate 2 with the concave portion for the first microlens. Can be prepared.
When manufacturing the substrate 8 with concave portions for second microlenses, the area of the opening 61 formed in the step <2> or the etching conditions (for example, etching time, etching temperature, composition of the etching liquid, etc.) in the step <4> are determined. It is preferable that at least one of the conditions is different from the conditions when manufacturing the first substrate 2 with concave portions for microlenses. As described above, assuming that the manufacturing conditions of the second microlens recessed substrate 8 are partially different from the manufacturing conditions of the first microlens recessed substrate 2, the radius of curvature of the first recessed portion 31 and the second recessed portion 32 are different. It is easy to make the radius of curvature different.
The microlens substrate 1 can be manufactured using, for example, the following using the first microlens recessed substrate 2 and the second microlens recessed substrate 8 as described below.
[0080]
<7> First, as shown in FIG. 6A, a predetermined refractive index (a refractive index higher than the refractive indexes of the first glass substrate 29 and the second glass substrate 89) is provided on the substrate 2 with the concave portion for the first microlens. Is supplied, and the first concave portion 31 is filled with the resin 94.
[0081]
<8> Next, as shown in FIG. 6B, the transparent substrate mold 28 is bonded to the resin 94 and pressed and adhered. Note that, for example, a mold release agent or the like may be applied to the mold surface that directly contacts the resin 94.
[0082]
<9> Next, the resin 94 is cured. This curing method is appropriately selected depending on the type of the resin, and examples thereof include ultraviolet irradiation, heating, and electron beam irradiation.
Thus, the first resin layer 91 is formed on the first substrate 2 with concave portions for microlenses.
[0083]
<10> Next, as shown in FIG. 6C, the transparent substrate mold 28 is removed from the first resin layer 91. Thereby, the first microlens substrate 2A in which the first resin layer (high-refractive-index resin layer) 91 is formed on the substrate 2 with concave portions for microlenses is obtained.
When the uncured resin is supplied onto the substrate 2 with concave portions for microlenses, a spacer may be included in the resin. Thereby, the thickness of the first resin layer 91 is defined with high accuracy, and the thickness unevenness of the first resin layer 91 and the resin layer 9 is suitably suppressed.
[0084]
<11> Next, as shown in FIG. 7, a predetermined refractive index (the second refractive index (the An uncured resin 95 having a refractive index lower than the refractive indexes of the first glass substrate 29 and the second glass substrate 89 is supplied, and the second concave portion 32 is filled with the resin 95. At this time, the uncured resin 96 including the spacers 5 is supplied onto the second microlens recessed substrate 8. The resin 96 is supplied to, for example, a portion where the spacer 5 is installed.
[0085]
The resin 96 preferably contains the spacer 5 at about 1 to 50% by weight, more preferably about 5 to 40% by weight. When the content of the spacer 5 is within this range, the thickness of the second resin layer 92 and the resin layer 9 can be regulated with high accuracy while suppressing the decrease in the adhesiveness of the resin.
The resin 95 and the resin 96 are preferably made of the same type of material. Thus, in the microlens substrate 1 to be manufactured, warpage, deflection, and the like due to the difference in the thermal expansion coefficient between the resin 95 and the resin 96 are preferably prevented.
[0086]
When the resin 96 is supplied onto the second microlens recessed substrate 8, the spacers 5 are preferably dispersed in the resin 96. When the spacers 5 are dispersed in the resin 96, it is easy to arrange the spacers 5 uniformly. Thereby, the thickness unevenness of the formed second resin layer 92 and the resin layer 9 is more suitably suppressed.
[0087]
When the spacer is in the form of particles, like the spacer 5 of the present embodiment, it is possible to preferably prevent the adhesion between the resin and the substrate from being reduced. In addition, when the spacer is in the form of particles, it is easy to disperse the spacer 5 in the resin 96.
When the spacer is a spherical particle like the spacer 5, the spacer is preferably prevented from overlapping each other. Therefore, the accuracy of defining the thickness of the second resin layer 92 and the resin layer 9 can be further increased. In addition, the thickness unevenness of the second resin layer 92 and the resin layer 9 can be prevented very suitably.
[0088]
The average particle size of the spacer 5 can be, for example, substantially the same as the thickness of the second resin layer 92. The standard deviation of the particle size distribution of the spacer 5 is preferably within 20% of the average particle size of the spacer 5, more preferably within 5%. Thereby, the thickness unevenness of the second resin layer 92 and the resin layer 9 is more suitably suppressed.
[0089]
Further, the density of the spacer 5 is set to ρ1 (g / cm 3 ), The density of the resin constituting the second resin layer 92 (for example, the density after curing) is ρ2 (g / cm 3 ), Ρ1 / ρ2 is preferably about 0.6 to 1.4, more preferably about 0.8 to 1.2. Thereby, the spacers 5 can be more uniformly dispersed in the resin 96. For this reason, thickness unevenness of the second resin layer 92 and the resin layer 9 can be more suitably suppressed.
In the microlens substrate 1 of the present embodiment, the spacers 5 are spherical particles, but the spacers need not be spherical particles. For example, the particle shape of the spacer may be needle-like, rod-like, oval, oval, or the like. Furthermore, the spacer does not have to be particulate. For example, the spacer may be sheet-like, fiber-like, or the like.
[0090]
<12> Next, as shown in FIG. 7, a first microlens substrate body (counterpart) 2A on which the first resin layer 91 is formed is placed on the resin 95 and the resin 96.
At this time, the first microlens substrate 2A is placed on the resin such that the first recess 31 and the second recess 32 face each other. At this time, the first microlens substrate 2A is placed on the resin so that the first microlens substrate 2A comes into contact with the spacer 5.
As a result, the distance between the end faces of the first microlens substrate body 2A and the second microlens recessed substrate 8 facing each other is defined by the spacer 5. Therefore, the edge thickness and the maximum thickness of the microlens 4 are defined with high accuracy.
[0091]
<13> Next, using the first alignment mark 71 and the second alignment mark 72, the first recess 31 and the second recess 32 are aligned.
Thereby, the second recess 32 can be accurately positioned at a position corresponding to the first recess 31. For this reason, the shape and optical characteristics of the formed micro lens 4 become closer to the design values.
[0092]
For example, the first micro mark is set so that the positions of the first alignment mark 71 and the second alignment mark 72 on the plane are overlapped, or the distance between the first alignment mark 71 and the second alignment mark 72 is fixed. Positioning can be performed by moving the lens substrate body 2A relative to the second microlens recessed substrate 8.
[0093]
When the spacer 5 is formed of spherical particles as in the present embodiment, the spacer 5 functions like a roller at the time of positioning. Therefore, it is easy to move the first microlens substrate body 2A in a direction parallel to the second microlens recessed substrate 8 when performing the alignment. That is, when the spacer 5 is formed of spherical particles, the first microlens substrate 2A can be easily moved, and the alignment can be easily performed.
[0094]
<14> Next, the resin 95 and the resin 96 are cured to form a second resin layer (low-refractive-index resin layer) 92. This curing method is appropriately selected depending on the type of the resin, and examples thereof include ultraviolet irradiation, heating, and electron beam irradiation.
As a result, the second microlens recessed substrate 8 is joined to the first microlens substrate 2A via the second resin layer 92. Further, the second resin layer (low-refractive-index resin layer) 92 and the first resin layer (high-refractive-index resin layer) 91 are joined to form the resin layer 9. The micro lens 4 is formed of the resin that forms the resin layer 9 and is filled between the first concave portion 31 and the second concave portion 32.
[0095]
<15> Thereafter, if necessary, as shown in FIG. 8, grinding, polishing, or the like may be performed to adjust the thickness of the second microlens recessed substrate 8.
Thereby, the microlens substrate 1 as shown in FIG. 1 can be obtained.
When the microlens substrate 1 is manufactured as described above, the microlens substrate can be manufactured with a relatively small number of steps.
[0096]
Note that, after the step <10>, as shown in FIG. 6D, SiO 2 is formed on the first resin layer 91 of the first microlens substrate 2A. 2 A film 93 may be formed. Thereby, in the step <14>, when the first microlens substrate 2A and the second microlens recessed substrate 8 are joined via the second resin layer 92 as shown in FIG. The adhesiveness between the resin layer 91 and the second resin layer 92 is improved.
[0097]
Such SiO 2 The film 93 can be formed by, for example, a vapor deposition method such as a sputtering method, a CVD method, or an evaporation method. According to the vapor phase film forming method, it is dense, has high adhesion to the resin layer, and has a thin SiO. 2 A film 93 can be formed. Among the vapor phase film forming methods, the sputtering method uses SiO 2 2 The thickness unevenness and variation of the film 93 can be made extremely small. 2 This is more preferable because the adhesion between the film 93 and the resin layers 91 and 92 can be made extremely high, and composition adjustment and stress adjustment are easy.
[0098]
Needless to say, the microlens substrate 1 of the present invention can be used for, for example, various electro-optical devices such as a CCD and an optical communication device, and other devices, in addition to the liquid crystal panel facing substrate and the liquid crystal panel described below. .
For example, a black matrix 11 having an opening 111 is formed on the second microlens recessed substrate 8 of the microlens substrate 1, and then a transparent conductive film (conductive film) 12 is formed so as to cover the black matrix 11. By doing so, the counter substrate 10 for a liquid crystal panel can be manufactured (see FIG. 9).
The black matrix 11 has a light-shielding function, and is made of, for example, a metal such as Cr, Al, an Al alloy, Ni, Zn, or Ti, or a resin in which carbon, titanium, or the like is dispersed.
The transparent conductive film 12 has conductivity, for example, indium tin oxide (ITO), indium oxide (IO), tin oxide (SnO). 2 ).
[0099]
The black matrix 11 is formed, for example, by forming a thin film to be the black matrix 11 on the second microlens recessed substrate 8 by a vapor deposition method (for example, vapor deposition, sputtering, or the like), and then forming an opening 111 on the thin film. Is formed by forming a resist film having the following pattern, then performing wet etching to form an opening 111 in the thin film, and then removing the resist film.
[0100]
When forming the opening 111, the alignment between the microlens 4 and the opening 111 may be performed using the first alignment mark 71 or the second alignment mark 72.
Further, the transparent conductive film 12 can be provided by, for example, a vapor deposition method such as vapor deposition or sputtering.
As described above, by forming the black matrix 11 and the transparent conductive film 12 on the microlens substrate 1, the counter substrate 10 for a liquid crystal panel can be obtained.
Note that the black matrix 11 may not be provided.
[0101]
Hereinafter, a liquid crystal panel (electro-optical device) using such a liquid crystal panel counter substrate 10 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 9, a liquid crystal panel (TFT liquid crystal panel) 16 of the present invention includes a TFT substrate (liquid crystal driving substrate) 17, an opposite substrate 10 for a liquid crystal panel bonded to the TFT substrate 17, a TFT substrate 17, and a liquid crystal. It has a second spacer 19 for defining the distance from the panel opposing substrate 10, and a liquid crystal layer 18 made of liquid crystal sealed in a gap between the TFT substrate 17 and the liquid crystal panel opposing substrate 10.
[0102]
The opposing substrate 10 for a liquid crystal panel includes a microlens substrate 1, a black matrix 11 provided on the second microlens recessed substrate 8 of the microlens substrate 1, and having an opening 111 formed therein, and a second microlens substrate. A transparent conductive film (common electrode) 12 is provided on the substrate 8 with concave portions so as to cover the black matrix 11.
[0103]
The TFT substrate 17 is a substrate for driving the liquid crystal of the liquid crystal layer 18, and includes a glass substrate 171 and a plurality (many) of pixel electrodes 172 provided on the glass substrate 171 and arranged in a matrix (in a matrix). And a plurality (many) of thin film transistors (TFTs) 173 corresponding to the respective pixel electrodes 172. In the drawings, illustration of a seal material, an alignment film, wiring, and the like are omitted.
[0104]
In the liquid crystal panel 16, the TFT substrate 17 and the liquid crystal panel opposing substrate 10 are attached to the second spacer 19 so that the transparent conductive film 12 of the liquid crystal panel opposing substrate 10 faces the pixel electrode 172 of the TFT substrate 17. And are joined at a fixed distance from each other. The opposite surfaces of the TFT substrate 17 and the liquid crystal panel opposing substrate 10 are in contact with the second spacers 19, respectively.
The glass substrate 171 is preferably made of quartz glass for the reasons described above.
[0105]
The pixel electrode 172 drives the liquid crystal of the liquid crystal layer 18 by charging and discharging with the transparent conductive film (common electrode) 12. The pixel electrode 172 is made of, for example, the same material as the transparent conductive film 12 described above.
The thin film transistor 173 is connected to a corresponding pixel electrode 172 in the vicinity. The thin film transistor 173 is connected to a control circuit (not shown), and controls a current supplied to the pixel electrode 172. Thus, charging and discharging of the pixel electrode 172 are controlled.
[0106]
The liquid crystal layer 18 contains liquid crystal molecules (not shown), and the liquid crystal molecules, that is, the orientation of the liquid crystal changes in response to the charging and discharging of the pixel electrode 172.
In such a liquid crystal panel 16, the spacer 5 included in the microlens substrate 1 has physical properties different from those of the second spacer 19 (for example, at least one of elastic modulus, hardness, Poisson's ratio, specific gravity, and the like). Is preferred. The spacer 5 and the second spacer 19 differ from each other in the nature of the substance in contact therewith. The purpose and the function of the spacer 5 are different from those of the second spacer 19. Furthermore, the steps performed during the manufacture of the spacer 5 and the second spacer 19 are also different. Therefore, if the physical properties of the spacer 5 and the physical properties of the second spacer 19 are different, it is possible to install spacers having optimal properties according to the respective purposes, functions, roles, and the like.
[0107]
In particular, the elastic modulus of the spacer 5 (the elastic modulus of the constituent material of the spacer 5) is preferably lower than the elastic modulus of the second spacer 19 (the elastic modulus of the constituent material of the second spacer 19). Thereby, in the liquid crystal panel 16, the uniformity of the thickness of the liquid crystal layer 18 is improved. This is due to the following mechanism. When manufacturing the liquid crystal panel 16, the TFT substrate 17 and the opposing substrate 10 for a liquid crystal panel are joined. At this time, a force is applied to the TFT substrate 17 against the liquid crystal panel opposing substrate 10, and a force is applied to the liquid crystal panel opposing substrate 10 from the TFT substrate 17. In such a case, it is ideal that the force applied to the TFT substrate 17 and the opposing substrate 10 for a liquid crystal panel completely coincides with the normal line of each substrate. However, in practice, the forces applied to these substrates are negligible, but may deviate from the normal. At this time, if the elastic modulus of the spacer 5 is lower than the elastic modulus of the second spacer 19, the spacer 5 contracts, and the contraction of the second spacer 19 is suppressed. As a result, a decrease in the uniformity of the thickness of the liquid crystal layer 18 is prevented. When the uniformity of the thickness of the liquid crystal layer 18 is high, brightness unevenness of an image to be formed is extremely suitably suppressed, and an advantage that visibility is improved is obtained.
From the viewpoint of obtaining such an effect more remarkably, the elastic modulus of the constituent material of the spacer 5 is set to 40 to 800 kgf / mm, although it differs slightly depending on the properties of the second spacer 19 and the like. 2 It is preferable to set the degree.
In such a liquid crystal panel 16, usually, one microlens 4, one opening 111 of the black matrix 11 corresponding to the optical axis Q of the microlens 4, one pixel electrode 172, and one pixel One thin film transistor 173 connected to the electrode 172 corresponds to one pixel.
[0108]
The incident light L incident from the liquid crystal panel opposite substrate 10 side passes through the first microlens recessed substrate 2, is collected to a predetermined size when passing through the microlens 4, and is converted into parallel light, The light passes through the resin layer 9, the substrate 8 with the second microlens concave portion, the opening 111 of the black matrix 11, the transparent conductive film 12, the liquid crystal layer 18, the pixel electrode 172, and the glass substrate 171. At this time, since a polarizing plate (not shown) is usually arranged on the incident side of the microlens substrate 1, when the incident light L passes through the liquid crystal layer 18, the incident light L is linearly polarized. . At this time, the polarization direction of the incident light L is controlled according to the alignment state of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 18. Therefore, by transmitting the incident light L transmitted through the liquid crystal panel 16 through a polarizing plate (not shown), it is possible to control the luminance of the output light.
[0109]
As described above, in the liquid crystal panel 16, the incident light L that has passed through the microlens 4 is condensed to a predetermined size, converted into parallel light, and passes through the opening 111 of the black matrix 11. Therefore, the liquid crystal panel 16 can form a bright and clear image with a relatively small amount of light.
Moreover, since the microlens substrate 1 includes the microlenses 4 having the above-described properties, the liquid crystal panel 16 can form an image having a high contrast ratio.
[0110]
In the liquid crystal panel 16, for example, after a TFT substrate 17 manufactured by a known method and an opposite substrate 10 for a liquid crystal panel are subjected to an alignment treatment, the two are joined via a second spacer 19 and a sealing material (not shown). Then, a liquid crystal can be injected into the gap from a sealing hole (not shown) in the gap formed by this, and then the sealing hole can be closed to produce the liquid crystal. Thereafter, if necessary, a polarizing plate may be attached to the entrance side or the exit side of the liquid crystal panel 16.
[0111]
When the liquid crystal panel opposing substrate 10 and the TFT substrate 17 are joined, the alignment between the liquid crystal panel opposing substrate 10 and the TFT substrate 17 may be performed using the second alignment mark 72 or the like.
In the liquid crystal panel 16, a TFT substrate is used as a liquid crystal driving substrate. However, a liquid crystal driving substrate other than the TFT substrate, such as a TFD substrate or an STN substrate, may be used as the liquid crystal driving substrate.
[0112]
Hereinafter, a projection display device (liquid crystal projector) using the liquid crystal panel 16 will be described.
FIG. 10 is a diagram schematically showing the optical system of the projection display device of the present invention.
As shown in the figure, the projection display device 300 includes a light source 301, an illumination optical system including a plurality of integrator lenses, a color separation optical system (a light guide optical system) including a plurality of dichroic mirrors, and the like. A liquid crystal light valve (liquid crystal light shutter array) 24 corresponding to red (for red), a liquid crystal light valve (liquid crystal light shutter array) 25 corresponding to green (for green), and a liquid crystal light valve (liquid crystal shutter array) 25 corresponding to blue (for blue) A) a liquid crystal light valve (liquid crystal light shutter array) 26, a dichroic prism (color combining optical system) 21 having a dichroic mirror surface 211 that reflects only red light and a dichroic mirror surface 212 that reflects only blue light, and projection. A lens (projection optical system) 22.
[0113]
The illumination optical system has integrator lenses 302 and 303. The color separation optical system includes mirrors 304, 306, and 309, a dichroic mirror 305 that reflects blue light and green light (transmits only red light), a dichroic mirror 307 that reflects only green light, and a dichroic that reflects only blue light. A mirror (or a mirror that reflects blue light) 308 and condensing lenses 310, 311, 312, 313, and 314 are provided.
[0114]
The liquid crystal light valve 25 includes a liquid crystal panel 16 described above and a first polarizing plate (not shown) bonded to the incident surface side of the liquid crystal panel 16 (the surface side on which the microlens substrate is located, that is, the side opposite to the dichroic prism 21). ), And a second polarizing plate (not shown) joined to the exit surface side of the liquid crystal panel 16 (the surface side facing the microlens substrate, that is, the dichroic prism 21 side). The liquid crystal light valves 24 and 26 have the same configuration as the liquid crystal light valve 25. The liquid crystal panel 16 included in each of the liquid crystal light valves 24, 25 and 26 is connected to a drive circuit (not shown).
[0115]
In the projection display device 300, the dichroic prism 21 and the projection lens 22 constitute the optical block 20. A display unit 23 is composed of the optical block 20 and liquid crystal light valves 24, 25 and 26 fixedly mounted on the dichroic prism 21.
Hereinafter, the operation of the projection display device 300 will be described.
[0116]
White light (white light flux) emitted from the light source 301 passes through the integrator lenses 302 and 303. The light intensity (luminance distribution) of this white light is made uniform by the integrator lenses 302 and 303.
The white light transmitted through the integrator lenses 302 and 303 is reflected to the left side in FIG. 10 by the mirror 304, and the blue light (B) and the green light (G) of the reflected light are respectively reflected by the dichroic mirror 305 in FIG. The red light (R), which is reflected downward, passes through the dichroic mirror 305.
[0117]
The red light transmitted through the dichroic mirror 305 is reflected by the mirror 306 to the lower side in FIG. 10, and the reflected light is shaped by the condenser lens 310 and enters the liquid crystal light valve 24 for red.
Of the blue light and the green light reflected by the dichroic mirror 305, the green light is reflected by the dichroic mirror 307 to the left in FIG. 10, and the blue light passes through the dichroic mirror 307.
The green light reflected by the dichroic mirror 307 is shaped by the condenser lens 311 and enters the liquid crystal light valve 25 for green.
[0118]
Further, the blue light transmitted through the dichroic mirror 307 is reflected by the dichroic mirror (or mirror) 308 to the left in FIG. 10, and the reflected light is reflected by the mirror 309 to the upper side in FIG. The blue light is shaped by the condenser lenses 312, 313, and 314, and enters the liquid crystal light valve 26 for blue.
As described above, the white light emitted from the light source 301 is color-separated into three primary colors of red, green, and blue by the color separation optical system, respectively, guided to the corresponding liquid crystal light valves, and entered.
[0119]
At this time, each pixel (the thin film transistor 173 and the pixel electrode 172 connected thereto) of the liquid crystal panel 16 included in the liquid crystal light valve 24 is subjected to switching control by a driving circuit (driving means) operated based on a red image signal. (On / off), ie, modulated.
Similarly, the green light and the blue light enter the liquid crystal light valves 25 and 26, respectively, and are modulated by the respective liquid crystal panels 16, thereby forming a green image and a blue image. At this time, each pixel of the liquid crystal panel 16 included in the liquid crystal light valve 25 is subjected to switching control by a driving circuit that operates based on an image signal for green, and each pixel of the liquid crystal panel 16 included in the liquid crystal light valve 26 is controlled for blue. The switching is controlled by a drive circuit that operates based on the image signal.
Accordingly, the red light, the green light, and the blue light are modulated by the liquid crystal light valves 24, 25, and 26, respectively, to form a red image, a green image, and a blue image, respectively.
[0120]
The image for red color formed by the liquid crystal light valve 24, that is, the red light from the liquid crystal light valve 24 enters the dichroic prism 21 from the surface 213, is reflected on the dichroic mirror surface 211 to the left in FIG. The light passes through the surface 212 and exits from the exit surface 216.
The green image formed by the liquid crystal light valve 25, that is, the green light from the liquid crystal light valve 25 enters the dichroic prism 21 from the surface 214, passes through the dichroic mirror surfaces 211 and 212, and exits. Light exits from surface 216.
Further, the blue image formed by the liquid crystal light valve 26, that is, the blue light from the liquid crystal light valve 26 enters the dichroic prism 21 from the surface 215 and is reflected by the dichroic mirror surface 212 to the left in FIG. The light passes through the dichroic mirror surface 211 and exits from the exit surface 216.
[0121]
In this manner, the light of each color from the liquid crystal light valves 24, 25 and 26, that is, the images formed by the liquid crystal light valves 24, 25 and 26 are synthesized by the dichroic prism 21, thereby forming a color image. Is done. This image is projected (enlarged projection) on the screen 320 installed at a predetermined position by the projection lens 22.
At this time, since the projection display apparatus 300 includes the liquid crystal panel 16 including the above-described microlens substrate 1, an image having a high contrast ratio can be projected.
[0122]
In the above description, the case where the microlens substrate of the present invention is used for an opposing substrate for a liquid crystal panel, a liquid crystal panel, and a projection display device including the liquid crystal light valve has been described as an example. The present invention is not limited to this, and the microlens substrate of the present invention is used for various electro-optical devices such as a CCD and an optical communication device, an organic or inorganic EL (electroluminescence) display device, and other devices. It goes without saying that you can do it.
Further, the display device is not limited to the rear projection type display device. For example, the microlens substrate of the present invention can be used for a front projection type display device.
[0123]
【Example】
(Example 1)
A microlens substrate was manufactured as follows.
First, the first substrate with concave portions for microlenses was manufactured as follows.
First, a rectangular unprocessed quartz glass substrate (first glass substrate) having a thickness (T1) of 1.2 mm was prepared as a base material. The refractive index of this quartz glass substrate was 1.458. Next, the quartz glass substrate was immersed in a cleaning liquid (a mixed liquid of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution) at 85 ° C. to perform cleaning, thereby cleaning the surface.
[0124]
-1- A 0.4 μm-thick polycrystalline silicon film (mask layer and back surface protection layer) was formed on the front and back surfaces of the quartz glass substrate by a CVD method.
This is because a quartz glass substrate is placed in a CVD furnace set at 600 ° C. and 80 Pa, and SiH 4 Was supplied at a rate of 300 mL / min.
[0125]
-2- Next, openings (openings and second openings) were formed in the formed polycrystalline silicon film. At this time, the area of the opening was 9.5 μm. 2 And
This was performed as follows. First, a resist layer having a pattern of a concave portion to be formed was formed on a polycrystalline silicon film. Next, the polycrystalline silicon film was dry-etched with CF gas to form an opening. Next, the resist layer was removed.
[0126]
-3- Next, on a portion of the polycrystalline silicon film and the quartz glass substrate where an alignment mark (first alignment mark) is to be formed, a 0.2 μm-thick Au / Cr film having a shape corresponding to the shape of the alignment mark is provided. A thin film (protective layer) was formed.
This was performed as follows. First, an Au / Cr thin film was formed on a polycrystalline silicon film by a sputtering method. This sputtering was performed by setting the sputtering pressure of the sputtering furnace to 5 mTorr and the power to 500 W. Next, a resist layer having a shape corresponding to the shape of the alignment mark was formed on the Au / Cr thin film. Next, the Au / Cr thin film was subjected to wet etching using a mixed solution of nitric acid and hydrochloric acid. Next, the resist layer was removed.
[0127]
-4- Next, the quartz glass substrate was immersed in an etching solution (a mixed aqueous solution of 10% hydrofluoric acid + 10% glycerin) for 148 minutes to perform wet etching, thereby forming a concave portion (first concave portion) on the quartz glass substrate.
[0128]
-5 Next, the quartz glass substrate was immersed in a 15% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to remove the polycrystalline silicon films formed on the front and back surfaces of the quartz glass substrate.
[0129]
-6 Next, the quartz glass substrate was immersed in a mixed solution of nitric acid and hydrochloric acid to remove the Au / Cr thin film.
Thereby, a substrate with concave portions for microlenses (substrate with concave portions for first microlenses) in which alignment marks (first alignment marks) and a large number of concave portions (first concave portions) are formed on the quartz glass substrate is obtained. Was. The radius of curvature (R1) of the first concave portion was 15 μm.
[0130]
The area of the opening in step-2--9.5 m 2 Then, a substrate with a concave portion for a second microlens was manufactured in the same manner as described above except that the etching time in the step-4 was changed to 98 minutes. Note that the radius of curvature (R2) of the second concave portion was 11 μm.
Then, the substrate with the concave portion for the first microlens was set so that the concave portion was opened vertically upward.
[0131]
-7- An uncured ultraviolet-curable epoxy resin (high-refractive-index resin) was applied on the substrate with concave portions for the first microlenses without bubbles using a dispenser. The refractive index of this epoxy resin was 1.592, and the difference from the refractive index (1.458) of the quartz glass substrate was 0.134.
[0132]
-8- Next, a 1.2 mm-thick transparent substrate ("NEOCERAM" manufactured by NEC Corporation) obtained by applying a release agent to the resin was bonded, pressed, and brought into close contact. The gap agent used at this time was 30 μm.
[0133]
Next, the resin was cured by irradiating ultraviolet rays to form a first resin (high-refractive-index resin layer). Finally, the transparent substrate mold was peeled off to obtain a first microlens substrate.
[0134]
-10.1- Next, an uncured UV-curable fluorine-based acrylic resin (low-refractive-index resin) is provided on the surface of the second microlens-contained substrate with concave portions other than where the spacers are to be provided. Was applied without bubbles using a dispenser. The refractive index of this fluorine-based acrylic resin was 1.387, and the difference from the refractive index (1.458) of the quartz glass substrate was 0.071.
[0135]
-10.2- Next, a resin in which spacers were uniformly dispersed was applied to portions of the second microlens substrate with concave portions where no concave portions were formed using a dispenser.
In addition, the same thing as the above-mentioned -10.1- was used for this resin. The content of the spacer in the resin was 10% by weight. Spherical plastic fine particles were used for the spacer. The average particle size of the spherical plastic fine particles is 10 μm, the standard deviation of the particle size distribution is 4.6% of the average particle size, and the density is 1.19 g / cm. 3 And the elastic modulus is 480 kgf / mm 2 Met.
[0136]
11- Next, the first microlens substrate obtained in the step-9- was joined to the surface of the second microlens substrate with concave portions on which the resin was applied. At this time, a uniform pressure was applied to the entire first microlens substrate so that the first microlens substrate contacted the spacer.
[0137]
-12- Next, using the first alignment mark and the second alignment mark, alignment between the first concave portion and the second concave portion was performed.
[0138]
-13- Next, the resin was irradiated with ultraviolet rays to cure the resin, thereby forming a second resin layer (low-refractive-index resin layer). Further, a microlens was formed from the resin filled in the concave portion.
The maximum thickness (Tm) of the formed microlens was 30 μm, and the edge thickness (distance between opposing end faces of the first microlens concave substrate and the second microlens concave substrate) was 10 μm. .
[0139]
14- Finally, the substrate with concave portions for second microlenses was ground and polished to a thickness (T2) of 30 µm to obtain a microlens substrate having a structure as shown in Fig. 1.
[0140]
(Example 2)
SiO on the first microlens substrate 2 A microlens substrate was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a film was formed.
That is, after the step -9-, a 1 μm thick SiO 2 layer is formed on the first resin layer (high refractive index resin layer) of the microlens substrate. 2 The film was formed by sputtering. The sputtering was performed in an Ar gas atmosphere, and the total sputtering pressure was 4 × 10 -3 Torr and the RF output was 500 W.
Thereafter, the steps after -10- were performed to obtain a microlens substrate having a structure as shown in FIG.
[0141]
(Comparative example)
A resin layer was formed using a single resin to produce a microlens substrate.
Substrates with concave portions for the first and second microlenses were manufactured in the same manner as in the above method up to the step-6.
[0142]
-7.1A- Next, an uncured ultraviolet curable acrylic resin (refractive index 1.59, Density after curing 1.18 g / cm 3 ) Was applied without bubbles using a dispenser.
[0143]
-7.2A- Next, using a dispenser, a resin in which spacers were uniformly dispersed was applied to portions of the first microlens substrate with concave portions where no concave portions were formed.
The same resin as that of -7.1A- was used for this resin. The content of the spacer in the resin was 10% by weight. Spherical plastic fine particles were used for the spacer. The average particle size of the spherical plastic fine particles is 10 μm, the standard deviation of the particle size distribution is 4.6% of the average particle size, and the density is 1.19 g / cm. 3 And the elastic modulus is 480 kgf / mm 2 Met.
[0144]
-8A- Next, the substrate with the concave portion for the second microlens was bonded to the surface of the substrate with the concave portion for the first microlens coated with the resin. At this time, a uniform pressure was applied to the entire second microlens recessed substrate so that the second microlens recessed substrate came into contact with the spacer.
[0145]
-9A- Next, using the first alignment mark and the second alignment mark, alignment between the first concave portion and the second concave portion was performed.
[0146]
-10A- Next, the resin was cured by irradiating ultraviolet rays to form a resin layer and a microlens.
The formed microlens has a focal length of 55 μm, a maximum thickness (Tm) of 30 μm, and an edge thickness (distance between opposing end surfaces of the first microlens recessed substrate and the second microlens recessed substrate). Was 10 μm.
[0147]
-11A- Finally, the substrate with concave portions for second microlenses was ground and polished to a thickness (T2) of 30 μm to obtain a microlens substrate.
[0148]
(Evaluation)
For each of the microlens substrates manufactured in Examples 1 and 2 and Comparative Example, an opening was provided at a position corresponding to the microlens of the substrate with concave portions for the second microlens (an aperture ratio of 43%) by using a sputtering method and a photolithography method. A light-shielding film (Cr film) having a thickness of 0.16 μm, that is, a black matrix was formed. Further, an ITO film (transparent conductive film) having a thickness of 0.15 μm was formed on the black matrix by a sputtering method to manufacture a counter substrate for a liquid crystal panel.
[0149]
Then, after subjecting the facing substrate for liquid crystal panel and a separately prepared TFT substrate (glass substrate made of quartz glass) to an orientation treatment, both are treated as spacers made of spherical silica fine particles (elastic modulus 7454 kgf / mm). 2 ) And a sealing material. Next, liquid crystal is injected into the gap from the sealing hole in the gap formed between the counter substrate for the liquid crystal panel and the TFT substrate, and then the sealing hole is closed to form a structure as shown in FIG. TFT liquid crystal panels each having a structure as referred to in (1).
[0150]
The contrast ratio (all white / all black) of each of the obtained TFT liquid crystal panels was measured. The results are shown below.
Example 1: 480
Example 2: 450
Comparative Example 1: 320
From these results, it can be seen that the microlens substrate of the present embodiment can provide a high contrast ratio.
[0151]
Further, a liquid crystal projector (projection display device) having a structure as shown in FIG. 10 was assembled using the TFT liquid crystal panels obtained in the respective examples. As a result, each of the obtained liquid crystal projectors could project a bright and high-contrast image on the screen.
[0152]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a microlens composed of a biconvex lens that can condense (converge) light into a predetermined size (diameter) and emit it as parallel light (parallel light flux) is provided. A configured microlens substrate can be provided.
In particular, with the microlens substrate of the present invention, it is possible to prevent damage such as partial deterioration or deterioration due to concentration of light energy.
[0153]
Therefore, for example, in a liquid crystal panel and a projection display device including the microlens substrate of the present invention, a high contrast ratio and a high transmittance can be obtained without deterioration over a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an embodiment of a microlens substrate of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a state of light transmitted through a resin layer of the microlens substrate of the present invention.
FIG. 3 is another embodiment of the microlens substrate of the present invention, wherein the microlens substrate is made of SiO. 2 FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view showing a microlens substrate on which a film is formed.
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for manufacturing a microlens substrate according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a method for manufacturing a microlens substrate according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining a method for manufacturing a microlens substrate according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining a method for manufacturing a microlens substrate according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram for explaining a method for manufacturing a microlens substrate according to the present invention.
FIG. 9 is a schematic longitudinal sectional view showing an embodiment of the liquid crystal panel of the present invention.
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating an optical system of a projection display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a conventional microlens substrate.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Micro lens board, 99 ... Effective lens area, 100 ... Non-effective lens area, 2 ... Substrate with concave part for 1st micro lens, 2A ... 1st micro lens substrate body, 28 ... Transparent substrate type, 29 ... First glass substrate, 31 ... First concave part, 32 ... Second concave part, 4 ... Micro lens, 5 ... Spacer, 6 ... Mask Layer, 61: Opening, 62: Second opening, 69: Backside protective layer, 71: First alignment mark, 72: Second alignment mark, 75: Protective layer, 8 ... Substrate with concave portion for second microlens, 89 second glass substrate, 9 resin layer, 91 first resin layer, 92 second resin layer, 93 SiO 2 Film, 94, 95, 96 ... resin, L ... light, Q ... optical axis, R1, R2 ... radius of curvature, T1, T2 ... thickness, Tm ... maximum thickness Reference numeral 10: Counter substrate for liquid crystal panel, 11: Black matrix, 111: Opening, 12: Transparent conductive film, 16: Liquid crystal panel, 17: TFT substrate, 171 ... Glass substrate, 172 pixel electrode, 173 thin film transistor, 18 liquid crystal layer, 19 second spacer, 300 projection display device, 301 light source, 302, 303 ..Integrator lenses, 304, 306, 309: mirrors, 305, 307, 308: dichroic mirrors, 310 to 314: condenser lens, 320: screen, 20: optical block, 21 ... Dichro , Prisms, 211, 212 ... dichroic mirror surfaces, 213-215 ... surfaces, 216 ... emission surfaces, 22 ... projection lenses, 23 ... display units, 24-26 ... liquid crystal light valves , 900: micro lens substrate, 902: glass substrate, 903: concave portion, 904: micro lens, 908: cover glass, 909: resin layer

Claims (18)

レンズ曲面を備えた第1の凹部が表面に複数設けられた第1基板と、レンズ曲面を備えた第2の凹部が表面に複数設けられた第2基板とが、前記第1の凹部と前記第2の凹部とが対向するように、樹脂層を介して接合され、前記第1基板と前記第2基板との間に、両凸レンズよりなるマイクロレンズが構成されているマイクロレンズ基板であって、
前記樹脂層は、光が入射される第1基板側に配され、前記第1基板よりも屈折率が高い第1樹脂層と、前記第2基板側に配され、前記第2基板よりも屈折率が低い第2樹脂層とを有することを特徴とするマイクロレンズ基板。
A first substrate provided with a plurality of first concave portions having a lens curved surface on a surface thereof, and a second substrate provided with a plurality of second concave portions provided with a lens curved surface on a surface, wherein the first concave portion and the second concave portion are provided. A microlens substrate which is bonded via a resin layer so that a second concave portion is opposed to the first concave portion, and a microlens formed of a biconvex lens is formed between the first substrate and the second substrate. ,
The resin layer is disposed on the first substrate side on which light is incident, and has a first resin layer having a higher refractive index than the first substrate, and is disposed on the second substrate side and is more refracted than the second substrate. A microlens substrate comprising: a second resin layer having a low ratio.
前記第1基板と、前記第1樹脂層との屈折率の差は、0.07〜0.70である請求項1に記載のマイクロレンズ基板。2. The microlens substrate according to claim 1, wherein a difference in refractive index between the first substrate and the first resin layer is 0.07 to 0.70. 3. 前記第2基板と、前記第2樹脂層との屈折率の差は、0.07〜0.70である請求項1または2記載のマイクロレンズ基板。The microlens substrate according to claim 1, wherein a difference in a refractive index between the second substrate and the second resin layer is 0.07 to 0.70. レンズ曲面を備えた第1の凹部が表面に複数設けられた第1基板と、レンズ曲面を備えた第2の凹部が表面に複数設けられた第2基板とが、前記第1の凹部と前記第2の凹部とが対向するように、樹脂層を介して接合され、前記第1基板と前記第2基板との間に、両凸レンズよりなるマイクロレンズが構成されているマイクロレンズ基板であって、
前記樹脂層は、光が入射される第1基板側に配され、前記第1基板および前記第2基板よりも屈折率が高い第1樹脂層と、前記第2基板側に配され、前記第1基板および前記第2基板よりも屈折率が低い第2樹脂層とを有することを特徴とするマイクロレンズ基板。
A first substrate provided with a plurality of first concave portions having a lens curved surface on a surface thereof, and a second substrate provided with a plurality of second concave portions provided with a lens curved surface on a surface, wherein the first concave portion and the second concave portion are provided. A microlens substrate which is bonded via a resin layer so that a second concave portion is opposed to the first concave portion, and a microlens formed of a biconvex lens is formed between the first substrate and the second substrate. ,
The resin layer is disposed on a first substrate side on which light is incident, a first resin layer having a higher refractive index than the first substrate and the second substrate, and a first resin layer disposed on the second substrate side. A microlens substrate comprising: one substrate; and a second resin layer having a lower refractive index than the second substrate.
前記第1基板および前記第2基板と、前記第1樹脂層との屈折率の差は、それぞれ、0.07〜0.70である請求項4に記載のマイクロレンズ基板。The microlens substrate according to claim 4, wherein a difference in refractive index between the first substrate and the second substrate and the first resin layer is 0.07 to 0.70, respectively. 前記第1基板および前記第2基板と、前記第2樹脂層との屈折率の差は、それぞれ、0.07〜0.70である請求項4または5に記載のマイクロレンズ基板。The microlens substrate according to claim 4, wherein a difference in refractive index between the first substrate, the second substrate, and the second resin layer is 0.07 to 0.70, respectively. 前記第1基板は、石英ガラス基板である請求項1ないし6のいずれかに記載のマイクロレンズ基板。The microlens substrate according to claim 1, wherein the first substrate is a quartz glass substrate. 前記第2基板は、石英ガラス基板である請求項1ないし7のいずれかに記載のマイクロレンズ基板。The microlens substrate according to claim 1, wherein the second substrate is a quartz glass substrate. 前記第1樹脂層と前記第2樹脂層との界面に、SiO膜が形成されている請求項1ないし8のいずれかに記載のマイクロレンズ基板。9. The microlens substrate according to claim 1, wherein an SiO 2 film is formed at an interface between the first resin layer and the second resin layer. 前記SiO膜の厚みは、0.005〜50μmである請求項9に記載のマイクロレンズ基板。The microlens substrate according to claim 9, wherein the thickness of the SiO 2 film is 0.005 to 50 μm. 請求項1ないし10のいずれかに記載のマイクロレンズ基板を備えたことを特徴とする液晶パネル用対向基板。A counter substrate for a liquid crystal panel, comprising the microlens substrate according to any one of claims 1 to 10. 請求項1ないし10のいずれかに記載のマイクロレンズ基板と、該マイクロレンズ基板上に設けられたブラックマトリックスと、該ブラックマトリックスを覆う導電膜とを有することを特徴とする液晶パネル用対向基板。An opposing substrate for a liquid crystal panel, comprising: the microlens substrate according to any one of claims 1 to 10, a black matrix provided on the microlens substrate, and a conductive film covering the black matrix. 請求項11または12に記載の液晶パネル用対向基板を備えたことを特徴とする液晶パネル。A liquid crystal panel comprising the liquid crystal panel counter substrate according to claim 11. 画素電極を備えた液晶駆動基板と、該液晶駆動基板に接合された請求項11または12に記載の液晶パネル用対向基板と、前記液晶駆動基板と前記液晶パネル用対向基板との空隙に封入された液晶とを有することを特徴とする液晶パネル。13. A liquid crystal driving substrate provided with a pixel electrode, a liquid crystal panel opposing substrate according to claim 11 joined to the liquid crystal driving substrate, and a liquid crystal driving substrate and the liquid crystal panel opposing substrate sealed in a gap. And a liquid crystal panel. 前記液晶駆動基板は、マトリックス状に配設された前記画素電極と、前記画素電極に接続された薄膜トランジスタとを有するTFT基板である請求項14に記載の液晶パネル。15. The liquid crystal panel according to claim 14, wherein the liquid crystal driving substrate is a TFT substrate including the pixel electrodes arranged in a matrix and a thin film transistor connected to the pixel electrodes. 請求項13ないし15のいずれかに記載の液晶パネルを備えたことを特徴とする投射型表示装置。A projection type display device comprising the liquid crystal panel according to claim 13. 請求項13ないし15のいずれかに記載の液晶パネルを備えたライトバルブを有し、該ライトバルブを少なくとも1個用いて光を変調し、画像を投射することを特徴とする投射型表示装置。A projection type display device, comprising: a light valve provided with the liquid crystal panel according to claim 13, wherein at least one light valve modulates light to project an image. 画像を形成する赤色、緑色および青色に対応した3つのライトバルブと、光源と、該光源からの光を赤色、緑色および青色の光に分離し、前記各光を対応する前記ライトバルブに導く色分離光学系と、前記各画像を合成する色合成光学系と、前記合成された画像を投射する投射光学系とを有する投射型表示装置であって、
前記ライトバルブは、請求項13ないし15のいずれかに記載の液晶パネルを備えたことを特徴とする投射型表示装置。
Three light valves corresponding to red, green, and blue for forming an image, a light source, and a color that separates light from the light source into red, green, and blue light and guides each light to the corresponding light valve. A projection display apparatus having a separation optical system, a color combining optical system that combines the images, and a projection optical system that projects the combined image,
A projection type display device, wherein the light valve includes the liquid crystal panel according to any one of claims 13 to 15.
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