JP2004212785A - Microlens array substrate and liquid crystal system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画素に対応した光学面が少なくとも何れか一方の対向面にアレイ状に配列された一対の透明基板が接合樹脂を介して互いに接合されたマイクロレンズアレイ基板、及び、これを用いた液晶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶装置は、ガラス基板、石英基板等の2枚の基板間に液晶を封入して構成される。液晶装置では、一方の基板に、例えば薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、TFTと称す)等の能動素子をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向電極を配置して、両基板間に封止した液晶相の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能とする。
【0003】
TFTを配置したTFT基板と、TFT基板に対向配置される対向基板とは、別々に製造される。両基板は、パネル組立工程において高精度に張り合わされた後、液晶が封入される。
【0004】
パネル組立工程においては、先ず、各基板工程において夫々製造されたTFT基板と対向基板との対向面、即ち、対向基板及びTFT基板の液晶相と接する面上に配向膜が形成され、次いでラビング処理が行われる。次に、一方の基板上の端辺に接着剤となるシール部が形成される。TFT基板と対向基板とをシール部を用いて貼り合わせ、アライメントを施しながら圧着硬化させる。シール部の一部には切り欠きが設けられており、この切り欠きを介して液晶が封入される。
【0005】
ところで、この種の液晶装置の対向基板等においては、開口率の向上等による光学特性の向上を目的として、基板上に設定された表示領域内の各画素に対応してマイクロレンズが作り込まれたマイクロレンスアレイ基板が用いられる場合がある。
【0006】
例えば特許文献1には一対の透明基板を用いたマイクロレンズアレイ基板に関する技術が開示されており、このマイクロレンズアレイ基板は、一方の透明基板(レンズ形成基板)上の表示領域内に各画素に対応する凹曲面状若しくは凸曲面状の光学面をエッチング等を用いて形成し、このレンズ形成基板に、屈折率の異なる接合樹脂を介して他方の透明基板(カバーガラス基板)を接合することにより構成される。
【0007】
ところで、この種のマイクロレンズアレイ基板は、更なる光学特性の向上等を目的として、カバーガラス基板に切削、研磨加工が施されることが一般的である。この場合、カバーガラス基板は、例えば、レンズ形成基板の板厚1(mm)に対し、7(μm)程度の薄板となるまで加工される。
【0008】
【特許文献1】
特開2001−246599号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように板厚が薄く加工された透明基板(カバーガラス基板)を用いてマイクロレンズアレイ基板を構成した場合、熱処理による接合樹脂の収縮によって、カバーガラス基板側の縁辺部に歪みが発生する場合がある。
【0010】
例えば、マイクロレンズアレイ基板を液晶装置の対向基板として用いた場合、特に、パネル組立工程時の配向膜に対する熱処理等によって内部の接合樹脂が収縮されてカバー基板側の縁辺部に歪みが生じる。この場合、一般に、液晶装置においては対向基板のTFT基板に対する接合部がカバー基板側の縁辺部に設定されているため、対向基板がこの縁辺部がシール材を介して所定のアライメントでTFT基板に貼り合わされた際に、マイクロレンズアレイ基板に発生するカバー基板(透明基板)の歪みによって液晶装置のセルギャップが狂わされる結果となる。そして、このような透明基板の歪みによって液晶装置のセルギャップが狂わされると、液晶装置の光学特性に悪影響を及ぼす虞がある。
【0011】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、接合樹脂の収縮による透明基板の歪みが光学特性に及ぼす影響を低減することのできるマイクロレンズアレイ基板、及び、これを用いた液晶装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るマイクロレンズアレイ基板は、接合樹脂を介して互いに接合される一対の透明基板と、上記一対の透明基板のうちの何れか一方の透明基板の対向面上に少なくとも画素に対応して配列された複数の凹曲面状の光学面とを備えたマイクロレンズアレイ基板において、上記光学面の非形成領域の上記接合樹脂の厚さを、上記凹曲面状の光学面の深さ以下に設定したことを特徴とする。
【0013】
このような構成によれば、接合樹脂が熱収縮される際に発生する内部応力の勾配を抑制することができ、マイクロレンズアレイ基板を板厚方向に略均一に収縮させることができる。
【0014】
本発明に係るマイクロレンズアレイ基板は、接合樹脂を介して互いに接合される一対の透明基板と、上記一対の透明基板のうちの何れか一方の透明基板の対向面上に少なくとも画素に対応して配列された複数の凸曲面状の光学面とを備えたマイクロレンズアレイ基板において、上記光学面の非形成領域に対応する上記接合樹脂の厚さを、上記凸曲面状の光学面の高さの2倍以下に設定したことを特徴とする。
【0015】
このような構成によれば、接合樹脂が熱収縮される際に発生する内部応力の勾配を抑制することができ、マイクロレンズアレイ基板を板厚方向に略均一に収縮させることができる。
【0016】
本発明に係るマイクロレンズアレイ基板は、接合樹脂を介して互いに接合される一対の透明基板と、上記一対の透明基板のうちの一方の透明基板の対向面上に少なくとも画素に対応して配列された複数の凹曲面状の光学面と、他方の上記透明基板の対向面上に上記凹曲面状の光学面に対応して配列された複数の凸曲面状の光学面とを備えたマイクロレンズアレイ基板において、上記光学面の非形成領域に対応する上記接合樹脂の厚さを、上記凸曲面状の光学面の高さの2倍以下に設定したことを特徴とする。
【0017】
このような構成によれば、接合樹脂が熱収縮される際に発生する内部応力の勾配を抑制することができ、マイクロレンズアレイ基板を板厚方向に略均一に収縮させることができる。
【0018】
本発明に係るマイクロレンズアレイ基板は、接合樹脂を介して互いに接合される一対の透明基板と、上記一対の透明基板の各対向面上に少なくとも画素に対応して配列された複数の凹曲面状の光学面とを備えたマイクロレンズアレイ基板において、上記光学面の非形成領域に対応する上記接合樹脂の厚さを、上記凹曲面状の光学面の深さ以下に設定したことを特徴とする。
【0019】
このような構成によれば、接合樹脂が熱収縮される際に発生する内部応力の勾配を抑制することができ、マイクロレンズアレイ基板を板厚方向に略均一に収縮させることができる。
【0020】
本発明に係るマイクロレンズアレイ基板は、接合樹脂を介して互いに接合される一対の透明基板と、上記一対の透明基板の各対向面上に少なくとも画素に対応して配列された複数の凸曲面状の光学面とを備えたマイクロレンズアレイ基板において、上記光学面の非形成領域に対応する上記接合樹脂の厚さを、上記凸曲面状の光学面の高さの3倍以下に設定したことを特徴とする。
【0021】
このような構成によれば、接合樹脂が熱収縮される際に発生する内部応力の勾配を抑制することができ、マイクロレンズアレイ基板を板厚方向に略均一に収縮させることができる。
【0022】
上記光学面の非形成領域に対応する上記接合樹脂の厚さは、7μm以下であることを特徴とする。
【0023】
このような構成によれば、接合樹脂が熱収縮される際に発生する内部応力の勾配を抑制することができ、マイクロレンズアレイ基板を板厚方向に略均一に収縮させることができる。
【0024】
本発明に係る液晶装置は、請求項1乃至請求項6の何れかに記載のマイクロレンズアレイ基板を対向基板として用いて構成したことを特徴とする。
【0025】
このような構成によれば、良好な設ギャップを実現することができ、良好な光学特性を実現することができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図面は本発明の第1の実施の形態に係わり、図1はマイクロレンズアレイ基板の要部断面図、図2は液晶装置の概略構成を示す平面図、図3は図2のH−H’断面図、図4はマイクロレンズアレイ基板の製造工程を示すフローチャート、図5は液晶装置のパネル組立工程を示すフローチャートである。
【0027】
先ず、図2,3を参照して液晶装置の概略構成について説明する。
【0028】
図3に示すように、液晶装置200は、TFT基板10と対向基板20との間に、液晶層50を挟持して構成されている。TFT基板10は、例えば石英基板60上にTFT30が形成されて要部が構成され、対向基板20は、マイクロレンズアレイ基板70(後述する)上に対向電極21が形成されて要部が構成されている。さらに、TFT基板10及び対向基板20それぞれの液晶層50と接する面には、ポリイミド等からなる塗布膜としての配向膜16,22がそれぞれ形成されている。液晶層50としては、例えばTN(ツイステッドネマティック)液晶が用いられ、電圧無印加の状態で90度捩られた状態に液晶分子は配列されている。
【0029】
図2,3に示すように、液晶装置200には、基板の外周部に沿って液晶注入口52aを除く矩形状に形成されたシール材52が設けられており、TFT基板10と対向基板20とは、シール材52により接着固定されている。対向基板20上には、シール材52に沿って囲まれた領域内に、シール材52に沿って、額縁状の額縁遮光層53が設けられている。さらに、額縁遮光層53に囲まれた領域には、額縁遮光層53と同一工程で形成された格子状の遮光層(図示せず)が配置されている。液晶は、液晶注入口52aを介して注入され、その後、液晶注入口52aは封止材54により封止される。これにより、液晶層50は、TFT基板10、対向基板20、シール材52及び封止材54に囲まれた領域内に保持される。
【0030】
シール材52の内側の領域において、TFT基板10には、互いに交差してなる複数の走査線(図示せず)及び複数のデータ線(図示せず)が形成されており、これら配線の交差部毎にTFT30及びTFT30に接続された画素電極が形成されている。
【0031】
また、シール材52の外側の領域にはデータ線駆動回路101及び複数の外部回路接続端子102がTFT基板10の一辺に沿って設けられており、走査線駆動回路104がこの一辺に隣接する辺に沿って設けられている。走査線駆動回路104及びデータ線駆動回路101は、引き出し配線を介して外部回路接続端子102と電気的に接続されている。また、対向基板20のコーナー部の少なくとも1箇所においては、TFT基板10と対向基板20との間で電気導通をとるための導通材106が設けられている。
【0032】
次に、上述した液晶装置200の対向基板20に用いられるマイクロレンズアレイ基板70の構成について説明する。
【0033】
図1に示すように、マイクロレンズアレイ基板70は、石英やガラス等からなる一対の透明基板71,72と、これらの対向面71a,72aに塗布されて両透明基板71,72を互いに接合する接合樹脂73とを有して構成されている。
【0034】
本実施の形態において、一方の透明基板71は、レンズ形成基板として用いられるもので、例えば板厚が1(mm)の基板で構成されている。この透明基板71には、他方の透明基板72との対向面71a上において、液晶装置200に規定される表示領域76(例えば、額縁遮光層53に対応する領域)内の各画素に対応した凹曲面状の光学面75がアレイ状に配列されている。各光学面75は例えばウェットエッチング等のエッチング処理によって形成されるもので、その深さが、例えば7(μm)に設定されている。さらに、透明基板71の対向面71a上において、表示領域76外の領域は、光学面非形成領域78として設定されている。ここで、図3に示すように、本実施の形態の液晶装置200において、対向基板20はTFT基板10に対するシール領域77が外周部に沿って設定されている。
【0035】
また、他方の透明基板72は、カバー基板として用いられるもので、例えば板厚が7(μm)の薄板基板で構成されている。
【0036】
また、接合樹脂73は、透明基板71,72とは異なる屈折率の透明樹脂で構成され、両透明基板71,72の対向面71a,72a全面に介装されてこれらを互いに接合する。
【0037】
その際、接合樹脂73は、光学面非形成領域78において、対向面71a,72a間の厚さが、光学面75の深さ以下となるよう設定される。この接合樹脂73の厚さの設定は、マイクロレンズアレイ基板70に熱処理が施された際に、接合樹脂73の熱収縮によってマイクロレンズアレイ基板70が板厚方向に不均一に収縮されることを防止するためのものである。
【0038】
すなわち、本実施の形態によるマイクロレンズアレイ基板70において、透明基板71には表示領域76に対応する領域内に凹曲面状の光学面75が形成されているため、この領域内の接合樹脂73の平均的な厚さは光学面非形成領域78のものよりも相対的に厚くなる。この相対的な厚さの差異によって、接合樹脂には熱収縮の際に内部応力の局所的な勾配が発生し、薄く形成した側の接合樹脂が厚く形成した側の接合樹脂に引き寄せられる。そして、このような熱収縮による内部応力の勾配が、熱処理を施した際にマイクロレンズアレイ基板70を板厚方向に不均一に収縮させる要因であると考えられる。このような点に鑑み、実験等に基づく精査研究を行った結果、本出願人らは、光学面非形成領域78における透明基板71の対向面71aから透明基板72の対向面72aまでの厚さを、光学面75の深さ以下となるよう設定した場合には、内部応力の影響を効果的に低減でき、熱処理時にマイクロレンズアレイ基板70を板厚方向に略均一に収縮させることが可能であることを知見した。そこで、このような研究結果に基づき、凹曲面状の光学面75の深さが例えば7(μm)に設定されている本実施の形態においては、光学面非形成領域78における接合樹脂73の厚さは、7(μm)以下に設定されている。
【0039】
なお、本実施の形態において、透明基板71,72の屈折率が例えば1.46に設定されているとともに、接合樹脂73の屈折率が例えば1.6に設定されており、これにより、透明基板71側から入射された光を各光学面75で屈折させて集光するマイクロレンズアレイ基板70としての機能が実現される。
【0040】
次に、図4を参照して、上述のマイクロレンズアレイ基板70の製造工程について説明する。
【0041】
ステップS1では、用意された透明基板71に対して凹曲面状の光学面75を形成する。本実施の形態において、用意される透明基板71は例えば1(mm)以上の板厚を有し、光学面75は例えばウェットエッチングによって形成される。この光学面形成工程では、先ず、透明基板71の全面に対し、CVD法やスパッタリング法等によってマスク層80を形成する。その後、形成されたマスク層80上に、周知のフォトリソグラフィ法等によって、光学面75の配列に対応する所望のピンホール81を形成する。そして、透明基板71を例えば弗化水素と硝酸の混合水溶液中に浸漬して各ピンホール81に対応するエッチングを行った後、透明基板71を例えば弗酸と弗化アンモニウムの混合水溶液中に浸漬してマスク層80の除去を行う。これにより、透明基板72との対向面71aに光学面75がアレイ状に配列された透明基板71を得る。
【0042】
続くステップS2では、透明基板71に対し、接合樹脂73を塗布する。すなわち、ステップS2において、透明基板71には、透明基板72との対向面71a全面に、所定量の接合樹脂73が均一に塗布される。ここで、塗布される接合樹脂73の量は、予め実験等によって規定されるものであり、後述するステップS3の処理で透明基板71,72を接合する際に、光学面非形成領域78における対向面71a,72aの間隔を例えば7(μm)以下とするに適切な量に規定されている。
【0043】
続くステップS3では、塗布された接合樹脂73を介して、透明基板71に透明基板72を貼付し、アライメントを施しながら接合樹脂73を硬化させる。これにより、透明基板71,72は、一体に固着される。その際、光学面非形成領域78における対向面71a,72a間隔が例えば7(μm)以下に的確に制御される。ここで、本実施の形態において、用意される透明基板72は、透明基板71と同様、例えば1(mm)以上の板厚を有する。
【0044】
続くステップS4では、透明基板71,72を夫々所望の板厚(透明基板71を例えば1(mm)、透明基板72を例えば7(μm))まで研磨する。これにより、図1のマイクロレンズアレイ基板70が構成される。
【0045】
次に、図5を参照してパネル組立工程について説明する。素子基板(TFT基板)10と対向基板20とは、別々に製造される。なお、上述のように、対向基板20は、マイクロレンズアレイ基板70を用いて構成されている。ステップS11,S14では、夫々用意されたTFT基板10及び対向基板20に対して、配向膜16,22となるポリイミド(PI)を塗布する。
【0046】
次に、ステップS12,15において、各基板10,20に塗布した配向膜16,22を例えば100〜200℃の温度で焼成する。その際、対向基板20を構成するマイクロレンズアレイ基板70は、板厚方向に略均一に熱収縮される。すなわち、マイクロレンズアレイ基板70は、接合樹脂73による層を有して構成されているため、配向膜22の焼成時には接合樹脂73の熱収縮によって板厚方向に熱収縮されるが、上述したように、光学面非形成領域78における接合樹脂73の厚さが光学面75の深さ以下に設定されているため、接合樹脂73の熱収縮によって発生する内部応力の勾配を抑制することができる。その結果として、接合樹脂73に熱収縮が発生した際にも、マイクロレンズアレイ基板70(対向基板20)の外周部に沿って設定されたシール領域77の板厚を、その内周に設定された表示領域76と略同一の板厚に保持することができる。換言すれば、熱工程におけるシール領域77の板厚方向への収縮を、表示領域76の収縮と略同様なものとすることができる。
【0047】
次に、ステップS13,16において、焼成された各配向膜16,22に対して、ラビング処理を施す。次に、ステップS17で、素子基板10と対向基板20とを貼り合わせ、アライメントを施しながら圧着し、シール材52を硬化させる。その際、上述のように、シール領域77の板厚は、表示領域76と略同一の板厚に保持されているので、両基板10,20間のセルギャップを精度良く形成することができる。
【0048】
そして、ステップS18において、シール材52の一部に設けた切り欠きから液晶を封入し、切り欠きを塞いで液晶を封止した後、ステップS19で等方処理を行う。
【0049】
このような実施の形態によれば、光学面非形成領域78における接合樹脂73の厚さを適切に制御することにより、接合樹脂73の熱収縮によってマイクロレンズアレイ基板70が板厚方向に収縮された際にも、シール領域77の板厚を表示領域76と略同一の板厚に保持することができる。
【0050】
従って、マイクロレンズアレイ基板70を対向基板20に用いた際にも、液晶装置200の良好なセルギャップを実現することができ、良好な光学特性を実現することができる。
【0051】
次に、図6は本発明の第2の実施の形態に係わり、図6はマイクロレンズアレイ基板を示す要部断面図である。なお、本実施の形態においては、透明基板71の対向面71aに代えて、透明基板72の対向面72a上に光学面75を設けた点が上述の第1の実施の形態と主として異なる。その他、同様の構成については同符号を付して説明を省略する。
【0052】
図6に示すように、透明基板72の対向面72a上には、液晶装置200に規定される表示領域76内の各画素に対応した凹曲面状の光学面75がアレイ状に配列されている。さらに、透明基板72の対向面72a上において、表示領域76外の領域は、光学面非形成領域78として設定されている。
【0053】
また、接合樹脂73は、光学面非形成領域78において、対向面71a,72a間の厚さが光学面75の深さ以下となるよう設定されている。
【0054】
このような実施の形態においても、光学面非形成領域78における接合樹脂73の厚さを適切に制御することにより、上述の第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【0055】
次に、図7は本発明の第3の実施の形態に係わり、図7はマイクロレンズアレイ基板を示す要部断面図である。なお、本実施の形態においては、透明基板71の対向面71aに加え、透明基板72の対向面72a上にも同様の光学面75を設けた点が上述の第1の実施の形態と主として異なる。その他、同様の構成については、同符号を付して説明を省略する。
【0056】
図7に示すように、透明基板72の対向面72a上には、液晶装置200に規定される表示領域76内の各画素に対応した凹曲面状の光学面75がアレイ状に配列されている。さらに、透明基板72の対向面72a上において、表示領域76外の領域は、光学面非形成領域78として設定されている。
【0057】
また、接合樹脂73は、光学面非形成領域78において、対向面71a,72a間の厚さが凹曲面状の光学面75の深さ以下となるよう設定されている。
【0058】
ここで、上記光学面非形成領域78における対向面71a,71a間の接合樹脂73の厚さは、接合樹脂73が熱収縮される際の内部応力の勾配を抑制して、マイクロレンズアレイ基板70を板厚方向に略均一に収縮させるに適切な厚さであり、実験等により導き出されるものである。
【0059】
このような実施の形態においても、光学面非形成領域78における接合樹脂73の厚さを適切に制御することにより、上述の第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【0060】
次に、図8は本発明の第4の実施の形態に係わり、図8はマイクロレンズアレイ基板を示す要部断面図である。なお、本実施の形態においては、透明基板71の対向面71a上に代えて、透明基板72の対向面72a上に凸曲面状の光学面85を設けた点が上述の第1の実施の形態と主として異なる。その他、同様の構成については同符号を付して説明を省略する。
【0061】
図8に示すように、透明基板72の対向面72a上には、液晶装置200に規定される表示領域76内の各画素に対応した凸曲面状の光学面85がアレイ状に配列されている。さらに、透明基板72の対向面72a上において、表示領域76外の領域は、光学面非形成領域78として設定されている。
【0062】
また、接合樹脂73は、光学面非形成領域78において、対向面71a,72a間の厚さが、光学面85の高さの2倍以下となるよう設定されている。
【0063】
ここで、上記光学面非形成領域78における対向面71a,71a間の接合樹脂73の厚さは、接合樹脂73が熱収縮される際の内部応力の勾配を抑制して、マイクロレンズアレイ基板70を板厚方向に略均一に収縮させるに適切な厚さであり、実験等により導き出されるものである。
【0064】
このような実施の形態においても、光学面非形成領域78における接合樹脂73の厚さを適切に制御することにより、上述の第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【0065】
次に、図9は本発明の第5の実施の形態に係わり、図9はマイクロレンズアレイ基板を示す要部断面図である。なお、本実施の形態においては、透明基板71の対向面71a上に、凹曲面状の光学面75に代えて凸曲面状の光学面85を設けた点が上述の第1の実施の形態と主として異なる。その他、同様の構成については、同符号を付して説明を省略する。
【0066】
図9に示すように、透明基板71の対向面71a上には、液晶装置200に規定される表示領域76内の各画素に対応した凸曲面状の光学面85がアレイ状に配列されている。さらに、透明基板71の対向面71a上において、表示領域76外の領域は、光学面非形成領域78として設定されている。
【0067】
また、接合樹脂73は、光学面非形成領域78において、対向面71a,72a間の厚さが、光学面85の高さの2倍以下となるよう設定されている。
【0068】
ここで、上記光学面非形成領域78における対向面71a,71a間の接合樹脂73の厚さは、接合樹脂73が熱収縮される際の内部応力の勾配を抑制して、マイクロレンズアレイ基板70を板厚方向に略均一に収縮させるに適切な厚さであり、実験等により導き出されるものである。
【0069】
このような実施の形態においても、光学面非形成領域78における接合樹脂73の厚さを適切に制御することにより、上述の第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【0070】
次に、図10は本発明の第6の実施の形態に係わり、図10はマイクロレンズアレイ基板を示す要部断面図である。なお、本実施の形態においては、透明基板71の対向面71aに設けた光学面75に代えて、透明基板71及び72の対向面71a及び72a上に凸曲面状の光学面85を設けた点が上述の第1の実施の形態と主として異なる。その他、同様の構成については同符号を付して説明を省略する。
【0071】
図10に示すように、透明基板71,72の各対向面71a,72a上には、液晶装置200に規定される表示領域76内の各画素に対応した凸曲面状の光学面85がアレイ状に配列されている。さらに、透明基板71,72の対向面71a,72a上において、表示領域76外の領域は、光学面非形成領域78として設定されている。
【0072】
また、接合樹脂73は、光学面非形成領域78において、対向面71a,72a間の厚さが凸曲面状の光学面85の高さの3倍以下となるよう設定されている。
【0073】
ここで、上記光学面非形成領域78における対向面71a,71a間の接合樹脂73の厚さは、接合樹脂73が熱収縮される際の内部応力の勾配を抑制して、マイクロレンズアレイ基板70を板厚方向に略均一に収縮させるに適切な厚さであり、実験等により導き出されるものである。
【0074】
このような実施の形態においても、光学面非形成領域78における接合樹脂73の厚さを適切に制御することにより、上述の第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【0075】
次に、図11は本発明の第7の実施の形態に係わり、図11はマイクロレンズアレイ基板を示す要部断面図である。なお、本実施の形態においては、透明基板71の対向面71a上に、凹曲面状の光学面75に代えて凸曲面状の光学面85を設けるとともに、透明基板72の対向面72a上に凹曲面状の光学面75を設けた点が上述の第1の実施の形態と主として異なる。その他、同様の構成については、同符号を付して説明を省略する。
【0076】
図11に示すように、透明基板71の対向面71a上には、液晶装置200に規定される表示領域76内の各画素に対応した凸曲面状の光学面85がアレイ状に配列されている。さらに、透明基板71の対向面71a上において、表示領域76外の領域は、光学面非形成領域78として設定されている。
【0077】
一方、透明基板72の対向面72a上には、液晶装置200に規定される表示領域76内の各画素に対応した凹曲面状の光学面75がアレイ状に配列されている。さらに、透明基板72の対向面72a上において、表示領域76外の領域は、光学面非形成領域78として設定されている。
【0078】
また、接合樹脂73は、光学面非形成領域78において、対向面71a,72a間の厚さが凸曲面状の光学面85の高さの2倍以下となるよう設定されている。
【0079】
ここで、上記光学面非形成領域78における対向面71a,71a間の接合樹脂73の厚さは、接合樹脂73が熱収縮される際の内部応力の勾配を抑制して、マイクロレンズアレイ基板70を板厚方向に略均一に収縮させるに適切な厚さであり、実験等により導き出されるものである。
【0080】
このような実施の形態においても、光学面非形成領域78における接合樹脂73の厚さを適切に制御することにより、上述の第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【0081】
次に、図12は本発明の第8の実施の形態に係わり、図12はマイクロレンズアレイ基板を示す要部断面図である。なお、本実施の形態においては、透明基板71の対向面71a上に凹曲面状の光学面75を設けたことに加え、透明基板72の対向面72a上に凸曲面状の光学面85を設けた点が上述の第1の実施の形態と異なる。その他、同様の構成については、同符号を付して説明を省略する。図12に示すように、透明基板71の対向面71a上には、液晶装置200に規定される表示領域76内の各画素に対応した凹曲面状の光学面75がアレイ状に配列されている。さらに、透明基板71の対向面71a上において、表示領域76外の領域は、光学面非形成領域78として設定されている。
【0082】
一方、透明基板72の対向面72a上には、液晶装置200に規定される表示領域76内の各画素に対応した凸曲面状の光学面85がアレイ状に配列されている。さらに、透明基板72の対向面72a上において、表示領域76外の領域は、光学面非形成領域78として設定されている。
【0083】
また、接合樹脂73は、光学面非形成領域78において、対向面71a,72a間の厚さが凸曲面状の光学面85の高さの2倍以下となるよう設定されている。
【0084】
ここで、上記光学面非形成領域78における対向面71a,71a間の接合樹脂73の厚さは、接合樹脂73が熱収縮される際の内部応力の勾配を抑制して、マイクロレンズアレイ基板70を板厚方向に略均一に収縮させるに適切な厚さであり、実験等により導き出されるものである。
【0085】
このような実施の形態においても、光学面非形成領域78における接合樹脂73の厚さを適切に制御することにより、上述の第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係わり、マイクロレンズアレイ基板の要部断面図
【図2】同上、液晶装置の概略構成を示す平面図
【図3】同上、図2のH−H’断面図
【図4】同上、マイクロレンズアレイ基板の製造工程を示すフローチャート
【図5】同上、液晶装置のパネル組立工程を示すフローチャート
【図6】本発明の第2の実施の形態に係わり、マイクロレンズアレイ基板を示す要部断面図
【図7】本発明の第3の実施の形態に係わり、マイクロレンズアレイ基板を示す要部断面図
【図8】本発明の第4の実施の形態に係わり、マイクロレンズアレイ基板を示す要部断面図
【図9】本発明の第5の実施の形態に係わり、マイクロレンズアレイ基板を示す要部断面図
【図10】本発明の第6の実施の形態に係わり、マイクロレンズアレイ基板を示す要部断面図
【図11】本発明の第7の実施の形態に係わり、マイクロレンズアレイ基板を示す要部断面図
【図12】本発明の第8の実施の形態に係わり、マイクロレンズアレイ基板を示す要部断面図
【符号の説明】
70…マイクロレンズアレイ基板
71…透明基板
71a…対向面
72…透明基板
72a…対向面
73…接合樹脂
75…光学面
78…光学面非形成領域
85…光学面
200…液晶装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention uses a microlens array substrate in which a pair of transparent substrates in which an optical surface corresponding to a pixel is arranged in an array on at least one of opposing surfaces is bonded to each other via a bonding resin, and using the microlens array substrate. The present invention relates to a liquid crystal device.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal device is configured by sealing liquid crystal between two substrates such as a glass substrate and a quartz substrate. In a liquid crystal device, active elements such as thin film transistors (hereinafter, referred to as TFTs) are arranged in a matrix on one substrate, a counter electrode is arranged on the other substrate, and sealing is performed between the two substrates. An image can be displayed by changing the optical characteristics of the liquid crystal phase according to the image signal.
[0003]
The TFT substrate on which the TFT is arranged and the opposing substrate arranged to face the TFT substrate are manufactured separately. After both substrates are bonded with high precision in a panel assembly process, liquid crystal is sealed.
[0004]
In the panel assembling process, first, an alignment film is formed on the surface of the TFT substrate and the opposing substrate manufactured in each substrate process, that is, on the surface in contact with the liquid crystal phase of the opposing substrate and the TFT substrate. Is performed. Next, a seal portion serving as an adhesive is formed on one edge of one substrate. The TFT substrate and the opposing substrate are bonded together using a seal portion, and are pressure-bonded and cured while performing alignment. A cutout is provided in a part of the seal portion, and the liquid crystal is sealed through the cutout.
[0005]
By the way, in a counter substrate or the like of this type of liquid crystal device, a microlens is formed corresponding to each pixel in a display area set on the substrate for the purpose of improving optical characteristics by improving an aperture ratio or the like. In some cases, a microscopic array substrate is used.
[0006]
For example,
[0007]
By the way, in this type of microlens array substrate, it is general that a cover glass substrate is cut and polished for the purpose of further improving optical characteristics and the like. In this case, for example, the cover glass substrate is processed until it becomes a thin plate of about 7 (μm) with respect to the plate thickness of 1 (mm) of the lens forming substrate.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2001-246599 A
[Problems to be solved by the invention]
However, when a microlens array substrate is formed using a transparent substrate (cover glass substrate) that has been processed to be thin as described above, distortion occurs at the edge on the cover glass substrate side due to shrinkage of the bonding resin due to heat treatment. May occur.
[0010]
For example, when a microlens array substrate is used as a counter substrate of a liquid crystal device, the internal bonding resin shrinks due to heat treatment of the alignment film during the panel assembly process, and distortion occurs at the edge on the cover substrate side. In this case, in general, in a liquid crystal device, the bonding portion of the counter substrate to the TFT substrate is set at the edge on the cover substrate side. Therefore, the counter substrate is attached to the TFT substrate with a predetermined alignment via the sealing material. When they are bonded together, the distortion of the cover substrate (transparent substrate) generated on the microlens array substrate results in a change in the cell gap of the liquid crystal device. If the cell gap of the liquid crystal device is disturbed due to such distortion of the transparent substrate, the optical characteristics of the liquid crystal device may be adversely affected.
[0011]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a microlens array substrate capable of reducing the influence of distortion of a transparent substrate due to contraction of a bonding resin on optical characteristics, and a liquid crystal device using the same. The purpose is to:
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The microlens array substrate according to the present invention has a pair of transparent substrates bonded to each other via a bonding resin, and at least a pixel on a facing surface of one of the pair of transparent substrates. In a microlens array substrate having a plurality of arranged concavely curved optical surfaces, the thickness of the bonding resin in a region where the optical surface is not formed is set to be equal to or less than the depth of the concavely curved optical surface. It is characterized by having done.
[0013]
According to such a configuration, the gradient of the internal stress generated when the bonding resin is thermally contracted can be suppressed, and the microlens array substrate can be contracted substantially uniformly in the thickness direction.
[0014]
The microlens array substrate according to the present invention has a pair of transparent substrates bonded to each other via a bonding resin, and at least a pixel on a facing surface of one of the pair of transparent substrates. In a microlens array substrate having a plurality of convex curved optical surfaces arranged, the thickness of the bonding resin corresponding to the non-formation region of the optical surface, the height of the convex curved optical surface It is characterized in that it is set to twice or less.
[0015]
According to such a configuration, the gradient of the internal stress generated when the bonding resin is thermally contracted can be suppressed, and the microlens array substrate can be contracted substantially uniformly in the thickness direction.
[0016]
The microlens array substrate according to the present invention is arranged corresponding to at least pixels on a pair of transparent substrates bonded to each other via a bonding resin, and at least one of the pair of transparent substrates facing a transparent substrate. A microlens array comprising a plurality of concave curved optical surfaces and a plurality of convex curved optical surfaces arranged on the other surface of the transparent substrate corresponding to the concave curved optical surfaces. In the substrate, the thickness of the bonding resin corresponding to the non-formation region of the optical surface is set to be equal to or less than twice the height of the convex curved optical surface.
[0017]
According to such a configuration, the gradient of the internal stress generated when the bonding resin is thermally contracted can be suppressed, and the microlens array substrate can be contracted substantially uniformly in the thickness direction.
[0018]
The microlens array substrate according to the present invention includes a pair of transparent substrates bonded to each other via a bonding resin, and a plurality of concave curved surfaces arranged corresponding to at least pixels on each of the opposing surfaces of the pair of transparent substrates. Wherein the thickness of the bonding resin corresponding to the non-formation area of the optical surface is set to be equal to or less than the depth of the concave curved optical surface. .
[0019]
According to such a configuration, the gradient of the internal stress generated when the bonding resin is thermally contracted can be suppressed, and the microlens array substrate can be contracted substantially uniformly in the thickness direction.
[0020]
The microlens array substrate according to the present invention includes a pair of transparent substrates bonded to each other via a bonding resin, and a plurality of convex curved surfaces arranged at least corresponding to pixels on each of the opposing surfaces of the pair of transparent substrates. Wherein the thickness of the bonding resin corresponding to the non-formation region of the optical surface is set to be three times or less the height of the convex curved optical surface. Features.
[0021]
According to such a configuration, the gradient of the internal stress generated when the bonding resin is thermally contracted can be suppressed, and the microlens array substrate can be contracted substantially uniformly in the thickness direction.
[0022]
The thickness of the bonding resin corresponding to the non-formation area of the optical surface is 7 μm or less.
[0023]
According to such a configuration, the gradient of the internal stress generated when the bonding resin is thermally contracted can be suppressed, and the microlens array substrate can be contracted substantially uniformly in the thickness direction.
[0024]
A liquid crystal device according to the present invention is characterized by using the microlens array substrate according to any one of
[0025]
According to such a configuration, a good setting gap can be realized, and good optical characteristics can be realized.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a sectional view of a main part of a microlens array substrate, FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of a liquid crystal device, and FIG. 3 is a sectional view taken along line HH ′ of FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a manufacturing process of the microlens array substrate, and FIG. 5 is a flowchart showing a panel assembling process of the liquid crystal device.
[0027]
First, a schematic configuration of a liquid crystal device will be described with reference to FIGS.
[0028]
As shown in FIG. 3, the
[0029]
As shown in FIGS. 2 and 3, the
[0030]
In a region inside the sealing
[0031]
Further, a data
[0032]
Next, the configuration of the
[0033]
As shown in FIG. 1, the
[0034]
In the present embodiment, one of the
[0035]
The other
[0036]
The
[0037]
At this time, the
[0038]
That is, in the
[0039]
In the present embodiment, the refractive indexes of the
[0040]
Next, a manufacturing process of the above-described
[0041]
In step S1, a concave curved
[0042]
In a succeeding step S2, a
[0043]
In the following step S3, the
[0044]
In the subsequent step S4, the
[0045]
Next, a panel assembly process will be described with reference to FIG. The element substrate (TFT substrate) 10 and the
[0046]
Next, in Steps S12 and S15, the
[0047]
Next, in steps S13 and S16, a rubbing process is performed on each of the fired
[0048]
Then, in step S18, liquid crystal is sealed from a notch provided in a part of the sealing
[0049]
According to such an embodiment, by appropriately controlling the thickness of the
[0050]
Therefore, even when the
[0051]
Next, FIG. 6 relates to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a sectional view of a main part showing a microlens array substrate. Note that the present embodiment is different from the first embodiment mainly in that an
[0052]
As shown in FIG. 6, on the opposing
[0053]
Further, the
[0054]
Also in such an embodiment, by controlling the thickness of the
[0055]
Next, FIG. 7 relates to a third embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a sectional view of a main part showing a microlens array substrate. Note that the present embodiment is different from the above-described first embodiment mainly in that a similar
[0056]
As shown in FIG. 7, on the opposing
[0057]
In addition, the
[0058]
Here, the thickness of the joining
[0059]
Also in such an embodiment, by controlling the thickness of the
[0060]
Next, FIG. 8 relates to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a sectional view of a main part showing a microlens array substrate. Note that, in the present embodiment, a convex curved
[0061]
As shown in FIG. 8, on the opposing
[0062]
Further, the
[0063]
Here, the thickness of the
[0064]
Also in such an embodiment, by controlling the thickness of the
[0065]
Next, FIG. 9 relates to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a sectional view of a main part showing a microlens array substrate. Note that, in the present embodiment, a point that a convex curved
[0066]
As shown in FIG. 9, a convex curved
[0067]
Further, the
[0068]
Here, the thickness of the joining
[0069]
Also in such an embodiment, by controlling the thickness of the
[0070]
Next, FIG. 10 relates to a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a sectional view of a main part showing a microlens array substrate. Note that, in the present embodiment, instead of the
[0071]
As shown in FIG. 10, on each of the opposing
[0072]
In addition, the
[0073]
Here, the thickness of the joining
[0074]
Also in such an embodiment, by controlling the thickness of the
[0075]
Next, FIG. 11 relates to a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a sectional view of a main part showing a microlens array substrate. In the present embodiment, a convex curved
[0076]
As shown in FIG. 11, on the opposing surface 71 a of the
[0077]
On the other hand, on the opposing
[0078]
In addition, the
[0079]
Here, the thickness of the joining
[0080]
Also in such an embodiment, by controlling the thickness of the
[0081]
Next, FIG. 12 relates to an eighth embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a sectional view of a principal part showing a microlens array substrate. In the present embodiment, in addition to providing the concave curved
[0082]
On the other hand, on the opposing
[0083]
In addition, the
[0084]
Here, the thickness of the joining
[0085]
Also in such an embodiment, by controlling the thickness of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a principal part of a microlens array substrate according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of a liquid crystal device. FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a manufacturing process of a microlens array substrate. FIG. 5 is a flowchart showing a panel assembling process of a liquid crystal device. FIG. 6 is a view showing a second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a sectional view of a main part showing a microlens array substrate according to a third embodiment of the present invention. FIG. 8 is a sectional view of a main part showing a microlens array substrate according to a third embodiment of the present invention. FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part showing a microlens array substrate according to an embodiment. FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part showing a microlens array substrate according to a fifth embodiment of the present invention. According to the embodiment, a micro lens FIG. 11 is a sectional view of a principal part showing an array substrate. FIG. 11 is a sectional view of a principal part showing a microlens array substrate according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 12 is a sectional view of an eighth embodiment of the present invention. Sectional view of main part showing microlens array substrate
70
Claims (7)
上記光学面の非形成領域の上記接合樹脂の厚さを、上記凹曲面状の光学面の深さ以下に設定したことを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。A pair of transparent substrates bonded to each other via a bonding resin, and a plurality of concave curved optics arranged corresponding to at least pixels on an opposing surface of one of the pair of transparent substrates. A microlens array substrate having a surface and
A microlens array substrate, wherein a thickness of the bonding resin in a region where the optical surface is not formed is set to be equal to or less than a depth of the concave curved optical surface.
上記光学面の非形成領域に対応する上記接合樹脂の厚さを、上記凸曲面状の光学面の高さの2倍以下に設定したことを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。A pair of transparent substrates bonded to each other via a bonding resin, and a plurality of convexly curved optics arranged corresponding to at least pixels on a facing surface of one of the pair of transparent substrates. A microlens array substrate having a surface and
A microlens array substrate, wherein a thickness of the bonding resin corresponding to a non-formation area of the optical surface is set to be twice or less a height of the convex curved optical surface.
上記光学面の非形成領域に対応する上記接合樹脂の厚さを、上記凸曲面上の光学面の高さの2倍以下に設定したことを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。A pair of transparent substrates bonded to each other via a bonding resin, and a plurality of concave curved optical surfaces arranged corresponding to at least pixels on an opposing surface of one of the pair of transparent substrates. A microlens array substrate comprising a plurality of convex curved optical surfaces arranged corresponding to the concave curved optical surface on the opposite surface of the other transparent substrate,
A microlens array substrate, wherein the thickness of the bonding resin corresponding to the non-formation area of the optical surface is set to be twice or less the height of the optical surface on the convex curved surface.
上記光学面の非形成領域に対応する上記接合樹脂の厚さを、上記凹曲面状の光学面の深さ以下に設定したことを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。A microlens array comprising: a pair of transparent substrates bonded to each other via a bonding resin; and a plurality of concave curved optical surfaces arranged at least corresponding to pixels on respective opposing surfaces of the pair of transparent substrates. On the substrate,
A microlens array substrate, wherein a thickness of the bonding resin corresponding to a non-formation area of the optical surface is set to be equal to or less than a depth of the concave curved optical surface.
上記光学面の非形成領域に対応する上記接合樹脂の厚さを、上記凸曲面状の光学面の高さの3倍以下に設定したことを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。A microlens array comprising: a pair of transparent substrates bonded to each other via a bonding resin; and a plurality of convexly curved optical surfaces arranged on at least opposing surfaces of the pair of transparent substrates corresponding to pixels. On the substrate,
A microlens array substrate, wherein a thickness of the bonding resin corresponding to a non-formation region of the optical surface is set to be three times or less a height of the convex curved optical surface.
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