JP2006071799A - Micro lens array board and manufacturing method therefor, and electro-optical apparatus and electronic equipment provided with micro lens array board - Google Patents
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Description
本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置に用いられるマイクロレンズアレイ板及びその製造方法、該マイクロレンズアレイ板を備えた電気光学装置及び該電気光学装置を具備してなる電子機器の技術分野に関する。 The present invention relates to a microlens array plate used for an electro-optical device such as a liquid crystal device and a manufacturing method thereof, an electro-optical device including the micro-lens array plate, and an electronic device including the electro-optical device. About.
この種のマイクロレンズアレイ板は、例えば、電気光学装置として、プロジェクタのライトバルブを構成する液晶装置において、対向基板として用いられる(特許文献1参照)。このようなマイクロレンズアレイ板は、例えば、レンズ形成面に、夫々レンズ曲面を有する複数の凹部がアレイ状に作り込まれた透明基板を有し、該透明基板の複数の凹部に高屈折率の透明樹脂により形成される接着剤を充填して、該接着剤を介して透明基板にカバーガラスを接着させることにより構成されている。そして、液晶装置では、このようなマイクロレンズアレイ板により、入射光を効率良く利用することができ、より明るい表示が可能となる。 This type of microlens array plate is used as a counter substrate in a liquid crystal device constituting a light valve of a projector, for example, as an electro-optical device (see Patent Document 1). Such a microlens array plate has, for example, a transparent substrate in which a plurality of concave portions each having a curved lens surface are formed in an array shape on a lens forming surface, and a high refractive index is provided in the plurality of concave portions of the transparent substrate. It is configured by filling an adhesive formed of a transparent resin and bonding a cover glass to the transparent substrate via the adhesive. In the liquid crystal device, incident light can be efficiently used by such a microlens array plate, and a brighter display is possible.
尚、特許文献2には、基板上に形成された感光層に対して、回折マスク又は階調マスクを用いてUV露光を行うことで、マイクロレンズを形成する技術が開示されている。この際、感光層において、該感光層に照射される光の強度分布に応じて所定の屈折率分布が形成されることにより、マイクロレンズが形成される。また、特許文献3によれば、基板上に、マイクロレンズとして、アクリル等の透明樹脂により凸レンズが形成されたマイクロレンズアレイ板が開示されている。
しかしながら、前述したように、透明樹脂を用いてマイクロレンズアレイ板を形成する場合、ライトバルブを構成する液晶装置では、比較的光強度の強い入射光が対向基板に入射されることにより透明樹脂が加熱される。よって、液晶装置を長時間駆動させると、マイクロレンズアレイ板において透明樹脂が経時劣化して変色し、透過率が変化して画像表示の品位も劣化する恐れがある。また、電気光学装置の製造時、透明樹脂を用いて形成されるマイクロレンズアレイ板を対向基板として、該対向基板上に配向膜や遮光膜を形成する際に、この対向基板を加熱すると、透明樹脂が変形することにより組み立て不良が生じるという問題がある。 However, as described above, when the microlens array plate is formed using a transparent resin, in the liquid crystal device constituting the light valve, the transparent resin is formed by the incident light having a relatively high light intensity being incident on the counter substrate. Heated. Therefore, when the liquid crystal device is driven for a long time, the transparent resin in the microlens array plate may deteriorate over time and discolor, and the transmittance may change and the quality of image display may deteriorate. In addition, when an electro-optical device is manufactured, when a microlens array plate formed using a transparent resin is used as a counter substrate and an alignment film or a light shielding film is formed on the counter substrate, the counter substrate is heated to be transparent. There is a problem that assembly failure occurs due to deformation of the resin.
更には、前述したように、マイクロレンズアレイ板がカバーガラスを有する場合、例えばカバーガラスを研磨することによりマイクロレンズの焦点距離を調整する。この際、研磨におけるマージンは例えば絶対値で10[μm]程度が限界となり、比較的大きい値となるため、マイクロレンズアレイ板におけるマイクロレンズの焦点距離がばらついて、表示画像における輝度が画素毎に異なり、高品質な画像表示を行うことができなくなる恐れがある。 Furthermore, as described above, when the microlens array plate has a cover glass, the focal length of the microlens is adjusted by polishing the cover glass, for example. At this time, the margin in polishing is, for example, an absolute value of about 10 [μm], which is a relatively large value. Therefore, the focal length of the microlens on the microlens array plate varies, and the luminance in the display image is different for each pixel. In contrast, there is a risk that high-quality image display cannot be performed.
本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、例えば、電気光学装置の製造プロセスにおける歩留まりを向上させると共に、電気光学装置において安定して高品質な画像表示を行うことが可能なマイクロレンズアレイ板及びその製造方法、該マイクロレンズ板を備えた電気光学装置及び該電気光学装置を具備してなる電子機器を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. For example, the microlens can improve the yield in the manufacturing process of the electro-optical device and can stably display a high-quality image in the electro-optical device. It is an object of the present invention to provide an array plate, a manufacturing method thereof, an electro-optical device including the microlens plate, and an electronic apparatus including the electro-optical device.
本発明のマイクロレンズアレイ板は上記課題を解決するために、アレイ状に配列された複数のマイクロレンズのレンズ曲面を夫々規定する複数のレンズ形成部を有する透明部材と、前記複数のレンズ曲面の各々と接合されており、前記透明部材のうち少なくとも前記複数のレンズ形成部と異なる屈折率を有する、ポリシランを含む透明材料から形成される第1の透明材料膜とを備える。 In order to solve the above problems, a microlens array plate of the present invention has a transparent member having a plurality of lens forming portions that respectively define lens curved surfaces of a plurality of microlenses arranged in an array, and the plurality of lens curved surfaces. And a first transparent material film formed of a transparent material containing polysilane, which is joined to each of the transparent members and has a refractive index different from that of at least the plurality of lens forming portions of the transparent member.
本発明のマイクロレンズアレイ板によれば、透明部材は、例えば石英等の透明基板により形成されており、透明部材の表面には、複数のレンズ形成部がアレイ状に形成されている。複数のレンズ形成部は夫々、マイクロレンズのレンズ曲面を規定しており、各レンズ形成部は、凹部又は凸部である。 According to the microlens array plate of the present invention, the transparent member is formed of a transparent substrate such as quartz, and a plurality of lens forming portions are formed in an array on the surface of the transparent member. Each of the plurality of lens forming portions defines a lens curved surface of the microlens, and each lens forming portion is a concave portion or a convex portion.
そして、透明部材のレンズ形成部により規定される複数のレンズ曲面に、第1の透明材料膜が接合される。この第1の透明材料膜は、ポリシランを含む透明材料から形成される。より具体的には、レンズ曲面を規定する各凹部に、透明材料を塗布して充填し、これを硬化させることにより第1の透明材料膜は形成される。或いは、レンズ曲面を規定する各凸部を覆うように透明材料を塗布し、これを硬化させることにより第1の透明材料膜は形成される。 And a 1st transparent material film | membrane is joined to the some lens curved surface prescribed | regulated by the lens formation part of a transparent member. The first transparent material film is formed from a transparent material containing polysilane. More specifically, the first transparent material film is formed by applying and filling a transparent material into each concave portion defining the curved surface of the lens and curing it. Or a transparent material is apply | coated so that each convex part which prescribes | regulates a lens curved surface, and a 1st transparent material film | membrane is formed by hardening this.
第1の透明材料膜は、複数のレンズ形成部と異なる屈折率を有する。例えば、レンズ形成部としての各凹部に充填されることで第1の透明材料膜が形成される場合には、第1の透明材料膜は、複数のレンズ形成部より大きい屈折率を有するように形成される。よって、この場合、各凹部に充填された第1の透明材料膜の一部により、集光機能を有する所謂平凸状のレンズが、マイクロレンズとして形成される。尚、この場合、第1の透明材料膜及びレンズ形成部間における屈折率の値の大小関係を、前述した関係と逆転させることによって、各凹部によって、光発散機能を有する所謂凹レンズが形成されるようにしてもよい。 The first transparent material film has a refractive index different from that of the plurality of lens forming portions. For example, when the first transparent material film is formed by filling each concave portion as the lens forming portion, the first transparent material film has a refractive index larger than that of the plurality of lens forming portions. It is formed. Therefore, in this case, a so-called plano-convex lens having a light condensing function is formed as a microlens by a part of the first transparent material film filled in each concave portion. In this case, a so-called concave lens having a light divergence function is formed by each concave portion by reversing the magnitude relationship between the refractive index values between the first transparent material film and the lens forming portion with the relationship described above. You may do it.
或いは、レンズ形成部としての凸部を覆うように、第1の透明材料膜が形成される場合には、第1の透明材料膜は、複数のレンズ形成部より小さい屈折率を有するように形成される。よって、この場合、各凸部により、集光機能を有する所謂平凸状のレンズがマイクロレンズとして形成される。尚、この場合も、第1の透明材料膜及びレンズ形成部間における屈折率の値の大小関係を、前述した関係と逆転させることによって、各凸部を覆う第1の透明材料膜の一部によって、光発散機能を有する所謂凹レンズが形成されるようにしてもよい。 Alternatively, when the first transparent material film is formed so as to cover the convex portion as the lens forming portion, the first transparent material film is formed to have a refractive index smaller than that of the plurality of lens forming portions. Is done. Therefore, in this case, a so-called plano-convex lens having a condensing function is formed as a microlens by each convex portion. In this case as well, a part of the first transparent material film covering each convex portion is obtained by reversing the magnitude relationship between the refractive index values between the first transparent material film and the lens forming portion with the relationship described above. Thus, a so-called concave lens having a light divergence function may be formed.
ここでポリシランは石英の屈折率(=1.6)より大きい屈折率(=1.75)を有しており、紫外線を照射すると、その組成が変化することにより、屈折率の値は低くなる。より具体的には、ポリシランに紫外線を照射することにより、最大値1.75から最小値1.55までの範囲内で、低屈折率化させることができる。よって、第1の透明材料膜を形成する際、透明材料に紫外線照射を行うことにより、第1の透明材料膜の屈折率を容易に変化させることができる。 Here, polysilane has a refractive index (= 1.75) larger than that of quartz (= 1.6), and when irradiated with ultraviolet rays, its composition changes, resulting in a lower refractive index value. . More specifically, the refractive index can be lowered within the range from the maximum value of 1.75 to the minimum value of 1.55 by irradiating the polysilane with ultraviolet rays. Therefore, when forming the first transparent material film, the refractive index of the first transparent material film can be easily changed by irradiating the transparent material with ultraviolet rays.
また、ポリシランは無色透明で、例えば300℃以上に加熱しても、屈折率は変化せず且つ変色しないで、無機化する。よって、第1の透明材料膜は、耐熱性に優れ、且つ耐光性にも優れる。 Polysilane is colorless and transparent, and for example, even when heated to 300 ° C. or higher, the refractive index does not change and does not change color, making it inorganic. Therefore, the first transparent material film is excellent in heat resistance and light resistance.
更に、第1の透明材料膜は、ポリシランを含む透明材料を硬化させて形成される。よって、本発明のマイクロレンズアレイ板において、第1の透明材料膜にカバーガラスの機能を持たせることが可能となるため、当該マイクロレンズアレイ板において、カバーガラスは不要となる。当該マイクロレンズアレイ板において、各マイクロレンズの焦点距離を調整するには、第1の透明材料膜の膜厚を調整すればよい。この膜厚の調整は、透明材料を例えばスピンコート法により、透明部材を塗布することで、マージンを小さくして容易に行うことができる。 Furthermore, the first transparent material film is formed by curing a transparent material containing polysilane. Therefore, in the microlens array plate of the present invention, the first transparent material film can have the function of a cover glass, so that the cover glass is unnecessary in the microlens array plate. In the microlens array plate, in order to adjust the focal length of each microlens, the film thickness of the first transparent material film may be adjusted. The film thickness can be easily adjusted by applying a transparent member to the transparent material by, for example, a spin coating method with a small margin.
ここで、ポリシランは、分子量を変化させると、その粘性も変化する。よって、ポリシランの粘性を変化させることで、透明材料の粘性も変化させて、透明基板上に透明材料をスピンコート法により塗布すれば、第1の透明材料膜を、膜厚が所定値となるように形成すると共に、このような膜厚の調整におけるマージンをより小さくすることが可能となる。加えて、第1の透明材料膜において、各マイクロレンズのレンズ曲面と対向する面と反対側の面を平坦にすることが可能となる。その結果、本発明のマイクロレンズアレイ板によれば、各マイクロレンズの焦点距離をほぼ同等にすることが可能となる。 Here, when the molecular weight of polysilane is changed, its viscosity is also changed. Therefore, if the viscosity of the transparent material is changed by changing the viscosity of the polysilane, and the transparent material is applied onto the transparent substrate by the spin coating method, the thickness of the first transparent material film becomes a predetermined value. In addition, the margin for adjusting the film thickness can be further reduced. In addition, in the first transparent material film, it is possible to flatten the surface opposite to the surface facing the lens curved surface of each microlens. As a result, according to the microlens array plate of the present invention, the focal lengths of the microlenses can be made substantially equal.
従って、以上説明したような本発明のマイクロレンズアレイ板を、例えば対向基板として用いて、電気光学装置として液晶装置を構成すれば、該液晶装置において、安定して高品質な画像表示を行うことが可能となる。また、本発明のマイクロレンズアレイ板において、第1の透明材料膜は耐熱性に優れるため、当該電気光学装置における組み立て精度を向上させることが可能となる。その結果、電気光学装置の製造プロセスにおける歩留まりを向上させることが可能となる。 Therefore, if the microlens array plate of the present invention as described above is used as, for example, a counter substrate and a liquid crystal device is configured as an electro-optical device, stable and high-quality image display can be performed in the liquid crystal device. Is possible. In the microlens array plate of the present invention, since the first transparent material film is excellent in heat resistance, the assembly accuracy in the electro-optical device can be improved. As a result, it is possible to improve the yield in the manufacturing process of the electro-optical device.
本発明のマイクロレンズアレイ板の一態様では、前記複数のレンズ形成部は夫々、凹部であり、前記第1の透明材料膜は、前記凹部に充填されると共に前記複数のレンズ形成部より大きい屈折率を有する。 In one aspect of the microlens array plate of the present invention, each of the plurality of lens forming portions is a concave portion, and the first transparent material film is filled in the concave portion and is more refracted than the plurality of lens forming portions. Have a rate.
この態様によれば、各凹部に充填された第1の透明材料膜の一部により、集光機能を有する所謂平凸状のレンズをマイクロレンズとして形成することが可能となる。 According to this aspect, a so-called plano-convex lens having a light condensing function can be formed as a microlens by a part of the first transparent material film filled in each concave portion.
本発明のマイクロレンズアレイ板の他の態様では、前記複数のレンズ形成部は夫々、凸部であり、前記第1の透明材料膜は、前記複数のレンズ形成部より小さい屈折率を有する。 In another aspect of the microlens array plate of the present invention, each of the plurality of lens forming portions is a convex portion, and the first transparent material film has a refractive index smaller than that of the plurality of lens forming portions.
この態様によれば、各凸部により、集光機能を有する所謂平凸状のレンズを、マイクロレンズとして形成することが可能となる。 According to this aspect, a so-called plano-convex lens having a light condensing function can be formed as a microlens by each convex portion.
本発明のマイクロレンズアレイ板の他の態様では、前記透明部材は、透明基板と、該透明基板上に、前記第1の透明材料膜と異なる屈折率を有するポリシランを含む透明材料から形成されると共に、前記複数のレンズ形成部を有する第2の透明材料膜とを含む。 In another aspect of the microlens array plate of the present invention, the transparent member is formed of a transparent substrate and a transparent material containing polysilane having a refractive index different from that of the first transparent material film on the transparent substrate. And a second transparent material film having the plurality of lens forming portions.
この態様によれば、第2の透明材料膜は、アレイ状に配置された複数のレンズ形成部を有し、各レンズ形成部は、凹部又は凸部である。また、第2の透明材料膜は、第1の透明材料膜と同様に、ポリシランを含む透明材料を、透明基板上に塗布して硬化させることにより形成される。よって、第2の透明材料膜を形成する際、透明材料に紫外線を主に含む光を照射することにより、屈折率の値を容易に変化させることができる。この際、各凹部若しくは各凸部における屈折率の値が所定の分布となるように、該凹部若しくは凸部を平面的に見て、該凹部若しくは凸部に照射される光強度の分布即ち該凹部若しくは凸部における光強度の面内分布を調整して、透明材料に対して、光を照射させるようにしてもよい。このように、各凹部若しくは各凸部における屈折率を変化させることで、各マイクロレンズのレンズ曲面が実質的に所定の形状となるように微調整することが可能となる。 According to this aspect, the second transparent material film has a plurality of lens forming portions arranged in an array, and each lens forming portion is a concave portion or a convex portion. The second transparent material film is formed by applying and curing a transparent material containing polysilane on a transparent substrate, as in the first transparent material film. Therefore, when the second transparent material film is formed, the refractive index value can be easily changed by irradiating the transparent material with light mainly containing ultraviolet rays. At this time, the distribution of the light intensity irradiated to the recesses or projections, that is, the distribution of the light intensity irradiated to the recesses or projections, as seen in a plan view, so that the refractive index value at each recess or projection has a predetermined distribution. You may make it irradiate light with respect to a transparent material by adjusting the in-plane distribution of the light intensity in a recessed part or a convex part. As described above, by changing the refractive index in each concave portion or each convex portion, it is possible to finely adjust the lens curved surface of each microlens to a substantially predetermined shape.
本発明のマイクロレンズアレイ板の他の態様では、前記透明部材と反対側における前記第1の透明材料膜上に、前記第1の透明材料膜と同一又は異なる屈折率を有するポリシランを含む透明材料から形成されたカバー部材を更に備える。 In another aspect of the microlens array plate of the present invention, a transparent material containing polysilane having a refractive index the same as or different from that of the first transparent material film on the first transparent material film on the side opposite to the transparent member. And a cover member formed from the above.
この態様によれば、透明部材と反対側における第1の透明材料膜上に、更に、ポリシランを含む透明材料を塗布して、これを硬化させることによりカバー部材が形成される。これにより、第1の透明材料膜は、透明部材及びカバー部材との間に挟持されることとなる。 According to this aspect, the cover member is formed by further applying the transparent material containing polysilane on the first transparent material film on the side opposite to the transparent member and curing the transparent material. Thereby, the first transparent material film is sandwiched between the transparent member and the cover member.
カバー部材を形成する際、第1の透明材料膜上に、透明材料を、例えばスピンコート法により塗布することにより、その膜厚の調整を、マージンを小さくして容易に行うことができる。よって、このように第1の透明材料膜上に更に、カバー部材を形成することにより、各マイクロレンズの焦点距離を、カバー部材の膜厚を変化させることによっても、調整することが可能となる。尚、カバー部材を形成する際、透明材料に紫外線を主に含む光を照射することにより、その屈折率を変化させて、第1の透明材料膜と同等の値としてもよいし、該第1の透明材料膜と異なる値としてもよい。 When forming the cover member, by applying a transparent material on the first transparent material film by, for example, a spin coating method, the film thickness can be easily adjusted with a small margin. Therefore, by further forming a cover member on the first transparent material film in this way, the focal length of each microlens can be adjusted by changing the film thickness of the cover member. . Note that when forming the cover member, the refractive index may be changed by irradiating the transparent material with light mainly containing ultraviolet rays, and the first transparent material film may have the same value. The transparent material film may have a different value.
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、上述した本発明のマイクロレンズアレイ板(但し、その各種態様も含む)と、該マイクロレンズと対向する表示用電極と、該表示用電極に接続された配線又は電子素子とを備える。 In order to solve the above problems, an electro-optical device according to the present invention includes the above-described microlens array plate of the present invention (including various aspects thereof), a display electrode facing the microlens, and the display electrode. A wiring or an electronic device connected to the.
本発明の電気光学装置によれば、上述した本発明のマイクロレンズ板を備えるので、該マイクロレンズにより光の利用効率を高め、各画素における光の透過率及びコントラストを向上させることができる。また、マイクロレンズ板は耐熱性及び耐光性に優れるため、本発明の電気光学装置では、高品質の画像表示を安定して行うことが可能となる。 According to the electro-optical device of the present invention, since the microlens plate of the present invention described above is provided, the light utilization efficiency can be increased by the microlens, and the light transmittance and contrast in each pixel can be improved. In addition, since the microlens plate is excellent in heat resistance and light resistance, the electro-optical device of the present invention can stably perform high-quality image display.
また、電気光学装置の製造時、マイクロレンズアレイ板に対する加熱により第1の透明材料膜が変形するのを防止することができるため、当該電気光学装置における組み立て精度を向上させることが可能となる。その結果、電気光学装置の製造プロセスにおける歩留まりを向上させることができる。 In addition, since the first transparent material film can be prevented from being deformed by heating the microlens array plate during the manufacture of the electro-optical device, the assembly accuracy in the electro-optical device can be improved. As a result, the yield in the electro-optical device manufacturing process can be improved.
尚、このような電気光学装置は、各画素毎に「表示用電極」として配置された島状の画素電極に、走査線、データ線等の配線や薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;以下適宜、”TFT”と称する)、薄膜ダイオード(Thin Film Diode;以下適宜、”TFD”と称する)の電子素子が接続されてなるアクティブマトリクス駆動型液晶装置等の電気光学装置として構築される。 Such an electro-optical device has an island-shaped pixel electrode arranged as a “display electrode” for each pixel, wiring lines such as scanning lines and data lines, and thin film transistors (Thin Film Transistors; hereinafter referred to as “TFT” as appropriate). And an electro-optical device such as an active matrix drive type liquid crystal device in which electronic elements of a thin film diode (hereinafter referred to as “TFD”) are connected.
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置を具備する。 In order to solve the above problems, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described electro-optical device according to the present invention.
本発明の電子機器は、上述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、高品質の画像表示を安定して行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置、電子放出装置(Field Emission Display及びConduction Electron-Emitter Display)、これら電気泳動装置、電子放出装置を用いた装置としてDLP(Digital Light Processing)等を実現することも可能である。 Since the electronic apparatus of the present invention comprises the above-described electro-optical device of the present invention, a projection display device, a television, a mobile phone, an electronic notebook, capable of stably performing high-quality image display, Various electronic devices such as a word processor, a viewfinder type or a monitor direct-view type video tape recorder, a workstation, a videophone, a POS terminal, and a touch panel can be realized. Further, as an electronic apparatus of the present invention, for example, an electrophoretic device such as electronic paper, an electron emission device (Field Emission Display and a Conduction Electron-Emitter Display), an electrophoretic device, and an apparatus using the electron emission device, DLP (Digital Light Processing) and the like can also be realized.
本発明のマイクロレンズアレイ板の製造方法は上記課題を解決するために、透明部材に、アレイ状に配列された複数のマイクロレンズのレンズ曲面を夫々規定する複数のレンズ形成部を形成する第1工程と、前記透明部材のうち少なくとも前記複数のレンズ形成部と異なる屈折率を有する、ポリシランを含む透明材料から、前記複数のレンズ曲面の各々と接合される第1の透明材料膜を形成する第2工程とを備える。 In order to solve the above problems, a method for manufacturing a microlens array plate according to the present invention includes forming a plurality of lens forming portions that respectively define lens curved surfaces of a plurality of microlenses arranged in an array on a transparent member. Forming a first transparent material film bonded to each of the plurality of lens curved surfaces from a transparent material containing polysilane having a refractive index different from at least the plurality of lens forming portions of the transparent member. 2 steps.
本発明のマイクロレンズアレイ板の製造方法によれば、第1工程において、透明部材として、例えば石英等の透明基板に対して、次のようにレジストを介してエッチング処理を施すことにより、複数のレンズ形成部として、夫々マイクロレンズのレンズ曲面を規定する複数の凹部又は複数の凸部を形成する。透明基板に対して、複数の凹部に対応する複数の開口部が形成されたレジストをマスクとして用いて、該複数の開口部を介して、例えばウエットエッチング法によりエッチング処理を施すことにより、複数の凹部をアレイ状に形成する。或いは、透明基板上に、夫々レンズ曲面に対応する曲面を有する複数の凸部を、レジストによりアレイ状に形成し、該レジスト及び透明基板に対して、例えばドライエッチング法によりエッチング処理を施す。これにより、レジストにより形成される複数の凸部が、透明基板に転写される。 According to the method for manufacturing a microlens array plate of the present invention, in the first step, as a transparent member, for example, a transparent substrate such as quartz is subjected to an etching process through a resist as described below, so that a plurality of As the lens forming portion, a plurality of concave portions or a plurality of convex portions that define the lens curved surface of each microlens are formed. Using a resist having a plurality of openings corresponding to a plurality of recesses as a mask with respect to the transparent substrate, a plurality of openings are etched through the plurality of openings, for example, by a wet etching method. Recesses are formed in an array. Alternatively, on the transparent substrate, a plurality of convex portions each having a curved surface corresponding to the curved surface of the lens is formed in an array shape with a resist, and the resist and the transparent substrate are subjected to an etching process by, for example, a dry etching method. Thereby, the plurality of convex portions formed of the resist are transferred to the transparent substrate.
続いて、第2工程では、透明部材である透明基板に形成された複数のレンズ曲面に夫々、第1の透明材料膜を接合させて形成する。より具体的には、透明基板の複数の凹部に、ポリシランを含む透明材料を例えばスピンコート法により塗布して充填し第1の前駆膜を成膜し、第1の前駆膜を例えば300℃以上に加熱して硬化させることにより、第1の透明材料膜を形成する。上述したように、ポリシランは石英より大きい屈折率を有するため、各凹部に充填された第1の透明材料膜の一部により、集光機能を有する所謂平凸状のレンズが、マイクロレンズとして形成されることとなる。 Subsequently, in the second step, a first transparent material film is bonded to each of a plurality of lens curved surfaces formed on a transparent substrate that is a transparent member. More specifically, a transparent material containing polysilane is applied and filled in a plurality of concave portions of the transparent substrate by, for example, spin coating to form a first precursor film, and the first precursor film is, for example, 300 ° C. or higher The first transparent material film is formed by heating and curing. As described above, since polysilane has a refractive index larger than that of quartz, a so-called plano-convex lens having a condensing function is formed as a microlens by a part of the first transparent material film filled in each recess. Will be.
ここで、ポリシランの粘性を変化させて、透明材料の粘性を変化させることにより、第1の透明材料膜において、複数の凹部と対向する面と反対側の面が平坦となるように、且つ膜厚が所定値となるように形成するのが好ましい。或いは、第1の透明材料膜を形成した後に、該第1の透明材料膜において、複数の凹部と対向する面と反対側の面が平坦となるように、この面に対して更にポリシランを含む透明材料を塗布して硬化させるか、或いは研磨処理を施してもよい。 Here, by changing the viscosity of the polysilane by changing the viscosity of the polysilane, in the first transparent material film, the surface opposite to the surface facing the plurality of recesses is flattened, and the film It is preferable to form such that the thickness becomes a predetermined value. Alternatively, after the first transparent material film is formed, the first transparent material film further contains polysilane so that the surface opposite to the surface facing the plurality of recesses becomes flat. A transparent material may be applied and cured, or a polishing process may be performed.
また、第1の前駆膜において、各凹部に充填されて形成された部分であって、該凹部に接合する接合部分に紫外線を主に含む光を照射して、該接合部分の屈折率を変化させるようにしてもよい。このように、接合部分の屈折率を変化させて、その値が各凹部より小さくなるようにすれば、各凹部により光発散機能を有する所謂凹レンズを形成することが可能となる。或いは、接合部分の屈折率の値が所定の分布となるように、接合部分を平面的に見て、該接合部分における光の強度の面内分布を調整して、該接合部分に光を照射すれば、各マイクロレンズのレンズ曲面が実質的に所定の形状となるように微調整することが可能となる。 Further, in the first precursor film, a portion formed by filling each concave portion, and the light mainly containing ultraviolet rays is irradiated to the joint portion joined to the concave portion to change the refractive index of the joint portion. You may make it make it. In this way, by changing the refractive index of the joint portion so that the value is smaller than each concave portion, it is possible to form a so-called concave lens having a light divergence function by each concave portion. Alternatively, the junction portion is viewed in plan so that the refractive index value of the junction portion has a predetermined distribution, the in-plane distribution of the light intensity at the junction portion is adjusted, and the junction portion is irradiated with light. By doing so, it is possible to finely adjust the lens curved surface of each microlens so as to have a substantially predetermined shape.
或いは、透明基板の複数の凸部を覆うように、透明基板上に透明材料を塗布して第1の前駆膜を成膜し、第1の前駆膜を加熱して硬化させることにより第1の透明材料膜を形成する。この際、第1の前駆膜に紫外線を主に含む光を照射することにより、第1の前駆膜の屈折率を、複数の凸部より小さい値となるように変化させる。このように、第1の前駆膜の屈折率を変化させることにより、各凸部により、集光機能を有する所謂平凸状のレンズが、マイクロレンズとして形成されることとなる。尚、この際も、前述したように、第1の透明材料膜において、各凸部と対向する面と反対側の面が平坦となるように形成するのが好ましい。また、各凸部を覆い、該凸部に接合する接合部分の屈折率の値が所定の分布となるように、接合部分を平面的に見て、該接合部分における光の強度の面内分布を調整して、該接合部分に光を照射すれば、各マイクロレンズのレンズ曲面が実質的に所定の形状となるように微調整することが可能となる。加えて、第1の前駆膜に対して、紫外線照射を行わないようにしてもよい。これにより、第1の透明材料膜及びレンズ形成部間における屈折率の値の大小関係を、前述した関係と逆転させることができるため、各凸部を覆う第1の透明材料膜の一部によって、光発散機能を有する所謂凹レンズを形成することが可能となる。 Alternatively, the first precursor film is formed by applying a transparent material on the transparent substrate so as to cover the plurality of convex portions of the transparent substrate, and the first precursor film is heated and cured to form the first precursor film. A transparent material film is formed. At this time, by irradiating the first precursor film with light mainly containing ultraviolet rays, the refractive index of the first precursor film is changed to a value smaller than the plurality of convex portions. Thus, by changing the refractive index of the first precursor film, a so-called plano-convex lens having a condensing function is formed as a microlens by each convex portion. Also in this case, as described above, it is preferable that the first transparent material film is formed so that the surface opposite to the surface facing each convex portion is flat. In addition, the in-plane distribution of the light intensity at the joint portion when the joint portion is viewed in plan so that the refractive index value of the joint portion that covers each convex portion and is joined to the convex portion has a predetermined distribution. By adjusting and adjusting to irradiate the joint with light, it becomes possible to finely adjust the lens curved surface of each microlens to a substantially predetermined shape. In addition, ultraviolet irradiation may not be performed on the first precursor film. Thereby, since the magnitude relationship of the refractive index value between the first transparent material film and the lens forming portion can be reversed with the above-described relationship, a part of the first transparent material film covering each convex portion is used. Thus, it is possible to form a so-called concave lens having a light divergence function.
以上説明したように製造されたマイクロレンズアレイ板では、第1の透明材料膜は、耐熱性に優れ、且つ耐光性にも優れる。また、各マイクロレンズの焦点距離をほぼ同等とすることが可能となる。 In the microlens array plate manufactured as described above, the first transparent material film is excellent in heat resistance and light resistance. In addition, the focal lengths of the microlenses can be made substantially equal.
本発明のマイクロレンズアレイ板の製造方法の一態様では、前記第1工程では、前記複数のレンズ形成部として複数の凹部を形成し、前記第2工程は、前記凹部に、前記透明材料を充填することにより、前記複数のレンズ形成部より大きい屈折率を有する第1の前駆膜を成膜する工程と、前記第1の前駆膜を加熱して硬化させることにより前記第1の透明材料膜を形成する工程とを含む。 In one aspect of the method for manufacturing a microlens array plate of the present invention, in the first step, a plurality of concave portions are formed as the plurality of lens forming portions, and in the second step, the transparent material is filled in the concave portions. A step of forming a first precursor film having a refractive index larger than that of the plurality of lens forming portions, and heating the first precursor film to cure the first transparent material film. Forming.
この態様によれば、各凹部に充填された第1の透明材料膜の一部により、集光機能を有する所謂平凸状のレンズを、マイクロレンズとして形成することが可能となる。 According to this aspect, a so-called plano-convex lens having a condensing function can be formed as a microlens by a part of the first transparent material film filled in each recess.
本発明のマイクロレンズアレイ板の製造方法の他の態様では、前記第1工程では、前記複数のレンズ形成部として複数の凸部を形成し、前記第2工程は、前記凸部を覆うように前記透明材料を塗布することにより紫外線照射を施すことで前記複数のレンズ形成部より小さい屈折率を有し得る第1の前駆膜を成膜する工程と、前記第1の前駆膜を加熱して硬化させることにより前記第1の透明材料膜を形成する工程とを含む。 In another aspect of the method for manufacturing a microlens array plate of the present invention, in the first step, a plurality of convex portions are formed as the plurality of lens forming portions, and the second step covers the convex portions. A step of forming a first precursor film having a refractive index smaller than that of the plurality of lens forming portions by applying ultraviolet irradiation by applying the transparent material; and heating the first precursor film. Forming the first transparent material film by curing.
この態様によれば、各凸部により、集光機能を有する所謂平凸状のレンズを、マイクロレンズとして形成することが可能となる。 According to this aspect, a so-called plano-convex lens having a light condensing function can be formed as a microlens by each convex portion.
この、第1工程において、複数のレンズ形成部として、複数の凹部若しくは複数の凸部を形成する態様では、前記第2工程は、前記第1の前駆膜を成膜する工程の後であって、前記第1の透明材料膜を形成する工程の前に、前記第1の前駆膜に紫外線を主に含む光を照射して、前記第1の前駆膜の屈折率を変化させる工程を更に含むように製造してもよい。 In the first step, in the aspect in which a plurality of concave portions or a plurality of convex portions are formed as the plurality of lens forming portions, the second step is after the step of forming the first precursor film. The method further includes the step of irradiating the first precursor film with light mainly containing ultraviolet rays to change the refractive index of the first precursor film before the step of forming the first transparent material film. You may manufacture as follows.
このように製造すれば、紫外線照射後に、各凸部より小さい屈折率を有し得る第1の前駆膜の屈折率を変化させて、その値が各凸部より小さくなるようにすれば、各凸部により平凸状のレンズをマイクロレンズとして形成することが可能となる。或いは、第1の前駆膜において、各凹部に充填されて形成された接合部分の屈折率を変化させて、その値が各凹部より小さくなるようにすれば、該凹部により凹レンズを形成することが可能となる。 If manufactured in this way, after the ultraviolet irradiation, the refractive index of the first precursor film that may have a refractive index smaller than each convex portion is changed so that the value becomes smaller than each convex portion. The convex portion can form a plano-convex lens as a microlens. Alternatively, in the first precursor film, if the refractive index of the joint portion formed by filling each concave portion is changed so that the value is smaller than each concave portion, a concave lens can be formed by the concave portion. It becomes possible.
この、第2工程が、第1の前駆膜の屈折率を変化させる工程を更に含む態様では、前記第1の前駆膜の屈折率を変化させる工程において、前記第1の前駆膜の、前記複数のレンズ曲面と接合される部分を平面的に見て、該部分における前記光の強度の面内分布が所定の分布となるように、前記第1の前駆膜に前記光を照射するように製造してもよい。 In an aspect in which the second step further includes a step of changing the refractive index of the first precursor film, in the step of changing the refractive index of the first precursor film, the plurality of the first precursor films The portion to be joined to the curved surface of the lens is viewed in plan, and the light is applied to the first precursor film so that the in-plane distribution of the light intensity in the portion becomes a predetermined distribution. May be.
このように製造すれば、第1の前駆膜において、各凹部に充填されて形成された接合部分の屈折率の値、若しくは各凸部を覆い、該凸部に接合する接合部分の屈折率の値が所定の分布となるように、第1の前駆膜の屈折率を変化させることが可能となる。この際、第1の前駆膜における、前述の凹部若しくは凸部との接合部分を平面的に見て、該接合部分に照射される光の強度の分布即ち該接合部分における光の強度の面内分布が所定の分布となるように、第1の前駆膜に光を照射する。これにより、各マイクロレンズのレンズ曲面が実質的に所定の形状となるように微調整することが可能となる。 If manufactured in this way, in the first precursor film, the refractive index value of the joint portion formed by filling each concave portion, or the refractive index of the joint portion that covers each convex portion and is joined to the convex portion. It is possible to change the refractive index of the first precursor film so that the value has a predetermined distribution. At this time, in the first precursor film, the joint portion with the above-described concave portion or convex portion is viewed in plan, and the distribution of the intensity of light applied to the joint portion, that is, the in-plane of the light intensity at the joint portion. The first precursor film is irradiated with light so that the distribution becomes a predetermined distribution. Thereby, it is possible to finely adjust the lens curved surface of each microlens so as to have a substantially predetermined shape.
本発明のマイクロレンズアレイ板の製造方法の他の態様では、前記第1工程は、透明基板上に、前記複数のレンズ曲面に対応する複数の曲面が一面に形成された型を、前記一面が前記透明基板と対向するように配置して、該型及び前記透明基板の間にポリシランを含む透明材料を注入して、該型と対向する表面に、前記複数のレンズ形成部が形成された第2の前駆膜を成膜する工程と、該第2の前駆膜の屈折率が前記第1の透明材料膜と異なる値となるように、前記第2の前駆膜に紫外線を主に含む光を照射する工程と、前記第2の前駆膜を加熱して硬化させることにより第2の透明材料膜を形成する工程とを含む。 In another aspect of the method for manufacturing a microlens array plate of the present invention, the first step includes forming a mold in which a plurality of curved surfaces corresponding to the plurality of lens curved surfaces are formed on one surface on a transparent substrate. A transparent material containing polysilane is injected between the mold and the transparent substrate so as to face the transparent substrate, and the plurality of lens forming portions are formed on the surface facing the mold. The step of forming a second precursor film and light mainly containing ultraviolet rays in the second precursor film so that the refractive index of the second precursor film is different from that of the first transparent material film. A step of irradiating and a step of forming a second transparent material film by heating and curing the second precursor film.
この態様によれば、複数のマイクロレンズのレンズ曲面に対応する曲面を有する複数の凸部が形成された型を、該複数の凸部が透明基板と対向するように配置し、型及び透明基板の間に、ポリシランを含む透明材料を注入して、第2の前駆膜を形成する。このように形成された第2の前駆膜において、型と対向する表面には、複数の凸部に対応して、夫々マイクロレンズのレンズ曲面を規定する複数の凹部が形成される。 According to this aspect, the mold in which the plurality of convex portions having curved surfaces corresponding to the lens curved surfaces of the plurality of microlenses are arranged so that the plurality of convex portions face the transparent substrate, and the mold and the transparent substrate are arranged. In the meantime, a transparent material containing polysilane is injected to form a second precursor film. In the second precursor film formed in this way, a plurality of recesses that respectively define the lens curved surface of the microlens are formed on the surface facing the mold, corresponding to the plurality of projections.
或いは、複数のマイクロレンズのレンズ曲面に対応する曲面を有する複数の凹部が形成された型を、該複数の凹部が透明基板と対向するように配置し、型及び透明基板の間に、ポリシランを含む透明材料を注入して、第2の前駆膜を形成する。このように形成された第2の前駆膜において、型と対向する表面には、複数の凹部に対応して、夫々マイクロレンズのレンズ曲面を有する複数の凸部が形成される。 Alternatively, a mold in which a plurality of concave portions having curved surfaces corresponding to the lens curved surfaces of a plurality of microlenses is arranged so that the plurality of concave portions face the transparent substrate, and polysilane is interposed between the mold and the transparent substrate. A transparent material is injected to form a second precursor film. In the second precursor film thus formed, a plurality of convex portions each having a lens curved surface of a microlens are formed on the surface facing the mold, corresponding to the plurality of concave portions.
その後、第2の前駆膜に対して、紫外線を主に含む光を照射することにより、第2の前駆膜の屈折率が、第1の透明材料膜と異なる値となるように、変化させる。この際、第2の前駆膜に対して、各凹部若しくは各凸部における屈折率の値が所定の分布となるように、該凹部若しくは凸部を平面的に見て、該凹部若しくは凸部に照射される光強度の分布即ち該凹部若しくは凸部における光強度の面内分布を調整して、光を照射させるようにしてもよい。これにより、各マイクロレンズのレンズ曲面が実質的に所定の形状となるように微調整することが可能となる。 Thereafter, the second precursor film is irradiated with light mainly containing ultraviolet rays, so that the refractive index of the second precursor film is changed to a value different from that of the first transparent material film. At this time, with respect to the second precursor film, the concave portion or the convex portion is viewed in a plan view so that the refractive index value in each concave portion or the convex portion has a predetermined distribution. The light intensity distribution, that is, the in-plane distribution of the light intensity in the concave portion or the convex portion may be adjusted to irradiate light. Thereby, it is possible to finely adjust the lens curved surface of each microlens so as to have a substantially predetermined shape.
その後、第2の前駆膜を300℃以上に加熱して硬化させて、第2の透明材料膜を形成する。尚、第2の前駆膜に対する光の照射を行わないで、第2の前駆膜を硬化させるようにしてもよい。 Thereafter, the second precursor film is cured by heating to 300 ° C. or higher to form a second transparent material film. Note that the second precursor film may be cured without irradiating the second precursor film with light.
本発明のマイクロレンズアレイ板の製造方法の他の態様では、前記第1の透明材料膜の表面を平坦化させる第3工程を更に備える。 In another aspect of the method for manufacturing a microlens array plate of the present invention, the method further includes a third step of flattening the surface of the first transparent material film.
この態様によれば、各マイクロレンズの焦点距離をほぼ同等とすることが可能となる。 According to this aspect, the focal lengths of the microlenses can be made substantially equal.
本発明のマイクロレンズアレイ板の製造方法の他の態様では、前記透明部材と反対側における前記第1の透明材料膜上に、前記第1の透明材料膜と同一又は異なる屈折率を有する、ポリシランを含む透明材料を塗布して硬化させることにより、カバー部材を形成する第4工程を更に備える。 In another aspect of the method for producing a microlens array plate of the present invention, a polysilane having a refractive index that is the same as or different from that of the first transparent material film on the first transparent material film on the side opposite to the transparent member. A fourth step of forming a cover member by applying and curing a transparent material containing
この態様によれば、各マイクロレンズの焦点距離を、カバー部材の膜厚を変化させることによっても、調整することが可能となる。 According to this aspect, it is possible to adjust the focal length of each microlens by changing the film thickness of the cover member.
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。 Such an operation and other advantages of the present invention will become apparent from the embodiments described below.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<1:第1実施形態>
本発明のマイクロレンズアレイ板に係る第1実施形態について、図1から図10を参照して説明する。
<1: First Embodiment>
1st Embodiment which concerns on the micro lens array board of this invention is described with reference to FIGS.
<1−1:マイクロレンズアレイ板>
先ず、本実施形態におけるマイクロレンズアレイ板について、図1及び図2を参照して説明する。ここに、図1は、マイクロレンズアレイ板の概略斜視図であり、図2(a)は、本実施形態のマイクロレンズアレイ板のうち4つのマイクロレンズに係る部分を拡大して示す部分拡大平面図であり、図2(b)は、本実施形態のマイクロレンズアレイ板の部分拡大断面図である。
<1-1: Microlens array plate>
First, the microlens array plate in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Here, FIG. 1 is a schematic perspective view of a microlens array plate, and FIG. 2A is a partially enlarged plane showing an enlarged portion related to four microlenses in the microlens array plate of the present embodiment. FIG. 2B is a partially enlarged cross-sectional view of the microlens array plate of the present embodiment.
図1に示すように、本実施形態のマイクロレンズアレイ板20は、例えば石英板等からなる透明部材210を備える。透明部材210のレンズ形成面には、アレイ状に多数の凹状の窪みが掘られることにより、複数の凹部211が夫々レンズ形成部として形成されている。即ち、本実施形態では、本発明に係る「レンズ形成部」は、凹状のレンズ曲面を規定する凹部211である。本実施形態では、係る「レンズ形成部」は、透明基板210の本体部と一体的に形成されており、両者の屈折率は当然にして等しい。
As shown in FIG. 1, the
透明部材210に、ポリシランを含む透明材料を、各凹部211の凹状の窪みに充填して塗布し、これを硬化することにより第1の透明材料膜230が形成されている。更に、透明部材210のレンズ形成面と反対側における第1の透明材料膜230上に、ポリシランを含む透明材料を塗布して、これを硬化させることによりカバー部材200が形成されている。これらにより、アレイ状に平面配列された多数のマイクロレンズ500が構築されている。尚、本実施形態では、カバー部材200及び第1の透明材料膜230の各々の屈折率は、同等としてもよいし、異なっていてもよい。
A transparent material containing polysilane is filled in and applied to the
図2(a)及び図2(b)に示すように、各マイクロレンズ500の曲面は、相互に屈折率が異なる透明部材210と第1の透明材料膜230とにより概ね規定されている。より具体的には、各凹部211は、マイクロレンズ500のレンズ曲面を規定する。また、ポリシランは、石英の屈折率(=1.6)より大きい屈折率(=1.75)を有するため、第1の透明材料膜230の屈折率は、各凹部211より大きい値となる。そして、各マイクロレンズ500は、各凹部211に充填された第1の透明材料膜230の一部により形成される。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the curved surface of each
尚、本実施形態では、図2(a)及び図2(b)を参照して説明した凹部211は、それが規定する球面又は非球面であるレンズ曲面が、隣接する凹部211が規定するレンズ曲面と、接するように形成されてもよいし、交わるように形成されてもよい。後者の如くレンズ曲面が交わるように形成すれば、各マイクロレンズ500においてレンズとして有効な領域を広くとることが可能となる。理想的には、各マイクロレンズ500のコーナー部501(図2(a)参照)において、4つのレンズ曲面が交わるようにすれば、各マイクロレンズ500の隅々にまで、集光機能を与えることが可能となり、光の利用効率を最大限に高めることが可能となる。
In this embodiment, the
ここで、ポリシランは、例えば300℃以上に加熱しても、屈折率は変化せず且つ変色しないで、無機化する。よって、第1の透明材料膜230は、耐熱性に優れ、且つ耐光性にも優れる。
Here, even if polysilane is heated to, for example, 300 ° C. or higher, the refractive index does not change and does not change color, and thus becomes inorganic. Therefore, the first
また、第1の透明材料膜230は、ポリシランを含む透明材料を硬化させて形成されるため、第1の透明材料膜230にカバーガラスの機能を持たせることが可能となる。よって、本実施形態では、第1の透明材料膜230上に更にカバー部材200が形成されているが、第1の透明材料膜230の膜厚を調整することにより、カバー部材200を設けないようにしてもよい。尚、このようにカバー部材200を形成すれば、各マイクロレンズ500の焦点距離を、カバー部材200の膜厚を変化させることによって、調整することが可能となる。
In addition, since the first
<1−2:電気光学装置>
次に、上述のマイクロレンズアレイ板20を、対向基板として備える電気光学装置について、その全体構成を図3及び図4を参照して説明する。ここに、図3は、TFTアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に、対向基板であるマイクロレンズアレイ板側から見た平面図であり、図4は、図3のH−H’断面図である。ここでは、電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のTFTアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
<1-2: Electro-optical device>
Next, an overall configuration of an electro-optical device including the above-described
図3及び図4において、本実施形態に係る電気光学装置では、TFTアレイ基板10と対向基板として用いられるマイクロレンズアレイ板20とが対向配置されている。TFTアレイ基板10とマイクロレンズアレイ板20との間に液晶層50が封入されており、TFTアレイ基板10とマイクロレンズアレイ板20とは、画像表示領域10aの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材52により相互に接着されている。
3 and 4, in the electro-optical device according to this embodiment, a
シール材52は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてTFTアレイ基板10上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。また、シール材52中には、TFTアレイ基板10とマイクロレンズアレイ板20との間隔(基板間ギャップ)を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。即ち、本実施形態の電気光学装置は、プロジェクタのライトバルブ用として小型で拡大表示を行うのに適している。
The sealing
シール材52が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域10aの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜53が、マイクロレンズアレイ板20側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜53の一部又は全部は、TFTアレイ基板10側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
A light-shielding frame light-shielding
画像表示領域10aの周辺に位置する周辺領域のうち、シール材52が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路101及び外部回路接続端子102がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられている。また、走査線駆動回路104は、この一辺に隣接する2辺に沿い、且つ、前記額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域10aの両側に設けられた二つの走査線駆動回路104間をつなぐため、TFTアレイ基板10の残る一辺に沿い、且つ、前記額縁遮光膜53に覆われるようにして複数の配線105が設けられている。
Of the peripheral regions located around the
また、マイクロレンズアレイ板20の4つのコーナー部には、両基板間の上下導通端子として機能する上下導通材106が配置されている。他方、TFTアレイ基板10にはこれらのコーナー部に対向する領域において上下導通端子が設けられている。これらにより、TFTアレイ基板10とマイクロレンズアレイ板20との間で電気的な導通をとることができる。
In addition, at the four corners of the
図4において、TFTアレイ基板10上には、画素スイッチング用のTFTや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極9a上に、配向膜が形成されている。他方、詳細な構成については後述するが、マイクロレンズアレイ板20上には、対向電極21の他、格子状又はストライプ状の遮光膜23、更には最上層部分に配向膜が形成されている。また、液晶層50は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。
In FIG. 4, on the
なお、図3及び図4に示したTFTアレイ基板10上には、これらのデータ線駆動回路101、走査線駆動回路104等に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
In addition to the data line driving
次に、以上の如く構成された電気光学装置における回路構成及び動作について、図5を参照して説明する。図5には、電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路を示してある。 Next, the circuit configuration and operation of the electro-optical device configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows an equivalent circuit of various elements, wirings, and the like in a plurality of pixels formed in a matrix that forms the image display area of the electro-optical device.
図5において、本実施形態における電気光学装置の画像表示領域10aを構成するマトリクス状に形成された複数の画素には、それぞれ、画素電極9aと当該画素電極9aをスイッチング制御するためのTFT30とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線6aが当該TFT30のソースに電気的に接続されている。データ線6aに書き込む画像信号S1、S2、…、Snは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線6a同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
In FIG. 5, each of the plurality of pixels formed in a matrix that forms the
また、TFT30のゲートにゲート電極3aが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線11a及びゲート電極3aにパルス的に走査信号G1、G2、…、Gmを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極9aは、TFT30のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるTFT30を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、…、Snを所定のタイミングで書き込む。
Further, the
画素電極9aを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、マイクロレンズアレイ板20に形成された対向電極21との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射する。
A predetermined level of the image signals S1, S2,..., Sn written in the liquid crystal as an example of the electro-optical material via the
ここで保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極9aと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70を付加する。この蓄積容量70は、走査線11aに並んで設けられ、固定電位側容量電極を含むとともに定電位に固定された容量電極300を含んでいる。
In order to prevent the image signal held here from leaking, a
上述した電気光学装置に設けられたマイクロレンズアレイ板20の詳細な構成と、その機能について図6及び図7を参照して説明する。図6は、マイクロレンズアレイ板20における遮光膜23の構成を模式的に示す平面図であって、図7は、複数の画素について、図4に示す断面の構成をより詳細に示す図であって、各マイクロレンズ500の機能について説明するための断面図である。
The detailed configuration and function of the
マイクロレンズアレイ板20において、透明部材210上に、例えば図6に示すように格子状の平面パターンを有する遮光膜23が形成される。マイクロレンズアレイ板20において、遮光膜23によって非開口領域が規定され、遮光膜23によって区切られた矩形の領域が開口領域700となる。尚、遮光膜23を例えばストライプ状に形成し、該遮光膜23と、TFTアレイ基板10側に設けられる容量電極300やデータ線6a等の各種構成要素とによって、非開口領域を規定するように、即ち開口領域700を規定するようにしてもよい。
In the
各マイクロレンズ500は各画素に対応するように配置される。より具体的には、図7に示すように、マイクロレンズアレイ板20において、各画素毎に開口領域700及び該開口領域700の周辺に位置する非開口領域を少なくとも部分的に含む領域にマイクロレンズ500が形成されている。
Each
また、図7において、透明部材210上には遮光膜23を覆うように、透明導電膜からなる対向電極21が形成されている。更に、図7には図示しない配向膜が対向電極21上に形成されている。
In FIG. 7, the
他方、図7において、TFTアレイ基板10上の各開口領域700に対応する領域には画素電極9aが形成されている。また、画素スイッチング用のTFT30や、画素電極9aを駆動するための走査線11aやデータ線6a等の各種配線並びに蓄積容量70等の電子素子が、非開口領域に形成されている。このように構成すれば、当該電気光学装置における画素開口率を比較的大きく維持することが可能となる。更に、図7には図示しないが画素電極9a上には配向膜が設けられている。
On the other hand, in FIG. 7,
図7において、マイクロレンズアレイ板20に入射される投射光等の光は、各マイクロレンズ500によって集光される。尚、図7中、一点鎖線によってマイクロレンズ500によって集光された光のようすを概略的に示してある。そして、各マイクロレンズ500によって集光された光は液晶層50を透過して画素電極9aに照射され、該画素電極9aを通過して表示光としてTFTアレイ基板10より出射される。よって、マイクロレンズアレイ板20に入射された光のうち非開口領域に向かう光も、マイクロレンズ500の集光作用により開口領域700に入射させることができるため、各画素における実行開口率を高めることができる。即ち、光の利用効率を高めることで、より明るい画像表示が可能となる。また、マイクロレンズ板20において、後述するように、各マイクロレンズ500の焦点距離をほぼ同等とすることが可能となると共に、第1の透明材料膜230は耐熱性及び耐光性に優れるため、電気光学装置において、高品質の画像表示を安定して行うことが可能となる。
In FIG. 7, light such as projection light incident on the
また、電気光学装置の製造時、マイクロレンズアレイ板20に対する加熱により第1の透明材料膜230が変形するのを防止することができるため、当該電気光学装置における組み立て精度を向上させることが可能となる。その結果、電気光学装置の製造プロセスにおける歩留まりを向上させることができる。
In addition, since the first
上述した電気光学装置では、データ線駆動回路101や走査線駆動回路104をTFTアレイ基板10の上に設ける代わりに、例えばTAB(Tape Automated bonding)基板上に実装された駆動用LSIに、TFTアレイ基板10の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。また、マイクロレンズアレイ板20の投射光が入射する側及びTFTアレイ基板10の出射光が出射する側には各々、例えば、TN(Twisted Nematic)モード、VA(Vertically Aligned)モード、PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード/ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。
In the electro-optical device described above, instead of providing the data line driving
尚、上述した電気光学装置では、対向基板として図1及び図2に示した如きマイクロレンズアレイ板20を用いているが、このようなマイクロレンズアレイ板20を、TFTアレイ基板10として利用することも可能である。或いは対向基板として(マイクロレンズアレイ板20ではなく)単純にガラス基板等に対向電極や配向膜が形成されたものを使用して、TFTアレイ基板10側にマイクロレンズアレイ基板20を取り付けることも可能である。即ち、本発明のマイクロレンズは、TFTアレイ基板10側に作り込むこと或いは取り付けることが可能である。
In the electro-optical device described above, the
<1−3:マイクロレンズアレイ板の製造方法>
次に、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ板20の製造方法について、図8から図10を参照して説明する。図8及び図10は、製造プロセスの各工程におけるマイクロレンズアレイ板20の断面の構成を順を追って概略的に示す工程図である。
<1-3: Manufacturing method of microlens array plate>
Next, a method for manufacturing the
先ず、図8(a)に示すように、透明部材として、例えば石英等の透明基板210aにおけるレンズ形成面上に、マスク900として例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)等によりアモルファスシリコン膜を形成する。マスク900は耐フッ酸性を有するCr膜、ポリシリコン膜等でも良い。
First, as shown in FIG. 8A, an amorphous silicon film is formed as a transparent member, for example, by CVD (Chemical Vapor Deposition) as a
続いて、図8(b)に示すように、マスク900において図1又は図2(b)に示す凹部211の形成位置に対応する個所に、例えば該マスク900に対するフォトリソグラフィ法を用いたパターニングにより、複数の開口部902を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 8B, the
ここで、図9は、マスク900の平面的な構成の一例を概略的に示す図である。マスク900において、複数の開口部902は夫々平面的に例えば円形状として形成され、且つ該開口部902に対応する凹部211より小さいサイズとして形成される。
Here, FIG. 9 is a diagram schematically showing an example of a planar configuration of the
続いて、図8(c)において、複数の開口部902が形成されたマスク900を介して、透明部材210aに対して等方性エッチングを施すことにより、複数の凹部211を形成する。より具体的には、該等方性エッチングは、好ましくは、フッ酸系などのエッチャントを用いたウエットエッチングにより行われる。
Subsequently, in FIG. 8C, isotropic etching is performed on the
その後、図8(d)において、マスク900をエッチング処理によって除去する。
Thereafter, in FIG. 8D, the
次に、図10(a)において、複数の凹部211に、ポリシランを含む透明材料として、例えばポリシランを有機溶媒に溶かしたものを例えばスピンコート法により塗布して充填し、第1の前駆膜230aを成膜する。これにより、第1の前駆膜230aの膜厚を所定値とすると共に、該膜厚の調整におけるマージンを小さくすることが可能となる。更にポリシランの粘性を変化させることで、透明材料の粘性も変化させて、透明部材210上に透明材料を塗布することにより、第1の前駆膜230aの膜厚の調整を行うようにしてもよい。この場合、第1の前駆膜230aの膜厚の調整におけるマージンをより小さくすることが可能となり、加えて第1の前駆膜230aにおいて各マイクロレンズのレンズ曲面と対向する面と反対側の面を平坦にすることが可能となる。或いは、第1の前駆膜230aを硬化させて第1の透明材料膜230を形成した後に、該第1の透明材料膜230において、複数の凹部211と対向する面と反対側の面が平坦となるように、この面に対して更にポリシランを含む透明材料を更に塗布して硬化させるか、或いは研磨処理を施してもよい。
Next, in FIG. 10A, a transparent material containing polysilane, for example, a solution obtained by dissolving polysilane in an organic solvent is applied and filled in, for example, a spin coating method in the plurality of
続いて、図10(b)において、第1の前駆膜230aを例えば300℃以上に加熱して硬化させることにより、第1の透明材料膜230を形成する。
Subsequently, in FIG. 10B, the first
その後、図10(c)において、第1の透明材料膜230において、複数の凹部211と対向する側と反対側の面上に、ポリシランを含む透明材料を例えばスピンコート法により更に塗布して、カバー部材200の前駆膜200aを成膜する。この際、該前駆膜200aの膜厚の調整は、第1の前駆膜230aと同様に、マージンを小さくして容易に行うことができる。また、前駆膜200aの膜厚は、第1の前駆膜230aと同様に、透明材料の粘性を更に変化させることで、調整するようにしてもよい。
Thereafter, in FIG. 10C, on the first
尚、図10(c)において、前駆膜230aに対して紫外線を主に含む光を照射させることにより、前駆膜230aの屈折率が、第1の透明材料膜230と異なる値となるように変化させてもよい。また、前述したように、透明材料の粘性を変化させることで、前駆膜230aにおいて、第1の透明材料膜230に対向する側と反対側の表面を平坦にするようにしてもよい。或いは、該表面に対して、前駆膜230aを硬化させてカバー部材200を形成した後に、第1の透明材料膜230と同様に、更にポリシランを含む透明材料を塗布して硬化させるか、或いは研磨処理を施してもよい。
In FIG. 10C, the refractive index of the
続いて、図10(d)において、前駆膜200aを加熱して硬化させることにより、カバー部材200を形成する。従って、上述したように、膜厚が調整された第1の前駆膜230aを硬化させることにより形成された第1の透明材料膜230に加えて、カバー部材200を形成することにより、各マイクロレンズ500の焦点距離を調整して、同等とすることが可能となる。
Subsequently, in FIG. 10D, the
尚、既に説明したように、第1の透明材料膜230上に、カバー部材200を設けないようにすれば、マイクロレンズ板20の製造に要する工程数を少なくすることが可能となる。
As described above, if the
<1−4:変形例>
以上説明した本実施形態のマイクロレンズアレイ板20の製造方法について、その変形例を以下に説明する。マイクロレンズアレイ板20を製造する際、図10(a)を参照して説明したように、第1の前駆膜230aを成膜した後、図10(b)を参照して説明したように、第1の前駆膜230aを硬化させる前に、第1の前駆膜230aに紫外線を主に含む光を照射して、該第1の前駆膜230aの屈折率を変化させるようにしてもよい。
<1-4: Modification>
A variation of the method for manufacturing the
ここで、図11には、ポリシランの化学的な構造を模式的に示してある。ポリシランに紫外線を主に含む光を照射すると、図11に示すSi−Si結合が切断されて、このSi−Si結合の間に酸素(O)が導入され、Si−O−Si結合(シロキサン結合)が生成することによって、その組成が変化する。これにより、ポリシランは低屈折率化する。よって、第1の前駆膜230aに紫外線を主に含む光を照射することにより、その屈折率を容易に変化させることができる。
Here, FIG. 11 schematically shows the chemical structure of polysilane. When the polysilane is irradiated with light mainly containing ultraviolet rays, the Si—Si bond shown in FIG. 11 is cut, and oxygen (O) is introduced between the Si—Si bonds, and the Si—O—Si bond (siloxane bond). ) Changes its composition. This lowers the refractive index of polysilane. Therefore, the refractive index of the
このように、第1の前駆膜230aを低屈折率化させて、その屈折率を各凹部211より小さくすることにより、各凹部211により凹レンズを形成することが可能となる。或いは、第1の前駆膜230aにおいて、各凹部211に充填されて形成された部分であって、該凹部211に接合する接合部分の屈折率の値が所定の分布となるように、該接合部分を平面的に見て、該接合部分に照射される光の強度の分布即ち該接合部分における光の強度の面内分布を所定の分布に調整して、第1の前駆膜230aに光を照射する。これにより、各マイクロレンズ500のレンズ曲面が実質的に所定の形状となるように微調整することが可能となる。
In this way, by reducing the refractive index of the
<2:第2実施形態>
本発明のマイクロレンズアレイ板に係る第2実施形態について、図12から図15を参照して以下に説明する。尚、以下において、第1実施形態と異なる点についてのみ説明し、第1実施形態との共通個所には図において同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。
<2: Second Embodiment>
A second embodiment according to the microlens array plate of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the following description, only differences from the first embodiment will be described, and common parts with the first embodiment will be denoted by the same reference numerals in the drawings, and redundant description will be omitted.
先ず、第2実施形態におけるマイクロレンズアレイ板について、図12を参照して説明する。ここに、図12は、第2実施形態におけるマイクロレンズアレイ板の概略斜視図である。 First, the microlens array plate in the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a schematic perspective view of the microlens array plate in the second embodiment.
図12に示すように、マイクロレンズアレイ板20において、透明部材210のレンズ形成面には、複数の凸部212が夫々レンズ形成部として形成されている。即ち、本実施形態では、本発明に係る「レンズ形成部」は、凸状のレンズ曲面を規定する凸部212である。本実施形態では、係る「レンズ形成部」は、透明基板210の本体部と一体的に形成されており、両者の屈折率は当然にして等しい。そして、各凸部212を覆うように第1の透明材料膜230が形成されている。更に、第1の透明材料膜230において、透明部材210と対向する側と反対側の面上に、即ち図12中、第1の透明材料膜230の下側に、カバー部材200が形成されている。これらにより、アレイ状に平面配列された多数のマイクロレンズ500が形成されている。
As shown in FIG. 12, in the
各凸部212は、マイクロレンズ500のレンズ曲面を規定する。また、第1の透明材料膜230の屈折率は、各凸部212より小さい値となる。そして、各マイクロレンズ500は、各凸部212により形成される。
Each
よって、第2実施形態におけるマイクロレンズアレイ板20を、例えば液晶装置の対向基板として用いる場合にも、第1実施形態と同様の利益を享受することができる。尚、マイクロレンズアレイ板20を、対向基板として用いる場合には、各マイクロレンズ500は、図7に示す構成と同様に、画素電極9aに対して配置されるのが好ましい。この場合、遮光膜23や対向電極21は、カバー部材20上に形成される。
Therefore, even when the
次に、第2実施形態におけるマイクロレンズアレイ板20の製造方法について、図13から図15を参照して説明する。図13から図15は、第2実施形態における製造プロセスの各工程におけるマイクロレンズアレイ板20の断面の構成を順を追って概略的に示す工程図である。
Next, a manufacturing method of the
先ず、図13(a)において、透明部材として、例えば石英等の透明基板210aにおけるレンズ形成面上に、図12に示す凸部212の形成位置に対応する個所に、複数のレジスト910aを形成する。
First, in FIG. 13A, as a transparent member, a plurality of resists 910a are formed on the lens formation surface of a
続いて、図13(b)において、これら複数のレジスト910aに対してポストベークを行って、夫々レンズ曲面に対応する曲面を有する複数の凸部910を形成する。
Subsequently, in FIG. 13B, the plurality of resists 910a are post-baked to form a plurality of
その後、図13(c)において、複数の凸部910及び透明部材210aに対して、好ましくはドライエッチング法によりエッチング処理を施す。これにより、複数の凸部910が透明部材210aに転写され、これら複数の凸部910の曲面に対応するレンズ曲面を有する複数の凸部212が透明部材210に形成される。
Thereafter, in FIG. 13C, the plurality of
続いて、図14(a)において、透明部材210上に、複数の凸部212を覆うように、ポリシランを含む透明材料を例えばスピンコート法により塗布し、第1の前駆膜230aを成膜する。
Subsequently, in FIG. 14A, a transparent material containing polysilane is applied on the
続いて、図14(b)において、第1の前駆膜230aに対して、紫外線を主に含む光を照射して、該第1の前駆膜230aの屈折率が、各凸部212より小さくなるように変化させる。ここで、第1の前駆膜230aにおいて、各凸部212を覆い、該凸部212に接合する接合部分の屈折率の値が所定の分布となるように、第1の前駆膜230aに所定の光強度分布を有する光を照射するようにしてもよい。これにより、各マイクロレンズ500のレンズ曲面が実質的に所定の形状となるように微調整することが可能となる。
Subsequently, in FIG. 14B, the
続いて、図14(c)において、第1の前駆膜230aを加熱して硬化させることにより、第1の透明材料膜230を形成する。
Subsequently, in FIG. 14C, the first
その後、図15(a)において、第1の透明材料膜230において、複数の凸部212と対向する側と反対側の面上に、ポリシランを含む透明材料を例えばスピンコート法により更に塗布して、カバー部材200の前駆膜200aを成膜する。
Thereafter, in FIG. 15A, a transparent material containing polysilane is further applied on the surface opposite to the side facing the plurality of
続いて、図15(b)において、この前駆膜200aに対して、紫外線を主に含む光を照射して、前駆膜200aの屈折率を第1の透明材料膜230と同等の値に変化させる。尚、この際、第1の透明材料膜230の屈折率を、前駆膜230aと異なる値となるようにしてもよい。このようにする場合、紫外線照射を行わない場合があってもよい。
Subsequently, in FIG. 15B, the
続いて、図15(c)において、前駆膜200aを加熱して硬化させることにより、カバー部材200を形成する。
Subsequently, in FIG. 15C, the
尚、図14(b)を参照して説明した工程を省略する、即ち第1の前駆膜230aに対して、紫外線照射を行わないようにしてもよい。これにより、第1の透明材料膜230及び複数の凸部212間における屈折率の値の大小関係を、図12を参照して説明した関係と逆転させることができる。よって、各凸部212を覆う第1の透明材料膜230の一部によって凹レンズを形成することが可能となる。
Note that the step described with reference to FIG. 14B may be omitted, that is, the
<3;第1又は第2実施形態の変形例>
以上説明した、第1又は第2実施形態の変形例について、図16から図18を参照して説明する。
<3: Modification of the first or second embodiment>
Modification examples of the first or second embodiment described above will be described with reference to FIGS. 16 to 18.
先ず、本変形例におけるマイクロレンズアレイ板の一の構成及びその製造方法について、図16及び図17を参照して説明する。図16(a)及び図16(b)は、本変形例におけるマイクロレンズアレイ板の一の構成を示す断面図であって、図17は、本変形例におけるマイクロレンズアレイ板の一の構成に係る製造方法について、特に、透明部材の製造における各工程での該透明部材の断面の構成を順を追って概略的に示す工程図である。 First, one configuration of the microlens array plate in the present modification and a manufacturing method thereof will be described with reference to FIGS. FIG. 16A and FIG. 16B are cross-sectional views showing a configuration of the microlens array plate in the present modification, and FIG. 17 shows a configuration of the microlens array plate in the present modification. It is process drawing which shows schematically the structure of the cross section of this transparent member in order of the manufacturing method which concerns in particular in each process in manufacture of a transparent member later on.
図16(a)及び図16(b)において、透明部材210は、石英等の透明基板220と、該透明基板220上に、ポリシランを含む透明材料から形成される第2の透明材料膜222とを含む。第2の透明材料膜222は、第1の透明材料膜230と異なる屈折率を有する。尚、第2の透明材料膜222は、第1の透明材料膜230に加えて若しくは代えて透明基板220と異なる屈折率を有するように形成されてもよい。
16A and 16B, the
また、図16(a)に示すように、第2の透明材料膜222には、複数のレンズ形成部として複数の凹部211が、レンズ形成面にアレイ状に形成されている。或いは、図16(b)に示すように、第2の透明材料膜222には、複数のレンズ形成部として複数の凸部212が、レンズ形成面にアレイ状に形成されている。
Also, as shown in FIG. 16A, the second
次に、図16(a)及び図16(b)に示す透明部材210の製造に係る製造工程について、図17を参照して説明する。尚、図17には、図16(a)に示す透明部材210の製造工程における、該透明部材210の断面の構成を示してある。
Next, a manufacturing process relating to the manufacturing of the
先ず、図17(a)において、透明基板220上に、複数のマイクロレンズ500のレンズ曲面に対応する曲面を有する複数の凸部が形成された型950を、該複数の凸部が透明基板220と対向するように配置する。そして、型950及び透明基板220の間に、ポリシランを含む透明材料を注入して、第2の前駆膜222aを形成する。尚、図16(b)に示す透明部材210を製造する場合には、透明基板220上に、複数のマイクロレンズ500のレンズ曲面に対応する曲面を有する複数の凹部が形成された型950を、該複数の凹部が透明基板220と対向するように配置する。
First, in FIG. 17A, a
続いて、図17(b)において、第2の前駆膜222aの屈折率が、第1の透明材料膜230と異なるように、例えば第1の透明材料膜230より小さくなるように、第2の前駆膜222aに対して、主に紫外線を含む光を照射する。尚、この際、透明部材210上に形成される第1の透明材料膜230の屈折率の値によっては、第2の前駆膜222aに対して紫外線照射を行わないようにしてもよい。
Subsequently, in FIG. 17B, the
また、当該工程において、第2の前駆膜222aに対して、各凹部211若しくは各凸部212における屈折率の値が所定の分布となるように、凹部211若しくは凸部212を平面的に見て、凹部211若しくは凸部212に照射される光強度の分布即ち凹部211若しくは凸部212における光強度の面内分布を調整して、光を照射させるようにしてもよい。これにより、各マイクロレンズ500のレンズ曲面が実質的に所定の形状となるように微調整することが可能となる。
Further, in this step, the
その後、図17(c)において、第2の前駆膜222aを加熱して硬化させることにより第2の透明材料膜222を形成する。
Thereafter, in FIG. 17C, the second
次に、本変形例におけるマイクロレンズアレイ板の他の構成について、図18を参照して説明する。図18は、本変形例におけるマイクロレンズアレイ板の他の構成を示す断面図である。 Next, another configuration of the microlens array plate in this modification will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a cross-sectional view showing another configuration of the microlens array plate in the present modification.
図18において、図1、図2(b)又は図16(a)に示す透明部材210を2枚用いて、該2枚の透明部材210を、互いに複数の凹部211が形成されたレンズ形成面が対向するように配置して、ポリシランを含む透明材料により相互に貼り合わせることによって、マイクロレンズアレイ板20が形成される。
In FIG. 18, a lens forming surface in which two
ここで、ポリシランの粘性を変化させることにより、このように、透明材料を接着剤として用いることが可能となる。そして、2枚の透明部材210を貼り合わせるべく、該2枚の透明部材210の間に注入された透明材料を硬化させることにより、第1の透明材料膜230が形成される。
Here, by changing the viscosity of the polysilane, the transparent material can be used as an adhesive. Then, the first
マイクロレンズアレイ板20において、2枚の透明部材210は、該2枚の透明部材210の各々に形成された複数の凹部211が、図18に示すように互いに向かい合うように配置されている。そして、このように互いに向かい合う凹部211の間に形成された第1の透明材料膜230の一部によって、両凸レンズ500がマイクロレンズとして形成されている。
In the
よって、図18に示すマイクロレンズアレイ板20においても、第1又は第2実施形態と同様の利益を享受することが可能となる。
Therefore, also in the
<4:電子機器>
次に、上述した電気光学装置をライトバルブとして用いた電子機器の一例たる投射型カラー表示装置の実施形態について、その全体構成、特に光学的な構成について説明する。ここに、図19は、投射型カラー表示装置の図式的断面図である。
<4: Electronic equipment>
Next, an overall configuration, particularly an optical configuration, of an embodiment of a projection color display device as an example of an electronic apparatus using the above-described electro-optical device as a light valve will be described. FIG. 19 is a schematic cross-sectional view of the projection type color display device.
図19において、投射型カラー表示装置の一例たる液晶プロジェクタ1100は、駆動回路がTFTアレイ基板上に搭載された液晶装置を含む液晶モジュールを3個用意し、それぞれRGB用のライトバルブ100R、100G及び100Bとして用いたプロジェクタとして構成されている。液晶プロジェクタ1100では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット1102から投射光が発せられると、3枚のミラー1106及び2枚のダイクロックミラー1108によって、RGBの三原色に対応する光成分R、G及びBに分けられ、各色に対応するライトバルブ100R、100G及び100Bにそれぞれ導かれる。この際特に、B光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ1122、リレーレンズ1123及び出射レンズ1124からなるリレーレンズ系1121を介して導かれる。そして、ライトバルブ100R、100G及び100Bによりそれぞれ変調された三原色に対応する光成分は、ダイクロックプリズム1112により再度合成された後、投射レンズ1114を介してスクリーンにカラー画像として投射される。
In FIG. 19, a
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うマイクロレンズアレイ板及びその製造方法、該マイクロレンズアレイ板を備えた電気光学装置及び該電気光学装置を具備してなる電子機器もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within a scope not departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and a microlens array with such a change. The plate and the manufacturing method thereof, the electro-optical device including the microlens array plate, and the electronic apparatus including the electro-optical device are also included in the technical scope of the present invention.
20…マイクロレンズアレイ板、200…カバー部材、210、210a…透明部材、211…凹部、230…第1の透明材料膜、500…マイクロレンズ
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記複数のレンズ曲面の各々と接合されており、前記透明部材のうち少なくとも前記複数のレンズ形成部と異なる屈折率を有する、ポリシランを含む透明材料から形成される第1の透明材料膜と
を備えることを特徴とするマイクロレンズアレイ板。 A transparent member having a plurality of lens forming portions that respectively define lens curved surfaces of a plurality of microlenses arranged in an array;
A first transparent material film formed of a transparent material containing polysilane, which is joined to each of the plurality of lens curved surfaces and has a refractive index different from at least the plurality of lens forming portions of the transparent member. A microlens array plate characterized by the above.
前記第1の透明材料膜は、前記凹部に充填されると共に前記複数のレンズ形成部より大きい屈折率を有すること
を特徴とする請求項1に記載のマイクロレンズアレイ板。 Each of the plurality of lens forming portions is a recess,
2. The microlens array plate according to claim 1, wherein the first transparent material film has a refractive index higher than that of the plurality of lens forming portions while being filled in the concave portion.
前記第1の透明材料膜は、前記複数のレンズ形成部より小さい屈折率を有すること
を特徴とする請求項1に記載のマイクロレンズアレイ板。 Each of the plurality of lens forming portions is a convex portion,
The microlens array plate according to claim 1, wherein the first transparent material film has a refractive index smaller than that of the plurality of lens forming portions.
透明基板と、
該透明基板上に、前記第1の透明材料膜と異なる屈折率を有するポリシランを含む透明材料から形成されると共に、前記複数のレンズ形成部を有する第2の透明材料膜と
を含むこと
を特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイ板。 The transparent member is
A transparent substrate;
And a second transparent material film formed of a transparent material containing polysilane having a refractive index different from that of the first transparent material film and having the plurality of lens forming portions on the transparent substrate. The microlens array plate according to any one of claims 1 to 3.
を特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイ板。 A cover member formed of a transparent material containing polysilane having the same or different refractive index as that of the first transparent material film is further provided on the first transparent material film on the side opposite to the transparent member. The microlens array plate according to any one of claims 1 to 4.
前記透明部材のうち少なくとも前記複数のレンズ形成部と異なる屈折率を有する、ポリシランを含む透明材料から、前記複数のレンズ曲面の各々と接合される第1の透明材料膜を形成する第2工程と
を備えることを特徴とするマイクロレンズアレイ板の製造方法。 A first step of forming, on the transparent member, a plurality of lens forming portions that respectively define lens curved surfaces of a plurality of microlenses arranged in an array;
A second step of forming a first transparent material film bonded to each of the plurality of lens curved surfaces from a transparent material containing polysilane having a refractive index different from that of at least the plurality of lens forming portions of the transparent member; A method for manufacturing a microlens array plate, comprising:
前記第2工程は、
前記凹部に、前記透明材料を充填することにより、前記複数のレンズ形成部より大きい屈折率を有する第1の前駆膜を成膜する工程と、
前記第1の前駆膜を加熱して硬化させることにより前記第1の透明材料膜を形成する工程とを含むこと
を特徴とする請求項8に記載のマイクロレンズアレイ板の製造方法。 In the first step, a plurality of concave portions are formed as the plurality of lens forming portions,
The second step includes
Forming a first precursor film having a larger refractive index than the plurality of lens forming portions by filling the concave portion with the transparent material;
The method for producing a microlens array plate according to claim 8, further comprising: forming the first transparent material film by heating and curing the first precursor film.
前記第2工程は、
前記凸部を覆うように前記透明材料を塗布することにより、紫外線照射を施すことで前記複数のレンズ形成部より小さい屈折率を有し得る第1の前駆膜を成膜する工程と、
前記第1の前駆膜を加熱して硬化させることにより前記第1の透明材料膜を形成する工程とを含むこと
を特徴とする請求項8に記載のマイクロレンズアレイ板の製造方法。 In the first step, a plurality of convex portions are formed as the plurality of lens forming portions,
The second step includes
Applying the transparent material so as to cover the convex portions, and forming a first precursor film that can have a refractive index smaller than the plurality of lens forming portions by performing ultraviolet irradiation;
The method for producing a microlens array plate according to claim 8, further comprising: forming the first transparent material film by heating and curing the first precursor film.
を特徴とする請求項9又は10に記載のマイクロレンズアレイ板の製造方法。 In the second step, after the step of forming the first precursor film and before the step of forming the first transparent material film, the first precursor film mainly includes ultraviolet rays. The method for manufacturing a microlens array plate according to claim 9 or 10, further comprising a step of irradiating light to change a refractive index of the first precursor film.
を特徴とする請求項11に記載のマイクロレンズアレイ板の製造方法。 In the step of changing the refractive index of the first precursor film, a portion of the first precursor film that is joined to the plurality of lens curved surfaces is viewed in a plane, and the light intensity in the portion is within the plane. The method of manufacturing a microlens array plate according to claim 11, wherein the first precursor film is irradiated with the light so that the distribution becomes a predetermined distribution.
該第2の前駆膜の屈折率が前記第1の透明材料膜と異なる値となるように、前記第2の前駆膜に紫外線を主に含む光を照射する工程と、
前記第2の前駆膜を加熱して硬化させることにより第2の透明材料膜を形成する工程と
を含むことを特徴とする請求項8から12のいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイ板の製造方法。 In the first step, a mold in which a plurality of curved surfaces corresponding to the plurality of lens curved surfaces are formed on one surface on a transparent substrate is disposed so that the one surface faces the transparent substrate, and the mold and the Injecting a transparent material containing polysilane between the transparent substrates and forming a second precursor film having the plurality of lens forming portions formed on the surface facing the mold;
Irradiating the second precursor film with light mainly containing ultraviolet rays so that the refractive index of the second precursor film is different from that of the first transparent material film;
The step of heating and curing the second precursor film to form a second transparent material film includes: a microlens array plate according to any one of claims 8 to 12; Production method.
By applying and curing a transparent material containing polysilane having the same or different refractive index as the first transparent material film on the first transparent material film on the side opposite to the transparent member, The method for manufacturing a microlens array plate according to any one of claims 8 to 14, further comprising a fourth step of forming.
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