JP2006209058A - 液晶ディスプレイの製造方法および液晶ディスプレイ、並びに、基板のエッチング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 マイクロレンズアレイを備える液晶ディスプレイにおいて、マイクロレンズによる集光位置と画素開口部の位置とを一致させるために、駆動回路基板の厚さを良好に制御する技術を提供する。
【解決手段】 カラーフィルタ（ＣＦ）基板１１と駆動回路基板１２とを貼り合わせてなる液晶パネル（例えば、素子集合体３５ａ）に対して、マイクロレンズアレイ１３を設ける前に、エッチング処理により上記駆動回路基板１２の厚みをＣＦ基板１１の厚みよりも薄くする。このとき、例えば、２枚の液晶パネルのＣＦ基板１１側を対向させて駆動回路基板１２の第２面を露出させた状態で重ね合わせ、２枚同時に第２面をエッチングすることにより、効率的なエッチング処理が可能となる。エッチング処理時に必要となるシール材について、本発明では熱剥離性材料または光硬化型材料を採用することを提案する。厚みの調節は研磨処理により行ってもよい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、マイクロレンズアレイを備える液晶ディスプレイおよびその製造方法と、当該製造方法に利用可能な基板のエッチング方法とに関するものであり、特に、マイクロレンズを用いた場合の液晶ディスプレイの表示品位をより一層向上させることができる液晶ディスプレイおよびその製造方法と、液晶ディスプレイに用いられる基板の厚みを所望の厚みとなるように加工するためのエッチング方法とに関するものである。

液晶ディスプレイとしては様々なタイプのものが存在する。このうち、マイクロレンズアレイを備えるタイプの液晶ディスプレイ（以下、説明の便宜上、「マイクロレンズ液晶ディスプレイ」と称する）は、主として、画素の輝度を向上させたり視野角を向上させたりすることを目的としている。マイクロレンズ液晶ディスプレイの一例について図９（ａ）に基づいて説明する。

図９（ａ）に示すように、マイクロレンズ液晶ディスプレイ１０１は、ＣＦ（カラーフィルタ）基板１１１および駆動回路基板１１２を互いに対向させて貼り合せた構成を有する液晶パネル１１５と、マイクロレンズアレイ１１３とを備える構成となっている。ＣＦ基板１１１および駆動回路基板１１２は、ガラス基板等の透光性基板の表面に、それぞれＣＦおよび駆動回路（ＴＦＴ等）を形成したものであり、液晶パネル１１５は、ＣＦまたは駆動回路を形成した面（説明の便宜上、「パターン形成面」と称する）を向かい合わせとするように、これら各基板を貼り合せることで形成されている。

上記ＣＦ基板１１１には、画素開口部１１４が形成されている。この画素開口部１１４は、液晶ディスプレイ１０１の表示画面において個々の画素となる部位であり、遮光材料からなるブラックマトリクス（ＢＭ）１１６によりＣＦ基板のパターン形成面を区画することにより形成される。換言すれば、画素開口部１１４は光の透過部および反射電極上であると言うことができる。

一方、マイクロレンズアレイ１１３は、一つの上記画素開口部１１４に対応するマイクロレンズ１１７を複数備える構成となっている。このマイクロレンズアレイ１１３は、駆動回路基板１１２におけるパターン形成面の反対側の面（説明の便宜上、「裏面」と称する）に設けられている。駆動回路基板１１２とマイクロレンズアレイ１１３とは一体化するように形成されていることが多い。

上記マイクロレンズ液晶ディスプレイ１０１においては、図示しない光源から出射された光は、マイクロレンズ１１７で集光された後に画素開口部１１４を通過する。これにより、本来ならＢＭ１１６で遮光されるはずの光を画素開口部１１４へ集めることができるので、画素の高輝度が実現される。また、マイクロレンズ１１７により屈折した光が画素開口部１１４を通過することになるので、視野角も向上する。

したがって、上記マイクロレンズ液晶ディスプレイ１０１においては、マイクロレンズ１１７による光の集光位置は、画素開口部１１４の位置とほぼ一致していることが望ましい。特に、マイクロレンズ１１７から画素開口部１１４までの距離が長ければ、当該マイクロレンズ１１７で集光しようとした光の一部がＢＭ１１６で遮光されるため、高輝度化や視野角拡大に寄与しないことになる。

この集光位置と画素開口部１１４の位置との一致について図９（ｂ）に基づいて具体的に説明する。図９（ｂ）に示すように、マイクロレンズ１１７で集光された光は、画素開口部１１４を通過した後、その集光角αで発散してゆくことになる。それゆえ、マイクロレンズ液晶ディスプレイ１０１では、この集光角αの値により指向性半値角が決定される。この指向性半値角とは、正面輝度に対して輝度が半分になる角度のことであり、ディスプレイの視野角を評価する一つの指標である。

上記集光角αは、マイクロレンズアレイ１１３を形成する個々のマイクロレンズ１１７のピッチをａとし、マイクロレンズ１１７と画素開口部１１４との間の距離をｂとし、ガラス屈折率をｎとし、さらに、ｂ／ｎをｂ’（ｂ’＝ｂ／ｎ）とした場合、次に示す式（ｉ）で規定される。

α＝ｔａｎ^-1[ａ／２ｂ’] …（ｉ）
なお、上記ピッチａは、図９（ｂ）に示すようにマイクロレンズ１１７のサイズ（外径）に相当し、言い換えれば画素のピッチにも相当する。また、ＣＦ基板１１１と駆動回路基板１１２との間（図９（ａ）参照）には図示しない液晶層が存在しているが、この液晶層の厚みは数μｍであり、上記集光角αを規定する上では無視することができるので、上記距離ｂは、実質的には駆動回路基板１１２の厚さに相当する。

つまり、マイクロレンズ１１７による集光位置と画素開口部１１４の位置を一致させるには、駆動回路基板１１２の厚さを制御することが重要になる。一般に、マイクロレンズを備えていない液晶ディスプレイを搭載した携帯電話やＰＤＡでは、上記指向性半値角は±２０°以上となっている。それゆえ、マイクロレンズ液晶ディスプレイにおいても、これと同等以上の指向性を有することが理想的である。

ところで、液晶パネルに用いられる透光性基板の厚さをエッチングにより薄くする技術が種々知られている。具体的には、例えば、特許文献１には、複数個の素子を一括して同時に組み立てる製法で製造される液晶表示素子において、素子集合体を組み立てた後、各素子区画の両基板のうち少なくとも一方の基板の外面を、上記素子区画の周縁部を除いてエッチングする技術が開示されている。また、特許文献２には、カラー液晶表示セルにおいて、ガラス基板に反り、撓みなどの変形を生ずることなく薄型化を図るために、レジスト膜を形成してガラスエッチング処理を施す技術が開示されている。

また、液晶ディスプレイ用の透光性基板をエッチングする用途に限定された技術ではないが、半導体集積装置の高密度化に対応する位相シフトマスクのガラス基板をウエットエッチングする技術が特許文献３に開示されている。これら特許文献に開示されているエッチング技術は、何れも、部分的なエッチング処理を施す技術であり、特に、特許文献２や３に開示されている技術は片面のみをエッチングする技術である。
特開平５−２４９４２３号公報（平成５年（１９９３）９月２８日公開） 特開平８−２６２４１９号公報（平成８年（１９９６）１０月１１日公開） 特開平９−２４６２３５号公報（平成９年（１９９７）９月１９日公開）

上記のように、マイクロレンズ液晶ディスプレイにおいては、マイクロレンズの集光位置と画素開口部の位置とをほぼ一致させることが重要であり、そのためには、駆動回路基板の厚さを制御することが重要となる。駆動回路基板の厚さを制御するには、上述したエッチング技術を利用することが想定される。

しかしながら、マイクロレンズ液晶ディスプレイにおいては、駆動回路基板の厚さをどの程度制御すべきなのか、また、厚さを制御するためには、どのような手法を用いればよいのかについては従来全く知られていなかった。事実、上記特許文献１〜３に開示されている技術は、マイクロレンズアレイを備える液晶ディスプレイに関する技術ではなく、また、透光性基板（ガラス基板）の厚さの制御を具体的にどの程度行えば良いのかについても開示されていない。さらに、上記透光性基板の厚さを制御したとしても、液晶パネルの強度は実用上十分な程度に維持されていなければならない。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、マイクロレンズアレイを備える液晶ディスプレイにおいて、マイクロレンズによる集光位置と画素開口部の位置とを一致させるために、駆動回路基板の厚さを良好に制御するとともに、液晶パネルの強度も維持できる技術を提供することにある。

本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、現行で主流である、画素ピッチが１５０〜２００μｍ程度である液晶ディスプレイにおいては、駆動回路基板の厚みを０．３〜０．４ｍｍに設定することが好ましいことを独自に見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明にかかる液晶ディスプレイの製造方法は、上記の課題を解決するために、一方の面にカラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板と、一方の面に駆動回路が形成された駆動回路基板とを貼り合わせてなる液晶パネルに対して、駆動回路基板側にマイクロレンズアレイを設けてなる液晶ディスプレイの製造方法であって、マイクロレンズアレイを設ける前に、上記駆動回路基板の厚みをカラーフィルタ基板の厚みよりも薄くする加工を行う基板厚み調節工程を含むことを特徴としている。

上記構成によれば、マイクロレンズアレイを通過した光が最適な指向性半値角を有するように駆動回路基板の厚みを調節することができる。そのため、液晶パネルの強度を落とすことなく、目標となる表示品位を満足することができる。

上記基板厚み調節工程では、上記駆動回路基板における駆動回路の形成面を第１面としたとき、その裏面である第２面をエッチングする方法を挙げることができる。これにより、液晶パネルを形成した状態で駆動回路基板の厚みを調節することが可能となり、駆動回路基板を安定させた状態で厚み調節ができる。

上記基板厚み調節工程では、２枚の液晶パネルのカラーフィルタ基板側を対向させて駆動回路基板の第２面を露出させた状態で重ね合わせ、２枚同時に第２面をエッチングすることが好ましい。これにより、２枚同時のエッチングができるだけでなく、両面エッチングの設備をそのまま利用することができる。

上記基板厚み調節工程では、１枚の液晶パネルのカラーフィルタ基板側と１枚のダミーパネルとを対向させて駆動回路基板の第２面を露出させた状態で重ね合わせ、当該第２面をエッチングすることが好ましい。これによって、駆動回路基板の第２面のみをエッチングすることができる。

上記製造方法では、さらに、上記基板厚み調節工程において駆動回路基板の第２面をエッチングした後に、当該第２面にマイクロレンズアレイを設けるレンズアレイ設置工程を含むことが好ましい。これにより、先に駆動回路基板の厚みを調節しない状態で液晶パネルを形成し、駆動回路基板を安定させた状態で厚み調節した後、マイクロレンズアレイを形成する。そのため、製造過程の流れの煩雑化を回避することができる。

上記基板厚み調節工程では、２枚の液晶パネルのカラーフィルタ基板側を重ね合わせた上で、当該カラーフィルタ基板側の面にエッチング液が接触することを防止するように仮封止した状態でエッチングすることが好ましい。これにより、カラーフィルタ基板がエッチング液により侵食されるような事態を回避できるので、製造品位の低下を防止することができる。

また、上記基板厚み調節工程では、１枚の液晶パネルのカラーフィルタ基板側と１枚のダミーパネルとを重ね合わせた上で、当該カラーフィルタ基板側の面にエッチング液が接触することを防止するように仮封止した状態でエッチングすることが好ましい。これにより、カラーフィルタ基板がエッチング液により侵食されるような事態を回避できるので、製造品位の低下を防止することができる。

上記仮封止には、テープまたはペースト状のシール材を用いることができる。これらシール材は種々の封止用途に用いられているため、仮封止を効率的に行うことができる。

上記仮封止を行う材料として、熱剥離性材料を用いることが好ましい。ここで、熱剥離性材料とは、温度変化に応じて剥離性を示す材料であれば特に限定されることはない。また、上記熱剥離性材料が、溶解または硬化する温度に関しても特に限定するものではなく、必要に応じて、熱剥離性材料を選択することが可能である。なお、熱剥離性材料は、シールを行うときに加熱することによって溶解し、貼合せた後に冷却することによって再硬化する特性の材料であってもよい。

上記のように仮封止を行う材料として、熱剥離性を示す材料を用いることにより、エッチング処理後に加熱処理を行うことによって、シール材を容易に剥離することが可能となり、現行の両面エッチングプロセスに類似したプロセスを容易に組み立てることが可能となる。

また、上記熱剥離性材料は、光硬化型材料であることが好ましい。ここで、光硬化型材料とは、光を照射することによって硬化する材料であれば特に限定されることは無い。光の種類についても、紫外線などが使用可能であるが、特に限定するものではない。

上記のように熱剥離性材料として光硬化型材料を用いることにより、従来のように加熱しながら材料を塗り込むような手法を用いる必要がなくなり、プロセスの容易化を図ることができる。

上記仮封止は、重ね合わせた２枚のパネルの端部において、少なくともカラーフィルタ基板の間にシール材を設ける手法、または、少なくとも各パネルの端面全体を覆うようにシール材を設ける手法により行われることが好ましい。上記何れかの手法を用いることにより、エッチング液の進入口となる部分を確実に封止するため、仮封止した状態を十分に確保することができる。

２枚の上記パネル同士を重ね合わせるときには、各パネルの間にスペーサを介在させることが好ましい。スペーサを配することにより、パネル同士を重ね合わせた状態を安定化することができる。

また、上記スペーサは、カラーフィルタ基板の第２面に対して粘着性を有していないものであることが好ましい。これにより、シール材を剥離しても２枚のパネルの重ね合わせ状態が維持されることがなく、仮封止の状態を解放することができる。

上記エッチングには、フッ酸、緩衝フッ酸、リン酸の少なくとも何れかを含有する酸性のエッチング液、または、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの少なくとも何れかを含有するアルカリ性のエッチング液を好適に用いることができる。これらエッチング液は、特にガラス基板のエッチングに好適に用いられるものであり、それゆえ、エッチング処理による基板厚み調節工程の信頼性を維持することができる。

上記基板厚み調節工程では、上記駆動回路基板における駆動回路の形成面を第１面としたとき、その裏面である第２面を機械的に研磨することもできる。基板厚み調節工程では、駆動回路基板の厚みを調節できればよいので、エッチング処理に限定されるものではなく、研磨処理も好適に用いることができる。

上記製造方法においては、上記カラーフィルタ基板および駆動回路基板を作製する基板作製工程を含んでおり、当該基板作製工程では、上記カラーフィルタ基板および駆動回路基板の厚みを予め厚くなるように作製してもよい。この方法によれば、エッチング処理の場合、両面エッチングしても、カラーフィルタ基板の厚みを過剰に薄くすることなく駆動回路基板の厚みを好適なものとすることができる。また、研磨処理の場合、片面または両面の研磨を選択したり、研磨の程度を調節したりすることにより、各基板の厚み調節の自由度を高めることができる。

上記基板作製工程で得られるカラーフィルタ基板および駆動回路基板は、互いの厚みが異なっていてもよい。互いの厚みが異なっていることで、両面エッチングや、研磨の自由度向上により好適に対応することができる。

上記基板作製工程で、各基板の厚みを予め厚くした場合、上記基板厚み調節工程では、上記液晶パネルの両面をそれぞれ同時にエッチングするか、または、上記液晶パネルにおける少なくとも駆動回路基板側の面を物理的に研磨することができる。これにより、基板厚み調節工程そのものの自由度を高めることができる。

本発明にかかる液晶ディスプレイは、上記液晶ディスプレイの製造方法により好適に製造することができる。

本発明にかかる液晶ディスプレイは、カラーフィルタ基板および駆動回路基板を互いに対向させて貼り合わせてなる液晶パネルと、当該液晶パネルの個々の画素開口部に対応する複数のマイクロレンズからなるマイクロレンズアレイとを備えており、当該マイクロレンズアレイは液晶パネルの駆動回路基板側の面に設けられている液晶ディスプレイにおいて、上記駆動回路基板の厚みは、カラーフィルタ基板の厚みよりも薄くなっている。これにより、液晶パネルへ入射した光の利用効率を上げることができるとともに、視野角も拡大することができる。

なお、本発明には、液晶パネルに用いられる基板の厚みを調節するために行われる基板のエッチング方法も含まれる。このエッチング方法では、２枚の液晶パネルにおける一方の面同士を重ね合わせて、他方の面を露出させた状態で、２枚同時に他方の面をエッチングする。これにより、２枚同時のエッチングができるだけでなく、両面エッチングの設備をそのまま利用することができる。

また、本発明のエッチング方法は、液晶パネルに用いられる基板の厚みを調節するために行われる基板のエッチング方法であって、１枚の液晶パネルと１枚のダミーパネルとを重ね合わせ、当該液晶パネルの非エッチング面を保護しながら他方の面をエッチングすることを特徴としている。これによって、駆動回路基板の第２面のみをエッチングすることができる。

上記エッチング方法では、２枚の液晶パネルにおける一方の面同士を重ね合わせたとき、重ね合わせた面がエッチング液に接触することを防止するように仮封止した状態でエッチングすることが好ましい。これにより、カラーフィルタ基板がエッチング液により侵食されるような事態を回避できるので、製造品位の低下を防止することができる。

また、上記エッチング方法では、１枚の液晶パネルと１枚のダミーパネルとを重ね合わせたとき、重ね合わせた面がエッチング液に接触することを防止するように仮封止した状態でエッチングすることが好ましい。これにより、カラーフィルタ基板がエッチング液により侵食されるような事態を回避できるので、製造品位の低下を防止することができる。

本発明にかかるエッチング方法では、上記仮封止には、テープまたはペースト状のシール材が用いられることが好ましい。これらシール材は種々の封止用途に用いられているため、仮封止を効率的に行うことができる。

本発明にかかるエッチング方法では、上記仮封止を行う材料として、熱剥離性材料が用いることが好ましい。これにより、エッチング処理後に加熱処理を行うことによって、シール材を容易に剥離することが可能となり、現行の両面エッチングプロセスに類似したプロセスを容易に組み立てることが可能となる。

本発明にかかるエッチング方法では、上記熱剥離性材料が、光硬化型材料であることが好ましい。これにより、加熱しながら材料を塗り込むような手法を用いる必要がなくなり、プロセスの容易化を図ることができる。

本発明にかかるエッチング方法では、上記仮封止は、重ね合わせた２枚のパネルの端部において、少なくともカラーフィルタ基板の間にシール材を設ける手法、または、少なくとも各パネルの端面全体を覆うようにシール材を設ける手法により行われることが好ましい。これにより、エッチング液の進入口となる部分を確実に封止するため、仮封止した状態を十分に確保することができる。

本発明にかかるエッチング方法では、２枚の上記パネル同士を重ね合わせるときには、各パネルの間にスペーサを介在させることが好ましい。スペーサを配することにより、パネル同士を重ね合わせた状態を安定化することができる。

また、上記スペーサは、カラーフィルタ基板の第２面に対して粘着性を有していないものであることが好ましい。これにより、シール材を剥離したとき、２枚のパネルの重ね合わせ状態が維持されることがなく、仮封止の状態を解放することができる。

なお、本明細書中において単に「パネル」と記載した場合は、液晶パネルおよび／またはダミーパネルを意味するものとする。

以上のように、本発明では、マイクロレンズアレイ３を備える液晶ディスプレイにおいて、マイクロレンズによる集光位置が画素開口部の位置よりも手前にならないように、駆動回路基板の厚みを調節している。そのため、例えば、駆動回路基板の厚みを一般的な厚みである０．５〜０．７ｍｍから例えば０．３ｍｍに変更することにより、高輝度化が実現されるとともに、視野角を片側で約５°向上させることができる。そのため、マイクロレンズアレイを備えることによる表示品位の目標仕様を十分に満足させることができるという効果を奏する。

また、駆動回路基板の厚みが上記０．３ｍｍの場合、カラーフィルタ基板の厚みを０．７ｍｍとすれば、液晶パネルとしての全厚みは１．０ｍｍとなる。この厚みは、０．５ｍｍの透光性基板を用いて製造した液晶パネルと同等の厚みとなるため、駆動回路基板を薄くしても液晶パネルの強度を維持することができるという効果を奏する。

さらに、今後の技術向上により、加工前のカラーフィルタ基板や駆動回路基板の厚みをより薄くすることが可能となれば、加工前の基板厚み、エッチングまたは研磨処理の条件、および加工寸法等を適宜定めることにより、最終的な液晶パネルの全厚みを制御することも可能となる。

また、本発明では、ウエットエッチングに際して、１枚の液晶パネルと１枚のダミーパネルとを仮封止して、液晶パネルの片面をエッチングする。そのため、液晶パネルの一方の面のみをエッチングすることができるという効果を奏する。

また、本発明では、ウエットエッチングに際して、２枚の液晶パネルを仮封止して片面エッチングする。そのため、１枚ずつのエッチング処理よりも処理能力の向上を図ることができるので、液晶ディスプレイの製造コストのより一層の低減を実現することが可能となる。しかも、両面エッチング設備に改造を加えることなく利用できるので、すでに両面エッチング処理を実施しているのであれば、新たな設備投資を行う必要が無くなる。その結果、設備コストの増大を回避することができるという効果を奏する。

尚、２枚の液晶パネルを仮封止する材料として、熱剥離性材料および光硬化熱剥離性材料を用いることにより、現行の両面エッチングプロセスと類似したプロセスを容易に組み立てることが出来るという効果をも奏する。

〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１ないし図４に基づいて説明すると以下の通りであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

本発明は、カラーフィルタ（ＣＦ）基板および駆動回路（ＴＦＴ等）基板を貼り合わせてなる液晶パネルに対して、駆動回路基板側の面にマイクロレンズアレイを形成した構成の液晶ディスプレイ（マイクロレンズ液晶ディスプレイ）において、液晶パネルの表示品位を向上させるために基板の厚みを設定したものであり、また、その厚みにガラス基板を加工する工程を含む製造方法、および基板のエッチング方法、並びに該エッチング方法の際などに使用する仮封止に使用する材料に関するものである。

＜液晶ディスプレイの構造＞
例えば、図２（ａ）に示すように、本発明にかかるマイクロレンズ液晶ディスプレイ１０は、ＣＦ基板１１および駆動回路基板１２とを貼り合わせてなる液晶パネル１５と、マイクロレンズアレイ１３と、バックライト２１とを備えている。

上記ＣＦ基板１１は、図２（ｂ）に示すように、透光性基板の一方の面（第１面とする）にカラーフィルタ（ＣＦ）１８およびブラックマトリクス（ＢＭ）１６が形成されている。ＣＦ１８は、液晶パネル１５（すなわち液晶ディスプレイ１０）のそれぞれの画素に対応するように形成されている。一般的には、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）に対応する各色のフィルターがそれぞれ形成されている構成が挙げられるがこれに限定されるものではない。ＢＭ１６は、液晶パネル１５に入射される光を遮光することによりＣＦ基板１１を区画する。区画された領域は画素開口部１４となり、これが画素に対応することになる。ＣＦ１８およびＢＭ１６の具体的な材質や形成方法等は特に限定されるものではなく、公知の各種の方法を採用することができる。

上記駆動回路基板１２は、ＣＦ基板１１と同様、透光性基板の第１面に駆動回路および画素電極が形成されている。駆動回路は個々の画素電極の駆動を制御するものであり、一つの画素電極に対して一つの駆動回路が設けられる。代表的には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が用いられるがこれに限定されるものではない。画素電極は、各画素に対応するように設けられており、駆動回路により駆動される。画素電極としては、一般的にＩＴＯ（酸化インジウム錫）が用いられるがこれに限定されるものではない。駆動回路および画素電極のより具体的な構成や形成方法等は特に限定されるものではなく、公知の各種の方法を採用することができる。

上記ＣＦ基板１１および駆動回路基板１２に用いられる透光性基板としては、特に限定されるものではなく、液晶パネル１５（マイクロレンズ液晶ディスプレイ１０）として用いる場合に、液晶層１９を保持した状態で入射する光を有効に透過できるものであれば特に限定されるものではない。通常はガラス基板が用いられる。なお、ＣＦ基板１１および駆動回路基板１２のより具体的な構成や作製方法等は特に限定されるものではなく、公知の各種方法を採用することができる。

上記ＣＦ基板１１と駆動回路基板１２との間には、液晶層１９が設けられる。ＣＦ基板１１の第１面には、通常、ＣＦ１８およびＢＭ１６の上に積層されるように、図示しない共通電極が形成されており、駆動回路基板１２の第１面に形成される画素電極と対向するようになっている。駆動回路による画素電極の駆動により、共通電極−画素電極間に存在する液晶分子に電圧が印加されることによって、当該液晶分子の配向が制御される。これによって、液晶パネル１５に入射する光の透過が画像情報に基づくように制御されるため、マイクロレンズ液晶ディスプレイ１０として画面全体を見れば画像が表示されることになる。

上記液晶パネル１５は、ＣＦ基板１１および駆動回路基板１２を互いに対向させて貼り合わせることにより製造される。このとき、各基板の間に液晶層１９を確保するために公知のスペーサを配してもよい。通常、ＣＦ基板１１および駆動回路基板１２の貼り合わせは、主として周辺部をシール材によりシールすることにより行われる。これにより、ＣＦ基板１１および駆動回路基板１２との間にセルが形成されるので、このセル内に液晶材料を封入することにより液晶層１９を形成することができる。なお、液晶層１９の具体的な構成や液晶パネル１５の作製方法等については特に限定されるものではなく、公知の各種の方法を採用することができる。

上記マイクロレンズアレイ１３は、図２（ａ）・（ｂ）に示すように、上記液晶パネル１５の個々の画素に対応する複数のマイクロレンズ１７からなっている。言い換えれば、複数のマイクロレンズ１７が液晶パネル１５の画素に対応して配列することで、一つのマイクロレンズアレイ１３を構成していることになる。本発明では、マイクロレンズアレイ１３は、液晶パネル１５の駆動回路基板１２側の面に設けられている。駆動回路基板１２から見れば、第１面の反対側である第２面にマイクロレンズアレイ１３が設けられていることになる。なお、この第２面を、説明の便宜上、「裏面」と称する場合がある。

上記マイクロレンズアレイ１３は、液晶パネル１５とは独立した別個の部材として設けられていてもよいし、液晶パネル１５に一体化するように形成されていてもよい。マイクロレンズアレイ１３を、液晶パネル１５の駆動回路基板１２側の面（駆動回路基板の裏面）に一体化するように形成する方法は特に限定されるものではなく、公知の方法を採用することができる。また、マイクロレンズアレイ１３そのものの具体的な構成も特に限定されるものではなく、液晶ディスプレイ１０の具体的な構成や用途等に応じて、適切な構成を採用すればよい。

上記バックライト２１は、例えば、図２（ａ）に示すように、光源２２、ミラー２３、導光体２４等を備えている。光源２２から出射される光は、ミラー２３により特定の方向に集光されて導光体２４に入射する。導光体２４は入射した光源２２からの光を、液晶パネル１５の駆動回路基板１２側の面全体に出射する。本発明では、マイクロレンズアレイ１３が設けられているため、マイクロレンズアレイ１３を介して液晶パネル１５に光を入射させることになる。

上記光源２２としては、例えば、白色ＬＥＤ等を好適に用いることができるが、特に限定されるものではない。ミラー２３および導光体２４についても、光源２２からの光を液晶パネル１５に有効に導くことができるものであれば特に限定されるものではなく、本技術分野で公知の各種光学部材を用いることができる。また、バックライト２１の具体的な構成も上記構成に限定されるものではなく、公知の他の構成を採用することができる。なお、バックライト２１は液晶ディスプレイ１０において必須の構成ではない。

本発明にかかる液晶ディスプレイ１０は、図２（ｂ）に示すように、駆動回路基板１２の厚みを、マイクロレンズ１７による集光位置と画素開口部１４の位置とをほぼ一致させるように設定している。より具体的には、マイクロレンズアレイ１３を形成した駆動回路基板１２の厚みは、カラーフィルタ基板の厚みよりも薄くなっている。

上記液晶ディスプレイ１０における光の伝達経路をより具体的に説明すると、まず、バックライト２１から出射された光は、マイクロレンズアレイ１３を構成するマイクロレンズ１７で集光されて液晶パネル１５に入射する。入射した光は画素開口部４を通過する。ここで、マイクロレンズアレイ１３を備えていない液晶ディスプレイと比較した場合、マイクロレンズ１７の集光作用により、そのまま入射した場合にはＢＭ１６で遮光される光を画素開口部１４へ集めることができる。その結果、より一層高輝度の画像表示を実現することができる。また、マイクロレンズ１７で屈折した光が画素開口部１４を通過することになるため、マイクロレンズ液晶ディスプレイ１０の視野角も向上することになる。

さらに、本発明では、マイクロレンズ１７による集光位置と画素開口部１４の位置とをほぼ一致させている。これにより、マイクロレンズ１７で集光した光のほぼ全てを、画素開口部１４を通過させることができる。その結果、マイクロレンズアレイ１３を設けることによる高輝度化や視野角拡大の効果をより確実なものとすることができる。

＜駆動回路基板の厚みの設定＞
本発明にかかる液晶ディスプレイにおいては、上記のように、駆動回路基板の厚みを制御することによりマイクロレンズによる集光位置と画素開口部の位置とを一致させている。この駆動回路基板の厚みの制御について説明する。

背景技術で述べたように、マイクロレンズで集光された光は、画素開口部を通過した後、その集光角αで発散するため、この集光角αの値により指向性半値角が決定される。ここで、本発明者らは、画素ピッチの異なる液晶パネルを複数種類製造し、これに対応するようにマイクロレンズアレイを設けることで、複数種類のマイクロレンズ液晶ディスプレイを製造した。これら複数種類のマイクロレンズ液晶ディスプレイを利用することにより、上記指向性半値角に関して検討した。

具体的には、指向性半値角の好ましい範囲である±２０°以上を実現するためには、駆動回路基板の厚み（以下、単に基板厚みと略す）とマイクロレンズのピッチ（以下、単にレンズピッチと略す）との関係がどのようになっているのかを検討した。基板厚みの変化幅は２５０〜６００μｍの間とし、レンズピッチの変化幅は１００〜３００μｍの間とした。

その結果、図３に示すように、基板厚み（図中縦軸）とレンズピッチ（図中横軸）との関係において、レンズピッチの増大に伴って基板厚みが増大するという結果が得られた。言い換えれば、指向性半値角の好ましい範囲を実現するための基板厚みの閾値は、レンズピッチに比例するという結果が得られた。この結果から見れば、図中斜線部分、すなわち、横軸のレンズピッチをｘとし、縦軸の基盤厚みをｙとしたとき、ｙ＝２ｘで近似される基板厚みの閾値の変化グラフにおいて下方側となる領域であれば、±２０°以上の視野角が得られることになる。

それゆえ、本発明にかかる液晶ディスプレイ１０においては、図２（ｂ）に示すように、ＣＦ基板１１の厚みをＴ_CFとし、駆動回路基板１２の厚みをＴ_DCとした場合に、Ｔ_DC＜Ｔ_CFの関係が成立することになる。

このように、本発明者の鋭意検討により、マイクロレンズ液晶ディスプレイ１０においては、駆動回路基板１２の厚みを最適化することにより、高輝度化および視野角拡大の効果をより一層有効に得ることが可能であることが初めて見出された。しかも、駆動回路基板１２の厚みは上記のように制御するが、ＣＦ基板１１の厚みは従来と同様の範囲内でよいことになるため、液晶パネル１５そのものを薄型化しつつ、その強度を維持することも可能となる。

現時点で実用化されている液晶パネルの厚みは約１．０ｍｍが下限である。したがって、液晶パネルの強度を維持する限界は約１．０ｍｍと考えられる。本発明では、駆動回路基板１２の厚みを０．３〜０．４ｍｍとし、ＣＦ基板１１の厚みを０．５〜０．７ｍｍの範囲内（好ましくは、０．６〜０．７ｍｍの範囲内）とすることが好ましい。そのため、得られる液晶パネルの厚みを１．０ｍｍ程度の厚みとすることができるとともに、液晶パネル１５を構成する一対の基板のうち、厚みの小さい基板は一方のみとなっている。そのため、液晶パネル１５の強度が低下するような事態も回避することが可能となる。

ここで、現行で主流の液晶パネルでは、画素ピッチは２００μｍ程度であるが、次世代の液晶パネルでは、画素ピッチとして１５０μｍ程度が目標とされている。また、透光性基板として一般的に用いられているガラス基板の厚みは０．５〜０．７ｍｍの範囲内であるので、ＣＦ基板および駆動回路基板の一般的な厚みも０．５〜０．７ｍｍの範囲内ということができる。それゆえ、駆動回路基板１２の具体的な厚みについては、現行で主流の液晶パネルに対応させる点から見れば少なくとも０．４ｍｍ以下であればよいが、次世代の液晶パネルに対応させる点から見れば０．３ｍｍであることがより好ましい。

＜液晶ディスプレイの製造方法＞
本発明にかかる液晶ディスプレイの製造方法は、上記のように、駆動回路基板１２の厚みをＣＦ基板１１の厚みよりも小さくする（Ｔ_DC＜Ｔ_CF）ための工程、より具体的には、ＣＦ基板１１の厚みを従来の０．５〜０．７ｍｍの範囲内に、かつ、駆動回路基板２の厚みを０．４mm以下に設定する工程を含むものである。換言すれば、本発明にかかる製造方法は、マイクロレンズアレイを設ける前に、上記駆動回路基板の厚みをカラーフィルタ基板の厚みよりも薄くする加工を行う基板厚み調節工程を少なくとも含んでいればよい。

一般的なマイクロレンズ液晶ディスプレイの製造方法では、透光性基板の第１面にＣＦまたは駆動回路等を形成する等してＣＦ基板および駆動回路基板を作製し（基板作製工程）、これらＣＦ基板と駆動回路基板とを、第１面同士を対向させて貼り合わせるなどして液晶パネルを作製し（基板貼合工程または液晶パネル作製工程）、駆動回路基板の第２面にマイクロレンズアレイを設ける（レンズアレイ設置工程）という過程を経る。上記基板厚み調節工程では、上記駆動回路基板の第２面をエッチングまたは研磨すればよいので、本発明では、理論上、上記基板厚み調節工程をどの工程の間に挿入してもよい。

しかしながら、基板作製工程において、最初から薄い透光性基板を用いて駆動回路基板を作製することも想定されるが、現実的には困難である。すなわち、上記のように、駆動回路基板の厚みは、一般的な画素ピッチに基づけば０．４ｍｍ以下に設定する必要がある。しかしながら、透光性基板（特にガラス基板）や駆動回路基板の厚みがこのように薄い場合には、様々な処理を経る際に、基板のソリや強度の低下等の問題が生じるため、技術的に困難である。そこで、基板厚み調節工程は、基板貼合工程の後段でありレンズアレイ設置工程の前段に挿入することが好ましい。これによって、駆動回路基板の厚みを薄くする場合の諸問題を有効に回避することができる。

上記基板厚み調節工程において、駆動回路基板の厚みを調節する方法は特に限定されるものではないが、具体的には、エッチングまたは機械的研磨を挙げることができる。本実施の形態では、エッチングにより基板厚み調節工程を行う場合について説明する。

ここで、エッチング処理を行う場合、基板貼合工程の後に得られる液晶パネルをエッチング槽に浸漬してエッチングを行うことになる。この場合、駆動回路基板の厚みを０．４ｍｍ以下にするようにエッチングすれば、ＣＦ基板も同等のレベルにまでエッチングされることになる。したがって、エッチング前の駆動回路基板およびＣＦ基板の厚みが同じである場合には、例えば、駆動回路基板を０．４ｍｍ、または０．３ｍｍまでエッチングすれば、得られる液晶パネルの厚みは０．８ｍｍ程度または０．６ｍｍ程度となる。前述したように、液晶パネルの実用的な厚みは約１．０ｍｍ程度であるので、０．８ｍｍ程度や０．６ｍｍ程度の厚みでは、液晶パネルの強度を十分維持することができないおそれがある。

したがって、本発明では、駆動回路基板の厚みをＣＦ基板より薄くするためには、液晶パネルにおける駆動回路基板側の面のみをエッチングすることが要求される。しかしながら、同じ厚みＣＦ基板および駆動回路基板を用いて作製された液晶パネルを単純にエッチング処理した場合には、両面がエッチングされるため、片面のみエッチングしようとする上記の要求を満足しない。駆動回路基板のみを片面エッチングするためには、液晶パネルのＣＦ基板側の面を何らかの方法で保護した上で、駆動回路基板側の面のみをエッチングすればよい。

このような技術としては、背景技術で例示した特許文献１・２に開示されているようなレジスト膜を用いる技術、あるいは、特許文献３に開示されているような片面エッチング用の設備を用いる技術が挙げられる。これらの技術は何れも非加工面全体を何らかの方法でマスク加工して１枚ずつエッチングする方法である。本発明では、これら技術を利用して駆動回路基板のみをエッチングすることができるが、レジスト形成や独自の設備を用いる等することにより、エッチングの処理効率やコストの上で検討の余地がある。

そこで、本実施の形態では、上記基板厚み調節工程において、２枚の液晶パネルのカラーフィルタ基板側を対向させて駆動回路基板の第２面を露出させた状態で重ね合わせ、２枚同時に第２面をエッチングする。これにより、単に駆動回路基板のみをエッチングできるだけでなく、マスク加工無しで片面エッチングを２枚同時に行うことができる。さらに、両面エッチングの設備をそのまま用いて片面エッチングを行うこともできる。その結果、エッチング処理を効率的かつ低コストで実施することができる。また、本実施の形態では、上記重ね合わせる２枚の液晶パネルのうちの一方をダミーパネルに置き換えることができる。この場合、１枚の液晶プレート中の駆動回路基板の第２面のみをエッチングすることができる。上記ダミーパネルの材料、形状、大きさ、厚み等の具体的な構成については特に限定されるものではないが、操作性を考慮すると液晶パネルと同じ大きさ、同じ材質等からなるダミーガラス等を好適に用いることができる。なお、以下の説明では、ダミーパネルの一例として、ダミーガラスを用いた場合についても適宜説明する。

上記エッチング処理を含むマイクロレンズ液晶ディスプレイの製造方法について、図１に基づいて具体的に説明する。なお、以下の説明では、大板の透光性基板を用いて複数の液晶パネルを製造する場合を例示している。

図１に示すように、まず、同じ厚みの大板の透光性基板（例えば、厚み０．７ｍｍのガラス基板）を２枚準備し、それぞれの第１面にＣＦ、駆動回路等を形成することによりＣＦ基板１１および駆動回路基板１２を作製し（基板作製工程）、互いの第１面同士を対向させて貼り合わせ液晶パネルの集合体（説明の便宜上、素子集合体３５ａと称する）を作製する（基板貼合工程）。

次に、作製した２個の素子集合体３５ａを、非処理面（ＣＦ基板１１側の面）を互いに対向させて重ね合わせ、シール材３１により非処理面にエッチング液が接触することを防止するように仮封止する。なお、説明の便宜上、この仮封止された状態の２個１組の素子集合体３５ａを仮封止体３０と称する。このとき、一方の素子集合体３５ａをダミーガラスに置き換えることもできる。

次に、この仮封止体３０のトータルの厚みを測定して厚みの初期値Ｔａを確認してから、当該仮封止体３０をエッチング槽３２に浸漬させ、エッチング処理を行う（基板厚み調節工程）。この状態では、仮封止体３０は素子集合体３５ａにおける駆動回路基板１２側の面がエッチング液３３に接触するが、ＣＦ基板１１側の面は一方の素子集合体３５ａにより互いに保護されている。そのため、駆動回路基板１２のみを２枚同時にエッチングすることができる。また、一方の素子集合体３５ａをダミーガラスに置き換える場合には、１枚の素子集合体３５ａにおける駆動回路基板１２側の面をエッチングすることができる。

上記エッチング処理の条件は特に限定されるものではなく、駆動回路基板１２に用いられているガラス基板の種類やサイズ、あるいは所望の厚み等の諸条件に基づいて、公知の条件を適宜設定すればよい。

例えば、上記エッチング液３３としては、酸性またはアルカリ性のエッチング液を用いればよい。酸性のエッチング液としては特に限定されるものではないが、フッ酸、緩衝フッ酸（バッファードフッ酸）、リン酸の何れかを含有している溶液を好適に用いることができる。また、上記アルカリ性のエッチング液も特に限定されるものではないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの何れかを含有している溶液を好適に用いることができる。溶媒としては水を用いればよい。また、上記酸成分またはアルカリ成分はそれぞれ１種類のみを用いてもよいし２種類以上を適宜組み合わせて用いてもよい。また、エッチング槽３２における温度調節の条件やエッチング液３３の循環条件等についても特に限定されるものではなく、公知のエッチング技術における方法を適宜用いることができる。

エッチング時間、すなわちどのタイミングでエッチングを終了するかについては、エッチング槽３２に浸漬する前に測定した厚みの初期値Ｔａ、または、エッチング条件に基づいて決定すればよい。すなわち、上記初期値Ｔａに基づき駆動回路基板１２が所望の厚みまでエッチングされたことを測定するか、または、ガラス基板のエッチングレート（単位時間辺りのエッチング進行度）を予め確認しておき、所望の厚みまで駆動回路基板１２がエッチングされる時間を算出すればよい。

具体的には、０．７ｍｍの駆動回路基板１２を０．３ｍｍまでエッチングする場合には、０．４ｍｍ分エッチングすればよいので、仮封止体３０の厚みが０．８ｍｍ減少すればよいことになる。それゆえ、エッチング処理後の仮封止体３０のトータル厚みをＴｂとすれば、Ｔｂ−Ｔａ＝０．８ｍｍとなった時点、または、０．８ｍｍに減少するまで予め算出されたエッチング時間になった時点でエッチング処理を終了すればよい。

次に、エッチング処理が終了すれば、水洗等のリンス処理を行い、エッチングを完全に停止させる。その後、乾燥処理を行い、仮封止体３０を十分に乾燥させた後、シール材３１を剥離して、２個１組の素子集合体３５ａを分離する。なお、分離した素子集合体３５ａのＣＦ基板１１側の面が汚れている場合には、ＣＦ基板１１を洗浄する洗浄処理を行えばよい（図１では省略）。

得られた素子集合体３５ａにおいては、駆動回路基板１２の厚みが所望の厚み（上記の例では０．３ｍｍ）となっている。そして、エッチング処理後の駆動回路基板１２の第２面（裏面）にマイクロレンズアレイ１３を設ける。その後、素子集合体３５ａを分断処理することにより、マイクロレンズアレイ１３を備える液晶パネル素子３５ｂを作製する。この液晶パネル素子３５ｂに対して、偏光板の貼り付け、ＦＰＣの貼り付け、モジュールの組込み等を行うことにより液晶ディスプレイ（液晶パネルモジュール）が完成する。このようにして得られた液晶ディスプレイでは、液晶パネルのＣＦ基板１１の厚みが０．７ｍｍであるのに対して、駆動回路基板１２の厚みが０．３ｍｍとなっている。そのため、駆動回路基板１２の厚みはマイクロレンズアレイ１３の集光に対して好適な厚みとなっているとともに、液晶パネルの全厚みは１．０ｍｍを維持している。

＜仮封止＞
ここで、上記仮封止体３０を作製するに当っての仮封止の方法について、図４（ａ）〜（ｄ）に基づいて具体的に説明する。

上記仮封止体３０を作製する場合、２個の素子集合体３５ａを向かい合わせて仮封止する場合と、１個の素子集合体３５ａと１個のダミーガラスとを向かい合わせて仮封止する場合があるが、同じ方法にしたがって仮封止することができる。つまり、以下に詳述する２個の素子集合体３５ａを向かい合わせて仮封止する方法において、一方の素子集合体３５ａをダミーガラスに置き換えることによって、１個の素子集合体３５ａと１個のダミーガラスとを向かい合わせて仮封止することができる。以下に、２個の素子集合体３５ａを向かい合わせて仮封止する方法を例に挙げて説明する。

上記仮封止体３０は、上述したように、２個の素子集合体３５ａを、それぞれのＣＦ基板１１側の面同士を向かい合わせて重ね合わせて仮封止するが、このとき、まず、ＣＦ基板１１同士の間にスペーサ（仮封止用スペーサ）３４を設けることが好ましい。上記スペーサ３４は、素子集合体３５ａ（または液晶パネル）を重ね合わせるときに、ＣＦ基板１１の間にあてがって挟んだ状態とする。

素子集合体３５ａの間にスペーサ３４を介在させることによって、ＣＦ基板１１の表面同士が全面にわたって直接接触することを回避することができる。そのため、仮封止体３０の作製時や解体時にＣＦ基板１１の損傷等を回避することができる。また、スペーサ３４の存在により、仮封止体３０において、素子集合体３５ａの重ね合わせの状態を安定化させることもできる。

このスペーサ３４の具体的な材質や形状、サイズ等は特に限定されるものではないが、少なくともＣＦ基板の第１面に対して粘着性を有していないものであることが好ましい。粘着性を有していないものであれば、仮封止体３０を解体するときに、素子集合体３５ａ同士を容易に分離することが可能となる。また、図４（ａ）〜（ｄ）においては、スペーサ３４は、大面積でＣＦ基板１１にあてがった状態となっているが、このように大きなサイズに限定されるものではなく、素子集合体３５ａの重ね合わせ状態がガタつかない程度で、適当に隙間を空けるようなサイズのスペーサを用いても構わない。具体的なスペーサ３４の材質としては、シリコンラバー等を挙げることができるが特に限定されるものではない。

次に、仮封止する際のシール材３１としては、エッチング処理に対して十分な耐性を有しており、かつ、素子集合体３５ａ（液晶パネル）を重ね合わせた状態（仮封止体３０の状態）を十分に維持できるような接着性または粘着性を発揮できるようなものであれば特に限定されるものではない。具体的な形状としては、例えば、テープ状やペースト状のものを挙げることができる。テープ状のものとしては両面テープを挙げることができ、ペースト状のものとしては液晶パネル用封止樹脂を挙げることができるが、特に限定されるものではない。

上記シール材３１においては、素子集合体３５ａ（液晶パネル）に用いている透光性基板に対して剥離性に優れた材質からなっていることが好ましい。剥離性に優れることによって、仮封止体３０を円滑に解体し、個々の素子集合体３５ａに戻しやすくなるため、エッチング処理の効率の低下を回避することができる。剥離性に優れた材質は特に限定されるものではない。

このような条件に適したシール材料として、熱剥離性を有する熱剥離性材料を挙げることができる。上記熱剥離性材料は、エッチング処理後に加熱処理によって容易に剥離できる材料であることが好ましい。また、上記熱剥離性材料は、シールを行う際は過熱して材料を溶解させ、貼合せた後に冷却して再硬化させる特性の材料であることが好ましい。

さらに常温では柔らかく、かつＵＶ等の光を照射することによって硬化するような特性を有する光硬化型材料を用いれば、なお良い。このような材料を使用することにより、加熱しながら材料を塗り込むような手法を用いる必要が無くなり、プロセスの容易化が図れる。

このような熱剥離性材料、および光硬化型材料としては、公知の材料を好適に使用することができる。例えば、熱膨張性微小球を含有して加熱により膨張する熱膨張性層の少なくとも片面に非熱膨張性の粘着層を有することを特徴とする加熱剥離型粘着シートを好適に使用することができる（例えば、特開２０００−２４８２４０号公報（平成１２年（２０００）９月１２日公開）。ここで、上記熱膨張性層が、粘着性を示して基材により支持されてなり、粘着層が紫外線硬化型または非紫外線硬化型の低汚染性のものである加熱剥離型粘着シートを用いることが好ましい。更に、上記熱膨張性層がゴム状有機弾性層と重畳してなる加熱剥離型粘着シートを用いることが好ましい。

また、光硬化型材料としては、アクリル系の接着材料を好適に使用することができる。上記アクリル系の接着材料としては、特に限定するものではないが、熱剥離性を有するものであることが好ましい。例えば、８０℃程度で数分間加熱することにより容易に剥離出来るものであることが好ましい。また、上記アクリル系の接着材料としては、常温でペースト状であり保存性に優れた材料であることが好ましい。例えば、冷蔵庫のような保管庫にて１ヶ月間程度保存してもゲル化しないものであることが好ましい。

このような材料を選定することによって、現行の両面エッチングプロセスに類似したプロセスを比較的容易に組み立てることができる。勿論、シール材料についてはこれに限定されるものでなく、他に剥離性に優れ、かつ基板貼合せが容易な材料があればこれに換えて使用することができる。

図５（ａ）に、シール材３１として熱剥離性材料を用いて液晶パネル（素子集合体）を２枚同時にエッチングする場合の工程を示す。

シール材３１は熱剥離性材料であるために、加熱することによって容易に溶解することが可能である。溶解したシール材３１を用いて、図４（ａ）〜（ｄ）に示す方法で、２個の素子集合体３５ａを重ね合わせる。そのあと、冷却することによってシール材３１は再硬化し、容易に仮封止体３０を形成することができる。

以上のように形成した仮封止体３０をエッチング槽３２に浸漬させ、エッチング処理を行う。この状態では、仮封止体３０は素子集合体３５ａにおける駆動回路基板側の面がエッチング液３３に接触するが、ＣＦ基板側の面は素子集合体３５ａにより互いに保護されている。そのため、駆動回路基板のみを２枚同時にエッチングすることができる。次に、エッチング処理が終了すれば、水洗等のリンス処理を行い、エッチングを完全に停止させる。その後、乾燥処理を行い、仮封止体３０を十分に乾燥させる。乾燥後、加熱することによってシール材３１を溶解し、シール材３１を剥離することができる。その結果、容易に２個１組の素子集合体３５ａを分離することができる。

また、図５（ｂ）に、シール材３１として光硬化型材料を用いて液晶パネル（素子集合体）を２枚同時にエッチングする場合の工程を示す。

シール材３１は光硬化型材料であるためにＵＶ等の光を照射することによって硬化する。したがって、まずシール材３１を用いて、図４（ａ）〜（ｄ）に示す方法で、２個の素子集合体３５ａを重ね合わせる。そのあと、ＵＶ室４０中でＵＶ等の光を照射することによってシール材３１を硬化させ、容易に仮封止体３０を形成することができる。

以上のように形成した仮封止体３０をエッチング槽３２に浸漬させ、エッチング処理を行う。この状態では、仮封止体３０は素子集合体３５ａにおける駆動回路基板側の面がエッチング液３３に接触するが、ＣＦ基板側の面は素子集合体３５ａにより互いに保護されている。そのため、駆動回路基板のみを２枚同時にエッチングすることができる。次に、エッチング処理が終了すれば、水洗等のリンス処理を行い、エッチングを完全に停止させる。その後、乾燥処理を行い、仮封止体３０を十分に乾燥させる。乾燥後、加熱することによってシール材３１を剥離することができる。その結果、容易に２個１組の素子集合体３５ａを分離することができる。

以上のように、シール材３１として熱剥離性材料または光硬化型材料を用いることによって、エッチングプロセスを容易に組み立てることができる。

また、上記仮封止の具体的な方法としては、２個の素子集合体３５ａのＣＦ基板１１側を重ね合わせた上で、当該ＣＦ基板１１側の面にエッチング液が接触することを防止するような状態となっていればよく、特に限定されるものではない。具体的には、図４（ａ）に示すように、重ね合わせた２枚の液晶パネルの端部において、少なくともＣＦ基板１１の間にシール材３１を設ける手法、または、図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように、少なくとも各素子集合体３５ａ（液晶パネル）の端面全体を覆うようにシール材３１を設ける手法が挙げられる。

図４（ａ）に示す方法では、ＣＦ基板１１の間に挟み込むようにシール材３１を設けて２個の素子集合体３５ａを重ね合わせた状態で固定化している。この時、シール材３１の基板端からの入れ込み量は、特に限定するものではなく、材料の特性やプロセスの都合、および貼合せる基板に形成されている素子の設計上の都合などに基づいて適切な量を決定することができる。例えば、シール材３１の基板端から入れ込み量は、幅１〜３ｃｍ、厚み０．１〜１０ｍｍ程度であることが好ましい。これにより、各素子集合体３５ａの間にエッチング液３３が進入することを防止することができる。その結果、非処理面（ＣＦ基板１１）をエッチング液３３から保護することができるとともに、確実に片面エッチングを行うことができる。

なお、この方法の場合、素子集合体３５ａの端面から素子集合体３５ａ内（ＣＦ基板１１および駆動回路基板１２の間）にエッチング液３３の進入を防ぐために、同端面をシール材で覆ってもよい。このとき用いられるシール材は、前記実施の形態１で、仮封止体３０を作製するために用いたシール材３１と同じ種類のものを用いることができる。これにより、ＣＦ基板１１および駆動回路基板１２の侵食を防止することができる。なお、端面のシール方法については特に限定されるものではなく、公知の手法を好適に用いることができる。

また、図４（ｂ）に示す方法では、重ね合わせた素子集合体３５ａの端面（基板の側方の線状面）全体をシール材３１で覆うことで固定化しており、図４（ｃ）に示す方法では、さらに、素子集合体３５ａの駆動回路基板１２の周囲に至るまで、重ね合わせた素子集合体３５ａの端部全体をシール材３１で覆っており、図４（ｄ）に示す方法では、重ね合わせた素子集合体３５ａの端面全体を覆うとともに、図４（ａ）に示す方法と同様に、ＣＦ基板１１の間にシール材３１の一部が挟み込まれるようにしている。

このように、重ね合わせた素子集合体３５ａの端面全体を覆うことで、図４（ａ）に示す方法と同様に、各素子集合体３５ａの間にエッチング液３３が進入することを防止することができるだけでなく、図４（ａ）に示す方法のように別途端面をシールしなくても、個々の素子集合体３５ａにおいて、ＣＦ基板１１と駆動回路基板１２との間にエッチング液３４が進入することをより有効に防止することもできる。
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について、図６に基づいて説明すると以下の通りであるが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、説明の便宜上、実施の形態１で用いた部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。

前記実施の形態１では、２枚の透光性基板のそれぞれにＣＦまたは駆動回路等を形成することで同じ厚さのＣＦ基板および駆動回路基板を作製し、これらを貼り合わせて液晶パネルを作製した後、エッチング処理によって駆動回路基板のみを所望の厚みに加工し、さらにその後、駆動回路基板側の面にマイクロレンズを形成することによりマイクロレンズ液晶ディスプレイを製造している。本発明はこれに限定されるものではなく、厚みの異なるＣＦ基板および駆動回路基板を用いてエッチング処理してもよい。

前述したように、液晶パネルをそのままエッチング処理する場合には、両面がエッチングされるため、駆動回路基板の厚みを薄くするとＣＦ基板の厚みも薄くなってしまう。そこで、本実施の形態では、基板作製工程において、上記ＣＦ基板および駆動回路基板の厚みを予め厚くなるように作製する。

具体的には、図６に示すように、駆動回路基板１２よりも厚みの大きいＣＦ基板１１を用いて素子集合体３５ａ（液晶パネル）を作製する（基板作製工程および基板貼合工程）。具体的には、例えば、０．７ｍｍの厚みのガラス基板で駆動回路基板１２を作製した場合には、１．１ｍｍの厚みのガラス基板でＣＦ基板１１を作製する。

次に、素子集合体３５ａの端面から素子集合体３５ａ内（ＣＦ基板１１および駆動回路基板１２の間）にエッチング液３３の進入を防ぐために、同端面をシール材３６で覆う。そして、この素子集合体３５ａをエッチング槽３２に浸漬させ、エッチング処理を行う（基板厚み調節工程）。なお、エッチング条件等については前記実施の形態１と同様であるため説明は省略する。この状態では、ＣＦ基板１１の方が駆動回路基板１２よりも厚みが大きくなっている。言い換えれば、ＣＦ基板１１および駆動回路基板１２は、予めエッチングでの減少を考慮して互いの厚みが異なったものとなっている。それゆえ、駆動回路基板１２を好ましい厚み（例えば、０．３ｍｍ）までエッチングすると、ＣＦ基板１１も同量エッチングされる（例えば、０．４ｍｍ）ので、当該ＣＦ基板１１の厚みも好ましい厚み（例えば、０．７ｍｍ）までエッチングされることになる。

次に、リンス処理、乾燥処理を行い、シール材３６を除去する。その後は、前記実施の形態１と同様にして、エッチング処理後の駆動回路基板１２の第２面（裏面）にマイクロレンズアレイ１３を設け、素子集合体３５ａを分断処理することにより液晶パネル素子３５ｂを作製し、当該液晶パネル素子３５ｂに対して、偏光板の貼り付け、ＦＰＣの貼り付け、モジュールの組込み等を行うことにより液晶ディスプレイ（液晶パネルモジュール）が完成する。

得られた液晶ディスプレイでは、前記実施の形態１と同様に、液晶パネルのＣＦ基板１１の厚みが０．７ｍｍであるのに対して、駆動回路基板１２の厚みが０．３ｍｍとなっている。そのため、駆動回路基板１２の厚みはマイクロレンズアレイ１３の集光に対して好適な厚みとなっているとともに、液晶パネルの全厚みは１．０ｍｍを維持している。

なお、ＣＦ基板１１および駆動回路基板１２の厚みを同じではなく異ならせる場合、基板厚み調節工程では、必ずしも両面エッチング処理をしなくてもよい。例えば、厚み０．６ｍｍのＣＦ基板１１と厚み０．７ｍｍの駆動回路基板１２とを用いて素子集合体３５ａを作製し、前記実施の形態１と同様にして、ＣＦ基板１１同士を対向させて貼り合わせ、駆動回路基板１２を０．４ｍｍまで片面エッチングしてもよい。この場合でも、最終的に液晶パネルの厚みは１．０ｍｍを維持しつつ、駆動回路基板１２の厚みを薄くすることができる。

〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について、図７および図８に基づいて説明すると以下の通りであるが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、説明の便宜上、実施の形態１または２で用いた部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。

前記実施の形態１および２では、基板厚み調節工程においてウエットエッチング処理を採用していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、機械的な研磨処理を採用しても良い。

例えば、図７に示すように、前記実施の形態１と同様にして、同じ厚み（例えば、０．７ｍｍ）のＣＦ基板１１および駆動回路基板１２を用いて素子集合体３５ａを作製する。次に、素子集合体３５ａを予め液晶パネル素子３５ｂに分断しておく。そして、液晶パネル素子３５ｂの第２面を機械的に研磨する。機械的な研磨の具体的な方法は特に限定されるものではないが、例えば、レンズ研磨方法等の方法を用いることができる。なお、この方法の詳細な条件や処理装置等については特に限定されるものではなく、従来公知の技術を好適に用いることができる。

なお、上記研磨に際して、大板から形成された素子集合体３５ａを予め分断して液晶パネル素子３５ｂとした理由は、大板の状態でガラス基板に対して機械的研磨のように物理的な加工を施すと、大きな基板が割れる等、破損しやすいためである。物理的な加工は、基板が小型であれば当該基板に対して破損等の影響を及ぼしにくい。

研磨により駆動回路基板１２が所望の厚み（例えば、０．３ｍｍ）を達成すれば研磨処理を終了する。その後は、必要に応じて、洗浄処理等を施した後に、液晶パネル素子３５ｂの駆動回路基板１２側の面にマイクロレンズアレイ１３を形成する。その後は、前記実施の形態１と同様にして、液晶パネル素子３５ｂに対して、偏光板の貼り付け、ＦＰＣの貼り付け、モジュールの組込み等を行うことにより液晶ディスプレイ（液晶パネルモジュール）が完成する。

得られた液晶ディスプレイでは、前記実施の形態１と同様に、液晶パネルのＣＦ基板１１の厚みが０．７ｍｍであるのに対して、駆動回路基板１２の厚みが０．３ｍｍとなっている。そのため、駆動回路基板１２の厚みはマイクロレンズアレイ１３の集光に対して好適な厚みとなっているとともに、液晶パネルの全厚みは１．０ｍｍを維持している。

上記の例では、駆動回路基板１２側だけを研磨しているが、このような片面研磨に限定されるものではなく、両面を研磨してもよい。例えば、駆動回路基板１２を０．７ｍｍから０．４ｍｍまで研磨するとともに、ＣＦ基板１１を０．７ｍｍから０．６ｍｍまで研磨してもよい。

さらに、上記の例では、ＣＦ基板１１および駆動回路基板１２の何れも同じ厚みとしたが、前記実施の形態２と同様に、各基板の厚みを異ならせてもよい。

例えば、図８に示すように、駆動回路基板１２として、駆動回路基板１１よりも厚みの大きいものを用いた以外は、上記の例と同様にして素子集合体３５ａを作製し、これを液晶パネル素子３５ｂに分断する。そして、駆動回路基板１２のみ、または駆動回路基板１２およびＣＦ基板１１の両方に対して機械的な研磨処理を行い、駆動回路基板１２の厚み、または、駆動回路基板１２並びにＣＦ基板１１の双方の厚みを所望の厚みに加工する。この場合、最終的に駆動回路基板１２の厚みがＣＦ基板１の厚みよりも薄くなっていればよい。

その後は、上記の例と同様にして、マイクロレンズアレイ１３の形成、偏光板の貼り付け、ＦＰＣの貼り付け、モジュールの組込み等を行うことにより液晶ディスプレイ（液晶パネルモジュール）が完成する。

この方法では、ＣＦ基板１１および駆動回路基板１２の厚みをどのようにでも調節できるため、厚み調節という観点から見れば、自由度を高くすることが可能になる。

なお、最初から各々を所望の厚さの透光性基板を用いてＣＦ基板および駆動回路基板を作製してもよいが、実施の形態１で述べたように、駆動回路基板を０．４mm以下の透光性基板から製造することは困難である。そのため、上記各実施の形態で説明した基板厚み調節工程を行うことが非常に好ましい。

また、本発明は、以上説示した各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

以上のように、本発明では、駆動回路基板の厚み（板厚）を設定することにより、マイクロレンズアレイを設けた場合の表示品位を充分に満足し、かつ、液晶パネルの強度も維持することが可能となる。そのため、本発明は、液晶ディスプレイやその部品を製造する分野に利用することができる。

本発明の一実施形態を示すものであり、液晶ディスプレイの製造方法において、エッチング処理により基板厚み調節工程を行う場合の一例を示す工程図である。 （ａ）は、本発明にかかる液晶ディスプレイの構成の一例を示す模式図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す液晶ディスプレイにおいて、１画素近傍を拡大した構成を示す模式的断面図である。 駆動回路基板の基板厚みとレンズピッチとの関係において、指向性半値角が２０°以上となる領域を示すグラフである。 （ａ）〜（ｄ）は、図１に示す製造方法において、液晶パネル（素子集合体）を２枚同時にエッチングする場合の仮封止体の構成例を示す模式的断面図である。 （ａ）は、シール材として熱剥離性材料を用い、液晶パネル（素子集合体）を２枚同時にエッチングする場合の工程図であり、（ｂ）は、シール材として光硬化型材料を用い、液晶パネル（素子集合体）を２枚同時にエッチングする場合の工程図である。 本発明の他の実施形態を示すものであり、液晶ディスプレイの製造方法において、エッチング処理により基板厚み調節工程を行う場合の他の一例を示す工程図である。 本発明のさらに他の実施形態を示すものであり、液晶ディスプレイの製造方法において、機械的な研磨処理により基板厚み調節工程を行う場合の一例を示す工程図である。 本発明のさらに他の実施形態を示すものであり、液晶ディスプレイの製造方法において、機械的な研磨処理により基板厚み調節工程を行う場合の他の一例を示す工程図である。 （ａ）は、マイクロレンズアレイを備える液晶ディスプレイにおいて、マイクロレンズによる光の集光位置と画素開口部の位置との関係を説明する模式図であり、（ｂ）は、視野角αを説明する模式図である。

符号の説明

１０ 液晶ディスプレイ
１１ カラーフィルタ基板
１２ 駆動回路基板
１３ マイクロレンズアレイ
１４ 画素開口部
１５ 液晶パネル
１７ マイクロレンズ
１８ カラーフィルタ
３０ 仮封止体（仮封止した状態）
３１ シール材
３３ エッチング液
３４ スペーサ
３５ａ 素子集合体（液晶パネル）
３５ｂ 液晶パネル素子（液晶パネル）
４０ ＵＶ室

Claims (30)

1. 一方の面にカラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板と、一方の面に駆動回路が形成された駆動回路基板とを貼り合わせてなる液晶パネルに対して、駆動回路基板側にマイクロレンズアレイを設けてなる液晶ディスプレイの製造方法であって、
   マイクロレンズアレイを設ける前に、上記駆動回路基板の厚みをカラーフィルタ基板の厚みよりも薄くする加工を行う基板厚み調節工程を含むことを特徴とする液晶ディスプレイの製造方法。
2. 上記基板厚み調節工程では、上記駆動回路基板における駆動回路の形成面を第１面としたとき、その裏面である第２面をエッチングすることを特徴とする請求項１に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
3. 上記基板厚み調節工程では、２枚の液晶パネルのカラーフィルタ基板側を対向させて駆動回路基板の第２面を露出させた状態で重ね合わせ、２枚同時に第２面をエッチングすることを特徴とする請求項２に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
4. 上記基板厚み調節工程では、１枚の液晶パネルのカラーフィルタ基板側と１枚のダミーパネルとを対向させて駆動回路基板の第２面を露出させた状態で重ね合わせ、当該第２面をエッチングすることを特徴とする請求項２に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
5. さらに、上記基板厚み調節工程において駆動回路基板の第２面をエッチングした後に、当該第２面にマイクロレンズアレイを設けるレンズアレイ設置工程を含むことを特徴とする請求項２ないし４の何れか１項に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
6. 上記基板厚み調節工程では、２枚の液晶パネルのカラーフィルタ基板側を重ね合わせた上で、当該カラーフィルタ基板側の面にエッチング液が接触することを防止するように仮封止した状態でエッチングすることを特徴とする請求項３または５に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
7. 上記基板厚み調節工程では、１枚の液晶パネルのカラーフィルタ基板側と１枚のダミーパネルとを重ね合わせた上で、当該カラーフィルタ基板側の面にエッチング液が接触することを防止するように仮封止した状態でエッチングすることを特徴とする請求項４または５に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
8. 上記仮封止には、テープまたはペースト状のシール材が用いられることを特徴とする請求項６または７に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
9. 上記仮封止を行う材料として、熱剥離性材料が用いられることを特徴とする請求項６ないし８の何れか１項に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
10. 上記熱剥離性材料が、光硬化型材料であることを特徴とする請求項９に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
11. 上記仮封止は、重ね合わせた２枚のパネルの端部において、少なくともカラーフィルタ基板の間にシール材を設ける手法、または、少なくとも各パネルの端面全体を覆うようにシール材を設ける手法により行われることを特徴とする請求項６ないし１０の何れか１項に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
12. ２枚の上記パネル同士を重ね合わせるときには、各パネルの間にスペーサを介在させることを特徴とする請求項３ないし１１の何れか１項に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
13. 上記スペーサは、カラーフィルタ基板の第２面に対して粘着性を有していないものであることを特徴とする請求項１２に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
14. 上記エッチングには、フッ酸、緩衝フッ酸、リン酸の少なくとも何れかを含有する酸性のエッチング液、または、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの少なくとも何れかを含有するアルカリ性のエッチング液が用いられることを特徴とする請求項２ないし１３の何れか１項に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
15. 上記基板厚み調節工程では、上記駆動回路基板における駆動回路の形成面を第１面としたとき、その裏面である第２面を機械的に研磨することを特徴とする請求項１に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
16. 上記カラーフィルタ基板および駆動回路基板を作製する基板作製工程を含んでおり、
    当該基板作製工程では、上記カラーフィルタ基板および駆動回路基板の厚みを予め厚くなるように作製することを特徴とする請求項１ないし１５の何れか１項に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
17. 上記基板作製工程で得られるカラーフィルタ基板および駆動回路基板は、互いの厚みが異なっていることを特徴とする請求項１６に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
18. 上記基板作製工程で、各基板の厚みを予め厚くした場合、上記基板厚み調節工程では、上記液晶パネルの両面をそれぞれ同時にエッチングするか、または、上記液晶パネルにおける少なくとも駆動回路基板側の面を物理的に研磨することを特徴とする請求項１６または１７に記載の液晶ディスプレイの製造方法。
19. 請求項１ないし１８の何れか１項に記載の液晶ディスプレイの製造方法により製造されることを特徴とする液晶ディスプレイ。
20. カラーフィルタ基板および駆動回路基板を互いに対向させて貼り合わせてなる液晶パネルと、当該液晶パネルの個々の画素開口部に対応する複数のマイクロレンズからなるマイクロレンズアレイとを備えており、当該マイクロレンズアレイは液晶パネルの駆動回路基板側の面に設けられている液晶ディスプレイにおいて、
    上記駆動回路基板の厚みは、カラーフィルタ基板の厚みよりも薄くなっていることを特徴とする液晶ディスプレイ。
21. 液晶パネルに用いられる基板の厚みを調節するために行われる基板のエッチング方法であって、
    ２枚の液晶パネルにおける一方の面同士を重ね合わせて、他方の面を露出させた状態で、２枚同時に他方の面をエッチングすることを特徴とする基板のエッチング方法。
22. 液晶パネルに用いられる基板の厚みを調節するために行われる基板のエッチング方法であって、
    １枚の液晶パネルと１枚のダミーパネルとを重ね合わせ、当該液晶パネルの非エッチング面を保護しながら他方の面をエッチングすることを特徴とする基板のエッチング方法。
23. ２枚の液晶パネルにおける一方の面同士を重ね合わせたとき、重ね合わせた面がエッチング液に接触することを防止するように仮封止した状態でエッチングすることを特徴とする請求項２１に記載の基板のエッチング方法。
24. １枚の液晶パネルと１枚のダミーパネルとを重ね合わせたとき、重ね合わせた面がエッチング液に接触することを防止するように仮封止した状態でエッチングすることを特徴とする請求項２２に記載の基板のエッチング方法。
25. 上記仮封止には、テープまたはペースト状のシール材が用いられることを特徴とする請求項２３または２４に記載の基板のエッチング方法。
26. 上記仮封止を行う材料として、熱剥離性材料が用いられることを特徴とする請求項２３ないし２５の何れか１項に記載の基板のエッチング方法。
27. 上記熱剥離性の材料が、光硬化型材料であることを特徴とする請求項２６に記載の基板のエッチング方法。
28. 上記仮封止は、重ね合わせた２枚のパネルの端部において、少なくともカラーフィルタ基板の間にシール材を設けること、または、少なくとも各パネルの端面全体を覆うようにシール材を設けることにより行われることを特徴とする請求項２３ないし２７の何れか１項に記載の基板のエッチング方法。
29. ２枚の上記パネル同士を重ね合わせるときには、各パネルの間にスペーサを介在させることを特徴とする請求項２１ないし２８の何れか１項に記載の基板のエッチング方法。
30. 上記スペーサは、カラーフィルタ基板の第２面に対して粘着性を有していないものであることを特徴とする請求項２９に記載の基板のエッチング方法。

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