JP2007065126A - Micro-lens array substrate and manufacture method for micro-lens array substrate - Google Patents

Micro-lens array substrate and manufacture method for micro-lens array substrate Download PDF

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信弘 梅林
Yoji Yamanaka
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a micro-lens array substrate having high light condensing characteristic, and a manufacturing method for the micro-lens array substrate. <P>SOLUTION: A micro-lens array 200 is formed on a glass substrate 102, and is equipped with many micro-lenses 202 principally composed of glass. The adjacent micro-lenses 202 are successively formed of the glass material to form the micro-lens 202. Especially, it is desirable that thickness δ between the adjacent micro-lenses 202 is 0.1μm≤δ≤200μm. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明はマイクロレンズアレイ基板及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a microlens array substrate and a manufacturing method thereof.

液晶表示装置において、高輝度化及び高視野角化を達成するためにマイクロレンズアレイを用いた技術が提案されている。この技術によれば、透明基板の背面側にマイクロレンズアレイを形成することによって、バックライト光を透明基板に形成されたTFT素子やブラックマトリクスを避けるように集光させることができ、光の利用効率を高め、高輝度化を達成することが可能となる。   In a liquid crystal display device, a technique using a microlens array has been proposed to achieve high brightness and high viewing angle. According to this technology, by forming a microlens array on the back side of a transparent substrate, backlight light can be condensed so as to avoid TFT elements and black matrix formed on the transparent substrate. It is possible to increase efficiency and achieve high brightness.

特許文献1には、ガラス基板上に、ガラスよりなるマイクロレンズアレイを形成する方法が開示されている。特許文献1に記載された方法では、ガラス粉末と感光性樹脂からなる感光性ガラスペーストの膜を基板上に形成し、露光・現像・熱処理を行うことによってマイクロレンズアレイを形成している。   Patent Document 1 discloses a method of forming a microlens array made of glass on a glass substrate. In the method described in Patent Document 1, a microlens array is formed by forming a film of a photosensitive glass paste made of glass powder and a photosensitive resin on a substrate, and performing exposure, development, and heat treatment.

具体的には、熱処理前のレンズパターンを形成する工程において、2種類のフォトマスクを用いて2回の露光を実行し、2段の段差が形成されたレンズパターンを熱処理して、ガラス粉末の溶融に伴うレオロジーを応用して所望形状のレンズを形成している。かかる製造方法では、熱処理過程でのガラスの溶融化を利用してレンズを形成するため、少なくともレンズとレンズの間に隙間を設ける必要がある。なぜなら隣接したレンズパターンが接触すると溶融したガラスはレンズ形状の表面積をできるだけ少なくする方向に働くため、レンズの曲率半径は大きくなり、扁平な形状になりやすいからである。   Specifically, in the step of forming a lens pattern before heat treatment, two exposures are performed using two types of photomasks, and the lens pattern on which two steps are formed is heat-treated. A lens having a desired shape is formed by applying rheology accompanying melting. In such a manufacturing method, since a lens is formed using melting of glass in a heat treatment process, it is necessary to provide a gap between at least the lens. This is because when the adjacent lens patterns come into contact with each other, the molten glass acts in a direction that reduces the surface area of the lens shape as much as possible, so that the radius of curvature of the lens becomes large and tends to be flat.

このとき、熱処理する温度を下げて、ガラス溶融時の粘度を大きい状態で保つことにより、隣接したレンズパターン間でガラスの流動を制限し、レンズの平坦化を防ぐことも考えられる。しかしながら、特許文献1のように2段の段差でレンズパターンを形成する場合には、ガラスの流動の制限によって段差が残存し、所望の球面を得ることが困難となる。そこで、開口部と遮光部の割合を変えたフォトマスクをさらに多く準備し、露光数を増やして熱処理前のレンズパターンの段数を多くすることによって球面に近づけることも考えられるが、工程が増えるため生産性の観点からは好ましくない。
特開平8−166502号公報
At this time, it is conceivable that the temperature of the heat treatment is lowered to keep the viscosity at the time of melting the glass large, thereby restricting the flow of the glass between adjacent lens patterns and preventing the flattening of the lens. However, when the lens pattern is formed with two steps as in Patent Document 1, the step remains due to the restriction of the flow of glass, and it becomes difficult to obtain a desired spherical surface. Therefore, it is conceivable to prepare more photomasks with different ratios of apertures and light-shielding parts and increase the number of exposures to increase the number of steps of the lens pattern before heat treatment, but it can be closer to a spherical surface, but the number of processes increases. It is not preferable from the viewpoint of productivity.
JP-A-8-166502

特許文献1に開示されたマイクロレンズアレイの製造方法には、さらなる問題点があることが、本願発明者らの実験により判明した。図14を用いて、この問題点について説明する。図14(a)に示されるように、まず、ガラス基板1上に、感光性ガラスペーストを成膜し、露光及び現像によりレンズパターン2を形成した。レンズパターン2は、互いに独立しており、隣接するレンズ間の厚さは0である。次に、形成したレンズパターン2に対して熱処理を行なった。熱処理により、約400℃で感光性樹脂が分解し、約600℃で焼成した。このようにして形成されたマイクロレンズ3は、図14(b)に示されるように、隣接するレンズが完全に分離して独立した。図15に焼成後の正六角形のマイクロレンズを撮影した写真を示し、図16にそのマイクロレンズの三次元形状図を示す。これらの写真や三次元形状図からも隣接するレンズが完全に分離していることが判る。図14(c)の拡大図に示されるように、レンズパターン2は、焼成により平面方向に収縮し、これに伴ってレンズの外縁近傍が上方に盛り上がり、結果として非球形に変形し、集光特性が劣化した。レンズパターン2を円筒状に形成した場合には、図14(d)に示されるように、焼成によって平面方向に収縮し、これに伴ってレンズの外縁近傍が中央部よりも上方に盛り上がり、凹状の形状となった。この結果からも焼成により、レンズの外縁近傍が上方に盛り上がることによってレンズ形状が非球形に変形したことが裏付けられる。   It has been found through experiments conducted by the present inventors that the microlens array manufacturing method disclosed in Patent Document 1 has further problems. This problem will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 14A, first, a photosensitive glass paste was formed on a glass substrate 1, and a lens pattern 2 was formed by exposure and development. The lens patterns 2 are independent from each other, and the thickness between adjacent lenses is zero. Next, heat treatment was performed on the formed lens pattern 2. By the heat treatment, the photosensitive resin was decomposed at about 400 ° C. and baked at about 600 ° C. As shown in FIG. 14B, the microlenses 3 formed in this way were completely separated and adjacent to each other. FIG. 15 shows a photograph of a regular hexagonal microlens after firing, and FIG. 16 shows a three-dimensional shape of the microlens. It can be seen from these photographs and three-dimensional shape diagrams that adjacent lenses are completely separated. As shown in the enlarged view of FIG. 14 (c), the lens pattern 2 contracts in the plane direction by firing, and as a result, the vicinity of the outer edge of the lens rises upward, and as a result, the lens pattern 2 is deformed into an aspherical shape. Characteristics deteriorated. When the lens pattern 2 is formed in a cylindrical shape, as shown in FIG. 14 (d), it shrinks in the plane direction by firing, and along with this, the vicinity of the outer edge of the lens rises above the central portion and becomes concave. It became the shape of. This result also confirms that the lens shape is deformed into an aspherical shape by firing near the outer edge of the lens by firing.

本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、集光特性の高いマイクロレンズアレイ基板及びマイクロレンズアレイ基板の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide a microlens array substrate having high condensing characteristics and a method of manufacturing the microlens array substrate.

本発明にかかるマイクロレンズアレイ基板は、ガラス基板と、当該ガラス基板上に形成され、ガラスを主成分とする多数のマイクロレンズを備えたマイクロレンズアレイ基板であって、隣接するマイクロレンズは、当該マイクロレンズを形成したガラス材料により連成されているものである。   A microlens array substrate according to the present invention is a microlens array substrate including a glass substrate and a number of microlenses formed on the glass substrate, the main component of which is a glass. They are coupled by a glass material on which microlenses are formed.

ここで、隣接するマイクロレンズ間の連成部の厚みδは、0.1μm≦δ≦200μmであることが望ましい。また、前記マイクロレンズのレンズ中心を通り、レンズ両端を結ぶ任意の線分の断面の曲線をg(x)とし、当該g(x)に対して最小二乗法でフィッティングした理想球面の曲線をf(x)としたとき、f(x)とg(x)の高さ方向の差の二乗平均値(rms値)により表わすことができる球面ずれ量が、当該マイクロレンズが球面レンズである場合に0.05μm以下であることが望ましい。また、前記マイクロレンズの表面粗さRaは、0.05μm以下であることが好ましい。特に、前記マイクロレンズと、前記ガラス基板の膨張係数を略同一とするとよい。好適な実施の形態におけるガラス基板は、液晶表示装置において電極が形成される透明基板である。   Here, the thickness δ of the coupling portion between adjacent microlenses is preferably 0.1 μm ≦ δ ≦ 200 μm. Also, let g (x) be the cross-sectional curve of an arbitrary line segment that passes through the lens center of the microlens and connects both ends of the lens, and f When (x), when the microlens is a spherical lens, the amount of spherical deviation that can be represented by the root mean square value (rms value) of the difference in the height direction between f (x) and g (x) It is desirable that it is 0.05 μm or less. Further, the surface roughness Ra of the microlens is preferably 0.05 μm or less. In particular, the expansion coefficient of the microlens and the glass substrate may be substantially the same. The glass substrate in a preferred embodiment is a transparent substrate on which electrodes are formed in a liquid crystal display device.

本発明にかかるマイクロレンズアレイ基板の製造方法は、ガラス基板と、当該ガラス基板上に形成され、ガラスを主成分とする多数のマイクロレンズを備えたマイクロレンズアレイ基板の製造方法であって、前記ガラス基板上に、多数のマイクロレンズ形状が形成されたレンズ形成層を形成するステップと、前記レンズ形成層を焼成することによって隣接するマイクロレンズ間で連成したマイクロレンズを形成するステップとを備えたものである。   A method for producing a microlens array substrate according to the present invention is a method for producing a microlens array substrate comprising a glass substrate and a number of microlenses formed on the glass substrate, the main component of which is glass. Forming a lens forming layer on which a plurality of microlens shapes are formed on a glass substrate; and firing the lens forming layer to form a microlens coupled between adjacent microlenses. It is a thing.

ここで、前記レンズ形成層の形成ステップは、前記ガラス基板上にガラス粉末と感光性樹脂からなる感光性ガラスペーストを塗布するステップと、前記塗布後の感光性ガラスペーストをグレイスケールを介して露光し、現像することによって連成部を有するマイクロレンズ形状を形成するステップとを有することを特徴とするものである。また、隣接するマイクロレンズ間の連成部の厚みδは、0.1μm≦δ≦200μmであることが望ましい。   Here, the forming step of the lens forming layer includes a step of applying a photosensitive glass paste made of glass powder and a photosensitive resin on the glass substrate, and exposing the photosensitive glass paste after the application through a gray scale. And a step of forming a microlens shape having a coupling portion by development. The thickness δ of the coupling portion between adjacent microlenses is preferably 0.1 μm ≦ δ ≦ 200 μm.

本発明により、集光特性の高いマイクロレンズアレイ基板及びマイクロレンズアレイ基板の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a microlens array substrate having a high light condensing characteristic and a method for manufacturing the microlens array substrate.

以下に、本発明を適用可能な実施の形態を説明する。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。また、説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。尚、本明細書でいうマイクロレンズとは、凸や凹形状の通常のレンズのみならず、シリンドリカルレンズ、フレネルレンズ、プリズムを含む概念であり、マイクロレンズアレイとはこれらの集合体をいう。さらに、マイクロレンズアレイ基板とは、マイクロレンズアレイが形成された基板をいう。   Hereinafter, embodiments to which the present invention can be applied will be described. The following description is to describe the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment. For the sake of clarity, the following description is omitted and simplified as appropriate. Moreover, those skilled in the art can easily change, add, and convert each element of the following embodiments within the scope of the present invention. The microlens referred to in this specification is a concept including not only a convex or concave normal lens but also a cylindrical lens, a Fresnel lens, and a prism, and the microlens array refers to an aggregate of these. Furthermore, the microlens array substrate refers to a substrate on which a microlens array is formed.

発明の実施の形態1.
本発明の実施の形態1にかかるマイクロレンズアレイ基板の製造方法について説明する。本発明の実施の形態におけるマイクロレンズアレイ基板の製造工程は、レーザ描画を用いて乾板上にマスクパターンを描画し、マスターグレイスケールマスクを作成する工程、マスターグレイスケールマスクを介してエマルジョンプレートを露光し、マザーグレイスケールマスクを作成する工程、マザーグレイスケールマスクを介して透明基板上に塗布した感光性ガラスペーストを露光し、マイクロレンズアレイを形成する工程を備えている。なお、マスターグレイスケールマスクのみでもマイクロレンズアレイを形成することも可能だが、マザーグレイスケールマスクを用いることにより、大面積かつ多数個取りが可能となる。本発明は、マザーグレイスケールマスクを介して透明基板上に塗布した感光性ガラスペーストを露光し、マイクロレンズアレイを形成する工程に特徴を有するので、図1を用いて以下に詳述する。
Embodiment 1 of the Invention
A method for manufacturing the microlens array substrate according to the first embodiment of the present invention will be described. The manufacturing process of the microlens array substrate in the embodiment of the present invention includes a step of drawing a mask pattern on a dry plate using laser drawing to create a master gray scale mask, and an emulsion plate is exposed through the master gray scale mask. And a step of forming a mother gray scale mask and a step of exposing a photosensitive glass paste applied on a transparent substrate through the mother gray scale mask to form a microlens array. It is possible to form a microlens array using only a master gray scale mask, but using a mother gray scale mask makes it possible to obtain a large area and a large number of pieces. The present invention has a feature in a process of forming a microlens array by exposing a photosensitive glass paste applied on a transparent substrate through a mother gray scale mask, and will be described in detail below with reference to FIG.

まず、図1(a)に示されるように、ガラス製の透明基板102を用意した。次に、図1(b)に示されるように、この透明基板102の片面の全域に亘って、感光性ガラスペーストを塗布し、成膜することによって、レンズ形成層21を形成した。塗布方法には、スピンコートやスリットコートがある。   First, as shown in FIG. 1A, a glass transparent substrate 102 was prepared. Next, as shown in FIG. 1B, a lens forming layer 21 was formed by applying a photosensitive glass paste and forming a film over the entire area of one side of the transparent substrate 102. Application methods include spin coating and slit coating.

感光性ガラスペーストは、ガラス粉末(ガラスパウダー)と感光性樹脂(レジスト)を主成分としている。感光性ガラスペーストを作成するためには、まず、ガラスブロックを粉砕し、10μm以下に微粒子化する。その後、シラン処理を行い、ガラス粉末と感光性樹脂を混錬し、ガラス粉末を感光性樹脂中に分散させる。これにより感光性ガラスペーストを作成できる。   The photosensitive glass paste contains glass powder (glass powder) and a photosensitive resin (resist) as main components. In order to prepare a photosensitive glass paste, first, a glass block is pulverized and made into fine particles of 10 μm or less. Thereafter, silane treatment is performed, the glass powder and the photosensitive resin are kneaded, and the glass powder is dispersed in the photosensitive resin. Thereby, a photosensitive glass paste can be prepared.

感光性樹脂は、紫外線硬化性樹脂が好ましい。感光性樹脂として、有機溶媒、アルカリ溶液、水のいずれかで現像できることが好ましい。紫外線硬化性樹脂としては、少なくとも側鎖にカルボキシル基とエチレン性不飽和基を有するアクリル系共重合体と光反応性化合物を含むものであることが好ましい。側鎖にカルボキシル基とエチレン性不飽和基を有するアクリル系共重合体は、ポリマーバインダー成分であり、不飽和カルボン酸とエチレン性不飽和化合物を共重合させて形成したアクリル系共重合体にエチレン性不飽和基を側鎖に付加させることによって製造できる。   The photosensitive resin is preferably an ultraviolet curable resin. It is preferable that the photosensitive resin can be developed with an organic solvent, an alkaline solution, or water. The ultraviolet curable resin preferably contains at least an acrylic copolymer having a carboxyl group and an ethylenically unsaturated group in the side chain and a photoreactive compound. An acrylic copolymer having a carboxyl group and an ethylenically unsaturated group in the side chain is a polymer binder component, and an acrylic copolymer formed by copolymerizing an unsaturated carboxylic acid and an ethylenically unsaturated compound is ethylene. It can be produced by adding an unsaturated group to the side chain.

不飽和カルボン酸は、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸およびこれらの酸無水物などである。エチレン性不飽和化合物は、例えば、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート等である。側鎖のエチレン不飽和基としてはビニル基、アリル基、アクリル基のようなものがある。   Examples of the unsaturated carboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, and acid anhydrides thereof. Examples of the ethylenically unsaturated compound include methyl acrylate, methyl methacrylate, and ethyl acrylate. Examples of side chain ethylenically unsaturated groups include vinyl, allyl, and acrylic groups.

グリシジル基を有するエチレン性不飽和化合物としては、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテルなどが挙げられる。感光性ガラスペーストに含まれる感光性樹脂には、ポリマーバインダー成分として上記のアクリル系共重合体以外の感光性ポリマーや非感光性ポリマーを併用することもできる。   Examples of the ethylenically unsaturated compound having a glycidyl group include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, and allyl glycidyl ether. In the photosensitive resin contained in the photosensitive glass paste, a photosensitive polymer or a non-photosensitive polymer other than the above acrylic copolymer may be used in combination as a polymer binder component.

感光性ポリマーとしては、光不溶化型のものと光可溶化型のものがあり、光不溶化型のものとしては、1分子に不飽和基などを1つ以上有する官能性モノマーやオリゴマーを適当なポリマーバインダーと混合したもの、芳香族ジアゾ化合物、芳香族アジド化合物、有機ハロゲン化合物などの感光性化合物を適当なポリマーバインダーに混合したもの、既存の高分子に感光性の基をペンダントすることにより得られる感光性高分子あるいはそれを改質したもの、ジアゾ系アミンとホルムアルデヒドとの縮合物などのいわゆるジアゾ樹脂などが挙げられる。また光可溶化型のものとして、ジアゾ化合物の無機塩や有機酸とのコンプレックス、キノンジアジド類などを適当なポリマーバインダーと混合したもの、キノンジアゾ類を適当なポリマーバインダーと結合させた、例えばフェノール、ノボラック樹脂のナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホン酸エステルなどが挙げられる。   Photopolymers include photo-insolubilized types and photo-solubilized types. As photo-insolubilized types, suitable polymers containing functional monomers or oligomers having one or more unsaturated groups per molecule are used. It is obtained by mixing photosensitive compounds such as aromatic diazo compounds, aromatic azide compounds, and organic halogen compounds with appropriate polymer binders, or by pendating photosensitive groups on existing polymers. Examples include photosensitive polymers or modified polymers thereof, and so-called diazo resins such as condensates of diazo amines and formaldehyde. In addition, as a light solubilizing type, a complex of an inorganic salt of a diazo compound or an organic acid, a mixture of a quinonediazide or the like with an appropriate polymer binder, a quinonediazo combined with an appropriate polymer binder, such as phenol or novolak Examples thereof include naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonic acid ester of resin.

非感光性ポリマーとしては、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、メタクリル酸エステル重合体、アクリル酸エステル重合体、アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体、α−メチルスチレン重合体などが挙げられる。   Examples of the non-photosensitive polymer include polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, methacrylic acid ester polymer, acrylic acid ester polymer, acrylic acid ester-methacrylic acid ester copolymer, and α-methylstyrene polymer.

光反応性化合物としては、公知の光反応性を有する炭素−炭素不飽和結合を含有するモノマー、オリゴマーを用いることができる。例えば、光反応性化合物には、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシトリエチレングリコールアクリレートなどがある。またオリゴマーの代表例としてはポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレートなどが挙げられる。   As the photoreactive compound, a monomer or oligomer containing a carbon-carbon unsaturated bond having a known photoreactivity can be used. For example, photoreactive compounds include allyl acrylate, benzyl acrylate, butoxyethyl acrylate, butoxytriethylene glycol acrylate, and the like. Typical examples of oligomers include polyester acrylate, urethane acrylate, and epoxy acrylate.

紫外線硬化性樹脂に使用される光重合開始剤には、例えば、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4,4−ビス(ジメチルアミン)ベンゾフェノン、4,4−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4−ジクロロベンゾフェノンなどの還元剤の組み合わせなどがある。   Examples of the photopolymerization initiator used for the ultraviolet curable resin include benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4,4-bis (dimethylamine) benzophenone, 4,4-bis (diethylamino) benzophenone, 4,4. -Combinations of reducing agents such as dichlorobenzophenone.

本発明の実施の形態において、感光性樹脂の焼失温度は、約500℃であり、ガラス粉末の軟化温度の600℃よりも低い。図1に示す例では、感光性樹脂として、感光部分が硬化する、いわゆるネガ型フォトレジストを用いた。ポジ型フォトレジストと比較すると、ネガ型フォトレジストの方が多角形からなるレンズを形成する上で好適である。ポジ型フォトレジストを使用した場合には、高温でリフローすると、多角形状の角部が丸くなり、その多角形状を維持することができないという問題がある。但し、多角形レンズであっても高精度である必要がない場合や円形レンズの場合には、ポジ型フォトレジストであってもよい。   In the embodiment of the present invention, the burning temperature of the photosensitive resin is about 500 ° C., which is lower than the softening temperature of the glass powder, 600 ° C. In the example shown in FIG. 1, a so-called negative photoresist in which the photosensitive portion is cured is used as the photosensitive resin. Compared to a positive photoresist, a negative photoresist is more suitable for forming a polygonal lens. When a positive photoresist is used, there is a problem that when the reflow is performed at a high temperature, the corners of the polygonal shape are rounded and the polygonal shape cannot be maintained. However, a positive photoresist may be used in the case where it is not necessary to be highly accurate even in the case of a polygonal lens or in the case of a circular lens.

ガラス粉末には、SCHOTT社製の無アルカリガラスを用いた。この材料は、α=37×10−7、n=1.53、中心粒子径D50=0.4μmである。感光性ガラスペーストに含まれるガラスの体積パーセントは、30〜50%が好ましい。本例では、40%であった。また、ガラス粉末と感光性樹脂は、屈折率をほぼ等しくすることが望ましい。 As the glass powder, non-alkali glass made by SCHOTT was used. This material has α = 37 × 10 −7 , n = 1.53, and a center particle diameter D50 = 0.4 μm. The volume percentage of glass contained in the photosensitive glass paste is preferably 30 to 50%. In this example, it was 40%. Further, it is desirable that the glass powder and the photosensitive resin have substantially the same refractive index.

次に、図1(c)に示されるように、レンズ形成層21を形成した面の反対側に、グレイスケールマスク30を配置し、露光した。グレイスケールマスク30側から照射された露光光は、グレイスケールマスク30のレンズ形成用領域によって強度変調が加えられる。詳細には、レンズ形成用領域の中心部を最大として同心円状に露光強度が減少するように、強度変調が加えられる。グレイスケールマスク30のレンズ形成用領域によって強度変調の加えられた露光光によって、レンズ形成層21は、レンズ形状に硬化する。図1(d)に示されるように、レンズ形成層21の露光が完了した後、レンズ形成層21を現像することによって未硬化部分を除去する。   Next, as shown in FIG. 1C, a gray scale mask 30 was placed on the opposite side of the surface on which the lens forming layer 21 was formed, and exposed. The exposure light irradiated from the gray scale mask 30 side is intensity-modulated by the lens forming area of the gray scale mask 30. More specifically, intensity modulation is applied so that the exposure intensity decreases concentrically with the central portion of the lens forming area as a maximum. The lens forming layer 21 is cured into a lens shape by the exposure light subjected to intensity modulation by the lens forming region of the gray scale mask 30. As shown in FIG. 1D, after the exposure of the lens forming layer 21 is completed, the uncured portion is removed by developing the lens forming layer 21.

図2に、グレイスケールマスク30の透過率分布と、このグレイスケールマスク30を用いてレンズ形成層21の露光し、現像した後の断面との対応関係を示す。図2に示されるように、グレイスケールマスク30の透過率分布は、レンズ形成層21のレンズの曲率に対応している。図2(a)(b)の下段に示されるように、隣接するレンズは連成部211によって繋がっている。図2(a)に示す連成部211は、鋭角な谷部となっており、谷の底部と透明基板102の間に、一定厚みのレンズ形成層21が存在する。また、図2(b)に示す連成部211の表面には、所定広さの略平坦部が形成されている。このような形状にするために、グレイスケールマスク30は、連成部211に相当する部分において、所定の露光光が感光性ガラスペーストに照射されるように、0でない所定の透過率を有している。   FIG. 2 shows a correspondence relationship between the transmittance distribution of the gray scale mask 30 and a cross section after the lens forming layer 21 is exposed and developed using the gray scale mask 30. As shown in FIG. 2, the transmittance distribution of the gray scale mask 30 corresponds to the curvature of the lens of the lens forming layer 21. As shown in the lower part of FIGS. 2A and 2B, adjacent lenses are connected by a coupling portion 211. The coupled portion 211 shown in FIG. 2A is a sharp valley, and the lens forming layer 21 having a constant thickness exists between the bottom of the valley and the transparent substrate 102. In addition, a substantially flat portion having a predetermined width is formed on the surface of the coupling portion 211 shown in FIG. In order to obtain such a shape, the gray scale mask 30 has a predetermined non-zero transmittance so that predetermined exposure light is irradiated onto the photosensitive glass paste in a portion corresponding to the coupled portion 211. ing.

さらに、ガラスの軟化温度以上の温度で熱処理(焼成)を行い、マイクロレンズ202を形成した(図1(e))。図3に、熱処理工程における温度変化を示す。図に示されるように、熱処理に応じて温度が上昇し、約400℃にて感光性樹脂が分解し、約500℃にて炭化物が揮発した。さらに、ガラス軟化点以上の温度においてガラスが溶融した。   Further, heat treatment (firing) was performed at a temperature equal to or higher than the softening temperature of the glass to form a microlens 202 (FIG. 1 (e)). FIG. 3 shows a temperature change in the heat treatment process. As shown in the figure, the temperature increased in accordance with the heat treatment, the photosensitive resin decomposed at about 400 ° C., and the carbides volatilized at about 500 ° C. Furthermore, the glass melted at a temperature above the glass softening point.

本実施の形態にかかるマイクロレンズアレイ200において、隣接するレンズ間は、このレンズを形成するガラス材によって連成されている。そして、ガラス材で連成されたレンズ間の境界部における、透明基板102の上面からの厚みδ(焼成後の厚み)は、0.1μm≦δ≦200μmであることが望ましい。さらに好ましい範囲は、0.5μm≦δ≦50μmであり、より好ましい範囲は1μm≦δ≦10μmである。本実施の形態におけるδは1.0μmであった。δが200μmよりも大きい場合には、焼成時に境界部におけるガラス膜の応力によってひび割れを起こすことが確認された。ここで、マイクロレンズアレイ200と透明基板102の膨張係数は略同一であることが望ましい。具体的には、透明基板102の膨張係数をα1とし、マイクロレンズアレイ200の膨張係数をα2としたとき、(α1−α2)/α1の絶対値が0.5以下であることが好ましい。即ち、α1に対するα1とα2の差の割合が50%以下であることが望ましい。両者の膨張係数を略同一とすることにより、熱処理によって両者間に応力が発生し、マイクロレンズアレイ200に亀裂が生じ破損してしまうのを防止できる。   In the microlens array 200 according to the present embodiment, adjacent lenses are coupled by a glass material that forms the lens. The thickness δ (thickness after firing) from the upper surface of the transparent substrate 102 at the boundary between the lenses coupled with the glass material is preferably 0.1 μm ≦ δ ≦ 200 μm. A more preferable range is 0.5 μm ≦ δ ≦ 50 μm, and a more preferable range is 1 μm ≦ δ ≦ 10 μm. In the present embodiment, δ is 1.0 μm. When δ was larger than 200 μm, it was confirmed that cracking was caused by the stress of the glass film at the boundary during firing. Here, it is desirable that the expansion coefficients of the microlens array 200 and the transparent substrate 102 are substantially the same. Specifically, when the expansion coefficient of the transparent substrate 102 is α1 and the expansion coefficient of the microlens array 200 is α2, the absolute value of (α1−α2) / α1 is preferably 0.5 or less. That is, it is desirable that the ratio of the difference between α1 and α2 to α1 is 50% or less. By making the expansion coefficients of the two substantially the same, it is possible to prevent the microlens array 200 from being cracked and broken due to stress generated by the heat treatment.

本発明によるマイクロレンズアレイ基板の製造方法では、熱処理によってガラスが軟化し、収縮したが、レンズの集光特性は劣化しなかった。この理由を図4を用いて説明する。図4は、レンズ形成層21において露光・現像が完了した状態(焼成前の状態)と、焼成後にマイクロレンズ202が形成された状態を同時に表わす一部拡大断面図である。図に示されるように、焼成により、高さ方向(光軸方向)に収縮しているのがわかる。しかしながら、マイクロレンズアレイの平面方向(レンズの配列方向)に収縮する力F1が発生しているが、隣接するレンズは連成部2021において連成されているため、隣接するレンズ間で分離せず、力F1は透明基板102に生じた反力F2によって緩和される。そのため、レンズの外周部において上方(透明基板102から離れる方向)に盛り上がらず、レンズがほぼ均一に高さ方向に収縮するため、レンズの集光特性は劣化しないと分析される。
図5は、本発明にかかる製造方法により製造した、焼成後のマイクロレンズを撮影した写真を示し、図6にそのマイクロレンズの三次元形状図を示す。これらの写真や三次元形状図から、それぞれのレンズが分離せず、かつレンズ形状が維持されていることがわかる。
In the method for manufacturing a microlens array substrate according to the present invention, the glass was softened and shrunk by the heat treatment, but the condensing characteristics of the lens were not deteriorated. The reason for this will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view simultaneously showing a state in which exposure / development is completed in the lens forming layer 21 (a state before firing) and a state in which the microlens 202 is formed after firing. As shown in the figure, it can be seen that the film shrinks in the height direction (optical axis direction) by firing. However, although a force F1 that contracts in the plane direction of the microlens array (the lens arrangement direction) is generated, the adjacent lenses are coupled in the coupling unit 2021, and thus are not separated between the adjacent lenses. The force F1 is alleviated by the reaction force F2 generated on the transparent substrate 102. Therefore, the lens does not rise upward (in the direction away from the transparent substrate 102) at the outer peripheral portion of the lens, and the lens contracts in the height direction almost uniformly, so that it is analyzed that the light condensing characteristic of the lens does not deteriorate.
FIG. 5 shows a photograph of the fired microlens manufactured by the manufacturing method according to the present invention, and FIG. 6 shows a three-dimensional shape diagram of the microlens. From these photographs and three-dimensional shape diagrams, it can be seen that the lenses are not separated and the lens shape is maintained.

続いて、レンズ形成層21の焼成温度、表面粗さRa及び透過率の関係について説明する。図7は、三者の関係を示す表である。実験では、550℃から600℃まで焼成温度を変えてマイクロレンズアレイを形成し、形成されたマイクロレンズアレイの表面粗さRa及び透過率を測定した。粗さ測定は、レーザ顕微鏡(非接触三次元測定装置:三鷹光器株式会社製NH3)を用いてカットオフ80μm、測定長さ480μmの条件で行なった。また、透過率の測定は、島津製作所製の分光器を用いて行い、波長400〜800nmでの平均値を求めた。   Next, the relationship between the firing temperature, the surface roughness Ra, and the transmittance of the lens forming layer 21 will be described. FIG. 7 is a table showing the relationship between the three. In the experiment, a microlens array was formed by changing the firing temperature from 550 ° C. to 600 ° C., and the surface roughness Ra and transmittance of the formed microlens array were measured. The roughness was measured using a laser microscope (non-contact three-dimensional measuring device: NH3 manufactured by Mitaka Kogyo Co., Ltd.) under the conditions of a cutoff of 80 μm and a measurement length of 480 μm. Moreover, the transmittance | permeability was measured using the spectroscope made from Shimadzu Corporation, and calculated | required the average value in wavelength 400-800 nm.

図8は、図7の表に示すデータに基づき、焼成温度と表面粗さの関係をプロットしたグラフであり、図9は同じく表面粗さと透過率の関係をプロットしたグラフである。液晶表示装置に搭載するマイクロレンズアレイでは、透過率は83%以上であることが好ましく、さらに90%以上であることが望まれる。透過率が83%以上になるためには、図9に示されるように表面粗さRaは0.05μm以下である必要があり、同様に透過率が90%以上であるためには表面粗さRaは0.02μm以下である必要がある。そして、図8に示されるように、表面粗さRaが0.05μm以下であるためには、約560℃以上の焼成温度である必要があり、表面粗さRaが0.02μm以下であるためには、約565℃以上の焼成温度である必要がある。   FIG. 8 is a graph in which the relationship between the firing temperature and the surface roughness is plotted based on the data shown in the table of FIG. 7, and FIG. 9 is a graph in which the relationship between the surface roughness and the transmittance is similarly plotted. In the microlens array mounted on the liquid crystal display device, the transmittance is preferably 83% or more, and more preferably 90% or more. In order for the transmittance to be 83% or more, as shown in FIG. 9, the surface roughness Ra needs to be 0.05 μm or less. Similarly, for the transmittance to be 90% or more, the surface roughness Ra needs to be 0.02 μm or less. And as FIG. 8 shows, in order for surface roughness Ra to be 0.05 micrometer or less, it is necessary to be a calcination temperature of about 560 degreeC or more, and since surface roughness Ra is 0.02 micrometer or less. Is required to have a firing temperature of about 565 ° C. or higher.

更に、マイクロレンズ202のレンズ曲率の安定性を評価するもう一つの指針として、レンズの真球度がある。レンズの真球度を評価するrms(root mean square)値は次の式(1)の通り表すことができる。
図10はマイクロレンズの真球度につき測定したグラフである。レンズの真球度は、マイクロレンズのレンズ中心を通り、レンズ両端を結ぶ任意の線分の断面の曲線をg(x)とし、当該g(x)に対して最小二乗法でフィッティングした理想球面の曲線をf(g)としたとき、f(x)とg(x)の高さ方向の差の二乗平均値(rms値)を球面ずれ量として評価した。この値が小さいほど、レンズ曲率がより真球に近く曲率が安定しているということになる。図11は球面レンズの場合におけるマイクロレンズの球面ずれ量と波面収差の関係を示す表(同図(a))とグラフ(同図(b))である。マーシャル限界値によれば、波面収差は0.07λrms以下であれば一般的にレンズの機能を有するので、図11に示されるように、球面レンズの球面ずれ量としては0.05μm以下であればよい。即ち、球面レンズの球面ずれ量は、0以上で0.05μm以下であればよい。
Furthermore, as another guideline for evaluating the stability of the lens curvature of the microlens 202, there is the sphericity of the lens. The rms (root mean square) value for evaluating the sphericity of the lens can be expressed as the following equation (1).
FIG. 10 is a graph obtained by measuring the sphericity of the microlens. The sphericity of a lens is an ideal spherical surface obtained by fitting the curve of an arbitrary line segment passing through the center of the microlens and connecting both ends of the lens to g (x) and fitting to the g (x) by the least square method. When f (g) is the curve, the mean square value (rms value) of the difference in the height direction between f (x) and g (x) was evaluated as the amount of spherical deviation. The smaller this value is, the closer the lens curvature is to a true sphere and the more stable the curvature. FIG. 11 is a table (FIG. 11A) and a graph (FIG. 11B) showing the relationship between the amount of spherical deviation of the microlens and the wavefront aberration in the case of a spherical lens. According to the Marshall limit value, if the wavefront aberration is 0.07λ rms or less, it generally has a lens function. Therefore, as shown in FIG. 11, the spherical lens has a spherical deviation of 0.05 μm or less. Good. That is, the spherical deviation amount of the spherical lens may be 0 or more and 0.05 μm or less.

発明の実施の形態2.
発明の実施の形態1では、感光性ガラスペースト中の感光性樹脂にネガ型フォトレジストを用いたが、本実施の形態2では、感光部分が分解し、溶剤に対する溶解性が向上する、ポジ型フォトレジストを用いている。
Embodiment 2 of the Invention
In the first embodiment of the invention, a negative photoresist is used as the photosensitive resin in the photosensitive glass paste. However, in the second embodiment, the photosensitive portion is decomposed and the solubility in a solvent is improved. Photoresist is used.

図12を用いて、本実施の形態2にかかるマイクロレンズアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図12(a)に示されるように、ガラス製の透明基板102を用意した。次に、図12(b)に示されるように、この透明基板102の片面の全域に亘って、感光性ガラスペーストを塗布し、成膜することによって、レンズ形成層21を形成した。   A method of manufacturing the microlens array substrate according to the second embodiment will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 12A, a glass transparent substrate 102 was prepared. Next, as shown in FIG. 12B, a lens forming layer 21 was formed by applying and forming a photosensitive glass paste over the entire area of one side of the transparent substrate 102.

次に、図12(c)に示されるように、レンズ形成層21の上方に、グレイスケールマスク30を配置し、露光した。グレイスケールマスク30側から照射された露光光は、グレイスケールマスク30のレンズ形成用領域によって強度変調が加えられる。詳細には、レンズ形成用領域の中心部を最小として同心円状に露光強度が増加するように、強度変調が加えられる。グレイスケールマスク30のレンズ形成用領域によって強度変調の加えられた露光光によって、レンズ形成層21は、レンズ形状以外の部分が現像液により分解される。   Next, as shown in FIG. 12C, a gray scale mask 30 was placed above the lens forming layer 21 and exposed. The exposure light irradiated from the gray scale mask 30 side is intensity-modulated by the lens forming area of the gray scale mask 30. More specifically, intensity modulation is applied so that the exposure intensity increases concentrically with the central portion of the lens forming area as a minimum. Due to the exposure light intensity-modulated by the lens forming area of the gray scale mask 30, the lens forming layer 21 is decomposed by a developer other than the lens shape.

図12(d)に示されるように、レンズ形成層21の露光が完了した後、レンズ形成層21を現像することによって未硬化部分を除去した。レンズ形成層21では、隣接するレンズ形状の間に連成部が形成されている。さらに、ガラスの軟化温度以上の温度で熱処理(焼成)を行い、マイクロレンズ202を形成した(図12(e))。本実施の形態にかかるマイクロレンズアレイにおいて、隣接するレンズ間は、このレンズを形成するガラス材によって連成されている。   As shown in FIG. 12D, after the exposure of the lens forming layer 21 was completed, the uncured portion was removed by developing the lens forming layer 21. In the lens forming layer 21, a coupling portion is formed between adjacent lens shapes. Further, heat treatment (firing) was performed at a temperature equal to or higher than the softening temperature of the glass to form the microlens 202 (FIG. 12E). In the microlens array according to the present embodiment, adjacent lenses are connected by a glass material that forms the lens.

本発明によるマイクロレンズアレイ基板の製造方法では、熱処理によってガラスが軟化し、収縮したが、レンズの集光特性は劣化しなかった。   In the method for manufacturing a microlens array substrate according to the present invention, the glass was softened and shrunk by the heat treatment, but the condensing characteristics of the lens were not deteriorated.

マイクロレンズアレイ基板の適用例.
本発明の実施の形態にかかるマイクロレンズアレイ基板は、液晶表示装置に搭載可能である。図13はマイクロレンズアレイ基板を搭載した液晶表示装置の断面図を示す図である。この液晶表示装置は、いわゆる半透過型液晶表示装置である。図13において液晶表示装置は、液晶パネル100、マイクロレンズアレイ200を備えている。液晶パネル100では、2枚の透明基板101、102の間に液晶層103が挟持されている。
Application example of microlens array substrate.
The microlens array substrate according to the embodiment of the present invention can be mounted on a liquid crystal display device. FIG. 13 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device on which a microlens array substrate is mounted. This liquid crystal display device is a so-called transflective liquid crystal display device. In FIG. 13, the liquid crystal display device includes a liquid crystal panel 100 and a microlens array 200. In the liquid crystal panel 100, a liquid crystal layer 103 is sandwiched between two transparent substrates 101 and 102.

カラーフィルタ層104と液晶層103の間には、透明電極106及び配向膜107が順次積層形成されている。液晶パネル100の背面側に配置されている透明基板102にはTFT素子108が形成され、更に透明電極106、配向膜107が積層形成される。TFT素子108側の透明電極106上には画素電極161及び配線162が形成されており、画素電極161は開口部161a及び反射部161bを有する。開口部161aは液晶パネル100に対して透明基板102側から入射する光の通り道となる。反射部161bは透明基板101側から入射する光を反射する反射板の役割を果たす。   A transparent electrode 106 and an alignment film 107 are sequentially stacked between the color filter layer 104 and the liquid crystal layer 103. A TFT element 108 is formed on the transparent substrate 102 disposed on the back side of the liquid crystal panel 100, and a transparent electrode 106 and an alignment film 107 are laminated. A pixel electrode 161 and a wiring 162 are formed on the transparent electrode 106 on the TFT element 108 side, and the pixel electrode 161 has an opening 161a and a reflection portion 161b. The opening 161a serves as a path for light incident on the liquid crystal panel 100 from the transparent substrate 102 side. The reflector 161b serves as a reflector that reflects light incident from the transparent substrate 101 side.

透明基板102の背面側にはマイクロレンズアレイ200が設けられている。マイクロレンズアレイ200はリム201及びマイクロレンズ202を有する。マイクロレンズアレイ200は、バックライトからの光を開口部161aに集光させるため、光の利用効率を高めることができ、輝度を高めることができる。例えば、半透過型の場合には光利用効率を約3倍向上させることができた。透過型の場合には光利用効率を約2倍向上させることができた。偏光板109は、入射光に対して特定の偏光成分のみを透過させる機能を有する光学部材であって、2枚の透明基板101、102の両側表面に貼り付けられる。スペーサ110は、透明基板101、102間の液晶層103の高さを制御する樹脂粒子で、透明基板101、102間の全範囲に亘り、複数個散在される。   A microlens array 200 is provided on the back side of the transparent substrate 102. The microlens array 200 has a rim 201 and a microlens 202. Since the microlens array 200 condenses the light from the backlight on the opening 161a, the light use efficiency can be increased and the luminance can be increased. For example, in the case of the transflective type, the light use efficiency could be improved about 3 times. In the case of the transmissive type, the light utilization efficiency could be improved about twice. The polarizing plate 109 is an optical member having a function of transmitting only a specific polarization component with respect to incident light, and is attached to both side surfaces of the two transparent substrates 101 and 102. The spacers 110 are resin particles that control the height of the liquid crystal layer 103 between the transparent substrates 101 and 102, and a plurality of spacers 110 are scattered over the entire range between the transparent substrates 101 and 102.

本発明の実施の形態にかかるマイクロレンズアレイ基板は、液晶表示装置に限らず、他の用途においても用いられる。   The microlens array substrate according to the embodiment of the present invention is not limited to a liquid crystal display device, but can be used in other applications.

本発明にかかるマイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the micro lens array board | substrate concerning this invention. グレイマスクの透過率の分布と露光・現像後のレンズ形成層の構造の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the distribution of the transmittance | permeability of a gray mask, and the structure of the lens formation layer after exposure and image development. 熱処理工程における温度変化を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature change in a heat treatment process. 熱処理による構造変化を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural change by heat processing. 本発明の製造方法により形成したマイクロレンズアレイの写真である。It is a photograph of the micro lens array formed by the manufacturing method of the present invention. 本発明の製造方法により形成したマイクロレンズアレイの三次元形状図である。It is a three-dimensional shape diagram of a microlens array formed by the manufacturing method of the present invention. 焼成温度、表面粗さRa、透過率の関係を示す表である。It is a table | surface which shows the relationship between baking temperature, surface roughness Ra, and the transmittance | permeability. 表面粗さRaと焼成温度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between surface roughness Ra and baking temperature. 透過率と表面粗さRaの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the transmittance | permeability and surface roughness Ra. マイクロレンズの真球度の測定例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of a measurement of the sphericity of a micro lens. マイクロレンズの球面ずれ量と波面収差の関係を示す表及びグラフである。It is the table | surface and graph which show the relationship between the spherical displacement amount of a microlens, and a wavefront aberration. 本発明にかかるマイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the micro lens array board | substrate concerning this invention. 本発明にかかる液晶表示装置の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal display device concerning this invention. 従来の問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional problem. 従来の製造方法により形成したマイクロレンズアレイの写真である。It is a photograph of the micro lens array formed by the conventional manufacturing method. 従来の製造方法により形成したマイクロレンズアレイの三次元形状図である。It is a three-dimensional shape diagram of a microlens array formed by a conventional manufacturing method.

符号の説明Explanation of symbols

21 レンズ形成層
102 透明基板
202 マイクロレンズ
211 連成部
21 Lens forming layer 102 Transparent substrate 202 Micro lens 211 Coupled portion

Claims (9)

ガラス基板と、当該ガラス基板上に形成され、ガラスを主成分とする多数のマイクロレンズを備えたマイクロレンズアレイ基板であって、
隣接するマイクロレンズは、当該マイクロレンズを形成したガラス材料により連成されているマイクロレンズアレイ基板。
A microlens array substrate comprising a glass substrate and a number of microlenses formed on the glass substrate, the main component of which is glass,
Adjacent microlenses are microlens array substrates that are connected by a glass material on which the microlenses are formed.
隣接するマイクロレンズ間の連成部の厚みδは、0.1μm≦δ≦200μmであることを特徴とする請求項1記載のマイクロレンズアレイ基板。   2. The microlens array substrate according to claim 1, wherein the thickness δ of the coupling portion between adjacent microlenses is 0.1 μm ≦ δ ≦ 200 μm. 前記マイクロレンズのレンズ中心を通り、レンズ両端を結ぶ任意の線分の断面の曲線をg(x)とし、当該g(x)に対して最小二乗法でフィッティングした理想球面の曲線をf(x)としたとき、f(x)とg(x)の高さ方向の差の二乗平均値(rms値)により表わすことができる球面ずれ量が、当該マイクロレンズが球面レンズである場合に0.05μm以下であることを特徴とする請求項1記載のマイクロレンズアレイ基板。   A curve of a cross section of an arbitrary line segment passing through the lens center of the microlens and connecting both ends of the lens is defined as g (x), and a curve of an ideal spherical surface fitted to the g (x) by the least square method is represented by f (x ), The amount of spherical displacement that can be represented by the mean square value (rms value) of the difference in the height direction between f (x) and g (x) is zero when the microlens is a spherical lens. 2. The microlens array substrate according to claim 1, wherein the microlens array substrate is 05 μm or less. 前記マイクロレンズの表面粗さRaは、0.05μm以下であることを特徴とする請求項1記載のマイクロレンズアレイ基板。   2. The microlens array substrate according to claim 1, wherein the surface roughness Ra of the microlens is 0.05 [mu] m or less. 前記マイクロレンズと、前記ガラス基板の膨張係数を略同一としたことを特徴とする請求項1記載のマイクロレンズアレイ基板。   2. The microlens array substrate according to claim 1, wherein the microlens and the glass substrate have substantially the same expansion coefficient. 前記ガラス基板は、液晶表示装置において電極が形成される透明基板であることを特徴とする請求項1記載のマイクロレンズアレイ基板。   2. The microlens array substrate according to claim 1, wherein the glass substrate is a transparent substrate on which electrodes are formed in a liquid crystal display device. ガラス基板と、当該ガラス基板上に形成され、ガラスを主成分とする多数のマイクロレンズを備えたマイクロレンズアレイ基板の製造方法であって、
前記ガラス基板上に、多数のマイクロレンズ形状が形成されたレンズ形成層を形成するステップと、
前記レンズ形成層を焼成することによって隣接するマイクロレンズ間で連成したマイクロレンズを形成するステップとを備えたマイクロレンズアレイ基板の製造方法。
A method for producing a microlens array substrate comprising a glass substrate and a number of microlenses formed on the glass substrate, the main component of which is glass,
Forming a lens forming layer in which a number of microlens shapes are formed on the glass substrate;
Forming a microlens coupled between adjacent microlenses by firing the lens forming layer.
前記レンズ形成層の形成ステップは、
前記ガラス基板上にガラス粉末と感光性樹脂からなる感光性ガラスペーストを塗布するステップと、
前記塗布後の感光性ガラスペーストをグレイスケールを介して露光し、現像することによって連成部を有するマイクロレンズ形状を形成するステップとを有することを特徴とする請求項7記載のマイクロレンズアレイ基板の製造方法。
The step of forming the lens forming layer includes:
Applying a photosensitive glass paste made of glass powder and photosensitive resin on the glass substrate;
8. The microlens array substrate according to claim 7, further comprising a step of forming a microlens shape having a coupling portion by exposing and developing the photosensitive glass paste after application through a gray scale. Manufacturing method.
隣接するマイクロレンズ間の連成部の厚みδは、0.1μm≦δ≦200μmであることを特徴とする請求項7記載のマイクロレンズアレイ基板の製造方法。   8. The method of manufacturing a microlens array substrate according to claim 7, wherein the thickness δ of the coupling portion between adjacent microlenses satisfies 0.1 μm ≦ δ ≦ 200 μm.
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