JP2007279223A

JP2007279223A - Microlens array substrate and liquid crystal display device

Info

Publication number: JP2007279223A
Application number: JP2006103220A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Umebayashi; 信弘梅林
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2006-04-04
Filing date: 2006-04-04
Publication date: 2007-10-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microlens array substrate for suppressing the occurrence of warping of a glass substrate, which is caused by difference between a thermal expansion coefficient of the glass substrate and that of a microlens array. <P>SOLUTION: The microlens array substrate includes a glass transparent substrate 102 and a microlens array 210 which is disposed on the glass transparent substrate 102 and is mainly composed of glass. The microlens array 210 includes a plurality of semicylindrical microlenses 211 arranged in parallel with each other and a plurality of grooves 212 which are formed on the microlenses 211 at fixed intervals along an extension direction of the microlenses 211 and are formed so as to extend in one direction non-parallel to the extension direction of the microlenses 211. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、マイクロレンズアレイ基板および液晶表示装置に関し、特に、ガラス基板と、上記ガラス基板上に形成されたマイクロレンズアレイとを有するマイクロレンズアレイ基板およびこのマイクロレンズアレイ基板を備えた液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a microlens array substrate and a liquid crystal display device, and in particular, a microlens array substrate having a glass substrate and a microlens array formed on the glass substrate, and a liquid crystal display device including the microlens array substrate. About.

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.

また、近年、マイクロレンズアレイにレンチキュラーレンズが幅広く使用されている。図７は、従来のマイクロレンズアレイ基板を示す図であって、図７（ａ）はマイクロレンズアレイが形成された面側から見た平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のP−P切断線における断面図、図７（ｃ）はQ―Q切断線における断面図である。 In recent years, lenticular lenses have been widely used for microlens arrays. 7A and 7B are diagrams showing a conventional microlens array substrate, in which FIG. 7A is a plan view seen from the surface side on which the microlens array is formed, and FIG. 7B is a plan view of FIG. FIG. 7C is a sectional view taken along the line Q-Q, and FIG. 7C is a sectional view taken along the line Q-Q.

図７（ａ）〜図７（ｃ）に示されるように、マイクロレンズアレイ基板５０００は、ガラス製の透明基板１０２の表面上にマイクロレンズアレイ２０１０およびリム２０２０が形成されて構成されている。ここで、マイクロレンズアレイ２０１０にはレンチキュラーレンズが用いられている。すなわち、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示されるように、マイクロレンズアレイ２０１０は複数のガラス製の蒲鉾形状（円筒の一部）のレンズ２０１１を相互に平行に並べて構成されている。また、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示されるように、額縁状のリム２０２０がマイクロレンズアレイ２０１０の外周に沿って、マイクロレンズアレイ２０１０を囲うように形成されている。 As shown in FIGS. 7A to 7C, the microlens array substrate 5000 is configured by forming a microlens array 2010 and a rim 2020 on the surface of a transparent substrate 102 made of glass. Here, a lenticular lens is used for the microlens array 2010. That is, as shown in FIGS. 7A to 7C, the microlens array 2010 is configured by arranging a plurality of glass-shaped glass-shaped lenses (part of a cylinder) 2011 in parallel with each other. . Also, as shown in FIGS. 7A to 7C, a frame-shaped rim 2020 is formed along the outer periphery of the microlens array 2010 so as to surround the microlens array 2010.

特許文献２には、マイクロレンズアレイにレンチキュラーレンズを用いた技術の一例が示されている。
特開平８−１６６５０２号公報特開２０００−１９３０６号公報（図５、図６） Patent Document 2 shows an example of a technique using a lenticular lens for a microlens array.
JP-A-8-166502 JP 2000-19306 A (FIGS. 5 and 6)

ところが、図７（ａ）〜図７（ｃ）に記載のマイクロレンズアレイ基板５０００を特許文献１に記載の製造方法により作製する場合、ガラス製の透明基板１０２とマイクロレンズアレイ２０１０との熱膨張係数の差に基づいて、様々な問題が発生することがわかった。マイクロレンズアレイ２０１０は、ガラスパウダーが含有された感光性ガラスペーストを感光し、現像した後、焼成することによって、透明基板１０２上に形成されるが、ガラスパウダーと透明基板１０２との間に熱膨張係数の差があると、焼成後のマイクロレンズアレイ２０１０と透明基板１０２との間に応力が残留し、残留歪が生じる。 However, when the microlens array substrate 5000 shown in FIGS. 7A to 7C is manufactured by the manufacturing method described in Patent Document 1, thermal expansion between the glass transparent substrate 102 and the microlens array 2010 is performed. It was found that various problems occur based on the difference in coefficients. The microlens array 2010 is formed on the transparent substrate 102 by sensitizing a photosensitive glass paste containing glass powder, developing it, and baking it. However, the microlens array 2010 is heated between the glass powder and the transparent substrate 102. If there is a difference in the expansion coefficient, a stress remains between the fired microlens array 2010 and the transparent substrate 102, resulting in residual strain.

実験では、ガラスパウダーに７０×１０−７（／℃）の材料を透明基板１０２に３８×１０−７（／℃）の材料をそれぞれ用いた。この熱膨張係数の差により生じる残留応力・残留歪によって、マイクロレンズアレイ基板５０００に、透明基板１０２側が凸、マイクロレンズ２０１１側が凹となるような湾曲状の反りが生じるという問題が生じた。 In the experiment, a material of 70 × 10 −7 (/ ° C.) was used for the glass powder, and a material of 38 × 10 −7 (/ ° C.) was used for the transparent substrate 102. Due to the residual stress / residual strain generated by the difference in thermal expansion coefficient, a problem arises in that the microlens array substrate 5000 has a curved warp such that the transparent substrate 102 side is convex and the microlens 2011 side is concave.

このような問題は、特に、蒲鉾形状の各マイクロレンズ２０１１の延在方向に沿って顕著に生じる。すなわち、図７（ｃ）に示されるように、蒲鉾形状の各マイクロレンズ２０１１の延在方向における切断面では、図７（ｂ）に示される蒲鉾形状の各マイクロレンズ２０１１の延在方向に直交する方向における切断面と異なり、各マイクロレンズ２０１１の凸部間の薄肉部が存在しない。このため、透明基板１０２の反りは、特に、蒲鉾形状の各マイクロレンズ２０１１の延在方向に沿って生じ易い。 Such a problem is particularly prominent along the extending direction of the ridge-shaped microlenses 2011. That is, as shown in FIG. 7C, the cut surface in the extending direction of each ridge-shaped microlens 2011 is orthogonal to the extending direction of each ridge-shaped microlens 2011 shown in FIG. Unlike the cut surface in the direction in which the projection is made, there is no thin portion between the convex portions of each microlens 2011. For this reason, the warp of the transparent substrate 102 is particularly likely to occur along the extending direction of the ridge-shaped microlenses 2011.

このようなマイクロレンズアレイ基板の反りによって、マイクロレンズを通過する光に悪影響を与える。特にこのマイクロレンズアレイ基板は液晶表示装置に用いられるが、反りのあるマイクロレンズアレイ基板を液晶表示装置に用いることにより、液晶表示装置の表示品質を悪化させるという問題が発生した。 Such warpage of the microlens array substrate adversely affects light passing through the microlens. In particular, the microlens array substrate is used in a liquid crystal display device. However, the use of a warped microlens array substrate in the liquid crystal display device causes a problem of deteriorating the display quality of the liquid crystal display device.

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、ガラス基板とマイクロレンズアレイの熱膨張係数の差によって生じるガラス基板の反りの発生を抑制できるマイクロレンズアレイ基板およびこのマイクロレンズアレイ基板を用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and a microlens array substrate capable of suppressing the occurrence of warpage of a glass substrate caused by a difference in thermal expansion coefficient between the glass substrate and the microlens array, and the microlens. An object is to provide a liquid crystal display device using an array substrate.

本発明に係るマイクロレンズアレイ基板は、ガラス基板と、ガラス基板上に形成され、ガラスを主成分とするマイクロレンズアレイとを有するマイクロレンズアレイ基板であって、マイクロレンズアレイは、相互に平行に並設された複数の蒲鉾形状のマイクロレンズと、マイクロレンズの延在方向に沿って一定間隔毎にマイクロレンズ上に配設され、マイクロレンズの延在方向に対して非平行な一方向に延びるように形成された複数の溝を備えたことを特徴とするものである。
このような構成により、ガラス基板とマイクロレンズアレイの熱膨張係数の差によって生じるガラス基板の反りの発生を抑制できる。 A microlens array substrate according to the present invention is a microlens array substrate having a glass substrate and a microlens array formed on the glass substrate and containing glass as a main component, and the microlens arrays are parallel to each other. A plurality of ridge-shaped microlenses arranged in parallel and arranged on the microlens at regular intervals along the extending direction of the microlens, and extending in one direction non-parallel to the extending direction of the microlens A plurality of grooves formed as described above are provided.
With such a configuration, it is possible to suppress the occurrence of warpage of the glass substrate caused by the difference in thermal expansion coefficient between the glass substrate and the microlens array.

ここで、複数の溝は、マイクロレンズの延在方向に対して略垂直方向に延びるように形成されている。また、複数の溝は、マイクロレンズの延在方向に対して９０度未満の一方向に延びるように形成されてもよい。 Here, the plurality of grooves are formed so as to extend in a direction substantially perpendicular to the extending direction of the microlens. The plurality of grooves may be formed to extend in one direction of less than 90 degrees with respect to the extending direction of the microlens.

本発明に係る液晶表示装置は、内面に電極が形成された一対の素子基板の間に液晶を挟持してなる液晶表示パネルを有する液晶表示装置であって、一対の素子基板のうち、いずれか一方の素子基板は、ガラス基板と、ガラス基板上に形成され、ガラスを主成分とするマイクロレンズアレイとを有し、マイクロレンズアレイは、相互に平行に並設された複数の蒲鉾形状のマイクロレンズと、マイクロレンズの延在方向に沿って一定間隔毎にマイクロレンズ上に配設され、マイクロレンズの延在方向に対して非平行な一方向に延びるように形成された複数の溝を備えたことを特徴とするものである。
このような構成により、ガラス基板とマイクロレンズアレイの熱膨張係数の差によって生じるガラス基板の反りの発生を抑制できる。 A liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device having a liquid crystal display panel in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of element substrates having electrodes formed on the inner surface, and one of the pair of element substrates. One element substrate includes a glass substrate and a microlens array formed on the glass substrate, the main component of which is glass, and the microlens array includes a plurality of bowl-shaped microarrays arranged in parallel to each other. A lens and a plurality of grooves arranged on the microlens at regular intervals along the extending direction of the microlens and formed to extend in one direction non-parallel to the extending direction of the microlens It is characterized by that.
With such a configuration, it is possible to suppress the occurrence of warpage of the glass substrate caused by the difference in thermal expansion coefficient between the glass substrate and the microlens array.

また、液晶表示パネルの背面側に設けられ、側面から入射される光が上記液晶表示パネルの背面側へ向けて照射されるように、複数のＶ字型溝が液晶表示パネルに対向する面上に相互に平行に連続して並設された導光板を更に備えた液晶表示装置であって、複数のＶ字型溝は、マイクロレンズに形成された溝が延びる方向に対して、非平行な一方向に延びるように形成されてもよい。
このように構成することにより、ガラス基板とマイクロレンズアレイの熱膨張係数の差によって生じるガラス基板の反りの発生を抑制できる。また、更に、マイクロレンズアレイと導光板との間で生じるモアレの発生を抑制できる。 In addition, a plurality of V-shaped grooves are provided on the back side of the liquid crystal display panel so that light incident from the side surface is irradiated toward the back side of the liquid crystal display panel. A plurality of V-shaped grooves that are non-parallel to the direction in which the grooves formed in the microlens extend. It may be formed to extend in one direction.
By comprising in this way, generation | occurrence | production of the curvature of the glass substrate which arises by the difference in the thermal expansion coefficient of a glass substrate and a micro lens array can be suppressed. Furthermore, it is possible to suppress the occurrence of moire that occurs between the microlens array and the light guide plate.

本発明によれば、ガラス基板とマイクロレンズアレイの熱膨張係数の差によって生じるガラス基板の反りの発生を抑制できる。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of warpage of the glass substrate caused by the difference in thermal expansion coefficient between the glass substrate and the microlens array.

発明の実施の形態１．
複数のマイクロレンズを有する液晶表示装置について、図に基づいて説明する。図１は、複数のマイクロレンズを有する液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
図１に示されるように、液晶表示装置は、液晶表示パネル１００と、偏光板１０９と、導光板３００と、光源４００とを備えている。なお導光板３００の背面側には反射シート（不図示）が更に設けられている。液晶表示パネル１００は、内面に透明電極１０６などが形成された２枚の透明基板１０１、１０２の内面が相対向して配置され、この２枚の透明基板１０１、１０２の内面間に液晶層１０３が挟持されて構成されている。 Embodiment 1 of the Invention
A liquid crystal display device having a plurality of microlenses will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a liquid crystal display device having a plurality of microlenses.
As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel 100, a polarizing plate 109, a light guide plate 300, and a light source 400. A reflective sheet (not shown) is further provided on the back side of the light guide plate 300. In the liquid crystal display panel 100, the inner surfaces of two transparent substrates 101 and 102 having transparent electrodes 106 and the like formed on the inner surfaces are arranged opposite to each other, and the liquid crystal layer 103 is interposed between the inner surfaces of the two transparent substrates 101 and 102. Is sandwiched.

図１に示されるように、透明基板１０１、１０２の間には、液晶層１０３の高さ（セルギャップ）を制御するためのスペーサ１１０が散布されている。透明基板１０１、１０２は、当該透明基板１０１、１０２の外周縁に沿って塗布されるシール材１１１により貼り合わされている。液晶表示パネル１００の両外面上には、偏光板１０９がそれぞれ取り付けられている。液晶表示パネル１００の前面側の偏光板１０９は、透明基板１０１の外面上に直接貼り付けられ、液晶表示パネル１００の背面側の偏光板１０９は、透明基板１０２の外面上に形成されたリム２２０に貼り付けられている。 As shown in FIG. 1, spacers 110 for controlling the height (cell gap) of the liquid crystal layer 103 are scattered between the transparent substrates 101 and 102. The transparent substrates 101 and 102 are bonded together by a sealing material 111 applied along the outer peripheral edge of the transparent substrates 101 and 102. On both outer surfaces of the liquid crystal display panel 100, polarizing plates 109 are respectively attached. The polarizing plate 109 on the front side of the liquid crystal display panel 100 is directly attached on the outer surface of the transparent substrate 101, and the polarizing plate 109 on the rear side of the liquid crystal display panel 100 is formed on the outer surface of the transparent substrate 102. Is pasted.

図１に示されるように、透明基板１０１は矩形状の薄板により形成されている。また、透明基板１０１の材料にはガラスやポリカーボネートやアクリル樹脂などが用いられる。また、図１に示されるように、透明基板１０１の内面には、カラーフィルタ層１０４、透明電極１０６および配向膜１０７が順次積層されて形成されている。また、カラーフィルタ層１０４の各画素間には、遮光膜としてのブラックマトリックス１０５が形成されている。なお、透明基板１０１上に、これらカラーフィルタ層１０４、透明電極１０６および配向膜１０７などが形成されて、素子基板を構成する。 As shown in FIG. 1, the transparent substrate 101 is formed of a rectangular thin plate. The material of the transparent substrate 101 is glass, polycarbonate, acrylic resin, or the like. Further, as shown in FIG. 1, a color filter layer 104, a transparent electrode 106, and an alignment film 107 are sequentially laminated on the inner surface of the transparent substrate 101. A black matrix 105 as a light shielding film is formed between the pixels of the color filter layer 104. The color filter layer 104, the transparent electrode 106, the alignment film 107, and the like are formed on the transparent substrate 101 to constitute an element substrate.

図１に示されるように、透明基板１０１、１０２の間には、液晶層１０３の高さ（セルギャップ）を制御するためのスペーサ１１０が散布されている。透明基板１０１、１０２は、当該透明基板１０１、１０２の外周縁に沿って塗布されるシール材１１１により貼り合わされている。液晶表示パネル１００の両外面上には、偏光板１０９がそれぞれ取り付けられている。 As shown in FIG. 1, spacers 110 for controlling the height (cell gap) of the liquid crystal layer 103 are scattered between the transparent substrates 101 and 102. The transparent substrates 101 and 102 are bonded together by a sealing material 111 applied along the outer peripheral edge of the transparent substrates 101 and 102. On both outer surfaces of the liquid crystal display panel 100, polarizing plates 109 are respectively attached.

図１に示されるように、透明基板１０２は矩形状の薄板により形成されている。また、透明基板１０２の材料にはガラスが用いられる。また、図１に示されるように、透明基板１０２の内面には、ＴＦＴ素子１０８、透明電極１０６および配向膜１０７が順次積層されて形成されている。なお、透明電極１０６の材料には、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）が用いられている。配向膜１０７の材料には、例えば、ポリイミド薄膜が用いられている。 As shown in FIG. 1, the transparent substrate 102 is formed of a rectangular thin plate. Further, glass is used as the material of the transparent substrate 102. Further, as shown in FIG. 1, a TFT element 108, a transparent electrode 106, and an alignment film 107 are sequentially laminated on the inner surface of the transparent substrate 102. For example, ITO (Indium Tin Oxide) is used as the material of the transparent electrode 106. As a material for the alignment film 107, for example, a polyimide thin film is used.

ここで、透明基板１０２は、ガラス中にアルカリ金属酸化物が含有されていると、熱処理時に成膜された半導体物質中にアルカリイオンが拡散し、膜特性の劣化を招くため、実質的にアルカリ金属酸化物を含有しないことが好ましい。また、透明基板１０２は、フォトエッチング工程において使用される種々の酸、アルカリ等の薬品によって劣化しないような耐薬品性を有することが望ましい。 Here, in the transparent substrate 102, if an alkali metal oxide is contained in glass, alkali ions diffuse into the semiconductor material formed during the heat treatment and cause deterioration of film characteristics. It is preferable not to contain a metal oxide. The transparent substrate 102 preferably has chemical resistance that does not deteriorate due to various acids, alkalis, and other chemicals used in the photoetching process.

さらに、成膜等の液晶製造工程でガラス基板が熱収縮してパターンずれを起こさないように、高い歪点、具体的には、６００℃以上の歪点を有することが望ましい。さらにまた、ガラス中に基板として好ましくない溶融欠陥が発生しないよう溶融性に優れていることが好ましい。透明基板１０２の熱膨張係数は、ガラス材料の種類によって異なるが、例えば、３０×１０^−７（／℃）以上５０×１０^−７（／℃）以下とする。 Furthermore, it is desirable that the glass substrate has a high strain point, specifically, a strain point of 600 ° C. or higher so that the glass substrate does not shrink due to heat shrinkage in a liquid crystal manufacturing process such as film formation. Furthermore, it is preferable that the glass is excellent in meltability so as not to cause undesirable melting defects as a substrate in the glass. The coefficient of thermal expansion of the transparent substrate 102 varies depending on the type of glass material, but is, for example, 30 × 10 ⁻⁷ (/ ° C.) or more and 50 × 10 ⁻⁷ (/ ° C.) or less.

また、図１に示されるように、透明基板１０２の外面には、ガラスを主成分とするマイクロレンズアレイ２１０とリム２２０とが形成されている。図１に示されるように、マイクロレンズアレイ基板５００は、透明基板１０２上に、マイクロレンズアレイ２１０とリム２２０とを形成して構成される。また、マイクロレンズアレイ基板５００上に、ＴＦＴ素子１０８、透明電極１０６および配向膜１０７が形成されて、素子基板を構成する。後述の通り、マイクロレンズアレイ２１０とリム２２０は、ガラス粉末（ガラスパウダー）と感光性樹脂（レジスト）からなる感光性ガラスペーストの膜を透明基板１０２上に成膜し、露光・現像を行なった後、焼成をすることにより形成される。 Further, as shown in FIG. 1, a microlens array 210 and a rim 220 mainly composed of glass are formed on the outer surface of the transparent substrate 102. As shown in FIG. 1, the microlens array substrate 500 is configured by forming a microlens array 210 and a rim 220 on a transparent substrate 102. Further, the TFT element 108, the transparent electrode 106, and the alignment film 107 are formed on the microlens array substrate 500 to constitute an element substrate. As will be described later, the microlens array 210 and the rim 220 were subjected to exposure and development by forming a film of a photosensitive glass paste made of glass powder (glass powder) and a photosensitive resin (resist) on the transparent substrate 102. Thereafter, it is formed by firing.

次に、図１に示されている液晶表示パネル１００のマイクロレンズアレイ基板５００の構成を図に基づいて詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係るマイクロレンズアレイ基板を示す図であって、図２（ａ）はマイクロレンズアレイが形成された面側から見た平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＥ−Ｅ切断線における断面図、図２（ｃ）はＦ―Ｆ切断線における断面図である。
図２（ａ）〜図２（ｃ）に示されるように、マイクロレンズアレイ基板５００は、透明基板１０２と、マイクロレンズアレイ２１０と、リム２２０とを含んで構成されている。 Next, the configuration of the microlens array substrate 500 of the liquid crystal display panel 100 shown in FIG. 1 will be described in detail based on the drawings. FIG. 2 is a diagram showing the microlens array substrate according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2A is a plan view seen from the surface side on which the microlens array is formed, and FIG. FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 2A, and FIG. 2C is a cross-sectional view taken along the line FF.
As shown in FIGS. 2A to 2C, the microlens array substrate 500 includes a transparent substrate 102, a microlens array 210, and a rim 220.

マイクロレンズアレイ２１０は、複数の蒲鉾形状のマイクロレンズ２１１と、複数の溝２１２とを備えている。図２（ａ）〜図２（ｃ）に示されるように、複数の蒲鉾形状のマイクロレンズ２１１は、相互に平行に並設されている。マイクロレンズ２１０の幅は、液晶表示パネル１００の画素に対応して、数ｍｍ以下に設定されている。 The microlens array 210 includes a plurality of bowl-shaped microlenses 211 and a plurality of grooves 212. As shown in FIGS. 2A to 2C, the plurality of hook-shaped microlenses 211 are arranged in parallel to each other. The width of the microlens 210 is set to several mm or less corresponding to the pixel of the liquid crystal display panel 100.

また、複数の溝２１２の各々はマイクロレンズ２１０の蒲鉾形状の凸部上に、マイクロレンズ２１１の延在方向に沿って、液晶表示パネル１００の画素に合わせて一定間隔毎に形成されている。また、複数の溝２１２の各々は、マイクロレンズ２１１の延在方向に対して非平行な一方向に延びるように形成されている。図２（ａ）〜図２（ｃ）では、複数の溝２１２は、マイクロレンズ２１１の延在方向に対して略垂直方向に延びるように形成された場合を例示している。 In addition, each of the plurality of grooves 212 is formed on the ridge-shaped convex portion of the microlens 210 along the extending direction of the microlens 211 at regular intervals according to the pixels of the liquid crystal display panel 100. Each of the plurality of grooves 212 is formed to extend in one direction that is non-parallel to the extending direction of the microlens 211. 2A to 2C illustrate a case where the plurality of grooves 212 are formed so as to extend in a substantially vertical direction with respect to the extending direction of the microlens 211.

このように、複数の溝を、マイクロレンズ２１１の延在方向に沿って一定間隔毎に形成したので、特にマイクロレンズ２１１の延在方向における残留応力・残留歪を緩和でき、この結果、ガラス製の透明基板１０２とマイクロレンズアレイ２１０の熱膨張係数の差によって生じるガラス製の透明基板１０２の反りの発生を抑制できる。 As described above, since the plurality of grooves are formed at regular intervals along the extending direction of the microlens 211, the residual stress / residual strain in the extending direction of the microlens 211 can be alleviated. The generation of warpage of the transparent substrate 102 made of glass due to the difference in thermal expansion coefficient between the transparent substrate 102 and the microlens array 210 can be suppressed.

ここで、隣接する蒲鉾形状のマイクロレンズ２１１は、マイクロレンズ２１１を形成したガラス材料により連成されている。また、複数の溝２１２は、必ずしもマイクロレンズ２１１の蒲鉾形状の凸部の全ての領域を横断するように形成される必要はなく、複数の溝２１２の底部で、マイクロレンズ２１１を形成したガラス材料により連成されてもよい。 Here, the adjacent bowl-shaped microlenses 211 are coupled by a glass material on which the microlenses 211 are formed. Further, the plurality of grooves 212 are not necessarily formed so as to cross all the regions of the ridge-shaped convex portions of the microlens 211, and the glass material in which the microlenses 211 are formed at the bottoms of the plurality of grooves 212. May be coupled.

このとき、ガラス材で連成されたマイクロレンズ２１１間の境界部や複数の溝２１２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。 At this time, the thickness δ (the thickness after firing) from the upper surface of the transparent substrate 102 in the boundary portion between the microlenses 211 coupled with the glass material and the plurality of grooves 212 is 0.1 μm ≦ δ ≦ 200 μm. It is desirable. 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.

ここで、マイクロレンズアレイ２１０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２１０の膨張係数をα２としたとき、０．３×α１＜α２＜１．７×α１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７０％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２１０に亀裂が生じ破損してしまうのを防止できる。 Here, it is desirable that the expansion coefficients of the microlens array 210 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 210 is α2, it is preferable that 0.3 × α1 <α2 <1.7 × α1. That is, it is desirable that the ratio of the difference between α1 and α2 with respect to α1 is 70% or less. By making the expansion coefficients of both substantially the same, it is possible to prevent the microlens array 210 from being cracked and damaged due to stress generated by the heat treatment.

図２（ａ）〜図２（ｃ）に示されるように、外枠部としてのリム２２０は、マイクロレンズアレイ２１０の外周縁に沿って、突出して枠状に形成されている。図１に示されるように、リム２２０はマイクロレンズアレイ２１０の凸部頂点と同一またはそれより高く形成されている。このリム２２０は、偏光板１０９を透明基板１０２に取り付けるために設けられている。 As shown in FIGS. 2A to 2C, the rim 220 as the outer frame portion protrudes along the outer peripheral edge of the microlens array 210 and is formed in a frame shape. As shown in FIG. 1, the rim 220 is formed to be equal to or higher than the convex vertex of the microlens array 210. The rim 220 is provided for attaching the polarizing plate 109 to the transparent substrate 102.

図１に示されるように、複数のＶ字型溝３０１が形成された薄板状の導光板３００が液晶表示パネルの背面（非観察面）側に設けられている。図３は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置に使用される導光板の構成を示す図であって、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＮ−Ｎ切断線における断面図である。なお、図３（ａ）には、光源４００の配置位置も示している。また、光源４００をＢ'、Ｄ'の位置に配置するのに、導光板３００の頂点Ｂ'、Ｄ'を面取りする必要があるが、説明の便宜上、面取りしない状態で頂点Ｂ'、Ｄ'を示している。 As shown in FIG. 1, a thin light guide plate 300 in which a plurality of V-shaped grooves 301 are formed is provided on the back surface (non-observation surface) side of the liquid crystal display panel. 3A and 3B are diagrams showing a configuration of a light guide plate used in the liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention, in which FIG. 3A is a plan view, and FIG. 3B is FIG. It is sectional drawing in the NN cutting | disconnection line of). FIG. 3A also shows the arrangement position of the light source 400. Further, in order to arrange the light source 400 at the positions of B ′ and D ′, it is necessary to chamfer the vertices B ′ and D ′ of the light guide plate 300. For convenience of explanation, the vertices B ′ and D ′ are not chamfered. Is shown.

ここで、導光板３００は図２（ａ）〜図２（ｃ）に示されたマイクロレンズアレイ基板５００と共に使用される。導光板３００のＡ'、Ｂ'、Ｃ'、Ｄ'の各頂点がマイクロレンズアレイ基板５００のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各頂点にそれぞれ重なり合うように、導光板３００およびマイクロレンズアレイ基板５００が配置されている。 Here, the light guide plate 300 is used together with the microlens array substrate 500 shown in FIGS. 2 (a) to 2 (c). The light guide plate 300 and the microlens array substrate 500 so that the vertices of A ′, B ′, C ′, and D ′ of the light guide plate 300 overlap with the vertices of A, B, C, and D of the microlens array substrate 500, respectively. Is arranged.

導光板３００のうち、液晶表示パネル１００の背面に対向する面上には、当該導光板３００の側面から入射される光源４００の光が液晶表示パネル１００の背面側へ向けて照射されるように、複数のＶ字型溝３０１が相互に平行に連続して並設されて形成されている。なお、光源４００は、図３（ａ）に示されるように、Ｂ'およびＤ'の位置に配置されている。また、複数のＶ字型溝３０１は、各マイクロレンズ２１１に形成された各溝２１２が延びる方向に対して、非平行な一方向に延びるように形成されている。このように構成することにより、マイクロレンズアレイ２１０と導光板３００との間で生じるモアレの発生を抑制できる。 On the surface of the light guide plate 300 facing the back surface of the liquid crystal display panel 100, the light of the light source 400 incident from the side surface of the light guide plate 300 is irradiated toward the back side of the liquid crystal display panel 100. A plurality of V-shaped grooves 301 are continuously arranged in parallel to each other. In addition, the light source 400 is arrange | positioned in the position of B 'and D', as Fig.3 (a) shows. The plurality of V-shaped grooves 301 are formed so as to extend in one non-parallel direction with respect to the direction in which each groove 212 formed in each microlens 211 extends. By configuring in this way, it is possible to suppress the occurrence of moire that occurs between the microlens array 210 and the light guide plate 300.

次に、本発明の実施の形態１に係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。図４は、本発明の実施１の形態に係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。なお、図４では、図３（ｂ）の断面図に対応する断面を示している。
まず、図４（ａ）に示されるように、ガラス製の透明基板１０２を用意した。透明基板１０２には例えば４００μｍ〜５００μｍ厚のガラス基板を用いた。次に、図４（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２０を形成した。 Next, a method for manufacturing the microlens array substrate according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram showing a method for manufacturing the microlens array substrate according to the first embodiment of the present invention. 4 shows a cross section corresponding to the cross sectional view of FIG.
First, as shown in FIG. 4A, a transparent substrate 102 made of glass was prepared. For example, a glass substrate having a thickness of 400 μm to 500 μm was used as the transparent substrate 102. Next, as shown in FIG. 4B, the lens forming layer 20 was formed by applying and forming a photosensitive glass paste over the entire area of one side of the transparent substrate 102.

なお、図４で示す例では、感光性ガラスペースト中の感光性樹脂には、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ている。塗布方法には、スピンコートやスリットコートがある。
ここで、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。 In the example shown in FIG. 4, a so-called negative photoresist in which the photosensitive portion is cured is used for the photosensitive resin in the photosensitive glass paste. Application methods include spin coating and slit coating.
Here, 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.

次に、図４（ｃ）に示されるように、レンズ形成層２０を形成した面の反対側に、グレイスケールマスク３０を配置して、レンズ形成層２０を露光する。ここで、グレイスケールマスク３０は、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示されたマイクロレンズアレイ２１０およびリム２２０の形状に対応して形成されている。マイクロレンズアレイ２１０の形成領域内において、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によって強度変調が加えられる。 Next, as shown in FIG. 4C, a gray scale mask 30 is disposed on the opposite side of the surface on which the lens forming layer 20 is formed, and the lens forming layer 20 is exposed. Here, the gray scale mask 30 is formed corresponding to the shape of the microlens array 210 and the rim 220 shown in FIGS. 2 (a) to 2 (c). In the region where the microlens array 210 is formed, the grayscale mask 30 applies intensity modulation to the exposure light irradiated from the grayscale mask 30 side.

詳細には、各マイクロレンズ２１１の形成領域のうち、図２（ｂ）に示される各マイクロレンズ２１１の中央部を最大として、両端部に露光強度が減少するように、強度変調が加えられる。このとき、複数の溝２１２の形成領域内は、グレイスケールマスク３０によって露光されないようにする。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、複数の溝２１２の形成領域内を除いて、レンズ形成層２０は蒲鉾状の溝付きレンズ形状に硬化する。 Specifically, intensity modulation is applied so that the exposure intensity decreases at both ends with the central portion of each microlens 211 shown in FIG. At this time, the formation area of the plurality of grooves 212 is not exposed by the gray scale mask 30. The lens forming layer 20 is cured into a ridge-like grooved lens shape except for the inside of the plurality of grooves 212 by the exposure light intensity-modulated by the lens forming area of the gray scale mask 30.

また、このグレイスケールマスク３０を用いて、リム２２０の形成領域内も露光することによって、リム形状に硬化する。このように、複数のマイクロレンズ２１１、複数の溝２１２およびリム２１０を同一のグレイスケールマスク３０を用いて同時に形成することにより、マイクロレンズアレイ２１０およびリム２２０を透明基板１０２上に効率よく形成することができる。 In addition, the gray scale mask 30 is used to expose the rim 220 forming region so that the rim shape is cured. As described above, the microlens array 210 and the rim 220 are efficiently formed on the transparent substrate 102 by simultaneously forming the plurality of microlenses 211, the plurality of grooves 212, and the rim 210 using the same gray scale mask 30. be able to.

次に、図４（ｄ）に示されるように、レンズ形成層２０の露光が完了した後、レンズ形成層２０を現像することによって未硬化部分を除去する。このとき、マイクロレンズアレイ２１０およびリム２２０の形成領域以外の領域では、露光および現像の処理が行われていないので、この領域においてレンズ形成層２０は完全に除去される。 Next, as shown in FIG. 4D, after the exposure of the lens forming layer 20 is completed, the uncured portion is removed by developing the lens forming layer 20. At this time, since the exposure and development processes are not performed in the region other than the formation region of the microlens array 210 and the rim 220, the lens formation layer 20 is completely removed in this region.

さらに、図４（ｅ）に示されるように、ガラスの軟化温度以上の温度で熱処理（焼成）を行った後に徐冷をして、図２（ａ）に示されるマイクロレンズアレイ２１０の形成領域内に複数のマイクロレンズ２１１および溝２１２を形成し、同時に、リム２２０の形成領域にリム２２０を形成する。このとき、例えば蒲鉾形状のマイクロレンズ２１０の高さは約１５μｍ、リム２２０の高さは約２０μｍに形成する。焼成工程で感光性樹脂は焼失するので、マイクロレンズアレイ２１０およびリム２２０はガラスのみの成分で形成される。 Further, as shown in FIG. 4 (e), after the heat treatment (firing) is performed at a temperature equal to or higher than the softening temperature of the glass, it is gradually cooled to form a region where the microlens array 210 shown in FIG. 2 (a) is formed. A plurality of microlenses 211 and grooves 212 are formed therein, and at the same time, a rim 220 is formed in a region where the rim 220 is formed. At this time, for example, the height of the bowl-shaped microlens 210 is about 15 μm, and the height of the rim 220 is about 20 μm. Since the photosensitive resin is burned away in the baking process, the microlens array 210 and the rim 220 are formed of a glass-only component.

以上のように、マイクロレンズアレイ基板５００が完成する。なお、マイクロレンズアレイ基板５００のマイクロレンズ２１０形成面の反対側の面上には、図１に示されるように、透明電極１０６、ＴＦＴ素子１０８および配向膜１０７が更に形成され、液晶表示パネル１００の素子基板が完成する。 As described above, the microlens array substrate 500 is completed. A transparent electrode 106, a TFT element 108, and an alignment film 107 are further formed on the surface of the microlens array substrate 500 opposite to the surface on which the microlens 210 is formed, as shown in FIG. The element substrate is completed.

発明の実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置について、図に基づいて説明する。本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置について、図１に示される本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置とは、マイクロレンズアレイ基板および導光板の形状が異なっている。 Embodiment 2 of the Invention
Next, a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention is different from the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 in the shapes of the microlens array substrate and the light guide plate.

図５は、本発明の実施の形態２に係るマイクロレンズアレイ基板を示す図であって、図５（ａ）はマイクロレンズアレイが形成された面側から見た平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＬ−Ｌ切断線における断面図、図５（ｃ）はＭ―Ｍ切断線における断面図である。
図２（ａ）〜図２（ｃ）に示されるように、本発明の実施の形態１に係るマイクロレンズアレイ基板５００では、各マイクロレンズ２１１上に形成された複数の溝２１２の各々は、マイクロレンズ２１１の延在方向に対して略垂直方向に延びるように形成されているのに対し、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示されるように、本発明に実施の形態２に係るマイクロレンズアレイ基板５１０では、各マイクロレンズ２３１上に形成された複数の溝２３２の各々は、マイクロレンズ２１１の延在方向に対して９０度未満の一方向に延びるように形成されている点で相違する。 FIG. 5 is a view showing a microlens array substrate according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 5A is a plan view seen from the surface side on which the microlens array is formed, and FIG. FIG. 5A is a cross-sectional view taken along line LL in FIG. 5A, and FIG. 5C is a cross-sectional view taken along line MM.
As shown in FIGS. 2A to 2C, in the microlens array substrate 500 according to Embodiment 1 of the present invention, each of the plurality of grooves 212 formed on each microlens 211 includes: While the microlens 211 is formed so as to extend in a direction substantially perpendicular to the extending direction of the microlens 211, as shown in FIG. 5A to FIG. In the microlens array substrate 510, each of the plurality of grooves 232 formed on each microlens 231 is formed to extend in one direction of less than 90 degrees with respect to the extending direction of the microlens 211. Is different.

図５（ａ）〜図５（ｃ）に示されるように、マイクロレンズアレイ基板５１０は、透明基板１０２と、マイクロレンズアレイ２３０と、リム２４０とを含んで構成されている。ここで、複数の溝２３２の各々はマイクロレンズ２３１の蒲鉾形状の凸部上に、マイクロレンズ２３１の延在方向に沿って、液晶表示パネル１００の画素に合わせて一定間隔毎に形成されている。また、複数の溝２３２の各々は、マイクロレンズ２３１の延在方向に対して９０度未満の一方向に延びるように形成されている。 As shown in FIGS. 5A to 5C, the microlens array substrate 510 includes a transparent substrate 102, a microlens array 230, and a rim 240. Here, each of the plurality of grooves 232 is formed on the ridge-shaped convex part of the microlens 231 along the extending direction of the microlens 231 at regular intervals according to the pixels of the liquid crystal display panel 100. . Each of the plurality of grooves 232 is formed to extend in one direction of less than 90 degrees with respect to the extending direction of the micro lens 231.

このように、複数の溝を、マイクロレンズ２１１の延在方向に沿って一定間隔毎に形成したので、特にマイクロレンズ２１１の延在方向における残留応力・残留歪を緩和でき、この結果、ガラス製の透明基板１０２とマイクロレンズアレイ２３０の熱膨張係数の差によって生じるガラス製の透明基板１０２の反りの発生を抑制できる。 As described above, since the plurality of grooves are formed at regular intervals along the extending direction of the microlens 211, the residual stress / residual strain in the extending direction of the microlens 211 can be alleviated. The generation of warpage of the transparent substrate 102 made of glass due to the difference in thermal expansion coefficient between the transparent substrate 102 and the microlens array 230 can be suppressed.

なお、本発明の実施の形態１に係るマイクロレンズアレイ基板５００と同様に、隣接する蒲鉾形状のマイクロレンズ２３１は、マイクロレンズ２３１を形成したガラス材料により連成されている。また、複数の溝２３２は、必ずしもマイクロレンズ２３１の蒲鉾形状の凸部の全ての領域を横断するように形成される必要はなく、複数の溝２３２の底部で、マイクロレンズ２３１を形成したガラス材料により連成されてもよい。 Similar to the microlens array substrate 500 according to the first embodiment of the present invention, the adjacent ridge-shaped microlenses 231 are coupled by a glass material on which the microlenses 231 are formed. In addition, the plurality of grooves 232 do not necessarily have to be formed so as to cross all the regions of the ridge-shaped convex portions of the microlenses 231, and a glass material in which the microlenses 231 are formed at the bottoms of the plurality of grooves 232. May be coupled.

図６は、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置に使用される導光板の構成を示す図であって、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＯ−Ｏ切断線における断面図である。なお、図６（ａ）には、光源４００の配置位置も示している。
図３（ａ）および図３（ｂ）に示されるように、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置に使用される導光板３００では、複数のV字型溝３０１が矩形状の導光板３００の辺ＡＢ、辺ＢＣ、辺ＣＤおよび辺ＤＡの全ての辺に対して、非平行に形成されているのに対し、図６（ａ）および図６（ｂ）に示されるように、本発明に実施の形態２に係る液晶表示装置に使用される導光板３１０では、複数のV字型溝３１１が矩形状の導光板３１０の辺Ｉ'Ｊ'および辺Ｋ'Ｈ'に対して、平行に形成されている点で相違する。 6A and 6B are diagrams showing a configuration of a light guide plate used in the liquid crystal display device according to Embodiment 2 of the present invention, in which FIG. 6A is a plan view, and FIG. 6B is FIG. It is sectional drawing in the OO cutting line. In FIG. 6A, the arrangement position of the light source 400 is also shown.
As shown in FIG. 3A and FIG. 3B, in the light guide plate 300 used in the liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention, a plurality of V-shaped grooves 301 are rectangular guides. As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the optical plate 300 is formed non-parallel to all of the sides AB, BC, CD and DA. In the light guide plate 310 used in the liquid crystal display device according to Embodiment 2 of the present invention, a plurality of V-shaped grooves 311 are formed with respect to the sides I′J ′ and K′H ′ of the rectangular light guide plate 310. The difference is that they are formed in parallel.

ここで、導光板３１０は図５（ａ）〜図５（ｃ）に示されたマイクロレンズアレイ基板５１０と共に使用される。導光板３１０のＨ'、Ｉ'、Ｊ'、Ｋ'の各頂点がマイクロレンズアレイ基板５１０のＨ、Ｉ、Ｊ、Ｋの各頂点にそれぞれ重なり合うように、導光板３１０およびマイクロレンズアレイ基板５１０が配置される。 Here, the light guide plate 310 is used together with the microlens array substrate 510 shown in FIGS. 5A to 5C. The light guide plate 310 and the microlens array substrate 510 so that the vertices of H ′, I ′, J ′, and K ′ of the light guide plate 310 overlap with the vertices of H, I, J, and K of the microlens array substrate 510, respectively. Is placed.

導光板３１０のうち、液晶表示パネル１００の背面に対向する面上には、当該導光板３１０の側面から入射される光源４００の光が液晶表示パネル１００の背面側へ向けて照射されるように、複数のＶ字型溝３１１が相互に平行に連続して並設されて形成されている。なお、光源４００は、図６（ａ）に示されるように、辺Ｉ'Ｊ'に沿って配置されている。 On the surface of the light guide plate 310 that faces the back surface of the liquid crystal display panel 100, the light of the light source 400 that is incident from the side surface of the light guide plate 310 is emitted toward the back side of the liquid crystal display panel 100. A plurality of V-shaped grooves 311 are formed so as to be continuously arranged in parallel to each other. In addition, the light source 400 is arrange | positioned along edge | side I'J ', as Fig.6 (a) shows.

このとき、複数のＶ字型溝３１１は、各マイクロレンズ２１１に形成された各溝２１２が延びる方向に対して、非平行な一方向に延びるように形成されている。このように構成することにより、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置と同様に、マイクロレンズアレイ２１０と導光板３００との間で生じるモアレの発生を抑制できる。 At this time, the plurality of V-shaped grooves 311 are formed so as to extend in one non-parallel direction with respect to the direction in which each groove 212 formed in each microlens 211 extends. With this configuration, it is possible to suppress the occurrence of moiré that occurs between the microlens array 210 and the light guide plate 300 as in the liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention.

以上の説明は、本発明の実施の形態を説明するものであり、本発明が以上の実施の形態に限定されるものではない。また、当業者であれば、以上の実施の形態の各要素を、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。上記実施態様では、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、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もよい。 The above description describes the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment. Moreover, those skilled in the art can easily change, add, and convert each element of the above embodiment within the scope of the present invention. In the above embodiment, a negative photoresist is used for the photosensitive resin in the photosensitive glass paste. However, a positive photoresist in which the photosensitive portion is decomposed and the solubility in a solvent is improved may be used.

また、上記実施態様では、マイクロレンズアレイおよびリムを同一材料により形成する説明をしたが、マイクロレンズアレイおよびリムを異なる材料により形成してもよい。また、上記実施態様では、マイクロレンズアレイおよびリムを同一のグレイスケールマスクを用いて形成する説明をしたが、別のグレイスケールマスクを用いて形成してもよい。なお、上記実施態様では、リムを透明基板上に形成する説明をしたが、リムを単体で作製してもよい。上記実施態様では、マイクロレンズアレイ基板５００は、液晶表示装置に用いる説明をしたが、これに限らず、他の用途にも用いられる。 In the above embodiment, the microlens array and the rim are formed of the same material. However, the microlens array and the rim may be formed of different materials. In the above embodiment, the microlens array and the rim are formed using the same gray scale mask. However, the micro lens array and the rim may be formed using different gray scale masks. In the embodiment described above, the rim is formed on the transparent substrate. However, the rim may be produced alone. In the above embodiment, the microlens array substrate 500 has been described for use in a liquid crystal display device, but the present invention is not limited to this and can be used for other purposes.

複数のマイクロレンズを有する液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the liquid crystal display device which has a some micro lens. 本発明の実施の形態１に係るマイクロレンズアレイ基板を示す図であって、図２（ａ）はマイクロレンズアレイが形成された面側から見た平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＥ−Ｅ切断線における断面図、図２（ｃ）はＦ―Ｆ切断線における断面図である。2A and 2B are diagrams showing a microlens array substrate according to Embodiment 1 of the present invention, in which FIG. 2A is a plan view seen from the surface side on which the microlens array is formed, and FIG. FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 2A, and FIG. 2C is a cross-sectional view taken along the line FF. 本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置に使用される導光板の構成を示す図であって、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＮ−Ｎ切断線における断面図である。It is a figure which shows the structure of the light-guide plate used for the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 1 of this invention, Comprising: Fig.3 (a) is a top view, FIG.3 (b) is N- of Fig.3 (a). It is sectional drawing in a N cut line. 本発明の実施の形態１に係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 which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２に係るマイクロレンズアレイ基板の変形例を示す図であって、図５（ａ）はマイクロレンズアレイが形成された面側から見た平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＬ−Ｌ切断線における断面図、図５（ｃ）はＭ―Ｍ切断線における断面図である。FIGS. 5A and 5B are diagrams showing a modification of the microlens array substrate according to Embodiment 2 of the present invention, in which FIG. 5A is a plan view seen from the surface side on which the microlens array is formed, and FIG. 5A is a cross-sectional view taken along the line LL in FIG. 5A, and FIG. 5C is a cross-sectional view taken along the line MM. 本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置に使用される導光板の変形例の構成を示す図であって、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の − 切断線における断面図である。It is a figure which shows the structure of the modification of the light-guide plate used for the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 2 of this invention, Comprising: Fig.6 (a) is a top view, FIG.6 (b) is FIG.6 (a). It is sectional drawing in a-cutting line. 従来のマイクロレンズアレイ基板を示す図であって、図７（ａ）はマイクロレンズアレイが形成された面側から見た平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＰ−Ｐ切断線における断面図、図７（ｃ）はＱ―Ｑ切断線における断面図である。7A and 7B are diagrams showing a conventional microlens array substrate, in which FIG. 7A is a plan view seen from the surface side on which the microlens array is formed, and FIG. 7B is a P-P cut of FIG. FIG. 7C is a cross-sectional view taken along the line QQ.

Explanation of symbols

１００液晶表示パネル
１０１、１０２透明基板
１０３液晶層
１０４カラーフィルタ層
１０５ブラックマトリックス
１０６透明電極
１０７配向膜
１０８ＴＦＴ素子
１０９偏光板
１１０スペーサ
１１１シール材
２１０、２３０、２０１０マイクロレンズアレイ
２１１、２３１、２０１１マイクロレンズ
２１２、２３２溝
２２０、２４０、２０２０リム
３００、３１０導光板
３０１、３１１Ｖ字型溝
５００、５１０、５０００マイクロレンズアレイ基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Liquid crystal display panel 101,102 Transparent substrate 103 Liquid crystal layer 104 Color filter layer 105 Black matrix 106 Transparent electrode 107 Alignment film 108 TFT element 109 Polarizing plate 110 Spacer 111 Sealing material 210, 230, 2010 Micro lens array 211, 231, 2011 Micro Lens 212, 232 Groove 220, 240, 2020 Rim 300, 310 Light guide plate 301, 311 V-shaped groove 500, 510, 5000 Micro lens array substrate

Claims

A microlens array substrate having a glass substrate and a microlens array formed on the glass substrate and containing glass as a main component,
The microlens array is disposed on the microlenses at regular intervals along the extending direction of the microlenses, and a plurality of ridge-shaped microlenses arranged in parallel to each other. A microlens array substrate comprising a plurality of grooves formed to extend in one direction that is non-parallel to the extending direction.

The microlens array substrate according to claim 1, wherein the plurality of grooves are formed so as to extend in a direction substantially perpendicular to an extending direction of the microlens.

2. The microlens array substrate according to claim 1, wherein the plurality of grooves are formed to extend in one direction of less than 90 degrees with respect to an extending direction of the microlens.

A liquid crystal display device having a liquid crystal display panel having a liquid crystal sandwiched between a pair of element substrates having electrodes formed on the inner surface,
Of the pair of element substrates, any one of the element substrates includes a glass substrate and a microlens array formed on the glass substrate and mainly composed of glass,
The microlens array is disposed on the microlenses at regular intervals along the extending direction of the microlenses, and a plurality of ridge-shaped microlenses arranged in parallel to each other. A liquid crystal display device comprising a plurality of grooves formed to extend in one direction non-parallel to the extending direction.

The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the plurality of grooves are formed to extend in a direction substantially perpendicular to an extending direction of the microlens.

The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the plurality of grooves are formed to extend in one direction of less than 90 degrees with respect to the extending direction of the microlenses.

A surface provided on the back side of the liquid crystal display panel and having a plurality of V-shaped grooves facing the liquid crystal display panel so that light incident from the side surface side is irradiated toward the back side of the liquid crystal display panel A liquid crystal display device further comprising a light guide plate arranged continuously in parallel with each other,
5. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the plurality of V-shaped grooves are formed so as to extend in one non-parallel direction with respect to a direction in which the grooves formed in the microlens extend.