JP4049854B2 - 液晶プロジェクタ用の液晶デバイスおよび液晶デバイス用の対向基板 - Google Patents
液晶プロジェクタ用の液晶デバイスおよび液晶デバイス用の対向基板 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4049854B2 JP4049854B2 JP25384597A JP25384597A JP4049854B2 JP 4049854 B2 JP4049854 B2 JP 4049854B2 JP 25384597 A JP25384597 A JP 25384597A JP 25384597 A JP25384597 A JP 25384597A JP 4049854 B2 JP4049854 B2 JP 4049854B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- liquid crystal
- array
- refractive
- crystal device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶プロジェクタ用の液晶デバイスおよび液晶デバイス用の対向基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
個別的に光の透過状態と遮断状態とを制御できる液晶画素を２次元に配列してなる液晶デバイスに画像を表示し、この画像に光束を照射し、透過光をスクリーン上に投影結像することにより画像を表示する「液晶プロジェクタ」が知られている。
上記液晶デバイスとして広く知られた「ＴＦＴ−ＬＣＤ（Thin Film Transistor Liquid Crystal Device）」は、薄い液晶層を透明な１対の基板で挾持した構成となっている。１対の基板の一方は「ＴＦＴ基板」と呼ばれ、液晶層に接する側の面に、液晶に対する駆動電界を印加するためのＴＦＴ（Thin Film Transistor）が画素配列に従って配列形成されるとともに、これらＴＦＴを駆動するためのバスラインが形成される。
ＴＦＴとバスラインの形成されない部分は「微小な開口」として２次元的に配列し、個々の開口が「画素」に対応する。
【０００３】
ＴＦＴ基板とともに液晶層を挾持する他方の基板は「対向基板」と呼ばれ、液晶層に接する側の面に、ＴＦＴ配列に対する透明な対向電極層と、ＴＦＴやバスラインに対して照射光束を遮光するブラックマトリックス層（上記画素に対応する開口に応じた開口「ブラックマトリックスアパーチュア」）の配列等が形成されている。
このように、ＴＦＴ−ＬＣＤの「１画素に割り当てられた面積部分」は、ＴＦＴやバスライン等により光の透過しない部分と開口部とからなり、開口部の面積は「１画素の割り当て面積に対して略４０％前後」である。このため、ＴＦＴ−ＬＣＤに平行光束を照射した場合、個々の画素あたり開口部を透過できるのは入射光の４０％程度と小さく、光の利用効率が悪い。
光利用効率を向上させるため、ＴＦＴ−ＬＣＤにおける個々の画素に対応して凸のマイクロレンズを設け、各マイクロレンズにより光を対応する画素部分に集光させることが知られている。
【０００４】
ところで、ＴＦＴ−ＬＣＤを製造する際、上記対向基板は一般に、大面積の基板上に多数の基板を配列させてレイアウトし、多数の基板を一括して一体に作製した後、規定の寸法に切り離して１単位（チップ）の対向基板とする。この切断の際に、対向基板を構成する屈折面アレイ基板（前記マイクロレンズのアレイが形成されている）と平面基板のうちで「強度の弱い基板」側に応力集中が生じて「カケ」や「チッピング」が生じることがある。
また、対向基板における平面基板の外周端部は「面取り」されることが多く、この面取りの際にもカケやチッピング、あるいは屈折面アレイ基板と平面基板とを接合する接着剤の層の剥離が発生することがある。これらカケ、チッピング、接着剤の層の剥離等は液晶デバイスの動作を妨げるだけでなく、液晶の異常を引き起こす原因となり得る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、液晶デバイスの製造過程における上記切離しの際に、カケ、チッピング、接着剤の剥がれ等の発生を有効に軽減しうる構造の、対向基板の実現を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の対向基板は「液晶プロジェクタ用の液晶デバイスにおいて、ＴＦＴ基板とともに液晶層を挾持し、光照射側に配備される対向基板」であって、屈折面アレイ基板と平面基板とを一体化してなり、以下の特徴を有する(請求項１)。
即ち「屈折面アレイ基板」には、光集束機能を持つ微小な屈折面が、ＴＦＴ基板における個々の画素に対応させて、片面にアレイ状に配列形成される。微小な屈折面のアレイは、屈折面アレイ基板の基板表面形状として形成される。
「平面基板」は、屈折面アレイ基板と熱膨張係数が略等しい透明材料による平行平板で、屈折面アレイ基板の屈折面のアレイが形成された側の面に配備され、屈折面のアレイ配列に対応するブラックマトリックスアパーチュアを形成され、屈折面アレイ基板に接合により一体化される。
一体化された基板の一方の外側平面（液晶層と接する面）には「透明電極膜」が形成される。屈折面アレイ基板の、屈折面のアレイが形成された側の面の、アレイ配列領域の外周部には「屈折面アレイ基板と平面基板との間隙を保つためのスペーサ部」が形成されるが、このスペーサ部は、上記間隙の大きさが「微小な屈折面の高さ以上」となり、且つスペーサ部の外周部が「対向基板の外周端面の一部をなす」ように形成される。
【０００７】
このスペーサ部も、屈折面アレイ基板の基板表面形状として形成される。即ち、屈折面アレイ基板は「屈折面のアレイとスペーサ部とが一体に形成された同一材料の基板」である。スペーサ部は、その頂部が平坦な面（頂部面）をなす。
所定の屈折率を持つ透明な媒質が、接合用の接着剤として、屈折面アレイ基板と平面基板との間の間隙部分を満たす。即ち、上記媒質は、接着剤として、屈折面アレイ基板と平面基板との間を隈なく満たし、スペーサ部も、上記媒質により平面基板と接合される。従って、スペーサ部においては「スペーサ部の平坦な頂部面と平面基板表面とが接合」される。
このような構造を取ることにより、前記製造の「切離し工程」において、個々の液晶デバイスは対向基板の「スペーサ部」の部分で切り離されることになる。
「切り離し」は、スペーサ部において「屈折面アレイ基板および平面基板の厚み方向」に切断することにより行われる。この切断は「スペーサ部の平坦な頂部面の位置」で行われる。即ち、切断面は「スペーサ部の平坦な頂部面」を分断する。従って、切断によるスペーサ部の切断面が「対向基板の外周端面の一部」をなす。
即ち、切断後においては、屈折面アレイ基板のアレイ配列領域の外周端から、上記スペーサ部の切断面に至るまで、スペーサ部の平坦な頂部面と平面基板とが「上記媒質の均一な層厚の薄層」を介して接着により接合されている。
スペーサ部は「微小な屈折面の高さ以上」の厚さを有し、接合材を介して平面平板と固着されるので、この部分における機械強度が十分に大きくなり、切離しの際に、カケやチッピングの発生が有効に抑制される。
【０００８】
屈折面アレイ基板に形成される個々の屈折面は「光集束機能」を有するものであり、この光集束機能は必ずしも、正レンズのように光束を結像させる機能を持つ必要はなく、形状としては「円錐形状」や「截頭円錐形状」が可能である。
しかし、光利用効率を最大限に高めるためには、屈折面アレイ基板に形成される個々の屈折面は「マイクロレンズ面」であることが好ましい。このマイクロレンズ面は「凸のマイクロレンズ面」であることができる。
請求項１記載の発明では、屈折面アレイ基板と平面基板との間に、所定の屈折率を持つ透明な媒質が、接合用に接着剤として、屈折面のアレイのアレイ配列領域における、屈折面アレイ基板と平面基板との間の間隙部分とを満たすので、上記接着剤の屈折率が屈折面アレイ基板の屈折率より高い場合には「凹のマイクロレンズ面」とすることができる。即ち、屈折面は「凸または凹のマイクロレンズ」であることができる（請求項２）。
【０００９】
平面基板の厚さは、２０〜２５０μｍ、より好ましくは３０〜９０μｍ程度が適当である。前述の如く、液晶デバイス用の対向基板の、平面基板の外周端面には「面取り（屈折面アレイ基板の側へ向かって拡がるようなテーパ領域）」が施されるのが一般であるが、面取り部の「面取り角」は略４５度〜略７０度、「面取り残量」は略１５μｍ以上であることが好ましい（請求項３）。上記のような「面取り角・面取り量」で面取りを行うと、面取りの際のカケやチッピング、接合材の剥離等を有効に防止できる。
上記の如き「対向基板」の外部平面としては、屈折面アレイ基板の面（屈折面のアレイを形成されていない側の面）と平面基板の面の２面があり、これら２面のうちで、液晶層の側に成る面に「透明電極膜」が形成される。このように、透明電極膜は屈折面アレイ基板の側に形成しても良いし、平面基板の側に形成してもよいが、一般には、屈折面アレイ基板は平面基板よりも厚くなりがちであり、屈折面による集束機能（焦点距離等）がさほど大きく無いことを考慮すると「平面平板を液晶層の側に配備する（請求項４）」のが好ましい。
【００１０】
この発明の「液晶プロジェクタ用の液晶デバイス」は、上記請求項１〜４の任意の１つに記載された液晶デバイス用の対向基板と、ＴＦＴ基板とにより液晶層を挾持して構成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施の１形態としての「液晶デバイス」を説明図的に示している。図中の符号２０１は「ＴＦＴ基板」、符号２０２は「屈折面アレイ基板」、符号２０３は「平面基板」、符号２０５は「液晶層」を示す。
ＴＦＴ基板２０１の、液晶層２０５に接する側の面には、各画素を駆動するためのＴＦＴ２０１Ａとバスライン（図示されず）が形成され、これらＴＦＴ２０１Ａとバスラインに覆われていない部分が「画素」としての開口部２０１Ｂになっている。符号２０１Ｃは「透明導電膜」を示す。
ＴＦＴ基板２０１と共に液晶層２０５を挾持する平面基板２０３は「透明な平行平板」で、液晶層２０５に接する側の面にはブラックマトリックス２０４が形成され、ブラックマトリックス２０４上には透明電極２０４ＡがＩＴＯにより形成されている。
屈折面アレイ基板２０２には、平面基板２０３に面する側の面に「屈折面」として凸のマイクロレンズ３０２のアレイ配列が形成されている。屈折面アレイ基板２０２と平面基板２０３とは液晶デバイスの「対向基板」を構成する。
【００１２】
図１において、照射光束は屈折面アレイ基板２０３の平坦な面（図の上側面）から入射し、個々の屈折面３０２に入射して屈折され、ブラックマトリックス２０４の開口（ブラックマトリックスアパーチュア）を通過し、液晶層２０５を透過してＴＦＴ基板２０１における「画素」である開口部２０１Ｂを通過する。
【００１３】
屈折面アレイ基板２０２および平面基板２０３の材質は、対向基板製作の後工程や熱処理工程で、屈折面アレイ基板２０２と平面基板２０３とが剥離しないように「熱膨張係数が略等しい」ことが必要であるが、この条件が満たされる材料であれば特に制限なく利用できる。
【００１４】
屈折面アレイ基板２０２におけるマイクロレンズ形成面と平面基板２０３の間の間隙部は接着剤２０６で満たされている。
屈折面アレイ基板２０２と平面基板２０３とは接合により一体化される。「接合の材料」は、後工程で処理される加熱温度に耐え得る材料であれば、特に制限はない。
【００１５】
図２に屈折面アレイ基板２０２を示す。符号３０３は「スペーサ部」を示す。「ｈ」は、スペ−サ部３０３の（マイクロレンズ３０２形成面からの）高さを示し、「ｈ’」はマイクロレンズ３０２の高さを示している。
ｈ，ｈ’は関係：ｈ≧ｈ’を満たすことが必要である。即ち、スペーサ部３０３は「個々のマイクロレンズ３０２の高さ」以上の高さに形成されている。
【００１６】
図３は、図１に示した液晶デバイスの「対向基板」を説明図的に示している。符号２０２は「屈折面アレイ基板」、符号３０３は「スペ−サ部」、符号３５０は屈折面アレイ（マイクロレンズアレイ）の「アレイ配列領域」を示している。
即ち、屈折面としてのマイクロレンズのアレイは、このアレイ配列領域３５０にアレイ配列して形成されている。スペーサ部３０３は「アレイ配列領域３５０の外周部」にアレイ配列領域３５０を囲繞するように形成され、符号３０４で示す「切断部」に至るまで形成されている。図３に符号２０３Ａで示す「ハッチを施した部分」は、平面基板２０３の外周端部の「面取りされた部分（以下「面取り部」という）を示している。
【００１７】
図４は、図３に示した対向基板の「端部近傍の状態」を示している。符号２０６は「接着剤（接合の材料）」、符号２０３Ａは面取り部、符号３０４は切断部（前記「切離し工程」で切断された面）を示す。スペーサ部３０３の平面基板２０３に対向する部分は「平坦な頂部面」をなし、この頂部面の、図で左側の端部はアレイ配列領域３５０に面する端面となり、右側の端部は切断部３０４になっている。
図４に示す角：θは「面取り角」で、「ｄ」は「面取り量」、平面基板２０３の厚さを「Ｄ」とすると、面取り残量：ｔは「Ｄ−ｄ」である。
図４では、接着剤２０６の層により、屈折面アレイ基板２０２と平面基板２０３の間は完全に満たされている。従って、スペーサ部３０３の「平坦な頂部面」は、アレイ配列領域の外周端から切断面３０４に至るまで、接着剤２０６の「均一な層厚の薄層」を介して平面基板２０３の図における下面と接合されている。
図４に示すように、平面基板２０３の外周端部は面取りされるが、面取りは平面基板２０３の厚みの一部を残すように行われ、接着剤２０６の層までは行われていない。即ち、接着剤２０６の層は、マイクロレンズアレイを形成した屈折面アレイ基板２０２の端面と同様に「光入射面に対して直角」に切り離されている。
図４に示すように、上記切断部３０４は「対向基板の外周端面」を成すが、スペーサ部３０３の外周部は「対向基板の外周端面の一部」をなすことになる。
【００１８】
即ち、上に説明した実施の形態において「対向基板」は、液晶プロジェクタ用の液晶デバイスにおいて、ＴＦＴ基板２０１とともに液晶層２０５を挾持し、光照射側に配備される対向基板であって、光集束機能を持つ微小な屈折面３０２をＴＦＴ基板２０１における個々の画素に対応させて、片面にアレイ状に配列形成した屈折面アレイ基板２０２と、該屈折面アレイ基板２０２の「屈折面３０２のアレイが形成された側の面」に配備され、屈折面のアレイ配列に対応するブラックマトリックスアパーチュアを形成され、屈折面アレイ基板２０２と熱膨張係数が略等しい透明材料による平面基板２０３とを一体化してなり、一体化された基板の一方の外側平面に透明電極膜２０４Ａが形成され、屈折面アレイ基板２０２の屈折面のアレイが形成された側の面の、アレイ配列領域３５０の外周部に、屈折面アレイ基板と平面基板との間隙を保つためのスペーサ部３０３を、上記間隙の大きさが、微小な屈折面３０２の高さ以上となるように、且つ、スペーサ部３０３の外周部が、対向基板の外周端面３０４の一部をなすように形成したもので（請求項１）、屈折面アレイ基板に形成された個々の屈折面３０２は「凸のマイクロレンズ」であり（請求項２）、平面基板２０３の外周端面に「面取り」が施され、平面平板２０３は、液晶層２０５の側に配備され（請求項４）、屈折面アレイ基板２０２と平面基板２０３の間に、所定の屈折率を持つ透明な媒質２０６が挾まれ、この透明な媒質２０６は、屈折面のアレイのアレイ配列領域３５０における、屈折面アレイ基板２０２と平面基板２０３との間の間隙部分を満たす「接合用の接着剤」であり、スペーサ部３０３の平坦な頂部面と平面基板２０３との間も接着により接合する（請求項１）。
そして、上記液晶デバイスは、上記の如き対向基板と、ＴＦＴ基板２０１とにより液晶層２０５を挾持してなる液晶プロジェクタ用の液晶デバイスである。この「液晶デバイス」は勿論、モノクロ画像表示用に使用できるが、カラー画像を表示するためのＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）画像の任意のものを表示するものとして使用することができる。即ち、この液晶デバイスを３個用い、その個々にＲ，Ｇ，Ｂ画像を表示することにより、液晶カラープロジェクター用の画像表示手段を構成することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、具体的な実施例を挙げる。図１〜図４に即して説明した液晶デバイスを以下のように実施した。
【００２０】
図３を参照すると、屈折面アレイ基板２０２は、ネオセラムＮ−０材料（ｄ線に対する屈折率：ｎｄ＝１．５４１）のもので、横方向（長手方向）長さ：２７．４ｍｍ、縦方向長さ：１９．８５ｍｍであり、符号３５０で示す「アレイ配列領域（横方向：１８．５８２ｍｍ、縦方向：１４．０２２ｍｍ）」にマイクロレンズ３０２をアレイ配列形成されている。アレイ配列領域３５０の外周部に形成されたスペーサ部３０３は４角形状をなしてアレイ配列領域３５０を囲繞し、その幅は１．２ｍｍである。図３には示されていないが、実施例では、図２あるいは図４に示されたように、マイクロレンズの配列領域とスペーサ部との間に「レンズ底面と同じ高さの領域」が四角い枠状に設けられており、このためスペーサ部の幅は上記の幅になっているのである。
【００２１】
平面基板２０３は厚さ：６０μｍのネオセラムＮ−０材料の平行平板である。屈折面アレイ基板２０２と平面基板２０３とを接合する接着剤２０６の層は両基板間の間隙を満たす。接着剤２０６は「フッ素系の低屈折率接着剤」である。
平面基板２０３の他方の面の、ブラックマトリックス２０４はＣｒ膜により、透明電極膜２０４ＡはＩＴＯ膜により形成した。ブラックマトリックス２０４のＣｒ膜面には、その外周部にアライメントマ−クを形成し、ＴＦＴ基板２０１との位置合わせに用いた。ブラックマトリックスの開口部である前述の「ブラックマトリックスアパーチュア」は長方形形状であり、マトリックスとしては「碁盤目状」に配列され、個々のアパーチュアは横幅：２３．０μｍ、縦幅：１８．５μｍで、配列ピッチは横方向ピッチ：２８．５μｍ、縦方向ピッチ：２８．５μｍで、対角方向の長さは４０．３０５μｍである。
【００２２】
屈折面アレイ基板２０２に形成された「屈折面」であるマイクロレンズ３０２の個々は、４角形形状の領域（形状や寸法は、液晶デバイスにおける画素の寸法やピッチにより決定される）を底面形状として形成した。アレイ配列をなすマイクロレンズ３０２は、レンズ高さ：８．２８μｍ（図２の高さ：ｈ’）の凸レンズであり頂部近傍は球面形状で、焦点距離は１９０μｍである。スペーサ部３０３の「平坦な頂部面」の高さ：ｈ（図２）は、各マイクロレンズ３０２の頂点より僅かに高い高さ：１０．３０μｍになっている。上記マイクロレンズにより集光される光束は、平面基板を透過して、ブラックマトリックス部分の僅か先に集光する。
平面基板２０３の厚みをなす「外周端面」には面取りを施した。
このような構成を持つ対向基板は、ＴＦＴ基板２０１と共に液晶層２０５を挾持し全体として一体化される。
【００２３】
以下、上記実施例におけるの対向基板の製造方法を説明する。厚さ：１ｍｍ、直径：８インチのネオセラムＮ−０基板を屈折面アレイ基板用の材料として、この基板に上記平面寸法（２７．４ｍｍ×１９．８５ｍｍ）を持つ、３０個分の「屈折面アレイ基板」をレイアウトした。
即ち、先ず、上記ネオセラムＮ−０材料基板上にＣｒ膜を厚さ：５０００Åにスパッタリングし、マスクを用いたウエットエッチングにより、スペ−サ部（隣接する屈折面アレイ基板のスペーサ部とつながっている）に該当する部分のみを残してＣｒ膜を除去する。マスクはフォトハブリケ−ション法で形成したが、スパッタリングでクロムを成膜する際に、スペーサ部以外を金属マスクで遮蔽して形成しても良い。
次に、熱可塑性感光性材料としてフォトレジストを塗布し、パターニングにより個々のアレイ配列領域において、マイクロレンズの底面領域となる前記４角形形状ごとにフォトレジストが残るようにした。このようにして、横長４角形形状のフォトレジストのアレイ配列がアレイ配列領域ごとに得られる。上記フォトレジストを熱変形し、個々のフォトレジストの表面を「凸曲面」化し、高さ：１２．５２５μｍの所望のレンズ形状を形成した。この時の形状は、底面形状が横長４角形で断面形状が球形状である。
【００２４】
続いて、大口径のリジタ−ノコイルを用いた大口径ＥＣＲプラズマエッチング装置で全体として「１よりもわずかに大きい」選択比で１２．７μｍエッチングし、ネオセラムＮ−０材料基板表面に、レンズ高さ：９．２８μｍ（図２の高さ：ｈ’）の凸のマイクロレンズのアレイ配列を形成し、更に、僅かに２μｍほどオ−バ−エッチングする。
【００２５】
スペーサ部となるべき部分は、Ｃｒ膜のマスク作用でエッチングされず、平坦な面のまま残るので、マイクロレンズアレイ形成後に上記Ｃｒ膜を除去すると、スペーサ部３０３の平坦な頂部面の高さ：ｈは、各マイクロレンズ３０２の頂点より僅かに高い高さ：１０．３０μｍになる。
マイクロレンズアレイとスペーサ部とが形成された面の全面に、接着剤としてフッ素系の低屈折率接着剤を塗布し、その上から平面基板となるべき、厚さ：６０μｍのネオセラムＮ−０材料（直径：８インチ 平行平板）を乗せ、上記接着剤を紫外線硬化し、その後、厚さ：６０μｍの平行平板（平面基板）の他方の面に各対向基板ごとの透明電極やブラックマトリックスを形成した。
屈折面基板になる平行平面板も平面基板となるべき平行平板も同じネオセラムＮ−０材料であるため、熱膨張係数が等しく、ＴＦＴ−ＬＣＤを製作するための工程での熱処理工程の際の応力による破壊の問題が無い。この状態から、個々の対向基板のチップを、ダイシングマシ−ン等を使用して切離し、次いで、切り離された個々のチップにおける平面基板の外周端面に面取りを行う。この切り離し、面取りの際、切断面部分（図４に符号３０４で示す部分）や、この部分と面取り部（図４に符号３０２Ａで示す部分）との境界で「カケやチッピング、接着剤の剥がれ」が発生する問題がある。
この発明においては、スペーサ部を屈折面部分以上の高さにし、このスペーサ部（厚さが大きいことで物理強度が大きい）で切り離しを行うことにより、切断面部分で「カケやチッピング」が発生するのを有効に防止している。
面取り部におけるカケ、チッピング、接着剤の剥離を防止するため、「面取り角（切り離しの際に切断された垂直切断面と面取り面のなす角度：図４における角：θ）」を略４５度〜略７０度、「面取り残量：図４の厚さ：ｔ」」を略１５μｍ以上とした。
上記「面取り角度：θ」「面取り量：ｄ」「面取り残量：ｔ」、「ダイヤモンド粒径（面取りに用いられるダイヤモンド粒の径）：Δ」と「チッピング（接着剤のカケの発生を含む）」の関係を調べた実験の結果を一覧にして以下に示す。
【００２６】
実験：１ 平面基板の厚さ：Ｄ＝６０μｍ
θ（度） ｄ(μｍ) Δ チッピング ｔ(μｍ) 評 価
粒径番号 量（μｍ）
１ ４０ ４５ ４００ ７０ １５ ×
２ ４０ ５０ ４００ ８０ １０ ×
３ ４５ ４０ ３６０ ４０ ２０ △
４ ４５ ４５ ３６０ ５０ １５ △
５ ４５ ５０ ３６０ ７０ １０ ×
６ ４５ ５５ ３６０ １１０ ５ ×
７ ４５ ６０ ３６０ １３０ ０ ×
８ ４５ ４０ ４００ ２０ ２０ ○
９ ４５ ４５ ４００ ３０ １５ ○
10 ４５ ５０ ４００ ５０ １０ ×
11 ４５ ５５ ４００ ８０ ５ ×
12 ４５ ６０ ４００ １００ ０ ×
13 ６０ ３５ ４００ １０ ２５ ○
14 ６０ ４０ ４００ ２０ ２０ ○
15 ６０ ４５ ４００ ３０ １５ ○
16 ６０ ５０ ４００ ５０ １０ △
17 ６０ ５５ ４００ ９０ ５ ×
18 ６０ ６０ ４００ １００ ０ ×
19 ７０ ４０ ４００ １５ ２０ ○
20 ７０ ４５ ４００ ２０ １５ ○
21 ７０ ５０ ４００ ４０ １０ △
22 ７０ ５５ ４００ ７０ ５ ×
チッピング：接着剤のカケの発生を含む。顕微鏡観察にて実施した。評価：顕微鏡観察にてカケ、チッピング、接着剤の剥離、カバ−ガラスのカン等の状況によって、次の３段階で評価した。○：良好、△：少ないが発生する、×：数多く発生する。
【００２７】
実験：２ 平面基板の厚さ：Ｄ＝３５μｍ
θ（度） ｄ(μｍ) Δ チッピング ｔ(μｍ) 評 価
粒径番号 量（μｍ）
１ ４５ １５ ４００ ２０ ２５ ○
２ ４５ ２０ ４００ ３０ １５ ○
３ ４５ ２５ ４００ ５０ １０ ×
４ ４５ ３０ ４００ ８０ ５ ×
５ ６０ １０ ４００ ２０ ２５ ○
６ ６０ １５ ４００ ３０ ２０ ○
７ ６０ ２０ ４００ ４０ １５ ○
８ ６０ ２５ ４００ ６０ １０ △
９ ６０ ３０ ４００ １００ ５ ×
10 ７０ １０ ４００ ２０ ２５ ○
11 ７０ １５ ４００ ３０ ２０ ○
12 ７０ ２０ ４００ ３５ １５ ○
13 ７０ ２５ ４００ ６０ １０ △
14 ７０ ３０ ４００ ９０ ５ ×
これらの結果から、面取り残量：ｔを大きく（１５μｍ以上）すること、面取り角を４５度〜７０度の範囲にするのが良いことがわかる。なお、平面基板の面取り残量を大きくしすぎると、フルカット時の切断ブレードへの負担が大きくなり、面取り量以上のチッピングが発生する。従って、面取り残量は、平面基板の材料と成る平行平板の厚みに応じて制御する必要があり、平面基板の厚さが２５０μｍであるときには、面取り残量は１５０μｍ以下とする必要があった。
【００２８】
上述のように、マイクロレンズの高さに比べてスペーサ部の高さが高いので、屈折面アレイ基板と平面基板とはスペーサ部で接触し、スペーサ部を切断部として切り離しを行い、面取り残量：ｔを大きく、且つ、面取り角度を略４５度〜７０度にしたため、面取り部が接着剤の層に至ることがなく、チッピング量が少なくかつ接着剤の層の剥離がなくなった。上記の方法で製作した対向基板は十分な機械強度が得られた。
【００２９】
別途製作したＴＦＴ基板と上記のようにして得られた対向基板とで液晶層を挾持して液晶デバイス（ＴＦＴ−ＬＣＤ）を形成し、入射角：０±８．６度の範囲で照射光束（平行光束）を照射したところ、６３．２％以上の光利用効率を実現できた。屈折面を用いない場合の光利用効率：４８．１２％に対し、略１．３１倍に光利用効率が向上した。
【００３０】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば液晶プロジェクタ用の新規な液晶デバイスおよび液晶デバイス用の新規な対向基板を実現できる。この発明の対向電極は上記の如き構成となっているので、対向基板の製造過程におけるチップの切離しの際に、カケ、クラック、接着剤の層の剥がれの発生を有効に軽減でき、従って、対向基板の歩留まりが向上し、対向電極の生産性・信頼性を向上せしめて、対応基板の生産コストを低減させることができる。
またこの発明の液晶デバイスは、上記の如き対向基板を用いて構成されることにより、安価に製造でき、しかも信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の液晶プロジェクタ用の液晶デバイスの実施の１形態を説明するための図である。
【図２】上記実施の形態における屈折面アレイ基板を説明するための図である。
【図３】上記実施の形態における対向基板の平面図的な説明図である。
【図４】図３におけるＩＩＩ−ＩＩＩ'断面図である。
【符号の説明】
２０２ 屈折面アレイ基板
２０３ 平面基板
３０２ マイクロレンズ
３０３ スペーサ部
２０６ 接着剤
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶プロジェクタ用の液晶デバイスおよび液晶デバイス用の対向基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
個別的に光の透過状態と遮断状態とを制御できる液晶画素を２次元に配列してなる液晶デバイスに画像を表示し、この画像に光束を照射し、透過光をスクリーン上に投影結像することにより画像を表示する「液晶プロジェクタ」が知られている。
上記液晶デバイスとして広く知られた「ＴＦＴ−ＬＣＤ（Thin Film Transistor Liquid Crystal Device）」は、薄い液晶層を透明な１対の基板で挾持した構成となっている。１対の基板の一方は「ＴＦＴ基板」と呼ばれ、液晶層に接する側の面に、液晶に対する駆動電界を印加するためのＴＦＴ（Thin Film Transistor）が画素配列に従って配列形成されるとともに、これらＴＦＴを駆動するためのバスラインが形成される。
ＴＦＴとバスラインの形成されない部分は「微小な開口」として２次元的に配列し、個々の開口が「画素」に対応する。
【０００３】
ＴＦＴ基板とともに液晶層を挾持する他方の基板は「対向基板」と呼ばれ、液晶層に接する側の面に、ＴＦＴ配列に対する透明な対向電極層と、ＴＦＴやバスラインに対して照射光束を遮光するブラックマトリックス層（上記画素に対応する開口に応じた開口「ブラックマトリックスアパーチュア」）の配列等が形成されている。
このように、ＴＦＴ−ＬＣＤの「１画素に割り当てられた面積部分」は、ＴＦＴやバスライン等により光の透過しない部分と開口部とからなり、開口部の面積は「１画素の割り当て面積に対して略４０％前後」である。このため、ＴＦＴ−ＬＣＤに平行光束を照射した場合、個々の画素あたり開口部を透過できるのは入射光の４０％程度と小さく、光の利用効率が悪い。
光利用効率を向上させるため、ＴＦＴ−ＬＣＤにおける個々の画素に対応して凸のマイクロレンズを設け、各マイクロレンズにより光を対応する画素部分に集光させることが知られている。
【０００４】
ところで、ＴＦＴ−ＬＣＤを製造する際、上記対向基板は一般に、大面積の基板上に多数の基板を配列させてレイアウトし、多数の基板を一括して一体に作製した後、規定の寸法に切り離して１単位（チップ）の対向基板とする。この切断の際に、対向基板を構成する屈折面アレイ基板（前記マイクロレンズのアレイが形成されている）と平面基板のうちで「強度の弱い基板」側に応力集中が生じて「カケ」や「チッピング」が生じることがある。
また、対向基板における平面基板の外周端部は「面取り」されることが多く、この面取りの際にもカケやチッピング、あるいは屈折面アレイ基板と平面基板とを接合する接着剤の層の剥離が発生することがある。これらカケ、チッピング、接着剤の層の剥離等は液晶デバイスの動作を妨げるだけでなく、液晶の異常を引き起こす原因となり得る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、液晶デバイスの製造過程における上記切離しの際に、カケ、チッピング、接着剤の剥がれ等の発生を有効に軽減しうる構造の、対向基板の実現を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の対向基板は「液晶プロジェクタ用の液晶デバイスにおいて、ＴＦＴ基板とともに液晶層を挾持し、光照射側に配備される対向基板」であって、屈折面アレイ基板と平面基板とを一体化してなり、以下の特徴を有する(請求項１)。
即ち「屈折面アレイ基板」には、光集束機能を持つ微小な屈折面が、ＴＦＴ基板における個々の画素に対応させて、片面にアレイ状に配列形成される。微小な屈折面のアレイは、屈折面アレイ基板の基板表面形状として形成される。
「平面基板」は、屈折面アレイ基板と熱膨張係数が略等しい透明材料による平行平板で、屈折面アレイ基板の屈折面のアレイが形成された側の面に配備され、屈折面のアレイ配列に対応するブラックマトリックスアパーチュアを形成され、屈折面アレイ基板に接合により一体化される。
一体化された基板の一方の外側平面（液晶層と接する面）には「透明電極膜」が形成される。屈折面アレイ基板の、屈折面のアレイが形成された側の面の、アレイ配列領域の外周部には「屈折面アレイ基板と平面基板との間隙を保つためのスペーサ部」が形成されるが、このスペーサ部は、上記間隙の大きさが「微小な屈折面の高さ以上」となり、且つスペーサ部の外周部が「対向基板の外周端面の一部をなす」ように形成される。
【０００７】
このスペーサ部も、屈折面アレイ基板の基板表面形状として形成される。即ち、屈折面アレイ基板は「屈折面のアレイとスペーサ部とが一体に形成された同一材料の基板」である。スペーサ部は、その頂部が平坦な面（頂部面）をなす。
所定の屈折率を持つ透明な媒質が、接合用の接着剤として、屈折面アレイ基板と平面基板との間の間隙部分を満たす。即ち、上記媒質は、接着剤として、屈折面アレイ基板と平面基板との間を隈なく満たし、スペーサ部も、上記媒質により平面基板と接合される。従って、スペーサ部においては「スペーサ部の平坦な頂部面と平面基板表面とが接合」される。
このような構造を取ることにより、前記製造の「切離し工程」において、個々の液晶デバイスは対向基板の「スペーサ部」の部分で切り離されることになる。
「切り離し」は、スペーサ部において「屈折面アレイ基板および平面基板の厚み方向」に切断することにより行われる。この切断は「スペーサ部の平坦な頂部面の位置」で行われる。即ち、切断面は「スペーサ部の平坦な頂部面」を分断する。従って、切断によるスペーサ部の切断面が「対向基板の外周端面の一部」をなす。
即ち、切断後においては、屈折面アレイ基板のアレイ配列領域の外周端から、上記スペーサ部の切断面に至るまで、スペーサ部の平坦な頂部面と平面基板とが「上記媒質の均一な層厚の薄層」を介して接着により接合されている。
スペーサ部は「微小な屈折面の高さ以上」の厚さを有し、接合材を介して平面平板と固着されるので、この部分における機械強度が十分に大きくなり、切離しの際に、カケやチッピングの発生が有効に抑制される。
【０００８】
屈折面アレイ基板に形成される個々の屈折面は「光集束機能」を有するものであり、この光集束機能は必ずしも、正レンズのように光束を結像させる機能を持つ必要はなく、形状としては「円錐形状」や「截頭円錐形状」が可能である。
しかし、光利用効率を最大限に高めるためには、屈折面アレイ基板に形成される個々の屈折面は「マイクロレンズ面」であることが好ましい。このマイクロレンズ面は「凸のマイクロレンズ面」であることができる。
請求項１記載の発明では、屈折面アレイ基板と平面基板との間に、所定の屈折率を持つ透明な媒質が、接合用に接着剤として、屈折面のアレイのアレイ配列領域における、屈折面アレイ基板と平面基板との間の間隙部分とを満たすので、上記接着剤の屈折率が屈折面アレイ基板の屈折率より高い場合には「凹のマイクロレンズ面」とすることができる。即ち、屈折面は「凸または凹のマイクロレンズ」であることができる（請求項２）。
【０００９】
平面基板の厚さは、２０〜２５０μｍ、より好ましくは３０〜９０μｍ程度が適当である。前述の如く、液晶デバイス用の対向基板の、平面基板の外周端面には「面取り（屈折面アレイ基板の側へ向かって拡がるようなテーパ領域）」が施されるのが一般であるが、面取り部の「面取り角」は略４５度〜略７０度、「面取り残量」は略１５μｍ以上であることが好ましい（請求項３）。上記のような「面取り角・面取り量」で面取りを行うと、面取りの際のカケやチッピング、接合材の剥離等を有効に防止できる。
上記の如き「対向基板」の外部平面としては、屈折面アレイ基板の面（屈折面のアレイを形成されていない側の面）と平面基板の面の２面があり、これら２面のうちで、液晶層の側に成る面に「透明電極膜」が形成される。このように、透明電極膜は屈折面アレイ基板の側に形成しても良いし、平面基板の側に形成してもよいが、一般には、屈折面アレイ基板は平面基板よりも厚くなりがちであり、屈折面による集束機能（焦点距離等）がさほど大きく無いことを考慮すると「平面平板を液晶層の側に配備する（請求項４）」のが好ましい。
【００１０】
この発明の「液晶プロジェクタ用の液晶デバイス」は、上記請求項１〜４の任意の１つに記載された液晶デバイス用の対向基板と、ＴＦＴ基板とにより液晶層を挾持して構成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施の１形態としての「液晶デバイス」を説明図的に示している。図中の符号２０１は「ＴＦＴ基板」、符号２０２は「屈折面アレイ基板」、符号２０３は「平面基板」、符号２０５は「液晶層」を示す。
ＴＦＴ基板２０１の、液晶層２０５に接する側の面には、各画素を駆動するためのＴＦＴ２０１Ａとバスライン（図示されず）が形成され、これらＴＦＴ２０１Ａとバスラインに覆われていない部分が「画素」としての開口部２０１Ｂになっている。符号２０１Ｃは「透明導電膜」を示す。
ＴＦＴ基板２０１と共に液晶層２０５を挾持する平面基板２０３は「透明な平行平板」で、液晶層２０５に接する側の面にはブラックマトリックス２０４が形成され、ブラックマトリックス２０４上には透明電極２０４ＡがＩＴＯにより形成されている。
屈折面アレイ基板２０２には、平面基板２０３に面する側の面に「屈折面」として凸のマイクロレンズ３０２のアレイ配列が形成されている。屈折面アレイ基板２０２と平面基板２０３とは液晶デバイスの「対向基板」を構成する。
【００１２】
図１において、照射光束は屈折面アレイ基板２０３の平坦な面（図の上側面）から入射し、個々の屈折面３０２に入射して屈折され、ブラックマトリックス２０４の開口（ブラックマトリックスアパーチュア）を通過し、液晶層２０５を透過してＴＦＴ基板２０１における「画素」である開口部２０１Ｂを通過する。
【００１３】
屈折面アレイ基板２０２および平面基板２０３の材質は、対向基板製作の後工程や熱処理工程で、屈折面アレイ基板２０２と平面基板２０３とが剥離しないように「熱膨張係数が略等しい」ことが必要であるが、この条件が満たされる材料であれば特に制限なく利用できる。
【００１４】
屈折面アレイ基板２０２におけるマイクロレンズ形成面と平面基板２０３の間の間隙部は接着剤２０６で満たされている。
屈折面アレイ基板２０２と平面基板２０３とは接合により一体化される。「接合の材料」は、後工程で処理される加熱温度に耐え得る材料であれば、特に制限はない。
【００１５】
図２に屈折面アレイ基板２０２を示す。符号３０３は「スペーサ部」を示す。「ｈ」は、スペ−サ部３０３の（マイクロレンズ３０２形成面からの）高さを示し、「ｈ’」はマイクロレンズ３０２の高さを示している。
ｈ，ｈ’は関係：ｈ≧ｈ’を満たすことが必要である。即ち、スペーサ部３０３は「個々のマイクロレンズ３０２の高さ」以上の高さに形成されている。
【００１６】
図３は、図１に示した液晶デバイスの「対向基板」を説明図的に示している。符号２０２は「屈折面アレイ基板」、符号３０３は「スペ−サ部」、符号３５０は屈折面アレイ（マイクロレンズアレイ）の「アレイ配列領域」を示している。
即ち、屈折面としてのマイクロレンズのアレイは、このアレイ配列領域３５０にアレイ配列して形成されている。スペーサ部３０３は「アレイ配列領域３５０の外周部」にアレイ配列領域３５０を囲繞するように形成され、符号３０４で示す「切断部」に至るまで形成されている。図３に符号２０３Ａで示す「ハッチを施した部分」は、平面基板２０３の外周端部の「面取りされた部分（以下「面取り部」という）を示している。
【００１７】
図４は、図３に示した対向基板の「端部近傍の状態」を示している。符号２０６は「接着剤（接合の材料）」、符号２０３Ａは面取り部、符号３０４は切断部（前記「切離し工程」で切断された面）を示す。スペーサ部３０３の平面基板２０３に対向する部分は「平坦な頂部面」をなし、この頂部面の、図で左側の端部はアレイ配列領域３５０に面する端面となり、右側の端部は切断部３０４になっている。
図４に示す角：θは「面取り角」で、「ｄ」は「面取り量」、平面基板２０３の厚さを「Ｄ」とすると、面取り残量：ｔは「Ｄ−ｄ」である。
図４では、接着剤２０６の層により、屈折面アレイ基板２０２と平面基板２０３の間は完全に満たされている。従って、スペーサ部３０３の「平坦な頂部面」は、アレイ配列領域の外周端から切断面３０４に至るまで、接着剤２０６の「均一な層厚の薄層」を介して平面基板２０３の図における下面と接合されている。
図４に示すように、平面基板２０３の外周端部は面取りされるが、面取りは平面基板２０３の厚みの一部を残すように行われ、接着剤２０６の層までは行われていない。即ち、接着剤２０６の層は、マイクロレンズアレイを形成した屈折面アレイ基板２０２の端面と同様に「光入射面に対して直角」に切り離されている。
図４に示すように、上記切断部３０４は「対向基板の外周端面」を成すが、スペーサ部３０３の外周部は「対向基板の外周端面の一部」をなすことになる。
【００１８】
即ち、上に説明した実施の形態において「対向基板」は、液晶プロジェクタ用の液晶デバイスにおいて、ＴＦＴ基板２０１とともに液晶層２０５を挾持し、光照射側に配備される対向基板であって、光集束機能を持つ微小な屈折面３０２をＴＦＴ基板２０１における個々の画素に対応させて、片面にアレイ状に配列形成した屈折面アレイ基板２０２と、該屈折面アレイ基板２０２の「屈折面３０２のアレイが形成された側の面」に配備され、屈折面のアレイ配列に対応するブラックマトリックスアパーチュアを形成され、屈折面アレイ基板２０２と熱膨張係数が略等しい透明材料による平面基板２０３とを一体化してなり、一体化された基板の一方の外側平面に透明電極膜２０４Ａが形成され、屈折面アレイ基板２０２の屈折面のアレイが形成された側の面の、アレイ配列領域３５０の外周部に、屈折面アレイ基板と平面基板との間隙を保つためのスペーサ部３０３を、上記間隙の大きさが、微小な屈折面３０２の高さ以上となるように、且つ、スペーサ部３０３の外周部が、対向基板の外周端面３０４の一部をなすように形成したもので（請求項１）、屈折面アレイ基板に形成された個々の屈折面３０２は「凸のマイクロレンズ」であり（請求項２）、平面基板２０３の外周端面に「面取り」が施され、平面平板２０３は、液晶層２０５の側に配備され（請求項４）、屈折面アレイ基板２０２と平面基板２０３の間に、所定の屈折率を持つ透明な媒質２０６が挾まれ、この透明な媒質２０６は、屈折面のアレイのアレイ配列領域３５０における、屈折面アレイ基板２０２と平面基板２０３との間の間隙部分を満たす「接合用の接着剤」であり、スペーサ部３０３の平坦な頂部面と平面基板２０３との間も接着により接合する（請求項１）。
そして、上記液晶デバイスは、上記の如き対向基板と、ＴＦＴ基板２０１とにより液晶層２０５を挾持してなる液晶プロジェクタ用の液晶デバイスである。この「液晶デバイス」は勿論、モノクロ画像表示用に使用できるが、カラー画像を表示するためのＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）画像の任意のものを表示するものとして使用することができる。即ち、この液晶デバイスを３個用い、その個々にＲ，Ｇ，Ｂ画像を表示することにより、液晶カラープロジェクター用の画像表示手段を構成することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、具体的な実施例を挙げる。図１〜図４に即して説明した液晶デバイスを以下のように実施した。
【００２０】
図３を参照すると、屈折面アレイ基板２０２は、ネオセラムＮ−０材料（ｄ線に対する屈折率：ｎｄ＝１．５４１）のもので、横方向（長手方向）長さ：２７．４ｍｍ、縦方向長さ：１９．８５ｍｍであり、符号３５０で示す「アレイ配列領域（横方向：１８．５８２ｍｍ、縦方向：１４．０２２ｍｍ）」にマイクロレンズ３０２をアレイ配列形成されている。アレイ配列領域３５０の外周部に形成されたスペーサ部３０３は４角形状をなしてアレイ配列領域３５０を囲繞し、その幅は１．２ｍｍである。図３には示されていないが、実施例では、図２あるいは図４に示されたように、マイクロレンズの配列領域とスペーサ部との間に「レンズ底面と同じ高さの領域」が四角い枠状に設けられており、このためスペーサ部の幅は上記の幅になっているのである。
【００２１】
平面基板２０３は厚さ：６０μｍのネオセラムＮ−０材料の平行平板である。屈折面アレイ基板２０２と平面基板２０３とを接合する接着剤２０６の層は両基板間の間隙を満たす。接着剤２０６は「フッ素系の低屈折率接着剤」である。
平面基板２０３の他方の面の、ブラックマトリックス２０４はＣｒ膜により、透明電極膜２０４ＡはＩＴＯ膜により形成した。ブラックマトリックス２０４のＣｒ膜面には、その外周部にアライメントマ−クを形成し、ＴＦＴ基板２０１との位置合わせに用いた。ブラックマトリックスの開口部である前述の「ブラックマトリックスアパーチュア」は長方形形状であり、マトリックスとしては「碁盤目状」に配列され、個々のアパーチュアは横幅：２３．０μｍ、縦幅：１８．５μｍで、配列ピッチは横方向ピッチ：２８．５μｍ、縦方向ピッチ：２８．５μｍで、対角方向の長さは４０．３０５μｍである。
【００２２】
屈折面アレイ基板２０２に形成された「屈折面」であるマイクロレンズ３０２の個々は、４角形形状の領域（形状や寸法は、液晶デバイスにおける画素の寸法やピッチにより決定される）を底面形状として形成した。アレイ配列をなすマイクロレンズ３０２は、レンズ高さ：８．２８μｍ（図２の高さ：ｈ’）の凸レンズであり頂部近傍は球面形状で、焦点距離は１９０μｍである。スペーサ部３０３の「平坦な頂部面」の高さ：ｈ（図２）は、各マイクロレンズ３０２の頂点より僅かに高い高さ：１０．３０μｍになっている。上記マイクロレンズにより集光される光束は、平面基板を透過して、ブラックマトリックス部分の僅か先に集光する。
平面基板２０３の厚みをなす「外周端面」には面取りを施した。
このような構成を持つ対向基板は、ＴＦＴ基板２０１と共に液晶層２０５を挾持し全体として一体化される。
【００２３】
以下、上記実施例におけるの対向基板の製造方法を説明する。厚さ：１ｍｍ、直径：８インチのネオセラムＮ−０基板を屈折面アレイ基板用の材料として、この基板に上記平面寸法（２７．４ｍｍ×１９．８５ｍｍ）を持つ、３０個分の「屈折面アレイ基板」をレイアウトした。
即ち、先ず、上記ネオセラムＮ−０材料基板上にＣｒ膜を厚さ：５０００Åにスパッタリングし、マスクを用いたウエットエッチングにより、スペ−サ部（隣接する屈折面アレイ基板のスペーサ部とつながっている）に該当する部分のみを残してＣｒ膜を除去する。マスクはフォトハブリケ−ション法で形成したが、スパッタリングでクロムを成膜する際に、スペーサ部以外を金属マスクで遮蔽して形成しても良い。
次に、熱可塑性感光性材料としてフォトレジストを塗布し、パターニングにより個々のアレイ配列領域において、マイクロレンズの底面領域となる前記４角形形状ごとにフォトレジストが残るようにした。このようにして、横長４角形形状のフォトレジストのアレイ配列がアレイ配列領域ごとに得られる。上記フォトレジストを熱変形し、個々のフォトレジストの表面を「凸曲面」化し、高さ：１２．５２５μｍの所望のレンズ形状を形成した。この時の形状は、底面形状が横長４角形で断面形状が球形状である。
【００２４】
続いて、大口径のリジタ−ノコイルを用いた大口径ＥＣＲプラズマエッチング装置で全体として「１よりもわずかに大きい」選択比で１２．７μｍエッチングし、ネオセラムＮ−０材料基板表面に、レンズ高さ：９．２８μｍ（図２の高さ：ｈ’）の凸のマイクロレンズのアレイ配列を形成し、更に、僅かに２μｍほどオ−バ−エッチングする。
【００２５】
スペーサ部となるべき部分は、Ｃｒ膜のマスク作用でエッチングされず、平坦な面のまま残るので、マイクロレンズアレイ形成後に上記Ｃｒ膜を除去すると、スペーサ部３０３の平坦な頂部面の高さ：ｈは、各マイクロレンズ３０２の頂点より僅かに高い高さ：１０．３０μｍになる。
マイクロレンズアレイとスペーサ部とが形成された面の全面に、接着剤としてフッ素系の低屈折率接着剤を塗布し、その上から平面基板となるべき、厚さ：６０μｍのネオセラムＮ−０材料（直径：８インチ 平行平板）を乗せ、上記接着剤を紫外線硬化し、その後、厚さ：６０μｍの平行平板（平面基板）の他方の面に各対向基板ごとの透明電極やブラックマトリックスを形成した。
屈折面基板になる平行平面板も平面基板となるべき平行平板も同じネオセラムＮ−０材料であるため、熱膨張係数が等しく、ＴＦＴ−ＬＣＤを製作するための工程での熱処理工程の際の応力による破壊の問題が無い。この状態から、個々の対向基板のチップを、ダイシングマシ−ン等を使用して切離し、次いで、切り離された個々のチップにおける平面基板の外周端面に面取りを行う。この切り離し、面取りの際、切断面部分（図４に符号３０４で示す部分）や、この部分と面取り部（図４に符号３０２Ａで示す部分）との境界で「カケやチッピング、接着剤の剥がれ」が発生する問題がある。
この発明においては、スペーサ部を屈折面部分以上の高さにし、このスペーサ部（厚さが大きいことで物理強度が大きい）で切り離しを行うことにより、切断面部分で「カケやチッピング」が発生するのを有効に防止している。
面取り部におけるカケ、チッピング、接着剤の剥離を防止するため、「面取り角（切り離しの際に切断された垂直切断面と面取り面のなす角度：図４における角：θ）」を略４５度〜略７０度、「面取り残量：図４の厚さ：ｔ」」を略１５μｍ以上とした。
上記「面取り角度：θ」「面取り量：ｄ」「面取り残量：ｔ」、「ダイヤモンド粒径（面取りに用いられるダイヤモンド粒の径）：Δ」と「チッピング（接着剤のカケの発生を含む）」の関係を調べた実験の結果を一覧にして以下に示す。
【００２６】
実験：１ 平面基板の厚さ：Ｄ＝６０μｍ
θ（度） ｄ(μｍ) Δ チッピング ｔ(μｍ) 評 価
粒径番号 量（μｍ）
１ ４０ ４５ ４００ ７０ １５ ×
２ ４０ ５０ ４００ ８０ １０ ×
３ ４５ ４０ ３６０ ４０ ２０ △
４ ４５ ４５ ３６０ ５０ １５ △
５ ４５ ５０ ３６０ ７０ １０ ×
６ ４５ ５５ ３６０ １１０ ５ ×
７ ４５ ６０ ３６０ １３０ ０ ×
８ ４５ ４０ ４００ ２０ ２０ ○
９ ４５ ４５ ４００ ３０ １５ ○
10 ４５ ５０ ４００ ５０ １０ ×
11 ４５ ５５ ４００ ８０ ５ ×
12 ４５ ６０ ４００ １００ ０ ×
13 ６０ ３５ ４００ １０ ２５ ○
14 ６０ ４０ ４００ ２０ ２０ ○
15 ６０ ４５ ４００ ３０ １５ ○
16 ６０ ５０ ４００ ５０ １０ △
17 ６０ ５５ ４００ ９０ ５ ×
18 ６０ ６０ ４００ １００ ０ ×
19 ７０ ４０ ４００ １５ ２０ ○
20 ７０ ４５ ４００ ２０ １５ ○
21 ７０ ５０ ４００ ４０ １０ △
22 ７０ ５５ ４００ ７０ ５ ×
チッピング：接着剤のカケの発生を含む。顕微鏡観察にて実施した。評価：顕微鏡観察にてカケ、チッピング、接着剤の剥離、カバ−ガラスのカン等の状況によって、次の３段階で評価した。○：良好、△：少ないが発生する、×：数多く発生する。
【００２７】
実験：２ 平面基板の厚さ：Ｄ＝３５μｍ
θ（度） ｄ(μｍ) Δ チッピング ｔ(μｍ) 評 価
粒径番号 量（μｍ）
１ ４５ １５ ４００ ２０ ２５ ○
２ ４５ ２０ ４００ ３０ １５ ○
３ ４５ ２５ ４００ ５０ １０ ×
４ ４５ ３０ ４００ ８０ ５ ×
５ ６０ １０ ４００ ２０ ２５ ○
６ ６０ １５ ４００ ３０ ２０ ○
７ ６０ ２０ ４００ ４０ １５ ○
８ ６０ ２５ ４００ ６０ １０ △
９ ６０ ３０ ４００ １００ ５ ×
10 ７０ １０ ４００ ２０ ２５ ○
11 ７０ １５ ４００ ３０ ２０ ○
12 ７０ ２０ ４００ ３５ １５ ○
13 ７０ ２５ ４００ ６０ １０ △
14 ７０ ３０ ４００ ９０ ５ ×
これらの結果から、面取り残量：ｔを大きく（１５μｍ以上）すること、面取り角を４５度〜７０度の範囲にするのが良いことがわかる。なお、平面基板の面取り残量を大きくしすぎると、フルカット時の切断ブレードへの負担が大きくなり、面取り量以上のチッピングが発生する。従って、面取り残量は、平面基板の材料と成る平行平板の厚みに応じて制御する必要があり、平面基板の厚さが２５０μｍであるときには、面取り残量は１５０μｍ以下とする必要があった。
【００２８】
上述のように、マイクロレンズの高さに比べてスペーサ部の高さが高いので、屈折面アレイ基板と平面基板とはスペーサ部で接触し、スペーサ部を切断部として切り離しを行い、面取り残量：ｔを大きく、且つ、面取り角度を略４５度〜７０度にしたため、面取り部が接着剤の層に至ることがなく、チッピング量が少なくかつ接着剤の層の剥離がなくなった。上記の方法で製作した対向基板は十分な機械強度が得られた。
【００２９】
別途製作したＴＦＴ基板と上記のようにして得られた対向基板とで液晶層を挾持して液晶デバイス（ＴＦＴ−ＬＣＤ）を形成し、入射角：０±８．６度の範囲で照射光束（平行光束）を照射したところ、６３．２％以上の光利用効率を実現できた。屈折面を用いない場合の光利用効率：４８．１２％に対し、略１．３１倍に光利用効率が向上した。
【００３０】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば液晶プロジェクタ用の新規な液晶デバイスおよび液晶デバイス用の新規な対向基板を実現できる。この発明の対向電極は上記の如き構成となっているので、対向基板の製造過程におけるチップの切離しの際に、カケ、クラック、接着剤の層の剥がれの発生を有効に軽減でき、従って、対向基板の歩留まりが向上し、対向電極の生産性・信頼性を向上せしめて、対応基板の生産コストを低減させることができる。
またこの発明の液晶デバイスは、上記の如き対向基板を用いて構成されることにより、安価に製造でき、しかも信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の液晶プロジェクタ用の液晶デバイスの実施の１形態を説明するための図である。
【図２】上記実施の形態における屈折面アレイ基板を説明するための図である。
【図３】上記実施の形態における対向基板の平面図的な説明図である。
【図４】図３におけるＩＩＩ−ＩＩＩ'断面図である。
【符号の説明】
２０２ 屈折面アレイ基板
２０３ 平面基板
３０２ マイクロレンズ
３０３ スペーサ部
２０６ 接着剤
Claims (5)
- 液晶プロジェクタ用の液晶デバイスにおいて、ＴＦＴ基板とともに液晶層を挾持し、光照射側に配備される対向基板であって、
光集束機能を持つ微小な屈折面を、ＴＦＴ基板における個々の画素に対応させて、片面に、基板表面形状としてアレイ状に配列形成した屈折面アレイ基板と、
該屈折面アレイ基板の屈折面のアレイが形成された側の面に配備され、上記屈折面のアレイ配列に対応するブラックマトリックスアパーチュアを形成され、上記屈折面アレイ基板と熱膨張係数が略等しい透明材料による平面基板とを接合により一体化してなり、
一体化された基板の一方の外側平面に透明電極膜が形成され、
上記屈折面アレイ基板の屈折面のアレイが形成された側の面の、アレイ配列領域の外周部に、屈折面アレイ基板と平面基板との間隙を保つためのスペーサ部が、上記間隙の大きさが上記微小な屈折面の高さ以上となるように、屈折面アレイ基板の基板表面形状として、平坦な頂部面を有して形成され、
上記屈折面アレイ基板と平面基板との間の、上記アレイ配列領域における、屈折面アレイ基板と平面基板との間の間隙部分を、所定の屈折率を持つ透明な媒質が、接合用の接着剤として満たし、上記スペーサ部も含めて、上記平面基板と屈折面アレイ基板とが上記媒質による接着により接合され、
且つ、上記スペーサ部の上記平坦な頂部面の位置において、上記屈折面アレイ基板および平面基板の厚み方向に切断されることにより、上記スペーサ部の切断面が、対向基板の外周端面の一部をなし、
上記スペーサ部の平坦な頂部面と上記平面基板とが、上記スペーサ部の上記切断面に至るまで、上記媒質の均一な層厚の薄層を介して接合されていることを特徴とする液晶デバイス用の対向基板。 - 請求項１記載の液晶デバイス用の対向基板において、
屈折面アレイ基板に形成された個々の屈折面が凸または凹のマイクロレンズであることを特徴とする液晶デバイス用の対向基板。 - 請求項１または２記載の液晶デバイス用の対向基板において、
平面基板は、厚さ：２０μｍ〜２５０μｍであり、その外周端面に面取りが施され、面取り部の面取り角が略４５度〜略７０度、面取り残量が略１５μｍ以上であることを特徴とする液晶デバイス用の対向基板。 - 請求項１または２または３記載の液晶デバイス用の対向基板において、
平面平板が液晶層の側に配備されることを特徴とする液晶デバイス用の対向基板。 - 請求項１〜４の任意の１に記載された液晶デバイス用の対向基板と、ＴＦＴ基板とにより液晶層を挾持してなる液晶プロジェクタ用の液晶デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25384597A JP4049854B2 (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | 液晶プロジェクタ用の液晶デバイスおよび液晶デバイス用の対向基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25384597A JP4049854B2 (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | 液晶プロジェクタ用の液晶デバイスおよび液晶デバイス用の対向基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1195197A JPH1195197A (ja) | 1999-04-09 |
| JP4049854B2 true JP4049854B2 (ja) | 2008-02-20 |
Family
ID=17256941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25384597A Expired - Lifetime JP4049854B2 (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | 液晶プロジェクタ用の液晶デバイスおよび液晶デバイス用の対向基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4049854B2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002031793A (ja) * | 2000-07-14 | 2002-01-31 | Nec Corp | 液晶表示素子およびその製造方法 |
| JP2011123499A (ja) * | 2000-08-21 | 2011-06-23 | Dainippon Printing Co Ltd | ホログラムカラーフィルターを用いた透過型液晶表示装置 |
| JP4798323B2 (ja) * | 2000-08-21 | 2011-10-19 | 大日本印刷株式会社 | ホログラムカラーフィルターを用いた透過型液晶表示装置 |
| JP3736523B2 (ja) | 2002-12-20 | 2006-01-18 | セイコーエプソン株式会社 | 実装ケース入り電気光学装置及び投射型表示装置並びに実装ケース |
| CN101110969A (zh) * | 2003-02-28 | 2008-01-23 | 日本电气株式会社 | 图像显示设备及其制造方法 |
| JP4654579B2 (ja) * | 2004-01-09 | 2011-03-23 | セイコーエプソン株式会社 | 光学系の光伝搬構造および光学表示装置、並びに光学系の光伝搬方法および光学表示装置の表示方法 |
| JP4213616B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2009-01-21 | 大日本印刷株式会社 | 液晶パネル用ベースフィルム、液晶パネル用機能フィルム、機能フィルムの製造方法、および機能フィルムの製造装置 |
| JP4956903B2 (ja) * | 2005-03-22 | 2012-06-20 | セイコーエプソン株式会社 | マイクロレンズ基板及びその製造方法、電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器 |
| JP5145635B2 (ja) * | 2005-12-26 | 2013-02-20 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶装置、及び投射型表示装置 |
| JP5044384B2 (ja) * | 2007-12-19 | 2012-10-10 | リコー光学株式会社 | 光学素子および光学機能素子 |
| JP2009157301A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-16 | Seiko Epson Corp | 電気光学装置 |
| JP5272122B2 (ja) | 2008-03-14 | 2013-08-28 | Ｎｌｔテクノロジー株式会社 | 光学素子アレイシート、表示装置、及びこれらの製造方法 |
| JP5443730B2 (ja) * | 2008-10-30 | 2014-03-19 | リコー光学株式会社 | コーティング方法および微細構造素子および複数層微細構造素子およびその製造方法 |
| EP2463705B1 (en) * | 2010-12-13 | 2017-02-15 | Corning Precision Materials Co., Ltd. | Flat display and method of fabricating the same |
| JP6145990B2 (ja) * | 2012-10-29 | 2017-06-14 | セイコーエプソン株式会社 | マイクロレンズアレイ基板の製造方法 |
| CN113641031B (zh) * | 2021-08-30 | 2022-07-01 | 厦门天马微电子有限公司 | 阵列基板、显示面板和显示装置 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04116519A (ja) * | 1990-09-07 | 1992-04-17 | Toshiba Corp | 液晶表示装置 |
| JP3060551B2 (ja) * | 1991-01-24 | 2000-07-10 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶表示素子 |
| JP2832123B2 (ja) * | 1992-12-28 | 1998-12-02 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
| JP3297953B2 (ja) * | 1993-09-16 | 2002-07-02 | 大日本印刷株式会社 | カラーフィルターの面取り分離加工方法 |
| JP3253439B2 (ja) * | 1993-12-24 | 2002-02-04 | シャープ株式会社 | 液晶表示素子の製造方法 |
| JP3535610B2 (ja) * | 1995-05-29 | 2004-06-07 | リコー光学株式会社 | 液晶プロジェクタ−用の液晶デバイスおよび液晶デバイス用の対向基板 |
| JP2980830B2 (ja) * | 1995-07-28 | 1999-11-22 | 日本板硝子株式会社 | 液晶表示装置 |
| JPH0990360A (ja) * | 1995-09-22 | 1997-04-04 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 平板型マイクロレンズアレイの製造方法及びこの平板型マイクロレンズアレイを用いた液晶表示素子の製造方法 |
| JPH09101401A (ja) * | 1995-10-05 | 1997-04-15 | Sony Corp | Ｌｃｄ用マイクロレンズの形成方法 |
| JP3410598B2 (ja) * | 1995-12-11 | 2003-05-26 | シャープ株式会社 | 表示素子の製造方法 |
| JPH09227151A (ja) * | 1995-12-19 | 1997-09-02 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 平板型マイクロレンズ用ガラス基板及び平板型マイクロレンズ |
-
1997
- 1997-09-18 JP JP25384597A patent/JP4049854B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1195197A (ja) | 1999-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4049854B2 (ja) | 液晶プロジェクタ用の液晶デバイスおよび液晶デバイス用の対向基板 | |
| JP3253439B2 (ja) | 液晶表示素子の製造方法 | |
| US9354467B2 (en) | Electro-optical device and electronic apparatus | |
| JP2000206894A (ja) | 平面表示装置 | |
| JP3535610B2 (ja) | 液晶プロジェクタ−用の液晶デバイスおよび液晶デバイス用の対向基板 | |
| JPH05333328A (ja) | 画像表示装置 | |
| JP2003186022A (ja) | 液晶表示装置及びその製造方法 | |
| JP3349331B2 (ja) | 液晶表示素子の製造方法、液晶表示素子および画像投影型液晶表示装置 | |
| KR0135922B1 (ko) | 마이크로렌즈 기판 및 그것을 사용한 액정 표시 소자 및 액정 프로젝터 장치 | |
| JP2004004745A (ja) | 微細構造形成方法 | |
| JP2011059230A (ja) | マイクロレンズアレイおよびマイクロレンズアレイの製造方法 | |
| JP2002236283A (ja) | 画像表示装置とその製造方法、及びマイクロレンズアレイ基板とその製造方法 | |
| JP2005121915A (ja) | マイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法、マイクロレンズ用凹部付き基板、マイクロレンズ基板、液晶パネル用対向基板、液晶パネルおよび投射型表示装置 | |
| JP3954681B2 (ja) | 液晶プロジェクター用の液晶デバイス及び液晶デバイス用の対向基板 | |
| JPH08327986A (ja) | マイクロレンズ基板の製造方法及びマイクロレンズ基板を用いた液晶表示素子 | |
| JP2007279222A (ja) | 表示パネル用基板の製造方法 | |
| WO2010047307A1 (ja) | 表示パネル用の基板、表示パネル、表示パネル用の基板の製造方法 | |
| JPH09159806A (ja) | マイクロレンズ基板およびその製造方法および液晶表示装置 | |
| JP2001074913A (ja) | マイクロレンズアレイ基板の製造方法、液晶パネルおよび投射型表示装置 | |
| JP2005091643A (ja) | 液晶表示装置の製造方法 | |
| JP2003186020A (ja) | 液晶表示装置及びその製造方法 | |
| JP2002082339A (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP2001066584A (ja) | 表示装置 | |
| JP4081906B2 (ja) | マイクロレンズ基板の製造方法及び電気光学装置の製造方法並びにマイクロレンズ基板及びこれを備えた電気光学装置並びにこれを備えた投射型表示装置 | |
| JP2009139738A (ja) | 液晶表示パネルの製造方法及び液晶表示パネル |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040903 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061012 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061017 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061213 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070220 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070404 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070821 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071017 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20071029 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071127 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071128 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101207 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131207 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |