JP4284967B2 - Manufacturing method of microlens array - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロレンズアレイ及びその製造方法並びに電気光学装置の技術分野に属する。また、本発明はＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置、或いは電子ペーパ等の電気泳動装置の技術分野にも属する。
【０００２】
【背景技術】
マイクロレンズないしマイクロレンズアレイは、各種の光学機器に使用されている。このような光学機器としては例えば、代表的には、マトリクス状に配列された複数の電荷結合素子（ＣＣＤ；Charge Coupled Device）を利用して外界の景色ないし風景を撮像することの可能なＣＣＤカメラや、その一方においてマトリクス状に配列された複数の電極が形成された一対の基板間に電気光学物質を備え、前記電極を利用して前記電気光学物質に対し電圧を印加することにより画像を表示することの可能な電気光学装置等がある。
【０００３】
いずれにしても、マイクロレンズアレイを構成する一つ一つのマイクロレンズが、マトリクス状に配列された複数のＣＣＤ、あるいは複数の電極の一を単位とする画素に対応するように設けられることで、当該複数の画素、あるいは複数の電極に対して入射すべき光を集光することが可能となり、光の利用効率を高めることができることになる。このようなことにより、ＣＣＤカメラ等においては、取得される画像の画質向上に貢献し、液晶表示装置等においては、表示すべき画像の画質向上（例えば、明るさの向上）に貢献することになる（特許文献１参照）。
【０００４】
従来、このようなマイクロレンズアレイは、例えば次のようにして製造される。すなわち、二枚の透明基板を用意するとともに、その一方に対して凹状部あるいは窪み部を形成した後、この内部に適当な媒質を充填することでマイクロレンズを形成し、最後に、両基板を貼り合わせる、というものである。
【０００５】
なお、本明細書においては、特に断りがない限り、上述の二枚の透明基板のうち、片方の基板についてのみ前記凹状部あるいは窪み部が形成された態様における当該片方の基板を「レンズ基板」と呼び、これに対向配置される基板を「貼合せ基板」と呼ぶことにする。ちなみに、特許請求の範囲では、前述で言うところの「二枚の透明基板」が一体で、「マイクロレンズアレイ」に該当することになる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１９３０７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようなマイクロレンズないしマイクロレンズアレイでは、次のような問題点があった。すなわち、マイクロレンズアレイを、電気光学装置に適用する場合について説明すると、該レンズ基板に対する貼合せ基板としては、電気光学装置を構成する一対の基板のうちの一方（例えば、ＴＦＴ等の画素スイッチング用素子が形成されるＴＦＴアレイ基板に対向配置される、いわゆる対向基板）が該当する場合がある。この場合、前述の製造方法によれば、前記媒質が接着剤の役割を兼用し、レンズ基板及び当該貼合せ基板間は、この媒質兼接着剤によって貼り合わされることになる。更にこの際、該レンズ基板及び貼合せ基板には、両者間に適当な吸着力を働かせるため、通常、適当な大きさの圧力をかける工程（以下、加圧工程という。）が行われる。
【０００８】
ところが、この加圧工程における前記レンズ基板及び貼合せ基板に対する加圧は、これを実現するための加工装置の精度、或いは該加圧工程の実施時間のばらつき等の影響から、両者の全面について均一に行うことが難しい。これにより、レンズ基板及び貼合せ基板間には、その面内において、厚さのばらつきを生じさせる可能性が大きかったのである。
【０００９】
このようなばらつきが生じると、まず、個々のマイクロレンズで集光された光が、本来進むべき方向から角度をもった方向に進むことになるなどの結果、該光を電気光学装置の各画素に対応するように正しく導くことが困難となる。こうなると、本来所望した明るさの画像を得ることができず、より暗い画像しか表示できないなどという事態が生じ得ることになる。これでは、入射光の利用効率を高めようと、せっかくマイクロレンズアレイを設けた意味が半減されるなどということにもなりかねない。
【００１０】
また、上述のように、レンズ基板に対向される貼合せ基板が、電気光学装置を構成する一方の基板に該当する等という場合には、前述のばらつきが、該貼合せ基板及び該電気光学装置を構成する他方の基板（例えば、ＴＦＴアレイ基板及び対向基板）間の厚さ、即ちセルギャップに影響を及ぼすことも考えられる。これにより、セルギャップを一定に維持することが困難となれば、光透過率、コントラスト比、応答速度等の表示特性に影響を与え、悪い場合には、表示むら等を発生させる可能性も出てくることになる。
【００１１】
そして更に、上述のような加圧のばらつき、及びそれに基づく各基板間の厚さのばらつきは、通常、該基板の面内においてランダムに現れる。これが仮に、ばらつきが定型的に現れるなどという場合であれば、何らかの補正をかける（例えば、マイクロレンズの形状そのものを予め変形させておく等）ことで、前記ばらつきに対処するなどということも考えられなくはないが、該ばらつきがそのような性質を有するものでない以上、現状では、有効な対策をとることが一般に困難な状況にある。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、マイクロレンズアレイを構成する一対の基板間の厚さにばらつきを生じさせず、該アレイ上のマイクロレンズによる光の利用効率を高く維持すること等が可能なマイクロレンズアレイ及びその製造方法を提供することを課題とする。また、本発明は、このようなマイクロレンズアレイを備えてなる電気光学装置を提供することをも課題とする。
【００１３】
本発明のマイクロレンズアレイの製造方法は、上記課題を解決するために、接着剤を介して第１基板及び第２基板が相互に貼り合わされてなるマイクロレンズアレイを製造するマイクロレンズアレイの製造方法であって、前記第２基板に対向する前記第１基板の対向面の上にマトリクス状にマイクロレンズの外形形状を形成する工程と、前記対向面上且つ前記マイクロレンズの外形形状間の間隙領域に柱を形成する工程と、該柱を形成する工程の後に、前記第１基板及び前記第２基板間に前記接着剤を介在させて両者を向かい合わせるとともに、前記柱の先端が前記第２基板に接するように加圧した上で、該第１基板及び該第２基板を接着させる工程とを含み、前記柱を形成する工程は、ダミー基板上に、前記柱の配置態様に一致する孔部を有する型を形成する工程と、前記孔部に前記柱を挿入する工程と、前記孔部から突出する前記柱の一端に接着剤を塗布する工程と、前記柱の一端に前記第１基板の前記対向面を接着させる工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明のマイクロレンズアレイによれば、まず、第１基板の対向面の上にマトリクス状にマイクロレンズの外形形状が形成されている。ここで、マイクロレンズの外形形状とは、該第１基板に直接に形成された凹状部や、該第１基板上に形成されたドーム状の凸部等々を含む。このマイクロレンズアレイの外形形状の周囲に、適当な媒質、或いは接着剤が充填されることにより、適当な光屈折作用を有するマイクロレンズが形成されることになる。また、「マトリクス状」とは、いま述べたようなマイクロレンズの外形形状が、対向面上で、縦横に直線的に配列されている態様とか、縦横いずれか一方については直線的であるが、他方については千鳥足状に配列されている態様等を含む形状のことをいう。
【００１５】
そして、本発明では特に、前記対向面上且つマイクロレンズの外形形状間の間隙領域に、柱が形成されている。ここで「間隙領域」とは、例えば、前記の「マトリクス状」が、マイクロレンズの外形形状が縦横いずれも直線的に配列されている状態を意味する場合において、あるマイクロレンズの外形形状（以下、簡単のため「第１形状」という。）に着目し、平面的に見て、該第１形状の右方に相隣接する同外形形状（同じく「第２形状」という。）、前記第１形状の下方に相隣接する同外形形状（同じく「第３形状」という。）並びに第２形状の下方及び第３形状の右方に相隣接する同外形形状（同じく「第４形状」という。）という四つのマイクロレンズの外形形状を想定すると、第１形状及び第４形状それぞれの中心を結ぶ線分と、第２形状及び第３形状それぞれの中心を結ぶ線分とが交差する領域が該当すると考えることができる。この領域は、レンズとしての機能を有しない非有効領域ということができる。
【００１６】
そして更に、本発明では、前記の柱が、上述のような間隙領域の上に形成されている（いわば、立てられている）とともに、該柱の先端が第２基板に接する。したがって、第１基板及び第２基板間には該柱の軸方向の抗力が作用することになる。
【００１７】
これにより、本発明では、第１基板及び第２基板間の貼り合わせ工程を実施する際において、両基板に適当な大きさとなる圧力がかけられたとしても、両基板間の厚さがその面内において不均一になるという事態を極力回避することができる。したがって、本発明によれば、第１基板及び第２基板間の厚さを一定に維持することが可能となる。
【００１８】
また、前記柱は、上述したような間隙領域に立てられていることにより、該柱が光の進行、ないしは集光の邪魔になるようなことはない。
【００１９】
なお、本発明に係る「柱」は、例えばアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂材料、或いはＳｉＯ２やＡｌ等の無機材料を用いて構成することができる。
【００２０】
また、本発明にいう「接着剤」とは、第１基板及び第２基板を接着するために設けられるものであるが、これに加えて、前記マイクロレンズの外形形状の周囲を充填することにより、当該マイクロレンズの媒質として機能させるようにしてもよい。また、この接着剤は、具体的には例えば、光硬化性樹脂、或いは熱硬化性樹脂からなる。
【００２１】
本発明のマイクロレンズアレイの一態様では、前記対向面は、前記マイクロレンズの外形形状が形成されるともに当該対向面の中央部を含むレンズ形成領域と、当該対向面の辺縁部を含み前記レンズ形成領域以外の領域としての非レンズ形成領域とを有し、前記柱は、前記レンズ形成領域内の前記間隙領域のすべてに設けられている。
【００２２】
この態様によれば、まず、対向面上にレンズ形成領域及び非レンズ形成領域が規定される。これらレンズ形成領域及び非レンズ形成領域の具体的形状としては、典型的には、レンズ形成領域は第１基板の外形形状に相似する形状を有するものと、したがってまた、非レンズ形成領域は、第１基板の周囲を縁取るような形状を有するものと仮定することができる。
【００２３】
そして、前記柱は、前記レンズ形成領域内の前記間隙領域のすべてに形成されている。すなわち、前述した「マトリクス状」の例に沿っていえば、あるマイクロレンズの外形形状を中心として、平面的に見てその左斜め上、右斜め上、左斜め下及び右斜め下に位置する四つの間隙領域のすべてにおいて、柱が形成されているとともに、このような配置態様が、対向面上に形成されたマイクロレンズの外形形状のすべてについて採用されている状態を考えることができる。
【００２４】
これによると、第１基板及び第２基板間において、柱の抗力が十分に作用することになるから、両基板間の厚さをより適切に一定に維持することが可能となる。
【００２５】
本発明のマイクロレンズアレイの他の態様では、前記対向面は、前記マイクロレンズが形成されるともに当該対向面の中央部を含むレンズ形成領域と、当該対向面の辺縁部を含み前記レンズ形成領域以外の領域としての非レンズ形成領域とを有し、前記柱は、前記レンズ形成領域内において均等に設けられている。
【００２６】
この態様によれば、柱が、レンズ形成領域内において均等に設けられている。例えば、マイクロレンズの外形形状３つおきに柱が形成されている等という場合を考えることができる。これを、対向面上における柱の「設置密度」という概念を導入して考えるとすれば、本態様は、レンズ形成領域内において、該設置密度がどの部分においても同一であるということができる。なお、本態様においても、該柱が、前記間隙領域に形成されていることには変わりはない。
【００２７】
このように、柱の設置密度がどの部分においても同一であるから、第１基板及び第２基板間には当該柱の抗力が均等に作用することになる。したがって、本態様によれば、第１基板及び第２基板間の厚さを一定に保つという効果を、より確実に得ることができる。また、「均等に」とは、一般的には、より少ない柱が均等に配置されている場合を想定することができるから、この場合には、その少ない柱でもって、より有効且つ適切に第１基板及び第２基板間に所定の抗力を作用させることができる。
【００２８】
なお、ただ単に「レンズ形成領域内において均等に」という場合、前述の「レンズ形成領域内の前記間隙領域のすべてに」柱が設けられている場合も含まれることになる。この点、本態様に係る上述の「より少ない柱」にかかる作用効果を得るという観点からは、より限定して、「レンズ形成領域内のすべてではない前記間隙領域に均等に」と言い換えた表現も妥当する。本発明は、単に「均等に」という場合を含むほか、このような場合をも含む。
【００２９】
上述のように、柱が間隙領域のすべてに形成されている態様、又はレンズ形成領域内において均等に形成されている態様では、前記柱は、前記非レンズ形成領域に設けられているように構成するとよい。
【００３０】
このような構成によれば、柱が間隙領域前述の非レンズ形成領域にも形成されている。したがって、本態様では、上述の二つの態様を基準とすると、第１基板及び第２基板間で作用する柱の本数が相対的に増えており、したがって、その抗力の増大が図られているということができる。
【００３１】
よって、本態様によれば、より有効且つ適切に第１基板及び第２基板間の厚さを一定に維持することが可能となる。特に、非レンズ形成領域が上述のように第１基板の周囲を縁取るような形状を有するときには、本態様にかかる柱もまた、同形状に沿って配置されることから、当該周囲を縁取る部分についても、第１基板及び第２基板間の厚さを一定に維持することが可能となる。
【００３２】
本発明のマイクロレンズの他の態様では、前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方に、前記間隙領域に対応するように形成された遮光膜が更に備えられており、前記柱の径は、前記遮光膜の幅以下である。
【００３３】
この態様によれば、前記間隙領域、すなわち上述のようにレンズとしての機能を有しない非有効領域に対応するように遮光膜が備えられている。したがって、例えば相隣接するマイクロレンズ間で光の混交が生じることなどによって、コントラストの低下等を回避することができる。
【００３４】
そして、本態様では特に、前記柱の径は、前記遮光膜の幅以下とされている。すなわち、柱はすべて、遮光膜の形成領域内に存在し、該遮光膜によって覆われているような形となる。このように、柱が遮光膜によって覆われているように形成されていれば、該柱の存在が、マイクロレンズの集光にとって邪魔になるということがない。
【００３５】
本発明のマイクロレンズの他の態様では、前記第１基板に対向する前記第２基板の面の上にもマトリクス状に形成されたマイクロレンズの外形形状が形成されている。
【００３６】
この態様によれば、第１基板及び第２基板のいずれについても、マイクロレンズの外形形状が形成されていることにより、例えば、第１基板上の凹状部と第２基板上の凹状部とがちょうど重なり合うように、これら第１基板及び第２基板の貼り合わせを実施すれば、全体として、いわゆる両凸レンズのマイクロレンズを形成することが可能となる。このような両凸レンズによれば、単に、片方の基板のみに凹状部を形成した場合に得られる半球部分のみからなるマイクロレンズに比べて、その集光特性を一般に向上させることが可能となる。
【００３７】
本発明の第１の電気光学装置は、上記課題を解決するために、上述した本発明のマイクロレンズアレイ（ただし、その各種態様を含む。）を具備してなる。
【００３８】
本発明の第１の電気光学装置によれば、上述した本発明のマイクロレンズアレイ、すなわち前記第１基板及び前記第２基板間の厚さが極力一定であるようなマイクロレンズアレイを具備してなるから、当該電気光学装置における各画素に対応するような集光を正確に行うことができる。したがって、本発明に係る電気光学装置によれば、より明るい画像を表示することが可能となる。
【００３９】
本発明の第２の電気光学装置は、上記課題を解決するために、上述した本発明のマイクロレンズアレイ（ただし、その各種態様を含む。）と、前記第２基板と兼用となる対向基板と、該対向基板に対向配置される素子基板と、該素子基板上に形成され一定の方向に延在する走査線及び該走査線に交差する方向に延在するデータ線と、該素子基板上に形成され前記走査線及び前記データ線の交差領域に配置された画素電極及び画素スイッチング用素子とを備えている。
【００４０】
本発明の第２の電気光学装置によれば、まず、該電気光学装置は走査線及びデータ線、並びに画素電極及び薄膜トランジスタ、或いは薄膜ダイオード等からなる画素スイッチング用素子を備えてなるから、いわゆるアクティブマトリクス駆動を行うことができる。
【００４１】
そして、本発明では特に、マイクロレンズアレイを構成する前記第２基板が、当該電気光学装置を構成する一対の基板のうちの一方たる対向基板と兼用とされている。すなわち、本態様によると、例えば片側から順に、素子基板、対向基板兼第２基板及びレンズ基板（すなわち、第１基板）という構造を構成することが可能である。したがって、本発明によれば、マイクロレンズアレイ及び電気光学装置それぞれを構成するのに二枚の基板を用意する（すなわち、４枚の基板を用意する）等という場合に比べて、装置構成の簡略化を図ることができる。
【００４２】
加えて特に、本発明では、前述のような三枚の基板が重なり合う構成において、レンズ基板及び第２基板兼対向基板間の厚さが、その面内において略均一になり得ることから、その反面の効果として、第２基板兼対向基板及び素子基板間の厚さもまた、面内において略均一にすることが可能である。つまり、本発明によれば、電気光学装置のセルギャップ（素子基板及び対向基板間の厚さ）を一定に維持することが可能となる。
【００４３】
このことを言い換えれば、本発明では、マイクロレンズアレイを構成する一対の基板間の厚さの不定により、該マイクロレンズアレイが取り付けられる電気光学装置のセルギャップを不定する等という不具合を被るおそれを抑制することができるのである。
【００４４】
本発明のマイクロレンズアレイの製造方法は、上記課題を解決するために、接着剤を介して第１基板及び第２基板が相互に貼り合わされてなるマイクロレンズアレイを製造するマイクロレンズアレイの製造方法であって、前記第２基板に対向する前記第１基板の対向面の上にマトリクス状にマイクロレンズの外形形状を形成する工程と、前記対向面上且つ前記マイクロレンズの外形形状間の間隙領域に柱を形成する工程と、該柱を形成する工程の後に、前記第１基板及び前記第２基板間に前記接着剤を介在させて両者を向かい合わせるとともに、前記柱の先端が前記第２基板に接するように加圧した上で、該第１基板及び該第２基板を接着させる工程とを含む。
【００４５】
本発明のマイクロレンズアレイの製造方法によれば、上述した本発明のマイクロレンズアレイを好適に製造することができる。とりわけ、本発明では、第１基板及び第２基板間に柱が介在するように、該柱を第１基板上の前記間隙領域に形成した上で、該柱の先端が第２基板に接するように、これらの基板に対する加圧工程を実施することから、該加圧工程中、柱の軸方向の抗力が作用することとなるから、第１基板及び第２基板間の厚さを、その面内において略一定に維持することが可能となる。
【００４６】
本発明のマイクロレンズアレイの製造方法の一態様では、前記柱を形成する工程は、前記対向面上にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜に開口部を形成する工程と、前記開口部を通じてエッチングを実施する工程とを含む。
【００４７】
この態様によれば、本発明に係る柱が、いわゆるフォトリソグラフィ及びエッチング工程によって形成されることになることがわかる。したがって、該柱の形成を一挙に行うことができ、これを簡易且つ確実に行うことができる。
【００４８】
本発明のマイクロレンズアレイの製造方法の他の態様では、前記柱を形成する工程は、ダミー基板上に、前記柱の配置態様に一致する孔部を有する型を形成する工程と、前記孔部に前記柱を挿入する工程と、前記孔部から突出する前記柱の一端に接着剤を塗布する工程と、前記柱の一端に前記第１基板の前記対向面を接着させる工程とを含む。
【００４９】
この態様によれば、本発明に係る柱を形成するため、まず、ダミー基板上に前記柱の配置態様に一致する孔部を有する型を形成する。ここにいう型とは、例えば第１基板の外形形状に略一致する外形形状を持つ板状部材であって、該板状部材の表面に、第１基板上に形成されるべきマイクロレンズ、或いはその外形形状の配置態様に対応するように、すなわち前記間隙領域に対応するように形成された孔部を有するようなものを想定することができる。これを満たす限り、孔部の配置態様は、基本的にどのようなものであってもよい。好ましくは、前記のレンズ形成領域内の前記間隙領域のすべてに配置されるように、又は前記レンズ形成領域内において均等に配置されるようになどという態様を採用すると好ましい。
【００５０】
次に、前記孔部に前記柱を挿入する。すなわち、この工程では、予め別の工程を経るなどして製作された柱を、前記のような配置態様をもつ孔部に挿入する。これにより、ダミー基板上で前記間隙領域に対応するように配置された柱の群を得ることができる。
【００５１】
次に、このように孔部に挿入された柱の一端に接着剤を塗布した後、この柱の一端に前記第１基板の前記対向面を接着させる。これにより、該柱の一端が、第１基板の対向面上における該柱のいわば根元となるかの如き状態が現出することになる。この際、対向面上における柱の配置態様は、前記孔部の配置態様に合致することは言うまでもない。
【００５２】
最後に、以上のような工程を経ることで、柱の一端及び第１基板の対向面間が接着された後、第１基板を、前記型、或いは前記ダミー基板から離間させるように移動すれば、第１基板上に前記間隙領域に対応する配置態様をもつ柱群の形成を完了することができる。
【００５３】
本発明のマイクロレンズアレイの製造方法の他の態様では、前記マイクロレンズの外形形状を形成する工程は、前記対向面にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜に開口部を形成する工程と、前記開口部を通じてウェットエッチングを実施して凹状部を形成する工程とを含む。
【００５４】
この態様によれば、最終的に、凸レンズを好適に形成することができる。すなわち、開口部を通じたウェットエッチングによれば、該エッチングが等方的に侵食が進行するという性質を有していることにより、第１基板上には、該開口部中心を中心とした略半球状の凹状部が、該開口部周囲のレジスト膜を抉るようにしつつ、自然に且つ容易に形成されることになる。このように、本態様によれば、マイクロレンズの外形形状を好適に製造することができる。そして、前記の凹状部にレンズ媒質としての透明樹脂材料等を充填すれば、最終的には、凸レンズとしてのマイクロレンズが形成されることになる。
【００５５】
本発明のマイクロレンズアレイの製造方法の他の態様では、前記マイクロレンズの外形形状を形成する工程は、前記対向面にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜に開口部を形成する工程と、前記開口部以外の前記レジスト膜の外形形状を凸状部に成形する工程と、前記凸状部及び前記第１基板をともにエッチングする工程とを含む。
【００５６】
この態様によれば、最終的に、凹レンズを好適に形成することができる。すなわち、開口部以外のレジスト膜の外形形状を凸状部に成形した後、該凸状部及び前記第１基板をともにエッチングすれば、該第１基板は該凸状部の外形形状が転写されつつエッチングされることになり、例えば、略半球状の凸状部が、自然に且つ容易に形成されることになる。このように、本態様によれば、マイクロレンズの外形形状を好適に製造することができる。そして、前記の凸状部の上（すなわち、第１基板及び第２基板間）に、レンズ媒質としての透明樹脂材料等を充填すれば、最終的には、凹レンズとしてのマイクロレンズが形成されることになる。
【００５７】
なお、本態様においては、レジスト膜を凸状部に成形する必要があるため、該レジスト膜は、好ましくは、熱変形性を有する材料から構成するとよい。このようにすれば、該レジスト膜に対する加熱を行うのみで、該レジスト膜が溶融し、これにより該レジスト膜における表面張力が作用することによって、ごく自然に且つ容易に、略半球状ないしは略ドーム状を含む凸状部を成形することが可能となる。
【００５８】
本発明のマイクロレンズアレイの製造方法の他の態様では、前記マイクロレンズの外形形状を形成する工程は、前記第１基板上に光硬化性樹脂を塗布する工程と、前記光硬化性樹脂を凹状部又は凸状部が形成された型内に埋め込むとともに、該光硬化性樹脂に対して光照射を実施することで、これを硬化させる工程と、前記第１基板及び前記光硬化性樹脂をともに前記型から分離させる工程とを含む。
【００５９】
この態様によれば、最終的に、凸レンズ又は凹レンズを好適に形成することができる。すなわち、型が凹状部を含む場合には、光硬化性樹脂には凸状部が転写され、その逆の場合には凹状部が転写されることになる。したがって、前者の場合においては、凸レンズが形成されることになり、後者の場合においては、凹レンズが形成されることになる。この場合、光硬化性樹脂がレンズ媒質そのものとなる。このように、本態様によれば、マイクロレンズの外形形状を好適に製造することができ、また、本態様では特に、この外形形状の製造が即、凸レンズ又は凹レンズのマイクロレンズの製造に帰することとなる。
【００６０】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【００６１】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態は、本発明のマイクロレンズアレイを、電気光学装置の一例たる液晶装置に装着した適用例に関するものである。
【００６２】
（第１実施形態）
以下では、まず、本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズアレイを装着してなる電気光学装置の全体構成について、図１及び図２を参照しながら説明した後、該マイクロレンズアレイの実施形態について、図３及び図４を参照しながら説明することとする。ここに、図１は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素とともに、対向基板の側から臨んだ平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ´断面図である。また、図３は、第１実施形態に係るマイクロレンズアレイを構成するレンズ基板の平面図であって、遮光膜の形成態様及び該レンズ基板上に形成される柱の配置態様を併せて示すものであり、図４は、図３のＡ−Ａ´断面図である。なお、以下で参照する図面においては、各要素が各図面上で認識可能となるように、あるいはよりわかり易くなるように等ということを目的として、該各要素ごとに縮尺を異ならしめているため、各図面間で要素の大きさ、あるいは要素間の相対的な大きさが異なっている場合等がある。
【００６３】
図１及び図２において、第１実施形態に係る電気光学装置では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。
【００６４】
ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶層５０が封入されている。液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマテッィク液晶を混合した液晶からなる。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。なお、画像表示領域１０ａは、額縁遮光膜５３により規定されている。
【００６５】
シール材５２は、両基板を貼り合わせるために、例えば熱硬化性樹脂、熱及び光硬化樹脂、光硬化樹脂、紫外線硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、加熱、加熱及び光照射、光照射、紫外線照射等により硬化させられたものである。
【００６６】
このようなシール材５２中には、両基板間の間隔を所定値とするためのグラスファイバあるいはガラスビーズ等のギャップ材が混合されている。すなわち、第１実施形態の電気光学装置は、プロジェクタのライトバルブ用として小型で拡大表示を行うのに適している。ただし、当該電気光学装置が液晶ディスプレイや液晶テレビのように大型で等倍表示を行う液晶装置であれば、このようなギャップ材は、液晶層５０中に含まれていてもよい。
【００６７】
シール材５２の外側の領域には、データ線６ａに画像信号を所定のタイミングで供給することにより該データ線６ａを駆動するデータ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられており、走査線３ａに走査信号を所定のタイミングで供給することにより、走査線３ａを駆動する走査線駆動回路１０４が、この一辺に隣接する二辺に沿って設けられている。
【００６８】
なお、走査線３ａに供給される走査信号遅延が問題にならないのならば、走査線駆動回路１０４は片側だけでもよいことは言うまでもない。また、データ線駆動回路１０１を画像表示領域１０ａの辺に沿って両側に配列してもよい。
【００６９】
ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域１０ａの両側に設けられた走査線駆動回路１０４間をつなぐための複数の配線１０５が設けられている。また、対向基板２０のコーナ部の少なくとも一箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的に導通をとるための導通材１０６が設けられている。
【００７０】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、配向膜１６が形成されている。他方、対向基板２０上には、対向電極２１のほか、最上層部分に配向膜２２が形成されている。また、液晶層５０を構成する液晶分子は、これら一対の配向膜間で所定の配向状態をとる。
【００７１】
なお、ＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等に加えて、複数のデータ線６ａに画像信号を所定のタイミングで印加するサンプリング回路、複数のデータ線６ａに所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【００７２】
さて、本実施形態においては特に、このような電気光学装置に、図２乃至図４に示すように、対向基板２０及びこれに対向配置されたレンズ基板５０１からなるマイクロレンズアレイ５００が装着されている。このうち対向基板２０は、電気光学装置を構成する一対の基板の一方でもあり、図２及び図３に示すように、レンズ基板５０１が対向しない側の面の上に、平面視して格子状を有する遮光膜２３（図２においては不図示。なお図４参照）、該遮光膜２３上を含む全面に形成されＩＴＯ等の透明導電性材料からなる対向電極２１、及び該対向電極２１上に形成された配向膜２２がそれぞれ形成されている。この対向基板２０は、いわゆるカバーガラスとして機能することになる。なお、前記の遮光膜２３は、格子状ではなくストライプ状に形成されてもよい。
【００７３】
一方、マイクロレンズアレイ５００は、この対向基板２０に対向するように配置されたレンズ基板５０１を備えている。レンズ基板５０１及び対向基板２０は相互に接着剤Ｂを介して貼り合わされている。
【００７４】
このレンズ基板５０１には、その対向基板２０に対向する対向面５０１Ｆの上にマトリクス状に形成されたマイクロレンズの外形形状（以下、「ＭＬ形状」と略す。）５０３Ｐが形成されている。第１実施形態では、このＭＬ形状５０３Ｐはレンズ基板５０１の表面に対して凹状部を含んだ形状を有している。そして、前記接着剤Ｂが、周囲の材料よりも高い屈折率を有することにより、該ＭＬ形状５０３Ｐは、該接着剤Ｂとともに片凸型のマイクロレンズ５０３を形成することになる。
【００７５】
他方、該ＭＬ形状５０３Ｐは、図３に示すように、レンズ基板５０１の面上において、マトリクス状の一例である縦横に直線的に配列された態様をもつように形成されている。
【００７６】
そして、第１実施形態においては特に、縦横に直線的に配列されたＭＬ形状５０３Ｐの間隙領域ＣＢＲ１、ＣＢＲ２、…、ＣＢＲ１００に、柱６０１が形成されている。ここでまず、間隙領域ＣＢＲ１、ＣＢＲ２、…、ＣＢＲ１００とは、図３において例えば、ＭＬ形状５０３Ｐ１から平面的に見てその右方に相隣接するＭＬ形状５０３Ｐ２、前記ＭＬ形状５０３Ｐ１の下方に相隣接するＭＬ形状５０３Ｐ３、及びこのＭＬ形状５０３Ｐ３の右方に相隣接するＭＬ形状５０３Ｐ４という四つのＭＬ形状５０３Ｐ１〜５０３Ｐ４を想定するとき、ＭＬ形状５０３Ｐ１及び５０３Ｐ４それぞれの中心を結ぶ線分（図中一点破線参照）と、ＭＬ形状５０３Ｐ２及びＭＬ形状５０３Ｐ３それぞれの中心を結ぶ線分（図中一点破線参照）とが交差する領域が該当する（これら四つのＭＬ形状５０３Ｐ１、５０３Ｐ２、５０３Ｐ３及び５０３Ｐ４により規定される間隙領域は、「ＣＢＲ１２」ということになる。）。また、第１実施形態では、最外周に形成されるＭＬ形状５０３Ｐの外側にも間隙領域（例えば、ＣＢＲ１〜１０、或いはＣＢＲ１０、２０、…、１００等）が存在し得ることが示されている。このような間隙領域ＣＢＲ１、ＣＢＲ２、…、ＣＢＲ１００は、レンズとしての機能を有しない非有効領域ということができる。柱６０１は、図３に示すように、このような間隙領域ＣＢＲ１、ＣＢＲ２、…、ＣＢＲ１００に立てられている。
【００７７】
また、第１実施形態では更に、柱６０１は、前記のような間隙領域ＣＢＲ１、ＣＢＲ２、…、ＣＢＲ１００のすべてに立てられるようになっている。これは、より一般的にいうと次のようになる。すなわち、前記の対向面５０１Ｆは、ＭＬ形状５０３Ｐが形成されるとともに当該対向面５０１Ｆの中央部ＦＣを含むレンズ形成領域ＬＭＲと、当該対向面５０１Ｆの辺縁部ＦＰを含み前記レンズ形成領域ＬＭＲ以外の領域としての非レンズ形成領域ＮＭＲとを有する。そして、柱６０１は、このような対向面５０１Ｆ上において、レンズ形成領域ＬＭＲ内の間隙領域ＣＢＲ１、ＣＢＲ２、…、ＣＢＲ１００のすべてに設けられているのである。
【００７８】
さらに、第１実施形態では、柱６０１の一本一本の径Ｄが、前述した遮光膜２３の幅Ｗ以下とされている。すなわち、遮光膜２３は、図３に示すように平面視して格子状に形成されているが、該格子状を構成する格子の一本一本の幅Ｗが、柱６０１の径Ｄよりも大きくされているのである。
【００７９】
そして、平面視すると以上のような特徴を有する柱６０１の先端は、図４に示すように、対向基板２０の一面に接するようにされている。
【００８０】
なお、このような柱６０１の具体的な大きさとしては、例えば、該柱６０１の径Ｄが１〜２μｍ、高さが１０μｍ程度のものを利用するとよい。この場合、遮光膜２３の幅Ｗは、３〜１０μｍ程度であるとよい。さらに、ＭＬ形状５０３Ｐの開口径は、例えば１５〜３０μｍ程度とするとよい。
【００８１】
以上のような構成を有するマイクロレンズアレイ５００によれば、次のような作用効果が奏されることになる。
【００８２】
第一に、レンズ基板５０１上に柱６０１が形成されており、その先端が対向基板２０の一面に接するようにされていることから、これらレンズ基板５０１及び対向基板２０間には該柱６０１の軸方向の抗力が作用することになる。これにより、第１実施形態では、レンズ基板５０１及び対向基板２０間の貼合せ工程を実施する際において、両基板５０１及び２０に適当な大きさとなる圧力がかけられたとしても、両基板５０１及び２０間の厚さがその面内において不均一になるという事態を極力回避することができる。したがって、第１実施形態によれば、レンズ基板５０１及び対向基板２０間の厚さを一定に維持することが可能となる。
【００８３】
また、第１実施形態では更に、レンズ基板５０１に対向配置される基板が、電気光学装置の一対の基板の一方たる対向基板２０を兼ねていることから、上述のようにレンズ基板５０１及び対向基板２０間の厚さを一定に維持することができるという効果の上に、対向基板２０及びＴＦＴアレイ基板１０間の厚さ、すなわちセルギャップを一定に維持することが可能となる。
【００８４】
以上のような作用効果は、従来において、レンズ基板５０１及び対向基板２０間の厚さ、或いはこれに応じた対向基板２０及びＴＦＴアレイ基板１０間の厚さがどのようになるおそれがあったかを示す図５と、第１実施形態における図４とを対比すると、より明瞭となる。
【００８５】
すなわち、図５においては、マイクロレンズアレイ５０３´を形成するために、レンズ基板５０１´及び対向基板２０´に対する加圧が行われる際に、その加圧を実現するための加工装置の精度、或いは該加圧工程の実施時間のばらつき等の影響から、当該加圧を両者の全面について均一に行うことが難しかったことから、レンズ基板５０１´及び対向基板２０´間には、その面内において、図５に示すような厚さのばらつきを生じさせることがあった。図５では特に、図中左方側がより薄く、同右方側がより厚いという、厚さのムラが生じていることがわかる。
【００８６】
このような厚さのムラが生じると、まず、図５に示すように、個々のマイクロレンズ５０３´で集光された光が、本来進むべき方向から角度をもった方向に進むかの如き状態になるなどの結果、該光が、ＴＦＴアレイ基板１０上の画素電極９ａの形成領域から外れてしまう場合がある。また、このような厚さのムラが更に酷くなれば、やがて集光光が遮光膜２３にかかってしまい、そもそも光の進行が遮られるという事態も招くおそれがある。これらのようになると、画像は暗くなってしまうことになり、光の利用効率を高めようと設けられたマイクロレンズアレイの存在意義を半減させてしまう。
【００８７】
加えて、対向基板２０´が、レンズ基板５０１´に対向する貼合せ基板を兼ねる場合においては、図５に示すように、セルギャップにもまた、前記と同様な厚さのムラを生じさせる可能性が高かったのである。これでは、光透過率、コントラスト比、応答速度等の表示特性に影響を与え、悪い場合には、表示ムラ等を発生させる可能性も出てくることになる。
【００８８】
しかるに、第１実施形態においては、図３及び図４に示したように、レンズ基板５０１及び対向基板２０間には、柱６０１が介在され、且つ、該柱６０１がレンズ基板５０１及び対向基板２０双方に対して適当な抗力を発揮することにより、両基板５０１及び２０の厚さにむらが生じるなどという事態を極力回避することが可能となっているのである。したがって、第１実施形態によれば、前述したような不具合を被る可能性は極めて低減されていて、光の利用効率を高く維持することが可能であるとういことができるから、明るい画像の表示等その他高品質な画像の表示が可能となる。
【００８９】
なお、図５及び図３に示されるような構造において計測される厚さのむらの程度は、最大厚さと最小厚さの差として、一般的には、前者（図５）で１０±５〔μｍ〕にまで達するのに対して、後者（図３）では１μｍ以下に抑えることが可能である。
【００９０】
（第２実施形態）
以下では、本発明の第２の実施形態について、図６及び図７を参照しながら説明する。ここに図６は、マイクロレンズアレイを構成するレンズ基板の平面図であって、該レンズ基板上に形成される柱の配置態様を併せて示すものであり、図７は、図６のＡ１−Ａ１´断面図である。
【００９１】
なお、第２実施形態においては、電気光学装置の全体構成、或いはマイクロレンズアレイの概略的な構成等については、前記第１実施形態と略同様である。したがって、以下では、第２実施形態において特徴的な部分についてのみ主に説明を加えることとし、残余の事項については、その説明を簡略化、或いは省略することとする。また、以下参照する図面においても、第１実施形態と実質的に同様な意義・作用を有する部材等については、同一の符号を用いて説明を行うこととする。以上の前提は、後述する第３実施形態以降についても当てはまる。
【００９２】
さて、第２実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、柱６０１が、レンズ基板５０１上のレンズ形成領域ＬＭＲにのみ形成されているのではなく、柱６０１Ｎとして、非レンズ形成領域ＮＭＲにも形成されている。より具体的には、この悲レンズ形性領域ＮＭＲに形成されている柱６０１Ｎは、レンズ基板５０１の四つの辺縁部ＦＰに沿い且つ均等な間隔をおいて配置されている。
【００９３】
これにより、第２実施形態では、上記第１実施形態に比べて、柱６０１の本数が相対的に増えており、したがって、その抗力の増大が図られている。
【００９４】
よって、第２実施形態によれば、より有効且つ適切にレンズ基板５０１及び対向基板２０の厚さを一定に維持することが可能となる。特に、非レンズ形成領域ＮＭＲが、本実施形態のようにレンズ基板５０１の周囲を縁取るような形状を有するときには、図６で示したように柱６０１Ｎもまた、同形状に沿って配置されることから、当該周囲を縁取る部分についても、レンズ基板５０１及び対向基板２０間の厚さを一定に維持することが可能となる。
【００９５】
（第３実施形態）
以下では、本発明の第３の実施形態について、図８及び図９を参照しながら説明する。ここに図８は、マイクロレンズアレイを構成するレンズ基板の平面図であって、該レンズ基板上に形成される柱の配置態様を併せて示すものであり、図９は、図８のＡ２−Ａ２´断面図である。
【００９６】
第３実施形態では、上記第１及び第２実施形態とは異なり、柱６０１が、レンズ形成領域ＬＭＲ内において均等に設けられている。ただし、第３実施形態における「均等」とは、第１実施形態のように、間隙領域ＣＢＲ１、ＣＢＲ２、…、ＣＢＲ１００のすべてにおいて柱６０１が設けられているというのではなく、図８に示すように、すべての間隙領域ＣＢＲ１、ＣＢＲ２、…、ＣＢＲ１００の中から、いわば飛び飛びに柱６０１が形成されていることを意味している。
【００９７】
図８では特に、間隙領域ＣＢＲ２３、ＣＢＲ２６、ＣＢＲ２９、ＣＢＲ５３、…、ＣＢＲ８９等というように、概ねＭＬ形状５０３Ｐが縦又は横に３個配列されているごとに、柱６０１が形成されていることがわかる。また、これを言い換えれば、図８中、破線Ｕで示されるところからわかるように、柱６０１は、ＭＬ形状５０３Ｐが９個あるうちに１本存在する、と考えることができる。つまり、当該対向面５０１Ｆにおいて、柱６０１の設置密度は、約０．１〔本／個〕（ただし、「個」はＭＬ形状５０３Ｐの個数を意味する。）ということができる。このような設置密度という概念を用いれば、第３実施形態は、レンズ形成領域ＬＭＲ内において、柱６０１の設置密度がどの部分においても同一であると言い換えることができる。
【００９８】
このような第３実施形態によれば、柱６０１が均等に配置されていることにより、当該柱６０１の抗力を、レンズ基板５０１及び対向基板２０間に均等に作用させることができる。したがって、レンズ基板５０１及び対向基板２０間の厚さを一定に保つという効果を、より確実に得ることができる。また、第３実施形態では特に、図８に示したように、柱６０１の設置密度が０．１〔本／個〕というように、レンズ基板５０１上、より少ない柱６０１しか存在してないが、これら柱６０１は、レンズ形成領域ＬＭＲにおいて均等に配列されていることから、そのより少ない柱６０１でもって、より有効且つ適切にレンズ基板５０１及び対向基板２０間に所定の抗力を作用させることができる。
【００９９】
なお、図８及び図９に示す第３実施形態では、第２実施形態と同様に、非レンズ形成領域ＮＭＲにおいても、柱６０１Ｎが形成されていることから、この点に関して、上記第２実施形態と全く同様な作用効果を得ることができる。
【０１００】
（第４実施形態）
以下では、本発明の第４の実施形態について、図１０及び図１１を参照しながら説明する。ここに図１０及び図１１は、図４と同趣旨の図であって、マイクロレンズの形態が上記第１乃至第３実施形態とは異なるものを示すものである。
【０１０１】
まず、図１０においては、マイクロレンズ５０５は、ＭＬ形状５０５Ｐがレンズ基板５０１上に形成された凸状部を含む構成となっている。このＭＬ形状５０５Ｐは、例えばレンズ基板５０１上に熱変形性を有するレジスト膜を形成した後、このレジスト膜にフォトリソグラフィ及びエッチングを実施して開口部を形成し、この開口部以外のレジスト膜を除去するとともに、残存したレジスト膜を加熱するなどして凸状に成形した後（この場合、該レジスト膜の表面張力により自動的に成形され得る。）、その凸状のレジスト膜と共にレンズ基板５０１をエッチングすること等によって形成することができる。これは、該凸状のレジスト膜の形状がレンズ基板５０１の表面に転写されるかの如きエッチングが進行するからである。
【０１０２】
後は、このようなＭＬ形状５０５Ｐを含むレンズ基板５０１に対して、対向基板２０を対向させるとともに、両基板５０１及び２０間に接着剤Ｂを介在させることにより、図１０に示すような凹レンズとなるマイクロレンズ５０５を形成することができる。
【０１０３】
次に、図１１においては、マイクロレンズ５０７は、ＭＬ形状５０７Ｐがレンズ基板５０１に光硬化性樹脂を硬化させた凸状部からなる構成となっている。このＭＬ形状５０７Ｐは、例えばレンズ基板５０１上に光硬化性樹脂を塗布した後、これを別途に用意した、凹状部が形成されてなる型枠に埋め込むことなどによって形成することができる。
【０１０４】
後は、このようなＭＬ形状５０７Ｐを含むレンズ基板５０１に対して、対向基板２０を対向させるとともに、両基板５０１及び２０間に接着剤Ｂを介在させることにより、図１１に示すような凹レンズとなるマイクロレンズ５０７を形成することができる。
【０１０５】
なお、この構成によれば、前記型枠に凸状部を形成しておけば、光硬化性樹脂には凹状部が転写されることになるから、凸レンズとなるマイクロレンズを形成することもできる。
【０１０６】
このように、第４実施形態に係るマイクロレンズアレイはいずれも、上記第１乃至第３実施形態とは異なる態様を持つことになるが、柱６０１が形成されている点については、すべて同様である。したがって、このような第４実施形態に係るマイクロレンズアレイ、或いはこれを装着した電気光学装置においても、上記した第１乃至第３実施形態により奏された作用効果と略同様な作用効果を享受できることに変わりはない。
【０１０７】
（製造方法）
以下では、上述した本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法について、図１２を参照しながら説明することとする。ここに図１２及び図１３は、第１実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を、その順を追って示す製造工程断面図である。
【０１０８】
まず、図１２の工程（１）に示すように、ネオセラム等の透明材料からなるレンズ基板５０１上に、例えば、クロム又は金の少なくとも一方を含む合金膜、アモルファスシリコン膜、ポリシリコン膜及び窒化シリコン膜の少なくとも一つからなるレジスト膜２０２を形成する。これらの材料を用いてレジスト膜２０２を形成すれば、該レジスト膜２０２とレンズ基板５０１との密着性等が優れていることにより、該レジスト膜２０２を介するエッチング工程は、好適に実施されることになる。また、これにより、後述で説明する凹状部２０８の形状制御、すなわちマイクロレンズの外形形状制御等を正確に行うことができる。
【０１０９】
次に、図１２の工程（２）に示すように、前記のレジスト膜２０２に、所定パターンの開口部２０２ａをフォトリソグラフィ法のパターニング処理により形成する。この所定パターンは、例えば一つ一つの開口部２０２ａが縦横に整列して配列されるマトリクス状（図３参照）などとすればよい。なお、第１実施形態では特に、この開口部２０２ａの径は、比較的小さめに形成しておくことが好ましい。より具体的には、該径は、すぐ後に述べる図１２の工程（３）において形成される凹状部２０８の開口径よりも小さいことが望ましい。
【０１１０】
次に、図１２の工程（３）に示すように、レジスト膜２０２の開口部２０２ａからレンズ基板５０１の表面をエッチング処理し、凹状部２０８を形成する。このエッチング処理は、例えば、フッ酸を主体とするエッチング液を用いたウェットエッチングで行う。ここで、このウェットエッチングを採用することにより、レンズ基板５０１に対する侵食は等方的に進行することになる。したがって、この開口部２０２ａを通じたウェットエッチングによれば、前記凹状部２０８は、該開口部２０２ａの周囲に位置するレジスト膜２０２及びレンズ基板５０１間の界面を抉るようにしつつ、該開口部２０２ａ中心に同心の略半球状となるように形作られることになる。そして、このような形状は、レンズの形状としては好適であるから、第１実施形態によれば、当該マイクロレンズの外形形状を自然且つ容易に、そして好適に製造することができる。
【０１１１】
また、第１実施形態では、図１２の工程（３）に示したように、開口部２０２ａの径が、凹状部２０８の開口径よりも小さくなるようにされていたから、該凹状部２０８の最底部において「平坦面」を形作るようなことがない。この点、もし開口部の径があまりにも大きいと、エッチャントが図中下方向（すなわち、底の部分）に重点的に作用してしまうことにより、凹状部２０８の底面部には平坦面が形作られてしまう。このような平坦面が形成されると、当該部位ではレンズ作用が見込めないから、マイクロレンズの集光特性等に悪影響を与える可能性が大きい。本実施形態では、このような不具合を有効に解消することができる。
【０１１２】
次に、図１２の工程（４）に示すように、レジスト膜２０２をエッチング処理によって除去する。この段階において、レンズ基板５０１上には、凹状部２０８としてのＭＬ形状が形作られることとなる。
【０１１３】
そして、本実施形態では特に、凹状部２０８としてのＭＬ形状が形成されたら次に、図１３の工程（５）に示すように、該ＭＬ形状５０３Ｐの間隙領域ＣＢＲに柱６０１を形成する。この柱６０１の形成方法は、例えばフォトリソグラフィ及びエッチング工程によればよい。
【０１１４】
すなわち、図１２の工程（４）に示す段階におけるレンズ基板５０１上に、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、或いは適当な感光性樹脂材料等からなるレジスト膜を形成した後、該レジスト膜に対して露光工程を実施して、開口部を形成し、該開口部を通じて前記レジスト膜のエッチングを行うのである。このようにすれば、残存したレジスト膜がすなわち、柱６０１として形成されることになる。
【０１１５】
なお、この場合、柱６０１を、図３に示したようにレンズ形成領域ＬＭＲ内のすべての間隙領域ＣＢＲに対応するように形成・配置すれば、第１実施形態に係るマイクロレンズアレイ５００が形成されることになる。この点、柱６０１Ｎを、図６に示したように非レンズ形成領域ＮＭＲにも形成・配置したり、図８に示したようにレンズ形成領域ＬＭＲ内において均等に形成・配置するのであれば、それぞれ、第２実施形態、第３実施形態に係るマイクロレンズアレイが形成されることになるのは言うまでもない。この場合、柱６０１の形成方法に関して、各実施形態に係るマイクロレンズアレイ間で特に相違はない。
【０１１６】
また、柱６０１を構成する材料としては、上述の樹脂材料の他、ＳｉＯ２やＡｌ等の無機材料を用いてもよい。
【０１１７】
次に、図１３の工程（６）に示すように、レンズ基板５０１及び対向基板２０間の所定の隙間に、光硬化性又は熱硬化性の透明有機材料からなる接着剤Ｂを注入するとともに、これを凹状部２０８ないしＭＬ形状５０３Ｐの内部にも充填した後、この接着剤Ｂに対して光照射又は加熱を実施することで硬化させる。この際、本実施形態においては、レンズ基板５０１及び対向基板２０と接着剤Ｂとの間で十分な吸着力を作用させるため、該レンズ基板５０１及び対向基板２０に対する加圧が行われることになる。この加圧の際における力の作用方向は、レンズ基板５０１については、これが対向基板２０に近づくように、逆に、対向基板２０については、これがレンズ基板５０１に近づくようにという方向である。
【０１１８】
ところが、この加圧は、これを実現するための加工装置の精度、或いは当該加圧工程の実施時間のばらつき等の影響から、レンズ基板５０１及び対向基板２０両者の全面について均一に行うことが難しい。これにより、レンズ基板５０１及び対向基板２０間には、その面内において、厚さのばらつきを生じさせる可能性が大きかった。
【０１１９】
しかるに、本実施形態においては、図１３の工程（６）に示すように、レンズ基板５０１及び対向基板２０間には柱６０１が介在していることにより、加圧状態にある両基板５０１及び２０に対しては、該柱６０１の存在を原因とする適当な抗力が作用することになる。
【０１２０】
このようなことにより、まず加圧によって、レンズ基板５０１及び対向基板２０は好適に接着剤Ｂに吸着されることで、両基板５０１及び２０の相互の接着が好適に実現されることになるのに加えて、この加圧工程の際においては、前述のように柱６０１の軸方向の抗力がレンズ基板５０１及び対向基板２０に作用することになるから、両基板５０１及び２０間の厚さを面内のどの部分においてもほぼ均一にすることが可能となる。
【０１２１】
後は、該対向基板２０におけるレンズ基板５０１に対向しない側の面の上に、図１３の工程（７）に示すように、平面視して格子状の遮光膜２３を形成した後、該遮光膜２３上を含む全面にＩＴＯ等からなる対向電極２１、及び該対向電極２１上にポリイミド等からなる配向膜２２を形成することにより、第１実施形態に係るマイクロレンズアレイ５００は完成することになる。
【０１２２】
なお、この場合、前記の格子状の遮光膜２３は、例えば金属クロム等をスパッタリングした後、これに対してフォトリソグラフィ及びエッチングを実施することにより形成することができる。そして、該格子状の遮光膜２３における一本一本の格子の幅Ｗは、第１実施形態の説明の際既に述べたように、柱６０１の径Ｄよりも大きく（Ｗ＞Ｄ）なるようにされる。
【０１２３】
さらには、このようにして製造されたマイクロレンズアレイ５００における対向基板２０に更に対向するように、予め走査線及びデータ線、並びにこれらの交差領域に薄膜トランジスタ及び画素電極等の形成がなされたＴＦＴアレイ基板１０を配置し、両基板２０及び１０をその周辺部においてシール材５２により接着すれば、電気光学装置が完成することになる。
【０１２４】
以上のような製造方法によれば、上述の第１実施形態に係るマイクロレンズアレイ５００を好適に形成することができる。
【０１２５】
なお、上述の製造方法においては、柱６０１はフォトリソグラフィ及びエッチング工程によって形成されていたが、本発明は、このような形態にのみ限定されるものではない。たとえば、図１４に示すような方法により柱６０１を形成することができる。ここに図１４は、柱６０１の形成方法の一例を順を追って示す製造工程図である。
【０１２６】
この図１４の工程（１１）においてはまず、適当な材料からなるダミー基板９１を用意するととともに該ダミー基板９１上に、柱６０１の配置態様に一致する孔部９２Ｍを有する型９２を形成する。ここにまず、このようなダミー基板９１上における型９２は、基本的にどのような方法を用いて形成してもよい。例えば、前記の孔部９２Ｍが予め形成された板状部材を製造しておき、これをダミー基板９１上に載置するというのでよい。また、孔部９２Ｍの配置態様は、前述のように柱６０１の配置態様に一致するように定められる。具体的には例えば、図３の間隙領域ＣＢＲ１、ＣＢＲ２、…、ＣＢＲ１００に対応するように、孔部９２Ｍは型９１に対して形成されることになる。
【０１２７】
次に、図１４の工程（１２）に示すように、前述のような配置態様をもつ孔部９２Ｍに、樹脂成形等の別の工程を経て予め製作された柱６０１を挿入する。これにより、ダミー基板９１上で前記間隙領域ＣＢＲ１、ＣＢＲ２、…、ＣＢＲ１００に対応するように配置された柱６０１の群を得ることができる。
【０１２８】
次に、図１４の工程（１３）に示すように、このように孔部９２Ｍに挿入された柱６０１の一端に接着剤６０１Ｂを塗布する。
【０１２９】
そして次に、図１４の工程（１４）に示すように、上述の図１２の工程（４）までの工程を経たレンズ基板５０１、即ち凹状部２０８ないしＭＬ形状５０３Ｐが形成されたレンズ基板５０１を、そのＭＬ形状５０３Ｐの間隙領域ＣＢＲと前記柱６０１の一端とが位置的に対応するように、該レンズ基板５０１をダミー基板９１に重なり合わせるように対向配置する。これにより、柱６０１とレンズ基板５０１とは、接着剤６０１Ｂを介して相互に接着されることになる。
【０１３０】
次に、図１４の工程（１５）に示すように、レンズ基板５０１をダミー基板９１から離間させれば、図１４の工程（１６）に示すように、柱６０１の形成されたレンズ基板５０１を形成することができる。
【０１３１】
また、上述の製造方法においては、前記のレンズ基板５０１とは別に、該レンズ基板５０１と同じ大きさのレンズ基板（以下、「他の基板」という。）を用意するとともに、該他の基板に対して図１２の工程（１）乃至工程（４）に示すのと略同様な成膜・エッチング等の処理を施して、図１２の工程（４）に示すのと同様な凹状部ないしＭＬ形状を形作り、このような他の基板と前述のレンズ基板５０１´とを互いに貼り合わせることによって、マイクロレンズアレイを形成するようにしてもよい。このような製造方法によれば、レンズ基板５０１及び他の基板それぞれの凹状部を相互に対応させることにより、両凸レンズを含むマイクロレンズを形成することが可能となる。
【０１３２】
（電気光学装置の実施形態）
以下では、上記第１実施形態においては触れることができなかった該電気光学装置の構成及び作用等について、図１５を参照しながら説明する。ここに図１５は、本実施形態に係る電気光学装置及びこれに装着されたマイクロレンズアレイの概要構成を示す斜視図である。
【０１３３】
図１５において、電気光学装置は、マトリクス状に配列された画素電極９a、該画素電極９ａに接続されたＴＦＴ３０、該ＴＦＴ３０に接続された走査線３ａ及びデータ線６ａ等が形成されたＴＦＴアレイ基板１０を備えている。なお、画素電極９ａ及びＴＦＴ３０は、走査線３ａ及びデータ線６ａの交差領域に対向するように形成されている。
【０１３４】
より具体的に、図１５に係る電気光学装置では、ＴＦＴアレイ基板１０上に、第１乃至第３の層間絶縁膜４１、４２及び４３を備えることにより、前記の画素電極９ａ、ＴＦＴ３０、走査線３ａ及びデータ線６ａは積層構造をなして構築されている。まず第一に、ＴＦＴアレイ基板１０上には、ＴＦＴ３０の半導体層１ａが形成されており、該半導体層１ａのチャネル領域に対向する部分には、例えば導電性のポリシリコン等からなる走査線３ａが形成されている。この走査線３ａは、ＴＦＴ３０におけるゲート電極として機能する。第二に、走査線３ａ上には、第１層間絶縁膜４１を挟んで保持容量７０が形成されている。なお、この保持容量７０は、下部電極、誘電体膜及び上部電極の三層構造のコンデンサとして形成されているが、図１５において該構造は図示されない。また、この保持容量７０の上部電極及び下部電極の少なくとも一方は、例えばコンタクトホール等によってＴＦＴ３０のドレイン領域と電気的に接続されているが、図１５ではその点についても図示されない。第三に、保持容量７０上には、第２層間絶縁膜４２を挟んで適当な金属材料からなるデータ線６ａが形成されている。このデータ線６ａは、コンタクトホールＣ１を介してＴＦＴ３０のソース領域と電気的に接続されている。以上のように、走査線３ａ及びデータ線６ａは互いに異なる層として形成されているものの、走査線３ａは図中横方向、データ線６ａは図中上下（奥行き）方向に形成されることにより、両者は全体的に格子状を形作ることになる。第四に、データ線６ａ上には、第３層間絶縁膜４３を介して例えばＩＴＯ（インディウム・ティン・オキサイド）等の画素電極９ａがマトリクス状に配列されるように形成されている。この画素電極９ａは、コンタクトホールＣ２を介して前述の保持容量７０と電気的に接続されている。これにより、ＴＦＴ３０及び画素電極９ａは、保持容量を構成する一方の電極を介して電気的に接続されることになる。また、該保持容量７０が画素電極に９ａに接続されていることにより、該画素電極９ａの電位保持特性を格段に向上することが可能となり、画像のコントラストを向上させることが可能となる。
【０１３５】
以上のような構成の他、前記ＴＦＴアレイ基板１０上には、走査線３ａに接続される走査線駆動回路（図１参照）が設けられ、データ線６ａに接続されるデータ線駆動回路（図１参照）が設けられる。走査線駆動回路は、走査線３ａに対して、例えば線順次に走査信号を供給し、データ線駆動回路は、データ線６ａに対して前記走査信号の供給タイミング等を計った上で、所定のタイミングで画像信号を供給する。
【０１３６】
他方、この電気光学装置には、ＴＦＴアレイ基板１０に対向配置されその全面に例えばＩＴＯ等の透明導電性材料からなる対向電極が形成された対向基板２０が備えられている。そして、図１５においては特に、この対向基板２０が、前述の第１実施形態で説明したマイクロレンズアレイ５００を構成する一対の基板のうちの一方の基板として兼用されている。なお、図１５においては、図２等においては示されていた遮光膜２３、対向電極２１及び配向膜２２は図示されていない。
【０１３７】
以上のような構成となるＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０間には、電気光学物質の一例たる液晶層５０が挟持されている。この液晶層５０は、例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）型の液晶等からなる。
【０１３８】
このような電気光学装置においては、走査線３ａを通じた走査信号の供給により、ＴＦＴ３０のＯＮ・ＯＦＦを制御するとともに、該ＴＦＴ３０がＯＮとされている状態において、データ線６ａを通じて供給されてくる画像信号を画素電極９ａに印加することが可能である（アクティブマトリクス駆動）。このように画像信号が画素電極９ａに印加されると、当該画像信号に対応した所定の電位差が、該画素電極９ａと対向電極２１間に生じる（つまり、画素毎に所定の電位差が生じる）こととなり、これによって、前記液晶層５０中の液晶の配向状態の変化、それに起因する光透過率の変化が生じることとなるので、画像を表示することが可能となる。ここで、液晶に対する光の入射は、例えば、当該電気光学装置の内部に設けられた光源や、当該電気光学装置の外部に存在する蛍光灯等の光源等を考えることができる。なお、本実施形態においては、画素電極９ａ及び対向電極２１のいずれも、透明導電性材料からなるから、いわゆる「透過型」として使用可能である。図に即して言えば、例えば、図中上側に図示しない内部光源を設置することにより、該上側から図中下側に抜けるように光を進行させることが可能である。
【０１３９】
そして、本実施形態に係る電気光学装置では特に、上述のように、対向基板２０を兼ねるマイクロレンズアレイ５００が備えられている。そして、このマイクロレンズアレイ５００では、レンズ基板５０１及び対向基板２０間に柱６０１が設けられていることにより、両基板５０１及び２０間の厚さＴＨは、その面内においてどの部分でも略均一にすることができる。したがって、このマイクロレンズアレイ５００によれば、図１５に示すように、入射光を集光することによって、光の利用効率をより高めることが可能となる。このように、本実施形態によれば、光の利用効率が増し、より明るい画像の表示等が可能となる。なお、図においては、マイクロレンズ５０３により集光光の焦点Ｆは、ＴＦＴアレイ基板１０よりも図中下よりとされている。
【０１４０】
なお、上述においては、画素スイッチング用素子としてＴＦＴが用いられたアクティブ・マトリクス駆動可能な電気光学装置が例示されていたが、本発明は、このような形態に限定されるものではない。例えば、画素スイッチング用素子としてＴＦＤを用いる電気光学装置や、また場合により、パッシブ・マトリクス駆動可能な電気光学装置に対しても、本発明は適用可能である。更に言えば、本発明に係る基板装置の一例としてのマイクロレンズアレイは、ＣＣＤ装置等に対しても適用することが可能である。
【０１４１】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うマイクロレンズアレイ及びその製造方法並びに電気光学装置もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【０１４２】
また、本発明に係るマイクロレンズアレイは、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置、或いは電子ペーパ等の電気泳動装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態の電気光学装置におけるＴＦＴアレイ基板を、その上に形成された各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図である。
【図２】 図１のＨ−Ｈ´断面図である。
【図３】 本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズアレイを構成するレンズ基板の平面図であって、遮光膜の形成態様及び該レンズ基板上に形成される柱の配置態様を併せて示すものである。
【図４】 図３のＡ−Ａ´断面図である。
【図５】 図４と同趣旨の図であって、本発明に係る柱を、レンズ基板及び対向基板間に設けない場合における断面図である。
【図６】 本発明の第２実施形態に係るマイクロレンズアレイを構成するレンズ基板の平面図であって、該レンズ基板上に形成される柱の配置態様を併せて示すものである。
【図７】 図６のＡ１−Ａ１´断面図である。
【図８】 本発明の第３実施形態に係るマイクロレンズアレイを構成するレンズ基板の平面図であって、該レンズ基板上に形成される柱の配置態様を併せて示すものである。
【図９】 図８のＡ２−Ａ２´断面図である。
【図１０】 図４と同趣旨の図であって、本発明の第４実施形態に係るマイクロレンズの別形態（その１）を示す断面図である。
【図１１】 図４と同趣旨の図であって、本発明の第４実施形態に係るマイクロレンズの別形態（その２）を示す断面図である。
【図１２】 本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を、順を追って示す製造工程断面図（その１）である。
【図１３】 本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズアレイの製造方法を、順を追って示す製造工程断面図（その２）である。
【図１４】 柱の形成方法の一例を順を追って示す製造工程断面図である。
【図１５】 本実施形態に係る電気光学装置及びこれに装着されたマイクロレンズアレイの概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
５００…マイクロレンズアレイ ６０１、６０１Ｎ…柱 ５０１…レンズ基板 ５０１Ｆ…対向面 ＬＭＲ…レンズ形成領域 ＮＭＲ…非レンズ形成領域 ５０３…マイクロレンズ ５０３Ｐ…マイクロレンズの外形形状（ＭＬ形状） ２０８…凹状部 ＣＢＲ１、ＣＢＲ２、…、ＣＢＲ１００…間隙領域 ２０…対向基板 ２３…遮光膜 Ｂ…接着剤 １０…ＴＦＴアレイ基板 ３ａ…走査線 ６ａ…データ線 ９ａ…画素電極 ３０…ＴＦＴ ９１…ダミー基板 ９２…型 ９２Ｍ…孔部 ６０１Ｂ…接着剤[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of a microlens array, a manufacturing method thereof, and an electro-optical device. The present invention also belongs to the technical field of electrophoretic devices such as EL (electroluminescence) devices or electronic paper.
[0002]
[Background]
Microlenses or microlens arrays are used in various optical devices. As such an optical apparatus, for example, typically, a CCD camera capable of capturing an external scene or landscape using a plurality of charge-coupled devices (CCDs) arranged in a matrix. Alternatively, an electro-optical material is provided between a pair of substrates on which one of a plurality of electrodes arranged in a matrix is formed, and an image is displayed by applying a voltage to the electro-optical material using the electrodes. There are electro-optical devices that can be used.
[0003]
In any case, each microlens constituting the microlens array is provided so as to correspond to a plurality of CCDs arranged in a matrix or a pixel having one of a plurality of electrodes as a unit. Light to be incident on the plurality of pixels or the plurality of electrodes can be collected, and the light use efficiency can be improved. As a result, the CCD camera or the like contributes to improving the image quality of the acquired image, and the liquid crystal display device or the like contributes to improving the image quality of the image to be displayed (for example, improving the brightness). (See Patent Document 1).
[0004]
Conventionally, such a microlens array is manufactured as follows, for example. In other words, two transparent substrates are prepared, and after forming a concave portion or a hollow portion on one of them, a microlens is formed by filling the inside with an appropriate medium. It is to stick them together.
[0005]
In the present specification, unless otherwise specified, one of the two transparent substrates described above is referred to as a “lens substrate” in the form in which the concave portion or the recessed portion is formed only on one of the substrates. The substrate placed opposite to this is called “bonded substrate”. Incidentally, in the claims, the “two transparent substrates” mentioned above are integrated and correspond to the “microlens array”.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2000-19307 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described microlens or microlens array has the following problems. That is, the case where the microlens array is applied to an electro-optical device will be described. As a bonded substrate to the lens substrate, one of a pair of substrates constituting the electro-optical device (for example, for pixel switching such as TFT) In some cases, a so-called counter substrate disposed opposite to a TFT array substrate on which elements are formed corresponds. In this case, according to the above-described manufacturing method, the medium also serves as an adhesive, and the lens substrate and the bonded substrate are bonded together by the medium / adhesive. Further, at this time, in order to exert an appropriate adsorption force between the lens substrate and the bonded substrate, a process of applying an appropriate pressure (hereinafter referred to as a pressurizing process) is usually performed.
[0008]
However, the pressure applied to the lens substrate and the bonded substrate in the pressurizing step is uniform over the entire surface due to the accuracy of the processing apparatus for realizing this or the variation in the execution time of the pressurizing step. Difficult to do. As a result, there is a high possibility that thickness variations will occur between the lens substrate and the bonded substrate in the plane.
[0009]
When such a variation occurs, first, the light collected by the individual microlenses travels in a direction having an angle from the direction in which the light originally travels. As a result, the light is transmitted to each pixel of the electro-optical device. It becomes difficult to guide correctly so as to correspond to. In this case, an image having the originally desired brightness cannot be obtained, and only a darker image can be displayed. This may mean that the meaning of providing the microlens array is halved in order to increase the utilization efficiency of incident light.
[0010]
Further, as described above, when the bonded substrate facing the lens substrate corresponds to one of the substrates constituting the electro-optical device, the above-described variation is caused by the bonding substrate and the electro-optical device. It is also conceivable to affect the thickness between the other substrates (for example, the TFT array substrate and the counter substrate) that constitutes, that is, the cell gap. As a result, if it becomes difficult to keep the cell gap constant, the display characteristics such as light transmittance, contrast ratio, response speed, etc. will be affected, and if it is bad, display unevenness may occur. Will come.
[0011]
Further, the pressure variation as described above and the thickness variation between the substrates based on the pressure variation usually appear randomly in the plane of the substrate. If this is a case where the variation appears in a typical manner, it may be possible to deal with the variation by applying some correction (for example, deforming the shape of the microlens itself in advance). Although it is not impossible, as long as the variation does not have such a property, it is generally difficult to take effective measures at present.
[0012]
The present invention has been made in view of the above problems, and does not cause variations in the thickness between a pair of substrates constituting a microlens array, and maintains high light use efficiency by the microlenses on the array. It is an object of the present invention to provide a microlens array that can be used and a manufacturing method thereof. It is another object of the present invention to provide an electro-optical device including such a microlens array.
[0013]
  In order to solve the above-described problem, a method of manufacturing a microlens array of the present invention manufactures a microlens array in which a first substrate and a second substrate are bonded to each other via an adhesive. A step of forming a microlens outer shape in a matrix on the facing surface of the first substrate facing the second substrate, and a gap region on the facing surface and between the outer shapes of the microlenses. After the step of forming the column and the step of forming the column, the adhesive is interposed between the first substrate and the second substrate to face each other, and the tip of the column is the second substrate And a step of bonding the first substrate and the second substrate after pressing so as to be in contact with the substrate.Thus, the step of forming the pillar includes a step of forming a mold having a hole portion corresponding to an arrangement mode of the pillar on the dummy substrate, a step of inserting the pillar into the hole portion, and the hole portion. The method includes a step of applying an adhesive to one end of the protruding column, and a step of bonding the facing surface of the first substrate to one end of the column.
[0014]
According to the microlens array of the present invention, first, the outer shape of the microlens is formed in a matrix on the opposing surface of the first substrate. Here, the external shape of the microlens includes a concave portion directly formed on the first substrate, a dome-shaped convex portion formed on the first substrate, and the like. By filling an appropriate medium or adhesive around the outer shape of the microlens array, a microlens having an appropriate photorefractive action is formed. In addition, the “matrix shape” means that the outer shape of the microlens as just described is linearly arranged in the vertical and horizontal directions on the facing surface, or linear in either the vertical or horizontal direction. About the other, it means the shape including the aspect etc. which are arranged in a staggered pattern.
[0015]
And especially in this invention, the pillar is formed in the gap | interval area | region between the external shape of the said opposing surface and micro lens. Here, the “gap region” means, for example, that the “matrix shape” means a state in which the outer shape of the microlens is linearly arranged in the vertical and horizontal directions (hereinafter referred to as the outer shape of a microlens) Focusing on “first shape” for simplicity, the same outer shape (also referred to as “second shape”) adjacent to the right side of the first shape in plan view, the first. The same outer shape adjacent to the lower side of the shape (also referred to as “third shape”) and the same outer shape adjacent to the lower side of the second shape and to the right of the third shape (also referred to as “fourth shape”). Assuming the outer shape of the four microlenses, a region where a line segment connecting the centers of the first shape and the fourth shape intersects with a line segment connecting the centers of the second shape and the third shape is applicable. Can think. This region can be referred to as an ineffective region that does not have a lens function.
[0016]
Furthermore, in the present invention, the pillar is formed on the gap region as described above (in other words, standing), and the tip of the pillar is in contact with the second substrate. Therefore, the axial drag of the pillar acts between the first substrate and the second substrate.
[0017]
As a result, in the present invention, when the bonding process between the first substrate and the second substrate is performed, even if a pressure of an appropriate size is applied to both the substrates, the thickness between the two substrates is the surface. It is possible to avoid the situation of non-uniformity as much as possible. Therefore, according to the present invention, the thickness between the first substrate and the second substrate can be kept constant.
[0018]
Further, since the pillars are set up in the gap region as described above, the pillars do not interfere with the progress of light or light collection.
[0019]
The “pillar” according to the present invention is a resin material such as acrylic resin or epoxy resin, or SiO.2Or an inorganic material such as Al.
[0020]
In addition, the “adhesive” referred to in the present invention is provided for bonding the first substrate and the second substrate. In addition, by filling the periphery of the outer shape of the microlens. The microlens may function as a medium. Moreover, this adhesive agent specifically consists of photocurable resin or thermosetting resin, for example.
[0021]
In one aspect of the microlens array of the present invention, the facing surface includes a lens formation region in which an outer shape of the microlens is formed and includes a central portion of the facing surface, and a marginal portion of the facing surface. A non-lens forming area as an area other than the lens forming area, and the column is provided in all the gap areas in the lens forming area.
[0022]
According to this aspect, first, the lens forming area and the non-lens forming area are defined on the facing surface. As specific shapes of the lens forming region and the non-lens forming region, typically, the lens forming region has a shape similar to the outer shape of the first substrate. It can be assumed to have a shape that borders the periphery of one substrate.
[0023]
The pillars are formed in all the gap regions in the lens formation region. That is, according to the above-described “matrix shape” example, four microscopic lenses located at the upper left corner, the upper right corner, the lower left corner, and the lower right corner when viewed in plan are centered on the outer shape of a certain microlens. A column is formed in all of the two gap regions, and a state in which such an arrangement mode is adopted for all of the external shapes of the microlenses formed on the opposing surface can be considered.
[0024]
According to this, since the drag force of the column sufficiently acts between the first substrate and the second substrate, the thickness between the two substrates can be more appropriately maintained constant.
[0025]
In another aspect of the microlens array of the present invention, the facing surface includes the lens forming region on which the microlens is formed and including a central portion of the facing surface, and the edge portion of the facing surface. A non-lens forming region as a region other than the region, and the columns are provided uniformly in the lens forming region.
[0026]
According to this aspect, the columns are provided evenly in the lens formation region. For example, a case can be considered in which a pillar is formed every third outer shape of the microlens. If this is considered by introducing the concept of “installation density” of the pillars on the opposing surface, it can be said that this installation density is the same in any part in the lens formation region. In this embodiment, the pillars are formed in the gap region.
[0027]
In this way, since the installation density of the columns is the same in any part, the drag of the columns acts equally between the first substrate and the second substrate. Therefore, according to this aspect, the effect of keeping the thickness between the first substrate and the second substrate constant can be obtained more reliably. In addition, “equally” generally can be assumed to be a case where fewer columns are evenly arranged, and in this case, the lesser columns are more effective and appropriate. A predetermined drag can be applied between the first substrate and the second substrate.
[0028]
Note that the phrase “equally in the lens formation region” simply includes the case where the above-mentioned “all the gap regions in the lens formation region” are provided with columns. In this respect, from the viewpoint of obtaining the effect of the above-described “less pillars” according to the present embodiment, the expression that is rephrased as “equally in the gap area not all in the lens forming area” is more limited. Is also valid. The present invention includes the case of simply “equally” and also includes such a case.
[0029]
As described above, in the aspect in which the pillars are formed in the entire gap area, or in the aspect in which the pillars are uniformly formed in the lens formation area, the pillars are configured to be provided in the non-lens formation area. Good.
[0030]
According to such a configuration, the pillars are also formed in the gap region described above in the non-lens formation region. Therefore, in this aspect, when the above-mentioned two aspects are used as a reference, the number of columns acting between the first substrate and the second substrate is relatively increased, and therefore the drag is increased. be able to.
[0031]
Therefore, according to this aspect, the thickness between the first substrate and the second substrate can be kept constant more effectively and appropriately. In particular, when the non-lens forming region has a shape that borders the periphery of the first substrate as described above, the pillar according to this aspect is also arranged along the same shape, so that the periphery is bordered. As for the portion, the thickness between the first substrate and the second substrate can be kept constant.
[0032]
In another aspect of the microlens of the present invention, at least one of the first substrate and the second substrate is further provided with a light-shielding film formed so as to correspond to the gap region, and the diameter of the column is Or less than the width of the light shielding film.
[0033]
According to this aspect, the light shielding film is provided so as to correspond to the gap region, that is, the ineffective region having no function as a lens as described above. Therefore, for example, a decrease in contrast can be avoided due to, for example, light mixing between adjacent microlenses.
[0034]
And especially in this aspect, the diameter of the said column is made into below the width | variety of the said light shielding film. That is, all the pillars exist in the region where the light shielding film is formed and are covered with the light shielding film. In this way, if the pillar is formed so as to be covered with the light shielding film, the presence of the pillar does not interfere with the light collection of the microlens.
[0035]
In another aspect of the microlens of the present invention, the outer shape of the microlens formed in a matrix is also formed on the surface of the second substrate facing the first substrate.
[0036]
According to this aspect, since the outer shape of the microlens is formed on both the first substrate and the second substrate, for example, the concave portion on the first substrate and the concave portion on the second substrate are formed. If the first substrate and the second substrate are bonded so as to overlap, a so-called biconvex microlens can be formed as a whole. According to such a biconvex lens, it is possible to generally improve the light condensing characteristic as compared with a microlens composed only of a hemispherical portion obtained when a concave portion is formed only on one substrate.
[0037]
In order to solve the above-described problems, a first electro-optical device of the present invention includes the above-described microlens array of the present invention (including various aspects thereof).
[0038]
According to the first electro-optical device of the present invention, the microlens array of the present invention described above, that is, the microlens array in which the thickness between the first substrate and the second substrate is as constant as possible is provided. Therefore, it is possible to accurately perform light condensing corresponding to each pixel in the electro-optical device. Therefore, the electro-optical device according to the present invention can display a brighter image.
[0039]
In order to solve the above problems, a second electro-optical device of the present invention includes the above-described microlens array of the present invention (including various aspects thereof), a counter substrate that also serves as the second substrate, and An element substrate disposed opposite to the counter substrate, a scan line formed on the element substrate and extending in a certain direction, a data line extending in a direction intersecting the scan line, and the element substrate A pixel electrode and a pixel switching element which are formed and arranged in an intersection region of the scanning line and the data line are provided.
[0040]
According to the second electro-optical device of the present invention, first, the electro-optical device includes a scanning line and a data line, and a pixel switching element including a pixel electrode and a thin film transistor or a thin film diode. Matrix driving can be performed.
[0041]
In the present invention, in particular, the second substrate constituting the microlens array is also used as the counter substrate as one of the pair of substrates constituting the electro-optical device. That is, according to this aspect, for example, in order from one side, it is possible to configure a structure of an element substrate, a counter substrate / second substrate, and a lens substrate (that is, the first substrate). Therefore, according to the present invention, the configuration of the apparatus is simplified compared to the case where two substrates are prepared (that is, four substrates are prepared) for configuring the microlens array and the electro-optical device. Can be achieved.
[0042]
In addition, particularly in the present invention, in the configuration in which the three substrates overlap as described above, the thickness between the lens substrate and the second substrate and the counter substrate can be substantially uniform in the plane. As an effect, the thickness between the second substrate / opposing substrate and the element substrate can also be made substantially uniform in the plane. That is, according to the present invention, the cell gap (thickness between the element substrate and the counter substrate) of the electro-optical device can be maintained constant.
[0043]
In other words, in the present invention, there is a risk that the cell gap of the electro-optical device to which the microlens array is attached is indefinite due to the indefinite thickness between the pair of substrates constituting the microlens array. It can be suppressed.
[0044]
In order to solve the above-described problem, a method of manufacturing a microlens array of the present invention manufactures a microlens array in which a first substrate and a second substrate are bonded to each other via an adhesive. A step of forming a microlens outer shape in a matrix on the facing surface of the first substrate facing the second substrate, and a gap region on the facing surface and between the outer shapes of the microlenses. After the step of forming the column and the step of forming the column, the adhesive is interposed between the first substrate and the second substrate to face each other, and the tip of the column is the second substrate And pressing the first substrate and the second substrate after applying pressure so as to be in contact with each other.
[0045]
According to the method for manufacturing a microlens array of the present invention, the above-described microlens array of the present invention can be preferably manufactured. In particular, in the present invention, the pillar is formed in the gap region on the first substrate so that the pillar is interposed between the first substrate and the second substrate, and the tip of the pillar is in contact with the second substrate. In addition, since the pressing step for these substrates is performed, the axial drag of the pillars acts during the pressing step, so the thickness between the first substrate and the second substrate can be set to the surface. It is possible to maintain substantially constant inside.
[0046]
In one aspect of the method for manufacturing a microlens array of the present invention, the step of forming the pillar includes a step of forming a resist film on the facing surface, a step of forming an opening in the resist film, and the opening Etching.
[0047]
According to this aspect, it can be seen that the pillar according to the present invention is formed by so-called photolithography and etching processes. Therefore, the pillars can be formed all at once, and this can be easily and reliably performed.
[0048]
In another aspect of the method for manufacturing a microlens array of the present invention, the step of forming the pillar includes a step of forming a mold having a hole on the dummy substrate that matches the arrangement of the pillar, and the hole. The step of inserting the column into the column, the step of applying an adhesive to one end of the column protruding from the hole, and the step of bonding the facing surface of the first substrate to one end of the column.
[0049]
According to this aspect, in order to form the pillar according to the present invention, first, a mold having holes corresponding to the arrangement form of the pillar is formed on the dummy substrate. The mold referred to here is, for example, a plate-like member having an outer shape substantially coinciding with the outer shape of the first substrate, and a microlens to be formed on the first substrate on the surface of the plate-like member, or It is possible to assume one having holes formed so as to correspond to the arrangement form of the outer shape, that is, to correspond to the gap region. As long as this is satisfied, the arrangement of the holes may be basically any type. Preferably, it is preferable to adopt an aspect such as being arranged in all the gap regions in the lens forming region or evenly arranged in the lens forming region.
[0050]
Next, the pillar is inserted into the hole. That is, in this step, a pillar manufactured through another step in advance is inserted into the hole having the above arrangement mode. Thereby, a group of columns arranged on the dummy substrate so as to correspond to the gap region can be obtained.
[0051]
Next, after applying an adhesive to one end of the column thus inserted into the hole, the opposing surface of the first substrate is bonded to one end of the column. As a result, a state appears as if one end of the pillar is the root of the pillar on the opposing surface of the first substrate. At this time, it goes without saying that the arrangement mode of the columns on the opposing surface matches the arrangement mode of the holes.
[0052]
Finally, after the steps as described above are performed, the first substrate is moved away from the mold or the dummy substrate after the one end of the pillar and the facing surface of the first substrate are bonded. The formation of the column group having the arrangement mode corresponding to the gap region can be completed on the first substrate.
[0053]
In another aspect of the method for manufacturing a microlens array of the present invention, the step of forming the outer shape of the microlens includes a step of forming a resist film on the facing surface, and a step of forming an opening in the resist film. And performing a wet etching through the opening to form a concave portion.
[0054]
According to this aspect, finally, a convex lens can be suitably formed. That is, according to the wet etching through the opening, the etching has the property that erosion progresses isotropically, so that the first substrate has a substantially hemisphere centered on the center of the opening. The concave portion of the shape is naturally and easily formed while covering the resist film around the opening. Thus, according to this aspect, the outer shape of the microlens can be suitably manufactured. When the concave portion is filled with a transparent resin material or the like as a lens medium, a microlens as a convex lens is finally formed.
[0055]
In another aspect of the method for manufacturing a microlens array of the present invention, the step of forming the outer shape of the microlens includes a step of forming a resist film on the facing surface, and a step of forming an opening in the resist film. And a step of forming the outer shape of the resist film other than the opening into a convex portion, and a step of etching both the convex portion and the first substrate.
[0056]
According to this aspect, finally, a concave lens can be suitably formed. That is, if the outer shape of the resist film other than the opening is formed into a convex portion and then the convex portion and the first substrate are etched together, the outer shape of the convex portion is transferred to the first substrate. For example, a substantially hemispherical convex portion is naturally and easily formed. Thus, according to this aspect, the outer shape of the microlens can be suitably manufactured. If a transparent resin material or the like as a lens medium is filled on the convex portion (that is, between the first substrate and the second substrate), a microlens as a concave lens is finally formed. It will be.
[0057]
In this embodiment, since the resist film needs to be formed into a convex portion, the resist film is preferably made of a material having heat deformability. In this way, the resist film is melted only by heating the resist film, and the surface tension in the resist film acts on the resist film. It is possible to mold a convex portion including a shape.
[0058]
In another aspect of the method for producing a microlens array of the present invention, the step of forming the outer shape of the microlens includes a step of applying a photocurable resin on the first substrate, and a step of forming the photocurable resin in a concave shape. And embedding it in the mold in which the portion or the convex portion is formed, and applying light irradiation to the photocurable resin to cure the first substrate and the photocurable resin. Separating from the mold.
[0059]
According to this aspect, finally, a convex lens or a concave lens can be suitably formed. That is, when the mold includes a concave portion, the convex portion is transferred to the photocurable resin, and when the mold is vice versa, the concave portion is transferred. Accordingly, a convex lens is formed in the former case, and a concave lens is formed in the latter case. In this case, the photocurable resin becomes the lens medium itself. As described above, according to this aspect, the outer shape of the microlens can be suitably manufactured. In particular, in this aspect, the manufacturing of the outer shape is immediately attributed to the manufacture of the microlens of the convex lens or the concave lens. It will be.
[0060]
Such an operation and other advantages of the present invention will become apparent from the embodiments described below.
[0061]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiment relates to an application example in which the microlens array of the present invention is mounted on a liquid crystal device which is an example of an electro-optical device.
[0062]
(First embodiment)
In the following, first, the overall configuration of the electro-optical device formed by mounting the microlens array according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2, and then the embodiment of the microlens array will be described. Will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a plan view of the TFT array substrate together with the components formed thereon, as viewed from the counter substrate side, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line HH ′ of FIG. FIG. 3 is a plan view of the lens substrate that constitutes the microlens array according to the first embodiment, and also shows the formation mode of the light shielding film and the arrangement mode of the columns formed on the lens substrate. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. In the drawings referred to below, each element has a different scale for the purpose of making each element recognizable on each drawing or making it easier to understand. In some cases, the size of elements or the relative size between elements differs between drawings.
[0063]
1 and 2, in the electro-optical device according to the first embodiment, the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 are disposed to face each other.
[0064]
A liquid crystal layer 50 is sealed between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20. The liquid crystal layer 50 is made of, for example, a liquid crystal mixed with one or several types of nematic liquid crystals. The TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 are bonded to each other by a sealing material 52 provided in a sealing region located around the image display region 10a. The image display area 10 a is defined by the frame light shielding film 53.
[0065]
The sealing material 52 is made of, for example, a thermosetting resin, heat and photo-curing resin, photo-curing resin, UV-curing resin, or the like in order to bond the two substrates, and after being applied on the TFT array substrate 10 in the manufacturing process, It is cured by heating, heating and light irradiation, light irradiation, ultraviolet irradiation or the like.
[0066]
In such a sealing material 52, a gap material such as glass fiber or glass beads for mixing the distance between the two substrates to a predetermined value is mixed. That is, the electro-optical device according to the first embodiment is small and suitable for performing enlarged display for a light valve of a projector. However, such a gap material may be included in the liquid crystal layer 50 as long as the electro-optical device is a large-sized liquid crystal device that displays an equal magnification, such as a liquid crystal display or a liquid crystal television.
[0067]
In a region outside the sealing material 52, a data line driving circuit 101 and an external circuit connection terminal 102 for driving the data line 6a by supplying an image signal to the data line 6a at a predetermined timing are provided on one side of the TFT array substrate 10. A scanning line driving circuit 104 for driving the scanning line 3a by supplying a scanning signal to the scanning line 3a at a predetermined timing is provided along two sides adjacent to the one side. Yes.
[0068]
Needless to say, if the delay of the scanning signal supplied to the scanning line 3a is not a problem, the scanning line driving circuit 104 may be provided on only one side. The data line driving circuit 101 may be arranged on both sides along the side of the image display area 10a.
[0069]
On the remaining side of the TFT array substrate 10, a plurality of wirings 105 are provided for connecting the scanning line driving circuits 104 provided on both sides of the image display region 10a. Further, at least one corner portion of the counter substrate 20 is provided with a conductive material 106 for electrical connection between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20.
[0070]
In FIG. 2, on the TFT array substrate 10, an alignment film 16 is formed on the pixel electrode 9a after the pixel switching TFT, the scanning line, the data line and the like are formed. On the other hand, in addition to the counter electrode 21, an alignment film 22 is formed on the uppermost layer portion on the counter substrate 20. The liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer 50 take a predetermined alignment state between the pair of alignment films.
[0071]
On the TFT array substrate 10, in addition to the data line driving circuit 101, the scanning line driving circuit 104, etc., a sampling circuit for applying an image signal to the plurality of data lines 6a at a predetermined timing, and a plurality of data lines A precharge circuit for supplying a precharge signal of a predetermined voltage level in advance to the image signal to 6a, an inspection circuit for inspecting quality, defects, etc. of the electro-optical device during manufacture or at the time of shipment are formed. Also good.
[0072]
In this embodiment, in particular, as shown in FIGS. 2 to 4, a microlens array 500 including a counter substrate 20 and a lens substrate 501 arranged to face the electro-optical device is attached to such an electro-optical device. Yes. Among these, the counter substrate 20 is one of a pair of substrates constituting the electro-optical device. As shown in FIGS. 2 and 3, the counter substrate 20 has a lattice shape in plan view on the surface on which the lens substrate 501 is not opposed. A light-shielding film 23 (not shown in FIG. 2; see FIG. 4), a counter electrode 21 formed on the entire surface including the light-shielding film 23 and made of a transparent conductive material such as ITO, and the counter electrode 21 The formed alignment films 22 are respectively formed. The counter substrate 20 functions as a so-called cover glass. The light shielding film 23 may be formed in a stripe shape instead of a lattice shape.
[0073]
On the other hand, the microlens array 500 includes a lens substrate 501 disposed so as to face the counter substrate 20. The lens substrate 501 and the counter substrate 20 are bonded to each other via an adhesive B.
[0074]
The lens substrate 501 is formed with a microlens outer shape (hereinafter abbreviated as “ML shape”) 503P formed in a matrix on the facing surface 501F facing the facing substrate 20. In the first embodiment, the ML shape 503 </ b> P has a shape including a concave portion with respect to the surface of the lens substrate 501. When the adhesive B has a higher refractive index than the surrounding material, the ML shape 503P forms a one-convex microlens 503 together with the adhesive B.
[0075]
On the other hand, as shown in FIG. 3, the ML shape 503 </ b> P is formed on the surface of the lens substrate 501 so as to be linearly arranged vertically and horizontally as an example of a matrix shape.
[0076]
In the first embodiment, pillars 601 are formed particularly in the gap regions CBR1, CBR2,..., CBR100 of the ML shape 503P linearly arranged vertically and horizontally. First, the gap regions CBR1, CBR2,..., CBR100 are, for example, ML shape 503P2 adjacent to the right side when viewed from the ML shape 503P1 and adjacent to each other below the ML shape 503P1 in FIG. Line segment connecting the centers of the ML shapes 503P1 and 503P4 (one-dot broken line in the figure) when assuming the ML shape 503P3 and the four ML shapes 503P1 to 503P4, which are ML shapes 503P4 adjacent to the right side of the ML shape 503P3 And a line segment connecting the centers of the ML shape 503P2 and the ML shape 503P3 (see the one-dot broken line in the figure) corresponds to the region (defined by these four ML shapes 503P1, 503P2, 503P3, and 503P4). The gap area will be referred to as “CBR12”). Moreover, in 1st Embodiment, it is shown that a gap | interval area | region (for example, CBR1-10 or CBR10, 20, ..., 100 etc.) can exist also outside ML shape 503P formed in the outermost periphery. . The gap regions CBR1, CBR2,..., CBR100 can be referred to as ineffective regions that do not have a lens function. As shown in FIG. 3, the column 601 is set up in such gap regions CBR1, CBR2,..., CBR100.
[0077]
In the first embodiment, the column 601 is further set up in all the gap regions CBR1, CBR2,..., CBR100 as described above. More generally, this is as follows: That is, the facing surface 501F includes an ML shape 503P and a lens forming region LMR including the central portion FC of the facing surface 501F, and a peripheral edge FP of the facing surface 501F, and other than the lens forming region LMR. And a non-lens forming region NMR as the region. The columns 601 are provided on all of the gap regions CBR1, CBR2,..., CBR100 in the lens formation region LMR on the facing surface 501F.
[0078]
Furthermore, in the first embodiment, the diameter D of each column 601 is set to be equal to or less than the width W of the light shielding film 23 described above. That is, the light shielding film 23 is formed in a lattice shape in plan view as shown in FIG. 3, and the width W of each lattice constituting the lattice shape is larger than the diameter D of the column 601. It has been enlarged.
[0079]
Then, as shown in FIG. 4, the tip of the column 601 having the above characteristics in plan view is in contact with one surface of the counter substrate 20.
[0080]
In addition, as a concrete magnitude | size of such a pillar 601, it is good to use the diameter D of this pillar 601 about 1-2 micrometers and height about 10 micrometers, for example. In this case, the width W of the light shielding film 23 is preferably about 3 to 10 μm. Furthermore, the opening diameter of the ML shape 503P is preferably about 15 to 30 μm, for example.
[0081]
According to the microlens array 500 having the above-described configuration, the following operational effects are exhibited.
[0082]
First, a column 601 is formed on the lens substrate 501, and the tip of the column 601 is in contact with one surface of the counter substrate 20, so that the column 601 is between the lens substrate 501 and the counter substrate 20. Axial drag will act. As a result, in the first embodiment, when the bonding process between the lens substrate 501 and the counter substrate 20 is performed, even if a suitable pressure is applied to both the substrates 501 and 20, both the substrates 501 and The situation where the thickness between 20 becomes non-uniform in the plane can be avoided as much as possible. Therefore, according to the first embodiment, the thickness between the lens substrate 501 and the counter substrate 20 can be kept constant.
[0083]
In the first embodiment, the substrate disposed opposite to the lens substrate 501 also serves as the opposite substrate 20 which is one of the pair of substrates of the electro-optical device. Therefore, as described above, the lens substrate 501 and the opposite substrate are used. In addition to the effect that the thickness between 20 can be kept constant, the thickness between the counter substrate 20 and the TFT array substrate 10, that is, the cell gap can be kept constant.
[0084]
The operational effects as described above indicate how the thickness between the lens substrate 501 and the counter substrate 20 or the thickness between the counter substrate 20 and the TFT array substrate 10 corresponding to the lens substrate 501 may be changed. It becomes clearer when FIG. 5 is compared with FIG. 4 in the first embodiment.
[0085]
That is, in FIG. 5, when the pressure is applied to the lens substrate 501 ′ and the counter substrate 20 ′ in order to form the microlens array 503 ′, the accuracy of the processing apparatus for realizing the pressure, or Since it was difficult to perform the pressurization uniformly over the entire surface due to the influence of variation in the execution time of the pressurization step, the distance between the lens substrate 501 ′ and the counter substrate 20 ′ is within the plane. In some cases, the thickness varies as shown in FIG. In particular, in FIG. 5, it can be seen that the unevenness in thickness occurs such that the left side in the drawing is thinner and the right side is thicker.
[0086]
When such unevenness of thickness occurs, first, as shown in FIG. 5, the state is as if the light collected by each microlens 503 ′ travels in an angled direction from the direction it should travel. As a result, the light may deviate from the formation region of the pixel electrode 9 a on the TFT array substrate 10. Further, if the thickness unevenness becomes more severe, the condensed light will eventually be applied to the light shielding film 23, and there is a possibility that the progress of the light is blocked in the first place. If it becomes like this, an image will become dark and the existence significance of the microlens array provided in order to improve the utilization efficiency of light will be halved.
[0087]
In addition, in the case where the counter substrate 20 ′ also serves as a bonded substrate that opposes the lens substrate 501 ′, as shown in FIG. 5, the cell gap can also have the same thickness unevenness as described above. The nature was high. This affects the display characteristics such as light transmittance, contrast ratio, response speed, etc., and if it is bad, it may cause display unevenness.
[0088]
However, in the first embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the column 601 is interposed between the lens substrate 501 and the counter substrate 20, and the column 601 is the lens substrate 501 and the counter substrate 20. By exhibiting appropriate resistance against both, it is possible to avoid as much as possible the situation in which the thickness of both substrates 501 and 20 is uneven. Therefore, according to the first embodiment, the possibility of suffering the above-described problems is extremely reduced, and it can be said that the light use efficiency can be maintained high. Other high-quality images can be displayed.
[0089]
Note that the thickness unevenness measured in the structure shown in FIGS. 5 and 3 is generally 10 ± 5 μm in the former (FIG. 5) as the difference between the maximum thickness and the minimum thickness. In the latter case (FIG. 3), it can be suppressed to 1 μm or less.
[0090]
(Second Embodiment)
Below, the 2nd Embodiment of this invention is described, referring FIG.6 and FIG.7. FIG. 6 is a plan view of the lens substrate constituting the microlens array, and also shows the arrangement of the columns formed on the lens substrate. FIG. It is A1 'sectional drawing.
[0091]
In the second embodiment, the overall configuration of the electro-optical device or the schematic configuration of the microlens array is substantially the same as that in the first embodiment. Therefore, hereinafter, only the characteristic part in the second embodiment will be mainly described, and the description of the remaining matters will be simplified or omitted. In the drawings to be referred to below, members having substantially the same significance and action as those of the first embodiment will be described using the same reference numerals. The above premise also applies to the third and later embodiments described later.
[0092]
In the second embodiment, unlike the first embodiment, the column 601 is not formed only in the lens formation region LMR on the lens substrate 501, but as a column 601N in the non-lens formation region NMR. Is also formed. More specifically, the pillars 601N formed in the sad lens shape region NMR are arranged along the four edge portions FP of the lens substrate 501 and at equal intervals.
[0093]
Thereby, in the second embodiment, the number of pillars 601 is relatively increased as compared with the first embodiment, and therefore, the drag is increased.
[0094]
Therefore, according to the second embodiment, the thicknesses of the lens substrate 501 and the counter substrate 20 can be kept constant more effectively and appropriately. In particular, when the non-lens forming region NMR has a shape that borders the periphery of the lens substrate 501 as in the present embodiment, the column 601N is also disposed along the same shape as shown in FIG. For this reason, it is possible to keep the thickness between the lens substrate 501 and the counter substrate 20 constant for a portion bordering the periphery.
[0095]
(Third embodiment)
Below, the 3rd Embodiment of this invention is described, referring FIG.8 and FIG.9. FIG. 8 is a plan view of a lens substrate that constitutes the microlens array, and also shows an arrangement mode of columns formed on the lens substrate, and FIG. It is A2 'sectional drawing.
[0096]
In the third embodiment, unlike the first and second embodiments, the columns 601 are evenly provided in the lens formation region LMR. However, “equal” in the third embodiment does not mean that the pillars 601 are provided in all of the gap regions CBR1, CBR2,..., CBR100 as in the first embodiment, but as shown in FIG. In addition, it means that the column 601 is formed so as to jump out of all the gap regions CBR1, CBR2,..., CBR100.
[0097]
In FIG. 8, in particular, a column 601 is formed each time three ML shapes 503P are arranged vertically or horizontally, such as gap regions CBR23, CBR26, CBR29, CBR53,..., CBR89. Recognize. In other words, as can be seen from the broken line U in FIG. 8, it can be considered that one column 601 exists out of nine ML shapes 503P. That is, in the facing surface 501F, the installation density of the pillars 601 can be said to be about 0.1 [piece / piece] (where “piece” means the number of ML shapes 503P). If such a concept of installation density is used, the third embodiment can be rephrased that the installation density of the columns 601 is the same in any part in the lens formation region LMR.
[0098]
According to the third embodiment, the pillars 601 are evenly arranged, so that the drag force of the pillars 601 can be evenly applied between the lens substrate 501 and the counter substrate 20. Therefore, the effect of keeping the thickness between the lens substrate 501 and the counter substrate 20 constant can be obtained more reliably. In the third embodiment, particularly, as shown in FIG. 8, there are fewer columns 601 on the lens substrate 501 such that the installation density of the columns 601 is 0.1 [piece / piece]. Since these columns 601 are evenly arranged in the lens formation region LMR, it is possible to apply a predetermined drag force between the lens substrate 501 and the counter substrate 20 more effectively and appropriately with the smaller number of columns 601. it can.
[0099]
In the third embodiment shown in FIGS. 8 and 9, since the column 601N is formed in the non-lens formation region NMR as in the second embodiment, the second embodiment is related to this point. The same effect can be obtained.
[0100]
(Fourth embodiment)
Below, the 4th Embodiment of this invention is described, referring FIG.10 and FIG.11. FIG. 10 and FIG. 11 are diagrams having the same concept as FIG. 4 and show that the form of the microlens is different from those of the first to third embodiments.
[0101]
First, in FIG. 10, the microlens 505 includes a convex portion in which the ML shape 505 </ b> P is formed on the lens substrate 501. The ML shape 505P is formed by, for example, forming a heat-deformable resist film on the lens substrate 501 and then performing photolithography and etching on the resist film to form openings, and then forming a resist film other than the openings. After removal, the remaining resist film is formed into a convex shape by heating or the like (in this case, it can be automatically formed by the surface tension of the resist film), and then the lens substrate 501 together with the convex resist film. It can be formed by etching. This is because etching proceeds as if the shape of the convex resist film is transferred to the surface of the lens substrate 501.
[0102]
Thereafter, the opposing substrate 20 is opposed to the lens substrate 501 including the ML shape 505P, and the adhesive B is interposed between the substrates 501 and 20, so that the concave lens as shown in FIG. A microlens 505 can be formed.
[0103]
Next, in FIG. 11, the microlens 507 has a configuration in which the ML shape 507 </ b> P includes a convex portion obtained by curing a photocurable resin on the lens substrate 501. The ML shape 507P can be formed by, for example, applying a photocurable resin on the lens substrate 501 and then embedding it in a separately prepared mold having a concave portion.
[0104]
After that, the counter substrate 20 is opposed to the lens substrate 501 including the ML shape 507P, and the adhesive B is interposed between the substrates 501 and 20, so that the concave lens as shown in FIG. A microlens 507 can be formed.
[0105]
In addition, according to this structure, if a convex part is formed in the said formwork, since a concave part will be transcribe | transferred to photocurable resin, the micro lens used as a convex lens can also be formed. .
[0106]
As described above, all of the microlens arrays according to the fourth embodiment have different aspects from those of the first to third embodiments, but the points 601 are formed are all the same. is there. Therefore, the microlens array according to the fourth embodiment or the electro-optical device equipped with the microlens array can receive substantially the same operational effects as the operational effects achieved by the first to third embodiments. There is no change.
[0107]
(Production method)
Hereinafter, the manufacturing method of the microlens array according to the first embodiment of the present invention described above will be described with reference to FIG. FIG. 12 and FIG. 13 are manufacturing process sectional views showing the manufacturing method of the microlens array according to the first embodiment in order.
[0108]
First, as shown in step (1) of FIG. 12, on a lens substrate 501 made of a transparent material such as neo-serum, for example, an alloy film containing at least one of chromium and gold, an amorphous silicon film, a polysilicon film, and silicon nitride A resist film 202 made of at least one of the films is formed. If the resist film 202 is formed using these materials, the etching process through the resist film 202 is preferably performed because the adhesion between the resist film 202 and the lens substrate 501 is excellent. become. Thereby, the shape control of the concave portion 208 described later, that is, the outer shape control of the microlens can be accurately performed.
[0109]
Next, as shown in step (2) of FIG. 12, openings 202a having a predetermined pattern are formed in the resist film 202 by a patterning process using a photolithography method. The predetermined pattern may be, for example, a matrix (see FIG. 3) in which each opening 202a is aligned vertically and horizontally. In the first embodiment, in particular, the diameter of the opening 202a is preferably formed relatively small. More specifically, the diameter is desirably smaller than the opening diameter of the concave portion 208 formed in step (3) of FIG.
[0110]
Next, as shown in step (3) of FIG. 12, the surface of the lens substrate 501 is etched from the opening 202a of the resist film 202 to form a concave portion 208. This etching process is performed by, for example, wet etching using an etchant mainly containing hydrofluoric acid. Here, by employing this wet etching, the erosion of the lens substrate 501 proceeds isotropically. Therefore, according to the wet etching through the opening 202a, the concave portion 208 is formed so as to sandwich the interface between the resist film 202 and the lens substrate 501 located around the opening 202a and the center of the opening 202a. It will be shaped so as to be concentric and substantially hemispherical. Since such a shape is suitable as the shape of the lens, according to the first embodiment, the outer shape of the microlens can be manufactured naturally and easily and suitably.
[0111]
In the first embodiment, as shown in step (3) of FIG. 12, the diameter of the opening 202a is made smaller than the opening diameter of the concave portion 208. There is no such thing as forming a “flat surface”. In this respect, if the diameter of the opening is too large, the etchant acts mainly in the downward direction (that is, the bottom portion) in the figure, so that a flat surface is formed on the bottom surface of the concave portion 208. It will be. If such a flat surface is formed, a lens action cannot be expected at the portion, and thus there is a high possibility of adversely affecting the light collection characteristics of the microlens. In the present embodiment, such a problem can be effectively solved.
[0112]
Next, as shown in step (4) in FIG. 12, the resist film 202 is removed by etching. At this stage, an ML shape as the concave portion 208 is formed on the lens substrate 501.
[0113]
And especially in this embodiment, if ML shape as the concave-shaped part 208 is formed, as shown to the process (5) of FIG. 13, next, the column 601 will be formed in the gap | interval area | region CBR of this ML shape 503P. The column 601 may be formed by, for example, photolithography and etching processes.
[0114]
That is, after a resist film made of an acrylic resin, an epoxy resin, or an appropriate photosensitive resin material is formed on the lens substrate 501 at the stage shown in step (4) in FIG. 12, an exposure process is performed on the resist film. Then, an opening is formed, and the resist film is etched through the opening. In this way, the remaining resist film is formed as the column 601.
[0115]
In this case, if the pillar 601 is formed and arranged so as to correspond to all the gap regions CBR in the lens formation region LMR as shown in FIG. 3, the microlens array 500 according to the first embodiment is formed. Will be. In this respect, if the column 601N is also formed / placed in the non-lens forming region NMR as shown in FIG. 6 or evenly formed / placed in the lens forming region LMR as shown in FIG. Needless to say, the microlens arrays according to the second and third embodiments are formed, respectively. In this case, there is no particular difference between the microlens arrays according to the embodiments regarding the method of forming the pillar 601.
[0116]
Moreover, as a material which comprises the column 601, besides the above-mentioned resin material, SiO2Alternatively, an inorganic material such as Al may be used.
[0117]
Next, as shown in step (6) of FIG. 13, an adhesive B made of a photocurable or thermosetting transparent organic material is injected into a predetermined gap between the lens substrate 501 and the counter substrate 20, and After filling the concave portion 208 or the ML shape 503P, the adhesive B is cured by light irradiation or heating. At this time, in this embodiment, the lens substrate 501 and the counter substrate 20 are pressurized in order to exert a sufficient adsorption force between the lens substrate 501 and the counter substrate 20 and the adhesive B. . The direction in which the force is applied during the pressurization is such that the lens substrate 501 approaches the counter substrate 20 and conversely the counter substrate 20 approaches the lens substrate 501.
[0118]
However, it is difficult to apply this pressure uniformly over the entire surface of both the lens substrate 501 and the counter substrate 20 due to the influence of the accuracy of the processing apparatus for realizing this or the variation in the execution time of the pressure process. . As a result, there is a high possibility that thickness variation will occur between the lens substrate 501 and the counter substrate 20 in the plane.
[0119]
However, in the present embodiment, as shown in step (6) of FIG. 13, since the column 601 is interposed between the lens substrate 501 and the counter substrate 20, both substrates 501 and 20 in a pressurized state are present. Therefore, an appropriate drag caused by the presence of the column 601 is applied.
[0120]
As a result, first, the lens substrate 501 and the counter substrate 20 are preferably adsorbed to the adhesive B by pressurization, whereby the mutual adhesion between the substrates 501 and 20 is preferably realized. In addition, in this pressurizing step, since the axial drag of the column 601 acts on the lens substrate 501 and the counter substrate 20 as described above, the thickness between the two substrates 501 and 20 is set to be the same. It becomes possible to make it almost uniform in any part in the plane.
[0121]
Thereafter, as shown in step (7) of FIG. 13, on the surface of the counter substrate 20 that does not face the lens substrate 501, a lattice-shaped light shielding film 23 is formed in plan view, and then the light shielding is performed. The microlens array 500 according to the first embodiment is completed by forming the counter electrode 21 made of ITO or the like on the entire surface including the film 23 and the alignment film 22 made of polyimide or the like on the counter electrode 21. Become.
[0122]
In this case, the lattice-shaped light shielding film 23 can be formed by sputtering metal chromium or the like and then performing photolithography and etching on the sputtering. The width W of each lattice in the lattice-shaped light shielding film 23 is larger than the diameter D of the column 601 (W> D) as already described in the description of the first embodiment. To be.
[0123]
Further, the TFT array in which the scanning line and the data line, and the thin film transistor and the pixel electrode are formed in advance in the intersection region so as to further face the counter substrate 20 in the microlens array 500 manufactured as described above. When the substrate 10 is disposed and the substrates 20 and 10 are bonded together by the sealing material 52 at the periphery thereof, the electro-optical device is completed.
[0124]
According to the manufacturing method as described above, the microlens array 500 according to the first embodiment described above can be suitably formed.
[0125]
In the manufacturing method described above, the column 601 is formed by photolithography and an etching process, but the present invention is not limited to such a form. For example, the pillar 601 can be formed by a method as shown in FIG. FIGS. 14A and 14B are manufacturing process diagrams sequentially showing an example of a method for forming the pillar 601.
[0126]
In step (11) of FIG. 14, first, a dummy substrate 91 made of an appropriate material is prepared, and a die 92 having a hole 92M that matches the arrangement mode of the columns 601 is formed on the dummy substrate 91. Here, first, the die 92 on the dummy substrate 91 may be basically formed by any method. For example, a plate-like member in which the hole 92M is formed in advance is manufactured and placed on the dummy substrate 91. Further, the arrangement mode of the holes 92M is determined so as to coincide with the arrangement mode of the columns 601 as described above. Specifically, for example, the hole 92M is formed in the mold 91 so as to correspond to the gap regions CBR1, CBR2,..., CBR100 in FIG.
[0127]
Next, as shown in step (12) of FIG. 14, a column 601 that has been manufactured in advance through another step such as resin molding is inserted into the hole 92M having the above-described arrangement. Thereby, a group of columns 601 arranged on the dummy substrate 91 so as to correspond to the gap regions CBR1, CBR2,..., CBR100 can be obtained.
[0128]
Next, as shown in step (13) in FIG. 14, an adhesive 601B is applied to one end of the column 601 inserted into the hole 92M in this way.
[0129]
Then, as shown in the step (14) of FIG. 14, the lens substrate 501 that has undergone the steps up to the above-described step (4) of FIG. 12, that is, the lens substrate 501 on which the concave portion 208 or the ML shape 503P is formed. The lens substrate 501 is arranged to face the dummy substrate 91 so that the gap region CBR of the ML shape 503P and one end of the column 601 correspond to each other in position. Thereby, the pillar 601 and the lens substrate 501 are bonded to each other via the adhesive 601B.
[0130]
Next, as shown in step (15) of FIG. 14, if the lens substrate 501 is separated from the dummy substrate 91, as shown in step (16) of FIG. Can be formed.
[0131]
In the manufacturing method described above, apart from the lens substrate 501, a lens substrate having the same size as the lens substrate 501 (hereinafter referred to as “another substrate”) is prepared, and the other substrate is provided. On the other hand, substantially the same film forming and etching processes as those shown in steps (1) to (4) in FIG. 12 are performed, and the concave portion or ML shape similar to that shown in step (4) in FIG. The microlens array may be formed by bonding the other substrate and the above-described lens substrate 501 ′ to each other. According to such a manufacturing method, a microlens including a biconvex lens can be formed by making the concave portions of the lens substrate 501 and the other substrates correspond to each other.
[0132]
(Embodiment of electro-optical device)
Hereinafter, the configuration and operation of the electro-optical device that could not be touched in the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a perspective view showing a schematic configuration of the electro-optical device according to the present embodiment and the microlens array attached thereto.
[0133]
15, the electro-optical device includes a TFT array substrate on which pixel electrodes 9a arranged in a matrix, TFTs 30 connected to the pixel electrodes 9a, scanning lines 3a connected to the TFTs 30, data lines 6a, and the like are formed. 10 is provided. The pixel electrode 9a and the TFT 30 are formed so as to face the intersecting region of the scanning line 3a and the data line 6a.
[0134]
More specifically, in the electro-optical device according to FIG. 15, the first to third interlayer insulating films 41, 42, and 43 are provided on the TFT array substrate 10, so that the pixel electrode 9 a, the TFT 30, and the scanning line are provided. 3a and the data line 6a are constructed in a laminated structure. First of all, the semiconductor layer 1a of the TFT 30 is formed on the TFT array substrate 10, and the scanning line 3a made of, for example, conductive polysilicon is formed in a portion facing the channel region of the semiconductor layer 1a. Is formed. This scanning line 3 a functions as a gate electrode in the TFT 30. Second, a storage capacitor 70 is formed on the scanning line 3a with the first interlayer insulating film 41 interposed therebetween. The storage capacitor 70 is formed as a capacitor having a three-layer structure of a lower electrode, a dielectric film, and an upper electrode, but the structure is not shown in FIG. Further, at least one of the upper electrode and the lower electrode of the storage capacitor 70 is electrically connected to the drain region of the TFT 30 through, for example, a contact hole, but this point is not shown in FIG. Third, a data line 6 a made of a suitable metal material is formed on the storage capacitor 70 with the second interlayer insulating film 42 interposed therebetween. The data line 6a is electrically connected to the source region of the TFT 30 through the contact hole C1. As described above, although the scanning line 3a and the data line 6a are formed as different layers, the scanning line 3a is formed in the horizontal direction in the figure, and the data line 6a is formed in the vertical (depth) direction in the figure. Both will form a lattice shape as a whole. Fourth, pixel electrodes 9a such as ITO (Indium Tin Oxide), for example, are formed on the data line 6a in a matrix via a third interlayer insulating film 43. The pixel electrode 9a is electrically connected to the above-described storage capacitor 70 through the contact hole C2. As a result, the TFT 30 and the pixel electrode 9a are electrically connected via one electrode constituting the storage capacitor. Further, since the storage capacitor 70 is connected to the pixel electrode 9a, the potential holding characteristic of the pixel electrode 9a can be remarkably improved, and the contrast of the image can be improved.
[0135]
In addition to the above configuration, a scanning line driving circuit (see FIG. 1) connected to the scanning line 3a is provided on the TFT array substrate 10, and a data line driving circuit (see FIG. 1) connected to the data line 6a. 1) is provided. The scanning line driving circuit supplies scanning signals to the scanning lines 3a, for example, line-sequentially, and the data line driving circuit measures the supply timing of the scanning signals to the data lines 6a, and then performs a predetermined process. An image signal is supplied at the timing.
[0136]
On the other hand, the electro-optical device is provided with a counter substrate 20 which is disposed to face the TFT array substrate 10 and has a counter electrode made of a transparent conductive material such as ITO formed on the entire surface thereof. In FIG. 15, the counter substrate 20 is also used as one of the pair of substrates constituting the microlens array 500 described in the first embodiment. In FIG. 15, the light shielding film 23, the counter electrode 21, and the alignment film 22 shown in FIG. 2 and the like are not shown.
[0137]
A liquid crystal layer 50, which is an example of an electro-optic material, is sandwiched between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 configured as described above. The liquid crystal layer 50 is made of, for example, a TN (Twisted Nematic) type liquid crystal.
[0138]
In such an electro-optical device, the ON / OFF of the TFT 30 is controlled by supplying a scanning signal through the scanning line 3a, and an image supplied through the data line 6a when the TFT 30 is ON. It is possible to apply a signal to the pixel electrode 9a (active matrix driving). When the image signal is applied to the pixel electrode 9a in this way, a predetermined potential difference corresponding to the image signal is generated between the pixel electrode 9a and the counter electrode 21 (that is, a predetermined potential difference is generated for each pixel). As a result, a change in the alignment state of the liquid crystal in the liquid crystal layer 50 and a change in the light transmittance due to the change occur, so that an image can be displayed. Here, for the incidence of light on the liquid crystal, for example, a light source provided inside the electro-optical device or a light source such as a fluorescent lamp existing outside the electro-optical device can be considered. In this embodiment, since both the pixel electrode 9a and the counter electrode 21 are made of a transparent conductive material, they can be used as a so-called “transmission type”. Speaking of the figure, for example, by installing an internal light source (not shown) on the upper side in the figure, it is possible to cause the light to travel from the upper side to the lower side in the figure.
[0139]
In particular, the electro-optical device according to the present embodiment includes the microlens array 500 that also serves as the counter substrate 20 as described above. In this microlens array 500, since the column 601 is provided between the lens substrate 501 and the counter substrate 20, the thickness TH between the substrates 501 and 20 is substantially uniform in any part in the plane. can do. Therefore, according to the microlens array 500, as shown in FIG. 15, it is possible to further improve the light use efficiency by condensing incident light. As described above, according to the present embodiment, the light use efficiency is increased, and a brighter image can be displayed. In the drawing, the focus F of the condensed light by the microlens 503 is set to be lower than that of the TFT array substrate 10 in the drawing.
[0140]
In the above description, an active matrix driveable electro-optical device using a TFT as a pixel switching element has been exemplified, but the present invention is not limited to such a form. For example, the present invention can also be applied to an electro-optical device using TFD as a pixel switching element and, in some cases, an electro-optical device capable of passive matrix driving. Furthermore, the microlens array as an example of the substrate device according to the present invention can be applied to a CCD device or the like.
[0141]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within a scope not departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and a microlens array with such a change. In addition, the manufacturing method thereof and the electro-optical device are also included in the technical scope of the present invention.
[0142]
The microlens array according to the present invention can also be applied to an electrophoretic device such as an EL (electroluminescence) device or electronic paper.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a TFT array substrate in an electro-optical device according to an embodiment of the present invention, as viewed from the side of a counter substrate, together with each component formed thereon.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line HH ′ of FIG.
FIG. 3 is a plan view of the lens substrate constituting the microlens array according to the first embodiment of the present invention, and also shows the formation mode of the light shielding film and the arrangement mode of the columns formed on the lens substrate. Is.
4 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 3. FIG.
5 is a view having the same concept as in FIG. 4, and is a cross-sectional view in a case where a column according to the present invention is not provided between a lens substrate and a counter substrate.
FIG. 6 is a plan view of a lens substrate that constitutes a microlens array according to a second embodiment of the present invention, and also shows an arrangement mode of columns formed on the lens substrate.
7 is a cross-sectional view taken along the line A1-A1 ′ of FIG.
FIG. 8 is a plan view of a lens substrate constituting a microlens array according to a third embodiment of the present invention, and also shows an arrangement mode of columns formed on the lens substrate.
9 is a cross-sectional view taken along line A2-A2 ′ of FIG.
FIG. 10 is a view having the same concept as in FIG. 4, and is a cross-sectional view showing another form (No. 1) of the microlens according to the fourth embodiment of the present invention.
11 is a view having the same concept as in FIG. 4, and is a cross-sectional view showing another form (part 2) of the microlens according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a manufacturing process cross-sectional view (part 1) illustrating the method for manufacturing the microlens array according to the first embodiment of the invention.
FIG. 13 is a manufacturing process cross-sectional view (part 2) illustrating the method for manufacturing the microlens array according to the first embodiment of the invention.
FIG. 14 is a manufacturing process cross-sectional view sequentially illustrating an example of a column forming method.
FIG. 15 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an electro-optical device according to the present embodiment and a microlens array attached to the electro-optical device.
[Explanation of symbols]
500 ... microlens array 601 and 601N ... column 501 ... lens substrate 501F ... facing surface LMR ... lens forming region NMR ... non-lens forming region 503 ... microlens 503P ... microlens outer shape (ML shape) 208 ... concave portion CBR1, CBR2, ..., CBR100 ... Gap region 20 ... Counter substrate 23 ... Light shielding film B ... Adhesive 10 ... TFT array substrate 3a ... Scanning line 6a ... Data line 9a ... Pixel electrode 30 ... TFT 91 ... Dummy substrate 92 ... Type 92M ... Hole Part 601B ... Adhesive

Claims (5)

接着剤を介して第１基板及び第２基板が相互に貼り合わされてなるマイクロレンズアレイを製造するマイクロレンズアレイの製造方法であって、
前記第２基板に対向する前記第１基板の対向面の上にマトリクス状にマイクロレンズの外形形状を形成する工程と、
前記対向面上且つ前記マイクロレンズの外形形状間の間隙領域に柱を形成する工程と、
該柱を形成する工程の後に、前記第１基板及び前記第２基板間に前記接着剤を介在させて両者を向かい合わせるとともに、前記柱の先端が前記第２基板に接するように加圧した上で、該第１基板及び該第２基板を接着させる工程と
を含み、
前記柱を形成する工程は、
ダミー基板上に、前記柱の配置態様に一致する孔部を有する型を形成する工程と、
前記孔部に前記柱を挿入する工程と、
前記孔部から突出する前記柱の一端に接着剤を塗布する工程と、
前記柱の一端に前記第１基板の前記対向面を接着させる工程と
を含むことを特徴とするマイクロレンズアレイの製造方法。 A microlens array manufacturing method for manufacturing a microlens array in which a first substrate and a second substrate are bonded to each other via an adhesive,
Forming the outer shape of the microlens in a matrix on the facing surface of the first substrate facing the second substrate;
Forming a column on the facing surface and in a gap region between the outer shapes of the microlenses;
After the step of forming the pillars, the adhesive is interposed between the first substrate and the second substrate to face each other, and pressure is applied so that the tip of the pillar is in contact with the second substrate. in, it looks including the step of bonding the first substrate and the second substrate,
The step of forming the pillar includes
Forming a mold having a hole that matches the arrangement of the pillars on the dummy substrate;
Inserting the pillar into the hole;
Applying an adhesive to one end of the column protruding from the hole;
Adhering the opposing surface of the first substrate to one end of the column;
The manufacturing method of the micro lens array characterized by the above-mentioned. 前記柱を形成する工程は、
前記対向面上にレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に開口部を形成する工程と、
前記開口部を通じてエッチングを実施する工程と
を含むことを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズアレイの製造方法。The step of forming the pillar includes
Forming a resist film on the facing surface;
Forming an opening in the resist film;
The method for manufacturing a microlens array according to claim 1 , further comprising: performing etching through the opening. 前記マイクロレンズの外形形状を形成する工程は、
前記対向面にレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に開口部を形成する工程と、
前記開口部を通じてウェットエッチングを実施して凹状部を形成する工程と
を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロレンズアレイの製造方法。The step of forming the outer shape of the microlens,
Forming a resist film on the facing surface;
Forming an opening in the resist film;
Method of manufacturing a microlens array according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a step of forming a concave portion by performing wet etching through the opening. 前記マイクロレンズの外形形状を形成する工程は、
前記対向面にレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に開口部を形成する工程と、
前記開口部以外の前記レジスト膜の外形形状を凸状部に成形する工程と、
前記凸状部及び前記第１基板をともにエッチングする工程と
を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロレンズアレイの製造方法。The step of forming the outer shape of the microlens,
Forming a resist film on the facing surface;
Forming an opening in the resist film;
Forming the outer shape of the resist film other than the opening into a convex portion;
Method of manufacturing a microlens array according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a step of both etching the convex portion and the first substrate. 前記マイクロレンズの外形形状を形成する工程は、
前記第１基板上に光硬化性樹脂を塗布する工程と、
前記光硬化性樹脂を凹状部又は凸状部が形成された型内に埋め込むとともに、該光硬化性樹脂に対して光照射を実施することで、これを硬化させる工程と、
前記第１基板及び前記光硬化性樹脂をともに前記型から分離させる工程と
を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロレンズアレイの製造方法。The step of forming the outer shape of the microlens,
Applying a photocurable resin on the first substrate;
A step of curing the photocurable resin by embedding the photocurable resin in a mold in which concave portions or convex portions are formed, and performing light irradiation on the photocurable resin; and
Method of manufacturing a microlens array according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a step of separating the first substrate and the photocurable resin together from the mold.
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