JPH0882702A - Production of microlens substrate and producing device - Google Patents

Production of microlens substrate and producing device

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JPH0882702A
JPH0882702A JP6219182A JP21918294A JPH0882702A JP H0882702 A JPH0882702 A JP H0882702A JP 6219182 A JP6219182 A JP 6219182A JP 21918294 A JP21918294 A JP 21918294A JP H0882702 A JPH0882702 A JP H0882702A
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microlens
substrate
black matrix
liquid crystal
microlenses
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義弘 水口
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浩 浜田
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE: To form a black matrix at an accurate position to a microlens array, namely to form a black matrix with its aperture accurately positioned at the focal points of the microlens, and to improve the effective numerical aperture. CONSTITUTION: A black matrix 10 is formed on a microlens substrate 8 equipped with a microlens array 2. Almost parallel beams are made to irradiate the microlens 13 positioned at a specified position on the microlens substrate 8 so that the spots P of condensed light of almost parallel beams produced by the microlens 13 and the apertures 20a of the black matrix 20 formed on a specified position of an exposure mask 19 are aligned.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高精細な光学素子や光
学部品等に供されるマイクロレンズ基板の製造方法およ
び製造装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a microlens substrate used for a high-definition optical element or optical component.

【0002】[0002]

【従来の技術】本明細書において、マイクロレンズと
は、数mm程度以下の大きさを有する微小なレンズを意味
し、さらに、そのような微小なレンズが複数、一次元的
または二次元的に配列されたマイクロレンズアレイ、お
よび、レンチキュラーレンズを含むものとする。
2. Description of the Related Art In this specification, a microlens means a minute lens having a size of about several mm or less, and further, such a minute lens is plural, one-dimensionally or two-dimensionally. It includes an arrayed microlens array and a lenticular lens.

【0003】近年、例えば、液晶表示素子である液晶パ
ネルは、直視型だけでなく、プロジェクションテレビ等
の投影型表示素子としても需要が高まってきている。液
晶パネルを投影型として使用する場合に、従来の絵素数
で拡大率を高めると、画面の粗さが目立ってくる。そこ
で、高い拡大率においても精細な画像を得るためには、
絵素数を増やすことが必要となる。
In recent years, for example, a liquid crystal panel which is a liquid crystal display element has been in high demand not only as a direct-view type but also as a projection type display element such as a projection television. When a liquid crystal panel is used as a projection type, if the enlargement ratio is increased by the conventional number of picture elements, the roughness of the screen becomes noticeable. Therefore, in order to obtain a fine image even at a high magnification,
It is necessary to increase the number of picture elements.

【0004】ところが、液晶パネルの絵素数を増やす
と、特にアクティブマトリックス型の液晶パネルでは、
絵素以外の部分が占める面積が相対的に大きくなり、こ
れらの部分を覆うブラックマトリックスの面積が増大す
る。ブラックマトリックスの面積が増大すると、表示に
寄与する絵素の面積が減少し、表示素子の開口率が低下
してしまう。そして、開口率の低下が生じると、画面が
暗くなり、画像品位を低下させることとなる。
However, when the number of picture elements of the liquid crystal panel is increased, especially in the active matrix type liquid crystal panel,
The area occupied by the parts other than the picture elements becomes relatively large, and the area of the black matrix covering these parts increases. When the area of the black matrix is increased, the area of the picture element contributing to the display is decreased, and the aperture ratio of the display element is decreased. When the aperture ratio is reduced, the screen becomes dark and the image quality is degraded.

【0005】このような絵素数の増大による開口率の低
下を防止するために、液晶パネルの一方の面に複数のマ
イクロレンズを形成することが提案されている(特開昭
60-165621〜165624号公報、特開昭 60-262131号公報参
照)。このように、各絵素に対応するマイクロレンズを
設けることで、従来ではブラックマトリックスによって
遮光されていた光を絵素内に集光することが可能とな
る。
It has been proposed to form a plurality of microlenses on one surface of a liquid crystal panel in order to prevent the reduction of the aperture ratio due to such an increase in the number of picture elements (Japanese Patent Laid-Open No. SHO 61-96).
60-165621-165624, JP-A-60-262131). As described above, by providing the microlens corresponding to each picture element, it becomes possible to condense the light, which is conventionally shielded by the black matrix, into the picture element.

【0006】上記のマイクロレンズは、上述の用途以外
にも、レーザディスク、コンパクトディスク、光磁気デ
ィスク等の光ピックアップの集光手段;光ファイバと発
光素子または受光素子との結合のための集光手段;CC
D等の固体撮像素子、または、ファクシミリに使用され
る一次元イメージセンサの感度を高めるために、入射光
を光電変換領域に集光させる集光手段または結像手段
(特開昭54-17620号公報、特開昭 57-9180号公報参
照);液晶プリンタやLEDプリンタにおいて印字すべ
き像を感光体に結像させる結像手段(特開昭63-44624号
公報参照);光情報処理用フィルタ等として用いられて
いる。このように、マイクロレンズは、光学装置におい
て各種の光学素子または光学部品等(以下、単に光学素
子と称する)と組み合わせて使用される。
In addition to the above-mentioned applications, the above-mentioned microlens is used as a light-collecting means for an optical pickup such as a laser disk, a compact disk, a magneto-optical disk, etc .; Means; CC
In order to enhance the sensitivity of a solid-state image pickup device such as D or a one-dimensional image sensor used in a facsimile, a condensing means or an imaging means for condensing incident light on a photoelectric conversion region (Japanese Patent Laid-Open No. 54-17620). Japanese Patent Laid-Open No. 57-9180); Image forming means for forming an image to be printed on a photoconductor in a liquid crystal printer or LED printer (See Japanese Patent Laid-Open No. 63-44624); Optical information processing filter It is used as such. As described above, the microlens is used in the optical device in combination with various optical elements or optical components (hereinafter, simply referred to as an optical element).

【0007】また、マイクロレンズの製造方法として
は、イオン交換法(Appl.Optics, 21(6) p.1052 (198
4), Electron Lett., 17 p.452(1981))、膨潤法(鈴木
他、“プラスチックマイクロレンズの新しい作製法”第
24回微小光学研究会)、熱ダレ法(Zoran D.Popovic
et al., Appl.Optics, 27 p.1281 (1988) )、機械加工
法等が挙げられる。
Further, as a method for manufacturing a microlens, an ion exchange method (Appl. Optics, 21 (6) p.1052 (198
4), Electron Lett., 17 p.452 (1981)), swelling method (Suzuki et al., "New fabrication method for plastic microlenses", 24th Micro Optical Workshop), thermal sag method (Zoran D. Popovic
et al., Appl. Optics, 27 p.1281 (1988)), machining methods, etc.

【0008】イオン交換法を用いれば、屈折率分布型の
マイクロレンズを有する平板型のマイクロレンズアレイ
が得られ、それ以外の方法を用いれば、半球状または回
転放物状(非球面)の屈折面を有するマイクロレンズア
レイが得られる。特に、半球状または回転放物状の屈折
面を有するマイクロレンズアレイの場合には、これをマ
スタ(原盤)とし、このマスタを用いて成型することに
より、マイクロレンズアレイの量産が可能となる(2P
法、特開平5-134103号公報参照)。
If the ion exchange method is used, a flat plate type microlens array having a refractive index distribution type microlens can be obtained, and if any other method is used, hemispherical or rotational parabolic (aspherical) refraction is possible. A microlens array having a surface is obtained. In particular, in the case of a microlens array having a hemispherical or paraboloid of refraction surface, this is used as a master (master), and by molding using this master, it is possible to mass-produce the microlens array ( 2P
Method, see JP-A-5-134103).

【0009】そして、これらマイクロレンズアレイを液
晶パネルの一方の面に貼り合わせることにより、該液晶
パネルの実効開口率が向上し、明るい表示画面が得られ
ることとなる。尚、上記の実効開口率とは、カラーフィ
ルタや偏光板等を除外した液晶パネルの透過率のことを
示す。
By bonding these microlens arrays to one surface of the liquid crystal panel, the effective aperture ratio of the liquid crystal panel is improved and a bright display screen can be obtained. The above-mentioned effective aperture ratio means the transmittance of the liquid crystal panel excluding the color filter, the polarizing plate and the like.

【0010】ところが、絵素のピッチが数十μm程度の
高精細な表示を行うプロジェクションテレビ用の液晶パ
ネルでは、表示素子の開口部面積がさらに減少する。従
って、マイクロレンズによる実効開口率の向上には、限
界が生じる。なぜならば、実効開口率は、マイクロレン
ズの集光スポットの大きさと画素開口部の面積との大小
関係で決まるからである。
However, in a liquid crystal panel for a projection television which performs a high-definition display with a pixel pitch of about several tens of μm, the area of the opening of the display element is further reduced. Therefore, there is a limit to the improvement of the effective aperture ratio by the microlens. This is because the effective aperture ratio is determined by the size relationship between the size of the focused spot of the microlens and the area of the pixel aperture.

【0011】集光スポットの直径D(μm)は、入射す
る光の発散度(半頂角)をθ、マイクロレンズの焦点距
離をf(μm)とすると、 D=2・f・tan θ ……(1) で表される。このため、集光スポットの面積が画素開口
部の面積よりも大きくなると、画素開口部に入らない光
が表示に寄与しなくなる。従って、実効開口率の向上効
果が減少する。
The diameter D (μm) of the focused spot is D = 2 · f · tan θ, where θ is the divergence (semi-vertical angle) of the incident light and f (μm) is the focal length of the microlens. ... (1) Therefore, when the area of the focused spot becomes larger than the area of the pixel opening, the light that does not enter the pixel opening does not contribute to the display. Therefore, the effect of improving the effective aperture ratio is reduced.

【0012】上記の式(1)において、集光効果を高め
るためには、入射光の発散度θを小さくすること、およ
び、マイクロレンズの焦点距離fを短くすることが考え
られる。このうち、入射光の発散度θは、使用する光源
の発光領域が小さく、光源から液晶パネルまでの距離が
大きいほど小さくなる。しかし、現状の光源の技術レベ
ルでは、光源の長寿命性と、表示に必要な明るさとを確
保するために、発散度θを数度以下にすることは困難で
ある。従って、集光効果を高めるためには、マイクロレ
ンズの焦点距離fを短くすると共に、該マイクロレンズ
の焦点が液晶パネルの画素開口部近傍に位置するように
近づける必要がある。
In the above formula (1), in order to enhance the light collecting effect, it is conceivable to reduce the divergence θ of the incident light and to shorten the focal length f of the microlens. Among these, the divergence degree θ of the incident light becomes smaller as the light emitting area of the light source used is smaller and the distance from the light source to the liquid crystal panel is larger. However, at the current technical level of the light source, it is difficult to set the divergence θ to several degrees or less in order to secure the long life of the light source and the brightness required for display. Therefore, in order to enhance the light-collecting effect, it is necessary to shorten the focal length f of the microlens and bring the focal point of the microlens closer to the pixel aperture of the liquid crystal panel.

【0013】従来、マイクロレンズの短焦点化技術とし
ては、マイクロレンズ表面に焦点距離に対応した厚さの
カバーガラスまたはフィルムを接着し、該マイクロレン
ズを液晶パネルの一方の基板(対向基板)の中に作り込
む方法(特開平3-248125号公報)が知られている。ま
た、2P法を用いて、マイクロレンズ基板上に感光性樹
脂にてレンズ形状部分を形成し、その後、該感光性樹脂
の屈折率とは異なる屈折率を有する接着剤にて、マイク
ロレンズ基板と同一の熱膨張率を有するカバーガラスを
接着し、これにより、量産性および密着性を高める方法
(特開平3-233417号公報)が知られている。さらに、透
明な感光性樹脂を用いて、マイクロレンズ表面に焦点距
離に対応した厚さの樹脂層を積層する方法(特開平5-27
3512号公報)等も知られている。このように、何れの短
焦点化技術においても、マイクロレンズを短焦点化する
ためには、液晶パネル、つまり、液晶表示素子の対向基
板の内部にマイクロレンズが形成されることとなる。
Conventionally, as a technique for shortening the focal length of a microlens, a cover glass or film having a thickness corresponding to the focal length is adhered to the surface of the microlens, and the microlens is attached to one substrate (counter substrate) of the liquid crystal panel. A method (Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-248125) of making the inside is known. In addition, a lens-shaped portion is formed of a photosensitive resin on the microlens substrate by using the 2P method, and then the microlens substrate is formed with an adhesive having a refractive index different from that of the photosensitive resin. There is known a method (Japanese Patent Laid-Open No. 3-233417) in which cover glasses having the same coefficient of thermal expansion are adhered to each other to improve mass productivity and adhesion. Furthermore, a method of laminating a resin layer having a thickness corresponding to the focal length on the surface of the microlens using a transparent photosensitive resin (Japanese Patent Laid-Open No. 5-27).
No. 3512) is also known. As described above, in any of the short-focus techniques, in order to make the micro-lens short-focus, the micro-lens is formed inside the liquid crystal panel, that is, the counter substrate of the liquid crystal display element.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法によりマイクロレンズ基板を製造すると、以下
に示すような問題点が生じる。即ち、マイクロレンズ基
板を製造する際には、カバーガラスを貼り合わせてマイ
クロレンズを作り込んだ後、カバーガラス表面または樹
脂層表面に、透明電極、ブラックマトリックス、配向膜
等を積層しなければならない。このうち、透明電極や配
向膜は、表示領域内に一様に形成されるため、マイクロ
レンズに対する位置合わせを行う必要はない。
However, when the microlens substrate is manufactured by the above-mentioned conventional method, the following problems occur. That is, when manufacturing a microlens substrate, a cover glass must be attached to form a microlens, and then a transparent electrode, a black matrix, an alignment film, or the like must be laminated on the cover glass surface or the resin layer surface. . Among them, the transparent electrode and the alignment film are uniformly formed in the display area, and therefore, it is not necessary to perform alignment with the microlens.

【0015】一方、ブラックマトリックスは、格子状の
パターンとなっており、TFT(Thin Film Transisto
r)素子を光から保護するための遮光膜である。上記の
ブラックマトリックスは、通常、アルミニウム等からな
る薄膜をカバーガラス表面に一様にスパッタリングした
後、マスクを用い、露光機で該薄膜をパターンニングす
ることにより形成される。そして、ブラックマトリック
スの実効開口率を高めるためには、ブラックマトリック
スの開口部がマイクロレンズの集光スポットに正確に位
置していなければならない。
On the other hand, the black matrix has a lattice-like pattern and is formed by a TFT (Thin Film Transistor).
r) A light-shielding film for protecting the element from light. The black matrix is usually formed by uniformly sputtering a thin film made of aluminum or the like on the surface of the cover glass and then patterning the thin film with an exposure machine using a mask. Then, in order to increase the effective aperture ratio of the black matrix, the opening portion of the black matrix must be accurately positioned at the converging spot of the microlens.

【0016】ところが、上記従来の方法では、アルミニ
ウム等からなる薄膜によってマイクロレンズが隠され、
見えなくなってしまう。従って、顕微鏡観察によりマス
クとマイクロレンズとの位置合わせを行うことが不可能
となる。つまり、上記従来の方法においては、マスクと
マイクロレンズとの位置合わせを行う点については何ら
考慮されていない。このため、ブラックマトリックスが
マイクロレンズに対応する位置と全く異なる位置にパタ
ーンニングされて、マイクロレンズ基板、即ち、これを
用いて製造される液晶表示素子等の光学素子が全く機能
しなくなる場合が生じるという問題点を有している。
However, in the above conventional method, the microlenses are hidden by the thin film made of aluminum or the like,
I can't see it. Therefore, it becomes impossible to align the mask and the microlens by microscopic observation. That is, in the above-described conventional method, no consideration is given to the position alignment between the mask and the microlens. Therefore, the black matrix may be patterned at a position completely different from the position corresponding to the microlens, and the microlens substrate, that is, the optical element such as a liquid crystal display element manufactured using the microlens substrate may not function at all. There is a problem.

【0017】尚、上記の問題点を回避するために、ブラ
ックマトリックスの形成工程を省略すると、表示に寄与
しない迷光がTFT素子に照射される。このため、TF
T素子の電気的特性がシフトし、液晶表示素子等の光学
素子の信頼性の低下や表示品位の低下等の別の問題点
(弊害)を招来することとなる。
In order to avoid the above problems, if the step of forming the black matrix is omitted, the TFT element is irradiated with stray light that does not contribute to the display. Therefore, TF
The electrical characteristics of the T element are shifted, which causes other problems (detrimental effects) such as a decrease in reliability of an optical element such as a liquid crystal display element and a decrease in display quality.

【0018】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、パターンをマイクロレン
ズに対して正確な位置に形成することができるマイクロ
レンズ基板の製造方法および製造装置を提供することに
ある。具体的には、例えば、マイクロレンズの焦点に、
その開口部が正確に位置するようにブラックマトリック
ス等のパターンを形成することが可能なマイクロレンズ
基板の製造方法および製造装置を提供することにある。
本発明にかかる製造方法または製造装置により製造され
るマイクロレンズ基板は、高精細な光学素子や光学部品
等に好適に利用することができ、これにより、信頼性お
よび表示品位等に優れた光学素子や光学部品、例えば、
画面が明るく、精細な画像を得ることができる高品位な
液晶表示素子等を製造することができる。
The present invention has been made in view of the above conventional problems, and an object thereof is a manufacturing method and a manufacturing apparatus of a microlens substrate capable of forming a pattern at an accurate position with respect to a microlens. To provide. Specifically, for example, at the focus of the microlens,
It is an object of the present invention to provide a manufacturing method and a manufacturing apparatus of a microlens substrate capable of forming a pattern such as a black matrix so that the openings are accurately positioned.
The microlens substrate manufactured by the manufacturing method or the manufacturing apparatus according to the present invention can be suitably used for a high-definition optical element, an optical component, or the like, and as a result, an optical element excellent in reliability and display quality. Or optical components, for example,
It is possible to manufacture a high-quality liquid crystal display device or the like that has a bright screen and can obtain a fine image.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明のマ
イクロレンズ基板の製造方法は、上記の課題を解決する
ために、マイクロレンズを備えた基板本体にパターンを
形成するマイクロレンズ基板の製造方法において、上記
基板本体の所定位置に位置するマイクロレンズに略平行
光を照射し、該マイクロレンズにより形成される略平行
光の集光スポットと、パターン形成用マスクの所定位置
に設けられたマークとのアラインメントを行うことを特
徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a microlens substrate, wherein a pattern is formed on a substrate body having microlenses to solve the above problems. In the method, a microlens located at a predetermined position of the substrate body is irradiated with substantially parallel light, and a condensed spot of the substantially parallel light formed by the microlens and a mark provided at a predetermined position of a pattern forming mask. It is characterized by performing alignment with.

【0020】請求項2記載の発明のマイクロレンズ基板
の製造装置は、上記の課題を解決するために、基板本体
を保持する基板保持手段と、該基板本体にパターンを形
成可能なパターン形成手段とを備えたマイクロレンズ基
板の製造装置において、上記基板保持手段にて保持され
た基板本体のマイクロレンズに対して略平行光を照射可
能な照射手段と、該マイクロレンズにより形成される略
平行光の集光スポットを検出可能な検出手段とを具備し
ていることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, a microlens substrate manufacturing apparatus according to a second aspect of the present invention includes substrate holding means for holding a substrate body, and pattern forming means capable of forming a pattern on the substrate body. In a manufacturing apparatus of a microlens substrate including: an irradiation unit capable of irradiating a microlens of a substrate body held by the substrate holding unit with substantially parallel light; and a substantially parallel light formed by the microlens. It is characterized by comprising a detection means capable of detecting a focused spot.

【0021】請求項3記載の発明のマイクロレンズ基板
の製造装置は、上記の課題を解決するために、請求項2
記載のマイクロレンズ基板の製造装置において、上記照
射手段は、任意の照射角度でもって略平行光をマイクロ
レンズに照射可能であることを特徴としている。
According to a third aspect of the invention, there is provided an apparatus for manufacturing a microlens substrate according to the second aspect, in order to solve the above problems.
In the microlens substrate manufacturing apparatus described above, the irradiation means is capable of irradiating the microlens with substantially parallel light at an arbitrary irradiation angle.

【0022】[0022]

【作用】請求項1記載の方法によれば、基板本体の所定
位置に位置するマイクロレンズにより形成される略平行
光の集光スポットと、パターン形成用マスクの所定位置
に設けられたマークとのアラインメントを行う。これに
より、パターンをマイクロレンズに対して正確な位置に
形成することができる。即ち、例えば、パターンがブラ
ックマトリックス等である場合には、マイクロレンズの
焦点に、その開口部が正確に位置するようにブラックマ
トリックス等を形成することができるので、実効開口率
を向上させることができる。
According to the method of claim 1, the substantially parallel light-converging spot formed by the microlens located at the predetermined position of the substrate body and the mark provided at the predetermined position of the pattern forming mask are formed. Make an alignment. Thereby, the pattern can be formed at an accurate position with respect to the microlens. That is, for example, when the pattern is a black matrix or the like, it is possible to form the black matrix or the like so that the opening portion is accurately positioned at the focal point of the microlens, so that the effective aperture ratio can be improved. it can.

【0023】請求項2記載の構成によれば、基板保持手
段にて保持された基板本体のマイクロレンズに対して、
照射手段により略平行光を照射し、該マイクロレンズに
より形成される略平行光の集光スポットを検出手段にて
検出することができる。従って、上記検出手段にて検出
された集光スポットの位置と、パターン形成手段が備え
ている例えばパターン形成用マスクの位置とを正確にア
ラインメントすることができる。
According to the second aspect of the present invention, the microlenses of the substrate body held by the substrate holding means are
It is possible to irradiate the substantially parallel light by the irradiation means and detect the condensed spot of the substantially parallel light formed by the microlens by the detection means. Therefore, it is possible to accurately align the position of the focused spot detected by the detection unit and the position of, for example, the pattern forming mask provided in the pattern forming unit.

【0024】これにより、パターン形成手段によって、
上記の基板本体、つまり、マイクロレンズに対して、パ
ターンを正確な位置に形成することができる。即ち、例
えば、パターンがブラックマトリックス等である場合に
は、マイクロレンズの焦点に、その開口部が正確に位置
するようにブラックマトリックス等を形成することがで
きるので、実効開口率を向上させることができる。
As a result, by the pattern forming means,
The pattern can be formed at an accurate position on the substrate body, that is, the microlens. That is, for example, when the pattern is a black matrix or the like, it is possible to form the black matrix or the like so that the opening portion is accurately positioned at the focal point of the microlens, so that the effective aperture ratio can be improved. it can.

【0025】また、請求項3記載の構成によれば、照射
手段は、マイクロレンズに対して、任意の照射角度でも
って略平行光を照射することができる。このため、例え
ば、ツイステッド・ネマチック(TN)型の液晶表示素
子に利用されるマイクロレンズ基板を製造する場合に
は、照射手段は、上記の略平行光をマイクロレンズに対
して最適視角方向から照射することができる。従って、
本発明にかかる製造装置により製造されるマイクロレン
ズ基板を利用した液晶表示素子は、その視角特性を最大
限に活用することができる。即ち、該マイクロレンズ基
板を利用した液晶表示素子は、画像のコントラストが最
大となるので、良好なコントラストを得ることができ、
画質を向上させることができる。
According to the third aspect of the invention, the irradiation means can irradiate the microlens with substantially parallel light at an arbitrary irradiation angle. Therefore, for example, when manufacturing a microlens substrate used for a twisted nematic (TN) type liquid crystal display element, the irradiation means irradiates the microlens with the above-mentioned substantially parallel light from the optimum viewing angle direction. can do. Therefore,
The liquid crystal display device using the microlens substrate manufactured by the manufacturing apparatus according to the present invention can maximize its viewing angle characteristics. That is, since the liquid crystal display element using the microlens substrate has the maximum image contrast, good contrast can be obtained,
The image quality can be improved.

【0026】上記の方法、または、上記構成の製造装置
により製造されるマイクロレンズ基板は、高精細な光学
素子や光学部品等に好適に利用することができる。これ
により、信頼性および表示品位等に優れた光学素子や光
学部品、例えば、画面が明るく、精細な画像を得ること
ができる高品位な液晶表示素子等を製造することができ
る。
The microlens substrate manufactured by the above method or the manufacturing apparatus having the above structure can be suitably used for a high-definition optical element or optical component. As a result, it is possible to manufacture an optical element or an optical component having excellent reliability and display quality, such as a high-quality liquid crystal display element having a bright screen and capable of obtaining a fine image.

【0027】[0027]

【実施例】【Example】

〔実施例1〕本発明の一実施例について図1ないし図3
に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、本実施
例においては、マイクロレンズ基板が、液晶表示素子に
利用される場合、即ち、液晶表示素子(光学素子や光学
部品等)に好適に利用されるマイクロレンズ基板を製造
する場合を例に挙げて説明することとする。また、該液
晶表示素子としてアクティブマトリックス型の液晶表示
素子を製造する場合を例示することとする。
[Embodiment 1] One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The explanation is based on the following. In this example, a case where the microlens substrate is used for a liquid crystal display element, that is, a case where a microlens substrate that is suitably used for a liquid crystal display element (optical element, optical component, etc.) is manufactured is taken as an example. Will be explained below. Further, a case of manufacturing an active matrix type liquid crystal display element as the liquid crystal display element will be exemplified.

【0028】本実施例にかかるマイクロレンズ基板の製
造方法は、マイクロレンズを備えた基板本体にパターン
を形成する方法であり、上記の基板本体の所定位置に位
置するマイクロレンズに略平行光を照射し、該マイクロ
レンズにより形成される略平行光の集光スポットと、パ
ターン形成用マスクの所定位置に設けられたマークとの
アラインメントを行う方法である。
The method of manufacturing a microlens substrate according to this embodiment is a method of forming a pattern on a substrate body having microlenses, and irradiating the microlenses located at predetermined positions of the substrate body with substantially parallel light. Then, the focused spot of substantially parallel light formed by the microlens is aligned with a mark provided at a predetermined position of the pattern forming mask.

【0029】先ず、上記の製造方法により製造されるマ
イクロレンズ基板を用いた液晶表示素子の構成について
説明する。図2に示すように、上記の液晶表示素子は、
アクティブマトリックス型の液晶表示素子であり、石英
ガラス等からなる透明基板7を有している。この透明基
板7上には、図示しない絵素電極、スイッチング素子、
バス配線等が形成されている。透明基板7と、この透明
基板7に対向する対向基板9との間には、液晶層6がシ
ール材5…によって封入されている。
First, the structure of a liquid crystal display device using the microlens substrate manufactured by the above manufacturing method will be described. As shown in FIG. 2, the above liquid crystal display device is
It is an active matrix type liquid crystal display device, and has a transparent substrate 7 made of quartz glass or the like. On the transparent substrate 7, picture element electrodes (not shown), switching elements,
Bus wiring and the like are formed. A liquid crystal layer 6 is sealed between the transparent substrate 7 and a counter substrate 9 facing the transparent substrate 7 with a sealing material 5.

【0030】上記の対向基板9は、マイクロレンズ基板
(基板本体)8と、ブラックマトリックス(パターン)
10と、透明電極11と、配向膜12とから構成されて
いる。また、上記のマイクロレンズ基板8は、石英ガラ
ス等からなる透明基板1と、マイクロレンズアレイ2
と、接着剤からなる接着層3と、石英ガラス等からなる
カバーガラス4とから構成されている。そして、上記の
ブラックマトリックス10、透明電極11および配向膜
12は、この順に、カバーガラス4上、即ち、液晶層6
側の面に積層されている。上記のブラックマトリックス
10は、格子状のパターンとなっており、TFT(Thin
Film Transistor)素子を光から保護するための遮光膜
である。透明電極11および配向膜12は、液晶表示素
子における表示領域内に一定の厚みで形成されている。
尚、マイクロレンズ基板8は、カバーガラス4の代わり
に、透明樹脂層を備えていてもよい。
The counter substrate 9 is a microlens substrate (substrate body) 8 and a black matrix (pattern).
10, a transparent electrode 11, and an alignment film 12. The microlens substrate 8 includes a transparent substrate 1 made of quartz glass or the like and a microlens array 2
And an adhesive layer 3 made of an adhesive, and a cover glass 4 made of quartz glass or the like. The black matrix 10, the transparent electrode 11 and the alignment film 12 are arranged in this order on the cover glass 4, that is, the liquid crystal layer 6.
It is laminated on the side surface. The above black matrix 10 has a grid pattern, and TFT (Thin
Film Transistor) A light shielding film for protecting the element from light. The transparent electrode 11 and the alignment film 12 are formed in the display area of the liquid crystal display element with a constant thickness.
The microlens substrate 8 may include a transparent resin layer instead of the cover glass 4.

【0031】上記のマイクロレンズアレイ2は、透明基
板7上に形成された各絵素電極に対応して設けられた複
数のマイクロレンズ2’…を有している。そして、本実
施例では、上記マイクロレンズアレイ2のマイクロレン
ズ2’…は、半球状(球面)の凸レンズ形状をなしてお
り、前述の2P法によって作製されている。
The above-mentioned microlens array 2 has a plurality of microlenses 2 '... corresponding to each picture element electrode formed on the transparent substrate 7. Further, in this embodiment, the microlenses 2 '... Of the microlens array 2 have a hemispherical (spherical) convex lens shape and are manufactured by the 2P method described above.

【0032】本実施例にかかるマイクロレンズ基板の製
造装置は、図1(d)に示すように、透過照明系として
のコリメータ(照射手段)22・22(図3)を有する
ステージ(基板保持手段)17と、顕微鏡(検出手段)
18・18と、露光マスク(パターン形成手段)19
と、図示しない紫外線照射装置(パターン形成手段)と
を備えている。
As shown in FIG. 1D, the microlens substrate manufacturing apparatus according to the present embodiment has a stage (substrate holding means) having collimators (irradiation means) 22 and 22 (FIG. 3) as a transillumination system. ) 17, and a microscope (detection means)
18 and 18 and exposure mask (pattern forming means) 19
And an ultraviolet irradiation device (pattern forming means) not shown.

【0033】図3に示すように、上記のステージ17
は、マイクロレンズ基板8を載置(保持)可能な大きさ
に形成されており、その所定位置には、孔17a・17
aが開口されている。上記のコリメータ22・22は、
平行度が高い光、即ち、略平行光を出射するようになっ
ている。また、コリメータ22・22は、マイクロレン
ズ基板8のマイクロレンズ13・13(後述する、図
1)に対して、任意の照射角度でもって略平行光を照射
可能となっている。そして、コリメータ22・22から
出射された略平行光は、上記の孔17a・17aを通し
て、マイクロレンズ基板8のマイクロレンズ13・13
に照射されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the stage 17 described above is used.
Is formed in a size capable of mounting (holding) the microlens substrate 8, and the holes 17a
a is opened. The collimators 22 and 22 are
Light with high parallelism, that is, substantially parallel light is emitted. Further, the collimators 22 and 22 can irradiate the microlenses 13 and 13 (to be described later, FIG. 1) of the microlens substrate 8 with substantially parallel light at an arbitrary irradiation angle. Then, the substantially parallel light emitted from the collimators 22 and 22 passes through the holes 17a and 17a and passes through the microlenses 13 and 13 of the microlens substrate 8.
It is designed to be illuminated.

【0034】ところで、上記ブラックマトリックス10
の開口部の形状は、一般的に長方形となっている。ま
た、上記開口部の短辺の長さと、マイクロレンズ2’の
集光スポットの直径とが略等しければ、後述するアライ
ンメントを行い易い。そして、上記略平行光の平行度θ
は、開口部の短辺の長さをL(μm)、マイクロレンズ
2’の焦点距離をf(μm)とすると、 L=2・f・tan θ ……(2) で表される。従って、コリメータ22・22は、上記の
式(2)を満足するように、略平行光の平行度θを調整
すればよい。これにより、アラインメントを精度良く行
うことができる。
By the way, the above black matrix 10
The shape of the opening is generally rectangular. In addition, if the length of the short side of the opening and the diameter of the focused spot of the microlens 2 ′ are substantially equal to each other, the alignment described later can be easily performed. Then, the parallelism θ of the substantially parallel light
Is represented by L = 2 · f · tan θ (2), where L (μm) is the length of the short side of the opening and f (μm) is the focal length of the microlens 2 ′. Therefore, the collimators 22 and 22 may adjust the parallelism θ of the substantially parallel light so as to satisfy the above expression (2). As a result, the alignment can be performed accurately.

【0035】尚、照明手段である透過照明系は、上記の
略平行光を出射可能な構成となっていればよい。従っ
て、透過照明系の構成は、上記のコリメータ22・22
にのみ限定されるものではない。また、孔17a・17
aは、上記の略平行光をマイクロレンズ13・13に照
射可能なように開口されていればよい。従って、孔17
a・17aの大きさ、形状等は、特に限定されるもので
はない。さらに、孔17a…を開口する代わりに、ステ
ージ17を透明な材料で形成し、ステージ17全体が上
記の略平行光を透過可能な構成としてもよい。
The transillumination system, which is the illuminating means, is only required to have a structure capable of emitting the above-mentioned substantially parallel light. Therefore, the configuration of the transillumination system is the same as the collimator 22.
It is not limited to only. Also, the holes 17a and 17
It suffices that a is opened so that the substantially parallel light can be irradiated to the microlenses 13 and 13. Therefore, the hole 17
The size and shape of the a 17a are not particularly limited. Further, instead of opening the holes 17a ..., The stage 17 may be formed of a transparent material so that the entire stage 17 can transmit the above-described substantially parallel light.

【0036】図1(d)に示すように、上記の顕微鏡1
8・18は、マイクロレンズ13・13に対応する位置
に配設されている。そして、顕微鏡18は、マイクロレ
ンズ13によって形成される上記略平行光の集光スポッ
トPの位置を観察(検出)可能となっている。つまり、
略平行光は、マイクロレンズ基板8の照明として作用し
ている。尚、顕微鏡18の個数は、マイクロレンズ13
の個数と同一であってもよく、また、該顕微鏡18が移
動自在に配設されている場合には、マイクロレンズ13
の個数より少なくてもよい。
As shown in FIG. 1D, the above-mentioned microscope 1 is used.
8 and 18 are arranged at positions corresponding to the microlenses 13 and 13. Then, the microscope 18 can observe (detect) the position of the condensed spot P of the substantially parallel light formed by the microlens 13. That is,
The substantially parallel light acts as illumination of the microlens substrate 8. The number of microscopes 18 is equal to the number of microlenses 13
The number of microlenses 13 may be the same as that of the microlenses 13 when the microscope 18 is movably arranged.
It may be less than the number of.

【0037】上記の露光マスク(パターン形成用マス
ク)19は、マイクロレンズ基板8に対向する面に、ブ
ラックマトリックス10を形成するためのマスク19a
と、アラインメント(alignment) に用いるブラックマト
リックス(マーク)20とが形成されている。上記のマ
スク19aは、ブラックマトリックス10のパターンに
対応するパターンを有している。上記のブラックマトリ
ックス20は、露光マスク19の所定位置に設けられて
いる。ブラックマトリックス20は、開口部20a・2
0aを有しており、後述のアラインメント(いわゆる、
マスク合わせ)に用いられる。尚、露光マスク19は、
移動自在に設けられており、マイクロレンズ基板8と顕
微鏡18・18との間に挿入可能となっている。
The exposure mask (pattern forming mask) 19 is a mask 19a for forming the black matrix 10 on the surface facing the microlens substrate 8.
And a black matrix (mark) 20 used for alignment. The mask 19a has a pattern corresponding to the pattern of the black matrix 10. The black matrix 20 is provided at a predetermined position on the exposure mask 19. The black matrix 20 has openings 20a-2.
0a, and the alignment (so-called,
It is used for mask matching). The exposure mask 19 is
It is movably provided and can be inserted between the microlens substrate 8 and the microscopes 18 and 18.

【0038】上記の紫外線照射装置(図示せず)は、露
光マスク19を挟んでステージ17と反対側に配設され
ている。そして、紫外線照射装置は、マイクロレンズ基
板8上に形成されるレジスト層16(後述する)に紫外
線を照射し、該レジスト層16を露光するようになって
いる。従って、露光マスク19および紫外線照射装置に
て、パターン形成手段が構成されている。
The ultraviolet irradiation device (not shown) is arranged on the opposite side of the stage 17 with the exposure mask 19 interposed therebetween. The ultraviolet irradiation device irradiates the resist layer 16 (described later) formed on the microlens substrate 8 with ultraviolet rays to expose the resist layer 16. Therefore, the exposure mask 19 and the ultraviolet irradiation device form a pattern forming means.

【0039】次に、本実施例にかかるマイクロレンズ基
板の製造方法について、図1に示す各工程を参照しなが
ら、以下に説明する。尚、図1に示すマイクロレンズ基
板8は、図2に示すマイクロレンズ基板8と、図面上で
上下が逆になっている。
Next, a method of manufacturing the microlens substrate according to this embodiment will be described below with reference to the steps shown in FIG. The microlens substrate 8 shown in FIG. 1 is upside down in the drawing with the microlens substrate 8 shown in FIG.

【0040】先ず、図1(a)に示すように、前述の2
P法等の所定の各種方法によってマイクロレンズ基板8
を作製する。このとき、マイクロレンズアレイ2、つま
り、マイクロレンズ基板8の所定位置、例えば端部に、
アラインメントに用いるマイクロレンズ13・13を設
ける。上記のマイクロレンズ13・13は、ブラックマ
トリックス10を形成する際のアラインメントに用いら
れる。従って、マイクロレンズ13…は、少なくとも2
個以上設けられていればよい。尚、マイクロレンズ13
…は、マイクロレンズ基板8、つまり、液晶表示素子に
おける表示領域外に設けられている。
First, as shown in FIG.
The microlens substrate 8 is formed by various predetermined methods such as the P method.
Is prepared. At this time, the microlens array 2, that is, a predetermined position of the microlens substrate 8, for example, an end portion,
Microlenses 13 and 13 used for alignment are provided. The microlenses 13 described above are used for alignment when forming the black matrix 10. Therefore, the microlenses 13 ...
It suffices if at least one is provided. The microlens 13
Are provided on the microlens substrate 8, that is, outside the display area of the liquid crystal display element.

【0041】そして、本実施例においては、マイクロレ
ンズ13が2個設けられている場合について説明する。
従って、製造装置は、上述のように、2つのコリメータ
22・22と、2つの顕微鏡18・18とを備えた構成
となっている。
In this embodiment, the case where two microlenses 13 are provided will be described.
Therefore, the manufacturing apparatus has a configuration including the two collimators 22 and 22 and the two microscopes 18 and 18, as described above.

【0042】次に、同図(b)に示すように、カバーガ
ラス4上における上記マイクロレンズ13・13に対応
する位置に、金属板のマスク15・15を設ける。次い
で、カバーガラス4上における上記マイクロレンズアレ
イ2に対応する位置に、ブラックマトリックス10とな
るべき遮光膜14を、スパッタリング等によって形成す
る。上記の遮光膜14は、アルミニウム等からなる薄膜
である。尚、カバーガラス4上におけるマイクロレンズ
13・13に対応する位置は、マスク15・15で保護
されているので、該位置に遮光膜14が形成されること
はない。
Next, as shown in FIG. 7B, metal plate masks 15 and 15 are provided on the cover glass 4 at positions corresponding to the microlenses 13 and 13. Next, a light-shielding film 14 to be the black matrix 10 is formed on the cover glass 4 at a position corresponding to the microlens array 2 by sputtering or the like. The light shielding film 14 is a thin film made of aluminum or the like. Since the positions on the cover glass 4 corresponding to the microlenses 13 are protected by the masks 15 and 15, the light shielding film 14 is not formed at the positions.

【0043】続いて、同図(c)に示すように、マスク
15・15を剥離した後、遮光膜14上、つまり、カバ
ーガラス4上に、フォトレジスト(いわゆる、紫外線硬
化樹脂)を所定の厚みに塗布し、所定の条件で焼成する
ことにより、レジスト層16を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 6C, after the masks 15 and 15 are peeled off, a photoresist (so-called ultraviolet curable resin) is applied on the light-shielding film 14, that is, the cover glass 4 in a predetermined manner. The resist layer 16 is formed by applying it to a thickness and baking it under predetermined conditions.

【0044】その後、同図(d)に示すように、上記の
マイクロレンズ基板8を製造装置のステージ17上に載
置し、マイクロレンズ13・13の位置と、ステージ1
7の孔17a・17aの位置とが一致するように位置決
めする。次に、コリメータ22・22(図3)から孔1
7a・17aを通して、マイクロレンズ基板8、つま
り、マイクロレンズ13・13に略平行光を照射し、該
マイクロレンズ13・13の集光スポットP・Pを顕微
鏡18・18で観察する。
Thereafter, as shown in FIG. 3D, the microlens substrate 8 is placed on the stage 17 of the manufacturing apparatus, and the positions of the microlenses 13 and 13 and the stage 1 are set.
Positioning is performed so that the positions of the holes 17a and 17a of 7 match. Next, from the collimators 22 and 22 (FIG. 3) to the hole 1
The microlens substrate 8, that is, the microlenses 13 and 13 are irradiated with substantially parallel light through 7a and 17a, and the focused spots P and P of the microlenses 13 and 13 are observed by the microscopes 18 and 18.

【0045】そして、上記の観察を行いながら、露光マ
スク19に形成されたブラックマトリックス20の開口
部20a・20a内に上記の集光スポットP・Pが入る
ように、露光マスク19を移動させ、位置決めする。つ
まり、マイクロレンズ基板8と露光マスク19のマスク
19aとのアラインメントを行う。
Then, while performing the above observation, the exposure mask 19 is moved so that the above-mentioned focused spots P, P enter the openings 20a, 20a of the black matrix 20 formed on the exposure mask 19, Position. That is, the microlens substrate 8 and the mask 19a of the exposure mask 19 are aligned.

【0046】前記したように、ブラックマトリックス1
0の実効開口率を高めるためには、ブラックマトリック
ス10の開口部がマイクロレンズ2’…の集光スポット
に正確に位置していなければならない。このため、上記
のように、マイクロレンズ2’…とブラックマトリック
ス10との間で位置ずれが生じないように、アラインメ
ントを精度良く行う必要がある。
As described above, the black matrix 1
In order to increase the effective aperture ratio of 0, the opening portion of the black matrix 10 must be accurately located at the converging spot of the microlenses 2 '... Therefore, as described above, it is necessary to perform the alignment with high accuracy so that the positional displacement does not occur between the microlenses 2 '... And the black matrix 10.

【0047】続いて、同図(e)に示すように、露光マ
スク19を介して、図示しない紫外線照射装置からマイ
クロレンズ基板8上のレジスト層16に紫外線を照射
し、該レジスト層16を露光する。これにより、レジス
ト層16は、露光マスク19のマスク19aのパターン
に対応して硬化する。つまり、レジスト層16におい
て、マスク19aによって紫外線が遮られた部分(便宜
上、同部分を網掛けで示す)は硬化せず、紫外線が照射
された部分だけが硬化する(いわゆる、パターンニン
グ)。
Then, as shown in FIG. 7E, the resist layer 16 on the microlens substrate 8 is irradiated with ultraviolet rays through an exposure mask 19 from an ultraviolet irradiation device (not shown) to expose the resist layer 16. To do. As a result, the resist layer 16 is cured corresponding to the pattern of the mask 19a of the exposure mask 19. That is, in the resist layer 16, the portion where the ultraviolet rays are blocked by the mask 19a (for convenience, the portion is shaded) is not cured, and only the portion where the ultraviolet rays are irradiated is cured (so-called patterning).

【0048】そして、露光工程の終了後、レジスト層1
6を現像する。これにより、網掛けで示した部分のレジ
スト層16、即ち、未硬化のフォトレジストは除去さ
れ、その部分の遮光膜14のみが露出する。続いて、遮
光膜14のエッチングを行い、露出している遮光膜14
を除去する。これにより、遮光膜14は、硬化したレジ
スト層16によって被覆された部分だけがカバーガラス
4上に残る。その後、同図(f)に示すように、硬化し
たレジスト層16を剥離することにより、該遮光膜14
は、ブラックマトリックス10となる。即ち、カバーガ
ラス4上にブラックマトリックス10が形成される。こ
れにより、本実施例にかかるマイクロレンズ基板が製造
される。
After the exposure process is completed, the resist layer 1
Develop 6. As a result, the resist layer 16 in the shaded area, that is, the uncured photoresist is removed, and only the light-shielding film 14 in that area is exposed. Subsequently, the light shielding film 14 is etched to expose the exposed light shielding film 14.
Is removed. As a result, in the light shielding film 14, only the portion covered with the cured resist layer 16 remains on the cover glass 4. Thereafter, as shown in FIG. 3F, the cured resist layer 16 is peeled off to remove the light-shielding film 14.
Becomes the black matrix 10. That is, the black matrix 10 is formed on the cover glass 4. As a result, the microlens substrate according to this example is manufactured.

【0049】次いで、マイクロレンズ基板8上、つま
り、ブラックマトリックス10上に、所定の各種方法に
よって透明電極11と、配向膜12とを形成する。以上
の工程により、対向基板9が作製される。尚、透明電極
11および配向膜12は、液晶表示素子における表示領
域内に一定の厚みで形成されるため、アラインメントを
行う必要はない。
Next, the transparent electrode 11 and the alignment film 12 are formed on the microlens substrate 8, that is, on the black matrix 10 by various predetermined methods. The counter substrate 9 is manufactured through the above steps. Since the transparent electrode 11 and the alignment film 12 are formed in the display region of the liquid crystal display device with a constant thickness, it is not necessary to perform alignment.

【0050】そして、以上のようにして作製された対向
基板9と、透明基板7と、液晶(液晶層6)と、シール
材5…とを用い、所定の各種方法によって液晶表示素子
が製造される。
A liquid crystal display element is manufactured by various methods using the counter substrate 9, the transparent substrate 7, the liquid crystal (liquid crystal layer 6), and the sealing material 5 manufactured as described above. It

【0051】以上のように、本実施例にかかるマイクロ
レンズ基板の製造方法は、マイクロレンズアレイ2を備
えたマイクロレンズ基板8上にブラックマトリックス1
0を形成する方法であり、マイクロレンズ基板8の所定
位置に位置するマイクロレンズ13・13に略平行光を
照射し、該マイクロレンズ13・13により形成される
略平行光の集光スポットP・Pと、露光マスク19の所
定位置に形成されたブラックマトリックス20の開口部
20a・20aとのアラインメントを行う方法である。
As described above, in the method of manufacturing the microlens substrate according to this embodiment, the black matrix 1 is formed on the microlens substrate 8 having the microlens array 2.
0 is a method of forming substantially zero parallel light and irradiating the microlenses 13 located at a predetermined position of the microlens substrate 8 with substantially parallel light to form a focused spot P of substantially parallel light formed by the microlenses 13. This is a method of aligning P with the openings 20a, 20a of the black matrix 20 formed at predetermined positions of the exposure mask 19.

【0052】これにより、ブラックマトリックス10を
マイクロレンズアレイ2に対して正確な位置に形成する
ことができる。即ち、マイクロレンズ2’…の焦点に、
その開口部が正確に位置するようにブラックマトリック
ス10を形成することができるので、実効開口率を向上
させることができる。
As a result, the black matrix 10 can be formed at an accurate position with respect to the microlens array 2. That is, at the focal point of the microlens 2 '...
Since the black matrix 10 can be formed so that the openings are accurately positioned, the effective aperture ratio can be improved.

【0053】また、以上のように、本実施例にかかるマ
イクロレンズ基板の製造装置は、ステージ17と、パタ
ーン形成手段である露光マスク19および紫外線照射装
置とを備え、マイクロレンズ13・13に対して、任意
の照射角度でもって略平行光を照射可能なコリメータ2
2・22と、マイクロレンズ13・13により形成され
る略平行光の集光スポットP・Pの位置を観察可能な顕
微鏡18・18とを具備している。従って、顕微鏡18
・18にて観察された集光スポットP・Pの位置と、上
記ブラックマトリックス20の開口部20a・20aの
位置とを正確にアラインメントすることができる。
As described above, the microlens substrate manufacturing apparatus according to the present embodiment is provided with the stage 17, the exposure mask 19 as the pattern forming means, and the ultraviolet irradiating device. Collimator 2 capable of irradiating substantially parallel light at an arbitrary irradiation angle
2 and 22 and microscopes 18 and 18 capable of observing the positions of the condensed spots P and P of the substantially parallel light formed by the microlenses 13 and 13. Therefore, the microscope 18
It is possible to accurately align the positions of the focused spots P and P observed at 18 with the positions of the openings 20a and 20a of the black matrix 20.

【0054】これにより、マイクロレンズ基板8、つま
り、マイクロレンズアレイ2に対して、ブラックマトリ
ックス10を正確な位置に形成することができる。即
ち、マイクロレンズ2’…の焦点に、その開口部が正確
に位置するようにブラックマトリックス10を形成する
ことができるので、実効開口率を向上させることができ
る。
As a result, the black matrix 10 can be formed at an accurate position with respect to the microlens substrate 8, that is, the microlens array 2. That is, since the black matrix 10 can be formed so that the openings thereof are accurately positioned at the focal points of the microlenses 2 '..., The effective aperture ratio can be improved.

【0055】上記の方法、または、上記構成の製造装置
により製造されるマイクロレンズ基板は、高精細な光学
素子や光学部品等に好適に利用することができる。これ
により、信頼性および表示品位等に優れた光学素子や光
学部品、例えば、画面が明るく、精細な画像を得ること
ができる高品位な液晶表示素子等を製造することができ
る。
The microlens substrate manufactured by the above method or the manufacturing apparatus having the above structure can be suitably used for a high-definition optical element, an optical component or the like. As a result, it is possible to manufacture an optical element or an optical component having excellent reliability and display quality, such as a high-quality liquid crystal display element having a bright screen and capable of obtaining a fine image.

【0056】尚、上記の実施例においては、マイクロレ
ンズ13…が、液晶表示素子における表示領域外に設け
られている場合を例に挙げて説明したが、例えば、マイ
クロレンズ13…の代わりに、マイクロレンズ2’…の
うちの少なくとも2個以上を選択し、これらマイクロレ
ンズ2’…を用いてアラインメントを行うことも可能で
ある。
In the above embodiments, the case where the microlenses 13 ... Are provided outside the display area of the liquid crystal display element has been described as an example, but instead of the microlenses 13 ... It is also possible to select at least two or more of the microlenses 2 '... And perform the alignment using these microlenses 2' ...

【0057】〔実施例2〕本発明の他の実施例について
図4ないし図6に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。尚、説明の便宜上、前記の実施例1の図面に示した
構成と同一の機能を有する構成には、同一の符号を付記
し、その説明を省略する。また、本実施例においては、
ツイステッド・ネマチック(TN)型の液晶表示素子に
好適に利用されるマイクロレンズ基板を製造する場合を
例に挙げて説明することとする。
[Second Embodiment] The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. 4 to 6. For the sake of convenience of description, configurations having the same functions as the configurations shown in the drawings of the first embodiment will be designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In addition, in this embodiment,
A case of manufacturing a microlens substrate which is suitably used for a twisted nematic (TN) type liquid crystal display element will be described as an example.

【0058】本実施例にかかる製造方法により製造され
るマイクロレンズ基板を用いた液晶表示素子は、ツイス
テッド・ネマチック型の液晶表示素子である。この液晶
表示素子は、表示画面を眺める方向が異なると、それに
対応して、画像のコントラストが異なるという特徴を備
えている。そして、該液晶表示素子においては、画像の
コントラストが最大となる方向、即ち、最適視角方向が
存在する。従って、一般に、投影型の液晶表示装置にお
いては、上記の最適視角方向から照明光を入射させるこ
とにより、良好なコントラストを得るようになってい
る。
The liquid crystal display device using the microlens substrate manufactured by the manufacturing method according to this embodiment is a twisted nematic type liquid crystal display device. This liquid crystal display element has a feature that the contrast of the image differs correspondingly when the viewing direction of the display screen is different. Then, in the liquid crystal display element, there is a direction in which the contrast of an image is maximum, that is, an optimum viewing angle direction. Therefore, in general, in a projection type liquid crystal display device, good contrast is obtained by making the illumination light enter from the above-mentioned optimum viewing angle direction.

【0059】図6に示すように、上記の液晶表示素子
は、マイクロレンズアレイ2の形成位置と、ブラックマ
トリックス10の形成位置とが、所定量だけずれてい
る。即ち、ブラックマトリックス10は、マイクロレン
ズ2’…に対して、所定量だけずれて形成されている。
As shown in FIG. 6, in the above liquid crystal display element, the formation position of the microlens array 2 and the formation position of the black matrix 10 are deviated by a predetermined amount. That is, the black matrix 10 is formed so as to be displaced from the microlenses 2 '... by a predetermined amount.

【0060】ここで、液晶表示素子、つまり、マイクロ
レンズ基板8の法線をH、最適視角方向から入射される
照明光をSとする。また、法線Hに対する照明光Sの入
射角、即ち、最適視角をαとする。すると、法線Hに対
するマイクロレンズ2’の集光スポットのずれ量d(μ
m)は、マイクロレンズ2’の焦点距離がf(μm)で
あるので、 d=f・tan α ……(3) で表される。従って、上記の式(3)から明らかなよう
に、ブラックマトリックス10は、マイクロレンズアレ
イ2に対して、f・tan α(μm)だけずらして形成す
る必要がある。つまり、ブラックマトリックス10の形
成位置は、マイクロレンズアレイ2の形成位置に対し
て、f・tan α(μm)だけずれていなければならない
ことになる。マイクロレンズ基板のその他の構成は、前
記の実施例1のマイクロレンズ基板の構成と同一であ
る。また、本実施例にかかるマイクロレンズ基板の製造
装置の構成は、前記実施例1の製造装置の構成と同一で
ある。
Here, the normal line of the liquid crystal display element, that is, the microlens substrate 8 is H, and the illumination light incident from the optimum viewing angle direction is S. Further, the incident angle of the illumination light S with respect to the normal line H, that is, the optimum viewing angle is α. Then, the shift amount d (μ of the focused spot of the microlens 2 ′ with respect to the normal line H)
Since the focal length of the microlens 2 ′ is f (μm), m) is represented by d = f · tan α (3). Therefore, as is clear from the above formula (3), the black matrix 10 needs to be formed with a shift of f · tan α (μm) with respect to the microlens array 2. That is, the formation position of the black matrix 10 must be displaced from the formation position of the microlens array 2 by f · tan α (μm). The other structure of the microlens substrate is the same as that of the microlens substrate of the first embodiment. The structure of the manufacturing apparatus of the microlens substrate according to the present embodiment is the same as that of the manufacturing apparatus of the first embodiment.

【0061】次に、本実施例にかかるマイクロレンズ基
板の製造方法について、図4を参照しながら、以下に説
明する。尚、以下の説明において、前記の実施例1にて
説明したマイクロレンズ基板の製造工程と同一の工程に
ついては、その説明を簡略化する。
Next, a method of manufacturing the microlens substrate according to this embodiment will be described below with reference to FIG. In the following description, the description of the same steps as the manufacturing steps of the microlens substrate described in the first embodiment will be simplified.

【0062】先ず、前述の2P法等の所定の各種方法に
よってマイクロレンズ基板8を作製し、カバーガラス4
上におけるマイクロレンズ13・13に対応する位置
に、マスク15・15を設ける。次いで、カバーガラス
4上におけるマイクロレンズアレイ2に対応する位置
に、ブラックマトリックス10となるべき遮光膜14
を、スパッタリング等によって形成する。続いて、カバ
ーガラス4上に、フォトレジストを所定の厚みに塗布
し、所定の条件で焼成することにより、レジスト層16
を形成する。
First, the microlens substrate 8 is manufactured by various predetermined methods such as the 2P method described above, and the cover glass 4 is formed.
Masks 15 and 15 are provided at positions corresponding to the microlenses 13 and 13 above. Next, at the position corresponding to the microlens array 2 on the cover glass 4, the light shielding film 14 to be the black matrix 10 is formed.
Are formed by sputtering or the like. Subsequently, a photoresist is applied to the cover glass 4 in a predetermined thickness and baked under predetermined conditions, whereby the resist layer 16 is formed.
To form.

【0063】その後、図4に示すように、上記のマイク
ロレンズ基板8を製造装置のステージ17上に載置し、
マイクロレンズ13・13の位置と、ステージ17の孔
17a・17aの位置とが一致するように位置決めす
る。一方、法線Hに対する照明光Sの入射角(照射角
度)、即ち、最適視角がαとなるように、ステージ17
下方に設置されたコリメータ22・22を法線Hに対し
て最適視角αだけ傾斜させる。これにより、マイクロレ
ンズ13・13には、略平行光である照明光Sが最適視
角方向から入射されることになる。
After that, as shown in FIG. 4, the microlens substrate 8 is placed on the stage 17 of the manufacturing apparatus,
The microlenses 13 and 13 are positioned so that the positions of the holes 17a and 17a of the stage 17 coincide with each other. On the other hand, the stage 17 is arranged so that the incident angle (irradiation angle) of the illumination light S with respect to the normal line H, that is, the optimum viewing angle becomes α.
The collimators 22, 22 installed below are tilted with respect to the normal line H by the optimum viewing angle α. As a result, the illumination light S, which is substantially parallel light, is incident on the microlenses 13 in the optimum viewing angle direction.

【0064】次に、上記のコリメータ22・22から孔
17a・17aを通して、マイクロレンズ基板8、つま
り、マイクロレンズ13・13に照明光Sを照射し、該
マイクロレンズ13・13の集光スポットP・Pを顕微
鏡18・18で観察する。このとき、集光スポットP・
Pは、照明光Sが最適視角方向から入射されているた
め、上述したように、マイクロレンズ13・13の中心
線(法線H)に対して、f・tan α(μm)だけずれた
位置に形成されている。
Next, the microlens substrate 8, that is, the microlenses 13 and 13 is irradiated with the illumination light S from the collimators 22 and 22 through the holes 17a and 17a, and the focused spot P of the microlenses 13 and 13 is irradiated.・ P is observed with the microscope 18 ・ 18. At this time, the focused spot P
In P, since the illumination light S is incident from the optimum viewing angle direction, as described above, the position deviated by f · tan α (μm) from the center line (normal line H) of the microlenses 13 · 13. Is formed in.

【0065】そして、上記の観察を行いながら、露光マ
スク19に形成されたブラックマトリックス20の開口
部20a・20a内に上記の集光スポットP・Pが入る
ように、露光マスク19を移動させ、位置決めする。つ
まり、マイクロレンズ基板8と露光マスク19のマスク
19aとのアラインメントを行う。これにより、マスク
19aは、マイクロレンズ2’…の中心線に対して、f
・tan α(μm)だけずれた位置に精度良く位置決めさ
れることとなる。
Then, while performing the above observation, the exposure mask 19 is moved so that the above-mentioned focused spots P, P enter the openings 20a, 20a of the black matrix 20 formed on the exposure mask 19, Position. That is, the microlens substrate 8 and the mask 19a of the exposure mask 19 are aligned. As a result, the mask 19a is moved to the center line of the microlenses 2 '...
・ Positioning will be performed accurately at a position shifted by tan α (μm).

【0066】続いて、露光マスク19を介して、図示し
ない紫外線照射装置からマイクロレンズ基板8上のレジ
スト層16に紫外線を照射し、該レジスト層16を露光
する。そして、露光工程の終了後、レジスト層16を現
像し、遮光膜14のエッチングを行い、硬化したレジス
ト層16を剥離することにより、カバーガラス4上にブ
ラックマトリックス10を形成する。これにより、本実
施例にかかるマイクロレンズ基板が製造される。
Subsequently, the resist layer 16 on the microlens substrate 8 is irradiated with ultraviolet rays from an ultraviolet irradiation device (not shown) through the exposure mask 19 to expose the resist layer 16. Then, after the exposure step, the resist layer 16 is developed, the light shielding film 14 is etched, and the hardened resist layer 16 is peeled off to form the black matrix 10 on the cover glass 4. As a result, the microlens substrate according to this example is manufactured.

【0067】以上のようにして形成されたブラックマト
リックス10は、図5に示すように、その開口部がマイ
クロレンズ2’…の中心線に対して、f・tan α(μ
m)だけずれた位置に開口している。即ち、ブラックマ
トリックス10は、マイクロレンズアレイ2に対して、
最適視角αに対応した量だけずれて形成されている。
As shown in FIG. 5, the black matrix 10 formed as described above has an opening of f · tan α (μ) with respect to the center line of the microlens 2 ′.
It is opened at a position shifted by m). That is, the black matrix 10 is
They are formed with a shift corresponding to the optimum viewing angle α.

【0068】次いで、マイクロレンズ基板8上、つま
り、ブラックマトリックス10上に、所定の各種方法に
よって透明電極11と、配向膜12とを形成する。以上
の工程により、対向基板9が作製される。そして、以上
のようにして作製された対向基板9と、透明基板7と、
液晶(液晶層6)と、シール材5…とを用い、所定の各
種方法によって液晶表示素子が製造される。
Next, the transparent electrode 11 and the alignment film 12 are formed on the microlens substrate 8, that is, the black matrix 10 by various predetermined methods. The counter substrate 9 is manufactured through the above steps. Then, the counter substrate 9 manufactured as described above, the transparent substrate 7,
A liquid crystal display element is manufactured by various predetermined methods using the liquid crystal (liquid crystal layer 6) and the sealing material 5.

【0069】以上のように、本実施例にかかるマイクロ
レンズ基板の製造方法および製造装置においても、前記
の実施例1にて詳述したマイクロレンズ基板の製造方法
および製造装置と同様に、ブラックマトリックス10を
マイクロレンズアレイ2に対して正確な位置に形成する
ことができる。即ち、マイクロレンズ2’…の焦点に、
その開口部が正確に位置するようにブラックマトリック
ス10を形成することができるので、実効開口率を向上
させることができる。
As described above, also in the manufacturing method and the manufacturing apparatus for the microlens substrate according to this embodiment, the black matrix is manufactured similarly to the manufacturing method and the manufacturing apparatus for the microlens substrate described in detail in the first embodiment. 10 can be formed at an accurate position with respect to the microlens array 2. That is, at the focal point of the microlens 2 '...
Since the black matrix 10 can be formed so that the openings are accurately positioned, the effective aperture ratio can be improved.

【0070】また、コリメータ22・22は、マイクロ
レンズ13・13に対して、任意の照射角度でもって略
平行光を照射することができる。このため、コリメータ
22・22は、上記の略平行光をマイクロレンズ13・
13に対して最適視角方向から照射することができる。
即ち、本実施例にかかるマイクロレンズ基板の製造方法
および製造装置においては、液晶表示素子の視角特性に
応じて、略平行光の照射角度、即ち、最適視角αを変更
することにより、ブラックマトリックス10の形成位置
を任意に変更することができる。
Further, the collimators 22 and 22 can irradiate the microlenses 13 and 13 with substantially parallel light at an arbitrary irradiation angle. Therefore, the collimators 22 and 22 convert the above-mentioned substantially parallel light into the micro lens 13 and
It is possible to irradiate 13 from the optimum viewing angle direction.
That is, in the manufacturing method and the manufacturing apparatus of the microlens substrate according to the present embodiment, the irradiation angle of the substantially parallel light, that is, the optimum viewing angle α is changed according to the viewing angle characteristics of the liquid crystal display element, so that the black matrix 10 is changed. The formation position of can be changed arbitrarily.

【0071】従って、本実施例にかかる製造方法または
製造装置により製造されるマイクロレンズ基板を利用し
た液晶表示素子は、ブラックマトリックス10がマイク
ロレンズアレイ2に対して、最適視角αに対応した量だ
けずれて形成されているので、その視角特性を最大限に
活用することができる。即ち、該マイクロレンズ基板を
利用した液晶表示素子は、画像のコントラストが最大と
なるので、良好なコントラストを得ることができ、画質
を向上させることができる。
Therefore, in the liquid crystal display element using the microlens substrate manufactured by the manufacturing method or the manufacturing apparatus according to the present embodiment, the black matrix 10 with respect to the microlens array 2 is the amount corresponding to the optimum viewing angle α. Since they are formed deviated from each other, the viewing angle characteristics can be utilized to the maximum. That is, since the liquid crystal display device using the microlens substrate has the maximum image contrast, good contrast can be obtained and the image quality can be improved.

【0072】〔実施例3〕本発明のさらに他の実施例に
ついて図7に基づいて説明すれば、以下の通りである。
尚、説明の便宜上、前記の実施例2の図面に示した構成
と同一の機能を有する構成には、同一の符号を付記し、
その説明を省略する。
[Embodiment 3] The following description will explain still another embodiment of the present invention with reference to FIG.
For the sake of convenience of explanation, the same reference numerals are given to the components having the same functions as the components shown in the drawings of the second embodiment.
The description is omitted.

【0073】本実施例にかかる製造方法により製造され
るマイクロレンズ基板は、ツイステッド・ネマチック型
の液晶表示素子に好適に利用され、その構成は、前記の
実施例2のマイクロレンズ基板の構成と同一である。
The microlens substrate manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment is suitably used for a twisted nematic type liquid crystal display element, and its constitution is the same as that of the microlens substrate of the second embodiment. Is.

【0074】また、本実施例にかかるマイクロレンズ基
板の製造装置は、前記実施例2の製造装置と比較して、
露光マスク19のマスク19aが、アラインメントに用
いるブラックマトリックス20に対して、f・tan α
(μm)だけずれた位置に形成されている。つまり、本
実施例にかかる製造装置のマスク19aは、アラインメ
ントを行うと、そのパターンがマイクロレンズ2’…の
中心線(法線H)に対して、f・tan α(μm)だけず
れて位置するように形成されている。マイクロレンズ基
板の製造装置のその他の構成は、前記実施例2のマイク
ロレンズ基板の製造装置の構成と同一である。
Further, the manufacturing apparatus of the microlens substrate according to this embodiment is different from the manufacturing apparatus of the second embodiment in that
The mask 19a of the exposure mask 19 is f.tan α with respect to the black matrix 20 used for alignment.
It is formed at a position shifted by (μm). That is, when the mask 19a of the manufacturing apparatus according to the present embodiment is aligned, its pattern is displaced by f · tan α (μm) from the center line (normal line H) of the microlenses 2 ′ ... Is formed. The other construction of the microlens substrate manufacturing apparatus is the same as that of the microlens substrate manufacturing apparatus of the second embodiment.

【0075】次に、本実施例にかかるマイクロレンズ基
板の製造方法について、図7を参照しながら、以下に説
明する。尚、以下の説明において、前記の実施例2にて
説明したマイクロレンズ基板の製造工程と同一の工程に
ついては、その説明を簡略化する。
Next, a method for manufacturing the microlens substrate according to this embodiment will be described below with reference to FIG. In the following description, the description of the same steps as the steps of manufacturing the microlens substrate described in the second embodiment will be simplified.

【0076】先ず、マイクロレンズ基板8を作製し、マ
イクロレンズ13・13に対応する位置にマスク15・
15を設ける。次いで、マイクロレンズアレイ2に対応
する位置に遮光膜14を形成する。続いて、カバーガラ
ス4上にレジスト層16を形成する。
First, the microlens substrate 8 is produced, and the mask 15
15 is provided. Then, the light shielding film 14 is formed at a position corresponding to the microlens array 2. Then, a resist layer 16 is formed on the cover glass 4.

【0077】その後、図7に示すように、上記のマイク
ロレンズ基板8を製造装置のステージ17上に載置し、
マイクロレンズ13・13の位置と、ステージ17の孔
17a・17aの位置とが一致するように位置決めす
る。また、法線Hと照明光Sとが平行となるように、ス
テージ17下方に設置されたコリメータ22・22を位
置決めする。これにより、マイクロレンズ13・13に
は、略平行光である照明光Sが法線H方向(垂直方向)
から入射されることになる。
Thereafter, as shown in FIG. 7, the microlens substrate 8 is placed on the stage 17 of the manufacturing apparatus,
The microlenses 13 and 13 are positioned so that the positions of the holes 17a and 17a of the stage 17 coincide with each other. Further, the collimators 22 and 22 installed below the stage 17 are positioned so that the normal line H and the illumination light S are parallel to each other. As a result, the illumination light S that is substantially parallel light is directed to the microlenses 13 in the direction of the normal line H (vertical direction).
Will be incident from.

【0078】次に、上記のコリメータ22・22から孔
17a・17aを通してマイクロレンズ13・13に照
明光Sを照射し、該マイクロレンズ13・13の集光ス
ポットP・Pを顕微鏡18・18で観察する。このと
き、集光スポットP・Pは、マイクロレンズ13・13
の中心線上に形成されている。
Next, the microlenses 13 and 13 are irradiated with the illumination light S from the above collimators 22 and 22 through the holes 17a and 17a, and the focused spots P and P of the microlenses 13 and 13 are detected by the microscope 18 and 18. Observe. At this time, the focused spots P, P are the microlenses 13, 13.
Is formed on the center line of.

【0079】そして、上記の観察を行いながら、露光マ
スク19に形成されたブラックマトリックス20の開口
部20a・20a内に上記の集光スポットP・Pが入る
ように、露光マスク19を移動させ、位置決めする。つ
まり、マイクロレンズ基板8と露光マスク19のマスク
19aとのアラインメントを行う。
Then, while performing the above observation, the exposure mask 19 is moved so that the above-mentioned focused spots P, P enter the openings 20a, 20a of the black matrix 20 formed on the exposure mask 19, Position. That is, the microlens substrate 8 and the mask 19a of the exposure mask 19 are aligned.

【0080】上記のように、マスク19aは、そのパタ
ーンがマイクロレンズ2’…の中心線に対して、f・ta
n α(μm)だけずれて位置するように形成されてい
る。これにより、マスク19aは、マイクロレンズ2’
…の中心線に対して、f・tanα(μm)だけずれた位
置に精度良く位置決めされることとなる。
As described above, the pattern of the mask 19a is f · ta with respect to the center line of the microlenses 2 '...
It is formed so as to be displaced by n α (μm). As a result, the mask 19a becomes the microlens 2 '.
Positioning is accurately performed at a position deviated by f · tan α (μm) from the center line of.

【0081】続いて、マイクロレンズ基板8上のレジス
ト層16に紫外線を照射し、該レジスト層16を露光す
る。そして、露光工程の終了後、レジスト層16を現像
し、遮光膜14のエッチングを行い、硬化したレジスト
層16を剥離することにより、カバーガラス4上にブラ
ックマトリックス10を形成する。これにより、本実施
例にかかるマイクロレンズ基板が製造される。
Then, the resist layer 16 on the microlens substrate 8 is irradiated with ultraviolet rays to expose the resist layer 16. Then, after the exposure step, the resist layer 16 is developed, the light shielding film 14 is etched, and the hardened resist layer 16 is peeled off to form the black matrix 10 on the cover glass 4. As a result, the microlens substrate according to this example is manufactured.

【0082】以上のようにして形成されたブラックマト
リックス10は、その開口部がマイクロレンズ2’…の
中心線に対して、f・tan α(μm)だけずれた位置に
開口している。即ち、ブラックマトリックス10は、マ
イクロレンズアレイ2に対して、最適視角αに対応した
量だけずれて形成されている。
The black matrix 10 formed as described above has openings at positions displaced by f · tan α (μm) from the center line of the microlenses 2 ′. That is, the black matrix 10 is formed to be displaced from the microlens array 2 by an amount corresponding to the optimum viewing angle α.

【0083】次いで、ブラックマトリックス10上に透
明電極11と、配向膜12とを形成する。以上の工程に
より、対向基板9が作製される。そして、以上のように
して作製された対向基板9と、透明基板7と、液晶(液
晶層6)と、シール材5…とを用い、所定の各種方法に
よって液晶表示素子が製造される。
Next, the transparent electrode 11 and the alignment film 12 are formed on the black matrix 10. The counter substrate 9 is manufactured through the above steps. Then, using the counter substrate 9, the transparent substrate 7, the liquid crystal (liquid crystal layer 6), and the sealing material 5 manufactured as described above, a liquid crystal display element is manufactured by various predetermined methods.

【0084】以上のように、本実施例にかかるマイクロ
レンズ基板の製造方法および製造装置においても、前記
の実施例2にて詳述したマイクロレンズ基板の製造方法
および製造装置と同様に、ブラックマトリックス10を
マイクロレンズアレイ2に対して正確な位置に形成する
ことができる。即ち、マイクロレンズ2’…の焦点に、
その開口部が正確に位置するようにブラックマトリック
ス10を形成することができるので、実効開口率を向上
させることができる。
As described above, also in the manufacturing method and the manufacturing apparatus for the microlens substrate according to this embodiment, the black matrix is manufactured in the same manner as the manufacturing method and the manufacturing apparatus for the microlens substrate described in detail in the second embodiment. 10 can be formed at an accurate position with respect to the microlens array 2. That is, at the focal point of the microlens 2 '...
Since the black matrix 10 can be formed so that the openings are accurately positioned, the effective aperture ratio can be improved.

【0085】また、本実施例にかかる製造方法または製
造装置により製造されるマイクロレンズ基板を利用した
液晶表示素子は、ブラックマトリックス10がマイクロ
レンズアレイ2に対して、最適視角αに対応した量だけ
ずれて形成されているので、その視角特性を最大限に活
用することができる。即ち、該マイクロレンズ基板を利
用した液晶表示素子は、画像のコントラストが最大とな
るので、良好なコントラストを得ることができ、画質を
向上させることができる。
Further, in the liquid crystal display element using the microlens substrate manufactured by the manufacturing method or the manufacturing apparatus according to the present embodiment, the black matrix 10 has an amount corresponding to the optimum viewing angle α with respect to the microlens array 2. Since they are formed deviated from each other, the viewing angle characteristics can be utilized to the maximum. That is, since the liquid crystal display device using the microlens substrate has the maximum image contrast, good contrast can be obtained and the image quality can be improved.

【0086】[0086]

【発明の効果】本発明の請求項1記載のマイクロレンズ
基板の製造方法は、以上のように、基板本体の所定位置
に位置するマイクロレンズに略平行光を照射し、該マイ
クロレンズにより形成される略平行光の集光スポット
と、パターン形成用マスクの所定位置に設けられたマー
クとのアラインメントを行う方法である。
As described above, the method of manufacturing a microlens substrate according to the first aspect of the present invention is formed by irradiating a microlens located at a predetermined position of the substrate body with substantially parallel light. This is a method of aligning a focused spot of substantially parallel light with a mark provided at a predetermined position of the pattern forming mask.

【0087】また、本発明の請求項2記載のマイクロレ
ンズ基板の製造装置は、以上のように、基板保持手段に
て保持された基板本体のマイクロレンズに対して略平行
光を照射可能な照射手段と、該マイクロレンズにより形
成される略平行光の集光スポットを検出可能な検出手段
とを具備している構成である。
Further, in the microlens substrate manufacturing apparatus according to the second aspect of the present invention, as described above, the irradiation capable of irradiating the microlenses of the substrate main body held by the substrate holding means with substantially parallel light. And a detection unit capable of detecting a condensed spot of substantially parallel light formed by the microlens.

【0088】これにより、パターンをマイクロレンズに
対して正確な位置に形成することができるという効果を
奏する。即ち、例えば、パターンがブラックマトリック
ス等である場合には、マイクロレンズの焦点に、その開
口部が正確に位置するようにブラックマトリックス等を
形成することができるので、実効開口率を向上させるこ
とができるという効果を奏する。
As a result, there is an effect that the pattern can be formed at an accurate position with respect to the microlens. That is, for example, when the pattern is a black matrix or the like, it is possible to form the black matrix or the like so that the opening portion is accurately positioned at the focal point of the microlens, so that the effective aperture ratio can be improved. It has the effect of being able to.

【0089】また、本発明の請求項3記載のマイクロレ
ンズ基板の製造装置は、以上のように、照射手段は、任
意の照射角度でもって略平行光をマイクロレンズに照射
可能である構成である。
Further, in the microlens substrate manufacturing apparatus according to claim 3 of the present invention, as described above, the irradiating means is capable of irradiating the microlens with substantially parallel light at an arbitrary irradiation angle. .

【0090】これにより、例えば、ツイステッド・ネマ
チック(TN)型の液晶表示素子に利用されるマイクロ
レンズ基板を製造する場合には、照射手段は、上記の略
平行光をマイクロレンズに対して最適視角方向から照射
することができる。従って、本発明にかかる製造装置に
より製造されるマイクロレンズ基板を利用した液晶表示
素子は、その視角特性を最大限に活用することができ
る。即ち、該マイクロレンズ基板を利用した液晶表示素
子は、画像のコントラストが最大となるので、良好なコ
ントラストを得ることができ、画質を向上させることが
できるという効果を奏する。
Thus, for example, in the case of manufacturing a microlens substrate used for a twisted nematic (TN) type liquid crystal display element, the irradiation means uses the above-mentioned substantially parallel light at an optimum viewing angle with respect to the microlens. It can be irradiated from the direction. Therefore, the liquid crystal display device using the microlens substrate manufactured by the manufacturing apparatus according to the present invention can maximize its viewing angle characteristics. That is, the liquid crystal display device using the microlens substrate has the maximum image contrast, so that good contrast can be obtained and the image quality can be improved.

【0091】上記の方法、または、上記構成の製造装置
により製造されるマイクロレンズ基板は、高精細な光学
素子や光学部品等に好適に利用することができる。これ
により、信頼性および表示品位等に優れた光学素子や光
学部品、例えば、画面が明るく、精細な画像を得ること
ができる高品位な液晶表示素子等を製造することができ
る。
The microlens substrate manufactured by the above method or the manufacturing apparatus having the above structure can be suitably used for a high-definition optical element or optical component. As a result, it is possible to manufacture an optical element or an optical component having excellent reliability and display quality, such as a high-quality liquid crystal display element having a bright screen and capable of obtaining a fine image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例におけるマイクロレンズ基板
の製造方法の工程を説明する概略の断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a step in a method for manufacturing a microlens substrate according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記マイクロレンズ基板を用いて製造される液
晶表示素子の概略の断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device manufactured using the microlens substrate.

【図3】上記マイクロレンズ基板の製造装置を構成する
ステージの概略の斜視図である。
FIG. 3 is a schematic perspective view of a stage that constitutes the microlens substrate manufacturing apparatus.

【図4】本発明の他の実施例におけるマイクロレンズ基
板の製造方法を説明する概略の断面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view illustrating a method for manufacturing a microlens substrate according to another embodiment of the present invention.

【図5】図4の製造方法により製造されるマイクロレン
ズ基板の概略の断面図である。
5 is a schematic cross-sectional view of a microlens substrate manufactured by the manufacturing method of FIG.

【図6】図5のマイクロレンズ基板を用いて製造される
液晶表示素子の概略の断面図である。
6 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device manufactured using the microlens substrate of FIG.

【図7】本発明のさらに他の実施例におけるマイクロレ
ンズ基板の製造方法を説明する概略の断面図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a microlens substrate according to still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】 1 透明基板 2 マイクロレンズアレイ 2’ マイクロレンズ 6 液晶層 8 マイクロレンズ基板(基板本体) 9 対向基板 10 ブラックマトリックス(パターン) 13 マイクロレンズ 17 ステージ(基板保持手段) 18 顕微鏡(検出手段) 19 露光マスク(パターン形成手段、パターン形成
用マスク) 19a マスク 20 ブラックマトリックス(マーク) 22 コリメータ(照射手段) P 集光スポット S 照明光(略平行光) α 最適視角(照射角度)
[Description of Reference Signs] 1 transparent substrate 2 microlens array 2'microlens 6 liquid crystal layer 8 microlens substrate (substrate body) 9 counter substrate 10 black matrix (pattern) 13 microlens 17 stage (substrate holding means) 18 microscope (detection) Means) 19 exposure mask (pattern forming means, pattern forming mask) 19a mask 20 black matrix (mark) 22 collimator (irradiation means) P focused spot S illumination light (substantially parallel light) α optimum viewing angle (irradiation angle)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】マイクロレンズを備えた基板本体にパター
ンを形成するマイクロレンズ基板の製造方法において、 上記基板本体の所定位置に位置するマイクロレンズに略
平行光を照射し、該マイクロレンズにより形成される略
平行光の集光スポットと、パターン形成用マスクの所定
位置に設けられたマークとのアラインメントを行うこと
を特徴とするマイクロレンズ基板の製造方法。
1. A method of manufacturing a microlens substrate in which a pattern is formed on a substrate body having microlenses, wherein the microlenses located at predetermined positions of the substrate body are irradiated with substantially parallel light to form the microlenses. A method of manufacturing a microlens substrate, comprising: aligning a focused spot of substantially parallel light with a mark provided at a predetermined position of a pattern forming mask.
【請求項2】基板本体を保持する基板保持手段と、該基
板本体にパターンを形成可能なパターン形成手段とを備
えたマイクロレンズ基板の製造装置において、 上記基板保持手段にて保持された基板本体のマイクロレ
ンズに対して略平行光を照射可能な照射手段と、 該マイクロレンズにより形成される略平行光の集光スポ
ットを検出可能な検出手段とを具備していることを特徴
とするマイクロレンズ基板の製造装置。
2. A microlens substrate manufacturing apparatus comprising a substrate holding means for holding a substrate body and a pattern forming means capable of forming a pattern on the substrate body, wherein the substrate body is held by the substrate holding means. Of the microlens, and a detection means capable of detecting a condensed spot of the substantially parallel light formed by the microlens. Substrate manufacturing equipment.
【請求項3】上記照射手段は、任意の照射角度でもって
略平行光をマイクロレンズに照射可能であることを特徴
とする請求項2記載のマイクロレンズ基板の製造装置。
3. An apparatus for manufacturing a microlens substrate according to claim 2, wherein the irradiation means can irradiate the microlens with substantially parallel light at an arbitrary irradiation angle.
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