KR100795148B1 - 마이크로렌즈 기판의 제조 방법 - Google Patents

마이크로렌즈 기판의 제조 방법 Download PDF

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미츠토요 다나카
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 품질이 안정된 마이크로렌즈 기판을 용이하게 제조하는 것이 가능한 마이크로렌즈 기판의 제조 방법, 마이크로렌즈 기판, 액정 패널용 대향 기판, 액정 패널 및 투사형 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법은, 복수의 마이크로렌즈를 갖는 마이크로렌즈 기판의 제조 방법으로서, 표면에 상기 마이크로렌즈의 형상에 대응한 형상의 복수개의 오목부를 갖는 오목부 부착 기판과, 주로 수지 재료로 구성된 기재를 가열한 상태에서 압접하는 압접 공정을 갖고, 상기 압접 공정에서, 상기 오목부 내에 상기 수지 재료를 충전하면서, 상기 오목부 부착 기판과 상기 기재를 접합하는 것을 특징으로 한다. 상기 오목부 부착 기판의 굴절률과 상기 수지 재료의 굴절률 차의 절대값이 0.01 이상이다. 상기 압접은 감압(減壓) 분위기 하에서 행한다.
마이크로렌즈 기판, 오목부 부착 기판, 수지층, 블랙 매트릭스

Description

마이크로렌즈 기판의 제조 방법{A METHOD OF MANUFACTURING A MICROLENS SUBSTRATE}
도 1은 본 발명의 액정 패널용 대향 기판을 나타낸 모식적인 종단면도.
도 2는 본 발명의 마이크로렌즈 기판을 구성하는 오목부 부착 기판의 제조 방법을 나타낸 모식적인 종단면도.
도 3은 본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법의 제 1 실시예를 나타낸 모식적인 종단면도.
도 4는 본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법의 제 2 실시예를 나타낸 모식적인 종단면도.
도 5는 본 발명의 액정 패널용 대향 기판의 제조 방법을 나타낸 모식적인 종단면도.
도 6은 본 발명의 액정 패널을 나타낸 모식적인 종단면도.
도 7은 본 발명의 투사형 표시 장치의 광학계를 모식적으로 나타낸 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 액정 패널용 대향 기판 101 : 오목부 부착 기판
102 : 수지층 102' : 수지 기판
103 : 평탄부 3 : 오목부
5 : 유리 기판 6 : 마스크
6' : 마스크 형성용 막 61 : 초기 구멍
8 : 마이크로렌즈 10 : 마이크로렌즈 기판
11 : 블랙 매트릭스 111 : 개구
12 : 투명 도전막 16 : 액정 패널
17 : TFT 기판 171 : 유리 기판
172 : 화소 전극 173 : 박막트랜지스터
18 : 액정층 70 : 광학(光學) 블록
71 : 다이크로익 프리즘 711, 712 : 다이크로익 미러면
713∼715 : 면 716 : 출사면
72 : 투사 렌즈 73 : 표시 유닛
74∼76 : 액정 라이트밸브 300 : 투사형 표시 장치
301 : 광원(光源)
302, 303 : 인티그레이터 렌즈(integrator lens)
304, 306, 309 : 미러(mirror)
305, 307, 308 : 다이크로익 미러(dichroic mirror)
310∼314 : 집광(集光) 렌즈 320 : 스크린
L : 입사광 Q : 광축(光軸)
본 발명은 마이크로렌즈 기판의 제조 방법, 마이크로렌즈 기판, 액정 패널용 대향 기판, 액정 패널 및 투사형 표시 장치에 관한 것이다.
스크린 위에 화상을 투영하는 투사형 표시 장치가 알려져 있다.
이러한 투사형 표시 장치에서는, 그 화상 형성에 주로 액정 패널(액정 광셔터)이 사용되고 있다.
이 액정 패널은, 예를 들어 각 화소를 제어하는 박막트랜지스터(TFT)와 화소 전극을 갖는 액정 구동 기판(TFT 기판)과, 블랙 매트릭스나 공통 전극 등을 갖는 액정 패널용 대향 기판이 액정층을 통하여 접합된 구성으로 되어 있다.
이러한 구성의 액정 패널(TFT 액정 패널)에서는 액정 패널용 대향 기판의 화소로 되는 부분 이외의 부분에 블랙 매트릭스가 형성되어 있기 때문에, 액정 패널을 투과하는 광의 영역은 제한된다. 이 때문에, 광 투과율이 저하된다.
이러한 광 투과율을 향상시키기 위해, 액정 패널용 대향 기판에는 각 화소에 대응하는 위치에 다수의 미소한 마이크로렌즈가 설치된 것이 알려져 있다. 이것에 의해, 액정 패널용 대향 기판을 투과하는 광은 블랙 매트릭스에 형성된 개구에 집광(集光)되고, 광 투과율이 향상된다.
이러한 마이크로렌즈를 형성하는 방법으로서, 예를 들어 복수의 마이크로렌즈 형성용 오목부를 갖는 오목부 부착 기판에 미경화(未硬化)의 광경화성 수지를 공급하여, 평활한 투명 기판(커버 유리)을 접합하고, 가압·밀착시키며, 그 후, 수지를 경화시키는 방법, 소위 2P법이 알려져 있다(예를 들어 특허 문헌 1 참조).
그러나, 이러한 기술에서는, 예를 들어 커버 유리의 위치 맞춤이나 최적의 광로(光路) 길이를 설정하기 위해, 커버 유리 연마 등의 공정이 필요하여 제조 공정이 번잡해진다. 또한, 커버 유리 연마를 행한 경우, 연마에 의한 오염 등이 우려된다. 그 결과, 과도한 세정 공정도 필요해져 제조 공정이 더 번잡해지는 동시에, 제조 비용이 상승한다는 문제도 있다. 또한, 제조 공정의 번잡은 품질 저하의 요인도 되어, 제조 수율 저하가 생길 가능성이 있다. 특히 2P법에서는 광경화성 수지로 구성된 수지층과, 커버 유리와, 오목부 부착 기판의 3개의 부재를 사용하여 마이크로렌즈 기판을 형성하기 때문에, 열팽창률의 차이에 의해 왜곡 등이 생기기 쉽고, 그 결과, 광학 특성 등의 특성 저하가 생길 가능성이 있다.
[특허 문헌 1] 일본국 공개특허2001-92365호 공보
본 발명의 목적은 품질이 안정된 마이크로렌즈 기판을 용이하게 제조하는 것이 가능한 마이크로렌즈 기판의 제조 방법, 마이크로렌즈 기판, 액정 패널용 대향 기판, 액정 패널 및 투사형 표시 장치를 제공함에 있다.
이러한 목적은 하기 본 발명에 의해 달성된다.
본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법은, 복수의 마이크로렌즈를 갖는 마이크로렌즈 기판의 제조 방법으로서, 표면에 상기 마이크로렌즈의 형상에 대응한 형상의 복수개의 오목부를 갖는 오목부 부착 기판을 준비하는 공정과, 수지 재료로 구성된 기재(基材)를 준비하는 공정과, 상기 오목부 부착 기판 및 상기 기재의 적어도 한쪽을 가열한 상태에서 상기 오목부 부착 기판의 상기 오목부가 형성되어 있는 면에 상기 기재를 압접(壓接)함으로써, 상기 오목부 내에 상기 수지 재료를 충전하면서 상기 오목부 부착 기판과 상기 기재를 접합하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 품질이 안정된 마이크로렌즈 기판을 용이하게 제조할 수 있다.
본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법에서는, 상기 오목부 부착 기판의 굴절률과 상기 수지 재료의 굴절률 차의 절대값이 0.01 이상인 것이 바람직하다.
이것에 의해, 마이크로렌즈의 광학 특성을 보다 적합한 것으로 할 수 있다.
본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법에서는, 상기 오목부 부착 기판과 상기 기재의 접합은 감압(減壓) 분위기 하에서 행하는 것이 바람직하다.
이것에 의해, 오목부 내에 수지 재료를 충전할 때에, 오목부 내에 충전되는 수지 재료에 기포가 들어가는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법에서는, 상기 오목부 부착 기판과 상기 기재를 접합하는 공정 전에, 상기 오목부 부착 기판의 상기 오목부가 형성되어 있는 면에 대하여 상기 수지 재료와의 밀착성을 향상시키는 표면 처리를 실시하는 밀착성 향상 공정을 갖는 것이 바람직하다.
이것에 의해, 오목부 부착 기판과 수지층의 밀착성이 향상되고, 최종적으로 얻어지는 마이크로렌즈 기판의 신뢰성이 향상된다.
본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법에서는, 상기 오목부 부착 기판과 상기 기재를 접합하는 공정 전의 상기 기재의 두께를 T1[㎜], 상기 오목부 부착 기판과 상기 기재를 접합하는 공정 후의 상기 기재의 상기 오목부 부착 기판과의 접합면에서의 평탄부로부터 상기 접합면과는 반대측 면까지의 두께를 T2[㎜]로 했을 때, 0.5≤T2/T1≤0.95의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
이것에 의해, 형성되는 마이크로렌즈에 입사된 광의 광로 길이를 최적의 것으로 하면서, 기재를 구성하는 수지 재료를 효율적으로 사용할 수 있다.
본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법에서는, 상기 수지 재료는 열가소성 수지인 것이 바람직하다.
이것에 의해, 오목부 내에 보다 용이하게 수지 재료를 충전할 수 있는 동시에, 최종적으로 얻어지는 마이크로렌즈 기판의 내구성(내열성)을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법에서는, 상기 가열은 상기 수지 재료의 유리 전이점(轉移點) 이상의 온도에서 행하는 것이 바람직하다.
이것에 의해, 오목부 내에 보다 확실하게 수지 재료를 충전할 수 있다.
본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법에서는, 상기 수지 재료의 유리 전이점은 100℃ 이상인 것이 바람직하다.
이것에 의해, 오목부 내에 보다 확실하게 수지 재료를 충전할 수 있는 동시에, 최종적으로 얻어지는 마이크로렌즈 기판의 내구성(내열성)을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법에서는, 상기 기재는 주로 완전히 경화(硬化)에 이르지 않는 상태의 열경화성 수지로 구성된 것인 것이 바람직하다.
이것에 의해, 종래의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법에서는 필요했던 커버 유리를 접합하는 공정, 연마 공정, 과도한 세정 공정 등을 생략할 수 있어, 제조 공정이 번잡해지는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 보다 간편한 방법에 의해, 품질이 안정된 마이크로렌즈 기판을 제조할 수 있다. 또한, 열경화성 수지를 사용함으로써, 최종적으로 얻어지는 마이크로렌즈 기판의 내열성, 내약품성을 특별히 높은 것으로 할 수 있다.
본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법에서는, 상기 기재는 상기 열경화성 수지를 구성하는 모노머(monomer)를 용해하는 용매를 1∼30% 포함하는 것인 것이 바람직하다.
이것에 의해, 기재는 평상시에는 적절한 정형성(定型性)을 가지면서, 압접 시에는 보다 적절한 유연성(柔軟性)을 갖는 것으로 된다. 즉, 압접 시에, 보다 확실하게 오목부 내에 열경화성 수지를 충전할 수 있다.
본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법에서는, 상기 오목부 부착 기판과 상기 기재를 접합하는 공정에서 상기 용매를 제거하는 것이 바람직하다.
이것에 의해, 오목부 내에 충전된 열경화성 수지를 보다 확실하게 경화시킬 수 있는 동시에, 최종적으로 얻어지는 마이크로렌즈 기판의 내열성을 더 높은 것으로 할 수 있다.
본 발명의 마이크로렌즈 기판은, 본 발명의 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 품질이 안정된 마이크로렌즈 기판을 제공할 수 있다.
본 발명의 액정 패널용 대향 기판은, 본 발명의 마이크로렌즈 기판을 구비한 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 신뢰성이 높은 액정 패널용 대향 기판을 제공할 수 있다.
본 발명의 액정 패널은, 본 발명의 액정 패널용 대향 기판을 구비한 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 신뢰성이 높은 액정 패널을 제공할 수 있다.
본 발명의 액정 패널은, 화소 전극을 구비한 액정 구동 기판과, 상기 액정 구동 기판에 접합된 본 발명의 액정 패널용 대향 기판과, 상기 액정 구동 기판과 상기 액정 패널용 대향 기판의 공극(空隙)에 봉입(封入)된 액정을 갖는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 신뢰성이 높은 액정 패널을 제공할 수 있다.
본 발명의 액정 패널에서는, 상기 액정 구동 기판은 매트릭스 형상으로 배열 설치된 상기 화소 전극과, 상기 화소 전극에 접속된 박막트랜지스터를 갖는 TFT 기판인 것이 바람직하다.
이것에 의해, 신뢰성이 높은 액정 패널을 제공할 수 있다.
본 발명의 투사형 표시 장치는, 본 발명의 액정 패널을 구비한 라이트밸브를 갖고, 상기 라이트밸브를 적어도 1개 사용하여 화상을 투사하는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 신뢰성이 높은 투사형 표시 장치를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 첨부 도면에 나타낸 바람직한 실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 액정 패널용 대향 기판을 나타낸 모식적인 종단면도, 도 2는 본 발명의 마이크로렌즈 기판을 구성하는 오목부 부착 기판의 제조 방법을 나타낸 모식적인 종단면도, 도 3은 본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법의 제 1 실시예를 나타낸 모식적인 종단면도이다.
우선, 본 발명의 액정 패널용 대향 기판에 대해서 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 액정 패널용 대향 기판(1)은 마이크로렌즈 기판(10)과, 이러한 마이크로렌즈 기판(10) 위에 형성되고, 복수(다수)의 개구(111)를 갖는 블랙 매트릭스(11)와, 이러한 마이크로렌즈 기판(10) 위에 블랙 매트릭스(11)를 덮도록 형성된 투명 도전막(12)을 갖고 있다.
마이크로렌즈 기판(10)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 오목부 부착 기판(101)과 투명한 수지층(102)으로 구성되어 있다.
또한, 오목부 부착 기판(101)은 표면에 복수의 오목부(마이크로렌즈용 오목부)(3)가 형성된 유리 기판(5)으로 되어 있다. 또한, 수지층(102)에서는 오목부 부착 기판(101)의 오목부(3)에 충전된 수지(수지 재료)에 의해 마이크로렌즈(8)가 형성되어 있다.
오목부 부착 기판(101)의 굴절률과 수지층(102)(수지 재료)의 굴절률 차의 절대값은 0.01 이상인 것이 바람직하고, 0.10 이상인 것이 보다 바람직하다. 이것에 의해, 마이크로렌즈(8)의 광학 특성을 보다 적합한 것으로 할 수 있다. 또한, 오목부 부착 기판(101) 및 수지층(102)의 구성 재료에 대해서는 상세하게 후술한다.
이 액정 패널용 대향 기판(1)에서는, 차광 기능을 갖는 블랙 매트릭스(11)는 마이크로렌즈(8)의 위치에 대응하도록 설치되어 있다. 구체적으로는, 마이크로렌즈(8)의 광축(Q)이 블랙 매트릭스(11)에 형성된 개구(111)를 통과하도록 블랙 매트릭스(11)가 설치되어 있다. 따라서, 액정 패널용 대향 기판(1)에서는, 블랙 매트릭스(11)와 대향하는 면으로부터 입사된 입사광(L)은 마이크로렌즈(8)에서 집광되고, 블랙 매트릭스(11)의 개구(111)를 통과한다. 또한, 투명 도전막(12)은 투명성을 갖는 전극이며, 광을 투과시킨다. 이 때문에, 입사광(L)은, 액정 패널용 대향 기판(1)을 통과할 때에, 광량(光量)의 대폭적인 감쇠(減衰)가 방지된다. 즉, 액정 패널용 대향 기판(1)은 높은 광 투과율을 갖고 있다.
이 액정 패널용 대향 기판(1)에서는, 1개의 마이크로렌즈(8)와 블랙 매트릭스(11)의 1개의 개구(111)가 1화소에 대응한다.
또한, 오목부 부착 기판(101)은 예를 들어 반사 방지층 등의 다른 구성요소를 갖고 있을 수도 있다.
(제 1 실시예)
다음으로, 본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법의 제 1 실시예에 대해서 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.
본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법은, 상술한 바와 같은 오목부 부착 기판과, 주로 수지 재료로 구성된 기재를 가열한 상태에서 압접하는 압접 공정을 갖고 있다.
[오목부 부착 기판의 제조]
우선, 본 발명의 마이크로렌즈 기판을 구성하는 오목부 부착 기판의 제조 방법의 일례를 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.
우선, 유리 기판(5)을 준비한다.
이 유리 기판(5)은 두께가 균일하며, 휨이나 손상이 없는 것이 적합하게 사용된다. 또한, 유리 기판(5)은 세정 등에 의해 그 표면이 청정화되어 있는 것이 바람직하다.
유리 기판(5)의 재료로서는, 예를 들어 소다 유리, 결정성 유리, 석영 유리, 납 유리, 칼륨 유리, 붕규산 유리, 무알칼리 유리 등을 들 수 있지만, 그 중에서도 석영 유리를 사용하는 것이 바람직하다. 석영 유리는 기계적 강도, 내열성이 높고, 또한 선팽창 계수가 매우 낮아 열에 의한 형상 변화가 적기 때문에, 후술하는 바와 같은 마이크로렌즈 기판의 제조 방법에 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 단파장 영역의 투과율도 높아 광 에너지에 의한 열화(劣化)도 거의 없다는 이점(利點)이 있다.
<1>
도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 준비한 유리 기판(5)의 표면에 마스크 형성용 막(6')을 형성한다(마스크 형성 공정). 이 마스크 형성용 막(6')은 나중의 공정에서 개구부(초기 구멍)가 형성됨으로써, 마스크로서 기능하는 것이다.
마스크 형성용 막(6')은 레이저광의 조사 등에 의해 후술하는 초기 구멍(61) 을 형성할 수 있는 동시에, 후술하는 에칭 공정에서의 에칭에 대한 내성(耐性)을 갖는 것이 바람직하다. 환언하면, 마스크 형성용 막(6')은 에칭 레이트가 유리 기판(5)과 대략 동일하거나, 또는 유리 기판(5)에 비하여 작아지도록 구성되는 것이 바람직하다.
이러한 관점에서는, 이 마스크 형성용 막(6')(마스크(6))을 구성하는 재료로는, 예를 들어 Cr, Au, Ni, Ti, Pt 등의 금속이나 이들로부터 선택되는 2종 이상을 포함하는 합금, 상기 금속의 산화물(금속 산화물), 실리콘, 수지 등을 들 수 있다. 또한, 마스크(6)를 Cr/Au나 산화크롬/Cr과 같이 상이한 재료로 이루어지는 복수 층의 적층 구조로 할 수도 있다.
마스크 형성용 막(6')의 형성 방법은 특별히 한정되지 않지만, 마스크 형성용 막(6')을 Cr, Au 등의 금속 재료(합금을 포함함)나 금속 산화물(예를 들어 산화크롬)로 구성할 경우, 마스크 형성용 막(6')은 예를 들어 증착법이나 스퍼터링법 등에 의해 적합하게 형성할 수 있다. 또한, 마스크 형성용 막(6')을 실리콘으로 구성할 경우, 마스크 형성용 막(6')은 예를 들어 스퍼터링법이나 CVD법 등에 의해 적합하게 형성할 수 있다.
마스크 형성용 막(6')(마스크(6))의 두께는 마스크 형성용 막(6')을 구성하는 재료에 따라서도 상이하지만, 0.01∼2.0㎛ 정도가 바람직하고, 0.03∼0.2㎛ 정도가 보다 바람직하다. 두께가 상기 하한값 미만이면, 후술하는 초기 구멍 형성 공정에서 형성되는 초기 구멍(61)의 형상이 왜곡될 가능성이 있다. 또한, 후술하는 에칭 공정에서 습식 에칭을 실시할 때에, 유리 기판(5)의 마스크한 부분을 충분 히 보호하지 못할 가능성이 있다. 한편, 상한값을 초과하면, 후술하는 초기 구멍 형성 공정에서 관통하는 초기 구멍(61)을 형성하는 것이 곤란해지는 것 이외에, 마스크 형성용 막(6')의 구성 재료 등에 따라서는, 마스크 형성용 막(6')의 내부 응력에 의해 마스크 형성용 막(6')이 박리되기 쉬워지는 경우가 있다.
<2>
다음으로, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 마스크 형성용 막(6')에 후술하는 에칭 시의 마스크 개구로 되는 복수개의 초기 구멍(61)을 형성한다(초기 구멍 형성 공정). 이것에 의해, 소정의 개구 패턴을 갖는 마스크(6)가 얻어진다.
초기 구멍(61)은 어떠한 방법에 의해 형성되는 것이어도 상관없지만, 물리적 방법 또는 레이저광의 조사에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 예를 들어 마이크로렌즈 기판을 양호한 생산성으로 제조할 수 있다. 특히 대면적(大面積) 기판에도 간단하게 오목부를 형성할 수 있다.
초기 구멍(61)을 형성하는 물리적 방법으로서는, 예를 들어 샷 블래스팅(shot blasting), 샌드 블래스팅(sand blasting) 등의 블래스팅 처리, 에칭, 프레스, 도트프린터, 탭핑(tapping), 러빙(rubbing) 등의 방법을 들 수 있다. 블래스팅 처리에 의해 초기 구멍(61)을 형성할 경우, 비교적 큰 면적(마이크로렌즈(8)를 형성해야 할 영역의 면적)의 유리 기판(5)에서도 보다 단시간에 효율적으로 초기 구멍(61)을 형성할 수 있다.
또한, 레이저광의 조사에 의해 초기 구멍(61)을 형성할 경우, 사용하는 레이저광의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 루비 레이저, 반도체 레이저, YAG 레이저, 펨트초 레이저, 유리 레이저, YVO4 레이저, Ne-He 레이저, Ar 레이저, CO2 레이저, 엑시머 레이저 등을 들 수 있다. 또한, 각 레이저의 SHG, THG, FHG 등의 파장을 사용할 수도 있다. 레이저광의 조사에 의해 초기 구멍(61)을 형성할 경우, 형성되는 초기 구멍(61)의 크기나, 인접하는 초기 구멍(61)끼리의 간격 등을 용이하고 정확하게 제어할 수 있다.
형성된 초기 구멍(61)은 마스크(6)의 전면(全面)에 걸쳐 치우침 없이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
<3>
다음으로, 도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이, 초기 구멍(61)이 형성된 마스크(6)를 사용하여 유리 기판(5)에 에칭을 실시하고, 유리 기판(5) 위에 다수의 오목부(3)를 형성한다(에칭 공정).
에칭의 방법은 특별히 한정되지 않아, 예를 들어 습식 에칭, 건식 에칭 등을 들 수 있다. 이하의 설명에서는 습식 에칭을 이용하는 경우를 예로 들어 설명한다.
초기 구멍(61)이 형성된 마스크(6)로 피복(被覆)된 유리 기판(5)에 대하여 에칭(습식 에칭)을 실시함으로써, 도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이, 유리 기판(5)은 마스크(6)가 존재하지 않는 부분보다 식각(蝕刻)되어, 도 2의 (d)에 나타낸 바와 같이, 유리 기판(5) 위에 다수의 오목부(3)가 형성된다.
이렇게 습식 에칭법을 이용하면, 오목부(3)를 적합하게 형성할 수 있다. 그 리고, 에칭액으로서, 예를 들어 불산(불화수소)을 함유하는 에칭액(불산계 에칭액)을 사용하면, 유리 기판(5)을 보다 선택적으로 식각할 수 있어, 오목부(3)를 적합하게 형성할 수 있다.
<4>
다음으로, 도 2의 (e)에 나타낸 바와 같이, 마스크(6)를 제거한다(마스크 제거 공정).
마스크(6)의 제거는 예를 들어 에칭 등에 의해 제거할 수 있다.
이상에 의해, 도 2의 (d)에 나타낸 바와 같이, 다수의 오목부(3)를 갖는 오목부 부착 기판(101)이 얻어진다.
또한, 필요에 따라, 마스크 형성용 막(6')을 형성할 때에, 오목부(3)를 형성하는 면과는 반대측 면(이면(裏面))에 마스크 형성용 막(6')과 동일한 재료로 구성되는 이면 보호막을 설치할 수도 있다. 이것에 의해, 전체가 에칭되지 않기 때문에, 유리 기판(5)의 두께를 유지할 수 있다.
이상과 같이 하여 얻어지는 오목부 부착 기판(101)의 오목부(3)를 평면으로부터 보았을 때의 평균 직경은 5∼100㎛인 것이 바람직하고, 10∼50㎛인 것이 보다 바람직하다. 이것에 의해, 예를 들어 이러한 오목부 부착 기판(101)을 사용하여 제조되는 액정 패널은 스크린에 투영되는 화상에서 우수한 해상도를 갖게 된다.
또한, 오목부(3)의 중앙부 부근에서의 평균 곡률반경은 2.5∼50㎛인 것이 바람직하고, 5∼25㎛인 것이 보다 바람직하다. 이것에 의해, 이러한 오목부(3)를 사용하여 형성되는 마이크로렌즈(8)의 광학 특성을 특별히 우수한 것으로 할 수 있 다.
또한, 오목부(3)의 중심 부근에서의 깊이는 5∼100㎛인 것이 바람직하고, 10∼50㎛인 것이 보다 바람직하다. 이것에 의해, 이러한 오목부(3)를 사용하여 형성되는 마이크로렌즈(8)의 광학 특성을 특별히 우수한 것으로 할 수 있다.
[밀착성 향상 공정]
다음으로, 오목부 부착 기판(101)의 오목부(3)가 형성되어 있는 면에 대하여 수지 재료와의 밀착성을 향상시키는 표면 처리를 실시한다(밀착성 향상 처리). 이것에 의해, 오목부 부착 기판(101)과 수지층(102)의 밀착성이 향상되고, 최종적으로 얻어지는 마이크로렌즈 기판(10)의 신뢰성이 향상된다.
이러한 밀착성 향상 처리로서는, 예를 들어 실란 커플링제를 사용한 표면 처리, 계면활성제를 사용한 표면 처리 등을 들 수 있다. 상술한 것 중에서도 특히 실란 커플링제를 사용한 표면 처리가 바람직하다. 이것에 의해, 보다 효과적으로 밀착성 향상 처리를 실시할 수 있다.
실란 커플링제로서는, 예를 들어 비닐트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 헥사메틸디실라잔(HMDS), 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 옥타데실디메틸클로로실란(ODS) 등을 들 수 있다.
상술한 것 중에서도, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란을 사용하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 보다 효과적으로 수지 재료와의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기와 같은 밀착성 향상 처리를 실시하지 않아도 상관없다. 밀착성 향상 처리를 실시하지 않는 경우일지라도, 후술하는 바와 같이, 오목부 부착 기판(101)의 오목부(3) 내에 수지 재료를 충전하기 때문에, 앵커 효과에 의해, 오목부 부착 기판(101)과 수지층(102)의 밀착성은 비교적 높은 것으로 된다.
[압접 공정]
다음으로, 상술한 바와 같은 오목부 부착 기판(101)과, 주로 수지 재료로 구성된 수지 기판(기재)(102')을 가열한 상태에서 압접한다(압접 공정). 압접함으로써, 오목부 부착 기판(101)의 오목부(3) 내부에 수지 재료를 충전하면서, 오목부 부착 기판(101)과 수지 기판(102')(수지층(102))을 접합한다.
그런데, 종래부터 마이크로렌즈 기판의 제조 방법으로서 이용되고 있는 2P법에서는, 커버 유리를 사용하기 때문에, 커버 유리의 위치 맞춤이나 최적의 광로 길이를 설정하기 위해, 커버 유리 연마 등의 공정이 필요해져 제조 공정이 번잡하다는 문제가 있었다. 또한, 커버 유리 연마를 행한 경우, 연마에 의한 오염 등도 우려되고, 그 결과, 과도한 세정 공정도 필요해져 제조 공정이 더 번잡해지는 동시에, 제조 비용이 상승한다는 문제도 있었다. 또한, 이 제조 공정의 번잡은 품질 저하의 요인도 되어, 제조 수율의 저하가 생긴다. 특히 2P법에서는 광경화성 수지로 구성된 수지층과, 커버 유리와, 오목부 부착 기판의 3개의 부재를 사용하여 마이크로렌즈 기판을 형성하기 때문에, 열팽창률의 차이에 의해 왜곡 등이 생기기 쉽고, 그 결과, 광학 특성 등의 특성 저하가 생기기 쉽다는 문제가 있다.
이것에 대하여, 본 발명에서는, 압접 공정에서, 주로 수지 재료로 구성된 소 정 형상의 기재와 오목부 부착 기판을 압접하여, 오목부 부착 기판의 오목부 내에 수지 재료를 충전하면서, 오목부 부착 기판과 기재를 접합함으로써, 품질이 안정된 마이크로렌즈 기판을 용이하게 제조할 수 있다. 즉, 본 발명의 제조 방법에서는 커버 유리를 접합하는 공정을 필요로 하지 않기 때문에, 연마 공정, 과도한 세정 공정 등을 생략할 수 있어 제조 공정이 번잡해지지 않는다. 그 결과, 간편한 방법에 의해 마이크로렌즈 기판을 얻을 수 있다. 또한, 제조 방법이 간편하기 때문에, 품질의 저하를 억제할 수 있고, 제조되는 각 마이크로렌즈 기판 사이에서의 품질 편차를 적게 할 수 있다. 또한, 종래의 방법과 비교하여, 마이크로렌즈 기판을 구성하는 부재의 열팽창률 차이에 의한 왜곡 등도 방지할 수 있어, 광학 특성이 우수한 마이크로렌즈 기판을 제공할 수 있다. 또한, 종래의 방법에서는 미경화의 수지 재료를 오목부 부착 기판과 커버 유리에 의해 사이에 끼운 상태에서 경화시키기 때문에, 경화 전과 경화 후의 수지 재료의 부피 변화에 의해 마이크로렌즈 기판에 왜곡 등이 생기는 경우가 있지만, 본 발명에서는 열에 의해 수지 재료의 일부를 변형 가능한 정도로 연화(軟化)시킨 상태에서 오목부 부착 기판과 압접시키기 때문에, 수지 재료가 경화된 후의 부피 변화를 충분히 작게 할 수 있어, 광학 특성이 특별히 우수한 마이크로렌즈 기판을 제공할 수 있다.
이하, 압접 공정에 대해서 첨부 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다.
<1>
우선, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 상기와 같이 하여 얻어진 오목부 부착 기판(101)의 상측에 주로 수지 재료로 구성된 수지 기판(기재)(102')을 설치한 다.
본 실시예에서는 수지 기판(102')을 구성하는 수지 재료로서 열가소성 수지를 사용한다. 열가소성 수지를 사용함으로써, 수지 기판(102')의 일부를 열에 의해 변형 가능하게 한 상태로 할 수 있다. 그리고, 이 상태에서 수지 기판(102')과 오목부 부착 기판(101)을 압접함으로써, 오목부 부착 기판(101)의 오목부(3) 내에 보다 용이하게 수지 재료를 충전할 수 있다. 그 결과, 품질이 안정된 마이크로렌즈 기판(10)을 보다 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 최종적으로 얻어지는 마이크로렌즈 기판의 내구성(내열성)을 향상시킬 수 있다.
열가소성 수지로서는, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 등의 폴리올레핀, 변성 폴리올레핀, 폴리아미드(예: 나일론6, 나일론46, 나일론66, 나일론610, 나일론612, 나일론11, 나일론12, 나일론6-12, 나일론6-66), 열가소성 폴리이미드, 방향족 폴리에스테르 등의 액정 폴리머, 폴리페닐렌옥시드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에테르, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리아세탈, 스티렌계, 폴리올레핀계, 폴리염화비닐계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리부타디엔계, 트랜스 폴리이소프렌계, 불소고무계, 염소화폴리에틸렌계 등의 각종 열가소성 엘라스토머 등, 또는 이들을 주로 하는 공중합체, 블렌드체, 폴리머 얼로이(alloy) 등을 들 수 있고, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상술한 것 중에서도 특히 열가소성 수지로서, 폴리에스테르계의 엘라스토머(폴리에스테르 수지)를 사용하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 오목부 부착 기판 (101)에 상술한 바와 같은 밀착성 향상 처리를 실시한 경우에 밀착성 향상 처리한 효과가 보다 현저하게 나타나, 밀착성이 보다 향상된다.
상기와 같은 수지 재료(열가소성 수지)의 유리 전이점 Tg는 100℃ 이상인 것이 바람직하고, 150∼220℃인 것이 보다 바람직하다. 이것에 의해, 오목부 부착 기판(101)의 오목부(3) 내에 보다 확실하게 수지 재료를 충전할 수 있는 동시에, 최종적으로 얻어지는 마이크로렌즈 기판의 내구성(내열성)을 향상시킬 수 있다.
<2>
다음으로, 오목부 부착 기판(101)을 가열한다.
수지 기판(102')을 구성하는 수지 재료로서 열가소성 수지를 사용한 경우, 오목부 부착 기판(101)의 가열 온도는 수지 재료의 유리 전이점 Tg[℃] 이상인 것이 바람직하고, Tg+10∼Tg+50[℃]인 것이 보다 바람직하다. 가열 온도가 하한값 미만이면, 수지 재료의 종류 등에 따라서는 오목부(3) 내에 수지 재료를 충분히 충전하지 못할 경우가 있다.
<3>
다음으로, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 가열한 오목부 부착 기판(101)과 수지 기판(102')을 접촉시킨다. 이것에 의해, 수지 기판(102')의 표면이 오목부 부착 기판(101)에 의해 가열되고, 수지 재료(열가소성 수지)가 연화되어, 변형하기 쉬운 상태로 된다.
또한, 수지 기판(102')의 가열은 수지 기판(102')의 오목부 부착 기판(101)과는 반대측 표면을 냉각시키면서 행하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 수지 기 판(102')의 오목부 부착 기판(101)과는 반대측 표면의 평활성을 유지하면서, 오목부 부착 기판(101)의 오목부(3) 내에 수지 재료를 충전할 수 있다.
<4>
다음으로, 오목부 부착 기판(101)과 수지 기판(102')을 상술한 바와 같이 가열한 상태에서 압접함으로써, 오목부(3) 내에 수지 재료가 충전된다. 그 후, 냉각시킴으로써, 수지 기판(102')이 수지층(102)을 형성한다. 이것에 의해, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이, 오목부 부착 기판(101)과 수지층(102)이 접합된 마이크로렌즈 기판(10)(본 발명의 마이크로렌즈 기판)이 얻어진다.
상술한 바와 같은 압접 공정은 감압 분위기 하에서 행하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 오목부(3) 내에 수지 재료를 충전할 때에, 오목부(3) 내에 충전되는 수지 재료에 기포가 들어가는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로는, 압접 공정 시의 분위기 압력은 1OOPa 이하인 것이 바람직하고, 1OPa 이하인 것이 보다 바람직하다. 이것에 의해, 오목부(3) 내에 수지 재료를 충전할 때에, 오목부 부착 기판(101)의 오목부(3)에 손상을 주는 것을 방지하면서, 오목부(3) 내에 충전되는 수지 재료에 기포가 들어가는 것을 방지하여, 오목부(3) 내에 보다 확실하게 수지 재료를 충전할 수 있다.
또한, 압접 공정에서, 압접 공정 후의 수지 기판(102')의 오목부 부착 기판(101)과의 접합면에서의 도 3의 (c)에 나타낸 평탄부(103)로부터 접합면과는 반대측 면까지의 두께, 즉, 형성되는 수지층(102)의 마이크로렌즈(8)가 형성되지 않은 부분의 두께를 적절히 조정함으로써, 형성되는 마이크로렌즈(8)에 입사된 광의 광 로 길이를 최적의 것으로 할 수 있다.
압접 공정 전의 수지 기판(102')의 두께를 T1[㎜], 수지층(102)의 마이크로렌즈(8)가 형성되지 않은 부분의 두께를 T2[㎜]로 했을 때, 0.5≤T2/T1≤0.95의 관계를 만족하는 것이 바람직하고, 0.6≤T2/T1≤0.8의 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하다. 이러한 관계를 만족함으로써, 오목부 부착 기판(101)의 오목부(3)에 손상을 주는 것을 방지하면서, 오목부(3) 내에 보다 확실하게 수지 재료를 충전할 수 있다. 또한, 오목부 부착 기판(101)에 의해 형성되는 마이크로렌즈(8)에 입사된 광의 광로 길이를 최적의 것으로 하면서, 수지 기판(102')을 효율적으로 수지층(102)으로 할 수 있다.
또한, 상기 설명에서는 오목부 부착 기판(101)을 가열하는 경우에 대해서 설명했지만, 수지 기판(102')을 가열하는 것일 수도 있고, 오목부 부착 기판(101)과 수지 기판(102')의 양쪽을 가열하는 것일 수도 있다.
(제 2 실시예)
다음으로, 본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법의 제 2 실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는 상술한 제 1 실시예와 상이한 부분을 중심으로 설명하고, 동일한 부분은 그 설명을 생략한다.
도 4는 본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법의 제 2 실시예를 나타낸 모식적인 종단면도이다.
본 실시예에서는, 압접 공정에서, 오목부 부착 기판(101)과 주로 완전히 경 화에 이르지 않는 상태의 열경화성 수지로 구성된 수지 기판(기재)(102')을 가열한 상태에서 압접한다. 즉, 수지 기판(102')을 구성하는 수지 재료로서, 완전히 경화에 이르지 않는 상태의 열경화성 수지를 사용하는 것 이외는, 상술한 실시예와 동일하게 하여 마이크로렌즈 기판(10)을 제조한다.
완전히 경화에 이르지 않는 상태의 열경화성 수지로 구성된 수지 기판(102')은 적당한 힘에 의해 변형 가능하게 되어 있기 때문에, 압접 공정에서, 오목부 부착 기판(101)의 오목부(3) 내에 열경화성 수지를 용이하게 충전할 수 있다. 이것과 동시에, 가열한 오목부 부착 기판(101)에 의해, 오목부(3) 내에 충전된 열경화성 수지를 완전히 경화시킬 수 있다. 이것에 의해, 종래의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법에서는 필요했던 커버 유리를 접합하는 공정, 연마 공정, 과도한 세정 공정 등을 생략할 수 있어, 제조 공정이 번잡해지는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 보다 간편한 방법에 의해 품질이 안정된 마이크로렌즈 기판(10)을 제조할 수 있다. 또한, 열경화성 수지를 사용함으로써, 최종적으로 얻어지는 마이크로렌즈 기판(10)의 내열성, 내약품성을 특별히 높은 것으로 할 수 있다.
또한, 완전히 경화에 이르지 않는 상태의 열경화성 수지는, 열경화성 수지를 구성하는 모노머가 모두 완전히 반응하지 않아 잔존되어 있는 상태의 것을 의미한다.
또한, 완전히 경화에 이르지 않는 상태의 열경화성 수지에는 열경화성 수지를 구성하는 모노머를 용해시키는 용매가 잔존되어 있다.
수지 기판(102') 중에서의 상기와 같은 용매의 함유량은 1∼30wt%인 것이 바 람직하고, 1∼15wt%인 것이 보다 바람직하다. 이것에 의해, 수지 기판(102')은 평상시에는 적절한 정형성을 가지면서, 압접 시에는 보다 적절한 유연성을 갖는 것으로 된다. 즉, 압접 시에, 보다 확실하게 오목부(3) 내에 열경화성 수지를 충전할 수 있다.
이러한 용매로서는, 예를 들어 부탄올, 디메틸아세트아미드, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA), γ-부틸락톤 등을 들 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 용매는 오목부 부착 기판(101)과 수지 기판(102')을 압접할 때의 열에 의해 기화(氣化)되어 제거된다. 이것에 의해, 오목부(3) 내에 충전된 열경화성 수지를 보다 확실하게 경화시킬 수 있는 동시에, 최종적으로 얻어지는 마이크로렌즈 기판(10)의 내열성을 보다 높은 것으로 할 수 있다.
상술한 바와 같은 열경화성 수지로서는, 예를 들어 페놀 수지, 유레아 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 알키드 수지, 불포화폴리에스테르 수지, 디아릴프탈레이트 수지 등을 들 수 있고, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
이하, 본 실시예의 압접 공정에 대해서 첨부 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다.
<1>
우선, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 상술한 제 1 실시예와 동일하게 하여 얻어진 오목부 부착 기판(101)의 상측에 상술한 바와 같은 열경화성 수지로 구성된 수지 기판(기재)(102')을 설치한다.
<2>
다음으로, 오목부 부착 기판(101)을 가열한다.
본 실시예에 있어서, 압접할 때의 오목부 부착 기판(101)의 가열 온도는, 열경화성 수지가 경화되는 온도(잔존하는 모노머가 반응을 개시하는 온도)를 T3[℃]으로 했을 때, T3∼T3+30[℃]인 것이 바람직하고, T3+10∼T3+20[℃]인 것이 보다 바람직하다. 가열 온도가 상기 하한값 미만이면, 열경화성 수지의 종류 등에 따라서는 열경화성 수지를 충분히 경화시키는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 또한, 가열 온도가 상기 상한값을 초과하면, 열경화성 수지의 종류 등에 따라서는 오목부(3) 내에 수지 재료를 충분히 충전하지 못할 경우가 있다.
<3>
다음으로, 오목부 부착 기판(101)과 수지 기판(102')을 상술한 바와 같이 가열한 상태에서 압접함으로써, 오목부(3) 내에 수지 재료가 충전된다. 그리고, 충전된 수지 재료는 오목부 부착 기판(101)의 열에 의해 경화된다.
그 후, 냉각시킴으로써, 수지 기판(102')이 수지층(102)을 형성한다. 이것에 의해, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 오목부 부착 기판(101)과 수지층(102)이 접합된 마이크로렌즈 기판(10)(본 발명의 마이크로렌즈 기판)이 얻어진다.
다음으로, 본 발명의 액정 패널용 대향 기판의 제조 방법에 대해서 설명한다.
<1>
도 5의 (d)에 나타낸 바와 같이, 상기와 같이 하여 얻어진 마이크로렌즈 기판(10)의 수지층(102) 위에 개구(111)가 형성된 블랙 매트릭스(11)를 형성한다.
이 때, 블랙 매트릭스(11)는 마이크로렌즈(8)의 위치에 대응하도록, 구체적으로는 마이크로렌즈(8)의 광축(Q)이 블랙 매트릭스(11)의 개구(111)를 통과하도록 형성한다(도 1 참조).
이 블랙 매트릭스(11)는, 예를 들어 Cr, Al, Al 합금, Ni, Zn, Ti 등의 금속막, 카본이나 티타늄 등을 분산시킨 수지층 등으로 구성되어 있다. 그 중에서도, 블랙 매트릭스(11)는 Cr막 또는 Al 합금막으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 블랙 매트릭스(11)가 Cr막으로 구성되어 있으면, 차광성이 우수한 블랙 매트릭스(11)를 얻을 수 있다. 또한, 블랙 매트릭스(11)가 Al 합금막으로 구성되어 있으면, 우수한 방열성을 갖는 액정 패널용 대향 기판(1)이 얻어진다.
블랙 매트릭스(11)의 두께는, 액정 패널용 대향 기판(1)의 평탄성에 대한 영향을 억제하는 관점 등에서는 0.03∼1.0㎛ 정도가 바람직하고, 0.05∼0.3㎛ 정도가 보다 바람직하다.
이 개구(111)가 형성된 블랙 매트릭스(11)는 예를 들어 다음과 같이 형성할 수 있다. 우선, 수지층(102) 위에 스퍼터링 등의 기상(氣相) 성막법에 의해 블랙 매트릭스(11)로 되는 박막을 성막한다. 다음으로, 이러한 블랙 매트릭스(11)로 되는 박막 위에 레지스트막을 형성한다. 다음으로, 블랙 매트릭스(11)의 개구(111)가 마이크로렌즈(8)(오목부(3))에 대응하는 위치에 오도록 상기 레지스트막을 노광하여 이러한 레지스트막에 개구(111)의 패턴을 형성한다. 다음으로, 습식 에칭을 행하여, 상기 박막 중 개구(111)로 되는 부분만을 제거한다. 다음으로, 상기 레지스트막을 제거한다. 또한, 습식 에칭을 행할 때의 박리액으로서는, 예를 들어 블랙 매트릭스(11)로 되는 박막이 Al 합금 등으로 구성되어 있을 때는, 인산계 에칭액을 사용할 수 있다.
또한, 개구(111)가 형성된 블랙 매트릭스(11)는 염소계 가스 등을 사용한 건식 에칭에 의해서도 적합하게 형성할 수 있다.
<2>
다음으로, 수지층(102) 위에 블랙 매트릭스(11)를 덮도록 투명 도전막(공통 전극)(12)을 형성한다.
이것에 의해, 액정 패널용 대향 기판(1), 또는 액정 패널용 대향 기판(1)을 복수개 취할 수 있는 웨이퍼를 얻을 수 있다.
이 투명 도전막(12)은 예를 들어 인듐주석 산화물(ITO), 인듐 산화물(IO), 산화주석(SnO2) 등으로 구성되어 있다.
투명 도전막(12)의 두께는 0.03∼1㎛ 정도가 바람직하고, 0.05∼0.30㎛ 정도가 보다 바람직하다.
이 투명 도전막(12)은 예를 들어 스퍼터링에 의해 형성할 수 있다.
<3>
마지막으로, 필요에 따라 다이싱 장치 등을 사용하여 액정 패널용 대향 기판(1)의 웨이퍼를 소정의 형상, 크기로 절단한다.
이것에 의해, 도 1에 나타낸 바와 같은 액정 패널용 대향 기판(1)을 얻을 수 있다.
또한, 상기 공정 <2>에서 액정 패널용 대향 기판(1)이 얻어진 경우 등, 절단을 행할 필요가 없을 경우에는, 본 공정은 행하지 않아도 상관없다.
또한, 액정 패널용 대향 기판을 제조할 경우에는, 예를 들어 블랙 매트릭스(11)를 형성하지 않고, 수지층(102) 위에 직접 투명 도전막(12)을 형성할 수도 있다.
다음으로, 도 1에 나타낸 액정 패널용 대향 기판(1)을 사용한 액정 패널(액 정 광셔터)에 대해서 도 6을 참조하면서 설명한다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 액정 패널(TFT 액정 패널)(16)은 TFT 기판(액정 구동 기판)(17)과, TFT 기판(17)에 접합된 액정 패널용 대향 기판(1)과, TFT 기판(17)과 액정 패널용 대향 기판(1)의 공극에 봉입된 액정으로 이루어지는 액정층(18)을 갖고 있다.
TFT 기판(17)은 액정층(18)의 액정을 구동하기 위한 기판이며, 유리 기판(171)과, 이러한 유리 기판(171) 위에 설치된 다수의 화소 전극(172)과, 이러한 화소 전극(172)의 근방에 설치되고, 각 화소 전극(172)에 대응하는 다수의 박막트랜지스터(TFT)(173)를 갖고 있다.
이 액정 패널(16)에서는, 액정 패널용 대향 기판(1)의 투명 도전막(공통 전극)(12)과 TFT 기판(17)의 화소 전극(172)이 대향하도록 TFT 기판(17)과 액정 패널용 대향 기판(1)이 일정 거리 이간(離間)되어 접합되어 있다.
유리 기판(171)은 석영 유리로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 휨, 왜곡 등이 생기기 어려운, 안정성이 우수한 것으로 할 수 있다.
화소 전극(172)은 투명 도전막(공통 전극)(12)과의 사이에서 충방전(充放電)을 행함으로써, 액정층(18)의 액정을 구동한다. 이 화소 전극(172)은 예를 들어 상술한 투명 도전막(12)과 동일한 재료로 구성되어 있다.
박막트랜지스터(173)는 근방의 대응하는 화소 전극(172)에 접속되어 있다. 또한, 박막트랜지스터(173)는 제어 회로(도시 생략)에 접속되어, 화소 전극(172)에 공급하는 전류를 제어한다. 이것에 의해, 화소 전극(172)의 충방전이 제어된다.
액정층(18)은 액정 분자(도시 생략)를 함유하고 있으며, 화소 전극(172)의 충방전에 대응하여 이러한 액정 분자, 즉, 액정의 배향이 변화한다.
이 액정 패널(16)에서는 통상 1개의 마이크로렌즈(8)와, 이러한 마이크로렌즈(8)의 광축(Q)에 대응한 블랙 매트릭스(11)의 1개의 개구(111)와, 1개의 화소 전극(172)과, 이러한 화소 전극(172)에 접속된 1개의 박막트랜지스터(173)가 1화소에 대응한다.
오목부 부착 기판(101) 측으로부터 입사된 입사광(L)은 유리 기판(5)을 통과하고, 마이크로렌즈(8)를 통과할 때에 집광되면서, 수지층(102), 블랙 매트릭스(11)의 개구(111), 투명 도전막(12), 액정층(18), 화소 전극(172), 유리 기판(171)을 투과한다. 또한, 이 때, 오목부 부착 기판(101)의 입사 측에는 통상 편광판(도시 생략)이 배치되어 있기 때문에, 입사광(L)이 액정층(18)을 투과할 때에, 입사광(L)은 직선 편광으로 된다. 이 때, 이 입사광(L)의 편광 방향은 액정층(18)의 액 정 분자의 배향 상태에 대응하여 제어된다. 따라서, 액정 패널(16)을 투과한 입사광(L)을 편광판(도시 생략)에 투과시킴으로써, 출사광의 휘도를 제어할 수 있다.
또한, 편광판은 예를 들어 베이스 기판과, 이러한 베이스 기판에 적층된 편광 기재로 구성되고, 이러한 편광 기재는 예를 들어 편광 소자(요오드 착체(錯體), 2색성 염료 등)를 첨가한 수지로 이루어진다.
이 액정 패널(16)은 예를 들어 공지의 방법에 의해 제조된 TFT 기판(17)과 액정 패널용 대향 기판(1)을 배향 처리한 후, 밀봉재(도시 생략)를 통하여 양자를 접합하고, 이어서, 이것에 의해 형성된 공극부의 봉입 구멍(도시 생략)으로부터 액정을 공극부 내에 주입하며, 이어서, 이러한 봉입 구멍을 폐색(閉塞)함으로써 제조할 수 있다. 그 후, 필요에 따라, 액정 패널(16)의 입사 측이나 출사 측에 편광판을 점착시킬 수도 있다.
또한, 상기 액정 패널(16)에서는 액정 구동 기판으로서 TFT 기판을 사용했지만, 액정 구동 기판에 TFT 기판 이외의 다른 액정 구동 기판, 예를 들어 TFD 기판, STN 기판 등을 사용할 수도 있다.
이하, 상기 액정 패널(16)을 사용한 투사형 표시 장치에 대해서 설명한다.
도 7은 본 발명의 투사형 표시 장치의 광학계를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 투사형 표시 장치(300)는 광원(光源)(301)과, 복수의 인티그레이터 렌즈를 구비한 조명 광학계와, 복수의 다이크로익 미러 등을 구비한 색 분리 광학계(도광(導光) 광학계)와, 적색에 대응한(적색용) 액정 라이트밸 브(액정 광셔터 어레이)(74)와, 녹색에 대응한(녹색용) 액정 라이트밸브(액정 광셔터 어레이)(75)와, 청색에 대응한(청색용) 액정 라이트밸브(액정 광셔터 어레이)(76)와, 적색광만을 반사하는 다이크로익 미러면(711) 및 청색광만을 반사하는 다이크로익 미러면(712)이 형성된 다이크로익 프리즘(색 합성 광학계)(71)과, 투사 렌즈(투사 광학계)(72)를 갖고 있다.
또한, 조명 광학계는 인티그레이터 렌즈(302, 303)를 갖고 있다. 색 분리 광학계는 미러(304, 306, 309), 청색광 및 녹색광을 반사하는(적색광만을 투과하는) 다이크로익 미러(305), 녹색광만을 반사하는 다이크로익 미러(307), 청색광만을 반사하는 다이크로익 미러(또는 청색광을 반사하는 미러)(308), 집광 렌즈(310, 311, 312, 313, 314)를 갖고 있다.
액정 라이트밸브(75)는 상술한 액정 패널(16)과, 액정 패널(16)의 입사면 측(오목부 부착 기판(101)이 위치하는 면 측, 즉, 다이크로익 프리즘(71)과 반대측)에 접합된 제 1 편광판(도시 생략)과, 액정 패널(16)의 출사면 측(오목부 부착 기판(101)과 대향하는 면 측, 즉, 다이크로익 프리즘(71) 측)에 접합된 제 2 편광판(도시 생략)을 구비하고 있다. 액정 라이트밸브(74, 76)도 액정 라이트밸브(75)와 동일한 구성으로 되어 있다. 이들 액정 라이트밸브(74, 75, 76)가 구비하고 있는 액정 패널(16)은 구동 회로(도시 생략)에 각각 접속되어 있다.
또한, 투사형 표시 장치(300)에서는 다이크로익 프리즘(71)과 투사 렌즈(72)에 의해 광학 블록(70)이 구성되어 있다. 또한, 이 광학 블록(70)과, 다이크로익 프리즘(71)에 대하여 고정적으로 설치된 액정 라이트밸브(74, 75, 76)에 의해 표시 유닛(73)이 구성되어 있다.
이하, 투사형 표시 장치(300)의 작용을 설명한다.
광원(301)으로부터 출사된 백색광(백색 광속(光束))은 인티그레이터 렌즈(302, 303)를 투과한다. 이 백색광의 광 강도(휘도 분포)는 인티그레이터 렌즈(302, 303)에 의해 균일하게 된다.
인티그레이터 렌즈(302, 303)를 투과한 백색광은 미러(304)에서 도 7 중의 좌측으로 반사되고, 그 반사광 중 청색광(B) 및 녹색광(G)은 각각 다이크로익 미러(305)에서 도 7 중의 하측으로 반사되며, 적색광(R)은 다이크로익 미러(305)를 투과한다.
다이크로익 미러(305)를 투과한 적색광은 미러(306)에서 도 7 중의 하측으로 반사되고, 그 반사광은 집광 렌즈(310)에 의해 정형되어, 적색용 액정 라이트밸브(74)에 입사된다.
다이크로익 미러(305)에서 반사된 청색광 및 녹색광 중 녹색광은 다이크로익 미러(307)에서 도 7 중의 좌측으로 반사되고, 청색광은 다이크로익 미러(307)를 투과한다.
다이크로익 미러(307)에서 반사된 녹색광은 집광 렌즈(311)에 의해 정형되어, 녹색용 액정 라이트밸브(75)에 입사된다.
또한, 다이크로익 미러(307)를 투과한 청색광은, 다이크로익 미러(또는, 미러)(308)에서 도 7 중의 좌측으로 반사되고, 그 반사광은 미러(309)에서 도 7 중 상측으로 반사된다. 상기 청색광은 집광 렌즈(312, 313, 314)에 의해 정형되어, 청색용 액정 라이트밸브(76)에 입사된다.
이와 같이, 광원(301)으로부터 출사된 백색광은 색 분리 광학계에 의해 적색, 녹색 및 청색의 삼원색으로 색 분리되고, 각각 대응하는 액정 라이트밸브로 유도되어 입사된다.
이 때, 액정 라이트밸브(74)가 갖는 액정 패널(16)의 각 화소(박막트랜지스터(173)와 이것에 접속된 화소 전극(172))는, 적색용 화상 신호에 의거하여 작동하는 구동 회로(구동 수단)에 의해 스위칭 제어(온(on)/오프(off)), 즉, 변조된다.
마찬가지로, 녹색광 및 청색광은 각각 액정 라이트밸브(75, 76)에 입사되고, 각각의 액정 패널(16)에 의해 변조되어, 이것에 의해 녹색용 화상 및 청색용 화상이 형성된다. 이 때, 액정 라이트밸브(75)가 갖는 액정 패널(16)의 각 화소는 녹색용 화상 신호에 의거하여 작동하는 구동 회로에 의해 스위칭 제어되고, 액정 라이트밸브(76)가 갖는 액정 패널(16)의 각 화소는 청색용 화상 신호에 의거하여 작동하는 구동 회로에 의해 스위칭 제어된다.
이것에 의해, 적색광, 녹색광 및 청색광은 각각 액정 라이트밸브(74, 75, 76)에 의해 변조되어, 적색용 화상, 녹색용 화상 및 청색용 화상이 각각 형성된다.
상기 액정 라이트밸브(74)에 의해 형성된 적색용 화상, 즉, 액정 라이트밸브(74)로부터의 적색광은 면(713)으로부터 다이크로익 프리즘(71)에 입사되고, 다이크로익 미러면(711)에서 도 7 중의 좌측으로 반사되며, 다이크로익 미러면(712)을 투과하여 출사면(716)으로부터 출사된다.
또한, 상기 액정 라이트밸브(75)에 의해 형성된 녹색용 화상, 즉, 액정 라이 트밸브(75)로부터의 녹색광은 면(714)으로부터 다이크로익 프리즘(71)에 입사되고, 다이크로익 미러면(711, 712)을 각각 투과하여 출사면(716)으로부터 출사된다.
또한, 상기 액정 라이트밸브(76)에 의해 형성된 청색용 화상, 즉, 액정 라이트밸브(76)로부터의 청색광은 면(715)으로부터 다이크로익 프리즘(71)에 입사되고, 다이크로익 미러면(712)에서 도 7 중의 좌측으로 반사되며, 다이크로익 미러면(711)을 투과하여 출사면(716)으로부터 출사된다.
이와 같이, 상기 액정 라이트밸브(74, 75, 76)로부터의 각색의 광, 즉, 액정 라이트밸브(74, 75, 76)에 의해 형성된 각 화상은 다이크로익 프리즘(71)에 의해 합성되고, 이것에 의해 컬러 화상이 형성된다. 이 화상은, 투사 렌즈(72)에 의해, 소정의 위치에 설치되어 있는 스크린(320) 위에 투영(확대 투사)된다.
이 때, 액정 라이트밸브(74, 75, 76)는 상술한 바와 같은 액정 패널(16)을 구비하고 있기 때문에, 광원(301)으로부터의 광이 액정 라이트밸브(74, 75, 76)를 통과할 때의 감쇠(減衰)는 억제되어, 스크린(320) 위에 밝은 화상을 투영할 수 있다.
이상 본 발명의 마이크로렌즈 기판의 제조 방법, 마이크로렌즈 기판, 액정 패널용 대향 기판, 액정 패널 및 투사형 표시 장치의 바람직한 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않는다.
예를 들어 본 발명의 마이크로렌즈의 제조 방법에서는 임의의 목적의 공정이 1개 또는 2개 이상 추가될 수도 있다.
또한, 본 발명의 마이크로렌즈 기판을 구성하는 오목부 부착 기판은 어떠한 방법에 의해 제조된 것이어도 상관없다. 예를 들어 오목부 부착 기판은 볼록부를 갖는 몰드를 사용하여 제조된 것일 수도 있다.
또한, 상술한 실시예에서는 마스킹을 실시하여 에칭을 행하는 방법에 대해서 설명했지만, 마스킹을 실시하지 않고 에칭을 행하는 것일 수도 있다.
또한, 상술한 실시예에서는 본 발명의 마이크로렌즈 기판을 액정 패널용 대향 기판, 액정 패널 및 상기 액정 라이트밸브를 구비한 투사형 표시 장치에 사용한 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않아, 본 발명의 마이크로렌즈 기판을 예를 들어 CCD, 광통신 소자 등의 각종 전기 광학 장치, 유기 또는 무기 EL(일렉트로루미네선스) 표시 장치, 그 이외의 장치 등에 사용할 수도 있다.
또한, 상술한 실시예에서는 본 발명의 마이크로렌즈 기판을 투사형 표시 장치에 적용한 경우에 대해서 설명했지만, 투과형 스크린, 리어형 프로젝터에도 사용할 수 있다.
(실시예 1)
이하와 같이, 복수의 오목부를 구비한 마이크로렌즈용 오목부 부착 기판을 제조하고, 이 마이크로렌즈용 오목부 부착 기판을 사용하여 마이크로렌즈 기판을 제조했다.
[오목부 부착 기판의 형성 공정]
우선, 유리 기판으로서, 두께 1.2㎜의 석영 유리 기판(굴절률: 1.46)을 준비했다.
이 석영 유리 기판을 85℃로 가열한 세정액(80% 황산+20% 과산화수소수)에 침지(浸漬)하여 세정을 행하고, 그 표면을 청정화했다.
다음으로, 이 석영 유리 기판 위에 스퍼터링법에 의해 두께 0.03㎛의 Cr막을 형성했다. 즉, 석영 유리 기판의 표면에 Cr막의 마스크 및 이면 보호막을 형성했다.
다음으로, 마스크에 대하여 레이저 가공을 행하여, 다수의 초기 구멍을 형성했다(도 2의 (b) 참조).
또한, 레이저 가공은 YAG 레이저를 사용하여, 에너지 강도 1㎽, 빔 직경 3㎛, 조사 시간 60×10-9초라는 조건으로 행하였다.
형성된 초기 구멍의 평균 직경은 5㎛였다.
다음으로, 석영 유리 기판에 습식 에칭을 실시하여, 석영 유리 기판 위에 다수의 오목부를 형성했다(도 2의 (d) 참조).
이 습식 에칭의 에칭 시간은 72분으로 설정하고, 에칭액에는 불산계 에칭액을 사용했다.
다음으로, CF 가스에 의한 건식 에칭을 행하여, 마스크 및 이면 보호층을 제거했다.
이것에 의해, 석영 유리 기판 위에 다수의 오목부가 규칙적으로 배열된 오목부 부착 기판을 얻었다. 또한, 형성된 오목부의 평균 직경은 15㎛, 곡률반경은 7.5㎛였다. 또한, 인접하는 마이크로렌즈용 오목부끼리의 간격(오목부끼리의 중심 간 평균 거리)은 15㎛였다.
[밀착성 향상 처리 공정]
다음으로, 상기와 같이 하여 얻어진 오목부 부착 기판의 오목부가 형성되어 있는 면에 대하여 실란 커플링제로서 3-글리시독시프로필트리메톡시실란을 사용하여 표면 처리(밀착성 향상 처리)를 실시했다.
또한, 이 표면 처리는 오목부 부착 기판을 3-글리시독시프로필트리메톡시실란: 1㏄ 정도를 사용하여 175℃ 분위기에서 약 3시간 정도 기화(vaporization) 처리를 행하였다. 그 후, 항온항습층 내에서 80℃, 70%의 분위기 중에 약 1시간 방치함으로써 행하였다.
[압접 공정]
한편, 폴리에스테르 수지(열가소성 수지, 유리 전이점: 190℃, 굴절률: 1.60)로 구성된 두께 T1: 0.05㎜의 수지 기판을 준비했다.
이 수지 기판을 오목부 부착 기판의 오목부가 형성되어 있는 면과 대향하도록 설치했다(도 3의 (a) 참조).
다음으로, 분위기 압력을 10Pa까지 감압시킨 후, 오목부 부착 기판을 200℃로 가열했다.
그 후, 수지 기판과 오목부 부착 기판을 접촉시켰다(도 3의 (b) 참조).
다음으로, 수지 기판을 압접하고, 수지 재료를 오목부 내에 충전한 후, 수지 기판의 Tg 온도 부근까지 냉각시켜 압력을 해방시켰다(도 3의 (c) 참조).
이것에 의해, 오목부 부착 기판과 수지층이 접합된 마이크로렌즈 기판을 얻었다. 형성된 마이크로렌즈의 평균 직경은 15㎛, 평균 곡률반경은 7.5㎛였다. 또한, 수지층의 오목부 부착 기판과의 접합면에서의 평탄부로부터 접합면과는 반대측 면까지의 두께 T2는 0.04㎜였다.
(실시예 2 내지 실시예 5)
오목부 부착 기판의 제조에 있어서, 초기 구멍의 크기, 에칭 시간 등을 조정함으로써, 표 1에 나타낸 바와 같은 평균 직경 및 곡률반경의 오목부를 갖는 오목부 부착 기판을 형성하고, 수지 기판으로서, 표 1에 나타낸 바와 같은 수지 재료의 종류 및 두께의 것을 사용한 것 이외는, 상기 실시예 1과 동일하게 하여 마이크로렌즈 기판을 제조했다.
(실시예 6)
이하와 같이, 복수의 오목부를 구비한 마이크로렌즈용 오목부 부착 기판을 제조하고, 이 마이크로렌즈용 오목부 부착 기판을 사용하여 마이크로렌즈 기판을 제조했다.
[오목부 부착 기판의 형성 공정]
우선, 유리 기판으로서, 두께 1.2㎜의 석영 유리 기판(굴절률: 1.46)을 준비했다.
이 석영 유리 기판을 85℃로 가열한 세정액(80% 황산+20% 과산화수소수)에 침지하여 세정을 행하고, 그 표면을 청정화했다.
다음으로, 이 석영 유리 기판 위에 스퍼터링법에 의해 두께 0.03㎛의 Cr막을 형성했다. 즉, 석영 유리 기판의 표면에 Cr막의 마스크 및 이면 보호막을 형성했다.
다음으로, 마스크에 대하여 레이저 가공을 행하여, 다수의 초기 구멍을 형성했다(도 2의 (b) 참조).
또한, 레이저 가공은 YAG 레이저를 사용하여 에너지 강도 1㎽, 빔 직경 3㎛, 조사 시간 60×10-9초라는 조건으로 행하였다.
형성된 초기 구멍의 평균 직경은 5㎛였다.
다음으로, 석영 유리 기판에 습식 에칭을 실시하여, 석영 유리 기판 위에 다수의 오목부를 형성했다(도 2의 (d) 참조).
이 습식 에칭의 에칭 시간은 72분으로 설정하고, 에칭액에는 불산계 에칭액을 사용했다.
다음으로, CF 가스에 의한 건식 에칭을 행하여, 마스크 및 이면 보호층을 제거했다.
이것에 의해, 석영 유리 기판 위에 다수의 오목부가 규칙적으로 배열된 오목부 부착 기판을 얻었다. 또한, 형성된 오목부의 평균 직경은 15㎛, 곡률반경은 7.5㎛였다. 또한, 인접하는 마이크로렌즈용 오목부끼리의 간격(오목부끼리의 중심간 평균 거리)은 15㎛였다.
[밀착성 향상 처리 공정]
다음으로, 상기와 같이 하여 얻어진 오목부 부착 기판의 오목부가 형성되어 있는 면에 대하여 실란 커플링제로서 3-아미노프로필트리에톡시실란(신에츠카가쿠가부시키가이샤 제조, 제품명 「실란 커플링제 KBE-903」)을 사용하여 표면 처리(밀착성 향상 처리)를 실시했다.
또한, 이 표면 처리는 오목부 부착 기판을 3-아미노프로필트리에톡시실란: 1㏄ 정도를 사용하여 175℃ 분위기에서 약 3시간 정도 기화 처리를 행하였다. 그 후, 항온항습층 내에서 80℃, 70%의 분위기 중에 약 1시간 방치함으로써 행하였다.
[압접 공정]
한편, 완전히 경화에 이르지 않은 페놀계 수지(열경화성 수지, 굴절률: 1.60, 경화 온도: 180℃)로 구성된 두께 T1: 0.05㎜의 수지 기판을 준비했다. 또한, 수지 기판 중에서의 페놀 수지를 구성하는 모노머를 용해시키는 용매의 함유량은 10wt%였다.
이 수지 기판을 오목부 부착 기판의 오목부가 형성되어 있는 면과 대향하도록 설치했다(도 4의 (a) 참조).
다음으로, 분위기 압력을 10Pa까지 감압시킨 후, 오목부 부착 기판을 200℃로 가열했다.
다음으로, 오목부 부착 기판에 수지 기판을 압접하고, 수지 재료를 오목부 내에 충전하면서, 수지 재료를 경화시켰다. 그 후, 수지 기판의 100℃ 부근까지 냉각시켜 압력을 해방시켰다(도 4의 (b) 참조).
이것에 의해, 오목부 부착 기판과 수지층이 접합된 마이크로렌즈 기판을 얻었다. 형성된 마이크로렌즈의 평균 직경은 15㎛, 평균 곡률반경은 7.5㎛였다. 또한, 수지층의 오목부 부착 기판과의 접합면에서의 평탄부로부터 접합면과는 반대측 면까지의 두께 T2는 O.O4㎜였다.
(실시예 7 내지 실시예 10)
오목부 부착 기판의 제조에 있어서, 초기 구멍의 크기, 에칭 시간 등을 조정함으로써, 표 1에 나타낸 바와 같은 평균 직경 및 곡률반경의 오목부를 갖는 오목부 부착 기판을 형성하고, 수지 기판으로서, 표 1에 나타낸 바와 같은 수지 재료의 종류 및 두께의 것을 사용한 것 이외는, 상기 실시예 6과 동일하게 하여 마이크로렌즈 기판을 제조했다.
(비교예)
상기 실시예 1과 동일하게 하여 형성된 오목부 부착 기판의 오목부가 형성된 면에 미중합(未重合)(미경화)의 자외선(UV) 경화형 에폭시 수지(굴절률 1.59)를 부여했다.
다음으로, 석영 유리로 구성된 커버 유리에 의해 UV 경화형 에폭시 수지를 압접했다. 이 때, 커버 유리와 UV 경화형 에폭시 수지 사이에 공기가 침입하지 않도록 했다.
다음으로, 커버 유리 위로부터 10000mJ/㎠의 자외선을 조사함으로써, UV 경화형 에폭시 수지를 경화시키고, 커버 유리 및 오목부 부착 기판을 접합했다.
다음으로, 이 접합된 커버 유리를 연삭(硏削), 연마하여, 커버 유리의 두께를 50㎛로 했다.
그 후, 스크럽(scrub) 세정 장치를 사용한 브러시(brush) 세정에 의해 커버 유리의 연마면을 세정했다.
이것에 의해, 마이크로렌즈 기판을 얻었다. 형성된 마이크로렌즈의 평균 직경은 15㎛, 평균 곡률반경은 7.5㎛였다.
실시예 1 내지 실시예 10과 비교예에서의 오목부 부착 기판의 오목부의 평균 직경, 오목부의 곡률반경, 오목부의 깊이, 굴절률, 수지 기판을 구성하는 수지 재료의 종류, 굴절률, 유리 전이점, 용매의 함유량, 수지의 경화 온도 T3, 수지 기판 두께 T1, 제조된 마이크로렌즈 기판의 마이크로렌즈의 평균 직경, 마이크로렌즈의 곡률반경, 수지층의 두께 T2, T2/T1를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
Figure 112006028804710-pat00001
실시예 1 내지 실시예 10에서는 비교예에 비하여 용이하게 마이크로렌즈 기판을 제조할 수 있었다.
또한, 각 실시예 및 비교예의 방법을 이용하여 연속적으로 마이크로렌즈 기판을 제조한 결과, 실시예 1 내지 실시예 10에서는 안정된 품질의 마이크로렌즈 기판을 양호한 생산성으로 제조할 수 있었다. 이것에 대하여, 비교예에서는 불량품을 발생시켜 제조 수율이 상당히 열화되었다.
그리고, 상기 실시예 1 내지 실시예 10에서 얻어진 마이크로렌즈 기판을 사용하여 도 1에 나타낸 액정 패널용 대향 기판을 제조하고, 상기 액정 패널용 대향 기판을 사용하여 도 5에 나타낸 바와 같은 액정 패널을 제조하며, 상기 액정 패널을 사용하여 도 6에 나타낸 바와 같은 투사형 표시 장치를 제조했다.
얻어진 투사형 표시 장치를 사용하여 스크린에 각각 화상을 투사시킨 결과, 해상도가 높은 화상을 표시할 수 있었다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 품질이 안정된 마이크로렌즈 기판을 용이하게 제조하는 것이 가능한 마이크로렌즈 기판의 제조 방법, 마이크로렌즈 기판, 액정 패널용 대향 기판, 액정 패널 및 투사형 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims (17)

  1. 복수의 마이크로렌즈를 갖는 마이크로렌즈 기판의 제조 방법으로서,
    표면에 상기 마이크로렌즈의 형상에 대응한 형상의 복수개의 오목부를 갖는 오목부 부착 기판을 준비하는 공정과,
    수지 재료로 구성된 기재(基材)를 준비하는 공정과,
    상기 오목부 부착 기판 및 상기 기재의 적어도 한쪽을 가열한 상태에서 상기 오목부 부착 기판의 상기 오목부가 형성되어 있는 면에 상기 기재를 압접(壓接)함으로써, 상기 오목부 내에 상기 수지 재료를 충전하면서 상기 오목부 부착 기판과 상기 기재를 접합하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 기판의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오목부 부착 기판의 굴절률과 상기 수지 재료의 굴절률 차의 절대값이 0.01 이상인 마이크로렌즈 기판의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 오목부 부착 기판과 상기 기재의 접합은 감압(減壓) 분위기 하에서 행하는 마이크로렌즈 기판의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 오목부 부착 기판과 상기 기재를 접합하는 공정 전에, 상기 오목부 부착 기판의 상기 오목부가 형성되어 있는 면에 대하여 상기 수지 재료와의 밀착성을 향상시키는 표면 처리를 실시하는 밀착성 향상 공정을 갖는 마이크로렌즈 기판의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 오목부 부착 기판과 상기 기재를 접합하는 공정 전의 상기 기재의 두께를 T1[㎜], 상기 오목부 부착 기판과 상기 기재를 접합하는 공정 후의 상기 기재의 상기 오목부 부착 기판과의 접합면에서의 평탄부로부터 상기 접합면과는 반대측 면까지의 두께를 T2[㎜]로 했을 때, 0.5≤T2/T1≤0.95의 관계를 만족하는 마이크로렌즈 기판의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지 재료는 열가소성 수지인 마이크로렌즈 기판의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열은 상기 수지 재료의 유리 전이점(轉移點) 이상의 온도에서 행하는 마이크로렌즈 기판의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지 재료의 유리 전이점은 100℃ 이상인 마이크로렌즈 기판의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재는 완전히 경화(硬化)에 이르지 않는 상태의 열경화성 수지로 구성된 것인 마이크로렌즈 기판의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기재는 상기 열경화성 수지를 구성하는 모노머(monomer)를 용해시키는 용매를 1∼30% 포함하는 것인 마이크로렌즈 기판의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 오목부 부착 기판과 상기 기재를 접합하는 공정에서 상기 용매를 제거하는 마이크로렌즈 기판의 제조 방법.
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