KR100806192B1 - 백라이트 유닛의 제조 방법, 백라이트 유닛, 전기 광학장치, 및 전자 기기 - Google Patents

백라이트 유닛의 제조 방법, 백라이트 유닛, 전기 광학장치, 및 전자 기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 명도가 향상된 백라이트 유닛의 제조 방법, 광학 특성이 양호한 백라이트 유닛, 및 전기 광학 장치, 전자 기기를 제공하는 것을 과제로 한다.
직하형의 백라이트 유닛(40)은 광을 조사하는 광원으로서의 선 형상 램프(41)와, 선 형상 램프(41)로부터 조사된 광을 확산하는 확산판(43)과, 광을 반사하는 반사판(44)을 구비하고, 선 형상 램프(41)가 반사판(44)과 확산판(43) 사이에 배치되어 있으며, 확산판(43)은 장축(6)과 단축(7)을 갖는 타원면 형상의 마이크로 렌즈(30)를 복수 구비하고, 마이크로 렌즈(30)의 장축 방향과 선 형상 램프(41)의 장축 방향이 거의 직교해서 배치되어 있다.
액적 토출 헤드, 액적, 마이크로 렌즈, 마이크로 렌즈 어레이, 백라이트 유닛, 선(線) 형상 램프, 확산판, 반사판

Description

백라이트 유닛의 제조 방법, 백라이트 유닛, 전기 광학 장치, 및 전자 기기{METHOD OF MANUFACTURING BACKLIGHT UNIT, BACKLIGHT UNIT, ELECTROOPTICAL DEVICE AND ELECTRONIC EQUIPMENT}
도 1은 본 실시예에서의 백라이트 유닛(backlight unit)의 예를 나타내는 개략 사시도.
도 2는 확산판의 예를 나타내는 도면.
도 3은 백라이트 유닛의 조립 방법의 예를 나타내는 도면.
도 4는 피에조(piezo) 방식에 의한 액체 재료의 토출 원리를 설명하기 위한 도면.
도 5의 (a) 내지 (d)는 타원 형상의 마이크로 렌즈의 형성 방법을 나타내는 도면.
도 6의 (a) 내지 (g)는 타원 형상의 마이크로 렌즈의 형성 방법을 나타내는 도면.
도 7의 (a) 내지 (f)는 타원 형상의 마이크로 렌즈의 형성 방법을 나타내는 도면.
도 8의 (a) 내지 (e)는 타원 형상의 마이크로 렌즈의 형성 방법을 나타내는 도면.
도 9는 액정 표시 장치의 구체적인 예를 나타내는 도면.
도 10은 전자 기기로서의 휴대 전화를 나타내는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1…액적 토출 헤드 6…장축(長軸)
7…단축(短軸) 9…액적(29a, 29b, 29e, 29f, 29g, 29i)
30…타원 형상의 마이크로 렌즈 35…마이크로 렌즈 어레이(array)
40…백라이트 유닛 41…광원으로서의 선(線) 형상 램프
43…확산판 44…반사판
100…전기 광학 장치로서의 액정 표시 장치
600…전기 기기로서의 휴대 전화
P…기체로서의 기판
본 발명은 백라이트 유닛의 제조 방법, 백라이트 유닛, 및 전기 광학 장치, 전자 기기에 관한 것이다.
종래, 전기 광학 장치로서의 액정 표시 장치에서는 액정 표시 장치에 일체로 구성되어 있는 액정 디스플레이용 백라이트 유닛에 마이크로 렌즈를 다수 갖는 광학 시트를 배치시켜서 백라이트 유닛의 조명용 광원으로부터의 광을 효율적으로 액정 소자(화소)에 집광하는 방법이 있었다. 또한, 액적 토출법을 이용한 마이크로 렌즈의 형성 방법은 다수 보고되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 등).
예를 들면, 특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같이, 광원으로서의 선 형상 램프를 도광판(導光板)의 측면을 따라서 배치한 구조의 에지 라이트(edge-light)형(사이드 라이트(side-light)형)의 백라이트 유닛이었다. 그리고, 장축과 단축을 갖는 복수의 타원 형상의 마이크로 렌즈를 합성 수지 등의 시트 위에 금형 등을 사용해서 형성하는 방법이 제안되어 있었다.
[특허문헌 1] 일본국 공개특허 2004-157430호 공보
[특허문헌 2] 일본국 공개특허 2004-309801호 공보
그러나, 이 방법에서는 설치할 수 있는 선 형상 램프의 개수에 제한이 있기 때문에, 대형의 화면이 되면 화면 휘도(輝度)를 확보할 수 없다. 게다가, 도광체의 중량적 문제로부터도 대형화는 어렵다. 그리고, 휘도 편차는 저감시킬 수 있지만, 명도는 낮아져버렸다. 화면의 바로 아래에 선 형상 램프를 한 줄로 늘어놓는 직하형(直下型)에서는 화면을 밝게 하기 위해서는 화면 사이즈에 따라 선 형상 램프의 개수를 늘리지만, 개수가 늘어남으로써 발열, 코스트 등이 문제가 되는 경우가 있었다.
본 발명의 목적은, 명도가 향상되는 백라이트 유닛의 제조 방법, 광학 특성이 양호한 백라이트 유닛, 및 전기 광학 장치, 전자 기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 백라이트 유닛은 광을 조사하는 광원과 상기 광원으로부터 조사된 상기 광을 확산하는 확산판을 구비한 백라이트 유닛에서, 상기 확산판은 타원면 형상의 마이크로 렌즈를 복수 구비하고, 상기 마이크로 렌즈의 장축 방향과 상기 광원의 장축 방향이 거의 직교하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 백라이트 유닛에서 마이크로 렌즈의 단축의 곡률이 장축의 곡률보다 크기 때문에 장축 방향에서는 광이 확산되기 어려워져, 명도가 높아진다. 게다가, 마이크로 렌즈의 장축 방향과 광원의 장축 방향이 거의 직교하도록 배치되어 있기 때문에, 화면의 외측 전(全)방향으로 누설되는 광의 양이 적어지므로 고명도가 된다. 따라서, 명도가 높은 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
본 발명의 백라이트 유닛은 상기 백라이트 유닛이 직하형인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 백라이트 유닛이 직하형이면 선 형상 램프가 반사판과 확산판 사이에 배치되기 때문에 광의 누설을 저감할 수 있으므로 명도가 더 높은 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
본 발명의 백라이트 유닛은 상기 마이크로 렌즈가 지그재그 형상으로 배치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 마이크로 렌즈가 지그재그 형상으로 배치되면 기판 위에 밀도가 높은 배치 방법이 되기 때문에, 더 많이 배치되게 되므로 마이크로 렌즈를 통과하는 광이 더 많아진다. 그 광이 광원의 장축 방향과 거의 직교하는 방향(즉, 마이크로 렌즈의 장축 방향)으로 확산하기 더 어려워져, 더 명도가 높은 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
본 발명의 백라이트 유닛은 상기 마이크로 렌즈가 액적 토출법에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 마이크로 렌즈가 액적 토출법에 의해 형성되어 있기 때문에 금형 등을 준비할 필요가 없으므로, 형(型) 제작 비용이 발생하지 않게 되어 경제적이다. 게다가, 마이크로 렌즈의 형상이나 배치 위치가 바뀌어도 액적 토출 조건을 변경할 뿐이므로 간단하다.
본 발명의 백라이트 유닛의 제조 방법은 광을 조사하는 광원과 상기 광원으로부터 조사된 상기 광을 확산하는 확산판을 구비한 백라이트 유닛의 제조 방법에서, 타원면 형상의 마이크로 렌즈를 복수 구비한 상기 확산판을 형성하는 공정과, 상기 마이크로 렌즈의 장축 방향과 상기 광원의 장축 방향이 거의 직교하도록 배치해서 상기 백라이트 유닛을 조립하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 백라이트 유닛에서 마이크로 렌즈의 단축의 곡률이 장축의 곡률보다 크기 때문에, 장축 방향에서는 광이 확산하기 어려워져서 명도가 높아진다. 게다가, 마이크로 렌즈의 장축 방향과 광원의 장축 방향이 거의 직교하도록 배치되어 있기 때문에, 화면의 외측 전(全)방향으로 누설되는 빛의 양이 적어지므로 고명도가 된다. 따라서, 명도가 높은 백라이트 유닛을 형성할 수 있다.
본 발명의 백라이트 유닛의 제조 방법은, 상기 백라이트 유닛을 조립하는 공정에서는 상기 백라이트 유닛을 직하형으로 조립하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 백라이트 유닛이 직하형으로 조립되어 있으면 선 형상 램프가 반사판과 확산판 사이에 배치되기 때문에 광의 누설을 저감할 수 있으므로 명 도가 더 높은 백라이트 유닛을 형성할 수 있다.
본 발명의 백라이트 유닛의 제조 방법은, 상기 확산판을 형성하는 공정에서는 상기 마이크로 렌즈를 지그재그 형상으로 배치해서 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 마이크로 렌즈가 지그재그 형상으로 배치되면 기판 위로 밀도가 높은 배치 방법이 되기 때문에 많이 배치되게 되므로, 마이크로 렌즈를 통과하는 광이 더 많아진다. 그 광이 광원의 장축 방향과 거의 직교하는 방향(즉, 마이크로 렌즈의 장축 방향)으로 확산하기 더 어려워져, 명도가 더 높은 백라이트 유닛을 형성할 수 있다.
본 발명의 백라이트 유닛의 제조 방법은, 상기 확산판을 형성하는 공정에서는 상기 마이크로 렌즈를 액적 토출법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 액적 토출법에 의해 마이크로 렌즈를 형성하는 방법을 이하에 나타낸다. (1) 기체(基體) 위에 렌즈 재료로 이루어지는 액적을 배치하는 공정과, 상기 배치된 액적이 경화하기 전에 상기 액적의 일부와 중첩되도록 상기 액적을 어긋나게 배치시켜서 타원 형상의 액적을 형성하는 공정과, 상기 타원 형상의 액적을 경화시키는 공정을 구비하고 있다. (2) 기체 위에 렌즈 재료로 이루어지는 제 1 액적을 배치하는 공정과, 상기 제 1 액적을 경화시켜서 렌즈를 형성하는 공정과, 상기 제 1 액적보다 적은 양의 제 2 액적을 상기 렌즈의 일부와 중첩되도록 배치하는 공정과, 상기 제 2 액적을 경화시켜서 타원 형상의 렌즈를 형성하는 공정과, 상기 제 2 액적과는 반대측의 배치 위치에 상기 타원 형상의 렌즈의 일부와 중첩되도록 제 3 액적을 더 배치하는 공정과, 상기 제 3 액적을 경화시켜서 타원 형상의 마이크로 렌즈를 형성 하는 공정을 구비하고 있다. (3) 기체 위에 뱅크(bank) 재료로 이루어지는 제 1 액적을 배치하는 공정과, 상기 기체 위에 배치된 상기 제 1 액적을 경화시켜서 타원 형상의 베이스를 형성하는 공정과, 상기 타원 형상의 베이스에 렌즈 재료로 이루어지는 제 2 액적을 배치하는 공정과, 상기 제 2 액적을 경화시키는 공정을 구비하고 있다. (4) 기체 위에 렌즈 재료로 이루어지는 액적을 떨어져서 복수 배치하는 공정과, 상기 복수의 액적을 경화시켜서 복수의 렌즈를 형성하는 공정과, 상기 복수 형성된 렌즈 사이에 액적을 더 배치하는 공정과, 상기 액적을 경화시키는 공정을 구비하고 있다.
본 발명에 의하면, 마이크로 렌즈가 액적 토출법에 의해 형성되어 있으므로 금형 등을 준비할 필요가 없으므로 형 제작 비용이 발생하지 않게 되어 경제적이다. 게다가, 마이크로 렌즈의 형상이나 배치 위치가 바뀌어도 액적 토출 조건을 변경하기만 하면 되므로 간단하다. 그리고, 마이크로 렌즈를 간단히 형성할 수 있으므로 백라이트 유닛의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 전기 광학 장치는 액정 패널과 백라이트 유닛을 구비한 전기 광학 장치에서 상기 백라이트 유닛으로서 상술에 기재한 백라이트 유닛을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 명도가 높은 백라이트 유닛을 전기 광학 장치에 구비하고 있으므로 고명도가 가능한 전기 광학 장치를 제공할 수 있다. 게다가, 액적 토출법으로 타원 형상의 마이크로 렌즈를 구비한 확산판을 간단히 형성할 수 있으므로 백라이트 유닛 및 전기 광학 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 전자 기기는 상술에 기재한 전기 광학 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 고명도가 가능한 전기 광학 장치를 구비하고 있으므로 표시 성능이 향상 가능한 전자 기기를 제공할 수 있다. 게다가, 전기 광학 장치를 간단히 형성할 수 있으므로 전자 기기의 생산성을 향상시킬 수 있다.
(실시예)
본 실시예에서는 기판 위에 액적 토출법에 의해 형성한 타원 형상의 마이크로 렌즈를 구비한 확산판을 갖는 백라이트 유닛에 대해서 설명한다. 또한, 선 형상 램프의 장축 방향과 타원 형상의 마이크로 렌즈의 장축 방향이 거의 직교하도록 배치되어 있다.
도 1은 본 실시예에서의 백라이트 유닛(40)의 예를 나타내는 개략 사시도이다. 도 1을 참조해서 본 발명의 백라이트 유닛(40)에 관해서 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 백라이트 유닛(40)은 직하형이다. 백라이트 유닛(40)은 광원으로서의 선 형상 램프(41), 이 선 형상 램프(41)로부터 조사된 광을 확산하기 위한 확산판(43), 광을 반사하기 위한 반사판(44)으로 구성되어 있다. 확산판(43)은 기판(P) 위에 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)가 복수 개 형성되어 있다. 선 형상 램프(41)는 복수 개 있다(본 예에서는 2개). 선 형상 램프(41)는 반사판(44)과 확산판(43) 사이에 배치되어 있고, 선 형상 램프(41)로부터 출사된 광이 기판(P)의 뒤쪽에 조사되도록 구성되어 있다.
백라이트 유닛(40)의 구성은 이상과 같으며, 백라이트 유닛(40)에서의 광의 조사 방법에 대해 설명한다.
선 형상 램프(41)가 점등하면 선 형상 램프(41)로부터 광이 출사되고, 이 출사광이 기판(P)의 이면측으로 입사한다. 또한, 선 형상 램프(41)로부터 출사된 출사광의 일부는 반사판(44)에 반사되고, 그 반사광이 기판(P)에 입사한다. 기판(P)에 입사한 입사광 및 반사광은 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)에서 확산되어 출사한다. 또한, 기판(P)에 입사한 광은 기판(P)의 이면측에 형성된 패턴(도시 생략)에 의해 반사된다. 이 패턴은 기판(P)을 통과할 때의 광의 양을 면 내에서 균일해지게 하도록 배치되어 있다(도시 생략).
도 2는 본 실시예에서의 확산판(43)의 예를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조해서 본 발명의 확산판(43)에 대해서 설명한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 확산판(43)은 기판(P)과 이 기판(P)의 표면에 갖는 복수의 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)(마이크로 렌즈 어레이(35))를 구비하고 있다.
기판(P)은 광선을 투과시킬 필요가 있으므로 투명, 특히 무색 투명한 합성 수지로 형성되어 있다. 기판(P)에 이용되는 합성 수지로서는 특별히 한정되는 것은 없고, 예를 들면 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphtahalate), 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리스틸렌, 폴리올레핀(polyolefin), 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 내후성(耐候性) 염화 비닐(weather-resistant polyvinyl chloride), 방사선 경화형 수지 등을 들 수 있다.
기판(P)의 두께(평균 두께)는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 10㎛ 이상 500㎛ 이하, 바람직하게는 35㎛ 이상 250㎛ 이하, 특별히 바람직하게는 50㎛ 이상 188㎛ 이하로 된다. 기판(P)의 두께가 상기 범위 미만이면, 백라이트 유닛 등에서 열에 바랬을 때에 컬(curl)이 발생하기 쉬워져 취급이 곤란해지는 등의 불편이 발생한다. 반대로, 기판(P)의 두께가 상기 범위를 넘으면, 액정 표시 장치의 휘도가 저하되어버리는 경우가 있고, 또한 백라이트 유닛의 두께가 커져서 액정 표시 장치의 박형화(博型化) 요구에 반하게 된다.
마이크로 렌즈 어레이(35)는 기판(P)의 표면에 돌출 설치되는 복수의 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)로 구성되어 있다. 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)는 볼록 형상이다.
타원 형상의 마이크로 렌즈(30)는 장축(6)과 단축(7)을 갖고 있다. 마이크로 렌즈(30)의 장축 방향의 곡률이 단축 방향의 곡률보다 작으므로 장축 방향에서는 광이 확산되기 어려워져, 명도가 높아지기 쉽다. 또한, 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)는 볼록 형상이 되어 있고, 타원면 형상을 갖고 있다.
타원 형상의 마이크로 렌즈(30)는 기판(P)의 표면에 비교적 조밀하고 기하학적으로 배치되어 있다. 구체적으로는, 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)는 기판(P)의 표면에서 지그재그 형상의 배치 패턴으로 배치되어 있다. 그리고, 피치 및 렌즈간 거리가 일정하다. 이 지그재그 형상의 배치 패턴은 평면 형상이 타원 형상인 마이크로 렌즈(30)를 가장 조밀하게 배열 설치할 수 있어, 확산판(43)의 집광 기능, 확산 기능 등의 광학적 기능을 향상시킬 수 있다.
그리고, 기판(P) 위로 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)가 지그재그 형상으로 고밀도로 배치되어 있으므로 기판(P) 위에는 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)가 배치되어 있지 않은 간극(間隙)이 적어져, 마이크로 렌즈(30)를 통과하는 빛이 더 많아지고, 집광성이 더욱 향상되기 쉬워지므로 더욱 고명도인 백라이트 유닛(40)(도 1 참조)을 형성할 수 있다.
도 3은 본 실시예에서의 백라이트 유닛(40)의 조립 방법의 예를 나타내는 도면이다. 도 3을 참조해서 본 발명의 백라이트 유닛(40)의 조립 방법에 대해서 설명한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 선 형상 램프(41)가 배치된 반사판(44)에 확산판(43)을 결합시켜서 백라이트 유닛(40)을 조립한다. 예를 들면, 반사판(44)에 확산판(43)을 배치함으로써 백라이트 유닛(40)을 조립할 수 있다. 그리고, 도 1에 나타낸 백라이트 유닛(40)이 만들 수 있다. 백라이트 유닛(40)은 고명도이므로 광원으로서의 선 형상 램프(41)의 수도 늘리지 않아도 되므로 선 형상 램프(41)의 발열, 코스트, 중량의 문제도 억제할 수 있다. 또한, 더욱 경량화된 백라이트 유닛(40)을 만들 수 있다.
다음으로, 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)를 형성하기 위한 액적 토출 방법에서 이용되는 액적 토출법, 표면 처리 방법, 뱅크 재료, 마이크로 렌즈 재료, 뱅크 재료 및 마이크로 렌즈 재료 경화 처리 방법에 대해 순서대로 설명한다.
<액적 토출법>
액적 토출법의 토출 기술로서는 대전 제어 방식, 가압 진동 방식, 전기 기계 변환 방식, 전기 열 변환 방식, 정전 흡인 방식 등을 들 수 있다. 여기에서, 대전 제어 방식은 재료에 대전 전극에서 전하를 부여하고, 편향 전극에서 재료의 비상(飛翔) 방향을 제어해서 토출 노즐로부터 토출시키는 것이다. 또한, 가압 진동 방식은 재료에 30㎏/㎠ 정도의 초고압을 인가해서 노즐 선단측에 재료를 토출시키는 것으로, 제어 전압을 걸지 않을 경우에는 재료가 직진해서 토출 노즐로부터 토출되고, 제어 전압을 걸면 재료 사이에 정전적인 반발이 일어나, 재료가 비산해서 토출 노즐로부터 토출되지 않는다. 또한, 전기 기계 변환 방식은 피에조 소자(압전 소자)가 펄스적인 전기 신호를 받아서 변형하는 성질을 이용한 것으로, 피에조 소자가 변형함에 따라 재료를 저장한 공간에 가연 물질을 통해서 압력을 부여해서 그 공간으로부터 재료를 밀어내서 토출 노즐로부터 토출시키는 것이다.
또한, 전기 열 변환 방식은 재료를 저장한 공간 내에 설치된 히터에 의해 재료를 급격히 기화시켜서 버블(기포)을 발생시키고, 버블의 압력에 의해 공간 내의 재료를 토출시키는 것이다. 정전 흡인 방식은 재료를 저장한 공간 내에 미소 압력을 가해서 토출 노즐에 재료의 메니스커스(meniscus)를 형성하고, 이 상태에서 정전 인력을 더하고 재료를 인출하는 것이다. 또한, 이 외에, 전장(電場)에 의한 유체(流體)의 점성 변화를 이용하는 방법이나, 방전 스파크로 날리는 방법 등의 기술도 적용 가능하다. 액적 토출 방법은 재료의 사용에 낭비가 적고, 게다가 원하는 위치에 원하는 양의 재료를 정확히 배치할 수 있다는 이점을 갖는다. 또한, 액적 토출법에 의해 토출되는 액체 재료의 한 방울의 양은 예를 들면 1~300나노그램이다.
도 4는 피에조 방식에 의한 액체 재료의 토출 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에서, 액체 재료를 수용하는 액체실(21)에 인접해서 피에조 소자(22)가 설치되어 있다. 액체실(21)에는 액체 재료를 수용하는 재료 탱크를 포함하는 액체 재료 공급계(23)를 통해서 액체 재료가 공급된다. 피에조 소자(22)는 구동 회로(24)에 접속되어 있고, 이 구동 회로(24)를 통해서 피에조 소자(22)에 전압을 인가하고 피에조 소자(22)를 변형시킴으로써 액체실(21)이 변형되어 토출 노즐(25)로부터 액체 재료가 토출된다. 이 경우, 인가 전압의 값을 변화시킴으로써 피에조 소자(22)의 왜곡량이 제어된다. 또한, 인가 전압의 주파수를 변화시킴으로써 피에조 소자(22)의 왜곡 속도가 제어된다. 피에조 방식에 의한 액적 토출은 재료에 열을 가하지 않으므로 재료의 조성에 영향을 끼치기 힘들다는 이점을 갖는다.
<표면 처리 방법>
표면 처리 방법으로서는 액적의 접촉각 제어를 위한 발액화 처리로서 기판의 표면에 유기 박막을 형성하는 방법, 또는, 플라스마 처리법 등을 채용할 수 있다. 또한, 발액화 처리를 양호하게 행하기 위해, 전(前)처리 공정으로서 세정을 행하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 자외선 세정, 자외선/오존 세정, 플라스마 세정, 산 또는 알칼리 세정 등을 채용할 수 있다.
발액화 처리로서 유기 박막을 형성하는 방법에서는, 배선 패턴을 형성해야 할 기판의 표면에 실란(silane) 화합물이나 계면 활성제 등의 유기 분자로 유기 박막을 형성한다.
기판의 표면을 처리하기 위한 유기 분자는 기판에 물리적 또는 화학적으로 결합 가능한 관능기(官能基)와, 그 반대측에 친액기(親液基) 또는 발액기(撥液基) 등, 기판의 표면성을 개질(改質)하는(표면 에너지를 제어하는) 관능기를 구비하고 있어, 기판에 결합해서 유기 박막을 형성하고, 이상적으로는 단분자막이 된다. 그 중에서도, 기판과 결합 가능한 관능기와 그 반대측의 기판의 표면을 개질하는 관능기를 연결하는 유기 구조가 탄소의 직쇄(直鎖)(carbon straight chain) 또는 일부 분기한 탄소쇄(carbon chain partially)인 유기 분자는 기판에 결합해서 자기 조직화(self assembled)해서 치밀한 자기 조직화막(self-assembled layer)을 형성한다.
여기에서, 자체 조직화막이란 기판의 하지층(下地層) 등의 구성 원자와 반응 가능한 결합성 관능기와 그 이외의 직쇄(straight-chain)나 방향환(芳香換) 구조(aromatic ring structure)로 이루어지고, 직쇄 부위 사이에서의 판데르 발스(van der Waals) 상호 작용이나 방향환 사이에서의 π-π 스태킹(stacking)에 의해 지극히 높은 배향성을 갖는 화합물을 배향시켜서 형성된 막이다. 이 자기 조직화막은 단분자를 배향시켜서 형성되어 있으므로, 막 두께를 지극히 얇게 할 수 있고, 또한, 분자 레벨에서 균일한 막이 된다. 즉, 막의 표면에 동일한 분자가 위치하므로, 막의 표면에 균일하고 우수한 발액성이나 친액성을 부여할 수 있다.
상기의 높은 배향성을 갖는 화합물로서, 예를 들면 하기 일반식 R1SiX1 aX2 (3-a)에 나타낸 바와 같은 실란 화합물을 이용할 수 있다. 식 중, R1은 유기기(有機基) 를 나타내고, X1 및 X2는 -OR2, -R2, -Cl을 나타내고, X1 및 X2에 포함되는 R2는 탄소수 1~4의 알킬기를 나타내며, a는 1~3의 정수이다.
일반식 R1SiX1 aX2 (3-a)로 나타내는 실란 화합물은 실란 원자에 유기기가 직환(直換)되고, 남은 결합기에 알콕시(alkoxy)기 또는 알킬기 또는 염소기가 직환된 것이다. 유기기 R1의 예로서는, 예를 들면 페닐(phenyl)기, 벤질(benzyl)기, 페네틸(phenethyl)기, 히드록시페닐(hydroxyphenyl)기, 클로로페닐(chlorophenyl)기, 아미노페닐(aminophenyl)기, 나프틸(naphthyl)기, 티안스레닐(thianthrenyl)기, 피레닐(pyrenyl)기, 티에닐(thienyl)기, 피롤릴(pyrrolyl)기, 시클로헥실(cyclohexyl)기, 시클로헥세닐(cyclohexenyl)기, 시클로펜틸(cyclopentyl)기, 시클로펜테닐(cyclopentenyl)기, 피리디닐(pyridinyl)기, 메틸기, 에틸기, n-프로필(n-propyl)기, 이소프로필(isopropyl)기, n-부틸(n-butyl)기, 이소부틸(isobutyl)기, sec-부틸(sec-butyl)기, tert-부틸(tert-butyl)기, 옥타데실(octadecyl)기, n-옥틸(n-octyl)기, 클로로메틸기, 메톡시에틸(methoxyethyl)기, 히드록시에틸(hydroxyethyl)기, 아미노에틸기, 시아노(cyano)기, 메르캅토프로필(mercaptopropyl)기, 비닐기, 알릴(allyl)기, 아크릴록시에틸(acryloxyethyl)기, 메타크리록시에틸(metacryloxyethyl)기, 글리시독시프로필(glycydoxypropyl)기, 아세톡시(acetoxy)기 등을 예시할 수 있다.
X1의 알콕시기나 염소기, Si-O-Si 결합 등을 형성하기 위한 관능기로서, 물 에 의해 가수분해돼서 알코올이나 산으로 탈리(脫離)한다. 알콕시기로서는 예를 들면, 메톡시(methoxy)기, 에톡시(ethoxy)기, n-프로폭시(n-propoxy)기, 이소프로폭시(isopropoxy)기, n-부톡시(n-butoxy)기, 이소부톡시(isobutoxy)기, sec-부톡시(sec-butoxy)기, tert-부톡시(tert-butoxy)기 등을 들 수 있다.
R2의 탄소수는 탈리하는 알코올의 분자량이 비교적 작아, 제거가 용이하고 형성되는 막의 치밀성 저하를 억제할 수 있다는 관점에서, 1~4의 범위인 것이 바람직하다.
일반식 R1SiX1 aX2 (3-a)로 나타내는 대표적인 발액성 실란 화합물로는, 함(含)불소 알킬 실란 화합물을 들 수 있다. 특히 R1이 퍼플루오로알킬(perfluoroalkyl) 구조 CnF2n +1로 표시되는 구조를 갖는 것으로, n은 1~18의 정수를 나타낸다. 함불소 알킬 실란 화합물을 이용함으로써 막의 표면에 플루오로알킬기가 위치하도록 각 화합물이 배향돼서 자기 조직화막이 형성되므로, 막의 표면에 균일한 발액성을 부여할 수 있다.
플루오로알킬기나 퍼플루오로알킬에테르(perfluoroalkylether) 구조를 갖는 실란 화합물은 「FAS」로 총칭된다. 이들 화합물은 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 좋다. 또한, FAS를 이용함으로써 기판과의 밀착성과 양호한 발액성을 얻을 수 있다.
또한, 실란 화합물 이외에도 상기의 높은 배향성을 갖는 화합물로서, 하기의 일반식 R1Y1로 나타내는 것과 같은 계면 활성제를 이용할 수도 있다. R1Y1 중, R1은 소수성(疎水性)의 유기기를 나타내고, Y1은 친수성의 극성기(極性基), -OH, -(CH2CH2O)nH, -COOH, -COOA, -CONH2, -SO3H, -SO3A, -OSO3H, -OSO3A, -PO3H2, -PO3A, -NO2, -NH2, -NH3B(암모늄염), ≡NHB(피리디늄(pyridinium)염), -NX1 3B(알킬암모늄염) 등이다. 단, A는 1개 이상의 양이온을 나타내고, B는 1개 이상의 음이온을 나타내는 것으로 한다. 또한, X1는 상술한 것과 동일한 탄소수 1~4의 알킬기의 의미를 나타내는 것으로 한다.
일반식 R1Y1로 나타내는 계면 활성제는 양친매성 화합물이며, 친유성(親油性)의 유기기 R1에 친수성의 관능기가 결합된 화합물이다. Y1은 친수성의 극성기를 나타내고, 기판과의 결합 또는 흡착하기 위한 관능기로서, 유기기 R1은 친유성을 갖고, 친수면의 반대측에 늘어섬으로써 친수면 위에 친유면이 형성된다.
일반식 R1Y1로 나타내는 대표적인 발액성 실란 화합물로서는 함불소 알킬 계면 활성제를 들 수 있다. 특히 R1이 퍼플루오로알킬 구조 CnF2n +1이나 퍼플루오로알킬에테르 구조로 나타내는 구조를 갖는 것이며, n은 1~18의 정수를 나타낸다.
이들의 퍼플루오로알킬 구조나 퍼플루오로알킬에테르 구조를 갖는 계면 활성제는 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 좋다. 또한, 퍼플루 오로알킬기를 갖는 계면활성제를 이용함으로써 기판과의 밀착성과 양호한 발액성을 얻을 수 있다.
또한, 불소를 함유하지 않는 알킬 구조여도 좋고, 일반적인 계면 활성제에도 치밀한 막을 형성시킴으로써 발액성을 얻을 수 있다.
실란 화합물이나 계면 활성제 등의 유기 분자 등으로 이루어지는 유기 박막은, 상기의 원료 화합물과 기판(P)을 동일한 밀폐 용기 중에 넣어두고, 실온에서 2~3일간 정도 방치함으로써 기판(P) 위에 형성된다. 또한, 밀폐 용기 전체를 80~140℃로 유지함으로써 1~3시간 정도로 기판 위에 형성된다. 이것은 기상(氣相)으로부터의 형성법이지만, 액상(液相)으로부터도 자기 조직화막을 형성할 수 있다. 예를 들면, 원료 화합물을 포함하는 용액 중에 기판을 30분~6시간 침지(浸漬)시키고, 세정, 건조함으로써 기판 위에 자기 조직화막이 형성된다. 또한, 원료 화합물을 포함하는 용액을 40~80℃로 가열함으로써 5분~2시간의 침지로 자기 조직화막을 형성할 수 있다.
한편, 플라스마 처리법에서는 상압(常壓) 또는 진공 중에서 기판(P)에 대해서 플라스마 조사를 행한다. 플라스마 처리에 이용하는 가스종(種)은 배선 패턴을 형성해야 하는 기판(P)의 표면 재질 등을 고려해서 여러 가지로 선택할 수 있다. 처리 가스로서는 플루오로카본(fluorocarbon)계 화합물을 적절히 이용할 수 있어, 예를 들면, 4불화메탄(tetra-fluoromethane), 퍼플루오로헥산(perfluorohexane), 퍼플루오로데칸(perfluorodecane) 등을 예시할 수 있다. 4불화메탄을 처리 가스로 하는 플라스마 처리법(CF4 플라스마 처리법)의 처리 조건은, 예를 들면 플라스마 파워가 50~1000W, 4불화 탄소가스 유량(流量)이 50~100㎖/min, 플라스마 방전 전극에 대한 기판 반송 속도가 0.5~1020㎜/sec, 기판 온도가 70~90℃로 한다.
<뱅크 재료>
뱅크 재료로서는 형성시에는 액적으로서 토출 가능한 액상이고, 그 후 고형화 가능한 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 이러한 재료로서는 수지를 용매에 용해한 용액을 도포한 후, 용제를 제거하도록 한 것, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 광경화성 수지, 수지 용액, 미립자 분산액 등 여러 가지의 수지나 미립자를 들 수 있다.
뱅크 재료로서는 일반적으로 폴리이미드(polyimide), 아크릴 수지, 노볼락(novolac)계 수지 등의 유기 재료가 사용된다. 상기한 것 외에도, 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol), 불포화 폴리에스테르(unsaturated polyester), 메틸메타크릴(methyl-methacryl) 수지, 폴리에틸렌, 디알릴 프탈레이트(diallyl phthalate), 에틸렌프로필렌디엔 모노머(ethylene-propylene-diene monomer), 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄, 멜라민(melamine) 수지, 폴리카보네이트, 폴리염화비닐, 폴리아미드, 스틸렌부타디엔 고무(stylene-butadiene rubber), 클로로프렌 고무(chloroprene rubber), 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리스틸렌, 폴리초산비닐(polyvinyl acetate), 폴리에스테르, 폴리부타디엔, 폴리벤지미다졸(polybenzimidazole), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 에피클로로히드 린(epichlorohydrin), 폴리술파이드(polysulfide), 폴리이소프렌(polyisoprene) 등의 올리고머(oligomer), 폴리머(polymer) 등을 채용할 수 있다.
뱅크 재료는 접촉시키는 수지나 용액에 용해 또는 반응해서는 안되기 때문에 토출 후에 광 또는 열에 의해 경화하는 경화성 수지인 것이 바람직하다.
이러한 광경화성 수지는 보통 적어도 1개 이상의 관능기를 갖고, 광중합(光重合) 개시제에 광을 조사함으로써 발생하는 이온 또는 라디칼(radical)에 의해 이온 중합, 라디칼 중합을 행하고, 분자량을 증가시켜서 필요하다면 가교(架橋) 구조의 형성을 행하는 모노머나 올리고머와 광중합 개시제를 적어도 갖는 수지 조성물을 경화시킨 것이다. 여기에서 말하는 관능기란, 비닐기, 카르복실(carboxyl)기, 아미노기, 수산기, 에폭시기 등의 반응의 원인이 되는 원자단 또는 결합 양식을 말한다.
또한, 열경화 수지는 보통 적어도 1개 이상의 관능기를 갖고, 열중합 개시제에 열을 가함으로써 발생하는 이온 또는 라디칼에 의해 이온 중합, 라디칼 중합을 행하고, 분자량을 증가시켜서 필요하다면 가교 구조의 형성을 행하는 모노머나 올리고머와 열중합 개시제를 적어도 갖는 수지 조성물을 경화시킨 것이다. 여기에서 말하는 관능기란, 비닐기, 카르복실기, 아미노기, 수산기, 에폭시기 등의 반응의 원인이 되는 원자단 또는 결합 양식을 말한다.
또한, 바니쉬(varnish)와 같이, 수지의 용액에서는 폴리이미드와 같이 미리 내열성이 우수한 폴리머를 용해시켜두고, 건조에 의해 석출(析出)시킴으로써 광이나 열로 경화시키지 않고 뱅크로 채용할 수 있다.
또한, 내열성과 우수한 광 투과성을 획득할 수 있다는 점에서, 미립자 분산액을 채용할 수도 있다. 미립자로서는 실리카(silica), 알루미나(alumina), 티타니아(titania), 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 아크릴 수지, 유기 실리콘 수지, 폴리스틸렌, 요소 수지, 포름알데히드 축합물(formaldehyde condensate) 등의 미립자를 들 수 있고, 이들 중의 1종이 이용되거나 복수 종이 혼합되어 이용된다. 미립자를 채용한 경우는 건조에 의해 퇴적함으로써 응집시켜서 뱅크로서 사용할 수 있다. 또한, 입자 사이 및 기판 입자 사이에서 밀착성을 향상시키기 위해, 입자 표면에 감광성 또는 감열성의 표면 처리를 실시해도 좋다.
상기 뱅크 재료의 액적은 목적의 기능을 손상시키지 않는 범위에서 필요에 따라 불소계, 실리콘계, 노니온계 등의 표면 장력 조절재를 미량 첨가할 수 있다. 이들의 표면 장력 조절재는 도포 대상물로의 습윤성의 제어를 가능하게 하고, 도포한 막의 레벨링성(leveling property)을 개량해서 도포막의 돌기 발생, 래시(rash) 발생 등의 방지를 돕는 것이다.
이렇게 해서 조제한 뱅크 재료의 액적의 점도는 1~50m㎩·s인 것이 바람직하다. 액적 토출 장치에서 용액을 도포할 경우, 점도가 1m㎩·s보다 작은 경우에는 노즐 주변부가 액적의 유출에 의해 오염되기 쉽고, 또한, 점도가 50m㎩·s보다 큰 경우는 노즐공에서의 막힘 빈도가 높아져서 원활한 액적의 토출이 곤란해지기 때문이다. 더욱 바람직하게는 5~20m㎩·s인 것이 바람직하다.
또한, 이렇게 해서 조제한 뱅크 재료의 액적의 표면 장력은 1~50m㎩·s인 것이 바람직하다. 이 표면 장력은 0.02~0.07N/m의 범위에 들어가는 것이 요망된다. 액적 토출 장치에서 용액을 도포할 경우, 표면 장력이 0.02N/m 미만이면 액적의 노즐면에 대한 습윤성이 증대하기 때문에 비행 휨이 발생하기 쉬워지고, 0.07N/m을 넘으면 노즐 선단에서의 메니스커스의 형상이 안정되지 않으므로 액적의 토출량, 토출 타이밍의 제어가 곤란해지기 때문이다.
<마이크로 렌즈 재료>
타원 형상의 마이크로 렌즈(30)를 구성하는 재료로서는, 형성시에는 액적으로서 토출 가능한 액상이며 그 후 경화 가능한 것으로, 또한 경화 후 렌즈로서의 기능을 가질 수 있는 광에 대해서 투과성을 갖는 재료이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 이러한 수지로서는 상기 투과성을 갖는 수지를 용매에 용해시킨 용액을 도포한 후 용제를 제거하도록 한 것, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 광경화성 수지 등 여러 가지의 수지를 들 수 있지만, 경화가 용이하고 신속하며, 또한 경화시에 렌즈 성형 재료 및 기재(基材)가 고온이 되지 않는 점에서 광경화성 수지가 바람직하다.
이러한 광경화성 수지는 보통 적어도 1개 이상의 관능기를 갖고, 광중합 개시제에 광을 조사함으로써 발생하는 이온 또는 라디칼에 의해 이온 중합, 라디칼 중합을 행하고, 분자량을 증가시켜서 필요하다면 가교 구조의 형성을 행하는 모노머나 올리고머와 광중합 개시제를 적어도 갖는 수지 조성물을 경화시킨 것이다. 여기서 말하는 관능기란 비닐기, 카르복실기, 수산기 등의 반응의 원인이 되는 원자단 또는 결합 양식을 말한다.
이러한 모노머, 올리고머로서는 불포화 폴리에스테르형(型), 엔티 올(enethiol)형, 아크릴형 등을 들 수 있고, 그 중에서도 경화 속도, 물성(物性) 선택의 폭의 넓이에서 아크릴형이 바람직하다. 이러한 아크릴형의 모노머, 올리고머 중, 단(單)관능기인 것으로는 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate), 2-에틸헥실 EO 부가물 아크릴레이트(2-ethylhexyl EO adduct acrylate), 에톡시디에틸렌글리콜 아크릴레이트(ethoxydienthyleneglycol acrylate), 2-히드록시에틸 아크릴레이트(2-hydroxyethyl acrylate), 2-히드록시프로필 아크릴레이트(2-hydroxypropyl acrylate), 2-히드록시에틸 아크릴레이트의 카프로락톤(caprolactone) 부가물, 2-페녹시에틸 아크릴레이트(2-phenoxryethyl acrylate), 페녹시에틸렌글리콜 아크릴레이트(phenoxyethyleneglycol acrylate), 노닐페놀 EO 부가물 아크릴레이트(nonylphenol EO adduct acrylate), 노닐페놀 EO 부가물에 카프로락톤 부가한 아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트(2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate), 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트(tetrahydrofurfuryl acrylate), 푸르푸릴알코올(furfurylalcohol)의 카프로락톤 부가물 아크릴레이트, 아크릴로일모르폴린(acryloylmorpholine), 디시클로펜테닐 아크릴레이트(dicyclopentenyl acrylate), 디시클로로펜타닐 아크릴레이트(dicyclopentanyl acrylate), 디시클로펜테닐옥시에틸 아크릴레이트(dicyclopenenyloxyethyl acrylate), 이소보닐 아크릴레이트(isobornyl acrylate), 4,4-디메틸-1,3-디옥솔란(4,4-dimethyl-1,3-dioxolan)의 카프로락톤 부가물의 아크릴레이트, 3-메틸-5,5-디메틸-1,3-디옥솔란의 카프로락톤 부가물의 아크릴레이트 등을 들 수 있다.
또한, 아크릴형의 모노머, 올리고머 중, 다관능인 것으로서는 헥산디올 아크릴레이트(hexanediol acrylate), 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트(neopentyl gloycol diacrylate), 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(tripropylene glycol diacrylate), 히드록시피바레이트 네오펜틸 글리콜에스테르 디아크릴레이트(hydroxypivaline neopentyl gloycolester diacrylate), 히드록시피바레이트 네오펜틸 글리콜에스테르의 카프로락톤 부가물 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올(1,6-hexanediol)의 디글리시딜에테르(diglycidylether)의 아크릴산(acrylate) 부가물, 히드록시피발알데히드(hydroxypivalaldehyde)와 트리메틸올프로판(trimethylolpropane)의 아세탈(acetal) 화합물의 디아크릴레이트, 2,2-비스[4-(아크릴로이록시디에톡시)페닐]프로판(2,2-bis[4-(acryloyloxydiethoxy) phenyl] propane), 2,2-비스[4-(아크릴로이록시디에톡시)페닐]메탄(2,2-bis[4-(acryloyloxydiethoxy) phenyl] methane), 수첨(水添) 비스페놀 에틸렌옥시드(hydrogenated bisphenol ethyleneoxide) 부가물의 디아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트(tricyclodecane dimethanol diacrylate), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate), 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate), 트리메틸올프로판 프로필렌옥시드(trimethylolpropane propyleneoxide) 부가물 트리아크릴레이트, 글리세린 프로필렌옥시드(glycerin propyleneoxide) 부가물 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 펜타아크릴레이트(dipentaerythritol hexa-acrylate penta-acrylate) 혼합물, 디펜타에리트리톨의 카프로락톤 부가물 아크릴레이트, 트리스(아크릴로일옥시에틸) 이소시아누레이트(tris (acryloyloxyethyl) isocyanurate), 2-아크릴로일옥시에틸 포스페이트(2-acryloyloxyethyl phosphate) 등을 들 수 있다.
또한, 상기의 투과성을 갖는 수지에는 미리 광 확산성 미립자를 혼합 분산시켜 두어도 좋다. 광 확산성 미립자로서는 실리카, 알루미나, 티타니아, 탄산 칼슘, 수산화 알루미늄, 아크릴 수지, 유기 실리콘 수지, 폴리스틸렌, 요소 수지, 포름알데히드 축합물 등의 미리자를 들 수 있고, 이들 중 1종이 이용되거나 복수 종이 혼합되어 이용된다. 단, 광 확산성 미립자가 충분한 광 확산성을 발휘하기 위해서는 이 미립자가 광 투과성인 경우, 그 굴절률이 상기 광 투과성 수지의 굴절률과 충분히 차가 있을 필요가 있다. 따라서, 광 확산성 미립자가 광 투과성인 경우에는 이러한 조건을 만족하도록 사용하는 광 투과성 수지에 따라 적당히 선정되어 이용된다.
이러한 광 확산성 미립자는 상술한 바와 같이 미리 광 투과성 수지에 분산시킴으로써 액적 토출 헤드로부터 토출 가능한 액상으로 조정되어 있다. 그때, 광 확산성 미립자의 표면을 계면 활성제로 피복 처리하는 것이나, 또는 용융 수지로 덮는 처리를 행함으로써 광 확산성 미립자의 광 투과성 수지로의 분산성을 높여두는 것이 바람직하고, 이러한 처리를 행함으로써 액적 토출 헤드로부터의 토출이 양호해지는 유동성을 이 광 확산성 미립자를 분산시킨 광 투과성 수지에 부가할 수 있다. 또한, 표면 처리를 행하기 위한 계면 활성제로서는 카티온(cation)계, 아니온(anion)계, 노니온(nonion)계, 양성, 실리콘계, 불소 수지계 등의 것이 광 확산 미립자의 종류에 따라 적당히 선택되어 이용된다.
또한, 이러한 광 확산성 미립자로서는 그 입자 직경이 5㎚ 이상, 1000㎚ 이하의 것을 이용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 입자 직경이 200㎚ 이상, 500㎚ 이하의 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 범위로 하면 입자 직경이 200㎚ 이상이므로 그 광 확산성이 양호하게 확보되고, 또한 500㎚ 이하이므로 액적 토출 헤드의 노즐로부터 양호하게 토출할 수 있다.
이러한 광 확산성 미립자를 혼합 분산시킨 광 투과성 수지로부터 얻어진 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)에서는 광 확산성 미립자에 의해 복합화한 것으로부터, 더욱 한층 높은 확산 성능이 부여됨과 동시에 열가소성을 억제할 수 있으므로 우수한 내열성을 얻을 수 있다.
또한, 내열성과 우수한 광 투과성을 획득할 수 있다는 점에서 무기(無機) 성분을 포함하는 수지를 채용할 수도 있다. 구체적으로는 규소, 게르마늄, 티탄 등을 들 수 있지만, 입수하기 쉽다는 점에서는 규소(실리콘)를 함유하는 수지가 바람직하다.
이러한 폴리머로서는 폴리실옥산(polysiloxane), 폴리실란(polysilane), 폴리실라잔(polysilazane)을 들 수 있다. 이들 화합물은 고분자 주쇄(主鎖) 골격에 규소를 포함하고 있고, 열이나 광, 촉매 등에 의한 화학 반응에 의해 글라스와 유사한 규소 산화물을 형성한다. 이렇게 해서 형성된 규소 산화물은 유기 재료만으로 이루어지는 수지 등과 비교해서 우수한 내열성과 광 투과성을 갖고 있으므로 마이크로 렌즈 재료로서 적합하다.
더욱 구체적으로는 알콕시기를 갖는 폴리실옥산 용액을 용매와 함께 토출한 후, 건조하고 가열함으로써 알콕시기를 축합하여 규소 산화물을 얻을 수 있다. 또한, 폴리실란 용액을 토출한 후, 자외선을 조사해서 상기 폴리실란을 광산화함으로써 규소 산화물을 얻을 수 있다. 폴리실라잔 용액을 토출한 후, 상기 폴리실라잔을 자외선이나 산 또는 알칼리 등으로 가수분해하며 산화함으로써 규소 산화물을 얻을 수 있다.
마이크로 렌즈 재료의 잉크는 목적하는 기능을 손상시키지 않는 범위에서 필요에 따라 불소계, 실리콘계, 노니온계 등의 표면장력 조절재를 미량 첨가할 수 있다. 이들 표면장력 조절재는 잉크의 도포 대상물로의 습윤성의 제어를 가능하게 하고, 도포한 막의 레벨링성을 개량해서 도포막의 돌기 발생, 래시 발생 등의 방지를 돕는 것이다.
이렇게 해서 조제한 마이크로 렌즈 재료의 액적의 점도는 1~50m㎩·s인 것이 바람직하다. 액적 토출 장치에서 용액을 도포할 경우, 점도가 1m㎩·s보다 작은 경우에는 노즐 주변부가 액적의 유출에 의해 오염되기 쉽고, 또한 점도가 50m㎩·s보다 큰 경우는 노즐 구멍에서의 막힘 빈도가 높아져서 원활한 액적의 토출이 곤란해지기 때문이다. 더욱 바람직하게는 5~20m㎩·s인 것이 바람직하다.
또한, 이렇게 해서 조제한 마이크로 렌즈 재료의 액적의 표면장력은 1~50m㎩·s인 것이 바람직하다. 이 표면장력은 0.02~0.07N/m의 범위에 들어가는 것이 요망된다. 액적 토출 장치에서 용액을 도포할 경우, 표면장력이 0.02N/m 미만이면 액적의 노즐면에 대한 습윤성이 증대하기 때문에 비행 휨이 발생하기 쉬워지고, 0.07N/m을 넘으면 노즐 선단에서의 메니스커스의 형상이 안정되지 않기 때문에 액적의 토출량, 토출 타이밍의 제어가 곤란해지기 때문이다.
<뱅크 재료 및 마이크로 렌즈 재료 경화 처리 방법>
뱅크 재료 및 마이크로 렌즈 재료 경화 처리는 열처리 및/또는 광처리 등이 있고, 보통 대기(大氣) 중에서 행해지지만 필요에 따라 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스 분위기 중에서 행할 수도 있다. 열처리 및/또는 광처리의 처리 조건은 용매의 비점(沸點)(증기압), 분위기 가스의 종류나 압력, 중합 개시제의 반응 온도 또는 반응 노광량, 가교 반응의 반응 온도 또는 반응 노광량, 올리고머나 폴리머의 글라스 전이 온도, 기재의 내열 온도, 미립자의 분산성이나 산화성 등의 열적 거동 등을 고려해서 적당히 결정된다.
광처리에는 자외선, 원자외선, 전자선, X선 등을 이용해서 마이크로 렌즈 재료를 경화 형성할 수 있고, 어느 것이나 1J/㎠ 이하인 것이 바람직하며, 생산성 향상을 위해서는 0.2J/㎠ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 열처리에는 핫 플레이트(hotplate), 전기로(電氣爐) 등에 의한 처리 외에 램프 어닐(lamp anneal)에 의해 행할 수 있고, 경화물의 글라스 전이 온도 이하라면 200℃ 이하인 것이 바람직하다. 글라스 전이 온도 이상으로 과열한 경우, 열에 의해 곡률이 낮은 형상으로 변형될 우려가 있다.
타원 형상의 마이크로 렌즈(30)의 형성 방법에 대해서 간단히 설명한다. 형성 방법 1~4에 대해서 이하에 나타낸다.
<형성 방법 1>
도 5의 (a) 내지 도 5의 (d)는 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)의 형성 방법을 나타내는 도면이다. 도 5를 참조해서 액적 토출 방법으로 형성되는 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)의 형성 방법에 대해서 설명한다. 또한, 형성 방법 1에서는 기체 위에 렌즈 재료로 이루어지는 액적을 배치하는 공정과, 배치된 액적이 경화하기 전에 액적의 일부와 중첩되도록 액적을 어긋나게 배치시켜서 타원 형상의 액적을 형성하는 공정과, 타원 형상의 액적을 경화시키는 공정을 구비하고 있다.
기판(P)의 발액화 처리를 양호하게 행하기 위해 발액화 처리의 전처리 공정으로서 기판(P)을 세정하는 것이 바람직하다. 기판(P)의 세정 방법은, 예를 들면, 자외선 세정, 자외선/오존 세정, 플라스마 세정, 산 또는 알칼리 세정 등을 채용할 수 있다.
다음으로, 기판(P)의 표면을 표면 처리한다. 기판(P)의 표면 처리는 렌즈 직경이 되는 렌즈 재료의 착탄 직경을 작게 하는 목적으로 필요한 접촉각을 얻을 수 있도록 기판(P)의 표면을 발액화하는 것이다. 기판(P)의 표면을 발액화하는 방법으로서는 기판(P)의 표면에 유기 박막을 형성하는 방법, 플라스마 처리법 등을 채용할 수 있다. 또한, 여기에서는 유기 박막을 형성하는 방법을 채용했다. 그리고, 기판(P)의 표면은 발액성이 부여된다.
다음으로, 렌즈 재료로 이루어지는 액적을 배치하는 공정에서는 발액성이 부여된 기판(P) 위에 마이크로 렌즈 재료를 액적 토출 헤드(1)로부터 토출해서 액적(29a)을 배치시킨다(도 5의 (a) 참조). 또한, 액적 토출의 조건으로서는, 예를 들면 액적의 중량이 4ng/dot, 액적의 속도(토출 속도)가 5~7m/sec로 행함으로서 이 루어진다. 또한, 액적을 토출하는 분위기는 온도 60℃ 이하, 습도 80% 이하로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 액적 토출 헤드(1)의 토출 노즐이 막히는 일 없이 안정된 액적 토출을 행할 수 있다. 또한, 마이크로 렌즈 재료로서는 광경화성 수지 용액 외에도 열경화성 수지 용액을 선택할 수도 있고, 수지의 형태로서는 폴리머의 형태여도 모노머의 형태여도 좋다. 모노머가 액상인 경우에는 용액이 아닌 모노머 자체를 이용해도 좋다. 또한, 광이나 열에 미(未)관능성 폴리머 용액을 이용할 수도 있다. 기판(P)의 표면은 발액성이 부여되어 있으므로 액적(29a)은 튕겨지기 쉽고, 액적(29a)은 반구 형상이 되기 쉽다.
다음으로, 타원 형상의 액적을 형성하는 공정에서는 기판(P) 위에 배치된 액적(29a) 가까이에, 이 액적(29a)이 경화하기 전에 마이크로 렌즈 재료를 액적 토출 헤드(1)로부터 더 토출해서 액적(29b)을 배치시킨다(도 5의 (b) 참조). 액적(29b)이 액적(29a)의 일부를 덮도록 액적(29b)의 배치 위치를 액적(29a)의 배치 위치보다 조금 어긋나게 배치시키면 액적(29b)과 액적(29a)이 접촉해서 접속 상태가 되므로, 액적(29a)과 액적(29b)의 배치 위치가 어긋나 있으므로 타원 형상이 되기 쉽다.
마지막으로, 타원 형상의 액적을 경화시키는 공정에서는 기판(P) 위에 배치된 마이크로 렌즈 재료의 형상을 유지하기 위해 경화 처리한다. 그리고, 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)가 형성된다(도 5의 (c), 도 5의 (d) 참조). 또한, 기판(P) 위에는 발액성이 부여된 발액층(H1)이 형성되어 있다. 그리고, 복수의 마이크로 렌즈(30)가 형성되어, 장축(6)이 모두 동일 방향을 향하고 있는 마이크로 렌 즈 어레이(35)가 형성된다(도 2 참조).
<형성 방법 2>
도 6의 (a) 내지 도 6의 (g)는 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)의 형성 방법을 나타내는 도면이다. 도 6을 참조해서 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)의 형성 방법에 대해서 설명한다. 마이크로 렌즈 재료나 표면 처리 방법, 배치 방법, 경화 처리 방법 등은 동일하므로 설명을 생략한다. 또한, 형성 방법 2에서는 기체 위에 렌즈 재료로 이루어지는 제 1 액적을 배치하는 공정과, 제 1 액적을 경화시켜서 렌즈를 형성하는 공정과, 제 1 액적보다 적은 양의 제 2 액적을 렌즈의 일부와 중첩되도록 배치하는 공정과, 제 2 액적을 경화시켜서 타원 형상의 렌즈를 형성하는 공정과, 제 2 액적과는 반대측의 배치 위치에 타원 형상의 렌즈의 일부와 중첩되도록 제 3 액적을 더 배치하는 공정과, 제 3 액적을 경화하는 공정을 구비하고 있다.
형성 방법 2에서는 형성 방법 1과 마찬가지로, 기판(P)은 세정되고, 기판(P)의 표면은 발액성이 부여된다.
다음으로, 렌즈 재료로 이루어지는 제 1 액적을 배치하는 공정에서는 발액성이 부여된 상기 기판(P) 위에 마이크로 렌즈 재료를 액적 토출 헤드(1)로부터 토출해서 액적(29e)을 배치시킨다(도 6의 (a) 참조).
다음으로, 제 1 액적을 경화시켜서 렌즈를 형성하는 공정에서는 액적(29e)을 경화시켜서 렌즈(30a)를 형성한다(도 6의 (b) 참조).
다음으로, 제 2 액적을 렌즈의 일부와 중첩되도록 배치하는 공정에서는 렌즈(30a)에 중첩되도록 액적(29f)을 배치시킨다(도 6의 (c) 참조). 또한, 액 적(29e)보다 액적(29f)의 액량은 적으므로 액적(29f)의 크기는 액적(29e)보다 작다. 액적(29f)을 배치시키면, 상세한 도시는 생략되어 있지만, 액적(29f)이 습윤 확장되어 거의 타원 형상이 된다.
다음으로, 제 2 액적을 경화시켜서 타원 형상의 렌즈를 형성하는 공정에서는 액적(29f)을 경화시켜서 거의 타원 형상의 렌즈(30b)를 형성한다(도 6의 (d) 참조).
다음으로, 제 3 액적을 더 배치하는 공정에서는 렌즈(30b)에 중첩되도록 액적(29g)을 배치시킨다(도 6의 (e) 참조). 또한, 액적(29g)은 액적(29e)보다 액량은 적으므로 액적(29g)의 크기는 액적(29e)보다 작다. 액적(29g)을 배치시키면, 상세한 도시는 생략되어 있지만, 액적(29g)이 습윤 확장되어 거의 타원 형상이 된다.
마지막으로, 제 3 액적을 경화하는 공정에서는 액적(29g)을 경화시키면 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)가 형성된다(도 6의 (f), 도 6의 (g) 참조). 또한, 기판(P) 위에는 발액성이 부여된 발액층(H1)이 형성되어 있다. 그리고, 복수의 마이크로 렌즈(30)가 형성되어, 장축(6)이 모두 동일 방향을 향하고 있는 마이크로 렌즈 어레이(35)가 형성된다(도 2 참조).
<형성 방법 3>
도 7의 (a) 내지 도 7의 (f)는 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)의 형성 방법을 나타내는 도면이다. 도 7을 참조해서 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)의 형성 방법에 대해서 설명한다. 또한, 형성 방법 3에서는 기체 위에 뱅크 재료로 이루어 지는 제 1 액적을 배치하는 공정과, 기체 위에 배치된 제 1 액적을 경화시켜서 타원 형상의 베이스를 형성하는 공정과, 타원 형상의 베이스에 렌즈 재료로 이루어지는 제 2 액적을 배치하는 공정과, 제 2 액적을 경화하는 공정을 구비하고 있다.
형성 방법 3에서는 형성 방법 1과 마찬가지로 기판(P)은 세정되고, 기판(P)의 표면은 발액성이 부여된다.
다음으로, 뱅크 재료로 이루어지는 제 1 액적을 배치하는 공정에서는 발액성이 부여된 기판(P) 위에 뱅크 재료를 액적 토출 헤드(1)로부터 토출해서 액적(Ba)을 배치시킨다(도 7의 (a) 참조). 또한, 액적 토출의 조건으로서는, 예를 들면 액적의 중량이 4ng/dot, 액적의 속도(토출 속도)가 5~7m/sec로 행함으로써 이루어진다. 또한, 액적을 토출하는 분위기는 온도 60℃ 이하, 습도 80% 이하로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 액적 토출 헤드(1)의 토출 노즐이 막히는 일 없이 안정된 액적 토출을 행할 수 있다.
다음으로, 기판(P) 위에 배치된 액적(Ba) 가까이에 이 액적(Ba)이 경화하기 전에, 뱅크 재료를 액적 토출 헤드(1)로부터 더 토출해서 액적(Bb)을 배치시킨다(도 7의 (b) 참조). 액적(Bb)이 액적(Ba)의 일부를 덮도록, 액적(Bb)의 배치 위치를 액적(Ba)의 배치 위치보다 조금 어긋나게 배치시키면 액적(Bb)과 액적(Ba)이 접촉해서 접속 상태가 되므로, 액적(Bb)과 액적(Ba)의 배치 위지가 어긋나 있으므로 액적(Bc)은 타원 형상이 되기 쉽다.
다음으로, 타원 형상의 베이스를 형성하는 공정에서는 기판(P) 위에 배치된 액적(Bc)의 용매를 휘발(증발) 건조시킨 후에 경화시키면 타원 형상의 뱅크(B)가 형성된다(도 7의 (c) 참조). 또한, 뱅크(B)는 발액화 처리를 해두면 좋다. 뱅크(B)의 표면에 발액성이 부여되어 있으면, 뱅크(B)에 배치되는 마이크로 렌즈 재료가 뱅크(B)의 표면으로부터 넘치는 등의 현상을 방지할 수 있다.
다음으로, 타원 형상의 베이스에 렌즈 재료로 이루어지는 제 2 액적을 배치하는 공정에서는 기판(P) 위에 형성된 타원 형상의 뱅크(B)와 마이크로 렌즈 재료를 액적 토출 헤드(1)로부터 토출해서 액적(29i)을 배치시킨다(도 7의 (d) 참조). 마이크로 렌즈 재료인 액적(29i)이 타원 형상이 된다.
마지막으로, 제 2 액적을 경화하는 공정에서는, 액적(29i)을 경화하면 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)가 형성된다(도 7의 (e), 도 7의 (f) 참조). 또한, 기판(P) 위에는 발액성이 부여된 발액층(H1)이 형성되어 있다. 그리고, 복수의 마이크로 렌즈(30)가 형성되고, 장축(6)이 모두 동일 방향을 향하고 있는 마이크로 렌즈 어레이(35)가 형성된다(도 2 참조).
<형성 방법 4>
도 8의 (a) 내지 도 8의 (e)는 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)의 형성 방법을 나타내는 도면이다. 도 8을 참조해서 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)의 형성 방법에 대해서 설명한다. 또한, 형성 방법 4에서는 기체 위에 렌즈 재료로 이루어지는 액적을 떨어져서 복수 배치하는 공정과, 복수의 액적을 경화시켜서 복수의 렌즈를 형성하는 공정과, 복수 형성된 렌즈 사이에 액적을 더 배치하는 공정과, 액적을 경화하는 공정을 구비하고 있다.
형성 방법 4에서는 형성 방법 1과 동일하게 기판(P)는 세정되고, 기판(P)의 표면은 발액성이 부여된다.
다음으로, 렌즈 재료로 이루어지는 액적을 떨어져서 복수 배치하는 공정에서는 발액성이 부여된 상기 기판(P) 위에 마이크로 렌즈 재료를 액적 토출 헤드(1)로부터 토출해서 액적(29k)을 복수(이 경우 2개) 배치시킨다(도 8의 (a) 참조).
다음으로, 액적을 경화시켜서 복수의 렌즈를 형성하는 공정에서는 복수의 액적(29k)을 경화시켜서 렌즈(30d)를 형성한다(도 8의 (b) 참조).
다음으로, 액적을 배치하는 공정에서는, 이 렌즈(30d)의 사이를 메우도록 액적(29l)을 배치시킨다(도 8의 (c) 참조). 또한, 액적(29l)을 배치시키면 액적(29l)이 습윤 확장되어 거의 타원 형상이 된다. 또한, 액적(29l)의 액량은 액적(29k)의 액량보다 많게 해두면, 형상 정밀도가 보다 좋은 타원 형상이 되기 쉬우므로 바람직하다.
마지막으로, 액적을 경화하는 공정에서는, 액적(29l)을 경화시키면 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)가 형성된다(도 8의 (d), 도 8의 (e) 참조). 또한, 기판(P) 위에는 발액성이 부여된 발액층(H1)이 형성되어 있다. 그리고, 복수의 마이크로 렌즈(30)가 형성되고, 장축(6)이 모두 동일 방향을 향하고 있는 마이크로 렌즈 어레이(35)가 형성된다(도 2 참조).
형성 방법 1 내지 형성 방법 4에 의해 형성된 마이크로 렌즈(30)는 액적 토출법으로 형성되어 있으므로, 기판(P) 위에 형성된 마이크로 렌즈(30)는 볼록 형상의 타원면 형상을 갖고 있다(도 1, 도 3 참조).
본 실시예에서는 이하의 효과를 얻을 수 있다.
(1) 백라이트 유닛(40)에서 마이크로 렌즈(30)의 단축(7)의 곡률이 장축(6)의 곡률보다 크기 때문에, 마이크로 렌즈(30)의 장축 방향에서는 광이 확산되기 어려워져 명도가 높아진다. 게다가, 마이크로 렌즈(30)의 장축 방향과 광원으로서의 선 형상 램프(41)의 장축 방향이 거의 직교하도록 배치되어 있기 때문에, 화면의 외측 전방향으로 누설되는 광의 양이 작아지므로 고명도가 된다. 따라서, 명도가 높은 백라이트 유닛(40)을 제공할 수 있다. 백라이트 유닛(40)이 고명도가 되면, 광원으로서의 선 형상 램프(41)의 수를 늘리지 않아도 되므로 선 형상 램프(41)의 발열, 코스트, 중량의 문제도 억제할 수 있다. 선 형상 램프(41)의 수를 적게 억제할 수 있으므로 경량화가 가능한 백라이트 유닛(40)을 만들 수 있다. 선 형상 램프(41)의 수가 같으면 명도는 높아진다.
(2) 선 형상 램프(41)가 반사판(44)과 확산판(43) 사이에 배치되기 때문에 화면 바깥으로의 광의 누설을 저감할 수 있으므로 더욱 명도가 높은 백라이트 유닛(40)을 제공할 수 있다.
(3) 기판(P) 위에 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)가 지그재그 형상으로 배치됨으로써 기판(P) 위에 밀도가 높은 배치의 방법이 되므로, 더욱 많이 배치되게 되므로 마이크로 렌즈(30)를 통과하는 광이 더 많아진다. 그 광이 광원으로서의 선 형상 램프(41)의 장축 방향과 거의 직교하는 방향(즉, 마이크로 렌즈의 장축 방향)으로 확산하기 더 어려워져서 더욱 명도가 높은 백라이트 유닛(40)을 형성할 수 있다.
(4) 기판(P) 위에 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)를 액적 토출법으로 형성하 므로, 형상(치수) 변경이나 위치 변경이 있어도 액적 토출법의 조건을 변경하면 되므로 간단히 할 수 있다. 게다가, 종래 기술처럼 형상(치수) 변경이나 위치 변경이 있을 때마다 금형을 제작할 필요가 없으므로, 형 제작 비용이 들지 않아 경제적이다.
다음으로, 확산판(43)을 갖는 백라이트 유닛(40)을 사용한 본 발명의 전기 광학 장치로서의 액정 표시 장치(100)에 대해서 설명한다.
도 9는 액정 표시 장치(100)를 나타내는 도면이다. 또한, 본 도면에서는 액정 패널(110)과 백라이트 유닛(40)의 크기에는 정합이 되어있지 않다. 액정 표시 장치(100)는 백라이트 유닛(40), 액정 패널(110), 드라이버 LSI(도시 생략) 등으로 구성되어 있다. 액정 패널(110)은 2장의 글라스 기판(101a, 101b), 2장의 편광판(102a, 102b), 컬러 필터(104) 등으로 구성되어 있다. 글라스 기판(101a, 101b)의 외측 표면에는 편광판(102a, 102b)이 부착되어 있다. 글라스 기판(101a)의 내측 표면에는 TFT(105) 등이 형성되어 있다. 글라스 기판(101b)의 내측 표면에는 컬러 필터(104)나 배향막(106) 등이 형성되어 있다. 글라스 기판(101a)과 글라스 기판(101b) 사이에 액정(103)이 배치되어 있다.
글라스 기판(101a, 101b)은 액정 패널(110)을 구성하는 투명한 기판이다. 편광판(102a, 102b)은 특정한 편광 성분을 투과 또는 흡수할 수 있다. 액정(103)은 여러 종류의 네마틱(nematic) 액정을 혼합함으로써 그 특성을 조정할 수 있다. 컬러 필터(104)는 R, G, B의 삼원색을 갖는 염료나 안료가 들어간 수지막이다. TFT(105)는 액정(103)을 구동하기 위한 구동용 스위칭 소자이다. 배향막(106)은 액정(103)을 배향시키기 위한 유기 박막이며, 폴리이미드 박막이 주류이다.
그리고, 백라이트 유닛(40)으로부터 출사한 광은 편광판(102a)과 클라스 기판(101a)을 통과하고, 또한 액정(103), 배향막(106), 컬러 필터(104)를 순서대로 통과해서 소정의 화상 및 영상을 액정 패널(110)에 표시할 수 있다. 액정 표시 장치(100)는 광학 특성이 양호하고 경량화가 가능한 백라이트 유닛(40)을 구비하고 있으므로, 광학 특성이 양호하고 경량화가 가능한 전기 광학 장치로서의 액정 표시 장치(100)를 제공할 수 있다. 게다가, 액적 토출법으로 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)를 구비한 확산판(43)을 간단히 형성할 수 있는 제조방법이므로, 백라이트 유닛(40), 및 액정 표시 장치(100)의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 10은 도 9에 나타낸 전기 광학 장치로서의 액정 표시 장치(100)를 구비한 전자 기기로서의 휴대 전화(600)의 예를 나타내는 도면이다. 도 10에서 휴대 전화(600)와 액정 표시 장치(100)를 구비한 액정 표시부(601)를 나타내고 있다. 휴대 전화(600)는 광학 특성이 양호하고 경량화가 가능한 액정 표시 장치(100)를 구비한 것이므로, 예를 들면 표시 성능이 향상되고 경량화가 가능한 전자 기기로서의 휴대 전화(600)를 제공할 수 있다. 게다가, 생산성을 향상시킨 액정 표시 장치(100)를 구비하고 있으므로 휴대 전화(600)의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상, 바람직한 실시예를 들어서 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 상기 각 실시예에 한정되는 것이 아니라, 이하에 나타내는 바와 같은 변형도 포함해서, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서 다른 어떤 구체적인 구조 및 형상으로 설정할 수 있다.
(변형예 1) 상기의 실시예에서 백라이트 유닛(40)은 선 형상 램프(41)를 반사판(44)과 확산판(43) 사이에 배치하는 직하형의 구성으로 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 선 형상 램프(41)를 도광판의 측면에 배치하는 사이드 라이트형으로 채용해도 상관없다. 이렇게 해도, 마이크로 렌즈(30)의 장축 방향과 선 형상 램프(41)의 장축 방향이 거의 직교하도록 유사하게 배치되므로, 화면의 단부에서 그 화면의 바깥으로 누설되는 광의 양을 저감시킬 수 있기 때문에 고명도가 되므로, 상술한 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있어, 고명도의 백라이트 유닛(40)을 제공할 수 있다.
(변형예 2) 상술한 실시예에서 백라이트 유닛(40)은 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)를 볼록 형상으로 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)를 커피 스테인(coffee stain) 현상에 의한 피닝(pinning) 효과 등을 이용해서 오목 형상으로 해도 좋다. 이렇게 해도, 상술한 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있어, 고명도의 백라이트 유닛(40)을 제공할 수 있다.
(변형예 3) 상술한 실시예에서 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)를 액적 토출법에 의해 형성했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)를 금형 등으로 형성해도 좋다. 이렇게 해도, 상술한 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있어, 고명도의 백라이트 유닛(40)을 제공할 수 있다.
(변형예 4) 상술한 실시예에서 백라이트 유닛(40)은 타원 형상의 마이크로 렌즈(30)를 선 형상 램프와 거의 직교가 되도록 배치했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 평행해지도록 배치된 타원 형상의 마이크로 렌즈가 조금 혼재하고 있어도 좋다. 이렇게 해도, 상술한 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있어, 명도가 높은 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 명도가 향상된 백라이트 유닛의 제조 방법, 광학 특성이 양호한 백라이트 유닛, 및 전기 광학 장치, 전자 기기를 제공하는 것이 가능해진다.

Claims (10)

  1. 광을 조사하는 광원과,
    상기 광원으로부터 조사된 상기 광을 확산하는 확산판을 구비한 백라이트 유닛에 있어서,
    상기 확산판은 타원면 형상의 마이크로 렌즈를 복수 구비하고,
    상기 마이크로 렌즈의 장축(長軸) 방향과 상기 광원의 장축 방향이 직교하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛이 직하형(直下型)인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 마이크로 렌즈가 지그재그 형상으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로 렌즈가 액적 토출법에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 광을 조사하는 광원과,
    상기 광원으로부터 조사된 상기 광을 확산하는 확산판을 구비한 백라이트 유닛의 제조 방법에 있어서,
    타원면 형상의 마이크로 렌즈를 복수 구비한 상기 확산판을 형성하는 공정과,
    상기 마이크로 렌즈의 장축 방향과 상기 광원의 장축 방향이 직교하도록 배치해서 상기 백라이트 유닛을 조립하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛을 조립하는 공정에서는,
    상기 백라이트 유닛을 직하형으로 조립하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 제조 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 확산판을 형성하는 공정에서는,
    상기 마이크로 렌즈를 지그재그 형상으로 배치해서 형성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 제조 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 확산판을 형성하는 공정에서는,
    상기 마이크로 렌즈를 액적 토출법에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛의 제조 방법.
  9. 액정 패널과 백라이트 유닛을 구비한 전기 광학 장치에 있어서,
    상기 백라이트 유닛으로서 제 1 항에 기재된 백라이트 유닛을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  10. 제 9 항에 기재된 전기 광학 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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