JP2002182586A - Method for manufacturing microlens substrate, microlens substrate, method for manufacturing electrooptical device, electrooptical device, and projection type display device - Google Patents
Method for manufacturing microlens substrate, microlens substrate, method for manufacturing electrooptical device, electrooptical device, and projection type display deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロレンズ基
板の製造方法、マイクロレンズ基板、電気光学装置の製
造方法、電気光学装置、および投射型表示装置に関する
ものである。更に詳しくは、マイクロレンズ基板の製造
技術に関するものである。The present invention relates to a method for manufacturing a microlens substrate, a method for manufacturing a microlens substrate, an electro-optical device, an electro-optical device, and a projection display device. More specifically, the present invention relates to a technique for manufacturing a microlens substrate.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶プロジェクタなどの投射型表示装置
は、光源から照射された光をライトバルブとしての電気
光学装置で光変調した後、前方へ拡大投射するように形
成されている。電気光学装置の一例である液晶装置とし
ては、表示品位を高めるためにアクティブマトリクス型
の液晶装置が多く用いられている。2. Description of the Related Art A projection display device such as a liquid crystal projector is formed so that light emitted from a light source is light-modulated by an electro-optical device as a light valve and then enlarged and projected forward. As a liquid crystal device which is an example of an electro-optical device, an active matrix type liquid crystal device is often used in order to improve display quality.
【0003】アクティブマトリクス型の液晶装置では、
図12に示すように、アクティブマトリクス基板10の
側に、画素電極9aを備える画素がマトリクス状に形成
されているとともに、各画素毎にTFT30(薄膜トラ
ンジスタ)などのアクティブ素子が形成されている。こ
のようなアクティブマトリクス型の液晶装置は、高いコ
ントラスト比を容易に得ることができる反面、各画素毎
にTFT30や容量部などを作り込む必要があるため、
十分な開口率を得ることが難しいという問題点がある。In an active matrix type liquid crystal device,
As shown in FIG. 12, pixels having pixel electrodes 9a are formed in a matrix on the active matrix substrate 10 side, and an active element such as a TFT 30 (thin film transistor) is formed for each pixel. In such an active matrix type liquid crystal device, a high contrast ratio can be easily obtained, but on the other hand, a TFT 30 and a capacitor portion need to be formed for each pixel.
There is a problem that it is difficult to obtain a sufficient aperture ratio.
【0004】このような問題点を解消するために、液晶
装置を構成する一対の基板のうち、光入射側に位置する
基板(対向基板)に、多数の微少なマイクロレンズ50
0を形成し、各マイクロレンズ500によって、ブラッ
クマトリクスなどと称せられる遮光膜、アクティブ素
子、容量部などにより反射、遮光されて損失していた入
射光を、矢印L11で示すように、各画素の開口部分に
集光させることにより、透過光量を増大させ、開口率を
向上させた場合と同様の効果を得る技術が採用されてい
る。In order to solve such a problem, among a pair of substrates constituting a liquid crystal device, a large number of microlenses 50 are provided on a substrate (opposite substrate) located on the light incident side.
0 is formed, and the incident light that is reflected and shielded by the light blocking film called a black matrix or the like, an active element, a capacitor, or the like by each microlens 500 and lost, as indicated by an arrow L11, is applied to each pixel. A technique is employed in which light is condensed at the aperture to increase the amount of transmitted light and achieve the same effect as when the aperture ratio is improved.
【0005】このようなマイクロレンズ500は、ガラ
スなどからなる第1の透明基板20の表面上に微少な凹
曲面部26を形成した後、この凹曲面部26を、第1の
透明基板20とは異なる屈折率を備えた透明材料21
0、例えば合成樹脂材料、あるいは無機ガラス材料によ
って充填することにより構成される。In such a microlens 500, after forming a minute concave curved surface portion 26 on the surface of a first transparent substrate 20 made of glass or the like, the concave curved surface portion 26 Is a transparent material 21 having a different refractive index
0, for example, by filling with a synthetic resin material or an inorganic glass material.
【0006】このようなマイクロレンズ500を製法す
るにあたっては、図5(b)に示すように、第1の透明
基板20の表面に形成したマスク層60に対して、基板
エッチング用開口部61を形成した後、この基板エッチ
ング用開口部61を通して第1の透明基板20の表面を
エッチングし、図5(c)に示すように、基板エッチン
グ用開口部61を中心とする凹曲面部26を第1の透明
基板20の表面に形成する。次に、図5(d)に示すよ
うに、マスク層60を除去し、しかる後に、図6(a)
に示すように、第1の透明基板20とは異なる屈折率を
備えた透明材料210を凹曲面部26に充填し硬化す
る。このとき、第1の透明基板20には、透明材料21
0を介して第2の透明基板250を貼り合わせ、図6
(b)に示すように、第2の透明基板250の表面を研
磨して厚さを調整することにより対向基板200(マイ
クロレンズ基板)を形成する。When manufacturing such a microlens 500, as shown in FIG. 5B, a substrate etching opening 61 is formed in a mask layer 60 formed on the surface of the first transparent substrate 20. After formation, the surface of the first transparent substrate 20 is etched through the substrate etching opening 61 to form a concave curved surface portion 26 centered on the substrate etching opening 61 as shown in FIG. It is formed on the surface of one transparent substrate 20. Next, as shown in FIG. 5D, the mask layer 60 is removed.
As shown in (1), a transparent material 210 having a refractive index different from that of the first transparent substrate 20 is filled in the concave curved surface portion 26 and cured. At this time, the first transparent substrate 20 has a transparent material 21
0, and the second transparent substrate 250 is bonded through
As shown in (b), the surface of the second transparent substrate 250 is polished to adjust the thickness, thereby forming the counter substrate 200 (microlens substrate).
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
は、凹曲面部26の形状に関しては、凹曲面部26の側
面が曲面であればよいとして、その形状について十分な
配慮がなされておらず、光の損失が大きいという問題が
あった。その理由は、以下に述べる通りである。However, conventionally, regarding the shape of the concave curved surface portion 26, it is sufficient that the side surface of the concave curved surface portion 26 is a curved surface. However, there was a problem that the loss was large. The reason is as described below.
【0008】図5(c)に示すように、マスク層60に
形成した基板エッチング用開口部61を通して第1の透
明基板20の表面に等方的なエッチングを施して凹曲面
部26を形成すると、従来の製造条件では、図12に示
すように、凹曲面部26の底部261が平坦になる傾向
にある。このような形状の凹曲面部26であっても、基
板に対して略垂直な方向から光が入射する限りにおいて
は、図12に矢印L11で示すように、光が遮光膜23
を避けた位置に集光できるので、光の損失が発生しな
い。しかしながら、液晶装置に様々な角度方向から光が
入射したとき、このような光が液晶装置内をどのように
通過していくかをシミュレーションしたところ、図8
(b)に示すように、対向基板200に入射した光を遮
光膜23が形成されている位置(第2の透明基板250
の表面)で十分に絞ることができないという結果が得ら
れた。従って、液晶装置に入射した光のうち、基板に対
して斜めに傾いた方向から入射した光成分に対して、マ
イクロレンズ500は、図12に矢印L12で示すよう
に、光を遮光膜23を避けた位置に集光することができ
ず、表示に寄与しない光が発生するのである。As shown in FIG. 5C, the surface of the first transparent substrate 20 is isotropically etched through a substrate etching opening 61 formed in the mask layer 60 to form a concave curved surface portion 26. Under the conventional manufacturing conditions, as shown in FIG. 12, the bottom 261 of the concave curved surface portion 26 tends to be flat. Even in the concave curved surface portion 26 having such a shape, as long as light is incident from a direction substantially perpendicular to the substrate, the light is transmitted to the light shielding film 23 as shown by an arrow L11 in FIG.
Since light can be collected at a position avoiding light, light loss does not occur. However, when light was incident on the liquid crystal device from various angles, how the light passed through the liquid crystal device was simulated.
As shown in (b), the light incident on the opposing substrate 200 is irradiated to the position where the light shielding film 23 is formed (the second transparent substrate 250).
On the surface), it was not possible to squeeze sufficiently. Accordingly, of the light components incident on the liquid crystal device out of the light components incident from the direction oblique to the substrate, the microlens 500 passes the light through the light-shielding film 23 as shown by the arrow L12 in FIG. Light cannot be condensed at the avoiding position, and light that does not contribute to display is generated.
【0009】また、従来の液晶装置において、光の損失
が大きい理由として、以下に述べる原因もある。図5
(c)に示すように、マスク層60の基板エッチング用
開口部61を通して第1の透明基板20の表面をエッチ
ングし、凹曲面部26を形成する際には、フッ酸などの
エッチング液を用いるが、マスク層60はこのようなエ
ッチング液に対して耐蝕性を備えている必要がある。し
かしながら、このようなフッ酸系のエッチング液に耐え
得るものの材質は、かなり限定されてしまうため、マス
ク層60の第1の透明基板20に対する密着性が必ずし
も良好でない場合が多い。このような密着性が悪い状態
で第1の透明基板20をエッチングして凹曲面部26を
形成すると、第1の透明基板20とマスク層60との間
にエッチング液が浸入してマスク層60が剥離し、凹曲
面部26の形状精度が低下することになる。その結果、
マイクロレンズの集光特性が低下し、液晶装置によって
形成される画像の画質が悪化するという問題点がある。Further, the reason for the large loss of light in the conventional liquid crystal device is also as follows. FIG.
As shown in (c), when the surface of the first transparent substrate 20 is etched through the substrate etching opening 61 of the mask layer 60 to form the concave curved surface portion 26, an etching solution such as hydrofluoric acid is used. However, the mask layer 60 needs to have corrosion resistance to such an etchant. However, since the material that can withstand such a hydrofluoric acid-based etchant is considerably limited, the adhesion of the mask layer 60 to the first transparent substrate 20 is often not always good. When the first transparent substrate 20 is etched in such a state of poor adhesion to form the concave curved surface portion 26, the etchant infiltrates between the first transparent substrate 20 and the mask layer 60 and the mask layer 60 is formed. Is peeled off, and the shape accuracy of the concave curved surface portion 26 is reduced. as a result,
There is a problem that the light-collecting characteristics of the microlens deteriorate, and the image quality of an image formed by the liquid crystal device deteriorates.
【0010】また、このようなマイクロレンズの製造
は、既存の半導体工場の装置及びプロセスを転用して製
造することが可能であるが、耐蝕性のあるマスク層60
としてAu/CrやPt/Tiなどの金属を使用した場
合、トランジスター特性に重大な傷害を与えるため、同
一工場内での製造は極めてむずかしく、新たにライン整
備を行う必要があるなど、膨大な投資が必要となる。Although such a microlens can be manufactured by diverting the equipment and process of an existing semiconductor factory, the mask layer 60 having corrosion resistance can be manufactured.
If a metal such as Au / Cr or Pt / Ti is used, serious damage to the transistor characteristics will occur, making it extremely difficult to manufacture in the same factory. Is required.
【0011】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
マイクロレンズの形状精度を高めることにより、画像の
品位を高めることのできるマイクロレンズ基板の製造方
法、マイクロレンズ基板を提供することにある。In view of the above problems, an object of the present invention is to
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a microlens substrate and a microlens substrate capable of improving the quality of an image by increasing the shape accuracy of the microlens.
【0012】また、本発明の課題は、このようなマイク
ロレンズ基板の製造方法、およびマイクロレンズ基板を
用いた電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および
投射型表示装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing such a microlens substrate, a method for manufacturing an electro-optical device using the microlens substrate, an electro-optical device, and a projection display device. .
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、第1の透明基板の表面上にマスク層を
形成するマスク層形成工程と、該マスク層に基板エッチ
ング用開口部を形成する基板エッチング用開口部形成工
程と、エッチング処理により前記基板エッチング用開口
部を通して前記第1の透明基板の表面に前記基板エッチ
ング用開口部を中心とする凹曲面部を形成する凹曲面部
形成工程と、前記マスク層を除去するマスク層除去工程
と、前記第1の透明基板とは異なる屈折率を備えた透明
材料を前記凹曲面部に充填し硬化させる充填硬化工程と
を有するマイクロレンズ基板の製造方法において、前記
基板エッチング用開口部形成工程では、前記マスク層に
対して前記基板エッチング用開口部を4μm以下の径と
なるように形成することを特徴とする。According to the present invention, there is provided a mask layer forming step of forming a mask layer on a surface of a first transparent substrate, and an opening for etching a substrate is formed in the mask layer. A step of forming a substrate etching opening to be formed, and a step of forming a concave curved surface portion centered on the substrate etching opening on the surface of the first transparent substrate through the substrate etching opening by an etching process. A microlens substrate comprising: a step of removing a mask layer for removing the mask layer; and a step of filling and curing the concave curved surface portion with a transparent material having a refractive index different from that of the first transparent substrate. In the manufacturing method of (1), in the substrate etching opening forming step, the substrate etching opening is formed to have a diameter of 4 μm or less with respect to the mask layer. And wherein the door.
【0014】本発明では、第1の透明基板をエッチング
するときに用いるマスク層に対して、径が4μm以下と
いう小さな基板エッチング用開口部を形成し、この小さ
な開口部を通して、第1の透明基板にエッチングを施
す。その結果、第1の透明基板に形成される凹曲面部
は、基板エッチング用開口部を中心とする略半球状に形
成され、凹曲面部の底部に平坦部が形成されない。従っ
て、凹曲面部の底部もレンズとして機能するので、入射
した光のうち、基板に対して斜めに傾いた方向から入射
した光成分に対しても、マイクロレンズは適正に集光す
る。従って、本発明を適用したマイクロレンズ基板を液
晶装置などに用いれば、入射した光が遮光膜によって遮
られてしまうのを抑えることができるので、表示に寄与
する光量を増大させることができる。In the present invention, a small substrate etching opening having a diameter of 4 μm or less is formed in a mask layer used when etching the first transparent substrate, and the first transparent substrate is passed through the small opening. Is etched. As a result, the concave curved surface portion formed on the first transparent substrate is formed in a substantially hemispherical shape centered on the substrate etching opening, and no flat portion is formed at the bottom of the concave curved surface portion. Therefore, since the bottom of the concave curved surface portion also functions as a lens, the microlens appropriately condenses the light component of the incident light that is incident from a direction oblique to the substrate. Therefore, when the microlens substrate to which the present invention is applied is used for a liquid crystal device or the like, it is possible to suppress the incident light from being blocked by the light-shielding film, so that the amount of light contributing to display can be increased.
【0015】本発明において、前記基板エッチング用開
口部形成工程では、例えば、前記マスク形成工程で形成
した前記マスク層の表面にレジストマスクを形成した
後、該レジストマスクに露光および現像を行なって前記
マスク層の前記基板エッチング用開口部に相当する位置
に径が3μm以下のマスク層エッチング用開口部を形成
し、該マスク層エッチング用開口部から前記マスク層を
エッチングすることにより、前記マスク層に対して、径
が4μm以下の前記基板エッチング用開口部を形成す
る。In the present invention, in the substrate etching opening forming step, for example, a resist mask is formed on the surface of the mask layer formed in the mask forming step, and then the resist mask is exposed and developed. A mask layer etching opening having a diameter of 3 μm or less is formed at a position corresponding to the substrate etching opening of the mask layer, and the mask layer is etched from the mask layer etching opening to form the mask layer. On the other hand, an opening for etching the substrate having a diameter of 4 μm or less is formed.
【0016】本発明において、前記凹曲面部形成工程で
行なうエッチング処理は、例えば、ウエットエッチング
である。このウエットエッチングによればレンズの表面
状態が滑らかにできるので、内面反射が生じにくく、レ
ンズ性能が向上する。In the present invention, the etching process performed in the concave curved surface portion forming step is, for example, wet etching. According to this wet etching, since the surface state of the lens can be made smooth, internal reflection hardly occurs, and the lens performance is improved.
【0017】本発明において、前記基板エッチング用開
口部形成工程では、前記マスク層に対して前記基板エッ
チング用開口部を0.5μm以上の径となるように形成
することが好ましい。In the present invention, it is preferable that in the substrate etching opening forming step, the substrate etching opening is formed to have a diameter of 0.5 μm or more with respect to the mask layer.
【0018】本発明において、前記第1の透明基板は、
石英基板であることが好ましい。第1の透明基板に石英
基板を用いると、マスク層との密着性が高いので、エッ
チング時にマスク層が剥離しにくくなる。また、石英基
板は不純物が非常に少ないので、エッチング精度が向上
する。従って、凹曲面部の形状精度を高めることができ
るので、マイクロレンズの光学特性を向上させることが
できる。レンズ形状の精度が向上するという利点があ
る。In the present invention, the first transparent substrate comprises:
It is preferably a quartz substrate. When a quartz substrate is used as the first transparent substrate, the adhesion to the mask layer is high, so that the mask layer is hardly peeled off during etching. Further, since the quartz substrate has very few impurities, the etching accuracy is improved. Therefore, since the shape accuracy of the concave curved surface portion can be improved, the optical characteristics of the microlens can be improved. There is an advantage that the accuracy of the lens shape is improved.
【0019】本発明において、前記マスク層は、ポリシ
リコン膜からなることが好ましい。マスク層としてポリ
シリコン膜を用いると、下地とマスク層との密着性が高
いので、エッチング時にマスク層が剥離しにくくなる。
従って、凹曲面部の形状精度を高めることができるの
で、マイクロレンズの光学特性を向上させることができ
る。In the present invention, the mask layer is preferably made of a polysilicon film. When a polysilicon film is used as the mask layer, the adhesion between the base and the mask layer is high, so that the mask layer is hardly peeled off during etching.
Therefore, since the shape accuracy of the concave curved surface portion can be improved, the optical characteristics of the microlens can be improved.
【0020】本発明において、前記マスク層は、アモル
ファスシリコンからなることが好ましい。マスク層とし
てアモルファスシリコンを用いると、マスク層と第1の
透明基板との間の密着性が向上するため、エッチング時
にマスク層が剥離しにくくなる。従って、凹曲面部の形
状精度を高めることができるので、マイクロレンズの光
学特性を向上させることができる。また、アモルファス
シリコンであれば、300℃以下の低温で製造できるた
め、マスク層として多結晶Si膜を用いた場合と違っ
て、第1の透明基板については、石英ガラスなどの高価
な高耐熱材料に限定されることがない。従って、ガラス
材料ならばほぼすべてのガラス材料にて製造可能である
ため、安価な材料を選択でき、低価格のマイクロレンズ
を提供することができる。In the present invention, the mask layer is preferably made of amorphous silicon. When amorphous silicon is used as the mask layer, the adhesion between the mask layer and the first transparent substrate is improved, so that the mask layer is less likely to be peeled off during etching. Therefore, since the shape accuracy of the concave curved surface portion can be improved, the optical characteristics of the microlens can be improved. In addition, since amorphous silicon can be manufactured at a low temperature of 300 ° C. or less, unlike the case where a polycrystalline Si film is used as a mask layer, an expensive high heat-resistant material such as quartz glass is used for the first transparent substrate. It is not limited to. Therefore, since almost any glass material can be used as a glass material, an inexpensive material can be selected, and a low-cost microlens can be provided.
【0021】本発明において、アモルファスシリコンか
らなるマスク層を用いた場合には、前記マスク層除去工
程において、前記マスク層をテトラメチル水酸化アンモ
ニウム水溶液により除去することが好ましい。このよう
に構成すると、第1の透明基板とマスク層に対するエッ
チング選択比を大きくすることができるため、第1の透
明基板への影響なく、前記マスク層をエッチング除去す
ることができる。In the present invention, when a mask layer made of amorphous silicon is used, it is preferable to remove the mask layer with an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide in the mask layer removing step. With this configuration, the etching selectivity between the first transparent substrate and the mask layer can be increased, so that the mask layer can be etched away without affecting the first transparent substrate.
【0022】本発明において、前記マスク層は、窒化シ
リコンからなることが好ましい。マスク層として窒化シ
リコンを用いると、マスク層と第1の透明基板との間の
密着性が向上するため、エッチング時にマスク層が剥離
しにくくなる。従って、凹曲面部の形状精度を高めるこ
とができるので、マイクロレンズの光学特性を向上させ
ることができる。また、窒化シリコンであれば、300
℃以下の低温で製造できるため、マスク層として多結晶
Si膜を用いた場合と違って、第1の透明基板について
は、石英ガラスなどの高価な高耐熱材料に限定されるこ
とがない。従って、ガラス材料ならばほぼすべてのガラ
ス材料にて製造可能であるため、安価な材料を選択で
き、低価格のマイクロレンズを提供することができる。In the present invention, the mask layer is preferably made of silicon nitride. When silicon nitride is used as the mask layer, the adhesiveness between the mask layer and the first transparent substrate is improved, so that the mask layer is less likely to peel off during etching. Therefore, since the shape accuracy of the concave curved surface portion can be improved, the optical characteristics of the microlens can be improved. In the case of silicon nitride, 300
Since the first transparent substrate can be manufactured at a low temperature of not more than ° C., unlike the case where a polycrystalline Si film is used as a mask layer, the first transparent substrate is not limited to an expensive high heat-resistant material such as quartz glass. Therefore, since almost any glass material can be used as a glass material, an inexpensive material can be selected, and a low-cost microlens can be provided.
【0023】本発明において、窒化シリコンからなるマ
スク層を用いた場合には、前記マスク層除去工程におい
て、前記マスク層をリン酸により除去することが好まし
い。このように構成すると、第1の透明基板とマスク層
に対するエッチング選択比を大きくすることができるた
め、第1の透明基板への影響なく、前記マスク層をエッ
チング除去することができる。In the present invention, when a mask layer made of silicon nitride is used, it is preferable to remove the mask layer with phosphoric acid in the mask layer removing step. With this configuration, the etching selectivity between the first transparent substrate and the mask layer can be increased, so that the mask layer can be etched away without affecting the first transparent substrate.
【0024】本発明において、前記透明材料を介して前
記第1の透明基板の表面上に第2の透明基板を貼着する
ことが好ましい。このような第2の透明基板の貼着は、
前記充填硬化工程において前記透明材料を前記凹曲面部
に充填し硬化する際に同時に行なってもよいし、前記充
填硬化工程によって前記透明材料を前記凹曲面部に充填
し硬化した後、別途、透明な接着剤によって第1の透明
基板と第2の透明基板とを貼着してもよい。In the present invention, it is preferable that a second transparent substrate is adhered on the surface of the first transparent substrate via the transparent material. The attachment of the second transparent substrate is as follows.
In the filling and curing step, the transparent material may be filled in the concave curved surface portion and cured at the same time, or after the filling and curing of the transparent material in the concave curved surface portion in the filling and curing process, the transparent material is separately separated. The first transparent substrate and the second transparent substrate may be attached to each other with an appropriate adhesive.
【0025】本発明に係る方法で製造したマイクロレン
ズ基板を用いて電気光学装置を製造するにあたっては、
前記第1の透明基板と前記第2の透明基板とを貼り合わ
せた貼り合わせ基板と、該貼り合わせ基板に対向配置さ
れた第1の透明基板との間に電気光学物質を挟持して電
気光学装置を構成する。ここで用いる電気光学物質は、
例えば、液晶である。In manufacturing an electro-optical device using the microlens substrate manufactured by the method according to the present invention,
An electro-optic material is sandwiched between a bonded substrate obtained by bonding the first transparent substrate and the second transparent substrate and a first transparent substrate opposed to the bonded substrate. Configure the device. The electro-optical material used here is
For example, a liquid crystal.
【0026】本発明に係る方法で製造した電気光学装置
は、投射型表示装置においてライトバルブとして用いる
のに適している。The electro-optical device manufactured by the method according to the present invention is suitable for use as a light valve in a projection display device.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】添付図面を参照して本発明に係る
実施形態について説明する。本発明を適用して得たマイ
クロレンズ基板は、各種の光学機器に使用することがで
きるが、以下の説明では、投射型表示装置のライトバル
ブとして用いた液晶装置の対向基板側に本発明を適用し
た例を説明する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The microlens substrate obtained by applying the present invention can be used for various optical devices, but in the following description, the present invention is applied to a counter substrate side of a liquid crystal device used as a light valve of a projection display device. An example of application will be described.
【0028】(電気光学装置の全体構成)先ず、本発明
を適用した液晶装置(電気光学装置)の全体構成につい
て、図1および図2を参照して説明する。ここでは、駆
動回路内蔵型のTFTアクティブマトリクス駆動方式の
液晶装置を例にとる。(Overall Configuration of Electro-Optical Device) First, the overall configuration of a liquid crystal device (electro-optical device) to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. 1 and FIG. Here, a liquid crystal device of a TFT active matrix drive system with a built-in drive circuit is taken as an example.
【0029】図1は、本発明を適用した液晶装置のアク
ティブマトリクス基板(TFTアレイ基板)をその上に
形成された各構成要素と共に、対向基板の側から見た平
面図である。図2は、図1のH−H´の断面のうち、シ
ール材で囲まれた領域内を抜き出して模式的に示した説
明図である。なお、図2においては、各層や各部材を図
面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部
材毎に縮尺を異ならしめてある。また、図2において
は、集光の様子を理解し易く描くために、マイクロレン
ズおよびTFTの位置関係を実際の配置関係とは異なら
しめてある。FIG. 1 is a plan view of an active matrix substrate (TFT array substrate) of a liquid crystal device to which the present invention is applied, together with components formed thereon, as viewed from a counter substrate side. FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing, in a cross section taken along the line HH ′ in FIG. 1, an area surrounded by a sealing material. In FIG. 2, the scale of each layer and each member is different in order to make each layer and each member have a size recognizable in the drawing. Further, in FIG. 2, the positional relationship between the microlenses and the TFTs is different from the actual positional relationship in order to easily draw the state of light collection.
【0030】図1および図2において、本形態の液晶装
置1は、対向基板200(マイクロレンズ基板、すなわ
ち第1の透明基板と第2の透明基板との貼り合わせ基
板)と、アクティブマトリクス基板10(第3の透明基
板)とが対向配置されている。この対向基板200に
は、多数のマイクロレンズ500が形成されており、対
向基板200はマイクロレンズアレイとして構成されて
いる。ここで、マイクロレンズ500が形成された対向
基板200は、第1の透明基板20と第2の透明基板2
50とが透明材料210で貼り合わされた貼り合わせ基
板として構成されている。1 and 2, a liquid crystal device 1 according to the present embodiment includes an opposing substrate 200 (a microlens substrate, that is, a bonded substrate of a first transparent substrate and a second transparent substrate) and an active matrix substrate 10. (Third transparent substrate). A large number of microlenses 500 are formed on the counter substrate 200, and the counter substrate 200 is configured as a microlens array. Here, the opposing substrate 200 on which the microlens 500 is formed is composed of the first transparent substrate 20 and the second transparent substrate 2.
50 are formed as a bonded substrate bonded with a transparent material 210.
【0031】本形態において、透明材料210は、マイ
クロレンズ500と異なる屈折率を有する光硬化性の接
着剤からなり、対向基板200に形成された凹曲面部2
6に充填されていることにより、マイクロレンズ500
は、集光レンズとしての機能を果たす。In this embodiment, the transparent material 210 is made of a photocurable adhesive having a refractive index different from that of the microlens 500, and is formed on the counter substrate 200.
6, the micro lens 500
Functions as a condenser lens.
【0032】マイクロレンズ500はそれぞれ、入射し
た光をアクティブマトリクス基板10に形成されている
画素電極9aのそれぞれに集光するようにマトリクス状
に形成され、かつ、第2の透明基板250には、複数の
マイクロレンズ500の相互の境界にそれぞれ対向する
位置に遮光膜23が形成されている。画素電極9aは、
ITO膜(インジウム・ティン・オキサイド膜)から形
成されている。Each of the microlenses 500 is formed in a matrix so as to converge incident light on each of the pixel electrodes 9a formed on the active matrix substrate 10, and the second transparent substrate 250 The light shielding film 23 is formed at a position facing each boundary of the plurality of microlenses 500. The pixel electrode 9a is
It is formed from an ITO film (indium tin oxide film).
【0033】本形態において、マイクロレンズ500を
構成する凹曲面部26は、後述する製造方法により、対
向基板200の表面に形成されたもので、概ね、半球状
の形状を有し、底部261も曲面になっている。In this embodiment, the concave curved surface portion 26 constituting the microlens 500 is formed on the surface of the counter substrate 200 by a manufacturing method described later, and has a substantially hemispherical shape, and the bottom portion 261 is also formed. It is curved.
【0034】シール材52は、アクティブマトリクス基
板10と、対向基板200とを貼り合わせてパネルとす
るための紫外線硬化樹脂や、熱硬化樹脂等からなり、ア
クティブマトリクス基板10上に塗布された後、アクテ
ィブマトリクス基板10と対向基板200とを重ねた状
態で、紫外線照射や、加熱等により硬化させたものであ
る。液晶装置1が投射型表示装置用のように小型で、拡
大表示を行うものであれば、シール材52中には、両基
板内の距離(基板間ギャップ)を所定値とするためのグ
ラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材(スペ
ーサ)が配合される。また、液晶装置1が液晶ディスプ
レイや液晶テレビのように大型で等倍表示を行うもので
あれば、このようなギャップ材は、液晶層50の中に点
在させる場合もある。The sealing material 52 is made of an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, or the like for bonding the active matrix substrate 10 and the counter substrate 200 to form a panel. In the state in which the active matrix substrate 10 and the counter substrate 200 are overlapped, the active matrix substrate 10 is cured by irradiation with ultraviolet light, heating, or the like. If the liquid crystal device 1 is of a small size such as for a projection type display device and performs enlarged display, a glass fiber for setting a distance between the two substrates (a gap between the substrates) to a predetermined value is provided in the sealing material 52. Alternatively, a gap material (spacer) such as glass beads is blended. In addition, if the liquid crystal device 1 is large and displays images at the same size as a liquid crystal display or a liquid crystal television, such a gap material may be scattered in the liquid crystal layer 50 in some cases.
【0035】本形態の液晶装置1では、シール材52の
形成領域の内側には、この領域に沿って画像表示領域1
0aを規定する見切り用の遮光膜53が対向基板200
の側に形成されている。シール材52には、その途切れ
部分によって液晶注入口108が形成され、この液晶注
入口108は液晶の注入を終えた後、シール材52と同
一あるいは異なる材料からなる封止材109で塞がれて
いる。In the liquid crystal device 1 of the present embodiment, the image display region 1 is formed inside the formation region of the sealing material 52 along this region.
The light shielding film 53 for parting that defines 0a
Side. A liquid crystal injection port 108 is formed in the sealing material 52 by a discontinuous portion. After the liquid crystal injection is completed, the liquid crystal injection port 108 is closed with a sealing material 109 made of the same or different material as the sealing material 52. ing.
【0036】また、シール材52が形成された領域の外
側の周辺領域には、データ線駆動回路101および外部
回路接続端子102がアクティブマトリクス基板10の
一辺に沿って形成され、走査線駆動回路104は、この
一辺に隣接する2辺に沿って設けられている。さらに、
アクティブマトリクス基板10の残る一辺には、画像表
示領域10aの両側に設けられた走査線駆動回路104
間をつなぐための複数の配線105が形成されている。
さらにまた、対向基板200のコーナー部の少なくとも
一箇所には、アクティブマトリクス基板10と対向基板
200との間で電気的導通をとるための上下導通材10
6が設けられている。A data line driving circuit 101 and an external circuit connection terminal 102 are formed along a side of the active matrix substrate 10 in a peripheral region outside the region where the sealing material 52 is formed. Are provided along two sides adjacent to this one side. further,
On one remaining side of the active matrix substrate 10, the scanning line driving circuits 104 provided on both sides of the image display area 10a are provided.
A plurality of wirings 105 for connecting between them are formed.
Furthermore, at least one of the corners of the opposing substrate 200 is provided with a vertical conductive material 10 for establishing electric conduction between the active matrix substrate 10 and the opposing substrate 200.
6 are provided.
【0037】アクティブマトリクス基板10上には、画
素スイッチング用TFT30や走査線、データ線、容量
線等の配線が形成された後の画素電極9aの表面に、ス
ピンコート法により成膜されたポリイミド系材料からな
る配向膜(図示せず)が形成されている。On the active matrix substrate 10, a polyimide-based film formed by spin coating on the surface of the pixel electrode 9 a after the pixel switching TFT 30 and the wiring such as the scanning line, the data line, and the capacitance line are formed. An alignment film (not shown) made of a material is formed.
【0038】また、対向基板200の側において、第2
の透明基板250上には、対向電極21の他、各画素毎
に非開口領域を規定するブラックマスク又はブラックマ
トリクスなどと称される遮光膜23が形成され、その表
面には、スピンコート法により成膜されたポリイミド系
材料からなる配向膜(図示せず)が形成されている。On the side of the counter substrate 200, the second
In addition to the opposing electrode 21, a light-shielding film 23 called a black mask or a black matrix that defines a non-opening area for each pixel is formed on the transparent substrate 250, and the surface thereof is formed by spin coating. An alignment film (not shown) made of the formed polyimide-based material is formed.
【0039】これらの配向膜はそれぞれ、ポリイミド系
の樹脂材料を塗布し、焼成した後、液晶層50中の液晶
を所定方向に配向させると共に、液晶に所定のプレチル
ト角を付与するように配向処理が施されている。液晶層
50は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混
合した液晶からなり、配向膜間で所定の配向状態をと
る。遮光膜23は、表示画像におけるコントラストの向
上を図る機能を有している。After each of these alignment films is coated with a polyimide resin material and baked, the liquid crystal in the liquid crystal layer 50 is aligned in a predetermined direction, and an alignment treatment is performed so as to give a predetermined pretilt angle to the liquid crystal. Is given. The liquid crystal layer 50 is made of, for example, a liquid crystal in which one or several kinds of nematic liquid crystals are mixed, and takes a predetermined alignment state between the alignment films. The light-shielding film 23 has a function of improving a contrast in a display image.
【0040】なお、アクティブマトリクス基板10の方
にも、走査線および容量線に沿って縞状の遮光膜が形成
する場合があり、この遮光膜は、TFT30のチャネル
領域を含む領域をアクティブマトリクス基板10の裏面
側からそれぞれ覆っているため、アクティブマトリクス
基板10の側からの裏面反射(戻り光)や複数の液晶装
置1をプリズム等を介して組み合わせて1つの光学系を
構成する場合に、他の液晶装置1からプリズム等を突き
抜けてくる光などがTFT30に入射するの未然に防ぐ
ことができる。In some cases, a striped light-shielding film is formed on the active matrix substrate 10 along the scanning lines and the capacitance lines. This light-shielding film is formed by removing the region including the channel region of the TFT 30 from the active matrix substrate. 10 are covered from the back side of the active matrix substrate 10, the back surface reflection (return light) from the side of the active matrix substrate 10 and a plurality of liquid crystal devices 1 are combined through a prism or the like to form one optical system. The light that penetrates through the prism or the like from the liquid crystal device 1 can be prevented from being incident on the TFT 30.
【0041】本形態の液晶装置1は、後述する投射型表
示装置において、各色に分離された色光が入射するた
め、カラーフィルタが形成されていないが、第2の透明
基板250の表面にカラーフィルタが形成される場合も
ある。この場合に、遮光膜23は、カラーフィルタを形
成する色材の混色を防止する機能も有する。In the liquid crystal device 1 of this embodiment, a color filter is not formed because a color light separated into each color is incident on a projection type display device described later, but the color filter is formed on the surface of the second transparent substrate 250. May be formed. In this case, the light shielding film 23 also has a function of preventing color mixture of the color materials forming the color filter.
【0042】(電気光学装置の画像表示領域の構成)図
3を参照して、本形態の液晶装置1の画素部を説明す
る。図3は、液晶装置1の画像表示領域10aを構成す
るマトリクス状に形成された複数の画素における各種素
子、配線等の等価回路である。(Configuration of Image Display Area of Electro-Optical Device) The pixel portion of the liquid crystal device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an equivalent circuit of various elements, wirings, and the like in a plurality of pixels formed in a matrix forming the image display area 10a of the liquid crystal device 1.
【0043】図3に示すように、本形態の液晶装置1に
おいて、画像表示領域10aを構成するマトリクス状に
形成された複数の画素は、画素電極9aを制御するため
のTFT30がマトリクス状に複数形成されており、画
素信号が供給されるデータ線6aがTFT30のソース
に電気的に接続されている。データ線6aに書き込む画
像信号S1、S2、…、Snは、この順に線準次に供給
しても構わないし、相隣接する複数のデータ線6a同士
に対して、グループ毎に供給するようにしても良い。ま
た、TFT30のゲートに走査線3aが電気的に接続さ
れており、所定のタイミングで、走査線3aにパルス的
に走査信号G1、G2、…、Gmを、この順に線順次で
印加するように構成されている。画素電極9aは、TF
T30のドレインに電気的に接続されており、スイッチ
ング素子であるTFT30を一定期間だけそのスイッチ
を閉じることにより、データ線6aから供給される画像
信号S1、S2、…、Snを所定のタイミングで書き込
む。画素信号9aを介して液晶に書き込まれた所定レベ
ルの画像信号S1、S2、…、Snは、対向基板に形成
された対向電極との間で一定期間保持される。液晶は、
印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変
化することにより、光を変調し、階調表示を可能にす
る。ノーマリーホワイトモードであれば、印加された電
圧に応じて液晶部分を透過する入射光の透過光量が減少
し、ノーマリーブラックモードであれば、印加された電
圧に応じて液晶部分を透過する入射光の透過光量が増加
し、全体として液晶装置1からは画像信号に応じたコン
トラストを持つ光が出射する。ここで、保持された画像
信号がリークするのを防ぐために、画素電極9aと対向
電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量90
を付加する。As shown in FIG. 3, in the liquid crystal device 1 of the present embodiment, a plurality of pixels formed in a matrix forming the image display area 10a include a plurality of TFTs 30 for controlling the pixel electrodes 9a in a matrix. The data line 6 a formed and supplied with a pixel signal is electrically connected to the source of the TFT 30. The image signals S1, S2,..., Sn to be written to the data lines 6a may be supplied in this order, or may be supplied to adjacent data lines 6a in groups. Is also good. Also, the scanning line 3a is electrically connected to the gate of the TFT 30, and the scanning signals G1, G2,..., Gm are applied to the scanning line 3a in a pulsed manner in this order at a predetermined timing. It is configured. The pixel electrode 9a has a TF
Image signals S1, S2,..., And Sn supplied from the data line 6a are written at a predetermined timing by closing the switch of the TFT 30, which is a switching element, for a predetermined period, which is electrically connected to the drain of the T30. . The image signals S1, S2,..., Sn of a predetermined level written in the liquid crystal via the pixel signals 9a are held for a certain period between the counter electrodes formed on the counter substrate. The liquid crystal is
By changing the orientation and order of the molecular assembly according to the applied voltage level, the light is modulated and gray scale display is enabled. In the normally white mode, the amount of incident light transmitted through the liquid crystal portion decreases according to the applied voltage, and in the normally black mode, the incident light transmits through the liquid crystal portion according to the applied voltage. The amount of transmitted light increases, and light having a contrast corresponding to the image signal is emitted from the liquid crystal device 1 as a whole. Here, in order to prevent the held image signal from leaking, the storage capacitor 90 is connected in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 9a and the counter electrode.
Is added.
【0044】(マイクロレンズ基板の製造方法)図4、
図5および図6を参照して、本発明に係るマイクロレン
ズ基板の製造方法を説明する。(Method of Manufacturing Microlens Substrate) FIG.
The method for manufacturing a microlens substrate according to the present invention will be described with reference to FIGS.
【0045】図4、図5および図6は、いずれも本実施
形態に係るマイクロレンズ基板の製造方法を模式的に示
す工程断面図である。FIGS. 4, 5 and 6 are process cross-sectional views schematically showing a method of manufacturing a microlens substrate according to this embodiment.
【0046】本実施形態では、まず、図4(a)に示す
ように、ガラス製の対向基板200を構成する(第1の
透明基板)の表面上にアモルファスシリコンからなるマ
スク層60を形成する(マスク層形成工程)。このマス
ク層60は蒸着法、スパッタリング法等によって形成で
きる。特にプラズマCVD法やLPCVD法によって成
膜することによって制御性良く形成できる。In this embodiment, first, as shown in FIG. 4A, a mask layer 60 made of amorphous silicon is formed on the surface of a glass opposing substrate 200 (first transparent substrate). (Mask layer forming step). This mask layer 60 can be formed by an evaporation method, a sputtering method, or the like. In particular, a film can be formed with good controllability by forming a film by a plasma CVD method or an LPCVD method.
【0047】次に、基板エッチング用開口部形成工程を
行なう。この基板エッチング用開口部形成工程では、ま
ず、図4(b)に示すように、マスク層60の表面にレ
ジストマスク70を形成した後、図4(c)に示すよう
に、所定のマスクパターンを備えた露光マスク80を用
いてレジストマスク70を露光し、さらに現像を行なっ
て、図4(d)に示すように、マスク層70に形成する
基板エッチング用開口部に相当する位置に対して、例え
ば径が0.4μm以上、かつ、3μm以下のマスク層エ
ッチング用開口部71を形成する。次に、マスク層エッ
チング用開口部71からマスク層60に対してドライエ
ッチングといった異方性エッチング処理を行なうことに
より、図5(e)に示すように、マスク層70に対し
て、径が0.5μm以上、かつ、4μm以下の基板エッ
チング用開口部61を形成する。しかる後に、図5
(f)に示すように、レジストマスク70を除去する。Next, an opening forming step for substrate etching is performed. In the substrate etching opening forming step, first, as shown in FIG. 4B, a resist mask 70 is formed on the surface of the mask layer 60, and then, as shown in FIG. The resist mask 70 is exposed using an exposure mask 80 provided with a mask, and is further developed to a position corresponding to a substrate etching opening formed in the mask layer 70 as shown in FIG. For example, a mask layer etching opening 71 having a diameter of 0.4 μm or more and 3 μm or less is formed. Next, by performing an anisotropic etching process such as dry etching on the mask layer 60 from the mask layer etching opening 71, the diameter of the mask layer 70 is reduced to 0 as shown in FIG. An opening 61 for etching a substrate of not less than 0.5 μm and not more than 4 μm is formed. After a while, FIG.
As shown in (f), the resist mask 70 is removed.
【0048】次に、図5(g)に示すように、マスク層
60の基板エッチング用開口部61から第1の透明基板
200の表面を等方的にエッチング処理し、凹曲面部2
6を形成する。このエッチング処理は、フッ酸を主体と
するエッチング液を用いたウエットエッチングである。
なお、本実施形態では、第1の透明基板20の表面に平
面視円形の輪郭を有する略半球状の穴部を設けて凹曲面
部26を形成したが、凹曲面部26の平面形状は円形に
限らず、矩形など種々の形状に形成しても良い。凹曲面
部26の平面形状は、基板エッチング用開口部61の平
面形状によって決定される。また、凹曲面部26の径は
マイクロレンズアレイの使用目的に応じて適宜形成され
るもので任意であり、その径はエッチング時間を制御す
る事により容易に変更できる。例えば1〜100μm、
好ましくは10〜50μm程度であり、本実施形態のよ
うに、液晶装置1に入射する光を集光するために用いる
場合には、液晶装置1の画素サイズと同等の大きさに形
成される。Next, as shown in FIG. 5 (g), the surface of the first transparent substrate 200 is isotropically etched through the substrate etching opening 61 of the mask layer 60 to form the concave curved surface portion 2.
6 is formed. This etching is wet etching using an etching solution mainly containing hydrofluoric acid.
In this embodiment, the concave surface 26 is formed by providing a substantially hemispherical hole having a circular outline in a plan view on the surface of the first transparent substrate 20. However, the planar shape of the concave surface 26 is circular. The present invention is not limited to this, and may be formed in various shapes such as a rectangle. The planar shape of the concave curved surface portion 26 is determined by the planar shape of the substrate etching opening 61. Further, the diameter of the concave curved surface portion 26 is appropriately formed depending on the intended use of the microlens array, and the diameter can be easily changed by controlling the etching time. For example, 1 to 100 μm,
The thickness is preferably about 10 to 50 μm, and when used for condensing light incident on the liquid crystal device 1 as in the present embodiment, it is formed to have a size equivalent to the pixel size of the liquid crystal device 1.
【0049】次に、図5(h)に示すように、マスク層
60をエッチング処理によって除去する。このエッチン
グ処理には、マスク層60を除去可能で、かつ、第1の
透明基板20に影響をほとんど与えない方法、例えば5
0℃以上に加熱した10%程度のテトラメチル水酸化ア
ンモニウム水溶液によるウエットエッチングが行われ
る。Next, as shown in FIG. 5H, the mask layer 60 is removed by an etching process. In this etching process, a method that can remove the mask layer 60 and hardly affects the first transparent substrate 20, for example, 5
Wet etching is performed using a 10% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide heated to 0 ° C. or higher.
【0050】このようにして表面上に多数の凹曲面部2
6を形成した第1の透明基板20に対して、図6(i)
に示すように透明材料210を介して第2の透明基板2
50を接着する。透明材料210としては、対向基板2
00とは屈折率の異なる透明材料であればよい。例え
ば、透明な樹脂材料、特に、ペースト状などの液状で容
易に硬化できるものが取り扱い上、及び製造工程上好ま
しく、また、透明基板20や透明基板250に対して強
い接着力を有するものが好ましい。これらの透明材料2
10が熱硬化性又は光硬化性を有する場合、第1の透明
基板20と第2の透明基板250とを透明材料210を
介して重ね合わせた後、加熱工程若しくは光照射工程を
行なって透明材料210を硬化させる。この工程によ
り、透明材料210が凹曲面部26内に充填されるた
め、凹曲面部26を有する第1の透明基板20と、屈折
率の異なる透明材料210との境界面によって、マイク
ロレンズ500が構成される。In this way, a large number of concave curved surface portions 2 are formed on the surface.
6 (i) with respect to the first transparent substrate 20 on which
As shown in the figure, the second transparent substrate 2
Adhere 50. As the transparent material 210, the opposite substrate 2
Any transparent material having a different refractive index from 00 may be used. For example, a transparent resin material, in particular, a material such as a paste that can be easily cured in a liquid state is preferable in handling and the manufacturing process, and a material having a strong adhesive force to the transparent substrate 20 or the transparent substrate 250 is preferable. . These transparent materials 2
When 10 has a thermosetting property or a photocuring property, the first transparent substrate 20 and the second transparent substrate 250 are overlapped with each other with the transparent material 210 interposed therebetween, and then a heating step or a light irradiation step is performed to perform the transparent material. Cure 210. By this step, the transparent material 210 is filled in the concave curved surface portion 26, so that the microlens 500 is formed by the boundary surface between the first transparent substrate 20 having the concave curved surface portion 26 and the transparent material 210 having a different refractive index. Be composed.
【0051】次に、図6(j)に示すように、第2の透
明基板250を研削、研磨などによって薄く形成する。
これは、第2透明基板250の厚さと画素ピッチで決ま
るレンズの焦点距離を液晶層中に位置するように設定す
るためである。予め、第2の透明基板250を厚くして
おくのは、図6(i)を参照して説明した第1の透明基
板20と第2の透明基板250との接着工程を容易に行
うとともに、この薄肉化工程において第2の透明基板2
50の表面を平滑化する狙いもある。Next, as shown in FIG. 6J, the second transparent substrate 250 is formed thin by grinding, polishing or the like.
This is for setting the focal length of the lens determined by the thickness of the second transparent substrate 250 and the pixel pitch so as to be located in the liquid crystal layer. The reason why the thickness of the second transparent substrate 250 is increased in advance is that the bonding process between the first transparent substrate 20 and the second transparent substrate 250 described with reference to FIG. In this thinning step, the second transparent substrate 2
There is also an aim to smooth the surface of 50.
【0052】次に、図6(k)に示すように、第2の透
明基板250の表面上に印刷法、蒸着法、スパッタリン
グ法などを用いてブラックマトリクス、金属膜などから
なる遮光膜23を選択的に形成する。この遮光膜23
は、本来、後述する画素領域間に形成された画素間領域
を光が通過することによる液晶装置のコントラスト比の
低下を抑制するためのものである。従って、アクティブ
マトリクス基板10に形成されたTFT30や配線と重
なる領域に遮光膜23が選択的に形成される。Next, as shown in FIG. 6K, a light shielding film 23 made of a black matrix, a metal film, or the like is formed on the surface of the second transparent substrate 250 by using a printing method, a vapor deposition method, a sputtering method, or the like. Form selectively. This light shielding film 23
The purpose of the present invention is to suppress a decrease in the contrast ratio of the liquid crystal device due to light passing through an inter-pixel region formed between pixel regions described later. Therefore, the light-shielding film 23 is selectively formed in a region overlapping with the TFT 30 and the wiring formed on the active matrix substrate 10.
【0053】しかる後に、図6(l)に示すように、透
明な対向電極21を形成して対向基板200が完成す
る。After that, as shown in FIG. 6 (l), a transparent counter electrode 21 is formed to complete the counter substrate 200.
【0054】このようにして得た対向基板200を用い
て液晶装置1を製造するには、対向基板21の表面に配
向膜(図示せず)を塗布し、配向膜をラビング処理す
る。そして、図2に示すように、対向基板200とアク
ティブマトリクス基板10とを対向配置してシール材5
2で貼り合わせるとともに、その間に液晶を注入する。In order to manufacture the liquid crystal device 1 using the counter substrate 200 thus obtained, an alignment film (not shown) is applied to the surface of the counter substrate 21 and the alignment film is subjected to a rubbing process. Then, as shown in FIG. 2, the opposing substrate 200 and the active matrix
2 and the liquid crystal is injected during this time.
【0055】(本形態の効果)図7は、本発明を適用し
た対向基板の要部を拡大して示す説明図である。図8
(a)、(b)は、それぞれ本発明を適用した対向基板
を用いた液晶装置、および従来の液晶装置に様々な角度
方向から光が入射したとき、このような光が液晶装置内
をどのように通過していくかをシミュレーションした結
果を示す説明図である。図9は、対向基板の製造方法に
おいて、基板エッチング用開口部の径と、投射型表示装
置において表示された画像の明るさとの関係を示すグラ
フである。図10は、対向基板の製造方法において、基
板エッチング用開口部の径と、対向基板の歩留まりとの
関係を示すグラフである。(Effects of the Present Embodiment) FIG. 7 is an explanatory diagram showing, on an enlarged scale, a main portion of a counter substrate to which the present invention is applied. FIG.
(A) and (b) show that when light enters a liquid crystal device using a counter substrate to which the present invention is applied, and a conventional liquid crystal device from various angles, such light passes through the liquid crystal device. FIG. 6 is an explanatory diagram showing a result of simulating how the vehicle passes through the vehicle. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the diameter of an opening for etching a substrate and the brightness of an image displayed on a projection display device in the method of manufacturing a counter substrate. FIG. 10 is a graph showing the relationship between the diameter of the opening for substrate etching and the yield of the counter substrate in the method of manufacturing the counter substrate.
【0056】このように構成した液晶装置1では、マイ
クロレンズを備えた対向基板200を用いたので、液晶
装置1に入射した光は、図7に示すように、各マイクロ
レンズ500によって、ブラックマトリクスなどと称せ
られる遮光膜23の間に集光されるので、矢印L11で
示すように、本来なら遮光膜23で遮られるような光
も、遮光膜23の間を通って、画素電極9aに届くの
で、透過光量を増大させることができる。それ故、開口
率を向上させた場合と同様、明るい表示を行なうことが
できる。In the liquid crystal device 1 configured as described above, since the opposing substrate 200 having the microlenses is used, the light incident on the liquid crystal device 1 is, as shown in FIG. Since light is condensed between the light-shielding films 23, the light that would otherwise be blocked by the light-shielding film 23 also reaches the pixel electrode 9a through the space between the light-shielding films 23, as shown by an arrow L11. Therefore, the amount of transmitted light can be increased. Therefore, a bright display can be performed as in the case where the aperture ratio is improved.
【0057】また、本実施形態では、マスク層70に対
して、径が4μm以下という小さな基板エッチング用開
口部61を形成し、この小さな基板エッチング用開口部
61から対向基板200の表面をウエットエッチングし
て凹曲面部26を形成したため、凹曲面部26は、基板
エッチング用開口部61を中心とする略半球状に形成さ
れ、凹曲面部26の底部261に平坦部が形成されな
い。このため、凹曲面部26の底部261もレンズとし
て機能する。In this embodiment, a small substrate etching opening 61 having a diameter of 4 μm or less is formed in the mask layer 70, and the surface of the counter substrate 200 is wet-etched through the small substrate etching opening 61. As a result, the concave curved surface portion 26 is formed in a substantially hemispherical shape with the substrate etching opening 61 as the center, and no flat portion is formed on the bottom 261 of the concave curved surface portion 26. For this reason, the bottom 261 of the concave curved surface 26 also functions as a lens.
【0058】従って、液晶装置1に様々な角度方向から
光が入射したとき、このような光が液晶装置1内をどの
ように通過していくかをシミュレーションしたところ、
図8(a)に示すように、対向基板200に入射した光
を遮光膜23が形成されている位置(第2の透明基板2
50の表面)で十分に絞ることができるという結果が得
られた。Accordingly, when light is incident on the liquid crystal device 1 from various angles, how such light passes through the liquid crystal device 1 was simulated.
As shown in FIG. 8A, light incident on the opposing substrate 200 is irradiated to the position where the light shielding film 23 is formed (the second transparent substrate 2).
50 surface), the result was obtained that it was possible to squeeze sufficiently.
【0059】それ故、図7に矢印L13で示すように、
基板に対して斜めに傾いた方向から入射した光成分を
も、マイクロレンズ500は適正に集光する。従って、
本発明を適用した対向基板200(マイクロレンズ基
板)を用いれば、入射した光が遮光膜23によって遮ら
れてしまうのを抑えることができるので、表示に寄与す
る光量を増大させることができる。Therefore, as shown by an arrow L13 in FIG.
The microlens 500 also appropriately condenses light components incident from a direction obliquely inclined with respect to the substrate. Therefore,
When the opposed substrate 200 (microlens substrate) to which the present invention is applied is used, it is possible to suppress the incident light from being blocked by the light shielding film 23, so that the amount of light contributing to display can be increased.
【0060】また、凹曲面部26を半球状に形成すると
いう観点からすれば、基板エッチング用開口部61はで
きるだけ小さい方が好ましいが、投射型表示装置では、
ライトバルブとして用いる液晶装置1に対して、略平行
光束の状態で入射するので、本願発明者の実験結果によ
れば、液晶装置1の対向基板200に本発明を適用する
場合には、基板エッチング用開口部61の径を4μm以
下にすれば十分である。From the viewpoint of forming the concave curved surface portion 26 into a hemispherical shape, it is preferable that the substrate etching opening 61 is as small as possible. However, in the projection display device,
Since the light enters the liquid crystal device 1 used as a light valve in a state of substantially parallel light flux, according to the experimental results of the inventor of the present application, when the present invention is applied to the opposing substrate 200 of the liquid crystal device 1, substrate etching is performed. It is sufficient if the diameter of the opening 61 is 4 μm or less.
【0061】すなわち、図9に示すように、基板エッチ
ング用開口部61の径と、投射型表示装置において表示
された画像の明るさとの関係において、基板エッチング
用開口部61の径を4μm以下に設定して製造した対向
基板200を用いて液晶装置1を製造し、それを投射型
表示装置のライトバルブとして用いた場合には、高い投
影投射率が得られる。これに対して、基板エッチング用
開口部61の径が4μmを越えると、投影投射率が低下
していく。That is, as shown in FIG. 9, in relation to the diameter of the substrate etching opening 61 and the brightness of the image displayed on the projection display device, the diameter of the substrate etching opening 61 is set to 4 μm or less. When the liquid crystal device 1 is manufactured using the counter substrate 200 set and manufactured and used as a light valve of a projection display device, a high projection projection rate is obtained. On the other hand, when the diameter of the substrate etching opening 61 exceeds 4 μm, the projection rate decreases.
【0062】なお、マスク層60に対して径が4μm以
下の基板エッチング用開口部61を形成するには、この
基板エッチング用開口部61を形成するのに用いたレジ
ストマスク70に対して、径が3μm以下のマスク層エ
ッチング用開口部71を形成すればよい(図5(a)を
参照)。In order to form the substrate etching opening 61 having a diameter of 4 μm or less with respect to the mask layer 60, the diameter of the resist mask 70 used for forming the substrate etching opening 61 is reduced. It is sufficient to form a mask layer etching opening 71 having a thickness of 3 μm or less (see FIG. 5A).
【0063】また、凹曲面部26を半球状に形成すると
いう観点からすれば、基板エッチング用開口部61は、
できるだけ小さい方が好ましいが、基板エッチング用開
口部61をあまりに小さくすると、この基板エッチング
用開口部61にエッチング液が侵入しにくくなること、
第1の透明基板20から溶け出した材料がエッチング液
中に拡散しにくくなることを考慮すれば、基板エッチン
グ用開口部61をあまりに小さくすると、歩留まりが低
下する。従って、本願発明者の実験結果によれば、対向
基板200の歩留まりを低下させることなく、光学特性
を向上させるには、基板エッチング用開口部61の径を
0.5μm以上にすればよい。From the viewpoint of forming the concave curved surface portion 26 into a hemispherical shape, the substrate etching opening 61 is
It is preferable that the size is as small as possible, but if the substrate etching opening 61 is too small, it becomes difficult for the etchant to enter the substrate etching opening 61;
Considering that it is difficult for the material dissolved from the first transparent substrate 20 to diffuse into the etchant, if the substrate etching opening 61 is too small, the yield decreases. Therefore, according to the experimental results of the present inventor, in order to improve the optical characteristics without lowering the yield of the counter substrate 200, the diameter of the substrate etching opening 61 may be set to 0.5 μm or more.
【0064】すなわち、図10に示すように、基板エッ
チング用開口部61の径と、対向基板200の歩留まり
との関係において、基板エッチング用開口部61の径を
0.5μm以上に設定すれば、対向基板200の歩留ま
りは、かなり高いレベルであるが、基板エッチング用開
口部61の径を0.5μmより小さくしていくと、対向
基板200の歩留まりが急激に低下していく。That is, as shown in FIG. 10, if the diameter of the substrate etching opening 61 is set to 0.5 μm or more in relation to the diameter of the substrate etching opening 61 and the yield of the counter substrate 200, The yield of the counter substrate 200 is at a considerably high level, but as the diameter of the substrate etching opening 61 becomes smaller than 0.5 μm, the yield of the counter substrate 200 sharply decreases.
【0065】また、本実施形態では、マスク層60とし
てアモルファスシリコンを用いたため、対向基板200
との密着性が高い。従って、エッチング工程においても
マスク層60の剥離が発生しにくく、凹曲面部26を高
い形状精度で形成できる。また、アモルファスシリコン
であれば、300℃以下の低温で製造できるため、マス
ク層60として多結晶Si膜を用いた場合と違って、第
1の透明基板20については、石英ガラスなどの高価な
高耐熱材料に限定されることがない。従って、ガラス材
料ならばほぼすべてのガラス材料にて製造可能であるた
め、安価な材料を選択でき、低価格のマイクロレンズを
提供することができる。In this embodiment, since the amorphous silicon is used as the mask layer 60, the opposite substrate 200 is used.
And high adhesion. Therefore, even in the etching step, peeling of the mask layer 60 hardly occurs, and the concave curved surface portion 26 can be formed with high shape accuracy. In addition, since amorphous silicon can be manufactured at a low temperature of 300 ° C. or less, unlike the case where a polycrystalline Si film is used as the mask layer 60, the first transparent substrate 20 is made of an expensive high-cost material such as quartz glass. It is not limited to heat-resistant materials. Therefore, since almost any glass material can be used as a glass material, an inexpensive material can be selected, and a low-cost microlens can be provided.
【0066】なお、マスク層60としてポリシリコン膜
を用いた場合も、第1の透明基板20とマスク層60と
の密着性が高いので、エッチング時にマスク層60が剥
離しにくくなる。従って、凹曲面部の形状精度を高める
ことができるので、マイクロレンズ500の光学特性を
向上させることができる。When a polysilicon film is used as the mask layer 60, the adhesion between the first transparent substrate 20 and the mask layer 60 is high, so that the mask layer 60 is hardly peeled off during etching. Therefore, since the shape accuracy of the concave curved surface portion can be improved, the optical characteristics of the microlens 500 can be improved.
【0067】また、第1の透明基板20として石英基板
を用いた場合も、マスク層60との密着性が高いので、
エッチング時にマスク層60が剥離しにくくなる。ま
た、石英基板は不純物が少ないので、エッチング精度が
向上する。従って、凹曲面部の形状精度を高めることが
できるので、マイクロレンズ500の光学特性を向上さ
せることができる。レンズ形状の精度が向上するという
利点がある。Also, when a quartz substrate is used as the first transparent substrate 20, the adhesion to the mask layer 60 is high.
It becomes difficult for the mask layer 60 to peel off during etching. Further, since the quartz substrate has few impurities, the etching accuracy is improved. Therefore, since the shape accuracy of the concave curved surface portion can be improved, the optical characteristics of the microlens 500 can be improved. There is an advantage that the accuracy of the lens shape is improved.
【0068】さらに、本形態では、アモルファスシリコ
ンからなるマスク層60を用い、マスク層除去工程にお
いて、マスク層60をテトラメチル水酸化アンモニウム
水溶液により除去する。このようなテトラメチル水酸化
アンモニウム水溶液であれば、第1の透明基板20とマ
スク層60に対するエッチング選択比を大きくすること
ができるため、第1の透明基板20への影響なく、マス
ク層60をエッチング除去することができる。Furthermore, in this embodiment, the mask layer 60 made of amorphous silicon is used, and in the mask layer removing step, the mask layer 60 is removed with an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. With such an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, the etching selectivity between the first transparent substrate 20 and the mask layer 60 can be increased, so that the mask layer 60 can be formed without affecting the first transparent substrate 20. It can be removed by etching.
【0069】なお、マスク層60として窒化シリコン
(Si3N4)を用いてもよい。マスク層60として窒化
シリコンを用いた場合も、対向基板200との密着性が
高い。従って、エッチング工程においてもマスク層60
の剥離が発生しにくく、凹曲面部26を高い形状精度で
形成できる。また、窒化シリコンであれば、300℃以
下の低温で製造できるため、第1の透明基板20につい
ては、石英ガラスなどの高価な高耐熱材料に限定される
ことがない。従って、ガラス材料ならばほぼすべてのガ
ラス材料にて製造可能であるため、安価な材料を選択で
き、低価格のマイクロレンズを提供することができる。
このような窒化シリコンからなるマスク層60を用いた
場合には、マスク層除去工程において、マスク層60を
高温のリン酸により除去する。このようなリン酸であれ
ば、第1の透明基板20とマスク層60に対するエッチ
ング選択比を大きくすることができるため、第1の透明
基板20への影響なく、マスク層60をエッチング除去
することができる。Incidentally, silicon nitride (Si 3 N 4 ) may be used as the mask layer 60. Even when silicon nitride is used as the mask layer 60, the adhesion to the counter substrate 200 is high. Therefore, even in the etching step, the mask layer 60 is formed.
Is less likely to occur, and the concave curved surface portion 26 can be formed with high shape accuracy. In addition, since silicon nitride can be manufactured at a low temperature of 300 ° C. or less, the first transparent substrate 20 is not limited to an expensive high heat-resistant material such as quartz glass. Therefore, since almost any glass material can be used as a glass material, an inexpensive material can be selected, and a low-cost microlens can be provided.
When such a mask layer 60 made of silicon nitride is used, in the mask layer removing step, the mask layer 60 is removed with high-temperature phosphoric acid. With such phosphoric acid, the etching selectivity between the first transparent substrate 20 and the mask layer 60 can be increased, so that the mask layer 60 can be removed by etching without affecting the first transparent substrate 20. Can be.
【0070】[投射型表示装置の構成]図11は、本発
明を適用した液晶装置1をライトバルブとして用いた投
射型表示装置(プロジェクタ)の構成を示す概略図であ
る。[Structure of Projection Display Device] FIG. 11 is a schematic diagram showing the structure of a projection display device (projector) using the liquid crystal device 1 to which the present invention is applied as a light valve.
【0071】この図に示されるように、プロジェクタ1
100の内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からな
るランプユニット1102が設けられている。このラン
プユニット1102から射出された投射光は、内部に配
置された3枚のミラー1106および2枚のダイクロイ
ックミラー1108によってRGBの3原色に分離され
て、各原色に対応するライトバルブ100R、100G
および100Bにそれぞれ導かれる。ここで、ライトバ
ルブ100R、100Gおよび100Bの構成は上述し
た液晶装置1と同様であり、画像信号処理回路(図示省
略)から供給されるR、G、Bの原色信号でそれぞれ駆
動されるものである。また、B色の光は他のR色やG色
と比較すると、光路が長いので、その損失を防ぐため
に、入射レンズ1122、リレーレンズ1123および
出射レンズ1124からなるリレーレンズ系1121を
介して導かれる。As shown in FIG.
Inside 100, a lamp unit 1102 including a white light source such as a halogen lamp is provided. The projection light emitted from the lamp unit 1102 is separated into three primary colors of RGB by three mirrors 1106 and two dichroic mirrors 1108 disposed therein, and the light valves 100R and 100G corresponding to the respective primary colors.
And 100B respectively. Here, the configuration of the light valves 100R, 100G, and 100B is the same as that of the liquid crystal device 1 described above, and is driven by R, G, and B primary color signals supplied from an image signal processing circuit (not shown). is there. In addition, since the light of the B color has a longer optical path than the other R and G colors, it is guided through a relay lens system 1121 including an input lens 1122, a relay lens 1123, and an output lens 1124 in order to prevent the loss. I will
【0072】このように構成した投射型表示装置におい
て、ライトバルブ100R、100G、100Bによっ
てそれぞれ変調された光は、ダイクロイックプリズム1
112に3方向から入射される。このダイクロイックプ
リズム1112において、R色およびB色の光は90度
に屈折する一方、G色の光は直進する。したがって、各
色の画像が合成される結果、投射レンズ1114を介し
て、スクリーン1120にカラー画像が投射されること
となる。In the projection display device having the above-described configuration, the light modulated by the light valves 100R, 100G, and 100B is transmitted to the dichroic prism 1
The light is incident on 112 from three directions. In the dichroic prism 1112, the R and B lights are refracted at 90 degrees, while the G light travels straight. Therefore, as a result of combining the images of the respective colors, a color image is projected on the screen 1120 via the projection lens 1114.
【0073】なお、ライトバルブ100R、100Gお
よび100Bには、ダイクロイックミラー1108によ
って、R、G、Bの各原色に対応する光が入射するの
で、上述したようにカラーフィルタを設ける必要はな
い。Since the light corresponding to each of the primary colors R, G, and B is incident on the light valves 100R, 100G, and 100B by the dichroic mirror 1108, it is not necessary to provide the color filters as described above.
【0074】[0074]
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、第1
の透明基板をエッチングするときに用いるマスク層に対
して、径が4μm以下という小さな基板エッチング用開
口部を形成し、この小さな開口部を通して、第1の透明
基板にエッチングを施す。その結果、第1の透明基板に
形成される凹曲面部は、基板エッチング用開口部を中心
とする略半球状に形成され、凹曲面部の底部に平坦部が
形成されない。従って、凹曲面部の底部もレンズとして
機能するので、入射した光のうち、基板に対して斜めに
傾いた方向から入射した光成分に対しても、マイクロレ
ンズは適正に集光する。従って、本発明を適用したマイ
クロレンズ基板を液晶装置などに用いれば、入射した光
が遮光膜によって遮られてしまうのを抑えることができ
るので、表示に寄与する光量を増大させることができ
る。As described above, according to the present invention, the first
A small substrate etching opening having a diameter of 4 μm or less is formed in a mask layer used when etching the transparent substrate, and the first transparent substrate is etched through the small opening. As a result, the concave curved surface portion formed on the first transparent substrate is formed in a substantially hemispherical shape centered on the substrate etching opening, and no flat portion is formed at the bottom of the concave curved surface portion. Therefore, since the bottom of the concave curved surface portion also functions as a lens, the microlens appropriately condenses the light component of the incident light that is incident from a direction oblique to the substrate. Therefore, when the microlens substrate to which the present invention is applied is used for a liquid crystal device or the like, it is possible to suppress the incident light from being blocked by the light-shielding film, so that the amount of light contributing to display can be increased.
【図1】本発明を適用した液晶装置のアクティブマトリ
クス基板(TFTアレイ基板)をその上に形成された各
構成要素と共に、対向基板の側から見た平面図である。FIG. 1 is a plan view of an active matrix substrate (TFT array substrate) of a liquid crystal device to which the present invention is applied, together with components formed thereon, viewed from a counter substrate side.
【図2】図1のH−H´の断面のうち、シール材で囲ま
れた領域内を抜き出して模式的に示した説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing, in a cross section taken along the line HH ′ in FIG. 1, a region surrounded by a sealing material;
【図3】図1に示す液晶装置の画像表示領域を構成する
マトリクス状に形成された複数の画素における各種素
子、配線等の等価回路である。FIG. 3 is an equivalent circuit of various elements, wiring, and the like in a plurality of pixels formed in a matrix forming an image display area of the liquid crystal device illustrated in FIG.
【図4】(a)〜(d)は、本発明に係るマイクロレン
ズ基板の製造方法を示す工程断面図である。FIGS. 4A to 4D are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a microlens substrate according to the present invention.
【図5】(e)〜(h)は、本発明に係るマイクロレン
ズ基板の製造方法において、図4に示す工程に続いて行
なう各工程の工程断面図である。5 (e) to 5 (h) are cross-sectional views of respective steps performed after the step shown in FIG. 4 in the method of manufacturing a microlens substrate according to the present invention.
【図6】(i)〜(l)は、本発明に係るマイクロレン
ズ基板の製造方法において、図5に示す工程に続いて行
なう各工程の工程断面図である。説明する。FIGS. 6 (i) to (l) are cross-sectional views of respective steps performed after the step shown in FIG. 5 in the method of manufacturing a microlens substrate according to the present invention. explain.
【図7】本発明を適用した対向基板の要部を拡大して示
す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an enlarged main part of a counter substrate to which the present invention is applied.
【図8】(a)、(b)は、それぞれ本発明を適用した
対向基板を用いた液晶装置、および従来の液晶装置に様
々な角度方向から光が入射したとき、このような光が液
晶装置内をどのように通過していくかをシミュレーショ
ンした結果を示す説明図である。FIGS. 8A and 8B respectively show a case where light enters a liquid crystal device using a counter substrate to which the present invention is applied and a conventional liquid crystal device from various angles, and such light is applied to a liquid crystal device. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a result of simulating how the light passes through the inside of the device.
【図9】対向基板の製造方法において、基板エッチング
用開口部の径と、投射型表示装置において表示された画
像の明るさとの関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the diameter of an opening for etching a substrate and the brightness of an image displayed on a projection display device in the method of manufacturing a counter substrate.
【図10】対向基板の製造方法において、基板エッチン
グ用開口部の径と、対向基板の歩留まりとの関係を示す
グラフである。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the diameter of a substrate etching opening and the yield of a counter substrate in the method of manufacturing the counter substrate.
【図11】投射型表示装置の概略図である。FIG. 11 is a schematic view of a projection display device.
【図12】従来の対向基板の要部を拡大して示す説明図
である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing an enlarged main part of a conventional counter substrate.
1 液晶装置 100R、100G、100B ライトバルブ(光変調
手段) 9a 画素電極9a 10 アクティブマトリクス基板(第3の透明基板) 10a 画像表示領域 20 第1の透明基板 23 遮光膜 26 凹曲面部 30 TFT 50 液晶層 52 シール材 53 見切り用の遮光膜 60 マスク層 61 基板エッチング用開口部 70 レジストマスク 71 マスク層エッチング用開口部 80 露光マスク 200 対向基板(マイクロレンズ基板) 210 透明材料 250 第2の透明基板 261 凹曲面部の底部 500 マイクロレンズ 1100 投射型表示装置(プロジェクタ)DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal device 100R, 100G, 100B Light valve (light modulation means) 9a Pixel electrode 9a 10 Active matrix substrate (third transparent substrate) 10a Image display area 20 First transparent substrate 23 Light shielding film 26 Concave curved surface part 30 TFT 50 Liquid crystal layer 52 Sealing material 53 Light-shielding film for parting-off 60 Mask layer 61 Opening for substrate etching 70 Resist mask 71 Opening for mask layer etching 80 Exposure mask 200 Opposite substrate (microlens substrate) 210 Transparent material 250 Second transparent substrate 261 Bottom of concave curved surface part 500 Micro lens 1100 Projection display device (projector)
フロントページの続き Fターム(参考) 2H091 FA02Y FA29Z FA35Y FB07 FC26 FD15 GA13 GA17 LA17 MA07 5C094 AA10 BA03 BA16 BA43 CA19 CA24 EA04 EA05 EA07 EB02 ED01 ED03 ED05 ED11 ED15 GB10 Continued on front page F-term (reference) 2H091 FA02Y FA29Z FA35Y FB07 FC26 FD15 GA13 GA17 LA17 MA07 5C094 AA10 BA03 BA16 BA43 CA19 CA24 EA04 EA05 EA07 EB02 ED01 ED03 ED05 ED11 ED15 GB10
Claims (16)
成するマスク層形成工程と、該マスク層に基板エッチン
グ用開口部を形成する基板エッチング用開口部形成工程
と、エッチング処理により前記基板エッチング用開口部
を通して前記第1の透明基板の表面に前記基板エッチン
グ用開口部を中心とする凹曲面部を形成する凹曲面部形
成工程と、前記マスク層を除去するマスク層除去工程
と、前記第1の透明基板とは異なる屈折率を備えた透明
材料を前記凹曲面部に充填し硬化させる充填硬化工程と
を有するマイクロレンズ基板の製造方法において、 前記基板エッチング用開口部形成工程では、前記マスク
層に対して前記基板エッチング用開口部を4μm以下の
径となるように形成することを特徴とするマイクロレン
ズ基板の製造方法。A mask layer forming step of forming a mask layer on a surface of the first transparent substrate; a substrate etching opening forming step of forming a substrate etching opening in the mask layer; A concave curved surface portion forming step of forming a concave curved surface portion centered on the substrate etching opening portion on the surface of the first transparent substrate through the substrate etching opening portion, and a mask layer removing step of removing the mask layer; A filling and curing step of filling and curing the concave curved surface portion with a transparent material having a refractive index different from that of the first transparent substrate, wherein the substrate etching opening forming step comprises: A method of manufacturing a microlens substrate, wherein the substrate etching opening is formed to have a diameter of 4 μm or less with respect to the mask layer.
程で行なうエッチング処理は、ウエットエッチングであ
ることを特徴とするマイクロレンズ基板の製造方法。2. The method of manufacturing a microlens substrate according to claim 1, wherein the etching performed in the concave curved surface portion forming step is wet etching.
ッチング用開口部形成工程では、前記マスク形成工程で
形成した前記マスク層の表面にレジストマスクを形成し
た後、該レジストマスクに露光および現像を行なって前
記マスク層の前記基板エッチング用開口部に相当する位
置に径が3μm以下のマスク層エッチング用開口部を形
成し、該マスク層エッチング用開口部から前記マスク層
をエッチングすることにより前記マスク層に対して径が
4μm以下の前記基板エッチング用開口部を形成するこ
とを特徴とするマイクロレンズ基板の製造方法。3. The substrate etching opening forming step according to claim 1, wherein in the substrate etching opening forming step, after a resist mask is formed on a surface of the mask layer formed in the mask forming step, the resist mask is exposed and developed. Forming a mask layer etching opening having a diameter of 3 μm or less at a position corresponding to the substrate etching opening of the mask layer, and etching the mask layer from the mask layer etching opening to form the mask. A method for manufacturing a microlens substrate, comprising: forming a substrate etching opening having a diameter of 4 μm or less in a layer.
前記基板エッチング用開口部形成工程では、前記マスク
層に対して前記基板エッチング用開口部を0.5μm以
上の径となるように形成することを特徴とするマイクロ
レンズ基板の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein
The method of manufacturing a microlens substrate, wherein in the substrate etching opening forming step, the substrate etching opening is formed to have a diameter of 0.5 μm or more with respect to the mask layer.
前記第1の透明基板は、石英基板であることを特徴とす
るマイクロレンズ基板の製造方法。5. The method according to claim 1, wherein
The method for manufacturing a microlens substrate, wherein the first transparent substrate is a quartz substrate.
前記マスク層は、ポリシリコン膜からなることを特徴と
するマイクロレンズ基板の製造方法。6. The method according to claim 1, wherein
The method of manufacturing a microlens substrate, wherein the mask layer is made of a polysilicon film.
前記マスク層は、アモルファスシリコンからなることを
特徴とするマイクロレンズ基板の製造方法。7. The method according to claim 1, wherein
The method for manufacturing a microlens substrate, wherein the mask layer is made of amorphous silicon.
程では、前記マスク層をテトラメチル水酸化アンモニウ
ム水溶液により除去することを特徴とするマイクロレン
ズ基板の製造方法。8. The method of manufacturing a microlens substrate according to claim 7, wherein in the mask layer removing step, the mask layer is removed by using an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide.
前記マスク層は、窒化シリコンからなることを特徴とす
るマイクロレンズ基板の製造方法。9. The method according to claim 1, wherein
The method for manufacturing a microlens substrate, wherein the mask layer is made of silicon nitride.
工程では、前記マスク層をリン酸により除去することを
特徴とするマイクロレンズ基板の製造方法。10. The method of manufacturing a microlens substrate according to claim 9, wherein in the mask layer removing step, the mask layer is removed with phosphoric acid.
て、前記透明材料を介して前記第1の透明基板の表面上
に第2の透明基板を貼着することを特徴とするマイクロ
レンズ基板の製造方法。11. A method of manufacturing a microlens substrate according to claim 1, wherein a second transparent substrate is adhered on the surface of the first transparent substrate via the transparent material. Method.
するマイクロレンズ基板の製造方法により製造したこと
を特徴とするマイクロレンズ基板。12. A microlens substrate manufactured by the method for manufacturing a microlens substrate defined in claim 1. Description:
ズ基板の製造方法を用いた電気光学装置の製造方法であ
って、 前記第1の透明基板と前記第2の透明基板とを前記透明
材料を介して貼り合わせた貼り合わせ基板と、該貼り合
わせ基板に対向配置した第3の透明基板との間に電気光
学物質を挟持させて電気光学装置を構成することを特徴
とする電気光学装置の製造方法。13. A method of manufacturing an electro-optical device using the method of manufacturing a microlens substrate defined in claim 11, wherein the first transparent substrate and the second transparent substrate are interposed via the transparent material. A method of manufacturing an electro-optical device, wherein an electro-optical material is sandwiched between a bonded substrate bonded by bonding and a third transparent substrate disposed to face the bonded substrate. .
質は、液晶であることを特徴とする電気光学装置の製造
方法。14. The method according to claim 13, wherein the electro-optical material is a liquid crystal.
光学装置の製造方法により製造したことを特徴とする電
気光学装置。15. An electro-optical device manufactured by the method for manufacturing an electro-optical device according to claim 13.
ライトバルブとして用いたことを特徴とする投射型表示
装置。16. A projection display device using the electro-optical device defined in claim 15 as a light valve.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004069790A (en) * | 2002-08-01 | 2004-03-04 | Seiko Epson Corp | Method for manufacturing substrate with recessing part, substrate with recessing part, substrate with recessing part for micro lens, micro lens substrate, counter substrate for liquid crystal panel, liquid crystal panel, and projection display device |
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US9217885B2 (en) | 2013-10-01 | 2015-12-22 | Seiko Epson Corporation | Microlens array substrate, electro-optic device, and electronic apparatus |
JP2016109815A (en) * | 2014-12-04 | 2016-06-20 | リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 | Method for manufacturing microlens array substrate |
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- 2000-12-11 JP JP2000376292A patent/JP2002182586A/en not_active Withdrawn
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