JP2004139109A - Microlens substrate and liquid crystal display element using same - Google Patents

Microlens substrate and liquid crystal display element using same Download PDF

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辻川　晋
Ken Sumiyoshi
住吉　研
Hitoshi Matsushima
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microlens substrate obtained by a microlens substrate manufacturing method that the precision of sticking on a driving substrate is high and sticking operation is easy, and to provide a liquid crystal display element using the microlens substrate. <P>SOLUTION: The microlens substrate 9 is structured by sticking a first transparent substrate 1 and a second transparent substrate 8 together and has microlenses formed charging materials 7 differing in refractive index in concave parts 6 formed on the side of a sticking surface of the first transparent substrate 1 and superposition markers 4 or exposure position adjustment markers on a first transparent substrate surface. Consequently, the microlens substrate and driving substrate can accurately be stuck together. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

　本発明は、光利用効率を向上させる目的として使用される、マイクロレンズを面上に配置したマイクロレンズ基板の製造方法およびこれにより得られたマイクロレンズ基板と、このマイクロレンズ基板を用いた液晶表示素子に係り、特に駆動回路を画素状に形成した駆動基板との重ね合せを行う工程を必要とするマイクロレンズ基板の製造方法およびこれにより得られたマイクロレンズ基板と、このマイクロレンズ基板を用いた液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a microlens substrate having microlenses arranged on a surface, a microlens substrate obtained by the method, and a liquid crystal display using the microlens substrate, which is used for the purpose of improving light use efficiency. The present invention relates to a method for manufacturing a microlens substrate, which requires a step of superposing a driving circuit formed in a pixel shape on a driving circuit, and a microlens substrate obtained by using the microlens substrate. The present invention relates to a liquid crystal display device.

　一般に、液晶表示素子としては、高コントラストが得られ、高画質・高精細化の点で優れているＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；薄膜トランジスタ）駆動方式が主流となっている。液晶表示素子は、画素への印加電圧を制御するＴＦＴを各画素に対応してマトリクス状に配列し、ＴＦＴと信号配線をブラックマトリクスと呼ばれる金属遮光膜で覆う構造となっている。ブラックマトリクスは不透明であるため、この部分に入射した光は吸収または反射されて損失となる。
　特に、画素数を増加させ高精細化を図る場合、ＴＦＴや信号配線をある限度以下に縮小するのが困難であるため、相対的に光が通過する有効部分が小さくなり、開口率が著しく低下する。 Generally, as a liquid crystal display element, a TFT (Thin Film Transistor: thin film transistor) driving method, which has high contrast and is excellent in terms of high image quality and high definition, is mainly used. The liquid crystal display element has a structure in which TFTs for controlling a voltage applied to a pixel are arranged in a matrix corresponding to each pixel, and the TFT and the signal wiring are covered with a metal light shielding film called a black matrix. Since the black matrix is opaque, light incident on this portion is absorbed or reflected and is lost.
In particular, when increasing the number of pixels to achieve high definition, it is difficult to reduce the size of TFTs and signal wiring to a certain limit or less, so that the effective portion through which light passes becomes relatively small, and the aperture ratio decreases significantly. I do.

　これを解決するためにマイクロレンズを用いて液晶表示素子の各画素の開口部に照明光を集光させ、実効開口率を向上させる方法が知られている。そして、このようなマイクロレンズの従来の製造方法に関しては、例えば特開昭６０−１５５５５２号公報に開示されている。
　上記特開昭６０−１５５５２号公報に記載されているマイクロレンズの製造方法では、まず、ガラスなどの透明基板の表面に蒸着やスパッタリングでクロムなどの耐酸性金属を保護被膜として成膜する。次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、この保護被膜上に円形の開口を液晶表示素子の画素配列に対応するようにパターニングする（以下、開口が設けられた保護被膜を開口マスクと呼ぶ。）。次に、主として弗酸からなるガラスエッチング溶液を用いて、開口マスクを介して湿式エッチングを行う。湿式エッチングは等方的に進行するため、一定時間のエッチングにより、開口に対応した位置に半球状の凹部が得られる。最後に、ガラス基板に比べて屈折率の大きな透明材料を上記凹部に充填する。この場合、透明材料の充填部分が凸レンズとして機能するマイクロレンズとなる。 In order to solve this problem, there is known a method in which illumination light is condensed on an opening of each pixel of a liquid crystal display element using a microlens to improve an effective aperture ratio. A conventional manufacturing method of such a microlens is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-155552.
In the method of manufacturing a microlens described in JP-A-60-15552, first, an acid-resistant metal such as chromium is formed as a protective film on a surface of a transparent substrate such as glass by vapor deposition or sputtering. Next, using a photolithography technique, a circular opening is patterned on the protective film so as to correspond to the pixel arrangement of the liquid crystal display element (the protective film provided with the openings is hereinafter referred to as an opening mask). Next, wet etching is performed through an opening mask using a glass etching solution mainly composed of hydrofluoric acid. Since wet etching proceeds isotropically, hemispherical concave portions are obtained at positions corresponding to the openings by etching for a certain period of time. Finally, the concave portion is filled with a transparent material having a higher refractive index than the glass substrate. In this case, the portion filled with the transparent material becomes a micro lens that functions as a convex lens.

　また、特開平８−１３６７０４号公報には、上記特開昭６０−１５５５２号の技術と同様に透明基板上に設けた凹部に透明材料を充填してマイクロレンズを形成する時、マイクロレンズを形成したガラス基板に位置合せマーカを設けて、後工程の他の基板との貼り合せ作業を容易にするための方法が開示されている。
　図７は、このような製造方法により得られた、マイクロレンズとなる凹部を形成したガラス基板の従来の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。図７（ｂ）の断面図は、図７（ａ）の平面図のXII−XII線断面図を表す。
　ここで、ガラス基板上に、先に述べた従来技術の半球状の凹部３６を形成するのと同じ工程で位置合せマーカＸ４８も形成されている。すなわち、位置合せマーカＸ４８は凹部３６と同様に湿式エッチングされ、図７に示されるようなガラス基板上の窪みとなる。このようにして、凹部形成ガラス基板４７が完成する。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-136704 discloses that a microlens is formed when a transparent material is filled in a concave portion provided on a transparent substrate in the same manner as in the technique of Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-15552. A method is disclosed in which an alignment marker is provided on a glass substrate that has been prepared, and the post-process bonding operation with another substrate is facilitated.
FIGS. 7A and 7B are views showing a conventional example of a glass substrate having a concave portion to be a microlens obtained by such a manufacturing method, wherein FIG. 7A is a plan view and FIG. 7B is a cross-sectional view. The cross-sectional view of FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line XII-XII of the plan view of FIG.
Here, an alignment marker X48 is also formed on the glass substrate in the same process as that for forming the above-described hemispherical concave portion 36 of the related art. That is, the alignment marker X48 is wet-etched similarly to the concave portion 36, and becomes a depression on the glass substrate as shown in FIG. Thus, the concave portion forming glass substrate 47 is completed.

　図８は、この凹部形成ガラス基板４７を用いた液晶表示素子を示す断面図である。
　この液晶表示装置は、凹部形成ガラス基板４７の凹部３６に、高屈折率材料３７を埋め込み、マイクロレンズとし、さらにこの凹部形成ガラス基板４７にカバーガラス３８を貼り合せ、マイクロレンズ基板３９とし、さらにこのマイクロレンズ基板３９上に駆動基板４０を貼り合せてなるものである。
　カバーガラス３８は、上記マイクロレンズと、図には示していないがブラックマトリクスの距離を保つために用いられており、最も有効にマイクロレンズが機能するようにその厚さが決められている。 FIG. 8 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display element using the glass substrate 47 with the concave portion.
In this liquid crystal display device, a high refractive index material 37 is embedded in the concave portion 36 of the concave portion forming glass substrate 47 to form a microlens, and a cover glass 38 is bonded to the concave portion forming glass substrate 47 to form a microlens substrate 39. The drive substrate 40 is bonded on the microlens substrate 39.
The cover glass 38 is used to keep the distance between the micro lens and the black matrix (not shown), and the thickness thereof is determined so that the micro lens functions most effectively.

　高屈折率材料３７は例えばエポキシ系樹脂であり、凹部形成ガラス基板４７とカバーガラス３８との接着剤の役割も果たしている。駆動基板４０は、図には示していないが、ＴＦＴなどの液晶を駆動するための駆動回路が画素状に形成されている。また、この駆動基板４０には、位置合せマーカＸ４８に対応する位置合せマーカＹ４９が設けられており、両者の位置を調整しながらマイクロレンズ基板３９と駆動基板４０を貼り合せることができる。
　以上の説明のように図７に示した従来例のマイクロレンズ基板では、位置合せマーカＸ４８をマイクロレンズとなる凹部３６と同一工程で形成することによって、マイクロレンズ基板３９と駆動基板４０の貼り合せを容易にすることができる。 The high-refractive-index material 37 is, for example, an epoxy-based resin, and also serves as an adhesive between the concave portion forming glass substrate 47 and the cover glass 38. Although not shown in the drawing, a drive circuit for driving a liquid crystal such as a TFT is formed in the drive substrate 40 in a pixel shape. The drive substrate 40 is provided with an alignment marker Y49 corresponding to the alignment marker X48, and the microlens substrate 39 and the drive substrate 40 can be bonded together while adjusting the positions of both.
As described above, in the conventional microlens substrate shown in FIG. 7, the alignment marker X48 is formed in the same step as the concave portion 36 serving as the microlens, so that the microlens substrate 39 and the driving substrate 40 are bonded. Can be facilitated.

　先に述べた従来技術の課題は、以下の２つの理由により、マイクロレンズ基板３９と駆動基板４０の貼り合せ精度が低いことである。
　まず、第１の理由について説明する。マイクロレンズ基板３９には位置合せマーカＸ４８が、マイクロレンズとなる凹部３６と同時に湿式エッチングによって形成されている。この方法は、湿式エッチングがマイクロレンズ基板の材料であるガラスに対して等方的に進行することを利用して半球状の凹部３６を得るわけであるが、これと同じ現象が位置合せマーカＸ４８に対しても起こる。その結果、位置合せパターン４８は意図せぬ形状になってしまう。 The problem of the prior art described above is that the bonding accuracy between the microlens substrate 39 and the driving substrate 40 is low for the following two reasons.
First, the first reason will be described. An alignment marker X48 is formed on the microlens substrate 39 by wet etching simultaneously with the concave portion 36 serving as a microlens. This method obtains a hemispherical concave portion 36 by utilizing the fact that wet etching proceeds isotropically with respect to glass which is a material of a microlens substrate. The same phenomenon is caused by the alignment marker X48. Also happens to. As a result, the alignment pattern 48 has an unintended shape.

　図９（ａ）は湿式エッチングを行う前の位置合せマーカＸのパターン５０、（ｂ）は駆動基板４０に形成された位置合せマーカＹ４９の形状、（ｃ）は湿式エッチング終了後、実際に得られる位置合せマーカＸ４８の形状を示す。図中、斜線部分がクロムなどの保護被膜を表す。すなわち、（ａ）ように保護被膜がパターニングされていても、湿式エッチングの等方的な作用によって（ｃ）のような歪んだ形に拡大変形されてしまう。このため、（ｂ）に示した位置合せマーカＹ４９と組み合せることで駆動基板４０との貼り合せを行う際、正確に位置合せを行うことが困難になってしまう。また、位置合せマーカＸ４８はガラス基板上の窪みであるために、透明性が高く、主に窪みのエッジ部分でしかその形状を認識できず、視認性に問題がある。
　位置合せパターン４８が意図せぬ形状になってしまうのを避けるために、湿式エッチングの前に、その影響を見込んで位置合せマーカＸのパターン５０を調整しておくことも考えられるが、凹部３６の形状を制御するため、湿式エッチングの条件を変えるたびに、その条件に応じて位置合せマーカＸのパターン５０の大きさや形状を変えなければならず、効率が悪く実用的でない。なお、図９（ａ）では、湿式エッチングを行う前の位置合せマーカＸのパターン５０を白抜きのパターンとしたが、これを反転させた黒地のパターンでも同様に湿式エッチングによる変形が生じてしまう。ただし、この場合は、エッチング後の位置合せマーカＸ４８は細ることになる。 9A shows the pattern 50 of the alignment marker X before the wet etching is performed, FIG. 9B shows the shape of the alignment marker Y49 formed on the drive substrate 40, and FIG. The shape of the alignment marker X48 to be set is shown. In the figure, the hatched portions represent protective films such as chrome. That is, even if the protective film is patterned as shown in (a), it is enlarged and deformed into a distorted shape as shown in (c) by the isotropic action of wet etching. For this reason, when combining with the drive substrate 40 by combining with the alignment marker Y49 shown in (b), it becomes difficult to perform accurate alignment. In addition, since the alignment marker X48 is a depression on the glass substrate, it has high transparency, and its shape can be recognized mainly only at the edge of the depression, and there is a problem in visibility.
In order to avoid an unintended shape of the alignment pattern 48, it is conceivable to adjust the pattern 50 of the alignment marker X in consideration of the influence before wet etching. Therefore, every time the wet etching condition is changed, the size and shape of the pattern 50 of the alignment marker X must be changed according to the condition, which is inefficient and impractical. In FIG. 9A, the pattern 50 of the alignment marker X before the wet etching is a white pattern. However, a pattern of a black background obtained by inverting the pattern 50 is similarly deformed by the wet etching. . However, in this case, the alignment marker X48 after the etching becomes thin.

　次に、第２の理由について説明する。図８に示した通り、マイクロレンズ基板３９の位置合せマーカＸ４８と駆動基板４０の位置合せマーカＹ４９は、カバーガラス３８を介して対向している。通常、マイクロレンズ基板３９と駆動基板４０の重ね合せは、顕微鏡やＣＣＤカメラで位置合せマーカＸ４８と位置合せマーカＹ４９を拡大して、ちょうどそれらが重なる位置になるようにマイクロレンズ基板３９と駆動基板４０のいずれかを移動させながら行う。このため、位置合せマーカＸ４８と位置合せマーカＹ４９が同時に観察できる必要があるが、カバーガラス３８の厚さが５０乃至１００μｍ程度の場合、一般的な顕微鏡やＣＣＤカメラでは同時に焦点を合せることができない。したがって、手動で貼り合せ作業を行う場合は、焦点を徐々にずらすなどして片方の位置合せマーカごとに観察しながら、マイクロレンズ基板３９と駆動基板４０の位置を調整しなければならない。このように、従来では、貼り合せ作業が複雑で困難になるばかりか、貼り合せ精度が低下するという問題がある。また、自動装置では対応できない可能性が高い。 Next, the second reason will be described. As shown in FIG. 8, the alignment marker X48 of the microlens substrate 39 and the alignment marker Y49 of the drive substrate 40 face each other with the cover glass 38 interposed therebetween. Usually, the superposition of the microlens substrate 39 and the driving substrate 40 is performed by enlarging the positioning marker X48 and the positioning marker Y49 with a microscope or a CCD camera, so that the microlens substrate 39 and the driving substrate 40 are exactly overlapped. This is performed while moving any one of 40. For this reason, it is necessary that the alignment marker X48 and the alignment marker Y49 can be observed simultaneously. However, when the thickness of the cover glass 38 is about 50 to 100 μm, it cannot be focused simultaneously with a general microscope or CCD camera. . Therefore, when performing the bonding operation manually, it is necessary to adjust the positions of the microlens substrate 39 and the driving substrate 40 while observing each of the alignment markers by gradually shifting the focus or the like. As described above, in the related art, there is a problem that not only the bonding operation is complicated and difficult, but also the bonding accuracy is reduced. In addition, there is a high possibility that the automatic device cannot cope.

　本発明の目的は、上述した従来技術の問題点に鑑み、駆動基板との貼り合せ精度が高く、貼り合せ作業が容易に行えるようなマイクロレンズ基板の製造方法により得られたマイクロレンズ基板と、このマイクロレンズ基板を用いた液晶表示素子を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a microlens substrate obtained by a method of manufacturing a microlens substrate that has high bonding accuracy with a driving substrate and that can easily perform a bonding operation, in view of the above-described problems of the related art, An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device using the microlens substrate.

　本発明のマイクロレンズ基板の製造方法は、第１の透明基板に複数の凹部を形成し、前記複数の凹部に前記第１の透明基板と屈折率の異なる材料を充填し、前記第１の透明基板よりも薄い第２の透明基板を貼り合せるマイクロレンズ基板の製造方法において、
　複数の開口が配列した保護被膜からなる開口マスクと、重ね合せマーカとを前記第１の透明基板上に同一工程で形成し、前記重ね合せマーカを耐浸食性保護フィルムで覆った後、前記開口マスクを介して湿式エッチングを行って前記複数の凹部を形成し、前記湿式エッチング終了後、前記保護被膜、前記耐浸食性保護フィルムをこの順で剥離し、次に前記複数の凹部に前記第１の透明基板と屈折率の異なる材料を充填し、最後に前記第２の透明基板を貼り合せることを特徴とする 。 In the method of manufacturing a microlens substrate according to the present invention, a plurality of recesses are formed in a first transparent substrate, and the plurality of recesses are filled with a material having a different refractive index from that of the first transparent substrate. In a method for manufacturing a microlens substrate in which a second transparent substrate thinner than the substrate is bonded,
An opening mask made of a protective film having a plurality of openings arranged thereon and an overlay marker are formed in the same process on the first transparent substrate, and the overlay marker is covered with an erosion-resistant protective film. The plurality of recesses are formed by performing wet etching through a mask, and after the completion of the wet etching, the protective coating and the erosion-resistant protective film are separated in this order, and then the first recesses are formed in the plurality of recesses. A material having a different refractive index from that of the transparent substrate is filled, and the second transparent substrate is finally bonded.

　このような構成の本発明のマイクロレンズ基板の製造方法において、前記第１の透明基板上に、前記重ね合せマーカの位置を明示する視認用マーカを、前記開口マスクと同一工程で形成することが好ましい。 In the method of manufacturing a microlens substrate according to the present invention having such a configuration, a visual recognition marker that specifies the position of the overlay marker may be formed on the first transparent substrate in the same step as the opening mask. preferable.

　また、本発明のマイクロレンズ基板の製造方法は、第１の透明基板に複数の凹部を形成し、前記複数の凹部に前記第１の透明基板と屈折率の異なる材料を充填し、前記第１の透明基板よりも薄い第２の透明基板を貼り合せるマイクロレンズ基板の製造方法において、
　複数の開口が配列した保護被膜からなる開口マスクと、露光位置調整マーカとを前記第１の透明基板上に同一工程で形成し、前記露光位置調整マーカを耐浸食性保護フィルムで覆った後、前記開口マスクを介して湿式エッチングを行って前記複数の凹部を形成し、前記湿式エッチング終了後、前記保護被膜、前記耐浸食性保護フィルムをこの順で剥離し、次に前記複数の凹部に前記第１の透明基板と屈折率の異なる材料を充填し、さらに前記第２の透明基板を貼り合せた後、前記第２の透明基板上に薄膜を成膜し、最後に前記露光位置調整マーカを位置決めに用いて露光機により前記薄膜を露光パターニングして重ね合せマーカを形成することを特徴とするものであってもよい。 Further, in the method for manufacturing a microlens substrate according to the present invention, a plurality of recesses are formed in a first transparent substrate, and the plurality of recesses are filled with a material having a different refractive index from the first transparent substrate. In a method for manufacturing a microlens substrate in which a second transparent substrate thinner than the transparent substrate of
An opening mask made of a protective film having a plurality of openings arranged thereon and an exposure position adjustment marker are formed in the same step on the first transparent substrate, and after covering the exposure position adjustment marker with an erosion-resistant protective film, The plurality of recesses are formed by performing wet etching through the opening mask, and after the completion of the wet etching, the protective coating and the erosion-resistant protective film are peeled in this order, and then the plurality of recesses are formed. After filling the first transparent substrate with a material having a different refractive index and further bonding the second transparent substrate, a thin film is formed on the second transparent substrate. The method may be characterized in that the thin film is exposed and patterned by an exposure machine for positioning to form an overlay marker.

　このような構成の本発明のマイクロレンズ基板の製造方法において、前記第２の透明基板上に前記薄膜を成膜する時に、前記露光位置調整マーカの上方に前記薄膜が成膜しないようにする手段を用いることが好ましい。この前記露光位置調整マーカの上方に前記薄膜が成膜しないようにする手段としては、前記露光位置調整マーカを覆い隠すマスクを用いてもよい。 In the method of manufacturing a microlens substrate according to the present invention having such a configuration, when forming the thin film on the second transparent substrate, means for preventing the thin film from being formed above the exposure position adjustment marker. It is preferable to use As a means for preventing the thin film from being formed above the exposure position adjustment marker, a mask for covering the exposure position adjustment marker may be used.

　また、前記の構成の本発明のマイクロレンズ基板の製造方法において、前記第１の透明基板上に、前記露光位置調整マーカの位置を明示する視認用マーカを、前記開口マスクと同一工程で形成することが好ましい。
　また、前記のいずれかの構成の本発明のマイクロレンズ基板の製造方法において、前記視認用マーカは前記重ね合せマーカまたは前記露光位置調整マーカを取り囲む枠であることを特徴とするものであってもよい。 Further, in the method of manufacturing a microlens substrate according to the present invention having the above-described configuration, a visual recognition marker indicating the position of the exposure position adjustment marker is formed on the first transparent substrate in the same step as the opening mask. Is preferred.
In the method for manufacturing a microlens substrate according to any one of the above aspects of the present invention, the visual recognition marker may be a frame surrounding the overlay marker or the exposure position adjustment marker. Good.

　本発明のマイクロレンズ基板は、上記のいずれかの構成の本発明のマイクロレンズ基板の製造方法により製造されたことを特徴とする。 マ イ ク ロ A microlens substrate according to the present invention is characterized by being manufactured by the method for manufacturing a microlens substrate according to any one of the above-described structures.

　また、本発明のマイクロレンズ基板は、第１の透明基板と第２の透明基板を貼り合せた構造を有し、前記第１の透明基板の貼り合せ面側に形成された凹部に屈折率の異なる材料が充填されたマイクロレンズと、前記第１の透明基板表面に重ね合せマーカあるいは露光位置調整マーカを有することを特徴とするものであってもよい。
　また、本発明のマイクロレンズ基板は、第１の透明基板と第２の透明基板を貼り合せた構造を有し、前記第１の透明基板の貼り合せ面側に形成された凹部に屈折率の異なる材料が充填されたマイクロレンズと、前記第１の透明基板表面に露光位置調整マーカと、前記第２の透明基板の貼り合わせ面と反対面側表面に重ね合せマーカを有することを特徴とするものであってもよい。
　また、本発明のマイクロレンズ基板は、第１の透明基板と第２の透明基板を貼り合せた構造を有し、第１の透明基板の貼り合せ面側に形成された凹部に屈折率の異なる材料が充填されたマイクロレンズと、前記第１の透明基板表面に露光位置調整マーカを有し、前記第２の透明基板の貼り合せ面と反対面側表面にブラックマトリクスと重ね合せマーカを有することを特徴とするものであってもよい。
　また、本発明の液晶表示装置は、上記のいずれかの構成の本発明のマイクロレンズ基板と、駆動基板との間に液晶を有し、前記マイクロレンズ基板の重ね合せマーカと、駆動基板の重ね合せマーカの位置が調整され、前記マイクロレンズ基板と駆動基板とが貼り合せられていることを特徴とするものであってもよい。
　また、本発明の液晶プロジェクタは、上記の構成の本発明の液晶表示素子が備えられたことを特徴とする。 Further, the microlens substrate of the present invention has a structure in which a first transparent substrate and a second transparent substrate are bonded to each other, and the concave portion formed on the bonding surface side of the first transparent substrate has a refractive index. A microlens filled with different materials and an overlay marker or an exposure position adjustment marker on the surface of the first transparent substrate may be provided.
Further, the microlens substrate of the present invention has a structure in which a first transparent substrate and a second transparent substrate are bonded to each other, and a concave portion formed on the bonding surface side of the first transparent substrate has a refractive index. A microlens filled with different materials, an exposure position adjustment marker on the surface of the first transparent substrate, and a superposition marker on a surface of the second transparent substrate opposite to the bonding surface. It may be something.
Further, the microlens substrate of the present invention has a structure in which a first transparent substrate and a second transparent substrate are bonded, and a concave portion formed on the bonding surface side of the first transparent substrate has a different refractive index. A microlens filled with a material, an exposure position adjustment marker on the surface of the first transparent substrate, and a black matrix and a superposition marker on a surface of the second transparent substrate opposite to the bonding surface. May be characterized.
Further, a liquid crystal display device of the present invention has a liquid crystal between the microlens substrate of the present invention having any one of the above-described structures and a driving substrate, and includes a superposition marker of the microlens substrate and a driving substrate. The position of the alignment marker may be adjusted, and the microlens substrate and the drive substrate may be bonded to each other.
According to another aspect of the invention, there is provided a liquid crystal projector including the liquid crystal display device according to the aspect of the invention.

　本発明の液晶表示素子は、上記のいずれかの構成の本発明のマイクロレンズ基板の製造方法により製造されたマイクロレンズ基板上に、透明電極、配向膜、および必要に応じてブラックマトリクスが形成され、前記マクロレンズ基板と貼り合せられる、駆動回路が画素状に配置された駆動基板上には、配向膜、および必要に応じてブラックマトリクス、さらに前記重ね合せマーカに対応する別の重ね合せマーカが形成され、前記マイクロレンズ基板と前記駆動基板の間に液晶が挟み込まれた構造であることを特徴とする。
　また、本発明の液晶表示素子は、複数の開口が配列した保護被膜からなる開口マスクと、露光位置調整マーカとを前記第１の透明基板上に同一工程で形成する工程を有する方の本発明のマイクロレンズ基板の製造方法で製造されたマイクロレンズ基板上に、透明電極、配向膜、ブラックマトリクスが形成され、前記マイクロレンズ基板と貼り合せられる、駆動回路が画素状に配置された駆動基板上には、配向膜、さらに前記重ね合せマーカーに対応する別の重ね合せマーカが形成され、前記マイクロレンズ基板と前記駆動基板との間に液晶が挟み込まれた構造であり、前記ブラックマトリクスは前記重ね合せマーカと同一工程で形成されたものであることを特徴とするものであってもよい。 In the liquid crystal display device of the present invention, a transparent electrode, an alignment film, and a black matrix as necessary are formed on the microlens substrate manufactured by the method of manufacturing a microlens substrate of the present invention having any one of the above-described configurations. An alignment film and, if necessary, a black matrix, and another overlay marker corresponding to the overlay marker are provided on the drive substrate on which the drive circuit is arranged in a pixel shape, which is bonded to the macro lens substrate. A liquid crystal is formed between the microlens substrate and the driving substrate.
Further, the liquid crystal display element of the present invention has a step of forming an opening mask made of a protective film in which a plurality of openings are arranged and an exposure position adjusting marker on the first transparent substrate in the same step. A transparent electrode, an alignment film, and a black matrix are formed on a microlens substrate manufactured by the method for manufacturing a microlens substrate, and the driving circuit is attached to the microlens substrate, and a driving circuit is arranged in a pixel shape. Has a structure in which an alignment film and another overlay marker corresponding to the overlay marker are formed, and a liquid crystal is sandwiched between the microlens substrate and the drive substrate. It may be formed in the same process as the alignment marker.

　以上説明したように、本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、湿式エッチングを行う前に、重ね合せマーカを耐浸食性保護フィルムで保護するので、湿式エッチングによって重ね合せマーカが変形することなく、正確な形状が保たれる。この結果、マイクロレンズ基板と駆動基板の正確な貼り合せが可能となる。　また、同様の方法で露光位置調整マーカを耐浸食性保護フィルムで保護し、ついで、露光機によってカバーガラス上に重ね合せマーカをパターニングする方法にあっては、焦点ずれという従来の課題を解決することができる。この結果、マイクロレンズ基板と駆動基板の正確な貼り合せが可能となる。
　従って、本発明のマイクロレンズ基板の製造方法によれば、駆動基板との貼り合せ精度が高く、貼り合せ作業が容易に行えるようなマイクロレンズ基板を提供できる。
　また、本発明の液晶表示素子は、本発明のマイクロレンズ基板の製造方法により製造されたマイクロレンズ基板が用いられているので、正確な貼り合せによって光学的な損失が極めて少なくなる。したがって、本発明の液晶表示素子を組み込んだ液晶プロジェクタなどの液晶表示装置の高輝度化が実現できる。このように、本発明のマイクロレンズ基板の製造方法により製造されたマイクロレンズ基板を用いた液晶表示素子は、産業上極めて有益である。 As described above, in the method for manufacturing a microlens substrate of the present invention, before performing wet etching, since the overlay marker is protected by the erosion-resistant protective film, the overlay marker is not deformed by wet etching, The exact shape is maintained. As a result, accurate bonding of the microlens substrate and the drive substrate becomes possible. Further, in a method of protecting the exposure position adjustment marker with an erosion-resistant protective film in the same manner, and then patterning the overlay marker on the cover glass by an exposure machine, the conventional problem of defocus is solved. be able to. As a result, accurate bonding of the microlens substrate and the drive substrate becomes possible.
Therefore, according to the method for manufacturing a microlens substrate of the present invention, it is possible to provide a microlens substrate that has high bonding accuracy with a driving substrate and can easily perform a bonding operation.
Further, since the liquid crystal display element of the present invention uses the microlens substrate manufactured by the method of manufacturing a microlens substrate of the present invention, optical loss is extremely reduced by accurate bonding. Therefore, high brightness of a liquid crystal display device such as a liquid crystal projector incorporating the liquid crystal display element of the present invention can be realized. As described above, the liquid crystal display device using the microlens substrate manufactured by the method for manufacturing a microlens substrate of the present invention is extremely useful in industry.

　以下、本発明の実施形態例について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
　図１は本発明のマイクロレンズ基板の製造方法の第１実施形態における工程を示す断面図である。なお、本発明の実施形態例の説明においては、重ね合せマーカという語を用いるが、この重ね合せマーカは、従来例の位置合せマーカに相当する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a sectional view showing the steps in the first embodiment of the method for manufacturing a microlens substrate of the present invention. In the description of the embodiment of the present invention, the term “overlay marker” is used, but this overlay marker corresponds to a conventional alignment marker.

　まず、図１（ａ）に示すように、ガラス基板（第１の透明基板）１の表面にクロムからなる保護被膜を成膜し、円形の開口２をパターニングして開口マスク３とする。この時、ガラス基板１の４隅、あるいは中心線上の両端の２箇所などに重ね合せマーカＸ４を形成しておく。開口マスク３と重ね合せマーカＸ４の形成は、一般的なフォトリソグラフィにより行われる。すなわち、クロムからなる保護被膜をガラス基板１上の全面にスパッタリングにより成膜した後、フォトレジストを塗布、フォトマスクを使って開口２と重ね合せマーカＸ４のパターンを露光した後、フォトレジストの現像を行い、さらにクロムからなる保護被膜をエッチングして、開口マスク３と重ね合せマーカＸ４をパターニングする。このようにすると、開口マスク３と重ね合せマーカＸ４は同一工程において形成される。なお、図中、開口マスク３と重ね合せマーカＸ４は分かりやすいように、ある程度の厚さを有するように記載されているが、実際は１０００乃至２０００オングストローム（０．１から０．２μｍ）程度の厚さであり、ガラス基板１や後に貼り合せるカバーガラス３８に比べて極めて薄い。 First, as shown in FIG. 1A, a protective film made of chromium is formed on the surface of a glass substrate (first transparent substrate) 1, and a circular opening 2 is patterned to form an opening mask 3. At this time, the overlay markers X4 are formed at four corners of the glass substrate 1 or at two places at both ends on the center line. The formation of the opening mask 3 and the overlay marker X4 is performed by general photolithography. That is, after forming a protective film made of chromium on the entire surface of the glass substrate 1 by sputtering, applying a photoresist, exposing the pattern of the opening 2 and the overlay marker X4 using a photomask, and developing the photoresist. Then, the protective film made of chromium is etched to pattern the opening mask 3 and the overlay marker X4. Thus, the opening mask 3 and the overlay marker X4 are formed in the same step. In the figure, the opening mask 3 and the overlay marker X4 are described to have a certain thickness for easy understanding. However, in practice, the thickness is about 1000 to 2000 angstroms (0.1 to 0.2 μm). This is extremely thin compared to the glass substrate 1 and the cover glass 38 to be bonded later.

　次に、図１（ｂ）に示すように、重ね合せマーカＸ４を覆うように耐エッチングフィルム（耐浸食性保護フィルム）５を密着させる。耐エッチングフィルム５は、弗酸などの酸性溶液に耐浸食性があり、接着性を持っているものが好ましい
。例えば、日東電工製の表面保護フィルムＳＰＶ（商品名）などが挙げられる。　次に、図１（ｃ）に示すように、弗酸を主とする混合溶液を用いて湿式エッチングを行う。これにより半球状の凹部６が形成される。
　次に、図１（ｄ）に示すように、クロムからなる保護被膜である開口マスク３を剥離する。
　次に、図１（ｅ）に示すように、耐エッチングフィルム５を剥離する。 Next, as shown in FIG. 1B, an etching-resistant film (corrosion-resistant protective film) 5 is adhered so as to cover the overlay marker X4. It is preferable that the etching resistant film 5 has erosion resistance to an acidic solution such as hydrofluoric acid and has adhesiveness. For example, a surface protection film SPV (trade name) manufactured by Nitto Denko is used. Next, as shown in FIG. 1C, wet etching is performed using a mixed solution mainly containing hydrofluoric acid. Thereby, a hemispherical concave portion 6 is formed.
Next, as shown in FIG. 1D, the opening mask 3, which is a protective film made of chromium, is peeled off.
Next, as shown in FIG. 1E, the etching resistant film 5 is peeled off.

　最後に、図１（ｆ）に示すように、凹部６に高屈折率材料７を充填し、カバーガラス（第２の透明基板）８を貼り合せ、マイクロレンズ基板９とする。この時、高屈折率材料７がガラス基板１とカバーガラス８の接着剤としても働く。高屈折材料７は、ガラス基板１よりも屈折率が高いものが用いられる。カバーガラス８の厚さは５０乃至１００マイクロメーター程度である。前述の通り、重ね合せマーカＸ４の厚さは０．１乃至０．２マイクロメーターであるので、ガラス基板１にカバーガラス８を貼り合せる時に支障が生じることはない。 Finally, as shown in FIG. 1 (f), the concave portion 6 is filled with a high refractive index material 7, and a cover glass (second transparent substrate) 8 is bonded to form a microlens substrate 9. At this time, the high refractive index material 7 also functions as an adhesive between the glass substrate 1 and the cover glass 8. As the high refractive material 7, a material having a higher refractive index than the glass substrate 1 is used. The thickness of the cover glass 8 is about 50 to 100 micrometers. As described above, since the thickness of the overlay marker X4 is 0.1 to 0.2 micrometers, no trouble occurs when the cover glass 8 is bonded to the glass substrate 1.

　図２は図１（ｂ）の工程を終了した段階を示す平面図である。重ね合せマーカＸ４は耐エッチングフィルム５で覆われているため、図１（ｃ）で示される湿式エッチングの工程でもその影響を受けることはない。さらに、図１（ｄ）で示されるクロムからなる保護被膜である開口マスク３を剥離する工程でも、重ね合せマーカＸ４を形成しているクロムは剥離されることはない。このため、最終的に重ね合せマーカＸ４は最初に形成されたままの形状が保たれ、変形を伴う拡大や縮小は起こり得ない。 FIG. 2 is a plan view showing a stage after the step of FIG. Since the overlay marker X4 is covered with the etching resistant film 5, the overlay marker X4 is not affected by the wet etching process shown in FIG. Further, even in the step of peeling off the opening mask 3 which is a protective film made of chromium shown in FIG. 1D, the chromium forming the overlay marker X4 is not peeled off. Therefore, finally, the shape of the superposition marker X4 is maintained as it was originally formed, and enlargement or reduction accompanying deformation cannot occur.

　図３はこれまでに説明したマイクロレンズ基板９と貼り合せる駆動基板を示す断面図である。駆動基板１０は、図には示していないが、従来例と同じく、液晶を駆動するＴＦＴなどの駆動回路が画素状に形成されている。また、重ね合せマーカＸ４に対応する重ね合せマーカＹ１１が設けられており、両者の位置を調整しながらマイクロレンズ基板９と駆動基板１０を貼り合せることができる。この時、前述の通り、重ね合せマーカＸ４は湿式エッチングで変形することが無く、完全な形状で（寸法精度良く）残っているので、従来例と比較して正確な貼り合せが可能になる。このように、従来例における第１の理由である、位置合せマーカの変形によるマイクロレンズ基板と駆動基板の貼り合せ精度の低下という問題を解決することができる。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing a driving substrate to be bonded to the microlens substrate 9 described above. Although not shown in the drawing, the drive substrate 10 has a pixel-like drive circuit such as a TFT for driving liquid crystal, as in the conventional example. Further, an overlay marker Y11 corresponding to the overlay marker X4 is provided, and the microlens substrate 9 and the drive substrate 10 can be bonded together while adjusting the positions of both. At this time, as described above, since the overlay marker X4 is not deformed by wet etching and remains in a perfect shape (with high dimensional accuracy), it is possible to perform more accurate bonding as compared with the conventional example. As described above, the first reason in the conventional example, that is, the problem of lowering the bonding accuracy between the microlens substrate and the driving substrate due to the deformation of the alignment marker can be solved.

（第２実施形態）
　本発明のマイクロレンズ基板の製造方法の第２実施形態について図面を参照して説明する。第２実施形態での製造工程は第１の実施形態の製造工程とほぼ同様であるが、図１における重ね合せマーカＸ４が露光位置調整マーカに代わる。ここでは、露光パターニングを行うための露光機として投影型露光装置であるステッパーを用いる。以後、露光位置調整マーカを具体的にステッパーアライメントマーカと呼ぶ。ステッパーアライメントマーカは、ステッパーによる第１の露光とそれ以降に行う第２の露光の際、相対的な位置決めに用いるものであり、一般的にその精度は１マイクロメーター程度またはそれ以下である。 (2nd Embodiment)
A second embodiment of the method for manufacturing a microlens substrate according to the present invention will be described with reference to the drawings. The manufacturing process in the second embodiment is almost the same as the manufacturing process in the first embodiment, except that the overlay marker X4 in FIG. 1 is replaced with the exposure position adjustment marker. Here, a stepper which is a projection type exposure apparatus is used as an exposure machine for performing exposure patterning. Hereinafter, the exposure position adjustment marker is specifically referred to as a stepper alignment marker. The stepper alignment marker is used for relative positioning between the first exposure by the stepper and the second exposure performed thereafter, and generally has an accuracy of about 1 micrometer or less.

　第２実施形態のマイクロレンズ基板の製造方法では、まず、第１実施形態と同様のガラス基板に円形の開口マスクと同時にステッパーアライメントマーカ（露光位置調整マーカ）を形成する。ステッパーアライメントマーカはガラス基板上の所定の場所に必要な数だけ設ける。この場所や数については、ステッパーの製造元、種類、型式などによって決められており、それに従う。その後、ステッパーアライメントマーカを覆うように耐エッチングフィルムを密着させた後、湿式エッチング、クロムからなる保護被膜である開口マスクの剥離、耐エッチングフィルムの剥離を順に行う。次に、高屈折率材料を充填し、カバーガラスを貼り合せる。ここまでは、重ね合せマーカＸがステッパーアライメントマーカに代わったのみであり、先の第１実施形態と同様の工程である。 In the method for manufacturing a microlens substrate according to the second embodiment, first, a stepper alignment marker (exposure position adjustment marker) is formed simultaneously with a circular opening mask on a glass substrate similar to the first embodiment. The required number of stepper alignment markers are provided at predetermined locations on the glass substrate. The location and number are determined by the manufacturer, type, model, etc. of the stepper and follow them. Thereafter, an etching-resistant film is adhered so as to cover the stepper alignment marker, and then wet etching, peeling of an opening mask, which is a protective film made of chromium, and peeling of the etching-resistant film are sequentially performed. Next, a high refractive index material is filled, and a cover glass is attached. Up to this point, only the superposition marker X has been replaced by the stepper alignment marker, and this is a process similar to that of the first embodiment.

　これ以後の工程を図４に示す。図４（ａ）に示すように、ステッパーアライメントマーカ（露光位置調整マーカ）１３が形成されたガラス基板１のカバーガラス８の上にクロムからなる薄膜１２を成膜する。
　次に、図４（ｂ）に示すように、ステッパーアライメントマーカ１３を位置決めに用いてステッパーにより薄膜１２を露光パターニングして重ね合せマーカＷ１４を形成する。このように、ステッパーを利用することで、重ね合せマーカＷ１４は極めて正確に所望の位置に配置される。 The subsequent steps are shown in FIG. As shown in FIG. 4A, a thin film 12 made of chromium is formed on the cover glass 8 of the glass substrate 1 on which the stepper alignment marker (exposure position adjustment marker) 13 is formed.
Next, as shown in FIG. 4B, the thin film 12 is exposed and patterned by a stepper using the stepper alignment marker 13 for positioning to form a registration marker W14. As described above, by using the stepper, the overlay marker W14 is extremely accurately positioned at a desired position.

　図５（ａ）はこの薄膜１２を成膜する前、すなわち図４（ａ）の前の段階を示す平面図、図５（ｂ）は薄膜１２を成膜する際に用いるマスク１５の平面図である。ステッパーによる第１の露光とそれ以降に行う第２の露光の相対的な位置決めには、ステッパーアライメントマーカ１３からの反射光や回折光を利用した高精度な測定を用いる。このため、反射光や回折光が遮られると位置決めが不可能になる。マスク１５はステッパーアライメントマーカ１３を覆い隠すような形状となっており、このマスク１５を図５（ａ）の段階のガラス基板と重ねて配置してスパッタリングを行えば、ステッパーアライメントマーカ１３の上方に薄膜１２は成膜されない。したがって、ステッパーアライメントマーカ１３からの反射光や回折光はカバーガラス８を透過することができ、正確な位置決めができる。ただし、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）などの透明性の薄膜を成膜する場合には、特にマスク１５を使用する必要はない。 FIG. 5A is a plan view showing a stage before forming the thin film 12, that is, a stage before FIG. 4A, and FIG. 5B is a plan view of a mask 15 used when forming the thin film 12. It is. For relative positioning between the first exposure by the stepper and the second exposure performed thereafter, high-precision measurement using reflected light or diffracted light from the stepper alignment marker 13 is used. Therefore, if reflected light or diffracted light is blocked, positioning becomes impossible. The mask 15 is shaped so as to cover the stepper alignment marker 13. If the mask 15 is placed on the glass substrate at the stage of FIG. The thin film 12 is not formed. Therefore, reflected light and diffracted light from the stepper alignment marker 13 can pass through the cover glass 8, and accurate positioning can be performed. However, when forming a transparent thin film such as ITO (Indium Tin Oxide), it is not necessary to use the mask 15 in particular.

　図６はステッパーアライメントマーカ１３と視認用マーカ１６を示す平面図である。図では分かりやすいようにステッパーアライメントマーカ１３を拡大しているが、実際は、視認用マーカ１６に対してステッパーアライメントマーカ１３ははるかに小さい。ステッパーアライメントマーカ１３の形状は、ステッパーの製造元、種類、型式などによって異なり、図に示したものはその一例である。 FIG. 6 is a plan view showing the stepper alignment marker 13 and the visual recognition marker 16. Although the stepper alignment marker 13 is enlarged in the figure for easy understanding, the stepper alignment marker 13 is actually much smaller than the visual recognition marker 16. The shape of the stepper alignment marker 13 varies depending on the manufacturer, type, model, and the like of the stepper, and the example shown in the figure is an example.

　しかしながら、概ね、その大きさは全体で数１００マイクロメーター程度であり、肉眼での認識が困難である。例えば、図のステッパーアライメントマーカ１３は１０マイクロメーター角の正方形状のものが１０マイクロメーター間隔で数個から数十個、縦横に並んだものである。図中、Ｗ１は、上記の正方形状のもの の幅である。このように、ステッパーアライメントマーカ１３が肉眼では見え難いため、前述の耐エッチングフィルム５でステッパーアライメントマーカ１３を覆う工程を人為的に行う場合、その作業が大変困難になる。ここで、図に示したように、ステッパーアライメントマーカ１３を取り囲むような枠状の視認用マーカ１６を、クロムからなる保護被膜である開口マスク３と同一の工程で形成しておけば、容易にステッパーアライメントマーカ１３の位置を把握することができ、作業が効率よく行える。視認用マーカ１６は、ここで示したように、ステッパーアライメントマーカ１３をほぼ中心に配置した一辺の長さＬ１が５ｍｍ程度、 幅Ｌ２が１ｍｍ程度の枠であれば好ましい。 However, the size is generally about several hundred micrometers in total, and it is difficult to recognize with the naked eye. For example, the stepper alignment markers 13 shown in the figure are several to several dozens of square-shaped ones each having a 10-micrometer angle and arranged in rows and columns at 10-micrometer intervals. In the figure, W 1 is the width of the square-shaped ones. As described above, since the stepper alignment marker 13 is hardly visible to the naked eye, when the step of covering the stepper alignment marker 13 with the above-described etching resistant film 5 is performed artificially, the operation becomes very difficult. Here, as shown in the figure, if a frame-shaped visual marker 16 surrounding the stepper alignment marker 13 is formed in the same step as the opening mask 3 which is a protective film made of chromium, it can be easily formed. The position of the stepper alignment marker 13 can be grasped, and the operation can be performed efficiently. Visual marker 16 is, as here shown, a stepper alignment markers 13 substantially the length of one side arranged in the center L 1 of about 5 mm, a width L 2 is preferred if a frame of about 1 mm.

　このようにして製造された重ね合せマーカＷ１４が形成されたマイクロレンズ基板９を先の第１実施形態で説明した駆動基板１０と同様の駆動基板と貼り合せる。この駆動基板には重ね合せマーカＷ１４に対応する重ね合せマーカＺが設けられており、両者の位置を調整しながらマイクロレンズ基板９と駆動基板を貼り合せることができる。この時、上記重ね合せマーカＷ１４は湿式エッチングの工程が終了した後、ステッパーにより露光パターニングされたものなので、従来例のような湿式エッチングによる変形が生じることは有り得ない。 マ イ ク ロ The microlens substrate 9 on which the overlay marker W14 manufactured in this manner is formed is bonded to a drive substrate similar to the drive substrate 10 described in the first embodiment. The drive substrate is provided with an overlay marker Z corresponding to the overlay marker W14, and the microlens substrate 9 and the drive substrate can be bonded together while adjusting their positions. At this time, since the overlay marker W14 has been exposed and patterned by the stepper after the completion of the wet etching process, it is unlikely that the overlay marker W14 will be deformed by the wet etching as in the conventional example.

　また、図８に示すように、従来例では５０乃至１００μｍ程度のカバーガラス３８を介してマイクロレンズ基板の位置合せマーカＸ４８と駆動基板４０の位置合せマーカＹ４９が向かい合うのに対して、本実施形態ではマイクロレンズ基板９の重ね合せマーカＷ１４と駆動基板の重ね合せマーカＺがほぼ密着している。したがって、両方に同時に焦点を合せて観察することができ、高精度の貼り合せが可能となり、作業の効率も向上する。 As shown in FIG. 8, in the conventional example, the alignment marker X48 of the microlens substrate and the alignment marker Y49 of the drive substrate 40 face each other via a cover glass 38 of about 50 to 100 μm. In this case, the overlay marker W14 of the microlens substrate 9 and the overlay marker Z of the drive substrate are almost in close contact. Therefore, it is possible to focus and observe both at the same time, and to perform bonding with high accuracy, and to improve the work efficiency.

　厳密には、マイクロレンズ基板９と駆動基板の間には液晶が注入された約５マイクロメーターの隙間があるが、この程度は顕微鏡の焦点深度に十分含まれるので、貼り合せに影響はない。このように、本実施形態では、従来例における第１の問題点である、位置合せマーカの変形によるマイクロレンズ基板と駆動基板の貼り合せ精度の低下という問題はもちろん、第２の問題点である、マイクロレンズ基板と駆動基板の両位置合せマーカの焦点ずれから生じる貼り合せ精度の低下という問題も解決することができる。さらに、貼り合せが容易に行えるようになり、作業の効率も向上する。また、自動装置への対応も可能となる。 Strictly speaking, there is a gap of about 5 micrometers into which liquid crystal is injected between the microlens substrate 9 and the driving substrate. However, since this gap is sufficiently included in the depth of focus of the microscope, there is no effect on bonding. As described above, in the present embodiment, the first problem in the conventional example, that is, the problem of a decrease in the bonding accuracy between the microlens substrate and the driving substrate due to the deformation of the alignment marker, is of course the second problem. In addition, it is possible to solve the problem that the bonding accuracy is lowered due to the defocus of both the alignment markers of the microlens substrate and the driving substrate. Further, the lamination can be performed easily, and the work efficiency can be improved. In addition, it is possible to cope with an automatic device.

　なお、これまで透明基板としてガラス基板を例示して実施形態の説明を行ったが、特にガラスに限定されるものではない。また、ガラスについても、一般的なソーダガラス、無アルカリガラス、石英ガラスなど様々な材料が使用できる。また、重ね合せマーカも上記実施形態示した十字形状のもの以外に川の字形や四角形、さらに複雑な形状ものであって構わない。 In the above, the embodiment has been described by exemplifying a glass substrate as the transparent substrate, but is not particularly limited to glass. Various materials such as general soda glass, non-alkali glass, and quartz glass can be used for the glass. Also, the superposition marker may be a river shape, a quadrangle, or a more complicated shape other than the cross shape shown in the above embodiment.

　以上に述べた２つの実施形態に基づくマイクロレンズ基板の製造方法で作製されたマイクロレンズ基板９の面上には、透明電極、配向膜、および必要に応じてブラックマトリクスが形成される。また、これと貼り合せる駆動基板の面上には、画素状に配置された駆動回路、配向膜、および必要に応じてブラックマトリクス、さらに重ね合せマーカに対応する別の重ね合せマーカが形成される。
　本実施形態の液晶表示素子は、上記の第１又は第２の実施形態のマイクロレンズ基板と、上記駆動基板の間に液晶を挟み込んだ構造である。
　また、特に第２の実施形態のマイクロレンズ基板において、マイクロレンズ基板９に設けられるブラックマトリクスをカバーガラス８上の重ね合せマーカＷ１４と同一工程で形成するようにすれば、作製プロセスの効率を高めることができる。このように、本実施形態のマイクロレンズ基板を用いた液晶表示素子は、正確な貼り合せによって光学的な損失が極めて少なくなる。したがって、この液晶表示素子を組み込んだ液晶プロジェクタなどの表示装置の高輝度化が実現できる。 A transparent electrode, an alignment film, and, if necessary, a black matrix are formed on the surface of the microlens substrate 9 manufactured by the microlens substrate manufacturing method based on the two embodiments described above. Further, on the surface of the drive substrate to be bonded thereto, a drive circuit arranged in a pixel shape, an alignment film, and, if necessary, a black matrix, and another overlay marker corresponding to the overlay marker are formed. .
The liquid crystal display device of the present embodiment has a structure in which liquid crystal is sandwiched between the microlens substrate of the first or second embodiment and the drive substrate.
In particular, in the microlens substrate according to the second embodiment, if the black matrix provided on the microlens substrate 9 is formed in the same step as the overlay marker W14 on the cover glass 8, the efficiency of the manufacturing process is improved. be able to. As described above, in the liquid crystal display device using the microlens substrate of the present embodiment, optical loss is extremely reduced by accurate bonding. Therefore, it is possible to realize a high brightness display device such as a liquid crystal projector incorporating the liquid crystal display element.

本発明のマイクロレンズ基板の製造方法の第１実施形態における工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process in 1st Embodiment of the manufacturing method of the microlens board | substrate of this invention. 本発明のマイクロレンズ基板の製造方法の第１実施形態における特定の工程を終了した段階を示す平面図である。It is a top view showing the stage where the specific process in the 1st embodiment of the manufacturing method of the micro lens board of the present invention was completed. 本発明のマイクロレンズ基板の製造方法の第１実施形態により得られたマイクロレンズ基板と貼り合せる駆動基板を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a driving substrate to be bonded to the microlens substrate obtained by the first embodiment of the method for manufacturing a microlens substrate of the present invention. 本発明のマイクロレンズ基板の製造方法の第２実施形態における工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process in 2nd Embodiment of the manufacturing method of the micro lens board of this invention. （ａ）本発明のマイクロレンズ基板の製造方法の第２実施形態における特定の工程を終了した段階を示した平面図と、（ｂ）そこで用いられるマスクの一例を示す平面図である。(A) is a plan view showing a stage after a specific step in the second embodiment of the method for manufacturing a microlens substrate of the present invention, and (b) a plan view showing an example of a mask used there. 本発明のマイクロレンズ基板の製造方法の第２実施形態において使用されるステッパーアライメントマーカと視認用マーカの一例を示す平面図である。It is a top view showing an example of a stepper alignment marker and a marker for visual recognition used in a 2nd embodiment of a manufacturing method of a micro lens board of the present invention. マイクロレンズとなる凹部を形成したガラス基板の従来の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のXII−XII線断面図である。It is a figure which shows an example of the conventional glass substrate in which the recessed part used as a micro lens was formed, (a) is a top view, (b) is XII-XII sectional drawing of (a). 図７の凹部を形成したガラス基板を用いた従来の液晶表示素子を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional liquid crystal display device using the glass substrate having the concave portions shown in FIG. 7. （ａ）は従来の技術によるマイクロレンズ基板の製造方法による、湿式エッチングを行う前の位置合せマーカのパターン、（ｂ）は駆動基板に形成された位置合せマーカの形状、（ｃ）湿式エッチング後に得られる位置合せマーカの形状を示した平面図である。(A) is a pattern of an alignment marker before wet etching by a conventional method of manufacturing a microlens substrate, (b) is a shape of an alignment marker formed on a driving substrate, and (c) is after wet etching. It is the top view which showed the shape of the alignment marker obtained.

符号の説明Explanation of reference numerals

　１　ガラス基板（第１の透明基板）
　２　開口
　３　開口マスク（保護被膜）
　４　重ね合せマーカＸ
　５　耐エッチングフィルム（耐浸食性保護フィルム）
　６　凹部
　７　高屈折率材料
　８　カバーガラス（第２の透明基板）
　９　マイクロレンズ基板
　１０　駆動基板
　１１　重ね合せマーカＹ
　１２　薄膜
　１３　ステッパーアライメントマーカ（露光位置調整マーカ）
　１４　重ね合せマーカＷ
　１５　マスク
　１６　視認用マーカ
　３６　凹部
　３７　高屈折率材料
　３８　カバーガラス
　３９　マイクロレンズ基板
　４０　駆動基板
　４７　凹部形成ガラス基板
　４８　位置合せマーカＸ
　４９　位置合せマーカＹ　 1 glass substrate (first transparent substrate)
2 opening 3 opening mask (protective coating)
4 Superposition marker X
5 Etching-resistant film (erosion-resistant protective film)
6 concave portion 7 high refractive index material 8 cover glass (second transparent substrate)
9 Microlens substrate 10 Drive substrate 11 Superposition marker Y
12 Thin film 13 Stepper alignment marker (exposure position adjustment marker)
14 Superposition marker W
REFERENCE SIGNS LIST 15 mask 16 marker for visual recognition 36 concave portion 37 high refractive index material 38 cover glass 39 micro lens substrate 40 drive substrate 47 concave portion forming glass substrate 48 alignment marker X
49 Alignment marker Y

Claims (5)

　第１の透明基板と第２の透明基板を貼り合せた構造を有し、前記第１の透明基板の貼り合せ面側に形成された凹部に屈折率の異なる材料が充填されたマイクロレンズと、前記第１の透明基板表面に重ね合せマーカあるいは露光位置調整マーカを有することを特徴とするマイクロレンズ基板。 A microlens having a structure in which a first transparent substrate and a second transparent substrate are bonded, and a concave portion formed on the bonding surface side of the first transparent substrate filled with a material having a different refractive index; A microlens substrate having a superposition marker or an exposure position adjustment marker on the surface of the first transparent substrate. 　第１の透明基板と第２の透明基板を貼り合せた構造を有し、前記第１の透明基板の貼り合せ面側に形成された凹部に屈折率の異なる材料が充填されたマイクロレンズと、前記第１の透明基板表面に露光位置調整マーカと、前記第２の透明基板の貼り合わせ面と反対面側表面に重ね合せマーカを有することを特徴とするマイクロレンズ基板。 A microlens having a structure in which a first transparent substrate and a second transparent substrate are bonded, and a concave portion formed on the bonding surface side of the first transparent substrate filled with a material having a different refractive index; A microlens substrate comprising: an exposure position adjustment marker on a surface of the first transparent substrate; and a superposition marker on a surface of the second transparent substrate opposite to a surface to be bonded. 　第１の透明基板と第２の透明基板を貼り合せた構造を有し、第１の透明基板の貼り合せ面側に形成された凹部に屈折率の異なる材料が充填されたマイクロレンズと、前記第１の透明基板表面に露光位置調整マーカを有し、前記第２の透明基板の貼り合せ面と反対面側表面にブラックマトリクスと重ね合せマーカを有することを特徴とするマイクロレンズ基板。 A microlens having a structure in which a first transparent substrate and a second transparent substrate are bonded to each other, wherein a concave portion formed on a bonding surface side of the first transparent substrate is filled with a material having a different refractive index; A microlens substrate comprising: an exposure position adjustment marker on a surface of a first transparent substrate; and a black matrix and an overlay marker on a surface of the second transparent substrate on a surface opposite to a bonding surface. 　請求項１乃至３のいずれか一項に記載のマイクロレンズ基板と、駆動基板との間に液晶を有し、前記マイクロレンズ基板の重ね合せマーカと、駆動基板の重ね合せマーカの位置が調整され、前記マイクロレンズ基板と駆動基板とが貼り合せられていることを特徴とする液晶表示素子。 A liquid crystal is provided between the microlens substrate according to any one of claims 1 to 3 and a driving substrate, and positions of the superposition marker of the microlens substrate and the superposition marker of the driving substrate are adjusted. A liquid crystal display element, wherein the microlens substrate and the driving substrate are bonded to each other. 　請求項４に記載の液晶表示素子が備えられた液晶プロジェクタ。 A liquid crystal projector provided with the liquid crystal display device according to claim 4.
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