JPH08136704A - Flat plate type microlens and liquid crystal display element using the same - Google Patents
Flat plate type microlens and liquid crystal display element using the sameInfo
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- JPH08136704A JPH08136704A JP6274830A JP27483094A JPH08136704A JP H08136704 A JPH08136704 A JP H08136704A JP 6274830 A JP6274830 A JP 6274830A JP 27483094 A JP27483094 A JP 27483094A JP H08136704 A JPH08136704 A JP H08136704A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、平板型マイクロレンズ
とそれを用いた液晶表示素子に関するものであり、特に
液晶表示素子の光利用効率を向上させる目的として使用
する平板型マイクロレンズとそれを用いた液晶表示素子
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flat plate type microlens and a liquid crystal display device using the same, and particularly to a flat plate type microlens used for the purpose of improving the light utilization efficiency of the liquid crystal display device and the same. The liquid crystal display element used.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、ガラス等の透明基板上に多数のレ
ンズを配列したレンズアレイとしては、ソーダライムガ
ラスにＴｉ等の耐蝕性保護皮膜（マスク膜）を成膜し、
周知のフォトリソグラフィ技術を用いて、円形あるいは
直線スリット状の開口を設け、これを溶融塩に浸漬して
開口部からイオン交換を行う、いわゆるイオン交換法に
より、その断面が略半円状の屈折率分布を有する平板マ
イクロレンズアレイが知られている（例えば、特開昭５
７−５３７０２号）。また、化学エッチングによってガ
ラス基板表面に半球面状凹部を形成し、これにガラス、
樹脂を堆積した後、その表面を研磨する平板型マイクロ
レンズの製造方法が、特開昭６０−１５５５５２号で開
示されている。さらにソーダライムガラス基板上にレン
ズアレイを作製し、この上に光硬化性樹脂で樹脂層を形
成し、その樹脂層厚みをビーズによって制御したことを
特徴とする液晶表示素子が、特開平５−２７３５１２号
で開示されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a lens array in which a large number of lenses are arranged on a transparent substrate such as glass, a corrosion resistant protective film (mask film) such as Ti is formed on soda lime glass,
Using a well-known photolithography technique, a circular or linear slit-shaped opening is provided, and this is immersed in molten salt to perform ion exchange from the opening. A flat plate microlens array having a rate distribution is known.
7-53702). In addition, a hemispherical concave portion is formed on the surface of the glass substrate by chemical etching, and glass,
Japanese Patent Laid-Open No. 155552/1985 discloses a method of manufacturing a flat plate type microlens in which a resin is deposited and then the surface thereof is polished. Further, a liquid crystal display element characterized in that a lens array is formed on a soda lime glass substrate, a resin layer is formed on the resin array with a photo-curable resin, and the thickness of the resin layer is controlled by beads, is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5 (1999) -57. No. 273512.
【０００３】さて、特公平５−３５０９８号には、上述
したイオン交換法を用いた光導波路やレンズを製造する
方法において、ガラス基板の他の部分とは屈折率の異な
るマーク部分をイオン交換法により埋め込み形成する方
法が開示されており、これにより、簡単かつ正確に位置
合わせをできるようにしたものである（図１５参照）。By the way, Japanese Patent Publication No. 5-35098 discloses a method of manufacturing an optical waveguide or lens using the above-mentioned ion exchange method, in which a mark portion having a refractive index different from that of other portions of the glass substrate is subjected to the ion exchange method. Discloses a method of embedding and forming the same, which enables easy and accurate alignment (see FIG. 15).
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述のイオン交換法に
よる平板マイクロレンズの作製においては、基板ガラス
にアルカリイオンを含むことが必須であり、このような
アルカリ含有ガラス（例えば、ソーダライムガラス）を
用いてレンズを構成した場合、液晶表示素子のセル基板
に対して熱膨張係数差をある程度合わせた基板を使用し
ないと、温度が変化した場合にレンズと液晶画素部との
ずれにより、液晶表示素子の明るさにムラが生じたり、
また基板に反りを生じたりする問題があった。In the production of a flat plate microlens by the above-mentioned ion exchange method, it is essential that the substrate glass contains alkali ions, and such an alkali-containing glass (for example, soda lime glass) is used. When a lens is constructed using the liquid crystal display element, unless a substrate whose coefficient of thermal expansion is matched to the cell substrate of the liquid crystal display element is used to some extent, the lens and the liquid crystal pixel portion are displaced when the temperature changes and the liquid crystal display element Unevenness in the brightness of
There is also a problem that the substrate is warped.
【０００５】例えば、ａ−ＳｉＴＦＴ方式の液晶素子で
は、一般に熱膨張係数が４０〜５０×１０-7ｃｍ／℃程
度のガラス基板が用いられるため、熱膨張係数が５０〜
８０×１０-7ｃｍ／℃程度のソーダライムガラス基板上
に、上述のイオン交換法により形成した平板マイクロレ
ンズアレイを使用しても、画素ピッチがある程度大きい
ために、平板マイクロレンズと液晶画素との間のずれに
よる液晶表示素子の明るさ特性への影響は小さい。For example, an a-SiTFT type liquid crystal device generally uses a glass substrate having a coefficient of thermal expansion of about 40 to 50 × 10 −7 cm / ° C., so that the coefficient of thermal expansion is about 50 to 50.
Even if the flat plate microlens array formed by the above-mentioned ion exchange method is used on a soda-lime glass substrate of about 80 × 10 −7 cm / ° C., the flat plate microlens and the liquid crystal pixels are not formed because the pixel pitch is somewhat large. The influence on the brightness characteristic of the liquid crystal display element due to the shift between the two is small.
【０００６】一方、ｐｏｌｙ−ＳｉＴＦＴ方式の液晶素
子では、一般に熱膨張係数が５×１０-7ｃｍ／℃程度の
石英基板が用いられるため、上述のイオン交換法により
形成した平板マイクロレンズアレイは、その熱膨張率差
から使用できない。その代替え手段としては、化学エッ
チング法によって石英基板表面に球面状凹部を形成し、
これに高屈折率の無機材料あるいは樹脂を充填した構造
の平板型マイクロレンズを用いることができる。しか
し、画素ピッチが小さいために、各マイクロレンズと液
晶画素との間のずれによる、液晶表示素子の明るさ特性
への影響は非常に大きい。したがって、液晶素子と平板
型マイクロレンズとの貼り合わせ工程でのずれは、液晶
表示素子の明るさの減少やムラを生じたりする原因にな
っていた。On the other hand, in a poly-SiTFT type liquid crystal element, a quartz substrate having a coefficient of thermal expansion of about 5 × 10 −7 cm / ° C. is generally used. Therefore, the flat plate microlens array formed by the ion exchange method described above is It cannot be used because of its difference in thermal expansion coefficient. As an alternative method, a spherical recess is formed on the surface of the quartz substrate by a chemical etching method,
A flat plate type microlens having a structure filled with an inorganic material or resin having a high refractive index can be used. However, since the pixel pitch is small, the shift between each microlens and the liquid crystal pixel has a great influence on the brightness characteristic of the liquid crystal display element. Therefore, the deviation in the process of bonding the liquid crystal element and the flat plate type microlens has been a cause of a decrease in brightness of the liquid crystal display element and unevenness.
【０００７】また、上述の特公平５−３５０９８号は、
イオン交換法を用いて平面基板に光導波路やレンズを形
成する方法であり、やはり熱膨張率差の問題は解決され
ていない。Further, the above Japanese Patent Publication No. 5-35098,
This is a method of forming an optical waveguide or a lens on a flat substrate by using an ion exchange method, and the problem of the difference in coefficient of thermal expansion is still unsolved.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、透明基板の表
面にエッチング法による略球面状または略円柱状の複数
のアレイ状凹部を１次元または２次元に配列し、前記基
板よりも屈折率の大きな透明樹脂あるいは透明無機材料
を前記凹部に充填することで凸またはレンチキュラーレ
ンズとした平板型マイクロレンズにおいて、前記基板の
レンズ形成面側の該レンズ形成部以外の表面には、前記
レンズ配列と正確な位置関係を有する位置合わせ用凹部
が少なくとも２つ以上設けられており、前記位置合わせ
用凹部に前記樹脂あるいは前記無機材料が充填されてい
る平板型マイクロレンズである。According to the present invention, a plurality of substantially spherical or substantially cylindrical array-shaped concave portions are arrayed in a one-dimensional or two-dimensional manner on a surface of a transparent substrate by an etching method, and the refractive index is higher than that of the substrate. In a flat plate type microlens made into a convex or lenticular lens by filling the concave portion with a large transparent resin or a transparent inorganic material, the lens array and the lens array are provided on the surface other than the lens forming portion of the substrate. At least two alignment recesses having an accurate positional relationship are provided, and the alignment recess is filled with the resin or the inorganic material.
【０００９】さらに、前記位置合わせ用凹部に充填され
た前記樹脂あるいは前記無機材料の上には、金属膜が被
覆されている平板型マイクロレンズである。Further, there is provided a flat plate type microlens in which a metal film is coated on the resin or the inorganic material filled in the alignment recess.
【００１０】また、前記基板のレンズ形成面側の該レン
ズ形成部以外の表面には、前記レンズ配列と正確な位置
関係を有する少なくとも２つ以上の凹部が隣接しかつ該
隣接した凹部の境界が稜線をなしており、該稜線が少な
くとも２箇所以上設けられている平板型マイクロレンズ
である。Further, on the surface of the substrate other than the lens forming portion on the lens forming surface side, at least two or more concave portions having an accurate positional relationship with the lens array are adjacent to each other, and a boundary between the adjacent concave portions is formed. It is a flat plate type microlens having a ridgeline and provided at least at two or more locations.
【００１１】[0011]
【作用】本発明により、レンズ部分となるアレイ状凹部
と位置合わせ用のパターン形状を有する凹部（以下、位
置合わせ用凹部と呼ぶ）は、正確な位置関係を有してい
るので、前記位置合わせ用凹部は平板型マイクロレンズ
の前記レンズ部の位置合わせマーカーとなり得る。した
がって、この位置合わせ用凹部をマーカーとして用い、
別途作製された液晶表示素子の画素部と平板型マイクロ
レンズとを、正確に貼り合わせることができる。According to the present invention, since the array-shaped concave portions which are the lens portions and the concave portions having the pattern shape for positioning (hereinafter referred to as the positioning concave portions) have an accurate positional relationship, The concave portion can serve as an alignment marker for the lens portion of the flat plate type microlens. Therefore, using this alignment recess as a marker,
The pixel portion of the separately manufactured liquid crystal display element and the flat plate type microlens can be accurately bonded to each other.
【００１２】[0012]
（実施例１）本発明の平板型マイクロレンズの一実施例
を図１に、この平板型マイクロレンズを用いた液晶表示
装置の全体構成図を図２に示す。本発明による平板型マ
イクロレンズは、以下に述べる方法で作製することがで
きる。(Embodiment 1) FIG. 1 shows an embodiment of a flat plate type microlens of the present invention, and FIG. 2 shows an overall configuration diagram of a liquid crystal display device using the flat plate type microlens. The flat plate type microlens according to the present invention can be manufactured by the method described below.
【００１３】図中の（１０１）は石英基板である。この
石英基板（１０１）の表面に１次元あるいは２次元に配
列した略球面状または略円柱状の滑らかな曲面をなすレ
ンズ用凹部（１０２）と、位置合わせ用のパターン形状
を有する凹部（１０３）を化学エッチング法を用いて形
成する。この位置合わせ用の位置合わせ用凹部（１０
３）は、液晶表示素子を形成する際や貼合わせの際に使
用するもので、半導体工程で良く用いられている十字パ
ターン、川の字パターンや四角パターン等を利用するこ
とができる。In the figure, (101) is a quartz substrate. A concave portion (102) for a lens, which is one-dimensionally or two-dimensionally arranged on the surface of the quartz substrate (101) and has a smooth curved surface of a substantially spherical shape or a substantially cylindrical shape, and a concave portion (103) having a pattern shape for alignment. Are formed using a chemical etching method. The alignment recess (10 for this alignment)
3) is used when forming or laminating a liquid crystal display element, and a cross pattern, a river pattern, a square pattern or the like which is often used in a semiconductor process can be used.
【００１４】まず、レンズ用凹部（１０２）と位置合わ
せ用凹部（１０３）の形成方法を図３に示す。石英基板
（１０１）上に耐フッ酸性保護膜としてＣｒ膜（３０
１）を形成した後、フォトレジストを塗布、露光、現
像、エッチング、剥離を行うフォトリソグラフィにより
Ｃｒ膜（３０１）に、所定のレンズ配列パターンの小開
口部（３０２）および、例えば上述の位置合わせ用のパ
ターン用の小開口部（３０３）を形成する（図３
（ｂ））。この２種類の小開口部（３０２と３０３）
は、同一マスクにより形成されるので、位置ずれが発生
することがない。First, FIG. 3 shows a method of forming the lens concave portion (102) and the alignment concave portion (103). On the quartz substrate (101), a Cr film (30
After forming 1), a small opening (302) having a predetermined lens array pattern and, for example, the above-described alignment are formed on the Cr film (301) by photolithography in which photoresist is applied, exposed, developed, etched, and peeled. Forming a small opening (303) for the pattern (FIG. 3)
(B)). These two small openings (302 and 303)
Are formed by the same mask, so that no positional deviation occurs.
【００１５】この基板（１０１）を、フッ酸（ＨＦ）お
よび界面活性剤であるドデシルベンゼンスルホン酸ナト
リウム（ＤＢＳ）を含む石英ガラス用エッチャントに浸
漬し、化学エッチングすることにより、ほぼ半球状の凹
部（１０２）が形成される。次に、Ｃｒ膜（３０１）を
Ｃｒ膜用エッチャントで剥離して、レンズ用凹部（１０
２）と位置合わせ用凹部（１０３）を有する石英基板
（１０１）ができる（図３（ｃ））。This substrate (101) is dipped in an etchant for quartz glass containing hydrofluoric acid (HF) and sodium dodecylbenzenesulfonate (DBS) which is a surfactant, and chemically etched to form a substantially hemispherical recess. (102) is formed. Next, the Cr film (301) is peeled off with a Cr film etchant, and the lens recess (10
2) and a quartz substrate (101) having an alignment recess (103) are formed (FIG. 3C).
【００１６】なお、この基板のほぼ全面をレンズ面とし
て機能させたい場合は、さらにこの基板を前記石英ガラ
ス用エッチャントに浸漬してエッチングすること（２段
階エッチング）により、稠密充填配列（例えば、六方や
四方配列）のレンズ用凹部（１０２）を形成することが
できる（図３（ｄ））。If it is desired to make almost the entire surface of the substrate function as a lens surface, the substrate is further immersed in the quartz glass etchant for etching (two-step etching) to form a dense packing array (for example, hexagonal). It is possible to form the concave portion (102) for the lens having a square arrangement (FIG. 3D).
【００１７】次に、石英基板よりも屈折率の大きな例え
ばエポキシ系樹脂材料（１０４）をレンズ用凹部（１０
２）と位置合わせ用凹部（１０３）上に展開し、上部か
らカバーガラスとなる石英基板（１０５）を貼り合わせ
ることにより、平板型マイクロレンズ（１００）を形成
することができる（図３（ｅ））。前記位置合わせ用凹
部（１０３）には、前記樹脂が充填されて位置合わせマ
ーカー（１０３ａ）として作用する。なお、このカバー
ガラスとなる石英基板（１０５）は、平行光線が石英基
板（１０１）の裏面より入射した場合に、形成された各
マイクロレンズ（１０６）で石英基板（１０５）の表面
に集光するような厚みを有している。Next, for example, an epoxy resin material (104) having a refractive index larger than that of the quartz substrate is used to form the lens recess (10).
The flat type microlens (100) can be formed by expanding the 2) and the alignment recess (103) and bonding the quartz substrate (105) serving as the cover glass from the top (FIG. 3 (e)). )). The positioning recess (103) is filled with the resin and acts as a positioning marker (103a). The quartz substrate (105) serving as the cover glass is condensed on the surface of the quartz substrate (105) by each microlens (106) formed when parallel rays enter from the back surface of the quartz substrate (101). It has such a thickness.
【００１８】以下に、平板型マイクロレンズを用いた液
晶表示装置について述べる。この平板型マイクロレンズ
（１００）に、ブラックマトリックスとなるＣｒ膜（１
０７）と、つづいてＲＧＢとなるカラーフィルター（１
０８）が形成される（図２参照）。なお、このＣｒ膜
（１０７）やカラーフィルター（１０８）のパターンに
ついても、前記位置合わせマーカー（１０３ａ）を基準
に形成するとよい。A liquid crystal display device using a flat plate type microlens will be described below. On this flat plate type microlens (100), a Cr film (1
07) followed by RGB color filters (1
08) is formed (see FIG. 2). It should be noted that the patterns of the Cr film (107) and the color filter (108) may be formed on the basis of the alignment marker (103a).
【００１９】つづいて、カラーフィルター（１０８）上
に保護膜となるＳｉＯ2 膜（１０９）と、その上に共通
電極となるＩＴＯ膜（１１０）が形成され、さらに配向
膜（１１１）が形成される。ここで、Ｃｒ膜（１０７）
あるいはＩＴＯ膜（１１０）をパターンニング形成する
際に同時に、位置合わせ用のパターン（１１２）を前記
マーカー（１０３ａ）に対応する位置に形成してもよ
い。Subsequently, a SiO 2 film (109) serving as a protective film is formed on the color filter (108), an ITO film (110) serving as a common electrode is formed thereon, and an alignment film (111) is further formed. It Here, Cr film (107)
Alternatively, at the same time when the ITO film (110) is patterned, the alignment pattern (112) may be formed at a position corresponding to the marker (103a).
【００２０】他方、別の石英基板（２０１）上に、ｐｏ
ｌｙ−ＳｉＴＦＴからなる液晶素子（２０２）が形成さ
れる（図２）。画素部（２０３）は透明電極であるＩＴ
Ｏ膜で形成されており、ゲート電極（２０４）とソース
電極（２０５）が縦横に配列されている。その上に、保
護膜（２０６）と配向膜（２０７）が形成されている。
ここで、この液晶素子が設けられた石英基板（２０１）
上にも、液晶素子をパターンニング形成する際の薄膜を
利用して、位置合わせ用のパターン（２０８）を形成す
るとよい。なお、このパターン（２０８）は、前記マー
カー（１０３ａ）あるいはパターン（１１２）に対応す
る位置に形成しておく。On the other hand, on another quartz substrate (201), po
A liquid crystal element (202) made of ly-SiTFT is formed (FIG. 2). The pixel portion (203) is an IT that is a transparent electrode.
The gate electrode (204) and the source electrode (205) are vertically and horizontally arranged. A protective film (206) and an alignment film (207) are formed on it.
Here, a quartz substrate (201) provided with this liquid crystal element
Also, a pattern (208) for alignment may be formed on the upper surface by using a thin film used for patterning the liquid crystal element. The pattern (208) is formed at a position corresponding to the marker (103a) or the pattern (112).
【００２１】次に、平板型マイクロレンズ（１０６）が
形成された共通電極側の石英基板（１０１）と、液晶素
子（２０２）が形成された石英基板（２０１）が、スペ
ーサ（２０９）を介してエポキシ系樹脂で貼り合わされ
る。このとき、石英基板（１０１）上に形成された前記
マーカー（１０３ａ）あるいは前記パターン（１１２）
と、石英基板（２０１）上に形成されたパターン（２０
８）を用いて、その位置合わせを行うことにより、簡単
かつ正確に両基板を貼り合わせることができる。どちら
にせよ基準となるのは、石英基板（１０１）上に形成さ
れたマーカー（１０３ａ）である。Next, the quartz substrate (101) on the common electrode side on which the flat plate type microlens (106) is formed and the quartz substrate (201) on which the liquid crystal element (202) is formed are interposed via the spacer (209). It is pasted with epoxy resin. At this time, the marker (103a) or the pattern (112) formed on the quartz substrate (101).
And a pattern (20) formed on the quartz substrate (201).
By performing the alignment using 8), both substrates can be simply and accurately bonded together. In any case, the reference is the marker (103a) formed on the quartz substrate (101).
【００２２】そして前記樹脂を硬化後、両基板のギャッ
プ内に液晶（２１０）を注入して液晶表示素子が構成さ
れる。After the resin is cured, liquid crystal (210) is injected into the gap between both substrates to form a liquid crystal display element.
【００２３】（実施例２）本発明の平板型マイクロレン
ズの別の実施例を図４に、これを用いた液晶表示素子の
全体構成例を図５に示す。本実施例２の平板型マイクロ
レンズは、図６に示した方法で作製することができる。
実施例１と異なる点を述べる。(Embodiment 2) FIG. 4 shows another embodiment of the flat plate type microlens of the present invention, and FIG. 5 shows an example of the overall structure of a liquid crystal display device using the same. The flat plate type microlens of Example 2 can be manufactured by the method shown in FIG.
Differences from the first embodiment will be described.
【００２４】上述したＣｒ膜（３０１）をエッチングで
剥離する際に、この位置合わせ用凹部（１０３）のみを
レジスト等でカバーすることにより、位置合わせ用凹部
（１０３）上のＣｒ膜（３０１）を残す。こうして、Ｃ
ｒ膜（３０１）を上部に残した位置合わせ用凹部（１０
３）が形成できる。When the above-mentioned Cr film (301) is removed by etching, only the alignment recess (103) is covered with a resist or the like, so that the Cr film (301) on the alignment recess (103) is covered. Leave. Thus, C
Positioning recess (10) with the r film (301) left on top
3) can be formed.
【００２５】この場合、位置合わせ用凹部（１０３）を
エッチングにより形成するための小開口部（３０４）周
辺のＣｒ膜（３０１）が、前記マーカー（１０３ａ）の
上に残っているため、この小開口部（３０４）のエッジ
部を位置合わせの際に利用できるため、実施例１の場合
に比べてさらに位置合わせが容易になっている。In this case, the Cr film (301) around the small opening (304) for forming the alignment recess (103) by etching remains on the marker (103a). Since the edge of the opening (304) can be used for alignment, alignment is easier than in the first embodiment.
【００２６】（実施例３）本発明の平板型マイクロレン
ズの別の実施例の位置合わせマーカー部分について図７
および図８に示す。本実施例３の平板型マイクロレンズ
は、図９に示した方法で作製することができる。実施例
１と異なる点である２つ以上位置合わせ用凹部から形成
される稜線について詳しく述べる。(Embodiment 3) FIG. 7 shows the alignment marker portion of another embodiment of the flat plate type microlens of the present invention.
And shown in FIG. The flat plate type microlens of Example 3 can be manufactured by the method shown in FIG. The ridge line formed from two or more alignment recesses, which is a difference from the first embodiment, will be described in detail.
【００２７】この実施例３における位置合わせ用凹部
（１０３）として、十字パターンを例に説明する。この
実施例３では、上述の実施例１において２段階エッチン
グを行う場合を前提としている。実施例１と同様の工程
で、Ｃｒ膜（３０１）を形成後のフォトリソグラフィ
で、図８に示すようなパターンを形成し、その後レンズ
用凹部（１０２）を形成する。その後、Ｃｒ膜（３０
１）を除去し、実施例１で述べた２段階目のエッチング
を施すことにより、ガラス基板が等方的にエッチングさ
れるのを利用して、最終的に図７のようなパターン形状
を形成することにより、位置合わせ用凹部（１０３）を
作製する。このパターンは、除去したＣｒ膜（３０１
ａ）の下にあったガラス基板（１０１）が等方的にエッ
チングされ、形成された凹部のエッチング前線同士が交
わることにより形成される。このため、凹部のエッチン
グ前線同士が交わった後は、少々オーバーエッチングさ
れたとしても、この交わりでできた稜線（１１３）の位
置は変動しないため、この稜線を位置マーカーとして用
いることが可能である。また、この例のように稜線が交
わった箇所があると、位置マーカーとしてより好適であ
る。A cross pattern will be described as an example of the alignment recess (103) in the third embodiment. The third embodiment is premised on the case of performing the two-step etching in the first embodiment. In the same process as in Example 1, the pattern as shown in FIG. 8 is formed by photolithography after forming the Cr film (301), and then the lens recess (102) is formed. Then, the Cr film (30
By removing 1) and performing the second-stage etching described in Example 1, the glass substrate is isotropically etched to finally form a pattern shape as shown in FIG. By doing so, the alignment recess (103) is produced. This pattern corresponds to the removed Cr film (301
It is formed by isotropically etching the glass substrate (101) located under a) and intersecting the etching fronts of the formed recesses. Therefore, after the etching fronts of the recesses intersect with each other, the position of the ridge line (113) formed by this intersection does not change even if it is slightly overetched, and thus this ridge line can be used as a position marker. . Further, if there is a portion where the ridge lines intersect as in this example, it is more suitable as a position marker.
【００２８】なお、上述の例では２段階エッチングによ
り、前記位置マーカーを形成しているが、例えばＣｒ膜
（３０１ａ）の幅を、レンズ用凹部形成のための１段目
のエッチング処理により前記凹部のエッチング前線同士
が交わるように設定されていれば、必ずしも２段階エッ
チングを行う必要はない。In the above example, the position marker is formed by two-step etching. However, for example, the width of the Cr film (301a) is changed by the first etching process for forming the lens concave portion to form the concave portion. It is not always necessary to perform the two-step etching as long as the etching fronts are set to intersect with each other.
【００２９】また、位置合わせ用凹部（１０３）として
川の字パターンを用いる場合も、十字パターンと同じよ
うな工程で作製することができる（図１０および図１１
参照）。さらに、位置合わせ用凹部（１０３）として四
角パターンを用いる場合も、十字パターンと同じような
工程で作製することができる（図１２および図１３参
照）。Also, when a river-shaped pattern is used as the alignment recess (103), it can be manufactured in the same process as the cross pattern (FIGS. 10 and 11).
reference). Further, even when a square pattern is used as the alignment recess (103), it can be manufactured in the same process as the cross pattern (see FIGS. 12 and 13).
【００３０】なお、前記位置合わせ用凹部（１０３）に
は、実施例１のようにエポキシ系樹脂材料（１０４）が
充填されていてもよい。この平板型マイクロレンズを用
いた液晶表示素子の全体構成例を図１４に示す。The position adjusting recess (103) may be filled with the epoxy resin material (104) as in the first embodiment. FIG. 14 shows an example of the overall configuration of a liquid crystal display element using this flat plate type microlens.
【００３１】[0031]
【発明の効果】本発明によれば、平板型マイクロレンズ
の各レンズと液晶素子の各画素部分との位置合わせが簡
単にかつ正確にでき、液晶表示素子の明るさのムラや減
少を防ぐことができる。According to the present invention, each lens of the flat plate type microlens and each pixel portion of the liquid crystal element can be easily and accurately aligned with each other, and unevenness or reduction in brightness of the liquid crystal display element can be prevented. You can
【図１】本発明による一実施例である平板型マイクロレ
ンズの構造図。FIG. 1 is a structural diagram of a flat plate type microlens according to an embodiment of the present invention.
【図２】実施例１の平板型マイクロレンズを用いた液晶
表示素子の断面構造図。FIG. 2 is a sectional structural view of a liquid crystal display element using the flat plate type microlens of Example 1.
【図３】実施例１の平板型マイクロレンズを作製方法を
説明する図。3A and 3B are views illustrating a method of manufacturing the flat plate type microlens of Example 1. FIG.
【図４】本発明による別の実施例である平板型マイクロ
レンズの構造図。FIG. 4 is a structural diagram of a flat plate type microlens according to another embodiment of the present invention.
【図５】実施例２の平板型マイクロレンズを用いた液晶
表示素子の断面構造図。FIG. 5 is a cross-sectional structure diagram of a liquid crystal display element using the flat plate type microlens of Example 2.
【図６】実施例２の平板型マイクロレンズを作製方法を
説明する図。6A and 6B are views for explaining the method for manufacturing the flat plate type microlens of Example 2. FIG.
【図７】実施例３の十字パターンを説明する図。FIG. 7 is a diagram illustrating a cross pattern according to a third embodiment.
【図８】実施例３の十字パターンのマスク膜を説明する
図。FIG. 8 is a diagram illustrating a cross-shaped mask film of Example 3;
【図９】実施例３の平板型マイクロレンズを作製方法を
説明する図。FIG. 9 is a diagram illustrating a method of manufacturing the flat plate type microlens of Example 3;
【図１０】川の字パターンのマスク膜を説明する図。FIG. 10 is a diagram illustrating a mask film having a river-shaped pattern.
【図１１】川の字パターンを説明する図。FIG. 11 is a diagram illustrating a river character pattern.
【図１２】四角パターンのマスク膜を説明する図。FIG. 12 is a diagram illustrating a mask film having a square pattern.
【図１３】四角パターンを説明する図。FIG. 13 is a diagram illustrating a square pattern.
【図１４】実施例３の平板型マイクロレンズを用いた液
晶表示素子の断面構造図。FIG. 14 is a cross-sectional structural diagram of a liquid crystal display element using a flat plate type microlens of Example 3.
【図１５】従来のイオン交換法によって作製された光学
素子における位置合わせマークの例を示す図。FIG. 15 is a view showing an example of an alignment mark in an optical element manufactured by a conventional ion exchange method.
１００ 平板型マイクロレンズ １０１ 石英基板 １０２ レンズアレイ状の凹部 １０３ 位置合わせ用凹部 １０３ａ 位置合わせマーカー １０４ エポキシ系樹脂材料 １０５ 石英基板 １０６ マイクロレンズ １０７ Ｃｒ膜 １０８ カラーフィルター １０９ ＳｉＯ2膜 １１０ ＩＴＯ膜 １１１ 配向膜 １１２ 位置合わせ用凹部 １１３ ２つの凹部の隣接によってできる稜線 １１４ ２つの凹部の隣接によってできる予想線 １１５ １つの凹部のエッチング前線 ２０１ 石英基板 ２０２ 液晶表示素子 ２０３ 画素部 ２０４ ゲート電極 ２０５ ソース電極 ２０６ 保護膜 ２０７ 配向膜 ２０８ 位置合わせ用パターン ２０９ スペーサ ２１０ 液晶 ３０１ Ｃｒマスク膜 ３０１ａ （位置合わせ凹部用小開口部）Ｃｒマスク膜 ３０２ レンズ用小開口部 ３０３ 位置合わせ凹部用小開口部 ４０１ イオン交換型屈折率分布レンズ ４０２ 透明基板100 Flat plate type microlens 101 Quartz substrate 102 Lens array-shaped recess 103 Positioning recess 103a Positioning marker 104 Epoxy resin material 105 Quartz substrate 106 Microlens 107 Cr film 108 Color filter 109 SiO 2 film 110 ITO film 111 Alignment film 112 Alignment concave portion 113 Ridge line formed by adjoining two concave portions 114 Expected line formed by adjoining two concave portions 115 Etching front of one concave portion 201 Quartz substrate 202 Liquid crystal display element 203 Pixel portion 204 Gate electrode 205 Source electrode 206 Protective film 207 Alignment film 208 Alignment pattern 209 Spacer 210 Liquid crystal 301 Cr mask film 301a (small opening for alignment recess) Cr mask film 302 Small opening for lens 30 Positioning recesses for the small opening 401 ion exchange type gradient index lens 402 transparent substrate
Claims (4)
面状または略円柱状の複数のアレイ状凹部を１次元また
は２次元に配列し、前記基板よりも屈折率の大きな透明
樹脂あるいは透明無機材料を前記凹部に充填することで
凸またはレンチキュラーレンズとした平板型マイクロレ
ンズにおいて、前記基板のレンズ形成面側の該レンズ形
成部以外の表面には、前記レンズ配列と正確な位置関係
を有する位置合わせ用凹部が少なくとも２つ以上設けら
れており、前記位置合わせ用凹部に前記樹脂あるいは前
記無機材料が充填されていることを特徴とする平板型マ
イクロレンズ。1. A transparent resin or a transparent inorganic material having a refractive index larger than that of the substrate, in which a plurality of substantially spherical or columnar array-shaped concave portions formed by an etching method are arranged one-dimensionally or two-dimensionally on the surface of the transparent substrate. In a flat plate type microlens made into a convex or lenticular lens by filling the concave portion with a lens, the surface of the substrate other than the lens forming portion on the lens forming surface side is aligned with the lens array in an accurate positional relationship. At least two recesses for use are provided, and the resin or the inorganic material is filled in the alignment recesses.
脂あるいは前記無機材料の上には、金属膜が被覆されて
いる請求項１記載の平板型マイクロレンズ。2. The flat plate microlens according to claim 1, wherein a metal film is coated on the resin or the inorganic material with which the alignment recess is filled.
面状または略円柱状の複数のアレイ状凹部を１次元また
は２次元に配列し、前記基板よりも屈折率の大きな透明
樹脂あるいは透明無機材料を前記凹部に充填することで
凸またはレンチキュラーレンズとした平板型マイクロレ
ンズにおいて、前記基板のレンズ形成面側の該レンズ形
成部以外の表面には、前記レンズ配列と正確な位置関係
を有する少なくとも２つ以上の凹部が隣接しかつ該隣接
した凹部の境界が稜線をなしており、該稜線が少なくと
も２箇所以上設けられていることを特徴とする平板型マ
イクロレンズ。3. A transparent resin or a transparent inorganic material having a refractive index larger than that of the substrate, in which a plurality of substantially spherical or columnar array-shaped concave portions formed by an etching method are arranged in a one-dimensional or two-dimensional manner on the surface of the transparent substrate. In a flat plate type microlens that is a convex or lenticular lens by filling the concave portion with a lens, the surface other than the lens forming portion on the lens forming surface side of the substrate has at least an accurate positional relationship with the lens array. A flat plate type microlens characterized in that three or more concave portions are adjacent to each other and a boundary between the adjacent concave portions forms a ridgeline, and the ridgeline is provided in at least two places.
ンズの表面に透明電極が形成され、かつＴＦＴ方式の画
素電極が形成された第２の基板と前記透明電極間に液晶
を挟み込んだ構造を有することを特徴とする液晶表示素
子。4. A liquid crystal is sandwiched between a second substrate having a transparent electrode formed on the surface of the flat plate type microlens according to any one of claims 1 to 3 and having a TFT type pixel electrode and the transparent electrode. A liquid crystal display device having a structure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6274830A JPH08136704A (en) | 1994-11-09 | 1994-11-09 | Flat plate type microlens and liquid crystal display element using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6274830A JPH08136704A (en) | 1994-11-09 | 1994-11-09 | Flat plate type microlens and liquid crystal display element using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08136704A true JPH08136704A (en) | 1996-05-31 |
Family
ID=17547174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6274830A Pending JPH08136704A (en) | 1994-11-09 | 1994-11-09 | Flat plate type microlens and liquid crystal display element using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08136704A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6506623B2 (en) | 2000-09-28 | 2003-01-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Microstructure array, mold for forming a microstructure array, and method of fabricating the same |
| US7638027B2 (en) | 2000-10-10 | 2009-12-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Microstructure array, mold for forming a microstructure array, and method of fabricating the same |
| US8325303B2 (en) | 2007-05-18 | 2012-12-04 | Nec Lcd Technologies, Ltd. | Liquid-crystal display device |
-
1994
- 1994-11-09 JP JP6274830A patent/JPH08136704A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6506623B2 (en) | 2000-09-28 | 2003-01-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Microstructure array, mold for forming a microstructure array, and method of fabricating the same |
| US6800950B2 (en) | 2000-09-28 | 2004-10-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Microstructure array, mold for forming a microstructure array, and method of fabricating the same |
| US7638027B2 (en) | 2000-10-10 | 2009-12-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Microstructure array, mold for forming a microstructure array, and method of fabricating the same |
| US8325303B2 (en) | 2007-05-18 | 2012-12-04 | Nec Lcd Technologies, Ltd. | Liquid-crystal display device |
| US8497960B2 (en) | 2007-05-18 | 2013-07-30 | Nlt Technologies, Ltd. | Liquid-crystal display device |
| US9025116B2 (en) | 2007-05-18 | 2015-05-05 | Nlt Technologies, Ltd. | Liquid-crystal display device |
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