專利名稱：微透鏡基板及其制造方法、及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微透鏡基板的制造方法、微透鏡基板、液晶面板用對(duì)置基板、液晶面板及投射型顯示裝置。
背景技術(shù)：
公知一種在屏幕上投影圖像的投射型顯示裝置。
在這種投射型顯示裝置中，在其圖像形成中主要使用液晶面板(液晶光閘)。
該液晶面板，例如是將液晶驅(qū)動(dòng)基板(TFT基板)和液晶面板用對(duì)置基板經(jīng)由液晶層接合而構(gòu)成，所述液晶驅(qū)動(dòng)基板具有控制各像素的薄膜晶體管(TFT)和像素電極；所述液晶面板用對(duì)置基板具有黑矩陣或公共電極等。
在具有這樣結(jié)構(gòu)的液晶面板(TFT液晶面板)中，由于在液晶面板用對(duì)置基板的成為圖像的部分之外的地方形成有黑矩陣，所以透過液晶面板的光的區(qū)域受到限制。因此，導(dǎo)致光的透過率下降。
為了提高該光的透過率，公知的是在液晶面板用對(duì)置基板上與各像素對(duì)應(yīng)的位置處，設(shè)置多個(gè)微小的微透鏡。由此，透過液晶面板用對(duì)置基板的光會(huì)在形成于黑矩陣上的開口處進(jìn)行聚光，從而提高了光的透過率。
作為形成這樣的微透鏡的方法，公知的有下述方法，例如，對(duì)具有多個(gè)微透鏡形成用凹部的帶凹部基板，供給未固化的光固化性樹脂，并接合平滑的透明基板(玻璃蓋片)，在按壓、粘結(jié)之后，使樹脂固化，即所謂的2P法(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
但是，由于在該技術(shù)中使用樹脂材料來形成微透鏡基板，所以要得到具有足夠的耐久性的微透鏡基板是很困難的。特別是，由于在2P法中所使用的光固化性樹脂，通過短波長的光容易產(chǎn)生樹脂材料的劣化等，所以，有時(shí)不能得到足夠的耐光性。而且，由于使用了由光固化性樹脂構(gòu)成的樹脂層、玻璃蓋片和帶凹部基板這3個(gè)部件來形成微透鏡基板，所以，由于熱膨脹率的不同，很容易產(chǎn)生形變等，其結(jié)果，有產(chǎn)生光學(xué)特性等的特性低下的可能性。例如，需要進(jìn)行玻璃蓋片的對(duì)位等工序，使得制造工序繁雜。而且，當(dāng)為了形成最佳光路長度而進(jìn)行玻璃蓋片的研磨時(shí)，會(huì)由于研磨而有污染等之虞，所以還需要過度的洗滌工序，通過進(jìn)行這樣的洗滌，可能會(huì)產(chǎn)生構(gòu)成樹脂層的樹脂材料的劣化等。其結(jié)果，導(dǎo)致質(zhì)量低下，有產(chǎn)生成品率低下的可能性。
(專利文獻(xiàn)1)特開2001-92365號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供能夠容易地制造光學(xué)特性和耐久性優(yōu)越的微透鏡基板的微透鏡基板制造方法、微透鏡基板、液晶面板用對(duì)置基板、液晶面板和投射型顯示裝置。
這樣的目的可以通過下述的本發(fā)明而實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法，是具有多個(gè)微透鏡的微透鏡基板的制造方法，其特征在于，具有在加熱的狀態(tài)下對(duì)帶凹部基板和基體材料進(jìn)行壓焊的壓焊工序，所述帶凹部基板在表面上具有與所述微透鏡的形狀對(duì)應(yīng)的形狀的多個(gè)凹部，所述基體材料由?；瘻囟缺葮?gòu)成所述帶凹部基板的材料的玻化溫度低的玻璃材料構(gòu)成，在所述壓焊工序中，將所述玻璃材料填充到所述凹部內(nèi)，并接合所述帶凹部基板和所述基體材料。
由此，能夠容易地制造光學(xué)特性和耐久性優(yōu)越的微透鏡基板。
在本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法中，優(yōu)選所述帶凹部基板的折射率與所述玻璃材料的折射率之差的絕對(duì)值為0.01以上。
由此，能夠使微透鏡的光學(xué)特性更加適當(dāng)。
在本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法中，所述加熱優(yōu)選在所述玻璃材料的?；瘻囟纫陨稀?gòu)成所述帶凹部基板的材料的?；瘻囟纫韵碌臏囟认逻M(jìn)行。
由此，在將構(gòu)成基體材料的玻璃材料填充到凹部內(nèi)時(shí)，能夠充分防止對(duì)凹部造成損傷，并且，可以更加確切地將玻璃材料填充到凹部內(nèi)。
在本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法中，當(dāng)將所述玻璃材料的玻化溫度設(shè)為Tg1[℃]，將構(gòu)成所述帶凹部基板的材料的玻化溫度設(shè)為Tg2[℃]時(shí)，優(yōu)選滿足Tg2-Tg1≥50的關(guān)系。
由此，在將構(gòu)成基體材料的玻璃材料填充到凹部內(nèi)時(shí)，能夠充分防止對(duì)凹部造成損傷，并且，可以更加確切地將玻璃材料填充到凹部內(nèi)。
在本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法中，所述壓焊優(yōu)選在減壓氣氛下進(jìn)行。
由此，在將玻璃材料填充到凹部內(nèi)時(shí)，可以防止對(duì)帶凹部基板的凹部造成損傷，并且，防止了在填充到凹部內(nèi)的玻璃材料中進(jìn)入氣泡，從而能夠?qū)⒉ＡР牧细哟_切地填充到凹部內(nèi)。
在本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法中，當(dāng)將所述壓焊工序前的所述基體材料的厚度設(shè)為T1[mm]，將所述壓焊工序后的從所述基體材料與所述帶凹部基板的接合面的平坦部，到與所述接合面相反一側(cè)的面的厚度設(shè)為T2[mm]時(shí)，優(yōu)選滿足0.5≤T2/T1≤0.95的關(guān)系。
由此，能夠防止對(duì)帶凹部基板的凹部造成損傷，并且，可以更加確切地將玻璃材料填充到凹部內(nèi)。
本發(fā)明的微透鏡基板，其特征在于，通過本發(fā)明的方法而制造。
由此，能夠提供耐久性優(yōu)越的微透鏡基板。
本發(fā)明的液晶面板用對(duì)置基板，其特征在于，具備本發(fā)明的微透鏡基板。
由此，能夠提供耐久性優(yōu)越的液晶面板用對(duì)置基板。
本發(fā)明的液晶面板，其特征在于，具備本發(fā)明的液晶面板用對(duì)置基板。
由此，能夠提供耐久性優(yōu)越的液晶面板。
本發(fā)明的液晶面板，其特征在于，具有具備像素電極的液晶驅(qū)動(dòng)基板、與該液晶驅(qū)動(dòng)基板接合的本發(fā)明的液晶面板用對(duì)置基板、封入在所述液晶驅(qū)動(dòng)基板和所述液晶面板用對(duì)置基板的空隙的液晶。
由此，能夠提供耐久性優(yōu)越的液晶面板。
在本發(fā)明的液晶面板中，所述液晶驅(qū)動(dòng)基板優(yōu)選是具有以矩陣狀配設(shè)的所述像素電極和與所述像素電極連接的薄膜晶體管的TFT基板。
由此，能夠提供耐久性優(yōu)越的液晶面板。
本發(fā)明的投射型顯示裝置，其特征在于，包括具備本發(fā)明的液晶面板的光閥，使用至少一個(gè)該光閥來投射圖像。
由此，能夠提供耐久性優(yōu)越的投射型顯示裝置。


圖1是表示本發(fā)明的液晶面板用對(duì)置基板的模式縱剖視圖。
圖2是表示構(gòu)成本發(fā)明微透鏡基板的帶凹部基板的制造方法的模式縱剖視圖。
圖3是表示本發(fā)明的微透鏡基板制造方法的模式縱剖視圖。
圖4是表示本發(fā)明的液晶面板用對(duì)置基板的制造方法的模式縱剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明的液晶面板的模式縱剖視圖。
圖6是模式化表示本發(fā)明的投射型顯示裝置的光學(xué)系統(tǒng)的圖。
圖中1一液晶面板用對(duì)置基板，101-帶凹部基板，102-透鏡層，102’-玻璃基板，103-平坦部，3-凹部，5-玻璃基板，6-掩模，6’-掩模形成用膜，61-初期孔，8-微透鏡，10-微透鏡基板，11-黑矩陣，111-開口，12-透明導(dǎo)電膜，16-液晶面板，17-TFT基板，171-玻璃基板，172-像素電極，173-薄膜晶體管，18-液晶層，70-光學(xué)塊，71-二向棱鏡，711、712-分色鏡面，713～715-面，716-射出面，72-投射透鏡，73-顯示單元，74～76-液晶光閥，300-投射型顯示裝置，301-光源，302、303-積分透鏡，304、306、309-反射鏡，305、307、308-分色鏡，310～314-聚光透鏡，320-屏幕。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖所示的最佳實(shí)施方式來詳細(xì)說明本發(fā)明。
圖1是表示本發(fā)明的液晶面板用對(duì)置基板的模式縱剖視圖，圖2是表示構(gòu)成本發(fā)明的微透鏡基板的帶凹部基板的制造方法的模式縱剖視圖，圖3是表示本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法的模式縱剖視圖。
首先，對(duì)本發(fā)明的液晶面板用對(duì)置基板進(jìn)行說明。
如圖1所示，液晶面板用對(duì)置基板1具有微透鏡基板10、形成在該微透鏡基板10上并具有多個(gè)(多數(shù)個(gè))開口111的黑矩陣11、在該微透鏡基板10上以覆蓋黑矩陣11的方式而形成的透明導(dǎo)電膜12。
如圖1所示，微透鏡基板10由帶凹部基板101和主要由玻璃材料構(gòu)成的透鏡層102構(gòu)成。
另外，帶凹部基板101由表面上形成有多個(gè)凹部(微透鏡用凹部)3的玻璃基板5構(gòu)成。而且，在透鏡層102中，通過在帶凹部基板101的凹部3中填充的玻璃材料，形成了微透鏡8。
構(gòu)成帶凹部基板101的玻璃的折射率與構(gòu)成透鏡層102的玻璃材料的折射率之差的絕對(duì)值優(yōu)選為0.01以上，更優(yōu)選為0.10以上。由此，能夠使微透鏡8的光學(xué)特性更加適當(dāng)。另外，關(guān)于帶凹部基板101和透鏡層102的構(gòu)成材料，將在后面進(jìn)行詳細(xì)敘述。
在該液晶面板用對(duì)置基板1中，具有遮光功能的黑矩陣11設(shè)置成與微透鏡8的位置對(duì)應(yīng)。具體而言，黑矩陣11被設(shè)置成微透鏡8的光軸Q通過在黑矩陣11上形成的開口111。因此，在液晶面板用對(duì)置基板1中，從與黑矩陣11對(duì)置的面入射的入射光L，會(huì)在微透鏡8處聚光，然后通過黑矩陣11的開口111。另外，透明導(dǎo)電膜12是具有透明性的電極，可以透過光。因此，在入射光L從液晶面板用對(duì)置基板1透過之際，能夠防止光量的大幅度衰減。即，液晶面板用對(duì)置基板1具有高的光透過率。
在該液晶面板用對(duì)置基板1中，1個(gè)微透鏡8和黑矩陣11的1個(gè)開口111對(duì)應(yīng)于1個(gè)像素。
另外，帶凹部基板101也可以具有例如反射防止層等其他構(gòu)成要素。
接著，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。
(帶凹部基板的制造)首先，參照附圖來說明構(gòu)成本發(fā)明的微透鏡基板的帶凹部基板的制造方法的一個(gè)實(shí)例。
首先，準(zhǔn)備玻璃基板5。
該玻璃基板5優(yōu)選使用的是厚度均勻、且沒有彎曲或損傷的基板。而且，該玻璃基板5優(yōu)選通過洗滌等而其表面已被洗凈的基板。
作為玻璃基板5的材料，例如可以舉出鈉玻璃、結(jié)晶性玻璃、石英玻璃、鉛玻璃、鉀玻璃、硼硅玻璃、無堿玻璃等，其中，優(yōu)選使用石英玻璃。由于石英玻璃的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性能高，而且線膨脹系數(shù)非常低，使得由于熱而產(chǎn)生的形狀變化少，所以，可以優(yōu)選在后述的微透鏡基板的制造方法中使用。而且，還具有短波長區(qū)域的透過率也高，使得基于光能的劣化幾乎不存在的優(yōu)點(diǎn)。
另外，玻璃基板5(帶凹部基板101)優(yōu)選使用?；瘻囟缺葮?gòu)成后述的玻璃基板102’(透鏡層102)的玻璃材料的?；瘻囟雀叩牟牧?。
具體而言，構(gòu)成玻璃基板5的材料的?；瘻囟葍?yōu)選為800℃以上，更優(yōu)選為900～1060℃。如果構(gòu)成玻璃基板5的材料的?；瘻囟刃∮谒鱿孪拗?，則根據(jù)構(gòu)成后述的透鏡層102的材料的種類等，有時(shí)會(huì)無法充分得到最終所獲得的微透鏡基板的耐久性。
<1>
如圖2(a)所示，在準(zhǔn)備的玻璃基板5的表面上形成掩模形成用膜6’(掩模形成工序)。該掩模形成用膜6’通過在后面的工序中形成開口部(初期孔)，起到作為掩模的功能。
掩模形成用膜6’通過激光光的照射等，可以形成后述的初期孔61，并且，優(yōu)選在后述的蝕刻工序中具有耐蝕刻的性能。換言之，掩模形成用膜6’優(yōu)選其蝕刻率與玻璃基板5大致相等，或者比玻璃基板5小。
從該觀點(diǎn)出發(fā)，作為構(gòu)成該掩模形成用膜6’(掩模6)的材料，例如可以舉出Cr、Au、Ni、Ti、Pt等金屬或包含從這些金屬中選擇的2種以上的合金，所述金屬的氧化物(金屬氧化物)、硅、樹脂等。另外，掩模6也可以形成像Cr/Au或氧化Cr/Cr這樣的由不同材料構(gòu)成的多層層疊構(gòu)造。
對(duì)掩模形成用膜6’的形成方法沒有特別的限定，但是，在由Cr、Au等金屬材料(包括合金)或金屬氧化物(例如氧化Cr)構(gòu)成掩模形成用膜6’的情況下，掩模形成用膜6’可以優(yōu)選例如通過蒸鍍法或?yàn)R射法等來形成。另外，在由硅構(gòu)成掩模形成用膜6’的情況下，掩模形成用膜6’可以優(yōu)選例如通過濺射法或CVD法等形成。
掩模形成用膜6’(掩模6)的厚度根據(jù)構(gòu)成掩模形成用膜6’的材料的不同而不同，優(yōu)選其厚度為0.01～2.0μm左右，更優(yōu)選為0.03～0.2μm左右。如果厚度小于所述下限值，則在后述的初期孔形成工序中所形成的初期孔61的形狀，有可能出現(xiàn)變形。而且，當(dāng)在后述的蝕刻工序中實(shí)施濕蝕刻時(shí)，有可能會(huì)無法充分保護(hù)玻璃基板5的已使用掩模的部分。另一方面，如果超過上限值，則在后述的初期孔形成工序中會(huì)很難形成貫通的初期孔61，此外，根據(jù)掩模形成用膜6’的構(gòu)成材料等，掩模形成用膜6’有時(shí)會(huì)由于掩模形成用膜6’的內(nèi)部應(yīng)力而容易剝落。
<2>
接著，如圖2(b)所示，在掩模形成用膜6’上形成多個(gè)初期孔61，該多個(gè)初期孔61在后述的蝕刻時(shí)成為掩模開口(初期孔形成工序)。由此，得到了具有規(guī)定的開口圖案的掩模6。
初期孔61可以通過任意的方法來形成，但優(yōu)選通過物理方法或激光光的照射來形成。由此，例如，能夠以良好的生產(chǎn)率來制造微透鏡基板。特別是也可以在大面積的基板上簡單地形成凹部。
作為形成初期孔61的物理方法，例如可以舉出噴丸、噴砂等噴射(blast)處理，蝕刻、沖壓、點(diǎn)式打印、攻螺紋(タツピング)、研磨(rubbing)等方法。在通過噴射處理來形成初期孔61時(shí)，即使在面積(應(yīng)該形成微透鏡8的區(qū)域的面積)比較大的玻璃基板5上，也能夠更加快速高效地形成初期孔61。
另外，在通過激光光的照射形成初期孔61時(shí)，所使用的激光光的種類沒有特別的限定，可以列舉出紅寶石激光、半導(dǎo)體激光、YAG激光、飛秒激光、玻璃激光、YVO4激光、Ne-He激光、Ar激光、CO2激光、激元激光等。而且，也可以使用各激光的SHG、THG和FHG等的波長。在通過激光光的照射來形成初期孔61時(shí)，能夠容易并精確地控制形成的初期孔61的大小，相鄰的初期孔61之間的間隔等。
優(yōu)選形成的初期孔61遍布掩模6的整個(gè)面，并且不會(huì)形成偏倚。
<3>
接著，如圖2(c)所示，使用形成有初期孔61的掩模6對(duì)玻璃基板5實(shí)施蝕刻，從而在玻璃基板5上形成多個(gè)凹部3(蝕刻工序)。
對(duì)蝕刻的方法沒有特別的限定，例如可以舉出濕蝕刻、干蝕刻等。在下面的說明中，是以使用濕蝕刻的情況為例來進(jìn)行說明的。
通過對(duì)玻璃基板5實(shí)施蝕刻(濕蝕刻)，如圖2(c)所示，玻璃基板5從不存在掩模6的部分開始被蝕刻，如圖2(d)所示，在玻璃基板5上形成了多個(gè)凹部3，所述玻璃基板5被形成有初期孔61的掩模6所覆蓋。
這樣，如果使用濕蝕刻，則能夠恰當(dāng)?shù)匦纬砂疾?。而且，如果蝕刻液使用例如包含氫氟酸(氟化氫)的蝕刻液(氫氟酸系蝕刻液)，則可以進(jìn)一步選擇性地對(duì)玻璃基板5進(jìn)行蝕刻，從而能夠恰當(dāng)?shù)匦纬砂疾?。
<4>
接著，如圖2(e)所示，除去掩模6(掩模除去工序)。
掩模6的除去，例如可以通過蝕刻等來除去。
通過以上的工序，如圖2(e)所示，得到了具有多個(gè)凹部3的帶凹部基板101。
另外，根據(jù)需要，也可以在形成掩模形成用膜6’之際，在與形成凹部3的面相反側(cè)的面(背面)上，設(shè)置由和掩模形成用膜6’相同的材料構(gòu)成的背面保護(hù)膜。由此，由于沒有被整體蝕刻，所以，可以保持玻璃基板5的厚度。
通過如上所述獲得的帶凹部基板101的凹部3在俯視時(shí)的平均直徑，優(yōu)選為5～100μm，更優(yōu)選為10～50μm。由此，例如，就使用這樣的帶凹部基板101而制造的液晶面板而言，可以使得投影在屏幕上的圖像具有出色的析像度。
而且，在凹部3的中央部附近的平均曲率半徑優(yōu)選為2.5～50μm，更優(yōu)選為5～25μm。由此，可以使得通過使用該凹部3而形成的微透鏡8具有特別優(yōu)越的光學(xué)特性。
另外，在凹部3的中心附近的深度優(yōu)選為5～100μm，更優(yōu)選為10～50μm。由此，可以使得通過使用該凹部3而形成的微透鏡8具有特別優(yōu)越的光學(xué)特性。
(壓焊工序)本工序中，在加熱的狀態(tài)下，對(duì)前述的帶凹部基板101和玻璃基板(基體材料)102’進(jìn)行壓焊(壓焊工序)，所述玻璃基板102’是由玻化溫度比構(gòu)成帶凹部基板101的玻璃材料的?；瘻囟鹊偷牟ＡР牧蠘?gòu)成的。通過進(jìn)行壓焊，會(huì)將軟化了的構(gòu)成玻璃基板102’的玻璃材料填充到帶凹部基板101的凹部3內(nèi)部，同時(shí)，使帶凹部基板101和玻璃基板102’(透鏡層102)接合。
可是，在以往的作為微透鏡基板的制造方法而使用的2P法中，由于在微透鏡基板的形成中使用了樹脂材料，所以，很難得到具有足夠耐久性的微透鏡基板。特別是由于在2P法中所使用的光固化性樹脂，基于短波長的光容易產(chǎn)生樹脂材料的劣化等，所以，有時(shí)無法得到足夠的耐光性。而且，由于使用了由光固化性樹脂構(gòu)成的樹脂層、玻璃蓋片和帶凹部基板這3個(gè)部件，來形成微透鏡基板，所以，由于熱膨脹率的不同，很容易產(chǎn)生形變等，其結(jié)果，有可能會(huì)產(chǎn)生光學(xué)特性等的特性低下。例如，需要進(jìn)行玻璃蓋片的對(duì)位等工序，使得制造工序繁雜。而且，在為了形成最佳光路長度而進(jìn)行玻璃蓋片的研磨時(shí)，由于研磨會(huì)產(chǎn)生污染等，所以，還需要過度的洗滌工序，而通過進(jìn)行這樣的洗滌，則有可能會(huì)使構(gòu)成樹脂層的樹脂材料出現(xiàn)劣化等。其結(jié)果，導(dǎo)致質(zhì)量下降，有可能使得成品率低下。另外，可以考慮不使用樹脂材料，而使用玻璃材料等耐久性高的材料來制造微透鏡基板，但是，為了使這樣的材料達(dá)到熔融狀態(tài)需要很多的熱能，而且，在將熔融狀態(tài)的玻璃材料提供給帶凹部基板時(shí)，會(huì)由于該熱量使得帶凹部基板的表面形狀變形，從而很難得到足夠的光學(xué)特性。
對(duì)此，本發(fā)明在壓焊工序中，在通過熱使主要由玻璃材料構(gòu)成并具有規(guī)定形狀的基體材料的一部分處于可以變形的狀態(tài)下，使其與帶凹部基板進(jìn)行壓焊，將玻璃材料填充到帶凹部基板的凹部內(nèi)，并接合帶凹部基板和基體材料，由此可以容易地制造光學(xué)特性和耐久性優(yōu)越的微透鏡基板。即，在本發(fā)明的制造方法中，由于不使用樹脂材料，所以能夠制造耐熱性、耐光性等耐久性優(yōu)越的微透鏡基板。而且，根據(jù)本發(fā)明，由于在加熱的狀態(tài)下，基體側(cè)處于可容易變形的狀態(tài)，所以，不會(huì)對(duì)帶凹部基板造成損傷，從而能夠容易地制造光學(xué)特性優(yōu)越的微透鏡基板。另外，由于不需要進(jìn)行玻璃蓋片的接合或?qū)ξ坏裙ば虻?，所以，制造工序不再繁雜。其結(jié)果，可以通過簡便的方法來制造微透鏡基板。而且，由于制造方法簡便，所以，能夠抑制質(zhì)量的低下，從而可以減小所制造的各微透鏡基板之間的質(zhì)量偏差。而且，與以往的方法相比，由于構(gòu)成微透鏡基板的部件減少，而且，通過玻璃材料形成了各構(gòu)成部件，所以，能夠防止由于構(gòu)成微透鏡基板的部件的熱膨脹率不同而產(chǎn)生的形變等，從而可以提供光學(xué)特性優(yōu)越的微透鏡基板。另外，由于在以往的方法中，在由帶凹部基板和玻璃蓋片夾持的狀態(tài)下使未固化的樹脂材料固化，所以基于樹脂材料在固化前和固化后的體積變化，有時(shí)會(huì)在微透鏡基板上產(chǎn)生形變等，但在本發(fā)明中，微透鏡基板的各構(gòu)成部件由玻璃材料形成，并且在熱的作用下，在使構(gòu)成基體材料的玻璃材料的一部分軟化到可以變形的程度的狀態(tài)下，與帶凹部基板壓焊，所以，玻璃材料固化后的體積變化能夠足夠小，從而提供光學(xué)特性特別優(yōu)越的微透鏡基板。而且，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，即使在微透鏡形成后進(jìn)行洗滌等的情況下，也能夠防止由于洗滌液等造成的透鏡層劣化。進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明，可以通過適當(dāng)調(diào)整基體材料的厚度，來調(diào)整成最佳的光路長度，這樣，即使在為了形成最佳的光路長度而進(jìn)行研磨時(shí)，也會(huì)由于基體材料的與帶凹部基板接觸側(cè)的相反面保持為平滑性，所以不需要過渡的研磨。其結(jié)果，可以省略或簡化在以往的方法中進(jìn)行的研磨工序。
下面，參照附圖，對(duì)壓焊工序進(jìn)行具體的說明。
首先，準(zhǔn)備玻璃基板(基體材料)102’。
該玻璃基板102’優(yōu)選使用厚度均勻、且沒有彎曲或損傷的基板。而且，該玻璃基板102’是優(yōu)選通過洗滌等而其表面已被洗凈的基板。
該玻璃基板102’如上所述，由?；瘻囟缺葮?gòu)成帶凹部基板101的材料的?；瘻囟鹊偷牟ＡР牧蠘?gòu)成。
在將構(gòu)成玻璃基板102’的玻璃材料的?；瘻囟仍O(shè)為Tg1[℃]，將構(gòu)成帶凹部基板101的材料的?；瘻囟仍O(shè)為Tg2[℃]時(shí)，優(yōu)選滿足≥50的關(guān)系，更優(yōu)選滿足300≤Tg2-Tg1≤500的關(guān)系。通過滿足這種關(guān)系，可以在將構(gòu)成玻璃基板102’的玻璃材料填充到凹部3內(nèi)時(shí)，防止對(duì)凹部3造成損傷，并且能夠確切地將玻璃材料填充到凹部3內(nèi)。對(duì)此，如果Tg2-Tg1小于上述下限值，則根據(jù)構(gòu)成帶凹部基板101和玻璃基板102’的材料種類等，可能對(duì)凹部3造成損傷，有時(shí)會(huì)無法得到足夠的光學(xué)特性。
具體而言，構(gòu)成玻璃基板102’的玻璃材料的?；瘻囟萒g優(yōu)選為800℃以下，更優(yōu)選為500～700℃。由此，在將構(gòu)成玻璃基板102’的玻璃材料填充到凹部3內(nèi)時(shí)，能夠充分防止對(duì)凹部3造成損害，并能夠更加確切地將玻璃材料填充到帶凹部基板101的凹部3內(nèi)。
作為玻璃基板102’的玻璃材料，只要是以二氧化硅為主要成分，并且玻化溫度比構(gòu)成帶凹部基板101的材料的?；瘻囟鹊图纯桑瑳]有特別的限定，例如可以舉出鈉玻璃、結(jié)晶性玻璃、石英玻璃、鉛玻璃、無鉛玻璃、鉀玻璃、硼硅玻璃、無堿玻璃和作為光學(xué)用的特殊組成的玻璃等。
例如，在帶凹部基板101由石英玻璃構(gòu)成時(shí)，優(yōu)選使用低熔點(diǎn)玻璃作為玻璃基板102’。由此，能夠降低加熱溫度，即獲得節(jié)能的效果。另外，從環(huán)保的角度考慮，優(yōu)選盡量不使用鉛玻璃或含有少量鉛和砷的玻璃。
<1>
接著，如圖3(a)所示，在通過上述步驟得到的帶凹部基板101的上側(cè)，設(shè)置玻璃基板(基體材料)102’。
<2>
接著，加熱帶凹部基板101和玻璃基板102’。由此，玻璃基板102’的表面出現(xiàn)軟化，使其處于容易變形的狀態(tài)。
而且，通過這樣對(duì)帶凹部基板101和玻璃基板102’雙方進(jìn)行加熱，可以充分防止對(duì)凹部3造成損傷，并且，能夠更加容易地將玻璃材料填充到凹部3內(nèi)。
在將該加熱溫度設(shè)為T[℃]，將構(gòu)成玻璃基板102’的玻璃材料的?；瘻囟仍O(shè)為Tg1[℃]，將構(gòu)成帶凹部基板101的材料的?；瘻囟仍O(shè)為Tg2[℃]時(shí)，優(yōu)選滿足Tg1≤T≤Tg2的關(guān)系，更優(yōu)選滿足Tg1+100≤T≤Tg2-100的關(guān)系。由此，在將構(gòu)成玻璃基板102’的玻璃材料填充到凹部3內(nèi)時(shí)，可以充分防止對(duì)凹部3造成損傷，并且，能夠更可靠地將玻璃材料填充到凹部3內(nèi)。
另外，加熱可以在冷卻玻璃基板102’的與帶凹部基板101相反側(cè)的表面的同時(shí)進(jìn)行。由此，可以保持玻璃基板102’的與帶凹部基板101相反側(cè)的表面的平滑性，并且能夠?qū)⒉ＡР牧咸畛涞綆О疾炕?01的凹部3內(nèi)。
<3>
接著，如圖3(b)所示，使已加熱的帶凹部基板101和玻璃基板102’接觸。
<4>
接著，在已如上所述進(jìn)行加熱的狀態(tài)下，將帶凹部基板101和玻璃基板102’進(jìn)行壓焊，使得已軟化的玻璃材料被填充到凹部3內(nèi)。然后，通過進(jìn)行冷卻，玻璃基板102’形成透鏡層102。由此，如圖3(c)所示，得到帶凹部基板101與透鏡層102接合的微透鏡基板10(本發(fā)明的微透鏡基板)。
所述冷卻優(yōu)選，不是急速降低溫度，而是通過緩慢的降溫來進(jìn)行。由此，可以更加有效地防止在所得到的微透鏡基板10上產(chǎn)生形變等。
上述的壓焊工序優(yōu)選在減壓氣氛下進(jìn)行。由此，能夠在將玻璃材料填充到凹部3內(nèi)時(shí)，防止在填充到凹部3內(nèi)的玻璃材料中進(jìn)入氣泡。
具體而言，壓焊工序時(shí)的氣氛氣壓優(yōu)選為50Pa以下，更優(yōu)選為5Pa以下。由此，在將玻璃材料填充到凹部3內(nèi)時(shí)，可以防止對(duì)帶凹部基板101的凹部3造成損傷，并且，防止了在填充到凹部3內(nèi)的玻璃材料中進(jìn)入氣泡，從而能夠?qū)⒉ＡР牧细涌煽康靥畛涞桨疾?內(nèi)。
而且，在壓焊工序中，通過適宜地調(diào)整壓焊工序后從玻璃基板102’與帶凹部基板101的接合面中如圖3所示的平坦部103、到與接合面相反側(cè)的面的厚度，即，通過調(diào)整所形成的透鏡層102的沒有形成微透鏡8的部分的厚度，可以使入射到所形成的微透鏡8的光的光路長度為最佳。
在將壓焊工序前的玻璃基板102’的厚度設(shè)為T1[mm]，將透鏡層102的沒有形成微透鏡8的部分的厚度為T2[mm]時(shí)，優(yōu)選滿足0.5≤T2/T1≤0.95的關(guān)系，更優(yōu)選為滿足0.6≤T2/T1≤0.8的關(guān)系。通過滿足這樣的關(guān)系，可以防止對(duì)帶凹部基板101的凹部3造成損傷，并且能夠更加可靠地將玻璃材料填充到凹部3內(nèi)。而且，可以使得入射到帶凹部基板101所形成的微透鏡8的光的光路長度為最佳，并且，可以效率良好地將玻璃基板102’形成為透鏡層102。
另外，在上述說明中，雖然對(duì)加熱帶凹部基板101和玻璃基板102’雙方進(jìn)行了說明，但是，也可以僅加熱帶凹部基板101，還可以僅加熱玻璃基板102’。在僅加熱帶凹部基板101時(shí)，可以僅使玻璃基板102’的表面能夠容易變形，從而，能夠更加可靠地保持玻璃基板102’的不與帶凹部基板101接觸的面的平滑性。在僅加熱玻璃基板102’時(shí)，能夠更加可靠地使玻璃基板102’可以變形，從而可以容易地將玻璃材料填充到凹部3內(nèi)。
另外，也可以為了形成最佳的光路長度，在壓焊工序之后，有對(duì)透鏡層102的表面進(jìn)行研磨的研磨工序。
接著，對(duì)本發(fā)明的液晶面板用對(duì)置基板的制造方法進(jìn)行說明。
<1>
如圖4(d)所示，在通過上述工序獲得的微透鏡基板10的透鏡層102上形成黑矩陣11，該黑矩陣11形成有開口111。
此時(shí)，黑矩陣11形成為與微透鏡8的位置對(duì)應(yīng)，具體而言，微透鏡8的光軸Q通過黑矩陣11的開口111(參照?qǐng)D1)。
該黑矩陣11例如由Cr、Al、Al合金、Ni、Zn、Ti等的金屬膜，分散有碳或鈦等的樹脂層等構(gòu)成。在這些當(dāng)中，黑矩陣11優(yōu)選由Cr膜或Al合金膜構(gòu)成。如果黑矩陣11由Cr膜構(gòu)成，則能夠得到遮光性優(yōu)越的黑矩陣11。另外，如果黑矩陣11由Al合金膜構(gòu)成，則可以獲得具有優(yōu)越散熱性的液晶面板用對(duì)置基板1。
從抑制對(duì)液晶面板用對(duì)置基板1的平坦性的影響的觀點(diǎn)等出發(fā)，優(yōu)選黑矩陣11的厚度為0.03～1.0μm左右，更優(yōu)選為0.05～0.3μm左右。
該形成有開口111的黑矩陣11，例如可以通過下述方式形成。首先，在透鏡層102上，通過濺射法等氣相成膜法來使作為黑矩陣11的薄膜成膜。接著，在該成為黑矩陣11的薄膜上形成抗蝕膜。接著，以黑矩陣11的開口111位于和微透鏡8(凹部3)對(duì)應(yīng)的位置的方式，來曝光前述抗蝕膜，從而在該抗蝕膜上形成開口111的圖案。接著，進(jìn)行濕蝕刻，僅將前述薄膜中的成為開口111的部分除去。接著，除去前述抗蝕膜。另外，作為進(jìn)行濕蝕刻時(shí)的剝離液，例如當(dāng)成為黑矩陣11的薄膜由Al合金等構(gòu)成時(shí)，可以使用磷酸系蝕刻液。
另外，也可以通過使用氯系氣體等的干蝕刻，來恰當(dāng)?shù)匦纬尚纬捎虚_口111的黑矩陣11。
<2>
接著，以覆蓋黑矩陣11的方式，在透鏡層102上形成透明導(dǎo)電膜(公共電極)12。
由此，能夠得到液晶面板用對(duì)置基板1或可以采用多枚液晶面板用對(duì)置基板1的晶片。
該透明導(dǎo)電膜12，例如由銦錫氧化物(ITO)、銦氧化物(IO)、氧化錫(SnO2)等構(gòu)成。
優(yōu)選透明導(dǎo)電膜12的厚度為0.03～1μm左右，更優(yōu)選為0.05～0.30μm左右。
該導(dǎo)電透明膜12例如可以通過濺射法形成。
<3>
最后，根據(jù)需要，使用切割裝置等，將液晶面板用對(duì)置基板1的晶片切割成規(guī)定的形狀和大小。
由此，可以得到圖1所示的液晶面板用對(duì)置基板1。
另外，在以上述工序<2>得到液晶面板用對(duì)置基板1等情況下，即在不需要進(jìn)行切割的情況下，也可以不進(jìn)行本工序。
另外，在制造液晶面板用對(duì)置基板時(shí)，例如也可以不形成黑矩陣11，而在透鏡層102上直接形成透明導(dǎo)電膜12。
接著，參照?qǐng)D5，對(duì)使用了圖1所示的液晶面板用對(duì)置基板1的液晶面板(液晶光閘)進(jìn)行說明。
如圖5所示，本發(fā)明的液晶面板(TFT液晶面板)16具有TFT基板(液晶驅(qū)動(dòng)基板)17、與TFT基板17接合的液晶面板用對(duì)置基板1、由封入在TFT基板17和液晶面板用對(duì)置基板1的空隙中的液晶而形成的液晶層18。
TFT基板17是用于驅(qū)動(dòng)液晶層18的液晶的基板，具有玻璃基板171；設(shè)置在該玻璃基板171上的多個(gè)像素電極172；和設(shè)置在該像素電極172的附近并與各個(gè)像素電極172對(duì)應(yīng)的多個(gè)薄膜晶體管(TFT)173。
在該液晶面板16中，以液晶面板用對(duì)置基板1的透明導(dǎo)電膜(公共電極)12和TFT基板17的像素電極172對(duì)置的方式，TFT基板17和液晶面板用對(duì)置基板1隔開一定距離而接合。
玻璃基板171優(yōu)選由石英玻璃構(gòu)成。由此，不容易發(fā)生翹曲、彎曲等，能夠具有優(yōu)越的穩(wěn)定性。
像素電極172通過在與透明導(dǎo)電膜(公共電極)12之間進(jìn)行充放電，來驅(qū)動(dòng)液晶層18的液晶。該像素電極172，例如由和前述的透明導(dǎo)電膜12相同的材料構(gòu)成。
薄膜晶體管173與附近的對(duì)應(yīng)的像素電極172連接。而且，薄膜晶體管173與未圖示的控制電路連接，控制向像素電極172供給的電流。由此，可以控制像素電極172的充放電。
液晶層18含有液晶分子(未圖示)，該液晶分子與像素電極172的充放電對(duì)應(yīng)，即液晶的取向發(fā)生變化。
在該液晶面板16中，通常一個(gè)微透鏡8、與該微透鏡8的光軸Q對(duì)應(yīng)的黑矩陣11的1個(gè)開口111、1個(gè)像素電極172、與該像素電極172連接的1個(gè)薄膜晶體管173，對(duì)應(yīng)于1個(gè)像素。
從帶凹部基板101側(cè)入射的入射光L通過玻璃基板5，然后，在通過微透鏡8時(shí)被聚光，并透過透鏡層102、黑矩陣11的開口111、透明導(dǎo)電膜12、液晶層18、像素電極172、玻璃基板171。另外，此時(shí)，由于通常在帶凹部基板101的入射側(cè)配置有偏振板(未圖示)，所以，在入射光L透過液晶層18時(shí)，入射光L變成直線偏振光。此時(shí)，該入射光L的偏振方向被控制成與液晶層18的液晶分子的取向狀態(tài)對(duì)應(yīng)。因此，通過使透過液晶面板16的入射光L透過偏振板(未圖示)，可以控制射出光的亮度。
另外，偏振板例如由底部(base)基板和在該底部基板上層疊的偏振基體材料構(gòu)成，該偏振基體材料例如是由添加了偏振元件(碘絡(luò)合物、二色性染料等)的樹脂構(gòu)成。
就該該液晶面板16而言，例如是在對(duì)通過公知的方法而制造的TFT基板17與液晶面板用對(duì)置基板1進(jìn)行取向處理之后，經(jīng)由密封材料(未圖示)將兩者接合，接著，從由此形成的空隙部的封入孔(未圖示)將液晶注入到空隙部內(nèi)，接著，通過堵塞該封入孔而制造。然后，按照需要，還可以在液晶面板16的入射側(cè)或射出側(cè)粘貼偏振板。
另外，雖然在上述液晶面板16中使用了TFT基板作為液晶驅(qū)動(dòng)基板，但是，也可以使用TFT基板之外的其他液晶驅(qū)動(dòng)基板，例如TFD基板、STN基板等作為液晶驅(qū)動(dòng)基板。
下面，對(duì)使用了上述液晶面板16的投射型顯示裝置進(jìn)行說明。
圖6是模式化表示本發(fā)明的投射型顯示裝置的光學(xué)系統(tǒng)的圖。
如該圖所示，透射型顯示裝置300具有光源301、具備多個(gè)積分透鏡的照明光學(xué)系統(tǒng)、具備多個(gè)分色鏡等的色分離光學(xué)系統(tǒng)(導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng))、與紅色對(duì)應(yīng)的(紅色用的)液晶光閥(液晶光閘陣列)74、與綠色對(duì)應(yīng)的(綠色用的)液晶光閥(液晶光閘陣列)75、與藍(lán)色對(duì)應(yīng)的(藍(lán)色用的)液晶光閥(液晶光閘陣列)76、形成有僅反射紅色光的分色鏡面711和僅反射藍(lán)色光的分色鏡面712的二色棱鏡(色合成光學(xué)系統(tǒng))71、和投射透鏡(投射光學(xué)系統(tǒng))72。
另外，照明光學(xué)系統(tǒng)具有積分透鏡302和303。色分離光學(xué)系統(tǒng)具有反射鏡304、306、309；反射藍(lán)色光和綠色光(僅透過紅色光)的分色鏡305；僅反射綠色光的分色鏡307；僅反射藍(lán)色光的分色鏡(或者反射藍(lán)色光的反射鏡)308；聚光透鏡310、311、312、313和314。
液晶光閥75包括前述的液晶面板16；與液晶面板16的入射面?zhèn)?帶凹部基板101位于的面?zhèn)?，即與二色棱鏡71相反一側(cè))接合的第1偏振板(未圖示)；與液晶面板16的射出面?zhèn)?與帶凹部基板101對(duì)置的面?zhèn)?，即二色棱鏡71側(cè))接合的第2偏振板(未圖示)。液晶光閥74和76形成與液晶光閥75相同的構(gòu)成。這些液晶光閥74、75和76所具備的液晶面板16分別與未圖示的驅(qū)動(dòng)電路連接。
另外，在投射型顯示裝置300中，由二色棱鏡71和投射透鏡72構(gòu)成了光學(xué)塊70。而且，該光學(xué)塊70和相對(duì)二色棱鏡71被固定設(shè)置的液晶光閥74、75以及76構(gòu)成了顯示單元73。
下面，對(duì)投射型顯示裝置300的作用進(jìn)行說明。
從光源301射出的白色光(白色光束)透過積分透鏡302和303。通過積分透鏡302和303，該白色光的光強(qiáng)度(亮度分布)被均勻化。
透過積分透鏡302和303的白色光，通過反射鏡304向圖6中左側(cè)反射，其反射光中的藍(lán)色光(B)和綠色光(G)分別通過分色鏡305向圖6中下側(cè)反射，紅色光(R)透過分色鏡305。
透過分色鏡305的紅色光，通過反射鏡306向圖6中下側(cè)反射，其反射光通過聚光透鏡310被整形，然后入射到紅色用的液晶光閥74。
由分色鏡305反射的藍(lán)色光和綠色光中的綠色光，通過分色鏡307向圖6中左側(cè)反射，藍(lán)色光透過分色鏡307。
由分色鏡307反射的綠色光通過聚光透鏡311被整形，并入射到綠色用的液晶光閥75。
而且，透過分色鏡307的藍(lán)色光通過分色鏡(或反射鏡)308向圖6中左側(cè)反射，其反射光通過反射鏡309向圖6中上側(cè)反射。前述藍(lán)色光通過聚光透鏡312、313和314被整形，并入射到藍(lán)色用的液晶光閥76。
這樣，從光源301射出的白色光通過色分離光學(xué)系統(tǒng)，被色分離成三原色，即紅色、綠色和藍(lán)色，并分別導(dǎo)向、入射到對(duì)應(yīng)的液晶光閥。
此時(shí)，液晶光閥74具有的液晶面板16的各像素(薄膜晶體管173和與其連接的像素電極172)，通過基于紅色用的圖像信號(hào)而工作的驅(qū)動(dòng)電路(驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu))，被開關(guān)控制(ON/OFF)，即被調(diào)制。
同樣地，綠色光和藍(lán)色光分別入射到液晶光閥75和76，并通過各自的液晶面板16被調(diào)制，由此，形成了綠色用的圖像和藍(lán)色用的圖像。此時(shí)，液晶光閥75所具有的液晶面板16的各像素，通過基于綠色用的圖像信號(hào)而工作的驅(qū)動(dòng)電路被開關(guān)控制；液晶光閥76所具有的液晶面板16的各像素，通過基于藍(lán)色用的圖像信號(hào)而工作的驅(qū)動(dòng)電路被開關(guān)控制。
由此，紅色光、綠色光和藍(lán)色光分別通過液晶光閥74、75和76被調(diào)制，分別形成了紅色用的圖像、綠色用的圖像和藍(lán)素用的圖像。
由前述液晶光閥74形成的紅色用的圖像，即來自液晶光閥74的紅色光，從面713入射到二向棱鏡71，通過分色鏡面711向圖6中左側(cè)反射，并透過分色鏡面712，從射出面716射出。
而且，由前述液晶光閥75形成的綠色用的圖像，即來自液晶光閥75的綠色光，從面714入射到二向棱鏡71，并分別透過分色鏡面711和712，從射出面716射出。
另外，由前述液晶光閥76形成的藍(lán)色用的圖像，即來自液晶光閥76的藍(lán)色光，從面715入射到二向棱鏡71，通過分色鏡面712向圖6中左側(cè)反射，并透過分色鏡面711，從射出面716射出。
這樣，來自前述液晶光閥74、75和76的各色光，即由液晶光閥74、75和76形成的各圖像，通過二色棱鏡71被合成，由此，形成了彩色的圖像。該圖像通過投射透鏡72，被投影(放大投射)到設(shè)置在規(guī)定位置的屏幕320上。
此時(shí)，由于液晶光閥74、75和76具備前述的液晶面板16，所以，抑制了來自光源301的光在通過液晶光閥74、75和76時(shí)的衰減，從而可以在屏幕320上投影明亮的圖像。
上面，對(duì)本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法、微透鏡基板、液晶面板用對(duì)置基板、液晶面板以及投射型顯示裝置的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是，本發(fā)明并不限定于此。
例如，在本發(fā)明的微透鏡的制造方法中，也可以追加1道或2道以上的任意目的的工序。
而且，構(gòu)成本發(fā)明的微透鏡基板的帶凹部基板也可以通過任意的方法來制造。例如，帶凹部基板也可以使用具有凸部的模來制造。
而且，在前述的實(shí)施方式中，對(duì)實(shí)施掩模來進(jìn)行蝕刻的方法進(jìn)行了說明，但是，也可以不實(shí)施掩模而進(jìn)行蝕刻。
并且，在前述的實(shí)施方式中，以將本發(fā)明的微透鏡基板應(yīng)用于具備液晶面板用對(duì)置基板、液晶面板和該液晶光閥的投射型顯示裝置的情況為例，進(jìn)行了說明，但是，本發(fā)明并不限定于此，也可以將本發(fā)明的微透鏡基板應(yīng)用于例如CCD、光通信元件等各種電光學(xué)裝置、有機(jī)或無機(jī)EL(電致發(fā)光)顯示裝置、其它的裝置等。
另外，在前述的實(shí)施方式中，說明了將本發(fā)明的微透鏡基板應(yīng)用于投射型顯示裝置的情況，但是，本發(fā)明的微透鏡基板也可以應(yīng)用于透過型屏幕、后置型投影機(jī)。
(實(shí)施例)(實(shí)施例1)如下所述，制造了具有多個(gè)凹部的微透鏡用帶凹部基板，并使用該微透鏡用帶凹部基板制造微透鏡基板。
(帶凹部基板的形成工序)首先，準(zhǔn)備厚為2mm的石英玻璃基板(玻化溫度1060℃，折射率1.46)作為玻璃基板。
將該石英玻璃基板浸漬到已加熱至85℃的洗滌液中(80％硫酸+20％過氧化氫水)進(jìn)行洗滌，來洗凈其表面。
接著，通過濺射法在該石英玻璃基板上形成0.03μm厚的Cr膜。即，在石英玻璃基板的表面上形成Cr膜的掩模和背面保護(hù)膜。
接著，對(duì)掩模進(jìn)行激光加工，來形成多個(gè)初期孔(參照?qǐng)D2(b))。
另外，激光加工是通過使用YAG激光，在能量強(qiáng)度為1mW、光束直徑為3μm、照射時(shí)間為60×10-9秒的條件下進(jìn)行的。
所形成的初期孔的平均孔徑為5μm。
接著，對(duì)石英玻璃基板實(shí)施濕蝕刻，從而在石英玻璃基板上形成多個(gè)凹部(參照?qǐng)D2(d))。
該濕蝕刻的蝕刻時(shí)間設(shè)定為72分鐘，并使用氫氟酸系的蝕刻液作為蝕刻液。
接著，通過CF氣體進(jìn)行干蝕刻，來除去掩模和背面保護(hù)層。
由此，可以獲得在石英玻璃基板上規(guī)則地排列多個(gè)凹部的帶凹部基板。另外，所形成的凹部的平均直徑為15μm，曲率半徑為7.5μm。而且，相鄰的微透鏡用凹部之間的間隔(凹部彼此的中心間平均距離)為15μm。
(壓焊工序)另一方面，準(zhǔn)備由無鉛玻璃(玻化溫度660℃、折射率1.61)構(gòu)成的厚度為T10.1mm的薄板玻璃基板(玻璃基板)。
將該玻璃基板設(shè)置成與帶凹部基板的形成有凹部的面對(duì)置(參照?qǐng)D3(a)) 。
接著，在將氣氛壓力減壓至5Pa之后，將帶凹部基板和薄板玻璃基板加熱至800℃。另外，對(duì)薄板玻璃基板的與設(shè)置有帶凹部基板的一側(cè)相反的面進(jìn)行冷卻，同時(shí)進(jìn)行加熱。
接著，在壓焊薄板玻璃基板和帶凹部基板，將已軟化的薄板玻璃填充到凹部內(nèi)之后，進(jìn)行冷卻(參照?qǐng)D3(c))。
由此，得到了帶凹部基板與透鏡層接合的微透鏡基板。所形成的微透鏡的平均直徑為15μm，平均曲率半徑為7.5μm。而且，從透鏡層與帶凹部基板的接合面的平坦部、到與接合面相反側(cè)的面的厚度T2，即未形成微透鏡的部分的厚度T2為0.07mm。
(實(shí)施例2)如下所述，使用與實(shí)施例1一樣得到的帶凹部基板，制造微透鏡基板。
(壓焊工序)準(zhǔn)備?；瘻囟葹?60℃、折射率為1.61的薄板玻璃基板。此時(shí)的薄板玻璃的厚度T1為0.5mm。
將該玻璃基板設(shè)置成與帶凹部基板的形成有凹部的面對(duì)置(參照?qǐng)D3(a)) 。
接著，在將氣氛壓力減壓至5Pa之后，將帶凹部基板和薄板玻璃基板加熱至800℃。另外，對(duì)薄板玻璃基板的與設(shè)置有帶凹部基板的一側(cè)相反的面進(jìn)行冷卻，同時(shí)進(jìn)行加熱。
接著，在壓焊薄板玻璃基板和帶凹部基板，將已軟化的薄板玻璃填充到凹部內(nèi)之后，進(jìn)行冷卻(參照?qǐng)D3(c))。由此，在凹部內(nèi)形成了微透鏡。被接合的薄板玻璃基板(透鏡層)的沒有形成微透鏡的部分的厚度T2為0.35mm。
接著，對(duì)已接合的薄板玻璃基板進(jìn)行研削、研磨，使得沒有形成微透鏡的部分的厚度為0.05mm。
之后，使用刷洗洗滌裝置來洗滌研磨面，從而得到了微透鏡基板。
(比較例)對(duì)和前述實(shí)施例1一樣形成的帶凹部基板的形成有凹部的面，賦予未重合(未固化)的紫外線(UV)固化型環(huán)氧樹脂(折射率1.59)。
接著，通過由石英玻璃構(gòu)成的玻璃蓋片，來按壓UV固化型環(huán)氧樹脂。此時(shí)，玻璃蓋片與UV固化型環(huán)氧樹脂之間沒有空氣侵入。
接著，通過從玻璃蓋片上照射10000mJ/cm2的紫外線，來使UV固化型環(huán)氧樹脂固化，從而將玻璃蓋片和帶凹部基板接合起來。
接著，對(duì)該已接合的玻璃蓋片進(jìn)行研削、研磨，使得玻璃蓋片的厚度為50μm。
然后，使用刷洗洗滌裝置來洗滌玻璃蓋片的研磨面。
由此，得到微透鏡基板。所形成的微透鏡的平均直徑為15μm，平均曲率半徑為7.5μm。
實(shí)施例1～2和比較例中的帶凹部基板的凹部的平均直徑、凹部的曲率半徑、凹部的深度、折射率，構(gòu)成帶凹部基板和玻璃基板的玻璃材料的種類和?；瘻囟取⒄凵渎?、樹脂基板的厚度T1、所制造的微透鏡基板的微透鏡的平均直徑、微透鏡的曲率半徑、透鏡層的厚度T2、T2/T1，如表1所示。
表1

*是研磨前的厚度
(評(píng)價(jià))與比較例相比，在實(shí)施例1～2中能夠容易地制造微透鏡基板。
而且，在使用各實(shí)施例和比較例的方法連續(xù)地制造微透鏡基板時(shí)，在實(shí)施例1～2中，能夠生產(chǎn)率良好地制造質(zhì)量穩(wěn)定的微透鏡基板。與此相對(duì)，在比較例中，則會(huì)產(chǎn)生次品使得成品率極其低下。
然后，使用在各實(shí)施例和比較例中得到的微透鏡基板，來制作圖1所示的液晶面板用對(duì)置基板，并使用該液晶面板用對(duì)置基板來制作圖5所示的液晶面板，然后使用該液晶面板制作圖6所示的投射型顯示裝置。
在使所得到的投射型顯示裝置連續(xù)驅(qū)動(dòng)5000小時(shí)，并觀察驅(qū)動(dòng)后5000小時(shí)的投射型圖像時(shí)，觀測(cè)結(jié)果為，使用了實(shí)施例1～2的微透鏡基板的投射型顯示裝置投射出鮮明的投射圖像。與之相對(duì)，在比較例的投射型顯示裝置中，雖然驅(qū)動(dòng)后不久的投射圖像鮮明，但是，隨著驅(qū)動(dòng)時(shí)間的增加，投射圖像的鮮明度明顯降低。認(rèn)為這是因?yàn)椋瑯?gòu)成微透鏡基板的樹脂材料由于光或驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的熱量而惡化，使得透過率等降低。
權(quán)利要求
1.一種微透鏡基板的制造方法，是具有多個(gè)微透鏡的微透鏡基板的制造方法，其中，具有在加熱的狀態(tài)下對(duì)帶凹部基板和基體材料進(jìn)行壓焊的壓焊工序，所述帶凹部基板在表面上具有與所述微透鏡的形狀對(duì)應(yīng)的形狀的多個(gè)凹部，所述基體材料由?；瘻囟缺葮?gòu)成所述帶凹部基板的材料的玻化溫度低的玻璃材料構(gòu)成，在所述壓焊工序中，將所述玻璃材料填充到所述凹部內(nèi)，并接合所述帶凹部基板和所述基體材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微透鏡基板的制造方法，其中，所述帶凹部基板的折射率與所述玻璃材料的折射率之差的絕對(duì)值為0.01以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微透鏡基板的制造方法，其中，所述加熱是在所述玻璃材料的玻化溫度以上、構(gòu)成所述帶凹部基板的材料的玻化溫度以下的溫度下進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微透鏡基板的制造方法，其中，當(dāng)將所述玻璃材料的玻化溫度設(shè)為Tg1[℃]，將構(gòu)成所述帶凹部基板的材料的?；瘻囟仍O(shè)為Tg2[℃]時(shí)，滿足Tg2-Tg1≥50的關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微透鏡基板的制造方法，其中，所述壓焊在減壓氣氛下進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微透鏡基板的制造方法，其中，當(dāng)將所述壓焊工序前的所述基體材料的厚度設(shè)為T1[mm]，將所述壓焊工序后的從所述基體材料與所述帶凹部基板的接合面的平坦部、到與所述接合面相反側(cè)的面的厚度設(shè)為T2[mm]時(shí)，滿足0.5≤T2/T1≤0.95的關(guān)系。
7.一種微透鏡基板，其中，通過權(quán)利要求1～6中任意一項(xiàng)所述的方法制造。
8.一種液晶面板用對(duì)置基板，其中，具備權(quán)利要求7所述的微透鏡基板。
9.一種液晶面板，其中，具備權(quán)利要求8所述的液晶面板用對(duì)置基板。
10.一種液晶面板，其中，具有具備像素電極的液晶驅(qū)動(dòng)基板、與該液晶驅(qū)動(dòng)基板接合的權(quán)利要求8所述的液晶面板用對(duì)置基板、封入在所述液晶驅(qū)動(dòng)基板和所述液晶面板用對(duì)置基板的空隙的液晶。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶面板，其中，所述液晶驅(qū)動(dòng)基板是具有以矩陣狀配設(shè)的所述像素電極和與所述像素電極連接的薄膜晶體管的TFT基板。
12.一種投射型顯示裝置，其中，包括具備權(quán)利要求9～11中任意一項(xiàng)所述的液晶面板的光閥，使用至少一個(gè)該光閥來投射圖像。
全文摘要
本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法是具有多個(gè)微透鏡的微透鏡基板的制造方法，其特征在于，具有壓焊工序，即在加熱的狀態(tài)下，對(duì)帶凹部基板和基體材料進(jìn)行壓焊，所述帶凹部基板在表面上具有與所述微透鏡的形狀對(duì)應(yīng)的形狀的多個(gè)凹部，所述基體材料由?；瘻囟缺葮?gòu)成所述帶凹部基板的材料的?；瘻囟鹊偷牟ＡР牧蠘?gòu)成，在所述壓焊工序中，將所述玻璃料填充到所述凹部內(nèi)，并接合所述帶凹部基板和所述基體材料。所述帶凹部基板的折射率與所述玻璃材料的折射率之差的絕對(duì)值為0.01以上。本發(fā)明提供能夠容易地制造光學(xué)特性和耐久性優(yōu)越的微透鏡基板的微透鏡基板的制造方法、微透鏡基板、液晶面板用對(duì)置基板、液晶面板和投射型顯示裝置。
文檔編號(hào)G02F1/136GK1862292SQ20061007949
公開日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2006年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月9日
發(fā)明者宮尾信之, 田中光豐 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社