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)明涉及一種微透鏡基板的制造方法、微透鏡基板、液晶面板用對置基板、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)動基板(TFT基板)和液晶面板用對置基板經(jīng)由液晶層接合而構(gòu)成，所述液晶驅(qū)動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置基板的成為像素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置基板上與各像素對應(yīng)的位置處，設(shè)置多個(gè)微小的微透鏡。由此，透過液晶面板用對置基板的光會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，在這種技術(shù)中，例如，需要進(jìn)行玻璃蓋片的對位或?yàn)榱诵纬勺罴压饴烽L度而對玻璃蓋片進(jìn)行研磨等的工序，使得制造工序繁雜。而且，在進(jìn)行玻璃蓋片的研磨之際，會由于研磨而有污染等之虞。結(jié)果，還需要過度的洗滌工序，使得制造工序進(jìn)一步繁雜，同時(shí)，還產(chǎn)生了制造成本增加的問題。另外，制作工序的繁雜會成為質(zhì)量低下的主要原因，有可能成品率降低。特別是在2P法中，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，結(jié)果，有容易產(chǎn)生光學(xué)特性等特性低下的可能性。
(專利文獻(xiàn)1)特開2001-92365號公報(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質(zhì)量穩(wěn)定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)下對帶凹部基板和主要由樹脂材料構(gòu)成的基體材料進(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應(yīng)的形狀的多個(gè)凹部，在所述壓焊工序中，一邊將所述樹脂材料填充到所述凹部內(nèi)，一邊接合所述帶凹部基板和所述基體材料。
由此，能夠容易地制造質(zhì)量穩(wěn)定的微透鏡基板。
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樹脂材料的折射率之差的絕對值為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，所述壓焊優(yōu)選在減壓氣氛下進(jìn)行。
由此，在將樹脂材料填充到凹部內(nèi)時(shí)，能夠防止在填充到凹部內(nèi)的樹脂材料中進(jìn)入氣泡。
在本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法中，優(yōu)選具有粘結(jié)性提高工序，其在所述壓焊工序之前，對所述帶凹部基板的形成有所述凹部的面實(shí)施表面處理，來提高與所述樹脂材料的粘結(jié)性。
由此，提高了帶凹部基板與樹脂層的粘結(jié)性，從而提高了最終獲得的微透鏡基板的可靠性。
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側(cè)的面的厚度為T2[mm]時(shí)，優(yōu)選滿足0.5≤T2/T1≤0.95的關(guān)系。
由此，能夠使入射到所形成的微透鏡的光的光路長度為最佳，并且，能夠效率良好地使用構(gòu)成基體材料的樹脂材料。
在本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法中，優(yōu)選所述樹脂材料為熱塑性樹脂。
由此，可以更加容易地將樹脂材料填充到凹部內(nèi)，并且，能夠提高最終獲得的微透鏡基板的耐久性(耐熱性)。
在本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法中，所述加熱優(yōu)選以所述樹脂材料的?；瘻囟纫陨系臏囟葋磉M(jìn)行。
由此，能夠更加可靠地將樹脂材料填充到凹部內(nèi)。
在本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法中，所述樹脂材料的?；瘻囟葍?yōu)選為100℃以上。
由此，可以更加可靠地將樹脂材料填充到凹部內(nèi)，并且，能夠提高最終獲得的微透鏡基板的耐久性(耐熱性)。
在本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法中，所述基體材料優(yōu)選以沒有達(dá)到完全固化的狀態(tài)下的熱固化性樹脂為主來構(gòu)成。
由此，可以省略在以往的微透鏡基板的制造方法中所必需的接合玻璃蓋片的工序、研磨工序和過度洗滌工序等，從而防止了制造工序的繁雜。其結(jié)果，能夠通過更加簡便的方法，來制造質(zhì)量穩(wěn)定的微透鏡基板。而且，通過使用熱固化性樹脂，能夠特別地提高最終獲得的微透鏡基板的耐熱性、耐藥品性。
在本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法中，所述基體材料優(yōu)選含有溶劑1～30％，所述溶劑用于溶解構(gòu)成所述熱固化性樹脂的單體。
由此，基體材料會在平時(shí)具有適當(dāng)?shù)亩ㄐ托裕⑶以趬汉笗r(shí)具有更加適當(dāng)?shù)娜彳浶?。即，在壓焊時(shí)，能夠?qū)峁袒詷渲_實(shí)可靠地填充到凹部內(nèi)。
在本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法中，優(yōu)選在所述壓焊工序中除去所述溶劑。
由此，能夠更加確實(shí)可靠地使填充到凹部內(nèi)的熱固化性樹脂發(fā)生固化，并且，能夠進(jìn)一步提高最終獲得的微透鏡基板的耐熱性。
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，能夠提供質(zhì)量穩(wěn)定的微透鏡基板。
本發(fā)明的液晶面板用對置基板，其特征在于，具備本發(fā)明的微透鏡基板。
由此，能夠提供可靠性高的液晶面板用對置基板。
本發(fā)明的液晶面板，其特征在于，具備本發(fā)明的液晶面板用對置基板。
由此，能夠提供可靠性高的液晶面板。
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)動基板、與該液晶驅(qū)動基板接合的本發(fā)明的液晶面板用對置基板、封入在所述液晶驅(qū)動基板和所述液晶面板用對置基板之間的空隙的液晶。
由此，能夠提供可靠性高的液晶面板。
在本發(fā)明的液晶面板中，所述液晶驅(qū)動基板優(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，能夠提供可靠性高的液晶面板。
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，能夠提供可靠性高的投射型顯示裝置。


圖1是表示本發(fā)明的液晶面板用對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第1實(shí)施方式的模式縱剖視圖。
圖4是表示本發(fā)明的微透鏡基板制造方法的第2實(shí)施方式的模式縱剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明的液晶面板用對置基板的制造方法的模式縱剖視圖。
圖6是表示本發(fā)明的液晶面板的模式縱剖視圖。
圖7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—液晶面板用對置基板，101—帶凹部基板，102—樹脂層，102’—樹脂基板，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(integrator lens)，304、306、309—反射鏡，305、307、308—分色鏡，310～314—聚光透鏡，320—屏幕，L—入射光，Q—光軸。
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第1實(shí)施方式的模式縱剖視圖。
首先，對本發(fā)明的液晶面板用對置基板進(jìn)行說明。
如圖1所示，液晶面板用對置基板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))開口111的黑矩陣11、形成在該微透鏡基板10上并以覆蓋黑矩陣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和透明的樹脂層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，在樹脂層102中，通過在帶凹部基板101的凹部3中填充的樹脂(樹脂材料)，形成了微透鏡8。
優(yōu)選帶凹部基板101的折射率與樹脂層102(樹脂材料)的折射率之差的絕對值為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和樹脂層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，在液晶面板用對置基板1中，從與黑矩陣11對置的面入射的入射光L，會在微透鏡8聚光，并通過黑矩陣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從液晶面板用對置基板1透過之際，能夠防止光量的大幅衰減。即，液晶面板用對置基板1具有高的光透過率。
在該液晶面板用對置基板1中，1個(gè)微透鏡8和黑矩陣11的1個(gè)開口111對應(yīng)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。
(第1實(shí)施方式)下面，參照附圖，對本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法的第1實(shí)施方式進(jìn)行說明。
本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法具有壓焊工序，即，在加熱狀態(tài)下，對前述的帶凹部基板與以樹脂材料為主而構(gòu)成的基板進(jìn)行壓焊。
(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)選使用厚度均勻、且沒有彎曲和瑕疵的基板。而且，該玻璃基板5優(yōu)選是通過洗滌等使其表面被洗凈的基板。
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)。
<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也可以形成由Cr/Au或氧化Cr/Cr這樣的不同材料構(gòu)成的多層層疊構(gòu)造。
對掩模形成用膜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’的時(shí)候，掩模形成用膜6’例如可以優(yōu)選通過蒸鍍法或?yàn)R射法等來形成。另外，在由硅構(gòu)成掩模形成用膜6’的時(shí)候，可以優(yōu)選通過例如濺射法或CVD法等形成掩模形成用膜6’。
根據(jù)構(gòu)成掩模形成用膜6’的材料不同，掩模形成用膜6’(掩模6)的厚度也不同，優(yōu)選其厚度為0.01～2.0μm左右，最好為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形成的初期孔61的形狀，會有產(chǎn)生變形的可能性。另外，當(dāng)在后述的蝕刻工序中實(shí)施濕蝕刻時(shí)，會有下述可能性，即無法充分保護(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)置以和掩模形成用膜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。
(粘結(jié)性提高工序)接著，對帶凹部基板101的形成有凹部3的面實(shí)施提高與樹脂材料的粘結(jié)性的表面處理(粘結(jié)性提高處理)。由此，提高了帶凹部基板101與樹脂層102的粘結(jié)性，從而提高了最終獲得的微透鏡基板10的可靠性。
作為這種粘結(jié)性提高處理，例如可以舉出使用了硅烷偶合劑的表面處理、使用了界面活性劑的表面處理等。在上述的表面處理中，特別優(yōu)選使用了硅烷偶合劑的表面處理。由此，可以更加有效地實(shí)施粘結(jié)性提高處理。
作為硅烷偶合劑，例如可以舉出乙烯基三甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氟乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、六甲基二硅氮烷(HMDS)、3-巰基丙基三甲氧基硅烷、十八烷基二甲基氯硅烷(ODS)等。
在上述的硅烷中，優(yōu)選使用3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷。由此，能夠更加有效地提高與樹脂材料的粘結(jié)性。
另外，也可以不實(shí)施上述的粘結(jié)性提高處理。即使在不實(shí)施粘結(jié)性提高處理的情況下，也會如后所述，由于在帶凹部基板101的凹部3內(nèi)填充樹脂材料，所以，通過增粘(anchor)效果，使得帶凹部基板101與樹脂層102的粘結(jié)性變得比較高。
(壓焊工序)接著，在加熱的狀態(tài)下，對前述的帶凹部基板101和以樹脂材料為主而構(gòu)成的樹脂基板(基體材料)102’進(jìn)行壓焊(壓焊工序)。通過進(jìn)行壓焊，將樹脂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和樹脂基板102’(樹脂層102)接合。
可是，在以往作為微透鏡基板的制造方法而使用的2P法中，由于使用了玻璃蓋片，所以，需要進(jìn)行玻璃蓋片的對位、為了形成最佳光路長度而對玻璃蓋片進(jìn)行研磨等的工序，產(chǎn)生了制造工序繁雜的問題。而且，在進(jìn)行玻璃蓋片的研磨時(shí)，還會擔(dān)心研磨造成的污染等，其結(jié)果，需要過度的洗滌工序，使得制造工序進(jìn)一步繁雜，同時(shí)還增加了制造的成本。另外，該制造工序的繁雜會成為質(zhì)量低下的主要原因，從而產(chǎn)生成品率低下的問題。特別是在2P法中，由于使用了由光固化樹脂構(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，結(jié)果，會存在容易產(chǎn)生光學(xué)特性等的特性低下的問題。
對此，本發(fā)明通過在壓焊工序中，對以樹脂材料為主而構(gòu)成的具有規(guī)定形狀的基體材料和帶凹部基板進(jìn)行壓焊，在將樹脂材料填充到帶凹部基板的凹部內(nèi)的同時(shí)，使帶凹部基板與基體材料接合，由此可以容易地制造品質(zhì)穩(wěn)定的微透鏡基板。即，在本發(fā)明的制造方法中，由于不需要進(jìn)行接合玻璃蓋片的工序，所以能夠省略研磨工序、過度的洗滌工序等，使得制造工序不再繁雜。其結(jié)果，能夠通過簡便的方法來獲得微透鏡基板。而且，由于制造方法簡便，所以能夠抑制質(zhì)量的低下，從而能夠減少制造的各微透鏡基板之間的質(zhì)量偏差。另外，與以往的技術(shù)相比，還可以防止由于構(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。并且，在以往的方法中，由于在業(yè)用帶凹部基板和玻璃蓋片夾持未固化的樹脂材料的狀態(tài)下使其固化，所以，基于固化前和固化后樹脂材料的體積變化，有時(shí)會在微透鏡基板上產(chǎn)生形變等情況，但是，由于本發(fā)明是通過熱，在使樹脂材料的一部分軟化至可以變形的程度的狀態(tài)下，與帶凹部基板進(jìn)行壓焊，所以，能夠充分減小樹脂材料固化后的體積變化，從而可以提供光學(xué)特性特別優(yōu)越的微透鏡基板。
下面，參照附圖，對壓焊工序進(jìn)行具體的說明。
<1>
首先，如圖3(a)所示，在通過上述工序而得到的帶凹部基板101的上側(cè)，設(shè)置以樹脂材料為主而構(gòu)成的樹脂基板(基體材料)102’。
在本實(shí)施方式中，使用了熱塑性樹脂作為構(gòu)成樹脂基板102’的樹脂材料。通過使用熱塑性樹脂，可以通過熱使得樹脂基板102’的一部分處于可以變形的狀態(tài)。然后，在該狀態(tài)下，通過對樹脂基板102’和帶凹部基板101進(jìn)行壓焊，可以更加容易地將樹脂材料填充到帶凹部基板101的凹部3內(nèi)。其結(jié)果，能夠更容易地制造質(zhì)量穩(wěn)定的微透鏡基板10。而且，可以提高最終獲得的微透鏡基板的耐久性(耐熱性)。
作為熱塑性樹脂，例如可以列出聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等聚烯烴，改性聚烯烴、聚酰胺(例如尼龍6、尼龍46、尼龍66、尼龍610、尼龍612、尼龍11、尼龍12、尼龍6-12、尼龍6-66)、熱塑性聚酰亞胺、芳香族聚酯等液晶聚合物，聚苯醚、聚苯硫醚、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚、聚醚醚酮、聚醚酰亞胺、聚縮醛、苯乙烯系、聚烯烴系、聚氯乙烯系、聚氨酯系、聚酯系、聚酰胺系、聚丁二烯系、反式聚異戊二烯系、氟橡膠系、氯化聚乙烯系等各種熱塑性彈性體等，或者以這些為主的共聚物、混合體、聚合物合金等，可以使用它們中的1種或2種以上混合使用。
在上述的樹脂中，作為熱塑性樹脂，優(yōu)選使用聚酯系的彈性體(聚酯樹脂)。由此，在對帶凹部基板101實(shí)施前述的粘結(jié)性提高處理的情況下，能夠更加顯著地表現(xiàn)出粘結(jié)性提高處理的效果，即進(jìn)一步提高粘結(jié)性。
優(yōu)選上述樹脂材料(熱塑性樹脂)的?；瘻囟萒g為100℃以上，更優(yōu)選為150～220℃。由此，能夠?qū)渲牧细哟_實(shí)可靠地填充到帶凹部基板101的凹部3內(nèi)，同時(shí)可以提高最終獲得的微透鏡基板的耐久性(耐熱性)。
<2>
接著，對帶凹部基板101進(jìn)行加熱。
當(dāng)使用熱塑性樹脂作為構(gòu)成樹脂基板102’的樹脂材料時(shí)，優(yōu)選帶凹部基板101的加熱溫度為樹脂材料的玻化溫度Tg[℃]以上，最好為Tg+10～Tg+50[℃]。如果加熱溫度小于下限值，則根據(jù)樹脂材料的種類等，有時(shí)會無法將樹脂材料充分填充到凹部3內(nèi)。
<3>
接著，如圖3(b)所示，使已加熱的帶凹部基板101與樹脂基板102’接觸。由此，樹脂材料102’的表面會通過帶凹部基板101而被加熱，使得樹脂材料(熱塑性樹脂)軟化，從而處于容易變形的狀態(tài)。
另外，樹脂基板102’的加熱優(yōu)選一邊對樹脂基板102’的與帶凹部基板101相反側(cè)的表面進(jìn)行冷卻，一邊進(jìn)行。由此，可以保持樹脂基板102’的與帶凹部基板101相反側(cè)的表面的平滑性，同時(shí)，可以將樹脂填充到帶凹部基板101的凹部3內(nèi)。
<4>
接著，通過在前述的加熱狀態(tài)下，壓焊帶凹部基板101和樹脂基板102’，來將樹脂材料填充到凹部3內(nèi)。之后，通過進(jìn)行冷卻，來使樹脂基板102’形成為樹脂層102。由此，如圖3(c)所示，得到了帶凹部基板101與樹脂層102接合的微透鏡基板10(本發(fā)明的微透鏡基板)。
上述的壓焊工序優(yōu)選在減壓氣氛下進(jìn)行。由此，在將樹脂材料填充到凹部3內(nèi)時(shí)，可以防止在填充到凹部3內(nèi)的樹脂材料中進(jìn)入氣泡。
具體而言，優(yōu)選壓焊工序時(shí)的氣氛壓力為100Pa以下，更優(yōu)選為10Pa以下。由此，在將樹脂材料填充到凹部3內(nèi)時(shí)，可以防止對帶凹部基板101的凹部3造成損害，同時(shí)防止了在填充到凹部3內(nèi)的樹脂材料中進(jìn)入氣泡，并且能夠更加確實(shí)可靠地將樹脂材料填充到凹部3內(nèi)。
而且，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)在壓焊工序后的樹脂基板102’與帶凹部基板101的接合面中從圖3(c)所示的平坦部103到與接合面相反側(cè)的面的厚度，即通過適宜地調(diào)節(jié)所形成的樹脂層102的沒有形成微透鏡8的部分的厚度，可以使得入射到所形成的微透鏡8的光的光路長度為最佳。
在將壓焊工序前的樹脂基板102’的厚度設(shè)為T1[mm]，樹脂層102的沒有形成微透鏡8的部分的厚度設(shè)為T2[mm]時(shí)，優(yōu)選滿足0.5≤T2/T1≤0.95的關(guān)系，更優(yōu)選滿足0.6≤T2/T1≤0.8的關(guān)系。通過滿足這樣的關(guān)系，可以防止對帶凹部基板101的凹部3造成損害，并且能夠更加確實(shí)可靠地將樹脂材料填充到凹部3內(nèi)。而且，能夠使入射到帶凹部基板101形成的微透鏡8的光的光路長度為最佳，并可以效率良好地使樹脂基板102’形成為樹脂層102。
另外，在上述說明中，雖然對加熱帶凹部基板101的情況進(jìn)行了說明，但是，也可以加熱樹脂基板102’，還可以對兩方、即帶凹部基板101和樹脂基板102’進(jìn)行加熱。
(第2實(shí)施方式)下面，對本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法的第2實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，在下面的說明中，著重對與上述第1實(shí)施方式不同的部分進(jìn)行說明，而省略了相同部分的說明。
圖4是表示本發(fā)明的微透鏡基板的制造方法的第2實(shí)施方式的模式縱剖視圖。
本實(shí)施方式在壓焊工序中，以加熱的狀態(tài)，對帶凹部基板101和以未完全達(dá)到固化的狀態(tài)下的熱固化性樹脂為主而構(gòu)成的樹脂基板(基體材料)102’進(jìn)行壓焊。即，除了使用未完全達(dá)到固化的狀態(tài)下的熱固化性樹脂來作為構(gòu)成樹脂基板102’的樹脂材料之外，與上述實(shí)施方式一樣，制造微透鏡基板10。
由未完全達(dá)到固化的狀態(tài)下的熱固化性樹脂構(gòu)成的樹脂基板102’，通過適當(dāng)?shù)牧梢宰冃?，所以，在壓焊工序中，能夠容易地將熱固化性樹脂填充到帶凹部基?01的凹部3內(nèi)。與此同時(shí)，可以通過已加熱的帶凹部基板101，來使填充到凹部3內(nèi)的熱固化性樹脂完全地固化。由此，可以省略以往的微透鏡基板的制造方法中所必需的接合玻璃蓋片的工序、研磨工序、過度洗滌工序等，從而防止了制造工序的繁雜。結(jié)果，能夠通過更加簡便的方法，來制造質(zhì)量穩(wěn)定的微透鏡基板10。而且，通過使用熱固化性樹脂，能夠特別地提高最終獲得的微透鏡基板10的耐熱性、耐藥品性。
另外，所謂的未完全到達(dá)固化的狀態(tài)下的熱固化性樹脂，是指構(gòu)成熱固化性樹脂的單體沒有完全反應(yīng)，而處于殘存的狀態(tài)。
而且，在未完全達(dá)到固化的狀態(tài)下的熱固化性樹脂中，殘存有溶解構(gòu)成熱固化性樹脂的單體的溶劑。
樹脂基板102’中的上述溶劑的含量優(yōu)選為1～30wt％，更優(yōu)選為1～15wt％。由此，樹脂基板102’會在平時(shí)具有適當(dāng)?shù)亩ㄐ托?，并且在壓焊時(shí)具有更加適當(dāng)?shù)娜彳浶?。即，在壓焊時(shí)，能夠?qū)峁袒詷渲涌煽康靥畛涞桨疾?內(nèi)。
作為這樣的溶劑，例如可以舉出丁醇、二甲基乙酰胺、丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)、γ-丁內(nèi)酯等。
另外，上述的溶劑會通過壓焊帶凹部基板101和樹脂基板102’時(shí)的熱而被氣化、除去。由此，可以使被填充到凹部3內(nèi)的熱固化性樹脂更確實(shí)可靠地固化，并且，能夠進(jìn)一步提高最終獲得的微透鏡基板10的耐熱性。
作為上述的熱固化性樹脂，例如可以舉出酚醛樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、環(huán)氧樹脂、醇酸樹脂、不飽和聚酯樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙基酯等，可以使用這些樹脂中的1種或2種以上混合使用。
下面，參照附圖，對本實(shí)施方式的壓焊工序進(jìn)行具體的說明。
<1>
首先，如圖4(a)所示，在與上述第1實(shí)施方式一樣獲得的帶凹部基板101的上側(cè)，配置由上述的熱固化性樹脂構(gòu)成的樹脂基板(基體材料)102’。
<2>
接著，對帶凹部基板101進(jìn)行加熱。
在本實(shí)施方式中，當(dāng)將熱固化性樹脂固化的溫度(殘存的單體開始反應(yīng)的溫度)設(shè)為T3[℃]時(shí)，優(yōu)選壓焊之際帶凹部基板101的加熱溫度為T3～T3+30[℃]，更優(yōu)選為T3+10～T3+20[℃]。如果加熱溫度小于前述下限值，則根據(jù)熱固化性樹脂的種類等，有時(shí)使熱固化性樹脂充分地固化是很困難的。另外，如果加熱溫度超過前述上限值，則根據(jù)熱固化性樹脂的種類等，有時(shí)會無法將樹脂材料充分地填充到凹部3內(nèi)。
<3>
接著，如上所述，通過在加熱的狀態(tài)下，對帶凹部基板101和樹脂基板102’進(jìn)行壓焊，來將樹脂材料填充到凹部3內(nèi)。然后，通過帶凹部基板101的熱，來使被填充的樹脂材料固化。
然后，通過進(jìn)行冷卻，將樹脂基板102’形成為樹脂層102。由此，如圖4(b)所示，得到了帶凹部基板101和樹脂層102接合的微透鏡基板10(本發(fā)明的微透鏡基板)。
接著，對本發(fā)明的液晶面板用對置基板的制造方法進(jìn)行說明。
<1>
如圖5(d)所示，在通過上述工序獲得的微透鏡基板10的樹脂層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的位置對應(yīng)，具體而言，微透鏡8的光軸Q從黑矩陣11的開口111通過(參照圖1)。
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。其中，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)越的散熱性的液晶面板用對置基板1。
從抑制對液晶面板用對置基板1的平坦性的影響的觀點(diǎn)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，在樹脂層102上，通過濺射等氣相成膜法使作為黑矩陣11的薄膜來成膜。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，例如在成為黑矩陣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，在樹脂層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置基板1或可以采用多枚液晶面板用對置基板1的晶片。
該透明膜12例如由銦錫氧化物(ITO)、銦氧化物(IO)、氧化錫(SnO2)等構(gòu)成。
透明導(dǎo)電膜12的厚度優(yōu)選為0.03～1μm左右，更優(yōu)選為0.05～0.30μm。
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，將液晶面板用對置基板1的晶片切割成規(guī)定的形狀、大小。
由此，可以得到圖1所示的液晶面板用對置基板1。
另外，在以上述工序<2>得到液晶面板用對置基板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置基板時(shí)，例如也可以不形成黑矩陣11，而在樹脂層102上直接形成透明導(dǎo)電膜12。
接著，參照圖6，對使用了圖1所示的液晶面板用對置基板1的液晶面板(液晶光閘)進(jìn)行說明。
如圖6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)動基板)17、與TFT基板接合的液晶面板用對置基板1、通過封入在TFT基板17和液晶面板用對置基板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對置的方式，TFT基板17和液晶面板用對置基板1隔開一定距離而接合。
優(yōu)選玻璃基板171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與附近對應(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)，與像素電極172的充放電對應(yīng)，該液晶分子、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、和該微透鏡8的光軸Q對應(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，對應(yīng)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的時(shí)候被聚光，并透過樹脂層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)配置有偏振片(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)對應(yīng)。因此，通過使透過液晶面板16的入射光L透過偏振片(未圖示)，可以控制射出光的亮度。
另外，偏振片例如是由底部(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通過添加了偏振元件(碘絡(luò)合物、二色染料等)的樹脂構(gòu)成。
該液晶面板16，例如是在對通過公知的方法而制造的TFT基板17與液晶面板用對置基板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的。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)粘貼偏振片。
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)動基板，但是，也可以使用TFT基板之外的其他液晶驅(qū)動基板例如TFD基板、STN基板等，作為液晶驅(qū)動基板。
下面，對使用了上述液晶面板16的投射型顯示裝置進(jìn)行說明。
圖7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，投射型顯示裝置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))、與紅色對應(yīng)的(紅色用的)液晶光閥(液晶光閘陣列)74、與綠色對應(yīng)的(綠色用的)液晶光閥(液晶光閘陣列)75、與藍(lán)色對應(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)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(透射光學(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偏振片(未圖示)；與液晶面板16的射出面?zhèn)?與帶凹部基板101對置的面?zhèn)?，即二色棱鏡71側(cè))接合的第2偏振片(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)動電路連接。
另外，在投射型顯示裝置300中，通過二色棱鏡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14中左側(cè)反射，該反射光中的藍(lán)色光(B)和綠色光(G)分別通過分色鏡305向圖14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14中下側(cè)反射，該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14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14中左側(cè)反射，其反射光通過反射鏡309向圖14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出射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而工作的驅(qū)動電路(驅(qū)動機(jī)構(gòu))，被開關(guān)控制(開/關(guān))，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，并被各自的液晶面板16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而工作的驅(qū)動電路被開關(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)色用的圖像信號而工作的驅(qū)動電路被開關(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)色用的圖像。
通過前述液晶光閥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711向圖14中左側(cè)反射，并透過分色鏡面712，從射出面716射出。
而且，通過前述液晶光閥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，通過前述液晶光閥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712向圖14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。
上述，對本發(fā)明的為透鏡基板的制造方法、微透鏡基板、液晶面板用對置基板、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，當(dāng)然也可以將本發(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了微透鏡基板。
(帶凹部基板的形成工序)首先，準(zhǔn)備厚度為1.2mm的石英玻璃基板(折射率1.46)作為玻璃基板。
將該石英玻璃基板浸漬到加熱至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，對掩模進(jìn)行激光加工，來形成多個(gè)初期孔(參照圖2(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(參照圖2(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，可以獲得多個(gè)凹部在石英玻璃基板上規(guī)則排列的帶凹部基板。另外，所形成的凹部的平均直徑為15μm，其曲率半徑為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。
(粘結(jié)性提高處理工序)接著，使用3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷作為硅烷偶合劑，對通過上述工序獲得的帶凹部基板的形成有凹部的面實(shí)施表面處理(粘結(jié)性提高處理)。
另外，該表面處理是通過使用3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷1cc左右，在175℃的氣氛中對帶凹部基板進(jìn)行大約3小時(shí)的蒸汽處理。然后，在恒溫恒濕層內(nèi)將其放置到80℃、70％的氣氛中大約1小時(shí)而進(jìn)行的。
(壓焊工序)另一方面，準(zhǔn)備由聚酯樹脂(熱塑性樹脂、?；瘻囟?90℃、折射率1.60)構(gòu)成的厚度為T10.05mm的樹脂基板。
將該樹脂基板與帶凹部基板的形成有凹部的面對置地配置(參照圖3(a))。
接著，在將氣氛壓力減壓至10Pa之后，將帶凹部基板加熱至200℃。
之后，使樹脂基板與帶凹部基板接觸(參照圖3(b))。
接著，在按壓樹脂基板，使樹脂材料填充到凹部內(nèi)之后，將樹脂基板冷卻至Tg溫度附近，并釋放壓力(參照圖3(c))。
由此，得到了帶凹部基板與樹脂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，從樹脂層的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為0.04mm。
(實(shí)施例2～5)在帶凹部基板的制造中，通過調(diào)節(jié)初期孔的大小、蝕刻時(shí)間等，形成了具有表1所示的平均直徑和曲率半徑的凹部的帶凹部基板，除了使用表1所示的樹脂材料的種類和厚度的樹脂作為樹脂基板之外，與前述實(shí)施例1一樣，制造了微透鏡基板。
(實(shí)施例6)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了微透鏡基板。
(帶凹部基板的形成工序)首先，準(zhǔn)備厚度為1.2mm的石英玻璃基板(折射率1.46)作為玻璃基板。
將該石英玻璃基板浸漬到加熱至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，對掩模進(jìn)行激光加工，來形成多個(gè)初期孔(參照圖2(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(參照圖2(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，可以獲得多個(gè)凹部在石英玻璃基板上規(guī)則排列的帶凹部基板。另外，所形成的凹部的平均直徑為15μm，其曲率半徑為7.5μm。而且，相鄰的微透鏡用凹部之間的間隔(凹部之間的中心間平均距離)為15μm。
(粘結(jié)性提高處理工序)
接著，使用3-氨丙基三乙氧基硅烷(信越化學(xué)公司制造、產(chǎn)品名“硅烷偶合劑KBE-903”)作為硅烷偶合劑，對通過上述工序獲得的帶凹部基板的形成有凹部的面實(shí)施表面處理(粘結(jié)性提高處理)。
另外，該表面處理是通過使用3-氨丙基三乙氧基硅烷1cc左右，在175℃的氣氛中對帶凹部基板進(jìn)行大約3小時(shí)的蒸汽處理。然后，在恒溫恒濕層內(nèi)將其放置到80℃、70％的氣氛中大約1小時(shí)而進(jìn)行的。
(壓焊工序)另一方面，準(zhǔn)備由未完全達(dá)到固化的酚醛系樹脂(熱塑性樹脂、折射率1.60、固化溫度180℃)構(gòu)成的厚度為T10.05mm的樹脂基板。另外，在樹脂基板中，溶解構(gòu)成酚醛樹脂的單體的溶劑含量為10wt％。
將該樹脂基板與帶凹部基板的形成有凹部的面對置地配置(參照圖4(a))。
接著，在將氣氛壓力減壓至10Pa之后，將帶凹部基板加熱至200℃。
接著，將樹脂基板按壓到帶凹部基板上，使樹脂材料填充到凹部內(nèi)，并使樹脂材料固化。之后，將樹脂基板冷卻至100℃附近，并釋放壓力(參照圖4(b))。
由此，得到了帶凹部基板與樹脂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，從樹脂層的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為0.04mm。
(實(shí)施例7～10)在帶凹部基板的制造中，通過調(diào)節(jié)初期孔的大小、蝕刻時(shí)間等，形成了具有表1所示的平均直徑和曲率半徑的凹部的帶凹部基板，除了使用表1所示的樹脂材料的種類和厚度的樹脂作為樹脂基板之外，與前述實(shí)施例6一樣，制造了微透鏡基板。
(比較例)對和前述實(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)固化性環(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固化性環(huán)氧樹脂。此時(shí)，玻璃蓋片與UV固化性環(huán)氧樹脂之間形成為沒有空氣侵入。
接著，通過從玻璃蓋片上照射10000mJ/cm2的紫外線，來使UV固化性環(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，對該接合的玻璃蓋片進(jìn)行研削、研磨，使得玻璃蓋片的厚度為50μm。
然后，通過使用了刷洗洗滌裝置的刷洗滌來洗滌玻璃蓋片的研磨面。
由此，得到了微透鏡基板。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1～10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)成樹脂基板的樹脂材料的種類、折射率、?；瘻囟?、溶劑的含量、樹脂的固化溫度T3、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、樹脂層的厚度T2、T2/T1如表1所示。
(表1)

與比較例相比，在實(shí)施例1～10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1～10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，在比較例中，則會產(chǎn)生不良品使得成品率極其低下。
然后，使用在所述實(shí)施例1～10中得到的微透鏡基板，來制作圖1所示的液晶面板用對置基板，并使用該液晶面板用對置基板來制作圖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。
在使用得到的投射型顯示裝置，使圖像分別投射到屏幕上時(shí)，可以顯示高析像度的圖像。
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，其特征在于，具有在加熱的狀態(tài)下對帶凹部基板和主要由樹脂材料構(gòu)成的基體材料進(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應(yīng)的形狀的多個(gè)凹部，在所述壓焊工序中，將所述樹脂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，其特征在于，所述帶凹部基板的折射率與所述樹脂材料的折射率之差的絕對值為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，其特征在于，所述壓焊在減壓氣氛下進(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，其特征在于，在所述壓焊工序之前具有粘結(jié)性提高工序，該粘結(jié)性提高工序?qū)λ鰩О疾炕宓男纬捎兴霭疾康拿鎸?shí)施表面處理，來提高其與所述樹脂材料的粘結(jié)性。
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，其特征在于，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)的面的厚度為T2[mm]時(shí)，滿足0.5≤T2/T1≤0.95的關(guān)系。
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，其特征在于，所述樹脂材料是熱塑性樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微透鏡基板的制造方法，其特征在于，所述加熱是以所述樹脂材料的?；瘻囟纫陨系臏囟葋磉M(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微透鏡基板的制造方法，其特征在于，所述樹脂材料的?；瘻囟葹?00℃以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微透鏡基板的制造方法，其特征在于，所述基體材料主要由沒有完全達(dá)到固化的狀態(tài)下的熱固化性樹脂構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微透鏡基板的制造方法，其特征在于，所述基體材料含有溶劑1～30％，所述溶劑溶解構(gòu)成所述熱固化性樹脂的單體。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的微透鏡基板的制造方法，其特征在于，在所述壓焊工序中除去所述溶劑。
12.一種微透鏡基板，其特征在于，通過權(quán)利要求1～11中任意一項(xiàng)所述的方法制造。
13.一種液晶面板用對置基板，其特征在于，具備權(quán)利要求12所述的微透鏡基板。
14.一種液晶面板，其特征在于，具備權(quán)利要求13所述的液晶面板用對置基板。
15.一種液晶面板，其特征在于，具有具備像素電極的液晶驅(qū)動基板、與該液晶驅(qū)動基板接合的權(quán)利要求13所述的液晶面板用對置基板、封入在所述液晶驅(qū)動基板和所述液晶面板用對置基板之間的空隙的液晶。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶面板，其特征在于，所述液晶驅(qū)動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。
17.一種投射型顯示裝置，其特征在于，包括具備權(quán)利要求14～16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，對帶凹部基板和以樹脂材料為主而構(gòu)成的基體材料進(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應(yīng)的形狀的多個(gè)凹部，在所述壓焊工序中，一邊將所述樹脂材料填充到所述凹部內(nèi)，一邊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樹脂材料的折射率之差的絕對值為0.01以上。所述壓焊在減壓氣氛下進(jìn)行。由此，本發(fā)明提供能夠容易地制造質(zhì)量穩(wěn)定的微透鏡基板的微透鏡基板的制造方法、微透鏡基板、液晶面板用對置基板、液晶面板和投射型顯示裝置。
文檔編號H04N5/74GK1854769SQ200610077028
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月26日
發(fā)明者宮尾信之, 田中光豐 申請人:精工愛普生株式會社