(57)【要約】【課題】ガラス基板とマイクロレンズアレイの熱膨張係数の差によって生じるガラス基板の反りの発生を抑制できるマイクロレンズアレイ基板を提供すること。【解決手段】本発明に係るマイクロレンズアレイ基板は、ガラス透明基板１０２と、ガラス透明基板１０２上に配設され、ガラスを主成分とするマイクロレンズアレイ２１０とを有する。マイクロレンズアレイ２１０は、相互に平行に並設された複数の蒲鉾形状のマイクロレンズ２１１と、マイクロレンズ２１１の延在方向に沿って一定間隔毎にマイクロレンズ２１１上に形成され、マイクロレンズ２１１の延在方向に対して非平行な一方向に延びるように形成された複数の溝２１２を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板と、上記ガラス基板上に形成され、ガラスを主成分とするマイクロレンズアレイとを有するマイクロレンズアレイ基板であって、
上記マイクロレンズアレイは、相互に平行に並設された複数の蒲鉾形状のマイクロレンズと、上記マイクロレンズの延在方向に沿って一定間隔毎に上記マイクロレンズ上に配設され、上記マイクロレンズの延在方向に対して非平行な一方向に延びるように形成された複数の溝を備えたことを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。
【請求項２】
上記複数の溝は、上記マイクロレンズの延在方向に対して略垂直方向に延びるように形成された請求項１に記載のマイクロレンズアレイ基板。
【請求項３】
上記複数の溝は、上記マイクロレンズの延在方向に対して９０度未満の一方向に延びるように形成された請求項１に記載のマイクロレンズアレイ基板。
【請求項４】
内面に電極が形成された一対の素子基板の間に液晶を挟持してなる液晶表示パネルを有する液晶表示装置であって、
上記一対の素子基板のうち、いずれか一方の素子基板は、ガラス基板と、上記ガラス基板上に形成され、ガラスを主成分とするマイクロレンズアレイとを有し、
上記マイクロレンズアレイは、相互に平行に並設された複数の蒲鉾形状のマイクロレンズと、上記マイクロレンズの延在方向に沿って一定間隔毎に上記マイクロレンズ上に配設され、上記マイクロレンズの延在方向に対して非平行な一方向に延びるように形成された複数の溝を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
上記複数の溝は、上記マイクロレンズの延在方向に対して略垂直方向に延びるように形成された請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
上記複数の溝は、上記マイクロレンズの延在方向に対して９０度未満の一方向に延びるように形成された請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
上記液晶表示パネルの背面側に設けられ、側面側から入射される光が上記液晶表示パネルの背面側へ向けて照射されるように、複数のＶ字型溝が上記液晶表示パネルに対向する面上に相互に平行に連続して並設された導光板を更に備えた液晶表示装置であって、
上記複数のＶ字型溝は、上記マイクロレンズに形成された上記溝が延びる方向に対して、非平行な一方向に延びるように形成されている請求項４に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロレンズアレイ基板および液晶表示装置に関し、特に、ガラス基板と、上記ガラス基板上に形成されたマイクロレンズアレイとを有するマイクロレンズアレイ基板およびこのマイクロレンズアレイ基板を備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置において、高輝度化及び高視野角化を達成するためにマイクロレンズアレイを用いた技術が提案されている。この技術によれば、透明基板の背面側にマイクロレンズアレイを形成することによって、バックライト光を透明基板に形成されたＴＦＴ素子やブラックマトリクスを避けるように集光させることができ、光の利用効率を高め、高輝度化を達成することが可能となる。
【０００３】
特許文献１には、ガラス基板上に、ガラスよりなるマイクロレンズアレイを形成する方法が開示されている。特許文献１に記載された方法では、ガラス粉末と感光性樹脂からなる感光性ガラスペーストの膜を基板上に形成し、露光・現像・熱処理を行うことによってマイクロレンズアレイを形成している。
【０００４】
また、近年、マイクロレンズアレイにレンチキュラーレンズが幅広く使用されている。図７は、従来のマイクロレンズアレイ基板を示す図であって、図７（ａ）はマイクロレンズアレイが形成された面側から見た平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のP−P切断線における断面図、図７（ｃ）はQ―Q切断線における断面図である。
【０００５】
図７（ａ）〜図７（ｃ）に示されるように、マイクロレンズアレイ基板５０００は、ガラス製の透明基板１０２の表面上にマイクロレンズアレイ２０１０およびリム２０２０が形成されて構成されている。ここで、マイクロレンズアレイ２０１０にはレンチキュラーレンズが用いられている。すなわち、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示されるように、マイクロレンズアレイ２０１０は複数のガラス製の蒲鉾形状（円筒の一部）のレンズ２０１１を相互に平行に並べて構成されている。また、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示されるように、額縁状のリム２０２０がマイクロレンズアレイ２０１０の外周に沿って、マイクロレンズアレイ２０１０を囲うように形成されている。
【０００６】
特許文献２には、マイクロレンズアレイにレンチキュラーレンズを用いた技術の一例が示されている。
【特許文献１】特開平８−１６６５０２号公報
【特許文献２】特開２０００−１９３０６号公報（図５、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、図７（ａ）〜図７（ｃ）に記載のマイクロレンズアレイ基板５０００を特許文献１に記載の製造方法により作製する場合、ガラス製の透明基板１０２とマイクロレンズアレイ２０１０との熱膨張係数の差に基づいて、様々な問題が発生することがわかった。マイクロレンズアレイ２０１０は、ガラスパウダーが含有された感光性ガラスペーストを感光し、現像した後、焼成することによって、透明基板１０２上に形成されるが、ガラスパウダーと透明基板１０２との間に熱膨張係数の差があると、焼成後のマイクロレンズアレイ２０１０と透明基板１０２との間に応力が残留し、残留歪が生じる。
【０００８】
実験では、ガラスパウダーに７０×１０−７（／℃）の材料を透明基板１０２に３８×１０−７（／℃）の材料をそれぞれ用いた。この熱膨張係数の差により生じる残留応力・残留歪によって、マイクロレンズアレイ基板５０００に、透明基板１０２側が凸、マイクロレンズ２０１１側が凹となるような湾曲状の反りが生じるという問題が生じた。
【０００９】
このような問題は、特に、蒲鉾形状の各マイクロレンズ２０１１の延在方向に沿って顕著に生じる。すなわち、図７（ｃ）に示されるように、蒲鉾形状の各マイクロレンズ２０１１の延在方向における切断面では、図７（ｂ）に示される蒲鉾形状の各マイクロレンズ２０１１の延在方向に直交する方向における切断面と異なり、各マイクロレンズ２０１１の凸部間の薄肉部が存在しない。このため、透明基板１０２の反りは、特に、蒲鉾形状の各マイクロレンズ２０１１の延在方向に沿って生じ易い。
【００１０】
このようなマイクロレンズアレイ基板の反りによって、マイクロレンズを通過する光に悪影響を与える。特にこのマイクロレンズアレイ基板は液晶表示装置に用いられるが、反りのあるマイクロレンズアレイ基板を液晶表示装置に用いることにより、液晶表示装置の表示品質を悪化させるという問題が発生した。
【００１１】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、ガラス基板とマイクロレンズアレイの熱膨張係数の差によって生じるガラス基板の反りの発生を抑制できるマイクロレンズアレイ基板およびこのマイクロレンズアレイ基板を用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るマイクロレンズアレイ基板は、ガラス基板と、ガラス基板上に形成され、ガラスを主成分とするマイクロレンズアレイとを有するマイクロレンズアレイ基板であって、マイクロレンズアレイは、相互に平行に並設された複数の蒲鉾形状のマイクロレンズと、マイクロレンズの延在方向に沿って一定間隔毎にマイクロレンズ上に配設され、マイクロレンズの延在方向に対して非平行な一方向に延びるように形成された複数の溝を備えたことを特徴とするものである。
このような構成により、ガラス基板とマイクロレンズアレイの熱膨張係数の差によって生じるガラス基板の反りの発生を抑制できる。
【００１３】
ここで、複数の溝は、マイクロレンズの延在方向に対して略垂直方向に延びるように形成されている。また、複数の溝は、マイクロレンズの延在方向に対して９０度未満の一方向に延びるように形成されてもよい。
【００１４】
本発明に係る液晶表示装置は、内面に電極が形成された一対の素子基板の間に液晶を挟持してなる液晶表示パネルを有する液晶表示装置であって、一対の素子基板のうち、いずれか一方の素子基板は、ガラス基板と、ガラス基板上に形成され、ガラスを主成分とするマイクロレンズアレイとを有し、マイクロレンズアレイは、相互に平行に並設された複数の蒲鉾形状のマイクロレンズと、マイクロレンズの延在方向に沿って一定間隔毎にマイクロレンズ上に配設され、マイクロレンズの延在方向に対して非平行な一方向に延びるように形成された複数の溝を備えたことを特徴とするものである。
このような構成により、ガラス基板とマイクロレンズアレイの熱膨張係数の差によって生じるガラス基板の反りの発生を抑制できる。
【００１５】
ここで、複数の溝は、マイクロレンズの延在方向に対して略垂直方向に延びるように形成されている。また、複数の溝は、マイクロレンズの延在方向に対して９０度未満の一方向に延びるように形成されてもよい。
【００１６】
また、液晶表示パネルの背面側に設けられ、側面から入射される光が上記液晶表示パネルの背面側へ向けて照射されるように、複数のＶ字型溝が液晶表示パネルに対向する面上に相互に平行に連続して並設された導光板を更に備えた液晶表示装置であって、複数のＶ字型溝は、マイクロレンズに形成された溝が延びる方向に対して、非平行な一方向に延びるように形成されてもよい。
このように構成することにより、ガラス基板とマイクロレンズアレイの熱膨張係数の差によって生じるガラス基板の反りの発生を抑制できる。また、更に、マイクロレンズアレイと導光板との間で生じるモアレの発生を抑制できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ガラス基板とマイクロレンズアレイの熱膨張係数の差によって生じるガラス基板の反りの発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
発明の実施の形態１．
複数のマイクロレンズを有する液晶表示装置について、図に基づいて説明する。図１は、複数のマイクロレンズを有する液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
図１に示されるように、液晶表示装置は、液晶表示パネル１００と、偏光板１０９と、導光板３００と、光源４００とを備えている。なお導光板３００の背面側には反射シート（不図示）が更に設けられている。液晶表示パネル１００は、内面に透明電極１０６などが形成された２枚の透明基板１０１、１０２の内面が相対向して配置され、この２枚の透明基板１０１、１０２の内面間に液晶層１０３が挟持されて構成されている。
【００１９】
図１に示されるように、透明基板１０１、１０２の間には、液晶層１０３の高さ（セルギャップ）を制御するためのスペーサ１１０が散布されている。透明基板１０１、１０２は、当該透明基板１０１、１０２の外周縁に沿って塗布されるシール材１１１により貼り合わされている。液晶表示パネル１００の両外面上には、偏光板１０９がそれぞれ取り付けられている。液晶表示パネル１００の前面側の偏光板１０９は、透明基板１０１の外面上に直接貼り付けられ、液晶表示パネル１００の背面側の偏光板１０９は、透明基板１０２の外面上に形成されたリム２２０に貼り付けられている。
【００２０】
図１に示されるように、透明基板１０１は矩形状の薄板により形成されている。また、透明基板１０１の材料にはガラスやポリカーボネートやアクリル樹脂などが用いられる。また、図１に示されるように、透明基板１０１の内面には、カラーフィルタ層１０４、透明電極１０６および配向膜１０７が順次積層されて形成されている。また、カラーフィルタ層１０４の各画素間には、遮光膜としてのブラックマトリックス１０５が形成されている。なお、透明基板１０１上に、これらカラーフィルタ層１０４、透明電極１０６および配向膜１０７などが形成されて、素子基板を構成する。
【００２１】
図１に示されるように、透明基板１０１、１０２の間には、液晶層１０３の高さ（セルギャップ）を制御するためのスペーサ１１０が散布されている。透明基板１０１、１０２は、当該透明基板１０１、１０２の外周縁に沿って塗布されるシール材１１１により貼り合わされている。液晶表示パネル１００の両外面上には、偏光板１０９がそれぞれ取り付けられている。
【００２２】
図１に示されるように、透明基板１０２は矩形状の薄板により形成されている。また、透明基板１０２の材料にはガラスが用いられる。また、図１に示されるように、透明基板１０２の内面には、ＴＦＴ素子１０８、透明電極１０６および配向膜１０７が順次積層されて形成されている。なお、透明電極１０６の材料には、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）が用いられている。配向膜１０７の材料には、例えば、ポリイミド薄膜が用いられている。
【００２３】
ここで、透明基板１０２は、ガラス中にアルカリ金属酸化物が含有されていると、熱処理時に成膜された半導体物質中にアルカリイオンが拡散し、膜特性の劣化を招くため、実質的にアルカリ金属酸化物を含有しないことが好ましい。また、透明基板１０２は、フォトエッチング工程において使用される種々の酸、アルカリ等の薬品によって劣化しないような耐薬品性を有することが望ましい。
【００２４】
さらに、成膜等の液晶製造工程でガラス基板が熱収縮してパターンずれを起こさないように、高い歪点、具体的には、６００℃以上の歪点を有することが望ましい。さらにまた、ガラス中に基板として好ましくない溶融欠陥が発生しないよう溶融性に優れていることが好ましい。透明基板１０２の熱膨張係数は、ガラス材料の種類によって異なるが、例えば、３０×１０−７（／℃）以上５０×１０−７（／℃）以下とする。
【００２５】
また、図１に示されるように、透明基板１０２の外面には、ガラスを主成分とするマイクロレンズアレイ２１０とリム２２０とが形成されている。図１に示されるように、マイクロレンズアレイ基板５００は、透明基板１０２上に、マイクロレンズアレイ２１０とリム２２０とを形成して構成される。また、マイクロレンズアレイ基板５００上に、ＴＦＴ素子１０８、透明電極１０６および配向膜１０７が形成されて、素子基板を構成する。後述の通り、マイクロレンズアレイ２１０とリム２２０は、ガラス粉末（ガラスパウダー）と感光性樹脂（レジスト）からなる感光性ガラスペーストの膜を透明基板１０２上に成膜し、露光・現像を行なった後、焼成をすることにより形成される。
【００２６】
次に、図１に示されている液晶表示パネル１００のマイクロレンズアレイ基板５００の構成を図に基づいて詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係るマイクロレンズアレイ基板を示す図であって、図２（ａ）はマイクロレンズアレイが形成された面側から見た平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＥ−Ｅ切断線における断面図、図２（ｃ）はＦ―Ｆ切断線における断面図である。
図２（ａ）〜図２（ｃ）に示されるように、マイクロレンズアレイ基板５００は、透明基板１０２と、マイクロレンズアレイ２１０と、リム２２０とを含んで構成されている。
【００２７】
マイクロレンズアレイ２１０は、複数の蒲鉾形状のマイクロレンズ２１１と、複数の溝２１２とを備えている。図２（ａ）〜図２（ｃ）に示されるように、複数の蒲鉾形状のマイクロレンズ２１１は、相互に平行に並設されている。マイクロレンズ２１０の幅は、液晶表示パネル１００の画素に対応して、数ｍｍ以下に設定されている。
【００２８】
また、複数の溝２１２の各々はマイクロレンズ２１０の蒲鉾形状の凸部上に、マイクロレンズ２１１の延在方向に沿って、液晶表示パネル１００の画素に合わせて一定間隔毎に形成されている。また、複数の溝２１２の各々は、マイクロレンズ２１１の延在方向に対して非平行な一方向に延びるように形成されている。図２（ａ）〜図２（ｃ）では、複数の溝２１２は、マイクロレンズ２１１の延在方向に対して略垂直方向に延びるように形成された場合を例示している。
【００２９】
このように、複数の溝を、マイクロレンズ２１１の延在方向に沿って一定間隔毎に形成したので、特にマイクロレンズ２１１の延在方向における残留応力・残留歪を緩和でき、この結果、ガラス製の透明基板１０２とマイクロレンズアレイ２１０の熱膨張係数の差によって生じるガラス製の透明基板１０２の反りの発生を抑制できる。
【００３０】
ここで、隣接する蒲鉾形状のマイクロレンズ２１１は、マイクロレンズ２１１を形成したガラス材料により連成されている。また、複数の溝２１２は、必ずしもマイクロレンズ２１１の蒲鉾形状の凸部の全ての領域を横断するように形成される必要はなく、複数の溝２１２の底部で、マイクロレンズ２１１を形成したガラス材料により連成されてもよい。
【００３１】
このとき、ガラス材で連成されたマイクロレンズ２１１間の境界部や複数の溝２１２における、透明基板１０２の上面からの厚みδ（焼成後の厚み）は、０．１μｍ≦δ≦２００μｍであることが望ましい。さらに好ましい範囲は、０．５μｍ≦δ≦５０μｍであり、より好ましい範囲は１μｍ≦δ≦１０μｍである。本実施の形態におけるδは１．０μｍであった。δが２００μｍよりも大きい場合には、焼成時に境界部におけるガラス膜の応力によってひび割れを起こすことが確認された。
【００３２】
ここで、マイクロレンズアレイ２１０と透明基板１０２の膨張係数は略同一であることが望ましい。具体的には、透明基板１０２の膨張係数をα１とし、マイクロレンズアレイ２１０の膨張係数をα２としたとき、０．３×α１＜α２＜１．７×α１であることが好ましい。即ち、α１に対するα１とα２の差の割合が７０％以下であることが望ましい。両者の膨張係数を略同一とすることにより、熱処理によって両者間に応力が発生し、マイクロレンズアレイ２１０に亀裂が生じ破損してしまうのを防止できる。
【００３３】
図２（ａ）〜図２（ｃ）に示されるように、外枠部としてのリム２２０は、マイクロレンズアレイ２１０の外周縁に沿って、突出して枠状に形成されている。図１に示されるように、リム２２０はマイクロレンズアレイ２１０の凸部頂点と同一またはそれより高く形成されている。このリム２２０は、偏光板１０９を透明基板１０２に取り付けるために設けられている。
【００３４】
図１に示されるように、複数のＶ字型溝３０１が形成された薄板状の導光板３００が液晶表示パネルの背面（非観察面）側に設けられている。図３は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置に使用される導光板の構成を示す図であって、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＮ−Ｎ切断線における断面図である。なお、図３（ａ）には、光源４００の配置位置も示している。また、光源４００をＢ'、Ｄ'の位置に配置するのに、導光板３００の頂点Ｂ'、Ｄ'を面取りする必要があるが、説明の便宜上、面取りしない状態で頂点Ｂ'、Ｄ'を示している。
【００３５】
ここで、導光板３００は図２（ａ）〜図２（ｃ）に示されたマイクロレンズアレイ基板５００と共に使用される。導光板３００のＡ'、Ｂ'、Ｃ'、Ｄ'の各頂点がマイクロレンズアレイ基板５００のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各頂点にそれぞれ重なり合うように、導光板３００およびマイクロレンズアレイ基板５００が配置されている。
【００３６】
導光板３００のうち、液晶表示パネル１００の背面に対向する面上には、当該導光板３００の側面から入射される光源４００の光が液晶表示パネル１００の背面側へ向けて照射されるように、複数のＶ字型溝３０１が相互に平行に連続して並設されて形成されている。なお、光源４００は、図３（ａ）に示されるように、Ｂ'およびＤ'の位置に配置されている。また、複数のＶ字型溝３０１は、各マイクロレンズ２１１に形成された各溝２１２が延びる方向に対して、非平行な一方向に延びるように形成されている。このように構成することにより、マイクロレンズアレイ２１０と導光板３００との間で生じるモアレの発生を抑制できる。
【００３７】
次に、本発明の実施の形態１に係るマイクロレンズアレイ基板の製造方法について説明する。図４は、本発明の実施１の形態に係るマイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す図である。なお、図４では、図３（ｂ）の断面図に対応する断面を示している。
まず、図４（ａ）に示されるように、ガラス製の透明基板１０２を用意した。透明基板１０２には例えば４００μｍ〜５００μｍ厚のガラス基板を用いた。次に、図４（ｂ）に示されるように、この透明基板１０２の片面の全域に亘って、感光性ガラスペーストを塗布し、成膜することによって、レンズ形成層２０を形成した。
【００３８】
なお、図４で示す例では、感光性ガラスペースト中の感光性樹脂には、感光部分が硬化する、いわゆるネガ型フォトレジストを用いている。塗布方法には、スピンコートやスリットコートがある。
ここで、感光性ガラスペーストは、ガラス粉末（ガラスパウダー）と感光性樹脂（レジスト）を主成分としている。感光性ガラスペーストを作成するためには、まず、ガラスブロックを粉砕し、１０μｍ以下に微粒子化する。その後、シラン処理を行い、ガラス粉末と感光性樹脂を混錬し、ガラス粉末を感光性樹脂中に分散させる。これにより感光性ガラスペーストを作成できる。
【００３９】
感光性樹脂は、紫外線硬化性樹脂が好ましい。感光性樹脂として、有機溶媒、アルカリ溶液、水のいずれかで現像できることが好ましい。紫外線硬化性樹脂としては、少なくとも側鎖にカルボキシル基とエチレン性不飽和基を有するアクリル系共重合体と光反応性化合物を含むものであることが好ましい。側鎖にカルボキシル基とエチレン性不飽和基を有するアクリル系共重合体は、ポリマーバインダー成分であり、不飽和カルボン酸とエチレン性不飽和化合物を共重合させて形成したアクリル系共重合体にエチレン性不飽和基を側鎖に付加させることによって製造できる。
【００４０】
不飽和カルボン酸は、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸およびこれらの酸無水物などである。エチレン性不飽和化合物は、例えば、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート等である。側鎖のエチレン不飽和基としてはビニル基、アリル基、アクリル基のようなものがある。
【００４１】
グリシジル基を有するエチレン性不飽和化合物としては、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテルなどが挙げられる。感光性ガラスペーストに含まれる感光性樹脂には、ポリマーバインダー成分として上記のアクリル系共重合体以外の感光性ポリマーや非感光性ポリマーを併用することもできる。
【００４２】
感光性ポリマーとしては、光不溶化型のものと光可溶化型のものがあり、光不溶化型のものとしては、１分子に不飽和基などを１つ以上有する官能性モノマーやオリゴマーを適当なポリマーバインダーと混合したもの、芳香族ジアゾ化合物、芳香族アジド化合物、有機ハロゲン化合物などの感光性化合物を適当なポリマーバインダーに混合したもの、既存の高分子に感光性の基をペンダントすることにより得られる感光性高分子あるいはそれを改質したもの、ジアゾ系アミンとホルムアルデヒドとの縮合物などのいわゆるジアゾ樹脂などが挙げられる。また光可溶化型のものとして、ジアゾ化合物の無機塩や有機酸とのコンプレックス、キノンジアジド類などを適当なポリマーバインダーと混合したもの、キノンジアゾ類を適当なポリマーバインダーと結合させた、例えばフェノール、ノボラック樹脂のナフトキノン−１，２−ジアジド−５−スルホン酸エステルなどが挙げられる。
【００４３】
非感光性ポリマーとしては、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、メタクリル酸エステル重合体、アクリル酸エステル重合体、アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体、α−メチルスチレン重合体などが挙げられる。
【００４４】
光反応性化合物としては、公知の光反応性を有する炭素−炭素不飽和結合を含有するモノマー、オリゴマーを用いることができる。例えば、光反応性化合物には、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシトリエチレングリコールアクリレートなどがある。またオリゴマーの代表例としてはポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレートなどが挙げられる。
【００４５】
紫外線硬化性樹脂に使用される光重合開始剤には、例えば、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビス（ジメチルアミン）ベンゾフェノン、４，４−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４−ジクロロベンゾフェノンなどの還元剤の組み合わせなどがある。
【００４６】
次に、図４（ｃ）に示されるように、レンズ形成層２０を形成した面の反対側に、グレイスケールマスク３０を配置して、レンズ形成層２０を露光する。ここで、グレイスケールマスク３０は、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示されたマイクロレンズアレイ２１０およびリム２２０の形状に対応して形成されている。マイクロレンズアレイ２１０の形成領域内において、グレイスケールマスク３０側から照射された露光光は、グレイスケールマスク３０によって強度変調が加えられる。
【００４７】
詳細には、各マイクロレンズ２１１の形成領域のうち、図２（ｂ）に示される各マイクロレンズ２１１の中央部を最大として、両端部に露光強度が減少するように、強度変調が加えられる。このとき、複数の溝２１２の形成領域内は、グレイスケールマスク３０によって露光されないようにする。グレイスケールマスク３０のレンズ形成用領域によって強度変調の加えられた露光光によって、複数の溝２１２の形成領域内を除いて、レンズ形成層２０は蒲鉾状の溝付きレンズ形状に硬化する。
【００４８】
また、このグレイスケールマスク３０を用いて、リム２２０の形成領域内も露光することによって、リム形状に硬化する。このように、複数のマイクロレンズ２１１、複数の溝２１２およびリム２１０を同一のグレイスケールマスク３０を用いて同時に形成することにより、マイクロレンズアレイ２１０およびリム２２０を透明基板１０２上に効率よく形成することができる。
【００４９】
次に、図４（ｄ）に示されるように、レンズ形成層２０の露光が完了した後、レンズ形成層２０を現像することによって未硬化部分を除去する。このとき、マイクロレンズアレイ２１０およびリム２２０の形成領域以外の領域では、露光および現像の処理が行われていないので、この領域においてレンズ形成層２０は完全に除去される。
【００５０】
さらに、図４（ｅ）に示されるように、ガラスの軟化温度以上の温度で熱処理（焼成）を行った後に徐冷をして、図２（ａ）に示されるマイクロレンズアレイ２１０の形成領域内に複数のマイクロレンズ２１１および溝２１２を形成し、同時に、リム２２０の形成領域にリム２２０を形成する。このとき、例えば蒲鉾形状のマイクロレンズ２１０の高さは約１５μｍ、リム２２０の高さは約２０μｍに形成する。焼成工程で感光性樹脂は焼失するので、マイクロレンズアレイ２１０およびリム２２０はガラスのみの成分で形成される。
【００５１】
以上のように、マイクロレンズアレイ基板５００が完成する。なお、マイクロレンズアレイ基板５００のマイクロレンズ２１０形成面の反対側の面上には、図１に示されるように、透明電極１０６、ＴＦＴ素子１０８および配向膜１０７が更に形成され、液晶表示パネル１００の素子基板が完成する。
【００５２】
発明の実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置について、図に基づいて説明する。本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置について、図１に示される本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置とは、マイクロレンズアレイ基板および導光板の形状が異なっている。
【００５３】
図５は、本発明の実施の形態２に係るマイクロレンズアレイ基板を示す図であって、図５（ａ）はマイクロレンズアレイが形成された面側から見た平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＬ−Ｌ切断線における断面図、図５（ｃ）はＭ―Ｍ切断線における断面図である。
図２（ａ）〜図２（ｃ）に示されるように、本発明の実施の形態１に係るマイクロレンズアレイ基板５００では、各マイクロレンズ２１１上に形成された複数の溝２１２の各々は、マイクロレンズ２１１の延在方向に対して略垂直方向に延びるように形成されているのに対し、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示されるように、本発明に実施の形態２に係るマイクロレンズアレイ基板５１０では、各マイクロレンズ２３１上に形成された複数の溝２３２の各々は、マイクロレンズ２１１の延在方向に対して９０度未満の一方向に延びるように形成されている点で相違する。
【００５４】
図５（ａ）〜図５（ｃ）に示されるように、マイクロレンズアレイ基板５１０は、透明基板１０２と、マイクロレンズアレイ２３０と、リム２４０とを含んで構成されている。ここで、複数の溝２３２の各々はマイクロレンズ２３１の蒲鉾形状の凸部上に、マイクロレンズ２３１の延在方向に沿って、液晶表示パネル１００の画素に合わせて一定間隔毎に形成されている。また、複数の溝２３２の各々は、マイクロレンズ２３１の延在方向に対して９０度未満の一方向に延びるように形成されている。
【００５５】
このように、複数の溝を、マイクロレンズ２１１の延在方向に沿って一定間隔毎に形成したので、特にマイクロレンズ２１１の延在方向における残留応力・残留歪を緩和でき、この結果、ガラス製の透明基板１０２とマイクロレンズアレイ２３０の熱膨張係数の差によって生じるガラス製の透明基板１０２の反りの発生を抑制できる。
【００５６】
なお、本発明の実施の形態１に係るマイクロレンズアレイ基板５００と同様に、隣接する蒲鉾形状のマイクロレンズ２３１は、マイクロレンズ２３１を形成したガラス材料により連成されている。また、複数の溝２３２は、必ずしもマイクロレンズ２３１の蒲鉾形状の凸部の全ての領域を横断するように形成される必要はなく、複数の溝２３２の底部で、マイクロレンズ２３１を形成したガラス材料により連成されてもよい。
【００５７】
図６は、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置に使用される導光板の構成を示す図であって、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＯ−Ｏ切断線における断面図である。なお、図６（ａ）には、光源４００の配置位置も示している。
図３（ａ）および図３（ｂ）に示されるように、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置に使用される導光板３００では、複数のV字型溝３０１が矩形状の導光板３００の辺ＡＢ、辺ＢＣ、辺ＣＤおよび辺ＤＡの全ての辺に対して、非平行に形成されているのに対し、図６（ａ）および図６（ｂ）に示されるように、本発明に実施の形態２に係る液晶表示装置に使用される導光板３１０では、複数のV字型溝３１１が矩形状の導光板３１０の辺Ｉ'Ｊ'および辺Ｋ'Ｈ'に対して、平行に形成されている点で相違する。
【００５８】
ここで、導光板３１０は図５（ａ）〜図５（ｃ）に示されたマイクロレンズアレイ基板５１０と共に使用される。導光板３１０のＨ'、Ｉ'、Ｊ'、Ｋ'の各頂点がマイクロレンズアレイ基板５１０のＨ、Ｉ、Ｊ、Ｋの各頂点にそれぞれ重なり合うように、導光板３１０およびマイクロレンズアレイ基板５１０が配置される。
【００５９】
導光板３１０のうち、液晶表示パネル１００の背面に対向する面上には、当該導光板３１０の側面から入射される光源４００の光が液晶表示パネル１００の背面側へ向けて照射されるように、複数のＶ字型溝３１１が相互に平行に連続して並設されて形成されている。なお、光源４００は、図６（ａ）に示されるように、辺Ｉ'Ｊ'に沿って配置されている。
【００６０】
このとき、複数のＶ字型溝３１１は、各マイクロレンズ２１１に形成された各溝２１２が延びる方向に対して、非平行な一方向に延びるように形成されている。このように構成することにより、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置と同様に、マイクロレンズアレイ２１０と導光板３００との間で生じるモアレの発生を抑制できる。
【００６１】
以上の説明は、本発明の実施の形態を説明するものであり、本発明が以上の実施の形態に限定されるものではない。また、当業者であれば、以上の実施の形態の各要素を、本発明の範囲において、容易に変更、追加、変換することが可能である。上記実施態様では、感光性ガラスペースト中の感光性樹脂にネガ型フォトレジストを用いたが、感光部分が分解し、溶剤に対する溶解性が向上する、ポジ型フォトレジストを用いてもよい。
【００６２】
また、上記実施態様では、マイクロレンズアレイおよびリムを同一材料により形成する説明をしたが、マイクロレンズアレイおよびリムを異なる材料により形成してもよい。また、上記実施態様では、マイクロレンズアレイおよびリムを同一のグレイスケールマスクを用いて形成する説明をしたが、別のグレイスケールマスクを用いて形成してもよい。なお、上記実施態様では、リムを透明基板上に形成する説明をしたが、リムを単体で作製してもよい。上記実施態様では、マイクロレンズアレイ基板５００は、液晶表示装置に用いる説明をしたが、これに限らず、他の用途にも用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】複数のマイクロレンズを有する液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るマイクロレンズアレイ基板を示す図であって、図２（ａ）はマイクロレンズアレイが形成された面側から見た平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＥ−Ｅ切断線における断面図、図２（ｃ）はＦ―Ｆ切断線における断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置に使用される導光板の構成を示す図であって、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＮ−Ｎ切断線における断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るマイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るマイクロレンズアレイ基板の変形例を示す図であって、図５（ａ）はマイクロレンズアレイが形成された面側から見た平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＬ−Ｌ切断線における断面図、図５（ｃ）はＭ―Ｍ切断線における断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置に使用される導光板の変形例の構成を示す図であって、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の  −  切断線における断面図である。
【図７】従来のマイクロレンズアレイ基板を示す図であって、図７（ａ）はマイクロレンズアレイが形成された面側から見た平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＰ−Ｐ切断線における断面図、図７（ｃ）はＱ―Ｑ切断線における断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１００  液晶表示パネル
１０１、１０２  透明基板
１０３  液晶層
１０４  カラーフィルタ層
１０５  ブラックマトリックス
１０６  透明電極
１０７  配向膜
１０８  ＴＦＴ素子
１０９  偏光板
１１０  スペーサ
１１１  シール材
２１０、２３０、２０１０  マイクロレンズアレイ
２１１、２３１、２０１１  マイクロレンズ
２１２、２３２  溝
２２０、２４０、２０２０  リム
３００、３１０  導光板
３０１、３１１  Ｖ字型溝
５００、５１０、５０００  マイクロレンズアレイ基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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