CN1269018A

CN1269018A - 微透镜阵列基片及其制造方法和显示器

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Publication number: CN1269018A
Application number: CN99800721.8A
Authority: CN
Inventors: 西川尚男
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-05-11
Filing date: 1999-05-10
Publication date: 2000-10-04
Anticipated expiration: 2019-05-10
Also published as: JP2000035504A; KR20010014313A; EP1014114B1; TW416008B; JP3931936B2; EP1014114A4; KR100508197B1; US20030207484A1; US6623999B1; CN100409034C; DE69934768D1; US6909121B2; EP1014114A1; WO1999059004A1; DE69934768T2

Abstract

一种微透镜阵列基片的制造方法,包括以下步骤:形成基片(32)的步骤,所述基片具有带多个曲面部(12)的第1原板(10),和带多个凸部(22)的第2原板(20),和在它们之间紧贴基片前身(30),由所述曲面部(12)形成的多个透镜(34),和由凸部(22)形成的多个凹部(36);从所述基片(32)剥离所述第1以及第2原板(10、20)的步骤;至少在剥离所述第2原板(20)之后,在所述凹部(36)填充遮光材料的步骤。

Description

微透镜阵列基片及其制造方法和显示器

本发明涉及微透镜阵列基片及其制造方法和显示器。

至今，排列多个微小透镜构成的微透镜阵列例如被用于液晶板。应用微透镜阵列，通过各透镜使在各象素上入射的光聚焦，可使显示画面明亮。

作为微透镜阵列的制造方法，已知的是应用干腐蚀法或湿腐蚀法。然而，根据这些方法，要对微透镜阵列一个一个地制造，必需石印工艺，成本高。

于是，特开平3-198003号公报公开了一种在形成对应于透镜的曲面的原板上滴下树脂，使其固化后剥离，制成微透镜阵列的方法。

尽管微透镜阵列使显示画面明亮，但不能使象素间对比度提高。因此，为了显示明亮鲜艳的画面，必有一种对微透镜阵列加以处理，提高其对比度的装置。但在已有的微透镜阵列制造方法中，无法考虑对比度的提高。

本发明为了解决上述问题，其目的是提供一种微透镜阵列基片及其制造方法和显示器，除增加画面的亮度外还能使对比度提高。

(1)本发明的微透镜阵列基片的制造方法，包括以下步骤：形成基片步骤，所述基片具有带多个曲面部的第1原板，和带多个凸部的第2原板，和在两个原板之间紧贴基片前身，由所述曲面部形成的多个透镜，和由所述凸部形成的多个凹部；

从所述基片剥离所述第1以及第2原板的步骤；

至少在剥离所述第2原板之后，在所述凹部填充遮光材料的步骤。

根据本发明，在第1以及第2原板间紧贴基片前身，复制第1原板的曲面部形成透镜。这样，可简便地制造形成多个透镜的微透镜阵列基片。由于用各透镜使入射光聚焦，所以可使画面明亮。而且，在第1以及第2原板一旦制成，其后，只要耐久性允许可能使用许多次，所以在第2块以后的微透镜阵列基片的制造工序中可省略，以求工序数量的减少和降低成本。

另外，利用第2原板的凸部在该微透镜阵列基片上复制形成凹部，在该凹部上填充遮光材料。该遮光材料构成黑底，可提高象素间对比度。

象这样，根据本发明，利用复制法能简便地制造使画面明亮，对比度提高的微透镜阵列基片。

(2)在其制造方法中，在避开所述曲面部中心的区域上使所述凸部相对，在所述第1和第2原板之间也可紧贴所述基片前身。

这样，由于在微透镜阵列基片上形成的凹部成形在避开透镜中心的区域上，所以避开透镜中心可形成黑底。

(3)该制造方法，也可包括在所述凹部上填充的所述遮光材料以及在所述透镜中至少其一上放置保护膜前身，使所述保护膜前身固化，形成保护层的步骤。

(4)所述保护膜前身也可以是通过施加能量固化的物质。

(5)所述能量可以是光以及热的至少其中一种。

(6)所述保护膜前身也可以是紫外线固化型树脂。

(7)在该制造方法中，也可在所述保护膜前身上放置加强板后，使所述保护膜前身固化。

(8)所述基片前身也可以是施加能量固化的物质。

通过利用象该物质，容易地把基片前身填充到第1以及第2原板的细微部，从而，可制造精密复制第1以及第2原板上曲面部以及凸部形状的微透镜阵列基片。

(9)所述能量也可以是光以及热的至少其任一种。这样，可利用通用的曝光装置和背式(ベイク)炉、电热板，可使设备成本低，节省空间。

(10)所述基片前身也可以是紫外线固化型树脂。

作为紫外线固化型树脂，丙烯酸系列树脂透明性优异，所以适合利用各种市售的树脂和感光剂。

(11)在该制造方法中，也可在所述凹部上利用喷墨方式充填所述遮光材料。

如按喷墨方式，能使遮光材料的充填高速化，同时无浪费。

(12)在该制造方法中，为了使开口部的面积比底面的大，上述凹部至少在内侧面的一部分也可形成楔状。

这样，若使凹部形成楔状，则由于能可靠地把遮光材料导入凹部，所以制造的微透镜阵列基片尤其适合于高析象度的液晶板。

(13)在该制造方法中，所述楔状也可仅形成在内侧开口端部。

这样，如果形成凹部，则因遮光材料的厚度差小，遮光性能均匀，所以制造的微透镜阵列可提供鲜明的图象。

(14)根据本发明的微透镜阵列基片，在一个面上形成多个透镜，同时，在另一个面上在对应于避开所述透镜的至少中心的位置形成多个凹部，在所述凹部形成遮光层。

根据本发明，利用各透镜使入射光聚焦，所以可使画面明亮，在凹部形成的遮光层成为黑底，可使象素间的对比度提高。

(15)在该微透镜阵列基片中，也可在所述透镜以及所述遮光层的至少一个上有保护膜。

(16)在该微透镜阵列基片中，在所述保护膜上也可有加强板。

(17)在该微透镜阵列基片中，所述凹部为了使开口部的面积大于底面，也可至少在内侧面的一部分形成楔。

该微透镜阵列基片由于凹部的开口部的面积大于底面，遮光材料被可靠地导入凹部，所以尤其适合于高析象度的液晶板。

(18)在该微透镜阵列基片中，所述楔也可仅在内侧面的开口端部形成。

这样根据形成凹部，由于遮光材料的厚度差小，使遮光性能均匀，所以可提供鲜明的图象。

(19)根据本发明的微透镜阵列基片，利用所述方法制造。

(20)根据本发明的显示器，具有：所述微透镜阵列基片、朝所述微透镜阵列基片照射光的光源，

使形成所述透镜的面朝所述光源地配置所述微透镜阵列基片。

(21)构成所述微透镜阵列基片的材料的光折射率na，和所述透镜外侧的光折射率nb，其关系是na＞nb，所述透镜也可以是凸透镜。

一旦光从折射率小的介质射入折射率大的介质，则光折射，使接近两介质的法线。从而，在构成微透镜阵列基片的材料的光折射率na和透镜外侧的光折射率nb的关系为：

na＞nb

的情况下，规定透镜为凸透镜，可使入射的光聚焦。

(22)构成所述微透镜阵列基片的材料的光折射率na和所述透镜外侧的光折射率nb的关系为：na＜nb，则所述透镜也可以是凹透镜。

一旦光从折射率大的介质射入折射率小的介质，则光折射，远离两介质的法线。从而，在构成微透镜阵列基片的材料的光折射率na和透镜外侧的光折射率nb的关系为：

na＜nb

的情况下，规定透镜为凹透镜，可使入射的光聚焦。

图1A～图1C表示第1实施例的微透镜阵列基片的制造方法；

图2A和图2B表示第1实施例的微透镜阵列基片的制造方法；

图3A～图3C表示第1实施例的微透镜阵列基片的制造方法；

图4A和图4B表示第1实施例的微透镜阵列基片的制造方法；

图5A～图5C表示第2实施例的微透镜阵列基片的制造方法；

图6A～图6C表示第2实施例的微透镜阵列基片的制造方法；

图7是表示第3实施例的微透镜阵列基片的图；

图8A～图8D表示第3实施例的微透镜阵列基片的制造方法；

图9A和图9B表示第3实施例的微透镜阵列基片的制造方法；

图10表示在第3实施例中使用的掩膜的变形例的图；

图11表示第4实施例的微透镜阵列基片的图；

图12A～图12E表示第4实施例的微透镜阵列基片的制造方法；

图13A～图13C表示第4实施例的微透镜阵列基片的制造方法；

图14A～图14C表示第4实施例的微透镜阵列基片的制造方法；

图15表示装入应用本发明制造的微透镜阵列基片的液晶投影仪。

下面参照附图说明本发明的最佳实施例。

第1实施例

图1A～图4B表示第1实施例的微透镜阵列基片的制造方法。

首先，如图1A所示，准备第1原板10以及第2原板20。在第1原板10上形成多个曲面部12，在各曲面部12做出凹状，使成为凸透镜的反向图形。另一方面，在第2原板20上形成多个凸部22。多个凸部22在未图示的平面视图中做出黑底形状。

第1以及第2原板10、20被配置成：使各曲面部12以及凸部22相对，而且，各凸部22避开曲面部12的中心并相对。

然后，在原板10和原板20之间紧贴基片前身30(第1透光性层前身)。基片前身30成为图1C所示的微透镜阵列基片32的材料。此外，在图1A，尽管原板10放置在下面，但也可以是原板20在下面。

作为基片前身30，在成为微透镜阵列基片32时，若有必要的透光性，则就无需特别限定，可用各种物质，但也可以是通过施加能量固化的物质。象这样的物质，可在形成微透镜阵列基片32时在低粘性液态下使用，即便在常温、常压或接近所述条件下也能容易地填充到第1以及第2原板10、20的细微部。作为能量，最好是光以及热中至少其中一种。这样，可利用通用的曝光装置和背式(ベイク)炉、热压机，能求得低设备成本，节省空间。

作为象这样的物质，例如，有紫外线固化型树脂。适合作为紫外线固化型树脂的是丙烯基系列树脂。利用各种市售的树脂和感光剂，能得到透明性佳，经短时处理能固化的紫外线固化型丙烯酸树脂。

作为紫外线固化型的丙烯酸系列树脂的基本组成例子，可具体举出预聚物或低聚物、单体、光致聚合触媒剂。

例如可利用环氧丙烯酸脂类、氨基甲酸脂丙烯酸酯类、聚酯丙烯酸脂类、聚醚丙烯酸脂类、螺环乙缩醛系丙烯酸酯类等的丙烯酸脂类、环氧甲基丙烯酸脂类、尿烷甲基丙烯酸脂类、聚酯甲基丙烯酸脂、聚醚甲基丙烯酸脂类等的甲基丙烯酸脂类等，作为预聚物或低聚物。

例如可利用2-乙基己基丙烯酸酯、2-乙基己基甲基丙烯酸脂、2-羟乙基丙烯酸脂、2-羟乙基甲基丙烯酸脂、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、卡必醇丙烯酸脂、四氢糖丙烯酸脂、异冰片丙烯酸脂、二环噻吩甲基(ジシクロペンテニル)丙烯酸脂、1，3-丁二醇丙烯酸脂等的单官能单体、1，6-己二醇双丙烯酸脂、1，6-己二醇双甲基丙烯酸脂、新戊二醇双丙烯酸酯、新戊二醇双甲基丙烯酸酯、乙二醇双丙烯酸酯、聚乙二醇双丙烯酸酯、四戊四醇双丙烯酸酯等的双官能单体、三甲醇丙烷三丙烯酸酯、三甲醇丙烷三甲基丙烯酸酯、四戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇六(ジペンタエリト-ルヘキサ)丙烯酸酯等的多官能单体作为单体。

例如可利用2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮等的苯乙酮类、α-羟基异丁基苯酮、p-异丙基-α-羟基异丁基苯酮等的丁基苯酮类、p-叔-丁基二氯乙缩醛苯酮、p-叔-丁基三氯乙缩醛苯酮、α，α-二氯-4-苯氧基丙酮(フエノキシアセト)苯酮等的卤化苯乙酮类、二苯甲酮、N，N-四乙基-4，4二氨基苯甲酮等的二苯甲酮类、苄基、苄基二甲基酮缩醇等的苄基类、苯偶因、苯偶因烷基醚等的苯偶因类、1-苯基-1，2-丙烷二酮(プロパンジオン)-2-(o-乙氧基羰基)肟等的肟类、2-甲基硫代咕吨酮(メチルチオキサントン)、2-氯硫代咕吨酮(クロロチオキサントン)等的咕吨酮类、米蚩酮等的自由基(ラジカル)产生化合物作为光致聚合触媒剂。

此外，根据需要，为防止氧妨碍固化而添加胺类等化合物，或为了容易涂敷也可加溶剂成分。

作为溶剂成分无特别限制，各种有机溶剂例如：从丙二醇一甲基醚乙酸酯、丙二醇一丙基醚、甲氧基甲基丙酸酯、乙氧基乙基丙酸脂、乙基乙二醇乙醚、乙基乙二醇乙醚乙酸脂、乙基丙醇酸脂、乙基丙酮酸乙脂(エチルピルビネ-ト)、甲基二戊基甲酮、环己酮、二甲苯、甲苯、丁基乙酸脂等中选择的一种或多种。

把由象该紫外线固化型的丙烯基系列树脂等组成的基片前身30以一定量滴在原板10上，如图1A所示。

然后，如图1B所示，使基片前身30扩展到一定区域，接着，如图1C所示，从原板10、20的至少其一照射一定量的紫外线，使基片前身30固化，在原板10、20之间形成微透镜阵列基片32(第1透光性层)。在微透镜阵列基片32的一个面上形成通过多个曲面部12复制的多个透镜34，在另一个面上，形成通过多个凸部22复制的多个凹部36。在未图示的平面视图上，多个凹部36做成黑底形状。而且，凹部36相应于避开透镜34中心的区域形成。

当基片前身30扩展到规定区域时，也可在原板10、20的至少一个上面根据需要施加一定的压力。这里，尽管把基片前身30滴落在原板10上，但也可滴落在原板20上或原板10、20两者上。并且，用旋转敷层法、浸渍法、喷射敷层法、滚筒敷层法、条形敷层法(バ-コ-ト)等方法，也可把基片前身30涂敷在原板10、20的任一个上或两个上面。

然后，如图2A所示，从微透镜阵列基片32剥离原板20，使由凸部22复制的凹部36开口。

接着，如图2B所示，把遮光材料42填充到微透镜阵列基片32的凹部36上，形成遮光层38。该遮光层38成为黑底。

遮光材料42如果是具有持久的不透光性的材料，可用各种材料。例如，把黑染料或黑颜料与粘合树脂一起溶于溶剂中，其成品用作遮光材料42。作为溶剂，没有特别种类限定，可应用水或各种有机溶剂。作为有机溶剂，例如可利用从丙二醇一甲基醚乙酸酯、丙二醇-丙基醚、甲氧基甲基丙酸酯、乙氧基乙基丙酸脂、乙基乙二醇乙醚、乙基乙二醇乙醚乙酸脂、乙基丙醇酸脂、乙基丙酮酸乙脂(エチルピルビネ-ト)、甲基二戊基甲酮、环己酮、二甲苯、甲苯、丁基乙酸脂等中选择的一种或多种混合溶液。

作为往凹部36填充遮光材料42的方法，尽管无特别限定，但最好是喷墨方式。根据喷墨方式，应用在喷墨打印机中实用的技术，可高速且无浪费地经济地填充墨。

在图2B中，表示利用喷墨头44把遮光材料42填充到凹部36中的状态。详细地说，朝着凹部36配置喷墨头44，把各遮光材料42吐放在各凹部36上。

喷墨头44是例如在喷墨打印机中实用化的部件，可使用根据压电元件的体积变化对墨施加压力使其吐放的压电喷射类型，或作为能量产生元件使用电热变换体，可使用使墨体积膨胀气化，由其压力吐放墨的类型等，射出面积和射出图形可任意设定。

在本实施例中，从喷墨头44吐放遮光材料42。因此，对于遮光材料42为了从喷墨头44能吐放，必须确保其流动性。

在填充遮光材料42时，为了在微透镜阵列基片32上形成的凹部36上数量均匀地填充，进行喷墨头44作运动等的控制，控制灌入位置。当把遮光材料42均匀地涂满凹部36的各角落，则填充结束。在包括溶剂成分的情况下，通过热处理把溶剂成分从遮光材料42中除去。此外，由于当除去溶剂成分时产生收缩，所以填充的遮光材料42的量即便在填充收缩后的剩余量也足以确保遮光性必要的厚度。

接着如图3A所示，在微透镜阵列基片32上滴放保护膜前身46(粘接层前身)。保护膜前身46可从作为上述的基片前身30使用的材料中选取。然后，把加强板48紧贴在保护膜前身46上，铺开该保护膜前身46。此外，利用旋转敷层法、滚筒敷层法等方法在微透镜阵列基片32上或在加强板48上涂开保护膜前身46之后，也可紧贴加强板48。

作为加强板48虽然可用通常的玻璃基片，但如果满足透光性和机械强度等特性要求，则无特别限定。例如作为加强板48，也可使用聚碳酸脂、多芳化合物、聚醚嗍砜、无定形聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇、聚甲基丙烯酸脂等的塑料制基片和薄膜基片。

然后，通过进行与保护膜前身46的组成对应的固化处理，使其固化，如图3B所示，形成保护膜50(粘接层)。当使用紫外线固化型丙烯基系列树脂的情况下，根据规定条件照射紫外线，使保护膜前身46固化。

接着，如图3C所示，从微透镜阵列基片32上剥离原板10。利用原板10的曲面部1 2使透镜34形成在微透镜阵列基片32上。透镜34是凸透镜。

还有，如图4A所示，在具有微透镜阵列基片32的透镜34的面和加强板54之间紧贴保护膜前身52。其工序与图3A所示的工序相同，保护膜前身52(第2透光层前身)可从作为保护膜前身46能选择的物质中选择。

这样，如图4B所示，在两个面上得到备有保护膜50、56以及加强板48、54的微透镜阵列基片32。据此，使从透镜34侧入射的光聚焦。

此外，如果保护膜50、56能满足作为微透镜阵列基片所要求的机械强度和气密(ガスバリア)性、耐化学药品腐蚀性，则不需要相应的加强板48、54。还有，微透镜阵列基片32本身要有充分的强度，如果遮光层38无破损，则也可省去保护膜50、56。

在形成保护膜50的情况下，微透镜阵列基片32的折射率na和构成位于透镜34外侧的保护膜56的保护膜前身52的光折射率nb之间关系必须是：

na＞nb满足该条件，光从折射率小的介质入射到折射率大的介质，光58折射聚焦，使接近两介质界面的法线。然后可使画面明亮。

根据本实施例，在第1以及第2原板10、20之间紧贴基片前身30，复制第1原板10的曲面部12，形成透镜34。这样，可简单地制造具有多个透镜34的微透镜阵列基片32。根据该制造方法，可谋求材料的高利用率，而且缩短工序，降低成本。而且第1和第2原板10、20一旦制成后，由于只要耐久性许可，能重复使用许多次，所以，在第2块以后的微透镜阵列基片制造工序可省去，能减少工序数量和降低成本。

加之，在该微透镜阵列基片上利用第2原板20的凸部22复制形成凹部36，在该凹部36上填充遮光材料42。由该遮光材料42组成的遮光层38构成黑底，可提高象素间对比度。

这样，根据本实施例，利用复制法能简单地制造使图面明亮，对比度提高的微透镜阵列基片。

第2实施例

图5A～图6C表示第2实施例的微透镜阵列基片的制造方法。

首先，如图5A所示，在第1原板110和第2原板20之间紧贴基片前身130。在第1原板上形成多个曲面部112。曲面部112做成凸状，使成为凹透镜的反图形。本实施例的曲面部112的形状与第1实施例的不同。另一方面，第2原板20是第1实施例中使用的，基片前身130也是从第1实施例中能用的物质中选择。并且，经过与图1C同样的工序，形成微透镜阵列基片132。在微透镜阵列基片132上通过凸部22复制凹部136，通过曲面部112复制透镜134。透镜134是凹透镜。

接着，如图5B所示，从微透镜阵列基片132剥离第2原板20，如图5C所示，在凹部136上填充遮光材料形成遮光层138。这些工序与图2A以及图2B所示的工序相同。

然后，如图6A所示，在具有微透镜阵列基片132的遮光层138的面和加强板148之间形成由保护膜前身(粘接层前身)组成的保护膜150(粘接层)，如图6B所示，从微透镜阵列基片132剥离第1原板110。再与图4A的工序一样，在透镜134上形成保护膜156(第2透光层)以及加强板154。

根据以上工序，如图6C所示，在两个面上得到备有保护膜150、156以及加强板148、154的微透镜阵列基片132。据此，使从透镜134侧入射的光聚焦。

此外，作为其前提条件，微透镜阵列基片132的光折射率na′和构成位于透镜134外侧的保扩膜156的保护膜前身的光折射率nb′的关系必须是：

na′＜nb′

满足该条件，光从折射率大的介质入射到折射率小的介质，光158折射聚焦，使离开两介质界面的法线。并且，可使画面明亮。

即使根据本实施例，只是凸透镜和凹透镜不同，可产生与第1实施例同样的效果。

第3实施例

图7～图9B表示第3实施例的微透镜阵列基片及其制造方法。在本实施例中，制造图7所示的微透镜阵列基片200。微透镜阵列基片200在凹部202的形状方面与图2B所示的微透镜阵列基片32不同。即凹部202形成内侧倾斜的楔形。根据该凹部202，由于开口部比底面宽，所以即便象素密度高，也能可靠地填充遮光材料42(参照图2B)。为了形成该形状的凹部202，使用其剖面为梯形的具有凸部的原板。

图8A～图9B表示制作用于形成凹部202的原板的工序。

首先，如图8A所示，在基材212上形成保护膜层214。基材212由于是蚀刻表面做成原板，所以虽然如果是能蚀刻的材料就没有特别限制，但硅或石英因通过蚀刻易于形成高精度凸部，所以最适合。

作为形成保护膜层214的物质，例如直接利用一般在半导体器件制造中使用的，在甲酚酚醛(クレゾ-ルノボラツク)系列树脂中作为感光剂配合重氮萘醌衍生物的市售正片(ポジ)型保护膜。其中，所谓正片型保护膜是这样的物质，通过根据一定的图形暴露在放射线中，暴露在放射线的区域用显象液有选择性地除去。

作为形成保护膜层214的方法，可用旋转敷层法、浸渍法、喷射敷层法、滚筒敷层法、条形敷层法(バ-コ-ト)等方法。

接着，如图8B所示，在保护膜层214上配置掩膜216，通过掩膜216用放射线218仅暴露保护膜层214的一定区域。掩膜216在形成凸部222(参照图9B)中必要的区域上构成图形，使得放射线218不透过。掩膜216的放射线遮蔽部做成对应于黑底形状的框状。黑底的形状是与嵌镶排列、三角形排列或带状排列等的象素排列对应的结构。

作为放射线最好用波长为200～500nm区域的光。该波长区域的光可利用在液晶板制造工艺中确定的光刻法技术以及其中所用的设备，能降低成本。

然后，一旦在用放射线218使保护膜层214暴露之后，根据一定条件进行显象处理，则在放射线218的暴露区域217中有选择地除去保护膜层214，如图8C所示，露出基材212表面，那以外的区域依然成用保护膜层214复盖的状态。

接着，使图形化的保护膜层214加热软化，利用其表面张力导致侧面倾斜，如图8D所示。

如图8D所示，把保护膜层214作为掩膜，利用腐蚀剂220沿基材212作一定深度的腐蚀。具体来说，作各向异性腐蚀，例如作反应性离子腐蚀(RIE)等的干腐蚀。

这里，由于保护膜层214的侧面倾斜，所以利用腐蚀，使该形状的保护膜层214慢慢变小，基材212渐渐露出。该露出的区域连续慢慢地被腐蚀下去。这样，由于基材212连续慢慢地被腐蚀，所以在腐蚀后的基材212的表面上形成梯形凸部222，如图9A所示。

然后，如果需要，除去凸部222上的保护膜层214，得到原板224。

根据本发明，原板224的凸部222的剖面做成梯形。如果将该原板224代替图1所示的原板20使用，则可形成使侧面倾斜的凹部202，使开口部大于底面。根据该凹部202，易于可靠地把遮光材料42引入。从而，所产生的效果是，喷墨头容易控制，制造时的成品率提高。

该原板224在本实施例中一旦制造后，在耐久性许可范围内可多次重复使用，所以很经济。并且，原板224的制造工艺在第2块以后的微透镜阵列的制造工序可省去，工序数量减少，成本降低。

在上述实施例中，在基材212上形成凹部222时，尽管用正片型保护膜，但也可使用暴露在放射线中区域对于显象液不溶化，通过显象液能有选择地除去不暴露在放射线中区域的负片型保护膜，在该情况下，利用图形与上述掩膜216反向的掩膜。或不用掩膜，也可通过激光或电子束直接使保护膜按图形状暴露。

如图8D所示，利用调整显象处理条件，在能使图形化保护膜层214侧面倾斜的情况下，也可省略加热保护膜层214的工序。

在图10中表示掩膜的变形例。在同图所示的掩膜240是具有放射线238的透过部242、遮蔽部244、半透过部246的网板掩膜。半透过部246的形成，要随着脱离遮蔽部244慢慢地使放射线238的透过率增加。在同图中，通过使形成半透过部246的遮蔽材料的厚度变化，虽然可使透过率变化，但也可通过浓淡使透过率变化。一旦使用该掩膜240，则半透过部246衰减同时放射线238也能通过，暴露保护膜层234。具体来说，从透过部242向遮蔽部244，放射线238透过半透过部246，使衰减率提高。其结果，随着接近遮蔽部244，放射线238导致的暴露变浅，如图10所示，剩下侧面倾斜的保护膜层234的区域成为暴露区域237。即使这样，也可使侧面倾斜的保护膜层图形化。

第4实施例

图11～图14C表示第4实施例的微透镜阵列基片及其制造方法。在本实施例中，制造图11所示的微透镜阵列基片300。微透镜阵列基片300在凹部302形状方面与图2B所示的微透镜阵列基片32不同。即，凹部302仅在内侧面内开口端部形成楔状。象这样，根据开口端部成为楔状的凹部302，由于开口部比底面宽，所以，即便象素密度高，也能可靠地填充遮光材料42(参照图2B)。为了形成该形状的凹部202，使用在竖立的基端部中具有存在与梯形同样倾斜侧面的凸部的原板。

图12A～图14C表示形成用于做成凹部302的原板的工序。

如图12A所示，首先，在基材312上形成掩膜层314。基材312尽管如果是能腐蚀的材料，则无特别限制，但硅或石英由于易于做高精度腐蚀，所以最合适。

掩膜层314最好是在基材312上牢固地成一体，难于剥离。例如，在基材312用硅形成的情况下，能把在使其表面热氧化形成的氧化硅膜(SiO₂)作为掩膜层314。根据这一点，掩膜层314与基材312牢固地成一体。或在基材是金属、石英、玻璃或硅的情况下，其表面用Al、Ni、Cr、W、Pt、Au、Ir、Ti中任一种形成膜，也可把这作为掩膜层314。

接着，如图12B所示，在基材312上形成的掩膜层314之上形成保护保护膜层316。保护膜层316的材料及其形成方法可选择上述实施例3中适用的部分。

进一步，如图12C所示，在保护膜层316上配置掩膜318，通过掩膜318利用放射线320仅暴露保护膜层316的一定的区域。掩膜318在最后制造的原板332的凸部334(参照图14C)形成中所必需的区域中产生图形，以透过放射线320。掩膜318的放射线透过部做成对应于黑底形状的框状。黑底的形状是相应嵌镶排列、三角形排列或带状排列等的象素排列的结构。作为放射线最好用波长为200～500nm区域的光。

然后，一旦利用放射线320暴露保护膜层316之后根据一定条件进行显象处理时，在放射线320暴露区域317中，有选择地除去保护膜层316，如图12D所示，露出掩膜层314的表面，成为依旧由保护膜层316复盖那以外的区域的状态。

接着，使图形化的保护膜层316加热软化，利用其表面张力使侧面倾斜，如图12E所示。

如图12E所示，把侧面倾斜的保护膜层316作为掩膜，用腐蚀剂322使掩膜层314腐蚀。具体来说，进行各向异性腐蚀，例如反应性离子腐蚀(RIE)等干腐蚀。

其中，由于保护膜层316的侧面倾斜，通过腐蚀使该形状的保护膜层316慢慢地变小，基材312一点点地露出。该露出的区域连续徐徐地被腐蚀下去。这样，由于基材312被连续慢慢地腐蚀，所以掩膜层314如图13A所示做成梯形。基材312的表面一部分从掩膜层314露出。具体来说，包围掩膜层314的周围，基材312表面的一部分露出。该露出部形成相应于黑底形状的框形。黑底的形状是相应嵌镶排列、三角形排列或带状排列等的象素排列的结构。并且，在基材312表面的一部分露出时，最好停止腐蚀。

然后，如果需要，除去掩膜层314上的保护膜层316，如图13B所示，用腐蚀剂324腐蚀从基材312的掩膜层314露出的部分。

这里，是垂直于基材312表面进行腐蚀的各向异性腐蚀，实施虽然腐蚀基材312，但难以腐蚀掩膜层314的高选择性腐蚀。

这样，一旦进行腐蚀，在基材312上形成原板成形用凹部326，如图13C所示。原板成形用凹部326做成相应黑底形状的框形。黑底的形状是相应嵌镶排列、三角形排列或带状排列等的象素排列的结构。

而且，在用原板成形用凹部326围住的凸部325上留下梯形掩膜层314。这里，凸部325的侧面垂直竖立，掩膜层314的侧面倾斜做成楔形，据此，原板成形用凹部326的侧面从底面垂直竖立，开口端部慢慢地向加大直径方向扩大，形成倾斜的楔面。

如图14A所示，在形成基材312的原板成形用凹部326的面上，形成金属膜328，使其表面成导电体。作为金属膜328，例如也可以500～1000埃(10^-10m)厚度形成镍(Ni)。作为金属膜328的形成方法，可用飞溅、蒸镀、CVD、非电介电镀法等。此外，基材312表面如果在这以后的电铸造法产生的金属层的形成中有导电性，则不要该导电性处理。

把金属膜328作为阴极，把片状或球状的Ni作为阳极，通过电铸造法再使Ni带电，如图14B所示，形成厚金属层330。下面表示电镀液的一个例子。

胺基磺酸镍： 550g/l

硼酸： 35 g/l

氯化镍： 5 g/l

均化剂： 20mg/l

如图14C所示，从基材312剥离金属膜328以及金属层330，如果需要，则进行清洗等，得到原板332。金属膜328根据需要作剥离处理，也可从原板332上除去。

在原板332上，对应基材312的原板成形用凹部326，形成凸部334。具体来说，由于在开口端部，原板成形用凹部326做成倾斜的楔状，使朝外直径变大，所以与此相对应，在凸部334上于基端部中形成楔面，该面朝前端方向直径慢慢地变小方向倾斜。

根据本实施例，原板332的凸部334做成上述形状。如果使该原板322代替图1所示的原板20使用，则可形成倾斜的凹部302，使在开口端部直径变大。根据该凹部302能容易可靠地引入遮光材料42。从而，产生的效果是，对喷墨头容易控制，制造上成品率高。

在本实施例中，该原板332一旦制造后，在耐久性许可的范围内能使用许多次，所以很经济。而且，原板332的制造工序在第2块以后的微透镜阵列的制造工序中可省去，工序数量减少，成本降低。

图15表示应用本发明的液晶投影机的一部分。该液晶投影机具有：光调制器1，装入根据上述第2实施例的方法制造的微透镜阵列基片132；作为光源的灯2。

微透镜阵列基片132被配置成，从灯2看透镜134呈凹状。然后，在成为黑底的遮光层138侧的加强板148上，叠层透明的公共电极162以及取向膜164。

在光调制器1上，与取向膜164留出间隙，设置TFT基片174。在TFT基片174上设置透明的单个电极170以及薄膜晶体管172，在这些上面形成取向膜168。并且，使取向膜168与取向膜164相对配置TFT基片174。

在取向膜164、168之间，封入液晶166，利用由薄膜晶体管172控制的电压驱动液晶166。

根据该液晶投影仪，从灯照射的光3在每个象素上由透镜聚焦，所以能显示明亮的画面。而且，遮光层138由于成为黑底，所以能提高象素间的对比度。

Claims

1.一种微透镜阵列基片的制造方法，包括以下步骤：形成基片步骤，所述基片具有带多个曲面部的第1原板，和带多个凸部的第2原板，和在两个原板之间紧贴基片前身，由所述曲面部形成的多个透镜，和由所述凸部形成的多个凹部，

从所述基片剥离所述第1以及第2原板的步骤；

2.根据权利要求1所述的微透镜阵列基片的制造方法，其特征是，在避开所述曲面部中心的区域上使所述凸部相对，在所述第1和第2原板之间紧贴所述基片前身。

3.根据权利要求1所述的微透镜阵列基片的制造方法，其特征是，包括在所述凹部上填充的所述遮光材料以及在所述透镜内至少其一上放置保护膜前身，使所述保护膜前身固化，形成保护层的步骤。

4.根据权利要求3所述的微透镜阵列基片的制造方法，其特征是，所述保护膜前身是通过施加能量可固化的物质。

5.根据权利要求4所述的微透镜阵列基片的制造方法，其特征是，所述能量是光以及热的至少其中一种。

6.根据权利要求5所述的微透镜阵列基片的制造方法，其特征是，所述保护膜前身是紫外线固化型树脂。

7.根据权利要求3至6任一项所述的微透镜阵列基片的制造方法，其特征是，在所述保护膜前身上放置加强板后，使所述保护膜前身固化。

8.根据权利要求1至6任一项所述的微透镜阵列基片的制造方法，其特征是，所述基片前身是施加能量可固化的物质。

9.根据权利要求8所述的微透镜阵列基片的制造方法，其特征是，所述能量是光以及热的至少其任一种。

10.根据权利要求9所述的微透镜阵列基片的制造方法，其特征是，所述基片前身是紫外线固化型树脂。

11.根据权利要求1至6任一项所述的微透镜阵列基片的制造方法，其特征是，在所述凹部上利用喷墨方式充填所述遮光材料。

12.根据权利要求1至6任一项所述的微透镜阵列基片的制造方法，其特征是，为了使开口部的面积比底面的大，所述凹部至少在内侧面的一部分形成楔状。

13.根据权利要求12所述的微透镜阵列基片的制造方法，其特征是，所述楔状仅形成在内侧面的开口端部。

14.一种微透镜阵列基片，在一个面上形成多个透镜，同时，在另一个面上对应于避开所述透镜的至少中心形成多个凹部，在所述凹部形成遮光层。

15.根据权利要求14所述的微透镜阵列基片，其特征是，在所述透镜以及所述遮光层的至少一个上有保护膜。

16.根据权利要求15所述的微透镜阵列基片，其特征是，在所述保护膜上有加强板。

17.根据权利要求14至16任一项所述的微透镜阵列基片，其特征是，所述凹部为了使开口部的面积大于底面，至少在内侧面的一部分形成楔。

18.根据权利要求17所述的微透镜阵列基片，其特征是，所述楔仅在内侧面的开口端部形成。

19.根据权利要求1至6任一项所述的方法制造的微透镜阵列基片。

20.一种显示器，具有：根据权利要求14至16任一项所述的的微透镜阵列基片、和朝所述微透镜阵列基片照射光的光源，

使形成所述透镜的面朝所述光源配置所述微透镜阵列基片。

21.根据权利要求20所述的显示器，其特征是，构成所述微透镜阵列基片的材料的光折射率na，和所述透镜外侧的光折射率nb，其关系是na＞nb，所述透镜是凸透镜。

22.根据权利要求20所述的显示器，其特征是，构成所述微透镜阵列基片的材料的光折射率na和所述透镜外侧的光折射率nb的关系为：na＜nb，所述透镜是凹透镜。