JPH10142590A

JPH10142590A - 光学基板の製造方法

Info

Publication number: JPH10142590A
Application number: JP34127796A
Authority: JP
Inventors: Hideo Yamanaka; 英雄山中
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-09-12
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1998-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】レンズ部の集光効率を高めるとともに、基板
位置合わせを正確に行えるようにすること。【解決手段】本発明の光学基板の製造方法は、基台ガ
ラス１上に保護膜２を塗布し、この基台ガラス１の少な
くともレンズ部Ｒを形成する位置と対応する保護膜２を
除去するフォトリソグラフィーを行う工程と、この保護
膜２をマスクとして基台ガラス１を削り、レンズ部２を
形成する位置に所定の凹部Ｒ’を形成するとともにアラ
イメントマーク部となる凹部を形成する工程と、凹部
Ｒ’を埋めるよう基台ガラス１上に低融点ガラスペース
ト３を塗布する工程と、低融点ガラスペースト３を焼成
してガラス化を図る工程とから成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶駆動基板の対
向基板等に使用される光学基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶プロジェクター等の液晶表示装置で
は、ＴＦＴ等の駆動素子が形成された液晶駆動基板と、
この液晶駆動基板に対向する対向基板とで液晶を封入し
ている。特に近年の液晶表示装置においては、対向基板
にマイクロレンズアレイやマイクロプリズムアレイを形
成し、照明光を画素領域に集光して表示画像の明るさを
向上させる技術が提案されている。

【０００３】このマイクロレンズアレイの形成方法とし
ては、低屈折率の基台ガラスにフォトリソグラフィーと
ウェットエッチングまたはドライエッチングとを施して
マイクロレンズとなる複数の凹部を形成し、そこに高屈
折率透明樹脂を埋め込んで所定厚みのカバーガラスで封
止している。また、液晶表示装置の対向基板として使用
する場合には、そのカバーガラス上に透明電極であるＩ
ＴＯ膜を形成している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように基台ガラスに凹部を形成し、そこに高屈折率透明
樹脂を埋め込んでマイクロレンズアレイを形成する場
合、完成した光学基板のマイクロレンズにおける集光効
率は、凹部を形成した基台ガラスの屈折率と埋め込んだ
樹脂の屈折率との差によって決まるが、透明樹脂では基
台ガラスとの屈折率差を大きくするには限界があり、マ
イクロレンズによる輝度向上を十分に得られないという
問題がある。

【０００５】また、光学基板を液晶表示装置の対向基板
として使用する場合、光学基板がすべて透明であるため
液晶駆動基板との重ね合わせの際の位置合わせが困難で
あるという問題も生じている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために成された光学基板の製造方法である。
すなわち、本発明の光学基板の製造方法は、基台ガラス
上に保護膜を塗布し、この基台ガラスの少なくともレン
ズ部を形成する位置と対応する保護膜を除去するフォト
リソグラフィーを行う工程と、この保護膜をマスクとし
て基台ガラスを削り、レンズ部を形成する位置に所定の
凹部を形成する工程と、凹部を埋めるよう基台ガラス上
に低融点ガラスペーストを塗布する工程と、低融点ガラ
スペーストを焼成してガラス化を図る工程とから成る。

【０００７】また、基台ガラスを削り、レンズ部を形成
する位置に所定の凹部を形成すると同時に、レンズ部以
外の部分に位置合わせマークやダイシングマークとなる
凹部を形成する方法でもある。

【０００８】また、基台ガラスの凹部に埋め込んだ低融
点ガラスペーストを焼成してガラス化膜を形成した後、
少なくともレンズ部を除くガラス化膜上に遮光膜を形成
し、透光性接着剤を介してカバーガラスを貼り合わせ、
所定の厚さに研磨したカバーガラスまたは基台ガラスに
透光性電極を形成する方法でもある。

【０００９】また、基台ガラス上に金属膜と保護膜とを
塗布し、少なくともレンズ部を形成する位置と対応する
保護膜を除去し、この保護膜をマスクとして金属膜と基
台ガラスとを除去して凹部を形成し、保護膜除去後に少
なくともこの凹部に低融点ガラスペーストを塗布して焼
成してガラス化膜を形成し、透光性接着剤を介してカバ
ーガラスを貼り合わせ、所定の厚さに研磨したカバーガ
ラスまたは基台ガラスに透光性電極を形成する方法でも
ある。

【００１０】本発明では、基台ガラスに形成された凹部
へ低融点ガラスペーストを埋め込み、これを焼成して高
屈折率、高透過率のガラス化を図ることでレンズ部を構
成しているため、レンズ部の集光効率が基台ガラスの屈
折率と低融点ガラスペーストの焼成による高屈折率、高
透過率のガラスの屈折率との差によって決定される。す
なわち、この凹部に透光性樹脂を埋め込んでレンズ部を
形成する場合に比べて基台ガラスとの間の屈折率差を大
きくすることができるようになる。

【００１１】また、レンズ部以外の部分に高屈折率、高
透過率のガラスから成る位置合わせマークやダイシング
等の分割マークを形成することで、基台ガラスの位置合
わせやダイシング等での分割を高精度に行うことができ
るようになる。

【００１２】また、低融点ガラスペーストを焼成してガ
ラス化膜を形成した後、少なくともレンズ部を除くガラ
ス化膜上に遮光膜を形成したり、ガラス化膜形成の前に
予め基台ガラス上へ金属膜を形成しておき、凹部の形成
の際に除去することで、残ったこの金属膜が遮光膜とな
り、この光学基板を液晶表示装置の対向基板として用い
た際に、液晶駆動回路領域への不要光進入を防止する役
目を果たす。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の光学基板の製造
方法における実施の形態を説明する。図１〜図３は第１
実施形態を説明する概略断面図である。先ず、図１
（ａ）に示すように、基台ガラス１（ソーダガラス、ほ
うけい酸ガラス、アルミノけい酸ガラス、結晶化ガラス
等）上に保護膜２を被着し、少なくともレンズ部Ｒとな
る部分を除くような処理を施す。例えば、保護膜２とし
てフォトレジストを使用した場合には、フォトリソグラ
フィー技術によって少なくともレンズ部Ｒとなる位置と
対応する部分を除去するようにする。

【００１４】次いで、図１（ｂ）に示すように、基台ガ
ラス１上の保護膜２をマスクとして基台ガラス１を削
り、レンズ部Ｒ（図１（ａ）参照）を構成するための所
定形状の凹部Ｒ’形成する。

【００１５】この凹部Ｒ’の形成方法としては、ウェッ
トエッチング、ドライエッチング、サンドブラスト加
工、パウダービーム加工等を適用する。ウェットエッチ
ングを適用する場合には、エッチャントとしてＨＦ系溶
液を使用し、ドライエッチングを適用する場合には、Ｃ
Ｃｌ₄等のガスを使用する。

【００１６】また、サンドブラスト加工を適用する場合
には、保護膜２として耐サンドブラスト性の良好な感光
性ドライフィルムフォトレジストを使用し、フォトリソ
グラフィーによってレンズ部Ｒ（図１（ａ）参照）と対
応する部分の開口を行った後、サンドブラスト法によっ
て物理的に窪みを形成する。その後、サンドブラスト処
理で生じた窪み表面の細かい凹凸をわずかにＨＦ系のエ
ッチング液でウェットエッチングまたはＣＣｌ₄等のガ
スを用いたドライエッチングを行って所定のレンズ形状
から成る高透光性の凹部Ｒ’を形成する。

【００１７】また、パウダービーム加工を適用する場合
には、保護膜２として上記と同じ感光性ドライフィルム
フォトレジストを使用し、開口部に対してセラミックス
微粒子を吹き付けて基台ガラス１を削る。この場合に
も、パウダービーム加工後に窪み表面に生じた細かい凹
凸をわずかにＨＦ系のエッチング液でウェットエッチン
グまたはＣＣｌ₄等のガスを用いたドライエッチングを
行って所定のレンズ形状から成る高透光性の凹部Ｒ’を
形成する。

【００１８】なお、このようなサンドブラスト加工やパ
ウダービーム加工によって凹部Ｒ’を形成する場合に
は、レンズ部Ｒを形成する基台ガラス１として石英ガラ
ス基板を用いる必要がなく、ほうけい酸ガラス基板等の
安価なものを使用することができる。つまり、サンドブ
ラスト加工やパウダービーム加工では、基台ガラス１を
物理的に削ることができるため、化学的なウェットエッ
チングまたはドライエッチングで所定形状のレンズ部Ｒ
を形成する時のような高いエッチング均一性は要求され
ない。したがって、石英ガラス基板よりも安価で大型の
ほうけい酸ガラスやアルミノけい酸ガラス、ソーダガラ
ス等の基板を使用することができ、これらの大型の基板
による大量生産を行うことも可能となる。しかも、ウェ
ットエッチングやドライエッチングのみの場合と比べて
レンズ形状の均一化、再現性を向上でき、大型ガラス基
板によるコストダウンが可能となる。

【００１９】次に、図１（ｃ）に示すように、保護膜２
を剥離した後に少なくとも基台ガラス１に形成された凹
部Ｒ’を埋めるよう基台ガラス１上に低融点ガラスペー
スト３を塗布する。低融点ガラスペースト３としては、
例えば酸化鉛粉末をエチルセルロース等のバインダーで
調整して１００〜１２０（ｋｃｐｓ）のペースト粘度と
したものを使用し、塗布する際には２００〜２５０メッ
シュのスクリーン印刷や、スピンコート等によって所定
厚に塗布する。なお、低融点ガラスペースト３は凹部
Ｒ’のみに塗布するようにしてもよい。

【００２０】また、このように少なくとも基台ガラス１
に形成した凹部Ｒ’へ低融点ガラスペースト３を埋め込
むため、基台ガラス１としては低融点ガラスペースト３
がガラス化して得られる鉛系ガラスとの熱膨張係数差が
小さい材質（ソーダガラスやアルミノけい酸ガラス、ほ
うけい酸ガラス等）が望ましい。

【００２１】次に、図２（ａ）に示すように、基台ガラ
ス１上に塗布した低融点ガラスペースト３（図１（ｃ）
参照）を空気中で焼成（例えば４１０〜４８０℃で３０
〜６０分間加熱）してガラス化を図り、高屈折率、高透
過率の鉛系ガラス３’を形成する。これによって形成さ
れる鉛系ガラス３’は、屈折率が１．８０〜１．８６、
熱膨張係数が８２〜８４×１０^-7／℃、透過率が９０〜
９２％（波長４００ｎｍの光を２０〜２５μｍ厚の鉛系
ガラス膜へ透過した場合）となり、基台ガラス１との間
の屈折率差を利用してレンズ部Ｒが構成される。また、
複数のレンズ部Ｒによってマイクロレンズアレイ部ＭＲ
が構成されることになる。

【００２２】次いで、図２（ｂ）に示すように、少なく
とも鉛系ガラス３’の上に透明接着剤４を介してカバー
ガラス５を貼り合わせる処理を行う。透明接着剤４とし
ては、例えばエポキシ系やアクリル系の紫外線照射硬化
型または熱硬化型のものを使用する。紫外線照射硬化型
の場合には、紫外線を約５０００ｍＪ／ｃｍ²程度照射
することで硬化するものを使用し、熱硬化型の場合に
は、１５０℃、２〜３時間の加熱で硬化するものを使用
する。また、紫外線照射＋加熱硬化の場合には、３００
０ｍＪ／ｃｍ²＋１５０℃１〜２時間で硬化するものを
使用する。

【００２３】また、カバーガラス５の材質としては、光
学基板を液晶表示装置の対向基板として使用する場合を
考慮すると、液晶駆動基板として石英ガラスが用いられ
る場合には、その材質および透明接着剤４との相性を考
慮して、石英ガラスや低熱膨張係数を有する結晶化ガラ
ス、ほうけい酸ガラス、アルミノけい酸ガラス等を用い
る。また、液晶駆動基板としてアルミノけい酸ガラスが
用いられる場合には、カバーガラス５としてアルミノけ
い酸ガラス、ほうけい酸ガラス等を使用する。さらに、
液晶駆動基板としてほうけい酸ガラスが用いられる場合
には、カバーガラス５としてアルミノけい酸ガラス、ほ
うけい酸ガラス等を使用する。また、液晶駆動基板とし
て結晶化ガラスが用いられる場合には、カバーガラス５
としてアルミノけい酸ガラス、ほうけい酸ガラス、結晶
化ガラス等を使用する。

【００２４】次に、図２（ｃ）に示すように、カバーガ
ラス５の片面研磨（研磨には、光学研磨を含む）を行
い、所定の厚さｔにする。カバーガラス５の厚さｔは、
レンズ部Ｒの焦点距離によって決定される。ここで、レ
ンズ部Ｒの焦点距離ｆは、ｆ＝（ｒ／Δｎ）×ｎで表さ
れる。なお、ｒ：レンズ部Ｒの曲率半径、Δｎ：屈折率
差、ｎ：高屈折率である。したがって、例えばｒ＝２５
μｍ、高屈折率（鉛系ガラス）＝１．８６、低屈折率
（ソーダガラス）＝１．５１とした場合、レンズの焦点
距離ｆ≒１３３μｍとなり、カバーガラス５の厚さｔと
しては、鉛系ガラス３’および透明接着剤層厚を引いて
ｔ≒１００μｍとすればよい。なお、この際、所定厚み
のカバーガラス５を貼り合わせ、基台ガラス１側を所定
厚ｔとなるよう片面研磨してもよい。さらに、所定厚さ
のカバーガラス５と基台ガラス１となるように、カバー
ガラス５と基台ガラス１とを両面研磨してもよい。

【００２５】次いで、図３（ａ）に示すように、カバー
ガラス５上に透明電極６を形成する。透明電極６として
ＩＴＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃＋ＳｎＯ₂）を用いる場合には、ス
パッターで１３０〜１５０ｎｍ厚全面に形成する。ま
た、ＩＴＯの代わりにＩＸＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃＋ＺｎＯ系）
を用いても良い。なお、このＩＴＯやＩＸＯは、カバー
ガラス５がソーダガラスから成る場合に、そのソーダ成
分を液晶駆動基板側へ進入させないストップ作用も備え
ている。

【００２６】以上の工程によって、マイクロレンズアレ
イ部ＭＲを鉛系ガラスで形成した光学基板が完成する。
また、図３（ｂ）に示す光学基板は、マイクロレンズア
レイ部ＭＲの鉛系ガラス３’上へ直接カバーガラス５を
貼り合わせ、その上に透明電極６を形成したものであ
る。

【００２７】すなわち、この場合には、図１（ｃ）に示
す低融点ガラスペースト３を塗布した後、その上に、直
接カバーガラス５（図３（ｂ）参照）を載せた状態でガ
ラス化のための焼成を行う。これによって、透明接着剤
４（図２（ｂ）参照）を用いることなくカバーガラス５
を貼り合わせることが可能となる。なお、この際、焼成
時の熱ストレスにてクラックや欠けが発生しないよう、
カバーガラス５の材質と、基台ガラス１の材質および低
融点ガラスペースト３を焼成して形成されるガラスの熱
膨張係数とを一致させておくことが望ましい。また、焼
成時のアウトガス等による気泡で発生する光学的結果を
除去するために、真空脱泡や高圧脱泡等による脱泡焼成
が必要である。

【００２８】また、図３（ｃ）に示す光学基板は、レン
ズ部Ｒの周辺にアライメントマーク部ＡＭやスクライブ
ライン部ＳＬを設けたものである。このようなアライメ
ントマーク部ＡＭやスクライブライン部ＳＬを設けるに
は、図１（ａ）に示す保護膜２の形成の際、レンズ部Ｒ
に対応する部分を開口するとともに、このアライメント
マーク部ＡＭやスクライブライン部ＳＬと対応する部分
も開口しておき、図１（ｂ）に示す基台ガラス１の削り
加工の際、図３（ｃ）に示すようなアライメントメーク
部ＡＭに対応する凹部ＡＭ’やスクライブライン部ＳＬ
に対応する凹部ＳＬ’を形成する。

【００２９】その後は、この凹部ＡＭ’、ＳＬ’にも低
融点ガラスペースト３（図１（ｃ）参照）を埋め込み、
レンズ部Ｒと同様に高屈折率、高透過率のガラス化する
ことでアライメントマーク部ＡＭやスクライブライン部
ＳＬを構成する。

【００３０】このようなアライメントマーク部ＡＭを利
用することで、例えば、図４（ａ）および（ｂ）に示す
ように、光学基板を液晶表示装置の対向基板として使用
する際のＴＦＴ基板１０との重ね合わせを高精度に行う
ことができるようになる。すなわち、基台ガラス１に設
けられたアライメントマーク部ＡＭと、画素ＴＦＴ１１
を備えたＴＦＴ基板１０のアライメントマーク部ａｍと
を重ね合わせるようにして所定ギャップの高精度の位置
合わせが可能となる。また、スクライブライン部ＳＬを
利用することで基台ガラス１の切断を正確に行うことも
可能となる。

【００３１】また、アライメントマーク部ＡＭやスクラ
イブライン部ＳＬを構成した後、この光学基板に配向膜
形成およびラビング処理を施し、このアライメントマー
ク部ＡＭおよびスクライブライン部ＳＬを利用してダイ
シング分割し、洗浄した後にシール剤を塗布する。一
方、液晶駆動基板に配向膜形成およびラビング処理を施
し、液晶駆動基板に設けられたアライメントマーク部を
利用してダイング分割し、洗浄した後にコモン剤を塗布
する。そして、光学基板を分割して成る光学基板チップ
と、液晶駆動基板を分割して成る液晶駆動基板チップと
を双方のアライメントマーク部を利用して所定ギャップ
で重ね合わせてシールし、その間に液晶Ｃを注入して封
止して熱処理で液晶配向させて液晶表示装置を製造する
ことも可能である。

【００３２】なお、図４（ａ）は図１〜図２に示す工程
（透明接着剤でカバーガラスを貼り合わせる方法）で光
学基板を製造した場合の組み立て例、図４（ｂ）は図３
に示す工程（カバーガラスと鉛系ガラスとを焼成する方
法）で光学基板を製造した場合の組み立て例である。

【００３３】上記第１実施形態では、貼り合わせたカバ
ーガラス５を片面研磨して所定厚にする例を説明した
が、基台ガラス１を片面研磨するようにしてもよい。す
なわち、図５（ａ）に示すように、透明接着剤４を介し
てカバーガラス５を貼り付けた後、図５（ｂ）に示すよ
うに基台ガラス１側を片面研磨して所定厚ｔとする。そ
の後、図５（ｃ）に示すように、片面研磨した基台ガラ
ス１に透明電極６を形成する。なお、所定厚さのカバー
ガラスや基台ガラス１となるように、カバーガラス５や
基台ガラス１を両面研磨してもよい。

【００３４】また、図６（ａ）に示すように、基台ガラ
ス１の凹部Ｒ’に低融点ガラスペースト３を埋め込んで
カバーガラス５を貼り合わせ、この状態で焼成を行った
後、図６（ｂ）に示すように鉛系ガラス３’とし、基台
ガラス１側を片面研磨して所定厚ｔとする。その後、図
６（ｃ）に示すように、片面研磨した基台ガラス１に透
明電極６を形成してもよい。また、所定厚さのカバーガ
ラスや基台ガラス１となるように、カバーガラス５や基
台ガラス１を両面研磨してもよい。

【００３５】このような基台ガラス１側を片面研磨して
製造される光学基板を液晶表示装置の対向基板として使
用した場合の組み立て例を図７（ａ）および（ｂ）に示
す。図７（ａ）は図５に示す工程（透明接着剤でカバー
ガラスを貼り合わせる方法）で光学基板を製造した場合
の組み立て例、図（ｂ）は図６に示す工程（カバーガラ
スと鉛系ガラスとを焼成する方法）で光学基板を製造し
た場合の組み立て例である。

【００３６】いずれにおいても、図４（ａ）、（ｂ）に
示す組み立て例と比べ、マイクロレンズ部ＭＲの凹凸が
反対となっている。図７（ａ）、（ｂ）に示す組み立て
例でも、図４（ａ）、（ｂ）に示す組み立て例と同様
に、光学基板（対向基板）のアライメントマーク部ＡＭ
と、画素ＴＦＴ１１を備えたＴＦＴ基板１０のアライメ
ントマーク部ａｍとを重ね合わせるようにして所定ギャ
ップで高精度の位置合わせが可能となる。また、マイク
ロレンズ部ＭＲおよびアライメントマーク部ＡＭと同一
工程でスクライブライン部ＳＬを形成しておくことで、
これを用いて基台ガラス１の切断を正確に行うことも可
能となる。

【００３７】次に、第２実施形態の説明を行う。第２実
施形態は、基台ガラスに形成した少なくともレンズ部を
除くガラス化膜上に遮光膜を形成している点に特徴があ
る。図８〜図９は第２実施形態を説明する概略断面図で
ある。

【００３８】先ず、図８（ａ）に示すように、基台ガラ
ス１（ソーダガラス、ほうけい酸ガラス、アルミノけい
酸ガラス、結晶化ガラス等）上に保護膜２を被着し、少
なくともレンズ部Ｒとなる部分を除くような処理を施
す。例えば、保護膜２としてフォトレジストを使用した
場合には、フォトリソグラフィー技術によって少なくと
もレンズ部Ｒとなる位置と対応する部分を除去するよう
にする。

【００３９】次いで、図８（ｂ）に示すように、基台ガ
ラス１上の保護膜２をマスクとして基台ガラス１を削
り、レンズ部Ｒ（図１（ａ）参照）を構成するための所
定形状の凹部Ｒ’形成する。また、必要に応じてアライ
メントマーク部となる凹部ＡＭ’やスクライブライン部
となる凹部ＳＬ’も形成しておく。

【００４０】この凹部Ｒ’の形成方法としては、第１実
施形態と同様なウェットエッチング、ドライエッチン
グ、サンドブラスト加工、パウダービーム加工等を適用
する。ウェットエッチングを適用する場合には、エッチ
ャントとしてＨＦ系溶液を使用し、ドライエッチングを
適用する場合には、ＣＣｌ₄等のガスを使用する。

【００４１】次に、図８（ｃ）に示すように、保護膜２
を剥離した後に少なくとも基台ガラス１に形成された凹
部Ｒ’を埋めるよう基台ガラス１上に低融点ガラスペー
スト３を塗布する。低融点ガラスペースト３としては、
例えば酸化鉛粉末をエチルセルロース等のバインダーで
調整して１００〜１２０（ｋｃｐｓ）のペースト粘度と
したものを使用し、塗布する際には２００〜２５０メッ
シュのスクリーン印刷や、スピンコート等によって所定
厚に塗布する。

【００４２】次に、低融点ガラスペースト３を空気中で
焼成（例えば４１０〜４８０℃で３０〜６０分間加熱）
してガラス化を図り、図９（ａ）に示すような高屈折
率、高透過率の鉛系ガラス３’を形成する。これによっ
て形成される鉛系ガラス３’は、屈折率が１．８０〜
１．８６、熱膨張係数が８２〜８４×１０^-7／℃、透過
率が９０〜９２％（波長４００ｎｍの光を２０〜２５μ
ｍ厚の鉛系ガラス膜へ透過した場合）となり、基台ガラ
ス１との間の屈折率差を利用してレンズ部Ｒが構成され
る。また、複数のレンズ部Ｒによってマイクロレンズア
レイ部ＭＲが構成されることになる。

【００４３】その後、全面にスパッター等で金属膜を形
成し、フォトリソグラフィーとエッチングとにより少な
くともレンズ部Ｒを除く鉛系ガラス３上に金属膜Ｍから
成る遮光膜を形成する。金属膜Ｍとしては例えばクロム
やタンタルを用いる。なお、遮光膜は金属膜Ｍ以外に
も、カーボンブラックまたは黒顔料分散のフォトレジス
ト膜等の樹脂膜を形成してもよい。この時も、全面にフ
ォトレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィーで少な
くともレンズ部Ｒを除く鉛ガラス３上に樹脂膜から成る
遮光膜を形成する。いずれも、光学濃度３．０以上でピ
ンホールのないような遮光膜とすることが望ましい。

【００４４】金属膜Ｍから成る遮光膜を形成した後は、
その上に透明接着剤４を介してカバーガラス５を貼り合
わせる。透明接着剤４としては、例えばエポキシ系やア
クリル系の紫外線照射硬化型または熱硬化型のものを使
用する。紫外線照射硬化型の場合には、紫外線を約５０
００ｍＪ／ｃｍ²程度照射することで硬化するものを使
用し、熱硬化型の場合には、１５０℃、２〜３時間の加
熱で硬化するものを使用する。また、紫外線照射＋加熱
硬化の場合には、３０００ｍＪ／ｃｍ²＋１５０℃１〜
２時間で硬化するものを使用する。

【００４５】また、カバーガラス５の材質としては、光
学基板を液晶表示装置の対向基板として使用する場合を
考慮すると、液晶駆動基板として石英ガラスが用いられ
る場合には、その材質および透明接着剤４との相性を考
慮して、石英ガラスや低熱膨張係数を有する結晶化ガラ
ス、ほうけい酸ガラス、アルミノけい酸ガラス等を用い
る。また、液晶駆動基板としてアルミノけい酸ガラスが
用いられる場合には、カバーガラス５としてアルミノけ
い酸ガラス、ほうけい酸ガラス等を使用する。さらに、
液晶駆動基板としてほうけい酸ガラスが用いられる場合
には、カバーガラス５としてアルミノけい酸ガラス、ほ
うけい酸ガラス等を使用する。また、液晶駆動基板とし
て結晶化ガラスが用いられる場合には、カバーガラス５
としてアルミノけい酸ガラス、ほうけい酸ガラス、結晶
化ガラス等を使用する。

【００４６】次に、図９（ｂ）に示すように、カバーガ
ラス５の片面研磨を行い、所定の厚さｔとした後、その
表面に透明電極６を形成する。そして、透明電極６を形
成した後は、第１実施形態と同様な処理を行った後、こ
の光学基板を液晶表示装置の対向基板としてＴＦＴ基板
１０との所定ギャップでの重ね合わせを行うことにな
る。

【００４７】なお、カバーガラス５の片面研磨を行わ
ず、図９（ｃ）に示すように基台ガラス１側を片面研磨
して所定の厚さとし、この基台ガラス１へ透明電極６を
形成してＴＦＴ基板１０に対する対向基板としてもよ
い。この場合には、図９（ｂ）に示す光学基板のレンズ
部の凹凸が反対となる。また、所定厚さのカバーガラス
５や基台ガラス１となるように、カバーガラス５や基台
ガラス１を両面研磨してもよい。

【００４８】このような光学基板の製造方法によって、
ＴＦＴ基板１０に設けられた液晶駆動回路領域（図示せ
ず）へ不要な入射光が照射されるのを金属膜Ｍによって
遮ることができ、駆動回路のＴＦＴ特性変動を抑制して
表示画質劣化を防止できるようになる。

【００４９】次に、第３実施形態の説明を行う。第３実
施形態では、基台ガラスに形成される少なくともレンズ
部を除くガラス化膜の下に予め遮光膜を形成しておく点
に特徴がある。図１０〜図１１は第３実施形態を説明す
る概略断面図である。

【００５０】先ず、図１０（ａ）に示すように、基台ガ
ラス１（ソーダガラス、ほうけい酸ガラス、アルミノけ
い酸ガラス、結晶化ガラス等）上にクロム、タンタル等
の金属膜Ｍおよび保護膜２を被着し、少なくともレンズ
部Ｒとなる部分を除くような処理を施す。例えば、保護
膜２としてフォトレジストを使用した場合には、フォト
リソグラフィー技術によって少なくともレンズ部Ｒとな
る位置と対応する部分を除去した後、これをマスクとし
て金属膜Ｍをエッチングする。なお、金属膜は光学濃度
３．０以上でピンホールのないことが望ましい。

【００５１】次いで、図１０（ｂ）に示すように、基台
ガラス１上の保護膜２および金属膜Ｍをマスクとして基
台ガラス１を削り、レンズ部Ｒ（図１（ａ）参照）を構
成するための所定形状の凹部Ｒ’形成する。また、必要
に応じてアライメントマーク部となる凹部ＡＭ’やスク
ライブライン部となる凹部（図示せず）も形成してお
く。

【００５２】この凹部Ｒ’、ＡＭ’等の形成方法として
は、第１実施形態と同様なウェットエッチング、ドライ
エッチング、サンドブラスト加工、パウダービーム加工
等を適用する。ウェットエッチングを適用する場合に
は、エッチャントとしてＨＦ系溶液を使用し、ドライエ
ッチングを適用する場合には、ＣＣｌ₄系のガスを使用
する。基台ガラス１に凹部Ｒ’を形成した後は、保護膜
２（図１０（ａ）参照）を剥離しておく。

【００５３】次に、図１０（ｃ）に示すように、少なく
とも基台ガラス１に形成された凹部Ｒ’、ＡＭ’等を埋
めるよう基台ガラス１上に低融点ガラスペースト３を塗
布する。低融点ガラスペースト３としては、例えば酸化
鉛粉末をエチルセルロース等のバインダーで調整して１
００〜１２０（ｋｃｐｓ）のペースト粘度としたものを
使用し、塗布する際には２００〜２５０メッシュのスク
リーン印刷や、スピンコート等によって所定厚に塗布す
る。

【００５４】また、このように少なくとも基台ガラス１
に形成した凹部Ｒ’、ＡＭ’等へ低融点ガラスペースト
３を埋め込むため、基台ガラス１としては低融点ガラス
ペースト３がガラス化して得られる鉛系ガラスとの熱膨
張係数差が小さい材質（ソーダガラスやアルミノけい酸
ガラス、ほうけい酸ガラス等）が望ましい。

【００５５】次に、低融点ガラスペースト３を空気中で
焼成（例えば４１０〜４８０℃で３０〜６０分間加熱）
してガラス化を図り、図１０（ｃ）に示すような高屈折
率、高透過率の鉛系ガラス３’を形成する。これによっ
て形成される鉛系ガラス３’は、屈折率が１．８０〜
１．８６、熱膨張係数が８２〜８４×１０^-7／℃、透過
率が９０〜９２％（波長４００ｎｍの光を２０〜２５μ
ｍ厚の鉛系ガラス膜へ透過した場合）となり、基台ガラ
ス１との間の屈折率差を利用してレンズ部Ｒが構成され
る。また、複数のレンズ部Ｒによってマイクロレンズア
レイ部ＭＲが構成されることになる。さらに、アライメ
ントマーク部ＡＭやスクライブライン部ＳＬも構成され
る。

【００５６】次いで、少なくともこの鉛系ガラス３’の
上に透明接着剤４を介してカバーガラス５を貼り合わせ
る。透明接着剤４としては、例えばエポキシ系やアクリ
ル系の紫外線照射硬化型または熱硬化型のものを使用す
る。紫外線照射硬化型の場合には、紫外線を約５０００
ｍＪ／ｃｍ²程度照射することで硬化するものを使用
し、熱硬化型の場合には、１５０℃、２〜３時間の加熱
で硬化するものを使用する。また、紫外線照射＋加熱硬
化の場合には、３０００ｍＪ／ｃｍ²＋１５０℃１〜２
時間で硬化するものを使用する。

【００５７】また、カバーガラス５の材質としては、光
学基板を液晶表示装置の対向基板として使用する場合を
考慮すると、液晶駆動基板として石英ガラスが用いられ
る場合には、その材質および透明接着剤４との相性を考
慮して、石英ガラスや低熱膨張係数を有する結晶化ガラ
ス、ほうけい酸ガラス、アルミノけい酸ガラス等を用い
る。また、液晶駆動基板としてアルミノけい酸ガラスが
用いられる場合には、カバーガラス５としてアルミノけ
い酸ガラス、ほうけい酸ガラス等を使用する。さらに、
液晶駆動基板としてほうけい酸ガラスが用いられる場合
には、カバーガラス５としてアルミノけい酸ガラス、ほ
うけい酸ガラス等を使用する。また、液晶駆動基板とし
て結晶化ガラスが用いられる場合には、カバーガラス５
としてアルミノけい酸ガラス、ほうけい酸ガラス、結晶
化ガラス等を使用する。

【００５８】次に、図１１（ａ）のようにこのカバーガ
ラス５の片面研磨を行い、所定の厚さｔとした後、図１
１（ｂ）に示すように、そのカバーガラス５の表面に透
明電極６を形成する。そして、透明電極６を形成した後
は、第１実施形態と同様な処理を行った後、この光学基
板を液晶表示装置の対向基板としてＴＦＴ基板１０との
所定ギャップの重ね合わせを行うことになる。

【００５９】なお、カバーガラス５の片面研磨を行わ
ず、図１１（ｃ）に示すように基台ガラス１側を片面研
磨して所定の厚さとし、この基台ガラス１へ透明電極６
を形成してＴＦＴ基板１０に対する対向基板としてもよ
い。この場合には、図１１（ｂ）に示す光学基板のレン
ズ部の凹凸が反対となる。さらに、所定厚さのカバーガ
ラス５と基台ガラス１となるよにカバーガラス５や基台
ガラス１を両面研磨してもよい。

【００６０】このような光学基板の製造方法によって、
ＴＦＴ基板１０に設けられた液晶駆動回路領域（図示せ
ず）へ不要な入射光が照射されるのを金属膜Ｍ等の遮光
膜によって遮ることができ、駆動回路のＴＦＴ特性変動
を抑制して表示画質劣化を防止できるようになる。ま
た、アライメントマーク部ＡＭの周辺に金属膜Ｍ等の遮
光膜が形成されることで、アライメントマーク部ＡＭの
コントラストを強調することができ、ＴＦＴ基板１０と
の所定ギャップの重ね合わせを行う際、光学的なアライ
メントマーク部ＡＭの読み取り性を向上させることがで
き、自動的なアライメントを的確に行うことができるよ
うになるメリットがある。また、スクライブライン部Ｓ
Ｌの周辺に金属膜Ｍ等の遮光膜が形成されることで、自
動的にダイシングまたはスクライブ分割を的確に行うこ
とができるメリットもある。

【００６１】なお、上記第３実施形態では、透明接着剤
４を介してカバーガラス５を貼り合わせる例を説明した
が、第１実施形態の他の例と同様に、低融点ガラスペー
スト３を塗布した上にカバーガラス５を貼り合わせ、こ
の状態で焼成を行うようにしてもよい。この場合には遮
光膜としてクロム、タンタル等から成る金属膜Ｍを用い
るようにする。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学基板
の製造方法によれば次のような効果がある。すなわち、
レンズ部を、透光性樹脂より高屈折率、高透過率のガラ
ス膜で構成できることから、基台ガラスとの間の屈折率
差を大きくすることができ、入射光発散角が大きくなり
集光効率を高めることが可能となる。したがって、この
光学基板を液晶表示装置の対向基板として使用すること
で、高輝度の表示画像を得ることが可能となる。

【００６３】また、レンズ部の形成とともに、その周辺
にアライメントマーク部やスクライブライン部を形成で
きるため、各基板が透明であっても液晶駆動基板との所
定ギャップの重ね合わせやダイシング分割等を高精度に
行うことが可能となる。

【００６４】さらに、少なくともレンズ部を除くガラス
化膜の上または下に金属膜等の遮光膜を設けることで、
液晶表示装置の対向基板として使用した際に液晶駆動基
板に設けられた駆動回路領域へ不要光が進入することを
防止でき、ＴＦＴ特性変動を抑制して表示画質を向上さ
せることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態を説明する概略断面図（その１）
である。

【図２】第１実施形態を説明する概略断面図（その２）
である。

【図３】第１実施形態を説明する概略断面図（その３）
である。

【図４】組み立て例を説明する概略断面図（その１）で
ある。

【図５】第１実施形態の他の例を説明する概略断面図
（その１）である。

【図６】第１実施形態の他の例を説明する概略断面図
（その２）である。

【図７】組み立て例を説明する概略断面図（その２）で
ある。

【図８】第２実施形態を説明する概略断面図（その１）
である。

【図９】第２実施形態を説明する概略断面図（その２）
である。

【図１０】第３実施形態を説明する概略断面図（その
１）である。

【図１１】第３実施形態を説明する概略断面図（その
２）である。

【符号の説明】

１基台ガラス２保護膜３低融点ガラスペ
ースト３’ 鉛系ガラス４透明接着剤５カバーガ
ラス６透明電極ＡＭアライメントマーク部ＭＲマイクロレンズアレイ部Ｒレンズ部
Ｒ’ 凹部ＳＬスクライブライン部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基台ガラス上に保護膜を塗布し、該基台
ガラスの少なくともレンズ部を形成する位置と対応する
該保護膜を除去するフォトリソグラフィーを行う工程
と、前記保護膜をマスクとして前記基台ガラスを削り、前記
レンズ部を形成する位置に所定の凹部を形成する工程
と、前記凹部を埋めるよう前記基台ガラス上に低融点ガラス
ペーストを塗布する工程と、前記低融点ガラスペーストを焼成してガラス化を図る工
程とから成ることを特徴とする光学基板の製造方法。
【請求項２】前記保護膜をマスクとして前記基台ガラ
スを削るにあたり、ウェットエッチング法を用いること
を特徴とする請求項１記載の光学基板の製造方法。
【請求項３】前記保護膜をマスクとして前記基台ガラ
スを削るにあたり、ドライエッチング法を用いることを
特徴とする請求項１記載の光学基板の製造方法。
【請求項４】前記保護膜をマスクとして前記基台ガラ
スを削るにあたり、サンドブラスト法を用いることを特
徴とする請求項１記載の光学基板の製造方法。
【請求項５】前記保護膜をマスクとして前記基台ガラ
スを削るにあたり、セラミックス微粒子を前記基台ガラ
スの表面に吹き付けて削る加工を行うことを特徴とする
請求項１記載の光学基板の製造方法。
【請求項６】前記基台ガラスを削り、前記レンズ部を
形成する位置に所定の凹部を形成すると同時に、該レン
ズ部以外の部分に位置合わせマークとなる凹部を形成す
ることを特徴とする請求項１記載の光学基板の製造方
法。
【請求項７】前記基台ガラスを削り、前記レンズ部を
形成する位置に所定の凹部を形成すると同時に、該レン
ズ部以外の部分に該基台ガラスの分割マークとなる凹部
を形成することを特徴とする請求項１記載の光学基板の
製造方法。
【請求項８】請求項４記載の光学基板の製造方法にお
いて、前記サンドブラスト法を用いて前記基台ガラスを
削る処理を行った後、その削った部分の表面にエッチン
グ処理を施すことを特徴とする光学基板の製造方法。
【請求項９】請求項５記載の光学基板の製造方法にお
いて、前記セラミックス微粒子を前記基台ガラスの表面
に吹き付けて削る処理を行った後、その削った部分の表
面にエッチング処理を施すことを特徴とする光学基板の
製造方法。
【請求項１０】基台ガラス上に保護膜を塗布し、該基
台ガラスの少なくともレンズ部を形成する位置と対応す
る該保護膜を除去するフォトリソグラフィーを行う工程
と、前記保護膜をマスクとして前記基台ガラスを削り、前記
レンズ部を形成する位置に所定の凹部を形成する工程
と、前記凹部を埋めるよう前記基台ガラス上に低融点ガラス
ペーストを塗布する工程と、前記低融点ガラスペーストを焼成してガラス化膜を形成
する工程と少なくとも前記ガラス化膜に透光性接着剤を
介してカバーガラスを貼り合わせ、該カバーガラスまた
は前記基台ガラスを研磨して所定の厚さにする工程と、前記研磨によって所定の厚さとなったカバーガラスまた
は基台ガラスに透光性電極を形成する工程とから成るこ
とを特徴とする光学基板の製造方法。
【請求項１１】基台ガラス上に保護膜を塗布し、該基
台ガラスの少なくともレンズ部を形成する位置と対応す
る該保護膜を除去するフォトリソグラフィーを行う工程
と、前記保護膜をマスクとして前記基台ガラスを削り、前記
レンズ部を形成する位置に所定の凹部を形成する工程
と、前記凹部を埋めるよう前記基台ガラス上に低融点ガラス
ペーストを塗布する工程と、前記低融点ガラスペーストを焼成してガラス化膜を形成
する工程と、少なくとも前記レンズ部を除く前記ガラス化膜上に遮光
膜を形成する工程と、少なくとも前記ガラス化膜に透光性接着剤を介してカバ
ーガラスを貼り合わせ、該カバーガラスまたは前記基台
ガラスを研磨して所定の厚さにする工程と、前記研磨によって所定の厚さとなったカバーガラスまた
は基台ガラスに透光性電極を形成する工程とから成るこ
とを特徴とする光学基板の製造方法。
【請求項１２】前記遮光膜はカーボンブラックまたは
黒顔料分散の樹脂膜から成ることを特徴とする請求項１
１記載の光学基板の製造方法。
【請求項１３】前記遮光膜は金属膜から成ることを特
徴とする請求項１１記載の光学基板の製造方法。
【請求項１４】基台ガラス上に金属膜を塗布し、該金
属膜上に保護膜を塗布し、該基台ガラスの少なくともレ
ンズ部を形成する位置と対応する該保護膜を除去するフ
ォトリソグラフィーを行う工程と、前記保護膜をマスクとして前記金属膜と前記基台ガラス
とを削り、前記レンズ部を形成する位置に所定の凹部を
形成した後、該保護膜を剥離する工程と、前記凹部を埋めるよう前記基台ガラス上に低融点ガラス
ペーストを塗布する工程と、前記低融点ガラスペーストを焼成してガラス化膜を形成
する工程と、少なくとも前記ガラス化膜に透光性接着剤を介してカバ
ーガラスを貼り合わせ、該カバーガラスまたは前記基台
ガラスを研磨して所定の厚さにする工程と、前記研磨によって所定の厚さとなったカバーガラスまた
は基台ガラスに透光性電極を形成する工程とから成るこ
とを特徴とする光学基板の製造方法。
【請求項１５】前記遮光膜は金属膜から成ることを特
徴とする請求項１４記載の光学基板の製造方法。