JPH11142835A - マイクロレンズ付きカラーフィルタ基板 - Google Patents
マイクロレンズ付きカラーフィルタ基板Info
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- JPH11142835A JPH11142835A JP9307333A JP30733397A JPH11142835A JP H11142835 A JPH11142835 A JP H11142835A JP 9307333 A JP9307333 A JP 9307333A JP 30733397 A JP30733397 A JP 30733397A JP H11142835 A JPH11142835 A JP H11142835A
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- color filter
- filter substrate
- microlens
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光の利用効率が高いマイクロレンズ付きカラー
フィルター基板を提供し、もって、マイクロレンズ付き
カラーフィルター基板を用いた画像表示装置の表示品位
を高める。 【解決手段】少なくとも、矩形状とした複数の着色画素
よりなるカラーフィルタ層と、マイクロレンズ層と、ブ
ラックマトリクス層とを透明基板上に順次積層形成した
マイクロレンズ付きカラーフィルタ基板において、前記
マイクロレンズ層を構成するマイクロレンズを、平面視
正方形状もしくは略正方形状としたことを特徴とするマ
イクロレンズ付きカラーフィルタ基板。
フィルター基板を提供し、もって、マイクロレンズ付き
カラーフィルター基板を用いた画像表示装置の表示品位
を高める。 【解決手段】少なくとも、矩形状とした複数の着色画素
よりなるカラーフィルタ層と、マイクロレンズ層と、ブ
ラックマトリクス層とを透明基板上に順次積層形成した
マイクロレンズ付きカラーフィルタ基板において、前記
マイクロレンズ層を構成するマイクロレンズを、平面視
正方形状もしくは略正方形状としたことを特徴とするマ
イクロレンズ付きカラーフィルタ基板。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示装置に用
いられる液晶表示パネルを構成するマイクロレンズ付き
カラーフィルタ基板に係わり、特に、液晶プロジェクタ
ー等の投影型画像表示装置に用いられるカラー液晶表示
パネルを構成するマイクロレンズ付きカラーフィルタ基
板に関する。
いられる液晶表示パネルを構成するマイクロレンズ付き
カラーフィルタ基板に係わり、特に、液晶プロジェクタ
ー等の投影型画像表示装置に用いられるカラー液晶表示
パネルを構成するマイクロレンズ付きカラーフィルタ基
板に関する。
【０００２】
【従来の技術】プロジェクションテレビ等に代表される
投影型画像表示装置は、表示画像をスクリーン上に拡大
投影するものであり、液晶表示パネルを用いたものが主
流となりつつある。液晶表示パネルは、所定のパターン
とした電極を有する対向した１対の基板間に液晶を挟
持、封止したものであり、各画素毎に電圧が印加される
液晶の配向状態の変化により、光源より照射された光の
透過、不透過を画素毎に制御することで画像表示を行う
ものである。
投影型画像表示装置は、表示画像をスクリーン上に拡大
投影するものであり、液晶表示パネルを用いたものが主
流となりつつある。液晶表示パネルは、所定のパターン
とした電極を有する対向した１対の基板間に液晶を挟
持、封止したものであり、各画素毎に電圧が印加される
液晶の配向状態の変化により、光源より照射された光の
透過、不透過を画素毎に制御することで画像表示を行う
ものである。
【０００３】通常、液晶表示パネルを構成する一方の基
板は、カラー化した画像を得るため、図７に示すよう
に、透明基板15上に複数の着色画素14を形成したカラー
フィルタ層13を有する基板（カラーフィルタ基板）とし
ているものである。なお、着色画素14は、顔料を分散し
た樹脂、または、無機材料を複数層積層した光干渉膜等
で形成され、例えばＲ（赤）色、Ｇ（緑）色、Ｂ（青）
色等の画素となっており、ランプ等の光源から照射され
た光は、各色の着色画素14を通過する際に画素に応じた
色が付けられるものである。次いで、カラーフィルタ基
板には、表示画像のコントラストを向上させるため、各
着色画素14と対向した部位を開口部18とし、その他の部
位を遮光部19としたブラックマトリクス層17が形成され
ている。
板は、カラー化した画像を得るため、図７に示すよう
に、透明基板15上に複数の着色画素14を形成したカラー
フィルタ層13を有する基板（カラーフィルタ基板）とし
ているものである。なお、着色画素14は、顔料を分散し
た樹脂、または、無機材料を複数層積層した光干渉膜等
で形成され、例えばＲ（赤）色、Ｇ（緑）色、Ｂ（青）
色等の画素となっており、ランプ等の光源から照射され
た光は、各色の着色画素14を通過する際に画素に応じた
色が付けられるものである。次いで、カラーフィルタ基
板には、表示画像のコントラストを向上させるため、各
着色画素14と対向した部位を開口部18とし、その他の部
位を遮光部19としたブラックマトリクス層17が形成され
ている。
【０００４】近年、投影型画像表示装置は大画面化が要
求されているものであり、そのため、液晶表示パネルで
表示される画像を高い拡大率にて投影することが要求さ
れているものである。また、画像表示装置は、画像の高
精細化も要求されているものであり、液晶表示画像を高
い拡大率にて高精細に投影するためには、液晶表示パネ
ルを構成する画素の数を増やすことが必要となるもので
ある。
求されているものであり、そのため、液晶表示パネルで
表示される画像を高い拡大率にて投影することが要求さ
れているものである。また、画像表示装置は、画像の高
精細化も要求されているものであり、液晶表示画像を高
い拡大率にて高精細に投影するためには、液晶表示パネ
ルを構成する画素の数を増やすことが必要となるもので
ある。
【０００５】しかるに、液晶表示パネルの画素数を増や
した場合、ブラックマトリクス層17に形成する開口部18
の数も増やさねばならず、それにともない、開口部18以
外の遮光部19の占める割合が増大するものである。ま
た、開口部18の数を増やした場合、各開口部18の面積を
小さくせざるを得ず、いわゆる開口率の低下となるもの
である。ブラックマトリクス層17の開口率が低下した場
合、開口部18を通過する光量が減るため画像表示装置の
表示画像が暗くなり、表示画像の品位が低下することに
なる。
した場合、ブラックマトリクス層17に形成する開口部18
の数も増やさねばならず、それにともない、開口部18以
外の遮光部19の占める割合が増大するものである。ま
た、開口部18の数を増やした場合、各開口部18の面積を
小さくせざるを得ず、いわゆる開口率の低下となるもの
である。ブラックマトリクス層17の開口率が低下した場
合、開口部18を通過する光量が減るため画像表示装置の
表示画像が暗くなり、表示画像の品位が低下することに
なる。
【０００６】従来より、上述したブラックマトリクス層
17の開口率の低下による、表示画像の品位低下を防止す
る手段として、図７に示すように、着色画素14上にマイ
クロレンズ12を形成したマイクロレンズ付きカラーフィ
ルタ基板11とすることが行われているものである。すな
わち、従来は、ブラックマトリクス層17の遮光部19と対
向した着色画素14部位を通過した光は、ブラックマトリ
クス層17の遮光部19で遮られていたものである。しかる
に、着色画素14上にマイクロレンズ12を形成すると、従
来ブラックマトリクス層17の遮光部19にて遮られていた
光をマイクロレンズ12が集光し開口部18に導くことで、
開口部18を通過する光量が高まるものであり、マイクロ
レンズ12の形成により光の利用効率が高くなり、表示画
像の品位が向上するものである。
17の開口率の低下による、表示画像の品位低下を防止す
る手段として、図７に示すように、着色画素14上にマイ
クロレンズ12を形成したマイクロレンズ付きカラーフィ
ルタ基板11とすることが行われているものである。すな
わち、従来は、ブラックマトリクス層17の遮光部19と対
向した着色画素14部位を通過した光は、ブラックマトリ
クス層17の遮光部19で遮られていたものである。しかる
に、着色画素14上にマイクロレンズ12を形成すると、従
来ブラックマトリクス層17の遮光部19にて遮られていた
光をマイクロレンズ12が集光し開口部18に導くことで、
開口部18を通過する光量が高まるものであり、マイクロ
レンズ12の形成により光の利用効率が高くなり、表示画
像の品位が向上するものである。
【０００７】マイクロレンズ12は、各着色画素14と対向
するよう、かつ、平面視で各着色画素14と略同一形状に
てほぼ隙間なく形成している。すなわち、マイクロレン
ズ12を着色画素14と平面視略同一形状とすることで光の
集光効果が高まり、着色画素14を通過した光を無駄なく
最大限に利用しようとするためである。なお、マイクロ
レンズ12の焦点距離を稼ぐため、マイクロレンズ12とブ
ラックマトリクス層17との間には、透明なバッファー層
16を形成することが一般的といえる。
するよう、かつ、平面視で各着色画素14と略同一形状に
てほぼ隙間なく形成している。すなわち、マイクロレン
ズ12を着色画素14と平面視略同一形状とすることで光の
集光効果が高まり、着色画素14を通過した光を無駄なく
最大限に利用しようとするためである。なお、マイクロ
レンズ12の焦点距離を稼ぐため、マイクロレンズ12とブ
ラックマトリクス層17との間には、透明なバッファー層
16を形成することが一般的といえる。
【０００８】ここで、マイクロレンズ付きカラーフィル
タ基板11に形成する各着色画素14および、対向するブラ
ックマトリクス層17の各開口部18の形状は、画像表示特
性上、平面視で矩形（長方形）状にて配設することが一
般的となっており、この傾向は、画素の解像度が要求さ
れる高精細化が進む程、顕著となっている。
タ基板11に形成する各着色画素14および、対向するブラ
ックマトリクス層17の各開口部18の形状は、画像表示特
性上、平面視で矩形（長方形）状にて配設することが一
般的となっており、この傾向は、画素の解像度が要求さ
れる高精細化が進む程、顕著となっている。
【０００９】このため、図６に示すように、マイクロレ
ンズ12の平面形状も、着色画素14の平面形状に合わせ
て、矩形（長方形）状にて形成しているものである。な
お、図６は、従来のマイクロレンズ付きカラーフィルタ
基板11のカラーフィルタ層13を構成する複数の着色画素
14中の一個の着色画素（例えば、Ｒ（赤）色着色画素）
部位を拡大した平面図である。
ンズ12の平面形状も、着色画素14の平面形状に合わせ
て、矩形（長方形）状にて形成しているものである。な
お、図６は、従来のマイクロレンズ付きカラーフィルタ
基板11のカラーフィルタ層13を構成する複数の着色画素
14中の一個の着色画素（例えば、Ｒ（赤）色着色画素）
部位を拡大した平面図である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、マイ
クロレンズ付きカラーフィルタ基板11に形成された従来
のマイクロレンズ12は、図６に示すように、平面視で矩
形（長方形）状となっているものである。
クロレンズ付きカラーフィルタ基板11に形成された従来
のマイクロレンズ12は、図６に示すように、平面視で矩
形（長方形）状となっているものである。
【００１１】平面視で矩形（長方形）状としたマイクロ
レンズ12においては、当然のことながら、レンズ効果を
もたせるため、各側面は曲面状となっているものであ
る。しかし、図６中のＸ−Ｘ’線におけるマイクロレン
ズ12の断面図である図５（ａ）および、Ｙ−Ｙ’線にお
けるマイクロレンズ12の断面図である図５（ｂ）に示す
ように、マイクロレンズ12の長辺側の曲率（Ｒ1 ）と短
辺側の曲率（Ｒ2 ）とが大きく異なってしまうものであ
る。このため、長辺側の焦点距離ｆ1 と短辺側の焦点距
離ｆ2 が異なるものとなり、マイクロレンズ12で集光し
た光が一点に集光しない、いわゆる非点収差をもたらす
ものとなる。
レンズ12においては、当然のことながら、レンズ効果を
もたせるため、各側面は曲面状となっているものであ
る。しかし、図６中のＸ−Ｘ’線におけるマイクロレン
ズ12の断面図である図５（ａ）および、Ｙ−Ｙ’線にお
けるマイクロレンズ12の断面図である図５（ｂ）に示す
ように、マイクロレンズ12の長辺側の曲率（Ｒ1 ）と短
辺側の曲率（Ｒ2 ）とが大きく異なってしまうものであ
る。このため、長辺側の焦点距離ｆ1 と短辺側の焦点距
離ｆ2 が異なるものとなり、マイクロレンズ12で集光し
た光が一点に集光しない、いわゆる非点収差をもたらす
ものとなる。
【００１２】着色画素14を通過した光を矩形（長方形）
状のマイクロレンズ12にて集光する様子を模式的に示す
図４に示すように、長辺側の焦点距離ｆ1 の位置に集光
する焦点Ｂがブラックマトリクス層17の開口部18に位置
したとしても、短辺側の焦点距離ｆ2 の位置に集光する
焦点Ａは、ブラックマトリクス層17の開口部18の手前と
なる。このように、矩形（長方形）状のマイクロレンズ
12においては焦点箇所が複数存在することになり、か
つ、各焦点ではスポット光（一点に集光）とならずスリ
ット光（矩形状に集光）となるものである。
状のマイクロレンズ12にて集光する様子を模式的に示す
図４に示すように、長辺側の焦点距離ｆ1 の位置に集光
する焦点Ｂがブラックマトリクス層17の開口部18に位置
したとしても、短辺側の焦点距離ｆ2 の位置に集光する
焦点Ａは、ブラックマトリクス層17の開口部18の手前と
なる。このように、矩形（長方形）状のマイクロレンズ
12においては焦点箇所が複数存在することになり、か
つ、各焦点ではスポット光（一点に集光）とならずスリ
ット光（矩形状に集光）となるものである。
【００１３】このため、いかにマイクロレンズ12とブラ
ックマトリクス層17との間にバッファー層16を形成して
も、マイクロレンズ12にて集光した光が一点で集光しな
いため、ブラックマトリクス層17の面で焦点を結ばない
光束（例えば、図４の焦点Ａで集光した光）は、ブラッ
クマトリクス層17の開口部18に入射することなく蹴られ
る（遮光部19で遮られる）という現象が発生するもので
ある。
ックマトリクス層17との間にバッファー層16を形成して
も、マイクロレンズ12にて集光した光が一点で集光しな
いため、ブラックマトリクス層17の面で焦点を結ばない
光束（例えば、図４の焦点Ａで集光した光）は、ブラッ
クマトリクス層17の開口部18に入射することなく蹴られ
る（遮光部19で遮られる）という現象が発生するもので
ある。
【００１４】すなわち、従来の矩形（長方形）状とした
マイクロレンズ12を有するカラーフィルタ基板（マイク
ロレンズ付きカラーフィルタ基板11）においては、光の
利用効率を高くすることができず、要求される高い品位
の画像表示が出来なくなるという問題が生じるものであ
る。
マイクロレンズ12を有するカラーフィルタ基板（マイク
ロレンズ付きカラーフィルタ基板11）においては、光の
利用効率を高くすることができず、要求される高い品位
の画像表示が出来なくなるという問題が生じるものであ
る。
【００１５】本発明は、上述した問題に鑑みなされたも
ので、その目的とするところは、光の利用効率が高いマ
イクロレンズ付きカラーフィルタ基板を提供し、もっ
て、マイクロレンズ付きカラーフィルタ基板を用いた画
像表示装置の表示品位を高めるものである。
ので、その目的とするところは、光の利用効率が高いマ
イクロレンズ付きカラーフィルタ基板を提供し、もっ
て、マイクロレンズ付きカラーフィルタ基板を用いた画
像表示装置の表示品位を高めるものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成すべ
く、本発明者らは鋭意検討を行ったものであり、その結
果、マイクロレンズの平面形状を正方形もしくは略正方
形状とすることに着目したものである。すなわち、請求
項１は、少なくとも、矩形状とした複数の着色画素より
なるカラーフィルタ層と、マイクロレンズ層と、ブラッ
クマトリクス層とを透明基板上に順次積層形成したマイ
クロレンズ付きカラーフィルタ基板において、前記マイ
クロレンズ層を構成するマイクロレンズを、平面視正方
形状もしくは略正方形状としたことを特徴とするマイク
ロレンズ付きカラーフィルタ基板としたものである。
く、本発明者らは鋭意検討を行ったものであり、その結
果、マイクロレンズの平面形状を正方形もしくは略正方
形状とすることに着目したものである。すなわち、請求
項１は、少なくとも、矩形状とした複数の着色画素より
なるカラーフィルタ層と、マイクロレンズ層と、ブラッ
クマトリクス層とを透明基板上に順次積層形成したマイ
クロレンズ付きカラーフィルタ基板において、前記マイ
クロレンズ層を構成するマイクロレンズを、平面視正方
形状もしくは略正方形状としたことを特徴とするマイク
ロレンズ付きカラーフィルタ基板としたものである。
【００１７】前述したように、従来のマイクロレンズは
矩形（長方形）状としていたため、長辺側の曲率
（Ｒ1 ）と短辺側の曲率（Ｒ2 ）とが異なることで、長
辺側の焦点距離ｆ1 と短辺側の焦点距離ｆ2 が異なり、
一点に集光しなかったものである。しかるに、本発明に
係わるマイクロレンズは、正方形、もしくは略正方形と
し、四辺の長さを略等しくしたものであり、各辺側に形
成される曲面の曲率を等しくでき、各辺側の焦点距離も
等しくすることができる。すなわち、本発明の係わるマ
イクロレンズで集光した光は一点に集光できる。これに
より、バッファー層の厚みを調節し、マイクロレンズと
ブラックマトリクス層の距離を調節することで、マイク
ロレンズを通過した光は蹴られることなくブラックマト
リクス層の開口部に導くことができ、光の利用効率を高
くすることができる。
矩形（長方形）状としていたため、長辺側の曲率
（Ｒ1 ）と短辺側の曲率（Ｒ2 ）とが異なることで、長
辺側の焦点距離ｆ1 と短辺側の焦点距離ｆ2 が異なり、
一点に集光しなかったものである。しかるに、本発明に
係わるマイクロレンズは、正方形、もしくは略正方形と
し、四辺の長さを略等しくしたものであり、各辺側に形
成される曲面の曲率を等しくでき、各辺側の焦点距離も
等しくすることができる。すなわち、本発明の係わるマ
イクロレンズで集光した光は一点に集光できる。これに
より、バッファー層の厚みを調節し、マイクロレンズと
ブラックマトリクス層の距離を調節することで、マイク
ロレンズを通過した光は蹴られることなくブラックマト
リクス層の開口部に導くことができ、光の利用効率を高
くすることができる。
【００１８】ここで、前述したように、マイクロレンズ
と対向する着色画素の形状は、平面視で矩形（長方形）
状となっているものである。このため、マイクロレンズ
の形状を正方形、もしくは略正方形とするとマイクロレ
ンズと着色画素との平面形状が異なるため、１個の着色
画素領域を１個のマイクロレンズでカバーすることは不
可能といえる。請求項２に係わる発明は、これを解決し
たものである。すなわち、請求項２に係わる発明は、カ
ラーフィルタ層を構成する各着色画素毎に、複数のマイ
クロレンズを形成したことを特徴とするマイクロレンズ
付きカラーフィルタ基板としたものであり、各着色画素
領域を複数のマイクロレンズでカバーするようにしたも
のである。
と対向する着色画素の形状は、平面視で矩形（長方形）
状となっているものである。このため、マイクロレンズ
の形状を正方形、もしくは略正方形とするとマイクロレ
ンズと着色画素との平面形状が異なるため、１個の着色
画素領域を１個のマイクロレンズでカバーすることは不
可能といえる。請求項２に係わる発明は、これを解決し
たものである。すなわち、請求項２に係わる発明は、カ
ラーフィルタ層を構成する各着色画素毎に、複数のマイ
クロレンズを形成したことを特徴とするマイクロレンズ
付きカラーフィルタ基板としたものであり、各着色画素
領域を複数のマイクロレンズでカバーするようにしたも
のである。
【００１９】ここで、各着色画素毎に、複数のマイクロ
レンズを形成した場合、各着色画素領域に配列するマイ
クロレンズ同志を隙間なく配置することは、各着色画素
に対するマイクロレンズの充填率を高め、光を一点に集
光するうえで有利となる。すなわち、請求項３において
は、各着色画素毎に形成する複数のマイクロレンズを略
密着した状態にて形成したことを特徴とするマイクロレ
ンズ付きカラーフィルタ基板としたものである。
レンズを形成した場合、各着色画素領域に配列するマイ
クロレンズ同志を隙間なく配置することは、各着色画素
に対するマイクロレンズの充填率を高め、光を一点に集
光するうえで有利となる。すなわち、請求項３において
は、各着色画素毎に形成する複数のマイクロレンズを略
密着した状態にて形成したことを特徴とするマイクロレ
ンズ付きカラーフィルタ基板としたものである。
【００２０】次いで、形成するマイクロレンズの大きさ
は、極力大きくするほうが望ましいといえ、以下に理由
を記す。
は、極力大きくするほうが望ましいといえ、以下に理由
を記す。
【００２１】マイクロレンズを形成するにあたり、熱フ
ロー方式のマイクロレンズ形成方法を用いることが一般
的に行われている。すなわち、マイクロレンズとなる素
材（例えば、透明な感光性樹脂）を基板上に塗布する。
次いで、所定のパターンを有するパターン露光用マスク
を介し感光性樹脂にパターン露光した後、現像を行い、
マイクロレンズを形成する部位に透明樹脂層を形成す
る。次いで、基板に加熱処理を行い透明樹脂層の表面を
溶かすことで、曲面を有するマイクロレンズを形成する
ものである。熱フロー方式にてマイクロレンズを形成す
る際、個々のマイクロレンズ同志に隙間が無いと、加熱
処理時、隣接したマイクロレンズ同志が溶着し、所望す
る曲面が形成できないことになる。このため、隣接する
マイクロレンズ同志の距離をある程度離す必要が生じ、
各マイクロレンズ間に隙間を持たせる必要が生じるもの
である。
ロー方式のマイクロレンズ形成方法を用いることが一般
的に行われている。すなわち、マイクロレンズとなる素
材（例えば、透明な感光性樹脂）を基板上に塗布する。
次いで、所定のパターンを有するパターン露光用マスク
を介し感光性樹脂にパターン露光した後、現像を行い、
マイクロレンズを形成する部位に透明樹脂層を形成す
る。次いで、基板に加熱処理を行い透明樹脂層の表面を
溶かすことで、曲面を有するマイクロレンズを形成する
ものである。熱フロー方式にてマイクロレンズを形成す
る際、個々のマイクロレンズ同志に隙間が無いと、加熱
処理時、隣接したマイクロレンズ同志が溶着し、所望す
る曲面が形成できないことになる。このため、隣接する
マイクロレンズ同志の距離をある程度離す必要が生じ、
各マイクロレンズ間に隙間を持たせる必要が生じるもの
である。
【００２２】ここで、本発明においては、各着色画素毎
に、複数のマイクロレンズを形成するものであるが、マ
イクロレンズの大きさを小さくし、各着色画素に形成す
るマイクロレンズの数を増やした場合、マイクロレンズ
間にとった隙間の占める割合が増え、かえって、着色画
素に対するマイクロレンズの充填率（マイクロレンズが
着色画素領域を覆う割合）が下がり、マイクロレンズで
集光する光の強度を下げることになる。すなわち、正方
形状のマイクロレンズを極力大きくし、少ない数のマイ
クロレンズで着色画素を覆うことで、マイクロレンズ間
の隙間の割合を少なくでき、マイクロレンズの充填率が
上げられ、集光する光強度を上げることができるといえ
る。
に、複数のマイクロレンズを形成するものであるが、マ
イクロレンズの大きさを小さくし、各着色画素に形成す
るマイクロレンズの数を増やした場合、マイクロレンズ
間にとった隙間の占める割合が増え、かえって、着色画
素に対するマイクロレンズの充填率（マイクロレンズが
着色画素領域を覆う割合）が下がり、マイクロレンズで
集光する光の強度を下げることになる。すなわち、正方
形状のマイクロレンズを極力大きくし、少ない数のマイ
クロレンズで着色画素を覆うことで、マイクロレンズ間
の隙間の割合を少なくでき、マイクロレンズの充填率が
上げられ、集光する光強度を上げることができるといえ
る。
【００２３】本発明者らは、極力大きい正方形状のマイ
クロレンズにて着色画素を覆い、集光する光強度を上げ
るべく鋭意検討を行ったものであり、その結果、矩形
（長方形）状である着色画素の形状を以下のようにする
ことを提案するものである。すなわち、請求項４に係わ
る発明は、矩形状の着色画素の短辺の長さをＢｘ、長辺
の長さをＢｙとするとき、Ｂｙ＝ｋ×Ｂｘ（ｋは２以上
の整数）を満たす矩形状としたことを特徴とするマイク
ロレンズ付きカラーフィルタ基板としたものである。
クロレンズにて着色画素を覆い、集光する光強度を上げ
るべく鋭意検討を行ったものであり、その結果、矩形
（長方形）状である着色画素の形状を以下のようにする
ことを提案するものである。すなわち、請求項４に係わ
る発明は、矩形状の着色画素の短辺の長さをＢｘ、長辺
の長さをＢｙとするとき、Ｂｙ＝ｋ×Ｂｘ（ｋは２以上
の整数）を満たす矩形状としたことを特徴とするマイク
ロレンズ付きカラーフィルタ基板としたものである。
【００２４】上述したように、長辺の長さを、短辺の長
さの整数倍とした着色画素の形状とすることで、着色画
素に対向するマイクロレンズの形状を正方形とした際、
最小の数のマイクロレンズにて着色画素をカバーするこ
とが可能となる。例えば、長辺の長さを、短辺の長さの
２倍とした着色画素とすれば、一辺の長さを着色画素の
短辺の長さとした正方形状のマイクロレンズを着色画素
の長手方向に２個並べることで、着色画素をマイクロレ
ンズでカバーすることが可能となる。
さの整数倍とした着色画素の形状とすることで、着色画
素に対向するマイクロレンズの形状を正方形とした際、
最小の数のマイクロレンズにて着色画素をカバーするこ
とが可能となる。例えば、長辺の長さを、短辺の長さの
２倍とした着色画素とすれば、一辺の長さを着色画素の
短辺の長さとした正方形状のマイクロレンズを着色画素
の長手方向に２個並べることで、着色画素をマイクロレ
ンズでカバーすることが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明のマイクロレンズ
付きカラーフィルタ基板の一実施例の形態を示す図面に
基づきさらに説明を続ける。
付きカラーフィルタ基板の一実施例の形態を示す図面に
基づきさらに説明を続ける。
【００２６】図３は、ブラックマトリクス層７側から見
た本実施例におけるマイクロレンズ付きカラーフィルタ
基板１の平面図である。図３中のＫ部は、透明基板５上
に形成したカラーフィルタ層３の一部を露出させたもの
であり、Ｒ（赤）色、Ｇ（緑）色、Ｂ（青）色の着色画
素４は、顔料分散法等の従来公知の形成手段にて形成し
ている。図３中のＫ部に示すように、本実施例のマイク
ロレンズ付きカラーフィルタ基板１においては、矩形状
の着色画素４をほぼ隙間のないよう多数配列し、かつ、
各着色画素４は等間隔のピッチ寸法で配列している。
た本実施例におけるマイクロレンズ付きカラーフィルタ
基板１の平面図である。図３中のＫ部は、透明基板５上
に形成したカラーフィルタ層３の一部を露出させたもの
であり、Ｒ（赤）色、Ｇ（緑）色、Ｂ（青）色の着色画
素４は、顔料分散法等の従来公知の形成手段にて形成し
ている。図３中のＫ部に示すように、本実施例のマイク
ロレンズ付きカラーフィルタ基板１においては、矩形状
の着色画素４をほぼ隙間のないよう多数配列し、かつ、
各着色画素４は等間隔のピッチ寸法で配列している。
【００２７】本実施例においては、図３に示すように、
各着色画素４を配列するピッチ寸法を、Ｘ方向をＤｘ、
Ｙ方向をＤｙとすると、Ｄｙ＝２×Ｄｘとしている。ま
た、Ｒ（赤）色、Ｇ（緑）色、Ｂ（青）色の各着色画素
４は等寸法とし、短辺の長さをＢｘ、長辺の長さをＢｙ
とすると、Ｂｙ＝２×Ｂｘとした。さらに、着色画素４
の配列ピッチと着色画素４の寸法とは略同一として設定
した。すなわち、Ｂｘ＝Ｄｘ、Ｂｙ＝Ｄｙとしたもので
ある。
各着色画素４を配列するピッチ寸法を、Ｘ方向をＤｘ、
Ｙ方向をＤｙとすると、Ｄｙ＝２×Ｄｘとしている。ま
た、Ｒ（赤）色、Ｇ（緑）色、Ｂ（青）色の各着色画素
４は等寸法とし、短辺の長さをＢｘ、長辺の長さをＢｙ
とすると、Ｂｙ＝２×Ｂｘとした。さらに、着色画素４
の配列ピッチと着色画素４の寸法とは略同一として設定
した。すなわち、Ｂｘ＝Ｄｘ、Ｂｙ＝Ｄｙとしたもので
ある。
【００２８】次いで、図３中のＬ部は、着色画素４上
に、着色画素４と相対させて形成したマイクロレンズ層
の一部を露出させたものである。図３中のＬ部に示すよ
うに、本実施例のマイクロレンズ付きカラーフィルタ基
板１においては、各着色画素４毎に、正方形であるマイ
クロレンズ２を着色画素４の長手方向に２個形成した。
に、着色画素４と相対させて形成したマイクロレンズ層
の一部を露出させたものである。図３中のＬ部に示すよ
うに、本実施例のマイクロレンズ付きカラーフィルタ基
板１においては、各着色画素４毎に、正方形であるマイ
クロレンズ２を着色画素４の長手方向に２個形成した。
【００２９】また、本実施例で形成した正方形状のマイ
クロレンズ２の一辺の長さＭｘは、本実施例の要部を拡
大して示す図面である図１に示すように、着色画素４の
端辺からマイクロレンズ２までの距離をＳとして、Ｍｘ
＝（Ｂｘ−２Ｓ）としている。
クロレンズ２の一辺の長さＭｘは、本実施例の要部を拡
大して示す図面である図１に示すように、着色画素４の
端辺からマイクロレンズ２までの距離をＳとして、Ｍｘ
＝（Ｂｘ−２Ｓ）としている。
【００３０】本実施例においては、前述したように、Ｂ
ｙ＝２×Ｂｘとし、矩形状の着色画素４の長手方向に正
方形状のマイクロレンズ２を２個形成しているが、着色
画素４の縦横の寸法をＢｙ＝Ｋ×Ｂｘ（Ｋは２以上の整
数）とした場合、着色画素４の長手方向に正方形状のマ
イクロレンズ２をＫ個形成しても構わない。その場合に
おいても、正方形状のマイクロレンズ２の一辺の長さＭ
ｘは、Ｍｘ＝（Ｂｘ−２Ｓ）とするものである。
ｙ＝２×Ｂｘとし、矩形状の着色画素４の長手方向に正
方形状のマイクロレンズ２を２個形成しているが、着色
画素４の縦横の寸法をＢｙ＝Ｋ×Ｂｘ（Ｋは２以上の整
数）とした場合、着色画素４の長手方向に正方形状のマ
イクロレンズ２をＫ個形成しても構わない。その場合に
おいても、正方形状のマイクロレンズ２の一辺の長さＭ
ｘは、Ｍｘ＝（Ｂｘ−２Ｓ）とするものである。
【００３１】但し、前述したように、Ｋを大きくし過ぎ
ると、マイクロレンズ２の配列個数が増し、着色画素の
端辺からマイクロレンズまでの距離Ｓ（所謂、デッドス
ペース）の占める割合が増加するため、着色画素に対す
るマイクロレンズの充填率が下がるため、Ｋは２〜３程
度が望ましい。
ると、マイクロレンズ２の配列個数が増し、着色画素の
端辺からマイクロレンズまでの距離Ｓ（所謂、デッドス
ペース）の占める割合が増加するため、着色画素に対す
るマイクロレンズの充填率が下がるため、Ｋは２〜３程
度が望ましい。
【００３２】なお、本実施例のマイクロレンズ付きカラ
ーフィルタ基板１においては、図３のＺ−Ｚ’線におけ
る断面を示す図面である図２に示すように、従来通りマ
イクロレンズ２層上にバッファー層６を形成した後、ブ
ラックマトリクス層７を形成している。
ーフィルタ基板１においては、図３のＺ−Ｚ’線におけ
る断面を示す図面である図２に示すように、従来通りマ
イクロレンズ２層上にバッファー層６を形成した後、ブ
ラックマトリクス層７を形成している。
【００３３】また、本実施例のマイクロレンズ付きカラ
ーフィルタ基板１は、以下に記す従来公知の製造手段に
て製造したものである。すなわち、まず、ガラス等の透
明基板５上に、顔料分散法、または、無機多層膜蒸着法
等により、Ｒ（赤）色、Ｇ（緑）色、Ｂ（青）色等の着
色画素４を上述した配列パターンにて形成した。
ーフィルタ基板１は、以下に記す従来公知の製造手段に
て製造したものである。すなわち、まず、ガラス等の透
明基板５上に、顔料分散法、または、無機多層膜蒸着法
等により、Ｒ（赤）色、Ｇ（緑）色、Ｂ（青）色等の着
色画素４を上述した配列パターンにて形成した。
【００３４】次いで、着色画素４を形成後、透明基板５
上に透明なレンズ材（感光性樹脂）を塗布（コート）し
た。次いで、正方形状のパターンを有するパターン露光
用マスクをレンズ材上に重ねてパターン露光を行った
後、現像処理を行った。これにより、平面視正方形状の
レンズ母材が得られた。
上に透明なレンズ材（感光性樹脂）を塗布（コート）し
た。次いで、正方形状のパターンを有するパターン露光
用マスクをレンズ材上に重ねてパターン露光を行った
後、現像処理を行った。これにより、平面視正方形状の
レンズ母材が得られた。
【００３５】次いで、透明基板５に熱処理を行った。こ
れにより、レンズ母材が溶融し、レンズ母材の表面が曲
面状の凸面となる。次いで、レンズ母材の表面を凸面に
保持した状態で、レンズ母材の硬化を行った。これによ
り、所望する平面視正方形状のマイクロレンズ２が得ら
れた。
れにより、レンズ母材が溶融し、レンズ母材の表面が曲
面状の凸面となる。次いで、レンズ母材の表面を凸面に
保持した状態で、レンズ母材の硬化を行った。これによ
り、所望する平面視正方形状のマイクロレンズ２が得ら
れた。
【００３６】次いで、マイクロレンズ２上に、マイクロ
レンズ２の焦点距離を考慮し、例えばマイクロレンズ２
の焦点距離分の層厚とした透明なバッファー層６を透明
樹脂等で形成した。次いで、バッファー層６上にブラッ
クマトリクス層７を形成する。なお、ブラックマトリク
ス層７の形成手段として、バッファー層６上に金属クロ
ム膜を蒸着後、フォトエッチング法により開口部８を形
成する、または、バッファー層６上に黒色樹脂を塗布
後、パターン露光、現像を行う等の方法があげられる。
レンズ２の焦点距離を考慮し、例えばマイクロレンズ２
の焦点距離分の層厚とした透明なバッファー層６を透明
樹脂等で形成した。次いで、バッファー層６上にブラッ
クマトリクス層７を形成する。なお、ブラックマトリク
ス層７の形成手段として、バッファー層６上に金属クロ
ム膜を蒸着後、フォトエッチング法により開口部８を形
成する、または、バッファー層６上に黒色樹脂を塗布
後、パターン露光、現像を行う等の方法があげられる。
【００３７】以上、本発明の実施例につき説明を行った
が、本発明の実施の形態は、上述した説明および図面に
限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の
変形を行っても構わないことは言うまでもない。
が、本発明の実施の形態は、上述した説明および図面に
限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の
変形を行っても構わないことは言うまでもない。
【００３８】
【発明の効果】上述したように、本発明のマイクロレン
ズ付きカラーフィルタ基板においては、矩形状の着色画
素を有するカラーフィルタ層上に正方形、あるいは、略
正方形状のマイクロレンズを形成するものである。これ
により、本発明に係わるマイクロレンズにおいては、従
来形成していた矩形状のマイクロレンズに比べて、レン
ズ面の曲率差を小さくすることができる。
ズ付きカラーフィルタ基板においては、矩形状の着色画
素を有するカラーフィルタ層上に正方形、あるいは、略
正方形状のマイクロレンズを形成するものである。これ
により、本発明に係わるマイクロレンズにおいては、従
来形成していた矩形状のマイクロレンズに比べて、レン
ズ面の曲率差を小さくすることができる。
【００３９】そのため、着色画素およびマイクロレンズ
を通過した光が、ブラックマトリクス層の開口部を通過
することなく遮光部にて蹴られる（遮光される）という
現象を防止できる。
を通過した光が、ブラックマトリクス層の開口部を通過
することなく遮光部にて蹴られる（遮光される）という
現象を防止できる。
【００４０】また、本発明においては、上記形状のマイ
クロレンズを各着色画素内にほぼ隙間無きよう複数個配
列するものであり、着色画素に対する充填率を高めるこ
とができる。
クロレンズを各着色画素内にほぼ隙間無きよう複数個配
列するものであり、着色画素に対する充填率を高めるこ
とができる。
【００４１】すなわち、本発明のマイクロレンズ付きカ
ラーフィルタ基板を用いることで、着色画素を通過した
光の光利用効率を高めることができ、本発明のマイクロ
レンズ付きカラーフィルタ基板を用いた画像表示装置に
おいては、明るい表示画像を得ることが可能となる。
ラーフィルタ基板を用いることで、着色画素を通過した
光の光利用効率を高めることができ、本発明のマイクロ
レンズ付きカラーフィルタ基板を用いた画像表示装置に
おいては、明るい表示画像を得ることが可能となる。
【００４２】
【図１】本発明のマイクロレンズ付きカラーフィルタ基
板の一実施例の要部を示す平面説明図。
板の一実施例の要部を示す平面説明図。
【図２】本発明のマイクロレンズ付きカラーフィルタ基
板の一実施例を示す断面説明図。
板の一実施例を示す断面説明図。
【図３】本発明のマイクロレンズ付きカラーフィルタ基
板の一実施例を示す平面説明図。
板の一実施例を示す平面説明図。
【図４】従来のマイクロレンズ付きカラーフィルタ基板
に形成したマイクロレンズの焦点の相違の一例を示す説
明図。
に形成したマイクロレンズの焦点の相違の一例を示す説
明図。
【図５】（ａ）〜（ｂ）は、従来のマイクロレンズ付き
カラーフィルタ基板に形成したマイクロレンズの焦点距
離の一例を示す説明図。
カラーフィルタ基板に形成したマイクロレンズの焦点距
離の一例を示す説明図。
【図６】従来のマイクロレンズ付きカラーフィルタ基板
の一例の要部を示す拡大説明図。
の一例の要部を示す拡大説明図。
【図７】従来のマイクロレンズ付きカラーフィルタ基板
の一例を示す説明図。
の一例を示す説明図。
１、11 カラーフィルタ基板 ２、12 マイクロレンズ ３、13 カターフィルタ層 ４、14 着色画素 ５、15 透明基板 ６、16 バッファー層 ７、17 ブラックマトリクス層 ８、18 開口部 ９、19 遮光部
Claims (4)
- 【請求項１】少なくとも、矩形状とした複数の着色画素
よりなるカラーフィルタ層と、マイクロレンズ層と、ブ
ラックマトリクス層とを透明基板上に順次積層形成した
マイクロレンズ付きカラーフィルタ基板において、前記
マイクロレンズ層を構成するマイクロレンズを、平面視
正方形状もしくは略正方形状としたことを特徴とするマ
イクロレンズ付きカラーフィルタ基板。 - 【請求項２】カラーフィルタ層を構成する各着色画素毎
に、複数のマイクロレンズを形成したことを特徴とする
請求項１に記載のマイクロレンズ付きカラーフィルタ基
板。 - 【請求項３】各着色画素毎に形成する複数のマイクロレ
ンズを略密着した状態にて形成したことを特徴とする請
求項２に記載のマイクロレンズ付きカラーフィルタ基
板。 - 【請求項４】矩形状の着色画素の短辺の長さをＢｘ、長
辺の長さをＢｙとするとき、Ｂｙ＝ｋ×Ｂｘ（ｋは２以
上の整数）を満たす矩形状としたことを特徴とする請求
項１に記載のマイクロレンズ付きカラーフィルタ基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30733397A JP3900626B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | マイクロレンズ付きカラーフィルタ基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30733397A JP3900626B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | マイクロレンズ付きカラーフィルタ基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11142835A true JPH11142835A (ja) | 1999-05-28 |
| JP3900626B2 JP3900626B2 (ja) | 2007-04-04 |
Family
ID=17967877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30733397A Expired - Fee Related JP3900626B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | マイクロレンズ付きカラーフィルタ基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3900626B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008304586A (ja) * | 2007-06-06 | 2008-12-18 | Tohoku Univ | リアプロジェクションスクリーン用光偏向素子 |
| US7715102B2 (en) | 2004-02-27 | 2010-05-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display apparatus and electronic device |
| CN115668010A (zh) * | 2020-06-29 | 2023-01-31 | 凸版印刷株式会社 | 彩色滤光片以及显示装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5487686B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2014-05-07 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、及び電子機器 |
-
1997
- 1997-11-10 JP JP30733397A patent/JP3900626B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JP2008304586A (ja) * | 2007-06-06 | 2008-12-18 | Tohoku Univ | リアプロジェクションスクリーン用光偏向素子 |
| CN115668010A (zh) * | 2020-06-29 | 2023-01-31 | 凸版印刷株式会社 | 彩色滤光片以及显示装置 |
| EP4174534A4 (en) * | 2020-06-29 | 2024-04-10 | Toppan Inc. | COLOR FILTER AND DISPLAY DEVICE |
| US12543469B2 (en) | 2020-06-29 | 2026-02-03 | Toppan Inc. | Lens-containing color filter for display devices |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3900626B2 (ja) | 2007-04-04 |
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