带微透镜的液晶显示面板及其制造方法

专利名称：带微透镜的液晶显示面板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及带微透镜的液晶显示面板及其制造方法。
技术背景以液晶显示装置为代表的被动发光型的显示装置， 一般是利用驱动信号使 显示面板的透射率或反射率变化，对来自照射显示面板的光源的光的强度进行 调制，来显示图像及文字。在这样的显示装置中，有直接观察显示面板上显示 的图像等的直视型显示装置、以及利用投影透镜将显示面板上显示的图像等进 行放大投影的投影型显示装置(投影机)。液晶显示装置中使用的显示面板称为液晶显示面板。作为液晶显示面板以 外的被动发光型的显示面板，已知有电致彩色显示面板、电泳型显示面板、色粉显示面板及PLZT面板等。现在，液晶显示装置广泛用于监视器、投影机、便携式信息终端、手机等。 液晶显示装置是通过对有规则地排列成矩阵状的像素分别施加与图像信号相 对应的驱动电压，而使各像素区域内的液晶层的光学特性变化，来显示图像及 文字等。作为对上述的像素施加独立的驱动电压的方式，有单纯矩阵方式、以 及有源矩阵方式。在有源矩阵方式的液晶显示面板中，必须设置开关元件、以 及对像素电极供给驱动电压用的布线。作为开关元件，可以使用MIM(金属-绝 缘体-金属)元件等非线性两端元件、以及TFT(薄膜晶体管)元件等三端元件。若强光入射至液晶显示面板中设置的开关元件(特别是TFT元件)，则OFF 状态的元件电阻下降。如果那样的话，则存在问题是，由于施加电压时对像点 电容充电的电荷在OFF状态下产生不希望的放电，不能得到规定的显示状态， 因此在本来即使应该作为「黑」来显示该像素的状态下，光线漏过，而不能成 为完全的「黑」，结果对比度下降。因此，在液晶显示面板中，例如为了防止光入射至TFT元件(特别是沟道区)，对设置了 TFT及像素电极的TFT基板、或通过液晶层与TFT基板对向的 对向基板设置遮光层(也称为「黑底」)。虽然在反射型液晶显示装置中，若使 用反射电极作为遮光层，有效像素面积没有降低，但在利用透射光进行显示的 透射型液晶显示装置中，给予不透光的TFT元件、栅极总线及源极总线设置遮 光层，从而有效像素面积降低，显示区域相对于全部面积的有效像素面积的比 例、即开口率降低。再有，随着液晶显示面板的高清晰化、小型化的发展，该倾向更显著。这 是由于，即使减小像素的间距，但TFT元件及总线等由于电气性能及制造技术 等的限制，不能小于一定程度的尺寸。特别是，近年来在作为手机等移动设备的显示装置而普及的半透射型液晶显示装置的一种方式中，由于一个个的像素 中具有以反射模式显示的区域(反射区域)及以透射模式显示的区域(透射区域)，因此通过减小像素间距，导致显示区域相对于全部面积的透射区域面积 的比例(透射区域的开口率)显著降低。由于半透射型液晶显示装置在暗的照明 下利用透过液晶显示面板的背光源的光进行显示，而在亮的照明下通过将来自 周围的光进行反射来进行显示，因此不管周围的亮度如何，都能够实现高对比 度的显示，但若透射区域的开口率减小，则存在辉度降低的问题。作为改善光的利用效率的一种方法，在投影型液晶显示装置中，有一种方 法己经实用化，该方法是对液晶显示面板的一个个像素设置使光聚焦用的微透 镜，以提高液晶显示面板的有效开口率。以往的微透镜几乎都形成在液晶显示 面板的对向基板上，具有用两片玻璃板夹住微透镜的夹层结构。另外，所指的 是有规则地排列的多个微透镜的整体结构，也称为「微透镜阵列」。特开2002-62818号公报(专利文献l)揭示了一种方法，该方法是利用液晶 显示面板的像素，对涂布在对向基板的表面上的感光性材料进行曝光，对像素 进行自整合那样地形成微透镜。若根据该方法，则具有的优点是，在微透镜与 像素之间不发生排列偏移，另外能够以低成本制造微透镜。 专利文献l:特开2002-62818号公报上述专利文献1所述的方法，为了对感光性材料进行曝光，要使用紫外线， 因此虽然能够适用于没有滤色片的显示面板(例如三板式投影机用的液晶显示 面板)，但对于具有滤色片的显示面板，由于滤色片吸收紫外线，因此不能适所以，在本发明中，其目的在于提供一种在具有滤色片的液晶显示面板中 也能够适用的带微透镜的液晶显示面板的制造方法、以及能够利用那样的制造 方法容易制造的带微透镜的液晶显示面板。发明内容为了达到上述目的，根据本发明的带微透镜的液晶显示面板的制造方法， 包含以下工序准备液晶显示面板的工序，该液晶显示面板包含通过液晶层互相粘贴的第 l和第2透明基板，规定光能够透过的多个像素被遮光部隔开，上述多个像素 的各像素包含多个像点，该多个像点包含使第1色光透过的第1像点、以及使 不同于上述第1色光的第2色光透过的第2像点，上述第1像点在上述多个像 点中成为使光固化性树脂固化的性质的光的透射率最高的像点-,在上述第l透明基板的表面、形成由未固化的上述光固化性树脂构成的树 脂层的工序；面向上述多个像素使入射角变化那样地照射使上述树脂层固化的性质的 光、并利用透过上述第l像点的光使部分上述树脂层固化的曝光工序；以及在上述曝光工序之后，除去上述树脂层的未固化部分的显影工序，上述曝光工序这样进行，使得固化部分成为柱面微透镜的形状，并且固化 部分的最大厚度等于上述树脂层的厚度。根据本发明，即使具有滤色片的液晶显示面板是适用对象，也能够容易制 造带微透镜的液晶显示面板。


图1为玻璃基板的厚度与曝光照射光对光固化性树脂层进行曝光的范围的 宽度的关系的说明图。图2(a)为在薄的透明基板的情况下从下方进行曝光、部分树脂层固化的样 子的说明图，(b)为在薄的透明基板的情况下的累计曝光量的说明图。图3(a)为在厚的透明基板的情况下从下方进行曝光、部分树脂层固化的样子的说明图，(b)为在厚的透明基板的情况下的累计曝光量的说明图。图4为具有根据本发明的实施形态1的带微透镜的液晶显示面板的液晶显 示装置的概念图。图5为根据本发明的实施形态1的带微透镜的液晶显示面板具有的微透镜 阵列的部分放大图。图6为根据本发明的实施形态1的带微透镜的液晶显示面板的制造方法的第1工序的说明图。图7为根据本发明的实施形态1的带微透镜的液晶显示面板的1个像素的 放大平面图。图8为根据本发明的实施形态1的带微透镜的液晶显示面板的9个像素的 放大平面图。图9为根据本发明的实施形态1的带微透镜的液晶显示面板的制造方法的 第2工序的说明图。图10为图8中的X-X线有关的指向剖视图。 图11为图8中的XI-XI线有关的指向剖视图。图12为根据本发明的实施形态1的带微透镜的液晶显示面板的制造方法 中进行的扫描的样子的说明图。图13(a)为从下方进行曝光、部分树脂层固化而形成无凹凸的棱线的样子 的说明图，(b)为累计曝光量的说明图。图14(a)为从下方迸行曝光、使用树脂层的整个厚度而形成无凹凸的棱线 的样子的说明图，(b)为累计曝光量的说明图。图15(a)为从下方进行曝光、想要形成有凸部的棱线但由于凸部超过树脂 层的厚度而结果成为凸部被去掉的形状的样子的说明图，(b)为累计曝光量的 说明图。图16为根据本发明的实施形态1的带微透镜的液晶显示面板的制造方法 的第3工序的说明图。图17为根据本发明的实施形态1的带微透镜的液晶显示面板的制造方法 的第4工序的说明图。标号说明1微透镜，la平坦面，2 TFT基板，3对向基板，4液晶层，5遮光层， 8密封材料，9树脂层，10液晶显示面板，11带微透镜的液晶显示面板，12 光源，13导光板，14反射板，15背光源装置，20液晶显示装置，81、 82、 83、 84 (光照射的)方向。
具体实施方式
发明者们首先发明了带微透镜的液晶显示面板的制造方法，该制造方法使 用透过滤色片的曝光照射光，隔着滤色片对涂布的感光性材料进行曝光，形成 柱面形状的微透镜(也称为「柱面微透镜」)(将该发明在以下称为「在先发明」)。 在在先发明中，使用至少透过一个滤色片的曝光照射光，在进行曝光、使得光 固化性树脂层形成固化度适当分布之后，除去未曝光部分，从而能够形成柱面 微透镜。这时，通过调整光通量(取向分布及/或照射时间)的分布，能够形成 固化度的分布。但是，在根据在先发明的带微透镜的液晶显示面板的制造方法中，对于玻 璃基板的厚度为高精度的一定值的透射型液晶显示面板，虽然能够形成理想的 透镜形状，但在实际的玻璃基板中，对于透镜形状很难进行高质量的控制。这 是由于，在实际的玻璃基板中，存在面内(将在l块基板的内部的误差称为「面 内」的误差)或每块玻璃基板的厚度的误差，因此在使用同一曝光条件的情况 下，根据玻璃基板的厚度，在微透镜棱线方向的透镜形状将相应产生凹凸。以 下，说明产生凹凸的理由。如图l中的示意图所示，在玻璃基板的厚度为T,的较厚的情况下，透过高 透射率的滤光片的曝光照射光的对光固化性树脂层进行曝光的范围较宽，为E,，反之，在玻璃基板的厚度为T2的较薄的情况下，曝光范围较窄，为E2。因此，如图2(a)、 (b)、图3(a)、 (b)中的示意图所示，利用分别透过对互相相邻的2 个像素分别设置的高透射率的滤光片的曝光照射光进行曝光的部分的曝光量 的合计量(以下称为「累计曝光量」)，与作为目标的曝光量产生偏差，在玻璃 基板较厚时，产生凸部，在较薄时，产生凹部。特别是，在形成柱面微透镜的 情况下，在沿棱线延伸的应该成为所谓透镜顶部的平坦面的面上，根据这样的 理由，将形成凸部或凹部。这样，在柱面微透镜的棱线方向上产生的凹凸，对透射型液晶显示装置的色度将产生影响。另外，作为控制微透镜上产生的凹凸的方法，可以考虑对于各玻璃基板的 厚度，通过适当优化曝光条件，来得到光滑的平坦面。但是，由于即使在l块 玻璃基板的内部(所谓「面内」)也存在数十微米的厚度误差，因此必须对于每 1块透射型液晶显示装置面板，要改变曝光条件。更何况，在大尺寸的液晶显 示装置中，由于厚度误差更进一步扩大，因此要逐一优化曝光条件来制造微透 镜很费工夫，是很困难的。另外，在进行曝光条件优化时，根据作为基准的基 板的厚度，在其它基板中，不仅产生凸部，也产生凹部。本发明正是鉴于上述各点，为了改进在先发明而提出的，本发明作为更特 定的目的在于，容易形成具有提高正面辉度的效果的、在透镜顶部的中间具有 光滑的平坦面的微透镜。(实施形态1)参照图4、图5,说明根据本发明的实施形态1的带微透镜的液晶显示面板。如图4所示，液晶显示装置20包括具有微透镜1的带微透镜的液晶显 示面板ll;以及配置在带微透镜的液晶显示面板11的微透镜1 一侧的、高指 向性的背光源装置15。背光源装置15包括光源12;接受从光源12射出的 光、并一面沿内部传送一面向液晶显示面板11射出用的导光板13;以及将从导光板13的背面射出的光向导光板13反射用的反射板14。另外，在图1中仅示出主要零部件，图示中省略了设置在液晶显示面板11的前后的偏光板等。作为适用于液晶显示装置的背光源装置15，例如可以举出有IDW'02 "Viewing Angle Control using Optical Microstructures on Light-Guide Platefor Illumination System of Mobile Transmissive LCD Module"， K. KALANTAR， pp. 549-552、特开2003-35824号公报、M. Shinohara et al.: Optical Society of American Annual Meeting Conference Program, Vol. 10， p. 189 (1998)、特表平8-511129号公报等所述的背光源装置。该液晶显示装置20中所包含的带微透镜的液晶显示面板11具有液晶层 4;通过液晶层4互相粘贴的作为第1和第2透明基板的TFT基板2和对向基 板3;以及在TFT基板2的表面暂时形成由光固化性树脂构成的树脂层之后、通过使其部分曝光而固化所形成的作为柱面微透镜的微透镜1。通过排列多个 微透镜l，而构成微透镜阵列。该微透镜阵列在整体上起到作为双面凸透镜的 作用。图5所示为该微透镜阵列的部分放大图。如图5所示，微透镜l在棱线部分具有二维扩展的平坦面la。该平坦面la是通过在树脂层曝光时使其一直 到整个树脂层的厚度为止进行固化、从而树脂层的表面照原样保留的部分。根据本实施形态的带微透镜的液晶显示面板11，即使使用的基板中有厚度 误差时，利用后述的制造方法，也能够容易、正确地形成具有无凹凸的标准的 平坦面的微透镜。参照图6 图9，说明根据本发明的实施形态1的带微透镜的液晶显示面 板的制造方法。首先，作为「准备液晶显示面板的工序」，如图6所示，准备液晶显示面 板10。液晶显示面板IO是彩色液晶显示面板，具有TFT基板2、以及形成了 滤色片6的对向基板3。作为滤色片6，虽然实际上存在与R、 G、 B(红、绿、 蓝)的三色相对应的各色的滤色片，但在图6中为了说明方便起见，不区别显 示，而仅作为滤色片6来表示。在TFT基板2与对向基板3之间被密封材料8包围，而形成规定的液晶层 4。在TFT基板2的液晶层4一侧，形成与矩阵状排列的像点相对应设置的像 点电极(未图示)、与像点电极连接的TFT元件(未图示)、栅极总线及源极总线 等电路要素(未图示)、以及遮光层5。在对向基板3的液晶层4一侧，形成滤 色片6及对向电极(未图示)。再有，在TFT基板2及对向基板3的与液晶层4 接触的面上，根据需要形成取向膜(未图示)。液晶显示面板IO具有多个像素。图7所示为仅取出由该多个像素中的3 X3的共计9个像素构成的区域。多个像素排列成矩阵状，将X方向作为「行」， 将Y方向作为「列」。该矩阵的X方向的间距为Px， Y方向的间距为PY，形成 等间距。在具有TFT元件的有源矩阵方式的显示面板的情况下，典型的是行方 向(X方向)与栅极总线平行，列方向(Y方向)与源极总线(视频线)平行。各像素(pixel)用分别与R、 G、 B(红、绿、蓝)的三色相对应的3个像点 (subpixel)即R像点、G像点及B像点构成。图8所示为取出图7中用粗线包围的部分加以放大的图。图7中的粗线框虽然是从与l个像素相对应的区域偏移l个像点部分，但由于包含3个像点， 因此面积与l个像素部分相等，在考虑曝光时的扫描上，能够仿照l个像素部分。将这样超过正规的像素彼此之间的界线、以G、 B、 R的排列规定的形成一 组的区域称为「曝光像素」。该液晶显示面板10的画面是多个像素的矩阵，同时也可以理解作为多个曝光像素的矩阵。在将整个画面考虑为曝光像素的矩 阵时，虽然在画面的左右端产生不属于任何虚拟像点的多余的像点，但由于周 边部分的不到1个像素的像点的影响从整个画面来看是微乎其微的，因此可以忽略。如图8所示，在1个像素中包含G像点、B像点、R像点的3个像点，在 各像点中，滤色片6成为所承担的颜色的滤色片。在各像点的周围设置遮光层 (也称为「黑底」、「遮光区域」)5。另外，各像点被划分成反射部及透射部。 G像点由反射部7G及透射部6G构成，B像点由反射部7B及透射部6B构成，R 像点由反射部7R及透射部6R构成。如图8所示，由于曝光像素也与正规的像 素相同，由3个像点排列构成，因此曝光像素的X方向的间距为Px， Y方向的 间距为P"在本实施形态中，Px、 PY都为200 "m。该尺寸只是一个例子，也可 以是其它的长度。该液晶显示面板IO包含通过液晶层4互相粘贴的、作为第1和第2透明 基板的TFT基板2和对向基板3，规定光能够透过的多个像素被遮光部5隔开， 多个像素的各像素包含多个像点，该多个像点包含使第1色光透过的第1像点、 以及使不同于前述第1色光的第2色光透过的第2像点，第1像点在这些多个 像点中成为使光固化性树脂固化的性质的光的透射率最高的像点。这里，所谓 「多个像点」，是指R、 G、 B的3个像点。第1像点与B像点相对应，第2像 点与G像点或R像点相对应。第l像点最好是「多个像点」中透射光的中心波长最短的像点。这是因为， 使光固化性树脂固化的性质的光的波长较短，因此为了形成那样的光的透射率 最高的像点，使第l像点成为「多个像点」中透射光的中心波长最短的像点是 比较好的。在本实施形态中，由于1个像素中的像点的排列是R、 G、 B，因此通过设 想一个所谓曝光像素的概念，将B像点放到中间的所谓G、 B、 R的排列作为l个单位进行曝光，但是如果1个像素中的像点的排列变成R、 B、 G或G、 B、 R， 则由于没有必要设想所谓曝光像素的概念，对每个像素进行曝光扫描，在画面 的端部也没有像点多余，因此更好。接着，作为形成树脂层的工序，如图9所示，在液晶显示面板的TFT基板 2上，通过涂布未固化的光固化性树脂，形成厚度L的树脂层9。这里，使用 在380nm至420醒的波长范围内具有感光波长的光固化性树脂。另外，为了提 高树脂层9与TFT基板2的附着性，最好在涂布光固化性树脂之前，在TFT基 板2的玻璃表面涂布硅垸结合剂等，进行表面改性。作为这里使用的光固化性 树脂，可以举出有与氨基甲酸乙酯丙烯酸盐、环氧丙烯酸盐、聚酯丙烯酸盐、 聚醚丙烯酸盐等丙烯系单体、或环氧系单体混合光引发剂的混合组成物等。接着，进行使部分树脂层固化的曝光工序。以下，说明曝光工序的内容。 这里，所示的是使用透过B像点的光、使光固化性树脂固化的例子。若曝光用 照射光入射至树脂层9，则根据光通量，树脂层9的光固化性树脂相应感光和 固化。所谓「曝光用照射光」，是使树脂层9固化的性质的光，例如可以是紫 外线。在照射时间为一定的情况下，树脂层9的光固化性树脂根据配光分布进行 固化。即，形成固化度的分布。因而，通过调整光通量(配光分布及/或照射时 间)的分布，能够在树脂层9内形成固化度的分布。另外，所谓「配光分布」， 是入射至显示面板的曝光的光的、与对显示面板的面法线所夹的角度(入射角 度)相关的强度分布，对B像点的入射角与对感光性材料层即树脂层9的入射 位置是一一对应。在该工序中，面向多个像素， 一面使入射角变化、 一面进行扫描那样照射 曝光用照射光，利用透过第1像点即B像点的光，使部分树脂层9固化。参照图10 12说明该扫描。图10为图8中的X-X线有关的指向剖视图， 图11为图8中的XI-XI线有关的指向剖视图。使树脂层9固化的性质的光，在 图ll所示的对于Y方向固定为入射角e:,的方向81的状态下，如图IO所示一 面对于X方向从入射角e ,的方向83到入射角92的方向84连续或分段变化， 一面进行照射。若这样单方向的扫描结束，则下一次，将图11中的Y方向的 入射角设定为从e 3稍微偏移一点的新的角度，同样一面对于X方向从方向84到方向83变化， 一面进行照射。这样， 一个来回的扫描结束。再接着，将Y方向的入射角设定为稍微偏移一点的角度，再一次同样一面对于x方向从方向 83到方向84变化， 一面进行照射。通过该重复操作，将图8所示的1个像素 内的3个像点排列的全部区域加以二维覆盖那样进行扫描。该扫描的样子能够 如图12那样示意性地加以表示。使之固化的工序这样进行，使得固化部分成为柱面微透镜的形状，固化部 分的最大厚度与上述的厚度Tk相等。虽然有的情况下由于滤色片的特性，曝光 用照射光也从R像点、G像点漏过，使光固化性树脂感光，但也可以考虑到该 泄漏的光通量来进行曝光，通过这样形成所希望的形状的微透镜。关于在这样的扫描中形成直线连接的微透镜的棱线形状的原理，参照实现 理想曝光状态的图13(a)、 (b)来进行说明。作为曝光用照射光考虑使用平行光， 考虑以等角速度使照明光的入射角从图13(a)所示的方向83变化到方向84时 的情况。设TFT基板2的透明基板厚度为T(;2。在图13(a)中表示相当于2个像 素的区域，但由于照射光是平行光，因此在各像素中照射光的入射角度同样变 化。这时，透过透射率高的B像点的照射光虽然改变方向，但也对位于透射率 低的G像点、R像点的上方的树脂层9进行曝光。图13(b)所示为照射照明光 的树脂层9上的各点的曝光量的分布。在注意某一个像素时，若只看由于透过该像素的B像点的照射光进行的曝 光，则曝光量分布如图13(b)所示，成为最大曝光量为D的一个梯形，但利用 透过与该像素的两边相邻的像素的B像点的照射光而产生的曝光量分布的梯形 的斜边部分彼此之间互相重叠。使该重叠部分的累计曝光量与不重叠部分的最 大曝光量D—致，通过这样合计曝光量在任何一点都为D。其结果，形成平坦 面。利用具有这样的分布的曝光，在图13(a)中，以一定厚度L形成的树脂层 9的各点沿厚度方向从下面起仅固化一定厚度。即，在图13(a)的树脂层9中 所示的虚线以下的部分进行固化。这样，能够得到微透镜的棱线的直线形状。但是，在图2(a)所示那样透明基板是比厚度T。2要薄的厚度T(;,时，根据参 照图l说明的原理，由于在透明基板上面的曝光范围变窄，因此曝光量分布的 梯形如图2(b)所示，成为斜边向横向的扩展縮短的形状。因而，在梯形的斜边彼此之间重叠的部分的累计曝光量D不足，成为小于梯形顶上的曝光量的部分。 这样如图2(b)中用点划线所示，由于在像素彼此之间的边界处分别产生曝光量 不足，因此在微透镜的棱线方向来看时，D不是一定，形成反复增减那样的分布。其结果，在利用固化的树脂所形成的棱线上，如图2(a)中用虚线所示，产 生凹凸。反之，在图3(a)所示那样透明基板是比厚度T。2要厚的厚度Te3时，根据参 照图l说明的原理，由于在透明基板上面的曝光范围变宽，因此曝光量分布的 梯形如图3(b)所示，成为斜边向横向的扩展伸长的形状。因而，在梯形的斜边 彼此之间重叠的部分的累计曝光量D过大，进行重叠直到梯形顶上部分。其结 果，如图3(b)中用点划线所示，由于在像素彼此之间的边界处曝光量分别过大， 因此在微透镜的棱线方向来看时，D不是一定，形成反复增减那样的分布。其 结果，在利用固化的树脂所形成的棱线上，如图3(a)中用虚线所示，产生凹凸。这里，参照图10， 一面用数学式、 一面说明作为透明基板的玻璃基板的厚 度与曝光范围的关系。若设玻璃基板的厚度为T。，曝光时的图10中的入射角 度为e,，折射率为n，为方便起见设曝光范围为Ea，，则下面的关系成立。E,ircd=TG/n X tan 6 , ......式1根据该式，在照射光以同一角度e ,入射时，在玻璃基板较厚时，曝光范围E,^,扩展，反之在较薄时，曝光范围Ea^变窄。因而，在照射光的透射率低的 滤色片的上方，透过透射率高的滤色片的照射光的重叠量产生不同。即，累计 曝光量不同。因此，形成的微透镜1的平坦面la至少沿棱线方向来看成为有 凹凸的面。这里，在上述的玻璃基板的厚度T。与曝光范围Ea，的关系中，在曝光范围 E,^,成为像素间距Px的1/2时，如图13(b)中用虚线所示，累计曝光量为一定， 其结果，如图13(a)中用虚线所示，形成棱线无凹凸的平坦面la。因此，若将 下式代入式1，E,,，=(l/2) Px ……式2则<formula>formula see original document page 14</formula> ……式3在图13(a)、 (b)中，虽然理想地形成沿棱线方向无凹凸的平坦面，但以厚度L形成的树脂层9中进行固化的仅仅是从下面起的一定厚度的部分，上面的 部分保持未固化的状态不变而去掉。另外，实际上玻璃基板的厚度有误差。因此，下面参照图14(a)、 (b)，研究对于厚度有误差的多数玻璃基板釆用一定的曝光扫描条件来批量生产微透镜的情况。将使用满足上述式3的关系的曝光条件、而且使得形成微透镜的棱线方向 的平坦面的累计曝光量与为了将厚度TB的光固化性树脂进行曝光所必需的曝光 量DT —致那样的曝光条件设定为「最佳曝光条件」。在图14(a)、 (b)中，表示 通过曝光而树脂层9固化的部分的厚度与树脂层9的厚度Tk一致的祥子。在最 佳曝光条件下，能够进行这样无浪费的固化。设曝光照射光在入射角度e ,时的曝光量为Dlh。lal，另外曝光照射光在入射 角度e 2时的曝光量为Dlh。la2，这时作为最佳曝光条件为DfDth"di+D—2 ......式4对于决定该最佳曝光条件时所用的玻璃基板的厚度Te，采用玻璃基板的面 内的最薄值或每块玻璃基板的厚度误差中的最小值，将它作为「基准玻璃基板 厚度」。在图13(a)、 (b)、图14(a)、 (b)中，T =Te2。在图7所示的液晶显示 面板的例子中，行方向(属于1个像素的R、 G、 B的滤色片排列的方向)的像素 间距Px为200 ym，与行方向垂直的列方向的像素间距Pv为200 u m， TFT基板2 的透明基板部分的折射率为1.52，但这里若设基准玻璃基板厚度为400 um, 则满足最佳曝光条件的入射角度为0产6 2=tarf'{(l/2)Px/(TG/n)}=tan—' {(1/2) X 200/(400/1. 52)} =tan_'(100/260)=约21°在使用与基准玻璃基板厚度相对应的该最佳曝光条件进行由光固化性树 脂构成的树脂层9的感光时，由于其它的玻璃基板或同一玻璃基板内的其它部 位的厚度始终比基准玻璃基板厚度要厚，因此沿微透镜的棱线方向仅产生图 15(a) 、 (b)所示那样的凸部，而不产生凹部。另外，由于预计要产生的凸部超 过树脂层9的厚度，因此结果能够形成将该凸部去掉那样的状态。通过这样， 即使在玻璃基板的厚度不同的情况下，也能够利用同样的曝光扫描条件，制造 具有光滑的平坦面的微透镜阵列。另外，配光分布在这里虽也可以如例子所示的那样，通过改变曝光用照射 光的入射角来调整，但作为其它的方法，也可以使曝光用照射光的光束相对于 树脂层9进行平行移动，从而调整照射时间的分布，也可以将它们组合进行。 作为另外的其它方法，也可以使用具有规定的透射率分布的光掩膜来调整配光 分布。接着，如图16所示，进行除去树脂层9(参照图9)的来固化部分的显影工序。除去了未固化部分的结果，由于仅保留固化的部分，因此能够得到与固化度分布相对应的形状的微透镜1。这样，能够得到带微透镜的液晶显示面板11。该带微透镜的液晶显示面板11具有的微透镜阵列，是与多个像素排列相对应排列的双面凸透镜。该微透镜阵列排列成棱线成为行方向(x方向)，沿列方向(Y方向)有聚焦力，但沿行方向(X方向)没有聚焦力。另外，在显影工序之后，最好对于光固化性树脂固化完成的微透镜1再次 照射曝光用照射光，通过这样再进一步使光固化性树脂进行固化，接近完全固 化状态。另外，也可以与光固化一起同时使用热固化。然后，如图17所示，使带微透镜的液晶显示面板11与背光源装置15组 合，则完成液晶显示装置20。背光源装置15可以预先将光源12、背光源13、 反射板14组装来制成。在上述的实施形态中，是使用具有滤色片的液晶显示面板，但本发明的适 用对象不限于此，例如对于宾，主式液晶显示装置那样、使用对显示介质层(液 晶层)混合的色素等来进行彩色显示的显示装置，也同样能够适用。再有，不 限于液晶显示面板，对于其它的被动发光型显示面板(例如电致彩色显示面板、 电泳型显示面板、色粉显示面板及PLZT面板)也能够适用。另外，这次揭示的上述实施形态在所有方面都是举例表示，不是限制性的 内容。本发明的范围不是上述的说明，而是利用权利要求的范围所示，包含与 权利要求的范围同等的意义及范围内的全部变更。
权利要求
1.一种带微透镜的液晶显示面板的制造方法，其特征在于，包含以下工序准备液晶显示面板(10)的工序，该液晶显示面板(10)包含通过液晶层(4)互相粘贴的第1和第2透明基板(2、3)，规定光能够透过的多个像素被遮光部(5)隔开，所述多个像素的各像素包含多个像点，该多个像点包含使第1色光透过的第1像点、以及使不同于所述第1色光的第2色光透过的第2像点，所述第1像点在所述多个像点中成为使光固化性树脂固化的性质的光的透射率最高的像点；在所述第1透明基板的表面、形成由未固化的所述光固化性树脂构成的树脂层(9)的工序；面向所述多个像素使入射角变化那样地照射使所述树脂层(9)固化的性质的光、并利用透过所述第1像点的光使部分所述树脂层(9)固化的曝光工序；以及在所述曝光工序之后，除去所述树脂层(9)的未固化部分的显影工序，所述曝光工序这样进行，使得固化部分成为柱面微透镜的形状，并且固化部分的最大厚度等于所述树脂层的厚度。
2. 如权利要求l所述的带微透镜的液晶显示面板的制造方法，其特征在于， 所述第1像点是所述多个像点中透射光的中心波长最短的像点。
3. 如权利要求l所述的带微透镜的液晶显示面板的制造方法，其特征在于， 包含将所述第l透明基板的面内厚度误差或个体间误差中的最薄厚度作为基准、来决定进行所述柱面微透镜的棱线方向的曝光用的扫描时的光照射条件 即微透镜棱线方向曝光扫描条件的工序。
4. 如权利要求3所述的带微透镜的液晶显示面板的制造方法，其特征在于， 所述微透镜棱线方向曝光扫描条件这样决定，使得在所述最薄厚度为Tc、像素间距为Px、折射率为n、曝光照射光的最大入射角度为e i时，满足<formula>formula see original document page 2</formula>, 而且，相当于所述柱面微透镜的棱线的部分的累计曝光量，与为了将所述树脂 层的厚度部分的所述光固化性树脂进行曝光所必需的曝光量一致。
5. —种带微透镜的液晶显示面板，其特征在于，具有 液晶层(4);通过所述液晶层(4)互相粘贴的第l和第2透明基板(2、 3);以及 在所述第l透明基板(2)的表面暂时形成由光固化性树脂构成的树脂层之后、通过使其部分曝光而固化所形成的柱面微透镜(l)，所述柱面微透镜(l)在棱线部分具有二维扩展的平坦面(la)，所述平坦面 (la)是通过在所述树脂层曝光时使其一直到整个所述树脂层的厚度为止进行 固化、从而所述树脂层的表面照原样保留的部分。
全文摘要
带微透镜的液晶显示面板的制造方法，包含以下工序准备液晶显示面板的工序；在该液晶显示面板的第1透明基板2的表面、形成由未固化的光固化性树脂构成的树脂层(9)的工序；面向多个像素使入射角变化那样的照射使上述树脂层(9)固化的性质的光、并利用透过第1像点(6B)的光使部分树脂层(9)固化的曝光工序；以及在上述曝光工序之后除去上述树脂层(9)的未固化部分的显影工序，上述曝光工序这样进行，使得固化部分成为柱面微透镜的形状，并且固化部分的最大厚度等于上述树脂层的厚度。
文档编号G02F1/1335GK101223472SQ20068002629
公开日2008年7月16日 申请日期2006年7月7日 优先权日2005年7月20日
发明者冈田训明, 生田和也 申请人:夏普株式会社