WO2008038487A1 - Panneau d'affichage à cristaux liquides avec matrice de microlentilles, son procédé de fabrication et dispositif d'affichage à cristaux liquides - Google Patents

Description

明 細 書

マイクロレンズアレイ付き液晶表示パネル、その製造方法、および液晶表 示装置

技術分野

[0001] 本発明は、液晶表示パネルおよび液晶表示装置に関するものであり、特に、マイク 口レンズアレイを備えた液晶表示パネルおよびその製造方法に関する。 背景技術

[0002] 近年、モニター、プロジェクタ、携帯情報端末、携帯電話などにおける表示装置とし て液晶表示装置が広く利用されている。液晶表示装置は、一般に、液晶表示パネル の透過率（又は反射率）を駆動信号によって変化させ、液晶表示パネルに照射され る光源からの光の強度を変調して画像や文字を表示する。液晶表示装置には、液晶 表示パネルに表示された画像などを直接観察する直視型表示装置や、表示パネル に表示された画像等を投影レンズによってスクリーン上に拡大投影する投影型表示 装置 (プロジェクタ）などがある。

[0003] 液晶表示装置は、マトリクス状に規則的に配列された画素に画像信号に対応した 駆動電圧をそれぞれ印加することによって、各画素における液晶層の光学特性を変 化させ、その前後に配置された偏光素子（典型的には偏光板）により、液晶層の光学 特性に合わせて、透過する光を調光することで、画像や文字などを表示する。この偏 光板は通常、直視型液晶表示装置では、液晶表示パネルの光入射側基板 (背面基 板)及び光出射側基板 (前面基板または観察者側基板）のそれぞれに直接貼り合わ される。

[0004] 各画素に独立した駆動電圧を印加する方式としては、単純マトリクス方式と、ァクテ イブマトリクス方式とがある。このうち、アクティブマトリクス方式の液晶表示パネルには 、スイッチング素子と画素電極に駆動電圧を供給するための配線とを設ける必要があ る。スイッチング素子としては、 MIM (金属 絶縁体 金属）素子などの非線形 2端 子素子や TFT (薄膜トランジスタ）素子等の 3端子素子が用いられて!/、る。

[0005] ところで、アクティブマトリクス方式の液晶表示装置では、表示パネルに設けたスイツ チング素子（特に TFT)に強い光が入射すると、 OFF状態における素子抵抗が下が り、電圧印加時に画素容量に充電された電荷が放電され、所定の表示状態が得られ ないため、黒状態でも光が漏れてコントラスト比が低下するという問題がある。

[0006] そこで、アクティブマトリクス方式の液晶表示パネルでは、例えば、 TFT (特にチヤ ネル領域）に光が入射するのを防止するために、 TFTや画素電極が設けられた TFT 基板や、 TFT基板に対して液晶層を介して対向する対向基板に、遮光層（ブラック マトリクスと称される。）が設けられる。

[0007] ここで、液晶表示装置が反射型液晶表示装置である場合には、反射電極を遮光層 として用いれば、有効画素面積が低下することがない。し力もながら、透過光を利用 して表示を行う液晶表示装置においては、光を透過しない TFT、ゲートバスラインお よびソースバスラインに加えて遮光層を設けることによって有効画素面積が低下し、 表示領域の全面積に対する有効画素面積の比率、すなわち開口率が低下する。

[0008] なお、液晶表示パネルの高精細化、小型化が進むに連れてこの傾向は顕著になる 。これは、画素のピッチを小さくしても、 TFTやバスラインなどは、電気的性能や製造 技術等の制約からある程度の大きさよりも小さくすることができないからである。

[0009] 特に、近年、携帯電話などモパイル機器の表示装置として、喑!、照明下では液晶 表示パネルを透過するバックライトの光を利用して表示を行い、明るい照明下では液 晶表示パネルの周囲から表示面に入射された光を反射することによって表示を行う、 半透過型の液晶表示装置が普及している。半透過型液晶表示装置では、個々の画 素に反射モードで表示する領域 (反射領域）と透過モードで表示する領域 (透過領域 )とを有しているので、画素ピッチを小さくすることによって、表示領域の全面積に対 する透過領域の面積の比率 (透過領域の開口率）が著しく低下する。このため、半透 過型液晶表示装置は、周囲の明るさに拘らず、コントラスト比の高い表示を実現でき るという利点がある力 透過領域の開口率が小さくなると、輝度が低下するという問題 があった。

[0010] このような透過領域を有する液晶表示装置の光利用効率を改善するための一つの 方法として、液晶表示パネルに、個々の画素に光を集光するマイクロレンズを設け、 液晶表示パネルの実効的な開口率を向上させる方法が特許文献 1及び特許文献 2 に開示されている。また、本出願人は、透過型または半透過型の液晶表示装置など に好適に用いられるマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネルの製造方法を特許文 献 3に開示している。特許文献 3に記載された製造方法によれば、画素に対して自己 整合的に高い位置精度でマイクロレンズを形成することができる。また、特許文献 4に は、フレキシブルプリント基板を TFT基板に取り付けるための熱圧着装置が示されて いる。

特許文献 1 :特開 2005— 195733号公報

特許文献 2：特開 2005— 208553号公報

特許文献 3 :特開 2005— 196139号公報

特許文献 4：特開平 8— 148254号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0011] 特許文献 2の図 5〜9に示されるように、従来の液晶表示パネルでは、マイクロレン ズアレイは TFT基板の光源側の面に形成された窪みの中に配置されている。この窪 みは TFT基板における、スイッチング素子が形成された面とは反対側の面に対しェ ツチング処理を施すことによって形成される。マイクロレンズアレイは、この窪みが形 成された後、窪みの内側にマイクロレンズ形成材料を充填し、充填したマイクロレンズ 形成材料を、フォトリソグラフィプロセスを用いてパターユングすることによって形成さ れている。 TFT基板の周辺部は、エッチングによって除去されることなく層厚部（ある いは土手部）として残され、この層厚部の光源側の面に偏光板が貼り付けられている

〇

[0012] もし層厚部を形成しないとすれば、偏光板はマイクロレンズアレイに貼り付けられる ことになる力 S、その場合、偏光板とマイクロレンズアレイとの接触面積が小さぐ且つ偏 光板の端部がマイクロレンズアレイと接することなくフリーとなるため、偏光板が剥が れやすいといった問題が生じる。しかし、マイクロレンズアレイの周囲に上述の層厚部 を設け、その層厚部に偏光板を貼り付けることにより、この問題は解決される。

[0013] しかし、特許文献 2に示されるような従来の液晶表示パネルを製造する場合、エツ チングによって TFT基板に窪みを形成する工程に加えて、その後、フォトリソグラフィ プロセスによってマイクロレンズアレイを形成する工程が必要であるため、製造工程 数が多!/、と!/、う問題があった。

[0014] この工程数の問題を解決するためには、 TFT基板に上述のような窪みを形成する ことをせず、フォトリソグラフィプロセスによって、 TFT基板の面上にマイクロレンズァレ ィを形成し、その後、同じ工程のなかで、上述の層厚部の代わりに、マイクロレンズァ レイの周辺に、マイクロレンズアレイ形成部材と同じ材料によって偏光板を取り付ける ための支持体を形成することが考えられる。この場合、支持体は上述の層厚部とほぼ 同じ位置にほぼ同じサイズで形成されることになる。

[0015] 図 6は、そのような支持体を有するマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネルの構成 を模式的に表した図である。

[0016] 図に示すように、このマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネル 1は、液晶表示パネ ノレ 12の光入射側（図の下側）に設けられた複数のマイクロレンズ 14aを含むマイクロ レンズアレイ 14と、液晶表示パネル 12の観察者側（図の上側）に設けられた前面側 光学フィルム 22と、マイクロレンズアレイ 14の光入射側に設けられた背面側光学フィ ルム 23と、背面側光学フィルム 23を保持するためにマイクロレンズアレイ 14の周辺 領域に設けられた支持体 16とを備える。前面側光学フィルム 22は液晶表示パネル 1 2に接着層 24を介して貼り付けられており、背面側光学フィルム 23は支持体 16に接 着層 25を介して貼り付けられている。

[0017] 液晶表示パネル 12は、画素毎にスイッチング素子（例えば TFT、 MIM素子など） が形成された電気素子基板 31と、対向基板 32と、液晶層 34とを含んでいる。液晶層 34は、電気素子基板 31と対向基板 32との間に封入された液晶を含んでおり、外周 部に設けられたシール材 36によって密閉されている。

[0018] しかし、本願発明者は、上述のマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネル 1の製造 過程において、次のような問題が発生することに気が付いた。

[0019] 液晶表示パネルには、液晶表示パネルの信号線を外部の駆動回路に接続するた めに、フレキシブルプリント基板が取り付けられる。特許文献 2の図 3に示されるように 、従来の液晶表示パネルでは、フレキシブルプリント基板は TFT基板の周囲の層厚 部に取り付けられている。 [0020] フレキシブルプリント基板の取り付けは、例えば特許文献 4に示されるような熱圧着 装置を用いて行われる。具体的には、以下の方法で取り付けが行われる。まず、 TF T基板の層厚部に形成された接続電極 (端子部）と、フレキシブルプリント基板の接 続電極とを正確に位置合わせしながら、異方性導電膜を介して、フレキシブルプリン ト基板の一端力 ττ基板の層厚部に重ね合わせられる。次に、この状態の TFT基 板及びフレキシブルプリント基板が熱圧着装置のステージに乗せられ、熱圧着ヘッド のヒータツールの先端部がフレキシブルプリント基板と TFT基板との接続部に圧接さ れる。その後、ヒータツールを加熱し、異方性導電膜を溶融することにより、フレキシ ブルプリント基板力 STFT基板に熱圧着されると共に両者の配線が電気的に接続され

[0021] 図 6に示すマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネル 1は、層厚部の代わりに支持 体 16を有しているため、フレキシブルプリント基板 13は、電気素子基板 31の上面の 端部であって、支持体 16が形成された面の裏側の面 17に取り付けられることになる 。しかしながら、上述の熱圧着装置によってフレキシブルプリント基板 13を取り付ける 場合、支持体 16に欠けや割れが発生するという問題があることがわかった。本願発 明者がこの問題を調査したところ、フレキシブルプリント基板 13との圧着工程におい て、支持体 16の凹凸によりガラスの角部などに欠けや割れ力 約 60%という非常に 高い割合で発生することがわかった。その原因としては、支持体 16における微小突 起の存在、支持体 16表面の傾斜、支持体 16の厚さの違いなどにより、圧着時に基 板に力、かる圧力に偏りが生じることなどが考えられる。

[0022] 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造効率が良 ぐ製造工程における不具合の発生が少ない、高品質のマイクロレンズ付き液晶表示 パネル、その製造方法、及びそれを用いた液晶表示装置を提供することにある。 課題を解決するための手段

[0023] 本発明によるマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネルは、画素毎にスイッチング素 子が形成された電気素子基板を含む液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの光 入射側に設けられたマイクロレンズアレイと、前記液晶表示パネルの光入射側であつ て前記マイクロレンズアレイの周辺領域に設けられた支持体と、前記支持体を介して 前記液晶表示パネルに貼り付けられた背面側光学フィルムと、前記電気素子基板に 取り付けられた配線接続基板と、を備え、前記電気素子基板は前記支持体よりも前 記配泉接続基板の方向に突出した突出部を含み、前記配泉接続基板が前記突出 部に取り付けられている。

[0024] ある実施形態において、前記突出部は前記支持体よりも 0. 5mm以上 5. Omm以 下だけ前記配泉接続基板の方向に突出している。

[0025] ある実施形態では、前記配線接続基板の端部が前記突出部の上に位置する。

[0026] ある実施形態では、前記配泉接続基板の前記端部と前記支持体の前記配泉接続 基板の側の端部との間の距離が 0. 3mm以上 4. Omm以下である。

[0027] ある実施形態では、前記支持体が前記マイクロレンズアレイと同じ材料によって形 成されている。

[0028] ある実施形態では、前記突出部の面上に前記電気素子基板の電気接続端子が形 成されている。

[0029] ある実施形態では、前記マイクロレンズアレイと前記背面側光学フィルムとの間に複 数の凸部が設けられている。

[0030] 本発明によるマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネルの製造方法は、液晶表示パ ネノレと、前記液晶表示パネルの光入射側に設けられたマイクロレンズアレイと、前記 マイクロレンズアレイの光入射側に設けられた背面側光学フィルムとを備えるマイクロ レンズアレイ付き液晶表示パネルの製造方法であって、 (a)画素毎にスイッチング素 子が形成された電気素子基板を有する液晶表示パネルを用意する工程と、 (b)前記 液晶表示パネルの面に樹脂層を形成する工程と、（c)前記樹脂層を加工することに よって、マイクロレンズアレイと、前記マイクロレンズアレイの周辺領域に位置する支持 体を形成する工程と、 (d)前記支持体を介して背面側光学フィルムを前記液晶表示 パネルに貼り付ける工程と、 (e)前記電気素子基板に配線接続基板を取り付けるェ 程とを含み、前記工程 (c)において、前記支持体の外側の一端が前記電気素子基 板の端部から所定の距離だけ内側に形成され、前記工程 (e)において、前記配線接 続基板は、前記電気素子基板における前記支持体の前記一端と前記電気素子基板 の前記端部との間の部分に取り付けられる。 [0031] ある実施形態では、前記工程 (c)において、前記支持体の前記一端は前記電気素 子基板の前記端部から 0. 5mm以上 5. Omm以下だけ内側に形成される。

[0032] ある実施形態では、前記工程 (e)にお!/、て、前記配線接続基板は、前記配線接続 基板の端部が前記支持体の前記一端と前記電気素子基板の前記端部との間に位 置するように取り付けられる。

[0033] ある実施形態では、前記支持体の前記一端と前記配泉接続基板の前記端部との 間の距離が 0. 3mm以上 4. Omm以下である。

[0034] ある実施形態において、前記工程 (b)で形成される樹脂層は光硬化性樹脂層であ つて、前記工程 (c)は、前記液晶表示パネルを介して前記光硬化性樹脂層を露光す る工程を含む。

[0035] ある実施形態は、前記電気素子基板における前記支持体の前記一端と前記電気 素子基板の前記端部との間の部分に、前記電気素子基板の電気接続端子を形成 する工程を含む。

[0036] ある実施形態は、前記樹脂層を加工することによって、前記マイクロレンズアレイの 表面に複数の凸部を形成する工程を含む。

[0037] 本発明による液晶表示装置は、画素毎に液晶層の光透過率を制御するためのスィ ツチング素子が形成された電気素子基板を含む液晶表示パネルと、前記液晶表示 パネルの光入射側に設けられたマイクロレンズアレイと、前記液晶表示パネルの光入 射側であって前記マイクロレンズアレイの周辺領域に設けられた支持体と、前記支持 体を介して前記液晶表示パネルに貼り付けられた背面側光学フィルムと、前記電気 素子基板に取り付けられた配泉接続基板とを備え、前記電気素子基板は前記支持 体よりも前記配線接続基板の方向に突出した突出部を含み、前記配線接続基板が 前記突出部に取り付けられている。

[0038] ある実施形態では、前記配線接続基板の端部が前記突出部の上に位置する。

[0039] ある実施形態では、前記支持体が前記マイクロレンズアレイと同じ材料によって形 成されている。

[0040] また、本発明による液晶表示パネルは、画素毎にスイッチング素子が形成された電 気素子基板を含む液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの光入射側に設けられ たマイクロレンズアレイと、前記液晶表示パネルの光入射側であって前記マイクロレン ズアレイの周辺領域に設けられた支持体と、前記支持体を介して前記液晶表示パネ ノレに貼り付けられた背面側光学フィルムと、前記電気素子基板に取り付けられた配 線接続基板とを備え、前記配線接続基板が取り付けられた位置における前記電気素 子基板の厚さが、前記マイクロレンズアレイが形成された位置における前記電気素子 基板の厚さと実質的に同じである。

発明の効果

[0041] 本発明によれば、配泉接続基板は電気素子基板の支持体が形成されて!/、な!/ヽ部 分（突出部）に取り付けられるので、フレキシブルプリント基板の取り付け工程におい て生じ得る部材の欠けや割れの発生を防止することができる。これにより、製造効率 が良ぐ製造工程における不具合の発生が少ない、高品質のマイクロレンズアレイ付 き液晶表示パネル及び液晶表示装置が提供される。また、本発明によれば、そのよう な液晶表示パネルおよび液晶表示装置を効率良く製造する方法が提供される。 図面の簡単な説明

[0042] [図 1]本実施形態のマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネルを模式的に示した平面 図である。

[図 2]図 1の A— A'断面における本実施形態のマイクロレンズアレイ付き液晶表示パ ネルの構成を示す断面図である。

[図 3]本実施形態のマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネルの変形例を模式的に示 した断面図である。

[図 4] (a)〜（g)は、本実施形態のマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネルの製造方 法を模式的に示した断面図である。

[図 5] (a)は、本発明によるマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネルを備えた液晶表 示装置を模式的に示す断面図であり、（b)は、その液晶表示装置の貼り合わせ領域 を示す平面図である。

[図 6]本発明が解決しょうとする課題を説明するために用いるマイクロレンズアレイ付 き液晶表示パネルの一例を示す断面図である。

符号の説明 [0043] 1 マイクロレンズアレイ付き液晶表示パネル

12 液晶表示パネル

13 フレキシブルプリント基板

14a マイクロレンズ

14a' マイクロレンズの潜像

16 支持体

22 前面側光学フィルム

23 背面側光学フィルム

24、 25 接着層

26 支持体

26 ' 支持体の潜像

30 電気素子基板

31 電気素子基板

32 対向基板

34 液晶層

37 突出部

38 凸部

40 フォトマスク

41 ノ ックライト

100A、 100B、 100C マイクロレンズアレイ付き液晶表示パネル

200 液晶表示装置

発明を実施するための最良の形態

[0044] 以下、図面を参照しながら、本発明による実施形態のマイクロレンズアレイ付き液晶 表示パネルの構造を説明する。

[0045] 図 1は、本実施形態のマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネルを模式的に示した 平面図であり、図 2は、図 1の A— A'断面における本実施形態のマイクロレンズァレ ィ付き液晶表示パネルの構成を示す断面図である。 [0046] 図 1に示すように、本実施形態のマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネル 100Aは 、マトリクス状に配置された複数の画素を有する表示領域 10及びその周辺領域 11を 含む液晶表示パネル（「液晶セル」とも呼ぶ。） 12と、配線接続基板であるフレキシブ ルプリント基板（フレキシブルプリント回路（FPC)とも呼ぶ。） 13を備えている。フレキ シブルプリント基板 13は、液晶表示パネル 12の信号線を図示しない液晶駆動回路 に接続するために用いられる。

[0047] さらに、図 2に示すように、マイクロレンズアレイ付き液晶表示パネル 100Aは、液晶 表示パネル 12の光入射側（図の下側）に設けられた複数のマイクロレンズ 14aを含む マイクロレンズアレイ 14と、液晶表示パネル 12の観察者側（図の上側）に設けられた 前面側光学フィルム 22と、マイクロレンズアレイ 14の光入射側に設けられた背面側 光学フィルム 23と、液晶表示パネル 12と背面側光学フィルム 23との間であってマイ クロレンズアレイ 14の周辺領域に設けられた支持体 26とを備える。

[0048] 前面側光学フィルム 22は液晶表示パネル 12に接着層 24を介して貼り付けられて おり、背面側光学フィルム 23は支持体 26に接着層 25を介して貼り付けられている。 なお、前面側光学フィルム 22および背面側光学フィルム 23は、それぞれ少なくとも 直線偏光を透過する偏光フィルムを備えている。支持体 26は、マイクロレンズ 14aと 同じ材料で形成することが好ましぐ後述するように同一の工程で形成することが好ま しい。

[0049] 液晶表示パネル 12は、画素毎にスイッチング素子（例えば TFT、 MIM素子など） が形成された電気素子基板 30と、対向基板 32と、液晶層 34を含んでいる。液晶層 3 4は、電気素子基板 30と対向基板 32との間に封入された液晶材料を含み、外周部 に設けられたシール材 36によって密閉されている。

[0050] 電気素子基板 30は支持体 26よりもフレキシブルプリント基板 13の方向に突出した 突出部 37を含んでいる。突出部 37には、その上面（液晶層 34側の面）に電気素子 基板 30の接続電極が形成されている。フレキシブルプリント基板 13は突出部 37の 上面に取り付けられており、電気素子基板 30及びフレキシブルプリント基板 13の接 続電極どうしが電気的に接続されている。

[0051] 突出部 37の長さ Lは 2. 5mmであり、好ましくは 0. 5mm以上 5. Omm以下である。 フレキシブルプリント基板 13の液晶表示パネル 12の側の端部は突出部 37の面上に 位置する。また、基板面に垂直に見たときのこの端部と支持体 26の外側の端部との 間の距離 Mは 1. Omm、好ましくは 0. 3mm以上 4. Omm以下である。

[0052] なお、本実施形態において、マイクロレンズアレイ 14のマイクロレンズ 14aは、各画 素に対応して設けられている力 マイクロレンズアレイ 14をレンチキュラーレンズによ つて構成しても良い。また、フレキシブルプリント基板 13は電気素子基板 30の突出 部 37の上面に取り付けられるとしている力 電気素子基板 30の接続電極を突出部 3 7の下面（マイクロレンズアレイ 14側の面）に形成し、フレキシブルプリント基板 13を 突出部 37の下面に取り付けてもよい。

[0053] 次に、本実施形態の変形例について図 3を用いて説明する。

[0054] 図 3に示すように、変形例のマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネル 100Bは、図 2に示したマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネル 100Aに、マイクロレンズアレイ 1 4と背面側光学フィルム 23との間に配置された複数の凸部 38を加えたものであり、そ れ以外の点は図 2に示した実施形態と同じである。同じ構成要素には同じ参照番号 を振り、その説明を省略している。

[0055] 凸部 38はマイクロレンズ 14a毎に、マイクロレンズ 14aの頂上部に形成されている。

各凸部 38の先端 (背面側光学フィルム 23の側の端部）は背面側光学フィルム 23に 達している。したがって、背面側光学フィルム 23は支持体 26のみならず凸部 38によ つても保持され、マイクロレンズ 14aと背面側光学フィルム 23との間の距離がより均一 に一定に保たれる。

[0056] 液晶表示パネル 100Bにおいては、支持体 26と複数の凸部 38とが、背面側光学フ イルム 23とマイクロレンズ 14との間隔を一定に保つように作用するので、両者が密着 することに起因する輝度むらの発生や信頼性の低下を抑制 ·防止することが出来る。 さらに、支持体 26および凸部 38をマイクロレンズ 14と同じ材料を用いて形成すると、 比較的簡単な方法でマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネルを製造することができ るので、製造コストを低減することができる。

[0057] なお、凸部 38は、背面側光学フィルム 23のマイクロレンズアレイ 14側の表面に設 けてもよい。また、凸部 38は必ずしも各マイクロレンズ 14aに対応して設ける必要はな く、複数のマイクロレンズ 14aの内の幾つかに選択的に設けてもよい。例えば、 3つの マイクロレンズに対して 1つの凸部を設けても良い。さらに、凸部はマイクロレンズ 14a の頂上部に設ける必要はなぐ隣接するマイクロレンズの間に設けても良い。

[0058] 上述のマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネル 100A及び 100Bでは、フレキシブ ルプリント基板 13が電気素子基板 30の突出部 37に取り付けられているので、取り付 け時における基板の欠けや割れの発生が防止される。従来のマイクロレンズアレイ付 き液晶表示パネルと比較した結果、欠けや割れなどの不具合の発生頻度は、従来の マイクロレンズアレイ付き液晶表示パネルでは約 60%であった力 本願発明によるマ イク口レンズアレイ付き液晶表示パネル 100A及び 100Bではほぼ 0%であった。

[0059] 本発明は、画素ピッチが 70 μ m〜250 μ mの液晶表示パネルに好適に適用され、 特に、画素ピッチが 200 m以下の液晶表示パネルに好適に適用される。マイクロレ ンズの直径（レンズ機能を発現する方向の幅）は、画素ピッチとほぼ等しく設定される 。マイクロレンズの高さは、約 10 μ m〜35 μ mであり、マイクロレンズの直径にほぼ比 例する。

[0060] なお、本実施形態の他の変形例として、上述のマイクロレンズアレイ付き液晶表示 パネル 100Aあるいは 100Bにおいて支持体を形成しない構成もあり得る。その場合 、背面側光学フィルム 23は、図 2におけるマイクロレンズアレイ 14の各マイクロレンズ 14aの頂点部分、あるいは図 3における各凸部 38に貼り付けられる。この場合も、フ レキシブルプリント基板 13は、下面に樹脂層等が形成されていない電気素子基板 3 0の突出部 37の上面に形成される。従って、フレキシブルプリント基板 13が取り付け られた位置における電気素子基板 30の厚さは、マイクロレンズアレイ 14が形成され た位置における電気素子基板 30の厚さと実質的に同じである。

[0061] 次に、図 4を参照して、本発明によるマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネルの好 ましい製造方法を説明する。

[0062] まず、図 4 (a)に示すようにマトリクス状に配置された複数の画素を有する液晶表示 パネル 12を用意する。ここで、液晶表示パネル 12の電気素子基板 30の一方の端は 、対向基板 32の端よりも外側に突出している。この工程は、電気素子基板 30におけ る支持体 26の外部の端と電気素子基板 30の端部との間の部分（上述の突出部 37 に対応する部分）に、電気素子基板 30の電気接続端子を形成する工程を含む。

[0063] 次に、図 4 (b)に示すように液晶表示パネル 12の外側の一対の主面の一方に樹脂 層 11を形成する。

[0064] 続いて、図 4 (c)〜（e)に示すように、樹脂層 1 1を加工することによって、複数のマ イク口レンズ 14aを備えるマイクロレンズアレイ 14と支持体 26とを形成する。

[0065] 樹脂層 11は、光硬化性樹脂によって形成することが好ましい。光硬化性樹脂を用 いれば、図 4 (c)に示すように、液晶表示パネル 12を介して光硬化性樹脂層 11を露 光することによって、マイクロレンズ 14a (マイクロレンズの潜像 14a，）を形成すること ができる。この時、図 4 (c)において、突出部 37は遮光する。マイクロレンズ 14aの形 成は、特許文献 3に記載された方法で行うことが好ましい。

[0066] その後、図 4 (d)に示すように、樹脂層 11を液晶表示パネル 12とは反対側からフォ トマスク 40を介して露光することによって支持体 26 (支持体の潜像 26 ' )を形成する。 ここで、電気素子基板 30の一方の端（図の右側の端)付近の支持体の潜像 26 'は、 電気素子基板 30の端から所定の距離だけ内側に形成される。なお、図 3に示した複 数の凸部 38を有するマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネル 100Bを製造する場 合、フォトマスク 40の開口部（透光部）のパターンを変えることにより、支持体 26と同 時に凸部 38 (凸部の潜像）を形成することが出来る。

[0067] 露光工程に引き続いて現像工程を行うことにより、図 4 (e)に示すように、複数のマ イク口レンズ 14aを備えるマイクロレンズアレイ 14が形成されると共に、マイクロレンズ アレイ ₁₄の周辺領域に支持体 26が形成される。電気素子基板 30の一端には、支持 体 26の外側の端よりもさらに外側に突出した突出部 37が形成される。

[0068] このとき、支持体 26および凸部 38の高さは、樹脂層 11の厚さで規定される。よって 、たとえば、ドライフィルムレジストを用いれば、厚さの均一性の高い樹脂層 11が得ら れるので、支持体 26および凸部 38の高さ（最高高さ）を精密に制御できるという利点 が得られる。

[0069] この後、図 4 (f)に示すように、背面側光学フィルム 23を接着層 25及び支持体 26を 介して液晶表示パネル 12に貼り合わせるとともに、前面側光学フィルム 22を接着層 24を介して液晶表示パネル 12に貼り合わせる。なお、前面側光学フィルム 22は、上 記のプロセスの任意の時点で、液晶表示パネル 12に貼り合せることができる。

[0070] なお、複数の液晶表示パネル 12を含む大板の液晶表示基板 (貼り合せ基板）にお いて、上述したものと同様の方法によってマイクロレンズアレイ 14を作成し、その後、 例えば国際公開第 03/040049号パンフレットに示される方法によって液晶表示基 板を分断して、図 4 (f)に示した貼り合せ基板を作成することもできる。

[0071] 最後に、図 4 (g)に示すように、電気素子基板 30の突出部 37の上面にフレキシブ ルプリント基板 13が貼り付けられる。フレキシブルプリント基板 13の貼り付けは、例え ば特許文献 4に記載された方法によって行われる。

[0072] 具体的には、まず、電気素子基板 30の突出部 37の上面に形成された接続電極（ 端子部）と、フレキシブルプリント基板 13の接続電極とを正確に位置合わせしながら 、異方性導電膜を介して、フレキシブルプリント基板 13の一端が電気素子基板 30の 突出部 37の上面に重ね合わせられる。電気素子基板 30及びフレキシブルプリント基 板 13は、この状態で熱圧着装置のステージに乗せられ、熱圧着ヘッドのヒータツー ルの先端部がフレキシブルプリント基板 13と電気素子基板 30との接続部に圧接され る。その後、ヒータツールを加熱することにより、電気素子基板 30にフレキシブルプリ ント基板 13が熱圧着されると共に、両者の配線が電気的に接続される。

[0073] フレキシブルプリント基板 13が貼り付けられる突出部 37の裏側には、マイクロレンズ 14aと同じ材料で形成された層厚部である支持体 26が存在しないので、基板等に割 れゃ欠けが発生することはほとんどない。なお、電気素子基板 30の接続端子を、突 出部 37の下面に形成することも可能であり、その場合、フレキシブルプリント基板 13 は突出部 37の下面に貼り付けられる。

[0074] 上述の図 4 (c)〜（e)の工程では、例えば、転写法などの方法によって、マイクロレ ズアレイ 14等を形成することもできる。転写法を用いる場合、樹脂層 11にスタンパー を押し当ててスタンパーの型を転写することによって、マイクロレンズアレイ 14及び支 持体 26 (凸部 38が形成される場合は凸部 38も）が形成される。これによつて、図 4 (e )に示したものと同等の構造を有する液晶表示パネルが得られる。

[0075] 本発明のマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネルにおけるマイクロレンズアレイ 14 は、例えば、特許文献 3に記載されている方法によって形成することができる。この方 法によれば、図 4の（c)に示すように、露光照射光が液晶表示パネル 12を介して光 硬化性樹脂層 11に照射される。このとき、露光照射光の液晶表示パネル 12への入 射角度を段階的あるいは連続的に変化させ、光硬化性樹脂層 11への照射強度を部 分的に変化させることにより、各画素に対応したマイクロレンズ 14aが形成される。マ イク口レンズ 14aの頂点部に平坦部を設けることによって、マイクロレンズによる輝度 向上効果をさらに増大させることもできる。

[0076] 図 5に本発明による実施形態の液晶表示パネル 100Cを備える液晶表示装置 200 の構成を模式的に示す。液晶表示パネル 100Cは、本実施形態のマイクロレンズァ レイ付き液晶表示パネル 100A及び 100Bに対応するものである力 ここでは、電気 素子基板 30の突出部 37及びフレキシブルプリント基板 13の図示を省略している。

[0077] 液晶表示装置 200は、液晶表示パネル 100Cと、高指向性のバックライト 41とを備 えている。高指向性のバックライト 41は、光源 42、光源 42から出射された光を受けて その中を伝搬させながら液晶表示パネル 100Cに向けて出射する導光板 43、導光 板 43の裏面から出射された光あるいは液晶表示装置 200の外部から入射され液晶 表示パネル 100Cや導光板 43を透過した光を導光板 43に向けて反射する反射板 4 4を有している。

[0078] このバックライト 41は、光源 42として用いた LEDの配列方向の指向性が低ぐそれ に直交する方向の指向性が高い光を出射する。なお、指向性とはバックライト 41から の光の発散の程度（平行度）を示す指標であり、通常正面方向の輝度の半分の輝度 になる角度を指向性半値角として定義する。従って、この指向性半値角が小さいほど 、正面方向にピーク（指向性が高!/、）をもったバックライトとなる。

[0079] 液晶表示装置 200に好適に用いられるバックライト 41としては、例えば、 IDW' 02「 Viewing Angle Control using Optical Microstructures on Light— Gu ide Plate for Illumination System of Mobile Transmissive LCD Mo dule 」， K. KALANTAR, p549— 552、 IDW，02「Prism— sheetless High B right Backlight System for Mobile Phone 」A. Funamoto et al. p. 6 87— 690、特開 2003— 35824号公報、特表平 8— 511129号公報などに記載され TV、るバックライトを挙げること力 Sできる。 [0080] マイクロレンズアレイ 14を設けることにより、画素（開口部）以外のエリアを照明する 光、すなわちバックライト 41から画素周辺に形成された遮光膜 BMに向かって出射さ れた光が、マイクロレンズ 14aによって画素に導かれ、液晶表示パネル 100Cから出 射される。このため、バックライト 41の光利用効率が向上する。

[0081] 液晶表示パネル 100Cのようなマイクロレンズアレイ付表示パネルにおいて高い光 利用効率を得ようとする場合、バックライト 41の指向性は高い方が好ましい。すなわ ち、バックライト 41からの出射光の指向性半値角が小さい方が好ましい。

[0082] 一方、画素については、開口が大きいほうが光利用効率を高くすることができる。し かし、半透過型液晶表示パネルでは、反射型としての特性も重要であり、画素のうち の一部（透過領域)だけが透過表示に用いられるので、開口率 (透過領域の面積比 率）が制限される。半透過型液晶表示パネルでは、多くの場合、開口率は 20〜60% である。このように、半透過型液晶表示パネルなどの開口率が低い液晶表示パネル に、本発明は好適に用いられる。

[0083] 液晶表示パネル 100Cは、液晶表示パネル 12の両側に前面側光学フィルム 22お よび背面側光学フィルム 23を有している。背面側光学フィルム 23は、液晶表示パネ ル 12の画像表示エリアの外側、いわゆる額縁部分に形成された接着層を介して、液 晶表示パネル 12の支持体 26と貼り合わされている。なお、接着層としては、例えば 接着テープを用いることができるがこれに限られず、接着性を有するものであれば、 その他の接着剤を用いることもできる。例えば、液晶表示パネル 12または背面側光 学シート 23の周辺部にディスペンサーなどを用いて接着剤を塗布しても良いし、印 刷してもよい。

[0084] 本発明によれば、支持体 26がマイクロレンズアレイ 14と同じフォトリソグラフィプロセ スによって形成され、しかも、フレキシブルプリント基板 13が支持体 26よりも外側に突 出した突出部 37に取り付けられる。したがって、製造効率が良ぐしかも製造工程に おける不具合の発生が少ない、高品質のマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネル、 その製造方法、及びそれを用いた液晶表示装置を提供することができる。

産業上の利用可能性

[0085] 本発明は、液晶表示パネル及び液晶表示装置の品質及び製造効率を向上させ、 特に半透過型液晶表示パネルなど開口率の比較的小さな液晶表示パネル及び液 晶表示装置の品質および製造効率を向上させる。

Claims

請求の範囲

[1] 画素毎にスイッチング素子が形成された電気素子基板を含む液晶表示パネルと、 前記液晶表示パネルの光入射側に設けられたマイクロレンズアレイと、

前記液晶表示パネルの光入射側であって前記マイクロレンズアレイの周辺領域に 設けられた支持体と、

前記支持体を介して前記液晶表示パネルに貼り付けられた背面側光学フィルムと、 前記電気素子基板に取り付けられた配線接続基板と、を備え、

前記電気素子基板は前記支持体よりも前記配泉接続基板の方向に突出した突出 部を含み、前記配泉接続基板が前記突出部に取り付けられているマイクロレンズァレ ィ付き液晶表示パネル。

[2] 前記突出部は前記支持体よりも 0. 5mm以上 5. Omm以下だけ前記配線接続基 板の方向に突出している、請求項 1に記載のマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネ ル。

[3] 前記配線接続基板の端部が前記突出部の上に位置する、請求項 1または 2に記載 のマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネル。

[4] 前記配線接続基板の前記端部と、前記支持体の前記配線接続基板の側の端部と の間の距離が 0. 3mm以上 4. Omm以下である、請求項 3に記載のマイクロレンズァ レイ付き液晶表示パネル。

[5] 前記支持体が前記マイクロレンズアレイと同じ材料によって形成されている、請求 項 1から 4のいずれか 1項に記載のマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネル。

[6] 前記突出部の面上に前記電気素子基板の電気接続端子が形成されている、請求 項 1から 5のいずれか 1項に記載のマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネル。

[7] 前記マイクロレンズアレイと前記背面側光学フィルムとの間に複数の凸部が設けら れている、請求項 1から 6のいずれか 1項に記載のマイクロレンズアレイ付き液晶表示 パネル。

[8] 液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの光入射側に設けられたマイクロレンズ アレイと、前記マイクロレンズアレイの光入射側に設けられた背面側光学フィルムとを 備えるマイクロレンズアレイ付き液晶表示パネルの製造方法であって、 (a)画素毎にスイッチング素子が形成された電気素子基板を有する液晶表示パネ ルを用意する工程と、

(b)前記液晶表示パネルの面に樹脂層を形成する工程と、

(c)前記樹脂層を加工することによって、マイクロレンズアレイと、前記マイクロレン ズアレイの周辺領域に位置する支持体を形成する工程と、

(d)前記支持体を介して背面側光学フィルムを前記液晶表示パネルに貼り付ける 工程と、

(e)前記電気素子基板に配線接続基板を取り付ける工程と、を含み、

前記工程 (c)において、前記支持体の外側の一端が前記電気素子基板の端部か ら所定の距離だけ内側に形成され、

前記工程 (e)において、前記配線接続基板は、前記電気素子基板における前記 支持体の前記一端と前記電気素子基板の前記端部との間の部分に取り付けられる、 マイクロレンズアレイ付き液晶表示パネルの製造方法。

[9] 前記工程 (c)にお!/、て、前記支持体の前記一端は前記電気素子基板の前記端部 力、ら 0. 5mm以上 5. Omm以下だけ内側に形成される、請求項 8に記載の製造方法

[10] 前記工程 (e)にお!/、て、前記配線接続基板は、前記配線接続基板の端部が前記 支持体の前記一端と前記電気素子基板の前記端部との間に位置するように取り付け られる、請求項 8または 9に記載の製造方法。

[11] 前記支持体の前記一端と前記配線接続基板の前記端部との間の距離が 0. 3mm 以上 4. 0mm以下である、請求項 10に記載の製造方法。

[12] 前記工程 (b)で形成される樹脂層は光硬化性樹脂層であって、

前記工程 (c)は、前記液晶表示パネルを介して前記光硬化性樹脂層を露光するェ 程を含む、請求項 8から 11のいずれ力、 1項に記載の製造方法。

[13] 前記電気素子基板における前記支持体の前記一端と前記電気素子基板の前記端 部との間の部分に、前記電気素子基板の電気接続端子を形成する工程を含む、請 求項 8から 12のいずれか 1項に記載の製造方法。

[14] 前記樹脂層を加工することによって、前記マイクロレンズアレイの表面に複数の凸 部を形成する工程を含む、請求項 8から 13のいずれ力、 1項に記載の製造方法。

[15] 画素毎に液晶層の光透過率を制御するためのスイッチング素子が形成された電気 素子基板を含む液晶表示パネルと、

前記液晶表示パネルの光入射側に設けられたマイクロレンズアレイと、

前記液晶表示パネルの光入射側であって前記マイクロレンズアレイの周辺領域に 設けられた支持体と、

前記支持体を介して前記液晶表示パネルに貼り付けられた背面側光学フィルムと、 前記電気素子基板に取り付けられた配線接続基板と、を備え、

前記電気素子基板は前記支持体よりも前記配泉接続基板の方向に突出した突出 部を含み、前記配泉接続基板が前記突出部に取り付けられている液晶表示装置。

[16] 前記配線接続基板の端部が前記突出部の上に位置する、請求項 15に記載の液 曰日 不¾¾11_。

[17] 前記支持体が前記マイクロレンズアレイと同じ材料によって形成されている、請求 項 15または 16に記載の液晶表示装置。

[18] 画素毎にスイッチング素子が形成された電気素子基板を含む液晶表示パネルと、 前記液晶表示パネルの光入射側に設けられたマイクロレンズアレイと、

前記液晶表示パネルの光入射側であって前記マイクロレンズアレイの周辺領域に 設けられた支持体と、

前記支持体を介して前記液晶表示パネルに貼り付けられた背面側光学フィルムと、 前記電気素子基板に取り付けられた配線接続基板と、を備え、

前記配線接続基板が取り付けられた位置における前記電気素子基板の厚さが、前 記マイクロレンズアレイが形成された位置における前記電気素子基板の厚さと実質 的に同じである、マイクロレンズアレイ付き液晶表示パネル。