(57)【要約】【課題】製造工程が簡略化されると共に、平坦部を精度よく形成するマイクロレンズアレイ基板の製造方法、マイクロレンズアレイ基板、電気光学装置、電子機器を提供すること。【解決手段】マイクロレンズアレイ基板ＭＬの製造方法は、透明基板２１上に高屈折率膜２５ｍを形成する工程Ｓ１と、高屈折率膜２５ｍ上に、高屈折率膜２５ｍより低い屈折率を有する第１の低屈折率膜２６ｍを形成する工程Ｓ２と、第１の低屈折率膜２６ｍ上におけるマイクロレンズＭＬの形成領域に、レジストパターン６１を形成する工程Ｓ３と、レジストパターン６１に熱処理を施して、レジストパターン６１を、外周側において傾斜面を含む凸形状に変形させる工程Ｓ４と、変形したレジストパターン６１を介して、高屈折率膜２５ｍおよび第１の低屈折率膜２６ｍにエッチング処理を施して、レジストパターン６１の凸形状を転写する工程Ｓ５と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に高屈折率膜を形成する工程と、
前記高屈折率膜上に、前記高屈折率膜より低い屈折率を有する第１の低屈折率膜を形成する工程と、
前記第１の低屈折率膜上におけるマイクロレンズの形成領域に、レジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンに熱処理を施して、前記レジストパターンを、外周側において傾斜面を含む凸形状に変形させる工程と、
変形した前記レジストパターンを介して、前記高屈折率膜および前記第１の低屈折率膜にエッチング処理を施して、前記レジストパターンの前記凸形状を、前記高屈折率膜および前記第１の低屈折率膜に転写する工程と、を備えたマイクロレンズアレイ基板の製造方法。
【請求項２】
前記傾斜面は曲面である、請求項１に記載のマイクロレンズアレイ基板の製造方法。
【請求項３】
前記転写する工程の後に、前記凸形状が転写された前記高屈折率膜および前記第１の低屈折率膜を被覆して、前記第１の低屈折率膜と等しい屈折率を有する第２の低屈折率膜を形成する工程を備えた、請求項１または請求項２に記載のマイクロレンズアレイ基板の製造方法。
【請求項４】
複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイ基板であって、
透明基板と、
前記透明基板上に配置され、平面視における前記マイクロレンズの中央部に平坦部を有する、高屈折率膜から成る第１レンズ部と、
前記平坦部上に設けられ、前記高屈折率膜より低い屈折率を有する第１の低屈折率膜から成る第２レンズ部と、を備え、
前記マイクロレンズは、前記第１レンズ部と前記第２レンズ部とから成る凸形状を有し、
前記凸形状は、平面視における外周側に、前記第１レンズ部と前記第２レンズ部とが連続した曲面の傾斜面を含むマイクロレンズアレイ基板。
【請求項５】
前記第１レンズ部および前記第２レンズ部を被覆する、前記第１の低屈折率膜と等しい屈折率を有する第２の低屈折率膜を備えた、請求項４に記載のマイクロレンズアレイ基板。
【請求項６】
前記透明基板の法線方向において、前記平坦部と前記透明基板との距離は、前記凸形状の頂部と前記平坦部との距離よりも大きい、請求項４または請求項５に記載のマイクロレンズアレイ基板。
【請求項７】
画素ごとに配置されたスイッチング素子と、前記画素に対応した開口部が形成され、前記スイッチング素子と平面視で重ねられて配置された遮光部と、を有する第１基板と、
前記第１基板と対向して配置された第２基板と、
前記第１基板または前記第２基板のいずれかに配置された、請求項４から請求項６のいずれか１項に記載のマイクロレンズアレイ基板と、
前記第１基板と前記第２基板とに挟持された電気光学層と、を備え、
前記マイクロレンズは、前記画素と平面視で重ねられて配置され、
前記マイクロレンズの前記平坦部は、平面視で前記開口部に重なる電気光学装置。
【請求項８】
前記マイクロレンズアレイ基板は、前記第２基板に配置された、請求項７に記載の電気光学装置。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の電気光学装置を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロレンズアレイ基板の製造方法、マイクロレンズアレイ基板、電気光学装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気光学装置として、画素ごとにスイッチング素子が設けられたアクティブ駆動型の液晶装置が知られていた。また、該液晶装置を、ライトバルブとして用いた電子機器としての液晶プロジェクターが知られていた。このような液晶プロジェクターでは、明るく鮮明な画像を投射するために、ライトバルブに入射した光を効率よく利用することが求められる。
【０００３】
そこで、ライトバルブにマイクロレンズアレイを配置し、さらにマイクロレンズの中央部に平坦な領域を設ける場合がある。平坦な領域を設けることにより、回折に起因する斜め光（回折光）の発生を抑えることが可能となる。これによって、マイクロレンズアレイの集光効果と併せて、液晶装置における光の利用効率が向上する。
【０００４】
例えば、特許文献１には、凹部に平坦状の底部が設けられた平板型マイクロレンズが開示されている。また、特許文献２には、傾斜面と中央部に平坦部とを有するマイクロレンズが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−４３５８８号公報
【特許文献２】特開２０１６−２４４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の平板型マイクロレンズでは、製造工程を簡略化することが難しいという課題があった。詳しくは、製造工程において、湿式エッチングによって凹部を形成するために、所謂ハードマスクが用いられている。したがって、ハードマスクの形成および除去の工程が必要となり、製造工程が複雑になりやすかった。また、特許文献２に記載のマイクロレンズでは、平坦部を精度よく形成することが難しいという課題があった。詳しくは、平坦部と傾斜面との間に曲面部があり、平坦部の大きさや形状にばらつきが生じる場合があり、平坦部を精度よく形成するために工数が増加する可能性があった。すなわち、製造工程が簡略化されると共に、マイクロレンズにおける平坦部を精度よく形成するマイクロレンズアレイ基板の製造方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願のマイクロレンズアレイ基板の製造方法は、透明基板上に高屈折率膜を形成する工程と、高屈折率膜上に、高屈折率膜より低い屈折率を有する第１の低屈折率膜を形成する工程と、第１の低屈折率膜上におけるマイクロレンズの形成領域に、レジストパターンを形成する工程と、レジストパターンに熱処理を施して、レジストパターンを、外周側において傾斜面を含む凸形状に変形させる工程と、変形したレジストパターンを介して、高屈折率膜および第１の低屈折率膜にエッチング処理を施して、レジストパターンの凸形状を、高屈折率膜および第１の低屈折率膜に転写する工程と、を備える。
【０００８】
上記のマイクロレンズアレイ基板の製造方法において、傾斜面は曲面であることが好ましい。
【０００９】
上記のマイクロレンズアレイ基板の製造方法において、転写する工程の後に、凸形状が転写された高屈折率膜および第１の低屈折率膜を被覆して、第１の低屈折率膜と等しい屈折率を有する第２の低屈折率膜を形成する工程を備えることが好ましい。
【００１０】
本願のマイクロレンズアレイ基板は、複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイ基板であって、透明基板と、透明基板上に配置され、平面視におけるマイクロレンズの中央部に平坦部を有する、高屈折率膜から成る第１レンズ部と、平坦部上に設けられ、高屈折率膜より低い屈折率を有する第１の低屈折率膜から成る第２レンズ部と、を備え、マイクロレンズは、第１レンズ部と第２レンズ部とから成る凸形状を有し、凸形状は、平面視における外周側に、第１レンズ部と第２レンズ部とが連続した曲面の傾斜面を含む。
【００１１】
上記のマイクロレンズアレイ基板において、第１レンズ部および第２レンズ部を被覆する、第１の低屈折率膜と等しい屈折率を有する第２の低屈折率膜を備えることが好ましい。
【００１２】
上記のマイクロレンズアレイ基板では、透明基板の法線方向において、平坦部と透明基板との距離は、凸形状の頂部と平坦部との距離よりも大きいことが好ましい。
【００１３】
本願の電気光学装置は、画素ごとに配置されたスイッチング素子と、画素に対応した開口部が形成され、スイッチング素子と平面視で重ねられて配置された遮光部と、を有する第１基板と、第１基板と対向して配置された第２基板と、第１基板または第２基板のいずれかに配置された、上記のマイクロレンズアレイ基板と、第１基板と第２基板とに挟持された電気光学層と、を備え、マイクロレンズは、画素と平面視で重ねられて配置され、マイクロレンズの平坦部は、平面視で開口部に重なる。
【００１４】
上記の電気光学装置において、マイクロレンズアレイ基板は、第２基板に配置されることが好ましい。
【００１５】
本願の電子機器は、上記の電気光学装置を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係る液晶装置の構成を示す概略平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ’線に沿った液晶装置の構造を示す模式断面図。
【図３】液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。
【図４】液晶装置の遮光部とマイクロレンズの形状および配置とを示す模式平面図。
【図５Ａ】図４のＢ−Ｂ’線に沿ったマイクロレンズの構造を示す模式断面図。
【図５Ｂ】図４のＣ−Ｃ’線に沿ったマイクロレンズの構造を示す模式断面図。
【図６】マイクロレンズアレイ基板の製造方法を示すフローチャート。
【図７Ａ】マイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す模式断面図。
【図７Ｂ】マイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す模式断面図。
【図７Ｃ】マイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す模式断面図。
【図７Ｄ】マイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す模式断面図。
【図７Ｅ】マイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す模式断面図。
【図７Ｆ】マイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す模式断面図。
【図８】実施形態２に係る液晶装置の構造を示す模式断面図。
【図９】実施形態３に係る液晶装置の構造を示す模式断面図。
【図１０】実施形態４に係る液晶装置の構造を示す模式断面図。
【図１１】実施形態５に係る電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図。
【図１２】変形例１に係る液晶装置の構造を示す模式断面図。
【図１３】変形例２に係る液晶装置の遮光部とマイクロレンズの形状および配置とを示す模式平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。以下に説明する実施の形態は、本発明の一例を説明するものである。本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も、本発明に含まれる。
【００１８】
なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。また、以下の説明において、例えば基板に対して、「基板上に」との記載は、基板の上に接して配置される場合、基板の上に他の構造物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接して配置され、一部が他の構造物を介して配置される場合のいずれかを表すものとする。
【００１９】
（実施形態１）
本実施形態では、電気光学装置として、画素ごとにトランジスターとしての薄膜トランジスター（Thin Film Transistor：以降、「ＴＦＴ」と略す。）を備えたアクティブ駆動型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば、後述する電子機器としての投射型表示装置（液晶プロジェクター）の液晶ライトバルブ（光変調素子）として好適に用いることができるものである。
【００２０】
＜液晶装置の構成＞
本実施形態に係る液晶装置の構成について、図１から図３を参照して説明する。図１は、実施形態１に係る液晶装置の構成を示す概略平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’線に沿った液晶装置の構造を示す模式断面図である。図３は、液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。
【００２１】
図１および図２に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、第１基板としての素子基板１０と、素子基板１０と対向して配置された第２基板としての対向基板３０と、対向基板３０に配置されたマイクロレンズアレイ基板２０と、素子基板１０と対向基板３０との間に挟持された電気光学層としての液晶層４０と、を備えている。
【００２２】
図１に示すように、素子基板１０は対向基板３０よりも大きい。素子基板１０と対向基板３０と（以降、「一対の基板」ということもある。）は、対向基板３０の外縁に沿って配置されたシール材４２を介して接合されている。一対の基板の隙間に、正または負の誘電異方性を有する液晶が封入されて、液晶層４０が形成されている。
【００２３】
シール材４２には、例えば、熱硬化性または紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用される。シール材４２には、一対の基板の間隔を一定に保持するためのスペーサー（図示せず）が混入されている。
【００２４】
シール材４２の内側には、マトリクス状に配列された複数の画素Ｐを含む表示領域Ｅが設けられている。シール材４２と表示領域Ｅとの間には、表示領域Ｅを取り囲んで見切り部２４が設けられている。
【００２５】
表示領域Ｅの周囲には、表示に寄与しないダミー画素領域（図示せず）が設けられている。また、詳しくは後述するが、集光手段であるマイクロレンズアレイ基板２０は、表示領域Ｅにおいて、複数の画素Ｐのそれぞれに対応して配置されている。なお、表示領域Ｅには、複数の画素Ｐをそれぞれ区分する遮光部（ブラックマトリクス：ＢＭ）が対向基板３０に設けられていてもよい。
【００２６】
素子基板１０には、複数の外部接続端子５４が配列した端子部が設けられている。該端子部に沿った第１辺部とシール材４２との間にデータ線駆動回路５１が設けられている。また、第１辺部に対向する第２辺部に沿ったシール材４２と表示領域Ｅとの間に検査回路５３が設けられている。
【００２７】
第１辺部と直交し、互いに対向する第３辺部および第４辺部に沿ったシール材４２と表示領域Ｅとの間には、走査線駆動回路５２が設けられている。また、第２辺部のシール材４２と検査回路５３との間には、２つの走査線駆動回路５２を繋ぐ複数の配線５５が設けられている。
【００２８】
これらデータ線駆動回路５１、走査線駆動回路５２に繋がる配線は、第１辺部に沿って配列した複数の外部接続端子５４に接続されている。なお、検査回路５３の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路５１に沿ったシール材４２と表示領域Ｅとの間に設けてもよい。
【００２９】
ここで、本明細書では、第１辺部に沿った方向をＸ方向とし、第１辺部と直交し、互いに対向する第３辺部および第４辺部に沿った方向をＹ方向とする。また、Ｘ方向およびＹ方向と直交する、素子基板１０および対向基板３０の法線方向をＺ方向とし、Ｚ方向（正のＺ方向）から見ることを「平面視」あるいは「平面的」という。さらに、該法線方向において、対向基板３０から遠ざかる方向を上方（正のＺ方向）、上方と逆の方向を下方（負のＺ方向）という。
【００３０】
まず、図３を参照して、液晶装置１００の電気的な構成について説明する。図３に示すように、液晶装置１００は、少なくとも表示領域Ｅにおいて互いに絶縁されて直交する信号配線として、ゲート配線としての走査線２、データ線３、走査線２に沿って平行に配置された固定電位配線としての容量線４を、それぞれ複数有している。走査線２が延在する方向はＸ方向であり、データ線３が延在する方向はＹ方向である。なお、図３では、容量線４をＸ方向に沿って延在するように示したが、これに限定されない。
【００３１】
走査線２、データ線３、および容量線４と、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極１８と、スイッチング素子としてのＴＦＴ１４と、蓄積容量５とが設けられ、これらが画素Ｐの画素回路を構成している。画素電極１８、ＴＦＴ１４、蓄積容量５は、画素Ｐごとに配置されている。
【００３２】
走査線２はＴＦＴ１４のゲートに電気的に接続され、データ線３はＴＦＴ１４のデータ線側ソースドレイン領域（一方のソースドレイン領域）に電気的に接続されている。走査線２は、同一行に設けられたＴＦＴ１４のオン、オフを一斉に制御する機能を有している。画素電極１８は、ＴＦＴ１４の画素電極側ソースドレイン領域（他方のソースドレイン領域）に電気的に接続されている。
【００３３】
データ線３は、データ線駆動回路５１（図１参照）に電気的に接続されており、データ線駆動回路５１から供給される画像信号Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎを画素Ｐに供給する。走査線２は、走査線駆動回路５２（図１参照）に接続されており、走査線駆動回路５２から供給される走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｍを各画素Ｐに供給する。
【００３４】
データ線駆動回路５１からデータ線３に供給される画像信号Ｄ１から画像信号Ｄｎは、この順番に線順次にて供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線３同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路５２は、走査線２に対して、走査信号Ｇ１から走査信号Ｇｍを所定のタイミングでパルス的に線順次にて供給する。
【００３５】
液晶装置１００は、スイッチング素子であるＴＦＴ１４が走査信号Ｇ１から走査信号Ｇｍの入力により、一定期間だけオン状態とされる。これにより、データ線３から供給される画像信号Ｄ１から画像信号Ｄｎが、所定のタイミングで画素電極１８に書き込まれる。そして、画素電極１８を介して液晶層４０に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｄ１から画像信号Ｄｎは、画素電極１８と、液晶層４０を介して対向配置された共通電極３４との間で一定期間保持される。
【００３６】
保持された画像信号Ｄ１から画像信号Ｄｎがリークするのを防止するため、画素電極１８と共通電極３４との間に形成された液晶容量に対して、並列に蓄積容量５が接続されている。蓄積容量５は、ＴＦＴ１４の画素電極側ソースドレイン領域と容量線４との間に設けられている。
【００３７】
ここで、図３では図示を省略しているが、データ線３には、検査回路５３（図１参照）が接続されている。そのため、液晶装置１００の製造工程において、上記画像信号を検出することにより、液晶装置１００の動作欠陥などを確認することが可能である。
【００３８】
また、検査回路５３には、上記画像信号をサンプリングしてデータ線３に供給するサンプリング回路、データ線３に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して供給するプリチャージ回路などが含まれていてもよい。
【００３９】
次に、図２を参照して、液晶装置１００の構造について説明する。図２に示すように、素子基板１０は、透光性の基板本体１１、基板本体１１上に設けられた、第１遮光層１２、絶縁膜１３、ＴＦＴ１４、第１層間絶縁膜１５、第２遮光層１６、第２層間絶縁膜１７、画素電極１８、配向膜１９を備えている。基板本体１１には、例えば、ガラスや石英などの光透過性（透光性）を有する形成材料を用いる。
【００４０】
第１遮光層１２および第２遮光層１６の形成材料としては、遮光性と導電性とを有し、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）などの金属のうちの１つ以上を含む金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、ナイトライド、あるいはこれらが積層されたものが挙げられる。
【００４１】
第１遮光層１２と上方の第２遮光層１６とは、平面視で重なるように格子状に設けられ、後述する遮光部を形成している。第１遮光層１２と第２遮光層１６とは、素子基板１０の厚さ方向（Ｚ方向）において、ＴＦＴ１４を間に挟んで配置されている。そのため、第１遮光層１２および第２遮光層１６によって、ＴＦＴ１４へ入射する光が低減され、ＴＦＴ１４のスイッチング動作が不安定になることが抑えられる。第１遮光層１２および第２遮光層１６に囲まれた領域（開口部１２ａ，１６ａ内）は、光が素子基板１０を透過する開口領域となる。
【００４２】
絶縁膜１３は、基板本体１１と第１遮光層１２とを被覆して設けられている。絶縁膜１３は、例えば、光透過性を有する酸化シリコンなどの無機材料から成る。ＴＦＴ１４は、絶縁膜１３上に設けられている。図示を省略するが、ＴＦＴ１４は、半導体層、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極を有している。
【００４３】
ゲート電極は、素子基板１０において、平面視で半導体層のチャネル領域と重なる領域に、第１層間絶縁膜１５の一部（ゲート絶縁膜）を介して対向配置されている。第１遮光層１２の一部は、走査線２として機能するようにパターニングされている。ゲート電極は、ゲート絶縁膜と絶縁膜１３とを貫通するコンタクトホールを介して、下層側に配置された走査線２に電気的に接続されている。
【００４４】
第１層間絶縁膜１５は、絶縁膜１３とＴＦＴ１４とを被覆して設けられている。第１層間絶縁膜１５は、例えば酸化シリコンなどの無機材料から成る。第１層間絶縁膜１５は、ＴＦＴ１４の半導体層とゲート電極との間を絶縁するゲート絶縁膜を含む。第１層間絶縁膜１５により、ＴＦＴ１４に起因する表面の凹凸が緩和される。
【００４５】
第１層間絶縁膜１５上には、第２遮光層１６が設けられている。第２遮光層１６は、ＴＦＴ１４に電気的に接続され、例えば図３に示した、データ線３、容量線４、蓄積容量５の電極のいずれかとして機能するようにパターニングされている。そして、第１層間絶縁膜１５と第２遮光層１６とを被覆して、無機材料から成る第２層間絶縁膜１７が設けられている。
【００４６】
第２層間絶縁膜１７上には、画素Ｐに対応して画素電極１８が設けられている。画素電極１８は、第１遮光層１２の開口部１２ａ、および第２遮光層１６の開口部１６ａと平面視で重なる領域に配置されている。また、画素電極１８の外縁は、平面視で第２遮光層１６と重なるように配置されている。画素電極１８の形成材料としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などの透明導電膜が挙げられる。
【００４７】
画素電極１８を被覆して配向膜１９が設けられている。配向膜１９は、液晶装置１００の光学設計に基づいて選定される。配向膜１９としては、気相成長法を用いてＳｉＯｘ（酸化シリコン）などの無機材料を成膜し、負の誘電異方性を有する液晶分子に対して略垂直配向させた無機配向膜が挙げられる。また、配向膜１９には、無機配向膜の他に、ポリイミドなどの有機配向膜を採用してもよい。
【００４８】
液晶層４０に含まれる液晶分子は、画素電極１８と共通電極３４との間に印加される電圧レベルに応じて配向状態が変化する。そのため、液晶分子の配向状態を変化させることによって液晶層４０に入射する光を変調して諧調表示が可能となる。例えば、ノーマリーホワイトモードの場合には、各画素Ｐの単位で印加された電圧に応じて、入射光に対する透過率が減少する。ノーマリーブラックモードの場合には、各画素Ｐの単位で印加された電圧に応じて、入射光に対する透過率が増加する。これにより、液晶装置１００として画像信号に応じたコントラストを有した光が出射される。なお、本実施形態の液晶装置１００では、対向基板３０側から光が入射し、液晶層４０を透過して素子基板１０側から光が出射されることを前提としている。
【００４９】
対向基板３０は、複数のマイクロレンズＭＬを有するマイクロレンズアレイ基板２０、共通電極３４、配向膜３５を備えている。マイクロレンズアレイ基板２０は、透明基板２１、第１レンズ部２５および第２レンズ部２６を含むマイクロレンズＭＬ、第２の低屈折率膜２７ｍ、見切り部２４、パス層３１を備えている。マイクロレンズＭＬは、画素Ｐと平面視で重ねられて配置され、複数の画素Ｐに対応して、複数のマイクロレンズＭＬがマトリクス状に設けられている。なお、マイクロレンズアレイ基板２０は、共通電極３４を含む構成としてもよく、共通電極３４および配向膜３５を含む構成としてもよい。
【００５０】
透明基板２１には、例えば、基板本体１１と同様に、ガラスや石英などの光透過性（透光性）を有する形成材料を用いる。透明基板２１上に、複数の第１レンズ部２５が配置されている。
【００５１】
第１レンズ部２５は、高屈折率膜２５ｍから成る。第１レンズ部２５は、透明基板２１と接する表面とは反対側の表面に、負のＺ方向側に突出した平坦部２５ａを有している。平坦部２５ａ上に、第２レンズ部２６が設けられている。第２レンズ部２６は、第１の低屈折率膜２６ｍから成る。第１の低屈折率膜２６ｍは、高屈折率膜２５ｍよりも低い屈折率を有している。平坦部２５ａが第２レンズ部２６と接する表面は、透明基板２１と略平行に設けられている。
【００５２】
第１レンズ部２５および第２レンズ部２６を被覆して、第２の低屈折率膜２７ｍが設けられている。第２の低屈折率膜２７ｍは、第１の低屈折率膜２６ｍと等しい屈折率を有している。
【００５３】
高屈折率膜２５ｍには、第１の低屈折率膜２６ｍおよび第２の低屈折率膜２７ｍよりも高い屈折率を有する形成材料を用いる。具体的には、例えば、第１の低屈折率膜２６ｍおよび第２の低屈折率膜２７ｍの形成材料として、屈折率がおよそ１．４６の酸化シリコンを用いる。これに対して、高屈折率膜２５ｍの形成材料として、例えば、酸窒化シリコン（屈折率：１．５５〜１．６４）、酸化アルミニウム（屈折率：１．７６）などを用いる。
【００５４】
ここで、第２レンズ部２６と第２の低屈折率膜２７ｍとは、等しい屈折率を有していることから、光学的には一体であると見なすことが可能である。そのため、マイクロレンズＭＬは、光学的には、第１の低屈折率膜２６ｍおよび第２の低屈折率膜２７ｍと接する側に、第１レンズ部２５の平坦部２５ａが突出した形態であるともいえる。すなわち、第１レンズ部２５によって、マイクロレンズＭＬにおける凸レンズが形成されている。なお、屈折率は、マイクロレンズアレイ基板２０を透過する光の波長に依存する。
【００５５】
第２の低屈折率膜２７ｍにおいて、第１レンズ部２５とは反対側の平坦な表面２３ａには、見切り部２４が設けられている。見切り部２４は、複数のマイクロレンズＭＬが設けられた表示領域Ｅを囲む周辺領域に設けられている。
【００５６】
見切り部２４の形成材料としては、遮光性を有し、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）などが挙げられる。見切り部２４は、上記形成材料のうちの、１種類を単層で用いるか、２種類以上を複数層として積層して用いる。本実施形態では、見切り部２４として、負のＺ方向に向かって順に、Ａｌ（アルミニウム）、ＴｉＮ（窒化チタン）の二層構造を採用している。
【００５７】
見切り部２４および第２の低屈折率膜２７ｍを被覆して、パス層３１が設けられている。パス層３１は、マイクロレンズアレイ基板２０の液晶層４０側の表面を平坦化すると共に、マイクロレンズＭＬの焦点距離を所望の値に調節する機能を有している。したがって、パス層３１の層厚は、光の波長に応じて、マイクロレンズＭＬの焦点距離などの光学条件に基づいて適宜設定される。パス層３１の形成材料としては、光透過性を有し、例えば、透明基板２１と略等しい屈折率を有した無機材料が挙げられる。本実施形態では、パス層３１として、酸化シリコンを採用している。
【００５８】
パス層３１を被覆して共通電極３４が設けられている。共通電極３４は、液晶層４０を挟んで画素電極１８と対向する対向電極であって、複数の画素Ｐにまたがって設けられている。共通電極３４が複数の画素電極１８と対向して配置されるため、画素Ｐごとに所望の光学特性を確保する目的から、共通電極３４の液晶層４０側の表面は平坦であることが好ましい。共通電極３４の形成材料としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などの透明導電膜が挙げられる。本実施形態では、共通電極３４として、ＩＴＯを採用している。
【００５９】
共通電極３４を被覆して配向膜３５が設けられている。配向膜３５は、素子基板１０の配向膜１９と同様に、液晶装置１００の光学設計に基づいて選定される。配向膜３５の形成材料としては、配向膜１９と同様な、酸化シリコンなどの無機材料やポリイミドなどの有機材料が挙げられる。
【００６０】
液晶装置１００において、光は、マイクロレンズＭＬを備える対向基板３０（透明基板２１の表面２１ｂ）側から入射し、マイクロレンズＭＬによって画素Ｐごとに集光される。例えば、透明基板２１の表面２１ｂ側からマイクロレンズＭＬに入射する光のうち、画素Ｐの平面的な中心を通過するように、法線方向から平坦部２５ａへ入射した入射光ａ１は、マイクロレンズＭＬ内を直進し、液晶層４０を通過して素子基板１０側へ出射される。
【００６１】
入射光ａ１に対して、平面視で平坦部２５ａの外周側（周縁部）に入射した光を入射光ａ２とする。入射光ａ２は、第１レンズ部２５と、第１の低屈折率膜２６ｍまたは第２の低屈折率膜２７ｍとの屈折率の差により、画素Ｐの平面的な中心側へ向かって屈折する。ここで、仮に入射光ａ２が屈折せずに直進すると、素子基板１０の第２遮光層１６や第１遮光層１２に入射して遮光される場合がある。
【００６２】
すなわち、入射光ａ２は、屈折することによって画素Ｐの平面的な中心側に集光される。そのため、液晶装置１００では、マイクロレンズＭＬの集光作用によって、入射光ａ２を開口部１６ａ（第２遮光層１６）や開口部１２ａ（第１遮光層１２）に入射させることができる。これにより、素子基板１０から出射される光の量が増加して、光の利用効率が向上する。
【００６３】
＜マイクロレンズ＞
マイクロレンズアレイ基板２０におけるマイクロレンズＭＬの詳細な構成について、図４、図５Ａ、図５Ｂを参照して説明する。図４は、液晶装置の遮光部とマイクロレンズの形状および配置とを示す模式平面図である。図５Ａは、図４のＢ−Ｂ’線に沿ったマイクロレンズの構造を示す模式断面図である。図５Ｂは、図４のＣ−Ｃ’線に沿ったマイクロレンズの構造を示す模式断面図である。ここで、図４、図５Ａ、図５Ｂは、１つの画素Ｐを示している。なお、図５Ａおよび図５Ｂにおいては、マイクロレンズに関連する構成以外の、例えば、対向基板３０における配向膜３５や共通電極３４、素子基板１０における積層構造などを省略すると共に、第１遮光層１２と第２遮光層１６とを遮光部Ｓとするなど、簡略化して示している。
【００６４】
図４に示すように、画素Ｐは、平面視で略矩形である。本実施形態では、画素Ｐの平面的な形状を正方形としている。このような形状を有する複数の画素Ｐが、Ｘ方向およびＹ方向で隣り合う画素Ｐ同士が互いに接するように、所定の配置ピッチＬＰで格子状に配置されている。すなわち、画素Ｐの１辺の長さはＬＰである。
【００６５】
ここで、格子状に配置された画素Ｐにおいて、互いに対角位置にある格子点（頂点）同士を結ぶ直線、すなわち対角線に沿った方向をＷ方向とする。Ｗ方向は、Ｘ方向およびＹ方向で構成される平面（Ｘ−Ｙ平面）において、Ｘ方向およびＹ方向と交差する方向である。なお、図４のＢ−Ｂ’線は、Ｗ方向に沿った直線である。画素Ｐの対角線の長さ（以下、「対角線長」ともいう。）をＬＤとする。画素Ｐの平面的な形状が正方形である場合、ＬＤは、ＬＰに２の平方根を掛けた値となる。
【００６６】
素子基板１０の第１遮光層１２および第２遮光層１６（共に図２参照）によって、遮光部Ｓが形成されている。遮光部Ｓは、Ｘ方向およびＹ方向において隣り合う画素Ｐ同士の境界に沿って設けられ、平面視でＴＦＴ１４（図２参照）と重ねられて配置されている。遮光部Ｓは、Ｘ方向に延在する部分と、Ｙ方向に延在する部分とが交差する格子状に形成されている。本実施形態において、遮光部Ｓは、Ｘ方向およびＹ方向に等しい幅ＬＢで延在している。
【００６７】
遮光部Ｓには、複数の画素Ｐのそれぞれに対応した開口部Ｔが形成されている。開口部Ｔは、平面視で開口部１２ａおよび開口部１６ａ（図２参照）が重なる領域である。開口部Ｔは、略矩形の輪郭を成している。各画素Ｐの領域のうち、遮光部Ｓと平面視で重なる領域は、光を透過しない非開口領域であり、開口部Ｔと平面視で重なる領域は、光が透過する開口領域である。ＴＦＴ１４（図２参照）は、遮光部Ｓと平面視で重なる領域（非開口領域）に配置されている。本実施形態では、開口部Ｔの幅（Ｘ方向およびＹ方向の距離）は、ＬＰからＬＢを引いた値となる。
【００６８】
マイクロレンズＭＬの第１レンズ部２５は、画素Ｐに対応して、画素Ｐと同じピッチ（ＬＰ）で配置されている。第１レンズ部２５は、平面視で開口部Ｔと重なり、画素Ｐに内接する大きさを有している。
【００６９】
Ｘ方向およびＹ方向において隣り合う第１レンズ部２５同士の境界は、遮光部ＳのＸ方向に延在する部分およびＹ方向に延在する部分と、平面視で重なる領域に配置されている。Ｘ方向およびＹ方向において隣り合う第１レンズ部２５同士は、互いに接続されている。それらが互いに接続されていない場合と比べて、より多くの光が第１レンズ部２５に入射する。また、Ｗ方向（対角線に沿った方向）において隣り合う第１レンズ部２５同士は、互いに離間されている。
【００７０】
第１レンズ部２５の平面形状は、４隅が丸い略矩形であるが、仮想的には、画素Ｐの外接円よりも小さく、画素Ｐの内接円よりも大きい円形である。第１レンズ部２５の径（仮想的な円の直径）をＬ２とすると、径Ｌ２は、対角線長ＬＤの９５％以下の長さであり、かつ、配置ピッチＬＰよりも大きいことが好ましい。ここで、上述したように、Ｘ方向およびＹ方向において隣り合う第１レンズ部２５同士は互いに接続されている。そのため、第１レンズ部２５のＸ方向およびＹ方向における幅（Ｘ方向およびＹ方向の距離）は、配置ピッチＬＰに等しい。
【００７１】
第１レンズ部２５の径Ｌ２が大きい程、遮光部Ｓで遮光される光の多くを開口部Ｔに入射させることが可能となる。そのため、径Ｌ２は、画素Ｐの内接円の径となる配置ピッチＬＰよりも大きいことが好ましい。
【００７２】
第１レンズ部２５は、平面視でマイクロレンズＭＬの中央部に平坦部２５ａを有している。平坦部２５ａは、平面視で、円形であり、第１レンズ部２５の同心円状に設けられ、開口部Ｔに重なる。平坦部２５ａの径（円の直径）をＬ１とすると、径Ｌ１は、開口部Ｔの最大幅以上、かつ、配置ピッチＬＰ以下であることが好ましい。
【００７３】
平坦部２５ａでは、法線方向から入射する光ａ１（図２参照）が屈折せずにそのまま通過する。そのため、平面視における平坦部２５ａの領域を大きくすることが好ましい。但し、第１レンズ部２５の径Ｌ２を対角線長ＬＤの９５％以下の長さとする場合に、平坦部２５ａの領域が大き過ぎると、平坦部２５ａの外周側の領域が相対的に小さくなる。そうすると、第１レンズ部２５の周縁部に入射して開口部Ｔ（画素Ｐ）の中心側へ屈折される光が少なくなり、遮光部Ｓで遮光される光が多くなるおそれがある。したがって、平坦部２５ａの径Ｌ１を、開口部Ｔの最大幅以上、かつ、配置ピッチＬＰ以下とすることが好ましい。これによって、第１レンズ部２５に入射する光が、屈折せずにそのまま通過する領域（平坦部２５ａ）を広くすると共に、画素Ｐの中心側へ屈折される領域（第１レンズ部２５の周縁部）を確保することができる。
【００７４】
図５Ａに示すように、マイクロレンズＭＬは、第１レンズ部２５と第２レンズ部２６とから成る凸形状を有している。凸形状は、平面視における外周側に、第１レンズ部２５と第２レンズ部２６とが連続した曲面の傾斜面ＭＬｓを含んでいる。換言すれば、高屈折率膜２５ｍから負のＺ方向側に、第１レンズ部２５の傾斜面ＭＬｓ（傾斜面ＭＬｓのうちで第１レンズ部２５に含まれる領域）が突出して設けられている。上述したように、第２レンズ部２６と第２の低屈折率膜２７ｍとは、等しい屈折率を有していることから、第１レンズ部２５の傾斜面ＭＬｓがレンズとして機能する。なお、傾斜面ＭＬｓは曲面であることに限定されず、テーパー状であってもよい。
【００７５】
また、凸形状は、平面視における中心側に頂部２６ａを含んでいる。頂部２６ａは、マイクロレンズＭＬ（第２レンズ部２６）にあって、透明基板２１からＺ方向で最も離間した位置にある。
【００７６】
ここで、透明基板２１の法線方向（Ｚ方向）において、平坦部２５ａと透明基板２１との距離をＬ１１、凸形状の頂部２６ａと平坦部２５ａとの距離をＬ１０とする。平面視において、マイクロレンズＭＬの凸形状と遮光部Ｓとが重なるＷ方向の距離をＬ１２とする。傾斜面ＭＬｓと高屈折率膜２５ｍとの境界における、傾斜面ＭＬｓの接線と透明基板２１とが成す角度をα０とする。
【００７７】
このとき、式：Ｌ１１／Ｌ１２＞ｔａｎα０を満たす。また、式：Ｌ１０／Ｌ１１＜１．０を満たし、Ｚ方向において、平坦部２５ａと透明基板２１との距離Ｌ１１は、凸形状の頂部２６ａと平坦部２５ａとの距離よりも大きい。これによれば、傾斜面ＭＬｓの領域を確保することができる。
【００７８】
図５Ｂに示すように、図４のＣ−Ｃ’線に沿った断面においては、配置ピッチＬＰから平坦部２５ａの径Ｌ１を引いた値は、遮光部ＳのＸ方向の幅Ｌ１３の２倍の値に等しい。換言すれば、平面視で、遮光部Ｓと平坦部２５ａとは重ならず、遮光部Ｓと第１レンズ部２５の傾斜面ＭＬｓとは重なっている。
【００７９】
ここで、傾斜面ＭＬｓにおける接線と、透明基板２１とが成す角度のうち、最大となる角度をα１とする。Ｚ方向（透明基板２１の法線）に対して最も大きな傾きを持った入射光ａ３と、透明基板２１の法線との成す角度をβとする。第１レンズ部２５（高屈折率膜２５ｍ）の屈折率をｎ１、第２レンズ部２６（第１の低屈折率膜２６ｍ）および第２の低屈折率膜２７ｍの屈折率をｎ０とすると、ｎ１＞ｎ０である。このとき、式：ｓｉｎ（α１−β）×ｎ１／ｎ０＜０を満たすことが好ましい。これにより、レンズとして機能する第１レンズ部２５の傾斜面ＭＬｓにおいて、入射光ａ３における全反射の発生を抑えることができる。
【００８０】
また、透明基板２１の法線と、第１レンズ部２５の傾斜面ＭＬｓからの出射光ａ４との成す角度をγとすると、式：ｓｉｎγ＝ｓｉｎ（α１−β）×ｎ１／ｎ０が成り立つ。ここで、透明基板２１の法線方向（Ｚ方向）において、遮光部Ｓと透明基板２１との距離をＬ１４とする。このとき、式：ｔａｎ（γ−α）≧Ｌ１３／Ｌ１４を満たすことが好ましい。これにより、出射光ａ４において、遮光部Ｓに入射する光を低減することができる。
【００８１】
以上により、第１レンズ部２５の傾斜面ＭＬｓでの全反射の発生を抑え、遮光部Ｓに入射する出射光ａ４を低減して、液晶装置１００における光の利用効率をさらに向上させることができる。
【００８２】
ここで、本実施形態では、マイクロレンズアレイ基板２０が、単層で対向基板３０側に配置された形態を示したが、これに限定されない。マイクロレンズアレイ基板は、対向基板３０または素子基板１０の少なくとも一方に配置されていればよく、また、対向基板３０または素子基板１０に複層で重ねられて配置されてもよい。
【００８３】
＜マイクロレンズアレイ基板の製造方法＞
マイクロレンズアレイ基板の製造方法について、図６、図７Ａから図７Ｆを参照して説明する。図６は、マイクロレンズアレイ基板の製造方法を示すフローチャートである。図７Ａから図７Ｆは、マイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す模式断面図である。なお、図７Ａから図７Ｆは、図４のＢ−Ｂ’線に沿った、１つのマイクロレンズＭＬの断面に相当する領域を模式的に示すものである。また、図６に示した工程フロー（フローチャート）は一例であって、これに限定されるものではない。
【００８４】
本実施形態のマイクロレンズアレイ基板２０の製造方法は、図６に示すように、高屈折率膜の形成工程（Ｓ１）、第１の低屈折率膜の形成工程（Ｓ２）、レジストパターンの形成工程（Ｓ３）、レジストパターンへの熱処理工程（Ｓ４）、凸形状の転写工程（Ｓ５）、第２の低屈折率膜の形成工程（Ｓ６）を備えている。
【００８５】
工程Ｓ１では、透明基板２１上に高屈折率膜２５ｍを形成する。工程Ｓ２では、高屈折率膜２５ｍ上に、高屈折率膜２５ｍより低い屈折率を有する第１の低屈折率膜２６ｍを形成する。工程Ｓ３では、第１の低屈折率膜２６ｍ上におけるマイクロレンズＭＬの形成領域に、レジストパターンを形成する。工程Ｓ４では、レジストパターンに熱処理を施して、レジストパターンを、平面視の外周側において傾斜面を含む凸形状に変形させる。工程Ｓ５では、変形したレジストパターンを介して、高屈折率膜２５ｍおよび第１の低屈折率膜２６ｍにエッチング処理を施して、レジストパターンの凸形状を、高屈折率膜２５ｍおよび第１の低屈折率膜２６ｍに転写する。工程Ｓ６では、工程Ｓ５の後に、凸形状が転写された高屈折率膜２５ｍおよび第１の低屈折率膜２６ｍを被覆して、第１の低屈折率膜２６ｍと等しい屈折率を有する第２の低屈折率膜２７ｍを形成する。
【００８６】
図７Ａに示すように、工程Ｓ１では、透明基板２１上に、高屈折率膜２５ｍとして酸窒化シリコン膜を形成する。高屈折率膜２５ｍの形成方法としては、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いる。高屈折率膜２５ｍの上方の表面の一部が、第１レンズ部２５の平坦部２５ａ（図５Ａ参照）となる。形成した高屈折率膜２５ｍに対して、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）処理などを用いて平坦化処理を施してもよい。そして、工程Ｓ２へ進む。
【００８７】
図７Ｂに示すように、工程Ｓ２では、高屈折率膜２５ｍ上に、第１の低屈折率膜２６ｍとして酸化シリコン膜を形成する。上述したように、酸化シリコン膜（第１の低屈折率膜２６ｍ）の屈折率は、酸窒化シリコン膜（高屈折率膜２５ｍ）の屈折率よりも小さい。第１の低屈折率膜２６ｍの形成方法としては、例えばＣＶＤ法を用いる。第１の低屈折率膜２６ｍの膜厚は、高屈折率膜２５ｍの膜厚以下とする。第１の低屈折率膜２６ｍは、後工程のエッチング処理の影響（オーバーエッチ）によって膜厚が小さくなる。そして、工程Ｓ３へ進む。
【００８８】
図７Ｃに示すように、工程Ｓ３では、第１の低屈折率膜２６ｍ上に、レジストパターン６１を形成する。具体的には、まず、レジスト層を第１の低屈折率膜２６ｍ上に形成する。レジスト層の形成材料には、例えば、露光部分が現像によって除去されるポジ型の感光性レジストを用いる。レジスト層の形成方法としては、例えば、スピンコート法、ロールコート法などが挙げられる。
【００８９】
次いで、マイクロレンズＭＬの形成位置および形状に対応したマスクを介してレジスト層を露光して現像する。レジスト層を露光して現像することで、レジスト層のうち、マスクによって遮光された領域以外の領域が露光されて除去される。これによって、マイクロレンズＭＬの形成位置および形状に対応したレジストパターン６１が形成される。ここで、本実施形態のマイクロレンズＭＬの平坦部２５ａは、平面視で円形であるため、レジストパターン６１も平面視で円形に形成する。そして、工程Ｓ４へ進む。
【００９０】
図７Ｄに示すように、工程Ｓ４では、熱処理によってレジストパターン６１を凸形状に変形させる。具体的には、熱処理としてリフロー処理など用いて、レジストパターン６１を軟化（溶融）させる。熱処理の加熱温度、処理時間などの条件は、レジストパターン６１の形成材料に応じて調節する。
【００９１】
レジストパターン６１は、溶融することにより流動性が生じ、表面張力の作用で表面が曲面状に変形して、断面形状が凸形状（略楕円球面状）となる。これにより、変形後のレジストパターン６１において、底部側（第１の低屈折率膜２６ｍ側）は平面視で４隅の角が丸い略矩形状であり、凸形状の頂部側（上方）は平面視で略同心円状となる。
【００９２】
ここで、熱処理の加熱温度が高い程、溶融したレジストパターン６１の流動性が高くなり、変形後のレジストパターン６１の凸形状が扁平となる。これに対して、上記加熱温度が低いと、溶融したレジストパターン６１の流動性が低くなり、変形後の上記凸形状は分厚くなる。このレジストパターン６１の凸形状が、後工程において、マイクロレンズＭＬの凸形状に反映される。すなわち、レジスト層の層厚、マスクの形状、熱処理の加熱条件などでレジストパターン６１の凸形状を制御することにより、マイクロレンズＭＬの凸形状を調整することが可能となる。そして、工程Ｓ５へ進む。
【００９３】
図７Ｅに示すように、工程Ｓ５では、レジストパターンの６１の凸形状を、第１の低屈折率膜２６ｍおよび高屈折率膜２５ｍに転写して、マイクロレンズＭＬの凸形状を形成する。具体的には、レジストパターン６１と第１の低屈折率膜２６ｍおよび高屈折率膜２５ｍとに、上方側（負のＺ方向側）からドライエッチングによる異方性エッチングを施す。異方性エッチングによって、レジストパターン６１が徐々に除去されると共に、第１の低屈折率膜２６ｍの露出した部分がエッチングされる。さらに異方性エッチングが進むと、高屈折率膜２５ｍの露出した部分がエッチングされる。
【００９４】
これにより、第１の低屈折率膜２６ｍおよび高屈折率膜２５ｍに、レジストパターン６１の凸形状が転写されて、凸形状のマイクロレンズＭＬが形成される。そのため、マイクロレンズＭＬには、レジストパターン６１の表面の曲面が転写されて、第１レンズ部２５と第２レンズ部２６とが連続した曲面の傾斜面ＭＬｓが形成される。また、第１レンズ部２５において、第２レンズ部２６と接する面が平坦部２５ａとなる。すなわち、傾斜面ＭＬｓと平坦部２５ａとは、互いの面が交差して設けられ、平坦部２５ａと傾斜面ＭＬｓとの境界が明確に形成される。したがって、マイクロレンズＭＬの凸形状によって、平坦部２５ａの平面視における円形状を、従来と比べて精度よく容易に作り込むことができる。
【００９５】
なお、上述したように、工程Ｓ２では、第１の低屈折率膜２６ｍの膜厚を、高屈折率膜２５ｍの膜厚以下とした。仮に、第１の低屈折率膜２６ｍの膜厚を、高屈折率膜２５ｍの膜厚と等しくした場合でも、工程Ｓ５によって第１の低屈折率膜２６ｍも軽微ながらエッチングされる。そのため、上記場合においても、Ｌ１１およびＬ１０（いずれも図５Ａ参照）の関係は、Ｌ１１＞Ｌ１０となる。
【００９６】
ここで、異方性エッチングのエッチングレートは、レジストパターン６１と、第１の低屈折率膜２６ｍと、高屈折率膜２５ｍとで略等しくなる条件とする。これにより、マイクロレンズＭＬの凸形状とレジストパターン６１の凸形状とが、略同一の形状となる。
【００９７】
詳しくは、ドライエッチング（異方性エッチング）には、Ｏ2（酸素）とＣＦ4（テトラフルオロメタン）との混合ガス用いる。レジストパターン６１のエッチングレートに対して、第１の低屈折率膜２６ｍのエッチングレートを略等しくするためには、混合ガス中のＯ2の濃度比率を小さくする。レジストパターン６１のエッチングレートに対して、高屈折率膜２５ｍのエッチングレートを略等しくするためには、混合ガス中のＯ2の濃度比率を大きくする。ここで、濃度比率とは、例えば体積濃度の比率である。
【００９８】
上記濃度比率の調節は、ドライエッチング中に発生するプラズマ発光を観察し、高屈折率膜２５ｍ（酸窒化シリコン）由来の窒素元素の強度に基づいて行う。あるいは、事前の試行により、形成された凸形状の観察結果などから、ドライエッチング時の上記濃度比率調節のタイムテーブルを作成して、該タイムテーブルに従って濃度比率を調節してもよい。上述した、レジストパターン６１の凸形状およびドライエッチングの条件などを制御することによって、第１レンズ部２５の形状を従来よりも容易に作り込むことができる。そして、工程Ｓ６に進む。
【００９９】
図７Ｆに示すように、工程Ｓ６では、マイクロレンズＭＬ（高屈折率膜２５ｍおよび第１の低屈折率膜２６ｍ）を被覆して、第２の低屈折率膜２７ｍとして酸化シリコン膜を形成する。第２の低屈折率膜２７ｍの形成方法としては、例えばＣＶＤ法を用いる。その後、ＣＭＰ処理などを用いて、第２の低屈折率膜２７ｍの上面に平坦化処理を施してもよい。
【０１００】
工程Ｓ６の後に、第２の低屈折率膜２７ｍ上に、見切り部２４およびパス層３１（いずれも図２参照）を形成する。これらの形成には、公知の製造方法が採用可能である。このようにして、ハードマスクを用いた湿式エッチングを行わずにマイクロレンズアレイ基板２０（図２参照）が製造される。なお、液晶装置１００の製造には、マイクロレンズアレイ基板２０を用いる他は、公知の製造方法が採用可能である。
【０１０１】
以上に述べたように、本実施形態に係る、マイクロレンズアレイ基板２０の製造方法、マイクロレンズアレイ基板２０、液晶装置１００によれば、以下の効果を得ることができる。
【０１０２】
従来と比べて、マイクロレンズアレイ基板２０の製造工程が簡略化されると共に、マイクロレンズＭＬにおける平坦部２５ａを精度よく形成することができる。詳しくは、レジストパターン６１を用いてマイクロレンズＭＬの凸形状が形成される。そのため、乾式工程での製造が可能であり、ハードマスクが不要となる。これによって、ハードマスクの形成および除去の工程が不要となり、製造工程を簡略化することができる。
【０１０３】
また、高屈折率膜２５ｍと第１の低屈折率膜２６ｍとからマイクロレンズＭＬの凸形状が形成される。そのため、高屈折率膜２５ｍにおいて、第１の低屈折率膜２６ｍと接する面が、マイクロレンズＭＬの平坦部２５ａとなる。したがって、マイクロレンズＭＬの凸形状における傾斜面ＭＬｓと、マイクロレンズＭＬの平坦部２５ａとの間には、従来のような、傾斜面と底面部（平坦部）との曲率を連続的に変化させながら繋げる曲面部が介在しない。換言すれば、平坦部２５ａと傾斜面ＭＬｓとは、それぞれの面が互いに交差して形成される。これによって、平坦部２５ａと傾斜面ＭＬｓとの境界が明確になるため、平坦部２５ａの形状や大きさを、ばらつきの発生を抑えて容易に作り込むことができる。
【０１０４】
以上により、製造工程が簡略化されると共に、マイクロレンズＭＬの平坦部２５ａを精度よく形成するマイクロレンズアレイ基板２０の製造方法を提供することができる。
【０１０５】
傾斜面ＭＬｓは曲面であることから、レジストパターン６１に熱処理を施して、レジストパターン６１を軟化または溶融させることによって、容易に傾斜面ＭＬｓを形成することができる。
【０１０６】
第１の低屈折率膜２６ｍと第２の低屈折率膜２７ｍとが等しい屈折率を有することから、高屈折率膜２５ｍが低屈折率膜（第１の低屈折率膜２６ｍおよび第２の低屈折率膜２７ｍ）に被覆される。すなわち、第１レンズ部２５（高屈折率膜２５ｍ）を、該低屈折率膜に被覆された、平坦部２５ａを有する凸レンズとして形成することができる。また、第２の低屈折率膜２７ｍを形成することにより、マイクロレンズＭＬの凸形状が緩和されて、マイクロレンズアレイ基板２０を平板状に形成することができる。
【０１０７】
Ｚ方向において、平坦部２５ａと透明基板２１との距離Ｌ１１は、凸形状の頂部２６ａと平坦部２５ａとの距離よりも大きい。これによれば、傾斜面ＭＬｓの領域を確保することができる。
【０１０８】
マイクロレンズＭＬの平坦部２５ａによって斜め光の発生が抑えられる。これに加えて、平坦部２５ａの形状や大きさが精度よく形成されているため、液晶装置１００における光の利用効率をさらに向上させることができる。
【０１０９】
マイクロレンズアレイ基板２０は、対向基板３０に配置されることから、対向基板３０側から光を入射させることで、素子基板１０の開口部Ｔ（画素Ｐ）に入射する光の利用効率を向上させることができる。
【０１１０】
（実施形態２）
＜液晶装置の構成＞
本実施形態に係る液晶装置の構成について、図８を参照して説明する。図８は、実施形態２に係る液晶装置の構造を示す模式断面図である。本実施形態の液晶装置２００は、実施形態１の液晶装置１００に対して、本発明のマイクロレンズアレイ基板の配置を異ならせたものである。そのため、液晶装置２００の説明においては、図８として実施形態１の図５Ａに相当する断面図を用いることとする。なお、実施形態１と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
【０１１１】
図８に示すように、液晶装置２００は、第１基板としての素子基板２１０と、素子基板２１０と対向して配置された第２基板としての対向基板３０と、対向基板３０に配置されたマイクロレンズアレイ基板２０と、素子基板２１０に配置されたマイクロレンズアレイ基板２２０と、素子基板２１０と対向基板３０との間に挟持された電気光学層としての液晶層４０と、を備えている。すなわち、液晶装置２００は、実施形態１の液晶装置１００に対して、素子基板２１０にもマイクロレンズアレイ基板２２０を配置した点が異なっている。
【０１１２】
素子基板２１０では、実施形態１の液晶装置１００における素子基板１０の構成部位のうち、基板本体１１がマイクロレンズアレイ基板２２０で置換されている。素子基板２１０のその他の構成は、素子基板１０と同一である。したがって、以降は、主にマイクロレンズアレイ基板２２０の構成について説明する。
【０１１３】
マイクロレンズアレイ基板２２０は、基板本体２２１、第１レンズ部２２５および第２レンズ部２２６を含むマイクロレンズＭＬ２、第２の低屈折率膜２２７ｍを備えている。マイクロレンズＭＬ２は、画素Ｐおよび対向基板３０のマイクロレンズＭＬと平面視で重ねられて配置されている。マイクロレンズＭＬ２は、複数の画素Ｐに対応してマトリクス状に設けられている。ここで、マイクロレンズアレイ基板２２０には、マイクロレンズアレイ基板２０（対向基板３０側）のパス層３１と同様に、光が出射される側にパス層を設けてもよい。
【０１１４】
基板本体２２１には、例えば、基板本体１１と同様に、ガラスや石英などの光透過性（透光性）を有する形成材料を用いる。基板本体２２１上に、複数の第１レンズ部２２５が配置されている。
【０１１５】
第１レンズ部２２５は、高屈折率膜２２５ｍから成る。第１レンズ部２２５は、基板本体２２１と接する表面とは反対側の表面に、正のＺ方向側に突出した平坦部２２５ａを有している。平坦部２２５ａは、平面視で遮光部Ｓの開口部Ｔ（図示せず）に重なる。平坦部２２５ａ上に、第２レンズ部２２６が設けられている。第２レンズ部２２６は、第１の低屈折率膜２２６ｍから成る。第１の低屈折率膜２２６ｍの屈折率は、高屈折率膜２２５ｍの屈折率よりも低く、マイクロレンズＭＬ（対向基板３０側）の第１の低屈折率膜２６ｍの屈折率と等しい。平坦部２２５ａが第２レンズ部２２６と接する表面は、基板本体２２１と略平行に設けられている。
【０１１６】
マイクロレンズＭＬ２は、第１レンズ部２２５と第２レンズ部２２６とから成る凸形状を有している。凸形状は、平面視における外周側に、第１レンズ部２２５と第２レンズ部２２６とが連続した曲面の傾斜面ＭＬｓ２を含んでいる。換言すれば、高屈折率膜２２５ｍから正のＺ方向側に、第１レンズ部２２５の傾斜面ＭＬｓ２（傾斜面ＭＬｓ２のうちで第１レンズ部２２５に含まれる領域）が突出して設けられている。第２レンズ部２２６と第２の低屈折率膜２２７ｍとは、等しい屈折率を有していることから、第１レンズ部２２５の傾斜面ＭＬｓ２がレンズとして機能する。なお、傾斜面ＭＬｓ２は曲面であることに限定されず、テーパー状であってもよい。
【０１１７】
第１レンズ部２２５および第２レンズ部２２６を被覆して、第２の低屈折率膜２２７ｍが設けられている。第２の低屈折率膜２２７ｍは、第１の低屈折率膜２２６ｍと等しい屈折率を有している。なお、高屈折率膜２２５ｍの屈折率は、第１の低屈折率膜２２６ｍおよび第２の低屈折率膜２２７ｍよりも高ければよく、マイクロレンズＭＬ（対向基板３０側）の高屈折率膜２５ｍの屈折率と等しくなくてもよい。第１の低屈折率膜２２６ｍおよび第２の低屈折率膜２２７ｍ、および高屈折率膜２２５ｍの形成材料には、実施形態１のマイクロレンズＭＬと同様なものを用いる。
【０１１８】
ここで、第２レンズ部２２６と第２の低屈折率膜２２７ｍとは、等しい屈折率を有しているため、光学的には一体であると見なすことが可能である。そのため、マイクロレンズＭＬ２は、光学的には、第１の低屈折率膜２２６ｍおよび第２の低屈折率膜２２７ｍと接する側に、第１レンズ部２２５の平坦部２２５ａが突出した形態であるともいえる。すなわち、第１レンズ部２２５によって、マイクロレンズＭＬ２における凸レンズが形成されている。なお、屈折率は、マイクロレンズアレイ基板２２０を透過する光の波長に依存する。
【０１１９】
マイクロレンズＭＬ２では、上記凸レンズが光の入射方向（正のＺ方向）側に向かって配置されている。すなわち、マイクロレンズＭＬ（対向基板３０側）の凸レンズと、マイクロレンズＭＬ２の凸レンズとは、対向して配置されている。マイクロレンズＭＬ２は、Ｚ方向に対する配置がマイクロレンズＭＬと逆である他は、マイクロレンズＭＬと同一の形状を有し、平面視で構成部位が、マイクロレンズＭＬの構成部位と重なるように設けられている。
【０１２０】
素子基板２１０の第２の低屈折率膜２２７ｍ上には、図示を省略するが、素子基板１０と同様な積層構造が形成されている。
【０１２１】
液晶装置２００において、光は、マイクロレンズＭＬを備える対向基板３０側から入射光として入射し、マイクロレンズＭＬによって画素Ｐごとに集光される。該入射光は、液晶層４０、素子基板２１０を通過した後、マイクロレンズアレイ基板２２０に入射する。マイクロレンズアレイ基板２２０（マイクロレンズＭＬ２）に入射した光のうち、画素Ｐの平面的な中心を通過して、法線方向から平坦部２２５ａへ入射する光は、マイクロレンズＭＬ２内を直進して、液晶装置２００の負のＺ方向へ出射される。
【０１２２】
これに対して、法線方向以外から平坦部２２５ａに入射する光、および平面視で平坦部２２５ａの外周側（周縁部）に入射する光は、マイクロレンズアレイ基板２２０の法線に対して角度を有した光（以降、単に「斜め光」ともいう。）を含んでいる。この斜め光のうちで、第１レンズ部２２５の傾斜面ＭＬｓ２に入射する成分は、屈折して画素Ｐの平面的な中心線側へ向かう。そのため、マイクロレンズＭＬ２は、液晶層４０を通過した光を集光する機能を有している。
【０１２３】
マイクロレンズアレイ基板２２０は、上述したマイクロレンズアレイ基板２０と同様な製造方法にて製造することが可能である。また、マイクロレンズアレイ基板２０，２２０を用いて、公知の製造方法により液晶装置２００を製造することが可能である。
【０１２４】
以上に述べたように、本実施形態に係る液晶装置２００によれば、実施形態１における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。液晶装置２００からの出射光がさらに集光されるため、液晶装置２００を投射型表示装置の液晶ライトバルブとして用いる場合などにおいて、光の利用効率をさらに向上させることができる。
【０１２５】
（実施形態３）
＜液晶装置の構成＞
本実施形態に係る液晶装置の構成について、図９を参照して説明する。図９は、実施形態３に係る液晶装置の構造を示す模式断面図である。本実施形態の液晶装置３００は、実施形態１の液晶装置１００に対して、本発明のマイクロレンズアレイ基板の配置を異ならせたものである。そのため、液晶装置３００の説明においては、図９として実施形態１の図５Ａに相当する断面図を用いることとする。なお、実施形態１と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
【０１２６】
図９に示すように、液晶装置３００は、第１基板としての素子基板１０と、素子基板１０と対向して配置された第２基板としての対向基板３３０と、対向基板３３０に配置されたマイクロレンズアレイ基板３２０と、素子基板１０と対向基板３３０との間に挟持された電気光学層としての液晶層４０と、を備えている。マイクロレンズアレイ基板３２０は、Ｚ方向に重ねて設けられた複数のマイクロレンズＭＬ，ＭＬ３を有している。すなわち、液晶装置３００では、実施形態１の液晶装置１００に対して、対向基板３３０に２つのマイクロレンズＭＬ，ＭＬ３を重ねて配置した点が異なっている。
【０１２７】
マイクロレンズアレイ基板３２０では、実施形態１の液晶装置１００におけるマイクロレンズアレイ基板２０に対して、透明基板２１とマイクロレンズＭＬとの間に、マイクロレンズＭＬ３と第２の低屈折率膜３２７ｍが設けられている。マイクロレンズアレイ基板３２０のその他の構成は、マイクロレンズアレイ基板２０と同一である。したがって、以降は、主にマイクロレンズＭＬ３の構成について説明する。
【０１２８】
マイクロレンズアレイ基板３２０は、透明基板２１、第１レンズ部３２５および第２レンズ部３２６を含むマイクロレンズＭＬ３、第２の低屈折率膜３２７ｍ、第１レンズ部２５および第２レンズ部２６を含むマイクロレンズＭＬ、第２の低屈折率膜２７ｍを備えている。マイクロレンズＭＬ３は、マイクロレンズＭＬと平面視で重ねられて配置されている。マイクロレンズＭＬ３は、複数の画素Ｐに対応してマトリクス状に設けられている。
【０１２９】
第１レンズ部３２５は、高屈折率膜３２５ｍから成る。第１レンズ部３２５は、透明基板２１と接する表面とは反対側の表面に、負のＺ方向側に突出した平坦部３２５ａを有している。平坦部３２５ａは、平面視でマイクロレンズＭＬの平坦部２５ａに重なると共に、遮光部Ｓの開口部Ｔ（図示せず）にも重なる。平坦部３２５ａ上に、第２レンズ部３２６が設けられている。第２レンズ部３２６は、第１の低屈折率膜３２６ｍから成る。第１の低屈折率膜３２６ｍの屈折率は、高屈折率膜３２５ｍの屈折率よりも低く、マイクロレンズＭＬの第１の低屈折率膜２６ｍの屈折率と等しい。平坦部３２５ａが第２レンズ部３２６と接する表面は、透明基板２１と略平行に設けられている。
【０１３０】
マイクロレンズＭＬ３は、第１レンズ部３２５と第２レンズ部３２６とから成る凸形状を有している。凸形状は、平面視における外周側に、第１レンズ部３２５と第２レンズ部３２６とが連続した曲面の傾斜面ＭＬｓ３を含んでいる。換言すれば、高屈折率膜３２５ｍから負のＺ方向側に、第１レンズ部３２５の傾斜面ＭＬｓ３（傾斜面ＭＬｓ３のうちで第１レンズ部３２５に含まれる領域）が突出して設けられている。第２レンズ部３２６と第２の低屈折率膜３２７ｍとは、等しい屈折率を有していることから、第１レンズ部３２５の傾斜面ＭＬｓ３がレンズとして機能する。なお、傾斜面ＭＬｓ３は曲面であることに限定されず、テーパー状であってもよい。
【０１３１】
第１レンズ部３２５および第２レンズ部３２６を被覆して、第２の低屈折率膜３２７ｍが設けられている。第２の低屈折率膜３２７ｍは、第１の低屈折率膜３２６ｍと等しい屈折率を有している。なお、高屈折率膜３２５ｍの屈折率は、第１の低屈折率膜３２６ｍおよび第２の低屈折率膜３２７ｍよりも高ければよく、マイクロレンズＭＬの高屈折率膜２５ｍの屈折率と等しくなくてもよい。第１の低屈折率膜３２６ｍおよび第２の低屈折率膜３２７ｍ、および高屈折率膜３２５ｍの形成材料には、マイクロレンズＭＬと同様なものを用いる。
【０１３２】
ここで、第２レンズ部３２６と第２の低屈折率膜３２７ｍとは、等しい屈折率を有しているため、光学的には一体であると見なすことが可能である。そのため、マイクロレンズＭＬ３は、光学的には、第１の低屈折率膜３２６ｍおよび第２の低屈折率膜３２７ｍと接する側に、第１レンズ部３２５の平坦部３２５ａが突出した形態であるともいえる。すなわち、第１レンズ部３２５によって、マイクロレンズＭＬ３における凸レンズが形成されている。なお、屈折率は、マイクロレンズアレイ基板３２０を透過する光の波長に依存する。
【０１３３】
マイクロレンズＭＬ３では、上記凸レンズが光の出射方向（負のＺ方向）側に向かって配置されている。すなわち、マイクロレンズＭＬの凸レンズと、マイクロレンズＭＬ３の凸レンズとは、共に負のＺ方向に向かって配置されている。マイクロレンズＭＬ３は、マイクロレンズＭＬと同一の形状を有し、平面視で構成部位が、マイクロレンズＭＬの構成部位と重なるように設けられている。
【０１３４】
液晶装置３００において、光は、対向基板３３０側から入射光として入射し、マイクロレンズＭＬ３によって画素Ｐごとに集光される。次いで、集光された入射光は、マイクロレンズＭＬに入射して、さらに集光される。その後、集光された入射光は、液晶層４０、素子基板１０を通過して、液晶装置３００から負のＺ方向へ出射される。
【０１３５】
マイクロレンズＭＬ３は、上述したマイクロレンズＭＬと同様な製造方法にて製造することが可能である。したがって、マイクロレンズアレイ基板３２０は、上述したマイクロレンズアレイ基板２０と同様な製造方法にて製造することが可能である。また、マイクロレンズアレイ基板２０，３２０などを用いて、公知の製造方法により液晶装置３００を製造することが可能である。
【０１３６】
以上に述べたように、本実施形態に係る液晶装置３００によれば、実施形態１における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。対向基板３３０のマイクロレンズアレイ基板３２０によって、液晶層４０に入射する入射光がさらに集光される。これにより、液晶装置３００において、光の利用効率をさらに向上させることができる。
【０１３７】
（実施形態４）
＜液晶装置の構成＞
本実施形態に係る液晶装置の構成について、図１０を参照して説明する。図１０は、実施形態４に係る液晶装置の構造を示す模式断面図である。本実施形態の液晶装置４００は、実施形態２の液晶装置２００に対して、本発明のマイクロレンズアレイ基板の配置と、入射光の入射方向と、を異ならせたものである。そのため、液晶装置４００の説明においては、図１０として実施形態１の図５Ａに相当する断面図を用いることとする。なお、実施形態２と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
【０１３８】
図１０に示すように、液晶装置４００は、第１基板としての素子基板２１０と、素子基板２１０と対向して配置された第２基板としての対向基板４３０と、素子基板２１０に配置されたマイクロレンズアレイ基板２２０と、素子基板２１０と対向基板４３０との間に挟持された電気光学層としての液晶層４０と、を備えている。すなわち、液晶装置４００は、実施形態２の液晶装置２００に対して、対向基板４３０にマイクロレンズが配置されず、かつ、入射光の入射方向を逆方向の素子基板２１０側からとした点が異なっている。
【０１３９】
対向基板４３０は、実施形態２の対向基板に対して、マイクロレンズＭＬおよび第２の低屈折率膜２７ｍを省いた構成である。すなわち、図示を省略するが、対向基板４３０には、透明基板４２１上の液晶層４０側に共通電極および配向膜が設けられている。透明基板４２１には、例えば、実施形態１の透明基板２１と同様に、ガラスや石英などの光透過性（透光性）を有する形成材料を用いる。
【０１４０】
液晶装置４００において、光は、マイクロレンズＭＬ２（マイクロレンズアレイ基板２２０）を備える素子基板２１０側から入射光として入射し、マイクロレンズＭＬ２によって画素Ｐごとに集光される。該入射光は、素子基板２１０、液晶層４０を通過した後、対向基板４３０を透過して、液晶装置４００の正のＺ方向へ出射される。
【０１４１】
液晶装置４００は、上述した液晶装置２００と同様な製造方法にて製造することが可能である。
【０１４２】
以上に述べたように、本実施形態に係る液晶装置４００によれば、実施形態１における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。マイクロレンズＭＬ２と遮光部ＳとのＺ方向における距離が小さくなる。そのため、液晶装置４００の製造工程において、マイクロレンズＭＬ２と遮光部Ｓとを配置する際の位置ずれを低減して、組み立てることができる。
【０１４３】
（実施形態５）
＜電子機器＞
本実施形態の電子機器としての投射型表示装置について、図１１を参照して説明する。図１１は、実施形態５に係る電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図である。
【０１４４】
本実施形態の投射型表示装置１０００には、上記実施形態の液晶装置が搭載されている。
【０１４５】
図１１に示すように、本実施形態の投射型表示装置１０００は、システム光軸Ｌに沿って配置された偏光照明装置１１００と、光分離素子としての２つのダイクロイックミラー１１０４，１１０５と、３つの反射ミラー１１０６，１１０７，１１０８と、５つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５と、３つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム１２０６と、投射レンズ１２０７とを備えている。
【０１４６】
偏光照明装置１１００は、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源から成る光源としてのランプユニット１１０１と、インテグレーターレンズ１１０２と、偏光変換素子１１０３とから概略構成されている。
【０１４７】
ダイクロイックミラー１１０４は、偏光照明装置１１００から出射された偏光光束のうち、赤色光（Ｒ）を反射させ、緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とを透過させる。もう１つのダイクロイックミラー１１０５は、ダイクロイックミラー１１０４を透過した緑色光（Ｇ）を反射させ、青色光（Ｂ）を透過させる。
【０１４８】
ダイクロイックミラー１１０４で反射した赤色光（Ｒ）は、反射ミラー１１０６で反射した後にリレーレンズ１２０５を経由して液晶ライトバルブ１２１０に入射する。ダイクロイックミラー１１０５で反射した緑色光（Ｇ）は、リレーレンズ１２０４を経由して液晶ライトバルブ１２２０に入射する。ダイクロイックミラー１１０５を透過した青色光（Ｂ）は、３つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３と２つの反射ミラー１１０７，１１０８とから成る導光系を経由して液晶ライトバルブ１２３０に入射する。
【０１４９】
液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０は、クロスダイクロイックプリズム１２０６の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０に入射した色光は、映像情報（映像信号）に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム１２０６に向けて射出される。
【０１５０】
このプリズムは、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ１２０７によってスクリーン１３００上に投射され、画像が拡大されて表示される。
【０１５１】
液晶ライトバルブ１２１０は、上述した液晶装置１００（図１参照）が適用されたものである。液晶装置１００は、色光の入射側と出射側とにおいてクロスニコルに配置された一対の偏光素子の間に隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ１２２０，１２３０も同様である。
【０１５２】
このような投射型表示装置１０００によれば、上記実施形態１の液晶装置１００が用いられているため、光の利用効率が向上して、従来よりも明るく鮮明な画像を投射することができる。なお、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０として、液晶装置１００に替えて、上述した実施形態の液晶装置を採用しても同様な効果が得られる。
【０１５３】
なお、偏光照明装置１１００に用いられる光源は、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源に限定されず、青色光、緑色光、赤色光に対応した単色光が得られるＬＥＤ光源やレーザー光源を、色光が入射する液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０のそれぞれに対応して配置する構成としてもよい。
【０１５４】
なお、液晶装置１００は、投射型表示装置１０００の他に、ＥＶＦ（Electrical View Finder）、モバイルミニプロジェクター、ヘッドアップディスプレイ、スマートフォン、携帯電話、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ディスプレイ、車載機器、オーディオ機器、露光装置や照明機器などの各種電子機器に搭載されてもよい。
【０１５５】
（変形例１）
本変形例に係る液晶装置の構成について、図１２を参照して説明する。図１２は、変形例１に係る液晶装置の構造を示す模式断面図である。本変形例の液晶装置５００は、実施形態１の液晶装置１００に対して、透明基板に従来のマイクロレンズを追加して配置したものである。そのため、液晶装置５００の説明においては、図１２として実施形態１の図５Ａに相当する断面図を用いることとする。なお、実施形態１と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
【０１５６】
図１２に示すように、液晶装置５００は、第１基板としての素子基板１０と、素子基板１０と対向して配置された第２基板としての対向基板５３０と、対向基板５３０に配置されたマイクロレンズアレイ基板２０および従来のマイクロレンズアレイ基板５２０と、素子基板１０と対向基板５３０との間に挟持された電気光学層としての液晶層４０と、を備えている。
【０１５７】
マイクロレンズアレイ基板２０は、実施形態１と同様な構成である。従来のマイクロレンズアレイ基板５２０は、透明基板５２１と、従来のマイクロレンズ５２２と、を有している。従来のマイクロレンズ５２２は、マイクロレンズアレイ基板２０のマイクロレンズＭＬに対して、Ｚ方向に重ねて設けられている。すなわち、液晶装置５００では、実施形態１の液晶装置１００に対して、対向基板５３０に、マイクロレンズＭＬと従来のマイクロレンズ５２２とを重ねて配置した点が異なっている。対向基板５３０のその他の構成は、実施形態１の対向基板３０（図５Ａ参照）と同一である。したがって、以降は、主に従来のマイクロレンズアレイ基板５２０の構成について説明する。
【０１５８】
従来のマイクロレンズアレイ基板５２０では、透明基板５２１とマイクロレンズアレイ基板２０の透明基板２１との間に、従来のマイクロレンズ５２２が設けられている。従来のマイクロレンズ５２２は、正のＺ方向に突出した凸部５２２ａを有している。そのため、従来のマイクロレンズ５２２の凸部５２２ａと、マイクロレンズＭＬの平坦部２５ａとは、Ｚ方向において互いに反対を向いて突出している。凸部５２２ａは曲面によって構成されている。
【０１５９】
透明基板５２１には、例えば、基板本体１１と同様に、ガラスや石英などの光透過性（透光性）を有する形成材料を用いる。透明基板５２１上に、複数の従来のマイクロレンズ５２２が配置されている。
【０１６０】
従来のマイクロレンズ５２２は、高屈折率膜から成る。該高屈折率膜には、上述した高屈折率膜２５ｍと同様な形成材料が採用可能である。なお、該高屈折率膜の屈折率は、透明基板５２１、第１の低屈折率膜２６ｍおよび第２の低屈折率膜２７ｍよりも高ければよく、マイクロレンズＭＬの高屈折率膜２５ｍの屈折率と等しくなくてもよい。なお、屈折率は、マイクロレンズアレイ基板２０、および従来のマイクロレンズアレイ基板５２０を透過する光の波長に依存する。
【０１６１】
従来のマイクロレンズアレイ基板５２０の製造方法には、公知の技術が採用可能である。例えば、従来のマイクロレンズアレイ基板５２０の製造には、湿式エッチングを用いる。具体的には、透明基板５２１上にハードマスクを形成した後、湿式エッチングを施して透明基板５２１に凹部を形成する。次いで、該凹部を被覆して高屈折率膜を設けることにより、該凹部と接する凸部５２２ａを有した従来のマイクロレンズ５２２が形成される。以上のように製造した従来のマイクロレンズアレイ基板５２０と、マイクロレンズアレイ基板２０などを用いて、液晶装置５００が製造される。
【０１６２】
液晶装置５００において、光は、対向基板５３０側から入射光として入射し、従来のマイクロレンズ５２２によって画素Ｐごとに集光される。次いで、該入射光は、マイクロレンズＭＬに入射して、さらに集光された後、液晶層４０、素子基板１０へ入射する。これにより、本発明と公知の技術（従来のマイクロレンズアレイ基板５２０）と組み合わせて、液晶装置５００における光の利用効率を向上させることができる。
【０１６３】
（変形例２）
本変形例に係る液晶装置の構成について、図１３を参照して説明する。図１３は、変形例２に係る液晶装置の遮光部とマイクロレンズの形状および配置とを示す模式平面図である。本変形例の液晶装置６００は、実施形態１の液晶装置１００に対して、マイクロレンズＭＬ６における平坦部６２５ａの、平面視における形状（平面形状）を異ならせたものである。なお、実施形態１と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
【０１６４】
図１３に示すように、液晶装置６００は、マイクロレンズＭＬ６を備える他は、実施形態１の液晶装置１００と同一の構成を有している。マイクロレンズＭＬ６は、平面視で中央部に平坦部６２５ａを有している。平坦部６２５ａは平面形状が略矩形であり、この点が実施形態１の平坦部２５ａ（図４参照）と異なっている。平坦部６２５ａの平面形状は、例えば、４つの角が丸く形成された略矩形である。ここで、マイクロレンズＭＬ６の断面形状は、図５Ａに示したマイクロレンズＭＬと略同一である。
【０１６５】
マイクロレンズＭＬ６の平坦部６２５ａの平面形状が略矩形であると、画素Ｐの開口部Ｔの輪郭が略矩形である場合に、開口部Ｔの輪郭に沿って平坦部６２５ａを配置可能となる。そのため、平坦部２５ａのように円形である場合と比べて、平坦部６２５ａの面積を大きくすることが可能となる。そのため、平坦部６２５ａに入射する入射光を増やすことができる。
【０１６６】
マイクロレンズＭＬ６の径（対角線方向の長さ）Ｌ２は、実施形態１と同様に、対角線長ＬＤの９５％以下であると共に、配置ピッチＬＰよりも大きいことが好ましい。平坦部６２５ａのＸ方向およびＹ方向における幅（Ｘ方向およびＹ方向の距離）をＬ１ａとすると、幅Ｌ１ａは、配置ピッチＬＰ以下、かつ開口部Ｔの最大幅以上とすることが好ましい。また、平坦部６２５ａのＷ方向の径（対角線方向の長さ）をＬ１ｂとすると、Ｌ１ｂは、Ｌ１ａより大きく、ＬＴ（開口部Ｔの対角線方向の長さ）以下であることが好ましい。
【０１６７】
平坦部６２５ａの平面形状を略矩形状とするには、図７Ｃに示した工程Ｓ３において、レジストパターン６１の平面形状を略矩形に形成する。
【０１６８】
なお、変形例２のマイクロレンズＭＬ６を、上記実施形態の液晶装置２００，３００，４００に適用してもよい。また、平坦部２５ａを有するマイクロレンズＭＬと、平坦部６２５ａを有するマイクロレンズＭＬ６とを組み合わせた構成としてもよい。
【０１６９】
以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。
【０１７０】
マイクロレンズアレイ基板の製造方法は、透明基板上に高屈折率膜を形成する工程と、高屈折率膜上に、高屈折率膜より低い屈折率を有する第１の低屈折率膜を形成する工程と、第１の低屈折率膜上におけるマイクロレンズの形成領域に、レジストパターンを形成する工程と、レジストパターンに熱処理を施して、レジストパターンを、外周側において傾斜面を含む凸形状に変形させる工程と、変形したレジストパターンを介して、高屈折率膜および第１の低屈折率膜にエッチング処理を施して、レジストパターンの凸形状を、高屈折率膜および第１の低屈折率膜に転写する工程と、を備える。
【０１７１】
この構成によれば、従来と比べて、製造工程が簡略化されると共に、マイクロレンズにおける平坦部を精度よく形成することができる。詳しくは、レジストパターンを用いてマイクロレンズの凸形状が形成される。そのため、乾式工程での製造が可能であり、ハードマスクが不要となる。これによって、ハードマスクの形成および除去の工程が不要となり、製造工程を簡略化することができる。
【０１７２】
また、高屈折率膜と第１の低屈折率膜とからマイクロレンズの凸形状が形成される。そのため、高屈折率膜において、第１の低屈折率膜と接する面が、マイクロレンズの平坦部となる。したがって、マイクロレンズの凸形状における傾斜面と、マイクロレンズの平坦部との間には、従来のような、傾斜面と底面部（平坦部）との曲率を連続的に変化させながら繋げる曲面部が介在しない。換言すれば、上記平坦部と上記傾斜面とは、それぞれの面が互いに交差して形成される。これによって、上記平坦部と上記傾斜面との境界が明確になるため、上記平坦部の形状や大きさを、ばらつきの発生を抑えて容易に作り込むことができる。
【０１７３】
以上により、製造工程が簡略化されると共に、マイクロレンズの平坦部を精度よく形成するマイクロレンズアレイ基板の製造方法を提供することができる。
【０１７４】
上記のマイクロレンズアレイ基板の製造方法において、傾斜面は曲面であることが好ましい。
【０１７５】
この構成によれば、レジストパターンに熱処理を施して、レジストパターンを軟化または溶融させることによって、容易に傾斜面を形成することができる。
【０１７６】
上記のマイクロレンズアレイ基板の製造方法において、転写する工程の後に、凸形状が転写された高屈折率膜および第１の低屈折率膜を被覆して、第１の低屈折率膜と等しい屈折率を有する第２の低屈折率膜を形成する工程を備えることが好ましい。
【０１７７】
この構成によれば、第１の低屈折率膜と第２の低屈折率膜とが等しい屈折率を有することから、高屈折率膜が低屈折率膜（第１の低屈折率膜および第２の低屈折率膜）に被覆される。すなわち、高屈折率膜を、該低屈折率膜に被覆された、平坦部を有する凸レンズとして形成することができる。また、第２の低屈折率膜を形成することにより、マイクロレンズの凸形状が緩和されて、マイクロレンズアレイ基板を平板状に形成することができる。
【０１７８】
マイクロレンズアレイ基板は、複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイ基板であって、透明基板と、透明基板上に配置され、平面視におけるマイクロレンズの中央部に平坦部を有する、高屈折率膜から成る第１レンズ部と、平坦部上に設けられ、高屈折率膜より低い屈折率を有する第１の低屈折率膜から成る第２レンズ部と、を備え、マイクロレンズは、第１レンズ部と第２レンズ部とから成る凸形状を有し、凸形状は、平面視における外周側に、第１レンズ部と第２レンズ部とが連続した曲面の傾斜面を含む。
【０１７９】
この構成によれば、マイクロレンズの凸形状における傾斜面と、第１レンズ部の平坦部との間には、従来のような、傾斜面と底面部（平坦部）との曲率を連続的に変化させながら繋げる曲面部が介在しない。換言すれば、第１レンズ部の平坦部と上記傾斜面とは、それぞれの面が互いに交差する。これによって、上記平坦部と上記傾斜面との境界が明確になる。そのため、マイクロレンズアレイ基板の製造工程において、上記平坦部の形状や大きさを、ばらつきの発生を抑えて容易に作り込むことができる。
【０１８０】
上記のマイクロレンズアレイ基板において、第１レンズ部および第２レンズ部を被覆する、第１の低屈折率膜と等しい屈折率を有する第２の低屈折率膜を備えることが好ましい。
【０１８１】
この構成によれば、第１レンズ部を、低屈折率膜（第１の低屈折率膜および第２の低屈折率膜）に被覆された、平坦部を有する凸レンズとして機能させることができる。また、第２の低屈折率膜により、マイクロレンズの凸形状が緩和されて、マイクロレンズアレイ基板を平板状に形成することができる。
【０１８２】
上記のマイクロレンズアレイ基板では、透明基板の法線方向において、平坦部と透明基板との距離は、凸形状の頂部と平坦部との距離よりも大きいことが好ましい。
【０１８３】
この構成によれば、凸形状の傾斜面のうちで、第１レンズ部の領域を確保することができる。
【０１８４】
電気光学装置は、画素ごとに配置されたスイッチング素子と、画素に対応した開口部が形成され、スイッチング素子と平面視で重ねられて配置された遮光部と、を有する第１基板と、第１基板と対向して配置された第２基板と、第１基板または第２基板のいずれかに配置された、上記のマイクロレンズアレイ基板と、第１基板と第２基板とに挟持された電気光学層と、を備え、マイクロレンズは、画素と平面視で重ねられて配置され、マイクロレンズの平坦部は、平面視で開口部に重なる。
【０１８５】
この構成によれば、マイクロレンズの平坦部によって斜め光の発生が抑えられる。これに加えて、上記平坦部の形状や大きさが精度よく形成されているため、電気光学装置における光の利用効率をさらに向上させることができる。
【０１８６】
上記の電気光学装置において、マイクロレンズアレイ基板は、第２基板に配置されることが好ましい。
【０１８７】
この構成によれば、第２基板側から光を入射させることで、第１基板の開口部（画素）に入射する光の利用効率を向上させることができる。
【０１８８】
電子機器は、上記の電気光学装置を備える。
【０１８９】
この構成によれば、従来と比べて、光の利用効率が向上した電子機器とすることができる。該電子機器が、上記電気光学装置をライトバルブとして用いた液晶プロジェクターである場合には、従来よりも明るく鮮明な画像を投射することができる。
【符号の説明】
【０１９０】
１０，２１０…第１基板としての素子基板、１２ａ，１６ａ，Ｔ…開口部、１４…スイッチング素子としてのＴＦＴ、２０，２２０，３２０…マイクロレンズアレイ基板、２１，４２１…透明基板、２５，２２５，３２５…第１レンズ部、２５ａ，２２５ａ，３２５ａ，６２５ａ…平坦部、２５ｍ、２２５ｍ，３２５ｍ…高屈折率膜、２６，２２６，３２６…第２レンズ部、２６ａ…頂部、２６ｍ，２２６ｍ，３２６ｍ…第１の低屈折率膜、２７ｍ，２２７ｍ，３２７ｍ…第２の低屈折率膜、３０，３３０，４３０，５３０…第２基板としての対向基板、４０…電気光学層としての液晶層、６１…レジストパターン、１００，２００，３００，４００，５００，６００…電気光学装置としての液晶装置、ＭＬ，ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ６…マイクロレンズ、ＭＬｓ，ＭＬｓ２，ＭＬｓ３…傾斜面、Ｐ…画素、Ｓ…遮光部、１０００…電子機器としての投射型表示装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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