(57)【要約】【課題】レンズ面における反射率が低減され、入射光を効率的に集光可能なマイクロレンズアレイ基板、マイクロレンズアレイ基板の製造方法、該マイクロレンズアレイ基板を備えた電気光学装置、電子機器を提供すること。【解決手段】本適用例のマイクロエンズアレイ基板２５Ａは、第１面としての表面２１ａに複数の凹状のレンズ面２３を有する透明基板としての基板本体２１と、レンズ面２３を埋めて形成され、基板本体２１に対して屈折率が異なるレンズ層２２Ａと、を備え、レンズ層２２Ａが接する少なくともレンズ面２３に複数の微小凹部３１からなる微小三次元構造体が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面に複数の凹状のレンズ面を有する透明基板と、
前記レンズ面を埋めて形成され、前記透明基板に対して屈折率が異なるレンズ層と、を備え、
前記レンズ層が接する少なくとも前記レンズ面に微小三次元構造体が形成されていることを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。
【請求項２】
第１面に複数の凸状のレンズ面を有する透明基板を備え、
前記レンズ面に微小三次元構造体が形成されていることを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。
【請求項３】
前記透明基板の前記第１面を覆うレンズ層を有し、
前記レンズ面は前記レンズ層に形成され、
前記レンズ面を覆って形成され、屈折率が前記レンズ層よりも小さい透明層を備えたことを特徴とする請求項２に記載のマイクロレンズアレイ基板。
【請求項４】
前記微小三次元構造体が微小凹部からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイ基板。
【請求項５】
前記微小凹部は、前記透明基板の前記第１面の略法線方向に窪んでいることを特徴とする請求項４に記載のマイクロレンズアレイ基板。
【請求項６】
前記微小凹部の深さは、前記レンズ面の中心部から前記レンズ面の外縁部に行くほど深くなっていることを特徴とする請求項５に記載のマイクロレンズアレイ基板。
【請求項７】
透明基板の第１面に複数の凹状のレンズ面を形成する工程と、
少なくとも前記レンズ面を覆って結晶構造を有するマスク層を形成する工程と、
前記マスク層を介してエッチングを行って、前記レンズ面に微小凹部からなる微小三次元構造体を形成するエッチング工程と、
前記マスク層を除去する工程と、
前記マスク層が除去された前記レンズ面にレンズ部材を充填してレンズ層を形成する工程と、を備えたことを特徴とするマイクロレンズアレイ基板の製造方法。
【請求項８】
透明基板の第１面に複数の凸状のレンズ面を形成する工程と、
少なくとも前記レンズ面を覆って結晶構造を有するマスク層を形成する工程と、
前記マスク層を介してエッチングを行って、前記レンズ面に微小凹部からなる微小三次元構造体を形成するエッチング工程と、
前記マスク層を除去する工程と、を備えたことを特徴とするマイクロレンズアレイ基板の製造方法。
【請求項９】
前記レンズ面は、前記透明基板の前記第１面を覆うレンズ層に形成され、
屈折率が前記レンズ層よりも小さい部材を用いて、前記レンズ面を覆う透明層を形成する工程を備えたことを特徴とする請求項８に記載のマイクロレンズアレイ基板の製造方法。
【請求項１０】
前記マスク層が多結晶シリコンからなり、
前記エッチング工程は、前記マスク層に対して前記第１面の法線方向から異方性エッチングを行うことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイ基板の製造方法。
【請求項１１】
前記エッチング工程は、前記微小凹部の深さが前記レンズ面の中心部から前記レンズ面の外縁部に行くほど深くなるように異方性エッチングを行うことを特徴とする請求項１０に記載のマイクロレンズアレイ基板の製造方法。
【請求項１２】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイ基板を備えたことを特徴とする電気光学装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【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、マイクロレンズアレイ基板の製造方法、該マイクロレンズアレイ基板を備えた電気光学装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記マイクロレンズアレイ基板として、例えば、特許文献１には、複数個のマイクロレンズを有するレンズ形成用基板と、レンズ形成用基板に積層された反射防止形成層と、反射防止形成層に接して積層され、反射防止形成層との屈折率差が大きい隣接層とを備えたマイクロレンズ基板が開示されている。また、特許文献１には、反射防止形成層が、隣接層と接する側の面に、マイクロレンズ基板の面方向に平行な面で切断した場合の断面積が徐々に変化するように形成された複数の微細な凸部を有することが示されている。複数の微細な凸部が形成された面に入射した光の反射を抑制できるとしている。
このような複数の微細な凸部を設けることで光の反射を抑制可能な構造は、モスアイ構造と呼ばれている。なお、「モスアイ」は大日本印刷株式会社の登録商標である。
【０００３】
例えば、特許文献２には、複数のレンズ部を有するレンズアレイと、レンズ部に対向する位置に設けられた対向基板とを備え、複数のレンズ部と対向基板との間に微小三次元構造体からなる反射防止層が設けられた光学素子が開示されている。微小三次元構造体が微粒子凝集体からなるモスアイ構造体であることが示されている。そして、溶媒中に微粒子を分散させた塗料を光学素子の表面に塗布し、溶媒を蒸散させることで微粒子を凝集させて、光学素子の表面にモスアイ構造体からなる反射防止層を形成する方法が示されている。特許文献２によれば、レンズ部を透過した光が対向基板に入射する際に、レンズ部と対向基板との界面で反射することを防止できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８１７９１号公報
【特許文献２】特開２００７−２６４０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１では、マイクロレンズのレンズ面にはモスアイ構造が導入されていないので、レンズ面に入射した光が反射するおそれがある。その点では、特許文献２の光学素子は、レンズ部のレンズ面にも微粒子凝集体からなるモスアイ構造体が導入されている。しかしながら、特許文献２の反射防止層の形成方法を用いる場合、曲面であるレンズ面に微粒子と溶媒とを含む塗料を塗布すると、塗料が流動性を有しているため、塗料の塗布や溶媒の乾燥過程において、塗料の塗布むらが生じ易い。すなわち、レンズ面に均一なモスアイ構造体を形成することが難しいという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係わるマイクロレンズアレイ基板は、第１面に複数の凹状のレンズ面を有する透明基板と、前記レンズ面を埋めて形成され、前記透明基板に対して屈折率が異なるレンズ層と、を備え、前記レンズ層が接する少なくとも前記レンズ面に微小三次元構造体が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、微小三次元構造体により凹状のレンズ面に入射した光の反射を低減することができる。つまり、少なくともレンズ面における光の反射が低減され、高い光の透過特性を有するマイクロレンズアレイ基板を提供することができる。
【０００９】
［適用例２］本適用例に係わるマイクロレンズアレイ基板は、第１面に複数の凸状のレンズ面を有する透明基板を備え、前記レンズ面に微小三次元構造体が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
本適用例によれば、微小三次元構造体により凸状のレンズ面に入射した光の反射を低減することができる。つまり、少なくともレンズ面における光の反射が低減され、高い光の透過特性を有するマイクロレンズアレイ基板を提供することができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例に係わるマイクロレンズアレイ基板において、前記透明基板の前記第１面を覆うレンズ層を有し、前記レンズ面は前記レンズ層に形成され、前記レンズ面を覆って形成され、屈折率が前記レンズ層よりも小さい透明層を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、透明基板側からレンズ面に入射した光を効率的に透明層側において集光させることができる。また、微小三次元構造体が形成されたレンズ面を透明層により保護することができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例に係わるマイクロレンズアレイ基板において、前記微小三次元構造体が微小凹部からなることを特徴とする。
この構成によれば、例えばレンズ面を選択的にエッチングすることにより、多数の微小凹部を形成可能であることから、高い光の透過特性を有するマイクロレンズアレイ基板を比較的容易に実現することができる。
【００１３】
［適用例５］上記適用例に係わるマイクロレンズアレイ基板において、前記微小凹部は、前記透明基板の前記第１面の略法線方向に窪んでいることが好ましい。
この構成によれば、微小凹部が一定の方向に窪んでいることから、特定の方向に反射する光の反射率を効果的に低減することができる。
【００１４】
［適用例６］上記適用例に係わるマイクロレンズアレイ基板において、前記微小凹部の深さは、前記レンズ面の中心部から前記レンズ面の外縁部に行くほど深くなっていることが好ましい。
この構成によれば、レンズ面の光軸に沿って入射する光は、外縁部に行くほど入射角が小さくなって反射し易くなるが、微小凹部の深さが外縁部に行くほど深くなっているので、外縁部における入射光の反射を低減できる。
【００１５】
［適用例７］本適用例に係わるマイクロレンズアレイ基板の製造方法は、透明基板の第１面に複数の凹状のレンズ面を形成する工程と、少なくとも前記レンズ面を覆って結晶構造を有するマスク層を形成する工程と、前記マスク層を介してエッチングを行って、前記レンズ面に微小凹部からなる微小三次元構造体を形成するエッチング工程と、前記マスク層を除去する工程と、前記マスク層が除去された前記レンズ面にレンズ部材を充填してレンズ層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
［適用例８］本適用例に係わるマイクロレンズアレイ基板の製造方法は、透明基板の第１面に複数の凸状のレンズ面を形成する工程と、少なくとも前記レンズ面を覆って結晶構造を有するマスク層を形成する工程と、前記マスク層を介してエッチングを行って、前記レンズ面に微小凹部からなる微小三次元構造体を形成するエッチング工程と、前記マスク層を除去する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
これらの適用例の方法によれば、エッチング工程では、結晶構造を有するマスク層を介してエッチングを行うことから、結晶構造の隙間に対応するレンズ面の部分でエッチングが進行することになる。したがって、レンズ面を直接エッチングして微小凹部を形成する場合に比べて、複数の微小凹部を比較的容易に形成することができる。つまり、明るいマイクロレンズアレイ基板を容易に製造することができる。
【００１８】
［適用例９］上記適用例に係わるマイクロレンズアレイ基板の製造方法において、前記レンズ面は、前記透明基板の前記第１面を覆うレンズ層に形成され、屈折率が前記レンズ層よりも小さい部材を用いて、前記レンズ面を覆う透明層を形成する工程を備えたことを特徴とする。
この方法によれば、透明基板側からレンズ面に入射した光を効率的に透明層側において集光させることが可能なマイクロレンズアレイ基板を製造することができる。また、微小凹部が形成されたレンズ面が透明層によって保護されたマイクロレンズアレイ基板を製造することができる。
【００１９】
［適用例１０］上記適用例に係わるマイクロレンズアレイ基板の製造方法において、前記マスク層が多結晶シリコンからなり、前記エッチング工程は、前記マスク層に対して前記第１面の法線方向から異方性エッチングを行うことを特徴とする。
この方法によれば、第１面の略法線方向に窪んだ複数の微小凹部が形成される。複数の微小凹部の形成方向を一定とすることにより、レンズ面に対してランダムな方向に微小凹部が形成される場合に対して、様々な方向からレンズ面に入射する光が反射することを効果的に低減できる。
【００２０】
［適用例１１］上記適用例に係わるマイクロレンズアレイ基板の製造方法において、前記エッチング工程は、前記微小凹部の深さが前記レンズ面の中心部から前記レンズ面の外縁部に行くほど深くなるように異方性エッチングを行うことが好ましい。
レンズ面に対する光の入射角は外縁部に行くほど小さくなって反射し易いが、この方法によれば、レンズ面の外縁部に行くほど微小凹部の深さが深くなっているので、外縁部に入射した光の反射を低減できる。つまり、より明るいマイクロレンズアレイ基板を製造することができる。
【００２１】
［適用例１２］本適用例に係わる電気光学装置は、上記適用例に記載のマイクロレンズアレイ基板を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、例えば明るい表示が可能な表示装置としての電気光学装置を提供することができる。なお、電気光学装置は表示装置に限定されず、光学系を必要とする撮像装置などにも適用可能である。
【００２２】
［適用例１３］本適用例に係わる電子機器は、上記適用例に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、明るい表示が可能な電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態のマイクロレンズアレイ基板におけるマイクロレンズの配置を示す概略平面図。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ’線に沿ったマイクロレンズアレイ基板の概略断面図、（ｂ）はレンズ面における微小凹部を示す拡大断面図、（ｃ）は微小凹部と界面の屈折率との関係を示す図。
【図３】第１実施形態の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４】（ａ）〜（ｅ）は第１実施形態のマイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す概略断面図。
【図５】（ａ）は多結晶シリコンの結晶粒界を示す電子顕微鏡写真、（ｂ）は微小凹部を示す模式図。
【図６】第１実施形態の液晶装置の構成を示す概略平面図。
【図７】第１実施形態の液晶装置の構造を示す概略断面図。
【図８】第２実施形態のマイクロレンズアレイ基板におけるマイクロレンズの配置を示す概略平面図。
【図９】（ａ）は図８のＣ−Ｃ’線に沿ったマイクロレンズアレイ基板の概略断面図、（ｂ）はレンズ面における微小凹部を示す拡大断面図。
【図１０】第２実施形態の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１１】（ａ）〜（ｄ）は第２実施形態のマイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す概略断面図。
【図１２】（ｅ）〜（ｈ）は第２実施形態のマイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す概略断面図。
【図１３】第２実施形態の電気光学装置としての液晶装置を示す概略断面図。
【図１４】投射型表示装置の構成を示す概略図。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）は変形例のマイクロレンズアレイ基板の構成を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【００２５】
なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。
【００２６】
（第１実施形態）
＜マイクロレンズアレイ基板＞
本実施形態のマイクロレンズアレイ基板について、図１及び図２を参照して説明する。図１は第１実施形態のマイクロレンズアレイ基板におけるマイクロレンズの配置を示す概略平面図。図２（ａ）は図１のＡ−Ａ’線に沿ったマイクロレンズアレイ基板の概略断面図、同図（ｂ）はレンズ面における微小凹部を示す拡大断面図、同図（ｃ）は微小凹部と界面の屈折率との関係を示す図である。
【００２７】
本実施形態のマイクロレンズアレイ基板は、後述する電気光学装置としての液晶装置において、液晶装置に入射する光（入射光）を集光して、入射光の利用効率を高めるために用いられている。
【００２８】
図１に示すように、本実施形態のマイクロレンズアレイ基板２５Ａは、基板本体２１において、互いに直交するＸ方向とＹ方向とにマトリックス状に配列した複数のマイクロレンズ２４Ａを有している。Ｘ方向及びＹ方向に直交するＺ方向から見たときに、マイクロレンズ２４Ａの平面形状は円形であって、隣り合うマイクロレンズ２４Ａが互いに接するように配置されている。マイクロレンズ２４Ａの大きさは、後述する液晶装置の画素の大きさに対応して設定されるものであって、レンズ径がおよそ５μｍ〜２０μｍである。言い換えれば、マイクロレンズ２４ＡのＸ方向及びＹ方向における配置ピッチは均等であって、およそ５μｍ〜２０μｍである。複数のマイクロレンズ２４Ａは、基板本体２１に形成されたレンズ層２２Ａに含まれるものである。
なお、マイクロレンズ２４Ａの平面的な配置は、マトリックス状であることに限定されるものではない。また、電気光学装置における画素の配置に対応して配置されるものであり、Ｘ方向及びＹ方向における配置ピッチが均等でなくてもよい。
以降、マイクロレンズアレイ基板をＭＬＡ（Micro  Lens  Array）基板と呼ぶこととする。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、ＭＬＡ基板２５Ａは、基板本体２１とレンズ層２２Ａとが積層された構造となっている。基板本体２１の一方の表面２１ａには凹状且つ半球面状のレンズ面２３が複数形成されている。凹状のレンズ面２３のそれぞれを埋めて基板本体２１の一方の表面２１ａを覆うようにレンズ層２２Ａが設けられている。
基板本体２１は、例えば石英ガラスなどの透明基板からなり、レンズ層２２Ａは基板本体２１よりも屈折率が大きいレンズ部材からなる。レンズ層２２Ａのレンズ面２３の反対側の表面は、凹凸を緩和する例えばＣＭＰ（Chemical  Mechanical  Polishing）処理などの平坦化処理が施されている。
【００３０】
図２（ｂ）は図２（ａ）における破線で囲まれた「Ｂ」の部分を拡大して、レンズ面２３の状態を分かり易く示した拡大図である。図２（ｂ）に示すように、凹状のレンズ面２３が形成された基板本体２１の一方の表面２１ａには、多数の微小凹部３１が形成されている。微小凹部３１は上記表面２１ａにおいてほぼＺ方向（基板本体２１の厚み方向）に沿って窪んでいる。また、レンズ面２３において、中央部の微小凹部３１の深さｄ１は、外縁部の微小凹部３１の深さｄ２よりも小さい。つまり、レンズ面２３における微小凹部３１の深さは、中央部から外縁部に行くほど深くなっている。
【００３１】
レンズ層２２Ａの屈折率をｎ１とし、基板本体の屈折率をｎ２とすると、このような微小凹部３１が設けられた界面（レンズ面２３）の屈折率は、図２（ｃ）に示すように、微小凹部３１の平均的な深さＤに対応してｎ１からｎ２、あるいはｎ２からｎ１へと緩やかに変化することになる。微小凹部３１が存在しないと、該界面の屈折率はｎ１からｎ２へ、あるいはｎ２からｎ１へと急激に変化することになり、そのような屈折率の変化が急激に起る界面に光が入射すると、入射光が該界面で容易に反射される。本実施形態のように多数の微小凹部３１が形成された界面に入射した光は、該界面における屈折率の変化が緩やかであるため、入射光の反射が生じ難くなる。このような微小凹部３１からなる微小三次元構造体は、モスアイ構造体の１種である。微小凹部３１は、必ずしも均等なピッチで形成される必要はない。界面における反射を抑制したい入射光の波長が例えば可視光波長範囲であれば、微小凹部３１の平均的な配置ピッチが、可視光波長範囲のうち短波長側の４００ｎｍよりも短い、例えば３００ｎｍ以下であればよい。また、微小凹部３１の平均的な深さＤは、５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度であれば、微小凹部３１が設けられた界面における入射光（可視光）の反射を充分に抑制することができる。以降、基板本体２１とレンズ層２２Ａとの界面に多数の微小凹部３１を有するＭＬＡ基板２５Ａの製造方法について説明する。
【００３２】
＜マイクロレンズアレイ基板の製造方法＞
本実施形態のＭＬＡ基板２５Ａの製造方法について、図３〜図５を参照して説明する。図３は第１実施形態の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４（ａ）〜（ｅ）は第１実施形態のマイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す概略断面図、図５（ａ）は多結晶シリコンの結晶粒界を示す電子顕微鏡写真、（ｂ）は微小凹部を示す模式図である。
【００３３】
本実施形態のＭＬＡ基板２５Ａの製造方法は、図３に示すように、レンズ面形成工程（ステップＳ１）と、マスク層形成工程（ステップＳ２）と、エッチング工程（ステップＳ３）と、マスク層除去工程（ステップＳ４）と、レンズ層形成工程（ステップＳ５）とを含んでいる。
【００３４】
図３のレンズ面形成工程（ステップＳ１）では、図４（ａ）に示すように、基板本体２１の第１面としての一方の表面２１ａに開口６１を有する第１マスク層６０を形成する。開口６１は、表面２１ａの法線方向（Ｚ方向）から見て、レンズ面２３の中心に相当する位置に形成されている。ステップＳ１では、開口６１を通じて表面２１ａ側から基板本体２１を等方性エッチングして、図４（ｂ）に示すようにレンズ面２３を形成する。例えば、基板本体２１が石英ガラスである場合、第１マスク層６０としては、酸窒化シリコン（ＳｉＯxＮy）を用いることができる。酸窒化シリコン（ＳｉＯxＮy）を表面２１ａに成膜してパターニングすることにより複数の開口６１を有する第１マスク層６０を形成する。等方性エッチングとしては、フッ酸やフッ化アンモニウムなどのエッチング溶液を用いるウェットエッチングやフッ素系の処理ガスを用いたドライエッチングを挙げることができる。開口６１の初期の大きさ（直径）は、半球面状のレンズ面２３の大きさ（半径ｒ）と基板本体２１のエッチング条件とによって適宜設定される。
【００３５】
このようなエッチング方法によれば、酸窒化シリコンよりもエッチング速度が早い酸化シリコンからなる基板本体２１が開口６１を中心にして等方性エッチングされる。基板本体２１のエッチングと共に、酸窒化シリコンからなる第１マスク層６０のエッチングも進行してゆく。したがって、開口６１はエッチングの進行に伴って直径が広がってゆく。エッチングが進行して隣り合うレンズ面２３が接する状態になったときに、第１マスク層６０のエッチングも完了するように第１マスク層６０の膜厚を設定することが望ましい。これによれば、第１マスク層６０をわざわざ除去する工程が不要となる。なお、等方性エッチングによりエッチングされ難い材料を用いて第１マスク層６０を形成して、レンズ面２３を形成した後に、第１マスク層６０を除去してもよい。そして、ステップＳ２へ進む。
【００３６】
図３のマスク層形成工程（ステップＳ２）では、図４（ｃ）に示すように、エッチングされなかった表面２１ａとエッチングによって形成されたレンズ面２３とを覆う第２マスク層６５を形成する。第２マスク層６５が本発明におけるマスク層であって、結晶構造を有するものである。本実施形態では、第２マスク層６５は膜厚がおよそ５０ｎｍ〜１００ｎｍの多結晶シリコンによって構成されている。多結晶シリコンからなる第２マスク層６５は、図５（ａ）に示すようなシリコンの結晶粒界を有している。結晶粒界の形状や大きさは一定ではない。多結晶シリコンの成膜方法によって結晶粒界の大きさが左右される。一般的には膜厚が大きく（厚く）なれば、結晶の成長が進行して結晶粒界が大きくなり易い。言い換えれば、多結晶シリコンの成膜方法を制御することによって、結晶粒界の大きさを制御して、次のステップＳ３によって第２マスク層６５を介してエッチングすることにより形成される微小凹部３１の配置ピッチを制御することができる。そして、ステップＳ３へ進む。
【００３７】
図３のエッチング工程（ステップＳ３）では、図４（ｄ）に示すように、第２マスク層６５が形成された側から基板本体２１を異方性エッチングする。具体的には、例えば、ＣＨＦ3とＣＦ4とを含むフッ素系処理ガスを用いたドライエッチングを行う。フッ素系処理ガスは、第２マスク層６５における多結晶シリコンの結晶粒界の界面に浸入して、第２マスク層６５で覆われたレンズ面２３を異方性エッチングする。表面２１ａのほぼ法線方向（Ｚ方向）に進行するように異方性エッチングを行う。これによって、図５（ｂ）に示すように、多結晶シリコンの結晶粒界に対応して異方性エッチングが進み、エッチングされた部分に微小凹部３１が形成される。また、エッチングが進まなかった部分に微小柱状体が残る。異方性エッチングは、ほぼＺ方向、つまり、基板本体２１の一方の表面２１ａから対向する他方の表面２１ｂに向って進行する。したがって、ドライエッチングでフッ素系処理ガスが到達する被エッチング面の距離の違いから、図２（ｂ）に示したように、レンズ面２３の中央部から外縁部に行くに連れて、微小凹部３１の深さが深くなる。異方性エッチングは微小凹部３１の深さが最大でもおよそ５００ｎｍとなるところでストップさせる。第２マスク層６５もフッ素系処理ガスを用いたドライエッチングによってエッチングされる。多結晶シリコンは不透明であるため、多結晶シリコンの残渣を残さないように、図３のマスク層除去工程（ステップＳ４）において、残った多結晶シリコンを除去する。多結晶シリコンの除去方法としては、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）の水溶液を用いたウェットエッチングが挙げられる。そして、ステップＳ５へ進む。
【００３８】
図３のレンズ層形成工程（ステップＳ５）では、図４（ｅ）に示すように、微小凹部３１が形成された基板本体２１のレンズ面２３と表面２１ａとを覆うレンズ層２２Ａを形成する。レンズ層２２Ａは、凹状且つ半球面状のレンズ面２３を埋めるように厚膜形成される。レンズ層２２Ａは基板本体２１よりも大きな屈折率を有するレンズ部材で構成される。例えば、基板本体２１として（光の波長が５５０ｎｍのときの）屈折率ｎがおよそ１．４６の石英ガラスを用いた場合には、レンズ層２２Ａとして酸窒化シリコン（ＳｉＯxＮy）を用いる。酸窒化シリコン（ＳｉＯxＮy）の屈折率ｎは、ＯとＮとの組成（比率）によって酸化シリコン（ＳｉＯ2）の屈折率ｎ＝１．４６と窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）の屈折率ｎ＝２．０の間となる。酸窒化シリコン（ＳｉＯxＮy）を厚膜形成する方法としては、プラズマＣＶＤを用いる方法が挙げられる。レンズ層２２Ａの膜厚はおよそ５μｍ〜１０μｍである。これにより、レンズ層２２Ａによって各レンズ面２３が充填された部分に、基板本体２１よりも屈折率ｎが大きいマイクロレンズ２４Ａが形成される。なお、レンズ面２３と反対側のレンズ層２２Ａの表面に凹凸が生じていると、マイクロレンズ２４Ａごとに入射する光の角度のばらつきが大きくなってしまうので、マイクロレンズ２４Ａごとに安定した集光特性を得るには、レンズ層２２Ａの表面に平坦化処理を施しておくことが望ましい。平坦化処理の方法としては、ＣＭＰ処理や化学的なエッチングを挙げることができる。あるいはこれらの処理を組み合わせて施してもよい。
【００３９】
＜電気光学装置＞
次に、本実施形態のマイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）基板２５Ａを適用した電気光学装置としての液晶装置について、図６及び図７を用いて説明する。図６は第１実施形態の液晶装置の構成を示す概略平面図、図７は第１実施形態の液晶装置の構造を示す概略断面図である。
本実施形態の電気光学装置としての液晶装置は、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）の光変調素子（液晶ライトバルブ）として好適に用いられるものである。
【００４０】
図６及び図７に示すように、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置１００は、対向配置された素子基板１０及び対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層５０とを有する。素子基板１０の基板本体１１及び対向基板２０の基板本体２１は、透明な例えば石英ガラスが用いられている。
【００４１】
素子基板１０は対向基板２０よりも大きく、両基板は、対向基板２０の外縁に沿って配置されたシール材４０を介して貼り合わされ、そ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電気光学素子としての液晶層５０が構成されている。シール材４０は、例えば熱硬化性又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ている。シール材４０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（図示省略）が混入されている。
【００４２】
シール材４０の内側に複数の画素Ｐが配列された画素領域Ｅが設けられている。また、シール材４０と画素領域Ｅとの間に画素領域Ｅを取り囲んで見切り部２６が設けられている。見切り部２６は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなる。なお、画素領域Ｅは、表示に寄与する複数の画素Ｐに加えて、複数の画素Ｐを囲むように配置されたダミー画素を含むとしてもよい。また、図６では図示を省略したが、画素領域Ｅにおいて複数の画素Ｐをそれぞれ平面的に区分する遮光部（ブラックマトリックス；ＢＭ）が対向基板２０に設けられている。遮光部（ＢＭ）は見切り部２６と同層に設けられており、以降、遮光部（ＢＭ）にも符号２６を付与して説明する。
【００４３】
素子基板１０の端子部に沿った第１の辺部とシール材４０との間にデータ線駆動回路１０１が設けられている。また、第１の辺部に対向する第２の辺部に沿ったシール材４０と画素領域Ｅとの間に検査回路１０３が設けられている。さらに、第１の辺部と直交し互いに対向する第３及び第４の辺部に沿ったシール材４０と画素領域Ｅとの間に走査線駆動回路１０２が設けられている。第２の辺部のシール材４０と検査回路１０３との間には、２つの走査線駆動回路１０２を繋ぐ複数の配線１０５が設けられている。
【００４４】
これらデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０２に繋がる配線は、第１の辺部に沿って配列した複数の外部接続用端子１０４に接続されている。第１の辺部に沿った方向がＸ方向であり、第３の辺部に沿った方向がＹ方向であるとして説明する。なお、検査回路１０３の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路１０１と画素領域Ｅとの間のシール材４０の内側に沿った位置に設けてもよい。
【００４５】
図７に示すように、素子基板１０の液晶層５０側の表面には、画素Ｐごとに設けられた透光性の画素電極１５及びスイッチング素子である薄膜トランジスター（図示省略）と、信号配線１２と、画素電極１５を覆う配向膜１８とが形成されている。また、薄膜トランジスターにおける半導体層に光が入射してスイッチング動作が不安定になることを防ぐ遮光構造が採用されている。本発明における素子基板１０は、少なくとも基板本体１１と、基板本体１１上に形成された薄膜トランジスター、信号配線１２、画素電極１５、配向膜１８を含むものである。本実施形態において、信号配線１２は隣り合う画素電極１５の間に形成され、上記遮光構造の少なくとも一部を構成するものである。
【００４６】
素子基板１０に対向配置される対向基板２０は、基板本体２１とレンズ層２２Ａとを含むマイクロレンズアレイ基板２５Ａと、レンズ層２２Ａ側に形成された見切り部（遮光部）２６と、これを覆うように成膜された平坦化層２７と、平坦化層２７を覆うように設けられた共通電極２８と、共通電極２８を覆う配向膜２９とを含むものである。
【００４７】
見切り部２６は、図６に示すように画素領域Ｅを取り囲むと共に、平面的に走査線駆動回路１０２、検査回路１０３と重なる位置に設けられている。これにより対向基板２０側からこれらの駆動回路を含む周辺回路に入射する光を遮蔽して、周辺回路が光によって誤動作することを防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が画素領域Ｅに入射しないように遮蔽して、画素領域Ｅの表示における高いコントラストを確保している。
【００４８】
平坦化層２７は、例えば酸化シリコンや酸窒化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して見切り部２６を覆うように設けられている。このような平坦化層２７の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ法などを用いて成膜する方法が挙げられる。
【００４９】
共通電極２８は、例えばＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）などの透明導電膜からなり、平坦化層２７を覆うと共に、図６に示すように対向基板２０の四隅に設けられた上下導通部１０６により素子基板１０側の配線に電気的に接続している。
【００５０】
画素電極１５を覆う配向膜１８及び共通電極２８を覆う配向膜２９は、液晶装置１００の光学設計に基づいて選定される。例えば、ポリイミドなどの有機材料を成膜して、その表面をラビングすることにより、正の誘電異方性を有する液晶分子に対して略水平配向処理が施された有機配向膜や、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て、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。
【００５１】
このような液晶装置１００は透過型であって、電圧無印加状態で画素Ｐの透過率が最大となるノーマリーホワイトモードや、電圧無印加状態で画素Ｐの透過率が最小となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。本実施形態ではノーマリーブラックモードが採用されている。
【００５２】
液晶装置１００において、対向基板２０の表面２１ｂ側から入射した光Ｌは、マイクロレンズ２４Ａによって画素Ｐごとに集光される。光Ｌは上記表面２１ｂに対して必ずしも法線方向から入射するとは限らず、画素Ｐごとに設けられたマイクロレンズ２４Ａの光軸Ｌ０に対してある程度の角度範囲（例えば、±２０度）でマイクロレンズ２４Ａに入射する。マイクロレンズ２４Ａは、集光された光Ｌが対向基板２０側の遮光部２６や素子基板１０側の遮光構造によって極力遮られないように、焦点位置が設定されている。したがって、対向基板２０にマイクロレンズアレイ基板２５Ａを用いていない場合に比べて、入射する光Ｌが効率よく利用された表示が行われる。
【００５３】
上記第１実施形態の効果は、以下の通りである。
（１）マイクロレンズアレイ基板２５Ａは、少なくともレンズ面２３に多数の微小凹部３１からなるモスアイ構造体としての微小三次元構造体が形成されているので、マイクロレンズ２４Ａに入射した光がレンズ面２３で反射することを低減することができる。言い換えれば、入射光を効率よく集光可能なマイクロレンズアレイ基板２５Ａを提供することができる。
（２）マイクロレンズアレイ基板２５Ａの製造方法によれば、基板本体２１の凹状且つ半球面状のレンズ面２３に対して、Ｚ方向（基板本体２１の厚み方向）から異方性エッチングして略Ｚ方向に窪んだ微小凹部３１を形成する。異方性エッチングは、多結晶シリコンからなる第２マスク層６５を介して行われるため、平らな表面２１ａだけでなく半球面状のレンズ面２３にもむら無く多数の微小凹部３１を形成することができる。
（３）マイクロレンズアレイ基板２５Ａを対向基板２０に用いた液晶装置１００は、対向基板２０側から入射した光Ｌを画素Ｐごとに効率よく利用して、明るい表示を行うことができる。加えて、微小凹部３１の深さは、レンズ面２３の中央部から外縁部に向って徐々に深くなっている。図７に示したように、マイクロレンズ２４Ａの光軸Ｌ０に沿って入射する光Ｌは、レンズ面２３の外縁部に行くほどレンズ面２３に対する入射角が小さくなり、入射角が小さいほど反射し易くなる。本実施形態のマイクロレンズアレイ基板２５Ａによれば、レンズ面２３の外縁部における微小凹部３１の深さｄ２は中央部の深さｄ１よりも深い（大きい）。したがって、界面（レンズ面２３）における屈折率の変化が中央部に比べて外縁部の方がより緩やかになり、レンズ面２３の外縁部における光Ｌの反射が低減される。すなわち、より明るい表示が可能な液晶装置１００を提供できる。
【００５４】
（第２実施形態）
＜他のマイクロレンズアレイ基板＞
次に、第２実施形態のマイクロレンズアレイ基板について、図８及び図９を参照して説明する。図８は第２実施形態のマイクロレンズアレイ基板におけるマイクロレンズの配置を示す概略平面図。図９（ａ）は図８のＣ−Ｃ’線に沿ったマイクロレンズアレイ基板の概略断面図、同図（ｂ）はレンズ面における微小凹部を示す拡大断面図である。第２実施形態のマイクロレンズアレイ基板は、透明基板である基板本体２１側に凸状のレンズ面を有するマイクロレンズが構成されているものである。第１実施形態におけるマイクロレンズアレイ基板２５Ａと同じ構成には同じ符号を付して、詳細な説明は省略するものとする。
また、第２実施形態のマイクロレンズアレイ基板は、後述する液晶装置１５０の対向基板２０として用いることができる（図１３参照）。
【００５５】
図８に示すように、本実施形態のマイクロレンズアレイ基板２５Ｂは、基板本体２１において、互いに直交するＸ方向とＹ方向とにマトリックス状に配列した複数のマイクロレンズ２４Ｂを有している。Ｘ方向及びＹ方向に直交するＺ方向から見たときに、マイクロレンズ２４Ｂの平面形状は円形であって、隣り合うマイクロレンズ２４Ｂが互いに接するように配置されている。マイクロレンズ２４Ｂの大きさは、後述する液晶装置１５０の画素の大きさに対応して設定されるものであって、レンズ径がおよそ５μｍ〜２０μｍである。言い換えれば、マイクロレンズ２４ＢのＸ方向及びＹ方向における配置ピッチは均等である。詳しくは後述するが、複数のマイクロレンズ２４Ｂは、基板本体２１に積層されたレンズ層２２Ｂに形成されている。
なお、マイクロレンズ２４Ｂの平面的な配置は、マトリックス状であることに限定されるものではない。また、電気光学装置における画素の配置に対応して配置されるものであり、Ｘ方向及びＹ方向における配置ピッチが均等でなくてもよい。
本実施形態においても、以降、マイクロレンズアレイ基板をＭＬＡ（Micro  Lens  Array）基板と呼ぶ。
【００５６】
図９（ａ）に示すように、ＭＬＡ基板２５Ｂは、基板本体２１とレンズ層２２Ｂと透明層２２Ｔとが積層された構造となっている。レンズ層２２Ｂの一方の表面２２ｓには凸状且つ半球面状のレンズ面２３が複数形成されている。つまり、レンズ層２２Ｂには、凸状且つ半球状のマイクロレンズ２４Ｂが複数形成されている。
基板本体２１は、例えば石英ガラスなどの透明基板からなり、レンズ層２２Ｂは基板本体２１よりも屈折率が大きいレンズ部材からなる。透明層２２Ｔはレンズ層２２Ｂよりも屈折率が小さい部材からなる。透明層２２Ｔのレンズ面２３と反対側の表面は、平坦になっている。
【００５７】
図９（ｂ）は図９（ａ）における破線で囲まれた「Ｆ」の部分を拡大して、レンズ面２３の状態を分かり易く示した拡大図である。図９（ｂ）に示すように、凸状のマイクロレンズ２４Ｂが形成されたレンズ層２２Ｂの一方の表面２２ｓには、多数の微小凹部３１が形成されている。微小凹部３１は上記表面２２ｓにおいてほぼＺ方向（レンズ層２２Ｂの厚み方向）に沿って窪んでいる。また、レンズ面２３において、中央部の微小凹部３１の深さは、外縁部の微小凹部３１の深さよりも浅い。つまり、レンズ面２３における微小凹部３１の深さは、中央部から外縁部に行くほど深くなっている。なお、図９（ｂ）では、このような微小凹部３１の深さの関係について正確に反映させてはいない。
【００５８】
透明層２２Ｔの屈折率をｎ３とし、レンズ層２２Ｂの屈折率をｎ２とすると、このような微小凹部３１が設けられた界面（レンズ面２３）の屈折率は、第１実施形態と同様に、微小凹部３１の平均的な深さＤに対応してｎ３からｎ２、あるいはｎ２からｎ３へと緩やかに変化することになる。微小凹部３１が存在しないと、該界面の屈折率はｎ３からｎ２へ、あるいはｎ２からｎ３へと急激に変化することになり、そのような屈折率の変化が急激に起る界面に光が入射すると、入射光が該界面で容易に反射される。本実施形態のように多数の微小凹部３１が形成された界面に入射した光は、該界面における屈折率の変化が緩やかであるため、入射光の反射が生じ難くなる。微小凹部３１の基本的な構成は、第１実施形態と同様であって、界面における反射を抑制したい入射光の波長が例えば可視光波長範囲であれば、微小凹部３１の平均的な配置ピッチが、可視光波長範囲のうち短波長側の４００ｎｍよりも短い、例えば３００ｎｍ以下であればよく、また等間隔で配置されなくてもよい。微小凹部３１の平均的な深さＤは、５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度であれば、微小凹部３１が設けられた界面における入射光の反射を充分に抑制することができる。以降、レンズ層２２Ｂと透明層２２Ｔとの界面に多数の微小凹部３１を有するＭＬＡ基板２５Ｂの製造方法について説明する。
【００５９】
＜他のマイクロレンズアレイ基板の製造方法＞
本実施形態のＭＬＡ基板２５Ｂの製造方法について、図１０〜図１２を参照して説明する。図１０は第２実施形態の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１１（ａ）〜（ｄ）及び図１２（ｅ）〜（ｈ）は第２実施形態のマイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す概略断面図である。
【００６０】
本実施形態のマイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）基板２５Ｂの製造方法は、図１０に示すように、レンズ面形成工程（ステップＳ１１）と、マスク層形成工程（ステップＳ１２）と、エッチング工程（ステップＳ１３）と、マスク層除去工程（ステップＳ１４）と、透明層形成工程（ステップＳ１５）とを含んでいる。
【００６１】
図１０のレンズ面形成工程（ステップＳ１１）では、まず、図１１（ａ）に示すように、基板本体２１の一方の表面２１ａを覆うレンズ層２２Ｂを形成する。例えば、基板本体２１は屈折率ｎが１．４６の石英ガラスであり、レンズ層２２Ｂは基板本体２１よりも屈折率ｎが大きいＳｉＯＮ（酸窒化シリコン；屈折率ｎ＝１．６４）を用いて形成されている。ＳｉＯＮからなるレンズ層２２Ｂの形成方法としては、スパッター法やプラズマＣＶＤ法を挙げることができる。レンズ層２２Ｂの厚みは例えば５μｍ〜２０μｍである。
次に、図１１（ｂ）に示すように、レンズ層２２Ｂを覆う第１マスク層６０を形成する。第１マスク層６０は、複数のマイクロレンズが形成される領域に対応した開口６２を有するように形成する。続いて、少なくとも複数のマイクロレンズが形成される領域を覆う熱変形性の感光性樹脂層を形成し、これを露光・現像して、個々のマイクロレンズに対応した樹脂パターン８０を形成する。
次に、樹脂パターン８０を変形温度以上に加熱する。変形温度以上に加熱することで樹脂パターン８０は熱変形すると共に表面張力によって、図１１（ｃ）に示すように半球状の樹脂パターン８１が形成される。そして、表面２２ｓに第１マスク層６０及び樹脂パターン８１が形成されたレンズ層２２Ｂを表面２２ｓ側から異方性エッチングすることにより、半球状の樹脂パターン８１をレンズ層２２Ｂに転写し、図１１（ｄ）に示すように、凸状且つ半球面状のレンズ面２３を有する複数のマイクロレンズ２４Ｂを形成する。異方性エッチングとしては、第１実施形態と同様に、ＣＨＦ3とＣＦ4とを含むフッ素系処理ガスを用いたドライエッチングが挙げられる。隣合うマイクロレンズ２４Ｂの外縁が互いに接した状態になったところで異方性エッチングを終了させる。そして、ステップＳ１２へ進む。
【００６２】
図１０のマスク層形成工程（ステップＳ１２）では、図１２（ｅ）に示すように、表面２２ｓ及び複数のマイクロレンズ２４Ｂを覆う、本発明におけるマスク層としての第２マスク層６５を形成する。前述したように第２マスク層６５は、膜厚が５０ｎｍ〜１００ｎｍの多結晶シリコンからなる。そして、ステップＳ１３へ進む。
【００６３】
図１０のエッチング工程（ステップＳ１３）では、図１２（ｆ）に示すように、第２マスク層６５を介して異方性エッチングを行い、表面２２ｓ及びマイクロレンズ２４Ｂのレンズ面２３に微小凹部３１を形成する。異方性エッチングとしては、第１実施形態と同様に、ＣＨＦ3とＣＦ4とを含むフッ素系処理ガスを用いたドライエッチングが挙げられる。異方性エッチングは、Ｚ方向において、表面２２ｓ側から表面２２ｓに対向する表面２１ｂに向って進行する。したがって、表面２２ｓ及びレンズ面２３には、略Ｚ方向に窪んだ多数の微小凹部３１が形成される。また、図９（ｂ）に示したように、レンズ面２３の中央部の微小凹部３１の深さに比べて外縁部における微小凹部３１の深さが深くなるように異方性エッチングを行う。このような異方性エッチングの方法としては、例えば、ドライエッチングにおける被エッチング面と電極との間が所定の距離であるときにエッチング速度が最大となるようにドライエッチング条件を設定する。そして、レンズ面２３の外縁部が電極に対して該所定の距離となるように基板本体２１を配置してドライエッチングを行う。そうすると、該所定の距離よりも電極までの距離が短いレンズ面２３の中央部では、エッチング速度が低下するので、外縁部よりも中央部に形成された微小凹部３１の深さが浅くなる。そして、ステップＳ１４へ進む。
【００６４】
図１０のマスク層除去工程（ステップＳ１４）では、図１２（ｇ）に示すように、レンズ層２２Ｂの表面２２ｓ及びレンズ面２３を覆う第２マスク層６５を除去する。多結晶シリコンからなる第２マスク層６５の除去方法としては、第１実施形態と同様に、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）の水溶液を用いたウェットエッチングが挙げられる。そして、ステップＳ１５へ進む。
【００６５】
図１０の透明層形成工程（ステップＳ１５）では、図１２（ｈ）に示すように、微小凹部３１が形成されたレンズ層２２Ｂの表面２２ｓとレンズ面２３とを覆う透明層２２Ｔを形成する。透明層２２Ｔは、凸状且つ半球状のマイクロレンズ２４Ｂを埋めるように厚膜形成される。透明層２２Ｔはレンズ層２２Ｂよりも小さな屈折率を有する部材で構成される。例えば、レンズ層２２Ｂとして（光の波長が５５０ｎｍのときの）屈折率ｎがおよそ１．６４のＳｉＯＮ（酸窒化シリコン）を用いた場合には、透明層２２Ｔとして屈折率ｎがＳｉＯＮよりも小さいＳｉＯ2（酸化シリコン；屈折率ｎがおよそ１．４６）などを用いる。透明層２２Ｔの膜厚はおよそ５μｍ〜１０μｍである。これにより、基板本体２１側から入射する光をマイクロレンズ２４Ｂによって透明層２２Ｔ側に集光させることができる。また、透明層２２Ｔによって各マイクロレンズ２４Ｂ、すなわち、微小凹部３１が形成されたレンズ面２３を外部からの衝撃などから保護することができる。なお、レンズ面２３と反対側の透明層２２Ｔの表面に凹凸が生じていると、後に当該表面に形成する電極の表面に凹凸が反映されるので好ましくない。また、マイクロレンズ２４Ｂによって集光された光が乱反射するおそれがあるので、マイクロレンズ２４Ｂごとに安定した集光特性を得るには、透明層２２Ｔの表面（レンズ面２３に対して反対側の表面）が平坦であることが望ましい。
【００６６】
＜電気光学装置＞
次に、第２実施形態のマイクロレンズアレイ基板２５Ｂが適用された電気光学装置としての液晶装置について、図１３を参照して説明する。図１３は第２実施形態の電気光学装置としての液晶装置を示す概略断面図である。第２実施形態の電気光学装置としての液晶装置は、第１実施形態の液晶装置１００に対して、対向基板２０側に上記マイクロレンズアレイ基板２５Ｂを適用したものである。したがって、第１実施形態の液晶装置１００と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。第２実施形態の液晶装置も、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）の光変調素子（液晶ライトバルブ）として好適に用いられるものである。
【００６７】
本実施形態の電気光学装置としての液晶装置１５０は、図１３に示すように、対向配置された素子基板１０及び対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層５０とを有する。素子基板１０の基板本体１１及び対向基板２０の基板本体２１は、透明な例えば石英ガラスが用いられている。
【００６８】
両基板は、対向基板２０の外縁に沿って配置されたシール材（不図示）を介して貼り合わされ、そ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電気光学素子としての液晶層５０が構成されている。
【００６９】
素子基板１０は、少なくとも基板本体１１と、基板本体１１上に形成された薄膜トランジスター、信号配線１２、画素電極１５、配向膜１８を含むものである。本実施形態において、信号配線１２は隣り合う画素電極１５の間に形成され、薄膜トランジスターに入射する光を遮光する遮光構造の少なくとも一部を構成するものである。
【００７０】
素子基板１０に対向配置される対向基板２０は、基板本体２１及びレンズ層２２Ｂ並びに透明層２２Ｔを含むマイクロレンズアレイ基板２５Ｂと、透明層２２Ｔ側に形成された見切り部（遮光部）２６と、これを覆うように成膜された平坦化層２７と、平坦化層２７を覆うように設けられた共通電極２８と、共通電極２８を覆う配向膜２９とを含むものである。
【００７１】
このような液晶装置１５０は透過型であって、電圧無印加時に画素の透過率が電圧印加時に比べて大きくなって明表示となるノーマリーホワイトモードや、電圧無印加時に画素の透過率が電圧印加時に比べて小さくなって暗表示となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。本実施形態ではノーマリーブラックモードが採用されている。
【００７２】
液晶装置１５０において、対向基板２０の表面２１ｂ側から入射した光Ｌは、マイクロレンズ２４Ｂによって画素ごとに集光される。光Ｌは上記表面２１ｂに対して必ずしも法線方向から入射するとは限らず、画素ごとに設けられたマイクロレンズ２４Ｂの光軸Ｌ０に対してある程度の角度範囲（例えば、±２０度）でマイクロレンズ２４Ｂに入射する。マイクロレンズ２４Ｂは、集光された光Ｌが対向基板２０側の遮光部２６や素子基板１０側の遮光構造によって極力遮られないように、焦点位置が設定されている。したがって、対向基板２０にマイクロレンズアレイ基板２５Ｂを用いていない場合に比べて、入射する光Ｌが効率よく利用された表示が行われる。
【００７３】
上記第２実施形態の効果は、以下の通りである。
（１）マイクロレンズアレイ基板２５Ｂは、凸状のレンズ面２３に多数の微小凹部３１からなるモスアイ構造体としての微小三次元構造体が形成されているので、マイクロレンズ２４Ｂに入射した光がレンズ面２３で反射することを低減することができる。言い換えれば、入射光を効率よく集光可能なマイクロレンズアレイ基板２５Ｂを提供することができる。
（２）マイクロレンズアレイ基板２５Ｂの製造方法によれば、基板本体２１の凸状且つ半球面状のレンズ面２３に対して、Ｚ方向（基板本体２１の厚み方向）から異方性エッチングして微小凹部３１を形成する。異方性エッチングは、多結晶シリコンからなる第２マスク層６５を介して行われるため、レンズ層２２Ｂの平らな表面２２ｓだけでなく、凸状且つ半球面状のレンズ面２３にもむら無く多数の微小凹部３１を形成することができる。
（３）マイクロレンズアレイ基板２５Ｂを対向基板２０に用いた液晶装置１５０は、対向基板２０側から入射した光Ｌを画素ごとに効率よく利用して、明るい表示を行うことができる液晶装置１５０を提供できる。
【００７４】
上記第１及び第２実施形態では、少なくともレンズ面２３を多結晶シリコンからなる第２マスク層６５を介して異方性エッチングすることで微小凹部３１を形成した。異方性エッチングすることでレンズ面２３に凹凸が生じたことになり、モスアイ構造体としての微小三次元構造体は微小凸部（微小柱状体）からなるとも言い換えることができる。
【００７５】
（第３実施形態）
＜電子機器＞
次に、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置（液晶プロジェクター）について、図１４を参照して説明する。図１４は投射型表示装置の構成を示す概略図である。
【００７６】
図１４に示すように、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置（液晶プロジェクター）１０００は、システム光軸Ｌ１に沿って配置された偏光照明装置１１００と、光分離手段としての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、光合成手段としてのクロスダイクロイックプリズム１２０６と、投射手段としての投射レンズ１２０７とを備えている。
投射レンズ１２０７を除いた偏光照明装置１１００と、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つの液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０と、クロスダイクロイックプリズム１２０６とを含む構成が光学ユニットに相当するものである。
【００７７】
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な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。
【００７８】
ダイクロイックミラー１１０４は、偏光照明装置１１００から射出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。
【００７９】
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とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ１２３０に入射する。
【００８０】
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。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。
【００８１】
液晶ライトバルブ１２１０は、上述した液晶装置１００または液晶装置１５０が適用されたものである。液晶装置１００（液晶装置１５０）は、色光の入射側と射出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。色光が対向基板２０側から入射して液晶装置１００（液晶装置１５０）を透過し、素子基板１０側から射出されるように液晶装置１００（液晶装置１５０）はクロスダイクロイックプリズム１２０６に対して配置されている。他の液晶ライトバルブ１２２０，１２３０も同様である。
【００８２】
このような投射型表示装置１０００によれば、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光（入射光）を有効に利用できる液晶装置１００（液晶装置１５０）を液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０に用いているので、明るい表示を実現することができる。
【００８３】
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うマイクロレンズアレイ基板及び該マイクロレンズアレイ基板の製造方法ならびに該マイクロレンズアレイ基板を適用する電気光学装置や電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【００８４】
（変形例１）上記第１及び第２実施形態のマイクロレンズアレイ基板２５Ａ，２５Ｂの製造方法において、レンズ面２３に微小凹部３１を形成する方法は、異方性エッチングに限定されない。図１５（ａ）及び（ｂ）は変形例のマイクロレンズアレイ基板の構成を示す概略断面図である。なお、第１実施形態のマイクロレンズアレイ基板２５Ａと同じ構成には同じ符号を付して説明する。例えば、変形例のマイクロレンズアレイ基板２５Ｃは、図１５（ａ）及び（ｂ）に示すように、基板本体２１と、基板本体２１よりも屈折率が大きいレンズ層２２Ｃとが積層されたものである。基板本体２１の一方の表面２１ａには、複数の凹状且つ半球面状の複数のレンズ面２３が形成されている。レンズ層２２Ｃは凹状のレンズ面２３を埋めて、表面２１ａを覆うように形成されている。レンズ層２２Ｃは、複数のレンズ面２３に対応した複数のマイクロレンズ２４Ｃを有している。
表面２１ａ及びレンズ面２３には、微小凹部３２が形成されている。微小凹部３２は、表面２１ａにおいては、表面２１ａの略法線方向に窪んでいる。また、レンズ面２３においては、レンズ面２３の接線の略法線方向に窪んでいる。微小凹部３２の平均的な深さｄ３は、表面２１ａ及びレンズ面２３においてほぼ同等である。
このようなマイクロレンズアレイ基板２５Ｃの製造方法は、透明基板としての基板本体２１の表面２１ａに複数の凹状のレンズ面２３を形成する工程（ステップＳ１）と、表面２１ａ及び凹状のレンズ面２３を覆う多結晶シリコンからなる第２マスク層６５を形成する工程（ステップＳ２）と、第２マスク層６５を介して表面２１ａ及びレンズ面２３を等方性エッチングするエッチング工程と、第２マスク層６５を除去する工程（ステップＳ４）と、凹状のレンズ面２３を埋めてレンズ層２２Ｃを形成する工程とを備えている。
上記エッチング工程では、表面２１ａ及びレンズ面２３を等方性エッチングするので、表面２１ａとレンズ面２３とにおいて、それぞれ略法線方向にほぼ同じ深さで窪んだ微小凹部３２を形成することができる。等方性エッチングとしては、フッ酸やフッ化アンモニウムなどの水溶液を用いたウェットエッチングを挙げることができる。
このような変形例のマイクロレンズアレイ基板２５Ｃ及びその製造方法によれば、少なくともレンズ面２３においてむら無く多数の微小凹部３２（微小三次元構造体）が形成されているので、レンズ面２３における入射光の反射をむら無く低減できる。なお、等方性エッチングを用いて微小凹部３２を形成すると、エッチングが進行しなかった部分は錘状の微小凸部となる。
【００８５】
（変形例２）上記第１及び第２実施形態において、マイクロレンズ２４Ａ，２４Ｂのレンズ面２３は、半球面状であることに限定されない。例えば、レンズ面２３は非球面であってもよい。基板本体２１に非球面のレンズ面２３を形成する方法は、公知の方法を採用することができる。
【００８６】
（変形例３）上記マイクロレンズアレイ基板２５Ｂにおいて、凸状のマイクロレンズ２４Ｂを覆う透明層２２Ｔは必須な構成ではない。透明層２２Ｔがない状態でもマイクロレンズ２４Ｂが接する層がレンズ層２２Ｂの屈折率よりも小さい、例えば空気層であれば、基板本体２１の他方の表面２１ｂから入射した光をマイクロレンズ２４Ｂによって集光することができる。
【００８７】
（変形例４）上記マイクロレンズアレイ基板２５Ａ，２５Ｂを適用可能な電気光学装置は、液晶装置１００，１５０に限定されない。例えば、ＣＣＤなどの受光素子を備えた撮像装置や照明装置などの集光手段として、上記マイクロレンズアレイ基板２５Ａ，２５Ｂを用いることができる。
【００８８】
（変形例５）上記マイクロレンズアレイ基板２５Ａ，２５Ｂを用いた液晶装置１００，１５０を適用可能な電子機器は、上記投射型表示装置（液晶プロジェクター）１０００に限定されない。例えば、投射型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）や直視型のＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）、または電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、ＰＯＳなどの情報端末機器の表示部として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００８９】
２１…透明基板としての基板本体、２１ａ…第１面としての一方の表面、２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ…レンズ層，２２Ｔ…透明層、２３…レンズ面、２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ…マイクロレンズ、２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ…マイクロレンズアレイ基板、３１，３２…微小凹部、６５…マスク層としての第２マスク層、１００，１５０…電気光学装置としての液晶装置、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６】
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【図７】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図５】
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