(57)【要約】【課題】光の利用効率を高めることができるマイクロレンズ基板、マイクロレンズ基板の製造方法、及びマイクロレンズ基板を備えた電気光学装置を提供する。【解決手段】複数のマイクロレンズ１０４の曲面を各々規定する複数の凸部と、複数のマイクロレンズ１０４のうち隣り合うマイクロレンズ１０４間に形成された非シリコン系樹脂１０５と、非シリコン系樹脂１０５及び複数のマイクロレンズ１０４を覆うように形成されたシリコン系樹脂１０６と、を備える。【選択図】図４
2014032226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマイクロレンズの曲面の各々を規定する複数の凹部又は凸部と、
前記複数の凹部又は凸部のうち隣り合う凹部又は凸部間に形成された非シリコン系樹脂と、
前記非シリコン系樹脂及び前記複数の凹部又は凸部を覆うように形成されたシリコン系樹脂と、
を備えたことを特徴とするマイクロレンズ基板。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロレンズ基板であって、
前記複数のマイクロレンズを挟むように一対の基板が設けられており、
前記複数のマイクロレンズは、前記一対の基板のうち一方の基板に一体形成されていることを特徴とするマイクロレンズ基板。
【請求項３】
複数のマイクロレンズの曲面の各々を規定する複数の凹部と、
前記複数の凹部内に形成された非シリコン系樹脂と、
前記非シリコン系樹脂を覆うように形成されたシリコン系樹脂と、
を備えたことを特徴とするマイクロレンズ基板。
【請求項４】
請求項３に記載のマイクロレンズ基板であって、
前記複数のマイクロレンズを挟むように一対の基板が設けられており、
前記複数のマイクロレンズは、前記一対の基板のうち一方の基板に一体形成されていることを特徴とするマイクロレンズ基板。
【請求項５】
基板にエッチング処理を施して複数のマイクロレンズの曲面の各々を規定する複数の凹部又は凸部を形成する凹部又は凸部形成工程と、
前記複数の凹部又は凸部のうち隣り合う凹部又は凸部間に非シリコン系樹脂を形成する非シリコン系樹脂形成工程と、
前記非シリコン系樹脂及び前記複数の凹部又は凸部を覆うようにシリコン系樹脂を形成するシリコン系樹脂形成工程と、
を有することを特徴とするマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項６】
基板にエッチング処理を施して複数のマイクロレンズの曲面の各々を規定する複数の凹部を形成する凹部形成工程と、
前記複数の凹部内に非シリコン系樹脂を形成する非シリコン系樹脂形成工程と、
前記非シリコン系樹脂を含む前記基板上の全体にシリコン系樹脂を形成するシリコン系樹脂形成工程と、
を有することを特徴とするマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のマイクロレンズ基板を備えたことを特徴とする電気光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロレンズ基板、マイクロレンズ基板の製造方法、及びマイクロレンズ基板を備えた電気光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気光学装置の一つとして、例えば、液晶プロジェクターにおいてライトバルブとして用いられるＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス駆動方式の液晶装置がある。このような液晶装置では、光の利用効率を高めるため、液晶装置の各画素に対応する位置に微小なマイクロレンズを設けたものが知られている。
【０００３】
マイクロレンズを備えたマイクロレンズ基板は、例えば、ネオセラムガラスにエッチング処理を施すことによって、ネオセラムガラスにマイクロレンズが一体形成された構造になっている。更に、このマイクロレンズ基板のマイクロレンズ側に、耐熱性及び耐光性に優れたシリコン系樹脂を積層させることによってマイクロレンズ基板が構成されている。
【０００４】
また、特許文献１に記載のように、マイクロレンズ側に２層以上の無機材料を積層して構成されているマイクロレンズ基板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１９７５２３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、隣り合うマイクロレンズの間は、基板（ネオセラムガラス）の厚みが薄くなり形状的に応力が集中しやすい。よって、この部分にクラックが生じる場合がある。また、シリコン系樹脂からシロキサン成分が溶出し、クラックを介して液晶層に到達すると、表示特性に影響を与え、焼き付き現象を起こすという課題がある。
【０００７】
また、特許文献１に記載の方法では、シロキサンを含まない２層以上の無機材料を積層して構成されているが、多層膜とすることで形成に時間がかかり生産性が低下するという課題がある。
【０００８】
また、無機膜によってガラスより屈折率を低くしてレンズの性能を高めようとすると、膜質がポーラスになりやすく、液晶層に水分が入り込む恐れがあるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の態様は、上記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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【００１０】
［適用例１］本適用例に係るマイクロレンズ基板は、複数のマイクロレンズの曲面の各々を規定する複数の凹部又は凸部と、前記複数の凹部又は凸部のうち隣り合う凹部又は凸部間に形成された非シリコン系樹脂と、前記非シリコン系樹脂及び前記複数の凹部又は凸部を覆うように形成されたシリコン系樹脂と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、隣り合う凹部又は凸部に非シリコン系樹脂を設けるので、シリコン系樹脂から、例えば、表示特性に悪影響を及ぼす物質が溶出され、更に、応力のかかりやすい隣り合う凹部又は凸部間にクラックが発生したとしても、非シリコン系樹脂があるため、物質がクラックを介して外側に排出されないようにすることができる。よって、例えば、液晶装置にマイクロレンズ基板を貼り合わせて使用する際、液晶層に悪影響を及ぼす物質が到達することを防ぐことが可能となり、表示特性に影響を与え、焼き付き現象などを起こすことを防ぐことができる。
【００１２】
また、２層の樹脂により構成するので、かかる工数やコストを抑えることができる。更に、２層の樹脂を含んで構成するので、樹脂の中に水分が入り込むことを防ぐことができる。
【００１３】
［適用例２］上記適用例に係るマイクロレンズ基板において、前記複数のマイクロレンズを挟むように一対の基板が設けられており、前記複数のマイクロレンズは、前記一対の基板のうち一方の基板に一体形成されていることが好ましい。
【００１４】
本適用例によれば、一方の基板にマイクロレンズが一体形成されているので、比較的薄い基板の場合にクラックが発生したとしても、基板とシリコン系樹脂との間に非シリコン系樹脂が設けられているので、シリコン系樹脂から表示特性に影響を与える物質が溶出された場合でも、クラックを介して外側に排出されないようにすることができる。
【００１５】
［適用例３］本適用例に係るマイクロレンズ基板は、複数のマイクロレンズの曲面の各々を規定する複数の凹部と、前記複数の凹部内に形成された非シリコン系樹脂と、前記非シリコン系樹脂を覆うように形成されたシリコン系樹脂と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、凹部内に非シリコン系樹脂を設け、それらを覆うようにシリコン系樹脂を設けるので、シリコン系樹脂から、例えば、表示特性に悪影響を及ぼす物質が溶出され、更に、凹部における応力のかかりやすい部分にクラックが発生したとしても、非シリコン系樹脂があるため、物質がクラックを介して外側に排出されないようにすることができる。よって、例えば、液晶装置にマイクロレンズ基板を貼り合わせて使用する際、液晶層に悪影響を及ぼす物質が到達することを防ぐことが可能となり、表示特性に影響を与え、焼き付き現象などを起こすことを防ぐことができる。
【００１７】
また、２層の樹脂により構成するので、かかる工数やコストを抑えることができる。更に、２層の樹脂を含んで構成するので、樹脂の中に水分が入り込むことを防ぐことができる。
【００１８】
［適用例４］上記適用例に係るマイクロレンズ基板において、前記複数のマイクロレンズを挟むように一対の基板が設けられており、前記複数のマイクロレンズは、前記一対の基板のうち一方の基板に一体形成されていることが好ましい。
【００１９】
本適用例によれば、一方の基板にマイクロレンズが一体形成されているので、比較的薄い基板の場合にクラックが発生したとしても、基板とシリコン系樹脂との間に非シリコン系樹脂が設けられているので、シリコン系樹脂から表示特性に影響を与える物質が溶出された場合でも、クラックを介して外側に排出されないようにすることができる。
【００２０】
［適用例５］本適用例に係るマイクロレンズ基板の製造方法は、基板にエッチング処理を施して複数のマイクロレンズの曲面の各々を規定する複数の凹部又は凸部を形成する凹部又は凸部形成工程と、前記複数の凹部又は凸部のうち隣り合う凹部又は凸部間に非シリコン系樹脂を形成する非シリコン系樹脂形成工程と、前記非シリコン系樹脂及び前記複数の凹部又は凸部を覆うようにシリコン系樹脂を形成するシリコン系樹脂形成工程と、を有することを特徴とする。
【００２１】
本適用例によれば、隣り合う凹部又は凸部に非シリコン系樹脂を形成するので、シリコン系樹脂から、例えば、表示特性に悪影響を及ぼす物質が溶出され、更に、応力のかかりやすい隣り合う凹部又は凸部間にクラックが発生したとしても、非シリコン系樹脂を形成したので、物質がクラックを介して外側に排出されないようにすることができる。よって、例えば、液晶装置にマイクロレンズ基板を貼り合わせて使用する際、液晶層に悪影響を及ぼす物質が到達することを防ぐことが可能となり、表示特性に影響を与え、焼き付き現象などを起こすことを防ぐことができる。
【００２２】
また、２層の樹脂により構成するので、かかる工数やコストを抑えることができる。更に、２層の樹脂を含んで構成するので、樹脂の中に水分が入り込むことを防ぐことができる。
【００２３】
［適用例６］本適用例に係るマイクロレンズ基板の製造方法は、基板にエッチング処理を施して複数のマイクロレンズの曲面の各々を規定する複数の凹部を形成する凹部形成工程と、前記複数の凹部内に非シリコン系樹脂を形成する非シリコン系樹脂形成工程と、前記非シリコン系樹脂を含む前記基板上の全体にシリコン系樹脂を形成するシリコン系樹脂形成工程と、を有することを特徴とする。
【００２４】
本適用例によれば、凹部内に非シリコン系樹脂を設け、それらを覆うようにシリコン系樹脂を設けるので、シリコン系樹脂から、例えば、表示特性に悪影響を及ぼす物質が溶出され、更に、凹部における応力のかかりやすい部分にクラックが発生したとしても、非シリコン系樹脂があるため、物質がクラックを介して外側に排出されないようにすることができる。よって、例えば、液晶装置にマイクロレンズ基板を貼り合わせて使用する際、液晶層に悪影響を及ぼす物質が到達することを防ぐことが可能となり、表示特性に影響を与え、焼き付き現象などを起こすことを防ぐことができる。
【００２５】
また、２層の樹脂により構成するので、かかる工数やコストを抑えることができる。更に、２層の樹脂を含んで構成するので、樹脂の中に水分が入り込むことを防ぐことができる。
【００２６】
［適用例７］本適用例に係る電気光学装置は、上記に記載のマイクロレンズ基板を備えたことを特徴とする。
【００２７】
本適用例によれば、上記に記載のマイクロレンズ基板を備えているので、光の利用効率が高められた電気光学装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】液晶装置の構成を示す概略斜視図。
【図２】液晶装置を構成するマイクロレンズ基板の概略斜視図。
【図３】マイクロレンズ基板のうち一部の領域を拡大して示す拡大平面図。
【図４】図３に示すマイクロレンズ基板のＡ−Ａ’線に沿う模式断面図。
【図５】液晶装置の構成をマイクロレンズ基板側から示す模式平面図。
【図６】図５に示す液晶装置のＨ−Ｈ’線に沿う模式断面図。
【図７】液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。
【図８】液晶装置の構造を示す模式断面図。
【図９】マイクロレンズ基板により入射光が集光される様子を概略的に示す模式断面図。
【図１０】マイクロレンズ基板の製造方法を示す模式断面図。
【図１１】液晶装置を備えた投射型表示装置の構成を示す概略図。
【図１２】変形例のマイクロレンズ基板の構造を示す模式断面図。
【図１３】変形例のマイクロレンズ基板の構造を示す模式断面図。
【図１４】変形例のマイクロレンズ基板の構造を示す模式断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
本実施形態では、電気光学装置の一例として、薄膜トランジスター（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を画素のスイッチング素子として備えたアクティブマトリックス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、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）として好適に用いることができるものである。
【００３２】
＜液晶装置、マイクロレンズ基板の構成＞
図１は、電気光学装置の一例に係る液晶装置の構成を示す概略斜視図である。図２は、液晶装置を構成するマイクロレンズ基板の概略斜視図である。図３は、マイクロレンズ基板のうち一部の領域を拡大して示す拡大平面図である。図４は、図３に示すマイクロレンズ基板のＡ−Ａ’線に沿う模式断面図である。以下、液晶装置及びマイクロレンズ基板の構成を、図１〜図４を参照しながら説明する。
【００３３】
図１に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、素子基板１０（図６参照）と、素子基板１０上に配置された対向基板の一部を構成するマイクロレンズ基板１０３とを備えている。
【００３４】
図２に示すように、本実施形態のマイクロレンズ基板１０３は、例えば、ネオセラムなどからなる第１基板１０１（ベース基板）と、第１基板１０１と一体形成された複数のマイクロレンズ１０４と、隣り合うマイクロレンズ１０４間に設けられた非シリコン系樹脂１０５と、非シリコン系樹脂１０５及び複数のマイクロレンズ１０４を覆うように設けられたシリコン系樹脂１０６と、シリコン系樹脂１０６を覆うように設けられたネオセラムなどからなる第２基板１０２（カバー基板）とを備えている。
【００３５】
第１基板１０１と第２基板１０２とは、例えば、シリコン系樹脂１０６によって互いが貼り合わされている。また、複数のマイクロレンズ１０４は、第１基板１０１上においてマトリクス状に平面配列されている。なお、素子基板１０側に配置される基板を第２基板１０２（カバー基板）と称する。マイクロレンズ基板１０３における第２基板１０２と反対側に配置された基板を第１基板１０１（ベース基板）と称する。つまり、マイクロレンズ基板１０３を構成する一対の基板（第１基板１０１、第２基板１０２）のうち第１基板１０１側から光が入射する。
【００３６】
図３及び図４に示すように、各マイクロレンズ１０４の曲面は、相互に屈折率が異なるネオセラムとシリコン系樹脂、又は、ネオセラムと非シリコン系樹脂とによって規定されている。そして、各マイクロレンズ１０４は、図４において下側に凸状に突出した凸レンズ（凸部）として構築されている。
【００３７】
マイクロレンズ基板１０３は、その使用時には、各マイクロレンズ１０４が、例えば、後述する素子基板１０の各画素に対応するように配置される。従って、各マイクロレンズ１０４に入射する入射光は、各マイクロレンズ１０４の屈折作用により、素子基板１０における各画素に向けて集光される。
【００３８】
屈折率の値を大きい方からみると、まず、第１基板１０１及び第２基板１０２であり、その次に非シリコン系樹脂１０５、シリコン系樹脂１０６の順番となる。
【００３９】
＜液晶装置の構成＞
図５は、液晶装置の構成をマイクロレンズ基板側から示す模式平面図である。図６は、図５に示す液晶装置のＨ−Ｈ’線に沿う模式断面図である。図７は、液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。以下、液晶装置の構成を、図５〜図７を参照しながら説明する。
【００４０】
図５及び図６に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、対向配置された素子基板１０および対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層１５とを有する。素子基板１０を構成する第１基材１０ａ、および対向基板２０を構成する第２基材２０ａは、例えば、ガラス基板、石英基板などの透明基板が用いられている。
【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の外周に沿って配置されたシール材１４を介して接合されている。その隙間に、電気光学材料の一例に係る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１５を構成している。シール材１４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１４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１４の内側には、複数の画素Ｐが配列した画素領域Ｅ（表示領域）が設けられている。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５及び図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。
【００４３】
素子基板１０の１辺部に沿ったシール材１４と該１辺部との間に、データ線駆動回路２２が設けられている。また、該１辺部に対向する他の１辺部に沿ったシール材１４と画素領域Ｅとの間に、検査回路２５が設けられている。さらに、該１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿ったシール材１４と画素領域Ｅとの間に走査線駆動回路２４が設けられている。該１辺部と対向する他の１辺部に沿ったシール材１４と検査回路２５との間には、２つの走査線駆動回路２４を繋ぐ複数の配線２９が設けられている。
【００４４】
対向基板２０側における額縁状に配置されたシール材１４の内側には、同じく額縁状に遮光部１８（見切り部）が設けられている。遮光部１８は、例えば、遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなり、遮光部１８の内側が複数の画素Ｐを有する画素領域Ｅとなっている。なお、図５では図示を省略したが、画素領域Ｅにおいても複数の画素Ｐを平面的に区分する遮光部が設けられている。
【００４５】
これらデータ線駆動回路２２、走査線駆動回路２４に繋がる配線は、該１辺部に沿って配列した複数の外部接続用端子６１に接続されている。以降、該１辺部に沿った方向をＸ方向とし、該１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿った方向をＹ方向として説明する。なお、検査回路２５の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路２２に沿ったシール材１４と画素領域Ｅとの間に設けてもよい。
【００４６】
図６に示すように、第１基材１０ａの液晶層１５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２７およびスイッチング素子である薄膜トランジスター（ＴＦＴ：Thin Film Transistor、以降、「ＴＦＴ３０」と呼称する）と、信号配線と、これらを覆う配向膜２８とが形成されている。
【００４７】
また、ＴＦＴ３０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、少なくとも画素電極２７、ＴＦＴ３０、信号配線、配向膜２８を含むものである。
【００４８】
対向基板２０の液晶層１５側の表面には、遮光部１８と、これを覆うように成膜された平坦化層３３と、平坦化層３３を覆うように設けられた対向電極３１と、対向電極３１を覆う配向膜３２とが設けられている。本発明における対向基板２０は、少なくとも遮光部１８、対向電極３１、配向膜３２を含むものである。
【００４９】
遮光部１８は、図５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２４、検査回路２５と重なる位置に設けられている（図示簡略）。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。
【００５０】
平坦化層３３は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して遮光部１８を覆うように設けられている。このような平坦化層３３の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などを用いて成膜する方法が挙げられる。
【００５１】
対向電極３１は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜からなり、平坦化層３３を覆うと共に、図５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２６により素子基板１０側の配線に電気的に接続している。
【００５２】
画素電極２７を覆う配向膜２８および対向電極３１を覆う配向膜３２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。本実施形態では、配向膜２８，３２として上記無機配向膜が採用されている。
【００５３】
このような液晶装置１００は、例えば透過型であって、画素Ｐが非駆動時に明表示となるノーマリーホワイトモードや、非駆動時に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。
【００５４】
図７に示すように、液晶装置１００は、少なくとも画素領域Ｅにおいて互いに絶縁されて直交する複数の走査線３ａおよび複数のデータ線６ａと、容量線３ｂとを有する。走査線３ａが延在する方向がＸ方向であり、データ線６ａが延在する方向がＹ方向である。
【００５５】
走査線３ａとデータ線６ａならびに容量線３ｂと、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極２７と、ＴＦＴ３０と、容量素子１６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。
【００５６】
走査線３ａはＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続され、データ線６ａはＴＦＴ３０のデータ線側ソースドレイン領域（ソース領域）に電気的に接続されている。画素電極２７は、ＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域（ドレイン領域）に電気的に接続されている。
【００５７】
データ線６ａは、データ線駆動回路２２（図５参照）に接続されており、データ線駆動回路２２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３ａは、走査線駆動回路２４（図５参照）に接続されており、走査線駆動回路２４から供給される走査信号ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｍを各画素Ｐに供給する。
【００５８】
データ線駆動回路２２からデータ線６ａに供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線６ａ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２４は、走査線３ａに対して、走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。
【００５９】
液晶装置１００は、スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎが所定のタイミングで画素電極２７に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極２７を介して液晶層１５に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、画素電極２７と液晶層１５を介して対向配置された対向電極３１との間で一定期間保持される。
【００６０】
保持された画像信号Ｄ１〜Ｄｎがリークするのを防止するため、画素電極２７と対向電極３１との間に形成される液晶容量と並列に容量素子１６が接続されている。容量素子１６は、ＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域と容量線３ｂとの間に設けられている。容量素子１６は、２つの容量電極の間に誘電体層を有するものである。
【００６１】
図８は、液晶装置の構造を示す模式断面図である。以下、液晶装置の構造を、図８を参照しながら説明する。なお、図８は、各構成要素の断面的な位置関係を示すものであり、明示可能な尺度で表されている。
【００６２】
図８に示すように、液晶装置１００は、一対の基板のうち一方の素子基板１０と、これに対向配置される他方の対向基板２０とを備えている。素子基板１０を構成する第１基材１０ａ、及び対向基板２０を構成する第２基材２０ａは、上記したように、例えば、石英基板等によって構成されている。
【００６３】
第１基材１０ａ上には、チタン（Ｔｉ）やクロム（Ｃｒ）等からなる下側遮光膜３ｃが形成されている。下側遮光膜３ｃは、平面的に格子状にパターニングされており、各画素の開口領域を規定している。なお、下側遮光膜３ｃは、走査線３ａの一部として機能するようにしてもよい。第１基材１０ａ及び下側遮光膜３ｃ上には、シリコン酸化膜等からなる下地絶縁層１１ａが形成されている。
【００６４】
下地絶縁層１１ａ上には、ＴＦＴ３０及び走査線３ａ等が形成されている。ＴＦＴ３０は、例えば、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、ポリシリコン等からなる半導体層３０ａと、半導体層３０ａ上に形成されたゲート絶縁膜１１ｇと、ゲート絶縁膜１１ｇ上に形成されたポリシリコン膜等からなるゲート電極３０ｇとを有する。上記したように、走査線３ａは、ゲート電極３０ｇとしても機能する。
【００６５】
半導体層３０ａは、例えば、リン（Ｐ）イオン等のＮ型の不純物イオンが注入されることにより、Ｎ型のＴＦＴ３０として形成されている。具体的には、半導体層３０ａは、チャネル領域３０ｃと、データ線側ＬＤＤ領域３０ｓ１と、データ線側ソースドレイン領域３０ｓと、画素電極側ＬＤＤ領域３０ｄ１と、画素電極側ソースドレイン領域３０ｄとを備えている。
【００６６】
チャネル領域３０ｃには、ボロン（Ｂ）イオン等のＰ型の不純物イオンがドープされている。その他の領域（３０ｓ１，３０ｓ，３０ｄ１，３０ｄ）には、リン（Ｐ）イオン等のＮ型の不純物イオンがドープされている。このように、ＴＦＴ３０は、Ｎ型のＴＦＴとして形成されている。
【００６７】
ゲート電極３０ｇ、下地絶縁層１１ａ、及び走査線３ａ上には、シリコン酸化膜等からなる第１層間絶縁層１１ｂが形成されている。第１層間絶縁層１１ｂ上には、容量素子１６が設けられている。具体的には、ＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域３０ｄ及び画素電極２７に電気的に接続された画素電位側容量電極としての第１容量電極１６ａと、固定電位側容量電極としての容量線３ｂ（第２容量電極１６ｂ）の一部とが、誘電体膜１６ｃを介して対向配置されることにより、容量素子１６が形成されている。
【００６８】
容量線３ｂ（第２容量電極１６ｂ）は、例えば、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）等の高融点金属のうち少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。或いは、Ａｌ（アルミニウム）膜から形成することも可能である。
【００６９】
第１容量電極１６ａは、例えば、導電性のポリシリコン膜からなり容量素子１６の画素電位側容量電極として機能する。ただし、第１容量電極１６ａは、容量線３ｂと同様に、金属又は合金を含む単一層膜又は多層膜から構成してもよい。第１容量電極１６ａは、画素電位側容量電極としての機能のほか、コンタクトホールＣＮＴ５２、中継層５５、コンタクトホールＣＮＴ５３、ＣＮＴ５１を介して、画素電極２７とＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域３０ｄ（ドレイン領域）とを中継接続する機能を有する。
【００７０】
容量素子１６上には、第２層間絶縁層１１ｃを介してデータ線６ａが形成されている。データ線６ａは、第１層間絶縁層１１ｂ及び第２層間絶縁層１１ｃに開孔されたコンタクトホールＣＮＴ５４を介して、半導体層３０ａのデータ線側ソースドレイン領域３０ｓ（ソース領域）に電気的に接続されている。
【００７１】
データ線６ａ上には、第３層間絶縁層１１ｄを介して画素電極２７が形成されている。画素電極２７は、第２層間絶縁層１１ｃ及び第３層間絶縁層１１ｄに開孔されたコンタクトホールＣＮＴ５２、ＣＮＴ５３、中継層５５を介して第１容量電極１６ａに接続されることにより、半導体層３０ａの画素電極側ソースドレイン領域３０ｄ（ドレイン領域）に電気的に接続されている。なお、画素電極２７は、例えば、ＩＴＯ膜等の透明導電性膜から形成されている。
【００７２】
画素電極２７及び第３層間絶縁層１１ｄ上には、第４層間絶縁層１１ｅを介して、酸化シリコン（ＳｉＯ2）などの無機材料を斜方蒸着した配向膜２８が設けられている。配向膜２８上には、シール材１４（図５及び図６参照）により囲まれた空間に液晶等が封入された液晶層１５が設けられている。
【００７３】
一方、第２基材２０ａ上には、その全面に渡って対向電極３１が設けられている。対向電極３１上（図８では下側）には、酸化シリコン（ＳｉＯ2）などの無機材料を斜方蒸着した配向膜３２が設けられている。対向電極３１は、上述の画素電極２７と同様に、例えばＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる。
【００７４】
液晶層１５は、画素電極２７からの電界が印加されていない状態で配向膜２８，３２によって所定の配向状態をとる。シール材１４は、素子基板１０及び対向基板２０をそれらの周辺で貼り合わせるための、例えば光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂からなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー或いはガラスビーズ等のスペーサーが混入されている。
【００７５】
図９は、マイクロレンズ基板により入射光が集光される様子を概略的に示す模式断面図である。以下、図９を参照しながら、マイクロレンズ基板における集光機能について説明する。なお、図９では、マイクロレンズは、そのレンズ中心が、各画素中心に一致するように配置されている。
【００７６】
図９に示すように、マイクロレンズ基板１０３は、図中上方から入射される入射光を複数の画素電極２７に各々集光するマトリクス状に配置された複数のマイクロレンズ１０４を備える。そして、マイクロレンズ基板１０３は、対向基板２０の一部として配置されている。なお、マイクロレンズ基板１０３と対向電極３１との間にＩＴＯなどを設けるようにしてもよい。
【００７７】
このように構成することにより、本実施形態の液晶装置１００によれば、複数のマイクロレンズ１０４により、マイクロレンズ基板１０３からの入射光は、複数の画素電極２７上に各々集光される。従って、マイクロレンズ１０４がない場合と比較して、各画素における実効開口率が高められている。
【００７８】
＜マイクロレンズ基板の製造方法＞
図１０は、マイクロレンズ基板の製造方法を示す模式断面図である。以下、マイクロレンズ基板の製造方法を、図１０を参照しながら説明する。
【００７９】
まず、図１０（ａ）に示すように、ネオセラム等からなる透明基板１０１ａを準備する。透明基板１０１ａの厚みとしては、少なくとも、カバー基板としての第１基板１０１の厚みと、マイクロレンズ１０４の高さと、を含む厚みである。
【００８０】
次に、図１０（ｂ）に示す工程（凹部又は凸部形成工程）では、マイクロレンズ１０４を形成する。具体的には、エッチング技術を用いて形成する。まず、マスクの開口部から透明基板１０１ａの表面をエッチング処理して、曲面を形成する。エッチング処理としては、ドライエッチング処理を施すことによって、凸状のマイクロレンズ１０４を形成することができる。この段階で、マイクロレンズ１０４毎に曲面が形成される。
【００８１】
次に、図１０（ｃ）に示す工程（非シリコン系樹脂形成工程）では、隣り合うマイクロレンズ１０４間の谷間に、非シリコン系樹脂１０５を所定の膜厚で成膜する。成膜方法としては、塗布法、スピンコート法、インクジェット法、滴下法などの方法を用いて、自重で成膜する。所定の膜厚としては、例えば、マイクロレンズ１０４の高さの概ね半分の高さである。なお、屈折率などが最適になるように膜厚を調整することが好ましい。その後、紫外線や熱などを用いて、非シリコン系樹脂１０５を硬化させる。
【００８２】
このように、マイクロレンズ１０４間に非シリコン系樹脂１０５を成膜することにより、マイクロレンズ１０４の端部１０４ａにおける屈折率（屈折率の差）を、光学的に最適になるように調整することができる。具体的には、ネオセラムと樹脂の屈折率の差を大きくすることにより、マイクロレンズ１０４の形状の影響を受けにくく、光を効率よく集光させることができる。
【００８３】
次に、図１０（ｄ）に示す工程（シリコン系樹脂形成工程）では、マイクロレンズ１０４及び非シリコン系樹脂１０５を覆うように、シリコン系樹脂１０６を成膜する。シリコン系樹脂１０６としては、熱硬化性の樹脂でもよいし、紫外線硬化型の樹脂でもよい。
【００８４】
このように、熱や光に比較的弱い非シリコン系樹脂１０５を、熱や光に比較的強いシリコン系樹脂１０６で覆うので、外部から強い光や熱が加わっても特性に影響が出ることを抑えることができる。
【００８５】
一方、シリコン系樹脂１０６からシロキサンが染み出した場合でも、クラック１０４ｂが入りやすいマイクロレンズ１０４間とシリコン系樹脂１０６との間に非シリコン系樹脂１０５が介在しているので、液晶層１５までシロキサンが入り込まないようにすることができる。これにより、表示特性に影響を与えることを抑えることができる。
【００８６】
次に、図１０（ｅ）に示す工程では、真空中において、シリコン系樹脂１０６までが成膜された第１基板１０１と、ネオセラムなどからなる第２基板１０２（ベース基板）とを押し付けて圧着する。そして、紫外線や熱を用いて、シリコン系樹脂１０６を硬化させる。
【００８７】
なお、マイクロレンズ１０４間に非シリコン系樹脂１０５が成膜された第１基板１０１と、シリコン系樹脂１０６が成膜された第２基板１０２とを、貼り合わせるようにしてもよい。また、第１基板１０１や第２基板１０２に研磨処理を施して、所望の厚みになるようにしてもよい。
【００８８】
＜電子機器の構成＞
次に、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、上記した液晶装置を備えた投射型表示装置の構成を示す概略図である。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
液晶ライトバルブ１２１０は、上述した液晶装置１００が適用されたものである。液晶装置１００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。他の液晶ライトバルブ１２２０，１２３０も同様である。
【００９６】
このような投射型表示装置１０００によれば、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０として、焼き付き等が抑えられた液晶装置１００を用いているので、高い表示品質を実現することができる。
【００９７】
なお、液晶装置１００が搭載される電子機器としては、投射型表示装置１０００の他、ヘッドアップディスプレイ、スマートフォン、ＥＶＦ（Electrical View Finder）、モバイルミニプロジェクター、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各種電子機器に用いることができる。
【００９８】
以上詳述したように、本実施形態のマイクロレンズ基板１０３、マイクロレンズ基板１０３の製造方法、及びマイクロレンズ基板１０３を備えた液晶装置１００によれば、以下に示す効果が得られる。
【００９９】
（１）本実施形態のマイクロレンズ基板１０３、及びマイクロレンズ基板１０３の製造方法によれば、隣り合うマイクロレンズ１０４間に非シリコン系樹脂１０５を設けるので、シリコン系樹脂１０６から、例えば、表示特性に悪影響を及ぼすシロキサンが溶出され、更に、応力のかかりやすい隣り合うマイクロレンズ１０４間にクラック１０４ｂが発生したとしても、非シリコン系樹脂１０５が介在しているため、シロキサンがクラック１０４ｂを介して外部に排出されないようにすることができる。よって、例えば、液晶装置１００にマイクロレンズ基板１０３を含めて使用する際、液晶層１５に悪影響を及ぼすシロキサンが到達することを防ぐことが可能となり、表示特性に影響を与え、焼き付き現象などを起こすことを防ぐことができる。
【０１００】
（２）本実施形態の液晶装置１００によれば、上記に記載のマイクロレンズ基板１０３と素子基板１０を備えるので、光の利用効率が高められた液晶装置１００を提供することができる。
【０１０１】
なお、本発明の態様は、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、本発明の態様の技術範囲に含まれるものである。また、以下のような形態で実施することもできる。
【０１０２】
（変形例１）
上記したマイクロレンズ基板１０３の構成に限定されず、図１２〜図１４に示すような構成にするようにしてもよい。図１２〜図１４は、変形例のマイクロレンズ基板の構造を示す模式断面図である。
【０１０３】
図１２に示すマイクロレンズ基板２０３は、対向電極３１と反対側から順に、第１基板２０１、非シリコン系樹脂１０５、シリコン系樹脂１０６、第２基板２０２で構成されている。非シリコン系樹脂１０５は、第１基板２０１と一体で形成されたマイクロレンズ２０４間に成膜されている。なお、光は、第１基板２０１側から入射する。マイクロレンズ２０４の製造方法は、上記実施形態と同様、第１基板２０１にドライエッチングを施すことにより凸状のマイクロレンズ２０４を形成することができる。
【０１０４】
図１３に示すマイクロレンズ基板３０３は、対向電極３１と反対側から順に、第１基板３０１、シリコン系樹脂１０６、非シリコン系樹脂１０５、第２基板３０２で構成されている。非シリコン系樹脂１０５は、第２基板３０２と一体で形成された凹状のマイクロレンズ３０４（凹部）の中に成膜されている。そして、非シリコン系樹脂１０５及び第１基板３０１を覆うようにシリコン系樹脂１０６が成膜されている。製造方法としては、第２基板３０２に、フッ酸を主体とするエッチング液を用いたウエット（湿式）エッチングを行う。ウエットエッチング処理を施すことによって、凹状のマイクロレンズ３０４を形成することができる。
【０１０５】
図１４に示すマイクロレンズ基板４０３は、対向電極３１と反対側から順に、第１基板４０１、非シリコン系樹脂１０５、シリコン系樹脂１０６、第２基板４０２によって構成されている。非シリコン系樹脂１０５は、第１基板４０１に一体で形成された凹状のマイクロレンズ４０４の中に成膜されている。マイクロレンズ４０４の製造方法としては、第１基板４０１に、上記同様、ウエットエッチング処理を施すことによって、凹状のマイクロレンズ４０４を形成することができる。
【０１０６】
これらマイクロレンズ基板２０３，４０３は、第２基板２０２，４０２がフラットな形状なので、シリコン系樹脂１０６を厚くするなどによって、第２基板２０２，４０２を廃止することも可能である。また、マイクロレンズ基板２０３，３０３，４０３の製造方法としては、上記実施形態に記載した製造方法と概ね同様である。
【０１０７】
マイクロレンズ基板３０３，４０３は、凹状のマイクロレンズ３０４，４０４内に非シリコン系樹脂１０５を設け、それらを覆うようにシリコン系樹脂１０６を設けるので、シリコン系樹脂１０６から、例えば、表示特性に悪影響を及ぼすシロキサンが溶出され、更に、凹部における応力のかかりやすい部分にクラックが発生したとしても、非シリコン系樹脂１０５があるため、シロキサンがクラックを介して外側に排出されないようにすることができる。よって、例えば、液晶装置１００にマイクロレンズ基板３０３，４０３を含めて使用する際、液晶層１５に悪影響を及ぼすシロキサンが到達することを防ぐことが可能となり、表示特性に影響を与え、焼き付き現象などを起こすことを防ぐことができる。
【０１０８】
また、上記マイクロレンズ基板１０３，２０３，３０３，４０３は、非シリコン系樹脂１０５やシリコン系樹脂１０６の厚みと屈折率とを調整することにより、光の曲がり方を最適化することができる。例えば、マイクロレンズが半球状の単純な形状でもパネルの透過率を上げることが可能となる。
【０１０９】
（変形例２）
上記したように、第１基板１０１や第２基板１０２にネオセラムを用いることに限定されず、例えば、ガラスや石英を用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１１０】
３ａ…走査線、３ｂ…容量線、３ｃ…下側遮光膜、６ａ…データ線、１０…素子基板、１０ａ…第１基材、１１ａ…下地絶縁層、１１ｂ…第１層間絶縁層、１１ｃ…第２層間絶縁層、１１ｄ…第３層間絶縁層、１１ｅ…第４層間絶縁層、１１ｇ…ゲート絶縁膜、１４…シール材、１５…液晶層、１６…容量素子、１６ａ…第１容量電極、１６ｂ…第２容量電極、１６ｃ…誘電体膜、１８…遮光部、２０…対向基板、２０ａ…第２基材、２２…データ線駆動回路、２４…走査線駆動回路、２５…検査回路、２６…上下導通部、２７…画素電極、２８，３２…配向膜、２９…配線、３０…ＴＦＴ、３０ａ…半導体層、３０ｃ…チャネル領域、３０ｄ…画素電極側ソースドレイン領域、３０ｄ１…画素電極側ＬＤＤ領域、３０ｇ…ゲート電極、３０ｓ…データ線側ソースドレイン領域、３０ｓ１…データ線側ＬＤＤ領域、３１…対向電極、３３…平坦化層、４１…下地膜、ＣＮＴ５１，５２，５３，５４…コンタクトホール、５５…中継層、６１…外部接続用端子、１００…液晶装置、１０１，２０１，３０１，４０１…第１基板、１０１ａ…透明基板、１０２，２０２，３０２，４０２…第２基板、１０３，２０３，３０３，４０３…マイクロレンズ基板、１０４，２０４，３０４，４０４…マイクロレンズ、１０４ａ…端部、１０４ｂ…クラック、１０５…非シリコン系樹脂、１０６…シリコン系樹脂、１０００…投射型表示装置、１１００…偏光照明装置、１１０１…ランプユニット、１１０２…インテグレーターレンズ、１１０３…偏光変換素子、１１０４，１１０５…ダイクロイックミラー、１１０６，１１０７，１１０８…反射ミラー、１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５…リレーレンズ、１２０６…クロスダイクロイックプリズム、１２０７…投射レンズ、１２１０，１２２０，１２３０…液晶ライトバルブ、１３００…スクリーン。
【図１】
2014032226.tif 000003
【図２】
2014032226.tif 000004
【図３】
2014032226.tif 000005
【図４】
2014032226.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2014032226.tif 000010
【図９】
2014032226.tif 000011
【図１０】
2014032226.tif 000012
【図１１】
2014032226.tif 000013
【図１２】
2014032226.tif 000014
【図１３】
2014032226.tif 000015
【図１４】
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