(57)【要約】【課題】  簡便且つ安価な方法であって、高精度で信頼性の高いマイクロレンズを製造可能な方法を提供する。【解決手段】  本発明のマイクロレンズの製造方法は、基材７上の金属膜８に対して光照射を行い所定パターンの開口部１２を形成する工程と、該金属膜８を介して基材７に対してエッチングを行う工程と、基材７を型としてマイクロレンズ２６１を形成する工程とを含み、開口部形成工程において、光照射は光源と基材７とを相対移動させながら金属膜８の単位領域毎に単位照射を順々に行うものであって、該単位照射は単位領域内に形成する開口部１２のパターンに応じてそれぞれ同時且つ同一条件で照射される複数の照射パターンを有するものであり、各単位領域の境界線が光源と基材７との相対移動方向と平行に基材７の端から端まで連続した直線を形成しないように当該光照射を行うことを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に光反応性材料層を形成する光反応性材料層形成工程と、
前記光反応性材料層に対して光照射を行い、当該光反応性材料層に光照射パターンに応じたパターンの開口部を形成する開口部形成工程と、
前記開口部が形成された光反応性材料層をマスクとして、前記基材に対してエッチングを行い、当該基材に凹曲面を形成する凹曲面形成工程と、
前記光反応性材料層を除去する光反応性材料層除去工程と、
前記基材に対してレンズ形成材料を充填して、凸曲面を有するマイクロレンズを形成するレンズ形成工程とを含み、
前記開口部形成工程において、前記光照射は、前記光源と前記基材とを相対移動させながら前記光反応性材料層の単位領域毎に単位照射を順々に行うものであって、前記各単位領域の境界線が、前記基材の端から端まで連続した直線を形成しないように、当該光照射を行うことを特徴とするマイクロレンズの製造方法。
【請求項２】
前記開口部形成工程において、前記単位領域の境界線が前記光源と前記基材との相対移動方向と平行な直線を形成しないように、前記光照射を行うことを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズの製造方法。
【請求項３】
前記開口部形成工程において、前記単位領域の境界線が平面視凹凸形状を有するように、前記光照射を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロレンズの製造方法。
【請求項４】
前記開口部形成工程において、前記単位領域の境界線が平面視菱形形状を有し、且つその辺が前記相対移動方向と非平行であるように、前記光照射を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のマイクロレンズの製造方法。
【請求項５】
前記開口部形成工程において、前記光源としてレーザ光源を用いることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のマイクロレンズの製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法により製造されたことを特徴とするマイクロレンズ。
【請求項７】
請求項６に記載のマイクロレンズを備えたことを特徴とするスクリーン。
【請求項８】
請求項７に記載のスクリーンを備えたことを特徴とするプロジェクタシステム。
【請求項９】
請求項６に記載のマイクロレンズを備えたことを特徴とする液晶ライトバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロレンズの製造方法、マイクロレンズ、スクリーン、プロジェクタシステム、液晶ライトバルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の映像投写装置（リアプロジェクションテレビ）は、投写レンズからある角度を持った光を出射し、複数のフレネルレンズを有するフレネルシートによって略平行光に変換した後、複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズシートに照射するものである。そして、マイクロレンズシートでは光を拡散させ、ある一定の視野角を持った光を映像にしてユーザの目に映し出すものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記した従来の映像投写装置は、投写レンズからの入射光を略平行光に変換する複数のフレネルレンズを有するフレネルシートと、各フレネルレンズからの略平行光を拡散させる複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズシートとを有してなるものである。このうち、マイクロレンズシートは、例えば熱可塑性樹脂などを各マイクロレンズとなるべき部分に凹部が形成された型で型抜きすることによって製造される。このようなマイクロレンズシートの型を作製する場合、各マイクロレンズの形成面となるべき凹部に対して、その各凹部を形成するためのエッチング用穴を、型となるべき基材上に形成された金属膜に形成する必要がある。
【０００４】
このような金属膜に対して付与するエッチング用穴は、例えばレーザ等の光照射によって加工形成することができる。レーザ加工方法としては、加工端の加工精度を保って加工するために、レーザビームの集光点と加工点とのずれを焦点深度の５０％以下に保ちながら加工を行うものがある。すなわち、被加工物が載置され、加工の進展にあわせてＸ，Ｙ軸方向や高さ（Ｚ軸）方向に被加工物を移動させるＸＹＺステージの高さをレーザ変位計で測定し、設定位置と実測値との差が加工光学系の焦点深度の５０％以上になると加工用レーザの発振を停止させ、ＸＹＺステージの高さが設定位置になると加工用レーザを発振させている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−３５６１６号公報
【特許文献２】特開平９−２５３８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レーザ加工法にあっては、被加工物に対して照射レーザ光の焦点を維持しつつ照射を行わなければ、加工形状が崩れ、焦点合致部分と焦点不合致部分との間で加工むらが発生するため、所望の形状及び間隔のマイクロレンズを得ることができない場合がある。ところが、特許文献２のように焦点位置調整機能を搭載した場合でも、この位置決め精度や応答速度以上に焦点位置を調整することはできず、加工むらを完全に排除することはできない。また、レーザビーム強度の違いや集光レンズの収差により、パターン内での穴形状が配置された位置によって異なる場合には、焦点位置を基板内で正確に合わせた場合でも、加工むらが発生してしまう場合もある。
【０００６】
さらに、特に特許文献２のレーザ加工方法は、例えば焦点深度が３０μｍ〜５０μｍの加工光学系により厚さが０．５０μｍ〜１．５ｍｍの基材に深さ２００μｍ〜３００μｍ程度の穴を開ける場合に適している。これに対し、例えば画面サイズが７０インチ程度の映像投写装置を構成する投写スクリーンに用いられるマイクロレンズシートを作製する場合、マイクロレンズシートを作製する型となるべき基材は、横１７００ｍｍ、縦１０００ｍｍ、厚さ１０ｍｍのサイズを有している。また、上記サイズの基材は、例えば±５００μｍ程度の反りが生じ易く、厚さ自体もバラツキがある。一方、その基材上に形成される金属膜は、例えば、厚さ数十ｎｍを有するクロム（Ｃｒ）膜などから構成される。
【０００７】
従って、上記した特許文献２のレーザ加工方法では、焦点深度が浅いため、ＸＹＺステージの高さを調整しただけでは、上記した基材の反りや厚さのバラツキ等の影響を十分に回避することは困難で、上記型となるべき基材上に形成された金属膜に所望の形状及び間隔を有するエッチング用穴を形成することが困難となる場合がある。また、上記した従来のレーザ加工方法では、ＸＹＺステージやレーザ変位計等が必要であるため、装置が複雑且つ高価になるという側面も有している。
【０００８】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、簡便且つ安価な方法であって、高精度で信頼性の高いマイクロレンズを製造可能な方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、信頼性の高いマイクロレンズを提供し、さらには信頼性の高いスクリーン及びプロジェクタシステム、液晶ライトバルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明のマイクロレンズの製造方法は、基材上に光反応性材料層を形成する光反応性材料層形成工程と、前記光反応性材料層に対して光照射を行い、当該光反応性材料層に前記光照射パターンに応じたパターンの開口部を形成する開口部形成工程と、前記開口部が形成された光反応性材料層をマスクとして、前記基材に対してエッチングを行い、当該基材に凹曲面を形成する凹曲面形成工程と、前記光反応性材料層を除去する光反応性材料層除去工程と、前記基材に対してレンズ形成材料を充填して、凸曲面を有するマイクロレンズを形成するレンズ形成工程とを含み、前記開口部形成工程において、前記光照射は、前記光源と前記基材とを相対移動させながら前記光反応性材料層の単位領域毎に単位照射を順々に行うものであって、前記各単位領域の境界線が、前記基材の端から端まで連続した直線を形成しないように、当該光照射を行うことを特徴とする。
【００１０】
本発明者は、光照射により基材上に設けた光反応性材料層（以下、材料層とも言う）に開口部を形成し、これをマスク層とする場合において、焦点位置精度の影響から生じる加工むらが特に縞状となる場合、該マスク層を用いて作成した型により製造されたマイクロレンズを投射スクリーンに搭載すると、その縞が視認されて、表示不具合に繋がることを見出した。
そこで、本発明では、光照射により材料層を加工して開口部を形成する際、加工むらを強制的に発生させることにより、当該加工むらが縞状となることを防止ないし抑制することとした。具体的には、上記のように、光照射する各単位領域の境界線が、光源と基材との相対移動方向と平行に基材の端から端まで連続した直線を形成しないように、当該光照射を行うことで、加工むらが直線状となることを防止ないし抑制した。これにより、材料層に形成される開口部の加工むらが縞状になることを防止ないし抑制することができ、ひいては製造されるマイクロレンズを投射レンズ等に搭載した場合にも、当該縞むらが視認される等の不具合も生じ難いものとなった。つまり、基材の反りや厚さのバラツキ等の影響により加工むらが生じる場合でも、予め強制的に非直線的な加工むらを生じるように設計しているため、レンズ形成における不具合を解消できるのである。また、本発明によれば、上述の特許文献に開示されたような高精度なＸＹＺステージやレーザ変位計も必要なく、しかも製造するマイクロレンズのサイズに拘らず、高精度なマイクロレンズを簡便且つ安価に提供することができるようになる。
【００１１】
具体的には、前記開口部形成工程において、前記単位領域の境界線が前記光源と前記基材との相対移動方向と平行な直線を形成しないように、前記光照射を行うものとすることができる。或いは、前記開口部形成工程において、前記単位領域の境界線が平面視凹凸形状を有するように、前記光照射を行うものとしても良い。さらには、前記開口部形成工程において、前記単位領域の境界線が平面視菱形形状を有し、且つその辺が前記相対移動方向と非平行であるように、前記光照射を行うものとしても良い。いずれの場合も、形成される加工むらが直線状となることを防止ないし抑制でき、ひいては材料層に形成される開口部の加工むらが縞状になることを防止ないし抑制することができる。
【００１２】
なお、前記開口部形成工程において、任意の前記単位領域を照射する第１単位照射と、これと隣接する単位領域を照射する第２単位照射とについて、それぞれ光照射の条件を異なるものとすることができる。この場合、互いに隣接する各単位領域について照射条件が異なるため、ランダムな加工むらを確実に生成することができるようになる。
【００１３】
また、前記開口部形成工程において、前記光照射の条件として、前記単位照射毎に照射する光のエネルギーを異ならせるものとすることができる。この場合、形成される開口部の開口径が単位領域毎に異なるものとなるが、この領域毎の開口径の違いは加工むらに相当し、つまり開口径を単位領域毎に異ならせることで、ランダムな加工むらを確実に生成することができるようになる。
【００１４】
また、前記開口部形成工程において、前記光照射の条件として、前記単位照射毎に照射する光の焦点位置を異ならせるものとすることもできる。この場合、形成される開口部の開口形状が単位領域毎に異なるものとなるが、この領域毎の開口形状の違いは加工むらに相当し、つまり開口形状を単位領域毎に異ならせることで、ランダムな加工むらを確実に生成することができるようになる。
【００１５】
なお、前記開口部形成工程において、前記光源としてレーザ光源を用いることができる。レーザ光源を用いることで、低エネルギーの光（例えば紫外線）を用いる場合に比して、光反応性材料に適用可能な材料種の幅が広がり、設計が容易となり得る。
【００１６】
次に、本発明のマイクロレンズは、上述の製造方法により製造されたことを特徴とする。なお、本発明で言うマイクロレンズは、例えば複数のマイクロレンズがアレイ状に配列されたマイクロレンズアレイ、これをシート状に形成したマイクロレンズアレイシート（マイクロレンズアレイ基板）を含むものである。このようなマイクロレンズは、縞むらが生成されることなく、信頼性の高いものとなる。
【００１７】
また、本発明のスクリーンは、上記マイクロレンズを備えることを特徴とする。また、本発明のプロジェクタシステムは、上記スクリーンを備えたことを特徴とする。このようなスクリーン或いはプロジェクタシステムは、上記マイクロレンズを具備してなるものであるため、縞むらが視認され難く、表示特性の優れたものとなる。
【００１８】
さらに、本発明の液晶ライトバルブは上記マイクロレンズを備えたことを特徴とする。このような液晶ライトバルブも信頼性に優れ、これを光変調装置として備える投射型表示装置は、縞むらが視認され難く、表示特性の優れたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。なお、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００２０】
（マイクロレンズの製造方法）
図１は、本発明のマイクロレンズの製造方法を実施するためのレーザ加工装置１の構成を示す概略図である。この例のレーザ加工装置１は、光源たるレーザ発振器２と、フォトマスク３と、ＸＹテーブル４とから概略構成されている。レーザ発振器２は、例えばエキシマレーザであり、波長０．５３２μｍ、パルス幅〜６０ｎｓ、ビームパターンサイズ５ｍｍ×５ｍｍのレーザビーム５を出射する。フォトマスク３は、基材７上に形成された金属膜（光反応性材料層）８を照射するパターンを規制するものであって、図９に示すように、金属膜８に形成すべき開口部たるエッチング用穴１２（図２（ｂ）参照）のパターンに倣った開口パターン３１を有している。
【００２１】
図１に戻り、ＸＹテーブル４は図示しない制御手段によりＸ軸方向又はＹ軸方向に移動可能に構成され、該ＸＹテーブル４上には基材７が載置されている。基材７は、例えば横１７００ｍｍ、縦１０００ｍｍ、厚さ１０ｍｍのサイズを有し、矩形状の無アルカリガラス基板や石英基板からなり、約７０インチの画面サイズを有する映像投写装置の投写スクリーンを構成するマイクロレンズを作製するための型となる。金属膜８は、例えば、基材７上に形成された厚さ１０ｎｍの酸化クロム（ＣｒＯ）膜と、酸化クロム（ＣｒＯ）膜上に形成された厚さ３０ｎｍのクロム（Ｃｒ）膜とから構成されている。
【００２２】
次に、上記構成の製造装置１を用いたマイクロレンズの製造方法について、各工程を説明する。まず、図２（ａ）に示すように、基材７の上面に化学的蒸着（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）装置や物理的蒸着（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition）装置を使用して、厚さ１０ｎｍの酸化クロム（ＣｒＯ）膜を形成した後、酸化クロム（ＣｒＯ）膜上に厚さ３０ｎｍのクロム（Ｃｒ）膜を形成して、金属膜８とする。ＰＶＤ装置としては、例えば、スパッタリング装置、真空蒸着装置、あるいはイオンプレーティング装置等がある。
【００２３】
次に、基材７の上面に形成された金属膜８に対して、図１に示すレーザ加工装置１を用いて所定パターンのレーザビーム６を照射することにより、図２（ｂ）に示すように、多数のエッチング用穴１２を有したエッチングマスク（マスク層）１１を作製する。
【００２４】
このエッチングマスク１１を作製する工程においては、まず、その上面に金属膜８が形成された基材７を図１に示すＸＹテーブル４上に載置し、フォトマスク３を介して所定の照射パターンを具備したパターン化レーザビーム６が、エッチング用穴１２の形成位置に照射されるようにＸＹテーブル４を移動させる。
【００２５】
次に、レーザ発振器２を駆動させると、レーザビーム５が発振されてフォトマスク３に入射する。フォトマスク３を通過したレーザビーム６は、該フォトマスク３の開口パターン３１（図９参照）に対応した照射パターンを有し、該照射パターンにより金属膜８の加工点９を照射する。これにより、加工点９の金属膜８が除去され、照射パターンに倣った開口パターンを有するエッチング用穴１２が形成される。
【００２６】
加工点９は１回（１ショット）のレーザ照射により加工が行われる領域（単位領域）であり、フォトマスク３の開口部を通過したパターン化レーザビーム６が、１回の照射（単位照射）により上記単位領域を上記照射パターンで照射するものとしている。つまり、単位領域内では所定パターンの照射が同時且つ同一条件で行われるものとなっている。また、単位照射は単位領域毎に行われ、所定の単位領域の単位照射が終了すると、これと隣接する単位領域の照射を行うべくＸＹテーブル４を移動させる制御を行うものとしている。そして、このようにＸＹテーブルを順々に移動させることにより、金属膜８に対して所定パターンのエッチング用穴１２が形成されるものとなっている（図２（ｂ））。
【００２７】
ここで、本実施形態では、図１０に示すように隣接するフォトマスク３がレーザスキャン方向と平行に連続する境界線を形成しないように、つまりフォトマスク３の境界線が基材７の端から端まで連続した直線を形成しないように、当該フォトマスク３を配設している。これにより、上述した各単位領域の境界線が、レーザ発振器２と基材７との相対移動方向と平行に、基材７の端から端まで連続した直線を形成しないように、当該光照射が行われることとなる。
【００２８】
その結果、光照射によって生じ得る金属膜８の加工むらが直線状となることを防止ないし抑制することができるようになる。したがって、金属膜８に形成されるエッチング用穴１２の加工むらが縞状になることを防止ないし抑制することができ、ひいては製造されるマイクロレンズを投射レンズ等に搭載した場合にも、当該縞むらが視認される等の不具合も生じ難いものとなる。
【００２９】
なお、図１０に示す例ではフォトマスク３がレーザスキャン方向にジグザクに配列されているが、例えば図１１に示すように、フォトマスク３を平面視菱形形状とし、該菱形の対角線の１つがレーザスキャン方向と平行となるように、当該フォトマスク３を配設しても良い。或いは、図１２に示すように、フォトマスク３を平面視凹凸形状とし、一のフォトマスク３の凹部に対して、他のフォトマスク３の凸部を嵌め込み可能とすれば、図１３のような配列を実現することもできる。
【００３０】
また、当該光照射によるエッチング用穴１２の形成工程において、上記単位照射毎にレーザ照射条件を異ならせるものとすることもできる。つまり、第１の単位領域を照射する第１の単位照射と、第１の単位領域と隣接する第２の単位領域を照射する第２の単位照射とについて、レーザの照射エネルギーを異ならせ、具体的には第１の単位照射の照射エネルギーを約１Ｊ／ｃｍ２とし、第２の単位照射の照射エネルギーを約０．５Ｊ／ｃｍ２とすることができる。このように照射エネルギーを単位照射毎に異ならせることで、金属膜８に形成されるエッチング用穴１２の開口形状を単位領域毎に異ならせることが可能となる。
【００３１】
さらに、第１の単位照射と第２の単位照射とにおいて、照射するレーザの焦点位置を異ならせるものとしても良い。このように焦点位置を単位照射毎に異ならせることで、金属膜８に形成されるエッチング用穴１２の開口径を単位領域毎に異ならせることが可能となる。このような照射条件を採用すれば、金属膜８においてランダムな加工むらが形成されることとなる。その結果、エッチング用穴１２を形成する際の加工むらが縞状となることが防止ないし抑制され、ひいては製造されるマイクロレンズを投射レンズ等に搭載した場合にも、当該縞むらが視認される等の不具合も生じ難いものとなる。
【００３２】
以上のような手法により金属膜８に対してエッチング用穴１２を形成した後、図示しないウェットエッチング装置を使用して、例えば１水素２フッ化アンモニウム液により基材７のうち所定部分を除去して、図２（ｃ）に示す凹部２６を形成する。ここでは、エッチングマスク１１のエッチング用穴１２から基材７の選択除去が行われている。続いて、図示しないウェットエッチング装置を使用して、例えば、硝酸第二セリウムアンモニウムによりエッチングマスク１１を除去した後、図２（ｄ）に示すように、複数の凹部２６が形成された型２０を得る。
【００３３】
次に、図２（ｅ）に示すように、型２０の凹部２６が形成された上面に、所定の厚さの例えばＰＭＭＡ等のアクリル樹脂に代表される熱可塑性の樹脂２１０を、熱を加えながら押し当てて、型２０の形状を樹脂２１０に転写する。そして、樹脂２１０を型２０から引き離し、図２（ｆ）に示すように、一方の面に複数のマイクロレンズ２６１が形成されたマイクロレンズシート２６０を作製する。
【００３４】
（スクリーン及びプロジェクタシステム）
次に、本発明のスクリーン及びプロジェクタシステムの一実施形態について説明する。上述のように作製されたマイクロレンズシート２６０は、図７に示すように、複数のマイクロレンズ２６１が形成された側がフレネルレンズを有するフレネルシート１２２側に対向するように、フレネルシート１２２と平行に配設し、投写スクリーン１２１を構成する。そして、図示しない投写レンズからの入射光Ｌが照射されると、フレネルシート１２２は入射光Ｌを略平行光に変換し、マイクロレンズシート２６０はマイクロレンズ２６１により略平行光を水平方向及び垂直方向に拡散して、ユーザに光（映像）を到達させる。
【００３５】
一方、図８は、図７に示したスクリーン１２１を備えたプロジェクタシステムの一例を示す図である。このプロジェクタシステム７０は、プロジェクタ７１と前記のスクリーン１２１とを備えて構成されたものである。プロジェクタ７１は、光源７２と、この光源７２から出射される光の光軸上に配置されて該光源７２からの光を変調する液晶ライトバルブ７３と、該液晶ライトバルブ７３を透過した光の画像を結像する結像レンズ（結像光学系）７４とから構成されている。ここで、光を変調する手段としては、液晶ライトバルブに限らず、例えば微小な反射部材を駆動（反射角度を制御）して光源からの光を変調する手段を用いてもよい。
【００３６】
このプロジェクタシステム７０にあっては、スクリーンとして図７に示したスクリーン１２１を用いているので、縞むらが視認されることなく、ひいては投射される像の視認性を高め、且つスクリーン１２１上に投射される像の画質を高めることができる。
【００３７】
（液晶ライトバルブ）
次に、本発明の液晶ライトバルブの一実施形態について説明する。
まず、液晶ライトバルブに搭載するマイクロレンズの製造工程ないし該マイクロレンズを組み込んだ液晶装置用基板の製造工程について示す。
図２の工程において、（ｅ）に示した凹曲面部２６を具備する型２０を透光性のガラス基板にて構成し、これに透光性の樹脂（以下、樹脂層とも言う）２１０を充填させた状態で、図３（ａ）に示すように、該樹脂層２１０に対してガラス等の透光性基板２５０を接着する。樹脂層２１０を構成する材料としては、型２０とは屈折率の異なる透光性の樹脂材料を用いることができる。この工程により、樹脂層２１０が凹曲面部２６内に充填されるため、凹曲面部２６を有する型（第１透光性基板とも言う）２０と、屈折率の異なる樹脂層２１０との境界面によって、マイクロレンズ５００が構成される。
【００３８】
次に、図３（ｂ）に示すように、透光性基板（第２透光性基板とも言う）２５０を研削、研磨などによって薄く形成する。これは、第２透光性基板２５０の厚さと画素ピッチで決まるレンズの焦点距離を液晶層中に位置するように設定するためである。予め、第２透光性基板２５０を厚くしておくのは、図３（ａ）を参照して説明した第１透光性基板２０と第２透光性基板２５０との接着工程を容易に行うとともに、この薄膜化工程において第２透光性基板２５０の表面を平滑化する狙いもある。
【００３９】
次に、図３（ｃ）に示すように、第２透光性基板２５０の表面上に印刷法、蒸着法、スパッタリング法などを用いてブラックマトリクス、金属膜などからなる遮光膜２３を所定のパターンで形成する。この遮光膜２３は、本来、後述する画素領域間に形成された画素間領域を光が通過することによる液晶装置のコントラスト比の低下を抑制するためのものである。
【００４０】
続いて、図３（ｄ）に示すように、透明な電極２１を全面ベタ状に形成する。以上により、液晶層を挟持するための基板２００が完成する。このようにして得た基板２００を用いて液晶装置（液晶ライトバルブ）を製造するには、基板２００の表面に配向膜（図示せず）を塗布し、配向膜をラビング処理する。そして、図４に示すように、基板（対向基板）２００と別途作成したＴＦＴ（薄膜トランジスタ）３０や画素電極９ａを備えるアクティブマトリクス基板１０とを対向配置してシール材５２で貼り合わせるとともに、その間に液晶５０を注入する。
【００４１】
このように製造される液晶装置（液晶ライトバルブ）１は、ＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置であって、図４に示すように、対向基板２００とアクティブマトリクス基板１０とが対向配置されてなる。対向基板２００には多数のマイクロレンズ５００が形成されており、該対向基板２００はマイクロレンズアレイ基板として構成されている。ここで、マイクロレンズ５００が形成された対向基板２００は、第１透光性基板２０と第２透光性基板２５０とが樹脂層２１０で貼り合わされた構成とされている。
【００４２】
本実施形態の液晶装置１において、樹脂層２１０は、第１透光性基板２０と異なる屈折率を有する光硬化性の接着剤からなり、第１透光性基板２０に形成された凹曲面部２６に充填されて集光レンズとしての機能を果たしている。つまり、樹脂層２１０によりマイクロレンズ５００が構成され、該マイクロレンズ５００は、入射した光をアクティブマトリクス基板１０に形成された画素電極９ａのそれぞれに集光するようにマトリクス状に形成されている。
【００４３】
また、第２透光性基板２５０には、複数のマイクロレンズ５００の各境界にそれぞれ対向する位置に遮光膜２３が形成されている。一方、画素電極９ａは、ＩＴＯ膜から形成されている。また、マイクロレンズ５００を構成する凹曲面部２６は、上述の方法により第１透光性基板２０の表面に形成されたもので、概ね半球状の形状を有し、凹底部が曲面になっている。
【００４４】
シール材５２は、アクティブマトリクス基板１０と、対向基板２００とを貼り合わせてパネルとするための紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂等からなり、アクティブマトリクス基板１０上に塗布された後、アクティブマトリクス基板１０と対向基板２００とを重ねた状態で、紫外線照射や加熱等により硬化させたものである。液晶装置１が投射型表示装置用のように小型で、拡大表示を行うものであれば、シール材５２中には、両基板内の距離（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材（スペーサ）が配合される。また、液晶装置１が液晶ディスプレイや液晶テレビのように大型で等倍表示を行うものであれば、このようなギャップ材は、液晶層５０の中に点在させる場合もある。
【００４５】
ここで、本実施形態の液晶装置１の特徴的部分について更に詳細に説明する。図５は、本発明を適用した対向基板２００の要部を拡大して示す説明図である。液晶装置１では、マイクロレンズを備えた対向基板２００を用いたので、液晶装置１に入射した光は、図５に示すように、各マイクロレンズ５００によって、ブラックマトリクスなどと称せられる遮光膜２３の間に集光される。従って、矢印Ｌ１１で示すように、本来なら遮光膜２３で遮られるような光も、遮光膜２３の間を通って、画素電極９ａに届くので、透過光量を増大させることができる。それ故、開口率を向上させた場合と同様、明るい表示を行うことができる。
【００４６】
また、図５に矢印Ｌ１３で示すように、基板に対して斜めに傾いた方向から入射した光成分をも、マイクロレンズ５００は適正に集光する。従って、本実施形態のような対向基板２００（マイクロレンズアレイ基板）を用いれば、入射した光が遮光膜２３によって遮られてしまうのを抑えることができるので、表示に寄与する光量を増大させることができるようになる。
【００４７】
（投射型表示装置）
図６は、上記液晶装置１をライトバルブとして用いた投射型表示装置（プロジェクタ）の構成を示す概略図である。
この図に示されるように、プロジェクタ１１００の内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、内部に配置された３枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離されて、各原色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂにそれぞれ導かれる。ここで、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂの構成は上述した液晶装置１と同様であり、画像信号処理回路（図示省略）から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。また、Ｂ色の光は他のＲ色やＧ色と比較すると、光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３および出射レンズ１１２４からなるリレーレンズ系１１２１を介して導かれる。
【００４８】
このように構成した投射型表示装置において、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２において、Ｒ色およびＢ色の光は９０度に屈折する一方、Ｇ色の光は直進する。従って、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン１１２０にカラー画像が投射されることとなる。なお、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。
【００４９】
以上、各実施の形態を示したが、本発明は上記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或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の製造方法、マイクロレンズ、スクリーン、プロジェクタシステム、液晶ライトバルブもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】マイクロレンズの製造方法に採用可能な製造装置の一実施形態を示す概念図。
【図２】マイクロレンズの製造工程を断面模式図にて示す説明図。
【図３】液晶装置に採用するマイクロレンズ基板の製造工程を断面模式図にて示す説明図。
【図４】液晶装置の一実施形態を示す断面模式図。
【図５】図４の液晶装置の要部を拡大して示す断面模式図。
【図６】投射型表示装置の構成を示す概念図。
【図７】スクリーンの構成を示す概念図。
【図８】プロジェクタシステムの構成を示す概念図。
【図９】フォトマスクの構成を示す平面模式図。
【図１０】フォトマスクの配置例を示す平面模式図。
【図１１】フォトマスクの異なる配置例について示す平面模式図。
【図１２】フォトマスクの異なる構成を示す平面模式図。
【図１３】図１２のフォトマスクの配置例について示す平面模式図。
【符号の説明】
【００５１】
７…基材、８…金属膜（光反応性材料層）、１１…エッチングマスク（マスク層）、１２…エッチング用穴（開口部）、２６…凹曲面部（凹曲面）、２６０…マイクロレンズシート、２６１…マイクロレンズ
【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５】
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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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