(57)【要約】      （修正有）【課題】光学特性および耐久性に優れたマイクロレンズ基板を容易に製造することが可能なマイクロレンズ基板の製造方法、マイクロレンズ基板、液晶パネル用対向基板、液晶パネルおよび投射型表示装置を提供すること。【解決手段】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法は、複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズ基板の製造方法であって、表面に前記マイクロレンズの形状に対応した形状の複数個の凹部を有する凹部付き基板と、前記凹部付き基板を構成する材料のガラス転移点よりも低いガラス転移点のガラス材料で構成された基材とを、加熱した状態で圧接する圧接工程を有し、前記圧接工程において、前記凹部内に前記ガラス材料を充填しつつ、前記凹部付き基板と前記基材とを接合することを特徴とする。前記凹部付き基板の屈折率と、前記ガラス材料の屈折率との差の絶対値が、０．０１以上である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズ基板の製造方法であって、
表面に前記マイクロレンズの形状に対応した形状の複数個の凹部を有する凹部付き基板と、前記凹部付き基板を構成する材料のガラス転移点よりも低いガラス転移点のガラス材料で構成された基材とを、加熱した状態で圧接する圧接工程を有し、
前記圧接工程において、前記凹部内に前記ガラス材料を充填しつつ、前記凹部付き基板と前記基材とを接合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２】
前記凹部付き基板の屈折率と、前記ガラス材料の屈折率との差の絶対値が、０．０１以上である請求項１に記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項３】
前記加熱は、前記ガラス材料のガラス転移点以上、前記凹部付き基板を構成する材料のガラス転移点以下の温度で行う請求項１または２に記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項４】
前記ガラス材料のガラス転移点をＴｇ１［℃］、前記凹部付き基板を構成する材料のガラス転移点をＴｇ２［℃］としたとき、Ｔｇ２−Ｔｇ１≧５０の関係を満足する請求項１ないし３のいずれかに記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項５】
前記圧接は、減圧雰囲気下にて行う請求項１ないし４のいずれかに記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項６】
前記圧接工程前の前記基材の厚さをＴ１［ｍｍ］、前記圧接工程後の前記基材の前記凹部付き基板との接合面における平坦部から、前記接合面とは反対側の面までの厚さをＴ２［ｍｍ］としたとき、０．５≦Ｔ２／Ｔ１≦０．９５の関係を満足する請求項１ないし５のいずれかに記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか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基板。
【請求項８】
請求項７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液晶パネル用対向基板。
【請求項９】
請求項８に記載の液晶パネル用対向基板を備えたことを特徴とする液晶パネル。
【請求項１０】
画素電極を備えた液晶駆動基板と、該液晶駆動基板に接合された請求項８に記載の液晶パネル用対向基板と、前記液晶駆動基板と前記液晶パネル用対向基板との空隙に封入された液晶とを有することを特徴とする液晶パネル。
【請求項１１】
前記液晶駆動基板は、マトリックス状に配設された前記画素電極と、前記画素電極に接続された薄膜トランジスタとを有するＴＦＴ基板である請求項１０に記載の液晶パネル。
【請求項１２】
請求項９ないし１１のいずれかに記載の液晶パネルを備えたライトバルブを有し、該ライトバルブを少なくとも１個用いて画像を投射することを特徴とする投射型表示装置。
【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の製造方法、マイクロレンズ基板、液晶パネル用対向基板、液晶パネルおよび投射型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スクリーン上に、画像を投影する投射型表示装置が知られている。
このような投射型表示装置では、その画像形成に主として液晶パネル（液晶光シャッター）が用いられている。
この液晶パネルは、例えば、各画素を制御する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と画素電極とを有する液晶駆動基板（ＴＦＴ基板）と、ブラックマトリックスや共通電極等を有する液晶パネル用対向基板とが、液晶層を介して接合された構成となっている。
このような構成の液晶パネル（ＴＦＴ液晶パネル）では、液晶パネル用対向基板の画素となる部分以外のところにブラックマトリックスが形成されているため、液晶パネルを透過する光の領域は制限される。このため、光の透過率が下がる。
【０００３】
かかる光の透過率を高めるべく、液晶パネル用対向基板には、各画素に対応する位置に多数の微小なマイクロレンズが設けられたものが知られている。これにより、液晶パネル用対向基板を透過する光は、ブラックマトリックスに形成された開口に集光され、光の透過率が高まる。
このようなマイクロレンズを形成する方法として、例えば、複数のマイクロレンズ形成用凹部を有する凹部付き基板に、未硬化の光硬化性樹脂を供給し、平滑な透明基板（カバーガラス）を接合し、押圧・密着させ、その後、樹脂を硬化させる方法、いわゆる２Ｐ法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、かかる技術では、マイクロレンズ基板の形成に樹脂材料を用いるため、十分な耐久性を有するマイクロレンズ基板を得るのが困難であった。特に、２Ｐ法で用いられる光硬化性樹脂は、短波長の光による樹脂材料の劣化等が生じやすいため、十分な耐光性が得られない場合がある。また、光硬化性樹脂で構成された樹脂層と、カバーガラスと、凹部付き基板との３つの部材を用いてマイクロレンズ基板を形成することから、熱膨張率の違いによって歪み等が生じやすく、その結果、光学特性等の特性の低下が生じる可能性がある。例えば、カバーガラスの位置合わせ等の工程が必要であり、製造工程が煩雑であった。また、最適な光路長を出すためにカバーガラスの研磨を行った場合、研磨による汚れ等が生じるため、過度の洗浄工程も必要となるが、このような洗浄を行うことによって、樹脂層を構成する樹脂材料の劣化等が生じる可能性があった。その結果、品質が低下し、歩留まり低下が生じる可能性があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−９２３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、光学特性および耐久性に優れたマイクロレンズ基板を容易に製造することが可能なマイクロレンズ基板の製造方法、マイクロレンズ基板、液晶パネル用対向基板、液晶パネルおよび投射型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法は、複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズ基板の製造方法であって、
表面に前記マイクロレンズの形状に対応した形状の複数個の凹部を有する凹部付き基板と、前記凹部付き基板を構成する材料のガラス転移点よりも低いガラス転移点のガラス材料で構成された基材とを、加熱した状態で圧接する圧接工程を有し、
前記圧接工程において、前記凹部内に前記ガラス材料を充填しつつ、前記凹部付き基板と前記基材とを接合することを特徴とする。
これにより、光学特性および耐久性に優れたマイクロレンズ基板を容易に製造することができる。
【０００８】
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記凹部付き基板の屈折率と、前記ガラス材料の屈折率との差の絶対値が、０．０１以上であることが好ましい。
これにより、マイクロレンズの光学特性をより好適なものとすることができる。
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記加熱は、前記ガラス材料のガラス転移点以上、前記凹部付き基板を構成する材料のガラス転移点以下の温度で行うことが好ましい。
これにより、凹部内に基材を構成するガラス材料を充填する際に、凹部に損傷を与えるのを十分に防止しつつ、凹部内により確実にガラス材料を充填することができる。
【０００９】
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記ガラス材料のガラス転移点をＴｇ１［℃］、前記凹部付き基板を構成する材料のガラス転移点をＴｇ２［℃］としたとき、Ｔｇ２−Ｔｇ１≧５０の関係を満足することが好ましい。
これにより、凹部内に基材を構成するガラス材料を充填する際に、凹部に損傷を与えるのを防止しつつ、凹部内にガラス材料をより確実に充填することができる。
【００１０】
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記圧接は、減圧雰囲気下にて行うことが好ましい。
これにより、凹部内にガラス材料を充填する際に、凹部付き基板の凹部に損傷を与えるのを防止しつつ、凹部内に充填されるガラス材料に気泡が入るのを防止し、凹部内により確実にガラス材料を充填することができる。
【００１１】
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法では、前記圧接工程前の前記基材の厚さをＴ１［ｍｍ］、前記圧接工程後の前記基材の前記凹部付き基板との接合面における平坦部から、前記接合面とは反対側の面までの厚さをＴ２［ｍｍ］としたとき、０．５≦Ｔ２／Ｔ１≦０．９５の関係を満足することが好ましい。
これにより、凹部付き基板の凹部に損傷を与えるのを防止しつつ、凹部内により確実にガラス材料を充填することができる。
【００１２】
本発明のマイクロレンズ基板は、本発明の方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、耐久性に優れたマイクロレンズ基板を提供することができる。
本発明の液晶パネル用対向基板は、本発明のマイクロレンズ基板を備えたことを特徴とする。
これにより、耐久性に優れた液晶パネル用対向基板を提供することができる。
【００１３】
本発明の液晶パネルは、本発明の液晶パネル用対向基板を備えたことを特徴とする。
これにより、耐久性に優れた液晶パネルを提供することができる。
本発明の液晶パネルは、画素電極を備えた液晶駆動基板と、該液晶駆動基板に接合された本発明の液晶パネル用対向基板と、前記液晶駆動基板と前記液晶パネル用対向基板との空隙に封入された液晶とを有することを特徴とする。
これにより、耐久性に優れた液晶パネルを提供することができる。
【００１４】
本発明の液晶パネルでは、前記液晶駆動基板は、マトリックス状に配設された前記画素電極と、前記画素電極に接続された薄膜トランジスタとを有するＴＦＴ基板であることが好ましい。
これにより、耐久性に優れた液晶パネルを提供することができる。
本発明の投射型表示装置は、本発明の液晶パネルを備えたライトバルブを有し、該ライトバルブを少なくとも１個用いて画像を投射することを特徴とする。
これにより、耐久性に優れた投射型表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の液晶パネル用対向基板を示す模式的な縦断面図、図２は、本発明のマイクロレンズ基板を構成する凹部付き基板の製造方法を示す模式的な縦断面図、図３は、本発明のマイクロレンズ基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。
まず、本発明の液晶パネル用対向基板について説明する。
【００１６】
図１に示すように、液晶パネル用対向基板１は、マイクロレンズ基板１０と、かかるマイクロレンズ基板１０上に形成され、複数（多数）の開口１１１を有するブラックマトリックス１１と、かかるマイクロレンズ基板１０上にブラックマトリックス１１を覆うように形成された透明導電膜１２とを有している。
マイクロレンズ基板１０は、図１に示すように、凹部付き基板１０１と、主としてガラス材料で構成されたレンズ層１０２とで構成されている。
【００１７】
また、凹部付き基板１０１は、表面に複数の凹部（マイクロレンズ用凹部）３が形成されたガラス基板５からなっている。また、レンズ層１０２では、凹部付き基板１０１の凹部３に充填されたガラス材料により、マイクロレンズ８が形成されている。
凹部付き基板１０１を構成するガラスの屈折率と、レンズ層１０２を構成するガラス材料との屈折率との差の絶対値は、０．０１以上であるのが好ましく、０．１０以上であるのがより好ましい。これにより、マイクロレンズ８の光学特性をより好適なものとすることができる。なお、凹部付き基板１０１およびレンズ層１０２の構成材料については、後に詳述する。
【００１８】
この液晶パネル用対向基板１では、遮光機能を有するブラックマトリックス１１は、マイクロレンズ８の位置に対応するように設けられている。具体的には、マイクロレンズ８の光軸Ｑがブラックマトリックス１１に形成された開口１１１を通るように、ブラックマトリックス１１は設けられている。したがって、液晶パネル用対向基板１では、ブラックマトリックス１１と対向する面から入射した入射光Ｌは、マイクロレンズ８で集光され、ブラックマトリックス１１の開口１１１を通過する。また、透明導電膜１２は、透明性を有する電極であり、光を透過する。このため、入射光Ｌは、液晶パネル用対向基板１を通過する際に、光量の大幅な減衰が防止される。すなわち、液晶パネル用対向基板１は、高い光透過率を有している。
この液晶パネル用対向基板１では、１個のマイクロレンズ８と、ブラックマトリックス１１の１個の開口１１１とが、１画素に対応している。
なお、凹部付き基板１０１は、例えば反射防止層等の他の構成要素を有していてもよい。
【００１９】
次に、本発明のマイクロレンズ基板の製造方法の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
［凹部付き基板の製造］
まず、本発明のマイクロレンズ基板を構成する凹部付き基板の製造方法の一例を、添付図面を参照しながら説明する。
【００２０】
まず、ガラス基板５を用意する。
このガラス基板５は、厚さが均一で、たわみや傷のないものが好適に用いられる。また、ガラス基板５は、洗浄等により、その表面が清浄化されているものが好ましい。
ガラス基板５の材料としては、例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等が挙げられるが、中でも、石英ガラスを用いるのが好ましい。石英ガラスは、機械的強度、耐熱性が高く、また、線膨張係数が非常に低く、熱による形状の変化が少ないことから、後述するようなマイクロレンズ基板の製造方法に好適に用いることができる。また、短波長領域の透過率も高く光エネルギーによる劣化もほとんどないという利点もある。
【００２１】
また、ガラス基板５（凹部付き基板１０１）は、後述するガラス基板１０２’（レンズ層１０２）を構成するガラス材料のガラス転移点よりも高いガラス転移点の材料を用いるのが好ましい。
ガラス基板５を構成する材料のガラス転移点は、具体的には、８００℃以上であるのが好ましく、９００〜１０６０℃であるのがより好ましい。ガラス基板５を構成する材料のガラス転移点が前記下限値未満であると、後述するレンズ層１０２を構成する材料の種類等によっては、最終的に得られるマイクロレンズ基板の耐久性が十分に得られない場合がある。
【００２２】
＜１＞
図２（ａ）に示すように、用意したガラス基板５の表面に、マスク形成用膜６’を形成する（マスク形成工程）。このマスク形成用膜６’は、後の工程において開口部（初期孔）が形成されることにより、マスクとして機能するものである。
マスク形成用膜６’は、レーザ光の照射等により、後述する初期孔６１を形成することができるとともに、後述するエッチング工程におけるエッチングに対する耐性を有するものが好ましい。換言すれば、マスク形成用膜６’は、エッチングレートが、ガラス基板５と略等しいか、または、ガラス基板５に比べて小さくなるように構成されるのが好ましい。
【００２３】
かかる観点からは、このマスク形成用膜６’（マスク６）を構成する材料としては、例えばＣｒ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ等の金属やこれらから選択される２種以上を含む合金、前記金属の酸化物（金属酸化物）、シリコン、樹脂等が挙げられる。また、マスク６を、Ｃｒ／Ａｕや酸化Ｃｒ／Ｃｒのように異なる材料からなる複数の層の積層構造としてもよい。
【００２４】
マスク形成用膜６’の形成方法は特に限定されないが、マスク形成用膜６’をＣｒ、Ａｕ等の金属材料（合金を含む）や金属酸化物（例えば酸化Ｃｒ）から構成する場合、マスク形成用膜６’は、例えば、蒸着法やスパッタリング法等により、好適に形成することができる。また、マスク形成用膜６’をシリコンから構成する場合、マスク形成用膜６’は、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等により、好適に形成することができる。
【００２５】
マスク形成用膜６’（マスク６）の厚さは、マスク形成用膜６’を構成する材料によっても異なるが、０．０１〜２．０μｍ程度が好ましく、０．０３〜０．２μｍ程度がより好ましい。厚さが前記下限値未満であると、後述する初期孔形成工程において形成される初期孔６１の形状が歪んでしまう可能性がある。また、後述するエッチング工程でウェットエッチングを施す際に、ガラス基板５のマスクした部分を十分に保護できない可能性がある。一方、上限値を超えると、後述する初期孔形成工程において、貫通する初期孔６１を形成するのが困難になるほか、マスク形成用膜６’の構成材料等によっては、マスク形成用膜６’の内部応力によりマスク形成用膜６’が剥がれ易くなる場合がある。
【００２６】
＜２＞
次に、図２（ｂ）に示すように、マスク形成用膜６’に、後述するエッチングの際のマスク開口となる、複数個の初期孔６１を形成する（初期孔形成工程）。これにより、所定の開口パターンを有するマスク６が得られる。
初期孔６１は、いかなる方法で形成されるものであってもよいが、物理的方法またはレーザ光の照射により形成されるのが好ましい。これにより、例えば、マイクロレンズ基板を生産性良く製造することができる。特に、大面積の基板にも簡単に凹部を形成することができる。
【００２７】
初期孔６１を形成する物理的方法としては、例えば、ショットブラスト、サンドブラスト等のブラスト処理、エッチング、プレス、ドットプリンタ、タッピング、ラビング等の方法が挙げられる。ブラスト処理により初期孔６１を形成する場合、比較的大きい面積（マイクロレンズ８を形成すべき領域の面積）のガラス基板５でも、より短時間で効率良く、初期孔６１を形成することができる。
【００２８】
また、レーザ光の照射により初期孔６１を形成する場合、使用するレーザ光の種類は、特に限定されないが、ルビーレーザ、半導体レーザ、ＹＡＧレーザ、フェムト秒レーザ、ガラスレーザ、ＹＶＯ４レーザ、Ｎｅ−Ｈｅレーザ、Ａｒレーザ、ＣＯ２レーザ、エキシマレーザ等が挙げられる。また、各レーザのＳＨＧ、ＴＨＧ、ＦＨＧ等の波長を使っても良い。レーザ光の照射により初期孔６１を形成する場合、形成される初期孔６１の大きさや、隣接する初期孔６１同士の間隔等を容易かつ精確に制御することができる。
形成された初期孔６１は、マスク６の全面に亘って偏りなく形成されているのが好ましい。
【００２９】
＜３＞
次に、図２（ｃ）に示すように、初期孔６１が形成されたマスク６を用いてガラス基板５にエッチングを施し、ガラス基板５上に多数の凹部３を形成する（エッチング工程）。
エッチングの方法は、特に限定されず、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチング等が挙げられる。以下の説明では、ウェットエッチングを用いる場合を例に挙げて説明する。
【００３０】
初期孔６１が形成されたマスク６で被覆されたガラス基板５に対して、エッチング（ウェットエッチング）を施すことにより、図２（ｃ）に示すように、ガラス基板５は、マスク６が存在しない部分より食刻され、図２（ｄ）に示すように、ガラス基板５上に多数の凹部３が形成される。
このようにウェットエッチング法を用いると、凹部３を好適に形成することができる。そして、エッチング液として、例えば、フッ酸（フッ化水素）を含むエッチング液（フッ酸系エッチング液）を用いると、ガラス基板５をより選択的に食刻することができ、凹部３を好適に形成することができる。
【００３１】
＜４＞
次に、図２（ｅ）に示すように、マスク６を除去する（マスク除去工程）。
マスク６の除去は、例えば、エッチング等によって除去することができる。
以上により、図２（ｄ）に示すように、多数の凹部３を有する凹部付き基板１０１が得られる。
【００３２】
なお、必要に応じて、マスク形成用膜６’を形成する際に、凹部３を形成する面とは反対側に面（裏面）に、マスク形成用膜６’と同様の材料で構成される裏面保護膜を設けてもよい。これにより、全体がエッチングされないため、ガラス基板５の厚さを保持することができる。
以上のようにして得られる凹部付き基板１０１の凹部３の平面視したときの平均径は、５〜１００μｍであるのが好ましく、１０〜５０μｍであるのがより好ましい。これにより、例えば、このような凹部付き基板１０１を用いて製造される液晶パネルは、スクリーンに投影される画像において優れた解像度を有するものとなる。
【００３３】
また、凹部３の中央部付近での平均曲率半径は、２．５〜５０μｍであるのが好ましく、５〜２５μｍであるのがより好ましい。これにより、このような凹部３を用いて形成されるマイクロレンズ８の光学特性を特に優れたものとすることができる。
また、凹部３の中心付近での深さは、５〜１００μｍであるのが好ましく、１０〜５０μｍであるのがより好ましい。これにより、このような凹部３を用いて形成されるマイクロレンズ８の光学特性を特に優れたものとすることができる。
【００３４】
［圧接工程］
本工程では、前述したような凹部付き基板１０１と、凹部付き基板１０１を構成するガラス材料のガラス転移点よりも低いガラス転移点のガラス材料で構成されたガラス基板（基材）１０２’とを、加熱した状態で圧接する（圧接工程）。圧接することにより、凹部付き基板１０１の凹部３内部に、軟化したガラス基板１０２’を構成するガラス材料が充填され、それとともに、凹部付き基板１０１とガラス基板１０２’（レンズ層１０２）とが接合される。
【００３５】
ところで、従来よりマイクロレンズ基板の製造方法として用いられている２Ｐ法では、マイクロレンズ基板の形成に樹脂材料を用いるため、十分な耐久性を有するマイクロレンズ基板を得るのが困難であった。特に、２Ｐ法で用いられる光硬化性樹脂は、短波長の光による樹脂材料の劣化等が生じやすいため、十分な耐光性が得られない場合がある。また、光硬化性樹脂で構成された樹脂層と、カバーガラスと、凹部付き基板との３つの部材を用いてマイクロレンズ基板を形成することから、熱膨張率の違いによって歪み等が生じやすく、その結果、光学特性等の特性の低下が生じる可能性がある。例えば、カバーガラスの位置合わせ等の工程が必要であり、製造工程が煩雑であった。また、最適な光路長を出すためにカバーガラスの研磨を行った場合、研磨による汚れ等が生じるため、過度の洗浄工程も必要となるが、このような洗浄を行うことによって、樹脂層を構成する樹脂材料の劣化等が生じる可能性があった。その結果、品質が低下し、歩留まり低下が生じる可能性があった。また、樹脂材料を用いずに、ガラス材料等の耐久性の高い材料を用いてマイクロレンズ基板を製造することも考えられるが、このような材料を溶融状態とするには多くの熱エネルギーを必要とし、また、溶融状態のガラス材料を凹部付き基板に供給した場合、その熱により凹部付き基板の表面形状が変化してしまい、十分な光学特性を得るのが困難であった。
【００３６】
これに対して、本発明では、圧接工程において、主としてガラス材料で構成された所定の形状の基材を、熱によってその一部を変形可能とした状態で、凹部付き基板と圧接して、凹部付き基板の凹部内にガラス材料を充填しつつ、凹部付き基板と基材とを接合することにより、光学特性および耐久性に優れたマイクロレンズ基板を容易に製造することができる。すなわち、本発明の製造方法では、樹脂材料を用いないため、耐熱性、耐光性等の耐久性に優れたマイクロレンズ基板を製造することができる。また、本発明によれば、加熱した状態であるから、基材側が容易に変形可能となっているので、凹部付き基板に損傷を与えることなく、光学特性に優れたマイクロレンズ基板を容易に製造することができる。また、カバーガラスの接合や位置合わせ等の工程等を必要としないため、製造工程が煩雑とならない。その結果、簡便な方法でマイクロレンズ基板を得ることができる。また、製造方法が簡便であるから、品質の低下を抑制することができ、製造される各マイクロレンズ基板間での品質のばらつきを小さくすることができる。また、従来の方法と比較して、マイクロレンズ基板を構成する部材が少ない上、各構成部材がガラス材料で形成されていることから、マイクロレンズ基板を構成する部材の熱膨張率の違いによる歪み等も防止することができ、光学特性に優れたマイクロレンズ基板を提供することができる。また、従来の方法では、未硬化の樹脂材料を凹部付き基板とカバーガラスとで挟んだ状態で硬化させるため、硬化前と硬化後との樹脂材料の体積変化によって、マイクロレンズ基板に歪み等が生じる場合があるが、本発明では、マイクロレンズ基板の各構成部材がガラス材料で形成するとともに、熱により、基材を構成するガラス材料の一部を変形可能な程度に軟化させた状態で、凹部付き基板と圧接させるため、ガラス材料が硬化した後の体積変化を十分に小さいものとすることができ、光学特性に特に優れたマイクロレンズ基板を提供することができる。また、本発明の製造方法によれば、マイクロレンズ形成後に、洗浄等を行う場合であっても、洗浄液等によってレンズ層が劣化するのを防止することができる。さらに、本発明によれば、基材の厚さを適宜調整することによって、最適な光路長に調整することができるが、最適な光路長を出すための研磨を行った場合であっても、基材の凹部付き基板と接する側とは反対の面は、平滑性が保持されているので、過度の研磨を必要としない。その結果、従来の方法で行われていたような研磨工程を省略または簡略化することができる。
【００３７】
以下、圧接工程について、添付図面を参照しつつ、具体的に説明する。
まず、ガラス基板（基材）１０２’を用意する。
このガラス基板１０２’は、厚さが均一で、たわみや傷のないものが好適に用いられる。また、ガラス基板１０２’は、洗浄等により、その表面が清浄化されているものが好ましい。
このガラス基板１０２’は、前述したように、凹部付き基板１０１を構成する材料のガラス転移点よりも低いガラス転移点のガラス材料で構成されている。
【００３８】
ガラス基板１０２’を構成するガラス材料のガラス転移点をＴｇ１［℃］、凹部付き基板１０１を構成する材料のガラス転移点をＴｇ２［℃］としたとき、Ｔｇ２−Ｔｇ１≧５０の関係を満足するのが好ましく、３００≦Ｔｇ２−Ｔｇ１≦５００の関係を満足するのがより好ましい。このような関係を満足することにより、凹部３内にガラス基板１０２’を構成するガラス材料を充填する際に、凹部３に損傷を与えるのを防止しつつ、凹部３内にガラス材料を確実に充填することができる。これに対し、Ｔｇ２−Ｔｇ１が前記下限値未満であると、凹部付き基板１０１およびガラス基板１０２’を構成する材料の種類等によっては、凹部３に損傷を与えてしまう可能性があり、十分な光学特性が得られない場合がある。
【００３９】
ガラス基板１０２’を構成するガラス材料のガラス転移点Ｔｇは、具体的には、８００℃以下であるのが好ましく、５００〜７００℃であるのがより好ましい。これにより、凹部３内にガラス基板１０２’を構成するガラス材料を充填する際に、凹部３に損傷を与えるのを十分に防止しつつ、凹部付き基板１０１の凹部３内により確実にガラス材料を充填することができる。
【００４０】
ガラス基板１０２’のガラス材料としては、シリカを主成分としたもので、かつ、凹部付き基板１０１を構成する材料のガラス転移点よりも低いガラス転移点を有するものであれば、特に限定されず、例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、クラウンガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスおよび光学用としての特殊組成のガラス等が挙げられる。
例えば、凹部付き基板１０１が石英ガラスで構成される場合、ガラス基板１０２’としては、低融点ガラスを用いるのが好ましい。これにより、加熱温度をより低温に出来るため省エネルギーという効果が得られる。また、環境的にも鉛ガラスもしくは鉛およびヒ素を少しでも含有しているものは出来る限り使用しないことが望ましい。
【００４１】
＜１＞
次に、図３（ａ）に示すように、上記のようにして得られた凹部付き基板１０１の上側に、ガラス基板（基材）１０２’を設置する。
＜２＞
次に、凹部付き基板１０１と、ガラス基板１０２’とを加熱する。これにより、ガラス基板１０２’の表面が軟化し、変形しやすい状態となる。
また、このように凹部付き基板１０１およびガラス基板１０２’の双方を加熱することにより、凹部３に損傷を与えるのを十分に防止しつつ、凹部３内により容易にガラス材料を充填することができる。
【００４２】
この加熱温度をＴ［℃］、ガラス基板１０２’を構成するガラス材料のガラス転移点をＴｇ１［℃］、凹部付き基板１０１を構成する材料のガラス転移点をＴｇ２［℃］としたとき、Ｔｇ１≦Ｔ≦Ｔｇ２の関係を満足するのが好ましく、Ｔｇ１＋１００≦Ｔ≦Ｔｇ２−１００の関係を満足するのがより好ましい。これより、凹部３内にガラス基板１０２’を構成するガラス材料を充填する際に、凹部３に損傷を与えるのを十分に防止しつつ、凹部３内により確実にガラス材料を充填することができる。
なお、加熱は、ガラス基板１０２’の凹部付き基板１０１とは反対側の表面を冷却しつつ行ってもよい。これにより、ガラス基板１０２’の凹部付き基板１０１とは反対側の表面の平滑性を保持しつつ、凹部付き基板１０１の凹部３内にガラス材料を充填することができる。
【００４３】
＜３＞
次に、図３（ｂ）に示すように、加熱した凹部付き基板１０１と、ガラス基板１０２’とを接触させる。
＜４＞
次に、凹部付き基板１０１と、ガラス基板１０２’とを、前述したように加熱した状態で圧接し、凹部３内に軟化したガラス材料が充填される。その後、冷却することにより、ガラス基板１０２’がレンズ層１０２を形成する。これにより、図３（ｃ）に示すように、凹部付き基板１０１と、レンズ層１０２とが接合されたマイクロレンズ基板１０（本発明のマイクロレンズ基板）が得られる。
【００４４】
前述した冷却は、急に温度を下げずに、徐々に温度を下げていくことにより行うのが好ましい。これにより、得られるマイクロレンズ基板１０に歪み等が生じるのをより効果的に防止することができる。
上述したような圧接工程は、減圧雰囲気下で行うのが好ましい。これにより、凹部３内にガラス材料を充填する際に、凹部３内に充填されるガラス材料に気泡が入るのを防止することができる。
【００４５】
具体的には、圧接工程の際の雰囲気圧は、５０Ｐａ以下であるのが好ましく、５Ｐａ以下であるのがより好ましい。これにより、凹部３内にガラス材料を充填する際に、凹部付き基板１０１の凹部３に損傷を与えるのを防止しつつ、凹部３内に充填されるガラス材料に気泡が入るのを防止し、凹部３内により確実にガラス材料を充填することができる。
また、圧接工程において、圧接工程後のガラス基板１０２’の凹部付き基板１０１との接合面における図３（ｃ）に示す平坦部１０３から接合面とは反対側の面までの厚さ、すなわち、形成されるレンズ層１０２のマイクロレンズ８が形成されていない部分の厚さを適宜調整することにより、形成されるマイクロレンズ８に入射した光の光路長を最適なものとすることができる。
【００４６】
圧接工程前のガラス基板１０２’の厚さをＴ１［ｍｍ］、レンズ層１０２のマイクロレンズ８が形成されていない部分の厚さをＴ２［ｍｍ］としたとき、０．５≦Ｔ２／Ｔ１≦０．９５の関係を満足するのが好ましく、０．６≦Ｔ２／Ｔ１≦０．８の関係を満足するのがより好ましい。このような関係を満足することにより、凹部付き基板１０１の凹部３に損傷を与えるのを防止しつつ、凹部３内により確実にガラス材料を充填することができる。また、凹部付き基板１０１形成されるマイクロレンズ８に入射した光の光路長を最適なものとしつつ、ガラス基板１０２’を効率良くレンズ層１０２とすることができる。
【００４７】
なお、上記説明では、凹部付き基板１０１とガラス基板１０２’の双方を加熱する場合について説明したが、凹部付き基板１０１のみを加熱するものであってもよいし、ガラス基板１０２’のみを加熱するものであってもよい。凹部付き基板１０１のみを加熱する場合、ガラス基板１０２’の表面のみを容易に変形可能とすることができ、ガラス基板１０２’の凹部付き基板１０１とは接触しない面の平滑性をより確実に保持することができる。ガラス基板１０２’のみを加熱する場合、ガラス基板１０２’をより確実に変形可能とすることができ、凹部３内に容易にガラス材料を充填することができる。
なお、圧接工程の後に、レンズ層１０２の表面を、最適な光路長を出すために研磨する研磨工程があってもよい。
【００４８】
次に、本発明の液晶パネル用対向基板の製造方法について説明する。
＜１＞
図４（ｄ）に示すように、上記のようにして得られたマイクロレンズ基板１０のレンズ層１０２上に、開口１１１が形成されたブラックマトリックス１１を形成する。
このとき、ブラックマトリックス１１は、マイクロレンズ８の位置に対応するように、具体的には、マイクロレンズ８の光軸Ｑがブラックマトリックス１１の開口１１１を通るように形成する（図１参照）。
【００４９】
このブラックマトリックス１１は、例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｔｉ等の金属膜、カーボンやチタン等を分散した樹脂層などで構成されている。その中でも、ブラックマトリックス１１は、Ｃｒ膜またはＡｌ合金膜で構成されていることが好ましい。ブラックマトリックス１１がＣｒ膜で構成されていると、遮光性に優れたブラックマトリックス１１を得ることができる。また、ブラックマトリックス１１がＡｌ合金膜で構成されていると、優れた放熱性を有する液晶パネル用対向基板１が得られる。
ブラックマトリックス１１の厚さは、液晶パネル用対向基板１の平坦性に対する影響を抑制する観点等からは、０．０３〜１．０μｍ程度が好ましく、０．０５〜０．３μｍ程度がより好ましい。
【００５０】
この開口１１１が形成されたブラックマトリックス１１は、例えば次のように形成することができる。まず、レンズ層１０２上にスパッタリング等の気相成膜法によりブラックマトリックス１１となる薄膜を成膜する。次に、かかるブラックマトリックス１１となる薄膜上にレジスト膜を形成する。次に、ブラックマトリックス１１の開口１１１がマイクロレンズ８（凹部３）に対応する位置に来るように、前記レジスト膜を露光してかかるレジスト膜に開口１１１のパターンを形成する。次に、ウェットエッチングを行い、前記薄膜のうちの開口１１１となる部分のみを除去する。次に、前記レジスト膜を除去する。なお、ウェットエッチングを行う際の剥離液としては、例えば、ブラックマトリックス１１となる薄膜がＡｌ合金等で構成されているときは、リン酸系エッチング液を用いることができる。
なお、開口１１１が形成されたブラックマトリックス１１は、塩素系ガス等を用いたドライエッチングによっても好適に形成することができる。
【００５１】
＜２＞
次に、レンズ層１０２上に、ブラックマトリックス１１を覆うように透明導電膜（共通電極）１２を形成する。
これにより、液晶パネル用対向基板１、または、液晶パネル用対向基板１を複数個取りできるウエハーを得ることができる。
【００５２】
この透明導電膜１２は、例えば、インジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）、インジウムオキサイド（ＩＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）などで構成されている。
透明導電膜１２の厚さは、０．０３〜１μｍ程度が好ましく、０．０５〜０．３０μｍ程度がより好ましい。
この透明導電膜１２は、例えば、スパッタリングにより形成することができる。
【００５３】
＜３＞
最後に、必要に応じて、ダイシング装置等を用いて液晶パネル用対向基板１のウエハーを所定の形状、大きさにカットする。
これにより、図１に示すような液晶パネル用対向基板１を得ることができる。
なお、上記工程＜２＞で液晶パネル用対向基板１が得られた場合等、カットを行う必要がない場合には、本工程は行わなくてもよい。
なお、液晶パネル用対向基板を製造する場合には、例えば、ブラックマトリックス１１を形成せずに、レンズ層１０２上に直接透明導電膜１２を形成してもよい。
【００５４】
次に、図１に示した液晶パネル用対向基板１を用いた液晶パネル（液晶光シャッター）について、図５を参照しながら説明する。
図５に示すように、本発明の液晶パネル（ＴＦＴ液晶パネル）１６は、ＴＦＴ基板（液晶駆動基板）１７と、ＴＦＴ基板１７に接合された液晶パネル用対向基板１と、ＴＦＴ基板１７と液晶パネル用対向基板１との空隙に封入された液晶よりなる液晶層１８とを有している。
【００５５】
ＴＦＴ基板１７は、液晶層１８の液晶を駆動するための基板であり、ガラス基板１７１と、かかるガラス基板１７１上に設けられた多数の画素電極１７２と、かかる画素電極１７２の近傍に設けられ、各画素電極１７２に対応する多数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１７３とを有している。
この液晶パネル１６では、液晶パネル用対向基板１の透明導電膜（共通電極）１２と、ＴＦＴ基板１７の画素電極１７２とが対向するように、ＴＦＴ基板１７と液晶パネル用対向基板１とが、一定距離離間して接合されている。
【００５６】
ガラス基板１７１は、石英ガラスで構成されていることが好ましい。これにより、反り、たわみ等の生じにくい、安定性に優れたものとすることができる。
画素電極１７２は、透明導電膜（共通電極）１２との間で充放電を行うことにより、液晶層１８の液晶を駆動する。この画素電極１７２は、例えば、前述した透明導電膜１２と同様の材料で構成されている。
【００５７】
薄膜トランジスタ１７３は、近傍の対応する画素電極１７２に接続されている。また、薄膜トランジスタ１７３は、図示しない制御回路に接続され、画素電極１７２へ供給する電流を制御する。これにより、画素電極１７２の充放電が制御される。
液晶層１８は液晶分子（図示せず）を含有しており、画素電極１７２の充放電に対応して、かかる液晶分子、すなわち液晶の配向が変化する。
この液晶パネル１６では、通常、１個のマイクロレンズ８と、かかるマイクロレンズ８の光軸Ｑに対応したブラックマトリックス１１の１個の開口１１１と、１個の画素電極１７２と、かかる画素電極１７２に接続された１個の薄膜トランジスタ１７３とが、１画素に対応している。
【００５８】
凹部付き基板１０１側から入射した入射光Ｌは、ガラス基板５を通り、マイクロレンズ８を通過する際に集光されつつ、レンズ層１０２、ブラックマトリックス１１の開口１１１、透明導電膜１２、液晶層１８、画素電極１７２、ガラス基板１７１を透過する。なお、このとき、凹部付き基板１０１の入射側には通常偏光板（図示せず）が配置されているので、入射光Ｌが液晶層１８を透過する際に、入射光Ｌは直線偏光となっている。その際、この入射光Ｌの偏光方向は、液晶層１８の液晶分子の配向状態に対応して制御される。したがって、液晶パネル１６を透過した入射光Ｌを、偏光板（図示せず）に透過させることにより、出射光の輝度を制御することができる。
【００５９】
なお、偏光板は、例えば、ベース基板と、かかるベース基板に積層された偏光基材とで構成され、かかる偏光基材は、例えば、偏光素子（ヨウ素錯体、二色性染料等）を添加した樹脂よりなる。
この液晶パネル１６は、例えば、公知の方法により製造されたＴＦＴ基板１７と液晶パネル用対向基板１とを配向処理した後、シール材（図示せず）を介して両者を接合し、次いで、これにより形成された空隙部の封入孔（図示せず）より液晶を空隙部内に注入し、次いで、かかる封入孔を塞ぐことにより製造することができる。その後、必要に応じて、液晶パネル１６の入射側や出射側に偏光板を貼り付けてもよい。
なお、上記液晶パネル１６では、液晶駆動基板としてＴＦＴ基板を用いたが、液晶駆動基板にＴＦＴ基板以外の他の液晶駆動基板、例えば、ＴＦＤ基板、ＳＴＮ基板などを用いてもよい。
【００６０】
以下、上記液晶パネル１６を用いた投射型表示装置について説明する。
図６は、本発明の投射型表示装置の光学系を模式的に示す図である。
同図に示すように、投射型表示装置３００は、光源３０１と、複数のインテグレータレンズを備えた照明光学系と、複数のダイクロイックミラー等を備えた色分離光学系（導光光学系）と、赤色に対応した（赤色用の）液晶ライトバルブ（液晶光シャッターアレイ）７４と、緑色に対応した（緑色用の）液晶ライトバルブ（液晶光シャッターアレイ）７５と、青色に対応した（青色用の）液晶ライトバルブ（液晶光シャッターアレイ）７６と、赤色光のみを反射するダイクロイックミラー面７１１および青色光のみを反射するダイクロイックミラー面７１２が形成されたダイクロイックプリズム（色合成光学系）７１と、投射レンズ（投射光学系）７２とを有している。
【００６１】
また、照明光学系は、インテグレータレンズ３０２および３０３を有している。色分離光学系は、ミラー３０４、３０６、３０９、青色光および緑色光を反射する（赤色光のみを透過する）ダイクロイックミラー３０５、緑色光のみを反射するダイクロイックミラー３０７、青色光のみを反射するダイクロイックミラー（または青色光を反射するミラー）３０８、集光レンズ３１０、３１１、３１２、３１３および３１４とを有している。
【００６２】
液晶ライトバルブ７５は、前述した液晶パネル１６と、液晶パネル１６の入射面側（凹部付き基板１０１が位置する面側、すなわちダイクロイックプリズム７１と反対側）に接合された第１の偏光板（図示せず）と、液晶パネル１６の出射面側（凹部付き基板１０１と対向する面側、すなわちダイクロイックプリズム７１側）に接合された第２の偏光板（図示せず）とを備えている。液晶ライトバルブ７４および７６も、液晶ライトバルブ７５と同様の構成となっている。これら液晶ライトバルブ７４、７５および７６が備えている液晶パネル１６は、図示しない駆動回路にそれぞれ接続されている。
【００６３】
なお、投射型表示装置３００では、ダイクロイックプリズム７１と投射レンズ７２とで、光学ブロック７０が構成されている。また、この光学ブロック７０と、ダイクロイックプリズム７１に対して固定的に設置された液晶ライトバルブ７４、７５および７６とで、表示ユニット７３が構成されている。
【００６４】
以下、投射型表示装置３００の作用を説明する。
光源３０１から出射された白色光（白色光束）は、インテグレータレンズ３０２および３０３を透過する。この白色光の光強度（輝度分布）は、インテグレータレンズ３０２および３０３により均一にされる。
インテグレータレンズ３０２および３０３を透過した白色光は、ミラー３０４で図１４中左側に反射し、その反射光のうちの青色光（Ｂ）および緑色光（Ｇ）は、それぞれダイクロイックミラー３０５で図６中下側に反射し、赤色光（Ｒ）は、ダイクロイックミラー３０５を透過する。
【００６５】
ダイクロイックミラー３０５を透過した赤色光は、ミラー３０６で図６中下側に反射し、その反射光は、集光レンズ３１０により整形され、赤色用の液晶ライトバルブ７４に入射する。
ダイクロイックミラー３０５で反射した青色光および緑色光のうちの緑色光は、ダイクロイックミラー３０７で図６中左側に反射し、青色光は、ダイクロイックミラー３０７を透過する。
【００６６】
ダイクロイックミラー３０７で反射した緑色光は、集光レンズ３１１により整形され、緑色用の液晶ライトバルブ７５に入射する。
また、ダイクロイックミラー３０７を透過した青色光は、ダイクロイックミラー（またはミラー）３０８で図１４中左側に反射し、その反射光は、ミラー３０９で図６中上側に反射する。前記青色光は、集光レンズ３１２、３１３および３１４により整形され、青色用の液晶ライトバルブ７６に入射する。
【００６７】
このように、光源３０１から出射された白色光は、色分離光学系により、赤色、緑色および青色の三原色に色分離され、それぞれ、対応する液晶ライトバルブに導かれ、入射する。
この際、液晶ライトバルブ７４が有する液晶パネル１６の各画素（薄膜トランジスタ１７３とこれに接続された画素電極１７２）は、赤色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路（駆動手段）により、スイッチング制御（オン／オフ）、すなわち変調される。
【００６８】
同様に、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ７５および７６に入射し、それぞれの液晶パネル１６で変調され、これにより緑色用の画像および青色用の画像が形成される。この際、液晶ライトバルブ７５が有する液晶パネル１６の各画素は、緑色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御され、液晶ライトバルブ７６が有する液晶パネル１６の各画素は、青色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御される。
【００６９】
これにより赤色光、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ７４、７５および７６で変調され、赤色用の画像、緑色用の画像および青色用の画像がそれぞれ形成される。
前記液晶ライトバルブ７４により形成された赤色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ７４からの赤色光は、面７１３からダイクロイックプリズム７１に入射し、ダイクロイックミラー面７１１で図６中左側に反射し、ダイクロイックミラー面７１２を透過して、出射面７１６から出射する。
【００７０】
また、前記液晶ライトバルブ７５により形成された緑色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ７５からの緑色光は、面７１４からダイクロイックプリズム７１に入射し、ダイクロイックミラー面７１１および７１２をそれぞれ透過して、出射面７１６から出射する。
また、前記液晶ライトバルブ７６により形成された青色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ７６からの青色光は、面７１５からダイクロイックプリズム７１に入射し、ダイクロイックミラー面７１２で図６中左側に反射し、ダイクロイックミラー面７１１を透過して、出射面７１６から出射する。
【００７１】
このように、前記液晶ライトバルブ７４、７５および７６からの各色の光、すなわち液晶ライトバルブ７４、７５および７６により形成された各画像は、ダイクロイックプリズム７１により合成され、これによりカラーの画像が形成される。この画像は、投射レンズ７２により、所定の位置に設置されているスクリーン３２０上に投影（拡大投射）される。
このとき、液晶ライトバルブ７４、７５および７６は、前述したような液晶パネル１６を備えているので、光源３０１からの光が液晶ライトバルブ７４、７５および７６を通過する際の減衰は抑制され、スクリーン３２０上に明るい画像を投影することができる。
【００７２】
以上、本発明のマイクロレンズ基板の製造方法、マイクロレンズ基板、液晶パネル用対向基板、液晶パネルおよび投射型表示装置の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、本発明のマイクロレンズの製造方法では、任意の目的の工程が１または２以上追加されてもよい。
【００７３】
また、本発明のマイクロレンズ基板を構成する凹部付き基板は、いかなる方法により製造されたものであってもよい。例えば、凹部付き基板は、凸部を有する型を用いて製造されたものであってもよい。
また、前述した実施形態では、マスクを施して、エッチングを行う方法について説明したが、マスクを施さずにエッチングを行うものであってもよい。
【００７４】
また、前述した実施形態では、本発明のマイクロレンズ基板を、液晶パネル用対向基板、液晶パネルおよび該液晶ライトバルブを備えた投射型表示装置に用いた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明のマイクロレンズ基板を、例えば、ＣＣＤ、光通信素子等の各種電気光学装置、有機または無機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置、その他の装置などに用いることができることは言うまでもない。
また、前述した実施形態では、本発明のマイクロレンズ基板を、投射型表示装置に適用した場合について説明したが、透過型スクリーン、リヤ型プロジェクタにも用いることができる。
【実施例】
【００７５】
（実施例１）
以下のように、複数の凹部を備えたマイクロレンズ用凹部付き基板を製造し、このマイクロレンズ用凹部付き基板を用いてマイクロレンズ基板を製造した。
［凹部付き基板の形成工程］
まず、ガラス基板として、厚さ２ｍｍの石英ガラス基板（ガラス転移点：１０６０℃、屈折率：１．４６）を用意した。
この石英ガラス基板を、８５℃に加熱した洗浄液（８０％硫酸＋２０％過酸化水素水）に浸漬して洗浄を行い、その表面を清浄化した。
【００７６】
次に、この石英ガラス基板上に、スパッタリング法にて、厚さ０．０３μｍのＣｒ膜を形成した。すなわち、石英ガラス基板の表面に、Ｃｒ膜のマスクおよび裏面保護膜を形成した。
次に、マスクに対してレーザ加工を行い、多数の初期孔を形成した（図２（ｂ）参照）。
【００７７】
なお、レーザ加工は、ＹＡＧレーザを用いて、エネルギー強度１ｍＷ、ビーム径３μｍ、照射時間６０×１０−９秒という条件で行った。
形成された初期孔の平均径は、５μｍであった。
次に、石英ガラス基板にウエットエッチングを施し、石英ガラス基板上に多数の凹部を形成した（図２（ｄ）参照）。
このウエットエッチングのエッチング時間は、７２分に設定し、エッチング液には、フッ酸系のエッチング液を用いた。
【００７８】
次に、ＣＦガスによるドライエッチングを行い、マスクおよび裏面保護層を除去した。
これにより、石英ガラス基板上に、多数の凹部が規則的に配列した凹部付き基板を得た。なお、形成された凹部の平均径は１５μｍ、曲率半径は７．５μｍであった。また、隣接するマイクロレンズ用凹部同士の間隔（凹部同士の中心間平均距離）は１５μｍであった。
【００７９】
［圧接工程］
一方、クラウンガラス（ガラス転移点；６６０℃、屈折率：１．６１）で構成された厚さＴ１：０．１ｍｍの薄板ガラス基板（ガラス基板）を用意した。
このガラス基板を、凹部付き基板の凹部が形成されている面と対向するように設置した（図３（ａ）参照）。
【００８０】
次に、雰囲気圧を、５Ｐａまで減圧した後、凹部付き基板と薄板ガラス基板を８００℃に加熱した。なお、薄板ガラス基板の凹部付き基板が設置された側とは反対の面を冷却しつつ、加熱した。
次に、薄板ガラス基板と凹部付き基板とを圧接し、軟化した薄板ガラスを凹部内に充填した後、冷却した（図３（ｃ）参照）。
【００８１】
これにより、凹部付き基板とレンズ層とが接合したマイクロレンズ基板を得た。形成されたマイクロレンズの平均径は１５μｍ、平均曲率半径は７．５μｍであった。また、レンズ層の凹部付き基板との接合面における平坦部から、接合面とは反対側の面までの厚さＴ２、すなわち、マイクロレンズが形成されていない部分の厚さＴ２は、０．０７ｍｍであった。
【００８２】
（実施例２）
実施例１と同様にして得られた凹部付き基板を用いて、下記のようにしてマイクロレンズ基板を製造した。
［圧接工程］
ガラス転移点が６６０℃、屈折率が１．６１の薄板ガラス基板を用意した。このときの薄板ガラスの厚さＴ１は０．５ｍｍであった。
このガラス基板を、凹部付き基板の凹部が形成されている面と対向するように設置した（図３（ａ）参照）。
【００８３】
次に、雰囲気圧を、５Ｐａまで減圧した後、凹部付き基板と薄板ガラス基板を８００℃に加熱した。なお、薄板ガラス基板の凹部付き基板が設置された側とは反対の面を冷却しつつ、加熱した。
次に、薄板ガラス基板と凹部付き基板とを圧接し、軟化した薄板ガラスを凹部内に充填した後、冷却した（図３（ｃ）参照）。これにより、凹部内にマイクロレンズが形成された。接合された薄板ガラス基板（レンズ層）のマイクロレンズが形成されていない部分の厚さＴ２は０．３５ｍｍであった。
次に、接合した薄板ガラス基板を研削、研磨して、マイクロレンズが形成されていない部分の厚さを０．０５ｍｍとした。
その後、スクラブ洗浄装置を用いて研磨面を洗浄し、マイクロレンズ基板を得た。
【００８４】
（比較例）
前記実施例１と同様にして形成された凹部付き基板の凹部が形成された面に、未重合（未硬化）の紫外線（ＵＶ）硬化型エポキシ樹脂（屈折率１．５９）を付与した。
次に、石英ガラスで構成されたカバーガラスで、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂を押圧した。この際、カバーガラスとＵＶ硬化型エポキシ樹脂との間に、空気が侵入しないようにした。
【００８５】
次に、カバーガラス上から、１００００ｍＪ/ｃｍ２の紫外線を照射することにより、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂を硬化させ、カバーガラスおよび凹部付き基板とを接合した。
次に、この接合したカバーガラスを、研削、研磨して、カバーガラスの厚さを５０μｍとした。
その後、スクラブ洗浄装置を用いてカバーガラスの研磨面を洗浄した。
【００８６】
これにより、マイクロレンズ基板を得た。形成されたマイクロレンズの平均径は１５μｍ、平均曲率半径は７．５μｍであった。
実施例１〜２と比較例における凹部付き基板の凹部の平均径、凹部の曲率半径、凹部の深さ、屈折率、凹部付き基板およびガラス基板を構成するガラス材料の種類およびガラス転移点、屈折率、樹脂基板の厚さＴ１、製造されたマイクロレンズ基板のマイクロレンズの平均径、マイクロレンズの曲率半径、レンズ層の厚さＴ２、Ｔ２／Ｔ１を表１に示す。
【００８７】
【表１】
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【００８８】
（評価）
実施例１〜２では、比較例に比べ、容易にマイクロレンズ基板を製造することができた。
また、各実施例および比較例の方法を用いて、連続して、マイクロレンズ基板を製造したところ、実施例１〜２では、安定した品質のマイクロレンズ基板を生産性良く製造することができた。これに対して、比較例では、不良品を生じ極めて歩留に劣っていた。
【００８９】
そして、各実施例および比較例で得られたマイクロレンズ基板を用いて、図１に示す液晶パネル用対向基板を作製し、当該液晶パネル用対向基板を用いて図５に示すような液晶パネルを作製し、当該液晶パネルを用いて図６に示すような投射型表示装置を作製した。
得られた投射型表示装置を５０００時間連続駆動させ、駆動後５０００時間の投射画像とを観察したところ、実施例１〜２のマイクロレンズ基板を用いた投射型表示装置は、鮮明な投射画像が観察された。これに対して、比較例の投射型表示装置では、駆動直後の投射画像は鮮明であったが、駆動時間に伴い、投射画像の鮮明度が明らかに低下した。これは、マイクロレンズ基板を構成する樹脂材料が、光や駆動による熱で劣化し、透過率等が低下したためであると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の液晶パネル用対向基板を示す模式的な縦断面図である。
【図２】本発明のマイクロレンズ基板を構成する凹部付き基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。
【図３】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。
【図４】本発明の液晶パネル用対向基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。
【図５】本発明の液晶パネルを示す模式的な縦断面図である。
【図６】本発明の投射型表示装置の光学系を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１……液晶パネル用対向基板  １０１……凹部付き基板  １０２……レンズ層  １０２’……ガラス基板  １０３……平坦部  ３……凹部  ５……ガラス基板  ６……マスク  ６’……マスク形成用膜  ６１……初期孔  ８……マイクロレンズ  １０……マイクロレンズ基板  １１……ブラックマトリックス  １１１……開口  １２……透明導電膜  １６……液晶パネル  １７……ＴＦＴ基板  １７１……ガラス基板  １７２……画素電極  １７３……薄膜トランジスタ  １８……液晶層  ７０……光学ブロック  ７１……ダイクロイックプリズム  ７１１、７１２……ダイクロイックミラー面  ７１３〜７１５……面  ７１６……出射面  ７２……投射レンズ  ７３……表示ユニット  ７４〜７６……液晶ライトバルブ  ３００……投射型表示装置  ３０１……光源  ３０２、３０３……インテグレータレンズ  ３０４、３０６、３０９……ミラー  ３０５、３０７、３０８……ダイクロイックミラー  ３１０〜３１４……集光レンズ  ３２０……スクリーン
【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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