(57)【要約】【課題】  電気光学装置において、理想的非球面のマイクロレンズを比較的容易に製造する。【解決手段】  第１曲面形成工程の後、第２曲面形成工程を行う。第１曲面形成工程は、基板上に、第１エッチャントに対するエッチングレートが基板より高い第１膜を形成する工程と、形成すべきマイクロレンズの中心に対応する個所に開口部を有する第１マスクを第１膜上に形成する工程と、第１マスクを介して第１エッチャントによるウエットエッチングを施し、基板に第１の凹部を形成する工程とを含む。第２曲面形成工程は、基板上に、第２エッチャントに対するエッチングレートが第１膜より高い第２膜を形成する工程と、第１膜の開口部よりも開口径が小さい開口部を有する第２マスクを第２膜上に形成する工程と、第２マスクを介して第２エッチャントによるウエットエッチングを施し、基板に第２の凹部を形成する工程とを含む。【選択図】      図１４
2006058320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、所定種類の第１エッチャントに対するエッチングレートが前記基板より高い第１膜を形成する工程と、形成すべきマイクロレンズの中心に対応する個所に開口部を有する第１マスクを前記第１膜上に形成する工程と、前記第１マスクを介して前記第１エッチャントによるウエットエッチングを施すことにより第１の凹部を形成する工程とを含む第１曲面形成工程と、
前記第１曲面形成工程の後に行われ、前記基板上に、エッチングレートが前記基板より前記第１膜の方が高い第２エッチャントに対するエッチングレートが前記第１膜より高い第２膜を形成する工程と、前記マイクロレンズの中心に対応する個所に、前記第１マスクの開口部よりも開口径が小さい開口部を有する第２マスクを前記第２膜上に形成する工程と、前記第２マスクを介して前記第２エッチャントによるウエットエッチングを施すことにより第２の凹部を形成する工程とを含む第２曲面形成工程と
を含むことを特徴とするマイクロレンズの製造方法。
【請求項２】
前記第２曲面形成工程は、ｎ（但し、ｎは２以上の自然数）回繰り返し実施される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ｎ回繰り返し実施される第２曲面形成工程のうち、ｊ（但し、ｊは２以上ｎ以下の自然数）回目の第２曲面形成工程における前記第２膜は、ｊ−１回目の第２曲面形成工程における第２膜よりも前記第２エッチャントに対するエッチングレートが高いことを特徴とする請求項２に記載のマイクロレンズの製造方法。
【請求項４】
前記ｎ回繰り返し実施される第２曲面形成工程のうち、ｊ（但し、ｊは２以上ｎ以下の自然数）回目の第２曲面形成工程における前記第２マスクの開口部は、ｊ−１回目の第２曲面形成工程における前記第２マスクの開口部よりも開口径が小さいことを特徴とする請求項２又は３に記載のマイクロレンズの製造方法。
【請求項５】
前記第１エッチャントと前記第２エッチャントとは種類が同じであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のマイクロレンズの製造方法。
【請求項６】
前記エッチングレートの制御を、前記第１膜又は前記第２膜の膜種、形成方法、形成条件及び形成後に施される熱処理の温度のうち、少なくとも一つに係る条件設定により行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のマイクロレンズの製造方法。
【請求項７】
前記基板は、透明基板からなり、
前記第２の凹部内に前記透明基板よりも屈折率が大きい透明媒質を入れる工程を更に備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のマイクロレンズの製造方法。
【請求項８】
前記基板上に前記マイクロレンズがアレイ状に複数形成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のマイクロレンズの製造方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載のマイクロレンズの製造方法によって製造されることを特徴とするマイクロレンズ。
【請求項１０】
請求項９に記載のマイクロレンズと、該マイクロレンズに対向する表示用電極と、該表示用電極に接続された配線又は電子素子とを備えたことを特徴とする電気光学装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電気光学装置を具備する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、液晶装置等の電気光学装置に好適に用いられるマイクロレンズアレイ板等を構成するマイクロレンズの製造方法の技術分野に関する。本発明は更に、該製造方法により製造されるマイクロレンズ、該マイクロレンズを備えた電気光学装置、及び該電気光学装置を具備してなる電子機器の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶装置等の電気光学装置では、その画像表示領域内に、データ線、走査線、容量線等の各種配線や、薄膜トランジスタ（以下適宜、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）と称す）等の各種電子素子が作り込まれる。このため、電気光学装置に平行光を入射した場合、そのままでは、全光量のうち各画素の開口率に応じた光量しか利用できない。
【０００３】
そこで従来は、各画素に対応するマイクロレンズを含んでなるマイクロレンズアレイを対向基板に作り込んだり、マイクロレンズアレイ板を対向基板に貼り付けたりしている。係るマイクロレンズによって、そのままでは各画素における開口領域を除いた非開口領域に向かって進行する筈の光を、画素単位で集光して、電気光学物質層を透過する際には、各画素の開口領域内に導かれるようにしている。この結果、電気光学装置において明るい表示が可能となる。
【０００４】
この種のマイクロレンズは、基本的な要請として、レンズ効率を向上させることが重要である。そこで、非球面形状のマイクロレンズが提案されている。例えば特許文献１には、レンズ面が楕円球面又は回転双曲面によって規定された、非球面のマイクロレンズについて開示されている。特許文献２には、曲率半径が大きな半球面の中心部が、曲率半径が小さな半球面となって突出した形状のマイクロレンズについて開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１２７４９６号公報
【特許文献２】特開２００２−６１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような非球面レンズには（球面レンズも同様に）、コントラスト比や透過率と耐光性との両立が困難であるという問題点がある。そのため、マイクロレンズとして理想的な非球面形状を追求する必要がある。
【０００７】
また、非球面レンズを製造するのは、球面レンズと比べても基本的に困難である。特許文献１では、非球面レンズの構成について開示されているものの、その製造方法の詳細は不明である。特許文献２には、当該文献に記載の非球面レンズをドライエッチングとウエットエッチングとを併用して製造する方法などが記載されているが、工程が煩雑である。非球面レンズの製造においては、こうした工程の複雑高度化に伴い、製造コストの上昇や歩留まりの低下を招くと共に、非球面レンズのレンズ面の形状を制御すること自体、技術的に非常に困難であるという問題点がある。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、理想的非球面のマイクロレンズを比較的容易に製造可能なマイクロレンズ、該マイクロレンズの製造方法、並びに該マイクロレンズを備えた電気光学装置、及び該電気光学装置を具備してなる電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のマイクロレンズの製造方法は、上記課題を解決するために、基板上に、所定種類の第１エッチャントに対するエッチングレートが前記基板より高い第１膜を形成する工程と、形成すべきマイクロレンズの中心に対応する個所に開口部を有する第１マスクを前記第１膜上に形成する工程と、前記第１マスクを介して前記第１エッチャントによるウエットエッチングを施すことにより第１の凹部を形成する工程とを含む第１曲面形成工程と、前記第１曲面形成工程の後に行われ、前記基板上に、エッチングレートが前記基板より前記第１膜の方が高い第２エッチャントに対するエッチングレートが前記第１膜より高い第２膜を形成する工程と、前記マイクロレンズの中心に対応する個所に、前記第１マスクの開口部よりも開口径が小さい開口部を有する第２マスクを前記第２膜上に形成する工程と、前記第２マスクを介して前記第２エッチャントによるウエットエッチングを施すことにより第２の凹部を形成する工程とを含む第２曲面形成工程とを含む。
【００１０】
本発明のマイクロレンズの製造方法によれば、先ず第１曲面形成工程を行い、その後に第２曲面形成工程を行う。第１曲面形成工程では、先ず、例えば石英基板、ガラス基板等の基板上に、例えばフッ酸系などの所定種類のエッチャントに対するエッチングレートが基板と異なる第１膜を形成する。このような第１膜は、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、スパッタリング等により形成する。続いて、形成すべきマイクロレンズの中心に対応する個所に穴が開けられた第１マスクを第１膜上に形成する。第１マスクは、例えば、第１膜上における穴を除く領域に直接形成してもよい。
【００１１】
その後、このような第１マスクを介して、第１膜及び基板をウエットエッチングする。ここで用いられるエッチャントに対するエッチングレートは、第１膜の方が基板よりも高い。そのため、側縁にテーパーがついた第１の凹部が、広く浅い形状に掘られることになる。その後、第１マスクを除去してから、第２曲面形成工程を実施する。
【００１２】
第２曲面形成工程については、その手順は概ね第１曲面形成工程と同様である。但し、この工程で用いられる第２エッチャントに対するエッチングレートは、基板、第１膜、第２膜の順に高くなっている。ここでは、上記のエッチングレートの大小関係が重要であり、第２エッチャントの種類は第１エッチャントと同一であっても相異なっていてもよい。また、この工程で用いる第２マスクでは、開口部の開口径が第１マスクの開口径よりも小さく形成されている。
【００１３】
このような条件下で、第１の凹部と同様、形成すべきマイクロレンズの中心に対応する個所に、第２の凹部を形成する。第２の凹部が構成する面は、第１の凹部を下地とする周縁部では、第１の凹部のテーパー形状に由来した平面的形状であるのに対し、周縁部の内側の基板を下地とする中心部では、上記のエッチングレートの違いによって底の浅いすり鉢状の曲面となり、両者で曲率が異なる。即ち、周縁部よりも中心部の方が曲率は大きく、第２の凹部は、中心部における、底面から周縁にかけての広がりを、周縁部が多少絞るような格好になる。例えば、第１膜と第２膜のエッチングレート差が大きい場合や、後述するように第２膜によるエッチング回数が少ない場合には、周縁部と中心部との境界は、第２の凹部の内側から外側に向かって膨らんだ曲面となる。但し、第２の凹部は、第１の凹部ないし第１の凹部を下地とする第２膜を表面から掘り進めて形成されるので、こうした曲率の異なる部分同士の境界は緩やかであり、曲率の変化は連続的になる。このように、基板、第１膜及び第２膜の各々におけるエッチングレートの具体的な値やこれらのエッチングレートの相違と、第１及び第２マスクの各々における開口径の値やこれらの開口径の相違とを変更することで、各種曲率或いは各種曲面形状を有する非球面のレンズを製造できる。実際のエッチングレートの設定や開口径の設定は、実験的、経験的、数学的又は理論的に若しくはシミュレーション等によって、所望の非球面に応じて個別具体的に決定すればよい。
【００１４】
その後、第２の凹部が規定する曲面を利用することにより、比較的容易に、理想的非球面であるレンズを製造できる。具体的には、基板を透明基板として、第２の凹部内に透明媒質を充填すればよい。或いは、第２の凹部を型に用いて製造することもできる。更に、このようなマイクロレンズが形成された基板を２枚用意して、相互に貼り合わせることにより、両凸レンズのマイクロレンズを製造することもできる。
【００１５】
ここで、「理想的非球面」とは、マイクロレンズの形状において、所定画素の開口領域内にできるだけ均一に光を照射させながら、そのコントラスト比や透過率と耐光性とを両立させるように各部の曲率が最適化された曲面を指す。そのような曲面の具体的形状は、周縁と中心とで連続的に曲率が変化する、底の浅いすり鉢状の凹面であり、まさに以上の製造工程における第２の凹部として実現可能である。
【００１６】
以上の結果、本発明のマイクロレンズの製造方法によれば、理想的非球面のマイクロレンズを比較的容易に製造可能である。また、本発明では、一貫してウエットエッチングを採用しているので、各曲面形成工程は、エッチング条件を異ならせる以外は殆ど同様のシーケンスで実行でき、ドライエッチング等を併用する場合よりも簡単にマイクロレンズを製造することが可能となる。
【００１７】
本発明のマイクロレンズの製造方法の一態様では、前記第２曲面形成工程は、ｎ（但し、ｎは２以上の自然数）回繰り返し実施される。
【００１８】
この態様によれば、一旦形成された第２の凹部に、更にウエットエッチングが繰り返して施される。その際、基板上には第２膜と第２マスクとが形成されており、第２マスクを介して第２膜、更には第２の凹部がエッチングされる。このとき、基板、第１膜及び第２膜のエッチングレートの違いから横方向（即ち、基板に水平な方向）のエッチングが優位に進み、第２の凹部の曲面において、曲率が異なる部分同士の境界が削られる。
【００１９】
第２曲面形成工程を繰り返すことで、曲率が異なる部分同士の繋ぎ目が滑らかとなる。よって、境界における曲率変化がより連続的となり、境界付近における曲率も最適に制御することができる。このような第２の凹部を用いて製造されるマイクロレンズは、レンズ面の曲率が滑らかに変化し、各部の曲率が最適化された理想的な非球面レンズとなる。
【００２０】
この態様では、前記ｎ回繰り返し実施される第２曲面形成工程のうち、ｊ（但し、ｊは２以上ｎ以下の自然数）回目の第２曲面形成工程における前記第２膜は、ｊ−１回目の第２曲面形成工程における第２膜よりも前記第２エッチャントに対するエッチングレートが高くなるようにしてもよい。
【００２１】
この場合、一旦形成された第２の凹部に、更にウエットエッチングを繰り返して施す際に、第２膜のエッチングレートを段々高くなるように設定する。即ち、第ｊ回目の第２曲面形成工程における第２膜のエッチングレートＲjは、第ｊ−１回目までの第２曲面形成工程における第２膜のエッチングレートＲj-1よりも高い。これを式で表すと、
R1＜…＜Rj-1＜Rj＜…＜Ｒn
となる。このため、第２の凹部の曲面は、繰り返し実施されるエッチングの度に、基板に対して水平方向と垂直方向とで速度比が異なることになる。そこで、エッチングレートの値を調整すれば、第２の凹部を、各部の曲率が最適に制御された理想的形状に整形することが可能である。
【００２２】
尚、ここでは、工程毎のエッチングレートの大小関係を規定しているが、エッチャントの種類まで規定するものではない。よって、第２エッチャントの種類を各回毎に異ならせてもよい。
【００２３】
この態様では、前記ｎ回繰り返し実施される第２曲面形成工程のうち、ｊ（但し、ｊは２以上ｎ以下の自然数）回目の第２曲面形成工程における前記第２マスクの開口部は、ｊ−１回目の第２曲面形成工程における前記第２マスクの開口部よりも開口径が小さくなるようにしてもよい。
【００２４】
この場合、一旦形成された第２の凹部に、更にウエットエッチングを繰り返して施す際に、第２マスクの開口径を段々大きくなるように設定する。即ち、第ｊ回目の第２曲面形成工程における第２マスクの開口径ｄjは、第ｊ−１回目までの第２曲面形成工程における第２膜のエッチングレートｄj-1よりも高い。これを式で表すと、
ｄ1＞…＞ｄj-1＞ｄj＞…＞ｄn
となる。このように開口径を絞ると、エッチングの度合いを、主に横方向に第２の凹部内を多少削ることで、外形に変形を加えるだけに留められる。よって、第２の凹部を、各部の曲率が最適に制御された理想的な形状に整形することが可能である。
【００２５】
本発明のマイクロレンズの製造方法の他の態様では、前記第１エッチャントと前記第２エッチャントとは種類が同じである。
【００２６】
この態様によれば、凹部の形成に関しては一貫して同種のエッチャントを用いることで、エッチングレートの設定を比較的容易に行うことが可能である。また、製造設備の簡略化や製造コストの抑制にも寄与する。
【００２７】
本発明のマイクロレンズの製造方法の他の態様では、前記エッチングレートの制御を、前記第１膜又は前記第２膜の膜種、形成方法、形成条件及び形成後に施される熱処理の温度のうち、少なくとも一つに係る条件設定により行う。
【００２８】
この態様によれば、第１膜又は第２膜における、例えば材質、密度、孔隙率等の種類、例えばＣＶＤ、スパッタリング等の形成方法、例えば４００℃以下程度或いは４００〜１０００℃程度等の形成温度、及び第１膜又は第２膜の形成後に施される熱処理の温度、のうち少なくとも一つに係る条件設定により、エッチングレートの制御を行う。そして、係るエッチングレートの制御によって、最終的に得られる第２の凹部が規定する理想的非球面における曲率或いは曲率分布を比較的容易に制御できる。尚、第１膜又は第２膜の膜厚によっても、最終的に得られる第２の凹部が規定する理想的非球面における曲率或いは曲率分布を制御できる。
【００２９】
本発明のマイクロレンズの製造方法の他の態様では、前記基板は、透明基板からなり、前記第２の凹部内に前記透明基板よりも屈折率が大きい透明媒質を入れる工程を更に備えている。
【００３０】
この態様によれば、透明基板からなる基板に掘られた凹部内に、これより屈折率が大きい透明媒質を入れるので、透明基板上に、理想的非球面の凸レンズとしてマイクロレンズを製造可能となる。この際、透明媒質は、透明樹脂等からなり、接着剤を兼ねてもよい。例えば、カバーガラスを透明基板に貼り合わせる際の接着剤を兼ねてもよい。
【００３１】
また、透明基板としては、例えば石英がある。この場合、第１膜或いは第２膜を形成する際に、高温に曝されても基板が破壊されることはないので有利である。但し、第１膜や第２膜を低温で形成する場合には、透明基板に耐熱性は要求されない。例えば、ガラス板、プラスチック或いは樹脂板等でもよい。いずれにせよ、透明基板は、第１膜又は第２膜と共に所定種類のエッチャントによってエッチング可能な材質であれば問題は生じない。
【００３２】
尚、基板に掘られた凹部をマイクロレンズの型として用いる場合には、基板は透明である必要はない。
【００３３】
本発明のマイクロレンズの製造方法の他の態様では、前記基板上に前記マイクロレンズがアレイ状に複数形成される。
【００３４】
この態様によれば、上述の如き理想的非球面のマイクロレンズがアレイ状に複数形成されてなる、マイクロレンズアレイが製造される。このマイクロレンズアレイは、例えばアレイ状或いはマトリクス状に画素が配列された電気光学装置に好適に用いることができ、比較的簡単に製造することができる。
【００３５】
本発明のマイクロレンズは、上記課題を解決するために、上述した本発明のマイクロレンズの製造方法（但し、その各種態様を含む）により製造される。
【００３６】
本発明のマイクロレンズによれば、上述した本発明のマイクロレンズの製造方法により製造されるので、光源光、外光等を効率良く集光する一方で耐光性にも優れ、しかも製造が容易であり比較的安価で品質の安定したマイクロレンズ、更にはマイクロレンズアレイ或いはマイクロレンズアレイ板を実現できる。
【００３７】
尚、本発明のマイクロレンズは、レンズ曲面について、(i) 中心部が浅いすり鉢状をしており、周縁部の曲率が中心部より大きい非球面形状であって、(ii) 周縁部と中心部との境界にはある程度幅があり、境界における曲率変化は急峻ではないという本発明独自の構造上の特徴を有する。
【００３８】
また、このマイクロレンズの製造過程において、第２の凹部を理想非球面形状に形成する際に、第１膜又は第２膜が、第２の凹部の周縁部に残存していてもよい。これらは当該マイクロレンズで集光する光の光路の縁に位置しているため、仮に第１膜や第２膜を半透明膜或いは不透明膜から形成したとしても、マイクロレンズに係る光学性能に及ぼす悪影響は限定的である。この場合に製造されるマイクロレンズの周縁部は、第１膜或いは第１膜及び第２膜といった、所定種類のエッチャントに対するエッチングレートが基板よりも高い材料からなる。
【００３９】
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、上述した本発明のマイクロレンズと、該マイクロレンズに対向する表示用電極と、該表示用電極に接続された配線又は電子素子とを備える。
【００４０】
本発明の電気光学装置によれば、上述した本発明のマイクロレンズを備えるので、理想的非球面のマイクロレンズにより光源光、外光等を効率良く集光でき、明るく鮮明な画像表示が可能な電気光学装置を実現できる。同時に、この理想的非球面のマイクロレンズは、各画素の開口領域において、できるだけ均一に光を射出するように設計されているために、耐光性に優れ、良好な表示品質を維持可能な電気光学装置を実現できる。
【００４１】
尚、このような電気光学装置は、島状の画素電極或いはストライプ状電極等の表示用電極に、走査線、データ線等の配線やＴＦＴ等の電子素子が接続されてなるアクティブマトリクス駆動型液晶装置等の電気光学装置として構築される。
【００４２】
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置を具備する。
【００４３】
本発明の電子機器によれば、上述した本発明の電気光学装置を具備して構成されているので、明るく、優れた表示品質が維持されたプロジェクタ、液晶テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。
【００４４】
本発明のこのような作用及び他の利得は、次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
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。
【００４６】
（マイクロレンズアレイ板）
先ず、本実施形態に係るマイクロレンズ板について、図１から図５を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ板の概略構成を表している。図２は、そのうち４つのマイクロレンズに係る部分を拡大して表している。図３は、本実施形態のマイクロレンズアレイ板の部分断面を拡大して表しており、図４は、更に１つのマイクロレンズにかかる部分を拡大して表している。図５は、図４に示したマイクロレンズとその比較例の光学特性を夫々表している。
【００４７】
図１に示すように、本実施形態のマイクロレンズアレイ板２０は、カバーガラス２００で覆われた、例えば石英板等からなる透明板部材２１０を備える。透明板部材２１０には、マトリクス状に多数の凹状の窪みが掘られている。そして、この凹状の窪みの中に、カバーガラス２００と透明板部材２１０とを相互に接着する、例えば感光性樹脂材料からなる接着剤が硬化してなる、透明板部材２１０よりも高屈折率の透明な接着層２３０が充填されている。これらにより、マトリクス状に平面配列された多数のマイクロレンズ５００が構築されている。
【００４８】
このように本実施形態では、透明板部材２１０から、本発明に係る「基板」の一例が構成されており、接着層２３０から、本発明に係る「透明媒質」の一例が構成されている。
【００４９】
図２及び図３に示すように、各マイクロレンズ５００の曲面は、相互に屈折率が異なる透明板部材２１０と接着層２３０とにより概ね規定されている。そして、各マイクロレンズ５００は、図３中で下側に凸状に突出した凸レンズとして構築されている。
【００５０】
本実施形態では、後述するように本発明独自の製造方法により製造されるため、マイクロレンズ５００のレンズ面は、曲率が相異なる周縁部５００Ａと中央部５００Ｂとで構成されている。周縁部５００Ａは、境界５００Ｃより周縁側の、第１膜２２０から透明板部材２１０にかけて形成され、その内側の中央部５００Ｂは透明板部材２１０により構成されている。第１膜２２０は、透明板部材２１０よりエッチングレートが高い材料、例えば透明な酸化シリコン膜からなり、接着剤層２３０を介してカバーガラス２００に密着している。
【００５１】
マイクロレンズアレイ板２０は、その使用時には、各マイクロレンズ５００が、後述する液晶装置等の電気光学装置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５００に入射する入射光は、マイクロレンズ５００の屈折作用により、電気光学装置における各画素の中央に向けて集光される。
【００５２】
図４において、各マイクロレンズ５００の中央部５００Ｂは、周縁部５００Ａと比べて曲率が小さくなっている。この場合、マイクロレンズ５００のレンズ面は、中心部５００Ｂにおける、底面から周縁にかけての広がりを、周縁部５００Ａが多少絞るような格好になっている。このような非球面のマイクロレンズ５００は、球面レンズの場合と比較して外周付近の曲率半径が大きく、非球面の度合いに応じてレンズ効率が向上している。
【００５３】
また、図４において、周縁部５００Ａの上縁に水平な面から、この上縁に対する接線Ｌｔ１のなす傾斜角度θは、例えば５０〜６０度とされる。そのため、傾斜角度θを３０〜４０度程度とした場合や、逆に傾斜角度θを７０〜８０度程度とした場合と比べて、非常に良好なレンズ効率が得られると共に、乱反射光等の発生を効果的に防止できる。尚、この傾斜角度θを電気光学装置の仕様に応じて適宜設定することによって、各マイクロレンズ５００の中央付近のみならず縁付近を通して集光される入射光が、この電気光学装置内部の液晶層等を透過する際に、対応する画素の開口領域を通過するようにできる。そして、中央部５００Ｂの上縁では、レンズ面は傾斜角度θを浅くする方向（図４中、矢印の方向）に曲げられている。
【００５４】
レンズ面における周縁部５００Ａと中央部５００Ｂとの境界５００Ｃは、特に何もしなければ、夫々に対応する２つの曲面が不連続に接合された格好となる。しかし、レンズ面の各部における曲率を理想的な特性が得られるように設計する場合、境界付近では曲率が急激に変化するのではなく、漸近的に変化させる方が好ましい。ここでは、後述の製造方法で製造されるために、曲率の異なる周縁部５００Ａと中央部５００Ｂとの境界５００Ｃは緩やかな曲面で構成され、周縁部５００Ａと中央部５００Ｂの間で曲率は連続的に変化する。
【００５５】
マイクロレンズ５００は、このような非球面形状にレンズ面が規定されることによって、対応する画素の開口領域内に均一化させた光を照射させるように機能する。図５において、電気光学装置の各画素の開口領域は、ブラックマトリクスＢＭ等によって規定されており、マイクロレンズ５００は、集光した光を、画素の開口領域内に分布ｄ１でもって均一に入射する。このため、マイクロレンズ５００は、球面レンズと比べて入射光の透過率が高く、電気光学装置が良好なコントラスト比で表示することを可能とする。
【００５６】
一方、本実施形態の比較例たる非球面レンズは、図４に示したレンズ曲面において、周縁部５００Ａが、中央部５００Ｂとの境界５００Ｃにおいても、その上縁と同じく急峻に切り立っている。そして、境界５００Ｃで、曲率が急激に変化することで、球面収差を低減するように設計されており、焦点深度が深くなるように構成されている。従って、各画素に対する透過率が向上する。しかし、焦点深度が深くなると、光は画素の開口領域内に図５の分布ｄ２でもって入射する（即ち、各画素において光が一点に集中して照射される）。このため、レンズの耐光性が低下する可能性がある。
【００５７】
これに対し、本実施形態のマイクロレンズ５００は、収差を考慮せずに、出射光が分布ｄ１で画素の開口領域内に入射されるようにしたので、耐光性も向上させることが可能である。耐光性の向上は、マイクロレンズの主用途であるプロジェクタにおける光強度の増大に伴い、重要な課題になってきている。
【００５８】
一般に、球面収差の観点から見ると、レンズの透過率と耐光性は、一方が良いと他方が悪化する性質のもの（所謂トレードオフの関係）であり、球面レンズは、透過率は低いがその分耐光性が高く、非球面レンズは逆に、透過率は高いが耐光性が低いとされている。しかしながら、以上に説明したように、本実施形態における非球面のマイクロレンズ５００は、画素の開口領域に分布ｄ１で光を入射させることで、光学的というよりは、実質的な利点である高透過率と良好な耐光性とを併せ持つようにレンズ面の各部の曲率が設計されている。即ち、マイクロレンズ５００のレンズ面は、「理想的な非球面」となっている。
【００５９】
以上の結果、非球面レンズであるマイクロレンズ５００の集光作用によって、図３又は図４において上側から入射する入射光を、効率的に表示に寄与する光として利用できる。従って、マイクロレンズアレイ板２０を用いた電気光学装置において、明るく鮮明な画像表示が可能となる。
【００６０】
しかも、このように優れたレンズ特性を有する本発明のマイクロレンズアレイ板５００は、後述する本発明の製造方法により製造されるので、製造が容易であり、比較的安価で且つ安定した品質が得られる。
＜変形例＞
図６に示すように、本実施形態の一変形形態として、マイクロレンズアレイ板に、マイクロレンズアレイ板が取り付けられる電気光学装置における非開口領域を少なくとも部分的に規定する遮光膜２４０を設けてもよい。より具体的には、格子状の非開口領域を単独で規定するように、格子状の平面パターンを有する遮光膜２４０を構成してもよい。或いは、格子状の非開口領域を、他の遮光膜と協働で規定するように、ストライプ状の平面パターンを有する遮光膜２４０を構成してもよい。
【００６１】
図６のように構成すれば、より確実に各画素の非開口領域を規定でき、各画素間における光り抜け等を防止できる。更に、電気光学装置の非開口領域に作り込まれる、光が入射すると光電効果による光リーク電流が発生して特性が変化してしまうＴＦＴ等の電子素子に、光が入射するのを確実に防ぐことも可能となる。
【００６２】
尚、図６において遮光膜２４０上には、保護膜２４１が形成されており、更に、この保護膜２４１に代えて又は加えて、後述の如き対向電極や配向膜が形成されてもよい。
【００６３】
加えて、図６に示した如きマイクロレンズアレイ板に対して、遮光膜２４０により区切られた各画素の開口領域にＲ（赤）、Ｇ（緑）又はＢ（青）のカラーフィルタを作り込むことも可能である。
【００６４】
（電気光学装置）
次に、本実施形態に係る電気光学装置について、図７及び図８を参照して説明する。ここでは、本発明の電気光学装置の一例として、駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置について説明する。
【００６５】
図７は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に、対向基板として用いられる上述のマイクロレンズアレイ板側から見た平面図であり、図８は、図７のＨ−Ｈ’断面図である。
【００６６】
図７及び図８において、本実施形態に係る電気光学装置では、ＴＦＴアレイ基板１０と、対向基板として用いられるマイクロレンズアレイ板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０とマイクロレンズアレイ板２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０とマイクロレンズアレイ板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。
【００６７】
シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなる。また、シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０とマイクロレンズアレイ板２０との間隔（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が散布されている。こうした構成は、プロジェクタのライトバルブ用として小型で拡大表示を行うのに適しているが、当該電気光学装置が大型で等倍表示を行う液晶装置であれば、このようなギャップ材は液晶層５０中に含まれていてもよい。
【００６８】
マイクロレンズアレイ板２０上における、シール材５２の内側には、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が設けられている。但し、このような額縁遮光膜の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられていてもよい。
【００６９】
ＴＦＴアレイ基板１０上における、画像表示領域１０ａの周辺領域には、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４及び外部回路接続端子１０２が設けられており、これらは複数の配線１０５によって相互に接続されている。その他、ＴＦＴアレイ基板１０には、画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、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データ線に供給するプリチャージ回路、或いは製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査する検査回路等を形成してもよい。また、マイクロレンズアレイ板２０には、両基板間の上下導通端子として機能する上下導通材１０６が配置されている。
【００７０】
図７において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、配向膜が形成されている。他方、マイクロレンズアレイ板２０上には、前述したカバーガラス２００、透明板部材２１０及びマイクロレンズ５００の他、対向電極２１が形成され、最上層部分（図７では、マイクロレンズアレイ板２０の下側表面）に配向膜が形成されている。また、液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。
【００７１】
次に、この電気光学装置の回路構成と動作について、図９を参照して説明する。図９は、電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路を表している。
【００７２】
図９において、画像表示領域１０ａにマトリクス状に配列した複数の画素には夫々、画素電極９ａと当該画素電極９ａをスイッチング制御するためのＴＦＴ３０とが形成されている。そして、ＴＦＴ３０のソースにはデータ線６ａが電気的に接続されている。画素列に対応して複数配列されたデータ線６ａには、画像信号Ｓ１、Ｓ２、…Ｓｎが夫々供給される。画像信号Ｓ１、Ｓ２、…Ｓｎは、この順に線順次に供給されても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給されてもよい。
【００７３】
ＴＦＴ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続されており、水平走査に応じて走査線３ａに走査信号Ｇ１、Ｇ２、…Ｇｍを線順次に供給するように構成されている。即ち、走査信号Ｇ１、Ｇ２、…Ｇｍの入力タイミングに応じてＴＦＴ３０が開閉する。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、ＴＦＴ３０を所定タイミングで開閉させることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…Ｓｎが書き込まれ、対向電極２１との間で一定期間保持される。液晶は、画素電極９ａと対向電極２１との間の電位レベルに応じて分子集合の配向や秩序が変化して光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極２１との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。各蓄積容量７０のうち画素電極９ａ側と反対側の電極は、固定電位の容量線３００に共通に接続されている。
【００７４】
次に、この電気光学装置の画像表示領域１０ａの具体的な構成について、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は、ＴＦＴアレイ基板１０上の平面構成を表している。図１１は、図１０のＡ−Ａ’断面図である。尚、図１０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しめてある。
【００７５】
図１０において、Ｘ方向及びＹ方向にマトリクス状に配置された各画素の開口領域には、夫々画素電極９ａ（点線部９ａ’により輪郭が示されている）が設けられている。また、画素の非開口領域は、データ線６ａや走査線３ａ、容量線３００等の、画素電極９ａの縦横の境界に沿って延在する配線によって規定されている。また、半導体層１ａにおけるチャネル領域１ａ’に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはゲート電極として機能する。このように、走査線３ａとデータ線６ａとの交差する個所には夫々、画素スイッチング用のＴＦＴ３０が設けられている。
【００７６】
図１０及び図１１において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、上述した画素部の各回路要素が、導電膜としてパターン化され、積層されている。各回路要素は、下から順に、下側遮光膜１１ａを含む第１層、ゲート電極３ａ等を含む第２層、蓄積容量７０を含む第３層、データ線６ａ等を含む第４層、画素電極９ａ等を含む第５層からなる。また、第１層−第２層間には下地絶縁膜１２、第２層−第３層間には第１層間絶縁膜４１、第３層−第４層間には第２層間絶縁膜４２、第４層−第５層間には第３層間絶縁膜４３が夫々設けられ、前述の各要素間が短絡することを防止している。
【００７７】
ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板からなる。ＴＦＴアレイ基板１０上におけるＴＦＴ３０の下層側には、下側遮光膜１１ａが格子状に設けられている。下側遮光膜１１ａ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。
【００７８】
ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜を含む絶縁膜２、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄ並びに高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。尚、高濃度ソース領域１ｄは、コンタクトホール８１により、データ線６ａに接続され、高濃度ドレイン領域１ｅは、コンタクトホール８３により、蓄積容量７０の中継層７１に接続されている。
【００７９】
ＴＦＴ３０の上層には、蓄積容量７０が設けられている。蓄積容量７０は、ＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａに接続された画素電位側容量電極としての中継層７１と、固定電位側容量電極としての容量線３００の一部とが、誘電体膜７５を介して対向配置されることにより形成されている。容量線３００は、定電位源と電気的に接続されて固定電位とされる。容量線３００は、平面的に見て、走査線３ａに沿ってストライプ状に形成され、ＴＦＴ３０に重なる個所では図１０中上下に突出している。このような容量線３００は、例えば金属を含む遮光性の導電膜からなり、固定電位側容量電極としての機能の他、ＴＦＴ３０の上側において入射光からＴＦＴ３０を遮光する遮光膜としての機能を併せ持つ。そして、図１０中、格子状に形成された下側遮光膜１１ａと、縦方向に延在するデータ線６ａと横方向に延在する容量線３００とが交差してなす格子状の遮光膜により、各画素の開口領域が規定されている。
【００８０】
データ線６ａは、コンタクトホール８１を介して、例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。尚、上述した中継層７１と同一膜からなる中継層を形成して、当該中継層及び２つのコンタクトホールを介してデータ線６ａと高濃度ソース領域１ｄとを電気的に接続してもよい。
【００８１】
画素電極９ａは、中継層７１を中継することにより、コンタクトホール８３及び８５を介して半導体層１ａのうち高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。画素電極９ａの上層側には、ラビング処理等の配向処理が施された配向膜１６が設けられている。画素電極９ａは、ＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる。配向膜１６は、ポリイミド膜等の透明な有機膜からなる。
【００８２】
他方、マイクロレンズアレイ板２０には、その全面に対向電極２１が設けられており、その上層に、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜２２が設けられている。対向電極２１は、ＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる。また配向膜２２は、ポリイミド膜などの透明な有機膜からなる。マイクロレンズアレイ板２０には、図６に示した如く、各画素の非開口領域に対応して格子状又はストライプ状の遮光膜２４０を設けるようにしてもよい。遮光膜２４０もまた、マイクロレンズアレイ板２０側から入射する光がチャネル領域１ａ’に侵入するのを阻止するのに寄与する。そして、画素電極９ａと対向電極２１とが対面するように配置された、ＴＦＴアレイ基板１０とマイクロレンズアレイ板２０との間には液晶が封入され、液晶層５０が形成される。
【００８３】
ここで図１２を参照して、電気光学装置におけるマイクロレンズアレイ板２０の集光機能について説明する。図１２は、マイクロレンズアレイ板２０における各マイクロレンズ５００により入射光が集光される様子を表している。尚、図１２では、各マイクロレンズ５００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。
【００８４】
図１２において、マイクロレンズアレイ板２０は、上方から入射される入射光を画素の開口領域に夫々集光する、マトリクス状に配置された複数のマイクロレンズ５００と、そのレンズ縁部に形成された第１膜２２０とを備える。そして、透明板部材２１０の上に（図中下側に）、対向電極２１及び配向膜２２が形成されている。
【００８５】
このような構成の電気光学装置では、駆動時に、マイクロレンズアレイ板２０側から入射される入射光は、複数のマイクロレンズ５００が、夫々対応する画素の開口領域に集光する。そのため、マイクロレンズ５００が無い場合と比べ、各画素における実効開口率が高められている。
【００８６】
また、マイクロレンズ５００は、レンズ面の形状が「理想的な非球面」に規定されているためにレンズ効率に優れ、特に周縁部５００Ａにおける入射光の利用効率が極めて高いことから、コントラスト比の良好な表示が可能である。同時に、マイクロレンズ５００に固有のレンズ形状から、入射光は、図５のように各画素の開口領域内に概ね均一な分布でもって入射される。その結果、レンズ内外で局所的に光強度の高い箇所が生じるのが防止され、マイクロレンズ５００及び電気光学装置自体の耐光性が向上する。
【００８７】
尚、このような電気光学装置においては、マイクロレンズアレイ板２０の投射光が入射する側及びＴＦＴアレイ基板１０の出射光が出射する側には各々、例えばＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＶＡ（Vertically Aligned）モード、ＰＤＬＣ(Polymer Dispersed Liquid Crystal)モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。
【００８８】
また、本実施形態では、対向基板としてマイクロレンズアレイ板２０を用いているが、マイクロレンズアレイ板２０をＴＦＴアレイ基板として利用し、その上に回路を構築することも可能である。
【００８９】
（マイクロレンズアレイ板の製造方法）
次に、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ板２０の製造方法について、図１３から図１６を参照して説明する。図１３及び図１４は、マイクロレンズアレイ板２０の製造工程を表している。図１５は、マイクロレンズアレイ板２０の比較例を表しており、図１６は、マイクロレンズアレイ板２０の変形例を表している。
【００９０】
ここでは、マイクロレンズ５００に対応する凹部を、透明板部材２１０に対し２段階にエッチングを施すことで形成する。２段階のエッチングの夫々に関する工程は、「第１曲面形成工程」と「第２曲面形成工程」とに分けられている。
【００９１】
始めに「第１曲面形成工程」を実施する。
【００９２】
先ず、図１３（ａ）の工程において、石英等からなる透明板部材２１０ａ上に、例えばフッ酸系などの所定種類の第１エッチャントに対するエッチングレートが透明板部材２１０ａより高い第１膜２２０ａを形成する。このような第１膜２２０ａは、例えばＣＶＤ、スパッタリング等により、透明な酸化シリコン膜として形成される。その後、第１膜２２０ａに対して、例えば８００〜９００℃程度である所定温度による熱処理或いはアニール処理を施して、第１膜２２０ａのエッチングレートを制御する。その際、透明板部材２１０ａは、例えば石英からなるので、このような比較的高温の熱処理を施しても、透明板部材２１０ａが破壊する等の問題は特に生じない。
【００９３】
続いて、第１膜２２０ａの上に、例えばＣＶＤ、スパッタリング等によりポリシリコン膜又はアモルファスシリコン膜からマスク層６１２を形成する。このマスク層６１２は、フォトリソグラフィ及びエッチングを用いたパターニングにより、形成すべきマイクロレンズの中心に対応する個所に穴６１２ａが形成される。穴６１２ａの径は、形成すべきマイクロレンズ５００の径と比べると小さくなるように開けておく。
【００９４】
次に、図１３（ｂ）の工程において、このような穴６１２ａが開けられたマスク６１２を介して、第１膜２２０ａ及び透明板部材２１０ａを、フッ酸系などの第１エッチャントにより、ウエットエッチングする。すると、第１膜２２０ａのエッチャントに対するエッチングレートは、透明板部材２１０ａより高いので、第１膜２２０ａは、より早くエッチングされる。即ち、サイドエッチが相対的に大きく入るので、テーパーの付いた、底の浅い凹部が掘られることになる。
【００９５】
その後、時間管理等により、所定の大きさに凹部２５１が掘られた段階で、エッチングを終了する。こうして、形成すべきマイクロレンズの中心に対応する個所の夫々に、凹部２５１が掘られた透明板部材２１０ｂが形成される。
【００９６】
次に、図１３（ｃ）の工程において、マスク層６１２をエッチング処理によって除去する。尚、図１３（ｂ）の工程におけるエッチングによって、マスク層６１２が完全に除去されるようにマスク６１２の膜厚を設定すれば、図１３（ｃ）の工程は、省略可能である。
【００９７】
以上が本実施形態における「第１曲面形成工程」の一例である。次に、「第２曲面形成工程」の一例を実施する。
【００９８】
次に、図１４（ａ）の工程において、透明板部材２１０ｂの上に、フッ酸系などの所定種類の第２エッチャントに対するエッチングレートが第１膜２２０ａよりも高い第２膜２２２ａを形成する。即ち、第２膜２２２ａ、第１膜２２０ａ、透明板部材２１０ｂの順にエッチングレートが大きくなるように、第２膜２２２ａと第２のエッチャントが選定される。この第２エッチャントは、第１曲面形成工程におけるウエットエッチングに用いる第１エッチャントと同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、第２膜２２２ａは、第１膜２２０ａと同様、例えばＣＶＤ、スパッタリング等により透明な酸化シリコン膜として形成することができ、例えば熱処理等によりエッチングレートが制御される。
【００９９】
続いて、第２膜２２２ａの上に、例えばＣＶＤ、スパッタリング等によりポリシリコン膜又はアモルファスシリコン膜からマスク層６２２を形成する。マスク層６２２は、フォトリソグラフィ及びエッチングを用いたパターニングにより、形成すべきマイクロレンズの中心に対応する個所に穴６２２ａが形成される。穴６２２ａの径は、穴６１２ａの径よりも小さくなるように開けておく。
【０１００】
次に、図１４（ｂ）の工程において、穴６２２ａが開けられたマスク６２２を介して、第２膜２２２ａ及び透明板部材２１０ｂを、フッ酸系などの第２エッチャントにより、ウエットエッチングする。このとき、第２膜２２２ａの第２エッチャントに対するエッチングレートは透明板部材２１０ｂ及び第１膜２２０より高いので、サイドエッチが相対的に大きく入り、底の浅い凹部が掘られる。そして、第２膜２２２ａ、第１膜２２０ａ、及び透明板部材２１０ｂのエッチングレートの大小関係から、ここで形成される凹部の曲面は、凹部２５１の側面よりも曲率が大きくなる。
【０１０１】
その後、マイクロレンズ５００に対応する大きさの凹部が掘られた段階で、エッチングを終了する。こうして、形成すべきマイクロレンズの中心に対応する個所の夫々に、凹部２５２が掘られた透明板部材２１０が完成する。
【０１０２】
ここで、凹部２５２が構成する面は、凹部２５１を下地とする周縁部では、凹部２５１のテーパー形状に由来した平面的形状であるのに対し、周縁部の内側の透明板部材２１０を下地とする中心部では、上記のエッチングレートの違いによって底の浅いすり鉢状の曲面となる。即ち、周縁部よりも中心部の方が曲率は大きく、周縁部と中心部との境界は、凹部２５２の内側から外側に向かって膨らんだ曲面となる。但し、凹部２５２は、凹部２５１ないし凹部２５１を下地とする第２膜２２２ａを表面から掘り進めて形成されるので、境界付近における曲率の変化は連続的になる。
【０１０３】
よって、凹部２５２の曲面は、レンズ面としての理想的非曲面を構成する。また、このときのエッチングの進行度合いに応じて、第１膜２２０が、この凹部２５２の周縁部に残された本発明独自の構造が得られる。
【０１０４】
本実施形態では特に、例えば材質、密度、孔隙率等の第１膜２２０ａ及び第２膜２２２ａの種類、例えばＣＶＤ、スパッタリング等の第１膜２２０ａ及び第２膜２２２ａの形成方法、例えば４００℃以下程度或いは４００〜１０００℃程度等の第１膜２２０ａ及び第２膜２２２ａの形成温度、第１膜２２０ａ及び第２膜２２２ａの形成後における熱処理或いはアニール処理における温度のうち、少なくとも一つに係る条件設定により、エッチングレートの制御を行う。例えば、ＣＶＤとスパッタリングとでは、後者の方が、第１膜２２０ａ又は第２膜２２２ａの膜質がより緻密となり、そのエッチングレートを高くできる。また、例えば、第１膜２２０ａ又は第２膜２２２ａ形成後の熱処理については、温度を高くすると膜質がより緻密となり、そのエッチングレートを低くでき、逆に温度を低くするとそのエッチングレートを高くできる。そして、係るエッチングレートの制御によって、最終的に得られる凹部２５２が規定する理想的非球面における曲率或いは曲率分布を比較的容易に制御できる。
【０１０５】
尚、第１膜２２０ａ又は第２膜２２２ａの膜厚によっても、最終的に得られる凹部２５２が規定する理想的非球面における曲率或いは曲率分布を制御できる。
【０１０６】
このようなエッチングレート制御用の各種条件設定や、第１膜２２０ａないし第２膜２２２ａの膜厚設定は、実験的、経験的、理論的に、或いはシミュレーション等によって、実際に用いられるマイクロレンズ５００のサイズ及びマイクロレンズ５００として要求される性能や装置仕様等に応じて、個別具体的に設定すればよい。
【０１０７】
次に、図１４（ｃ）に示すようにマスク層６２２をエッチング処理によって除去する。尚、図１４（ｂ）の工程におけるエッチングによって、マスク層６２２が完全に除去されるように、マスク６２２の膜厚を設定すれば、図１４（ｃ）の工程は、省略可能である。
【０１０８】
以上が、本実施形態における「第２曲面形成工程」の一例である。
【０１０９】
更に、図１４（ｄ）の工程において、マイクロレンズ５００の表面に熱硬化性の透明な接着剤を塗布してネオセラム・石英等からなるカバーガラス２００を押し付けて硬化させる。これにより、透明板部材２１０に掘られた各凹部内に、接着層２３０が充填されてなるマイクロレンズ５００が完成する。この際、透明板部材２１０よりも高屈折率の接着層２３０を形成することで、各々が凸レンズからなる理想的非球面のマイクロレンズ５００を比較的簡単に作成できる。尚、この工程では、カバーガラス２００を研磨して、所望の厚みを有するカバーガラス２００としてもよい。
【０１１０】
以上説明したように本実施形態の製造方法によれば、図１から図４に示した如き理想的非球面のマイクロレンズ５００がアレイ状に形成されたマイクロレンズアレイ板２０を比較的効率良く製造できる。
【０１１１】
また、ここでは、第２曲面形成工程を１回しか実施しない場合について説明したが、第２曲面形成工程は、ｎ（但し、ｎは２以上の自然数）回繰り返し実施するようにしてもよい。即ち、一旦形成された凹部２５２に、ウエットエッチングが繰り返し施される。その場合、透明板部材、第１膜及び第２膜のエッチングレートの違いから、サイドエッチが優位に進み、凹部２５２の曲面において、曲率の境界にあたる部分が削られる。よって、第２曲面形成工程を繰り返すことで、境界での曲率変化がより連続的となり、境界付近における曲率もより適正に制御できるようになる。
【０１１２】
その際、第２曲面形成工程の度毎に、第２膜のエッチングレートを段々高くなるように設定するとよい。また、マスクの穴の径も、第２曲面形成工程の度毎に段々小さくするとよい。そのような調整をすれば、凹部の形状を徐々に変形させるような加工ができ、凹部を各部の曲率が最適に制御された理想的形状に整形することが可能である。
【０１１３】
尚、理想的非曲面の凹部を形成するには、以上説明したように、(i) 最低２回のエッチングを行うこと、(ii) 透明板部材上にエッチングレートがより高い膜を設けてエッチングすることが重要である。例えば、第１曲面形成工程しか実施しない場合は、図１５（ａ）に示したように、得られる凹部２５１’は、曲率の境界５００Ｃ’がどちらかというと凹部２５１’の内側に向かって突き出るように形成され、理想的非曲面ではなくなる。これは、第２膜を設けずに第２曲面形成工程実施する場合も同様である。また、図１５（ｂ）に示したように、第１膜も第２膜も設けずに２回のエッチングを行う場合には、得られる凹部２５２’は、曲率の異なる２つの球面で構成されたものとなり、理想的非曲面ではなくなる。
【０１１４】
また、本発明独自の構造として、凹部２５２の周縁部に第１膜２２０が残された場合について説明したが、このような製造方法においては、エッチングの進行度合いに応じて、異なる形態の凹部が出来得る。例えば、エッチングの進行度合いが浅ければ、図１６に示したように、周縁部に第１膜２２０だけでなく第２膜２２２も残された凹部２５３が形成されることになる。このような形態のマイクロレンズアレイ板もまた、本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１１５】
更に、図１４（ｃ）に示した凹部２５２が完成した段階にある透明板部材２１０を２枚用意して、これらを相互に貼り合わせることにより両凸レンズのマイクロレンズを製造することも可能である。或いは、凹部２５２を、２Ｐ法等における型として利用することにより、理想的非球面のマイクロレンズを製造することも可能である。
【０１１６】
加えて、図６に示した変形形態におけるマイクロレンズアレイ板を製造する場合には、上述した図１４（ｄ）の工程に続いて、遮光膜２４０及び保護膜２４１などを、スパッタリング、コーティング等によりこの順に成膜すればよい。
【０１１７】
また、上記実施形態では、ＴＦＴマトリクス駆動方式の液晶装置について説明したが、本発明の電気光学装置は、ＴＦＴの代わりに薄膜ダイオード（ＴＦＤ：Thin Film Diode）により各画素が駆動される装置であってもよい。
【０１１８】
（電子機器の実施形態）
次に、以上詳細に説明した電気光学装置をライトバルブとして用いた電子機器の具体例として、複板式カラープロジェクタの実施形態について、その全体構成、特に光学的な構成について説明する。ここに図１７は、複板式カラープロジェクタの図式的断面図である。
【０１１９】
図１７において、本実施形態における複板式カラープロジェクタの一例たる、液晶プロジェクタ１１００は、駆動回路がＴＦＴアレイ基板上に搭載された電気光学装置を含む液晶モジュールを３個用意し、夫々ＲＧＢ用のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂとして用いたプロジェクタとして構成されている。
【０１２０】
液晶プロジェクタ１１００では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット１１０２から投射光が発せられると、３枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロイックミラー１１０８によって、ＲＧＢの３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂに分けられ、各色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂに夫々導かれる。この際特にＢ光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３及び出射レンズ１１２４からなるリレーレンズ系１１２１を介して導かれる。そして、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂにより夫々変調された３原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム１１１２により再度合成された後、投射レンズ１１１４を介してスクリーン１１２０にカラー画像として投射される。
【０１２１】
本発明は、上述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、電気光学装置及び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。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明のマイクロレンズアレイ板に係る実施形態の概略斜視図である。
【図２】マイクロレンズアレイ板に係る実施形態のうち、４つのマイクロレンズに係る部分を拡大して示す部分拡大平面図である。
【図３】マイクロレンズアレイ板に係る実施形態の部分拡大断面図である。
【図４】マイクロレンズアレイ板に係る実施形態の更に１つのマイクロレンズにかかる部分を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図５】マイクロレンズアレイ板に係る実施形態における、マイクロレンズからの射出光の画素内での分布を示す光強度分布図である。
【図６】本発明のマイクロレンズアレイ板の変形形態における部分拡大断面図である。
【図７】本発明の電気光学装置に係る実施形態おけるＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図である。
【図８】図７のＨ−Ｈ’断面図である。
【図９】電気光学装置に係る実施形態における画像表示領域を構成するマトリクス状の複数の画素に設けられた各種素子、配線等の等価回路を示すブロック図である。
【図１０】電気光学装置に係る実施形態におけるデータ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ’断面図である。
【図１２】電気光学装置に係る実施形態において、対向基板として用いられるマイクロレンズアレイ板の各マイクロレンズにより入射光が集光される様子を概略的に示す断面図である。
【図１３】マイクロレンズアレイ板の製造方法を示す工程図である。
【図１４】図１３の工程に続く工程図である。
【図１５】マイクロレンズアレイ板の比較例を示す断面図である。
【図１６】マイクロレンズアレイ板の変形例を示す断面図である。
【図１７】本発明の電子機器の実施形態である複板式カラープロジェクタの一例たるカラー液晶プロジェクタを示す図式的断面図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１０…ＴＦＴアレイ基板、２０…マイクロレンズアレイ板、５０…液晶層、２００…カバーガラス、２１０…透明板部材、２２０、２２０ａ…第１膜、２２２ａ…第２膜、２３０…接着層、２４０…遮光膜、５００…マイクロレンズ、５００Ａ…周縁部、５００Ｂ…中央部、５００Ｃ…（周縁部と中央部との）境界。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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