(57)【要約】【課題】良好な光学特性を具備した集光基板を高精度に製造する方法を提供する。【解決手段】本発明の集光基板の製造方法は、基板６１の一面側にめっき法により金属材料を成膜して金属下地層６２を形成する工程と、前記金属下地層６２上にレジストマスク６４をパターン形成する工程と、前記レジストマスク６４を介しためっき法により前記金属下地層６２上に金属材料を成膜して金属マスク６５を形成する工程と、前記レジストマスク６４を剥離する工程と、前記レジストマスク６４が除去された領域の前記金属下地層６２を除去する工程と、前記金属マスク６５を介して前記基板６１にドライエッチング処理を施すことで前記基板６１を部分的に除去し、当該基板６１に溝部６７を形成する工程と、を有する。【選択図】図２
2008003292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一面側に形成された溝部からなるプリズム構造を具備した集光基板の製造方法であって、
前記基板の一面側にめっき法により金属材料を成膜して金属下地層を形成する工程と、
前記金属下地層上にレジストマスクをパターン形成する工程と、
前記レジストマスクを介しためっき法により前記金属下地層上に金属材料を成膜して金属マスクを形成する工程と、
前記レジストマスクを剥離する工程と、
前記レジストマスクが除去された領域の前記金属下地層を除去する工程と、
前記金属マスクを介して前記基板にドライエッチング処理を施すことで前記基板を部分的に除去し、当該基板に溝部を形成する工程と、
を有することを特徴とする集光基板の製造方法。
【請求項２】
前記金属マスクを形成するに際して、前記金属下地層を電極とする電気めっき法を用いることを特徴とする請求項１に記載の集光基板の製造方法。
【請求項３】
前記レジストマスクをパターン形成するに先立って前記金属下地層上に密着層を形成する工程を有し、
前記レジストマスクをパターン形成した後に、前記レジストマスクの外側の領域の前記密着層を選択的に除去して前記金属下地層を露出させ、当該露出された前記金属下地層上に前記金属マスクを形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の集光基板の製造方法。
【請求項４】
前記密着層を形成するに際して、前記金属下地層の表面部を他の金属材料に置換する置換めっき法を用いることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の集光基板の製造方法。
【請求項５】
前記置換めっき法により形成した前記密着層上に、さらにスパッタ法により前記密着層の構成材料を成膜して当該密着層の膜厚を増加させる工程を有することを特徴とする請求項４に記載の集光基板の製造方法。
【請求項６】
基板の一面側に形成された溝部からなるプリズム構造を具備した集光基板の製造方法であって、
基板の一面側にレジストマスクをパターン形成する工程と、
前記レジストマスクを介しためっき法により前記基板上に金属材料を成膜して金属マスクを形成する工程と、
前記レジストマスクを剥離する工程と、
前記金属マスクを介して前記基板にドライエッチング処理を施すことで前記基板を部分的に除去し、当該基板に溝部を形成する工程と、
を有することを特徴とする集光基板の製造方法。
【請求項７】
基板の一面側に形成された凹部からなるレンズ構造を具備した集光基板の製造方法であって、
前記基板の一面側に、前記凹部を形成するための開口部を備えた金属マスクを形成する工程と、
前記基板を冷却しながら前記金属マスクを介して前記基板にドライエッチング処理を施すことで、前記基板に深さ方向に漸次縮径された孔部を形成する工程と、
前記基板にさらにウェットエッチング処理を施すことで、前記孔部を拡径して前記凹部を形成する工程と、
を有することを特徴とする集光基板の製造方法。
【請求項８】
前記基板と前記金属マスクとの間に、前記ウェットエッチング処理におけるエッチングレートが前記金属マスクよりも大きい材料からなるエッチング制御膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項７に記載の集光基板の製造方法。
【請求項９】
前記エッチング制御膜として、多結晶シリコン膜を形成することを特徴とする請求項８に記載の集光基板の製造方法。
【請求項１０】
前記金属マスクを、Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ａｌのいずれかを含む金属材料を用いて形成することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の集光基板の製造方法。
【請求項１１】
一対の基板間に電気光学物質を挟持してなる電気光学装置の製造方法であって、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の集光基板の製造工程と、
前記集光基板上に当該電気光学装置を構成する機能層を形成する工程と、
を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集光基板の製造方法、及び電気光学装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
投射型表示装置のライトバルブとして用いられる液晶パネル（電気光学装置）の透過率を高める技術として、液晶パネルの光入射側にマイクロレンズアレイを設け、液晶パネルのブラックマトリクス（画素間領域）に入射する光を屈折させて画素開口部に導くようにする技術が知られている。このようなマイクロレンズアレイの製造方法が例えば特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００４−０６９７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１記載の製造方法によれば、容易に非球面のマイクロレンズを形成することができる。しかしながら、基板への加工をドライエッチングにより行う場合には、マスクと基板材料とのエッチング選択比が十分でないためにマスクの開口部がエッチングにより徐々に広がってしまう。このようにマスク開口部が広がってしまうと、基板に形成する凹部の底に平坦な部位が形成され、かかる平坦部はレンズ機能を奏しないため、前記平坦部を透過する光を効率よく画素開口部に導くことができなくなり、光利用効率が低下する。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、良好な光学特性を具備した集光基板を高精度に製造する方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る集光基板の製造方法は、上記課題を解決するために、基板の一面側に形成された溝部からなるプリズム構造を具備した集光基板の製造方法であって、前記基板の一面側にめっき法により金属材料を成膜して金属下地層を形成する工程と、前記金属下地層上にレジストマスクをパターン形成する工程と、前記レジストマスクを介しためっき法により前記金属下地層上に金属材料を成膜して金属マスクを形成する工程と、前記レジストマスクを剥離する工程と、前記レジストマスクが除去された領域の前記金属下地層を除去する工程と、前記金属マスクを介して前記基板にドライエッチング処理を施すことで前記基板を部分的に除去し、当該基板に溝部を形成する工程と、を有することを特徴とする。
この製造方法によれば、めっき法を用いて金属下地層を形成しているので、金属下地層の内部応力が小さくなり、後段の工程で金属マスクを形成する際に基板から金属下地層が剥離するのを効果的に防止することができる。また、金属下地層上にレジストマスクを形成した後にめっき法を用いて選択的に金属マスクを形成しているので、金属膜を形成した後にかかる金属膜をエッチングして金属マスクの開口部を形成する場合に比して、厚膜の金属マスクを高精度に形成することが可能である。また金属マスクについてもめっき法を用いて形成しているので、厚膜でありながら内部応力が小さく、密着性、エッチング耐性に優れた金属マスクとすることができ、ドライエッチング処理による溝部の加工精度を向上させることができる。
【０００６】
本発明に係る製造方法では、前記金属マスクを形成するに際して、前記金属下地層を電極とする電気めっき法を用いることもできる。本発明では、レジストマスクの基板側にベタ状の金属下地層を形成しているので、かかる金属下地層を電極とする電気めっき法が採用できる。
【０００７】
本発明に係る製造方法では、前記レジストマスクをパターン形成するに先立って前記金属下地層上に密着層を形成する工程を有し、前記レジストマスクをパターン形成した後に、前記レジストマスクの外側の領域の前記密着層を選択的に除去して前記金属下地層を露出させ、当該露出された前記金属下地層上に前記金属マスクを形成することもできる。
この製造方法によれば、レジストマスクを形成するためのフォトレジストと金属下地層との密着性が十分でない場合にも密着層を用いてレジストマスクを金属下地層上に接着することができるので、金属マスクの形成工程においてレジストマスクの剥離が生じるのを効果的に防止でき、集光基板の製造を安定に実施することができる。
【０００８】
本発明に係る製造方法では、前記密着層を形成するに際して、前記金属下地層の表面部を他の金属材料に置換する置換めっき法を用いることもできる。この製造方法によれば、密着層の形成に際してめっき法を用いるので、密着層自体の内部応力を低減することができ、剥離し難い密着層を形成することができる。また置換めっき法によれば、薄いめっき膜を均一な膜厚で選択的に金属下地層上に形成することができる。
【０００９】
本発明に係る製造方法では、前記置換めっき法により形成した前記密着層上に、さらにスパッタ法により前記密着層の構成材料を成膜して当該密着層の膜厚を増加させる工程を有する製造方法とすることもできる。この製造方法によれば、所望の膜厚を有する密着層を、スパッタ法を用いて迅速に形成することができるので、めっき法により密着層を形成する場合に比して製造効率を高めることができる。
【００１０】
次に、本発明に係る製造方法は、基板の一面側に形成された溝部からなるプリズム構造を具備した集光基板の製造方法であって、基板の一面側にレジストマスクをパターン形成する工程と、前記レジストマスクを介しためっき法により前記基板上に金属材料を成膜して金属マスクを形成する工程と、前記レジストマスクを剥離する工程と、前記金属マスクを介して前記基板にドライエッチング処理を施すことで前記基板を部分的に除去し、当該基板に溝部を形成する工程と、を有することを特徴とする。
本発明に係る集光基板の製造方法としては、このようにめっき法によって一括に金属マスクを形成する方法も採用できる。すなわち、めっき法を用いて厚膜の金属マスクを形成可能である場合には、このように基板上に厚膜用のレジストマスクをパターン形成し、基板上に直接金属マスクを形成する方法を採用することができ、迅速に金属マスクの形成を行うことができ、高効率に集光基板を製造することができる。
【００１１】
本発明に係る製造方法では、基板の一面側に形成された凹部からなるレンズ構造を具備した集光基板の製造方法であって、前記基板の一面側に、前記凹部を形成するための開口部を備えた金属マスクを形成する工程と、前記基板を冷却しながら前記金属マスクを介して前記基板にドライエッチング処理を施すことで、前記基板に深さ方向に漸次縮径された孔部を形成する工程と、前記基板にさらにウェットエッチング処理を施すことで、前記孔部を拡径して前記凹部を形成する工程と、を有することを特徴とする。
かかる製造方法は、屈折型集光手段であるマイクロレンズを備えた集光基板（マイクロレンズアレイ）の製造に用いて好適なものである。マイクロレンズにより入射光を屈折させて所望の位置に集光する場合、マイクロレンズに平坦面が形成されているとその部分では光の屈折角度が小さくなり、集光位置がずれてしまうという問題が生じる。特に、エッチングによりレンズ面を形成する場合には、ドライエッチング工程に起因してレンズ先端部に形成される平坦面が問題となる。そこで本発明のように、レンズ形成のためのマスクとして金属マスクを用いることで、ドライエッチングによって金属マスクの開口部端縁が後退するのを効果的に防止することができるので、ドライエッチングで孔部を形成する際に孔部の底に平坦面が形成されるのを防止することができる。また、基板を冷却しながらドライエッチング処理を行うことで、開口端から先端に向かって細くなる形状の孔部を形成することができるので、かかる孔部を拡大してなるマイクロレンズに平坦な領域が形成されるのをさらに効果的に防止することができ、光学特性に優れた集光基板を容易に製造することができる。
【００１２】
本発明に係る製造方法では、前記基板と前記金属マスクとの間に、前記ウェットエッチング工程におけるエッチングレートが前記金属マスクよりも大きい材料からなるエッチング制御膜を形成する工程を有していてもよい。この製造方法によれば、孔部を拡大する際に基板面方向へのエッチング速度を高めることができるので、容易に非球面形状のマイクロレンズを形成することができる。
【００１３】
本発明に係る製造方法では、前記エッチング制御膜として、多結晶シリコン膜を形成することが好ましい。多結晶シリコン膜を用いることで、ガラスや石英等からなる基板と比較してエッチングレートを大きくとることができる。また金属マスクを剥離するのが容易になる。
【００１４】
本発明に係る製造方法では、前記金属マスクを、Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ａｌのいずれかを含む金属材料を用いて形成するができる。前記いずれの金属材料を用いてもドライエッチング時の耐久性に優れた金属マスクを得られる。
【００１５】
本発明に係る電気光学装置の製造方法は、一対の基板間に電気光学物質を挟持してなる電気光学装置の製造方法であって、先に記載の本発明に係る集光基板の製造工程と、前記集光基板上に当該電気光学装置を構成する機能層を形成する工程と、を有することを特徴とする。この製造方法によれば、光学特性に優れた集光基板を備えた電気光学装置を容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、図１及び図２を参照して本発明の第１の実施形態である集光基板の製造方法について説明する。本実施形態に係る製造方法は、透明基板の一面側に形成された溝部からなるプリズム構造を具備した集光基板の製造に好適なものである。
図１は、本実施形態の集光基板の製造工程を示す断面図であり、図２は、図１に続く工程を示す断面図である。
【００１７】
まず、図１（ａ）に示すように、ガラスや石英等からなる基板６１を用意し、基板面を洗浄した後、無電解めっきにより基板６１上にＮｉ膜からなる金属下地層６２を形成する。金属下地層６２の膜厚は５０ｎｍ程度（３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下）であり、このような膜厚とすることで、膜厚を高精度に制御しつつ基板６１表面を均一に被覆することができる。基板６１の洗浄処理としては、洗剤溶液を用いた洗浄処理や、スパッタによる表面洗浄処理が適用できる。また金属下地層６２の成膜方法としてめっき法を用いていることで、形成された金属下地層６２の内部応力が小さくなり、後段の工程で厚膜の金属マスクを形成した際に基板６１から金属下地層６２が剥離するのを防止することができる。
【００１８】
上記金属下地層６２の形成に先立って、めっき処理における金属の析出を促進するための触媒の付与を行ってもよい。このような触媒付与処理としては、基板６１上にシランカップリング剤やチタンカップリング剤を塗布した後、基板６１に触媒金属（例えばＰｄ）のコロイド溶液を接触させることで基板６１表面に触媒を付与する方法が挙げられる。またさらに、前記シランカップリング剤等の塗布に先立ち、基板６１の表面を活性化させる処理を施してもよい。このような活性化処理としては、フッ酸等を用いた希酸水溶液に基板６１を浸漬する処理を例示することができる。基板６１に活性化処理を施すことで基板表面のシラノール基を増加させることができ、シランカップリング剤等の付着量を増加させることができるので、触媒付与処理をより効果的に行うことができる。
【００１９】
次に、図１（ｂ）に示すように、Ｎｉ膜である金属下地層６２に対して置換めっき処理を施すことで、金属下地層６２の表面にＡｕ膜からなる第１の密着層６３ａを形成する。第１の密着層６３ａの膜厚は１０ｎｍ〜３０ｎｍ程度である。かかる工程で用いる置換めっき法としては、Ｎｉ膜上にＡｕめっきを施すのに用いられる公知のめっき法を用いることができる。次いで、図１（ｃ）に示すように、第１の密着層６３ａ上にさらにＡｕ膜である第２の密着層６３ｂを形成する。この第２の密着層６３ｂの膜厚は５０ｎｍ程度（３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下）であり、スパッタ法を用いて形成される。このように第１の密着層６３ａと第２の密着層６３ｂとを積層してなる密着層６３を形成することにより、後段の工程で基板６１上に形成するレジストマスク（６４）の密着性を向上させることができる。
【００２０】
本実施形態では、第１の密着層６３ａの形成工程で置換めっき法を用いる一方、第２の密着層６３ｂの形成工程ではスパッタ法を用いてＡｕ膜を形成している。このように第２の密着層６３ｂについて高速成膜が可能なスパッタ法を用いることで、迅速に所望の膜厚の密着層６３を形成することができ、集光基板の製造効率を高めることができる。また、金属下地層６２と接する第１の密着層６３ａについて置換めっき法を用いているので、金属下地層６２へのダメージを抑えつつ、均一な膜厚のＡｕ膜によって金属下地層６２の表面を被覆することができる。
なお、本実施形態では、ポジ型のフォトレジストとの密着性に劣るＮｉ膜を金属下地層６２に用いているため、密着層６３を金属下地層６２上に設けているが、フォトレジストと金属下地層６２との密着性が確保できる場合には密着層６３は設けなくてもよい。
【００２１】
次に、図１（ｄ）に示すように、密着層６３上にポジ型のフォトレジストを塗布し、これをパターニングすることでレジストマスク６４を形成する。具体的には、基板６１上に、例えば、ノボラック系のポジ型フォトレジストであるＯＦＰＲ−８００（商品名、東京応化工業社製）を塗布し、かかる塗布膜を露光、現像処理することで密着層６３上に部分的にレジストマスク６４を形成する。レジストマスク６４は、後段の工程で厚膜の金属マスクを形成するためのマスク材としても用いるものであるため、その側面が平滑であることが好ましく、従って上記露光処理においては、コンタクト露光処理ではなくステッパを用いた露光処理を行うことが好ましい。
【００２２】
次に、図１（ｅ）に示すように、レジストマスク６４を介したウェットエッチング処理によって密着層６３を選択的に除去することで、基板６１上に金属下地層６２を露出させる。密着層６３のエッチング液としては、ＮｉとＡｕとの選択比を大きくとれるものであれば特に限定されないが、例えばシアン系の金エッチング液（ＮａＣＮ＋酸化剤）を用いることができる。
【００２３】
次に、図２（ａ）に示すように、レジストマスク６４により覆われた領域以外の金属下地層６２上の領域に金属マスク６５を形成する。本実施形態の場合、金属マスク６５は厚さ２μｍ程度のＮｉ膜であり、無電解めっき法又は金属下地層６２を電極とする電気めっき法により形成することが好ましい。めっき法を用いることで厚膜の金属マスク６５を、内部応力の上昇を抑えつつ形成することができ、基板６１から剥離しにくい金属マスク６５を得ることができる。
【００２４】
なお、金属マスク６５の形成工程で用いる成膜法としては、上記めっき法のほか、スパッタ法や蒸着法を用いることもできる。また本実施形態では、金属マスク６５の構成材料としてＮｉを用いた場合について説明したが、金属マスク６５及び金属下地層６２は他の金属材料を用いて形成されていてもよい。具体的には、Ｃｕ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｌ等を用いることができる。
【００２５】
次に、図２（ｂ）に示すように、ＮａＯＨ等のレジスト剥離液を用いてレジストマスク６４を剥離し、さらに金エッチング液等を用いて密着層６３を剥離することで、レジストマスク６４及び密着層６３を除去し、金属マスク６５の開口部６５ａを開口させる。このとき、開口部６５ａの底部には金属下地層６２が露出している。次いで、図２（ｃ）に示すように、金属マスク６５が形成された基板６１を、エッチング液（例えば５％硝酸溶液）に浸漬することで、開口部６５ａ底部に露出している金属下地層６２を除去し、金属下地層６２に前記開口部６５ａと連通する開口部６２ａを形成する。かかる工程により、開口部６２ａの底部には基板６１の表面が露出される。
【００２６】
次に、図２（ｄ）に示すように、金属マスク６５を介したドライエッチング処理により開口部６５ａ内に露出している基板６１を部分的に除去することで、幅１μｍ〜３μｍ、深さ２０μｍ〜１５０μｍ程度の断面視略三角形状の溝部６７を形成する。前記ドライエッチング処理では、例えばＩＣＰ−ＲＩＥ（Inductive Coupled Plasma-Reactive Ion Etching：誘導結合プラズマ−反応性イオンエッチング）法などのドライエッチング法を用いて開口部６５ａの形状を基板６１に転写することで溝部６７を形成する。このとき使用するエッチャントガスとしては、ガラスを化学的にエッチングするＣ４Ｆ８（オクタフルオロシクロブテン）やＣＨＦ３（トリフルオルメタン）などのフッ化物系ガスが挙げられる。また、Ａｒ（アルゴン）ガスを添加することで、開口部６５ａの形状の深さを拡大して基板６１に転写することができる。
そして、溝部６７を形成した後に、金属マスク６５及び金属下地層６２を基板６１から剥離することで、溝部６７を有する集光基板を製造することができる。
【００２７】
以上に説明した本実施形態の製造方法によれば、金属マスク６５の形成に先立って５０ｎｍ程度の膜厚の金属下地層６２をめっき法を用いて形成しているので、内部応力の小さい金属下地層６２によりガラス等からなる基板６１との良好な密着性を得ることができる。また、金属下地層６２は金属マスク６５の形成工程において平面ベタ状であることから、電気めっき法により金属マスク６５を形成する際の電極として用いることが可能である。
さらにまた、金属下地層６２上にめっき法を用いて１μｍ〜２μｍ程度の膜厚の金属マスク６５を形成するならば、かかる金属マスク６５についても内部応力が小さく、応力によるクラックの発生や金属マスクの剥離を効果的に防止することができ、ドライエッチングのマスクとして好適な金属マスクを得られる。
【００２８】
また、金属下地層６２を形成した後、金属下地層６２上に密着層６３を形成してフォトレジストの密着性を向上させているので、金属マスク６５の形成工程においてレジストマスク６４が剥離するのを防止でき、これにより金属マスク６５を高精度にパターン形成することができる。さらに、上記密着層６３を形成するに際して、置換めっき法を用いて比較的薄い膜厚の第１の密着層６３ａを形成し、かかる第１の密着層６３ａ上に、比較的厚い膜厚の第２の密着層６３ｂを成膜速度の大きいスパッタ法を用いて形成しているので、密着層６３の形成を迅速に行えるようになっている。
【００２９】
（第２の実施形態）
次に、図３を参照して本発明に係る集光基板の製造方法の第２の実施形態について説明する。本実施形態の製造方法は、図１及び図２を参照して説明した第１実施形態の製造方法と同様、透明基板の一面側に形成された溝部からなるプリズム構造を具備した集光基板の製造に好適なものである。なお、図３に示す各構成要素のうち、先の第１実施形態に係る製造方法と共通のものには同一の符号を付し、それらの詳細な説明は省略することとする。
【００３０】
図３は本実施形態の製造方法を説明するための断面工程図である。
本実施形態の製造方法では、まず、図３（ａ）に示すように、基板６１上にレジストマスク６４をパターン形成する。本実施形態の場合、レジストマスク６４は厚膜めっき用のフォトレジストを塗布した後、露光、現像処理を施すことにより形成する。前記厚膜めっき用のフォトレジストとしては、例えば、めっき耐性を有するＰＭＥＲ−ＬＡ９００（商品名；東京応化工業社製）を用いることができる。
【００３１】
次に、図３（ｂ）に示すように、レジストマスク６４により覆われた領域以外の基板６１上の領域に、金属マスク６５を形成する。本実施形態の場合、金属マスク６５は厚さ２μｍ程度のＮｉ膜であり、無電解めっき法により形成することが好ましい。めっき法を用いることで厚膜の金属マスク６５をその内部応力の上昇を抑えつつ形成することができ、基板６１から剥離しにくい金属マスク６５を得ることができる。まためっき法によるＮｉ膜の形成を容易にするために、先の第１実施形態で説明した金属下地層６２形成用の表面処理と同様の下地処理を、金属マスク６５の形成に先立って行ってもよい。
なお、本実施形態では金属マスク６５の構成材料としてＮｉを用いた場合について説明したが、金属マスク６５及び金属下地層６２は他の金属材料を用いて形成されていてもよい。具体的には、Ｃｕ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｌ等を用いることができる。
【００３２】
次に、図３（ｃ）に示すように、ＮａＯＨ等のレジスト剥離液を用いてレジストマスク６４を剥離することで、所定パターンの開口部６５ａを有する金属マスク６５を基板６１上に形成することができる。
次に、図３（ｄ）に示すように、金属マスク６５を介したドライエッチング処理により開口部６５ａ内に露出している基板６１を部分的に除去することで、幅１μｍ〜３μｍ、深さ２０μｍ〜１５０μｍ程度の断面視略三角形状の溝部６７を形成する。前記ドライエッチング処理では、例えばＩＣＰ−ＲＩＥ（Inductive Coupled Plasma-Reactive Ion Etching：誘導結合プラズマ−反応性イオンエッチング）法などのドライエッチング法を用いて開口部６５ａの形状を基板６１に転写することで溝部６７を形成する。このとき使用するエッチャントガスとしては、ガラスを化学的にエッチングするＣ４Ｆ８（オクタフルオロシクロブテン）やＣＨＦ３（トリフルオルメタン）などのフッ化物系ガスが挙げられる。また、Ａｒ（アルゴン）ガスを添加することで、開口部６５ａの形状の深さを拡大して基板６１に転写することができる。
そして、溝部６７を形成した後に、金属マスク６５及び金属下地層６２を基板６１から剥離することで、溝部６７を有する集光基板を製造することができる。
【００３３】
以上に説明した本実施形態の製造方法によれば、基板６１上に直接厚膜用フォトレジストを塗布してレジストマスク６４を形成し、かかるレジストマスク６４を介しためっき法によって金属マスク６５を形成しているので、先の第１実施形態に比しても工程が簡便であり、迅速かつ安価に集光基板を製造することができる。また、めっき法を用いて１μｍ〜２μｍ程度の膜厚の金属マスク６５を形成しているので、金属マスク６５の内部応力が小さく、応力によるクラックの発生や金属マスクの剥離を効果的に防止することができ、ドライエッチングのマスクとして好適な金属マスクを得られる。
【００３４】
［プロジェクタ］
上記第１実施形態及び第２実施形態の製造方法により得られる集光基板は、プロジェクタの液晶ライトバルブ（電気光学装置）に好適に用いることができる。以下、図４から図８を参照してプロジェクタ及び液晶ライトバルブの構成について説明する。
【００３５】
まず、本実施形態のプロジェクタについて説明する。
図４は、プロジェクタの概略構成図である。プロジェクタ１０は、観察者側に設けられたスクリーン１１に光を照射し、このスクリーン１１で反射した光を観察する、いわゆる投影型のプロジェクタである。そして、プロジェクタ１０は、光源１２と、ダイクロイックミラー１３、１４と、液晶ライトバルブ１５〜１７と、投射光学系１８と、クロスダイクロイックプリズム１９と、リレー系２０とを備えている。
【００３６】
光源１２は、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を供給する超高圧水銀ランプで構成されている。ダイクロイックミラー１３は、光源１２からの赤色光を透過させると共に緑色光及び青色光を反射する構成となっている。また、ダイクロイックミラー１４は、ダイクロイックミラー１３で反射された緑色光及び青色光のうち青色光を透過させると共に緑色光を反射する構成となっている。このように、ダイクロイックミラー１３、１４は、光源１２から出射した光を赤色光と緑色光と青色光とに分離する色分離光学系を構成する。
ここで、ダイクロイックミラー１３と光源１２との間には、インテグレータ２１及び偏光変換素子２２が光源１２から順に配置されている。インテグレータ２１は、光源１２から照射された光の照度分布を均一化する構成となっている。また、偏光変換素子２２は、光源１２からの光を例えばｓ偏光のような特定の振動方向を有する偏光にする構成となっている。
【００３７】
液晶ライトバルブ１５は、ダイクロイックミラー１３を透過して反射ミラー２３で反射した赤色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置（電気光学装置）である。液晶ライトバルブ１５は、λ／２位相差板１５ａ、第１偏光板１５ｂ、液晶パネル１５ｃ及び第２偏光板１５ｄを備えている。ここで、液晶ライトバルブ１５に入射する赤色光は、ダイクロイックミラー１３を透過しても光の偏光は変化しないことから、ｓ偏光のままである。
λ／２位相差板１５ａは、液晶ライトバルブ１５に入射したｓ偏光をｐ偏光に変換する光学素子である。また、第１偏光板１５ｂは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル１５ｃは、ｐ偏光を画像信号に応じた変調によってｓ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する構成となっている。さらに、第２偏光板１５ｄは、ｐ偏光を遮断してｓ偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ１５は、画像信号に応じて赤色光を変調し、変調した赤色光をクロスダイクロイックプリズム１９に向けて射出する構成となっている。
なお、λ／２位相差板１５ａ及び第１偏光板１５ｂは、偏光を変換させない透光性のガラス板１５ｅに接した状態で配置されており、λ／２位相差板１５ａ及び第１偏光板１５ｂが発熱によって歪むのを回避することができる。
【００３８】
液晶ライトバルブ１６は、ダイクロイックミラー１３で反射した後にダイクロイックミラー１４で反射した緑色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。そして、液晶ライトバルブ１６は、液晶ライトバルブ１５と同様に、第１偏光板１６ｂ、液晶パネル１６ｃ及び第２偏光板１６ｄを備えている。液晶ライトバルブ１６に入射する緑色光は、ダイクロイックミラー１３、１４で反射されて入射するｓ偏光である。第１偏光板１６ｂは、ｐ偏光を遮断してｓ偏光を透過させる偏光板である。また、液晶パネル１６ｃは、ｓ偏光を画像信号に応じた変調によってｐ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する構成となっている。そして、第２偏光板１６ｄは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ１６は、画像信号に応じて緑色光を変調し、変調した緑色光をクロスダイクロイックプリズム１９に向けて射出する構成となっている。
【００３９】
液晶ライトバルブ１７は、ダイクロイックミラー１３で反射し、ダイクロイックミラー１４を透過した後でリレー系２０を経た青色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。そして、液晶ライトバルブ１７は、液晶ライトバルブ１５、１６と同様に、λ／２位相差板１７ａ、第１偏光板１７ｂ、液晶パネル１７ｃ及び第２偏光板１７ｄを備えている。ここで、液晶ライトバルブ１７に入射する青色光は、ダイクロイックミラー１３で反射してダイクロイックミラー１４を透過した後にリレー系２０の後述する２つの反射ミラー２５ａ、２５ｂで反射することから、ｓ偏光となっている。
λ／２位相差板１７ａは、液晶ライトバルブ１７に入射したｓ偏光をｐ偏光に変換する光学素子である。また、第１偏光板１７ｂは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル１７ｃは、ｐ偏光を画像信号に応じた変調によってｓ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する構成となっている。さらに、第２偏光板１７ｄは、ｐ偏光を遮断してｓ偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ１７は、画像信号に応じて青色光を変調し、変調した青色光をクロスダイクロイックプリズム１９に向けて射出する構成となっている。
なお、λ／２位相差板１７ａ及び第１偏光板１７ｂは、ガラス板１７ｅに接した状態で配置されている。
【００４０】
リレー系２０は、リレーレンズ２４ａ、２４ｂと反射ミラー２５ａ、２５ｂとを備えている。リレーレンズ２４ａ、２４ｂは、青色光の光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。ここで、リレーレンズ２４ａは、ダイクロイックミラー１４と反射ミラー２５ａとの間に配置されている。また、リレーレンズ２４ｂは、反射ミラー２５ａ、２５ｂの間に配置されている。反射ミラー２５ａは、ダイクロイックミラー１４を透過してリレーレンズ２４ａから出射した青色光をリレーレンズ２４ｂに向けて反射するように配置されている。また、反射ミラー２５ｂは、リレーレンズ２４ｂから出射した青色光を液晶ライトバルブ１７に向けて反射するように配置されている。
【００４１】
クロスダイクロイックプリズム１９は、２つのダイクロイック膜１９ａ、１９ｂをＸ字型に直交配置した色合成光学系である。ダイクロイック膜１９ａは青色光を反射して緑色光を透過する膜であり、ダイクロイック膜１９ｂは赤色光を反射して緑色光を透過する膜である。したがって、クロスダイクロイックプリズム１９は、液晶ライトバルブ１５〜１７のそれぞれで変調された赤色光と緑色光と青色光とを合成し、投射光学系１８に向けて射出するように構成されている。
なお、液晶ライトバルブ１５、１７からクロスダイクロイックプリズム１９に入射する光はｓ偏光であり、液晶ライトバルブ１６からクロスダイクロイックプリズム１９に入射する光はｐ偏光である。このようにクロスダイクロイックプリズム１９に入射する光を異なる種類の偏光としていることで、クロスダイクロイックプリズム１９において各液晶ライトバルブ１５〜１７から入射する光を有効に合成できる。ここで、一般に、ダイクロイック膜１９ａ、１９ｂはｓ偏光の反射特性に優れている。このため、ダイクロイック膜１９ａ、１９ｂで反射される赤色光及び青色光をｓ偏光とし、ダイクロイック膜１９ａ、１９ｂを透過する緑色光をｐ偏光としている。投射光学系１８は、投影レンズ（図示略）を有しており、クロスダイクロイックプリズム１９で合成された光をスクリーン１１に投射するように構成されている。
【００４２】
（液晶パネル）
次に、本実施形態の液晶パネル１５ｃ〜１７ｃについて説明する。なお、液晶パネル１５ｃ〜１７ｃは、変調する光の波長領域が異なるだけであって、その基本的構成が同一である。したがって、以下、液晶パネル１５ｃを代表例として説明する。ここで、図５は液晶パネルの全体構成図、図６は液晶パネルの部分斜視図、図７は液晶パネルの断面図、図８は集光基板の作用説明図である。
【００４３】
液晶パネル１５ｃは、図５から図７に示すように、互いに対向して配置された対向基板３１とＴＦＴアレイ基板３２とを備え、シール材３３を介して両者を貼り合わせた構成である。液晶パネル１５ｃは、ＴＦＴアレイ基板３２、対向基板３１及びシール材３３で区画された領域に封止された液晶層３４を有している。液晶パネル１５ｃのうちシール材３３の形成領域の内側には、周辺見切りとなる周辺遮光膜３５が形成されている。また、シール材３３の外周側の角部には、ＴＦＴアレイ基板３２と対向基板３１との電気的導通をとるための基板間導通材５７が配設されている。
【００４４】
また、ＴＦＴアレイ基板３２のうち平面視でシール材３３の形成領域の外側となる領域には、データ線駆動回路７１及び外部回路実装端子７５がＴＦＴアレイ基板３２の一辺に沿って形成されている。そして、ＴＦＴアレイ基板３２のうち上記領域には、走査線駆動回路７３がＴＦＴアレイ基板３２の上記一辺に隣接する２辺に沿って形成されている。さらに、ＴＦＴアレイ基板３２のうち上記領域には、上記画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路７３の間を接続するための複数の配線７４が設けられている。なお、データ線駆動回路７１及び走査線駆動回路７３をＴＦＴアレイ基板３２の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Tape Automated Bonding）基板とＴＦＴアレイ基板３２の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続してもよい。
【００４５】
対向基板３１は、図６及び図７に示すように、本実施形態に係る集光基板である基板６１と、基板６１の液晶層３４側の表面に形成された対向電極７６と、対向電極７６上に形成された配向膜７７とを備えている。
基板６１は、先に記載のように、ガラス等からなる透光性の基板であり、基板６１のうち液晶層３４側の内部には複数の溝部（プリズム部）６７からなるプリズム群６８が形成されている。なお、基板６１としては、上述したガラスに限らず、石英やホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス（青板ガラス）、クラウンガラス（白板ガラス）など、他の透光性材料を用いてもよい。
【００４６】
プリズム部６７は、ＴＦＴアレイ基板３２上に形成された画素電極（電極）４２、信号線（図示略）及び走査線（図示略）で区画される画素領域の境界領域と重なる位置に格子状に形成されている。すなわち、プリズム部６７は、平面視で上記画素電極４２を取り囲む信号線及び走査線と重なるように形成されている。そして、各プリズム部６７の間に形成されて平面視で画素領域と重なる領域が上記プリズム群６８の開口６８ａとなっている。
【００４７】
プリズム部６７は、基板６１に形成された溝部によって構成されている。この溝部は、断面がほぼ二等辺三角形状であって、図７に示すように、斜面部６７ａ、６７ｂを有している。そして、プリズム部６７は、前記斜面部６７ａ、６７ｂにおいて、基板６１の内部からプリズム部６７に向けて入射する光を上記画素領域に向けて反射させる構成となっている。ここで、プリズム部６７は、画素領域と対応するように格子状に形成されているため、基板６１の内部から入射する光のうち画素領域の境界領域に向かう光を反射して画素領域に向かわせることで、光利用効率を向上させる集光手段として機能する。
【００４８】
また、プリズム部６７は、本実施形態の場合、溝部内が空気又は真空である中空構造となっており、基板６１の構成材料（ガラス、石英等）よりも屈折率が小さくなっているため、当該プリズム部６７に入射する光は基板６１とプリズム部６７内部との屈折率差により反射される。このようなプリズム部６７の反射機能を得るには、プリズム部６７内部と基板６１との間で所定の屈折率差が存在すればよく、あるいはプリズム部６７の斜面部６７ａ、６７ｂ自体が光反射性を有していればよいため、プリズム部６７を構成する溝部内にアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ポリイミド系樹脂等の透明な樹脂材料やＡｌやＡｇ、Ｃｒ等の金属材料が埋め込まれていてもよく、前記金属材料の薄膜が前記斜面部６７ａ、６７ｂ上に形成されていてもよい。また、プリズム部６７内に金属材料など光源１２から照射される光を透過しない材料を用いた場合には、プリズム部６７は基板６１の内部から入射する光のうち上記画素領域の境界領域に向かう光を遮光する遮光手段としても機能する。
【００４９】
基板６１の液晶層３４側には、プリズム部６７の形成領域に対応して、黒色の樹脂膜やＣｒ等の金膜膜からなる遮光膜７２が形成されており、遮光膜７２を覆う基板６１上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）等の透明導電材料からなる対向電極７６が平面ベタ状に形成されている。そして、対向電極７６を覆ってポリイミド等からなる配向膜７７が形成されている。配向膜７７の表面にはラビング処理等によって所定の配向処理が施されている。
なお、集光基板である基板６１の液晶層３４と反対側には、基板６１を補強するための防塵ガラスを貼着することもできる。この場合、基板６１及び防塵ガラスに対して屈折率がほぼ等しく、硬化後において透明なシリコン系接着剤やアクリル系接着剤を用いることが好ましい。
【００５０】
ＴＦＴアレイ基板３２は、図５から図７に示すように、基板４１と、基板４１の液晶層３４側面に形成された画素電極４２と、画素電極を駆動するＴＦＴ（図示略）と、配向膜４３とを備えている。基板４１は、先に記載の基板６１と同様に、例えばガラスなどの透光性材料によって構成されている。
画素電極４２は、図６及び図７に示すように、基板４１上に平面視マトリクス状に配列されており、平面視でプリズム群６８の開口６８ａと重なる領域であってプリズム部６７とは重ならない領域に配置されている。また、画素電極４２は、例えばＩＴＯ等の透明導電材料を用いて平面視略矩形状に形成されている。前記ＴＦＴは、図示を省略しているが、前記画素電極４２の各々に対応して基板４１上に形成されており、通常は平面視でプリズム部６７と重なる領域（すなわち境界領域）に配置されている。画素電極４２を覆って形成された配向膜４３は、先の配向膜７７と同様に、透光性の有機膜にラビング処理などの所定の配向処理を施したものである。配向膜４３、７７は、互いの配向方向（ラビング方向）が平面視でほぼ直交するように配向処理されている。
【００５１】
また、基板４１の液晶層３４側の表面のうち平面視でシール材３３の形成領域の内側となる領域には、各画素電極４２やＴＦＴを接続するデータ線（図示略）や走査線（図示略）が形成されている。前記データ線及び走査線は、平面視でプリズム部６７と重なる領域に形成されている。そして、ＴＦＴや上記データ線、走査線によって画素領域が区画され、平面視でプリズム部６７と重ならない領域によって画素領域が形成され、プリズム部６７と重なる領域によって画素領域の境界領域が形成される。また、これら画素領域によって画像表示領域が形成される。
また、ＴＦＴアレイ基板３２の液晶層３４と反対側の面には、防塵ガラス４５が透光性を有する接着層４６を介して接着されている。ここで、接着層４６としては、例えば基板４１及び防塵ガラス４５に対して屈折率がほぼ等しく、硬化後において透明なシリコン系接着剤やアクリル系接着剤を用いることができる。
【００５２】
液晶層３４は、配向膜４３、７７の間で所定の配向状態を呈する。この液晶層３４の液晶モードとしては、ＴＮ（Twisted Nematic）モードのほか、ＶＡＮ（Vertical Aligned Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード、ＯＣＢ（Optical Compensated Bend）モードなどを採用することができる。
【００５３】
次に、図８に示す液晶パネル１５ｃの部分断面構成図を参照してプリズム部６７の作用について説明する。
上記構成を備えた液晶ライトバルブ１５において、光源１２からの光が入射すると、液晶パネル１５ｃの対向基板３１は、以下のようにして光を画素領域に向けて導く作用を奏する。なお、図８において、光線は屈折率差のある界面で反射または屈折するが、説明を簡略化するために屈折率差が微小な界面では光線を直進させて光路を示している。
【００５４】
まず、プリズム部６７を経由することなくプリズム群６８の開口６８ａへ直接入射する光線Ｌ１について説明する。空気中を進行してきた光線Ｌ１は、対向基板３１を構成する基板６１へ入射面（図示上面）から入射する。そして、光線Ｌ１は、基板６１を透過して開口６８ａに入射し、かかる開口６８ａから対向電極７６、液晶層３４及びＴＦＴアレイ基板３２を透過する。ここで、液晶パネル１５ｃに供給された画像信号に応じて液晶層３４で変調された光線Ｌ１は、接着層４６及び防塵ガラス４５を透過して射出される。この光線Ｌ１の射出角度θＯ１が、投射光学系１８を構成する投影レンズの開口率ＮＡで定まる最大角度θｍよりも小さければ、光線Ｌ１は投射光学系１８を介してスクリーン１１へ投射される。なお、光線Ｌ１は、光路を大きく変換されることなく液晶パネル１５ｃから射出されるので、ほぼ平行光として投射光学系１８に入射してスクリーン１１へ投射される。
【００５５】
続いて、プリズム部６７を経由してプリズム群６８の開口６８ａへ入射する光線Ｌ２について説明する。基板６１に入射した光線Ｌ２は、基板６１中を進行してプリズム部６７の斜面部６７ａに入射する。ここで、プリズム部６７は、基板６１に形成された中空の溝部であるため、斜面部６７ａを挟んだ両側での屈折率差によって、光線Ｌ２は斜面部６７ａからプリズム部６７内に入射することなく反射され、プリズム群６８の開口６８ａに向けて偏向される。そして、開口６８ａへ入射した光線Ｌ２は、上述と同様に、ＴＦＴアレイ基板３２、接着層４６及び防塵ガラス４５を透過して射出される。この光線Ｌ２の射出角度θｏ２が、前記角度θｍよりも小さければ、光線Ｌ２は投射光学系１８を介してスクリーン１１へ投射される。この光線Ｌ２についても、プリズム部６７はマイクロレンズと異なり集光機能を有していないため、光線Ｌ２の射出角度はその入射角度と比較して著しく異なることはなく、ほぼ平行光として投射光学系１８に入射するので、そのほとんどがスクリーン１１へ投射されるようになっている。
【００５６】
上記対向基板３１は、入射した光のうち、画素領域の周囲の境界領域に入射する光を画素領域に向けて偏向させ、表示に利用される光量を増加させて明るい表示を得られるようにしている。また、前記境界領域に配置されているＴＦＴに光が入射するのを防止して、ＴＦＴにおける光リークの発生を防止するようになっている。
【００５７】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図９を参照して説明する。図９は、本実施形態の集光基板の製造工程を示す断面図である。また図１０は、本実施形態の集光基板を具備した液晶パネルの一例を示す断面構成図である。
本実施形態の集光基板の製造方法は、基板の一面側に光を屈折させるレンズ構造を成す凹部（マイクロレンズ）が形成された集光基板（マイクロレンズアレイ）の製造に用いて好適なものである。
【００５８】
まず、図９（ａ）に示すように、ガラスや石英等からなる透明な基板９２を用意し、その一面側（図示上面側）に、多結晶シリコンからなるエッチング制御膜１０５ａと、金属膜からなるマスク膜１０５ｂとを積層してなる金属マスク１０５を形成する。金属マスク１０５には、エッチング制御膜１０５ａを部分的に除去してなる開口部１０６ａと、マスク膜１０５ｂを部分的に除去してなる開口部１０６ｂとからなる開口部１０６が形成されている。前記開口部１０６ａ、１０６ｂは、平面視同一位置、同一形状に形成されている。前記エッチング制御膜１０５ａの形成材料は、後段の工程で基板９２に凹部（マイクロレンズ）をウェットエッチングにより形成する際のエッチングレートが基板９２よりも大きい（除去されやすい）ものであれば多結晶シリコンに限らず用いることができる。前記マスク膜１０５ｂは、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｌ等を用いて形成することができ、その膜厚は例えば０．３μｍ程度である。また、開口部１０６の開口径は、形成するマイクロレンズのレンズ径に応じて適宜調整されるものであるが、例えば０．５μｍ〜１μｍ程度である。
【００５９】
次に、図９（ｂ）に示すように、基板９２の前記金属マスク１０５と反対側に冷却装置１１０を配設し、冷却装置１１０により基板９２を冷却しつつ金属マスク１０５を介したドライエッチング処理を実行することで、開口部１０６内に露出している基板９２を部分的に除去し、基板９２に孔部９２ａを形成する。ドライエッチング処理は、ガラスを化学的にエッチングするＣ４Ｆ８（オクタフルオロシクロブテン）やＣＨＦ３（トリフルオルメタン）などのフッ化物系ガスを含むガスを用いて行う。このとき、基板９２が５０℃以下の温度となるように冷却しながらドライエッチングを行うことで、エッチング時に孔部９２ａの内壁にフロロカーボン膜９２ｆが形成されることで、このフロロカーボン膜９２ｆが基板９２のエッチングを抑制する保護膜として機能し、先端に向かって細い形状（先窄まり状）の孔部９２ａを形成することができる。また、ドライエッチング処理を、耐久性に優れる金属マスク１０５を介して行っているので、ドライエッチング時に金属マスク１０５の開口部１０６ａの端縁が後退する（開口部１０６が拡大する）のを効果的に防止することができ、孔部９２ａの開口端が拡大するのを防止できる。
【００６０】
このように先窄まり状の孔部９２ａを形成することで、孔部９２ａの先端部９２ｃに形成される平坦な領域の面積を、開口部１０６の開口径よりも狭くすることができ、先端が尖った形状の孔部となる。このようにして形成される孔部９２ａは、例えば先端径が０．２μｍ、深さが１．３５μｍの円錐台状となる。
【００６１】
次に、図９（ｃ）に示すように、孔部９２ａを形成した基板９２に対して、ウェットエッチング処理を施すことで、孔部９２ａを面方向及び深さ方向に拡大し、基板９２にマイクロレンズ９５を形成する。前記ウェットエッチング処理は、例えば２０％フッ酸溶液に基板９２を浸漬することで行うことができる。本実施形態の場合、マスク膜１０５ｂと基板９２との間に、多結晶シリコンからなるエッチング制御膜１０５ａが形成されているので、孔部９２ａの面方向のエッチング速度を深さ方向に比して大きくすることができ、所望の非球面形状の凹部（マイクロレンズ）９５を形成することができる。従って本実施形態の製造方法によれば、先端部９５ａの平面領域が狭い非球面形状を有するマイクロレンズ（屈折型集光手段）９５を容易に形成することができる。
【００６２】
その後、基板９２から前記金属マスク１０５を剥離することで、一面側にレンズ構造が形成された集光基板である基板９２を得ることができる。なお、本実施形態では開口部１０６を１つのみ有する金属マスク１０５を用いて１つのマイクロレンズ９５を形成する工程について図示して説明したが、実際の集光基板の製造工程にあっては、複数の開口部１０６を等間隔に配列形成した金属マスク１０５を用いて、基板９２に複数のマイクロレンズ９５を形成する。従って基板９２は、マイクロレンズを平面的に配列してなるマイクロレンズアレイとなる。
【００６３】
以上説明した本実施形態の製造方法によれば、金属マスク１０５を設けてドライエッチングを行い、孔部９２ａを基板９２に形成しているので、ドライエッチング時に金属マスク１０５の開口部１０６が削られて後退するのを防止することができ、これにより、先端部分が尖った形状のマイクロレンズ９５を備えた基板９２を製造することができる。前記特許文献１記載のシリコン膜と酸化シリコン膜との積層膜によるマスクを用いたマイクロレンズの形成工程では、ドライエッチングにより基板を加工する際に、酸化シリコン膜と基板とのエッチング選択比がとれないためにエッチングの進行とともにマスクの開口部が拡径されていく。そのため、ドライエッチング工程によって基板に形成された孔部の底に平坦な領域が形成される。この平坦な領域はその後のウェットエッチング工程でも形状がほぼ保存されるため、結果として中央部に平坦面が形成されたマイクロレンズが形成されることとなる。そして、前記平坦面では、その面に斜め方向から入射する光の屈折する角度が、球面（曲面）における角度よりも小さくなるため、斜め入射する光を画素領域に導く機能が劣ることになる。従って、マイクロレンズアレイにおいては、前記平坦面の面積は可能な限り狭くすることが好ましい。そこで、上述した本発明に係る製造方法によれば、前記レンズ先端部の平坦面を狭くすることができるので、入射光を高効率に画素領域に導光できる集光基板を容易に製造することができる。また、基板９２を冷却しながらドライエッチング処理を行うことで、前記孔部９２ａをより尖鋭に形成することができるようになり、マイクロレンズの集光機能を高めることができる。
【００６４】
［液晶装置］
図１０は、本実施形態の集光基板（マイクロレンズアレイ）を具備した液晶パネル（電気光学装置）の部分断面構造を示す図である。本実施形態の液晶パネル９０は、互いに対向して配置されたＴＦＴアレイ基板３２とマイクロレンズ基板３６との間に、液晶層３４を挟持してなる構成である。すなわち、先の第１実施形態に係る液晶パネル１５ｃの対向基板３１に代えて、マイクロレンズ基板３６を備えたものである。ＴＦＴアレイ基板３２の構成は先の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６５】
図１０に示すマイクロレンズ基板３６は、基板９２と、樹脂層９３と、カバーガラス９４とを主体として構成されている。基板９２は上述した製造方法により得られる集光基板（マイクロレンズアレイ）であり、基板９２の図示上面側には、複数の凹部（マイクロレンズ）９５が形成されている。マイクロレンズ９５は、図示下面側から基板９２に入射する光を集光して液晶層３４側に射出するようになっている。
【００６６】
樹脂層９３は、基板９２のマイクロレンズ９５上に充填された樹脂材料からなる層であり、光を透過可能な樹脂材料、例えばアクリル系樹脂等を用いて形成される。樹脂層９３は、基板９２の一面側を覆い、マイクロレンズ９５の凹状の内部を充填するように設けられている。樹脂層９３の上面は平坦面になっており、かかる平坦面にカバーガラス９４が貼り付けられている。
【００６７】
マイクロレンズ基板３６の液晶層３４側の面には、遮光層９６と、共通電極９７と、配向膜９８とが形成されており、マイクロレンズ９５は、遮光層９６の間に位置して、液晶パネル９０の画素領域（画素電極４２の形成領域）に平面視で重なる領域にそれぞれ配置されている。
【００６８】
以上の構成を備えた液晶パネル９０に入射する光は、マイクロレンズ基板３６に入射して基板９２のマイクロレンズ９５において画素領域の中央へ集光される。集光された光は樹脂層９３、カバーガラス９４を透過して、液晶層３４に入射する。そして、液晶層３４で適宜変調されてＴＦＴアレイ基板３２に入射し、当該ＴＦＴアレイ基板３２から射出される。このように、マイクロレンズ９５により入射光を画素領域に集光することで、光の利用効率を向上させることができる。さらに本実施形態では、先に記載のようにマイクロレンズ９５が、先端部の平坦面が狭い非球面形状を成しているため、従来の製造方法で形成したマイクロレンズ基板に比して高効率に光を画素領域に導くことができるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】第１実施形態に係る集光基板の製造工程を示す断面図。
【図２】第１実施形態に係る集光基板の製造工程を示す断面図。
【図３】第２実施形態に係る集光基板の製造工程を示す断面図。
【図４】プロジェクタの概略構成図。
【図５】液晶パネルの平面構成図。
【図６】液晶パネルの一部断面構成図。
【図７】液晶パネルの部分断面構成図。
【図８】プリズム部の作用を説明する図。
【図９】第３実施形態に係る集光基板の製造工程を示す断面図。
【図１０】第３実施形態に係る集光基板を備えた液晶パネルを示す断面図。
【符号の説明】
【００７０】
３１  対向基板、３２  ＴＦＴアレイ基板、３６  マイクロレンズ基板、６１，９２  基板（集光基板）、６２  金属下地層、６２ａ  開口部、６３  密着層、６３ａ  第１の密着層、６３ｂ  第２の密着層、６４  レジストマスク、６５，１０５  金属マスク、６５ａ  開口部、６７  溝部（プリズム部）、６７ａ，６７ｂ  斜面部、９２ａ  孔部、９５  マイクロレンズ（凹部）、１０５ａ  エッチング制御膜、１０５ｂ  マスク膜、１０６  開口部
【図１】
2008003292.tif 000003
【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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