(57)【要約】【課題】メニスカスレンズとしてマイクロレンズを容易に製造する。【解決手段】マイクロレンズ基板は、複数のレンズ形成部２１２が形成された透明部材２１０と、複数のレンズ形成部２１２の各々に対応して、レンズ形成部２１２との接合面にマイクロレンズ５００の第１のレンズ曲面５００ａを有すると共に、第１のレンズ曲面５００ａの形状が転写されて形成されたマイクロレンズ５００の第２のレンズ曲面５００ｂを有し、且つ透明部材２１０と異なる屈折率を有する第１の透明材料膜２３０とを備える。更に、該第１の透明材料膜２３０より上層側に、第２のレンズ曲面５００ｂと接合されて形成されると共に、第１の透明材料膜２３０と異なる屈折率を有する第２の透明材料膜２００を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロレンズの第１のレンズ曲面を夫々規定する複数のレンズ形成部が、所定パターンで配列された透明部材と、
前記複数のレンズ形成部の各々と接合され、前記複数のレンズ形成部の各々との接合面に前記第１のレンズ曲面を有すると共に、前記第１のレンズ曲面と反対側の表面において、前記第１のレンズ曲面の形状が転写された前記マイクロレンズの第２のレンズ曲面を有し、且つ前記透明部材と異なる屈折率を有する第１の透明材料膜と、
前記第２のレンズ曲面と接合され、且つ前記第１の透明材料膜と異なる屈折率を有する第２の透明材料膜と
を備えることを特徴とするマイクロレンズ基板。
【請求項２】
前記第１の透明材料膜において、前記第２のレンズ曲面は、前記第１のレンズ曲面と曲率半径を異ならせて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズ基板。
【請求項３】
前記複数のレンズ形成部は夫々、凹部として形成されている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基板。
【請求項４】
前記第１の透明材料膜は、前記透明部材よりも大きい屈折率を有する第１の透明材料により形成されると共に、前記第２の透明材料膜は、前記第１の透明材料膜よりも小さい屈折率の第２の透明材料により形成されていること
を特徴とする請求項３に記載のマイクロレンズ基板。
【請求項５】
前記複数のレンズ形成部は夫々、凸部として形成されている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基板。
【請求項６】
前記第１の透明材料膜は、前記透明部材よりも小さい屈折率を有する第１の透明材料により形成されると共に、前記第２の透明材料膜は、前記第１の透明材料膜よりも大きい屈折率の第２の透明材料により形成されていること
を特徴とする請求項５に記載のマイクロレンズ基板。
【請求項７】
前記第２の透明材料膜において、前記第２のレンズ曲面と接合される側と反対側において、平坦化処理が施された表面を有すること
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基板。
【請求項８】
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基板と、
前記マイクロレンズと対向する表示用電極と、
該表示用電極に電気的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９】
請求項８に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
透明部材に、マイクロレンズの第１のレンズ曲面を夫々規定する複数のレンズ形成部を、所定パターンで形成する第１工程と、
前記複数のレンズ形成部の各々と接合し且つ前記透明部材と異なる屈折率を有する第１の透明材料膜を形成することにより、該第１の透明材料膜の前記複数のレンズ形成部の各々との接合面に前記第１のレンズ曲面を形成し、前記第１のレンズ曲面と反対側の表面に前記第１のレンズ曲面の形状を転写することにより、前記マイクロレンズの第２のレンズ曲面を形成する第２工程と、
前記第２のレンズ曲面と接合し且つ前記第１の透明材料膜と異なる屈折率を有する第２の透明材料膜を形成する第３工程と
を含むことを特徴とするマイクロレンズ基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置に用いられるマイクロレンズ基板及びその製造方法、このようなマイクロレンズ基板を備えた電気光学装置並びに該電気光学装置を具備してなるプロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のマイクロレンズ基板は、例えばプロジェクタにおいてライトバルブを構成する液晶装置において、対向基板として設けられる。このようなマイクロレンズ基板は、各画素に対応して、例えば球面状のレンズ曲面を有するマイクロレンズが形成される。そして、液晶装置において、マイクロレンズ基板は対向基板として、画素電極等が作りこまれたＴＦＴアレイ基板に対して、各マイクロレンズが画素電極と対向するように対向配置され、対向基板とＴＦＴアレイ基板との間に電気光学物質として例えば液晶が挟持される。
【０００３】
このような液晶装置では、該液晶装置に入射される投射光等の光を、マイクロレンズによって屈折させて集光し、各画素に入射させることで、光の利用効率を向上させて明るい表示が実現される。
【０００４】
しかしながら、この場合、各画素において、マイクロレンズによる光の屈折により光の進行方向が変更されることで、マイクロレンズによって集光された光の光量に対して実際に表示に寄与する光量が低下し、その結果、光の損失を招いてコントラストが低下する等の不具合が生じる。更に、各画素で、マイクロレンズによる集光により一箇所に光が集中して照射されることにより、液晶や画素電極を構成する導電膜等が加熱により劣化する恐れがある。
【０００５】
このような各種不具合をバランス良く是正するために、特許文献１によれば、マイクロレンズ基板において、各マイクロレンズをメニスカスレンズとして形成する技術が開示されている。尚、「メニスカスレンズ」とは、光の入射側及び出射側の２種のレンズ曲面が、夫々互いに同様に凹状又は凸状に形成された構成を有するレンズをいう。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−６１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示のマイクロレンズ基板の構成によれば、その製造プロセスにおいて、メニスカスレンズの２種のレンズ曲面を形成するための工程が複雑となり、製造コストが増大するなどの問題点が生じ、実際にマイクロレンズ基板を製造するのは困難である。
【０００８】
本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、メニスカスレンズとしてマイクロレンズを容易に製造することが可能なマイクロレンズ基板及びその製造方法、該マイクロレンズ基板を備えた電気光学装置並びにこのような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基板は上記課題を解決するために、マイクロレンズの第１のレンズ曲面を夫々規定する複数のレンズ形成部が、所定パターンで配列された透明部材と、前記複数のレンズ形成部の各々と接合され、前記複数のレンズ形成部の各々との接合面に前記第１のレンズ曲面を有すると共に、前記第１のレンズ曲面と反対側の表面において、前記第１のレンズ曲面の形状が転写された前記マイクロレンズの第２のレンズ曲面を有し、且つ前記透明部材と異なる屈折率を有する第１の透明材料膜と、前記第２のレンズ曲面と接合され、且つ前記第１の透明材料膜と異なる屈折率を有する第２の透明材料膜とを備える。
【００１０】
本発明のマイクロレンズ基板によれば、第１の透明材料膜において、複数のレンズ形成部の各々と対応して、第１のレンズ曲面及び第２のレンズ曲面を有するメニスカスレンズとしてマイクロレンズが形成される。
【００１１】
よって、マイクロレンズ基板に入射された光を、各マイクロレンズによって平行光として出射させることが可能となる。即ち、各マイクロレンズにおいて、第１及び第２のレンズ曲面のいずれか一方に入射された光は屈折されて集光された後、他方のレンズ曲面より出射されることにより再び屈折されて平行光として出射される。これにより、本発明のマイクロレンズ基板では、光の利用効率を向上させると共に、各マイクロレンズから出射された光が局所的に照射されるのを防止することが可能となる。
【００１２】
ここで、本発明のマイクロレンズ基板では、各マイクロレンズの第１のレンズ曲面は、各レンズ形成部と、これに接合される、透明部材と異なる屈折率を有する第１の透明材料膜とによって規定される。よって、複数のレンズ形成部の各々の形状を調整することにより、第１のレンズ曲面の曲率半径等を調整することができる。
【００１３】
また、各マイクロレンズの第２のレンズ曲面は、第１の透明材料膜の第１のレンズ曲面と反対側の表面において、この表面と、第１の透明材料膜と異なる屈折率を有する第２の透明材料膜とによって規定される。そして、第１の透明材料膜の第１のレンズ曲面と反対側の表面には、レンズ形成部の表面形状が転写されることにより、第１のレンズ曲面が転写された第２のレンズ曲面が形成される。よって、第２のレンズ曲面の曲率半径などの形状については、第１のレンズ曲面の形状が反映されることとなる。尚、ここでいう「転写」とは、透明部材において、第１の透明材料膜と接合される側の表面において、各レンズ形成部の存在に基づいて形成された凹凸形状が、第１の透明材料膜において、透明部材との接合面と反対側の表面に伝播されることを意味する。
【００１４】
従って、上述したように複数のレンズ形成部の各々の形状を調整することで、第１のレンズ曲面の形状、更にはこれに加えて第２のレンズ曲面の形状も調整することができる。よって、本発明のマイクロレンズ基板の製造時、例えば特許文献１に開示された技術のように、第１のレンズ曲面を規定するレンズ形成部を透明部材に形成するのとは別に、他の透明部材を用意し、これに対して第２のレンズ曲面を規定するための加工を施すなどの手間が不要となる。このように、第２のレンズ曲面を規定するための加工は、第１のレンズ曲面を規定するための加工とは分離させて行われているため、設計上の誤差などが生じ、製造工程が煩雑となる恐れがある。これに対して、本発明のマイクロレンズ基板の構成によれば、このような煩雑さを回避することができる。
【００１５】
また、複数のレンズ形成部の表面を、第１及び第２の透明材料膜を順次積層して覆う構成であるため、第２の透明材料膜において、第１の透明材料膜との接合面と反対側の表面において、複数のレンズ形成部の存在に起因する凹凸形状を、透明部材における複数のレンズ形成部が形成された側の表面と比較して、より緩和させることができる。よって、第２の透明材料膜の表面において、平坦化処理を施さなくても、良好な平坦性を得ることが可能となる。
【００１６】
従って、本発明のマイクロレンズ基板によれば、より簡易な製造プロセスにより、各マイクロレンズをメニスカスレンズとして形成することが可能となる。
【００１７】
本発明のマイクロレンズ基板の一態様では、前記第１の透明材料膜において、前記第２のレンズ曲面は、前記第１のレンズ曲面と曲率半径を異ならせて形成されている。
【００１８】
この態様によれば、マイクロレンズ基板の製造時、第１の透明材料膜は、例えばシート状或いはフィルム状の透明樹脂膜を、透明部材より上層側に配置し、例えば加圧して各レンズ形成部と接合させて透明部材に対して貼り合せることにより形成される。或いは、例えば、スピンコート法やＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法等により第１の透明材料膜は成膜されてもよい。この際、第１の透明材料膜を形成する透明材料のヤング率等の機械特性、粘度等の物理的特性を選択的に調整したり、これらに併せて塗布条件や成膜条件等の製造条件を調整したり、更には膜厚を調整したりする。これにより、この態様によれば、各マイクロレンズについて、第２のレンズ曲面の曲率半径を、第１のレンズ曲面よりも小さくしたり、これとは逆に大きくしたりして、独自に調整することができる。
【００１９】
本発明のマイクロレンズ基板の他の態様では、前記複数のレンズ形成部は夫々、凹部として形成されている。
【００２０】
この態様によれば、第１の透明材料膜において、各マイクロレンズの第１のレンズ曲面を、透明部材の表面に対して凹状に窪んだ凹状のレンズ曲面として形成すると共に、この第１のレンズ曲面の反対側の表面に、第１のレンズ曲面の形状が転写されることにより、第２のレンズ曲面も、第２の透明材料膜の第２のレンズ曲面と接合される表面に対して凹状に窪んだ凹状のレンズ曲面として形成することができる。
【００２１】
この各レンズ形成部を凹部として形成する態様では、前記第１の透明材料膜は、前記透明部材よりも大きい屈折率を有する第１の透明材料により形成されると共に、前記第２の透明材料膜は、前記第１の透明材料膜よりも小さい屈折率の第２の透明材料により形成されているように構成してもよい。
【００２２】
このように構成すれば、透明部材において各レンズ形成部が凹部として形成される場合に、マイクロレンズ基板の透明部材に入射され、各レンズ形成部から更に第１の透明材料膜に入射される光を、各マイクロレンズによって平行光として出射させることが可能となる。
【００２３】
本発明のマイクロレンズ基板の他の態様では、前記複数のレンズ形成部は夫々、凸部として形成されている。
【００２４】
この態様によれば、第１の透明材料膜において、各マイクロレンズの第１のレンズ曲面を、透明部材の表面に対して凸状に突き出た凸状のレンズ曲面として形成すると共に、第２のレンズ曲面も、第２の透明材料膜の第２のレンズ曲面と接合される表面に対して凸状に突き出た凸状のレンズ曲面として形成することができる。
【００２５】
この各レンズ形成部を凸部として形成する態様では、前記第１の透明材料膜は、前記透明部材よりも小さい屈折率を有する第１の透明材料により形成されると共に、前記第２の透明材料膜は、前記第１の透明材料膜よりも大きい屈折率の第２の透明材料により形成されているように構成してもよい。
【００２６】
このように構成すれば、透明部材において各レンズ形成部が凸部として形成される場合に、マイクロレンズ基板の透明部材に入射され、各レンズ形成部から更に第１の透明材料膜に入射される光を、各マイクロレンズによって平行光として出射させることが可能となる。
【００２７】
本発明のマイクロレンズ基板の他の態様では、前記第２の透明材料膜において、前記第２のレンズ曲面と接合される側と反対側において、平坦化処理が施された表面を有する。
【００２８】
この態様によれば、マイクロレンズ基板の製造時、第２の透明材料膜において、第１の透明材料膜の各マイクロレンズの第２のレンズ曲面と接合される側と反対側の表面に対して、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械研磨）処理等の平坦化処理を施す。これにより、第２の透明材料膜においてより良好な平坦性を有する表面を得ることができ、よって、平坦性の高い表面下に形成されたマイクロレンズによって、より精度の高い集光機能を実現できる。
【００２９】
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基板（但し、その各種態様を含む）と、前記マイクロレンズと対向する表示用電極と、該表示用電極に電気的に接続された配線又は電子素子とを備える。
【００３０】
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基板を備えるため、電気光学装置に入射される投射光等の光を、各マイクロレンズによって集光しつつ平行光として各画素に入射させることが可能となる。
【００３１】
よって、各画素では、マイクロレンズによって過度に光の進行方向が変更されて、実際に表示に寄与する光量の低下を防ぎ、マイクロレンズによって集光された光を有効に利用することが可能となる。また、各画素において、マイクロレンズによって集光された光の局所的な照射を防止することができる。よって、光の損失を防いでコントラストの低下を防止しつつ、液晶等の電気光学物質や表示用電極などの劣化を防止することができる。従って、本発明の電気光学装置では、高品質な画像表示を行うことが可能となる。
【００３２】
尚、本発明の電気光学装置では、画素開口率に応じて、マイクロレンズ基板の各マイクロレンズについて、レンズの厚みや第１及び第２のレンズ曲面の各々の曲率半径等を調整することにより、各画素で且つ画素内で均一な光分布を得ることが可能である。
【００３３】
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。
【００３４】
本発明の電子機器は、上述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、高品質な画像表示を行うことが可能な、投射型表示装置、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。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置、電子放出装置（Field Emission Display及びConduction Electron-Emitter Display）を用いた表示装置等を実現することも可能である。
【００３５】
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法は上記課題を解決するために、透明部材に、マイクロレンズの第１のレンズ曲面を夫々規定する複数のレンズ形成部を、所定パターンで形成する第１工程と、前記複数のレンズ形成部の各々と接合し且つ前記透明部材と異なる屈折率を有する第１の透明材料膜を形成することにより、該第１の透明材料膜の前記複数のレンズ形成部の各々との接合面に前記第１のレンズ曲面を形成し、前記第１のレンズ曲面と反対側の表面に前記第１のレンズ曲面の形状を転写することにより、前記マイクロレンズの第２のレンズ曲面を形成する第２工程と、前記第２のレンズ曲面と接合し且つ前記第１の透明材料膜と異なる屈折率を有する第２の透明材料膜を形成する第３工程とを含む。
【００３６】
本発明のマイクロレンズ基板の製造方法によれば、上述した本発明のマイクロレンズ基板と同様に、より簡易な製造プロセスにより、各マイクロレンズをメニスカスレンズとして形成することが可能となる。
【００３７】
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の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】
【００３８】
以下では、本発明の実施の形態について図を参照しつつ説明する。
【００３９】
＜１：マイクロレンズ基板＞
先ず、本発明のマイクロレンズ基板について、図１及び図２を参照して説明する。
【００４０】
ここに、図１（ａ）は、マイクロレンズ基板の概略斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’断面部分を含む構成を示す概略斜視図である。また、図２（ａ）は、マイクロレンズ基板のうち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り、図２（ｂ）は、マイクロレンズの構成を示す拡大断面図である。尚、図１及び図２について、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材の縮尺を、部材毎及び各図毎に互いに異ならしめてある。この点については、後述する図３以降の各図についても同様である。
【００４１】
図１（ａ）に示すように、本実施形態のマイクロレンズ基板２０は、例えばガラス板、石英板等からなる本発明に係る「透明部材」の一例である透明基板２１０と、該透明基板２１０との間に第１の透明材料膜２３０を挟持する第２の透明材料膜２００とを備えている。
【００４２】
図１（ｂ）に示すように、本実施形態では、マイクロレンズ基板２０において、レンズ形成領域２０ａには、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、夫々メニスカスレンズとして形成されている。
【００４３】
より具体的には、図１（ｂ）又は図２（ｂ）において、透明基板２１０において、レンズ形成領域２０ａには、アレイ状に多数の凹状の窪み、即ち凹部２１２が掘られている。尚、図２（ｂ）には、マイクロレンズ基板２０の断面部分の構成をより簡略化して示してある。
【００４４】
そして、透明基板２１０上に、第１の透明材料膜２３０が、各凹部２１２と接合されて、透明基板２１０より高屈折率の第１の透明材料により形成されている。これにより、第１の透明材料膜２３０において、透明基板２１０との接合面と、各凹部２１２とによって、マイクロレンズ５００の第１のレンズ曲面５００ａが、凹状のレンズ曲面として規定される。例えば、透明基板２１０は屈折率が１．４６程度となるように形成され、これに対応して第１の透明材料膜２３０は、第１の透明材料として、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂等の樹脂材料、若しくは硫黄（Ｓ）、フッ素（Ｆ）、又は珪素（Ｓｉ）を含む透明材料により、例えば屈折率が１．５〜１．６５のいずれかの値となるように形成される。ここで、各凹部２１２によって規定される第１のレンズ曲面５００ａは、球面状であってもよいし非球面状であってもよい。
【００４５】
図２（ａ）において、各凹部２１２は、それが規定するマイクロレンズ５００の第１のレンズ曲面５００ａが、隣接する凹部２１２が規定する第１のレンズ曲面５００ａと、接するように形成されてもよいし、交わるように形成されてもよい。後者の如くレンズ曲面が交わるように形成すれば、各マイクロレンズ５００においてレンズとして有効な領域を広くとることが可能となる。理想的には、図２（ａ）において、各マイクロレンズ５００のコーナー部において、４つの第１のレンズ曲面５００ａが交わるようにすれば、各マイクロレンズ５００の隅々にまで、集光機能を与えることが可能となり、光の利用効率を最大限に高めることが可能となる。
【００４６】
また、図２（ｂ）において、第１の透明材料膜２３０において、透明基板２１０との接合面と反対側の表面には、透明基板２１０の凹部２１２が形成された側の表面形状が反映されることにより、各凹部２１２の存在に起因する凹凸形状が形成される。これにより、第１の透明材料膜２３０において、第１のレンズ曲面５００ａと反対側の表面には、第１のレンズ曲面５００ａの形状が転写されて、凹状のレンズ曲面として、マイクロレンズ５００の第２のレンズ曲面５００ｂが形成されている。即ち、本実施形態では、第１の透明材料膜２３０において、各マイクロレンズ５００を、メニスカスレンズとして形成することができる。
【００４７】
各マイクロレンズ５００の第２のレンズ曲面５００ｂは、第１の透明材料膜２３０の表面と、この表面に接合される、第１の透明材料膜２３０よりも低屈折率の第２の透明材料により形成される第２の透明材料膜２００とによって、規定される。例えば、第２の透明材料膜２００は、第２の透明材料として、例えば透明樹脂材料や酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等により、例えば屈折率が１．５以下の値となるように形成される。
【００４８】
また、図２（ｂ）において、本実施形態では、各マイクロレンズ５００について、第１のレンズ曲面５００ａの曲率半径Ｒ１と、第２のレンズ曲面５００ｂの曲率半径Ｒ２とは、互いに同様の値としてもよいし、相異なるように形成されてもよい。
【００４９】
＜２；電気光学装置＞
次に、本発明の電気光学装置に係る実施形態について、その全体構成を図３及び図４を参照して説明する。ここに、図３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基板側から見た平面図であり、図４は、図３のＨ−Ｈ’断面図である。ここでは、電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
【００５０】
図３及び図４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基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０とマイクロレンズ基板２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０とマイクロレンズ基板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。
【００５１】
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り、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。また、シール材５２中には、図３又は図４には図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１０とマイクロレンズ基板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。即ち、本実施形態の電気光学装置は、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。
【００５２】
シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、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、マイクロレンズ基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３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もよい。
【００５３】
画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。また、走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。そして、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿って設けられた複数の配線１０５によって、二つの走査線駆動回路１０４は互いに電気的に接続される。
【００５４】
また、マイクロレンズ基板２０の４つのコーナー部には、上下導通材１０６が配置されている。他方、図３又は図４には図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１０にはこれらのコーナー部に対向する領域において上下導通端子が設けられている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０とマイクロレンズ基板２０との間で電気的な導通をとることができる。
【００５５】
図４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（Thin Film Transistor；以下適宜、“ＴＦＴ”と称する）や走査線、データ線等の配線が形成された後の、本発明に係る「表示用電極」の一例である画素電極９ａ上に、同図中には図示しない配向膜が形成されている。尚、本実施形態では、画素スイッチング素子はＴＦＴのほか、各種トランジスタ或いはＴＦＤ等により構成されてもよい。他方、詳細な構成については後述するが、マイクロレンズ基板２０上には、対向電極２１の他、格子状又はストライプ状の遮光膜２３、更には最上層部分に配向膜（図示省略）が形成されている。
【００５６】
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。
【００５７】
なお、図３及び図４に示したＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等に加えて、画像信号線上の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、複数のデータ線に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各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【００５８】
次に、以上の如く構成された電気光学装置における回路構成及び動作について、図５を参照して説明する。図５には、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示してある。
【００５９】
図５において、本実施形態における電気光学装置の画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素には、それぞれ、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とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
【００６０】
また、ＴＦＴ３０のゲートにゲート電極３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線１１ａ及びゲート電極３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。
【００６１】
画素電極９ａを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、マイクロレンズ基板２０に形成された対向電極２１との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射する。よって、このような表示原理から、液晶装置では、表示画像のコントラスト比が所定値となる視角（観察角）は所定範囲内（この範囲を示す値を「視野角」と称する）に限られる。
【００６２】
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と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加する。この蓄積容量７０は、走査線１１ａに並んで設けられ、固定電位側容量電極を含むとともに定電位に固定された容量電極３００を含んでいる。
【００６３】
上述した電気光学装置に設けられたマイクロレンズ基板２０の詳細な構成と、その機能について図６及び図７を参照して説明する。図６は、マイクロレンズ基板２０における、遮光膜２３及びマイクロレンズ５００が配置される開口領域７００の配置関係を模式的に示す平面図であって、図７は、複数の画素について、図４に示す断面の構成をより詳細に示す図であって、各マイクロレンズ５００の機能について説明するための断面図である。
【００６４】
図７において、マイクロレンズ基板２０において、第２の透明材料膜２００上に、例えば図６に示すように格子状の平面パターンを有する遮光膜２３が形成される。マイクロレンズ基板２０において、遮光膜２３によって非開口領域が規定され、遮光膜２３によって区切られた領域が開口領域７００となる。尚、遮光膜２３をストライプ状に形成し、該遮光膜２３と、ＴＦＴアレイ基板１０側に設けられる容量電極３００やデータ線６ａ等の各種構成要素とによって、非開口領域を規定するようにしてもよい。
【００６５】
各マイクロレンズ５００は各画素に対応するように配置される。より具体的には、図７に示すように、マイクロレンズ基板２０において、各画素毎に、開口領域７００及び該開口領域７００の周辺に位置する非開口領域を少なくとも部分的に含む領域に、マイクロレンズ５００が配置されて形成されている。
【００６６】
また、図７において、第２の透明材料膜２００上には遮光膜２３を覆うように、透明導電膜からなる対向電極２１が形成され、更に、配向膜２２が対向電極２１上（図７中、対向電極２１より下側）に形成されている。
【００６７】
他方、図７において、ＴＦＴアレイ基板１０上の各開口領域７００に対応する領域には画素電極９ａが形成されている。また、ＴＦＴアレイ基板１０上において、画素スイッチング用のＴＦＴ３０や、画素電極９ａを駆動するための走査線１１ａやデータ線６ａ等の各種配線並びに蓄積容量７０等の電子素子が、非開口領域に形成されている。このように構成すれば、当該電気光学装置における画素開口率を比較的大きく維持することが可能となる。更に、画素電極９ａ上には配向膜１６が設けられている。
【００６８】
図７中、一点鎖線矢印によってマイクロレンズ５００に入射される光のようすを概略的に示してある。マイクロレンズ基板２０において、透明基板２１０に入射される投射光等の光は、各マイクロレンズ５００において第１のレンズ曲面５００ａに入射され、屈折されて集光される。その後、集光された光がマイクロレンズ５００の第２のレンズ曲面５００ｂより出射されることにより再び屈折されて平行光として出射される。即ち、本実施形態では、各画素にマイクロレンズ５００によって平行光を入射させることが可能となる。
【００６９】
ここで、図８を参照して、比較例について、本実施形態と異なる点についてのみ説明する。図８は、比較例について、図７に対応する断面部分の構成を示す断面図である。尚、図８中においても、一点鎖線矢印によって、対向基板２０に入射される投射光等の光のようすを、模式的に示してある。
【００７０】
比較例においては、対向基板２０はマイクロレンズ基板として構成されている。より具体的には、対向基板２０には、画素電極９ａに対応して、透明部材５１５にマイクロレンズ５００のレンズ曲面を規定する凹部が形成されており、これに対して、各凹部に充填されて、透明部材５１５よりも高屈折率の透明な接着層５３０が形成されており、この接着層５３０によって、透明部材５１５にカバーガラス５１０が接着される。加えて、図８中、カバーガラス５１０の下側に、対向基板２０側において、非開口領域を規定するブラックマトリクス２３等が形成される。
【００７１】
このような対向基板２０に入射される光は、各マイクロレンズ５００によって集光される。この際、対向基板２０に入射された光のうち、各画素部において、開口領域に向かって進む光に加えて、非開口領域に向かって進む光もマイクロレンズ５００によって集光される。そして、各マイクロレンズ５００によって集光された光は、液晶層５０を透過して画素電極９ａに照射される。よって、各画素部では、マイクロレンズ５００によって集光された光が、一箇所に集中して照射されることとなり、例えば液晶層５０、配向膜１６、画素電極９ａを構成する導電膜等が加熱により劣化する恐れがある。
【００７２】
加えて、マイクロレンズ５００のレンズ曲面における屈折によって、光の進行方向が、視野角外に変更されたり、後述するようなプロジェクタの投射レンズに向かう方向とは異なる方向に変更されたりして、表示に寄与する光が減少して光の損失が大きくなり、コントラスト比の低下等の不具合も生じる。
【００７３】
そして、比較例ではこれら各種問題点は、そのいずれかを是正しようとすると、他の不具合の程度が大きくなるか、或いはあえてその不具合を放置せざるを得なくなり、互いに背反の関係となっていて、解消するのは困難である。
【００７４】
これに対して、本実施形態では、各マイクロレンズ５００によって、電気光学装置に入射される投射光等の光を集光しつつ、平行光を各画素に入射させることが可能である。特に、本実施形態では、画素開口率に応じて、マイクロレンズ基板２０の各マイクロレンズ５００について、レンズの厚みや第１及び第２のレンズ曲面５００ａ及び５００ｂの各々の曲率半径等の形状を調整することにより、各画素で且つ画素内で均一な光分布を得ることが可能である。
【００７５】
従って、本実施形態では、実際に表示に寄与する光量の低下を防ぎ、マイクロレンズ５００によって集光された光を有効に利用することが可能となる。また、各画素において、マイクロレンズ５００によって集光された光の局所的な照射を防止することができる。よって、光の利用効率をより向上させることが可能となり、コントラスト比の低下を防止すると共に、液晶層５０等が光の照射により著しく損傷して劣化するのを防止することができる。従って、本実施形態では、液晶装置において高品質な画像表示を行うことが可能となる。
【００７６】
以上説明した本実施形態では、電気光学装置においてデータ線駆動回路１０１や走査線駆動回路１０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に設ける代わりに、例えばＴＡＢ（Tape Automated bonding）基板上に実装された駆動用ＬＳＩを、外部回路接続端子１０２に異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。また、マイクロレンズ基板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。
【００７７】
尚、上述した電気光学装置では、対向基板として図１及び図２に示した如きマイクロレンズ基板２０を用いているが、このようなマイクロレンズ基板２０を、ＴＦＴアレイ基板１０として利用することも可能である。或いは対向基板として（マイクロレンズ基板２０ではなく）単純にガラス基板等に対向電極や配向膜が形成されたものを使用して、ＴＦＴアレイ基板１０側にマイクロレンズ基板２０を取り付けることも可能である。即ち、本発明のマイクロレンズは、ＴＦＴアレイ基板１０側に作り込むこと或いは取り付けることが可能である。
【００７８】
＜３；マイクロレンズ基板の製造方法＞
次に、本実施形態に係るマイクロレンズ基板２０の製造方法について、図９及び図１０を参照して説明する。図９及び図１０は、製造プロセスの各工程におけるマイクロレンズ基板の構成を、図２（ｂ）の断面図に関して、順を追って概略的に示す工程図である。
【００７９】
先ず、図９（ａ）に示すように、透明基板２１０上に、マスク９０２として例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等によりアモルファスシリコン膜を形成する。マスク９０２は耐フッ酸性を有するＣｒ膜、ポリシリコン膜等でも良い。そして、マスク９０２において、透明基板２１０の各凹部２１２の形成位置に対応する個所に、例えば該マスク９０２に対するフォトリソグラフィ法を用いたパターニングにより、複数の開口部９０２ａを形成する。
【００８０】
その後、図９（ｂ）に示すように、マスク９０２を介して、透明基板２１０に対して、例えばウエットエッチングを施すことにより、複数の凹部２１２を形成する。その後、図９（ｃ）に示すように、マスク９０２を除去する。
【００８１】
尚、透明基板２１０における凹部２１２の形成は、図９を参照して説明した手順に限られず、複数種類のマスクを用いる等により、各凹部２１２を形成してもよい。
【００８２】
その後、図１０（ａ）に示すように、各凹部２１２と接合させて第１の透明材料膜２３０を形成する。より具体的には、第１の透明材料膜２３０は、例えばシート状或いはフィルム状の透明樹脂膜を、各凹部２１２を覆うように配置し、例えば加圧して各凹部２１２と接合させて、透明基板２１０に対して貼り合せることにより形成される。或いは、例えば、スピンコート法やＰＶＤ法等により、第１の透明材料膜２３０を成膜するようにしてもよい。これにより、第１の透明材料膜２３０において、各凹部２１２に対応して、凹部２１２との接合面に第１のレンズ曲面５００ａが形成されると共に、第１のレンズ曲面５００ａと反対側の表面に、第１のレンズ曲面５００ａの形状が転写されて第２のレンズ曲面５００ｂが形成される。尚、第１の透明材料膜２３０の膜厚ｄ１は、例えば１０〜４０μｍ程度で形成される。
【００８３】
よって、本実施形態では、各凹部２１２の形状を調整することにより、マイクロレンズ５００の第１のレンズ曲面５００ａの形状を調整し、更には第２のレンズ曲面５００ｂの形状も調整することができる。
【００８４】
この際、第１の透明材料膜２３０を形成する第１の透明材料のヤング率等の機械特性、粘度等の物理的特性を選択的に調整したり、これらに併せて塗布条件や成膜条件等の製造条件を調整したり、更には膜厚を調整するとよい。これにより、図２（ｂ）に示す、各第２のレンズ曲面５００ｂの曲率半径を、第１のレンズ曲面５００ａよりも小さくしたり、これとは逆に大きくしたりして、独自に調整することができる。
【００８５】
例えば、第１の透明材料膜２３０を、比較的硬い第１の透明材料、即ち比較的ヤング率の大きい材料により形成すれば、第１の透明材料膜２３０において、各第２のレンズ曲面５００ｂの曲率半径Ｒ２を、より大きくすることができる。また、これとは逆に、第１の透明材料膜２３０を、比較的柔らかい第１の透明材料、即ち比較的ヤング率の小さい材料により形成すれば、第１の透明材料膜２３０において、各第２のレンズ曲面５００ｂの曲率半径Ｒ２を、より小さくなるように形成することができる。更に、第１の透明材料膜２３０の膜厚ｄ１を小さくすれば、第２のレンズ曲面５００ｂの曲率半径Ｒ２をより大きくすることもできるし、これに代えて、第１の透明材料膜２３０の膜厚ｄ１を大きくすれば、第２のレンズ曲面５００ｂの曲率半径Ｒ２をより小さく調整することも可能である。
【００８６】
その後、図１０（ｂ）に示すように、第１の透明材料膜２３０よりも上層側に、例えばＰＶＤ法又はＣＶＤ法による成膜か、又は、シート状若しくはフィルム状の透明材料膜を第１の透明材料膜２３０と同様に、第１の透明材料膜２３０に対して貼り合せることにより、第２の透明材料膜２００を形成する。この状態で、第２の透明材料膜２００において、第１の透明材料膜２３０との接合面と反対側の表面において、各凹部２１２の存在に起因する凹凸形状を、透明基板２１０における凹部２１２が形成された側の表面と比較して、より緩和させることができる。
【００８７】
よって、第２の透明材料膜２００の表面では、比較的良好な平坦性を得ることは可能であるが、更に、その後、例えばＣＭＰ処理等の平坦化処理を、図１０（ｃ）に示すように、第２の透明材料膜２００に対して施してもよい。尚、平坦化処理として、ＣＭＰ処理のほか、例えば、第２の透明材料膜２００の表面に対して、コーティングを施す等の種々の手段を用いることができる。
【００８８】
よって、以上説明したような本実施形態によれば、各マイクロレンズ５００をメニスカスレンズとして、より簡易な製造プロセスにより形成することができる。
【００８９】
＜４；変形例＞
次に、変形例について図１１を参照して説明する。図１１は、本変形例におけるマイクロレンズ基板の構成を、図２（ｂ）に対応する断面部分について示す断面図である。
【００９０】
図１１に示すように、透明基板２１０には、凹部２１２の代わりに凸部２１３が形成されるようにしてもよい。この場合、各凸部２１３と接合されて、透明基板２１０より低屈折率の第１の透明材料膜２３０が形成されると共に、第２の透明材料膜２００は、第１の透明材料膜２３０よりも高屈折率となるように形成される。
【００９１】
よって、本変形例によれば、第１の透明材料膜２３０において、各マイクロレンズ５００の第１のレンズ曲面５００ａを凸状のレンズ曲面として形成すると共に、第２のレンズ曲面５００ｂも凸状のレンズ曲面として形成することができる。
【００９２】
このような構成においても、上述した本実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。即ち、より簡易な製造プロセスにより、各マイクロレンズ５００をメニスカスレンズとして形成することができる。
【００９３】
＜５；電子機器＞
次に、上述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一例たる投射型カラー表示装置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１２は、投射型カラー表示装置の図式的断面図である。
【００９４】
図１２において、投射型カラー表示装置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液晶装置を含む液晶モジュールを３個用意し、それぞれ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。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枚のダイクロックミラー１１０８によって、ＲＧＢの三原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ及びＢに分けられ、各色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂにそれぞれ導かれる。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によりそれぞれ変調された三原色に対応する光成分は、ダイクロックプリズム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にカラー画像として投射される。
【００９５】
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、ある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基板及びその製造方法、該マイクロレンズ基板を備えた電気光学装置並びに該電気光学装置を具備してなる電子機器もまた、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】
【００９６】
【図１】図１（ａ）は、マイクロレンズ基板の概略斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’断面部分を含む構成を示す概略斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、マイクロレンズ基板のうち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り、図２（ｂ）は、マイクロレンズの構成を示す拡大断面図である。
【図３】電気光学装置の全体構成を示す平面図である。
【図４】図３のＨ−Ｈ’断面図である。
【図５】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示す図である。
【図６】マイクロレンズ基板における、遮光膜及び開口領域の配置関係を模式的に示す平面図である。
【図７】複数の画素について、図４に示す断面の構成をより詳細に示す図である。
【図８】比較例について、図７に対応する断面部分の構成を示す断面図である。
【図９】製造プロセスの各工程におけるマイクロレンズ基板の構成を、図２（ｂ）の断面図に関して、順を追って概略的に示す工程図（その１）である。
【図１０】製造プロセスの各工程におけるマイクロレンズ基板の構成を、図２（ｂ）の断面図に関して、順を追って概略的に示す工程図（その２）である。
【図１１】本変形例におけるマイクロレンズ基板の構成を、図２（ｂ）に対応する断面部分について示す断面図である。
【図１２】本発明の電子機器の実施形態である投射型カラー表示装置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】
【００９７】
２００…第２の透明材料膜、２１０…透明基板、２１２…凹部、２３０…第１の透明材料膜、５００…マイクロレンズ、５００ａ…第１のレンズ曲面、５００ｂ…第２のレンズ曲面
【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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