(57)【要約】【課題】製造の手間やコストを抑えること。【解決手段】光を透過させる基板の第一面に、曲面状の底部を有する複数の第一凹部を形成する第一凹部形成工程と、前記基板の前記第一面及び複数の前記第一凹部の底部に対して、前記基板とは光屈折率が異なる第一材料を所定の厚さに積層させることで、前記第一凹部の内部を前記第一材料で埋め込むと共に、積層された前記第一材料のうち前記基板とは反対側の第二面において前記第一凹部に沿った形状の第二凹部を形成する第一材料積層工程と、前記第一材料とは光屈折率が異なる第二材料を、複数の前記第二凹部を埋めるように前記第二面に積層させる第二材料積層工程と、少なくとも積層された前記第二材料のうち前記第一材料とは反対側の第三面を研磨する研磨工程とを含む。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を透過させる基板の第一面に、曲面状の底部を有する複数の第一凹部を形成する第一凹部形成工程と、
前記基板の前記第一面及び複数の前記第一凹部の底部に対して、前記基板とは光屈折率が異なる第一材料を所定の厚さに積層させることで、前記第一凹部の内部を前記第一材料で埋め込むと共に、積層された前記第一材料のうち前記基板とは反対側の第二面において前記第一凹部に沿った形状の第二凹部を形成する第一材料積層工程と、
前記第一材料とは光屈折率が異なる第二材料を、複数の前記第二凹部を埋めるように前記第二面に積層させる第二材料積層工程と、
少なくとも積層された前記第二材料のうち前記第一材料とは反対側の第三面を研磨する研磨工程と
を含むマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項２】
前記研磨工程は、前記第二材料を前記第二面の一部が露出するまで研磨することを含む
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】
前記研磨工程は、前記第二材料を前記第二面が露出するまで研磨した後に、さらに前記第一材料の前記基板と反対側の一部を第一材料を研磨することを含む
請求項２に記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項４】
前記第一材料の前記第二面のうち研磨された部分に、遮光部を形成する遮光部形成工程を更に含む
請求項３に記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項５】
前記第二材料及び前記遮光部を覆うように、前記第二面に保護層を形成する保護層形成工程を更に含む
請求項４に記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項６】
前記第一材料として、前記基板よりも光屈折率の高い材料を用いる
請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項７】
前記第二材料として、前記第一材料よりも光屈折率の低い材料を用いる
請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項８】
光を透過可能に形成され、曲面状の底部を有する複数の第一凹部を第一面に有する基板と、
前記基板とは光屈折率が異なる第一材料を用いて前記基板の前記第一面に形成され、前記第一凹部の内部にそれぞれ設けられた第一マイクロレンズを有し、前記基板とは反対側の第二面において前記第一凹部に沿った形状の第二凹部を有する第一材料層と、
前記第一材料とは光屈折率が異なる第二材料を用いて形成され、複数の前記第二凹部を埋めるように形成され、前記第二凹部の内部に第二マイクロレンズを有する第二材料層と
を備え、
各々の前記第二マイクロレンズは、前記第二面に対する傾斜が、中央部から外周部へ向けて徐々に小さくなるように形成されている
マイクロレンズ基板。
【請求項９】
光を透過可能に形成され、曲面状の底部を有する複数の第一凹部を第一面に有する基板と、
光を透過させる第一材料を用いて前記基板の前記第一面に形成され、前記第一凹部の内部にそれぞれ設けられた第一マイクロレンズを有し、前記基板とは反対側の第二面において前記第一凹部に沿った形状の第二凹部を有する第一材料層と、
光を透過させる第二材料を用いて形成され、複数の前記第二凹部を埋めるように形成され、前記第二凹部の内部に第二マイクロレンズを有する第二材料層と、
光屈折率が前記第一材料とほぼ等しい第三材料を用いて形成され、前記第二材料層の前記第二面を覆うように設けられた保護層と
を備える
マイクロレンズ基板。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載のマイクロレンズ基板を備える電気光学装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電気光学装置を備える電子機器。
【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、電気光学装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターのライトバルブとして用いられる液晶装置の画像表示領域には、光を射出する画素部と、当該画素部に電気信号を供給する配線が形成された画素間領域とが設けられている。例えば、液晶装置においては、当該画素間領域は遮光部によって覆われ、遮光部において光が透過しないようになっている。
【０００３】
このような液晶装置においては、画素部から射出される光の光量はできるだけ多く、明るい光であることが望まれており、高い光利用効率を実現することが求められている。これに対して、例えば液晶装置の対向基板などにマイクロレンズを形成することにより、液晶パネルの表示に寄与しない部分に入射した光を、液晶パネルの画素部に収束し、液晶パネルの実質的な開口率の向上を図る構成が知られている。一方、マイクロレンズによっては、集光力が大きくなりすぎ、光のエネルギーが狭い範囲に集中するため、当該集光部に配置された部材が劣化するおそれがあった。また、集光により液晶層への入射光線の角度成分が大きくなり、マイクロレンズがない場合に比べてコントラスト低下を招くという問題もある。
【０００４】
このため、例えば特許文献１の液晶装置は、液晶パネルの対向基板にマイクロレンズ層が２層形成された構成となっている。この構成によれば、第一層のマイクロレンズによって集光された光が、第二層のマイクロレンズにより画素全体に拡散されるため、劣化が生じない程度に光を適度に集光させることができるようになっている。また前記第二層のマイクロレンズにより液晶層への入射光線の角度成分が小さくなる方向へ光が曲げられるため、コントラストの低下を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−７９２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の構成においては、２層のマイクロレンズを形成する際に、レンズの形状を制御するための工程が２回分必要になる。このため、マイクロレンズ基板の製造に際して手間やコストが掛かってしまう。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明は、製造の手間やコストを抑え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、電気光学装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るマイクロレンズ基板の製造方法は、光を透過させる基板の第一面に、曲面状の底部を有する複数の第一凹部を形成する第一凹部形成工程と、前記基板の前記第一面及び複数の前記第一凹部の底部に対して、前記基板とは光屈折率が異なる第一材料を所定の厚さに積層させることで、前記第一凹部の内部を前記第一材料で埋め込むと共に、積層された前記第一材料のうち前記基板とは反対側の第二面において前記第一凹部に沿った形状の第二凹部を形成する第一材料積層工程と、前記第一材料とは光屈折率が異なる第二材料を、複数の前記第二凹部を埋めるように前記第二面に積層させる第二材料積層工程と、少なくとも積層された前記第二材料のうち前記第一材料とは反対側の第三面を研磨する研磨工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、光を透過させる基板の第一面に、曲面状の底部を有する複数の第一凹部を形成し、第一面及び複数の第一凹部の底部に対して、基板とは光屈折率が異なる第一材料を所定の厚さに積層させることで、第一凹部の内部を第一材料で埋め込むと共に、積層された第一材料のうち基板とは反対側の第二面において第一凹部に沿った形状の第二凹部を形成し、第一凹部の内部を第一材料で埋め込むと共に第一材料とは光屈折率が異なる第二材料を、複数の第二凹部を埋めるように第二面に積層させることとしたので、第二材料を積層させる際にはレンズ形状を制御しなくても済むことになり、レンズ形状の制御は第一凹部の形成時のみ行えば良いことになる。これにより、製造の手間やコストを抑えることができる。
【００１０】
上記のマイクロレンズ基板の製造方法において、前記研磨工程は、前記第二材料を前記第二面の一部が露出するまで研磨することを含む。  
本発明によれば、研磨工程において、第二材料を第二面の一部が露出するまで研磨することとしたので、第一材料の第二面側を加工しやすくすることができる。
【００１１】
上記のマイクロレンズ基板の製造方法において、前記研磨工程は、前記第二材料を前記第二面が露出するまで研磨した後に、さらに前記第一材料のうち前記基板と反対側の一部を研磨することを含む。  
本発明によれば、研磨工程において、第二材料を第二面が露出するまで研磨することとしたので、第二凹部の内部に配置される第二材料を第二面との間で面一状態とすることができる。また、その後さらに第一材料のうち基板と反対側の一部を研磨することとしたので、研磨された第一材料の一部に他の層（例、遮光部）などを配置させる場合において、第二材料と当該他の層との間が面一状態となるように調整することができる。
【００１２】
上記のマイクロレンズ基板の製造方法において、研磨された前記第一材料の前記第二面の一部に、遮光部を形成する遮光部形成工程を更に含む。  
本発明によれば、第一材料の第二面のうち研磨された部分に、遮光部を形成することとしたので、第二材料の周囲に到達する光を遮光することができる。
【００１３】
上記のマイクロレンズ基板の製造方法において、前記第二材料及び前記遮光部を覆うように、前記第二面に保護層を形成する保護層形成工程を更に含む。  
本発明によれば、第二材料及び遮光部を覆うように、第二面に保護層を形成することとしたので、信頼性の高いマイクロレンズ基板を製造することができる。
【００１４】
上記のマイクロレンズ基板の製造方法において、前記第一材料として、前記基板よりも光屈折率の高い材料を用いる。  
本発明によれば、第一材料として、基板よりも光屈折率の高い材料を用いることとしたので、基板から第一材料に入射する光を屈折させることができる。
【００１５】
上記のマイクロレンズ基板の製造方法において、前記第二材料として、前記第一材料よりも光屈折率の低い材料を用いる。  
本発明によれば、第二材料として、第一材料よりも光屈折率の低い材料を用いることとしたので、第一材料から第二材料に入射する光を拡散させることができる。
【００１６】
本発明に係るマイクロレンズ基板は、光を透過可能に形成され、曲面状の底部を有する複数の第一凹部を第一面に有する基板と、前記基板とは光屈折率が異なる第一材料を用いて前記基板の前記第一面に形成され、前記第一凹部の内部にそれぞれ設けられた第一マイクロレンズを有し、前記基板とは反対側の第二面において前記第一凹部に沿った形状の第二凹部を有する第一材料層と、前記第一材料とは光屈折率が異なる第二材料を用いて形成され、複数の前記第二凹部を埋めるように形成され、前記第二凹部の内部に第二マイクロレンズを有する第二材料層とを備え、各々の前記第二マイクロレンズは、前記第二面に対する傾斜が、中央部から外周部へ向けて徐々に小さくなるように形成されている。
【００１７】
本発明によれば、第一マイクロレンズの形状を利用して第二マイクロレンズを形成することができるので、第二マイクロレンズを形成する際にはレンズ形状を制御しなくても済むことになり、レンズ形状の制御は第一凹部の形成時のみ行えば良いことになる。これにより、製造の手間やコストを抑えること可能なマイクロレンズ基板を得ることができる。また、第二マイクロレンズの第二面に対する傾斜が、中央部から外周部へ向けて徐々に小さくなるように形成されているので、第二マイクロレンズの外周部に入射する光の入射角を高くすることができる。これにより、光が第二マイクロレンズに対して入射しやすくなるため、光の利用効率を高めることができる。
【００１８】
本発明に係るマイクロレンズ基板は、光を透過可能に形成され、曲面状の底部を有する複数の第一凹部を第一面に有する基板と、光を透過させる第一材料を用いて前記基板の前記第一面に形成され、前記第一凹部の内部にそれぞれ設けられた第一マイクロレンズを有し、前記基板とは反対側の第二面において前記第一凹部に沿った形状の第二凹部を有する第一材料層と、光を透過させる第二材料を用いて形成され、複数の前記第二凹部を埋めるように形成され、前記第二凹部の内部に第二マイクロレンズを有する第二材料層と、光屈折率が前記第一材料とほぼ等しい第三材料を用いて形成され、前記第二材料層の前記第二面を覆うように設けられた保護層とを備える。
【００１９】
本発明によれば、第一マイクロレンズの形状を利用して第二マイクロレンズを形成することができるので、第二マイクロレンズを形成する際にはレンズ形状を制御しなくても済むことになり、レンズ形状の制御は第一凹部の形成時のみ行えば良いことになる。これにより、製造の手間やコストを抑えること可能なマイクロレンズ基板を得ることができる。
【００２０】
本発明に係る電気光学装置は、上記のマイクロレンズ基板を備える。  
本発明によれば、製造の手間やコストを抑えること可能なマイクロレンズ基板を備えるので、所期の品質を備えた安価な電気光学装置を得ることができる。
【００２１】
本発明に係る電子機器は、上記の電気光学装置を備える。  
本発明によれば、所期の品質を備えた安価な電気光学装置を備えるので、所期の表示品質を備えた安価な電子機器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図。
【図２】本実施形態に係る液晶装置の断面構成を示す図。
【図３】本実施形態に係る液晶装置の電気的構成を示す配線図。
【図４】本実施形態に係るマイクロレンズ基板の製造過程を示す図。
【図５】本実施形態に係るマイクロレンズ基板の製造過程を示す図。
【図６】本実施形態に係るマイクロレンズ基板の製造過程を示す図。
【図７】本実施形態に係るマイクロレンズ基板の製造過程を示す図。
【図８】本実施形態に係るマイクロレンズ基板の製造過程を示す図。
【図９】本実施形態に係るマイクロレンズ基板の製造過程を示す図。
【図１０】本発明の第二実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図。
【図１１】本発明の第三実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図。
【図１２】本実施形態に係るマイクロレンズ基板の製造過程を示す図。
【図１３】本実施形態に係るマイクロレンズ基板の製造過程を示す図。
【図１４】本発明の第四実施形態に係るプロジェクターの構成を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［第一実施形態］  
以下、図面を参照して、本発明の第一実施形態を説明する。  
図１は、本実施形態に係る液晶装置１２０の構成を示す平面図である。図２は、液晶装置１２０のＡ−Ａ断面に沿った構成を示す図である。
【００２４】
図１に示すように、液晶装置１２０は、ＴＦＴアレイ基板２２０と対向基板２１０とを重ね合わせるとともに、両者の間に設けられたシール材５２により貼り合わせた構成を有する。シール材５２によって区画された領域内には液晶層２５０が封入されている。シール材５２の形成領域の内側には、遮光性材料からなる周辺見切り５３が形成されている。
【００２５】
シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路４１および外部回路実装端子４２がＴＦＴアレイ基板２２０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路５４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板２２０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路５４の間を接続するための複数の配線５５が設けられている。また、対向基板２１０の角部においては、ＴＦＴアレイ基板２２０と対向基板２１０との間で電気的導通をとるための基板間導通材５６が配設されている。
【００２６】
なお、データ線駆動回路４１および走査線駆動回路５４をＴＦＴアレイ基板２２０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２２０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および機械的に接続するようにしてもよい。
【００２７】
図２に示すように、対向基板２１０は、基材２００、第一レンズ層２０１、第二レンズ層２０２、遮光部２０３、保護層２０４、共通電極２０５及び配向膜２０６を有している。本実施形態では、基材２００、第一レンズ層２０１、第二レンズ層２０２、遮光部２０３及び保護層２０４により、マイクロレンズ基板２３０が構成されている。
【００２８】
基材２００は、例えばガラスや石英など、光透過性を有する材料を用いて構成されている。基材２００は、液晶層２５０側の第一面２００ａに形成された複数の第一凹部２００ｂを有している。複数の第一凹部２００ｂは、平面視で複数の画素の各々と重なり合うように配置されている。本実施形態では、複数の第一凹部２００ｂは、マトリクス状に配列された構成を有している。複数の第一凹部２００ｂの底部は、それぞれ曲面状に形成されている。
【００２９】
第一レンズ層２０１は、複数の第一凹部２００ｂを含む基材２００の第一面２００ａの略全面に積層されている。第一レンズ層２０１は、例えば基材２００よりも光屈折率の高い材料（第一材料）を用いて形成されている。このような第一材料としては、例えばプラズマＣＶＤ法に適用可能な材料（例えば、無機材料）などが挙げられる。
【００３０】
本実施形態では、第一凹部２００ｂの底部が曲面状に形成されているため、基材２００に入射して第一凹部２００ｂに到達した光は、基材２００と第一レンズ層２０１との間の光屈折率の差により、平面視で第一凹部２００ｂの中央部側へ屈折する。このように、第一レンズ層２０１のうち、複数の複数の第一凹部２００ｂの内部に設けられる部分は、光を集光する第一マイクロレンズＭＬ１を構成している。各々の第一マイクロレンズＭＬ１は、平面視で複数の画素の各々と重なり合うように配置される。
【００３１】
第一レンズ層２０１のうち液晶層２５０側の第二面２０１ａには、複数の第二凹部２０１ｂが設けられている。第二凹部２０１ｂは、各第一凹部２００ｂに対して平面視で重なる位置に設けられている。より具体的には、各第二凹部２０１ｂは、平面視で各第一凹部２００ｂの中央部に配置されている。したがって、各第二凹部２０１ｂは、各第一凹部２００ｂと同様、平面視で複数の画素の各々と重なり合うようにマトリクス状に配置されることになる。複数の第二凹部２０１ｂの底部は、それぞれ曲面状に形成されている。
【００３２】
第二レンズ層２０２は、複数の第二凹部２０１ｂの内部に配置されている。第二レンズ層２０２は、各第二凹部２０１ｂを埋めるように形成されている。第二レンズ層２０２は、例えば第一レンズ層２０１よりも光屈折率の低い材料（第二材料）を用いて形成されている。このような第二材料としては、例えば樹脂材料などが挙げられる。
【００３３】
本実施形態では、第二凹部２０１ｂの底部が曲面状に形成されているため、第一レンズ層２０１を透過して第二凹部２０１ｂに到達した光は、第一レンズ層２０１と第二レンズ層２０２の間の光屈折率の差により、平面視で第二凹部２０１ｂの外周側へ屈折する。このように、第二レンズ層２０２は、光の集光状態を調整する第二マイクロレンズＭＬ２を構成している。各々の第二マイクロレンズＭＬ２は、平面視で複数の画素の各々と重なり合うように配置される。
【００３４】
遮光部２０３は、第一レンズ層２０１の第二面２０１ａのうち第二レンズ層２０２から外れた領域に形成されている。平面視において、遮光部２０３と第二レンズ層２０２との間はほぼ隙間無く形成されている。本実施形態では、遮光部２０３は、各第二レンズ層２０２を平面視で囲うように格子状に形成されている。換言すると、第二レンズ層２０２は、平面視で格子状に形成された遮光部２０３に囲まれた領域に形成されている。
【００３５】
また、遮光部２０３は、マイクロレンズ基板２３０の積層方向において、第二レンズ層２０２よりも液晶層２５０側に配置されている。したがって、第二レンズ層２０２は、マイクロレンズ基板２３０の積層方向において、第一レンズ層２０１と遮光部２０３との間に配置されていることになる。
【００３６】
保護層２０４は、第二レンズ層２０２及び遮光部２０３を覆うように形成されている。保護層２０４は、第一レンズ層２０１の第二面２０１ａのほぼ全面に亘って形成されている。共通電極２０５は、保護層２０４のほぼ全面に亘って形成されている。配向膜２０６は、共通電極２０５を覆うように形成されている。
【００３７】
ＴＦＴアレイ基板２２０は、基材２２１、遮光部２２２、絶縁層２２３、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスター）２２４、絶縁層２２５、遮光部２２６、絶縁層２２７、画素電極２２８及び配向膜２２９を有している。
【００３８】
基材２２１は、基材２００と同様、例えばガラスや石英など、光透過性を有する材料を用いて形成されている。遮光部２２２は、基材２２１の液晶層２５０側の第一面２２１ａに設けられている。絶縁層２２３は、遮光部２２２を含む基材２２１の第一面２２１ａを覆うように形成されている。
【００３９】
ＴＦＴ２２４は、画素電極２２８を駆動するスイッチング素子である。当該ＴＦＴ２２４は、不図示の半導体層及びゲート電極を有して構成されている。半導体層には、ソース領域、チャネル領域及びドレイン領域が形成されている。チャネル領域とソース領域、又は、チャネル領域とドレイン領域との界面にはＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域が形成されていてもよい。
【００４０】
ゲート電極は、ＴＦＴアレイ基板２２０上において平面視で半導体層のチャネル領域と重なる領域に絶縁層２２５の一部（ゲート絶縁膜）を介して形成されている。図示を省略しているが、ゲート電極は、下層側に配置された走査線２４２（図３参照）にコンタクトホールを介して電気的に接続されており、走査信号が印加されることによってＴＦＴ２２４をオン／オフ制御している。
【００４１】
遮光部２２２及び遮光部２２６は、上記対向基板２１０の遮光部２０３に平面視で重なるように格子状に形成されている。遮光部２２２及び遮光部２２６は、ＴＦＴアレイ基板２２０の厚さ方向において、ＴＦＴ２２４を挟むように配置されている。遮光部２２２及び遮光部２２６が設けられていることにより、ＴＦＴ２２４への光の入射が抑制されている。遮光部２２２に囲まれている矩形状の領域（開口部２２２ａ）、及び、遮光部２２６に囲まれている矩形状の領域（開口部２２６ａ）は、光が透過する領域となる。
【００４２】
画素電極２２８は、開口部２２２ａ及び開口２２６ａに平面視で重なる領域に設けられている。ＴＦＴ２２４や当該ＴＦＴ２２４に電気信号を供給する不図示の電極や配線等は、遮光部２２２及び遮光部２２６に平面視で重なる領域に設けられている。なお、これらの電極や配線等が遮光部２２２及び遮光部２２６を兼ねた構成であっても構わない。また、配向膜２２９は、画素電極２２８を覆うように形成されている。
【００４３】
液晶層２５０は、対向基板２１０側の配向膜２０６と、ＴＦＴアレイ基板２２０側の配向膜２２９との間に封入されている。
【００４４】
上記のように構成された液晶装置１２０において、例えば対向基板２１０の基材２００に入射した光Ｌ１（平行光）は、第一マイクロレンズＭＬ１によって開口部２０３ｂの中央部側へ屈折される。その後、第二マイクロレンズＭＬ２によって開口部２０３ｂの周縁部側へ屈折される。このため、画素領域の外周部にも光が照射されることになる。
【００４５】
また、基材２００に入射した光Ｌ２については、第二マイクロレンズＭＬ２によってＴＦＴアレイ基板２２０側の遮光部２２２や遮光部２２６から外れた方向に屈折される。更に、基材２００に入射した光Ｌ３のように、第一マイクロレンズＭＬ１によって画素の外部へ屈折される光についても、第二マイクロレンズＭＬ２によって画素の内部に留まるように屈折される。このため、光の利用効率が高められる。
【００４６】
図３は、液晶装置１２０の電気的な構成を示す回路図である。  
図３に示すように、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の各々には、画素電極２２８、及びＴＦＴ２２４が形成されている。ＴＦＴ２２４は、画素電極２２８に電気的に接続されており、液晶装置１２０の動作時において、画素電極２２８に対する画像信号の供給及び非供給を相互に切り替えるように、画素電極２２８をスイッチング制御する。画像信号が供給されるデータ線２４１は、ＴＦＴ２２４のソース領域に電気的に接続されている。
【００４７】
ＴＦＴ２２４のゲートには走査線２４２が電気的に接続されている。液晶装置１２０は、所定のタイミングで、走査線２４２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２２８は、ＴＦＴ２２４のドレインに電気的に接続されている。画素電極２２８には、スイッチング素子であるＴＦＴ２２４を一定期間だけ閉じることにより、データ線２４１から供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、各画素の液晶に所定のタイミングで書き込まれる。
【００４８】
液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極２２８と対向基板２１０に形成された共通電極２０５との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号がリークするのを防止するため、画素電極２２８と容量線２４３との間に蓄積容量２７０が形成され、液晶容量と並列に配置されている。このように、液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶の配向状態が変化する。これにより、液晶に入射した光が変調されて階調表示が可能となる。
【００４９】
液晶層２５０を構成する液晶は、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。例えば、ノーマリーホワイトモードの場合、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する。ノーマリーブラックモードの場合、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し、全体として液晶装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が射出される。
【００５０】
次に、上記のマイクロレンズ基板２３０の製造方法を説明する。  
まず、ガラスや石英などを用いて形成された基材２００を用意する。次に、当該基材２００に対してウエットエッチング処理を行うことにより、図４に示すように、基材２００の第一面２００ａに曲面状の底部を有する複数の第一凹部２００ｂを形成する（第一凹部形成工程）。当該第一凹部２００ｂは、平面視でマトリクス状に配置されるようにする。
【００５１】
次に、基材２００のうち複数の第一凹部２００ｂを含む第一面２００ａのほぼ全面に対して、プラズマＣＶＤ法や蒸着法などの手法により、例えば基材２００よりも光屈折率の高い無機材料（第一材料）の層を形成する（第一材料積層工程）。この工程により、図５に示すように、第一材料層２５１が形成される。
【００５２】
第一材料層２５１は、厚さ方向において、基材２００の第一面２００ａ及び第一凹部２００ｂの形状に沿って形成される。このため、第一材料層２５１の表面２５１ａには、第一凹部２００ｂの形状に沿った第二凹部２０１ｂが形成される。また、この構成においては、第一材料層２５１のうち第一凹部２００ｂの内部に入り込んだ部分によって第一マイクロレンズＭＬ１が形成される。
【００５３】
次に、第二凹部２０１ｂが形成された第一材料層２５１の表面２５１ａに対して、インクジェット法などの手法を用いて、上記の第一材料層２５１よりも光屈折率の低い樹脂材料の層を形成する（第二材料積層工程）。この工程により、図６に示すように、第二材料層２５２が形成される。この工程では、第二材料層２５２が第一材料層２５１の第二凹部２０１ｂに入り込んで第二マイクロレンズＭＬ２が形成されると共に、第二材料層２５２の表面（第三面）２５２ａが平坦に形成される。
【００５４】
次に、例えば化学機械研磨（ＣＭＰ）法などの手法により、第二材料層２５２の表面２５２ａを研磨する（研磨工程）。この工程では、まず第二材料層２５２を研磨して第一材料層２５１を露出させると共に、平面視で第二マイクロレンズＭＬ２の周囲に第一材料層２５１が格子状に形成されるように第一材料層２５１の一部を研磨する。この工程により、図７に示すように、第一レンズ層２０１及び第二レンズ層２０２が形成される。第一レンズ層２０１のうち基材２００とは反対側には、平坦な第二面２０１ａが形成される。また、当該第二面２０１ａは、第二レンズ層２０２と面一状態となる。
【００５５】
その後、上記のように形成された第一レンズ層２０１及び第二レンズ層２０２に対して、図８に示すように、第一レンズ層２０１の第二面２０１ａのうち平面視で第二レンズ層２０２を囲う領域に遮光部２０３を形成する。この工程により、遮光部２０３が第二マイクロレンズＭＬ２との間にほぼ隙間が無いように格子状に形成される。
【００５６】
その後、図９に示すように、第一レンズ層２０１の第二面２０１ａ及び遮光部２０３を覆うように保護層２０４を形成する。以上の工程により、マイクロレンズ基板２３０が形成される。なお、液晶装置１２０の対向基板２１０を形成する場合には、図９に示すように、当該保護層２０４に対して共通電極２０５及び配向膜２０６を積層させる。
【００５７】
以上のように、本実施形態によれば、基材２００の第一面２００ａに第一凹部２００ｂを形成し、第一面２００ａ及び複数の第一凹部２００ｂの底部に対して、第一材料（無機材料）を所定の厚さに積層させて第一材料層２５１を形成することで、第一凹部２００ｂの内部に第一マイクロレンズＭＬ１を形成する。また、第一材料層２５１を形成することにより、当該第一材料層２５１の表面２５１ａにおいては第一凹部２００ｂに沿った形状の第二凹部２０１ｂが形成される。その後、複数の第二凹部２０１ｂを埋めるように表面２５１ａに第二材料層２５２を形成することで、第二凹部２０１ｂの内部に第二マイクロレンズＭＬ２を形成することができる。このように、第二マイクロレンズＭＬ２を形成する際にはレンズ形状を制御しなくても済むことになり、レンズ形状の制御は第一凹部２００ｂの形成時のみ行えば良いことになる。これにより、製造の手間やコストを抑えることができる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、製造の手間やコストを抑えること可能なマイクロレンズ基板２３０を備えるので、所期の品質を備えた安価な液晶装置１２０を得ることができる。
【００５９】
［第二実施形態］  
次に、本発明の第二実施形態を説明する。  
図１０は、本実施形態に係る液晶装置３２０の構成を示す断面図である。  
図１０に示すように、本実施形態では、平面視において、遮光部２０３と第二レンズ層２０２（第二マイクロレンズＭＬ２）との間に隙間が形成された構成となっている。
【００６０】
このような構成においては、基材２００に入射した光Ｌ１〜Ｌ３のうち、例えば光Ｌ１については、第一マイクロレンズＭＬ１によって集光された後、第二マイクロレンズＭＬ２と遮光部２０３との間を通過してＴＦＴアレイ基板２２０側へ進行する。
【００６１】
第二マイクロレンズＭＬ２が遮光部２０３による開口部２０３ｂの全領域に亘って設けられている場合、開口部２０３ｂの外周部に到達した光の一部が遮光部２０３側へ拡散され、例えばＴＦＴアレイ基板２２０側の遮光部２２６や遮光部２２２によって吸収されてしまう可能性が考えられる。これに対して、本実施形態によれば、遮光部２０３による開口部２０３ｂの外周部に到達した光を第二マイクロレンズＭＬ２によって遮光部２０３側へ拡散せずに済むため、光の利用効率を一層高めることができる。
【００６２】
［第三実施形態］  
次に、本発明の第三実施形態を説明する。  
図１１は、本実施形態に係る液晶装置４２０の構成を示す断面図である。  
本実施形態において、第二レンズ層２０２は、断面視で第一レンズ層２０１の第二面２０１ａに対する第二マイクロレンズＭＬ２の傾斜が、当該第二マイクロレンズＭＬ２の中央部から外周部へ向けて徐々に小さくなるように形成されている。また、本実施形態において、遮光部２０３は、平面視において第二マイクロレンズＭＬ２の外周部の一部に重なるように形成されている。
【００６３】
このような構成においては、基材２００に入射した光Ｌ１〜Ｌ３のうち、例えば光Ｌ１のように第二マイクロレンズＭＬ２に外周部側に入射する光の入射角が高くなる。第二マイクロレンズＭＬ２に対して光が入射しやすくなるため、光の利用効率が高められることになる。
【００６４】
上記の構成を製造する場合、まず、上記第一実施形態と同様に、基材２００に対してウエットエッチング処理を行って基材２００の第一面２００ａに曲面状の底部を有する複数の第一凹部２００ｂを形成し（第一凹部形成工程）、基材２００のうち複数の第一凹部２００ｂを含む第一面２００ａのほぼ全面に対して第一材料層２５１を形成し（第一材料積層工程）、第一材料層２５１の表面２５１ａに対して第二材料層２５２を形成して（第二材料積層工程）、図１２に示す構成を形成する。
【００６５】
図１２に示すように、第一材料層２５１の第二面２０１ａは、基材２００の第一面２００ａ側の構成に沿って形成されている。すなわち、第二凹部２０１ｂの底部の傾斜は、当該第二凹部２０１ｂの中央部から外周部へ向けて徐々に小さくなるように形成されている。
【００６６】
その後、研磨工程において、この第二凹部２０１ｂの傾斜の一部を残すように、第二材料層２５２を研磨することにより、図１３に示すように、第二マイクロレンズＭＬ２の傾斜が、当該第二マイクロレンズＭＬ２の中央部から外周部へ向けて徐々に小さくなるように形成される。
【００６７】
その後、第一レンズ層２０１の第二面２０１ａのうち平面視で第二レンズ層２０２を囲う領域に遮光部２０３を形成し、第一レンズ層２０１の第二面２０１ａ及び遮光部２０３を覆うように保護層２０４を形成する。以上の工程により、マイクロレンズ基板２３０が形成される。
【００６８】
以上のように、本実施形態によれば、第一マイクロレンズＭＬ１の形状を利用して第二マイクロレンズＭＬ２を形成することができるので、第二マイクロレンズＭＬ２を形成する際にはレンズ形状を制御しなくても済むことになり、レンズ形状の制御は第一凹部２００ｂの形成時のみ行えば良いことになる。これにより、製造の手間やコストを抑えること可能なマイクロレンズ基板２３０を得ることができる。
【００６９】
また、本実施形態によれば、第二マイクロレンズＭＬ２の第二面２０１ａに対する傾斜が、中央部から外周部へ向けて徐々に小さくなるように形成されているので、第二マイクロレンズＭＬ２の外周部に入射する光の入射角を高くすることができる。これにより、光が第二マイクロレンズＭＬ２に対して入射しやすくなるため、光の利用効率を高めることができる。
【００７０】
［第四実施形態］  
次に、本発明の第四実施形態を説明する。  
図１４は、本実施形態に係るプロジェクター１００の光学系を示す模式図である。  
図１４に示すように、プロジェクター１００は、光源装置１０１と、インテグレーター１０４と、偏光変換素子１０５と、色分離導光光学系１０２と、光変調装置としての液晶光変調装置１１０Ｒ，液晶光変調装置１１０Ｇ， 液晶光変調装置１１０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１１２及び投写光学系１１４と、を具備して構成されている。液晶光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ及び１１０Ｂには、後述するように、液晶装置１２０Ｒ、１２０Ｇ及び１２０Ｂが設けられている。この液晶装置１２０Ｒ、１２０Ｇ及び１２０Ｂとして、例えば上記各実施形態において説明した液晶装置１２０、３２０及び４２０を用いることができる。
【００７１】
光源装置１０１は、第１色光である赤色光（以下、「Ｒ光」という。）、第２色光である緑色光（以下、「Ｇ光」という。）、及び第３色光である青色光（以下、「Ｂ光」という。）を含む光を供給する。光源装置１０１としては、例えば超高圧水銀ランプを用いることができる。
【００７２】
インテグレーター１０４は、光源装置１０１からの光の照度分布を均一化する。照度分布を均一化された光は、偏光変換素子１０５にて特定の振動方向を有する偏光光、例えば色分離導光光学系１０２の反射面に対してｓ偏光したｓ偏光光に変換される。ｓ偏光光に変換された光は、色分離導光光学系１０２を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒに入射する。
【００７３】
色分離導光光学系１０２は、Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒと、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇと、３枚の反射ミラー１０７と、２枚のリレーレンズ１０８と、を具備して構成されている。
【００７４】
Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒは、Ｒ光を透過し、Ｇ光、Ｂ光を反射する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒを透過したＲ光は、反射ミラー１０７に入射する。
【００７５】
反射ミラー１０７は、Ｒ光の光路を９０度折り曲げる。光路を折り曲げられたＲ光は、Ｒ光用液晶光変調装置１１０Ｒに入射する。Ｒ光用液晶光変調装置１１０Ｒは、Ｒ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。
【００７６】
Ｒ光用液晶光変調装置１１０Ｒは、λ／２位相差板１２３Ｒ、ガラス板１２４Ｒ、第１偏光板１２１Ｒ、液晶装置１２０Ｒ、及び第２偏光板１２２Ｒを有する。λ／２位相差板１２３Ｒ及び第１偏光板１２１Ｒは、偏光方向を変換させない透光性のガラス板１２４Ｒに接する状態で配置される。なお、図１において、第２偏光板１２２Ｒは独立して設けられているが、液晶装置１２０Ｒの射出面や、クロスダイクロイックプリズム１１２の入射面に接する状態で配置しても良い。
【００７７】
Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒで反射された、Ｇ光とＢ光とは光路を９０度折り曲げられる。光路を折り曲げられたＧ光とＢ光とは、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇに入射する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇは、Ｇ光を反射し、Ｂ光を透過する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇで反射されたＧ光は、Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇに入射する。Ｇ光用液晶光変調装置１１０ＧはＧ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。Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇは、液晶装置１２０Ｇ、第１偏光板１２１Ｇ及び第２偏光板１２２Ｇを有する。
【００７８】
Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇに入射するＧ光は、ｓ偏光光に変換されている。Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇに入射したｓ偏光光は、第１偏光板１２１Ｇをそのまま透過し、液晶装置１２０Ｇに入射する。液晶装置１２０Ｇに入射したｓ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｇ光がｐ偏光光に変換される。液晶装置１２０Ｇの変調により、ｐ偏光光に変換されたＧ光が、第２偏光板１２２Ｇから射出される。このようにして、Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇで変調されたＧ光は、クロスダイクロイックプリズム１１２に入射する。
【００７９】
Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇを透過したＢ光は、２枚のリレーレンズ１０８と、２枚の反射ミラー１０７とを経由して、Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂに入射する。
【００８０】
Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂは、Ｂ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。Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂは、λ／２位相差板１２３Ｂ、ガラス板１２４Ｂ、第１偏光板１２１Ｂ、液晶装置１２０Ｂ、及び第２偏光板１２２Ｂを有する。
【００８１】
Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂに入射するＢ光は、ｓ偏光光に変換されている。Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂに入射したｓ偏光光は、λ／２位相差板１２３Ｂによりｐ偏光光に変換される。ｐ偏光光に変換されたＢ光は、ガラス板１２４Ｂ及び第１偏光板１２１Ｂをそのまま透過し、液晶装置１２０Ｂに入射する。液晶装置１２０Ｂに入射したｐ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｂ光がｓ偏光光に変換される。液晶装置１２０Ｂの変調により、ｓ偏光光に変換されたＢ光が、第２偏光板１２２Ｂから射出される。Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂで変調されたＢ光は、クロスダイクロイックプリズム１１２に入射する。
【００８２】
このように、色分離導光光学系１０２を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー１０６ＲとＢ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇとは、光源装置１０１から供給される光を、第１色光であるＲ光と、第２色光であるＧ光と、第３色光であるＢ光とに分離する。
【００８３】
色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１１２は、２つのダイクロイック膜１１２ａ、１１２ｂをＸ字型に直交して配置して構成されている。ダイクロイック膜１１２ａは、Ｂ光を反射し、Ｇ光を透過する。ダイクロイック膜１１２ｂは、Ｒ光を反射し、Ｇ光を透過する。このように、クロスダイクロイックプリズム１１２は、Ｒ光用液晶光変調装置１１０Ｒ、Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇ、及びＢ光用液晶光変調装置１１０Ｂでそれぞれ変調されたＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成する。
【００８４】
投写光学系１１４は、クロスダイクロイックプリズム１１２で合成された光をスクリーン１１６に投射する。これにより、スクリーン１１６上でフルカラー画像を得ることができる。
【００８５】
以上のように、本実施形態によれば、所期の品質を備えた安価な液晶装置１２０Ｒ、１２０Ｇ及び１２０Ｂ（液晶装置１２０、３２０又は４２０）を備えるので、所期の表示品質を備えた安価なプロジェクター１００を得ることができる。
【００８６】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。  
例えば、上記実施形態では、第一レンズ層２０１（第一マイクロレンズＭＬ１）と保護層２０４との間で光屈折率が揃うように形成する構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、第一レンズ層２０１と保護層２０４との間で光屈折率が異なるように構成するようにしても構わない。
【符号の説明】
【００８７】
ＭＬ１…第一マイクロレンズ  ＭＬ２…第二マイクロレンズ  １２０、３２０、４２０（１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂ）…液晶装置  ２００…基材  ２００ａ…第一面  ２００ｂ…第一凹部  ２０１…第一レンズ層  ２０１ａ…第二面  ２０１ｂ…第二凹部  ２０２…第二レンズ層  ２０３…遮光部  ２０３ｂ…開口部  ２０４…保護層  ２０５…共通電極  ２０６…配向膜  ２１０…対向基板  ２２０…ＴＦＴアレイ基板  ２２１ａ…第一面  ２２２…遮光部  ２２２ａ…開口部  ２２３…絶縁層  ２２４…ＴＦＴ  ２２５…絶縁層  ２２６…遮光部  ２２６ａ…開口  ２２７…絶縁層  ２２８…画素電極  ２２９…配向膜  ２３０…マイクロレンズ基板  ２５０…液晶層  ２５１…第一材料層  ２５１ａ…表面  ２５２…第二材料層  ２５２ａ…表面  １００…プロジェクター
【図１】
2013057781.tif 000003
【図２】
2013057781.tif 000004
【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】
2013057781.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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