(57)【要約】【課題】優れた表示品質を有し、明るい表示が可能な電気光学装置及び電子機器を提供すること。【解決手段】電気光学装置としての液晶装置１００は、対向配置された第１基板としての素子基板２０及び第２基板としての対向基板３０と、素子基板２０と対向基板３０の間に挟持された電気光学層としての液晶層４０とを備え、素子基板２０は、第１の方向に延在する部分と、第１の方向と交差する第２の方向に延在する部分とにより画素開口部を規定する遮光部（遮光領域２２，２６）と、遮光部の第１の方向に延在する部分と第２の方向に延在する部分との交差部と重なる位置に設けられた画素スイッチング素子としてのＴＦＴ２４と、を含み、対向基板３０は、素子基板２０の遮光部の交差部に対向して島状に配置された第１光発散素子としてのマイクロレンズＭＬ１を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された第１基板及び第２基板と、前記第１基板と前記第２基板の間に挟持された電気光学層とを含む電気光学装置であって、
前記第１基板は、第１の方向に延在する部分と、前記第１の方向と交差する第２の方向に延在する部分とにより画素開口部を規定する遮光部と、
前記遮光部の前記第１の方向に延在する部分と前記第２の方向に延在する部分との交差部と重なる位置に設けられた画素スイッチング素子と、を含み
前記第２基板は、前記第１基板の前記遮光部の前記交差部に対向して島状に配置された第１光発散素子を含むことを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記第２基板から前記第１基板に向かう方向の平面視における前記第１光発散素子の大きさは、前記交差部の仮想外接円の大きさと同じ、または前記仮想外接円の大きさよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記第２基板は、前記第１基板の前記遮光部の前記第１の方向に延在する部分または前記第２の方向に延在する部分に対向して配置された第２光発散素子をさらに含み、
前記平面視における前記第２光発散素子の大きさは、前記第１光発散素子の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記第１光発散素子は、前記第２基板の基材と同種の第１材料からなり、
前記第２基板は、前記基材と前記第１光発散素子との間に、前記第１材料の屈折率よりも大きな屈折率を有する透明層を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記透明層は、前記第１基板から前記第２基板に向かう方向にへこむ凹部を有し、
前記第１光発散素子は、前記第１材料により前記透明層の前記凹部を埋めてなることを特徴とする請求項４に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記第１光発散素子は、前記第２基板の基材と同種の第１材料からなり、多孔質であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記第２基板の基材は、前記第１基板から前記第２基板に向かう方向にへこむ凹部を有し、
前記第１光発散素子は、多孔質な前記第１材料により前記基材の前記凹部を埋めてなることを特徴とする請求項６に記載の電気光学装置。
【請求項８】
前記第２基板は、入射した光を前記画素開口部に向けて集光させるマイクロレンズをさらに含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項９】
前記第２基板は、前記第２基板の基材と前記マイクロレンズとの間に前記基材と同種の第１材料からなる透明層を備え、
前記透明層は前記第１基板から前記第２基板に向かう方向にへこむ凹部を有し、
前記マイクロレンズは、前記基材よりも屈折率が大きい第２材料により前記凹部を埋めてなることを特徴とする請求項８に記載の電気光学装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えた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、照明光が入射する画素を備えた電気光学装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気光学装置として、プロジェクターなどの投射型表示装置の光変調手段（ライトバルブ）に用いられる、例えばアクティブ駆動型の液晶装置が知られている。該液晶装置は、直視型の表示装置に比べて非常に小型であり、画素のサイズが小さいことから、光源からの照明光を効率的に利用して明るい投写映像を実現するために、画素ごとに入射光を集光させる例えばマイクロレンズを備える構成が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１８８１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１によれば、マイクロレンズによって入射光を画素の開口部の中央側に集光させることが可能であるものの、中央側に屈折させる必要がない光まで屈折させると、画素の開口部において液晶層に斜めに入射する光の割合が増えて、コントラストの低下を招くおそれがあるという課題があった。
また、照明光をさらに効率よく利用できるようにすることが求められているという課題もある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係る電気光学装置は、対向配置された第１基板及び第２基板と、前記第１基板と前記第２基板の間に挟持された電気光学層とを含む電気光学装置であって、前記第１基板は、第１の方向に延在する部分と、前記第１の方向と交差する第２の方向に延在する部分とにより画素開口部を規定する遮光部と、前記遮光部の前記第１の方向に延在する部分と前記第２の方向に延在する部分との交差部と重なる位置に設けられた画素スイッチング素子と、を含み、前記第２基板は、前記第１基板の前記遮光部の前記交差部に対向して島状に配置された第１光発散素子を含むことを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、第２基板側から入射する光のうち、第１基板の遮光部の交差部に向かって入射する光を第１光発散素子によって発散させて、発散させた光の一部を遮光部によって規定される画素開口部側に導くことができる。また、画素にマイクロレンズを有する場合に比べて、第１光発散素子は島状に配置されているため、画素開口部に斜めに入射する光の割合を抑えることができる。したがって、斜め光によるコントラストの低下を抑え、第１光発散素子がない場合に比べてより多くの入射光を画素開口部に導いて明るい表示を行うことが可能な電気光学装置を提供できる。
【０００８】
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第２基板から前記第１基板に向かう方向の平面視における前記第１光発散素子の大きさは、前記交差部の仮想外接円の大きさと同じ、または前記仮想外接円の大きさよりも大きいことが好ましい。
この構成によれば、遮光部の交差部に入射する光を効率的に画素開口部に導くことができる。
【０００９】
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第２基板は、前記第１基板の前記遮光部の前記第１の方向に延在する部分または前記第２の方向に延在する部分に対向して配置された第２光発散素子をさらに含み、前記平面視における前記第２光発散素子の大きさは、前記第１光発散素子の大きさよりも小さいことが好ましい。
この構成によれば、遮光部の交差部だけでなく、第１の方向または第２の方向に延在する部分にも島状の第２光発散素子を有しているので、遮光部に入射する光を効率的に画素開口部に導くことができる。また、第２光発散素子は第１光発散素子よりも小さいので、遮光部の第１の方向または第２の方向に延在する部分の幅が交差部よりも狭くても第２光発散素子を配置可能である。
【００１０】
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第１光発散素子は、前記第２基板の基材と同種の第１材料からなり、前記第２基板は、前記基材と前記第１光発散素子との間に、前記第１材料の屈折率よりも大きな屈折率を有する透明層を含むとしてもよい。
この構成によれば、基材側から入射し透明層を透過した光を第１光発散素子で発散させることができる。
【００１１】
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記透明層は、前記第１基板から前記第２基板に向かう方向にへこむ凹部を有し、前記第１光発散素子は、前記第１材料により前記透明層の前記凹部を埋めてなるとしてもよい。
この構成によれば、透明層における凹部をレンズ面とした第１光発散素子を実現できる。
【００１２】
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第１光発散素子は、前記第２基板の基材と同種の第１材料からなり、多孔質であるとしてもよい。
この構成によれば、基材と第１光発散素子とが同種の第１材料であっても、第１光発散素子が基材に比べて多孔質であるため、第１光発散素子の屈折率は基材よりも小さくなる。つまり、基材を透過した第１光発散素子に入射した光は屈折して発散される。
【００１３】
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第２基板の基材は、前記第１基板から前記第２基板に向かう方向にへこむ凹部を有し、前記第１光発散素子は、多孔質な前記第１材料により前記基材の前記凹部を埋めてなるとしてもよい。
この構成によれば、基材における凹部をレンズ面とした第１光発散素子を実現できる。
【００１４】
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第２基板は、入射した光を前記画素開口部に向けて集光させるマイクロレンズをさらに含むことが好ましい。
この構成によれば、画素に入射する光をより効率よく画素開口部に向けて集光させ利用することができる。
【００１５】
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第２基板は、前記第２基板の基材と前記マイクロレンズとの間に前記基材と同種の第１材料からなる透明層を備え、前記透明層は前記第１基板から前記第２基板に向かう方向にへこむ凹部を有し、前記マイクロレンズは、前記基材よりも屈折率が大きい第２材料により前記凹部を埋めてなるとしてもよい。
この構成によれば、基材とマイクロレンズとが一体化されているので、集光構造がシンプルな電気光学装置を提供できる。
【００１６】
［適用例］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、画素に入射する光を効率的に利用して明るい表示が可能な電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係る液晶装置の構成を示す概略平面図。
【図２】第１実施形態に係る液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。
【図３】画素の構成を示す概略平面図。
【図４】（ａ）は図３のＡ−Ａ’線に沿った液晶装置における画素の構造を示す概略断面図、（ｂ）は図３のＢ−Ｂ’線に沿った液晶装置における画素の構造を示す概略断面図。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は対向基板の製造方法を示す概略断面図。
【図６】第２実施形態の電気光学装置としての液晶装置における画素の構造を示す概略断面図。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は第２実施形態の電気光学装置としての液晶装置における対向基板の製造方法を示す概略断面図。
【図８】第３実施形態の電気光学装置としての液晶装置における画素の構成を示す概略平面図。
【図９】図８のＣ−Ｃ‘線に沿った画素の構造を示す概略断面図。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は第３実施形態の液晶装置における対向基板の製造方法を示す概略断面図。
【図１１】（ｅ）〜（ｇ）は第３実施形態の液晶装置における対向基板の製造方法を示す概略断面図。
【図１２】電子機器としての投写型表示装置の構成を示す概略図。
【図１３】（ａ）及び（ｂ）は変形例の第１光発散素子としてのマイクロレンズの配置を示す概略平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【００１９】
なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。
【００２０】
（第１実施形態）
＜電気光学装置＞
本実施形態の電気光学装置として、薄膜トランジスター（Thin  Film  Transistor；ＴＦＴ）を画素のスイッチング素子として備えたアクティブマトリックス型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば、後述する投写型表示装置（液晶プロジェクター）の光変調素子（液晶ライトバルブ）として好適に用いることができるものである。
【００２１】
本実施形態の液晶装置の基本的な構成と構造について、図１〜図４を参照して説明する。図１は第１実施形態に係る液晶装置の構成を示す概略平面図、図２は第１実施形態に係る液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図、図３は画素の構成を示す概略平面図、図４（ａ）は図３のＡ−Ａ’線に沿った液晶装置における画素の構造を示す概略断面図、図４（ｂ）は図３のＢ−Ｂ’線に沿った液晶装置における画素の構造を示す概略断面図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置１００は、対向配置された第１基板としての素子基板２０及び第２基板としての対向基板３０と、素子基板２０と対向基板３０との間に配置された電気光学層としての液晶層４０（図４参照）とを有している。素子基板２０は対向基板３０よりも一回り大きく、両基板は、対向基板３０の外縁に沿って額縁状に配置されたシール材４２を介して貼り合わされている。
【００２３】
液晶層４０は、素子基板２０と対向基板３０とシール材４２とによって囲まれた空間に封入された、正または負の誘電異方性を有する液晶で構成されている。シール材４２は、例えば熱硬化性または紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤からなる。シール材４２には、素子基板２０と対向基板３０との間隔を一定に保持するためのスペーサー（図示省略）が混入されている。
【００２４】
額縁状に配置されたシール材４２の内側には、マトリックス状に配列した複数の画素Ｐを含む表示領域Ｅが設けられている。また、シール材４２と表示領域Ｅとの間に表示領域Ｅを取り囲んで見切り部が設けられている。見切り部は、遮光性の金属あるいは金属化合物などからなる遮光膜３３によって規定されている。なお、表示領域Ｅは、表示に寄与する複数の画素Ｐに加えて、複数の画素Ｐを囲むように配置されたダミー画素を含むとしてもよい。また、詳しくは後述するが、対向基板３０は、表示領域Ｅにおける複数の画素Ｐのそれぞれに対応して配置された第１光発散素子としてのマイクロレンズＭＬ１を備えたレンズ基板１０を含むものである（図４参照）。
【００２５】
素子基板２０には、複数の外部接続端子５４が配列した端子部が設けられている。素子基板２０の該端子部に沿った第１の辺部とシール材４２との間にデータ線駆動回路５１が設けられている。また、第１の辺部に対向する第２の辺部に沿ったシール材４２と表示領域Ｅとの間に検査回路５３が設けられている。さらに、第１の辺部と直交し互いに対向する第３及び第４の辺部に沿ったシール材４２と表示領域Ｅとの間に走査線駆動回路５２が設けられている。第２の辺部のシール材４２と検査回路５３との間に、２つの走査線駆動回路５２を繋ぐ複数の配線５５が設けられている。なお、検査回路５３の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路５１と表示領域Ｅとの間のシール材４２の内側に沿った位置に設けてもよい。
【００２６】
これらデータ線駆動回路５１、走査線駆動回路５２に繋がる配線は、第１の辺部に沿って配列した複数の外部接続端子５４に接続されている。以降、第１の辺部に沿った方向をＸ方向とし、第３の辺部に沿った方向をＹ方向として説明する。また、Ｘ方向及びＹ方向と直交し、素子基板２０から対向基板３０に向かう方向をＺ方向とする。本明細書では、Ｚ方向に沿って対向基板３０側から見ることを「平面視」という。なお、Ｘ方向が本発明における第１の方向の一例であり、Ｙ方向が本発明の第２の方向の一例である。また、第１の方向をＹ方向とし、第２の方向をＸ方向としてもよい。
【００２７】
次に図２を参照して、液晶装置１００の電気的な構成について説明する。液晶装置１００は、少なくとも表示領域Ｅにおいて互いに絶縁されて直交する信号配線としての複数の走査線２及び複数のデータ線３と、走査線２に沿って平行に配置された容量線４とを有する。走査線２が延在する方向がＸ方向であり、データ線３が延在する方向がＹ方向である。
【００２８】
走査線２、データ線３及び容量線４と、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極２８と、画素スイッチング素子としてのＴＦＴ２４と、蓄積容量５とが設けられ、これらが画素Ｐの画素回路を構成している。
【００２９】
走査線２はＴＦＴ２４のゲートに電気的に接続され、データ線３はＴＦＴ２４のソースに電気的に接続されている。画素電極２８はＴＦＴ２４のドレインに電気的に接続されている。
【００３０】
データ線３はデータ線駆動回路５１（図１参照）に接続されており、データ線駆動回路５１から供給される画像信号Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎを画素Ｐに供給する。走査線２は走査線駆動回路５２（図１参照）に接続されており、走査線駆動回路５２から供給される走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｍを画素Ｐに供給する。
【００３１】
データ線駆動回路５１からデータ線３に供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線３同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路５２は、走査線２に対して、走査信号Ｇ１〜Ｇｍを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。
【００３２】
液晶装置１００は、画素スイッチング素子であるＴＦＴ２４が走査信号Ｇ１〜Ｇｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線３から供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎが所定のタイミングで画素電極２８に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極２８を介して液晶層４０に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、画素電極２８と液晶層４０を介して対向配置された共通電極３５（図４参照）との間で一定期間保持される。画像信号Ｄ１〜Ｄｎの周波数は例えば６０Ｈｚである。
【００３３】
保持された画像信号Ｄ１〜Ｄｎがリークするのを防止するため、画素電極２８と共通電極３５との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量５が接続されている。蓄積容量５は、ＴＦＴ２４のドレインと容量線４との間に設けられている。
【００３４】
なお、図１に示した検査回路５３には、データ線３が接続されており、液晶装置１００の製造過程において、上記画像信号を検出することで液晶装置１００の動作欠陥などを確認できる構成となっているが、図２の等価回路では図示を省略している。
【００３５】
本実施形態における画素回路を駆動制御する周辺回路は、データ線駆動回路５１、走査線駆動回路５２、検査回路５３を含んでいる。また、周辺回路は、上記画像信号をサンプリングしてデータ線３に供給するサンプリング回路、データ線３に所定電圧レベルのプリチャージ信号を上記画像信号に先行して供給するプリチャージ回路を含むものとしてもよい。
【００３６】
次に、図３を参照して画素Ｐの平面的な構成について説明する。図３に示すように、表示領域Ｅには、Ｘ方向に延在する部分と、Ｙ方向に延在する部分とを有する遮光部としての遮光領域が設けられている。遮光領域は、後述するように、素子基板２０において、第１遮光層２２と第２遮光層２６とにより構成されていることから（図４（ａ）参照）、符号２２，２６を付与して遮光領域２２，２６と呼ぶこととする。
複数本のＸ方向に延在する部分と、複数本のＹ方向に延在する部分とが互いに交差して格子状の遮光領域２２，２６を構成している。格子状の遮光領域２２，２６によって表示領域Ｅに入射する光が画素Ｐごとに通過する開口領域２２ａ，２６ａ、すなわち画素開口部が規定されている。
【００３７】
遮光領域２２，２６のＸ方向に延在する部分と、Ｙ方向に延在する部分とは、同じ大きさの幅になっている。Ｘ方向に延在する部分と、Ｙ方向に延在する部分とが交差した交差部２２ｃ，２６ｃは、他の部分に比べて幅が拡張されている。したがって、交差部２２ｃ，２６ｃだけを取り出してみると、その平面形状は、正方形（四角形）となっている。
【００３８】
液晶装置１００の画素Ｐにおける詳しい構造については後述するが、画素スイッチング素子としてのＴＦＴ２４は、遮光領域２２，２６の交差部２２ｃ，２６ｃと重なる位置において素子基板２０側に配置されている。また、第１光発散素子としてのマイクロレンズＭＬ１は、同じく遮光領域２２，２６の交差部２２ｃ，２６ｃと重なる位置において対向基板３０側に配置されている。マイクロレンズＭＬ１は平面視で円形であり、その外縁が正方形（四角形）の交差部２２ｃ，２６ｃにおける角部と接するように配置されている。
つまり、対向基板３０から素子基板２０を見たときの平面視におけるマイクロレンズＭＬ１の大きさ（直径）は、交差部２２ｃ，２６ｃの仮想外接円の大きさ（直径）と同じである。
【００３９】
さらに、遮光領域２２，２６のＸ方向に延在する部分の中間的な位置、つまり交差部２２ｃ，２６ｃとＸ方向に隣り合う交差部２２ｃ，２６ｃとの間と、Ｙ方向に延在する部分の中間的な位置、つまり交差部２２ｃ，２６ｃとＹ方向に隣り合う交差部２２ｃ，２６ｃとの間とにおいて、マイクロレンズＭＬ１と離間して第２光発散素子としてのマイクロレンズＭＬ２が対向基板３０側に配置されている。円形のマイクロレンズＭＬ２の大きさ（直径）は、遮光領域２２，２６のＸ方向及びＹ方向における幅と同じである。つまり、平面視におけるマイクロレンズＭＬ２の大きさ（直径）は、マイクロレンズＭＬ１の大きさ（直径）よりも小さい。言い換えると、遮光領域２２，２６のＸ方向に延在する部分の中間的な位置に設けられたマイクロレンズＭＬ２のＹ方向の長さは、マイクロレンズＭＬ１のＹ方向の長さよりも小さい。遮光領域２２，２６のＹ方向に延在する部分の中間的な位置に設けられたマイクロレンズＭＬ２のＸ方向の長さは、マイクロレンズＭＬ１のＸ方向の長さよりも小さい。
【００４０】
なお、前述したように、素子基板２０と対向基板３０とは液晶層４０を介してシール材４２で貼り合わされる。したがって、貼り合わせ時の位置精度（例えばおよそ±０．１ｍｍ）を考慮して、マイクロレンズＭＬ１の大きさ（直径）を交差部２２ｃ，２６ｃの仮想外接円の大きさよりもやや大きくしておくこと、及びマイクロレンズＭＬ２の大きさ（直径）を遮光領域２２，２６のＸ方向及びＹ方向の幅よりもやや大きくしておくことが後述する光利用効率の点で好ましい。
【００４１】
次に、図４（ａ）及び（ｂ）を参照して、液晶装置１００（液晶パネル１１０）の画素Ｐの構造について説明する。なお、図４（ａ）は図３のＡ−Ａ’線に沿った断面図であることから画素Ｐの対角方向における構造を示すものである。一方で図４（ｂ）は図３のＢ−Ｂ’線に沿った断面図であることから、遮光領域２２，２６のＹ方向に延在する部分をＸ方向に横断する画素Ｐの構造を示すものである。
【００４２】
図４（ａ）に示すように、素子基板２０は、透光性の基材２１と、基材２１上に設けられた、第１遮光層２２と、絶縁膜２３と、ＴＦＴ２４と、第１層間絶縁膜２５と、第２遮光層２６と、第２層間絶縁膜２７と、画素電極２８と、配向膜２９とを備えている。基材２１は、例えばガラスや石英などの透光性を有する材料が用いられている。なお、本実施形態における「透光性」とは、可視光波長領域の光を概ね８０％以上、好ましくは９０％以上透過させることを言う。
【００４３】
第１遮光層２２及び第２遮光層２６は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、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）などの金属のうちの少なくとも１つを含む金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、ナイトライド、あるいはこれらが積層されたものを用いることができ、遮光性と導電性とを兼ね備えている。
第１遮光層２２は、上層の第２遮光層２６に平面視で重なって格子状の遮光領域２２，２６を構成するように配置されており、素子基板２０の厚さ方向（Ｚ方向）において、ＴＦＴ２４を間に挟むように配置されている。第１遮光層２２及び第２遮光層２６により、ＴＦＴ２４への光の入射が抑制される。第１遮光層２２及び第２遮光層２６に囲まれた領域は、光が素子基板２０を透過する開口領域２２ａ，２６ａ（画素開口部）となる。
【００４４】
絶縁膜２３は、基材２１と第１遮光層２２とを覆うように設けられている。絶縁膜２３は、例えば、ＳｉＯ2などの無機材料からなる。ＴＦＴ２４は、絶縁膜２３上に設けられている。図示を省略するが、ＴＦＴ２４は、半導体層、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を有している。
【００４５】
ゲート電極は、素子基板２０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第１層間絶縁膜２５の一部（ゲート絶縁膜）を介して対向配置されている。
第１遮光層２２は、その一部が走査線２（図２参照）として機能するようにパターニングされている。ゲート電極は、ゲート絶縁膜と絶縁膜２３を貫通するコンタクトホールを介して下層側に配置された走査線２に電気的に接続されている。
【００４６】
第１層間絶縁膜２５は、絶縁膜２３とＴＦＴ２４とを覆うように設けられている。第１層間絶縁膜２５は、例えば、ＳｉＯ2などの無機材料からなる。第１層間絶縁膜２５は、ＴＦＴ２４の半導体層とゲート電極との間を絶縁するゲート絶縁膜を含む。第１層間絶縁膜２５により、ＴＦＴ２４に起因する表面の凹凸が緩和される。
第１層間絶縁膜２５上には、第２遮光層２６が設けられている。第２遮光層２６は、ＴＦＴ２４に電気的に接続される、例えば、データ線３や容量線４、あるいは蓄積容量５の電極のいずれかとして機能するようにパターニングされている。そして、第１層間絶縁膜２５と第２遮光層２６とを覆うように、無機材料からなる第２層間絶縁膜２７が設けられている。
【００４７】
画素電極２８は、例えば、ＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）やＩＺＯ（Indium  Zinc  Oxide）などの透明導電膜からなり、第２層間絶縁膜２７上に、画素Ｐに対応して設けられている。画素電極２８は、第１遮光層２２の開口部２２ａ及び第２遮光層２６の開口部２６ａに平面視で重なる領域に配置されている（図３参照）。また、画素電極２８の外縁は、平面視で第２遮光層２６（遮光領域２２，２６）と重なるように配置されている（図３参照）。
【００４８】
画素電極２８を覆う配向膜２９は、正の誘電異方性を有する液晶（液晶分子）を略水平配向させることが可能な例えばポリイミドなどの有機樹脂材料や、負の誘電異方性を有する液晶（液晶分子）を略垂直配向させることが可能な例えば酸化シリコンなどの無機材料を用いることができる。
【００４９】
液晶層４０を構成する液晶は、画素電極２８と共通電極３５との間に印加される電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化することにより、液晶層４０に入射する光を変調し、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Ｐ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Ｐ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１００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。本実施形態では、対向基板３０側から光が入射して液晶層４０を透過し、素子基板２０側から射出されることを前提に、液晶装置１００が構成されている。
【００５０】
対向基板３０は、レンズ基板１０と、光路長調整層３１と、共通電極３５と、配向膜３６とを備えている。なお、図４（ａ）には図示されていないが、表示領域Ｅの外側であってレンズ基板１０と光路長調整層３１との間に見切り部としての遮光膜３３（図１参照）が設けられている。
レンズ基板１０は、透光性の基材１１と、透明層１２と、マイクロレンズＭＬ１を含むレンズ層１３と、を備えている。なお、レンズ基板１０は、前述した遮光膜３３、光路長調整層３１を含む構成としてもよい。また、遮光膜３３は、透明層１２とレンズ層１３との間あるいは光路長調整層３１と共通電極３５との間に配置されていてもよい。
【００５１】
基材１１は、例えばガラスや石英などの透光性を有する材料が用いられている。基材１１の液晶層４０側に透明層１２が設けられている。基材１１が、例えば、屈折率ｎがおよそ１．４６の第１材料としてのＳｉＯ２を主材とする石英基板であるとすると、透明層１２は、第１材料よりも屈折率ｎが大きい第２材料としての例えばＳｉＯＮ（屈折率ｎが１．５０〜１．７０）、Ａｌ2Ｏ3（屈折率ｎがおよそ１．７６）などで構成されている。
透明層１２の液晶層４０側の表面には、基材１１に向かってへこむ複数の凹部１２ａが形成されている。各凹部１２ａは、素子基板２０側の第１遮光層２２及び第２遮光層２６、つまり遮光領域２２，２６の交差部２２ｃ，２６ｃに対向する位置に設けられている。凹部１２ａはマイクロレンズＭＬ１におけるレンズ面を構成するものである。以降、凹部１２ａをレンズ面１２ａと呼ぶ。
【００５２】
レンズ層１３は、透明層１２の複数のレンズ面１２ａを埋めてなる複数のマイクロレンズＭＬ１を含んでいる。レンズ層１３は、透光性を有し、基材１１と屈折率ｎがほぼ同じ第１材料からなる。例えば、基材１１の屈折率ｎがおよそ１．４６の石英基板であるとすると、レンズ層１３を構成する第１材料としては、ＳｉＯ2（屈折率ｎがおよそ１．４６）などが挙げられる。つまり、レンズ層１３は、透明層１２よりも屈折率ｎが小さい。なお、屈折率ｎは、基材１１や透明層１２、レンズ層１３を透過する光の波長に依存する。
【００５３】
レンズ層１３の詳しい形成方法については後述するが、透明層１２の一方の表面をエッチングしてレンズ面１２ａを形成し、上述した材料でレンズ面１２ａを埋めることにより、曲面状のレンズ面１２ａを有するマイクロレンズＭＬ１が形成される。
【００５４】
レンズ層１３の液晶層４０側の表面は平坦化されており、当該表面を覆って光路長調整層３１が設けられている。光路長調整層３１は、透光性を有し、例えば、基材１１とほぼ同じ屈折率ｎを有する無機材料からなる。光路長調整層３１は、レンズ基板１０の液晶層４０に面する側の表面を平坦化すると共に、マイクロレンズＭＬ１によって発散された光が開口領域２２ａ，２６ａをより多く通過するように、層厚を調整して設けられている。
【００５５】
光路長調整層３１を覆って共通電極３５が設けられている。共通電極３５は、複数の画素Ｐに跨って形成され、液晶層４０を挟んで画素電極２８と対向する対向電極である。共通電極３５は、例えば、ＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）やＩＺＯ（Indium  Zinc  Oxide）などの透明導電膜が用いられる。共通電極３５は、液晶層４０を挟んで複数の画素電極２８と対向して配置されるので、画素Ｐごとに所望の光学特性を実現するためには、共通電極３５の表面が平坦であることが好ましい。なお、共通電極３５は、対向基板３０の角部に設けられた上下導通部５６を介して、素子基板２０の外部接続端子５４に繋がる配線と電気的に接続されている（図１参照）。
【００５６】
共通電極３５を覆って配向膜３６が設けられている。配向膜３６は、素子基板２０側の配向膜２９と同様に、例えばポリイミドなどの有機樹脂材料や、酸化シリコンなどの無機材料を用いて形成される。前述したように、配向膜２９，３６の材料選択や配向処理の方法は、液晶装置１００の光学設計に基づく液晶の選定や表示モードによる。
【００５７】
一方で、図４（ｂ）に示すように、画素Ｐの中央部をＸ方向に沿って切った断面において、レンズ基板１０は、第２遮光層２６と平面視で重なる位置にマイクロレンズＭＬ２を有している。マイクロレンズＭＬ２は、透明層１２の第２遮光層２６と重なる位置に設けられた凹部１２ｂ（以降、レンズ面１２ｂと呼ぶ）をレンズ層１３によって埋めることにより構成されている。なお、図示していないが、画素Ｐの中央部をＹ方向に沿って切った断面において、レンズ基板１０は、第１遮光層２２と重なる位置にマイクロレンズＭＬ２を有している。なお、前述したように、平面視におけるマイクロレンズＭＬ２の大きさ（直径）は、マイクロレンズＭＬ１の大きさ（直径）よりも小さい。また、本実施形態では、Ｙ方向に延在する第２遮光層２６と重なる位置に設けられたマイクロレンズＭＬ２の大きさ（直径）と、Ｘ方向に延在する第１遮光層２２と重なる位置に設けられたマイクロレンズＭＬ２の大きさ（直径）とは同じであるが、大きさ（直径）を異ならせてもよい。
【００５８】
次に、図４（ａ）及び（ｂ）を参照して、開口領域２２ａ，２６ａすなわち画素開口部に入射する光について説明する。図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、対向基板３０の法線方向に沿って画素Ｐの中央部に対向基板３０側から入射する入射光Ｌ１は、そのまま直進して、対向基板３０、液晶層４０を通過して素子基板２０の開口領域２２ａ，２６ａから射出される。入射光Ｌ１に対して平行であり、マイクロレンズＭＬ１の中心を通る入射光Ｌ３は、マイクロレンズＭＬ１、液晶層４０を通過して第２遮光層２６に至り遮光される。同様に、入射光Ｌ１に対して平行であり、マイクロレンズＭＬ２の中心を通る入射光Ｌ５は、マイクロレンズＭＬ２、液晶層４０を通過して第２遮光層２６に至り遮光される。
【００５９】
一方で、入射光Ｌ１に対して平行であり、マイクロレンズＭＬ１の中心から外れた部分に入射した入射光Ｌ２は、屈折率ｎが異なる透明層１２とマイクロレンズＭＬ１との境界であるレンズ面１２ａで屈折して発散し、液晶層４０を通過して開口領域２２ａ，２６ａに至り素子基板２０側から射出される。同様に、入射光Ｌ１に対して平行であり、マイクロレンズＭＬ２の中心から外れた部分に入射した入射光Ｌ６は、屈折率ｎが異なる透明層１２とマイクロレンズＭＬ２との境界であるレンズ面１２ｂで屈折して発散し、液晶層４０を通過して開口領域２６ａに至り素子基板２０側から射出される。
【００６０】
図４では、対向基板３０側から入射する入射光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ５，Ｌ６をＺ方向に沿った平行光として説明したが、実際にはＺ方向に対して交差し、対向基板３０の一方の表面に斜めに入射する入射光もあり得る。このように斜めに入射する入射光がマイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２に入射した場合にも上述した入射光の発散効果が得られる。
【００６１】
＜対向基板３０の製造方法＞
次に、図５を参照して対向基板３０の製造方法について説明する。図５（ａ）〜（ｆ）は対向基板の製造方法を示す概略断面図である。詳しくは、図４（ａ）に相当する概略断面図である。
【００６２】
本実施形態の対向基板３０の製造方法は、まず、図５（ａ）に示すように、例えば石英基板を用いた基材１１の一方の表面に、基材１１よりも屈折率ｎが大きいＳｉＯＮ（酸化窒化シリコン）を成膜して透明層１２を形成する。透明層１２の形成方法としては蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などが挙げられる。本実施形態ではプラズマＣＶＤ法により膜厚がおよそ２μｍ〜３μｍの透明層１２を形成した。なお、透明層１２の膜厚は、少なくとも図３におけるマイクロレンズＭＬ１の半径より大きくなければならない。また、膜厚の上限値は、透明層１２の成膜工程の膜厚公差、後述するレンズ面１２ａの深さ公差、生産能力などを勘案し、製造上好ましい値を設定すればよい。
【００６３】
次に、図５（ｂ）に示すように、透明層１２にレンズ面１２ａを形成するためのマスク７１を形成する。マスク７１には平面視でレンズ面１２ａの中心となる部分に、平面視で円形の開口７２が形成されている。このようなマスク７１の形成方法としては、透明層１２の一方の表面に例えばポリシリコン膜を成膜し、成膜されたポリシリコン膜をフォトリソグラフィ法でパターニングして開口７２を形成する方法が挙げられる。なお、マスク７１にはアモルファスシリコン膜を用いてもよい。
【００６４】
次に、図５（ｃ）に示すように、マスク７１を介して透明層１２を等方性エッチングする。等方性エッチングとしては、例えばリン酸を含むエッチング液を用いたウェットエッチングが挙げられる。エッチング液が開口７２を通じて接することにより透明層１２がエッチングされる。エッチング時間を制御することで、遮光領域２２，２６の交差部２２ｃ，２６ｃの大きさに対応した所望の大きさのレンズ面１２ａが透明層１２にエッチング形成される。この後、マスク７１は例えばドライエッチングを施すことで除去される。
【００６５】
なお、図５（ｂ）及び（ｃ）には、図示していないが、透明層１２にレンズ面１２ａの他にレンズ面１２ｂを形成する方法の一例としては、マスク７１に開口７２よりも小さい直径の開口を同時に形成し、マスク７１を介して透明層１２をエッチングする方法が挙げられる。また、レンズ面１２ａとレンズ面１２ｂとをそれぞれ異なる工程で形成してもよい。その際には、直径が小さいレンズ面１２ｂの方を先に形成することが、レンズ面１２ａを形成するためのマスク７１を形成する際にレンズ面１２ｂを被覆する必要がある点で好ましい。
【００６６】
次に、図５（ｄ）に示すように、透明層１２に形成された凹状（半球面状）のレンズ面１２ａを埋めるようにレンズ層前駆体１３Ｐを形成する。レンズ層前駆体１３Ｐの形成方法としては、透明層１２の表面における凹凸を十分に被覆して埋めることが可能な例えばプラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＯ2（酸化シリコン）膜を成膜する。ＳｉＯ2膜の膜厚は例えばおよそ３μｍ〜６μｍである。レンズ層前駆体１３Ｐの膜厚は、少なくとも図３におけるマイクロレンズＭＬ１の半径より大きくなければならない。一方、膜厚の上限値は、レンズ面１２aの深さ公差、レンズ層前駆体１３Ｐの膜厚公差、平坦化処理工程の加工公差、生産能力などを勘案し、製造上好ましい値を設定すればよい。
成膜後のレンズ層前駆体１３Ｐの表面にはレンズ面１２ａの影響を受けた凹凸が生ずる。そこで、この凹凸を解消すべく、レンズ層前駆体１３Ｐに平坦化処理を施す。平坦化処理の方法としては、ＣＭＰ（Chemical  Mechanical  polishing）処理が挙げられる。これにより、図５（ｅ）に示すように、レンズ面１２ａを埋めてマイクロレンズＭＬ１が形成され、一方の表面１３ａが平坦なレンズ層１３が形成される。つまり、マイクロレンズＭＬ１を有するレンズ基板１０ができあがる。なお、より平坦な表面１３ａを実現すべくＣＭＰ処理とエッチング処理とを組み合わせて平坦化処理を行ってもよい。なお、図５（ｄ）には図示していないが、レンズ層前駆体１３Ｐは、レンズ面１２ａだけでなくレンズ面１２ｂも埋めるように形成され、平坦化処理によってマイクロレンズＭＬ２がマイクロレンズＭＬ１と同時に形成される。
【００６７】
次に、図５（ｆ）に示すように、レンズ層１３の表面１３ａに光路長調整層３１と共通電極３５とを順次積層して形成する。光路長調整層３１の形成方法としては、レンズ層１３と同じ材料（酸化シリコン）を用いて、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法により成膜する方法が挙げられる。共通電極３５の形成方法としては、例えばスパッタ法によりＩＴＯ膜やＩＺＯ膜を成膜する方法が挙げられる。これにより、マイクロレンズＭＬ１（及びマイクロレンズＭＬ２）を有するレンズ基板１０を含む対向基板３０ができあがる。なお、この後、液晶装置１００の光学設計に基づいて、対向基板３０の共通電極３５には配向膜３６が積層して形成される。
【００６８】
上記第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）液晶装置１００（液晶パネル１１０）は、画素Ｐの画素開口部を規定する遮光領域２２，２６の交差部２２ｃ，２６ｃと重なる位置において、対向基板３０側に島状に配置された第１光発散素子としてのマイクロレンズＭＬ１を有する。さらに、遮光領域２２，２６のＸ方向及びＹ方向に延在する部分の中間的な位置において、対向基板３０側に島状に配置された第２光発散素子としてのマイクロレンズＭＬ２を有する。
したがって、画素Ｐに入射する光を画素開口部に集光させるマイクロレンズを備える場合に比べて、本来屈折させる必要がない光はそのまま画素開口部に入射させ、遮光領域２２，２６によって遮られてしまう入射光Ｌ２，Ｌ６をマイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２によって発散させて画素開口部に導くことができる。また、本来屈折させる必要がない光はそのまま画素開口部に入射するので、液晶層４０をＺ方向に対して斜めに通過する光が減少して液晶分子の配向に起因するコントラストの低下を抑制することができる。つまり、対向基板３０側から入射する入射光の利用効率が改善され明るい表示が可能であると共に、優れた表示品質を有する液晶装置１００（液晶パネル１１０）を提供できる。
（２）平面視におけるマイクロレンズＭＬ１の大きさは、遮光領域２２，２６の交差部２２ｃ，２６ｃの仮想外接円と同じ大きさまたはそれよりもやや大きいので、仮想外接円より小さい場合に比べて、交差部２２ｃ，２６ｃに入射する可能性がある光を画素開口部に効率的に導くことができる。マイクロレンズＭＬ２についても遮光領域２２，２６のＸ方向に延在する部分とＹ方向に延在する部分に入射する可能性がある光の一部を画素開口部に効率的に導くことができる。
（３）マイクロレンズＭＬ１は、遮光領域２２，２６の交差部２２ｃ，２６ｃに対向する位置において対向基板３０側に配置されている。したがって、交差部２２ｃ，２６ｃ向かって入射する光がマイクロレンズＭＬ１によって発散されるので、交差部２２ｃ，２６ｃと重なって配置されたＴＦＴ２４が光誤動作（光リークなど）を起こすことをより確実に防止できる。
【００６９】
（第２実施形態）
＜電気光学装置＞
次に、第２実施形態の電気光学装置について、図６を参照して説明する。図６は第２実施形態の電気光学装置としての液晶装置における画素の構造を示す概略断面図である。第２実施形態の電気光学装置としての液晶装置は、上記第１実施形態の液晶装置１００に対して対向基板３０の構成を異ならせたものである。したがって、液晶装置１００と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。図６は上記第１実施形態の図４（ａ）に相当する概略断面図である。
【００７０】
図６に示すように、本実施形態の液晶装置２００（液晶パネル２１０）は、素子基板２０と、対向基板３０Ｂと、両基板の間に挟持された液晶層４０とを備えている。
対向基板３０Ｂは、レンズ基板１０Ｂと、光路長調整層３１と、共通電極３５と、配向膜３６とを有する。レンズ基板１０Ｂは、基材１１と、レンズ層１３Ｂとを有する。基材１１のレンズ層１３Ｂ側の表面には半球面状の凹部１１ａ（以降、レンズ面１１ａと呼ぶ）が形成されており、レンズ面１１ａをレンズ層１３Ｂで埋めることによりマイクロレンズＭＬ１が形成されている。レンズ面１１ａは、素子基板２０側における遮光領域２２，２６の交差部２２ｃ，２６ｃ（図３参照）と重なる位置において基材１１に形成されている。平面視におけるレンズ面１１ａの大きさ（直径）は、交差部２２ｃ，２６ｃの仮想外接円の大きさと同じまたはやや大きい。
【００７１】
基材１１は、透光性の例えば石英基板であり、レンズ層１３Ｂは基材１１と同種の第１材料を用いて多孔質となるように形成されている。したがって、基材１１とレンズ層１３Ｂが同種の第１材料によって構成されていても、レンズ層１３Ｂの屈折率ｎは基材１１よりも小さくなる。ゆえに、図６に示すように、対向基板３０Ｂの法線方向に沿って画素Ｐの中央部に対向基板３０Ｂ側から入射する入射光Ｌ１は、そのまま直進して、対向基板３０Ｂ、液晶層４０を通過して素子基板２０の開口領域２２ａ，２６ａから射出される。入射光Ｌ１に対して平行であり、マイクロレンズＭＬ１の中心を通る入射光Ｌ３は、マイクロレンズＭＬ１、液晶層４０を通過して第２遮光層２６に至り遮光される。
【００７２】
一方で、入射光Ｌ１に対して平行であり、マイクロレンズＭＬ１の中心から外れた部分に入射した入射光Ｌ２は、屈折率ｎが異なる基材１１とマイクロレンズＭＬ１との境界であるレンズ面１１ａで屈折して発散し、液晶層４０を通過して開口領域２２ａ，２６ａに至り素子基板２０側から射出される。
【００７３】
なお、レンズ基板１０Ｂは、上記第１実施形態と同様に、遮光領域２２，２６のうちＸ方向及びＹ方向に延在する部分の中間的な位置において、島状に配置されたマイクロレンズＭＬ２を有していてもよい。この場合のマイクロレンズＭＬ２は基材１１に設けられたレンズ面をレンズ層１３Ｂで埋めて形成されるものである。
【００７４】
＜対向基板３０Ｂの製造方法＞
次に、本実施形態の対向基板３０Ｂの製造方法について、図７を参照して説明する。図７（ａ）〜（ｅ）は第２実施形態の電気光学装置としての液晶装置における対向基板の製造方法を示す概略断面図である。上記第１実施形態の対向基板３０と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７５】
本実施形態の対向基板３０Ｂの製造方法は、まず、図７（ａ）に示すように、基材１１の一方の表面に開口７２を有するマスク７１を形成する。開口７２は基材１１に形成されるレンズ面１１ａの中心となる位置に平面視で円形に開口している。なお、この場合、マスク７１を構成する材料としてポリシリコン膜が用いられている。
【００７６】
次に、図７（ｂ）に示すように、マスク７１を介して基材１１に等方性エッチングを施すことにより、基材１１を部分的にエッチングしてレンズ面１１ａを形成する。この後、マスク７１は基材１１から除去される。なお、この場合、基材１１のエッチング液としてフッ酸を含む溶液が用いられている。
【００７７】
次に、図７（ｃ）に示すように、レンズ面１１ａを埋めるようにして基材１１に多孔質なレンズ層前駆体１３ＢＰを形成する。多孔質なレンズ層前駆体１３ＢＰの形成方法としては、例えば有機シランと、水と、アルコールと、酸またはアルカリを含む有機シラン溶液をスピンコート法により基材１１に塗布して塗布膜を形成し、該塗布膜に加熱処理を施すことによって酸加水分解またはアルカリ加水分解させ、多孔質なＳｉＯ2膜（ＳＯＧ膜；Spin  On  Glass膜）を形成する方法が挙げられる（特開２００１−３５１９１１号公報参照）。
形成されたレンズ層前駆体１３ＢＰの表面にはレンズ面１１ａの影響を受けた凹凸が生ずるので、第１実施形態と同様に平坦化処理を施す。これにより、図７（ｄ）に示すように、一方の表面が平坦化され、レンズ面１１ａを埋めてなるマイクロレンズＭＬ１を含むレンズ層１３Ｂが形成される。すなわち、基材１１とレンズ層１３Ｂとが互いに接して形成されたレンズ基板１０Ｂができあがる。基材１１の屈折率ｎはおよそ１．４６、多孔質なレンズ層１３Ｂの屈折率ｎはおよそ１．３８である。
【００７８】
次に、図７（ｅ）に示すように、レンズ層１３Ｂの平坦化された表面に光路長調整層３１と共通電極３５とを積層して形成する。これにより、レンズ基板１０Ｂを含む対向基板３０Ｂができあがる。
【００７９】
なお、前述したように、マイクロレンズＭＬ１に加えて、遮光領域２２，２６のうちＸ方向及びＹ方向に延在する部分の中間的な位置において、基材１１にレンズ面を形成し、当該レンズ面をレンズ層前駆体１３ＢＰで埋めてから平坦化処理を施すことによりマイクロレンズＭＬ２を形成してもよい。
【００８０】
上記第２実施形態によれば、上記第１実施形態の効果（２）及び（３）に加えて、以下の効果が得られる。
（４）液晶装置２００（液晶パネル２１０）は、画素Ｐの画素開口部を規定する遮光領域２２，２６の交差部２２ｃ，２６ｃと重なる位置において、対向基板３０Ｂ側の基材１１に島状に配置された第１光発散素子としてのマイクロレンズＭＬ１を有する。
したがって、画素Ｐに入射する光を画素開口部に集光させるマイクロレンズを備える場合に比べて、本来屈折させる必要がない光はそのまま画素開口部に入射させ、遮光領域２２，２６によって遮られてしまう入射光Ｌ２をマイクロレンズＭＬ１によって発散させて、その一部を画素開口部に導くことができる。また、本来屈折させる必要がない光はそのまま画素開口部に入射するので、液晶層４０をＺ方向に対して斜めに通過する光が減少して液晶分子の配向に起因するコントラストの低下を抑制することができる。つまり、対向基板３０Ｂ側から入射する入射光の利用効率が改善され明るい表示が可能であると共に、優れた表示品質を有する液晶装置２００（液晶パネル２１０）を提供できる。
（５）レンズ基板１０Ｂのレンズ層１３Ｂは、基材１１と同種の第１材料を用いて多孔質に形成されている。したがって、上記第１実施形態のレンズ基板１０に比べて透明層１２を必要としないので、製造工程を簡略化できる。また、屈折率ｎが異なる層の境界面が上記第１実施形態に比べて減少するので、該境界面によって入射光が反射して入射光の利用効率が低下することを抑制できる。
【００８１】
（第３実施形態）
＜電気光学装置＞
次に、第３実施形態の電気光学装置について、図８及び図９を参照して説明する。図８は第３実施形態の電気光学装置としての液晶装置における画素の構成を示す概略平面図、図９は図８のＣ−Ｃ‘線に沿った画素の構造を示す概略断面図である。第３実施形態の電気光学装置としての液晶装置は、上記第１実施形態の液晶装置１００に対して対向基板３０の構成を異ならせたものである。したがって、液晶装置１００と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８２】
図８に示すように、本実施形態の液晶装置３００（図９参照）は、遮光領域２２，２６の交差部２２ｃ，２６ｃに対向する位置に島状に配置された第１光発散素子としてのマイクロレンズＭＬ１を備えている。さらに、画素Ｐの開口領域２２ａ，２６ａ（画素開口部）に対向する位置に、画素Ｐに入射する光を集光させるマイクロレンズＭＬ３を備えている。
マイクロレンズＭＬ３は、その中心が画素開口部の面積的な重心（この場合は、画素開口部の形状が略正方形であることから画素開口部の中心）とほぼ合致するように配置されている。マイクロレンズＭＬ３の設計上の外形は円形（想像線で示す）であり、Ｘ方向及びＹ方向に隣り合うマイクロレンズＭＬ３は互いに一部が重なり合うように配置されている。マイクロレンズＭＬ３の互いに重なり合った部分が、遮光領域２２，２６のＸ方向に延在する部分またはＹ方向に延在する部分の範囲内に収まるように配置されている。したがって、Ｘ方向及びＹ方向に隣り合うマイクロレンズＭＬ３の境界は直線状となり、マイクロレンズＭＬ３の対角方向に隣り合う外形部分は円弧状となる。
また、平面視では、対角方向においてマイクロレンズＭＬ１の一部とマイクロレンズＭＬ３の一部とが重なり合うように配置される。
【００８３】
図９に示すように、本実施形態の液晶装置３００（液晶パネル３１０）は、素子基板２０と、対向基板３０Ｃと、両基板の間に挟持された液晶層４０とを備えている。対向基板３０Ｃは、レンズ基板１０Ｃと、光路長調整層３１と、共通電極３５と、配向膜３６とを含んでいる。
レンズ基板１０Ｃは、透光性の基材１１と、レンズ層１３Ｂと、透明層１４と、レンズ層１５とを含んでいる。基材１１は例えば石英基板である。レンズ層１３Ｂは、上記第２実施形態で説明したように、基材１１と同種の第１材料を用いて形成され多孔質となっている。レンズ層１３Ｂは基材１１に形成されたレンズ面１１ａを埋めてなる第１光発散素子としてのマイクロレンズＭＬ１を含んでいる。
レンズ層１３Ｂに積層される透明層１４は、基材１１と同種の第１材料からなる。透明層１４の屈折率ｎは、レンズ層１３Ｂと同じであることが好ましい。つまり、透明層１４は、レンズ層１３Ｂとの界面における光の反射を低減するため、多孔質な第１材料からなることが好ましい。
レンズ層１５は、上記第１材料よりも屈折率ｎが大きい第２材料からなり、透明層１４に形成された半球面状の凹部１４ａ（以降、レンズ面１４ａと呼ぶ）を埋めてなるマイクロレンズＭＬ３を含んでいる。本実施形態では、上記第１材料が例えばＳｉＯ2（酸化シリコン、屈折率ｎがおよそ１．４６）であり、上記第２材料がＳｉＯＮ（酸化窒化シリコン、屈折率ｎが１．５０〜１．７０）である。
【００８４】
図９を参照して画素Ｐに入射する光について説明する。Ｚ方向に沿って対向基板３０Ｃ側から画素Ｐの中央部に入射する入射光Ｌ１は、そのまま直進して対向基板３０Ｃ、液晶層４０を透過し、素子基板２０の開口領域２２ａ，２６ａから射出される。入射光Ｌ１と平行でマイクロレンズＭＬ１の中心に入射する入射光Ｌ３は、対向基板３０Ｃを直進して液晶層４０に入射するも、第２遮光層２６によって遮光される。一方で入射光Ｌ１と平行でマイクロレンズＭＬ１の中心から外れた位置に入射した入射光Ｌ２は、マイクロレンズＭＬ１で発散された後に透明層１４を透過してマイクロレンズＭＬ３に入射する。マイクロレンズＭＬ３に入射した入射光Ｌ２は開口領域２２ａ，２６ａ内に集光される。したがって、マイクロレンズＭＬ３が無い場合に比べて、マイクロレンズＭＬ１によって発散された光をより効率的に開口領域２２ａ，２６ａ（画素開口部）に導くことが可能となる。さらに、ＴＦＴ２４へ入射する光量をマイクロレンズＭＬ１，ＭＬ３によって減少させることができ、ＴＦＴ２４のＯＦＦリーク電流を抑制することができる。
【００８５】
＜対向基板３０Ｃの製造方法＞
次に、図１０及び図１１を参照して、対向基板３０Ｃの製造方法について説明する。図１０（ａ）〜（ｄ）及び図１１（ｅ）〜（ｇ）は第３実施形態の液晶装置における対向基板の製造方法を示す概略断面図である。なお、図１０及び図１１の概略断面図は図９に対応する概略断面図である。また、上記第２実施形態の対向基板３０Ｂと同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。基材１１にマイクロレンズＭＬ１を含むレンズ層１３Ｂを形成する工程までは、上記第２実施形態で説明したとおりであるため、それ以降の工程について説明する。
【００８６】
まず、図１０（ａ）に示すように、レンズ層１３Ｂに積層して透明層１４を形成する。透明層１４の形成方法としては、レンズ層１３Ｂと同様に、例えば特開２００１−３５１９１１号公報に開示されたＳＯＧ膜を形成する方法が挙げられる。なお、これに限らず、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などによりＳｉＯ2膜を形成する方法を採用してもよい。透明層１４の層厚は、後に形成されるレンズ面１４ａの大きさを考慮して設定される。
【００８７】
次に、図１０（ｂ）に示すように、透明層１４にレンズ面１４ａをエッチング形成するためのマスク７１を形成する。この場合、マスク７１は、レンズ面１４ａのエッチング形成を考慮して例えばポリシリコン膜が用いられる。レンズ面１４ａの中心に対応する部分に開口７２を有するようにポリシリコン膜をパターニングしてマスク７１を形成する。
【００８８】
次に、図１０（ｃ）に示すように、マスク７１の開口７２を通じて透明層１４を等方性エッチングする。エッチング液としては例えばフッ酸を含む溶液を用いる。エッチング時間を制御することにより所望の大きさのレンズ面１４ａを形成する。エッチング後にマスク７１は例えばドライエッチングなどにより除去される。
【００８９】
次に、図１０（ｄ）に示すように、レンズ面１４ａを埋めるように透明層１４上にレンズ層前駆体１５Ｐを形成する。レンズ層前駆体１５Ｐの形成方法としては、レンズ面１４ａを十分に埋めることが可能なプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯＮ膜を成膜する。レンズ層前駆体１５Ｐの層厚はレンズ面１４ａの大きさを考慮して設定される。
【００９０】
次に、図１１（ｅ）に示すように、形成されたレンズ層前駆体１５Ｐの表面にはレンズ面１４ａの影響を受けた凹凸が生ずるので、この凹凸を解消すべくレンズ層前駆体１５Ｐに平坦化処理を施す。平坦化処理の方法としては、ＣＭＰ処理、ＣＭＰ処理とエッチングとを組み合わせた処理などが挙げられる。これにより、一方の表面１５ａが平坦化され、レンズ面１４ａを埋めてなるマイクロレンズＭＬ３を含むレンズ層１５が形成される。つまり、レンズ基板１０Ｃができあがる。
【００９１】
次に、レンズ層１５の平坦な表面１５ａに光路長調整層３１と共通電極３５とを順次積層して形成する。これにより、対向基板３０Ｃができあがる。
【００９２】
上記第３実施形態によれば、以下の効果が得られる。
液晶装置３００（液晶パネル３１０）は、画素Ｐの画素開口部を規定する遮光領域２２，２６の交差部２２ｃ，２６ｃと重なる位置において、対向基板３０Ｃ側に島状に配置された第１光発散素子としてのマイクロレンズＭＬ１を有する。また、画素開口部に対向する位置において、対向基板３０Ｃ側に入射した光を画素開口部に向けて集光させるマイクロレンズＭＬ３を有している。マイクロレンズＭＬ１の中心から外れた位置に入射した入射光Ｌ２は、マイクロレンズＭＬ１で発散された後にマイクロレンズＭＬ３に入射する。マイクロレンズＭＬ３に入射した入射光Ｌ２は画素開口部内に集光される。したがって、マイクロレンズＭＬ３が無い場合に比べて、マイクロレンズＭＬ１によって発散された光をより効率的に画素開口部に導くことが可能となるので、より明るい表示が可能な液晶装置３００（液晶パネル３１０）を提供することができる。
【００９３】
（第４実施形態）
＜電子機器＞
次に、第４実施形態である電子機器として投写型表示装置を例に挙げて、図１２を参照して説明する。図１２は電子機器としての投写型表示装置の構成を示す概略図である。
【００９４】
図１２に示すように、本実施形態の電子機器としての投写型表示装置１０００は、システム光軸Ｌ０に沿って配置された偏光照明装置１１００と、光分離素子としての２つのダイクロイックミラー１１０４，１１０５と、３つの反射ミラー１１０６，１１０７，１１０８と、５つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５と、３つの光変調素子としての透過型の液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム１２０６と、投写レンズ１２０７とを備えている。
【００９５】
偏光照明装置１１００は、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット１１０１と、インテグレーターレンズ１１０２と、偏光変換素子１１０３とから概略構成されている。
【００９６】
ダイクロイックミラー１１０４は、偏光照明装置１１００から射出された偏光光束のうち、赤色光（Ｒ）を反射させ、緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とを透過させる。もう１つのダイクロイックミラー１１０５は、ダイクロイックミラー１１０４を透過した緑色光（Ｇ）を反射させ、青色光（Ｂ）を透過させる。
【００９７】
ダイクロイックミラー１１０４で反射した赤色光（Ｒ）は、反射ミラー１１０６で反射した後にリレーレンズ１２０５を経由して液晶ライトバルブ１２１０に入射する。
ダイクロイックミラー１１０５で反射した緑色光（Ｇ）は、リレーレンズ１２０４を経由して液晶ライトバルブ１２２０に入射する。
ダイクロイックミラー１１０５を透過した青色光（Ｂ）は、３つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３と２つの反射ミラー１１０７，１１０８とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ１２３０に入射する。
【００９８】
液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０は、クロスダイクロイックプリズム１２０６の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。
液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０に入射した色光は、映像情報（映像信号）に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム１２０６に向けて射出される。このプリズムは、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光は、投写光学系である投写レンズ１２０７によってスクリーン１３００上に投写され、画像が拡大されて表示される。
【００９９】
液晶ライトバルブ１２１０は、上述した第１実施形態の液晶装置１００が適用されたものである。液晶装置１００の色光の入射側と射出側とにクロスニコルに配置された一対の偏光素子が隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ１２２０，１２３０も同様である。
【０１００】
このような投写型表示装置１０００によれば、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０として、上記液晶装置１００が用いられているので、画素Ｐに入射する光が効率的に利用され明るい画像を投写可能であると共に、優れた表示品質を有する投写型表示装置１０００を提供することができる。
【０１０１】
なお、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０として上記第２実施形態の液晶装置２００や上記第３実施形態の液晶装置３００を用いてもよい。また、上記第１実施形態の液晶装置１００または上記第２実施形態の液晶装置２００あるいは上記第３実施形態の液晶装置３００が適用可能な電子機器は、上記投写型表示装置１０００に限定されない。例えば、投写型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）やＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）、または電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、ＰＯＳなどの情報端末機器の表示部として好適に用いることができる。
【０１０２】
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲およ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電気光学装置（液晶装置）及び該電気光学装置（液晶装置）を適用す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。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【０１０３】
（変形例１）図１３（ａ）及び（ｂ）は変形例の第１光発散素子としてのマイクロレンズの配置を示す概略平面図である。例えば、図１３（ａ）に示すように、遮光領域２２，２６の交差部は、開口領域２２ａ，２６ａ側に張り出した第１張り出し部２２ｄ，２６ｄと、第２張り出し部２２ｅ，２６ｅと、を含んでいる。第２張り出し部２２ｅ，２６ｅの大きさは、第１張り出し部２２ｄ，２６ｄの大きさよりも小さい。したがって、交差部の形状は点対称ではない。この場合、マイクロレンズＭＬ１の大きさは、第１張り出し部２２ｄ，２６ｄの仮想外接円の大きさと同じかやや大きいとしてもよい。
あるいは図１３（ｂ）に示すように、平面視におけるマイクロレンズＭＬ１の平面形状を、第１張り出し部２２ｄ，２６ｄと、第２張り出し部２２ｅ，２６ｅと、に外接する楕円形としてもよい。また、マイクロレンズＭＬ１を、平面視で第１張り出し部２２ｄ，２６ｄと、第２張り出し部２２ｅ，２６ｅと、に外接する仮想楕円形の大きさよりもやや大きい楕円形とすることが光の利用効率と位置合せ精度との関係から好ましい。平面視の形状が楕円形であるマイクロレンズＭＬ１の形成方法としては、平面視におけるマスク７１の開口７２の形状を同じく楕円形とすれば、等方性エッチングにより開口７２と相似の楕円形が得られる。
なお、マイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２，ＭＬ３の断面形状は半球状であることに限定されず、マスク７１における開口７２の形状や大きさを調整することで、基材１１側においてレンズ面の中央部が平坦であるマイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２，ＭＬ３としてもよい。
【０１０４】
（変形例２）上記第１実施形態の液晶装置１００及び上記第２実施形態の液晶装置２００は、対向基板側にマイクロレンズＭＬ２を備えていなくてもよい。
【０１０５】
（変形例３）対向基板３０，３０Ｂ，３０Ｃにおいて、画素Ｐの画素開口部を規定する遮光部（ブラックマトリックス；ＢＭ）を設けてもよい。遮光部（ＢＭ）は、対向基板３０，３０Ｂ，３０Ｃの液晶層４０に近い側、例えば光路長調整層３１と共通電極３５との間に配置されることが好ましい。これによれば、マイクロレンズＭＬ１によって発散された光のうち液晶層４０に斜めに入射する光の一部を遮光部（ＢＭ）で遮光することができ、よりコントラスト的に引き締まった画像を表示することができる。又、ＴＦＴ２４へ入射する光量を遮光部（ＢＭ）によってさらに減少させることができ、ＴＦＴ２４のＯＦＦリーク電流を抑制することができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１０，１０Ｂ，１０Ｃ…レンズ基板、１１…基材、１１ａ…凹部としてのレンズ面、１２…透明層、１２ａ，１２ｂ…凹部としてのレンズ面、１３，１３Ｂ…レンズ層、１３ＢＰ，１３Ｐ…レンズ層前駆体、１４…透明層、１４ａ…凹部としてのレンズ面、１５…レンズ層、２２，２６…遮光部としての遮光領域、１００，２００，３００…液晶装置、１１０，２１０，３１０…液晶パネル、１０００…電子機器としての投写型表示装置、ＭＬ１…第１光発散素子としてのマイクロレンズ、ＭＬ２…第２光発散素子としてのマイクロレンズ、ＭＬ３…マイクロレンズ、Ｐ…画素。
【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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