(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に所定のパターンで開口を有するマスクを形成し、
次いで、前記マスクを用いてウエットエッチングを施し、前記基板上に多数のマイクロレンズ用凹部を形成した後、
前記マスクを除去するマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法であって、
前記ウエットエッチングの途中で前記マスクを形成することなく、前記マスクの開口の大きさを広げながら、多段階にウエットエッチングを行うことにより、非球面のマイクロレンズ用凹部を形成することを特徴とするマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【請求項２】
前記マスクは、開口の大きさの異なる複数のマスク層が、該開口が次第に大きくなるように積層形成されたものである請求項１に記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【請求項３】
前記複数のマスク層の隣り合うマスク層の開口の一方は、他方に包含される請求項２に記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【請求項４】
前記複数のマスク層の開口は、同心的に配置されている請求項２または３に記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【請求項５】
前記複数のマスク層は、互いに、同一の厚さを有するものであり、かつ、同一の材料で構成されたものである請求項２ないし４のいずれかに記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【請求項６】
基板上に所定のパターンで開口を有するマスクを形成し、
次いで、前記マスクを用いてウエットエッチングを施し、前記基板上に多数のマイクロレンズ用凹部を形成した後、
前記マスクを除去するマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法であって、
前記マスクは、前記基板上に形成され、該基板に比べ、エッチング液に対するエッチングレートが大きい環状の第１のマスク層と、前記第１のマスク層の内周側に開口を有し、前記基板および前記第１のマスク層上に亘って形成された第２のマスク層とを備えるものであることを特徴とするマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【請求項７】
前記第１のマスク層のエッチング液に対するエッチングレートをａ、前記基板のエッチング液に対するエッチングレートをｂとしたとき、前記エッチングレートの比ａ／ｂは、１．１以上である請求項６に記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【請求項８】
前記第２のマスク層の開口は、前記第１のマスク層の中心部に配置されている請求項６または７に記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【請求項９】
前記第１のマスク層は、複数設けられている請求項６ないし８のいずれかに記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【請求項１０】
前記複数の第１のマスク層の隣り合う第１のマスク層の一方は、他方に包含され、かつ、他方から離間している請求項９に記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【請求項１１】
前記複数の第１のマスク層は、同心的に配置されている請求項９または１０に記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【請求項１２】
前記マスクを除去した後、さらに全体にウエットエッチングを施す請求項１ないし１１のいずれかに記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【請求項１３】
前記基板は、石英ガラス基板である請求項１ないし１２のいずれかに記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれかに記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法により製造されたことを特徴とするマイクロレンズ用凹部付き基板。
【請求項１５】
請求項１４に記載のマイクロレンズ用凹部付き基板を用いて製造され、複数のマイクロレンズを有することを特徴とするマイクロレンズ基板。
【請求項１６】
前記マイクロレンズは、両凸型マイクロレンズである請求項１５に記載のマイクロレンズ基板。
【請求項１７】
請求項１４に記載の、非球面の第１のマイクロレンズ用凹部を複数有する第１のマイクロレンズ用凹部付き基板と、非球面の第２のマイクロレンズ用凹部を複数有する第２のマイクロレンズ用凹部付き基板とが、前記第１のマイクロレンズ用凹部と前記第２のマイクロレンズ用凹部とが対向するように樹脂を介して接合されることにより、前記第１のマイクロレンズ用凹部付き基板と前記第２のマイクロレンズ用凹部付き基板との間に形成された、両凸型マイクロレンズを備えることを特徴とするマイクロレンズ基板。
【請求項１８】
請求項１５ないし１７のいずれかに記載のマイクロレンズ基板を備えたことを特徴とする液晶パネル用対向基板。
【請求項１９】
請求項１８に記載の液晶パネル用対向基板を備えたことを特徴とする液晶パネル。
【請求項２０】
画素電極を備えた液晶駆動基板と、該液晶駆動基板に接合された請求項１８に記載の液晶パネル用対向基板と、前記液晶駆動基板と前記液晶パネル用対向基板との空隙に封入された液晶とを有することを特徴とする液晶パネル。
【請求項２１】
前記液晶駆動基板はＴＦＴ基板であることを特徴とする請求項２０に記載の液晶パネル。
【請求項２２】
請求項１９ないし２１のいずれかに記載の液晶パネルを備えたことを特徴とする投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、基板上に多数のマイクロレンズ用凹部が形成されたマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法、マイクロレンズ用凹部付き基板、マイクロレンズ基板、液晶パネル用対向基板、液晶パネルおよび投射型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スクリーン上に、画像を投影する投射型表示装置が知られている。
【０００３】
このような投射型表示装置では、その画像形成に主として液晶パネル（液晶光シャッター）が用いられている。
【０００４】
この液晶パネルは、例えば、各画素を制御する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と画素電極とを有する液晶駆動基板（ＴＦＴ基板）と、ブラックマトリックスや共通電極等を有する液晶パネル用対向基板とが、液晶層を介して接合された構成となっている。
【０００５】
このような構成の液晶パネル（ＴＦＴ液晶パネル）では、液晶パネル用対向基板の画素となる部分以外のところにブラックマトリックスが形成されているため、液晶パネルを透過する光の領域は制限される。このため、光の透過率が下がる。
【０００６】
かかる光の透過率を高めるべく、液晶パネル用対向基板には、各画素に対応する位置に多数の微小なマイクロレンズが設けられたものが知られている。これにより、液晶パネル用対向基板を透過する光は、ブラックマトリックスに形成された開口に集光され、光の透過率が高まる。
【０００７】
このようなマイクロレンズを形成するために、基板に凹部を形成する方法として、例えば、特開平９−１０１４０１号に開示の技術が知られている。
【０００８】
しかし、かかる技術では、マイクロレンズを形成するための凹部が形成された基板から、優れた特性、特に高い光透過性を有する液晶パネル用対向基板、ひいては液晶パネルを適切に製造することは、困難である。
【０００９】
また、等方エッチング（ウエットエッチング）による方法では、半球面レンズしか形成することができなかった。マイクロレンズのように曲率半径が小さいレンズでは、球面収差が大きくなり、投影透過率および投影コントラスト比が充分に得られなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、球面収差が抑えられる非球面のマイクロレンズを形成することが可能なマイクロレンズ用凹部付き基板を容易、迅速かつ確実に提供することができるマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法を提供すること、また、球面収差が抑えられる非球面のマイクロレンズを形成することが可能なマイクロレンズ用凹部付き基板、マイクロレンズ基板、液晶パネル用対向基板、液晶パネルおよび投射型表示装置を容易、迅速かつ確実に提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（２２）の本発明により達成される。
【００１２】
（１）  基板上に所定のパターンで開口を有するマスクを形成し、
次いで、前記マスクを用いてウエットエッチングを施し、前記基板上に多数のマイクロレンズ用凹部を形成した後、
前記マスクを除去するマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法であって、
前記ウエットエッチングの途中で前記マスクを形成することなく、前記マスクの開口の大きさを広げながら、多段階にウエットエッチングを行うことにより、非球面のマイクロレンズ用凹部を形成することを特徴とするマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【００１３】
（２）  前記マスクは、開口の大きさの異なる複数のマスク層が、該開口が次第に大きくなるように積層形成されたものである上記（１）に記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【００１４】
（３）  前記複数のマスク層の隣り合うマスク層の開口の一方は、他方に包含される上記（２）に記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【００１５】
（４）  前記複数のマスク層の開口は、同心的に配置されている上記（２）または（３）に記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【００１６】
（５）  前記複数のマスク層は、互いに、同一の厚さを有するものであり、かつ、同一の材料で構成されたものである上記（２）ないし（４）のいずれかに記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【００１７】
（６）  基板上に所定のパターンで開口を有するマスクを形成し、
次いで、前記マスクを用いてウエットエッチングを施し、前記基板上に多数のマイクロレンズ用凹部を形成した後、
前記マスクを除去するマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法であって、
前記マスクは、前記基板上に形成され、該基板に比べ、エッチング液に対するエッチングレートが大きい環状の第１のマスク層と、前記第１のマスク層の内周側に開口を有し、前記基板および前記第１のマスク層上に亘って形成された第２のマスク層とを備えるものであることを特徴とするマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【００１８】
（７）  前記第１のマスク層のエッチング液に対するエッチングレートをａ、前記基板のエッチング液に対するエッチングレートをｂとしたとき、前記エッチングレートの比ａ／ｂは、１．１以上である上記（６）に記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【００１９】
（８）  前記第２のマスク層の開口は、前記第１のマスク層の中心部に配置されている上記（６）または（７）に記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【００２０】
（９）  前記第１のマスク層は、複数設けられている上記（６）ないし（８）のいずれかに記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【００２１】
（１０）  前記複数の第１のマスク層の隣り合う第１のマスク層の一方は、他方に包含され、かつ、他方から離間している上記（９）に記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【００２２】
（１１）  前記複数の第１のマスク層は、同心的に配置されている上記（９）または（１０）に記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【００２３】
（１２）  前記マスクを除去した後、さらに全体にウエットエッチングを施す上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【００２４】
（１３）  前記基板は、石英ガラス基板である上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法。
【００２５】
（１４）  上記（１）ないし（１３）のいずれかに記載のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法により製造されたことを特徴とするマイクロレンズ用凹部付き基板。
【００２６】
（１５）  上記（１４）に記載のマイクロレンズ用凹部付き基板を用いて製造され、複数のマイクロレンズを有することを特徴とするマイクロレンズ基板。
【００２７】
（１６）  前記マイクロレンズは、両凸型マイクロレンズである上記（１５）に記載のマイクロレンズ基板。
【００２８】
（１７）  上記（１４）に記載の、非球面の第１のマイクロレンズ用凹部を複数有する第１のマイクロレンズ用凹部付き基板と、非球面の第２のマイクロレンズ用凹部を複数有する第２のマイクロレンズ用凹部付き基板とが、前記第１のマイクロレンズ用凹部と前記第２のマイクロレンズ用凹部とが対向するように樹脂を介して接合されることにより、前記第１のマイクロレンズ用凹部付き基板と前記第２のマイクロレンズ用凹部付き基板との間に形成された、両凸型マイクロレンズを備えることを特徴とするマイクロレンズ基板。
【００２９】
（１８）  上記（１５）ないし（１７）のいずれかに記載のマイクロレンズ基板を備えたことを特徴とする液晶パネル用対向基板。
【００３０】
（１９）  上記（１８）に記載の液晶パネル用対向基板を備えたことを特徴とする液晶パネル。
【００３１】
（２０）  画素電極を備えた液晶駆動基板と、該液晶駆動基板に接合された上記（１８）に記載の液晶パネル用対向基板と、前記液晶駆動基板と前記液晶パネル用対向基板との空隙に封入された液晶とを有することを特徴とする液晶パネル。
【００３２】
（２１）  前記液晶駆動基板はＴＦＴ基板であることを特徴とする上記（２０）に記載の液晶パネル。
【００３３】
（２２）  上記（１９）ないし（２１）のいずれかに記載の液晶パネルを備えたことを特徴とする投射型表示装置。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板およびマイクロレンズ基板は、それぞれ、個別基板とウエハーの双方を含むものとする。
【００３６】
図１〜図７は、マイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法を示す模式的な縦断面図、図８は、本発明の液晶パネル用対向基板の製造方法を示す模式的な縦断面図、図９は、本発明の液晶パネル用対向基板を示す模式的な縦断面図、図１０は、本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板を示す模式的な平面図である。
【００３７】
図９に示すように、液晶パネル用対向基板１は、マイクロレンズ用凹部付き基板２と、かかるマイクロレンズ用凹部付き基板２に、所定の屈折率を有する透明な樹脂層１４を介して接合されたカバーガラス１３と、かかるカバーガラス１３上に形成され、複数（多数）の開口１１１を有するブラックマトリックス１１と、かかるカバーガラス１３上にブラックマトリックス１１を覆うように形成された透明導電膜１２とを有している。また、マイクロレンズ用凹部付き基板２は、表面に複数（多数）の非球面の凹部（マイクロレンズ用凹部）３が形成されたガラス基板５からなっている。また、樹脂層１４では、マイクロレンズ用凹部付き基板２の凹部３に充填された樹脂により、非球面のマイクロレンズ８が形成されている。
【００３８】
この液晶パネル用対向基板１では、遮光機能を有するブラックマトリックス１１は、マイクロレンズ８の位置に対応するように設けられている。具体的には、マイクロレンズ８の光軸Ｑがブラックマトリックス１１に形成された開口１１１を通るように、ブラックマトリックス１１は設けられている。したがって、液晶パネル用対向基板１では、ブラックマトリックス１１と対向する面から入射した入射光Ｌは、マイクロレンズ８で集光され、ブラックマトリックス１１の開口１１１を通過する。また、透明導電膜１２は、透明性を有する電極であり、光を透過する。このため、入射光Ｌは、液晶パネル用対向基板１を通過する際に、光量の大幅な減衰が防止される。すなわち、液晶パネル用対向基板１は、高い光透過率を有している。
【００３９】
この液晶パネル用対向基板１では、１個のマイクロレンズ８と、ブラックマトリックス１１の１個の開口１１１とが、１画素に対応している。
【００４０】
なお、マイクロレンズ用凹部付き基板２は、例えば反射防止層等の他の構成要素を有していてもよい。
【００４１】
以下、本発明のマイクロレンズ基板や液晶パネル用対向基板の製造方法を説明するに先立って、まず、マイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法について、図１〜図４を参照しながら説明する。
【００４２】
本発明では、後に詳述するようなマスクを用いたウエットエッチングを行うことで、非球面レンズ用凹部（非球面のマイクロレンズ用凹部）を形成する。なお、実際には基板上に多数のマイクロレンズ用凹部を形成するが、ここでは、説明をわかりやすくするために、１つのマイクロレンズ用凹部を形成する場合を例として挙げて説明する。
【００４３】
まず、マイクロレンズ用凹部付き基板２を製造するに際し、ガラス基板５を用意する。
【００４４】
このガラス基板５は、厚さが均一で、たわみや傷のないものが好適に用いられる。また、ガラス基板５は、洗浄等により、その表面が清浄化されているものが好ましい。
【００４５】
また、製造されたマイクロレンズ用凹部付き基板２が液晶パネルの製造に用いられ、かかる液晶パネルがガラス基板５以外のガラス基板を有する場合には、ガラス基板５の熱膨張係数は、かかる液晶パネルが有する他のガラス基板の熱膨張係数とほぼ等しいものであることが好ましい。このように、ガラス基板５と液晶パネルが有する他のガラス基板の熱膨張係数をほぼ等しいものとすると、得られる液晶パネルでは、温度が変化したときに二者の熱膨張係数が違うことにより生じる反り、たわみ等が防止される。
【００４６】
かかる観点からは、ガラス基板５と液晶パネルが有する他のガラス基板とは、同じ材質で構成されていることが好ましい。これにより、温度変化時の熱膨張係数の相違による反り、たわみ等が効果的に防止される。
【００４７】
特に、製造されたマイクロレンズ用凹部付き基板２を高温ポリシリコンのＴＦＴ液晶パネルの製造に用いる場合には、ガラス基板５は、石英ガラスで構成されていることが好ましい。ＴＦＴ液晶パネルは、液晶駆動基板としてＴＦＴ基板を有している。かかるＴＦＴ基板には、製造時の環境により特性が変化しにくい石英ガラスが好ましく用いられる。このため、これに対応させて、ガラス基板５を石英ガラスで構成することにより、反り、たわみ等の生じにくい、安定性に優れたＴＦＴ液晶パネルを得ることができる。
【００４８】
ガラス基板５の厚さは、ガラス基板５を構成する材料、屈折率等の種々の条件により異なるが、通常、０．３〜３ｍｍ程度が好ましく、０．５〜２ｍｍ程度がより好ましい。厚さをこの範囲内とすると、必要な光学特性を備えたコンパクトなマイクロレンズ用凹部付き基板２を得ることができる。
【００４９】
＜１＞まず、図１（ａ）に示すように、ガラス基板５上に、第１のマスク層６を形成する。また、これとともに、ガラス基板５の裏面（第１のマスク層６を形成する面と反対側の面）に裏面保護層６９を形成する。もちろん、これら第１のマスク層６および裏面保護層６９は、例えばＣＶＤ法等を用いて同時に形成することもできる。
【００５０】
この第１のマスク層６は、後述する工程＜４＞におけるウエットエッチングで耐性を有するものが好ましい。
【００５１】
かかる観点からは、これら第１のマスク層６を構成する材料としては、例えば、多結晶シリコン（ポリシリコン）、アモルファスシリコン、Ａｕ／Ｃｒ、Ａｕ／Ｔｉ、Ｐｔ／Ｃｒ、Ｐｔ／Ｔｉ、ＳｉＣ等の金属、窒化シリコンなどが挙げられる。
【００５２】
その中でも特に、第１のマスク層６を構成する材料としては、多結晶シリコンが好ましい。多結晶シリコンで第１のマスク層６を構成すると、ガラス基板５の表面に緻密な層を形成することができる。このため、第１のマスク層６にピンホール等の欠陥が生じにくい。また、多結晶シリコンは、ガラスに対する密着性が高い。このため、後述する工程＜４＞で、ガラス基板５に対しウエットエッチングを施してマイクロレンズを形成する場合には、不必要な部分にエッチング液が侵入しにくくなり、理想的なレンズ形状を形成することが可能となる。したがって、第１のマスク層６を多結晶シリコンで構成することにより高い歩留まりで、高性能のマイクロレンズ用凹部付き基板２を得ることができる。
【００５３】
第１のマスク層６の厚さは、マスク層６を構成する材料によっても異なるが、第１のマスク層６が多結晶シリコンで構成されている場合には、０．０１〜１０μｍ程度が好ましく、０．２〜１μｍ程度がより好ましい。厚さがこの範囲の下限値未満であると、後述する工程＜４＞でウエットエッチングを施す際に、ガラス基板５のマスクした部分を十分に保護できない場合があり、上限値を超えると、第１のマスク層６の内部応力によりマスク層６が剥がれ易くなる場合がある。
【００５４】
第１のマスク層６を多結晶シリコンで構成する場合には、例えば、化学気相成膜法（ＣＶＤ法）によると、第１のマスク層６を好適に形成することができる。これは、化学気相成膜法によると、モノシランガス（ＳｉＨ４）をガラス基板５の表面で反応させて多結晶シリコン膜を成膜することが可能となるため、スパッタリング法等を用いて成膜した場合に発生しやすいピンホール等の欠陥の発生を効果的に抑制することができるうえ、緻密で密着力のある膜を形成できることによる。
【００５５】
多結晶シリコンで構成された第１のマスク層６をＣＶＤ法で形成する場合、第１のマスク層６形成時の温度は、特に限定されないが、３００〜８００℃程度が好ましく、４００〜７００℃程度がより好ましい。また、第１のマスク層６形成時の圧力は、特に限定されないが、３０〜１６０Ｐａ程度が好ましく、５０〜１００Ｐａ程度がより好ましい。また、ＳｉＨ４等の多結晶シリコンを形成するための原料となる気体の供給速度は、特に限定されないが、１０〜５００ｍＬ／分程度が好ましく、４０〜４００ｍＬ／分程度がより好ましい。多結晶シリコンの層の形成条件をこのような範囲内とすると、第１のマスク層６を好適に形成することができる。
【００５６】
なお、裏面保護層６９は、次工程以降でガラス基板５の裏面を保護するためのものである。この裏面保護層６９により、ガラス基板５の裏面の侵食、劣化等が好適に防止される。この裏面保護層６９は、例えば、マスク層６と同様の材料で構成されている。このため、裏面保護層６９は、マスク層６の形成と同時に、マスク層６と同様に設けることができる。
【００５７】
＜２＞次に、図１（ｂ）に示すように、第１のマスク層６に、第１の開口６１および第２の開口６２を形成する。これら第１の開口６１および第２の開口６２の形成は、例えば、第１のマスク層６上に、第１の開口６１および第２の開口６２に対応したレジスト（例えばフォトレジスト等）を塗布して第１のマスク層６上にさらに第２のマスクを施し、次いで、第２のマスクでマスクされていない部分の第１のマスク層６を除去し、次いで、前記第２のマスクを除去することにより行うことができる。
【００５８】
なお、第１のマスク層６の除去は、第１のマスク層６が多結晶シリコンで構成されている場合、例えば、ＣＦガス、塩素系ガス等によるドライエッチング、フッ酸＋硝酸水溶液、アルカリ水溶液等の剥離液への浸漬（ウエットエッチング）などにより行うことができる。
【００５９】
ここで、前記第１のマスク層６の第１の開口６１および後述する第２のマスク層６３の第３の開口６３１の形状は、図示例では、それぞれ、円形であるが、それに限定されないことは言うまでもない。
【００６０】
＜３＞次に、図１（ｃ）に示すように、アライメントマーク４を形成する部分の第１のマスク層６上に、保護層７を形成する。
【００６１】
この保護層７は、アライメントマーク４の形状に対応している。この保護層７は、マスク層６上だけでなく、ガラス基板５上に直接形成することもできる。例えば、図１（ｃ）に示すように、第２の開口６２を保護層７で覆ってもよい。
【００６２】
この保護層７は、後述する工程＜４＞におけるエッチング液、および、後述する工程＜５＞における第１のマスク層６の除去に、耐性を有することが好ましい。これにより、保護層７で保護された部分の第１のマスク層６の食刻が防止され、アライメントマーク４の形状を正確に形作ることができる。また、保護層７は、薄膜で構成されていることが好ましい。保護層７が薄膜で構成されていると、後述する工程＜４＞および工程＜８＞で、ガラス基板５の取り扱いが容易となり、また、後述する工程＜９＞で保護層７の除去が容易となる。
【００６３】
かかる観点からは、保護層７は、例えば、Ａｕ／Ｃｒ、Ａｕ／Ｔｉ、Ｐｔ／Ｃｒ、Ｐｔ／Ｔｉ、ＳｉＣ等の金属、窒化シリコン等のケイ素化合物、ネガ型レジスト等のレジスト、テープなどで構成されていることが好ましい。
【００６４】
この保護層７は、例えば、蒸着（マスク蒸着）、スパッタリング（マスクスパッタリング）等の気相成膜法により、アライメントマーク４を形成する部分に、アライメントマーク４の形状に対応した薄膜を成膜することにより形成することができる。
【００６５】
なお、保護層７は、ガラス基板５全体に、マスク層６を覆うように成膜し、次いで、アライメントマーク４を形成する部分に、アライメントマーク４の形状に対応したレジストをパターニングし、次いで、エッチング等を施すことにより、形成してもよい。
【００６６】
また、保護層７は、例えば、アライメントマーク４を形成する部分に、アライメントマーク４の形状に対応したテープ等を貼着することにより形成してもよい。
【００６７】
＜４＞そして、該第１のマスク層６を用いてガラス基板５にウエットエッチングを施すことにより、図２（ｄ）に示すように第１の凹部３１を形成する。このとき、ガラス基板５は、第１のマスク層６および保護層７が存在しない部分、すなわち第１の開口６１より食刻される。このため、第１の開口６１が設けられた部分に第１の凹部３１が形成される。
【００６８】
ウエットエッチング法を用いると、第１の凹部３１を好適に形成できる。ウエットエッチング法によりエッチングを行う場合には、フッ酸を含むエッチング液（フッ酸系エッチング液）を用いると、ガラス基板５を選択的に食刻することができ、凹部３を好適に形成することができる。
【００６９】
また、ウエットエッチングによれば、ドライエッチングに比べて簡単な装置で処理を行うことができ、さらに、一度に多くの基板に対して処理を行うことができる。これにより生産性が向上し、安価にマイクロレンズ用凹部付き基板２を提供することができる。
【００７０】
＜５＞次に、図２（ｅ）に示すように、第１のマスク層６を除去する。第１のマスク層６等が多結晶シリコンで構成されている場合、例えば、ＣＦガス、塩素系ガス等によるドライエッチング、フッ酸＋硝酸水溶液、アルカリ水溶液等の剥離液への浸漬（ウエットエッチング）などにより行うことができる。このとき、保護層７が形成された部分は、保護層７により保護されるので、第１のマスク層６は除去されず、ガラス基板５上に残存する。
【００７１】
＜６＞次に、第１のマスク層６を除去した後、図２（ｆ）に示すように、第１の凹部３１上に、前記第１の開口６１よりも大きな第３の開口６３１を有する第２のマスク層６３を、該第１の開口６１と同心的に形成する。
【００７２】
第２のマスク層６３の材料としては、上述した第１のマスク層６と同様の材料を用いることができる。また、第２のマスク層６３の形成、および第２のマスク層６３への第３の開口６３１の形成は、上述した第１のマスク層６の形成、および該第１のマスク層６への第１の開口６１の形成と同様にしておこなうことができる。
【００７３】
＜７＞そして、該第２のマスク層６３を用いてガラス基板５にウエットエッチングを施すことにより、図３（ｇ）、（ｈ）に示すように凹部３を形成する。ここで、２回目のエッチングで形成されていく凹部３のうち、中央付近、すなわち、先立って第１の凹部３１を形成した部分の曲率半径ｒ１は大きくなり、周縁付近の曲率半径ｒ２は小さくなる。しかし、初期穴が徐々に大きくなりエッチングの中心が周縁部に移動するため、周縁部に向かって徐々に曲率半径が大きくなる。そして曲率半径の小さい最周縁部は隣のレンズと重なり殆ど消滅する。この事で、この凹部３は、非球面レンズ用に適した凹部となる。
【００７４】
なお、曲率の異なる曲面の境界部分には、曲率の違いから凸部が発生するが、ウエットエッチングの特性から、滑らかになる傾向がある。しかし、後述する工程＜８＞で第２のマスク層６３を剥離した後、さらにウエットエッチングを施すことにより、曲面全体をなめらかにすることが好ましい。
【００７５】
＜８＞次に、図３（ｈ）に示すように、第２のマスク層６３を除去する。また、この際、第２のマスク層６３の除去とともに裏面保護層６９も除去する。
【００７６】
＜９＞次に、保護層７を除去する。
これは、保護層７の構成材料にもよるが、例えば、保護層７がＡｕ／Ｃｒ等で構成されている場合、塩酸と硝酸の混合液等を剥離液としたウエットエッチングなどにより行うことができる。また、保護層７が窒化シリコン等で構成されている場合には、リン酸等を剥離液としたウエットエッチングなどにより保護層７を除去することができる。また、保護層７がテープ等により構成されている場合には、かかるテープを剥離することにより、保護層７を除去することができる。これにより、図３（ｉ）に示すように、第１のマスク層６のうち保護層７で保護された部分がアライメントマーク４として残存する。
【００７７】
以上により、図３（ｉ）に示すように、ガラス基板５上に非球面の凹部３が形成される。なお、実際には、図１０に示すように、ガラス基板５上に多数の凹部３が形成される。
【００７８】
このように、開口の大きさの異なる複数のマスクを用いて多段階にウエットエッチングを行うことで、凹部３の中心部と周辺部とで曲率半径に差をつけることができ、非球面レンズ用凹部を備えたマイクロレンズ用凹部付き基板２を形成することができる。
【００７９】
このマイクロレンズ用凹部付き基板２は、非球面レンズ用の凹部を備えているので、該マイクロレンズ用凹部付き基板２を用いて構成される非球面レンズは、球面収差が抑えられたものとなる。そして後述する本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板を用いた、マイクロレンズ基板や液晶パネル用対向基板は、光の利用効率が高く、光学特性に優れたものとなる。
【００８０】
また、上述した説明では、開口の大きさの異なる２つのマスクを用いて２段階にエッチングを行う場合を例に挙げて説明したが、回数はこれに限らず、３回（３段階）以上であってもよい。使用するマスクの数、すなわちマスクの開口を大きくしながら行うウエットエッチングの回数が増えれば、より滑らかなレンズ用凹部を形成することができる。
【００８１】
なお、上述した説明では、マイクロレンズ用凹部付き基板２の基板として、ガラス基板５を用いているが、本発明では、前記基板の構成材料は、ガラスに限定されず、例えば、金属や樹脂等であってもよい。
【００８２】
また、マイクロレンズ用凹部付き基板２に形成されたアライメントマーク４（図１０参照）は、前記液晶パネル用対向基板１を製造する際に、位置決めの指標とされる。
【００８３】
アライメントマーク４の形成位置は特に限定されないが、例えば、図１０に示すように、アライメントマーク４を凹部３の形成領域外に形成することができる。
【００８４】
アライメントマーク４は、マイクロレンズ用凹部付き基板２上に複数箇所設けることが好ましい。特に、アライメントマーク４はマイクロレンズ用凹部付き基板２の角部に複数箇所設けることが好ましい。これにより、位置決めをより容易に行うことができるようになる。
【００８５】
図１０は、アライメントマーク４を十字型にした例を示している。アライメントマーク４の形状は、特に限定されないが、図５に示すように、角を形成する角部４１を有していることが好ましい。このようにアライメントマーク４が角部４１を有していると、位置決めをより正確に行うことができるようになる。
【００８６】
さらには、図１０に示すように、アライメントマーク４は、その中心部位を示すマーク（図１０では円形の第２の開口６２）を有していることが好ましい。これにより、位置決めの精度をさらに向上させることができる。
【００８７】
なお、上述した方法では、ガラス基板５上に保護層７を形成して（上記工程＜３＞参照）から凹部３を形成した（上記工程＜４＞参照）が、例えば、保護層７を形成する前に凹部３を形成し、次いで、保護層７を形成してもよい。すなわち、凹部３を形成した後、保護層７を形成してもよい。
【００８８】
また、上述した方法では、ガラス基板５上に層を形成することにより、アライメントマークを設けたが、アライメントマークは、ガラス基板５上に層として形成しなくともよい。例えば、ガラス基板５上に、凹部３とは異なる形状を有する窪みを、アライメントマークとして設けてもよい。このような窪みは、例えば、上記工程＜２＞において窪み（アライメントマーク）の形状に対応するように第２の開口６２を形成し、次いで、保護層７を形成せずに（上記工程＜３＞を行わずに）ガラス基板５に対してエッチングを施す（上記工程＜４＞を行う）ことにより、設けることができる。
【００８９】
ただし、前述したようにアライメントマーク４を形成すると、アライメントマーク４を構成するマスク層６、アライメントマーク４近傍のガラス基板５の侵食が防止されるので、アライメントマーク４の輪郭、特に角部４１を正確に形作ることが容易となり、位置決めの際の精度を向上させることができる。
【００９０】
このように、エッチングにより凹部３を形成する工程の途中で、アライメントマーク４も形成することで、工程数を大幅に増やさずにアライメントマーク４を形成することができる。
【００９１】
このアライメントマーク４は、マイクロレンズ用凹部付き基板２を用いて種々のものを組み立てるとき、様々な位置決めに用いることができる。例えば、かかるマイクロレンズ用凹部付き基板２を用いてブラックマトリックス１１を有する液晶パネル用対向基板１を製造する場合には、アライメントマーク４を指標として、ブラックマトリックス１１を、凹部３すなわちマイクロレンズ８の対応する位置に位置決めすることができる。
【００９２】
本発明におけるマスクの構成や形成方法としては、例えば、開口の大きさの異なる複数のマスクを積層形成しておく方法や、エッチングレートの異なる２種類のマスクを同心円状に交互に形成しておく方法等が挙げられる。
【００９３】
以下、本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法に関し、これらの方法について説明する。なお、以下の説明では、アライメントマーク４を形成するための保護層７や、裏面保護層６９についての説明は省略しているが、いずれも上述したのと同様の方法により形成することができる。
【００９４】
まず、複数のマスクを積層形成して、多段階ウエットエッチングを行う方法について、図４〜図５を参照しながら説明する。なお、ここでは開口の大きさがそれぞれ異なる３つのマスクを積層形成し、３段階でウエットエッチングを行う場合を例に挙げて説明する。
【００９５】
＜Ａ１＞まず、図４（ｊ）に示すように、ガラス基板５上に、大きさの異なる略円形の開口６１１、６１２、６１３をそれぞれ有する第１のマスク層６４１、第２のマスク層６４２、第３のマスク層６４３をこの順に同心的に積層形成して積層マスク６４とする。
【００９６】
このとき、第１のマスク層６４１、第２のマスク層６４２、第３のマスク層６４３は、それぞれ、厚みが同じ厚みとなるように形成する。
【００９７】
また、それぞれのマスク層が有する開口の大きさは、開口６１１、開口６１２、開口６１３の順に大きくなっており、隣り合う開口の一方は、他方に包含される。すなわち、開口６１１は、開口６１２に包含され、開口６１２は、開口６１３に包含される。
【００９８】
開口６１１〜６１３を有する第１〜第３のマスク層６４１〜６４３の材料および形成方法は、上述した材料および形成方法をはじめ、従来公知の材料および形成方法を採用することができる。具体的には例えばフォトリソグラフィ技術により各マスク層を形成すればよい。
【００９９】
なお、開口６１１〜６１３の形状は、それぞれ、円形に限定されないことは言うまでもない。
【０１００】
＜Ａ２＞そして、図４（ｋ）に示すように、積層マスク６４を用いてガラス基板５にウエットエッチングを施すことにより、第１の凹部３２を形成する。このとき、ガラス基板５は、積層マスク６４で覆われていない部分、すなわち開口６１１の部分から食刻される。
【０１０１】
＜Ａ３＞つぎに、図４（ｌ）に示すように、第２のマスク層６４２の開口６１２から露出している第１のマスク層６４１を除去し、開口を、第２のマスク層６４２が有している開口６１２の大きさまで広げる。
【０１０２】
具体的には、第１のマスク層６４１の厚み分だけ、積層マスク６４全体をエッチングする。これにより第２のマスク層６４２の開口６１２から露出している第１のマスク層６４１が除去され、これにより、積層マスク６４の開口が、第２のマスク層６４２が有していた開口６１２の大きさまで広がることとなる。
【０１０３】
なお、第１〜第３のマスク層は同じ厚みとされているので、このとき、同時に、第３のマスク層６４３が除去される。また、第３のマスク層６４３の開口６１３から露出していた第２のマスク層６４２も除去される。これにより、第２のマスク層６４２の開口６１２が、第３のマスク層６４３が有していた開口６１３の大きさまで広がることとなる。
【０１０４】
＜Ａ４＞そして、積層マスク６４を用いてガラス基板５にウエットエッチングを施すことにより、図５（ｍ）に示すように、第２の凹部３３を形成する。このとき、第２の凹部３３のうち、中央部付近の曲率半径は大きくなり、周縁付近の曲率半径は小さくなっている。
【０１０５】
＜Ａ５＞つぎに、図５（ｎ）に示すように、第２のマスク層６４２の開口６１２から露出している第１のマスク層６４１を除去し、開口を、第３のマスク層が有していた開口６１３の大きさまで広げる。
【０１０６】
具体的には、第１のマスク層６４１の厚み分だけ、積層マスク６４全体をエッチングする。これにより第２のマスク層６４２の開口６１２から露出している第１のマスク層６４１が除去され、これにより、積層マスク６４の開口が、第２のマスク層６４２の開口６１２の大きさ、すなわち、始めに第３のマスク層６４３が有していた開口６１３の大きさまで広がることとなる。なお、このとき、同時に、第２のマスク層６４２も除去される。
【０１０７】
＜Ａ６＞そして、積層マスク６４を用いてガラス基板５にウエットエッチングを施すことにより、図５（ｏ）に示すように、凹部３を形成する。このようにして形成された凹部３のうち、中央部付近の曲率半径は大きくなり、周縁部に向かうにしたがって、曲率半径は小さくなっている。
【０１０８】
以上のようにして、非球面レンズ用凹部が形成される。最後に、第１のマスク層６４１を除去した後、さらにウエットエッチングを施すことにより、曲面全体をなめらかにすることが好ましい。
【０１０９】
この積層マスク６４を用いる方法によれば、途中でマスク層を形成する工程がないので、ガラス基板５に凹部３をより容易かつ迅速に形成することができる。
【０１１０】
なお、本発明では、開口の大きさがそれぞれ異なる２つのマスクを積層形成し、２段階でウエットエッチングを行ってもよく、また、開口の大きさがそれぞれ異なる４つ以上のマスクを積層形成し、４段階以上でウエットエッチングを行ってもよい。
【０１１１】
つぎに、エッチング液に対するエッチングレートの異なる２種類のマスクを同心円状に交互に形成して、多段階ウエットエッチングを行う方法について、図６〜図７を参照しながら説明する。なお、ここでは、３段階でウエットエッチングを行う場合を例に挙げて説明する。
【０１１２】
＜Ｂ１＞まず、ガラス基板５上に、大きさの異なる２つの円環状の第１のマスク層６５１、６５２を、同心円状に所定の間隔をもって形成する。
【０１１３】
すなわち、第１のマスク層６５２の内径を第１のマスク層６５１の外径より大きくし、これら２つの第１のマスク層６５１、６５２を同心的に配置する。これにより、前記隣り合う２つの第１のマスク層６５１、６５２の一方のマスク層６５１は、他方のマスク層６５２に包含され、かつ、他方のマスク層６５２の内周から離間する。
【０１１４】
第１のマスク層６５１、６５２の形成方法は、上述した形成方法をはじめ、従来公知の形成方法を採用することができる。なお、詳しくは後述するが、第１のマスク層６５１、第１のマスク層６５２の外周の大きさは、それぞれ第２の段階、第３の段階におけるエッチングの際のマスクの開口の大きさに相当する。
【０１１５】
つぎに、図６（ｐ）に示すように、ガラス基板５および第１のマスク層６５１、６５２上に亘って第２のマスク層６５３を形成する。次に、第２のマスク層６５３に略円形の開口６１４を形成する。この開口６１４は、第１のマスク層６５１の内周側、すなわち、第１のマスク層６５１、６５２の中心部に相当する部分に形成する。
【０１１６】
第２のマスク層６５３の形成方法は、上述した形成方法をはじめ、従来公知の形成方法を採用することができる。
【０１１７】
このようにして、第１のマスク層６５１の内周側と、第１のマスク層６５１上と、第１のマスク層６５１と第１のマスク層６５２との間と、第１のマスク層６５２上と、第１のマスク層６５２の外周側とに、それぞれ、第２のマスク層６５３が形成され、第１のマスク層６５１、６５２の厚み部分においては、第１のマスク層６５１、６５２と第２のマスク層６５３とが同心円状に交互に配置される。
【０１１８】
ここで、第１のマスク層６５１、６５２と第２のマスク層６５３とは、エッチング液に対するエッチングレートが大きく異なり、第１のマスク層６５１、６５２のエッチングレートは、第２のマスク層６５３のエッチングレートに比べて遙かに大きい。
【０１１９】
すなわち、第２のマスク層６５３は、マスク本来の働きをする部位であり、ガラス基板５に比べ、エッチング液に対するエッチングレートが小さく（好ましくは遥かに小さく）なるように構成する。
【０１２０】
この第２のマスク層６５３の材料は、上述した材料をはじめ、従来公知の材料を用いることができる。
【０１２１】
一方、第１のマスク層６５１、６５２は、ガラス基板５に比べ、エッチング液に対するエッチングレートが大きく（好ましくは遥かに大きく）なるように構成する。
【０１２２】
前記第１のマスク層６５１、６５２のエッチング液に対するエッチングレートをａ、前記ガラス基板５のエッチング液に対するエッチングレートをｂとしたとき、このエッチングレートの比ａ／ｂは、大きいほど好ましい。
【０１２３】
すなわち、前記エッチングレートの比ａ／ｂは、１．１以上であるのが好ましく、１．５以上であるのがより好ましく、２〜１０程度であるのがさらに好ましい。
【０１２４】
これにより、後述するウエットエッチングにおいて、ガラス基板５の食刻が進み、第１のマスク層６５１、６５２にエッチング液が接触するようになると、それぞれ、第１のマスク層６５１、６５２がガラス基板５に比べて速い速度で食刻されて除去され、マスクの開口の大きさが次の段階の大きさに速く到達するので、ガラス基板５に凹部３をより精度良く形成することができる。
【０１２５】
前記第１のマスク層６５１、６５２を構成する材料としては、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｔｉ等の金属や、Au/Cr、Au/Ti、Pt/Cr、Pt/Ti等の金属膜積層体、ＳｉＯ２等の酸化物、各種レジスト材料、ポリイミド、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられ、この中でも特に、SiO2スパッタ膜、SiO2CVD膜、SiO2TEOS膜等が好ましい。
【０１２６】
なお、前記第１のマスク層６５１および６５２の形状は、それぞれ、円環状に限定されないことは言うまでもない。
【０１２７】
＜Ｂ２＞次に、以上のように形成された同心円状マスク６５を用いて、ガラス基板５にウエットエッチングを施すことにより、図６（ｑ）に示すように第１の凹部３４を形成する。このとき、ガラス基板５は、同心円状マスク６５で覆われていない部分、すなわち開口６１４の部分から食刻される。また、エッチングレートの小さい第２のマスク層６５３は、ほとんど食刻されず、マスクとして機能する。
【０１２８】
＜Ｂ３＞そして、ガラス基板５の食刻が進み、図６（ｒ）に示すように、第１の凹部３４が、第１のマスク層６５１の内周よりも大きくなると、第１のマスク層６５１にエッチング液が接触するようになる。すると、エッチングレートの大きい第１のマスク層６５１が、比較的速い速度で食刻される。一方、前述したように、エッチングレートの小さい第２のマスク層６５３はほとんど食刻されない。このように第１のマスク層６５１と第２のマスク層６５３のエッチングレートの差により、第１のマスク層６５１のみが食刻されて除去される。そして、図６（ｒ）に示すように、該第１のマスク層６５１が配されていた部分、すなわちガラス基板５と第２のマスク６５３との間に隙間６５１’が形成される。
【０１２９】
すると、この隙間６５１’にもエッチング液が浸入し、第１のマスク層６５１でマスクされていた部分のガラス基板５も食刻され始める。すなわち、第１のマスク層６５１が食刻されて除去されたことにより、同心円状マスク６５の開口が、第１のマスク層６５１の外周部まで広げられたのと同じことになる。
【０１３０】
＜Ｂ４＞さらにガラス基板５にウエットエッチングを施すことにより、図７（ｓ）に示すように第２の凹部３５が形成される。このとき、この第２の凹部３５のうち、中央部付近の曲率半径は大きくなり、周縁付近の曲率半径は小さくなる。
【０１３１】
＜Ｂ５＞そして同様に、ガラス基板５の食刻が進んで第２の凹部３５が大きくなり、図７（ｔ）に示すように、第２の凹部３５が、第１のマスク層６５２の内周よりも大きくなると、第２のマスク層６５２にエッチング液が接触するようになる。すると、エッチングレートの大きい第１のマスク層６５２が、比較的速い速度で食刻される。一方、前述したように、エッチングレートの小さい第２のマスク層６５３はほとんど食刻されない。このように第１のマスク層６５２のみが食刻されて除去され、図７（ｔ）に示すように、該第１のマスク層６５２が配されていた部分、すなわちガラス基板５と第２のマスク６５３との間に隙間６５２’が形成される。
【０１３２】
すると、この隙間６５２’にもエッチング液が浸入し、第１のマスク層６５２でマスクされていた部分のガラス基板５も食刻され始める。すなわち、第１のマスク層６５２が食刻されて除去されたことにより、同心円状マスク６５の開口が、第１のマスク層６５２の外周部まで広げられたのと同じことになる。
【０１３３】
＜Ｂ６＞さらにガラス基板５にウエットエッチングを施すことにより、図７（ｕ）に示すように凹部３が形成される。このようにして形成された凹部３のうち、中央部付近の曲率半径は大きくなり、周縁部に向かうにしたがって、曲率半径は小さくなっている。
【０１３４】
以上のようにして、非球面レンズ用凹部が形成される。最後に、第２のマスク層６５３を除去した後、さらにウエットエッチングを施すことにより、曲面全体をなめらかにすることが好ましい。
【０１３５】
この同心円状マスク６５を用いる方法によれば、途中でマスク層を形成する工程およびマスク層を除去する工程がないので、ガラス基板５に凹部３をより容易かつ迅速に形成することができる。
【０１３６】
なお、本発明では、第１のマスク層を１つ設け、２段階でウエットエッチングを行ってもよく、また、第１のマスク層を３つ以上設け、４段階以上でウエットエッチングを行ってもよい。
【０１３７】
以下、マイクロレンズ用凹部付き基板２を用いて、マイクロレンズ基板および液晶パネル用対向基板１を製造する方法について、図８を参照しながら説明する。
【０１３８】
なお、本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板およびマイクロレンズ基板は、以下に述べる液晶パネル用対向基板および液晶パネル以外にも、例えば、ＣＣＤ、光通信素子等の各種電気光学装置、その他の装置などに用いることができることは言うまでもない。
【０１３９】
＜１０＞まず、図８（ｖ）に示すように、カバーガラス１３を、接着剤を介して、マイクロレンズ用凹部付き基板２の凹部３が形成された面に接合する。
【０１４０】
この接着剤が硬化する（固化する）ことにより、樹脂層（接着剤層）１４が形成される。また、これにより、樹脂層１４に、凹部３に充填された樹脂で構成され、凸レンズとして機能するマイクロレンズ８が形成される。
【０１４１】
なお、この接着剤には、ガラス基板５の屈折率よりも高い屈折率（例えばｎ＝１．６０程度）の光学接着剤などが好適に用いられる。
【０１４２】
＜１１＞次に、図８（ｗ）に示すように、カバーガラス１３の厚さを薄くする。
【０１４３】
これは、カバーガラス１３を、例えば、研削、研磨、エッチング等することにより行うことができる。
【０１４４】
カバーガラス１３の厚さは、必要な光学特性を備えた液晶パネル用対向基板１を得る観点からは、１０〜１０００μｍ程度が好ましく、２０〜１５０μｍ程度がより好ましい。
【０１４５】
なお、積層したカバーガラス１３が、以降の工程を行うのに最適な厚さの場合には、本工程は行わなくてもよい。
【０１４６】
＜１２＞次に、図８（ｘ）に示すように、カバーガラス１３上に、開口１１１が形成されたブラックマトリックス１１を形成する。
【０１４７】
このとき、ブラックマトリックス１１は、マイクロレンズ８の位置に対応するように、具体的には、マイクロレンズ８の光軸Ｑがブラックマトリックス１１の開口１１１を通るように形成する（図９参照）。
【０１４８】
このブラックマトリックス１１は、例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｔｉ等の金属膜、カーボンやチタン等を分散した樹脂層などで構成されている。その中でも、ブラックマトリックス１１は、Ｃｒ膜またはＡｌ合金膜で構成されていることが好ましい。ブラックマトリックス１１がＣｒ膜で構成されていると、遮光性に優れたブラックマトリックス１１を得ることができる。また、ブラックマトリックス１１がＡｌ合金膜で構成されていると、優れた放熱性を有する液晶パネル用対向基板１が得られる。
【０１４９】
ブラックマトリックス１１の厚さは、液晶パネル用対向基板１の平坦性に対する影響を抑制する観点等からは、０．０３〜１．０μｍ程度が好ましく、０．０５〜０．３μｍ程度がより好ましい。
【０１５０】
この開口１１１が形成されたブラックマトリックス１１は、例えば次のように形成することができる。まず、カバーガラス１３上にスパッタリング等の気相成膜法によりブラックマトリックス１１となる薄膜を成膜する。次に、かかるブラックマトリックス１１となる薄膜上にレジスト膜を形成する。次に、アライメントマーク４を指標として、ブラックマトリックス１１の開口１１１がマイクロレンズ８（凹部３）に対応する位置に来るように、前記レジスト膜を露光してかかるレジスト膜に開口１１１のパターンを形成する。次に、ウエットエッチングを行い、前記薄膜のうちの開口１１１となる部分のみを除去する。次に、前記レジスト膜を除去する。なお、ウエットエッチングを行う際の剥離液としては、例えば、ブラックマトリックス１１となる薄膜がＡｌ合金等で構成されているときは、リン酸系エッチング液を用いることができる。
【０１５１】
なお、開口１１１が形成されたブラックマトリックス１１は、塩素系ガス等を用いたドライエッチングによっても好適に形成することができる。
【０１５２】
＜１３＞次に、カバーガラス１３上に、ブラックマトリックス１１を覆うように透明導電膜（共通電極）１２を形成する。
【０１５３】
これにより、液晶パネル用対向基板１、または、液晶パネル用対向基板１を複数個取りできるウエハーを得ることができる。
【０１５４】
この透明導電膜１２は、例えば、インジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）、インジウムオキサイド（ＩＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）などで構成されている。
【０１５５】
透明導電膜１２の厚さは、０．０３〜１μｍ程度が好ましく、０．０５〜０．３０μｍ程度がより好ましい。
【０１５６】
この透明導電膜１２は、例えば、スパッタリングにより形成することができる。
【０１５７】
＜１４＞最後に、ダイシング装置等を用いて液晶パネル用対向基板１のウエハーを所定の形状、大きさに（例えば、図１０中、一点鎖線で示すように）カットする。
【０１５８】
これにより、図９に示すような液晶パネル用対向基板１を得ることができる。この液晶パネル用対向基板１が備えるマイクロレンズ８は、非球面レンズとされているので、球面収差が抑えられ、優れた光学特性を有するものとなる。
【０１５９】
なお、上記工程＜１３＞で液晶パネル用対向基板１が得られた場合等、カットを行う必要がない場合には、本工程は行わなくてもよい。
【０１６０】
なお、上述した実施形態では、マイクロレンズ用凹部付き基板２の凹部３を形成する領域外にアライメントマーク４を形成したが、凹部３を形成する領域内にアライメントマーク４を形成してもよいことは言うまでもない。
【０１６１】
なお、液晶パネル用対向基板を製造する場合には、例えば、ブラックマトリックス１１を形成せずに、カバーガラス１３上に直接透明導電膜１２を形成してもよい。
【０１６２】
なお、上述した実施形態では、アライメントマーク４をブラックマトリックス１１の位置決めに用いたが、液晶パネル用対向基板１もしくはそのウエハーが他の構成要素を有する場合には、アライメントマーク４を、これらの位置決めに用いてもよい。
【０１６３】
また、アライメントマーク４を、液晶パネル用対向基板１の構成要素以外のもの、例えば、ＴＦＴ基板（液晶駆動基板）等の他の基板の位置決めに用いてもよい。
【０１６４】
なお、上記液晶パネル用対向基板１の製造方法の説明においては、マイクロレンズ用凹部付き基板２の凹部３に樹脂１４を充填してカバーガラス１３で挟み込み、該樹脂１４でマイクロレンズ８を構成した場合を例に挙げて説明したが、マイクロレンズ用凹部付き基板２を型として用いた２Ｐ法（フォトポリマゼーション）によってマイクロレンズ基板を製造することもできる。
【０１６５】
以下、２Ｐ法によるマイクロレンズ基板の製造方法を、図１１〜図１３を参照しながら説明する。
【０１６６】
まず、図１１（ａ）に示すように、本発明によって製造された、マイクロレンズ用の凹部３が形成されたマイクロレンズ用凹部付き基板２を準備する。本方法では、この凹部３が形成されたマイクロレンズ用凹部付き基板２を型として用いる。これら凹部３に樹脂が充填されることにより、マイクロレンズ８が形成される。なお、凹部３の内面には、例えば離型剤などが塗布されていてもよい。そして、このマイクロレンズ用凹部付き基板２を、例えば凹部３が鉛直上方に開放するように設置する。
【０１６７】
＜Ｃ１＞次に、凹部３が形成されたマイクロレンズ用凹部付き基板２上に、マイクロレンズ８を構成することとなる未硬化の樹脂を供給する。
＜Ｃ２＞次に、かかる樹脂に透明基板５１を接合し、押圧・密着させる。
【０１６８】
＜Ｃ３＞次に、前記樹脂を硬化させる。この硬化方法は、樹脂の種類によって適宜選択され、例えば、紫外線照射、加熱、電子線照射などが挙げられる。
【０１６９】
これにより、図１１（ｂ）に示すように、凹部３内に充填された樹脂１４１により、マイクロレンズ８が形成される。
【０１７０】
＜Ｃ４＞次に、図１１（ｃ）に示すように、型であるマイクロレンズ用凹部付き基板２をマイクロレンズ８から取り外す。
【０１７１】
＜Ｃ５＞次に、図１２に示すように、例えばマイクロレンズ８が鉛直上方に向くように透明基板５１を設置した後、樹脂層１４２を構成することとなる未硬化の樹脂を、マイクロレンズ８上に供給する。この供給方法としては、例えば、スピンコート等の塗布法、平板の型等を使った２Ｐ法などが挙げられる。
【０１７２】
＜Ｃ６＞次に、図１３に示すように、ガラス基板（ガラス層）５２をかかる樹脂に接合し、押圧・密着させた後、かかる樹脂を硬化させ、樹脂層１４２を形成する。
【０１７３】
＜Ｃ７＞その後、必要に応じ、ガラス基板５２の厚さを研削、研磨等により調整してもよい。
これにより、図１３に示すようなマイクロレンズ基板が得られる。
【０１７４】
その後、上述した方法と同様にして、ガラス基板５２上にブラックマトリックス、透明導電膜等を形成することにより、液晶パネル用対向基板を得ることができる。
【０１７５】
また、上述した説明では、１枚のマイクロレンズ用凹部付き基板を用いて構成された平凸レンズ（平凸型マイクロレンズ）を備えたマイクロレンズ基板を用いているが、本発明のマイクロレンズ基板は、これに限定されるものではない。
【０１７６】
以下に、２枚のマイクロレンズ用凹部付き基板を用いて構成された両凸レンズ（両凸型マイクロレンズ）を備えたマイクロレンズ基板について説明する。
【０１７７】
図１４は、このマイクロレンズ基板の実施形態を示す模式的な縦断面図である。
【０１７８】
同図に示すように、このマイクロレンズ基板は、本発明によって製造された、第１のマイクロレンズ用凹部付き基板（第１の基板）２１と、第２のマイクロレンズ用凹部付き基板（第２の基板）２２と、樹脂層１４と、マイクロレンズ８と、スペーサー９とを有している。
【０１７９】
第１のマイクロレンズ用凹部付き基板２１は、第１のガラス基板（第１の透明基板）５３上に非球面の凹曲面（レンズ曲面）を有する複数（多数）の第１の凹部（マイクロレンズ用凹部）３６と第１のアライメントマーク４２とが形成された構成となっている。
【０１８０】
第２のマイクロレンズ用凹部付き基板２２は、第２のガラス基板（第２の透明基板）５４上に非球面の凹曲面（レンズ曲面）を有する複数（多数）の第２の凹部（マイクロレンズ用凹部）３７と第２のアライメントマーク４３とが形成された構成となっている。
【０１８１】
そして、このマイクロレンズ基板は、第１のマイクロレンズ用凹部付き基板２１と第２のマイクロレンズ用凹部付き基板２２とが、第１の凹部３６と第２の凹部３７とが対向するように、樹脂層（接着剤層）１４を介して接合された構成となっている。また、このマイクロレンズ基板では、第１のマイクロレンズ用凹部付き基板２１と第２のマイクロレンズ用凹部付き基板２２との間に、第１の凹部３６と第２の凹部３７との間に充填された樹脂で、非球面の両凸レンズよりなるマイクロレンズ８が構成されている。
【０１８２】
このマイクロレンズ基板は、２つの領域、有効レンズ領域９９と非有効レンズ領域１００とを有している。有効レンズ領域９９とは、第１の凹部３６および第２の凹部３７内に充填される樹脂により形成されるマイクロレンズ８が、使用時にマイクロレンズとして有効に用いられる領域をいう。一方、非有効レンズ領域１００とは、有効レンズ領域９９以外の領域をいう。
【０１８３】
このようなマイクロレンズ基板は、例えば、第１のマイクロレンズ用凹部付き基板２１側から光Ｌを入射させ、第２のマイクロレンズ用凹部付き基板２２側から光Ｌを出射させて、使用される。
【０１８４】
このマイクロレンズ基板のように、マイクロレンズ８を凸レンズで構成すると、マイクロレンズ８の収差（特に球面収差）がさらに低減する。このため、マイクロレンズ８の中心部近傍はもちろんのこと、マイクロレンズ８の縁部近傍に入射した入射光Ｌも、マイクロレンズ８で好適に集光されるようになる。つまり、マイクロレンズ８の光利用効率は、高い。したがって、このマイクロレンズ基板は、高い輝度を有する出射光Ｌを出射することができる。
【０１８５】
しかも、マイクロレンズ８の収差が低減されると、マイクロレンズ８の光軸から大幅にずれた方向に出射光が出射することが好適に防止されるようになる。このため、マイクロレンズ基板を液晶パネルに用いると、マイクロレンズ８を通過した出射光が隣接する画素内に入射することが、好適に防止されるようになる。すなわち、画素間でクロストークが防止されるようになる。したがって、このマイクロレンズ基板を備えた液晶パネルを用いて画像を形成すると、黒色の輝度が極めて低いものとなる。
【０１８６】
上述したような構成のマイクロレンズ基板は、このような利点を有しているので、マイクロレンズ基板を備えた液晶パネルを用いて画像を形成すると、黒色はより暗く、白色はより明るくなる。したがって、マイクロレンズ基板を備えた液晶パネルでは、高いコントラスト比が得られ、より美しい画像を形成することが可能となる。
【０１８７】
そして、このようなマイクロレンズ基板は、例えば以下のようにして製造することができる。以下、図１５〜図１６を参照しつつ、マイクロレンズ基板の製造方法を説明する。
【０１８８】
マイクロレンズ基板を製造する際には、本発明によって製造された、第１のマイクロレンズ用凹部付き基板２１および第２のマイクロレンズ用凹部付き基板２２を、まず用意する。
【０１８９】
第２のマイクロレンズ用凹部付き基板２２を製造するとき、マスクに形成する開口の面積、または、エッチング条件（例えばエッチング時間、エッチング温度、エッチング液の組成等）のうちの少なくとも１つを、第１のマイクロレンズ用凹部付き基板２１を製造する際の条件と異なるものとすることにより、第１の凹部３６の非球面形状（例えば曲率半径等）と第２の凹部３７の非球面形状とを異なるものとしてもよい。第１の凹部３６の非球面形状と第２の凹部３７の非球面形状とを異なるものとすることで、収差を効果的に低減することができる。
【０１９０】
＜Ｄ１＞まず、図１５に示すように、第１のマイクロレンズ用凹部付き基板２１の第１の凹部３６が形成された面に、少なくとも有効レンズ領域９９を覆うように、所定の屈折率（特に第１のガラス基板５３および第２のガラス基板５４の屈折率より高い屈折率）を有する未硬化の樹脂１４３を供給し、第１の凹部３６内に樹脂１４３を充填する。また、この際、第１のマイクロレンズ用凹部付き基板２１上にスペーサー９を含む未硬化の樹脂１４４を供給する。かかる樹脂１４４は、例えばスペーサー９を設置する部位に供給する。
【０１９１】
樹脂１４３と樹脂１４４とは、同種類の材料で構成することが好ましい。これにより、製造されるマイクロレンズ基板で、樹脂１４３と樹脂１４４との熱膨張係数が相違することにより、そり、たわみ等が生じることが好適に防止される。
【０１９２】
樹脂１４３を第１のマイクロレンズ用凹部付き基板２１上に供給する際、スペーサー９が樹脂１４４中に分散していると、スペーサー９を均一に配設することが容易となる。これにより、形成される樹脂層１４の厚みムラが好適に抑制される。
【０１９３】
＜Ｄ２＞次に、図１５に示すように、樹脂１４３および樹脂１４４上に第２のマイクロレンズ用凹部付き基板（相手体）２２を設置する（第２のマイクロレンズ用凹部付き基板２２を樹脂に密着させる）。
【０１９４】
このとき、第１の凹部３６と第２の凹部３７とが対向するように、第２のマイクロレンズ用凹部付き基板２２を、樹脂上に設置する。また、このとき、第２のマイクロレンズ用凹部付き基板２２がスペーサー９に当接するように、第２のマイクロレンズ用凹部付き基板２２を樹脂上に設置する。これにより、第１のマイクロレンズ用凹部付き基板２１および第２のマイクロレンズ用凹部付き基板２２の互いに対向する端面間の距離は、スペーサー９で規定される。したがって、マイクロレンズ８のコバ厚および最大厚さが、高い精度で規定される。
【０１９５】
＜Ｄ３＞次に、第１のアライメントマーク４２と第２のアライメントマーク４３とを用いて、第１の凹部３６と第２の凹部３７との位置合わせを行う。これにより、第２の凹部３７を第１の凹部３６に対応した位置に正確に位置させることができるようになる。このため、形成されるマイクロレンズ８の形状、光学特性が、より設計値に近いものとなる。
【０１９６】
＜Ｄ４＞次に、樹脂１４３および樹脂１４４を硬化させて樹脂層１４を形成する。
【０１９７】
これにより、第２のマイクロレンズ用凹部付き基板２２が樹脂層１４を介して第１のマイクロレンズ用凹部付き基板２１に接合される。また、樹脂層１４を構成する樹脂のうち、第１の凹部３６と第２の凹部３７との間に充填された樹脂により、マイクロレンズ８が形成される。なお、樹脂の硬化は、例えば、樹脂に紫外線、電子線を照射すること、樹脂を加熱することなどにより行うことができる。
【０１９８】
＜Ｄ５＞その後、必要に応じて、図１６に示すように、研削、研磨等を行ない、第２のマイクロレンズ用凹部付き基板２２の厚さを調整してもよい。
【０１９９】
これにより、図１４に示すような両凸レンズを備えたマイクロレンズ基板を得ることができる。
【０２００】
その後、上述した方法と同様にして、第２のガラス基板５４上にブラックマトリックス、透明導電膜等を形成することにより、液晶パネル用対向基板１を得ることができる。
【０２０１】
次に、図９に示した液晶パネル用対向基板１を用いた液晶パネル（液晶光シャッター）について、図１７を参照しながら説明する。
【０２０２】
図１７に示すように、本発明の液晶パネル（ＴＦＴ液晶パネル）１６は、ＴＦＴ基板（液晶駆動基板）１７と、ＴＦＴ基板１７に接合された液晶パネル用対向基板１と、ＴＦＴ基板１７と液晶パネル用対向基板１との空隙に封入された液晶よりなる液晶層１８とを有している。
【０２０３】
ＴＦＴ基板１７は、液晶層１８の液晶を駆動するための基板であり、ガラス基板１７１と、かかるガラス基板１７１上に設けられた多数の画素電極１７２と、かかる画素電極１７２の近傍に設けられ、各画素電極１７２に対応する多数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１７３とを有している。
【０２０４】
この液晶パネル１６では、液晶パネル用対向基板１の透明導電膜（共通電極）１２と、ＴＦＴ基板１７の画素電極１７２とが対向するように、ＴＦＴ基板１７と液晶パネル用対向基板１とが、一定距離離間して接合されている。
【０２０５】
ガラス基板１７１は、前述したような理由から、石英ガラスで構成されていることが好ましい。
【０２０６】
画素電極１７２は、透明導電膜（共通電極）１２との間で充放電を行うことにより、液晶層１８の液晶を駆動する。この画素電極１７２は、例えば、前述した透明導電膜１２と同様の材料で構成されている。
【０２０７】
薄膜トランジスタ１７３は、近傍の対応する画素電極１７２に接続されている。また、薄膜トランジスタ１７３は、図示しない制御回路に接続され、画素電極１７２へ供給する電流を制御する。これにより、画素電極１７２の充放電が制御される。
【０２０８】
液晶層１８は液晶分子（図示せず）を含有しており、画素電極１７２の充放電に対応して、かかる液晶分子、すなわち液晶の配向が変化する。
【０２０９】
この液晶パネル１６では、通常、１個のマイクロレンズ８と、かかるマイクロレンズ８の光軸Ｑに対応したブラックマトリックス１１の１個の開口１１１と、１個の画素電極１７２と、かかる画素電極１７２に接続された１個の薄膜トランジスタ１７３とが、１画素に対応している。
【０２１０】
マイクロレンズ用凹部付き基板２側から入射した入射光Ｌは、ガラス基板５を通り、マイクロレンズ８を通過する際に集光されつつ、樹脂層１４、カバーガラス１３、ブラックマトリックス１１の開口１１１、透明導電膜１２、液晶層１８、画素電極１７２、ガラス基板１７１を透過する。なお、このとき、マイクロレンズ用凹部付き基板２の入射側には通常偏光板（図示せず）が配置されているので、入射光Ｌが液晶層１８を透過する際に、入射光Ｌは直線偏光となっている。その際、この入射光Ｌの偏光方向は、液晶層１８の液晶分子の配向状態に対応して制御される。したがって、液晶パネル１６を透過した入射光Ｌを、偏光板（図示せず）に透過させることにより、出射光の輝度を制御することができる。
【０２１１】
なお、偏光板は、例えば、ベース基板と、かかるベース基板に積層された偏光基材とで構成され、かかる偏光基材は、例えば、偏光素子（ヨウ素錯体、二色性染料等）を添加した樹脂よりなる。
【０２１２】
このように、液晶パネル１６は、マイクロレンズ８を有しており、しかも、マイクロレンズ８を通過した入射光Ｌは、集光されて各ブラックマトリックス１１の開口１１１を通過する。しかも、液晶パネル１６が有する液晶パネル用対向基板１は、前述したようにマイクロレンズ用凹部付き基板２（すなわち、凹部３に形成されたマイクロレンズ８）とブラックマトリックス１１との間で好適に位置合わせがなされている。したがって、液晶パネル１６、特にブラックマトリックス１１を通過する際の入射光Ｌの減衰が抑制される。すなわち、液晶パネル１６は、高い光の透過率を有し、比較的小さい光量で明るい画像を形成することができる。
【０２１３】
この液晶パネル１６は、例えば、公知の方法により製造されたＴＦＴ基板１７と液晶パネル用対向基板１とを配向処理した後、シール材（図示せず）を介して両者を接合し、次いで、これにより形成された空隙部の封入孔（図示せず）より液晶を空隙部内に注入し、次いで、かかる封入孔を塞ぐことにより製造することができる。その後、必要に応じて、液晶パネル１６の入射側や出射側に偏光板を貼り付けてもよい。
【０２１４】
なお、上記液晶パネル１６では、液晶駆動基板としてＴＦＴ基板を用いたが、液晶駆動基板にＴＦＴ基板以外の他の液晶駆動基板、例えば、ＴＦＤ基板、ＳＴＮ基板などを用いてもよい。
【０２１５】
なお、上述した実施形態では、最終的に得られた液晶パネル用対向基板１にアライメントマーク４を残存させなかったが、液晶パネル用対向基板１にアライメントマーク４を残存させて、これを液晶パネル１６を製造する際の位置決めに用いてもよい。
【０２１６】
以下、上記液晶パネル１６を用いた投射型表示装置について説明する。
図１８は、本発明の投射型表示装置の光学系を模式的に示す図である。
【０２１７】
同図に示すように、投射型表示装置３００は、光源３０１と、複数のインテグレータレンズを備えた照明光学系と、複数のダイクロイックミラー等を備えた色分離光学系（導光光学系）と、赤色に対応した（赤色用の）液晶ライトバルブ（液晶光シャッターアレイ）７４と、緑色に対応した（緑色用の）液晶ライトバルブ（液晶光シャッターアレイ）７５と、青色に対応した（青色用の）液晶ライトバルブ（液晶光シャッターアレイ）７６と、赤色光のみを反射するダイクロイックミラー面７１１および青色光のみを反射するダイクロイックミラー面７１２が形成されたダイクロイックプリズム（色合成光学系）７１と、投射レンズ（投射光学系）７２とを有している。
【０２１８】
また、照明光学系は、インテグレータレンズ３０２および３０３を有している。色分離光学系は、ミラー３０４、３０６、３０９、青色光および緑色光を反射する（赤色光のみを透過する）ダイクロイックミラー３０５、緑色光のみを反射するダイクロイックミラー３０７、青色光のみを反射するダイクロイックミラー（または青色光を反射するミラー）３０８、集光レンズ３１０、３１１、３１２、３１３および３１４とを有している。
【０２１９】
液晶ライトバルブ７５は、前述した液晶パネル１６と、液晶パネル１６の入射面側（マイクロレンズ用凹部付き基板２が位置する面側、すなわちダイクロイックプリズム７１と反対側）に接合された第１の偏光板（図示せず）と、液晶パネル１６の出射面側（マイクロレンズ用凹部付き基板２と対向する面側、すなわちダイクロイックプリズム７１側）に接合された第２の偏光板（図示せず）とを備えている。液晶ライトバルブ７４および７６も、液晶ライトバルブ７５と同様の構成となっている。これら液晶ライトバルブ７４、７５および７６が備えている液晶パネル１６は、図示しない駆動回路にそれぞれ接続されている。
【０２２０】
なお、投射型表示装置３００では、ダイクロイックプリズム７１と投射レンズ７２とで、光学ブロック７０が構成されている。また、この光学ブロック７０と、ダイクロイックプリズム７１に対して固定的に設置された液晶ライトバルブ７４、７５および７６とで、表示ユニット７３が構成されている。
【０２２１】
以下、投射型表示装置３００の作用を説明する。
光源３０１から出射された白色光（白色光束）は、インテグレータレンズ３０２および３０３を透過する。この白色光の光強度（輝度分布）は、インテグレータレンズ３０２および３０３により均一にされる。
【０２２２】
インテグレータレンズ３０２および３０３を透過した白色光は、ミラー３０４で図１８中左側に反射し、その反射光のうちの青色光（Ｂ）および緑色光（Ｇ）は、それぞれダイクロイックミラー３０５で図１８中下側に反射し、赤色光（Ｒ）は、ダイクロイックミラー３０５を透過する。
【０２２３】
ダイクロイックミラー３０５を透過した赤色光は、ミラー３０６で図１８中下側に反射し、その反射光は、集光レンズ３１０により整形され、赤色用の液晶ライトバルブ７４に入射する。
【０２２４】
ダイクロイックミラー３０５で反射した青色光および緑色光のうちの緑色光は、ダイクロイックミラー３０７で図１８中左側に反射し、青色光は、ダイクロイックミラー３０７を透過する。
【０２２５】
ダイクロイックミラー３０７で反射した緑色光は、集光レンズ３１１により整形され、緑色用の液晶ライトバルブ７５に入射する。
【０２２６】
また、ダイクロイックミラー３０７を透過した青色光は、ダイクロイックミラー（またはミラー）３０８で図１８中左側に反射し、その反射光は、ミラー３０９で図１８中上側に反射する。前記青色光は、集光レンズ３１２、３１３および３１４により整形され、青色用の液晶ライトバルブ７６に入射する。
【０２２７】
このように、光源３０１から出射された白色光は、色分離光学系により、赤色、緑色および青色の三原色に色分離され、それぞれ、対応する液晶ライトバルブに導かれ、入射する。
【０２２８】
この際、液晶ライトバルブ７４が有する液晶パネル１６の各画素（薄膜トランジスタ１７３とこれに接続された画素電極１７２）は、赤色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路（駆動手段）により、スイッチング制御（オン／オフ）、すなわち変調される。
【０２２９】
同様に、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ７５および７６に入射し、それぞれの液晶パネル１６で変調され、これにより緑色用の画像および青色用の画像が形成される。この際、液晶ライトバルブ７５が有する液晶パネル１６の各画素は、緑色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御され、液晶ライトバルブ７６が有する液晶パネル１６の各画素は、青色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御される。
【０２３０】
これにより赤色光、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ７４、７５および７６で変調され、赤色用の画像、緑色用の画像および青色用の画像がそれぞれ形成される。
【０２３１】
前記液晶ライトバルブ７４により形成された赤色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ７４からの赤色光は、面７１３からダイクロイックプリズム７１に入射し、ダイクロイックミラー面７１１で図１８中左側に反射し、ダイクロイックミラー面７１２を透過して、出射面７１６から出射する。
【０２３２】
また、前記液晶ライトバルブ７５により形成された緑色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ７５からの緑色光は、面７１４からダイクロイックプリズム７１に入射し、ダイクロイックミラー面７１１および７１２をそれぞれ透過して、出射面７１６から出射する。
【０２３３】
また、前記液晶ライトバルブ７６により形成された青色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ７６からの青色光は、面７１５からダイクロイックプリズム７１に入射し、ダイクロイックミラー面７１２で図１８中左側に反射し、ダイクロイックミラー面７１１を透過して、出射面７１６から出射する。
【０２３４】
このように、前記液晶ライトバルブ７４、７５および７６からの各色の光、すなわち液晶ライトバルブ７４、７５および７６により形成された各画像は、ダイクロイックプリズム７１により合成され、これによりカラーの画像が形成される。この画像は、投射レンズ７２により、所定の位置に設置されているスクリーン３２０上に投影（拡大投射）される。
【０２３５】
このとき、液晶ライトバルブ７４、７５および７６は、前述したような液晶パネル１６を備えているので、光源３０１からの光が液晶ライトバルブ７４、７５および７６を通過する際の減衰は抑制され、スクリーン３２０上に明るい画像を投影することができる。
【０２３６】
なお、上述した説明では、本発明のマイクロレンズ基板を、液晶パネル用対向基板、液晶パネルおよび該液晶ライトバルブを備えた投射型表示装置に用いた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明のマイクロレンズ基板を、例えば、ＣＣＤ、光通信素子等の各種電気光学装置、有機または無機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置、その他の装置などに用いることができることは言うまでもない。
【０２３７】
また、表示装置もリヤプロジェクション型の表示装置に限定されず、例えば、フロントプロジェクション型の表示装置に本発明のマイクロレンズ基板を用いることができる。
【０２３８】
【実施例】
（参考例１）
以下のように、非球面レンズ用の凹部を備えたマイクロレンズ用凹部付き基板を製造し、このマイクロレンズ用凹部付き基板を用いて液晶パネル用対向基板を製造した。
【０２３９】
まず、ガラス基板として、厚さ１ｍｍの石英ガラス基板を用意した。
この石英ガラス基板を、８５℃に加熱した洗浄液（８０％硫酸＋２０％過酸化水素水）に浸漬して洗浄を行い、その表面を清浄化した。
【０２４０】
−１Ａ−  次に、この石英ガラス基板を、６００℃、８０Ｐａに設定したＣＶＤ炉内に入れ、ＳｉＨ４を３００ｍＬ／分の速度で供給し、ＣＶＤ法にて、厚さ０．６μｍの多結晶シリコン膜（第１のマスク層および裏面保護層）を形成した。
【０２４１】
−２Ａ−  次に、形成した多結晶シリコン膜（マスク層）上に、フォトレジストによりマイクロレンズおよびアライメントマークのパターンを有するレジストを形成し、次いで、多結晶シリコン膜（第１のマスク層）に対してＣＦガスによるドライエッチングを行い、次いで、前記レジストを除去して、多結晶シリコン膜（マスク層）に開口（第１の開口および第２の開口）を形成した（図１（ｂ）参照）。
【０２４２】
−３Ａ−  次に、多結晶シリコン膜（第１のマスク層）および石英ガラス基板上の、アライメントマークを形成する部分に、スパッタリングおよびフォトリソグラフィー法により、アライメントマークの形状に対応したＡｕ／Ｃｒ薄膜（保護層）を形成した。
【０２４３】
−４Ａ−  次に、石英ガラス基板に第１のウエットエッチングを施し、石英ガラス基板上に多数の第１の凹部を形成した（図２（ｄ）参照）。
なお、エッチング液には、フッ酸系のエッチング液を用いた。
【０２４４】
−５Ａ−  次に、ＣＦガスによるドライエッチングを行い、多結晶シリコン膜（第１のマスク層）を除去した。
【０２４５】
−６Ａ−  次に、この石英ガラス基板上に、上記と同様のＣＶＤ法にて、厚さ０．６μｍの多結晶シリコン膜（第２のマスク層）を形成した。
【０２４６】
−７Ａ−  次に、形成した多結晶シリコン膜（第２のマスク層）に、上記と同様のフォトリソグラフィ技術により開口（第３の開口）を形成した（図２（ｆ）参照）。
【０２４７】
−８Ａ−  次に、石英ガラス基板に第２のウエットエッチングを施し、石英ガラス基板上に多数の凹部を形成した（図３（ｇ）参照）。
なお、エッチング液には、フッ酸系のエッチング液を用いた。
【０２４８】
−９Ａ−  次に、ＣＦガスによるドライエッチングを行い、多結晶シリコン膜（第２のマスク層および裏面保護層）を除去した。
【０２４９】
−１０Ａ−  次に、石英ガラス基板を硝酸と塩酸の混合液（剥離液）に浸漬して、Ａｕ／Ｃｒ薄膜を除去した。
【０２５０】
これにより、石英ガラス基板上に、非球面レンズ用の多数の凹部が形成されたウエハー状のマイクロレンズ用凹部付き基板を得た。また、このとき、中心部に円形の開口を有する十字型のアライメントマークも同時に形成されている。
【０２５１】
−１１Ａ−  次に、マイクロレンズ用凹部付き基板の凹部が形成された面に、紫外線（ＵＶ）硬化型エポキシ系の光学接着剤（屈折率１．５９）を用い、カバーガラスを接合した。
【０２５２】
また、これにより、マイクロレンズ用凹部付き基板の凹部に充填された光学接着剤よりなるマイクロレンズが、硬化した光学接着剤で構成された樹脂層に形成された。
【０２５３】
−１２Ａ−  次に、この接合したカバーガラスを、研削、研磨して、カバーガラスの厚さを５０μｍとした。
【０２５４】
−１３Ａ−  次に、このカバーガラス上に、開口が形成されたブラックマトリックスを形成した。これは、次のようにして行った。まず、カバーガラス上に、スパッタリングにより厚さ０．１６μｍのＣｒ膜を成膜した。次に、かかるＣｒ膜上にレジスト膜を形成した。次に、前記アライメントマークを指標として、露光機を用い、ブラックマトリックスパターンの各開口部が各マイクロレンズの光軸に一致するように露光し、前記レジスト膜にブラックマトリックスパターンを形成した。次に、硝酸セリウムアンモン水溶液を剥離液としてウエットエッチングを行い、Ｃｒ膜にブラックマトリックスの開口を形成した。次に、前記レジスト膜を除去した。
このとき、アライメントマークを位置決めの指標とした。
【０２５５】
−１４Ａ−  次に、カバーガラス上に、ブラックマトリックスを覆うように、スパッタリングにより、厚さ０．１５μｍのＩＴＯ膜（透明導電膜）を形成した。
これにより、液晶パネル用対向基板を複数個含むウエハーを得た。
【０２５６】
−１５Ａ−  最後に、ダイシング装置を用いてこのウエハーをカットし、液晶パネル用対向基板を得た。なお、マイクロレンズ用凹部付き基板が個別基板として得られる場合には、液晶パネル用対向基板も個別基板として得られるので、ウエハーをカットして切り分ける必要はない。
【０２５７】
（参考例２）
参考例１と同様にして、第１の凹部を有する第１のマイクロレンズ用凹部付き基板と、第２の凹部を有する第２のマイクロレンズ用凹部付き基板とを得た。
【０２５８】
そして、この２枚のマイクロレンズ用凹部付き基板を用いて、以下のようにして、両凸レンズを備えた液晶パネル用対向基板を製造した。
【０２５９】
−１Ｂ−  まず、第１のマイクロレンズ用凹部付き基板の第１の凹部が形成された面に、少なくとも有効レンズ領域を覆うように、所定の屈折率を有する未硬化の樹脂を供給し、第１の凹部内に樹脂を充填した。また、この際、第１のマイクロレンズ用凹部付き基板上にスペーサーを含む未硬化の樹脂を供給した。ここで、樹脂には紫外線（ＵＶ）硬化型エポキシ系の光学接着剤（屈折率１．５９）を用いた。
【０２６０】
−２Ｂ−  次に、樹脂上に第２のマイクロレンズ用凹部付き基板を設置した。
このとき、第１の凹部と第２の凹部とが対向するように、また、第２のマイクロレンズ用凹部付き基板がスペーサーに当接するように、第２のマイクロレンズ用凹部付き基板を樹脂上に設置する。
【０２６１】
また、アライメントマークを用いて、第１の凹部と第２の凹部との位置合わせを行った。
【０２６２】
−３Ｂ−  次に、樹脂を硬化させた。これにより、第２のマイクロレンズ用凹部付き基板が樹脂層を介して第１のマイクロレンズ用凹部付き基板に接合される。また、樹脂層を構成する樹脂のうち、第１の凹部と第２の凹部との間に充填された樹脂により、両凸型のマイクロレンズが形成される。
【０２６３】
この後、上記−１３Ａ−〜−１５Ａ−の工程を行い、実施例１と同様にして液晶パネル用対向基板を得た。
【０２６４】
（実施例１）
参考例１のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造において、マスクとして、開口の大きさが順次大きくなり、厚みはすべて０．６μｍの３つの多結晶シリコン膜を積層形成することで、図４（ｊ）に示す積層マスクを設け、フッ酸系のエッチング液によるウエットエッチングでの凹部の形成と、ＣＦガスによるドライエッチングでの多結晶シリコン膜の除去とを交互に３回ずつ行ったこと以外は、参考例１と同様にしてマイクロレンズ用凹部付き基板を得た。
【０２６５】
そして、得られたマイクロレンズ用凹部付き基板を用いて参考例１と同様にして液晶パネル用対向基板を得た。
【０２６６】
（実施例２）
実施例１と同様にして、第１の凹部を有する第１のマイクロレンズ用凹部付き基板と、第２の凹部を有する第２のマイクロレンズ用凹部付き基板とを得た。
【０２６７】
そして、この２枚のマイクロレンズ用凹部付き基板を用いて、参考例２と同様にして、両凸レンズを備えた液晶パネル用対向基板を製造した。
【０２６８】
（実施例３）
参考例１のマイクロレンズ用凹部付き基板の製造において、マスクとして、大きさの異なる２つの円環状の第１のマスク層を同心円状に形成し、さらに石英ガラス基板および前記２つの第１のマスク層上に亘って第２のマスク層を形成することで、図６（ｐ）に示す同心円状マスクを設け、フッ酸系のエッチング液によるウエットエッチングでの凹部の形成と、ＣＦガスによるドライエッチングでの第２のマスク層の除去とを行ったこと以外は、参考例１と同様にしてマイクロレンズ用凹部付き基板を得た。
【０２６９】
第１のマスク層としては、SiO2スパッタ膜を厚さ０．６μｍに形成し、第２のマスク層としては、多結晶シリコン膜を厚さ０．６μｍに形成した。
【０２７０】
また、第１のマスク層のエッチング液に対するエッチングレートａは、０．５μｍ／分、石英ガラス基板のエッチング液に対するエッチングレートｂは、０．１μｍ／分であり、前記エッチングレートの比ａ／ｂは、５であった。
【０２７１】
そして、得られたマイクロレンズ用凹部付き基板を用いて参考例１と同様にして液晶パネル用対向基板を得た。
【０２７２】
（実施例４）
実施例３と同様にして、第１の凹部を有する第１のマイクロレンズ用凹部付き基板と、第２の凹部を有する第２のマイクロレンズ用凹部付き基板とを得た。
【０２７３】
そして、この２枚のマイクロレンズ用凹部付き基板を用いて、参考例２と同様にして、両凸レンズを備えた液晶パネル用対向基板を製造した。
【０２７４】
（比較例）
マイクロレンズ用凹部付き基板の製造において、ウエットエッチングを２段階に行わず、１段階で行った（上記−５Ａ−〜−８Ａ−の工程を行わなかった）こと以外は、参考例１と同様にして球面レンズ用の多数の凹部が形成されたマイクロレンズ用凹部付き基板を得、このマイクロレンズ用凹部付き基板を用いて参考例１と同様にして液晶パネル用対向基板を得た。
【０２７５】
（評価）
前記実施例１〜４で得られた液晶パネル用対向基板に、それぞれ、マイクロレンズ用凹部付き基板側から光を入射させて光を透過させたところ、光が効果的にブラックマトリックスの開口部に導かれ、明るい出射光を得ることができた。
【０２７６】
この光の透過率は、マイクロレンズを備えない構成の液晶パネル用対向基板と比較して、比較例（球面平凸レンズ）の液晶パネル用対向基板では１．７２倍だったのに対し、実施例１（非球面平凸レンズ）の液晶パネル用対向基板では１．８５倍、実施例２（非球面両凸レンズ）の液晶パネル用対向基板では１．９０倍、実施例３（非球面平凸レンズ）の液晶パネル用対向基板では１．９５倍、実施例４（非球面両凸レンズ）の液晶パネル用対向基板では２．０倍と、いずれも優れた透過率が得られていることが確認された。なお、参考例１（非球面平凸レンズ）の液晶パネル用対向基板では１．８２倍、参考例２（非球面両凸レンズ）の液晶パネル用対向基板では１．８７倍であった。
【０２７７】
（実施例５）
さらに、前記実施例１〜４で得られた液晶パネル用対向基板を用い、図１７に示す構造のＴＦＴ液晶パネルをそれぞれ組み立てた。
【０２７８】
組み立てたＴＦＴ液晶パネルは、すべて、前記液晶パネル用対向基板と同様に高い光の透過率を有していた。
【０２７９】
したがって、かかる液晶パネルを用いた投射型表示装置は、スクリーン上に明るい画像を投射できることが容易に推察される。
【０２８０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、球面収差が抑えられる非球面レンズに対応したマイクロレンズ用凹部付き基板を容易かつ確実に製造することができる。
【０２８１】
すなわち、ウエットエッチングにより、基板上に非球面レンズに対応したマイクロレンズ用凹部（非球面のマイクロレンズ用凹部）を形成することができ、これにより、マイクロレンズの球面収差を減少させること（または実質的に無くすこと）ができる。
【０２８２】
また、本発明によれば、球面収差が抑えられ、光の透過率が高く、優れた光学特性を有するマイクロレンズ基板、液晶パネル用対向基板および液晶パネルを提供することができる。
【０２８３】
さらに、本発明によれば、明るい画像を投射可能な投射型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  マイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。
【図２】  マイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。
【図３】  マイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。
【図４】  本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板の第１の製造方法を示す模式的な縦断面図である。
【図５】  本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板の第１の製造方法を示す模式的な縦断面図である。
【図６】  本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板の第２の製造方法を示す模式的な縦断面図である。
【図７】  本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板の第２の製造方法を示す模式的な縦断面図である。
【図８】  本発明の液晶パネル用対向基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。
【図９】  本発明の液晶パネル用対向基板を示す模式的な縦断面図である。
【図１０】  本発明のマイクロレンズ用凹部付き基板を示す模式的な平面図である。
【図１１】  本発明のマイクロレンズ基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。
【図１２】  本発明のマイクロレンズ基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。
【図１３】  本発明のマイクロレンズ基板を示す模式的な縦断面図である。
【図１４】  本発明のマイクロレンズ基板を示す模式的な縦断面図である。
【図１５】  本発明のマイクロレンズ基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。
【図１６】  本発明のマイクロレンズ基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。
【図１７】  本発明の液晶パネルを示す模式的な縦断面図である。
【図１８】  本発明の投射型表示装置の光学系を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１・・・液晶パネル用対向基板、２・・・マイクロレンズ用凹部付き基板、２１・・・第１のマイクロレンズ用凹部付き基板、２２・・・第２のマイクロレンズ用凹部付き基板、３・・・凹部、３１・・・第１の凹部、３２・・・第１の凹部、３３・・・第２の凹部、３４・・・第１の凹部、３５・・・第２の凹部、３６・・・第１の凹部、３７・・・第２の凹部、４・・・アライメントマーク、４１・・・角部、４２・・・第１のアライメントマーク、４３・・・第２のアライメントマーク、５・・・ガラス基板、５１・・・透明基板、５２・・・ガラス基板、５３・・・第１のガラス基板、５４・・・第２のガラス基板、６・・・第１のマスク層、６１・・・第１の開口、６１１〜６１４・・・開口、６２・・・第２の開口、６３・・・第２のマスク層、６３１・・・第３の開口、６４・・・積層マスク、６４１・・・第１のマスク層、６４２・・・第２のマスク層、６４３・・・第３のマスク層、６５・・・同心円状マスク、６５１、６５２・・・第１のマスク層、６５１’、６５２’・・・隙間、６５３・・・第２のマスク層、６９・・・裏面保護層、７・・・保護層、８・・・マイクロレンズ、９・・・スペーサー、９９・・・有効レンズ領域、１００・・・非有効レンズ領域、１１・・・ブラックマトリックス、１１１・・・開口、１２・・・透明導電膜、１３・・・カバーガラス、１４・・・樹脂層、１４１、１４２・・・樹脂層、１４３、１４４・・・樹脂、１６・・・液晶パネル、１７・・・ＴＦＴ基板、１７１・・・ガラス基板、１７２・・・画素電極、１７３・・・薄膜トランジスタ、１８・・・液晶層、７０・・・光学ブロック、７１・・・ダイクロイックプリズム、７１１、７１２・・・ダイクロイックミラー面、７１３〜７１５・・・面、７１６・・・出射面、７２・・・投射レンズ、７３・・・表示ユニット、７４〜７６・・・液晶ライトバルブ、３００・・・投射型表示装置、３０１・・・光源、３０２、３０３・・・インテグレータレンズ、３０４、３０６、３０９・・・ミラー、３０５、３０７、３０８・・・ダイクロイックミラー、３１０〜３１４・・・集光レンズ、３２０・・・スクリーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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