JP2001022284A - 電気光学装置およびその製造方法ならびに投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光の利用効率が高く、かつ、配向膜の光分解
が抑制された電気光学装置およびその製造方法ならびに
投射型表示装置を提供する。 【解決手段】 複数の画素電極１２を有する素子側基板
１と、この素子側基板１と対向する対向基板２とを有
し、これらの基板間に液晶３を挟持してなる液晶ライト
バルブ３００において、上記複数の画素電極１２の各々
に対応し、光源からの光を順次通過させて当該画素電極
１２に導く凸マイクロレンズ２１４と凹マイクロレンズ
２３１とを前記対向基板２に形成したことを特徴として
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気光学装置およ
びその製造方法ならびに投射型表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】白色光を照射するランプユニットと、ダ
イクロイックミラーと、液晶ライトバルブと、ダイクロ
イックプリズムと、投射レンズとを用いて構成された液
晶プロジェクタが知られている。この種の液晶プロジェ
クタでは、ランプユニットから照射された白色光がダイ
クロイックミラーによって赤色光、緑色光および青色光
に分離され、これらの赤色光、緑色光および青色光は、
各々に対応して設けられた液晶ライトバルブに入射され
る。各液晶ライトバルブを通過した赤色光、緑色光およ
び青色光は、光ダイクロイックプリズムによって合成さ
れ、投射レンズを介してスクリーンに投射される。ここ
で、各液晶ライトバルブは、２枚の基板間に液晶を封入
することにより構成されている。この基板間の液晶の配
向が制御されることにより各液晶ライトバルブの通過光
量の制御が行われ、スクリーンに各種の画像が投射され
る。

【０００３】図９（ａ）は、上記液晶プロジェクタに用
いられる液晶ライトバルブ５００の一部の断面を模式的
に示す図である。同図に例示する液晶ライトバルブ５０
０は、素子側基板１と対向基板２とが対向配置され、両
基板間に液晶３が挟持された構成となっている。素子側
基板１は、ガラス基板１１と、このガラス基板１１上に
形成された複数の画素電極１２およびスイッチング素子
（ＴＦＴ（Thin FilmTransistor：薄膜トランジスタ）
やＴＦＤ（Thin Film Diode：薄膜ダイオード）等、図
示略）とにより構成される。これらの画素電極１２およ
びスイッチング素子は、配向膜１８によって覆われてい
る。この配向膜１８は、液晶３を所定の方向に配向させ
るためにラビング処理等が施されている。ここで、上述
したダイクロイックミラーからの光は、対向基板２側か
ら入射する。この対向基板２は、ダイクロイックミラー
からの入射光を上記画素電極１２に集中させて光の利用
効率を向上させるための複数の凸マイクロレンズ２１４
が形成された凸マイクロレンズ基板２１、および配向膜
２６等により構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記配向膜
１８および２６は、ポリイミド等の有機材料によって構
成されるものが一般的である。このポリイミドに関して
は、青色光以上に波長が短い光を照射されることにより
光分解が起こることが知られている。さらにこの光分解
は、照射される光の光束密度（照度）が高いほど速く進
行する。

【０００５】ここで、図９（ａ）に例示した液晶ライト
バルブ５００は、入射光が各マイクロレンズ２１４によ
って集光される。そのため、素子側基板１側の配向膜１
８には、図９（ｂ）に示すように、光束密度が高められ
た光が局部的に照射されることとなる。そして、これに
より、配向膜１８の光分解が速く進行してしまうといっ
た問題があった。この配向膜１８の光分解が生じると、
液晶３の配向状態が不安定になるといった問題が生じ
る。

【０００６】本発明は、以上説明した事情に鑑みてなさ
れたものであり、光の利用効率が高く、かつ、配向膜の
光分解が抑制された電気光学装置およびその製造方法な
らびに投射型表示装置を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、複数の画素
電極が形成された第１の基板と、この第１の基板と対向
する第２の基板とを有し、第１および第２の基板間に電
気光学物質を挟持してなる電気光学装置において、前記
複数の画素電極の各々に対応し、光源からの光を順次通
過させて当該画素電極に導く凸マイクロレンズと凹マイ
クロレンズとを前記第２の基板に形成したことを特徴と
する電気光学装置を提供するものである。

【０００８】かかる電気光学装置によれば、前記凸マイ
クロレンズによって入射光が集光されるとともに、集光
された光束（光線束）は、前記凹マイクロレンズによっ
て、光軸に略平行な光束に変換されるため、光束密度の
上昇を抑えることができる。従って、光束密度の高い光
が、電気光学装置を構成する各部に対して局部的に照射
されることがないから、これらの各部の光の照射による
劣化を抑制することができる。

【０００９】ここで、前記第１の基板と前記第２基板と
の間に、前記複数の画素電極に対応する開口領域を有す
る遮光膜を備えるようにしてもよい。この場合、前記凸
マイクロレンズおよび凹マイクロレンズを通過して前記
画素電極に向かう各光束の幅を、前記遮光膜の開口領域
の幅とほぼ等しくなるようにすることができる。ここ
で、第１の基板から出射される光束の幅が遮光膜の開口
領域の幅よりも大きい場合には、該光束の一部が遮光膜
によって遮光されるため、その分だけ光利用効率が低く
なる。一方、第２の基板から出射される光束の幅が遮光
膜の開口領域の幅よりも小さい場合には、該光束の光束
密度がその分だけ高くなるため、電気光学装置を構成す
る各部の光分解の速度が高くなる。すなわち、上記構成
とすることにより、高い光効率を保つことができると同
時に、各部に照射される光の光束密度を低く抑えること
ができるという利点がある。

【００１０】また、前記第１の基板と前記第２の基板の
少なくとも一方に、有機薄膜である配向膜を有する構成
としてもよい。この配向膜は、光の照射によって光分解
を起こし易く、光束密度が高い光が照射された場合には
より速い速度で光分解が進行する。上記構成とした場
合、配向膜に対して光束密度の高い光が局部的に照射さ
れることがないので、特に光分解による劣化が起こりや
すい配向膜の光分解速度を抑えることができる。

【００１１】また、本発明は、複数の画素電極が形成さ
れた第１の基板と、この第１の基板と対向する第２の基
板とを有し、第１および第２の基板間に電気光学物質を
挟持してなる電気光学装置の製造方法であって、複数の
凸マイクロレンズを有する凸マイクロレンズ基板を作成
する工程と、複数の凹マイクロレンズを有する凹マイク
ロレンズ基板を作成する工程と、前記各凸マイクロレン
ズと前記各凹マイクロレンズとが前記複数の画素電極の
各々に対応するように、前記凸マイクロレンズ基板と凹
マイクロレンズ基板とを前記第２の基板に固定する工程
とを具備することを特徴とする電気光学装置の製造方法
を提供するものである。

【００１２】かかる製造方法によって製造された電気光
学装置によれば、前記凸マイクロレンズによって入射光
が集光されるとともに、集光された光束（光線束）は、
前記凹マイクロレンズによって、光軸に略平行な光束に
変換されるため、光束密度の上昇を抑えることができ
る。従って、電気光学装置を構成する各部（特に配向
膜）に対して、光束密度の高い光が局部的に照射される
ことがないので、これらの各部の光分解速度を抑えるこ
とができる。

【００１３】また、本発明は、請求項１から３のいずれ
か１の請求項に記載の電気光学装置と、光源と、前記光
源から出射された光を前記電気光学装置に導く集光光学
系と、前記電気光学装置から出射された光を投射する投
射レンズとを具備することを特徴とする投射型表示装置
を提供するものである。かかる投射型表示装置によれ
ば、前記電気光学装置の各部（特に配向膜等）の光分解
速度が抑えられるため、該電気光学装置の寿命を延ばす
ことができるという利点がある。

【００１４】本発明は、請求項１から３のいずれか１の
請求項に記載の複数の電気光学装置と、光源と、前記光
源から出射された光を複数の色光に分離するとともに、
これらの各色光を、前記複数の電気光学装置の各々に導
く集光光学系と、前記複数の電気光学装置から出射され
た光を合成する光合成手段と、前記光合成手段によって
合成された光を投射する投射レンズとを具備することを
特徴とする投射型表示装置を提供するものである。

【００１５】かかる投射型表示装置によれば、前記複数
の電気光学装置の各部（特に配向膜）の光分解速度が抑
えられるため、該電気光学装置の寿命を延ばすことがで
きるという利点がある。

【００１６】また、本発明は、請求項１から３のいずれ
か１の請求項に記載の１以上の電気光学装置と、入射光
を変調する１以上の光変調装置であって、複数の凸マイ
クロレンズまたは複数の凹マイクロレンズのうちのいず
れか一方を備える１以上の光変調装置と、光源と、前記
光源から出射された光を複数の色光に分離するととも
に、これらの各色光を、前記１以上の電気光学装置およ
び１以上の光変調装置のそれぞれに導く集光光学系と、
前記１以上の電気光学装置および１以上の光変調装置か
ら出射された光を合成する光合成手段と、前記光合成手
段によって合成された光を投射する投射レンズとを具備
することを特徴とする投射型表示装置かかる投射型表示
装置によれば、前記複数の電気光学装置の各部（特に配
向膜）の光分解速度が抑えられるため、該電気光学装置
の寿命を延ばすことができるという利点がある。

【００１７】ここで、前記集光光学系は、前記光源から
出射された光を、青色光、赤色光および緑色光に分離す
るとともに、青色光を前記電気光学装置に、赤色光およ
び緑色光を前記１以上の光変調装置のそれぞれに導くよ
うにしてもよい。光分解は、特に青色光を照射されるこ
とによって顕著に進行するが、青色光が照射する電気光
学装置は、上述した構成となっているため、電気光学装
置の各部（特に配向膜）の光分解速度を抑制することが
できる。従って、該電気光学装置の寿命を延ばすことが
できるという利点がある。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態について説明する。なお、本実施形態では、電
気光学装置の一例として投射型表示装置に用いられる液
晶ライトバルブを用いて説明する。かかる実施の形態
は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定
するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更可能で
ある。

【００１９】Ａ：実施形態の構成 図１（ａ）は、本発明を適用した液晶ライトバルブ３０
０の断面の一部を模式的に示す図である。同図に示すよ
うに、この液晶ライトバルブ３００は、シール材（図示
略）によって接合された素子側基板１および対向基板２
と、これらの各基板の間隙（セルギャップ）内に封入さ
れた液晶３とにより概略構成される。なお、以下では、
図１（ａ）に示すように、液晶ライトバルブ３００が属
する面と垂直な方向をＸ軸方向として説明を進める。ま
た、図１および以下に示す各図においては、各層や各部
材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層
や各部材毎に縮尺を異ならせてある。

【００２０】素子側基板１は、ガラス基板１１を有して
おり、このガラス基板１１の内側（液晶３側）表面に
は、複数の画素電極１２がマトリクス状に形成されてい
る。これらの画素電極１２は、例えば透明材料であるＩ
ＴＯ（Indium Tin Oxide）によって構成される。

【００２１】ここで、図２（ａ）は、この画素電極１２
とその付近の部分とをガラス基板１１の内側（液晶３
側）から見た場合の構成を示す拡大平面図であり、図２
（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ’線視断面図であ
る。図２（ａ）に示すように、ガラス基板１１上には、
複数の画素電極１２と、各画素電極１２の境界に沿って
図２（ａ）中のＸ方向に延びる走査線１３および容量線
１４と、Ｙ軸方向に延びるデータ線１５とが形成されて
いる。さらに、各画素電極１２に隣接する位置には、該
画素電極１２をスイッチング制御するためのＴＦＴ１６
（図１（ａ）においては図示せず）が形成されている。

【００２２】このＴＦＴ１６は、図２（ａ）および
（ｂ）に示すように、走査線１３の一部であるゲート電
極１３ａと、ゲート電極１３ａからの電界によりチャネ
ルが形成される半導体膜１６ａと、ゲート電極１３ａと
半導体膜１６ａとを絶縁するゲート絶縁膜１６ｂと、デ
ータ線１５の一部であるソース電極１５ａとを備えてい
る。半導体膜１６ａは、ガラス基板１１上に、データ線
１５に部分的に重なるように形成されたポリシリコン等
の薄膜であり、ＴＦＴ１６の能動層である。また、ソー
ス電極１５ａは、第１の層間絶縁膜１６ｃに形成された
コンタクトホール１６ｄを介して半導体膜１６ａのドレ
イン領域と接続されている。また、各画素電極１２は、
第１の層間絶縁膜１６ｃおよびその上層に設けられた第
２の層間絶縁膜１６ｅに形成されたコンタクトホール１
６ｆを介して半導体膜１６ａのドレイン領域と接続され
ている。また、走査線１３に沿うように形成された容量
線１４と、半導体膜１６ａのドレイン領域の延設部分と
が重なって蓄積容量１７を構成している。画素電極１２
上には配向膜が形成されているが、図２（ｂ）において
は図示を省略してある。

【００２３】図３は、上記画素電極１２、ＴＦＴ１６お
よび各配線等を示す等価回路図である。同図に示すよう
に、この液晶パネル３００においては、上述した複数の
走査線１３および容量線１４と複数のデータ線１５との
交差部分において画素が形成される。ここで、各画素
は、ＴＦＴ１６、画素電極１２および蓄積容量１７によ
り構成される。前掲図２（ａ）および（ｂ）を用いて説
明したように、ＴＦＴ１６のソースには画像信号が供給
されるデータ線１５が、ＴＦＴ１６のゲートには走査信
号が供給される走査線１３が、ＴＦＴのドレインには画
素電極１２が、それぞれ電気的に接続されている。そし
て、データ線１５には画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが
それぞれこの順に線順次に供給されるとともに、走査線
１３にはパルス的な走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｎがそ
れぞれこの順に線順次に供給されるようになっている。

【００２４】ここで、各走査線１３に走査信号を供給す
るとともに、データ線１５に画像信号を供給することに
より、各画素電極１２には画像信号に対応した電荷が供
給され、一定期間保持される。画素電極１２と対向電極
２３とに挟持された液晶３は、画像信号に応じて印加さ
れる電界によって配向状態が変化し、各画素に入射した
光は液晶３の配向状態に応じて変調される。

【００２５】一方、蓄積容量１７は、画素電極１２、対
向電極２３および液晶３により構成される液晶層と並列
に設けられ、液晶層に保持された電荷がリークするのを
防ぐ役割を担っている。

【００２６】再び図１（ａ）に戻り、画素電極１２およ
びＴＦＴ１６等が形成されたガラス基板１１の表面は配
向膜１８によって覆われている。この配向膜１８は、ポ
リイミド等の有機材料によって構成される薄膜であり、
一軸配向処理、例えばラビング処理が施されている。両
基板間に封入された液晶３は、画素電極１２からの電界
が印加されていない状態において、配向膜１８に従った
配向状態となる。また、ガラス基板１１の外側（液晶３
とは反対側）には、偏光板（図示略）が貼着される。

【００２７】一方、対向基板２は、凸マイクロレンズ基
板２１、接着層２２、凹マイクロレンズ基板２３、遮光
膜２４、対向電極２５および配向膜２６が順次積層され
て構成されている。

【００２８】図４は、図１（ａ）における下側（液晶３
側）から凸マイクロレンズ基板２１全体を見た場合の構
成を示す平面図であり、図５は図４中のＢ−Ｂ’線視断
面図である。

【００２９】図４および図５に示すように、このマイク
ロレンズ基板２１は、長方形状の基板部２１１と、この
基板部２１１の一方の面上に形成されるマイクロレンズ
領域２１２と、マイクロレンズ領域２１２が形成された
のと同じ面上に配設されるスペーサ部２１３とに分ける
ことができる。本実施形態においては、これらの各部
は、例えば高屈折率樹脂材料によって一体に形成され
る。

【００３０】マイクロレンズ領域２１２には、図５に示
すように、対向基板２側から入射される入射光を集光す
るための複数の凸マイクロレンズ２１４、２１４、…が
形成されている。これらの各凸マイクロレンズ２１４
は、各々の光軸が上記各画素電極１２の中心部分を通過
するようにマトリクス状に配設されている。

【００３１】スペーサ部２１３は、マイクロレンズ領域
２１２を包囲するように設けられる４個の棒状部材であ
る。図５に破線で示すように、凹マイクロレンズ基板２
３は、このスペーサ部２１３の上面によって支持される
ことにより、凸マイクロレンズ基板２１と一定の間隔を
あけた状態で凸マイクロレンズ基板２１と接着される。

【００３２】ここで、スペーサ部２１３の４つの棒状部
材の間にはそれぞれ間隔（図２中のＣで示す部分）が設
けられている。従って、凸マイクロレンズ基板２１と凹
マイクロレンズ基板２３とが接着されたとき、マイクロ
レンズ基板２１上のスペーサ部２１３で包囲された部分
（マイクロレンズ領域２１２等）は、上記間隔の部分に
よって形成される孔で外部と通ずるようになっている。
後述するように、マイクロレンズ基板２１上のスペーサ
部２１３によって包囲された部分には接着剤が塗布され
て凹マイクロレンズ基板２３が接着されるが、この接着
の際、余分な接着剤が上記孔を通って外部に流出するよ
うになっている。

【００３３】再び図１（ａ）において、接着層２２は、
凸マイクロレンズ基板２１と凹マイクロレンズ基板２３
とを接着するための接着剤によって形成される。この接
着剤としては、例えば空気に近い屈折率を有するアクリ
ル系の接着剤を用いることができる。なお、この接着層
２２は、接着剤により形成するのではなく、図に示すよ
うな形状の層状部材を別途作成し、この部材を凸マイク
ロレンズ基板２１と凹マイクロレンズ基板２３との間に
介挿することにより形成してもよい。

【００３４】凹マイクロレンズ基板２３は、例えば高屈
折率樹脂材料によって構成され、一方の表面に複数の凹
マイクロレンズ２３１、２３１、…を有している。各凹
マイクロレンズ２３１は、上記各凸マイクロレンズ２１
４と同様に、各々の光軸が各画素の中心を通過するよう
にマトリクス状に配設されている。

【００３５】遮光膜２４は、凹マイクロレンズ基板２３
の内側（液晶３側）表面であって、ガラス基板１１上の
各ＴＦＴ１６に対向する位置に形成される薄膜であり、
Ｃｒ（クロム）等の金属材料によって構成される。この
遮光膜２４は、ＴＦＴ１６に対する遮光だけでなく、コ
ントラストの向上等にも寄与している。

【００３６】対向電極２５は、遮光膜２４が形成された
凹マイクロレンズ基板２３の表面を覆う透明電極であ
り、例えばＩＴＯにより構成される。この対向電極２５
の内側表面には配向膜２６が形成される。この配向膜２
６は、素子側基板１の配向膜１８と同様にポリイミド等
の有機薄膜であり、一軸配向処理、例えばラビング処理
が施されている。

【００３７】ここで、本発明の特徴部分である入射光の
進行経路について詳述する。

【００３８】まず、液晶ライトバルブ３００への入射光
は、凸マイクロレンズ基板２１に入射する。ここで、マ
イクロレンズ基板２１の屈折率は、接着層２２の屈折率
よりも高いため、この入射光は、各凸マイクロレンズ２
１４によって集光される。凸マイクロレンズ２１４から
出射された光束は、その幅を狭めつつ、すなわち光束密
度を高めつつ接着層２２を通過し、凹マイクロレンズ基
板２３に至る。

【００３９】ここで、接着層２２の屈折率は凹マイクロ
レンズ基板２３の屈折率よりも低い。この屈折率の違い
により、幅を狭めながら接着層２２内を進行する光束
が、接着層２２と各凹マイクロレンズ２３１との境界を
通過する際に、Ｘ軸方向（光軸の方向）に平行な光束に
変換される。別の表現をすれば、接着層２２を通過中に
生じる光束密度の上昇が、凹マイクロレンズ２３１によ
って止められることとなる。凹マイクロレンズ基板２３
から出射された光束は、液晶３によって変調され、素子
側基板１を通過して、該液晶ライトバルブ３００から出
射される。ここで、図１（ｂ）は、各画素に対応する位
置に設けられた素子側基板１の配向膜１８の面上に照射
される光の光束密度をグラフ表示したものである。同図
に示すように、本実施形態においては、各画素に対応し
た配向膜１８の大部分に対して、概ね等しい光束密度を
有する光が照射される。

【００４０】上述した従来の液晶ライトバルブにおいて
は、図９（ｂ）に示すように、各凸マイクロレンズ２１
４によって集光された光束密度の高い光束が、配向膜１
８に対して局部的に照射されていたため、配向膜１８の
光分解が速く進行してしまうという問題があった。これ
に対し、本実施形態によれば、凸マイクロレンズ２１４
によって集光された光を凹マイクロレンズ２３１によっ
て屈折させることにより、画素に対応する配向膜１８の
大部分に対し、図９（ｂ）と比較して光束密度の低い光
が照射するようになっている。つまり、配向膜１８に対
し、光束密度が高い光束が局部的に照射されることがな
いから、上記従来の技術と比較して、配向膜１８の光分
解の速度を抑えることができる。そして、これにより、
液晶ライトバルブの寿命を長くすることができる。

【００４１】ところで、凹マイクロレンズ基板２３から
の出射光の幅Ｗ１が遮光膜２４の開口領域の幅Ｗ２より
も大きい場合には、該出射光の一部が遮光膜２４によっ
て遮光されるため、光利用効率がその分だけ低下する。
一方、出射光の幅Ｗ１が遮光膜２４の開口領域の幅Ｗ２
よりも小さい場合には、出射光の光束密度がその分だけ
高くなるため、配向膜１８の光分解の速度が速くなる。
このような理由により、凹マイクロレンズ２３１から出
射される光束の幅Ｗ１が、ブラックマトリクス２４の開
口領域の幅Ｗ２と概ね等しくなるように、凸マイクロレ
ンズ２１４や凹マイクロレンズ２３１の形状および屈折
率を選定するのが好ましい。

【００４２】なお、上記実施形態においては、凹マイク
ロレンズ基板２３において、各凹マイクロレンズ２３１
の境界部分（図１（ａ）中のＡで示す部分）が突出した
角部となっていた。ここで、凸マイクロレンズ基板２１
側から入射された入射光は、凸マイクロレンズ２１によ
って集光されるため、図１（ａ）中のＡで示す部分には
光が照射されない。従って、この部分は、図６中の部分
Ｂで示すように平面状にしてもよい。

【００４３】また、上記実施形態においては、高屈折率
樹脂材料によって凸マイクロレンズ基板２１が構成され
るようにしたが、凸マイクロレンズ基板２１は、例えば
ガラス基板に凸レンズを設けることによって構成しても
よい。

【００４４】Ｂ：液晶ライトバルブ３００の製造方法 次に、図７を参照して、上述した液晶ライトバルブ３０
０の製造方法について説明する。

【００４５】まず、凸マイクロレンズ基板２１を作成す
るため、表面に複数の凹部が形成された成形型５４（図
７（ａ４）参照）を用意する。図７（ａ１）〜（ａ４）
は、この成形型５４の作成手順を例示する図である。

【００４６】まず、図７（ａ１）に示すように、成形型
５４となるガラス基板５１の一方の表面を、多数の小孔
５２が形成されたマスク５３によって覆い、等方性エッ
チングを施す。ここで、上記複数の小孔５２は、凸マイ
クロレンズ基板２１の各凸マイクロレンズ２１４の光軸
に対応する位置に形成されている。このエッチングによ
り、ガラス基板５１上には、図５（ａ２）に示すよう
に、多数の球面上の凹部が一定の間隔をあけて形成され
る。さらに、このガラス基板５１に対して、等方性エッ
チングを行う。これにより、ガラス基板５１の表面に
は、図５（ａ３）に示すように、凹部が隙間なく形成さ
れる。このガラス基板５１を、上述したスペーサ部２１
３に対応する位置に開口領域を設けたマスクで覆い、異
方性エッチングを施す。これにより、図５（ａ４）に示
すように、複数の球面状の凹部と、該凹部が形成された
領域（上述したマイクロレンズ領域に対応する長方形状
の領域）を包囲するように形成された溝（スペーサ部２
１３に対応）とを有する成形型５４が得られる。

【００４７】このようにして作成された成形型５４の表
面を、フッ素系またはシリコン系材料の離型剤からなる
離型剤層５５によって覆う。この離型剤層５５を形成す
るには、例えば、材料を蒸気として成形型表面に吸着さ
せ、その後焼成するといった方法を用いることができ
る。

【００４８】次に、離型剤層５５を形成した表面に光硬
化性または熱硬化性を有する高屈折率樹脂材料５６を均
一に塗布・平坦化するとともに、紫外線を照射するか、
または加熱することによって硬化させる（図５（ａ
５））。このようにして硬化した高屈折率樹脂材料５６
を成形型５４から剥離することにより、マイクロレンズ
基板２１を得ることができる。

【００４９】一方、凹マイクロレンズ基板２３を作成す
るため、表面に複数の凸部が形成された成形型６３（図
５（ｂ３）参照）を用意する。図５（ｂ１）〜（ｂ３）
は、この成形型６３の作成手順を例示する図である。

【００５０】まず、成形型６３となるガラス基板６１上
に熱変形性を有する感光性材料（例えば、各種フォトレ
ジスト）を均一な厚さに塗布するとともに、上記凸部
（凹マイクロレンズ基板２３の各凹マイクロレンズ２３
１に対応）が形成されるべき部分を円形状のマスクによ
って覆う。そして、この面に対して紫外線を照射し、感
光した部分の感光性材料を除去する。これにより、ガラ
ス基板６１の表面上には、図５（ｂ１）に示すように、
円形状の複数のレジスト層６２が形成される。

【００５１】次に、このレジスト層６２を該感光性材料
の熱変形温度以上に加熱する。この加熱によりレジスト
層６２は軟化し、その熱変形性および表面張力の作用に
よりレジスト層６２の角の部分が丸められ、図５（ｂ
２）に示すように、滑らかな球面状の表面を有する複数
の凸部が形成される。この部材に対して等方性エッチン
グを施すことにより、図５（ｂ３）に示すように、複数
の凸部が隙間なく配列された成形型６３を得ることがで
きる。

【００５２】このようにして作成された成形型６３の表
面を、上述した離型剤層５５と同様の離型剤層６４によ
って覆う。そして、離型剤層６４を形成した表面に光硬
化性または熱硬化性を有する高屈折率樹脂材料６５を均
一に塗布・平坦化するとともに、紫外線を照射するか、
または加熱することによって硬化させる（図５（ｂ
４））。このようにして硬化した高屈折率樹脂材料６５
を成形型６３から剥離することにより、凹マイクロレン
ズ基板２３を得ることができる。

【００５３】上述したようにして作成された凸マイクロ
レンズ基板２１のマイクロレンズ２１４が形成された面
に接着層２２となる接着剤を塗布し、凹マイクロレンズ
基板２３の凹マイクロレンズ２３１が形成された面と接
着する（図５（ｃ）。この接着の際に、凸マイクロレン
ズ基板２１上の各凸マイクロレンズ２１４の光軸と、凹
マイクロレンズ基板２３上の各凹マイクロレンズ２３１
の光軸とが一致するように位置合わせを行う。ここで、
上記塗布された接着剤のうちの余分な接着剤は、スペー
サ部２１３の間隔部分によって形成される孔から流出す
る。

【００５４】この後、凹マイクロレンズ基板２１上に遮
光膜２４、透明電極２５および配向膜２６を形成するこ
とにより対向基板２を作成し、この対向基板２と別途作
成した素子側基板１とをシール材によって接合する。こ
の際に、凸マイクロレンズ基板２１上の各凸マイクロレ
ンズ２１４の光軸と、凹マイクロレンズ基板２３上の各
凹マイクロレンズ２３１の光軸とが、素子側基板１に形
成された各画素電極１２に対応するように位置合わせを
行う。そして、対向基板２と素子側基板１との間隙に電
気光学物質としての液晶３を封入する。

【００５５】以上が本実施形態における液晶ライトバル
ブ３００の製造方法である。

【００５６】なお、凸マイクロレンズ基板２１および凹
マイクロレンズ基板２３の製造方法は、上述した方法に
限られるものではない。例えば、図５（ａ１）〜（ａ
３）に示す方法によって凹マイクロレンズ基板２３（図
５（ａ３）に示す成形型５４と同様の形状）を作成する
とともに、図５（ｂ１）〜（ｂ３）に示す方法によって
凸マイクロレンズ基板２１（図５（ｂ３）に示す成形型
６３と同様の形状）を作成し、これらを接着するように
してもよい。

【００５７】Ｃ：応用例 次に、図６を参照して、本発明にかかる電気光学装置を
液晶ライトバルブ３００として用いた液晶プロジェクタ
について説明する。同図に示すように、この液晶プロジ
ェクタ４００は、メタルハライドランプ等の白色光源を
有するランプユニット４０１と、この白色光を赤色光、
緑色光および青色光に分離するためのミラー４０４〜４
０６ならびにダイクロイックミラー４０２および４０３
（集光光学系）と、各色光に対応した液晶ライトバルブ
３００、５００（光変調装置）および５００と、ダイク
ロイックプリズム（光合成手段）４０７と、投射レンズ
４０８と、スクリーン４０９とにより構成されている。
ここで、本実施形態においては、分離された色光のう
ち、青色光を本発明に係る液晶ライトバルブ３００に、
赤色光および緑色光を前掲図４に示した従来の液晶ライ
トバルブ５００に、それぞれ入射させるようになってい
る。このようにしたのは、上述したように、ポリイミド
の光分解が、特に青色光以上に短い波長を有する光によ
って引き起こされるためである。

【００５８】このような構成において、ランプユニット
４０１から発せられた光は、ミラー４０４〜４０６なら
びにダイクロイックミラー４０２および４０３によって
赤色光、緑色光および青色光に分離され、赤色光（Ｒ）
は液晶ライトバルブ５００に、緑色光（Ｇ）は液晶ライ
トバルブ５００に、青色光（Ｂ）は液晶ライトバルブ３
００に、それぞれ導かれる。そして、各液晶ライトバル
ブによって変調された各光成分は、ダイクロイックプリ
ズム４０７によって再度合成された後、投射レンズ４０
８を介してスクリーン４０９にカラー画像として投射さ
れる。

【００５９】なお、上述した液晶プロジェクタにおいて
は、本発明に係る液晶ライトバルブ３００と、２個の従
来の液晶ライトバルブ５００を用い、青色光のみを本発
明に係る液晶ライトバルブ３００に入射させるようにし
たが、３個の液晶ライトバルブをすべて本発明に係る液
晶ライトバルブ３００としてもよい。このようにすれ
ば、３個全ての液晶ライトバルブの光による劣化を抑制
することができる。

【００６０】このように、本実施形態によれば、青色光
によって引き起こされる液晶ライトバルブ３００内の配
向膜の光分解速度を抑えることができるから、該液晶ラ
イトバルブの寿命を長くすることができるという利点が
ある。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
配向膜に光束密度が高い光が局部的に照射されることが
ないから、特に青色光によって引き起こされる配向膜の
光分解の速度を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）は本発明の一実施形態である液晶ライ
トバルブの一部の断面図であり、（ｂ）は同実施形態に
おいて配向膜に照射される光の光束密度を示す図であ
る。

【図２】 （ａ）は同実施形態における画素電極および
その付近の部分を拡大した平面図であり、（ｂ）は上記
（ａ）におけるＡ−Ａ’線視断面図である。

【図３】 同実施形態におけるガラス基板上に設けられ
た各種素子および配線等の等価回路図である。

【図４】 同実施形態における凸マイクロレンズ基板の
構成を示す平面図である。

【図５】 上記図２におけるＡ−Ａ’線視断面図であ
る。

【図６】 本発明の変形例における液晶ライトバルブの
一部の断面図を示す図である。

【図７】 本発明の一実施形態である液晶ライトバルブ
の製造手順を示す図である。

【図８】 本発明の一実施形態である液晶ライトバルブ
を用いた液晶プロジェクタの構成を示す図である。

【図９】 （ａ）は従来の液晶ライトバルブの一部の断
面図であり、（ｂ）はこの液晶ライトバルブの配向膜に
照射される光の光束密度を示す図である。

【符号の説明】

１……素子側基板（第１の基板）、２……対向基板（第
２の基板）、３……液晶（電気光学物質）、１１……ガ
ラス基板、１２……画素電極、１３……走査線、１４…
…容量線、１５……データ線、１６……ＴＦＴ、１７…
…蓄積容量、１８，２６……配向膜、２１……凸マイク
ロレンズ基板、２２……接着層、２３……凹マイクロレ
ンズ基板、２４……遮光膜、２５……対向電極、２７…
…平面基板、５１……ガラス基板、５２……小孔、５３
……マスク、５４，６３……成形型、５５，６４……離
型剤層、５６，６５……高屈折率樹脂材料、２１１……
基板部、２１２……マイクロレンズ領域、２１３……ス
ペーサ部、２１４……凸マイクロレンズ、２３１……凹
マイクロレンズ、３００……液晶ライトバルブ（電気光
学装置）、４００……液晶プロジェクタ（投射型表示装
置）、４０１……ランプユニット（光源）、４０２，４
０３……ダイクロイックミラー（集光光学系）、４０
４，４０５，４０６……ミラー（集光光学系）、４０７
……ダイクロイックプリズム（光合成手段）、４０８…
…投射レンズ、４０９……スクリーン、５００……液晶
ライトバルブ（光変調装置）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の画素電極が形成された第１の基板
   と、この第１の基板と対向する第２の基板とを有し、第
   １および第２の基板間に電気光学物質を挟持してなる電
   気光学装置において、 前記複数の画素電極の各々に対応し、光源からの光を通
   過させて当該画素電極に導く凸マイクロレンズと凹マイ
   クロレンズとを前記第２の基板に形成したことを特徴と
   する電気光学装置。
2. 【請求項２】 前記第１の基板と前記第２基板との間
   に、前記複数の画素電極に対応する開口領域を有する遮
   光膜を備えることを特徴とする請求項１に記載の電気光
   学装置。
3. 【請求項３】 前記第１の基板と前記第２の基板の少な
   くとも一方に、有機材料からなる配向膜を有することを
   特徴とする請求項１または２に記載の電気光学装置。
4. 【請求項４】 複数の画素電極が形成された第１の基板
   と、この第１の基板と対向する第２の基板とを有し、第
   １および第２の基板間に電気光学物質を挟持してなる電
   気光学装置の製造方法であって、 複数の凸マイクロレンズを有する凸マイクロレンズ基板
   を作成する工程と、 複数の凹マイクロレンズを有する凹マイクロレンズ基板
   を作成する工程と、 前記各凸マイクロレンズと前記各凹マイクロレンズとが
   前記複数の画素電極の各々に対応するように、前記凸マ
   イクロレンズ基板と凹マイクロレンズ基板と固定し、前
   記第２の基板を作成する工程とを具備することを特徴と
   する電気光学装置の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１から３のいずれか１の請求項に
   記載の電気光学装置と、 光源と、 前記光源から出射された光を前記電気光学装置に導く集
   光光学系と、 前記電気光学装置から出射された光を投射する投射レン
   ズとを具備することを特徴とする投射型表示装置。
6. 【請求項６】 請求項１から３のいずれか１の請求項に
   記載の複数の電気光学装置と、 光源と、 前記光源から出射された光を複数の色光に分離するとと
   もに、これらの各色光を、前記複数の電気光学装置の各
   々に導く集光光学系と、 前記複数の電気光学装置から出射された光を合成する光
   合成手段と、 前記光合成手段によって合成された光を投射する投射レ
   ンズとを具備することを特徴とする投射型表示装置。
7. 【請求項７】 請求項１から３のいずれか１の請求項に
   記載の１以上の電気光学装置と、 入射光を変調する１以上の光変調装置であって、複数の
   凸マイクロレンズまたは複数の凹マイクロレンズのうち
   のいずれか一方を備える１以上の光変調装置と、 光源と、 前記光源から出射された光を複数の色光に分離するとと
   もに、これらの各色光を、前記１以上の電気光学装置お
   よび１以上の光変調装置のそれぞれに導く集光光学系
   と、 前記１以上の電気光学装置および１以上の光変調装置か
   ら出射された光を合成する光合成手段と、 前記光合成手段によって合成された光を投射する投射レ
   ンズとを具備することを特徴とする投射型表示装置。
8. 【請求項８】 前記集光光学系は、前記光源から出射さ
   れた光を、青色光、赤色光および緑色光に分離するとと
   もに、青色光を前記電気光学装置に、赤色光および緑色
   光を前記１以上の光変調装置のそれぞれに導くことを特
   徴とする請求項７に記載の投射型表示装置。