JP2002014205A - 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、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 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶パネル等に用いた場合に高いコントラス
ト比が得られるマイクロレンズ基板を提供すること。 【解決手段】 マイクロレンズ基板１Ａは、第１ガラス
基板２９上に凹曲面を有する複数の第１凹部３１と第１
アライメントマーク７１とが形成された第１マイクロレ
ンズ用凹部付き基板２と、第２ガラス基板８９上に凹曲
面を有する複数の第２凹部３２と第２アライメントマー
ク７２とが形成された第２マイクロレンズ用凹部付き基
板８と、樹脂層９と、第１凹部３１と第２凹部３２との
間に充填された樹脂で構成された両凸レンズよりなるマ
イクロレンズ４と、スペーサー５とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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、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。この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が用いられている。

【０００３】このような液晶パネルの中には、光の利用
効率を高めるべく、液晶パネルの各画素に対応する位置
に、多数の微小なマイクロレンズを設けたものが知られ
ている。かかるマイクロレンズは、通常、液晶パネルが
備えるマイクロレンズ基板に形成されている。

【０００４】図１２は、液晶パネルに用いられるマイク
ロレンズ基板の従来の構造を示す縦断面図である。

【０００５】同図に示すように、マイクロレンズ基板９
００は、多数の半球状の凹部９０３が設けられたガラス
基板９０２と、かかるガラス基板９０２の凹部９０３が
設けられた面に樹脂層９０９を介して接合されたカバー
ガラス９０８とを有しており、また、樹脂層９０９で
は、凹部９０３内に充填された樹脂によりマイクロレン
ズ９０４が形成されている。

【０００６】ところで、近年、液晶パネルは、進歩、発
展がめざましく、その高画質化には、目を見張るものが
ある。

【０００７】そして、現在、液晶パネルのさらなる高画
質化を実現すべく、極めて高いコントラスト比および透
過率が得られる液晶パネルの開発が望まれている。

【０００８】ところが、図１２に示すような構造のマイ
クロレンズ基板９００では、コントラスト比および透過
率を高めることに限界があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、例え
ば液晶パネル等に用いた場合に高いコントラスト比およ
び透過率が得られる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、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提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願発明のマイクロレン
ズ基板の製造方法は、レンズ曲面を複数有する第１基板
と、レンズ曲面を複数有する第２基板とを接合し、両凸
レンズよりなるマイクロレンズを複数形成することを特
徴とする。

【００１１】また、レンズ曲面を備えた第１の凹部を複
数有する第１基板と、レンズ曲面を備えた第２の凹部を
複数有する第２基板とを、前記第１の凹部と前記第２の
凹部とが対向するように、樹脂を介して接合し、前記第
１の基板と前記第２の基板との間に両凸レンズよりなる
マイクロレンズを複数形成することを特徴とする。

【００１２】以下のように形成することにより、より好
ましいマイクロレンズを形成することができる。前記第
１基板が有するレンズ曲面の曲率半径と、前記第２基板
が有するレンズ曲面の曲率半径とが異なる。前記第２基
板が有するレンズ曲面の曲率半径よりも、前記第１基板
が有するレンズ曲面の曲率半径の方が大きい。前記マイ
クロレンズの最大厚さが、１０〜１２０μｍである。前
記マイクロレンズの焦点距離は、２０〜１０００μｍで
ある。前記第１基板および／または前記第２基板のレン
ズ曲面が設けられた領域の外側にスペーサーを含む樹脂
を設置して、前記第１基板と前記第２基板とを接合す
る。前記スペーサーは、粒子状である。前記第１基板お
よび前記第２基板には、アライメントマークがそれぞれ
設けられ、これらのアライメントマークを用いて、前記
第１基板と前記第２基板との位置合わせを行い、前記第
１基板と前記第２基板とを接合する。前記第１基板およ
び前記第２基板のレンズ曲面は、マスク層を用いて形成
されたものであり、前記第１基板および前記第２基板の
アライメントマークは、前記マスク層を利用して形成さ
れたものである。

【００１３】また、本発明のマイクロレンズ基板は、基
板上に複数のマイクロレンズが設けられたマイクロレン
ズ基板であって、前記マイクロレンズが両凸レンズで構
成されていることを特徴とする。表面に凹部が複数設け
られた第１基板と、第２基板とが、樹脂層を介して接合
されてなり、前記第１基板と前記第２基板との間に、両
凸レンズよりなるマイクロレンズが構成されていること
を特徴とする。

【００１４】また、表面に第１の凹部が複数設けられた
第１基板と、表面に第２の凹部が複数設けられた第２基
板とが、前記第１の凹部と前記第２の凹部とが対向する
ように、樹脂層を介して接合されてなり、前記第１基板
と前記第２基板との間に、両凸レンズよりなるマイクロ
レンズが構成されていることを特徴とする。

【００１５】好ましくは、前記マイクロレンズが設けら
れていない領域の前記樹脂層の厚さが、前記マイクロレ
ンズのコバ厚とほぼ等しい。前記第１基板は、前記第２
基板よりも厚い。前記マイクロレンズが設けられた領域
の外側に、前記樹脂層の厚みを規定するスペーサーが設
けられている。前記スペーサーは、粒子状である。前記
マイクロレンズの入射側のレンズ曲面の曲率半径と、前
記マイクロレンズの出射側のレンズ曲面の曲率半径とが
異なる。前記第１基板側から光を入射させるように使用
される場合において、前記マイクロレンズの出射側のレ
ンズ曲面の曲率半径よりも、前記マイクロレンズの入射
側のレンズ曲面の曲率半径の方が大きい。前記マイクロ
レンズの最大厚さが、１０〜１２０μｍである。前記マ
イクロレンズの焦点距離は、２０〜１０００μｍであ
る。前記マイクロレンズが設けられた領域の外側に、位
置合わせの指標となるアライメントマークが設けられて
いる。

【００１６】また、本願発明の液晶パネル用対向基板
は、マイクロレンズ基板と、該マイクロレンズ基板上に
設けられたブラックマトリックスと、該ブラックマトリ
ックスを覆う導電膜とを有することを特徴とする。

【００１７】また、本願発明の液晶パネルは、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
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。

【００１８】好ましくは、前記液晶駆動基板は、マトリ
ックス状に配設された前記画素電極と、前記画素電極に
接続された薄膜トランジスタとを有するＴＦＴ基板であ
る。

【００１９】また、本願発明の投射型表示装置は、液晶
パネルを備えたライトバルブを有し、該ライトバルブを
少なくとも１個用いて光を変調し、画像を投射すること
を特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明におけるマイクロレンズ用
凹部付き基板、マイクロレンズ基板および液晶パネル用
対向基板には、個別基板およびウエハーの双方を含むも
のとする。

【００２１】本発明者は、上述した限界を克服すべく研
究を重ねた結果、図１２に示すような構造のマイクロレ
ンズ基板では、マイクロレンズの縁部近傍で、入射光の
マイクロレンズへの入射角が小さくなり、収差（主とし
て球面収差）が大きくなることを突き止めた。このた
め、図１２に示すような構造のマイクロレンズ基板で
は、マイクロレンズの縁部近傍に入射した光は、出射光
として有効利用されないこととなる。したがって、図１
２に示すような構造のマイクロレンズ基板でマイクロレ
ンズの出射光の輝度を高めようとしても、どうしても限
界が生じてしまう。これに対し、以下に詳述する本発明
によれば、かかる限界を克服できる。

【００２２】以下、本発明を、添付図面に示す好適実施
形態に基づき詳細に説明する。なお、以下の実施形態で
示すマイクロレンズ基板は、液晶パネルの構成部材とし
て用いられる場合を例に説明する。

【００２３】図１は、本発明のマイクロレンズ基板の第
１実施形態を示す模式的な縦断面図である。

【００２４】同図に示すように、本発明のマイクロレン
ズ基板１Ａは、第１マイクロレンズ用凹部付き基板（第
１基板）２と、第２マイクロレンズ用凹部付き基板（第
２基板）８と、樹脂層９と、マイクロレンズ４と、スペ
ーサー５とを有している。

【００２５】第１マイクロレンズ用凹部付き基板２は、
第１ガラス基板（第１透明基板）２９に凹曲面（レンズ
曲面）を有する複数（多数）の第１凹部（マイクロレン
ズ用凹部）３１と第１アライメントマーク７１とが形成
された構成となっている。

【００２６】第２マイクロレンズ用凹部付き基板８は、
第２ガラス基板（第２透明基板）８９に凹曲面（レンズ
曲面）を有する複数（多数）の第２凹部（マイクロレン
ズ用凹部）３２と第２アライメントマーク７２とが形成
された構成となっている。

【００２７】そして、マイクロレンズ基板１Ａは、第１
マイクロレンズ用凹部付き基板２と第２マイクロレンズ
用凹部付き基板８とが、第１凹部３１のレンズ光軸と第
２凹部３２のレンズ光軸とが２μｍ以内で近接して対向
するように、樹脂層（接着剤層）９を介して接合されて
いる。図１３は、第１凹部３１と第２凹部３２のアライ
メントのずれをＸ軸に取って、このアライメントずれが
光の利用効率の低下にどれだけ影響を及ぼしているかを
示したものである。ただしをずれ０μｍの時の光の利用
効率を１００％として示してある。この図より、第１凹
部と第２凹部ずれが２μmを超えると効率が９０％以下
まで低下してしまう事が分かる。

【００２８】また、コントラストもこのずれに大きく影
響する。コントラストは液晶面の光の入射角に依存し、
この角度が液晶面に対して垂直であると最高のコントラ
ストを得ることができる。

【００２９】しかし、液晶面に対して入射する角度が、
垂直よりずれると、液晶装置におけるコントラストが非
常に低くなる。

【００３０】図１４は実際に第１凹部と第２凹部のずれ
寸法とコントラストとの関係を調べた図であるが、ずれ
が大きくなるほど光が曲げられて液晶に入射するのでコ
ントラスト低下を引き起こす。

【００３１】たとえば、コントラストが２８０以下のラ
イトバルブをプロジェクターに使用すると黒が薄い灰色
に見えてしまい、鮮明な画像を得る事ができなくなるる
のである。

【００３２】以上のように、これら２つの図（図１３及
び１４）に示す光の効率低下防止とコントラスト低下防
止の観点から第１凹部３１と第２凹部３２とが両者のレ
ンズ光軸が２μｍ以内で近接して対向する構成をとって
いるのである。

【００３３】さらにマイクロレンズ基板１Ａでは、第１
マイクロレンズ用凹部付き基板２と第２マイクロレンズ
用凹部付き基板８との間に、第１凹部３１と第２凹部３
２との間に充填された樹脂で、両凸レンズよりなるマイ
クロレンズ４が構成されている。

【００３４】マイクロレンズ基板１Ａは、有効レンズ領
域９９と非有効レンズ領域１００からなる２つの領域を
有している。有効レンズ領域９９とは、第１凹部３１お
よび第２凹部３２内に充填される樹脂により形成される
マイクロレンズ４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。

【００３５】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。

【００３６】このようなマイクロレンズ基板１Ａは、例
えば、第１マイクロレンズ用凹部付き基板２側から光Ｌ
を入射させ、第２マイクロレンズ用凹部付き基板８側か
ら光Ｌを出射させて、使用される。

【００３７】このようなマイクロレンズ基板１Ａでは、
第１マイクロレンズ用凹部付き基板２の厚さＴ１が、第
２マイクロレンズ用凹部付き基板８の厚さＴ２よりも厚
いものとなっている。

【００３８】また、マイクロレンズ基板１Ａでは、マイ
クロレンズ４の入射側のレンズ曲面の曲率半径Ｒ１は、
出射側のレンズ曲面の曲率半径Ｒ２よりも大きなものと
なっている。すなわち、マイクロレンズ基板１Ａでは、
第１凹部３１の曲率半径は、第２凹部の曲率半径よりも
大きなものとなっている。

【００３９】さらには、マイクロレンズ基板１Ａでは、
第１マイクロレンズ用凹部付き基板２と第２マイクロレ
ンズ用凹部付き基板８の互いに対向する端面間の距離
（マイクロレンズ４が形成されていない部分の樹脂層９
の厚さ）が、マイクロレンズ４のコバ厚とほぼ一致・対
応している。

【００４０】本発明のマイクロレンズ基板１Ａのよう
に、マイクロレンズ４を凸レンズで構成すると、マイク
ロレンズ４の収差（特に球面収差）が低減する。このた
め、マイクロレンズ４の中心部近傍はもちろんのこと、
マイクロレンズ４の縁部近傍に入射した入射光Ｌも、マ
イクロレンズ４で好適に集光されるようになる。つま
り、マイクロレンズ４の光利用効率は高い。したがっ
て、マイクロレンズ基板１Ａは、高い輝度を有する出射
光Ｌを出射することができる。

【００４１】例えば、レンズパワーを高めるために、凸
形状のマイクロレンズが設けられた基板を２枚、凸部と
凸部とが互いに対向するように接合することにより、半
球状の平凸レンズ２個で構成されたレンズ系を基板に設
けることが考えられる。しかし、このようなレンズ系で
は、マイクロレンズの収差を十分に改善することができ
ない。これに対して、本発明のマイクロレンズ基板１Ａ
のように、マイクロレンズ４を凸レンズで構成すると、
マイクロレンズ４の収差を好適に低減できる。

【００４２】特に、図１に示すマイクロレンズ基板１Ａ
のように、マイクロレンズ４の入射側のレンズ曲面の曲
率半径Ｒ１が出射側のレンズ曲面の曲率半径Ｒ２よりも
大きいと、マイクロレンズ４の収差（特に球面収差）が
極めて小さなものとなる。したがって、図１に示すマイ
クロレンズ４では、マイクロレンズ４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極めて好適に防
止される。ゆえに、マイクロレンズ４の光利用効率は、
非常に高い。このため、マイクロレンズ基板１Ａは、極
めて高い輝度を有する出射光Ｌを、出射することができ
る。

【００４３】しかも、マイクロレンズ４の収差が低減さ
れると、マイクロレンズ４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１Ａを液晶パネルに
用いると、マイクロレンズ４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、本発明のマイクロレンズ基板１Ａ
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。

【００４４】本発明のマイクロレンズ基板１Ａ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１Ａ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、本発明の
マイクロレンズ基板１Ａ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。

【００４５】また、図１に示すマイクロレンズ基板１Ａ
のように、第１マイクロレンズ用凹部付き基板２の厚さ
Ｔ１が第２マイクロレンズ用凹部付き基板８の厚さＴ２
よりも厚いと、マイクロレンズ４の出射光Ｌの焦点を第
２マイクロレンズ用凹部付き基板８の表面付近に設定す
ることが容易となる。このため、後述するように、マイ
クロレンズ基板１Ａ上にブラックマトリックスを形成し
ても、出射光Ｌの輝度が大幅に低下することを、容易に
防止できる。

【００４６】さらには、図１に示すマイクロレンズ基板
１Ａのように、第１マイクロレンズ用凹部付き基板２と
第２マイクロレンズ用凹部付き基板８との間に設けられ
た樹脂がマイクロレンズ４を構成していると、すなわ
ち、第１凹部３１と第２凹部３２とが対向するように、
樹脂層９を介して第１マイクロレンズ用凹部付き基板２
と第２マイクロレンズ用凹部付き基板８とが接合されて
いると、入射側の基板すなわち第１マイクロレンズ用凹
部付き基板２の厚さを薄くする必要がなくなる。このた
め、マイクロレンズ基板１Ａの強度が向上する。また、
図１に示すマイクロレンズ基板１Ａのように、第１凹部
３１および第２凹部３２内に樹脂が充填されていると、
第１マイクロレンズ用凹部付き基板２および第２マイク
ロレンズ用凹部付き基板８と、樹脂層９との接触面積が
増大する。このため、第１マイクロレンズ用凹部付き基
板２と第２マイクロレンズ用凹部付き基板８との接合強
度が増大する（アンカー効果）。

【００４７】また、図１に示すマイクロレンズ基板１Ａ
のように、第１マイクロレンズ用凹部付き基板２と第２
マイクロレンズ用凹部付き基板８の互いに対向する端面
間の距離がマイクロレンズ４のコバ厚とほぼ一致・対応
していると、所望の光学特性が得られるようにマイクロ
レンズ基板１Ａを設計することが、容易となる。

【００４８】以上述べた効果に加えて、図１に示す構成
のマイクロレンズ基板１Ａは、比較的安価に製造できる
という利点を有している。

【００４９】前述した効果をより有効に得る観点から、
マイクロレンズ基板１Ａは、以下の条件を満足すること
が好ましい。

【００５０】マイクロレンズ基板１Ａが液晶パネル等に
用いられる場合、マイクロレンズ４の焦点距離は、２０
〜１０００μｍ程度であることが好ましく、５０〜２０
０μｍ程度であることがより好ましい。これにより、マ
イクロレンズ基板１Ａを備えた液晶パネルは、高いコン
トラスト比を有する画像を形成しやすくなる。加えて、
マイクロレンズ基板１Ａでは、前述したような範囲内に
マイクロレンズ４の焦点距離を設定することは、比較的
容易である。

【００５１】また、マイクロレンズ４の最大厚さＴｍ
は、１０〜１２０μｍ程度であることが好ましく、１５
〜６０μｍ程度であることがより好ましい。これによ
り、マイクロレンズ４は、光をより好適に集光できるよ
うになる。しかも、出射光Ｌの焦点を第２マイクロレン
ズ用凹部付き基板８の表面付近に設定することが、容易
となる。

【００５２】マイクロレンズ基板１Ａでは、第２マイク
ロレンズ用凹部付き基板２と第２マイクロレンズ用凹部
付き基板８の互いに対向する端面間の距離、すなわちマ
イクロレンズ４のコバ厚は、０．１〜１００μｍ程度で
あることが好ましく、１〜２０μｍ程度であることがよ
り好ましい。これにより、マイクロレンズ基板１Ａは、
上述した効果をより効果的に得られるようになる。

【００５３】マイクロレンズ基板１Ａが液晶パネル等に
用いられる場合、マイクロレンズ４の入射側のレンズ曲
面の曲率半径Ｒ１、すなわち、第１凹部３１の曲率半径
は、５〜５０μｍ程度であることが好ましい。また、マ
イクロレンズ４の出射側のレンズ曲面の曲率半径Ｒ２、
すなわち、第２凹部３２の曲率半径は、３〜３０μｍ程
度であることが好ましい。これにより、液晶パネルで
は、より高いコントラスト比が得られるようになる。ま
た、液晶パネルの設計が容易となる。

【００５４】また、マイクロレンズ基板１Ａでは、マイ
クロレンズ４の入射側のレンズ曲面の曲率半径Ｒ１とマ
イクロレンズ４の出射側のレンズ曲面の曲率半径Ｒ２と
の関係が、１＜Ｒ１／Ｒ２≦３．３なる関係を満足する
ことが好ましく、１．１≦Ｒ１／Ｒ２≦２．２なる関係
を満足することがより好ましい。これにより、マイクロ
レンズ４は、より好適に収差を低減できるようになる。

【００５５】第１マイクロレンズ用凹部付き基板２の厚
さＴ１は、第１マイクロレンズ用凹部付き基板２を構成
する材料、屈折率等の種々の条件により異なるが、０．
３〜５ｍｍ程度とすることが好ましく、０．５〜２ｍｍ
程度とすることがより好ましい。これにより、マイクロ
レンズ基板１Ａでコンパクト性と強度とを両立させるこ
とが容易となる。

【００５６】第２マイクロレンズ用凹部付き基板８の厚
さＴ２は、マイクロレンズ基板１Ａが液晶パネル等に用
いられる場合、５〜１０００μｍ程度とすることが好ま
しく、１０〜１５０μｍ程度とすることがより好まし
い。これにより、マイクロレンズ４の出射光の焦点をマ
イクロレンズ基板１Ａの表面付近に設定することが容易
となる。

【００５７】また、第２マイクロレンズ用凹部付き基板
８の厚さＴ２は、第１マイクロレンズ用凹部付き基板２
の厚さＴ１の１／１０００〜１／２程度であることが好
ましく、１／２００〜１／５程度であることがより好ま
しい。これにより、マイクロレンズ基板１Ａは、高い強
度を確保しつつ、出射光の焦点をマイクロレンズ基板１
Ａの表面付近に設定することが、容易となる。

【００５８】このようなマイクロレンズ基板１Ａが液晶
パネルに用いられ、かかる液晶パネルが第１ガラス基板
２９以外にガラス基板（例えば後述するガラス基板１７
１等）を有する場合には、第１ガラス基板２９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（例えば両者の熱膨張係数の
比が１／１０〜１０程度）であることが好ましい。これ
により、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そり、たわ
み、剥離等が防止される。

【００５９】かかる観点からは、第１ガラス基板２９
と、液晶パネルが有する他のガラス基板とは、同種類の
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そり、たわみ、剥離
等が効果的に防止される。

【００６０】特に、マイクロレンズ基板１Ａを高温ポリ
シリコンのＴＦＴ液晶パネルに用いる場合には、第１ガ
ラス基板２９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ＴＦ
Ｔ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、第１ガラス基
板２９を石英ガラスで構成することにより、そり、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。

【００６１】このようなマイクロレンズ基板１Ａでは、
第２ガラス基板８９の熱膨張係数は、第１ガラス基板２
９の熱膨張係数とほぼ等しいもの（例えば両者の熱膨張
係数の比が１／１０〜１０程度）とすることが好まし
い。これにより、第１ガラス基板２９と第２ガラス基板
８９の熱膨張係数の相違により生じるそり、たわみ、剥
離等が防止される。特に、マイクロレンズ基板１Ａで
は、第１ガラス基板２９と第２ガラス基板８９とを同種
類の材料で構成することが好ましい。これにより、かか
る効果がより効果的に得られるようになる。

【００６２】第１凹部３１および第２凹部３２を覆って
いる樹脂層９は、例えば、第１ガラス基板２９および第
２ガラス基板８９を構成する構成材料の屈折率よりも高
い屈折率の樹脂（接着剤）で構成することができる。例
えば、樹脂層９は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、
アクリルエポキシ系樹脂等の紫外線硬化型樹脂などで好
適に構成することができる。

【００６３】このようなマイクロレンズ基板１Ａでは、
マイクロレンズ４が設けられた領域の外側、すなわち非
有効レンズ領域１００内に、樹脂層９の厚みを規定する
スペーサー５が設けられている。かかるスペーサー５
は、例えば球状粒子よりなる。

【００６４】マイクロレンズ基板１Ａにスペーサー５を
設置することにより、樹脂層９の厚さを所定の厚さに設
定することが容易となる。しかも、樹脂層９の厚みムラ
を抑制することができるようになる。特に、図１に示す
ように、スペーサー５を非有効レンズ領域１００内に設
置すると、スペーサー５がマイクロレンズ４の光学特性
に悪影響を与えにくくなる。

【００６５】第１マイクロレンズ用凹部付き基板２上に
は、マイクロレンズ４（第１凹部３１）が設けられた領
域の外側、すなわち非有効レンズ領域１００内に、位置
合わせの指標となる第１アライメントマーク７１が設け
られている。さらには、第２マイクロレンズ用凹部付き
基板８上には、マイクロレンズ４（第２凹部３２）が設
けられた領域の外側、すなわち非有効レンズ領域１００
内に、位置合わせの指標となる第２アライメントマーク
７２が設けられている。

【００６６】マイクロレンズ基板１Ａに第１アライメン
トマーク７１および第２アライメントマーク７２を設け
ると、第１凹部３１と第２凹部３２との位置合わせが容
易となる。

【００６７】なお、図１に示すマイクロレンズ基板１Ａ
では、第１マイクロレンズ用凹部付き基板２の厚さＴ１
を第２マイクロレンズ用凹部付き基板８の厚さＴ２より
も厚くしたが、両者の厚さは同じにしてもよい。また、
図１に示すマイクロレンズ基板１Ａでは、マイクロレン
ズ４の入射側のレンズ曲面の曲率半径Ｒ１を出射側のレ
ンズ曲面の曲率半径Ｒ２よりも大きくしたが、両者の曲
率半径は同じにしてもよい。また、曲率半径Ｒ２を曲率
半径Ｒ１よりも大きくしてもよい。さらには、マイクロ
レンズ４のコバ厚は、第１マイクロレンズ用凹部付き基
板２と第２マイクロレンズ用凹部付き基板８の互いに対
向する端面間の距離と一致・対応していなくてもよい。
マイクロレンズ基板１Ａでは、第２マイクロレンズ用凹
部付き基板８側から光Ｌを入射させ、第１マイクロレン
ズ用凹部付き基板２側から光Ｌを出射させて、使用して
もよい。

【００６８】本実施形態のマイクロレンズ基板１Ａで
は、スペーサー５を設置したが、スペーサーは、設置し
なくてもよい。また、マイクロレンズ基板にアライメン
トマークを設置しなくてもよい。

【００６９】なお、第１凹部３１に充填する樹脂と第２
凹部３２に充填する樹脂とに、異なる樹脂を用いてもよ
い。

【００７０】以下、本発明のマイクロレンズ基板の第２
実施形態について説明する。なお、以下に述べるマイク
ロレンズ基板の第２実施形態の説明は、第１実施形態と
異なる事項を中心に説明し、共通する事項は、説明を省
略する。

【００７１】図８は、本発明のマイクロレンズ基板の第
２実施形態を示す模式的な縦断面図である。

【００７２】同図に示すように、本発明のマイクロレン
ズ基板１Ｂは、第１マイクロレンズ用凹部付き基板（第
１基板）２と、ガラス層（第２基板）８’とが、第１樹
脂層９５と第２樹脂層９６とを有する樹脂層９’を介し
て接合された構成となっており、また、第１樹脂層９５
には、マイクロレンズ４が複数（多数）形成されてい
る。

【００７３】第１樹脂層９５については、前記マイクロ
レンズ基板１Ａの樹脂層９で述べたことと同様のことを
言うことができる。この第１樹脂層９５の非有効レンズ
領域１００内には、スペーサー９５が設けられている。

【００７４】また、第１樹脂層９５では、第１凹部３１
が設けられた部位に、マイクロレンズ４が配設されてい
る。かかるマイクロレンズ４を構成する樹脂のうち、第
１マイクロレンズ用凹部付き基板２側の樹脂は、第１凹
部３１内に充填されている。また、マイクロレンズ４を
構成する樹脂のうち、第１マイクロレンズ用凹部付き基
板２と反対側の樹脂は、突出し、凸曲面（レンズ曲面）
を形成している。

【００７５】そして、かかるマイクロレンズ４を覆うよ
うに、第１樹脂層９５上には、第２樹脂層９６が形成さ
れている。この第２樹脂層９６は、例えば、第１樹脂層
９５を構成する樹脂よりも屈折率の低い樹脂で構成され
ている。例えば、第２樹脂層９６は、エポキシ系樹脂等
の紫外線硬化型樹脂などで構成することができる。

【００７６】この第２樹脂層９６には、ガラス層（カバ
ーガラス）８’が接合されている。マイクロレンズ基板
１Ｂでは、第１マイクロレンズ用凹部付き基板２の厚さ
Ｔ１が、ガラス層８’の厚さＴ３よりも厚いものとなっ
ている。

【００７７】このようなマイクロレンズ基板１Ｂでは、
マイクロレンズ４が形成されていない部分の第１樹脂層
９５の厚さが、マイクロレンズ４のコバ厚とほぼ一致・
対応している。これにより、所望の光学特性が得られる
ようにマイクロレンズ基板１Ｂを設計することが、容易
となる。

【００７８】このようなマイクロレンズ基板１Ｂは、マ
イクロレンズ４を２Ｐ法等にて形成できるため、より安
価に製造できるという利点を有している。

【００７９】マイクロレンズ基板１Ｂでは、樹脂層９’
の厚さは、特に限定されないが、５〜２００μｍ程度で
あることが好ましく、１０〜７０μｍ程度であることが
より好ましい。

【００８０】樹脂層９’では、第２樹脂層９６の厚さ
（マイクロレンズ４が形成されていない部分）が、第１
樹脂層９５の厚さ（マイクロレンズ４が形成されていな
い部分）の１．５〜２０倍程度であることが好ましく、
２〜１０倍程度であることがより好ましい。これによ
り、マイクロレンズ４の出射光Ｌの焦点を、ガラス層
８’の表面付近に設定することが容易となる。

【００８１】また、マイクロレンズ基板１Ｂでは、ガラ
ス層８’の厚さＴ３は、マイクロレンズ基板１Ｂが液晶
パネル等に用いられる場合、２〜１０００μｍ程度とす
ることが好ましく、５〜１５０μｍ程度とすることがよ
り好ましい。これにより、マイクロレンズ４の出射光の
焦点をマイクロレンズ基板１Ｂの表面付近に設定するこ
とが容易となる。

【００８２】さらには、ガラス層８’の厚さＴ３は、第
１マイクロレンズ用凹部付き基板２の厚さＴ１の１／１
０００〜１／４程度であることが好ましく、１／２００
〜１／１０程度であることがより好ましい。これによ
り、マイクロレンズ基板１Ｂは、高い強度を確保しつ
つ、出射光の焦点をマイクロレンズ基板１Ｂの表面付近
に設定することが、容易となる。

【００８３】ガラス層８’の熱膨張係数、構成材料等に
ついては、前記と同様の理由から、第２マイクロレンズ
用凹部付き基板８で説明したことと同様のことが言え
る。

【００８４】以下、本発明のマイクロレンズ基板の第３
実施形態について説明する。なお、以下に述べるマイク
ロレンズ基板の第３実施形態の説明は、第２実施形態、
第１実施形態と異なる事項を中心に説明し、共通する事
項は、説明を省略する。

【００８５】図９は、本発明のマイクロレンズ基板の第
３実施形態を示す模式的な縦断面図である。

【００８６】同図に示すように、本発明のマイクロレン
ズ基板１Ｃは、第１マイクロレンズ用凹部付き基板（第
１基板）２と、かかる第１マイクロレンズ用凹部付き基
板２上に設けられた第１樹脂層９５と、かかる第１樹脂
層９５上に設けられた第２樹脂層９６’とを有してお
り、また、第１樹脂層９５には、マイクロレンズ４が複
数（多数）形成されている。なお、マイクロレンズ基板
１Ｃでは、第１樹脂層９５と第２樹脂層９６’とで、樹
脂層９”が構成されている。

【００８７】樹脂層９”では、第２樹脂層９６’の厚さ
（マイクロレンズ４が形成されていない部分）が、第１
樹脂層９５の厚さ（マイクロレンズ４が形成されていな
い部分）の３〜４０倍程度であることが好ましく、５〜
２０倍程度であることがより好ましい。これにより、マ
イクロレンズ４の出射光Ｌの焦点を、マイクロレンズ基
板１Ｃの表面付近に設定することが容易となる。

【００８８】このようなマイクロレンズ基板１Ｃは、マ
イクロレンズ４を２Ｐ法等にて形成できるため、特に安
価に製造できるという利点を有している。

【００８９】マイクロレンズ基板１Ｃでは、樹脂層９”
の厚さは、特に限定されないが、１０〜４００μｍ程度
であることが好ましく、２０〜１５０μｍ程度であるこ
とがより好ましい。

【００９０】このような樹脂層９”の表面には、樹脂層
９”を保護するバリア層を設けてもよい。このバリア層
は、例えばセラミックスや耐熱性樹脂などで構成するこ
とができる。

【００９１】前述したマイクロレンズ基板１Ａ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２
〜５を参照しつつ、マイクロレンズ基板１Ａの製造方法
を説明する。

【００９２】マイクロレンズ基板１Ａを製造する際に
は、第１マイクロレンズ用凹部付き基板２および第２マ
イクロレンズ用凹部付き基板８を、まず用意する必要が
ある。かかる第１マイクロレンズ用凹部付き基板２およ
び第２マイクロレンズ用凹部付き基板８は、例えば、以
下のようにして製造、用意することができる。なお、第
２マイクロレンズ用凹部付き基板８は、第１マイクロレ
ンズ用凹部付き基板２と同様に製造することができるの
で、以下、代表として、第１マイクロレンズ用凹部付き
基板２の製造方法を説明する。

【００９３】以下に示す第１マイクロレンズ用凹部付き
基板２の製造方法では、第１ガラス基板２９上にマスク
層６を用いて第１凹部３１を形成するとともに、かかる
マスク層６の一部を利用して第１アライメントマーク７
１を形成する。

【００９４】まず、母材として、例えば未加工の第１ガ
ラス基板２９を用意する。この第１ガラス基板２９に
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。

【００９５】＜１Ａ＞まず、第１ガラス基板２９の表面
に、図２（ａ）に示すように、マスク層６を形成する。
また、これとともに、第１ガラス基板２９の裏面（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。

【００９６】このマスク層６は、後述する工程＜４＞に
おけるエッチング操作で耐性を有するものが好ましい。

【００９７】かかる観点からは、マスク層６を構成する
材料としては、例えば、Au／Cr、Au／Ti、Pt／Cr、Pt／
Ti等の金属、多結晶シリコン（ポリシリコン）、アモル
ファスシリコン等のシリコン、窒化シリコンなどが挙げ
られる。マスク層６にシリコンを用いると、マスク層６
と第１ガラス基板２９との密着性が向上する。マスク層
６に金属を用いると、形成される第１アライメントマー
ク７１の視認性が向上する。

【００９８】マスク層６の厚さは、特に限定されない
が、０．０１〜１０μｍ程度とすることが好ましく、
０．２〜１μｍ程度とすることがより好ましい。マスク
層６が薄すぎると、第１ガラス基板２９を十分に保護で
きない場合があり、マスク層６が厚すぎると、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。

【００９９】マスク層６は、例えば、化学気相成膜法
（ＣＶＤ法）、スパッタリング法、蒸着法等の気相成膜
法、メッキなどにより形成することができる。

【０１００】第１ガラス基板２９の裏面に形成する裏面
保護層６９は、次工程以降で第１ガラス基板２９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、第１ガラス基板２９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。

【０１０１】＜２Ａ＞次に、図２（ｂ）に示すように、
マスク層６に、開口６１および第２開口６２を形成す
る。

【０１０２】開口６１は、例えば、第１凹部３１を形成
する位置に設ける。また、開口６１の形状（平面形状）
は、形成する第１凹部３１の形状（平面形状）に対応し
ていることが好ましい。

【０１０３】第２開口６２は、第１アライメントマーク
７１を形成する位置に設ける。第２開口６２の形状は、
例えば、第１アライメントマーク７１の形状の一部分に
対応している。

【０１０４】これら開口６１および第２開口６２は、例
えばフォトリソグラフィー法により形成することができ
る。具体的には、まず、マスク層６上に、開口６１およ
び第２開口６２に対応したパターンを有するレジスト層
（図示せず）を形成する。次に、かかるレジスト層をマ
スクとして、マスク層６の一部を除去する。次に、前記
レジスト層を除去する。これにより、開口６１および第
２開口６２が形成される。なお、マスク層６の一部除去
は、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（ウェットエッチング）などにより行うこと
ができる。

【０１０５】＜３Ａ＞次に、図２（ｃ）に示すように、
マスク層６上に、保護層７５を形成する。

【０１０６】この保護層７５は、第１アライメントマー
ク７１を形成する位置に設ける。また、保護層７５の形
状は、第１アライメントマーク７１の形状に対応してい
る。

【０１０７】この保護層７５は、後述する工程＜４＞に
おけるエッチング、および、後述する工程＜５＞におけ
るマスク層６の除去に、耐性を有することが好ましい。
これにより、第１アライメントマーク７１の形状を所定
の形状に正確に形作ることができるようになる。

【０１０８】かかる観点からは、保護層７５は、例え
ば、Au／Cr、Au／Ti、Pt／Cr、Pt／Ti、SiC等の金属、
多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコン、
窒化シリコン等のケイ素化合物、ネガ型レジスト等のレ
ジストなどで構成されていることが好ましい。

【０１０９】この保護層７５は、マスク層６の構成材料
と異なる種類の材料で構成することが好ましい。したが
って、例えばマスク層６をシリコンで構成した場合、保
護層７５は、金属等で構成することが好ましい。また、
例えばマスク層６を金属で構成した場合、保護層７５
は、シリコン等で構成することが好ましい。これによ
り、後述する工程＜５＞でマスク層６を除去する際に、
保護層７５が食刻されることを、好適に防止できる。

【０１１０】保護層７５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
相成膜法などにより形成することができる。また、かか
る方法にフォトリソグラフィー法を組み合わせてもよ
い。例えば、第１ガラス基板２９全体に、マスク層６を
覆うように保護層７５の構成材料を成膜し、次いで、か
かる膜上に、第１アライメントマーク７１の位置・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、第１アライメントマーク７１
を形成することができる。

【０１１１】＜４Ａ＞次に、図３（ｄ）に示すように、
第１ガラス基板２９上に第１凹部３１を形成する。

【０１１２】第１凹部３１の形成方法としては、ドライ
エッチング法、ウェットエッチング法等のエッチング法
などが挙げられる。例えばエッチングを行うことによ
り、第１ガラス基板２９は、開口６１より等方的に食刻
され、レンズ形状を有する第１凹部３１が形成される。

【０１１３】特に、ウェットエッチング法によると、よ
り理想的なレンズ形状に近い第１凹部３１を形成するこ
とができる。なお、ウェットエッチングを行う際のエッ
チング液としては、例えばフッ酸系エッチング液などが
好適に用いられる。このとき、エッチング液にグリセリ
ン等のアルコール（特に多価アルコール）を添加する
と、第１凹部３１の表面が極めて滑らかなものとなる。

【０１１４】＜５Ａ＞次に、図３（ｅ）に示すように、
マスク層６を除去する。また、この際、マスク層６の除
去とともに裏面保護層６９も除去する。

【０１１５】これは、例えば、アルカリ水溶液（例えば
テトラメチル水酸化アンモニウム水溶液等）、塩酸＋硝
酸水溶液、フッ酸＋硝酸水溶液等の剥離液（除去液）へ
の浸漬（ウェットエッチング）、ＣＦガス、塩素系ガス
等によるドライエッチングなどにより行うことができ
る。

【０１１６】特に、第１ガラス基板２９を除去液に浸漬
することによりマスク層６および裏面保護層６９を除去
すると、簡易な操作で、効率よく、マスク層６および裏
面保護層６９を除去できる。

【０１１７】このとき、保護層７５が形成された部分で
は、保護層７５がマスク層６を保護しているので、マス
ク層６は除去されず、ガラス基板５上に残存する。

【０１１８】＜６Ａ＞次に、保護層７５を除去する。

【０１１９】これは、例えば、塩酸と硝酸の混合液、ア
ルカリ水溶液等を剥離液としたウェットエッチングなど
により行うことができる。

【０１２０】これにより、図３（ｆ）に示すように、マ
スク層６のうち保護層７５で保護された部分が、第１ア
ライメントマーク７１として露出する。

【０１２１】以上により、図３（ｆ）に示すように、第
１ガラス基板２９上に、多数の第１凹部３１と第１アラ
イメントマーク７１とが所定の位置に形成された第１マ
イクロレンズ用凹部付き基板２が得られる。

【０１２２】このように、マスク層６の一部を残存させ
ることにより第１アライメントマーク７１を形成する
と、第１凹部３１を形成するに際して、第１アライメン
トマーク７１をも形成することができる。したがって、
第１マイクロレンズ用凹部付き基板２を製造する際の工
程数を簡略化することができる。

【０１２３】なお、第１凹部３１を形成する工程と関係
しない別途の工程で、第１アライメントマーク７１を形
成してもよい。

【０１２４】第２ガラス基板８９の表面に第２凹部３２
と第２アライメントマーク７２とが形成された第２マイ
クロレンズ用凹部付き基板８は、第１マイクロレンズ用
凹部付き基板２と同様にして、製造、用意することがで
きる。

【０１２５】第２マイクロレンズ用凹部付き基板８を製
造するとき、工程＜２＞で形成する開口６１の面積、ま
たは、工程＜４＞のエッチング条件（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マイクロレンズ用凹部付き基
板２を製造する際の条件と異なるものとすることが好ま
しい。このように、第２マイクロレンズ用凹部付き基板
８の製造条件を第１マイクロレンズ用凹部付き基板２の
製造条件と一部異なるものとすると、第１凹部３１の曲
率半径と第２凹部３２の曲率半径とを異なるものとする
ことが容易となる。

【０１２６】このような第１マイクロレンズ用凹部付き
基板２および第２マイクロレンズ用凹部付き基板８を用
い、例えば以下のようにして、マイクロレンズ基板１Ａ
を製造することができる。

【０１２７】＜７Ａ＞次に、図４に示すように、第１マ
イクロレンズ用凹部付き基板２の第１凹部３１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ガラス基板２９および第２
ガラス基板８９の屈折率より高い屈折率）を有する未硬
化の樹脂９１を供給し、第１凹部３１内に樹脂９１を充
填する。また、この際、第１マイクロレンズ用凹部付き
基板２上にスペーサー５を含む未硬化の樹脂９２を供給
する。かかる樹脂９２は、例えばスペーサー５を設置す
る部位に供給する。

【０１２８】樹脂９２は、スペーサー５を１〜５０重量
％程度含有することが好ましく、５〜４０重量％程度含
有することがより好ましい。スペーサー５の含有量をこ
の範囲内とすると、樹脂の接着性が低下するのを抑制し
つつ、樹脂層９の厚みを高い精度で規定することができ
るようになる。

【０１２９】樹脂９１と樹脂９２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１Ａで、樹脂９１と樹脂９２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。

【０１３０】樹脂９２を第１マイクロレンズ用凹部付き
基板２上に供給する際、スペーサー５は、樹脂９２中に
分散していることが好ましい。スペーサー５が樹脂９２
中に分散していると、スペーサー５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９の厚
みムラがより好適に抑制されるようになる。

【０１３１】本実施形態のスペーサー５のように、スペ
ーサーが粒子状であると、樹脂と基板との密着性が低下
することを、好適に防止できる。しかも、スペーサーが
粒子状であると、スペーサー５を樹脂９２中に分散させ
ることが容易となる。

【０１３２】また、スペーサー５のようにスペーサーが
球状粒子であると、スペーサーが互いに重なることが好
適に防止される。このため、樹脂層９の厚み規定精度を
さらに高めることができる。しかも、樹脂層９の厚みム
ラも極めて好適に防止できる。

【０１３３】スペーサー５の平均粒径は、例えば、樹脂
層９の厚みとほぼ同じものとすることができる。スペー
サー５の粒径分布の標準偏差は、スペーサー５の平均粒
径の２０％以内であることが好ましく、５％以内である
ことがより好ましい。これにより、樹脂層９の厚みムラ
がさらに好適に抑制されるようになる。

【０１３４】また、スペーサー５の密度をρ１（g/c
m³）、樹脂層９を構成する樹脂の密度（例えば硬化後の
密度）をρ２（g/cm³）としたとき、ρ１／ρ２は、
０．６〜１．４程度であることが好ましく、０．８〜
１．２程度であることがより好ましい。これにより、ス
ペーサー５を樹脂９２中に、より均一に分散させること
が可能となる。このため、樹脂層９の厚みムラがさらに
好適に抑制されるようになる。

【０１３５】なお、樹脂９１、樹脂９２は、第２マイク
ロレンズ用凹部付き基板８上に設けてもよい。また、樹
脂９１、樹脂９２を、第１マイクロレンズ用凹部付き基
板２上と第２マイクロレンズ用凹部付き基板８上との両
方に設けてもよい。

【０１３６】本実施形態のマイクロレンズ基板１Ａで
は、スペーサー５を球状粒子としたが、スペーサーは、
球状の粒子としなくてもよい。例えば、スペーサーの粒
子形状を、針状、棒状、卵型、長円状等としてもよい。
さらには、スペーサーは、粒子状でなくてもよい。例え
ば、スペーサーは、シート状、繊維状等であってもよ
い。

【０１３７】＜８Ａ＞次に、図４に示すように、樹脂９
１および樹脂９２上に第２マイクロレンズ用凹部付き基
板（相手体）８を設置する（第２マイクロレンズ用凹部
付き基板８を樹脂に密着させる）。

【０１３８】このとき、第１凹部３１と第２凹部３２と
が対向するように、第２マイクロレンズ用凹部付き基板
８を、樹脂上に設置する。また、このとき、第２マイク
ロレンズ用凹部付き基板８がスペーサー５に当接するよ
うに、第２マイクロレンズ用凹部付き基板８を樹脂上に
設置する。

【０１３９】これにより、第１マイクロレンズ用凹部付
き基板２および第２マイクロレンズ用凹部付き基板８の
互いに対向する端面間の距離は、スペーサー５で規定さ
れる。したがって、マイクロレンズ４のコバ厚および最
大厚さが、高い精度で規定される。

【０１４０】＜９Ａ＞次に、第１アライメントマーク７
１と第２アライメントマーク７２とを用いて、第１凹部
３１と第２凹部３２との位置合わせを行う。

【０１４１】これにより、第２凹部３２を第１凹部３１
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４の形状、
光学特性が、より設計値に近いものとなる。

【０１４２】例えば、第１アライメントマーク７１と第
２アライメントマーク７２の平面上の位置が重なるよう
に、あるいは、第１アライメントマーク７１と第２アラ
イメントマーク７２との距離が一定距離となるように、
第２マイクロレンズ用凹部付き基板８を第１マイクロレ
ンズ用凹部付き基板２に対して相対的に移動させること
により、位置合わせを行うことができる。

【０１４３】本実施形態のようにスペーサー５が球状粒
子で構成されていると、位置合わせの際に、スペーサー
５が、ころのような働きをする。このため、位置合わせ
をする際に、第１マイクロレンズ用凹部付き基板２と平
行な方向に、第２マイクロレンズ用凹部付き基板８を動
かすことが容易となる。つまり、スペーサー５が球状粒
子で構成されていると、第２マイクロレンズ用凹部付き
基板８を動かすことが容易となり、容易に位置合わせが
できる。

【０１４４】＜１０Ａ＞次に、樹脂９１および樹脂９２
を硬化させて樹脂層９を形成する。

【０１４５】これにより、第２マイクロレンズ用凹部付
き基板８が樹脂層９を介して第１マイクロレンズ用凹部
付き基板２に接合される。また、樹脂層９を構成する樹
脂のうち、第１凹部３１と第２凹部３２との間に充填さ
れた樹脂により、マイクロレンズ４が形成される。

【０１４６】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。

【０１４７】＜１１Ａ＞その後、必要に応じて、図５に
示すように、研削、研磨等を行ない、第２マイクロレン
ズ用凹部付き基板８の厚さを調整してもよい。

【０１４８】これにより、図１に示すようなマイクロレ
ンズ基板１Ａを得ることができる。

【０１４９】このようにマイクロレンズ基板１Ａを製造
すると、比較的少ない工程数でマイクロレンズ基板を製
造することができる。

【０１５０】以下、マイクロレンズ基板１Ｂの製造方法
について説明する。なお、以下の説明では、マイクロレ
ンズ基板１Ａの製造方法と共通する事項については、そ
の説明を省略する。

【０１５１】以下に示すマイクロレンズ基板１Ｂの製造
方法では、第２マイクロレンズ用凹部付き基板８を型材
として用い、２Ｐ法により、マイクロレンズ４および第
１樹脂層９５を形成する。

【０１５２】まず、前記と同様にして、第１マイクロレ
ンズ用凹部付き基板２および第２マイクロレンズ用凹部
付き基板８を用意する（前記工程＜１Ａ＞〜＜６Ａ＞参
照）。なお、以下の工程を行う前に、第２マイクロレン
ズ用凹部付き基板８の表面に、離型剤を塗布する等し
て、離型処理を施してもよい。

【０１５３】＜７Ｂ＞次に、前記工程＜７Ａ＞と同様の
工程を行う。

【０１５４】＜８Ｂ＞次に、図４に示すように、樹脂９
１および樹脂９２上に、型材として、第２マイクロレン
ズ用凹部付き基板（相手体）８を設置する。

【０１５５】＜９Ｂ＞前記工程＜９Ａ＞と同様の工程を
行う。

【０１５６】＜１０Ｂ＞前記工程＜１０Ａ＞と同様の工
程を行う。これにより、第１樹脂層９５およびマイクロ
レンズ４が形成される。

【０１５７】＜１１Ｂ＞次に、図１０に示すように、第
２マイクロレンズ用凹部付き基板（型材）８を、第１樹
脂層９５から剥離する。

【０１５８】＜１２Ｂ＞次に、ガラス層８’を、第２樹
脂層９６を介して、第１樹脂層９５上に接合する。

【０１５９】具体的には、本工程は、次のようにして行
うことができる。まず、第１樹脂層９５上に第２樹脂層
９６を構成することとなる未硬化の樹脂を設ける。次
に、かかる未硬化の樹脂上にガラス層８’を接合する。
次に、前記樹脂を硬化させて、第２樹脂層９６を形成す
る。

【０１６０】なお、第１樹脂層９５を紫外線硬化型樹脂
で構成した場合、第２樹脂層９６も紫外線硬化型樹脂で
構成すると、マイクロレンズ基板１Ｂの製造設備を簡易
なものとすることができる。

【０１６１】＜１３Ｂ＞その後、必要に応じて、研削、
研磨等を行ない、ガラス層８’の厚さを調整してもよ
い。

【０１６２】これにより、図８に示すようなマイクロレ
ンズ基板１Ｂを得ることができる。

【０１６３】以上述べたマイクロレンズ基板１Ｂの製造
方法では、型材に第２マイクロレンズ用凹部付き基板８
を用いたが、マイクロレンズ４が形成可能であれば、型
材に第２マイクロレンズ用凹部付き基板８以外の型材を
用いてもよいことは言うまでもない。

【０１６４】以下、マイクロレンズ基板１Ｃの製造方法
について説明する。なお、以下の説明では、マイクロレ
ンズ基板１Ｂ、１Ａの製造方法と共通する事項について
は、その説明を省略する。

【０１６５】以下に示すマイクロレンズ基板１Ｃの製造
方法では、第２マイクロレンズ用凹部付き基板８および
ガラス層８’を型材として用い、２Ｐ法により、マイク
ロレンズ４、第１樹脂層９５および第２樹脂層９６’
を、形成する。

【０１６６】まず、前記と同様にして、第１マイクロレ
ンズ用凹部付き基板２および第２マイクロレンズ用凹部
付き基板８を用意する（前記工程＜１Ａ＞〜＜６Ａ＞参
照）。なお、以下の工程を行う前に、第２マイクロレン
ズ用凹部付き基板８およびガラス層８’の表面に、離型
剤を塗布する等して、離型処理を施してもよい。

【０１６７】＜７Ｃ＞〜＜１２Ｃ＞次に、前記工程＜７
Ｂ＞〜＜１２Ｂ＞と同様の工程を行う。

【０１６８】これにより、図１１に示すように、第１樹
脂層９５上に第２樹脂層９６’が形成され、また、第２
樹脂層９６’上に第２の型材（ガラス層８’）が接合さ
れる。

【０１６９】＜１３Ｃ＞その後、ガラス層８’を第２樹
脂層９６’から剥離する。

【０１７０】これにより、図９に示すようなマイクロレ
ンズ基板１Ｃを得ることができる。

【０１７１】以上述べたマイクロレンズ基板１Ｃの製造
方法では、第２の型材にガラス層８’を用いたが、第２
樹脂層９６’が形成可能であれば、第２の型材にガラス
層８’以外の型材を用いてもよいことは言うまでもな
い。

【０１７２】本発明の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。

【０１７３】以下の説明では、マイクロレンズ基板１Ａ
を、本発明のマイクロレンズ基板の代表として説明す
る。

【０１７４】マイクロレンズ基板１Ａの第２マイクロレ
ンズ用凹部付き基板８（またはガラス層８’、または第
２樹脂層９６’）上に、例えば、開口１１１を有するブ
ラックマトリックス（遮光層）１１を形成し、次いで、
かかるブラックマトリックス１１を覆うように透明導電
膜（導電膜）１２を形成することにより、液晶パネル用
対向基板１０を製造することができる（図６参照）。

【０１７５】なお、ブラックマトリックス１１および透
明導電膜１２は、第２マイクロレンズ用凹部付き基板８
上ではなく、第１マイクロレンズ用凹部付き基板２上に
設けてもよい。

【０１７６】ブラックマトリックス１１は、遮光機能を
有しており、例えば、Cr、Al、Al合金、Ni、Zn、Ti等の
金属、カーボンやチタン等を分散した樹脂などで構成さ
れている。

【０１７７】透明導電膜１２は、導電性を有しており、
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。

【０１７８】ブラックマトリックス１１は、例えば、第
２マイクロレンズ用凹部付き基板８上に気相成膜法（例
えば蒸着、スパッタリング等）によりブラックマトリッ
クス１１となる薄膜を成膜し、次いで、かかる薄膜上に
開口１１１のパターンを有するレジスト膜を形成し、次
いで、ウェットエッチングを行い前記薄膜に開口１１１
を形成し、次いで、前記レジスト膜を除去することによ
り設けることができる。

【０１７９】開口１１１を形成する際には、第１アライ
メントマーク７１または第２アライメントマーク７２を
用いて、マイクロレンズ４と開口１１１との位置合わせ
を行ってもよい。

【０１８０】また、透明導電膜１２は、例えば、蒸着、
スパッタリング等の気相成膜法により設けることができ
る。

【０１８１】このように、マイクロレンズ基板上に、ブ
ラックマトリックス、透明導電膜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。

【０１８２】なお、ブラックマトリックス１１は、設け
なくてもよい。

【０１８３】以下、このような液晶パネル用対向基板を
用いた液晶パネル（電気光学装置）について、図６に基
づいて説明する。

【０１８４】図６に示すように、本発明の液晶パネル
（なお、ここに示す液晶パネルは、薄膜トランジスタ：
ＴＦＴを備えた液晶パネルである）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１０と、ＴＦＴ基板１７と液晶パ
ネル用対向基板１０との距離を規定する第２スペーサー
１９と、ＴＦＴ基板１７と液晶パネル用対向基板１０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。

【０１８５】液晶パネル用対向基板１０は、マイクロレ
ンズ基板１Ａと、かかるマイクロレンズ基板１Ａの第２
マイクロレンズ用凹部付き基板８上に設けられ、開口１
１１が形成されたブラックマトリックス１１と、第２マ
イクロレンズ用凹部付き基板８上にブラックマトリック
ス１１を覆うように設けられた透明導電膜（共通電極）
１２とを有している。

【０１８６】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、マトリックス状（行列
状）に配設された複数（多数）の画素電極１７２と、各
画素電極１７２に対応する複数（多数）の薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ）１７３とを有している。なお、図では、
シール材、配向膜、配線などの記載は省略した。

【０１８７】この液晶パネル１６では、液晶パネル用対
向基板１０の透明導電膜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１０とが、第２スペーサー１９を介し
て、一定距離離間して接合されている。なお、ＴＦＴ基
板１７および液晶パネル用対向基板１０の互いに対向す
る面は、それぞれ第２スペーサー１９に当接している。

【０１８８】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。

【０１８９】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。

【０１９０】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。

【０１９１】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。

【０１９２】このような液晶パネル１６では、マイクロ
レンズ基板１Ａが有するスペーサー５は、第２スペーサ
ー１９と異なる物性（例えば、弾性率、硬度、ポアソン
比、比重等のうちの少なくとも１つ）を有していること
が好ましい。スペーサー５と、第２スペーサー１９とで
は、それぞれが接している物質の性質が異なる。また、
スペーサー５と第２スペーサー１９とでは、目的、機能
も異なる。さらには、スペーサー５と第２スペーサー１
９とでは、製造時に経る工程も異なる。したがって、ス
ペーサー５の物性と第２スペーサー１９の物性とを異な
るものとすると、それぞれの目的、機能、役割等に応じ
た最適な性質を有するスペーサーをそれぞれ設置するこ
とが可能となる。

【０１９３】特に、スペーサー５の弾性率（スペーサー
５の構成材料の弾性率）は、第２スペーサー１９の弾性
率（第２スペーサー１９の構成材料の弾性率）よりも低
いことが好ましい。これにより、液晶パネル１６では、
液晶層１８の厚みの均一性が向上する。これは、次のよ
うなメカニズムによるものである。液晶パネル１６を製
造する際に、ＴＦＴ基板１７と液晶パネル用対向基板１
０とを接合する。このとき、ＴＦＴ基板１７は液晶パネ
ル用対向基板１０に対して、また、液晶パネル用対向基
板１０はＴＦＴ基板１７に対して力が加えられる。かか
る場合に、ＴＦＴ基板１７および液晶パネル用対向基板
１０に加わる力は、それぞれの基板の法線と完全に一致
していることが理想である。しかし、実際には、これら
の基板に加わる力は、ごくわずかであるが、法線からず
れる場合がある。このとき、スペーサー５の弾性率が第
２スペーサー１９の弾性率よりも低いと、スペーサー５
が収縮し、第２スペーサー１９の収縮は抑制される。こ
のため結果として、液晶層１８の厚みの均一性が低下す
るのが防止される。そして、液晶層１８の厚みの均一性
が高いと、形成される画像の明るさムラが極めて好適に
抑制され、視認性が向上するという利点が得られる。

【０１９４】このような効果をより顕著に得る観点から
は、第２スペーサー１９の性質等によっても若干異なる
が、スペーサー５の構成材料の弾性率を、４０〜８００
kgf/mm²程度とすることが好ましい。

【０１９５】このような液晶パネル１６では、通常、１
個のマイクロレンズ４と、かかるマイクロレンズ４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１
７２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。

【０１９６】液晶パネル用対向基板１０側から入射した
入射光Ｌは、第１マイクロレンズ用凹部付き基板２を通
り、マイクロレンズ４を通過する際に集光されつつ、樹
脂層９、第２マイクロレンズ用凹部付き基板８、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。このとき、マイクロレンズ基板１Ａ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。

【０１９７】このように、液晶パネル１６では、マイク
ロレンズ４を通過した入射光Ｌは、集光されてブラック
マトリックス１１の開口１１１を通過する。したがっ
て、液晶パネル１６は、比較的小さい光量で明るく鮮明
な画像を形成することができる。

【０１９８】しかも、マイクロレンズ基板１Ａが前述し
たような性質を有するマイクロレンズ４を備えているの
で、液晶パネル１６は、高いコントラスト比を有する画
像を形成することができる。

【０１９９】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１０とを配向処理した後、第２スペーサー１９およ
びシール材（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）
から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。

【０２００】なお、液晶パネル用対向基板１０とＴＦＴ
基板１７とを接合する際には、第２アライメントマーク
７２等を用いて、液晶パネル用対向基板１０とＴＦＴ基
板１７との位置合わせを行ってもよい。

【０２０１】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ＴＦ
Ｔ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。

【０２０２】以下、上記液晶パネル１６を用いた投射型
表示装置（液晶プロジェクター）について説明する。

【０２０３】図７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。

【０２０４】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）
２４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）２５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）２６と、赤色光のみを反射するダイクロイックミラ
ー面２１１および青色光のみを反射するダイクロイック
ミラー面２１２が形成されたダイクロイックプリズム
（色合成光学系）２１と、投射レンズ（投射光学系）２
２とを有している。

【０２０５】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。

【０２０６】液晶ライトバルブ２５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
ズ基板が位置する面側、すなわちダイクロイックプリズ
ム２１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（マイクロレンズ基
板と対向する面側、すなわちダイクロイックプリズム２
１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２４および２６も、液晶ライ
トバルブ２５と同様の構成となっている。これら液晶ラ
イトバルブ２４、２５および２６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。

【０２０７】なお、投射型表示装置３００では、ダイク
ロイックプリズム２１と投射レンズ２２とで、光学ブロ
ック２０が構成されている。また、この光学ブロック２
０と、ダイクロイックプリズム２１に対して固定的に設
置された液晶ライトバルブ２４、２５および２６とで、
表示ユニット２３が構成されている。

【０２０８】以下、投射型表示装置３００の作用を説明
する。

【０２０９】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。

【０２１０】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７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７
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。

【０２１１】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７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２４に入射する。

【０２１２】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７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。

【０２１３】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２５に入射する。

【０２１４】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７中左側に反射し、その反射光は、ミラー３
０９で図７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２６に入射する。

【０２１５】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。

【０２１６】この際、液晶ライトバルブ２４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。

【０２１７】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２５および２６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２５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２６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。

【０２１８】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２４、２５および２６
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。

【０２１９】前記液晶ライトバルブ２４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２４からの
赤色光は、面２１３からダイクロイックプリズム２１に
入射し、ダイクロイックミラー面２１１で図７中左側に
反射し、ダイクロイックミラー面２１２を透過して、出
射面２１６から出射する。

【０２２０】また、前記液晶ライトバルブ２５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２５
からの緑色光は、面２１４からダイクロイックプリズム
２１に入射し、ダイクロイックミラー面２１１および２
１２をそれぞれ透過して、出射面２１６から出射する。

【０２２１】また、前記液晶ライトバルブ２６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２６
からの青色光は、面２１５からダイクロイックプリズム
２１に入射し、ダイクロイックミラー面２１２で図７中
左側に反射し、ダイクロイックミラー面２１１を透過し
て、出射面２１６から出射する。

【０２２２】このように、前記液晶ライトバルブ２４、
２５および２６からの各色の光、すなわち液晶ライトバ
ルブ２４、２５および２６により形成された各画像は、
ダイクロイックプリズム２１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
２２により、所定の位置に設置されているスクリーン３
２０上に投影（拡大投射）される。

【０２２３】このとき、投射型表示装置３００は、前述
したマイクロレンズ基板１Ａを備えた液晶パネル１６を
有しているので、高いコントラスト比を有する画像を投
射できる。

【０２２４】

【実施例】（実施例１）以下のようにしてマイクロレン
ズ基板を製造した。

【０２２５】まず、以下のようにして第１マイクロレン
ズ用凹部付き基板を製造した。

【０２２６】まず、母材として、厚さ（Ｔ１）１．２mm
で長方形の未加工の石英ガラス基板（第１ガラス基板）
を用意した。次に、この石英ガラス基板を８５℃の洗浄
液（硫酸と過酸化水素水との混合液）に浸漬して洗浄を
行い、その表面を清浄化した。

【０２２７】−１Ａ− この石英ガラス基板の表面およ
び裏面に、ＣＶＤ法により、厚さ０．４μｍの多結晶シ
リコンの膜（マスク層および裏面保護層）を形成した。

【０２２８】これは、石英ガラス基板を、６００℃、８
０Paに設定したＣＶＤ炉内に入れ、SiH₄を３００mL／分
の速度で供給することにより行った。

【０２２９】−２Ａ− 次に、形成した多結晶シリコン
膜に、開口（開口および第２開口）を形成した。このと
き、開口の面積を、９．５μｍ²とした。

【０２３０】これは、次のようにして行った。まず、多
結晶シリコン膜上に、形成する凹部のパターンを有する
レジスト層を形成した。次に、多結晶シリコン膜に対し
てＣＦガスによるドライエッチングを行ない、開口を形
成した。次に、前記レジスト層を除去した。

【０２３１】−３Ａ− 次に、多結晶シリコン膜および
石英ガラス基板上の、アライメントマーク（第１アライ
メントマーク）を形成する部分に、アライメントマーク
の形状に対応した形状を有する膜厚０．２μｍのAu／Cr
薄膜（保護層）を形成した。

【０２３２】これは、次のようにして行った。まず、多
結晶シリコン膜上に、スパッタリング法により、Au／Cr
薄膜を形成した。このスパッタリングは、スパッタ炉の
スパッタ圧力を５mTorr、パワーを５００Ｗに設定して
行った。次に、このAu／Cr薄膜上に、アライメントマー
クの形状に対応した形状を有するレジスト層を形成し
た。次に、Au／Cr薄膜に対して、硝酸と塩酸の混合液に
よるウェットエッチングを行った。次に、前記レジスト
層を除去した。

【０２３３】−４Ａ− 次に、石英ガラス基板をエッチ
ング液（１０％フッ酸＋１０％グリセリンの混合水溶
液）に１４８分間浸漬してウェットエッチングを行い、
石英ガラス基板上に凹部（第１凹部）を形成した。

【０２３４】−５Ａ− 次に、石英ガラス基板を１５％
テトラメチル水酸化アンモニウム水溶液に浸漬して、石
英ガラス基板の表面および裏面に形成した多結晶シリコ
ン膜を除去した。

【０２３５】−６Ａ− 次に、石英ガラス基板を硝酸と
塩酸の混合液に浸漬して、Au／Cr薄膜を除去した。

【０２３６】これにより、石英ガラス基板上に、アライ
メントマーク（第１アライメントマーク）と、多数の凹
部（第１凹部）とが形成されたマイクロレンズ用凹部付
き基板（第１マイクロレンズ用凹部付き基板）を得た。
なお、第１凹部の曲率半径（Ｒ１）は、１５μｍであっ
た。

【０２３７】工程−２−における開口の面積を９．５μ
ｍ²とし、工程−４−におけるエッチング時間を９８分
間に変更した以外は、前記と同様にして、第２マイクロ
レンズ用凹部付き基板を製造した。なお、第２凹部の曲
率半径（Ｒ２）は、１１μｍであった。

【０２３８】−７．１Ａ− 次に、第１マイクロレンズ
用凹部付き基板の凹部が形成された面のスペーサーを設
置する場所以外のところに、未硬化の紫外線（ＵＶ）硬
化型アクリル系光学接着剤（屈折率１．５９、硬化後の
密度１．１８g/cm³）を、ディスペンサーを用いて、気
泡なく塗布した。

【０２３９】−７．２Ａ− 次いで、第１マイクロレン
ズ用凹部付き基板上の凹部が形成されていない部分に、
ディスペンサーを用いて、スペーサーを均一に分散させ
た接着剤を塗布した。

【０２４０】なお、この接着剤には、前記−７．１−と
同様のものを用いた。また、接着剤中のスペーサー含有
量は、１０重量％とした。スペーサーには、球状プラス
チック微粒子を用いた。かかる球状プラスチック微粒子
の平均粒径は１０μｍであり、粒径分布の標準偏差は平
均粒径の４．６％であり、密度は１．１９g/cm³であ
り、弾性率は４８０kgf/mm²であった。

【０２４１】−８Ａ− 次に、第１マイクロレンズ用凹
部付き基板の樹脂を塗布した面に、第２マイクロレンズ
用凹部付き基板を接合した。このとき、第２マイクロレ
ンズ用凹部付き基板がスペーサーに接触すべく、第２マ
イクロレンズ用凹部付き基板全体に均一な圧力をかけ
た。

【０２４２】−９Ａ− 次に、第１アライメントマーク
と第２アライメントマークとを用いて、第１凹部と第２
凹部との位置合わせを行った。

【０２４３】−１０Ａ− 次に、紫外線を照射し、樹脂
を硬化させ、樹脂層およびマイクロレンズを形成した。

【０２４４】なお、形成されたマイクロレンズの焦点距
離は５５μｍ、最大厚さ（Ｔｍ）は３０μｍ、コバ厚
（第１マイクロレンズ用凹部付き基板と第２マイクロレ
ンズ用凹部付き基板の対向する端面間の距離）は１０μ
ｍであった。

【０２４５】−１１Ａ− 最後に、第２マイクロレンズ
用凹部付き基板を厚さ（Ｔ２）３０μｍに研削、研磨し
て、図１に示すような構造のマイクロレンズ基板を得
た。

【０２４６】（実施例２）下記の事項以外は実施例１と
同様にして、マイクロレンズ基板を製造した。

【０２４７】・工程−１Ａ−において、多結晶シリコン
膜の代わりに、スパッタリング法により、Au／Cr薄膜
（マスク層および裏面保護層）を形成した。このときの
成膜条件は、実施例１の工程−３Ａ−と同様とした。

【０２４８】・工程−３Ａ−において、Au／Cr薄膜の代
わりに、多結晶シリコンの膜（保護層）を形成した。こ
のときの成膜条件は、実施例１の工程−１Ａ−と同様と
した。また、ウェットエッチングのエッチング液には、
１５％テトラメチル水酸化アンモニウム水溶液を用い
た。

【０２４９】・工程−５Ａ−において、石英ガラス基板
を硝酸と塩酸の混合液に浸漬して、石英ガラス基板の表
面および裏面に形成したAu／Cr薄膜を除去した。

【０２５０】・工程−６Ａ−において、石英ガラス基板
を１５％テトラメチル水酸化アンモニウム水溶液に浸漬
して、多結晶シリコン膜を除去した。

【０２５１】（実施例３）下記の事項以外は実施例１と
同様にして、マイクロレンズ基板を製造した。

【０２５２】まず、前記と同様にして、第１マイクロレ
ンズ用凹部付き基板および第２マイクロレンズ用凹部付
き基板（型材）を得た。なお、第２マイクロレンズ用凹
部付き基板表面には、シリコーン系離型剤を塗布した。

【０２５３】次に、前記工程−７．１Ａ−、−７．２Ａ
−、−８Ａ−〜−１０Ａ−と同様の工程を行った。な
お、第１樹脂層の厚さは、実施例１の樹脂層の厚さと同
じとした。

【０２５４】−１１Ｂ− 次に、第２マイクロレンズ用
凹部付き基板を第１樹脂層から剥離した。

【０２５５】−１２Ｂ− 次に、第１樹脂層上に未硬化
のエポキシ系樹脂（屈折率１．３９）を設け、次いで、
かかる未硬化の樹脂上にカバーガラス（ガラス層）を接
合し、次いで、前記樹脂を硬化させた。

【０２５６】これにより、カバーガラスが、第２樹脂層
を介して、第１樹脂層に接合された。

【０２５７】このとき、第２樹脂層の厚さを、１５μｍ
に設定した。

【０２５８】−１３Ｂ− 最後に、カバーガラスを厚さ
（Ｔ３）３３μｍに研削、研磨して、図８に示すような
構造のマイクロレンズ基板を得た。

【０２５９】（実施例４）下記の事項以外は実施例３と
同様にして、マイクロレンズ基板を製造した。

【０２６０】まず、前記と同様にして、第１マイクロレ
ンズ用凹部付き基板および第２マイクロレンズ用凹部付
き基板（型材）を得た。なお、第２マイクロレンズ用凹
部付き基板表面には、シリコーン系離型剤を塗布した。

【０２６１】次に、前記工程−７．１Ａ−、−７．２Ａ
−、−８Ａ−〜−１０Ａ−、−１１Ｂ−、−１２Ｂ−と
同様の工程を行った。

【０２６２】なお、第２樹脂層の厚さは、４１μｍに設
定した。

【０２６３】−１３Ｃ− 最後に、カバーガラス（第２
の型材）を第２樹脂層から剥離し、図９に示すような構
造のマイクロレンズ基板を得た。

【０２６４】（実施例５）以下に示した以外は、実施例
２と同様にして、マイクロレンズ基板を製造した。

【０２６５】第１マイクロレンズ用凹部付き基板の第１
凹部の曲率半径（Ｒ１）を１２．２μｍ、第２マイクロ
レンズ用凹部付き基板の第２凹部の曲率半径（Ｒ２）を
１２．２μｍ、マイクロレンズの焦点距離を６２μｍ、
最大厚さ（Ｔｍ）を３０μｍ、コバ厚（第１マイクロレ
ンズ用凹部付き基板と第２マイクロレンズ用凹部付き基
板の対向する端面間の距離）を１０μｍとした。

【０２６６】第１マイクロレンズ用凹部付き基板および
第２マイクロレンズ用凹部付き基板を製造する際の工程
−２−における開口の面積を９．５μｍ²とし、工程−
４−におけるエッチング時間を１２３分間に変更した。

【０２６７】（比較例１）図１２に示すような構造のマ
イクロレンズ基板を製造した。このマイクロレンズ基板
では、樹脂層の厚さは１０μｍ、カバーガラスの厚さは
５０μｍ、凹部の曲率半径は９．５μｍとした。なお、
ガラス基板の構成は、基本的に、前記第１マイクロレン
ズ用凹部付き基板の構成と同様にした。

【０２６８】（比較例２）特開平１１−２４０６０の図
１に示すような形状のマイクロレンズ基板（対向基板１
２０に相当）を製造した。すなわち、凸形状のマイクロ
レンズが設けられた基板を２枚、凸部と凸部とが互いに
対向するように接合することにより、半球状の平凸レン
ズ２個で構成されたレンズ系を有する基板を製造した。

【０２６９】この平凸レンズは、特開平７−１７４９０
に参照されるように、ドライエッチング法を用いて形成
した。

【０２７０】なお、平凸レンズが形成された基板（およ
び平凸レンズ）は、石英ガラスで構成した。また、平凸
レンズの曲率半径は、いずれも、１２．２μｍとした。
また、接着層の厚みは、３２μｍ、屈折率は、１．３９
とした。

【０２７１】（評価）各実施例および各比較例で製造し
た各マイクロレンズ基板について、スパッタリング法お
よびフォトリソグラフィー法を用いて、第２マイクロレ
ンズ用凹部付き基板（またはカバーガラス、またはマイ
クロレンズ基板）のマイクロレンズに対応した位置に開
口（開口率４３％）が設けられた厚さ０．１６μｍの遮
光膜（Ｃｒ膜）、すなわち、ブラックマトリックスを形
成した。さらに、ブラックマトリックス上に厚さ０．１
５μｍのＩＴＯ膜（透明導電膜）をスパッタリング法に
より形成し、液晶パネル用対向基板を製造した。

【０２７２】次に、第１マイクロレンズ用凹部付き基板
側（またはガラス基板側、またはブラックマトリックス
と反対側）から光を照射し、液晶パネル用対向基板の有
効レンズ領域内における出射光の輝度を測定した。その
結果を下記に示す。なお、出射光の輝度は、マイクロレ
ンズを形成しなかった場合の出射光の輝度を１００％と
した。 実施例１：１８４％ 実施例２：１８４％ 実施例３：１８３％ 実施例４：１８３％ 実施例５：１８２％ 比較例１：１７１％ 比較例２：１７９％ この結果から、本実施例のマイクロレンズ基板は、高い
光の利用効率、透過率を有していることが分かる。した
がって、本実施例のマイクロレンズ基板を液晶パネルに
用いると、形成される画像のコントラスト比が向上する
ことが分かる。

【０２７３】さらに、これら液晶パネル用対向基板と、
別途用意したＴＦＴ基板（ガラス基板は石英ガラス製）
とを配向処理した後、両者を球状シリカ微粒子よりなる
スペーサー（弾性率７４５４kgf/mm²）およびシール材
を介して接合した。次に、液晶パネル用対向基板とＴＦ
Ｔ基板との間に形成された空隙部の封入孔から液晶を空
隙部内に注入し、次いで、かかる封入孔を塞いで図６に
示すような構造（またはこれに参照されるような構造）
のＴＦＴ液晶パネルをそれぞれ製造した。

【０２７４】得られたＴＦＴ液晶パネルに光を透過させ
たところ、各実施例で得られたＴＦＴ液晶パネルの出射
光は、各比較例で得られたＴＦＴ液晶パネルの出射光よ
りも明るかった。

【０２７５】その後、実施例で得られたＴＦＴ液晶パネ
ルを用いて、図７に示すような構造の液晶プロジェクタ
ー（投射型表示装置）を組み立てた。その結果、得られ
た液晶プロジェクターは、いずれも、スクリーン上に明
るい画像を投射できた。

【０２７６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、マ
イクロレンズの収差を低減でき、光の利用効率を高める
ことができる。

【０２７７】したがって、例えば、本発明のマイクロレ
ンズ基板を備えた液晶パネル、投射型表示装置では、光
の有効利用が図れ、高いコントラスト比および透過率が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマイクロレンズ基板の第１実施形態を
示す模式的な縦断面図である。

【図２】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法を説明
するための図である。

【図３】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法を説明
するための図である。

【図４】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法を説明
するための図である。

【図５】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法を説明
するための図である。

【図６】本発明の液晶パネルの実施例を示す模式的な縦
断面図である。

【図７】本発明の実施例における投射型表示装置の光学
系を模式的に示す図である。

【図８】本発明のマイクロレンズ基板の第２実施形態を
示す模式的な縦断面図である。

【図９】本発明のマイクロレンズ基板の第３実施形態を
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基板の製造方法を説
明するための図である。

【図１１】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法を説
明するための図である。

【図１２】従来のマイクロレンズ基板を示す縦断面図で
ある。

【図１３】第１凹部と第２凹部の光軸のずれ寸法と光利
用効率の関係を示す図である。

【図１４】第１凹部と第２凹部の光軸のずれ寸法とコン
トラスト比の関係を示す図である。

【符号の説明】

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ マイクロレンズ基板 ９９ 有効レンズ領域 １００ 非有効レンズ領域 ２ 第１マイクロレンズ用凹部付き基板 ２９ 第１ガラス基板 ３１ 第１凹部 ３２ 第２凹部 ４ マイクロレンズ ５ スペーサー ６ マスク層 ６１ 開口 ６２ 第２開口 ６９ 裏面保護層 ７１ 第１アライメントマーク ７２ 第２アライメントマーク ７５ 保護層 ８ 第２マイクロレンズ用凹部付き基板 ８’ ガラス層 ８９ 第２ガラス基板 ９、９’、９” 樹脂層 ９１、９２ 樹脂 ９５ 第１樹脂層 ９６、９６’ 第２樹脂層 Ｌ 光 Ｒ１、Ｒ２ 曲率半径 Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ 厚さ Ｔｍ 最大厚さ １０ 液晶パネル用対向基板 １１ ブラックマトリックス １１１ 開口 １２ 透明導電膜 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 １９ 第２スペーサー 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 ２０ 光学ブロック ２１ ダイクロイックプリズム ２１１、２１２ ダイクロイックミラー面 ２１３〜２１５ 面 ２１６ 出射面 ２２ 投射レンズ ２３ 表示ユニット ２４〜２６ 液晶ライトバルブ ９００ マイクロレンズ基板 ９０２ ガラス基板 ９０３ 凹部 ９０８ カバーガラス ９０９ 樹脂層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 秀人 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 村田 雅巳 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 秋山 光一 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 EA14 EA15 FA16 HA08 HA13 HA14 HA21 HA24 MA02 MA06 2H091 FA05Z FA26X FA26Z FA35Y FB02 FC01 FC23 GA13 LA16 LA17 MA07

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズ曲面を複数有する第１基板と、レ
   ンズ曲面を複数有する第２基板とを接合し、両凸レンズ
   よりなるマイクロレンズを複数形成することを特徴とす
   るマイクロレンズ基板の製造方法。
2. 【請求項２】 対向するレンズ光軸を２μｍ以内に近接
   させ、両凸レンズよりなるマイクロレンズを複数形成す
   ることを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズ基
   板の製造方法
3. 【請求項３】 レンズ曲面を備えた第１の凹部を複数有
   する第１基板と、レンズ曲面を備えた第２の凹部を複数
   有する第２基板とを、前記第１の凹部と前記第２の凹部
   とが対向するように、樹脂を介して接合し、前記第１基
   板と前記第２基板との間に両凸レンズよりなるマイクロ
   レンズを複数形成することを特徴とするマイクロレンズ
   基板の製造方法。
4. 【請求項４】 前記第１基板が有するレンズ曲面の曲率
   半径と、前記第２基板が有するレンズ曲面の曲率半径と
   が異なる請求項１乃至３のいずれかに記載のマイクロレ
   ンズ基板の製造方法。
5. 【請求項５】 前記第１基板側から光を入射させるよう
   にマイクロレンズ基板を配置し、 前記第２基板が有するレンズ曲面の曲率半径よりも、前
   記第１基板が有するレンズ曲面の曲率半径の方が大きく
   なるように前記マイクロレンズ基板を配置する請求項１
   ないし４のいずれかに記載のマイクロレンズ基板の製造
   方法。
6. 【請求項６】 前記マイクロレンズの最大厚さが、１０
   〜１２０μｍである請求項１ないし５のいずれかに記載
   のマイクロレンズ基板の製造方法。
7. 【請求項７】 前記マイクロレンズの焦点距離は、２０
   〜１０００μｍである請求項１ないし６のいずれかに記
   載のマイクロレンズ基板の製造方法。
8. 【請求項８】 前記第１基板および／または前記第２基
   板のレンズ曲面が設けられた領域の外側にスペーサーを
   含む樹脂を設置して、前記第１基板と前記第２基板とを
   接合する請求項１ないし７のいずれかに記載のマイクロ
   レンズ基板の製造方法。
9. 【請求項９】 前記スペーサーは、粒子状である請求項
   ８に記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記第１基板および前記第２基板に
    は、アライメントマークがそれぞれ設けられ、 これらのアライメントマークを用いて、前記第１基板と
    前記第２基板との位置合わせを行い、前記第１基板と前
    記第２基板とを接合する請求項１ないし９のいずれかに
    記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記第１基板および前記第２基板のレ
    ンズ曲面は、マスク層を用いて形成されたものであり、 前記第１基板および前記第２基板のアライメントマーク
    は、前記マスク層を利用して形成されたものである請求
    項１ないし１０のいずれかに記載のマイクロレンズ基板
    の製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項１ないし１１のいずれかに記載
    のマイクロレンズ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基板。
13. 【請求項１３】 基板上に複数のマイクロレンズが設け
    られたマイクロレンズ基板であって、 前記マイクロレンズが両凸レンズで構成されていること
    を特徴とするマイクロレンズ基板。
14. 【請求項１４】 表面に凹部が複数設けられた第１基板
    と、第２基板とが、樹脂層を介して接合されてなり、 前記第１基板と前記第２基板との間に、両凸レンズより
    なるマイクロレンズが構成されていることを特徴とする
    マイクロレンズ基板。
15. 【請求項１５】 表面に第１の凹部が複数設けられた第
    １基板と、表面に第２の凹部が複数設けられた第２基板
    とが、前記第１の凹部と前記第２の凹部とが対向するよ
    うに、樹脂層を介して接合されてなり、 前記第１基板と前記第２基板との間に、両凸レンズより
    なるマイクロレンズが構成されていることを特徴とする
    マイクロレンズ基板。
16. 【請求項１６】 前記マイクロレンズが設けられていな
    い領域の前記樹脂層の厚さが、前記マイクロレンズのコ
    バ厚とほぼ等しい請求項１４または１５に記載のマイク
    ロレンズ基板。
17. 【請求項１７】 前記第１基板は、前記第２基板よりも
    厚い請求項１４ないし１６のいずれかに記載のマイクロ
    レンズ基板。
18. 【請求項１８】 前記マイクロレンズが設けられた領域
    の外側に、前記樹脂層の厚みを規定するスペーサーが設
    けられている請求項１３ないし１７のいずれかに記載の
    マイクロレンズ基板。
19. 【請求項１９】 前記スペーサーは、粒子状である請求
    項１８に記載のマイクロレンズ基板。
20. 【請求項２０】 前記マイクロレンズの入射側のレンズ
    曲面の曲率半径と、前記マイクロレンズの出射側のレン
    ズ曲面の曲率半径とが異なる請求項１３ないし１９のい
    ずれかに記載のマイクロレンズ基板。
21. 【請求項２１】 前記第１基板は光が入射する側に配置
    されてなり、 前記マイクロレンズの出射側のレンズ曲面の曲率半径よ
    りも、前記マイクロレンズの入射側のレンズ曲面の曲率
    半径の方が大きい請求項１３ないし２０のいずれかに記
    載のマイクロレンズ基板。
22. 【請求項２２】 前記マイクロレンズの最大厚さが、１
    ０〜１２０μｍである請求項１３ないし２１のいずれか
    に記載のマイクロレンズ基板。
23. 【請求項２３】 前記マイクロレンズの焦点距離は、２
    ０〜１０００μｍである請求項１３ないし２２のいずれ
    かに記載のマイクロレンズ基板。
24. 【請求項２４】 前記マイクロレンズが設けられた領域
    の外側に、位置合わせの指標となるアライメントマーク
    が設けられている請求項１３ないし２３のいずれかに記
    載のマイクロレンズ基板。
25. 【請求項２５】 請求項１２ないし２４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電気
    光学装置。
26. 【請求項２６】 請求項１２ないし２４のいずれかに記
    載のマイクロレンズ基板上に、導電膜が設けられたこと
    を特徴とする液晶パネル用対向基板。
27. 【請求項２７】 請求項１２ないし２４のいずれかに記
    載のマイクロレンズ基板と、該マイクロレンズ基板上に
    設けられたブラックマトリックスと、該ブラックマトリ
    ックスを覆う導電膜とを有することを特徴とする液晶パ
    ネル用対向基板。
28. 【請求項２８】 請求項２６または２７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。
29. 【請求項２９】 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２６または２７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間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。
30. 【請求項３０】 前記液晶駆動基板は、マトリックス状
    に配設された前記画素電極と、前記画素電極に接続され
    た薄膜トランジスタとを有するＴＦＴ基板である請求項
    ２９に記載の液晶パネル。
31. 【請求項３１】 請求項２８ないし３０のいずれかに記
    載の液晶パネルを備えたライトバルブを有し、該ライト
    バルブを少なくとも１個用いて光を変調し、画像を投射
    することを特徴とする投射型表示装置。
32. 【請求項３２】 画像を形成する赤色、緑色および青色
    に対応した３つのライトバルブと、光源と、該光源から
    の光を赤色、緑色および青色の光に分離し、前記各光を
    対応した配置された前記ライトバルブに導くための色分
    離光学系と、前記各画像を合成する色合成光学系と、前
    記合成された画像を投射する投射光学系とを有する投射
    型表示装置であって、 前記ライトバルブは、請求項２８ないし３０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。