JP2003177211A - マイクロレンズ基板、液晶パネル用対向基板、液晶パネル、投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】製造が容易で、製造コストが安く、優れた光学
特性の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１は、透明基板５上に
設けられたマイクロレンズ形成層６と、該マイクロレン
ズ形成層６上に形成された中間層４と、該中間層４上に
形成されたバリア層３とを有している。マイクロレンズ
形成層６では、マイクロレンズ形成層６を構成する樹脂
が透明基板５に形成された凹部５１に充填されて多数の
マイクロレンズ７が構成されている。バリア層３は、例
えばＳｉＯ _２のようなセラミックで構成されている。中
間層４は、例えばベンゾシクロブテン樹脂のような高分
子材料で構成されている。

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、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。この液晶パネルは、例えば、
液晶を駆動する液晶駆動基板と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。

【０００３】このような構成の液晶パネルの中には、光
の利用効率を高めるべく、液晶パネル用対向基板の各画
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。これにより、高い光の利用効率
を有する液晶パネルが得られる。

【０００４】図１１は、液晶パネル用対向基板に用いら
れるマイクロレンズ基板の従来の構造を模式的に示す断
面側面図である。

【０００５】同図に示すように、マイクロレンズ基板９
００は、ガラス基板９０２上に設けられたマイクロレン
ズ形成層９０６と、かかるマイクロレンズ形成層９０６
に接合されたカバーガラス９０３とを有しており、ま
た、マイクロレンズ形成層９０６には、多数のマイクロ
レンズ９０７が形成されている。

【０００６】ところが、このようなマイクロレンズ基板
９００では、カバーガラス９０３の構成材料に、石英ガ
ラス等の高価なガラスを使用しなければならなかった。
これは、前述した液晶駆動基板の構成材料には、通常、
製造時の環境変化により特性が変化しにくい石英ガラス
基板が用いられ、かかる石英ガラス基板とカバーガラス
９０３との間で熱膨張係数の相違によるそり、たわみ等
を防止する必要があるためである。

【０００７】しかし、石英ガラスは非常に高価であるた
め、マイクロレンズ基板９００を製造する上でコスト高
の大きな原因となっていた。

【０００８】しかも、マイクロレンズ基板９００を製造
する際には、カバーガラス９０３をガラス基板９０２に
接合後、所定の厚さに研削、研磨しなければならず、そ
の手間と時間は多大なものであった。また、研削、研磨
により、廃材が生じるので、環境上も好ましくない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、製造
が容易で、大幅なコストダウンが図れ、優れた光学特性
を有するマイクロレンズ基板、および、かかるマイクロ
レンズ基板を備えた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】このような目的は、下記
（１）〜（１８）の本発明により達成される。

【００１１】（１） 多数の凹部が形成されたガラス基
板と、前記凹部に充填された樹脂よりなる複数のマイク
ロレンズとを有し、前記樹脂の前記ガラス基板と反対側
の面に、中間層を介してバリア層が形成されていること
を特徴とするマイクロレンズ基板。

【００１２】（２） 前記バリア層は、セラミックで構
成されている上記（１）に記載のマイクロレンズ基板。

【００１３】（３） 前記セラミックは、酸化物系セラ
ミックである上記（２）に記載のマイクロレンズ基板。

【００１４】（４） 前記バリア層の厚さは、０．１〜
５０μｍである上記（１）ないし（３）のいずれかに記
載のマイクロレンズ基板。

【００１５】（５） 前記バリア層は、気相成膜法によ
り形成されたものである上記（１）ないし（４）のいず
れかに記載のマイクロレンズ基板。

【００１６】（６） 前記気相成膜法は、スパッタリン
グ法である上記（５）に記載のマイクロレンズ基板。

【００１７】（７） 前記中間層は、高分子材料で構成
されている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の
マイクロレンズ基板。

【００１８】（８） 前記高分子材料は、耐熱性樹脂で
ある上記（７）に記載のマイクロレンズ基板。

【００１９】（９） 前記高分子材料は、アクリル含有
複合樹脂である上記（７）に記載のマイクロレンズ基
板。

【００２０】（１０） 前記アクリル含有複合樹脂は、
少なくとも１種のアルキレングリコールモノアルキルア
セテートと、アクリル樹脂と、他官能アクリルモノマー
とを含有するものである上記（９）に記載のマイクロレ
ンズ基板。

【００２１】（１１） 前記中間層の厚さは、０．２〜
２５μｍである上記（１）ないし（１０）のいずれかに
記載のマイクロレンズ基板。

【００２２】（１２） 上記（１）ないし（１１）のい
ずれかに記載のマイクロレンズ基板と、前記バリア層上
に設けられた透明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。

【００２３】（１３） 上記（１）ないし（１１）のい
ずれかに記載のマイクロレンズ基板と、前記バリア層上
に設けられたブラックマトリックスと、該ブラックマト
リックスを覆う透明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。

【００２４】（１４） 上記（１２）または（１３）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。

【００２５】（１５） 個別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（１２）または
（１３）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。

【００２６】（１６） 前記液晶駆動基板はＴＦＴ基板
である上記（１５）に記載の液晶パネル。

【００２７】（１７） 上記（１４）ないし（１６）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個用いて画像を投射
することを特徴とする投射型表示装置。

【００２８】（１８） 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
各光を対応する前記ライトバルブに導く色分離光学系
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、上記（１４）ないし
（１６）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。

【００２９】

【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。

【００３０】図１は、本発明のマイクロレンズ基板の実
施形態を模式的に示す断面側面図である。

【００３１】同図に示すように、マイクロレンズ基板１
は、透明基板５と、該透明基板５上に設けられたマイク
ロレンズ形成層６とを有している。マイクロレンズ形成
層６では、マイクロレンズ形成層６を構成する樹脂によ
り多数のマイクロレンズ７が形成されている。

【００３２】透明基板５は、マイクロレンズ基板１の基
材として機能する部分である。マイクロレンズ基板１が
後述するように液晶パネル１６等に用いられる場合には
（図９参照）、透明基板５の熱膨張係数は、液晶パネル
１６が有するガラス基板１７１の熱膨張係数とほぼ等し
いものであることが好ましい。これにより、液晶パネル
１６では、温度が変化したときに透明基板５とガラス基
板１７１との熱膨張係数が違うことにより生じるそり、
たわみ等が防止される。このような観点からは、透明基
板５とガラス基板１７１との熱膨張係数の比は、１：
０．０１〜１：１００程度が好ましい。

【００３３】ただし、液晶パネル１６では、ガラス基板
１７１と透明基板５とがある程度離間し、しかも、本発
明によれば、両者の間にガラス等の高硬度材料を設ける
必要がないので、両者の材質は、全く同じものとしなく
てもよい。このため、透明基板５の材料選択の幅は広
く、透明基板５には、安価なもの、汎用性の高いもの等
を使用することが可能となる。このような観点からは、
透明基板５には、ネオセラム（登録商標、日本電気ガラ
ス（株）製）、ＯＡ−２（登録商標、日本電気ガラス
（株）製）、パイレックスガラス（登録商標、岩城硝子
（株）製）等の低膨張ガラスが好適に用いられる。な
お、透明基板５を石英ガラスで構成してもよいことは言
うまでもない。

【００３４】透明基板５の片面（図１中の上面）には、
湾曲凹面を有する複数の凹部５１が形成されている。そ
して、透明基板５の当該凹部５１が形成された面に、マ
イクロレンズ形成層６を設けることにより、マイクロレ
ンズ形成層６を構成する樹脂が各凹部５１内に充填さ
れ、湾曲凸状のマイクロレンズ７が形成される。このマ
イクロレンズ７は、所定の配置で（例えば行列状に）所
定数形成される。

【００３５】マイクロレンズ形成層６およびマイクロレ
ンズ７は、例えば、屈折率の比較的高い（例えば１．３
０〜１．７５程度）樹脂で構成されている。

【００３６】マイクロレンズ形成層６上には、中間層
（下地層）４を介してバリア層３が設けられている。

【００３７】中間層４は、種々の目的で形成することが
でき、その一例として、バリア層３の密着性を向上する
ために設けることができる。

【００３８】中間層４は、高分子材料で構成されている
のが好ましく、特に、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリイ
ミド、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂や、アクリル
含有複合樹脂（アルキレングリコールモノアルキルアセ
テート、アクリル樹脂および他官能アクリルモノマー含
有）のような熱可塑性樹脂が好ましい。これらのなかで
も特に、ベンゾシクロブテン樹脂、アクリル含有複合樹
脂が好ましい。

【００３９】このような中間層４を設けることにより、
バリア層３に亀裂やピンホール等の欠陥（以下「亀裂」
で代表する）が生じることが有効に防止される。ベンゾ
シクロブテン樹脂、アクリル含有複合樹脂は、他の樹脂
に比べ、マイクロレンズ形成層６およびバリア層３との
密着性に優れ、バリア層３の亀裂発生防止効果が特に高
い。また、ベンゾシクロブテン樹脂、アクリル含有複合
樹脂を用いた中間層４は、膜の均一性、均質性にも優れ
ている。さらに、スピンコートにて簡単に成膜できると
いう利点もある。

【００４０】このような中間層４の厚さは、特に限定さ
れないが、０．２〜２５μｍ程度であるのが好ましく、
０．５〜１２μｍ程度であるのがより好ましく、０．８
〜７μｍ程度であるのがさらに好ましい。中間層４の厚
さが薄過ぎると、バリア層３の亀裂発生を防止する効果
が少なく、また、厚過ぎると、スピンコート等で簡単に
成膜できなくなり、バリア層３の表面の平坦部を確保し
にくくなる。またさらにコスト高となる。なお、中間層
は、２層以上の積層体で構成されていてもよい。

【００４１】このような中間層４上には、例えば薄膜で
構成されたバリア層３が設けられている。このバリア層
３は、図１１に示すような従来のマイクロレンズ基板９
００が備えていたカバーガラス９０３に代わるものであ
る。このバリア層３を設けたことにより、マイクロレン
ズ形成層６との間で水分または有機成分の移行を阻止す
ることができる。

【００４２】カバーガラス９０３は、製造コストの削減
や廃材の抑制等の観点からは設けないこと（以下、「カ
バーガラスレス」と言う）が好ましいが、単にカバーガ
ラス９０３を除去しマイクロレンズ形成層６を露出させ
てしまうと、マイクロレンズ形成層６との間で水分また
は有機成分の移行が生じてしまう場合がある。例えば、
マイクロレンズ形成層６が表面に露出するマイクロレン
ズ基板を図９に示すような液晶パネルに使用した場合、
マイクロレンズ形成層６中の有機成分が、液晶パネル中
の液晶層中に溶出するおそれがある。また、かかる液晶
層中の水分や有機成分が、マイクロレンズ形成層６中に
移行するおそれもある。このように、樹脂層と液晶層と
の間で水分や有機成分が移行すると、液晶層に不純物が
混入して液晶が劣化するおそれがある。また、マイクロ
レンズ形成層６に不純物が混入することにより、樹脂に
白濁・変質が発生し、光透過性を低下させるおそれがあ
る。また、マイクロレンズ形成層６が水分を吸収するこ
とによりマイクロレンズ形成層６が膨張するおそれがあ
る。

【００４３】これに対し、本発明のようにバリア層３を
形成すると、カバーガラス等を特段設けなくても、マイ
クロレンズ形成層６との間で水分または有機成分の移行
を阻止することができるので、上述したような不都合が
解消される。例えば、マイクロレンズ基板１を後述する
液晶パネル１６に使用した場合、このバリア層３によ
り、マイクロレンズ形成層６中の成分（特に有機成分）
が、液晶層１８中に溶出することが防止される。また、
液晶層１８中の水分や有機成分が、マイクロレンズ形成
層６中に移行することが防止される。このように、マイ
クロレンズ形成層６と液晶層１８との間で水分または有
機成分の移行を阻止することができると、液晶層１８に
不純物が混入することによる液晶の劣化を防止すること
ができる。また、マイクロレンズ形成層６に不純物が混
入することによる樹脂の白濁・変質、および、マイクロ
レンズ形成層６が水分を吸収することによる膨張を防止
することができ、高い性能を維持することができる。

【００４４】さらに、マイクロレンズ基板１をカバーガ
ラスレスとすることにより、マイクロレンズ基板１を構
成するガラス製の部材（通常、高価なものが使用され
る）を、透明基板５のみとすることができる。これによ
り、マイクロレンズ基板１の製造が容易になるととも
に、製造コストを大幅に削減することができる。

【００４５】加えて、マイクロレンズ基板１をカバーガ
ラスレスとすることにより、マイクロレンズ基板１にお
いて高硬度の材料で構成された部材を透明基板５のみと
することができる。このため、マイクロレンズ基板１の
各構成部材が熱膨張したときに、各構成部材は、高硬度
の透明基板５のみに追従することができるようになる。
このため、マイクロレンズ基板１では、熱膨張したとき
の歪みが発生しにくい。

【００４６】このようなバリア層３は、各種の材料で構
成することが可能であるが、前述した効果をより顕著に
得る観点からは、バリア層３は、セラミック材料に代表
される無機化合物材料で構成されていることが好まし
い。これにより、水分や有機成分の移行をより効果的に
阻止することができるようになるとともに、高い絶縁性
が得られるようになる。特に、セラミックは分子間の結
合が強く、緻密（高密度）な薄膜が形成可能なので、薄
くてバリア性に優れたバリア層３を形成することができ
る。

【００４７】このようなセラミック材料としては、例え
ば、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ _２等の酸化物系セラ
ミック、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＴｉＮ、ＢＮ等の窒化物系セ
ラミック、ＷＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＴａＣ等の炭化物系
セラミックなどが挙げられる。

【００４８】このようなセラミック材料の中でも、酸化
物系セラミックまたは窒化物系セラミックが好ましく、
ＳｉＯ_２、ＡｌＮ、ＳｉＮが特に好ましい。酸化物系セ
ラミック、窒化物系セラミックは、バリア性が特に優
れ、中間層４との密着性が高く、さらに、後述するブラ
ックマトリックス１１を構成するような金属膜との密着
性も高い。このため、マイクロレンズ形成層６を効果的
に保護することができ、しかも、バリア層３上にブラッ
クマトリックス１１等を好適に形成することができる。

【００４９】なお、バリア層３をセラミック材料で構成
する場合、かかるセラミックは、複数種類のセラミック
を含むものであってもよい。セラミック材料は、その種
類に応じてそれぞれの利点を有している。したがって、
複数種類のセラミックでバリア層３を構成することによ
り、各セラミックの利点を併せ持つバリア層３を形成す
ることが可能となる。

【００５０】なお、図示の例ではバリア層３は単層で構
成されているが、バリア層は、複数の層の積層体であっ
てもよい。その場合、積層体を構成する各層のセラミッ
ク材料の種類が異なっていることが好ましい。これによ
り、例えば、バリア層のうち中間層４に接する層は、中
間層４を構成する樹脂との密着性の高い材料を用いるこ
とができ、また、表面に露出する層（中間層４から最も
遠い側にある層）は、特にバリア性の高い材料を選択す
ることができる。換言すれば、バリア層３を積層体（多
層構造）とすることにより、バリア層３が備える特性に
多様性を持たせることが可能となる。

【００５１】このようなバリア層３の厚さは、特に限定
されないが、０．１〜５０μｍ程度が好ましく、０．２
〜３０μｍ程度がより好ましく、０．４〜１５μｍ程度
がさらに好ましい。バリア層３が薄すぎると、水分また
は有機成分の移行を十分阻止できなくなる場合があり、
一方、バリア層３が厚すぎると、バリア層３の成膜時間
が長くなり、製造効率が低下する。

【００５２】なお、透明基板５の厚さは、通常、０．３
〜５mm程度とされ、好ましくは０．５〜２mm程度とされ
る。また、マイクロレンズ形成層６の厚さは、０．１〜
２００μｍ程度が好ましく、５〜６０μｍ程度がより好
ましい。

【００５３】マイクロレンズ形成層６の厚さは、マイク
ロレンズ７の曲率半径の中心である焦点距離の基点７２
から液晶層１８の厚さ方向ほぼ中央に焦点を結ぶように
調整されるのが好ましい（図９参照）。

【００５４】このようなマイクロレンズ基板１は、例え
ば以下のようにして製造することができる。以下、マイ
クロレンズ基板１の製造方法を、図２〜図６に示す工程
図を参照しつつ説明する。

【００５５】＜１＞ まず、マイクロレンズ基板１の製
造に先立って、図２に示すような透明基板５を用意す
る。透明基板５には、予めマイクロレンズ形成用の凹部
５１が所定の配置で形成されており、これらの凹部５１
に樹脂が充填されることにより、マイクロレンズ７が形
成される。このような透明基板５は、例えば公知の方法
により得ることができる。

【００５６】＜２＞ 次に、透明基板５の凹部５１が形
成されている側の面上に、マイクロレンズ形成層６を構
成することとなる未硬化の樹脂を供給する。

【００５７】＜３＞ 次に、図３に示すように、かかる
樹脂に透明基板型９Ａを接合し、押圧・密着させる。こ
のとき、透明基板型９Ａのマイクロレンズ形成層６と直
接接触する側の面には、例えば、離型剤などが塗布され
ていてもよい。

【００５８】＜４＞ 次に、前記樹脂を硬化させる。こ
れにより、図３に示すように、マイクロレンズ形成層６
が形成され、凹部５１内に充填された樹脂の硬化により
マイクロレンズ７が形成される。

【００５９】樹脂の硬化方法は、樹脂の種類や機能等に
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。

【００６０】＜５＞ 次に、図４に示すように、透明基
板型９Ａをマイクロレンズ形成層６から離脱させる。こ
れにより、図１に示すように、表面が平らとなったマイ
クロレンズ形成層６が得られる。

【００６１】＜６＞ 次に、マイクロレンズ形成層６の
表面に、図５に示すように、中間層４を形成する。中間
層４の形成は、中間層４を構成する樹脂の種類や機能等
により適宜選択される。以下、その一例について説明す
る。

【００６２】中間層４を構成する樹脂を含む塗布液を調
整し、次いで、この塗布液をマイクロレンズ形成層６の
表面に塗布し、その後、これを硬化させることにより中
間層４が形成される。

【００６３】塗布液の塗布方法としては、ディッピン
グ、ロールコート、スピンコート、スプレーコート等の
方法が挙げられる。

【００６４】また、樹脂の硬化方法は、例えば、加熱、
紫外線照射、電子線照射などが挙げられる。

【００６５】＜７＞ 次に、図６に示すように、中間層
４上にバリア層３を形成する。これにより、図１に示す
ようなマイクロレンズ基板１が得られる。

【００６６】バリア層３は、例えば、スパッタリング
法、ＣＶＤ法、蒸着法等の気相成膜法、セラミック材料
（粉末）を含む塗布液を塗布し、焼成する方法などによ
り形成することができるが、そのなかでも特に気相成膜
法が好ましい。緻密で中間層４との密着性が高く、しか
も薄いバリア層３を容易に形成することができるからで
ある。

【００６７】このような気相成膜法のなかでも、スパッ
タリング法が特に好ましい。バリア層３の厚みムラ、バ
ラツキを非常に小さくでき、また、バリア層３と中間層
４との間の密着力を非常に高くすることでき、しかも、
組成調整、応力調整を容易に行なうことができるからで
ある。

【００６８】なお、気相成膜法により窒化物系セラミッ
クによるバリア層３を形成する場合には、気相成膜法
は、窒素ガス（Ｎ_２）を含む雰囲気中で行なうことが好
ましい。これにより、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉが十分にＮと化
合できるようになり、バリア層３中に未反応のＡｌ、Ｓ
ｉ、Ｔｉが残存しにくくなる。ゆえに、バリア層３は、
経時的に劣化しにくくなる。

【００６９】このような観点からは、気相成膜法により
バリア層３を形成するときのＮ_２分圧は、１〜５０％程
度が好ましく、５〜３０％程度がより好ましい。また、
このときの全圧は、１×１０^−３〜１０×１０^−３Torr
程度が好ましい。

【００７０】このようにマイクロレンズ基板１を製造す
ると、透明基板５等のマイクロレンズ基板１の構成材料
を研削、研磨する必要がないので、製造時の手間を軽減
することができる（従来、カバーガラスは、樹脂層にガ
ラス基板を接合した後、かかるガラス基板を研削、研磨
することにより形成していた）。しかも、材料が研削に
より失われないので、材料の有効利用を図ることがで
き、廃棄物等の排出も抑制できる。

【００７１】ところで、マイクロレンズ形成層６の厚さ
は、主に、前記工程＜２＞における樹脂の供給量と前記
工程＜３＞における透明基板型９Ａでの押圧力とにより
決定される。このマイクロレンズ形成層６の厚さは、優
れた光学特性を得るためには、均一で、しかも設計どお
りの厚さとされるのが好ましい。そのために、本発明で
は、マイクロレンズ形成層６の厚さを規定する手段を用
いることができる。以下、この手段として、スペーサを
用いた場合についてを、図７および図８に基づき説明す
る。

【００７２】図７に示すように、マイクロレンズ領域外
７５の部分において、マイクロレンズ形成層６を構成す
る樹脂中に粒状のスペーサ（ギャップ材）９１を入れ
る。

【００７３】図８に示すように、基板の周辺部等の有効
マイクロレンズ領域外７５の部分において、マイクロレ
ンズ形成層６を構成する樹脂中に粒状のスペーサ（ギャ
ップ材）９１を入れる。これにより、マイクロレンズ形
成層６を構成する樹脂（流動性あり）を透明基板型９Ａ
で押圧した際、スペーサ９１によりマイクロレンズ形成
層６の厚さが規定される。

【００７４】また、図８に示すように、有効マイクロレ
ンズ領域外７５に対応する位置の下面に柱状のスペーサ
９２が突出形成された透明基板型９Ｂを用いる。これに
より、マイクロレンズ形成層６を構成する樹脂（流動性
あり）を透明基板型９Ｂで押圧した際、スペーサ９２に
よりマイクロレンズ形成層６の厚さが規定される。

【００７５】なお、本発明のマイクロレンズ基板は、本
発明の技術思想を逸脱しない範囲内であれば、上述の実
施形態に限定されないことは言うまでもない。

【００７６】例えば、マイクロレンズ７は、ガラスで構
成されていてもよい。また、透明基板５は、樹脂で構成
されていてもよい。

【００７７】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用マイクロレンズ基板、光通信素子用マ
イクロレンズ基板等の各種基板、各種用途に用いること
ができることは言うまでもない。

【００７８】前述したマイクロレンズ基板１のバリア層
３上に、例えば、開口１１１を有するブラックマトリッ
クス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１２を形成することによ
り、本発明の液晶パネル用対向基板１０を製造すること
ができる（図９参照）。

【００７９】ブラックマトリックス１１は、遮光機能を
有し、例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｔ
ｉ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。

【００８０】透明導電膜１２は、導電性を有し、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（ＳｎＯ_２）などで構
成されている。

【００８１】ブラックマトリックス１１は、例えば、気
相成膜法（例えば蒸着、スパッタリング等）により、バ
リア層３上に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、ウエットエッチン
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。

【００８２】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などにより設けることが
できる。なお、ブラックマトリックス１１は、設けなく
てもよい。

【００８３】以下、このような液晶パネル用対向基板を
用いた本発明の液晶パネル（液晶光シャッター）につい
て、図１０に基づき説明する。

【００８４】同図に示すように、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１０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。

【００８５】液晶パネル用対向基板１０は、マイクロレ
ンズ基板１と、かかるマイクロレンズ基板１のバリア層
３上に設けられ、開口１１１が形成されたブラックマト
リックス１１と、バリア層３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）１
２とを有している。

【００８６】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個別電極１７２
と、かかる個別電極１７２の近傍に設けられ、各個別電
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。なお、図では、シール材、配向
膜、配線などの記載は省略されている。

【００８７】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の個別
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、一定距離離間して接合され
ている。

【００８８】ガラス基板１７１は、例えば、石英ガラス
などで構成されている。個別電極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。この個別電極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。

【００８９】薄膜トランジスタ１７３は、近傍の対応す
る個別電極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、個別
電極１７２へ供給する電流を制御する。これにより、個
別電極１７２の充放電が制御される。

【００９０】液晶層１８は液晶分子（図示せず）を含有
しており、個別電極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。

【００９１】この液晶パネル１６では、通常、１個のマ
イクロレンズ７と、かかるマイクロレンズ７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個の個別電極１７２と、かかる個別電極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。

【００９２】液晶パネル用対向基板１０側から入射した
入射光Ｌは、透明基板５を通り、マイクロレンズ７（マ
イクロレンズ形成層６）を通過する際に集光されつつ、
中間層４、バリア層３、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、個別電極１７
２、ガラス基板１７１を透過する。なお、このとき、液
晶パネル用対向基板１０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。

【００９３】このように、液晶パネル１６は、マイクロ
レンズ７を有しており、しかも、マイクロレンズ７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１
１の開口１１１を通過する。一方、ブラックマトリック
ス１１の開口１１１が形成されていない部分では、入射
光Ｌは遮光される。したがって、液晶パネル１６では、
画素以外の部分から不要光が漏洩することが防止され、
かつ、画素部分での入射光Ｌの減衰が抑制される。この
ため、液晶パネル１６は、画素部で高い光の透過率を有
し、比較的少ない光量で明るく鮮明な画像を形成するこ
とができる。

【００９４】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、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接合してもよい。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】図１０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。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）２２とを有している。

【００９８】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。

【００９９】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。

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】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１０中左方に反
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１
０中下方に反射し、赤色光（Ｒ）は、ダイクロイックミ
ラー３０５を透過する。

【０１０３】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１０中下方に反射し、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。

【０１０４】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１０中左方に反射し、青色光は、ダイク
ロイックミラー３０７を透過する。

【０１０５】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。

【０１０６】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１０中左方に反射し、その反射光は、ミラー
３０９で図１０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。

【０１０７】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。

【０１０８】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
に接続された個別電極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。

【０１０９】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。

【０１１０】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。

【０１１１】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１０中左方
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。

【０１１２】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。

【０１１３】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１０
中左方に反射し、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。

【０１１４】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。

【０１１５】かかる投射型表示装置３００は、前述した
マイクロレンズ基板を備えた液晶パネルを有しているの
で、長期間使用しても、明るさむら等の画質の劣化が生
じにくい。

【０１１６】

【実施例】（実施例１）以下のようにして、図１に示す
ような構造のマイクロレンズ基板を製造した。

【０１１７】まず、深さ１０μｍのマイクロレンズ用凹
部が１０２４×７６８個行列状に配置された石英ガラス
製の透明基板を用意した。そして、この透明基板を、凹
部が鉛直上方に開放するように設置した。

【０１１８】−１− この透明基板の凹部が形成された
面に、未硬化の紫外線硬化型のアクリル系樹脂（アクリ
レートモノマー９５％、光重合開始剤５％：屈折率１．
５９）を供給した。

【０１１９】−２− 次に、この樹脂に、離型剤を塗布
した厚さ１．２ｍｍの透明基板型を接合、押圧し、密着
させた。このとき、透明基板型として、高さ３０μｍの
柱状スペーサが形成された図８に示す構造のものを使用
した。

【０１２０】−３− 次に、透明基板型を介して紫外線
を照射することにより前記樹脂を硬化させてマイクロレ
ンズ形成層およびマイクロレンズを形成した。その後、
透明基板型をマイクロレンズ形成層から剥離した。

【０１２１】−４− 次に、マイクロレンズ形成層上
に、塗布法により、厚さ１μｍの中間層を形成した。

【０１２２】ベンゾシクロブテン樹脂を溶剤（メシチレ
ン）で溶解して塗布液を調整し（粘度３０ｃＳｃ：２５
℃）、この塗布液をスピンコートにより塗布、乾燥し、
その後、２５０℃×６０分間加熱して樹脂を硬化させ、
ベンゾシクロブテン樹脂による中間層を得た。

【０１２３】−５− 次に、中間層上に、スパッタリン
グ法により、ＳｉＯ_２によるバリア層を形成した。スパ
ッタリングの時間を変更することにより、バリア層の厚
さを０．２５μｍずつ変更して複数のマイクロレンズ基
板を製造した。

【０１２４】なお、スパッタリングの条件は、スパッタ
炉内におけるスパッタ全圧を４×１０^−３Torrとし、Ｒ
Ｆ出力は４００Ｗとした。

【０１２５】（実施例２）下記の点以外は実施例１と同
様にして、図１に示す構造のマイクロレンズ基板を製造
した。

【０１２６】−４−の工程において、マイクロレンズ形
成層上に、塗布法により、厚さ１μｍのアクリル含有複
合樹脂による中間層を形成した。

【０１２７】プロピレングリコールモノメチルアセテー
ト４５％、プロピレングリコールモノエチルアセテート
２５％、アクリル樹脂１５％および他官能アクリルモノ
マー１５％よりなる組成物を溶剤に溶解して塗布液を調
整し（粘度３０ｃＳｃ：２５℃）、この塗布液をスピン
コートにより塗布、乾燥し、その後、１００ｍＪ／ｃｍ
^２で電子線を照射し、さらに２２０℃×８分間、ホット
プレートで加熱して樹脂を硬化させ、アクリル含有複合
樹脂による中間層を得た。

【０１２８】（比較例１）中間層を設けない以外は実施
例１と同様にして、マイクロレンズ基板を製造した。

【０１２９】＜評価１＞実施例１、２および比較例１の
各マイクロレンズ基板を、１５０℃×６０分間なる環境
下におき、４８時間経過後、バリア層の亀裂発生状況を
ルーペにより観察した。

【０１３０】実施例１、２および比較例１の各マイクロ
レンズ基板において、バリア層の厚さを種々変更した場
合の亀裂の発生本数（５インチ×５インチ角当りの本
数）を図１２のグラフに示す。

【０１３１】このグラフに示すように、実施例１および
２のマイクロレンズ基板は、比較例１に比べてバリア層
の亀裂の発生が少なく、特に、バリア層の厚さがある程
度厚くなれば、亀裂はほとんど生じないことが確認され
た。

【０１３２】（実施例３）中間層の厚さを０．８〜１．
０μｍとした以外は実施例１と同様にして、図１に示す
構造のマイクロレンズ基板を製造した。

【０１３３】（実施例４）中間層の厚さを１．０〜７．
０μｍとした以外は実施例２と同様にして、図１に示す
構造のマイクロレンズ基板を製造した。

【０１３４】（実施例５）下記の点以外は実施例１と同
様にして、図１に示す構造のマイクロレンズ基板を製造
した。

【０１３５】−５−の工程において、中間層上に、Ａｌ
ＮとＳｉＮとの複合セラミック（Ａｌ：Ｓｉ＝モル比
８：２）で構成されたバリア層をスパッタリング法によ
り形成した。バリア層の厚さは、１．５μｍとした。

【０１３６】なお、スパッタリングは、Ｎ_２＋Ａｒガス
の混合雰囲気中で行ない、スパッタ炉内のＮ_２分圧は２
０％に設定し、スパッタ全圧は４×１０^−３Torrとし、
また、ＲＦ出力は５００Ｗとした。

【０１３７】（実施例６）下記の点以外は実施例２と同
様にして、図１に示す構造のマイクロレンズ基板を製造
した。

【０１３８】−５−の工程において、中間層上に、Ａｌ
ＮとＳｉＮとの複合セラミック（Ａｌ：Ｓｉ＝モル比
８：２）で構成されたバリア層をスパッタリング法によ
り形成した。バリア層の厚さは、１．５μｍとした。

【０１３９】なお、スパッタリングは、Ｎ_２＋Ａｒガス
の混合雰囲気中で行ない、スパッタ炉内のＮ_２分圧は２
０％に設定し、スパッタ全圧は４×１０^−３Torrとし、
また、ＲＦ出力は５００Ｗとした。

【０１４０】（実施例７）下記の点以外は実施例１と同
様にして、図１に示す構造のマイクロレンズ基板を製造
した。

【０１４１】−２−の工程において、柱状スペーサ付き
の透明基板型を用いる変わりに、両面が平坦な透明基板
型と、粒径３０μｍの粒状のスペーサ（図７参照）とを
用いた。

【０１４２】（実施例８）下記の点以外は実施例２と同
様にして、図１に示す構造のマイクロレンズ基板を製造
した。

【０１４３】−２−の工程において、柱状スペーサ付き
の透明基板型を用いる変わりに、両面が平坦な透明基板
型と、粒径３０μｍの粒状のスペーサ（図７参照）とを
用いた。

【０１４４】（実施例９）下記の点以外は実施例１と同
様にして、図１に示す構造のマイクロレンズ基板を製造
した。

【０１４５】−５−の工程において、バリア層を２層積
層構造とした。まず、中間層上にスパッタリング法によ
りＳｉＯ_２による第１層（厚さ１μｍ）を形成し、次い
で、該第１層上にスパッタリング法によりＳｉＮによる
第２層（厚さ１μｍ）を形成した。

【０１４６】なお、いずれのスパッタリングにおいて
も、スパッタ全圧は４×１０^−３Torrとし、また、ＲＦ
出力は５００Ｗとした。

【０１４７】また、ＳｉＮによる第２層を成膜する際に
は、スパッタリングは、Ｎ_２＋Ａｒガスの混合雰囲気中
で行ない、スパッタ炉内のＮ_２分圧を２０％に設定し
た。

【０１４８】（実施例１０）下記の点以外は実施例２と
同様にして、図１に示す構造のマイクロレンズ基板を製
造した。

【０１４９】−５−の工程において、バリア層を２層積
層構造とした。まず、中間層上にスパッタリング法によ
りＳｉＯ_２による第１層（厚さ１μｍ）を形成し、次い
で、該第１層上にスパッタリング法によりＳｉＮによる
第２層（厚さ１μｍ）を形成した。

【０１５０】なお、いずれのスパッタリングにおいて
も、スパッタ全圧は４×１０^−３Torrとし、また、ＲＦ
出力は５００Ｗとした。

【０１５１】また、ＳｉＮによる第２層を成膜する際に
は、スパッタリングは、Ｎ_２＋Ａｒガスの混合雰囲気中
で行ない、スパッタ炉内のＮ_２分圧を２０％に設定し
た。

【０１５２】（実施例１１）下記の点以外は実施例１と
同様にして、図１に示す構造のマイクロレンズ基板を製
造した。

【０１５３】−５−の工程において、中間層上に、Ａｌ
Ｎで構成されたバリア層をスパッタリング法により形成
した。バリア層の厚さは、２μｍとした。

【０１５４】なお、スパッタリングは、Ｎ_２＋Ａｒガス
の混合雰囲気中で行ない、スパッタ炉内のＮ_２分圧は３
５％に設定し、スパッタ全圧は４×１０^−３Torrとし、
また、ＲＦ出力は５００Ｗとした。

【０１５５】（実施例１２）下記の点以外は実施例２と
同様にして、図１に示す構造のマイクロレンズ基板を製
造した。

【０１５６】−５−の工程において、中間層上に、Ａｌ
Ｎで構成されたバリア層をスパッタリング法により形成
した。バリア層の厚さは、２μｍとした。

【０１５７】なお、スパッタリングは、Ｎ_２＋Ａｒガス
の混合雰囲気中で行ない、スパッタ炉内のＮ_２分圧は３
５％に設定し、スパッタ全圧は４×１０^−３Torrとし、
また、ＲＦ出力は５００Ｗとした。

【０１５８】＜評価２＞実施例３〜１２の各マイクロレ
ンズ基板についても、前記評価１と同様にして、バリア
層の亀裂の発生本数を調べたところ、いずれも、バリア
層の亀裂の発生は少なかった。

【０１５９】また、各実施例のマイクロレンズ基板は、
マイクロレンズ基板１枚を製造するにあたり、使用する
ガラス基板は１枚で済むようになった。これにより、無
駄になるガラス基板の量を格段に減らすことができた。

【０１６０】＜デバイスの製造および評価＞次に、上記
で製造した各マイクロレンズ基板に対し、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、バリア層
のマイクロレンズに対応した位置に開口が設けられた厚
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、該ブラックマトリ
ックス上に厚さ０．１５μｍ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。

【０１６１】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ＴＦＴ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９に示すような構
造のＴＦＴ液晶パネルをそれぞれ製造した。

【０１６２】そして、これら各ＴＦＴ液晶パネルについ
て、それぞれ、マイクロレンズ基板側から光を透過させ
た。そして、各画素ごとに出射光の輝度にバラツキがあ
るか否かを確認した。補足をすると、マイクロレンズ形
成層（樹脂層）を構成する樹脂が吸湿等してマイクロレ
ンズ形成層に厚みむらが生じた場合、かかる厚みむらは
出射光の輝度のバラツキとなって現われる。したがっ
て、出射光の輝度にバラツキがある場合は、マイクロレ
ンズ形成層に厚みむらが存在することとなる。

【０１６３】確認の結果、各実施例で製造されたマイク
ロレンズ基板では、各画素ごとに出射光の明るさにバラ
ツキがなく、全体で均一なものであった。

【０１６４】さらに、これらのＴＦＴ液晶パネルを５０
℃、９０％ＲＨの環境下に１５００時間置いた。そし
て、再び、これら各ＴＦＴ液晶パネルについて、それぞ
れ、マイクロレンズ基板側から光を透過させ、各画素ご
とに出射光の輝度にバラツキがあるか否かを確認した。
また、併せて、目視により、マイクロレンズ形成層に白
濁等の変質が生じているか否かを観察した。

【０１６５】その結果、各マイクロレンズ基板では、各
画素ごとに出射光の明るさにバラツキがなく、全体で均
一なものであった。また、マイクロレンズ形成層に白濁
等の変質も確認されなかった。

【０１６６】さらに、これらのＴＦＴ液晶パネルを５０
℃、９０％ＲＨの環境下に３０００時間置いた。

【０１６７】その結果、中間層の無い比較例１のマイク
ロレンズ基板を用いたものは、各画素ごとに出射光の明
るさにバラツキが発生し、さらにマイクロレンズ形成層
に白濁等の変質も確認された。これは、バリア層に亀裂
が多数発生したため、バリア層のバリア効果が十分に発
揮されなかったことに原因があると推定される。

【０１６８】これに対し、各実施例のマイクロレンズ基
板を用いたものは、各画素ごとに出射光の明るさにバラ
ツキがなく、全体で均一なものであった。また、マイク
ロレンズ形成層に白濁等の変質も確認されなかった。

【０１６９】次に、各実施例で得られたマイクロレンズ
基板より製造したＴＦＴ液晶パネルを用いて、図１０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、得られた各液晶プロジェ
クターは、いずれも、スクリーン上に明るく鮮明な画像
を投射することができ、高い性能を有することが確認さ
れた。

【０１７０】本発明は、その他の電気光学装置、例えば
有機エレクトロルミネッセンス（EL）装置、電界放出素
子を用いた画像形成装置等の自発光ディスプレイ、プラ
ズマディスプレイ等にも適用することができる。

【０１７１】以上、本発明のマイクロレンズ基板、液晶
パネル用対向基板、液晶パネル、投射型表示装置を、図
示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有
する任意の構成のものに置換することができる。

【０１７２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、マ
イクロレンズ基板が有するバリア層のバリア効果によ
り、製造コストが安価で、長期間使用しても劣化しにく
い（耐久性に優れた）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提供す
ることができる。

【０１７３】また、本発明によれば、カバーガラスレス
とすることができるので、製造が容易であるとともに、
マイクロレンズ基板を製造する際に材料を無駄なく有効
に利用することができる。そのため、廃棄物等の排出量
も削減することができ、環境保全にも寄与する。

【０１７４】特に、本発明では、中間層を設けたことに
より、バリア層に亀裂等の欠陥が生じることを防止する
ことができ、バリア層のバリア効果を有効にかつ持続的
に維持することができ、寿命をより長くすることができ
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実施形態を模式
的に示す断面側面図である。

【図２】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法におけ
る工程を説明するための断面側面図である。

【図３】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法におけ
る工程を説明するための断面側面図である。

【図４】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法におけ
る工程を説明するための断面側面図である。

【図５】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法におけ
る工程を説明するための断面側面図である。

【図６】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法におけ
る工程を説明するための断面側面図である。

【図７】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法におけ
る工程（マイクロレンズ形成層の形成工程）を説明する
ための断面側面図である。

【図８】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法におけ
る工程（マイクロレンズ形成層の形成工程）を説明する
ための断面側面図である。

【図９】本発明の液晶パネルの実施形態を模式的に示す
断面側面図である。

【図１０】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。

【図１１】従来のマイクロレンズ基板の構造を模式的に
示す断面側面図である。

【図１２】バリア層の厚さと亀裂の発生本数との関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

１ マイクロレンズ基板 ３ バリア層 ４ 中間層 ５ 透明基板 ５１ 凹部 ６ マイクロレンズ形成層 ７ マイクロレンズ ７２ 基点 ７５ マイクロレンズ領域外 ９Ａ、９Ｂ 透明基板型 ９１、９２ スペーサ 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 個別電極 １７３ 薄膜トランジスタ １８ 液晶層 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 カバーガラス ９０６ マイクロレンズ形成層 ９０７ マイクロレンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/1333 ５００ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ２Ｋ００９ 1/1335 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｅ Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０２Ｂ 1/10 Ｚ Ｆターム(参考） 2H042 AA09 AA15 AA26 2H052 BA02 BA03 BA09 BA14 2H088 EA15 HA01 HA25 2H090 HB03X HB07X HC03 JA02 JA03 JA07 JA19 JB02 JB03 JC03 JC07 JD01 LA12 2H091 FA29Y GA01 GA16 LA13 2K009 BB02 CC01 CC03 CC42 DD04 DD08 EE00

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の凹部が形成されたガラス基板と、
   前記凹部に充填された樹脂よりなる複数のマイクロレン
   ズとを有し、 前記樹脂の前記ガラス基板と反対側の面に、中間層を介
   してバリア層が形成されていることを特徴とするマイク
   ロレンズ基板。
2. 【請求項２】 前記バリア層は、セラミックで構成され
   ている請求項１に記載のマイクロレンズ基板。
3. 【請求項３】 前記セラミックは、酸化物系セラミック
   である請求項２に記載のマイクロレンズ基板。
4. 【請求項４】 前記バリア層の厚さは、０．１〜５０μ
   ｍである請求項１ないし３のいずれかに記載のマイクロ
   レンズ基板。
5. 【請求項５】 前記バリア層は、気相成膜法により形成
   されたものである請求項１ないし４のいずれかに記載の
   マイクロレンズ基板。
6. 【請求項６】 前記気相成膜法は、スパッタリング法で
   ある請求項５に記載のマイクロレンズ基板。
7. 【請求項７】 前記中間層は、高分子材料で構成されて
   いる請求項１ないし６のいずれかに記載のマイクロレン
   ズ基板。
8. 【請求項８】 前記高分子材料は、耐熱性樹脂である請
   求項７に記載のマイクロレンズ基板。
9. 【請求項９】 前記高分子材料は、アクリル含有複合樹
   脂である請求項７に記載のマイクロレンズ基板。
10. 【請求項１０】 前記アクリル含有複合樹脂は、少なく
    とも１種のアルキレングリコールモノアルキルアセテー
    トと、アクリル樹脂と、他官能アクリルモノマーとを含
    有するものである請求項９に記載のマイクロレンズ基
    板。
11. 【請求項１１】 前記中間層の厚さは、０．２〜２５μ
    ｍ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。
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と、前記バリア層上に設けられた
    透明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。
13. 【請求項１３】 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と、前記バリア層上に設けられた
    ブラックマトリックスと、該ブラックマトリックスを覆
    う透明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。
14. 【請求項１４】 請求項１２または１３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。
15. 【請求項１５】 個別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１２または１３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。
16. 【請求項１６】 前記液晶駆動基板はＴＦＴ基板である
    請求項１５に記載の液晶パネル。
17. 【請求項１７】 請求項１４ないし１６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個用いて画像を投射することを特
    徴とする投射型表示装置。
18. 【請求項１８】 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
    対応する前記ライトバルブに導く色分離光学系と、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１４ないし１６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。