JP2004037873A - マイクロレンズアレイ、マイクロレンズ基板及びその製造方法、電気光学装置並びに電子機器 - Google Patents
マイクロレンズアレイ、マイクロレンズ基板及びその製造方法、電気光学装置並びに電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004037873A JP2004037873A JP2002195211A JP2002195211A JP2004037873A JP 2004037873 A JP2004037873 A JP 2004037873A JP 2002195211 A JP2002195211 A JP 2002195211A JP 2002195211 A JP2002195211 A JP 2002195211A JP 2004037873 A JP2004037873 A JP 2004037873A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microlens
- substrate
- lens
- light
- electro
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
【課題】液晶装置等の電気光学装置に組み合わせて用いた場合に、その投影透過率を向上させることができる、レンズ効率に優れたマイクロレンズアレイ及びマイクロレンズ基板を提供する。
【解決手段】マイクロレンズアレイは、一方の表面に複数のマイクロレンズのレンズ表面が形成された透明基板を備える。所定画素ピッチをｘ［μｍ］とし、マイクロレンズの高さをｙ［μｍ］とし、マイクロレンズの頂点における近似曲率半径をＲｔ［μｍ］とするとき、次式（１）及び（２）を満たすようにレンズ表面は、非球面に形成されている。
（０．１９１４ｘ＋４．２０２４）−１．５＜ｙ＜
（０．１９１４ｘ＋４．２０２４）＋１．５ …（１）
（０．８４２８ｘ−６．１２７６）−２＜Ｒｔ＜
（０．８４２８ｘ−６．１２７６）＋２ …（２）
【選択図】 図１
【解決手段】マイクロレンズアレイは、一方の表面に複数のマイクロレンズのレンズ表面が形成された透明基板を備える。所定画素ピッチをｘ［μｍ］とし、マイクロレンズの高さをｙ［μｍ］とし、マイクロレンズの頂点における近似曲率半径をＲｔ［μｍ］とするとき、次式（１）及び（２）を満たすようにレンズ表面は、非球面に形成されている。
（０．１９１４ｘ＋４．２０２４）−１．５＜ｙ＜
（０．１９１４ｘ＋４．２０２４）＋１．５ …（１）
（０．８４２８ｘ−６．１２７６）−２＜Ｒｔ＜
（０．８４２８ｘ−６．１２７６）＋２ …（２）
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶装置等の電気光学装置に好適に用いられるマイクロレンズ及びこれを備えたマイクロレンズ基板、並びにそれらの製造方法の技術分野に属する。本発明は更に、このようなマイクロレンズ基板を備えた電気光学装置及び該電気光学装置を具備してなるプロジェクタ等の電子機器の技術分野にも属する。
【０００２】
【背景技術】
液晶装置等の電気光学装置などでは、その画像表示領域内に、データ線、走査線、容量線等の各種配線や、薄膜トランジスタ（以下適宜、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と称す）、薄膜ダイオード（以下適宜、ＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）と称す）等の各種電子素子が作り込まれる。このため、各画素において、実際に表示に寄与し得る光が透過したり反射したりする領域は、各種配線や電子素子等の存在によって本質的に限られている。より具体的には、各画素について、全領域に対する、実際に表示に寄与する光が透過或いは反射する領域（即ち、各画素の開口領域）の比率である、各画素の開口率は、例えば５０〜６０％程度である。ここで電気光学装置に入射される光源光や外光は、少なくとも当該電気光学装置内における、液晶層等の電気光学物質層を通過する際には、概ね平行光である。しかるに、電気光学装置に平行光を入射した場合、そのままでは、全光量のうち各画素の開口率に応じた光量しか利用できない。
【０００３】
そこで従来は、各画素に対応するマイクロレンズを含んでなるマイクロレンズアレイを対向基板に作り込んでマイクロレンズ基板としたり、マイクロレンズ基板を対向基板に貼り付けたりしている。或いは、ＴＦＴアレイ基板にマイクロレンズアレイを作り込んでマイクロレンズ基板としたり、ＴＦＴアレイ基板にマイクロレンズ基板を貼り付けたりしている。係るマイクロレンズ基板によって、そのままでは各画素における開口領域を除いた非開口領域に向かって進行する筈の光を、画素単位で集光して、電気光学物質層を透過する際には、各画素の開口領域内に導かれるようにしている。この結果、電気光学装置においては、明るい表示が可能となるとされている。
【０００４】
尚、本願明細書では、一つ一つのレンズを「マイクロレンズ」と呼び、これらが複数配列されたものを「マイクロレンズアレイ」と呼ぶ。また、このようなマイクロレンズアレイに、屈折率の異なる接着剤でカバーガラスを貼りつけ、更にそのガラス厚を適宜調整してなる基板を、「マイクロレンズ基板」と呼ぶことなする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のマイクロレンズ基板によれば、各マイクロレンズにおける球面収差が大きいため等の理由により、電気光学装置の各画素の開口領域に適切に導かれ且つ実際に表示に寄与する光として利用可能な入射光の割合は限られている。即ち、従来のマイクロレンズ基板によれば、全体としての集光性能が十分であるとは言い難い。因みに本願発明者の研究によれば、マイクロレンズ基板を含めた電気光学装置の投影透過率は、例えば２０％程度である。これは、マイクロレンズ基板を全く用いない場合における、例えば１０数％程度の投影透過率と比べて若干高いが、改善の余地があると考えられる。
【０００６】
このように、マイクロレンズアレイ或いはマイクロレンズ基板を含めた電気光学装置の投影透過率は概ね低いので、電気光学装置に明るい画像表示を可能とさせることが困難であるという技術的な問題点がある。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、例えば電気光学装置に組み合わせて或いは取り付けて用いた場合にその投影透過率を効率良く向上させ得る、レンズ効率に優れたマイクロレンズアレイ、マイクロレンズ基板及びそれらの製造方法、そのようなマイクロレンズ基板を備えた電気光学装置、並びに該電気光学装置を具備してなる電子機器を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のマイクロレンズアレイは上記課題を解決するために、一方の表面に所定画素ピッチで配列された複数のマイクロレンズのレンズ表面が形成されており第１屈折率を有する透明基板と、前記一方の表面上に配置されており前記第１屈折率とは異なる第２屈折率を有する透明媒質とを備えており、前記所定画素ピッチをｘ［μｍ］とし、前記マイクロレンズの高さをｙ［μｍ］とし、前記マイクロレンズの頂点における近似曲率半径をＲｔ［μｍ］とするとき、次式（１）及び（２）を満たすように前記レンズ表面は非球面に形成されている。
【０００９】
（０．１９１４ｘ＋４．２０２４）−１．５＜ｙ＜
（０．１９１４ｘ＋４．２０２４）＋１．５ …（１）
（０．８４２８ｘ−６．１２７６）−２＜Ｒｔ＜
（０．８４２８ｘ−６．１２７６）＋２ …（２）
本発明のマイクロレンズアレイによれば、透明基板の一方の表面には、複数のマイクロレンズのレンズ表面が形成されており、この一方の表面上には、透明媒質が配置されている。そして、透明基板の第１屈折率と透明媒質の第２屈折率とは相異なるので、透明基板の一方の表面には、複数のマイクロレンズが構築されることになる。ここで特に、本願発明者の研究によれば、仮にマイクロレンズの画素ピッチｘ並びにマイクロレンズの高さｙ及びマイクロレンズの頂点における近似曲率半径Ｒｔが、上記式（１）及び（２）を満たさなければ、当該マイクロレンズアレイを、例えば液晶装置等の電気光学装置におけるＴＦＴアレイ基板等の素子基板に対向配置したり、該素子基板に重ねて配置したり、或いは当該マイクロレンズアレイから該素子基板を構築した場合に、その投影透過率を、例えば２０％以上の極大的に高い値とすることはできない。理由は、例えば球面レンズである各マイクロレンズにおいては、球面収差によって理想上の集光点が実際にはかなり広い３次元空間領域に広がってしまい、集光したにも拘わらず各マイクロレンズを介して相当量の光が実際には各画素の非開口領域に対して照射されてしまうからであると考察される。
【００１０】
これに対して、本発明のマイクロレンズアレイにおける複数のマイクロレンズは、例えばマトリクス状或いはアレイ状に所定画素ピッチで配列されており、その画素ピッチｘ或いは各マイクロレンズの底縁の径、並びに各マイクロレンズの高さｙ及びマイクロレンズの頂点における近似曲率半径Ｒｔが上記式（１）及び（２）を満たすように、各レンズ表面が所定画素ピッチで配列され且つ非球面に形成されている。このため、各マイクロレンズにおいては、球面収差が低減され、理想上の集光点が実際上も相対的に非常に小さい３次元空間領域内に収まることになる。従って、各画素の非開口領域に対して各マイクロレンズを介して光が殆ど照射されないのである。この結果、当該マイクロレンズアレイを、例えば液晶装置、有機或いは無機ＥＬ表示装置等の電気光学装置におけるＴＦＴアレイ基板等の素子基板に対向配置したり、該素子基板に重ねて配置したり、或いは当該マイクロレンズアレイから該素子基板を構築した場合に、その投影透過率を、例えば２０％以上の極大的に高い値とすることができる。しかも、不等式である上記式（１）及び（２）の範囲にｙ或いはＲｔが入っているので、このような極大的に高い値を基準とする投影透過率の低下を、５％以内に抑えることが可能となる。
【００１１】
以上のように本発明のマイクロレンズアレイによれば、レンズ効率を向上可能となり、例えば電気光学装置に組み合わせて或いは取り付けて用いた場合にその投影透過率を効率良く向上させ得る。
【００１２】
本発明のマイクロレンズアレイの一態様では、前記マイクロレンズの底縁における近似曲率半径をＲｂ［μｍ］とするとき、次式（３）を更に満たすように前記レンズ表面は非球面に形成されている。
（０．００５９ｘ＋１．０８５８）−０．０５＜Ｒｂ／Ｒｔ＜
（０．００５９ｘ＋１．０８５８）＋０．０５ …（３）
この態様によれば、各レンズ表面は、画素ピッチｘをパラメータとする上記式（３）を満たすように、非球面に形成されている。このため、各レンズ表面は、画素ピッチｘに対してその頂点からその底縁に至るまで非球面形状が特定可能となり、各種画素ピッチについて確実にレンズ効率を極大的に高い値にまで向上させることが可能となる。しかも、不等式である上記式（３）の範囲にＲｂ／Ｒｔが入っているので、極大的に高い値を基準とする投影透過率の低下を、５％以内に抑えることも可能となる。
【００１３】
或いは本発明のマイクロレンズアレイの他の態様では、前記マイクロレンズの底縁における近似曲率半径をＲｂ［μｍ］とするとき、次式（４）を更に満たすように前記レンズ表面は非球面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズアレイ。
１．１５＜Ｒｂ／Ｒｔ＜１．２５ …（４）
この態様によれば、各レンズ表面は、画素ピッチｘを含まない上記式（４）を満たすように、非球面に形成されている。このため、各レンズ表面は、画素ピッチによらずに、その頂点からその底縁に至るまで非球面形状が特定可能となり、各種画素ピッチについて確実にレンズ効率を極大的に高い値にまで向上させることが可能となる。しかも、不等式である上記式（４）の範囲にＲｂ／Ｒｔが入っているので、極大的に高い値を基準とする投影透過率の低下を、５％以内に抑えることも可能となる。
【００１４】
本発明のマイクロレンズアレイの他の態様では、前記一方の表面上の少なくとも一方向について相隣接するレンズ表面は、それらの底縁で相接触するように前記レンズ表面は形成されている。
【００１５】
この態様によれば、複数のマイクロレンズは、少なくとも一方向については、隙間なく配列されており、より多くの光を集光可能となり、レンズ効率を一層向上させられる。この場合、マイクロレンズの底縁の径と当該一方向における画素ピッチとは一致する。尚、一方の表面上において一方向に限らず、相直交するニ方向や三方向以上或いは全方向について隙間なく配列されるように底縁付近が相互に若干重なるように各マイクロレンズを形成することも可能である。
【００１６】
或いは、相隣接するマイクロレンズは、相互に若干離間して形成されてもよい。この場合には、レンズ間隙に光抜けを防止する遮光膜を形成してもよい。
【００１７】
本発明のマイクロレンズアレイの他の態様では、前記レンズ表面は、前記透明媒質に対して凸であり、前記第１屈折率は、前記第２屈折率よりも大きい。
【００１８】
この態様によれば、高屈折の透明基板の一方の表面に凸状のレンズ表面が形成され、これが低屈折の透明媒質で覆われた凸レンズ構造が得られる。尚、透明媒質は、接着剤でもよいし、接着剤以外の樹脂、空気等でもよい。
【００１９】
本発明のマイクロレンズアレイの他の態様では、前記レンズ表面は、前記透明媒質に対して凹であり、前記第１屈折率は、前記第２屈折率よりも小さい。
【００２０】
この態様によれば、低屈折の透明基板の一方の表面に凹状のレンズ表面が掘られ、その内部が高屈折の透明媒質で満たされた凸レンズ構造が得られる。尚、透明媒質は、接着剤でもよいし、接着剤以外の樹脂、空気等でもよい。
【００２１】
本発明のマイクロレンズ基板は上記課題を解決するために、上述した本発明のマイクロレンズアレイ（但し、その各種態様を含む）と、前記一方の表面に対向配置されたカバーガラスとを備えており、前記透明媒質は、前記カバーガラスを前記一方の表面に貼り付ける接着剤からなる。
【００２２】
本発明にマイクロレンズ基板によれば、上述した本発明のマイクロレンズアレイを備えるので、例えば電気光学装置に組み合わせて或いは取り付けて用いた場合にその投影透過率を効率良く向上させ得る、
本発明のマイクロレンズ基板の一態様では、前記透明基板の厚みをＴｓ［μｍ］とすると、次式（５）を更に満たす。
【００２３】
（２．８６１３ｘ−９．７０５）−８＜Ｔｓ＜
（２．８６１３ｘ−９．７０５）＋８ …（５）
この態様によれば、透明基板におけるレンズ表面が形成された一方の表面とは反対側が電気光学装置を構成する例えばＴＦＴアレイ基板等の他の基板に面するように、マイクロレンズ基板を電気光学装置に取り付ければ、透明基板の厚みＴｓが上記式（５）を満たすので、透明基板内ではなく他の基板内に各マイクロレンズの集光点を位置させることが可能となる。よって、透明基板におけるレンズ表面が形成された一方の表面側から入射して各マイクロレンズを介して出射される光のうち、各画素の開口領域を通過する有効成分を増加できると共に各画素の非開口領域に照射される無効成分を減少できる。しかも、不等式である上記式（５）の範囲にＴｓが入っているので、極大的に高い値を基準とする投影透過率の低下を、５％以内に抑えることも可能となる。これらの結果、投影透過率を一層効率良く向上させ得る。
【００２４】
或いは本発明のマイクロレンズ基板の他の態様では、前記カバーガラスの厚みをＴｓ［μｍ］とすると、次式（５）を更に満たす。
【００２５】
（２．８６１３ｘ−９．７０５）−８＜Ｔｓ＜
（２．８６１３ｘ−９．７０５）＋８ …（５）
この態様によれば、カバーガラス側が電気光学装置を構成する例えばＴＦＴアレイ基板等の他の基板に面するように、マイクロレンズ基板を電気光学装置に取り付ければ、カバーガラスの厚みＴｓが上記式（５）を満たすので、カバーガラス内或いは透明媒質内ではなく他の基板内に各マイクロレンズの集光点を位置させることが可能となる。よって、カバーガラスとは反対側から入射して各マイクロレンズ及びカバーガラスを介して出射される光のうち、各画素の開口領域を通過する有効成分を増加できると共に各画素の非開口領域に照射される無効成分を減少できる。しかも、不等式である上記式（５）の範囲にＴｓが入っているので、極大的に高い値を基準とする投影透過率の低下を、５％以内に抑えることも可能となる。これらの結果、投影透過率を一層効率良く向上させ得る。
【００２６】
本発明のマイクロレンズ基板の他の態様では、前記カバーガラスには、前記マイクロレンズに対応する開口領域を規定する格子状の遮光膜が形成されている。
【００２７】
この態様によれば、カバーガラスにより防塵性能及び耐熱性能を高めることができ、更にこのようなカバーガラスを貼り付ける接着剤と透明媒質を兼用できる。しかも、カバーガラスに形成された例えばＣｒ（クロム）等を含んでなる格子状の遮光膜によって、各画素の開口領域をマイクロレンズとの位置ずれ或いは寸法ずれを低減しつつ規定できる。これにより、各マイクロレンズを出射した光をより高精度で各画素の開口領域に導くことが可能となる。
【００２８】
本発明の第１電気光学装置は上記課題を解決するために、上述した本発明のマイクロレンズ基板（但し、その各種態様も含む）と、該マイクロレンズ基板に対向配置された他の基板と、該他の基板上に形成されており前記所定画素ピッチで配列された複数の画素電極と、前記他の基板上に形成されており前記画素電極に画像信号を供給するための配線及び電子素子とを備える。
【００２９】
本発明の第１電気光学装置によれば、ＴＦＴアレイ基板、ＴＦＤアレイ基板、ＥＬ素子アレイ基板等の他の基板上に、画素電極、配線、ＴＦＴ或いはＴＦＤ等の電子素子が形成されており、これに対し上述した本発明のマイクロレンズ基板が対向配置される。従って、非球面のマイクロレンズにより光源光、外光等を小さい球面収差で且つ効率良く集光でき、明るい画像表示が可能である液晶装置、有機又は無機ＥＬ装置、電気泳動装置等の各種電気光学装置を実現できる。
【００３０】
本発明の第１電気光学装置の一態様では、前記マイクロレンズ基板を介して前記他の基板に入射される入射光が、前記他の基板における前記マイクロレンズ基板に対向する側の表面よりも前記マイクロレンズ基板から遠い位置に集光される。
【００３１】
この態様によれば、各マイクロレンズを介して出射される光のうち、各画素の開口領域を通過する有効成分を増加できると共に各画素の非開口領域に照射される無効成分を減少できる。これらの結果、投影透過率を一層効率良く向上させ得る。
【００３２】
本発明の第２電気光学装置は上記課題を解決するために、上述した本発明のマイクロレンズ基板（但し、その各種態様も含む）と、該マイクロレンズ基板上に形成されており前記所定画素ピッチで配列された複数の画素電極と、前記マイクロレンズ基板上に形成されており前記画素電極に画像信号を供給するための配線及び電子素子とを備える。
【００３３】
本発明の第２電気光学装置によれば、上述した本発明のマイクロレンズ基板をＴＦＴアレイ基板、ＴＦＤアレイ基板、ＥＬ素子アレイ基板等として利用し、この上に、画素電極、配線、ＴＦＴ或いはＴＦＤ等の電子素子が形成される。従って、非球面のマイクロレンズにより光源光、外光等を小さい球面収差で且つ効率良く集光でき、明るい画像表示が可能である液晶装置、有機又は無機ＥＬ装置、電気泳動装置等の各種電気光学装置を実現できる。
【００３４】
本発明のマイクロレンズアレイの製造方法は上記課題を解決するために、上述した本発明のマイクロレンズアレイ（但し、その各種態様も含む）を製造する方法であって、透明な原板上にフォトレジストを、予め前記式（１）及び（２）を満たすように設定された所定膜厚だけ形成する工程と、前記フォトレジストを前記マイクロレンズに夫々対応する島状だけ残すようにパターニングする工程と、前記パターニングされた島状のフォトレジストを夫々、熱処理により前記レンズ表面に対応する非球面を有するように形状変更する工程と、前記形状変更されたフォトレジストを介して前記原板を前記マイクロレンズを有するようにドライエッチングすることにより前記透明基板を形成する工程とを備える。
【００３５】
本発明のマイクロレンズアレイの製造方法によれば、上述した本発明のマイクロレンズアレイを比較的容易に製造できる。
【００３６】
本発明の第１のマイクロレンズ基板の製造方法は上記課題を解決するために、透明な原板上にフォトレジストを、予め前記式（１）及び（２）を満たすように設定された所定膜厚だけ形成する工程と、前記フォトレジストを前記マイクロレンズに夫々対応する島状だけ残すようにパターニングする工程と、前記パターニングされた島状のフォトレジストを夫々、熱処理により前記レンズ表面に対応する非球面を有するように形状変更する工程と、前記形状変更されたフォトレジストを介して前記原板を前記マイクロレンズを有するようにドライエッチングする工程と、前記接着剤からなる前記透明媒質によって前記カバーガラスを、前記原板における前記マイクロレンズを有する前記一方の表面に貼り付ける工程と、前記原板における他方の表面を研磨して、前記式（５）を満たす板厚にすることで前記透明基板を形成する工程とを備える。
【００３７】
本発明の第１のマイクロレンズ基板の製造方法によれば、上述した本発明のマイクロレンズ基板を比較的容易に製造できる。この場合特に、透明基板が薄いので、カバーガラス側から光が入射し、透明基板側から集光した光を出射させるのに好適なマイクロレンズ基板が得られる。
【００３８】
本発明の第２のマイクロレンズ基板の製造方法は上記課題を解決するために、透明な原板上にフォトレジストを、予め前記式（１）及び（２）を満たすように設定された所定膜厚だけ形成する工程と、前記フォトレジストを前記マイクロレンズに夫々対応する島状だけ残すようにパターニングする工程と、前記パターニングされた島状のフォトレジストを夫々、熱処理により前記レンズ表面に対応する非球面を有するように形状変更する工程と、前記形状変更されたフォトレジストを介して前記原板を前記マイクロレンズを有するようにドライエッチングすることで前記透明基板を形成する工程と、前記接着剤からなる前記透明媒質によって、ガラス板を前記一方の表面に貼り付ける工程と、前記ガラス板を研磨して、前記式（５）を満たす板厚にすることで前記カバーガラスを形成する工程とを備える。
【００３９】
本発明の第２のマイクロレンズ基板の製造方法によれば、上述した本発明のカバーガラスを備えた態様におけるマイクロレンズ基板を比較的容易に製造できる。この場合特に、カバーガラスが薄いので、透明基板側から光が入射し、カバーガラス側から集光した光を出射させるのに好適なマイクロレンズ基板が得られる。
【００４０】
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の第１又は第２電気光学装置（但し、その各種態様を含む）を具備する。
【００４１】
本発明の電子機器によれば、上述した本発明の第１又は第２電気光学装置を具備して構成されているので、明るく表示品質に優れた、プロジェクタ、液晶テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。
【００４２】
本発明の電子機器の一態様では、光源光を発生する光源と、該発生された光源光をライトバルブとしての前記電気光学装置に導く照明系レンズと、前記電気光学装置から出射された光源光を投射する投射系レンズとを備えており、前記照明系レンズのＦ値は２．２以上であり且つ前記投射系レンズのＦ値は２．０以下である。
【００４３】
この態様によれば、その動作時には、光源から発生された光源光が、照明系レンズによって、ライトバルブとしての電気光学装置に導かれる。更に、電気光学装置から出射された光源光が、投射系レンズによって、例えば投射スクリーン等に投射される。ここで特に、電気光学装置の入射側に配置された照明系レンズのＦ値は、２．２以上であるので、ほぼ平行光を電気光学装置に対して入射できる。例えば、光源光が、斜め光であっても、ほぼ平行光にでき、これにより投影透過率の低下を５％以内に抑えることが可能となる。更に、出射側に配置された投射系レンズのＦ値は、２．０以下であるので、出射される光源光をより投射光として利用する範囲が広くなり、これにより投影透過率の低下を５％以内に抑えることが可能となる。尚、Ｆ値とは、レンズ開口部（絞り）の相対的大きさを表す通常の意味である。
【００４４】
この態様では好ましくは、前記照明系レンズのＦ値は２．５以上であり且つ前記投射系レンズのＦ値は１．７以下である。
【００４５】
このように構成すれば、マイクロレンズ基板及び電気光学装置における投影透過率等によらずに、より確実に、照明系レンズ及び投射系レンズを含めた電子機器における光学系全体についての総合的な投影透過率の低下を５％以内に抑えることが可能となる。
【００４６】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００４８】
（マイクロレンズ基板）
本発明の実施形態に係るマイクロレンズアレイ及びマイクロレンズ基板について、図１から図１０を参照して説明する。
【００４９】
先ず本実施形態に係るマイクロレンズアレイ及びマイクロレンズ基板の基本構成について、図１から図３を参照して説明する。ここに、図１は、マイクロレンズ基板の概略斜視図であり、図２は、本実施形態のマイクロレンズ基板のうち４つのマイクロレンズに係る部分を拡大して示す部分拡大平面図であり、図３は、そのＤ−Ｄ’断面図である。
【００５０】
図１に示すように、本実施形態のマイクロレンズ基板２０は、例えば石英板等からなり複数のマイクロレンズ５００がマイクロレンズアレイとしてマトリクス状に形成された透明板部材２００と、接着層２０５と、接着層２０５によって透明板部材に貼り付けられたカバーガラス２１０とを備えて構成されている。
【００５１】
図２及び図３に示すように、透明板部材２００の表面には、マイクロレンズ５００毎に、非球面のレンズ表面２０１が凸状に形成されている。尚、図２において、レンズ表面２０１は、等高線で示されており、レンズ底縁２０１ｂ（図３で上端の縁）からレンズ頂点２０１ｔ（図３で下端側の点）に至る非球面に形成されている。そして、レンズ表面２０１は、透明板部材２００よりも低屈折率の接着層２０５に覆われている。マイクロレンズ基板２０は、その使用時には、各マイクロレンズ５００が、例えば後述する液晶装置等の電気光学装置における画素ピッチｘでマトリクス状に配列された各画素に対応するように、配置される。従って、透明板部材２００側（図３で上側）から各マイクロレンズ５００に入射する入射光は、各マイクロレンズ５００の集光作用により、電気光学装置における各画素の中央に向けて集光され、カバーガラス２１０側（図３で下側）から出射される。即ち、マイクロレンズ基板２０を構成する各マイクロレンズ５００は、図３中で下側に凸状に突出した非球面の凸レンズとして構築されている。
【００５２】
このように本実施形態では、透明板部材２００から、本発明に係る「透明基板」の一例が構成されており、接着層２０５から、本発明に係る「透明媒質」の一例が構成されている。
【００５３】
透明板部材２００の屈折率（第１屈折率）は、例えば１．６程度など１．５以上とされ、接着層２０５の屈折率（第２屈折率）は、例えば１．５程度など１．６以下とされる。いずれの場合にも、透明板部材２００に凸状の表面を形成する本実施形態にあっては、透明板部材２００を接着層２０５よりも高屈折率の材質となるように、両者の材質が選択される。但し、透明板部材２００に凹状の表面を形成する変形形態にあっては、透明板部材２００を接着層２０５よりも低屈折率の材質となるように、両者の材質が選択される。
【００５４】
本実施形態では特に、図２及び図３に示した画素ピッチｘ、即ち、各マイクロレンズ５００のレンズ底縁２０１ｂにおける径との関係で、レンズ高さｙ等の非球面のレンズ形状が規定されている。
【００５５】
次にこのような本実施形態に係るマイクロレンズ５００における非球面のレンズ形状について、図４から図１０を参照して詳述する。ここに、図４は、一つのマイクロレンズについての、レンズ頂点２０１ｔにおける近似曲率半径Ｒｔ、レンズ底縁２０１ｂにおける近似曲率半径Ｒｂ、画素ピッチｘ、レンズの高さｙ等のパラメータを図式的に示した部分拡大断面図である。図５は、投影透過率が極大値（最適値）をとる際における画素ピッチｘ［μｍ］とレンズ高さｙ［μｍ］等との関係を示す特性図であり、図６は、投影透過率が極大値（最適値）をとる際における画素ピッチｘ［μｍ］と近似曲率半径Ｒｔ［μｍ］等との関係を示す特性図であり、図７は、投影透過率が極大値（最適値）をとる際における画素ピッチｘ［μｍ］とレンズ曲率半径比Ｒｂ／Ｒｔとの関係を示す特性図であり、図８は、投影透過率が極大値（最適値）をとる際における画素ピッチｘ［μｍ］とレンズ基板の厚みＴｓ［μｍ］との関係を示す特性図である。更に、図９は、本実施形態に係るマイクロレンズによる集光特性を図式的に示したマイクロレンズ基板の部分拡大断面図であり、図１０は、比較例に係るマイクロレンズによる集光特性を図式的に示したマイクロレンズ基板の部分拡大断面図である。尚、本実施形態において「投影透過率」とは、マイクロレンズ基板２０を、後述の如く電気光学装置にその対向基板として組み込んだ場合における、投影光の透過率を意味しており、電気光学装置が存在しない場合を基準、即ち投影透過率１００％として規格化したものである。
【００５６】
先ず本願発明者の研究結果によれば、図４から図９に示した各種特性線は、図示した通りに、少なくとも画素ピッチｘ＝１０〜３０μｍ程度の範囲について有効である。因みに、図４から図９に示した各種特性線は、マイクロレンズ基板２０を後述の如く電気光学装置の対向基板として利用した場合における、少なくともセルギャップ（即ち、基板間隔）１〜１０μｍ程度について有効であり、少なくとも各画素の非開口領域を規定する格子状の遮光膜の線幅１〜１０μｍ程度について有効である。但し、画素ピッチｘの値を小さく設定するのに連れて、セルギャップ及び遮光膜の幅も、より小さい値を採用することが、画像品位向上及び明るさ確保の観点から通常である。例えば、画素ピッチ１４〜１５μｍに対して、セルギャップ２〜４μｍ、遮光膜の幅３〜５μｍとされる。加えて、このような格子状の遮光膜は、マイクロレンズ基板２０側に形成されてもよく、これに対向配置されるＴＦＴアレイ基板側に形成されてもよい。いずれにせよ、格子状の遮光膜の存在によって、各画素は、画素ピッチｘでマトリクス状に区切られる。
【００５７】
本実施形態では、図４に示すように、投影透過率が極大値をとる際のレンズ頂点２０１ｔにおけるレンズ表面は、中心点Ｃｔを中心として近似曲率半径Ｒｔを有し、レンズ底縁２０１ｂにおけるレンズ表面は、中心点Ｃｂを中心として近似曲率半径Ｒｂを有する。
【００５８】
これら近似曲率半径Ｒｔ及びＲｂの間には先ず基本的に、“Ｒｔ＜Ｒｂ”の関係がある。更に、レンズ頂点２０１ｔからレンズ底縁２０１ｂに向かうに連れて、レンズ表面２０１上の各点における近似曲率半径が、ＲｔからＲｂに向かって連続的に単調増加するように、レンズ表面２０１は規定されている。
【００５９】
そして特にレンズ表面２０１は、画素ピッチｘ［μｍ］及びレンズ高さｙ［μｍ］が、図５における“非球面”を示す特性線（図中、上側の特性線）の上下１μｍ幅の領域に対応するように、即ち上記式（１）を満たすように、非球面に形成されている。
【００６０】
同時にレンズ表面２０１は、画素ピッチｘ［μｍ］及びレンズ頂点２０１ｔにおける近似曲率半径Ｒｔ［μｍ］が、図６における“非球面ｔｏｐ”を示す特性線（図中、一番下側の特性線）の上下２μｍ幅の領域に対応するように、即ち上記式（２）を満たすように、非球面に形成されている。
【００６１】
好ましくは、レンズ表面２０１は、画素ピッチｘ［μｍ］及び近似曲率半径Ｒｔに対する近似曲率半径Ｒｂの比であるレンズ曲率半径比“Ｒｂ／Ｒｔ”が、図７における特性線の上下０．０５幅の領域に対応するように、即ち上記式（３）を満たすように、非球面に形成されている。
【００６２】
或いは、より単純には、レンズ曲率半径比“Ｒｂ／Ｒｔ”の値は、１．２０の上下０．０５幅の領域に対応するように、即ち上記式（４）を満たすように、非球面に形成されている。
【００６３】
更に好ましくは、マイクロレンズアレイ板２０を、透明板部材２００側を入射側とし且つカバーガラス２１０側を出射側として後述の電気光学装置に組み込んで利用する場合には、画素ピッチｘ［μｍ］及びレンズ頂点２０１ｔからカバーガラス２１０の出射側表面までの距離に等しい“基板厚み”Ｔｓ［μｍ］が、図８における特性線の上下５［μｍ］幅の領域に対応するように、即ち上記式（５）を更に満たすように、接着層２０５及びカバーガラス２１０の厚みが設定されている。或いは、マイクロレンズ基板２０を、カバーガラス２１０側を入射側とし且つ透明板部材２００側を出射側として後述の電気光学装置に組み込んで利用する場合には、画素ピッチｘ［μｍ］及びレンズ頂点２０１ｔから透明板部材２００の出射側表面までの距離に等しい“基板厚み”Ｔｓ［μｍ］が、図８における特性線の上下５［μｍ］幅の領域に対応するように、即ち上記式（５）を更に満たすように、透明板部材２００の厚みが設定されている。
【００６４】
このように本実施形態では特に、複数のマイクロレンズ５００は、上記式（１）及び（２）を満たすように、各レンズ表面２０１が所定画素ピッチｘで配列され且つ非球面に形成されている。従って図９に示すように、各マイクロレンズ５００においては、その動作時に、入射光Ｌ１が入射した際における出射光Ｌ２に発生する球面収差が低減され、理想上の集光点が実際上も相対的に非常に小さい３次元空間領域Ｌｆ内に収まることになる。ここで、マイクロレンズ基板２０を電気光学装置にその対向基板として組み込む場合には、各画素の非開口領域を規定する例えばＣｒ等からなる遮光膜２４０が格子状或いはストライプ状にカバーガラス２１０上に保護膜２４１と共に形成される。若しくはこれに代えて又は加えて、電気光学基板装置１００側に格子状或いはストライプ状の内蔵遮光膜１００ｓが形成される。一般には、このような非開口領域を規定する遮光膜２４０や内蔵遮光膜１００ｓに対して、マイクロレンズ５００により集光された出射光Ｌ２が照射されることが、投影透過率低下の主要因となるのである。しかるに本実施形態によれば、上記式（１）及び（２）が満たされているため、このような遮光膜２４０や内蔵遮光膜１００ｓに対して、各マイクロレンズ５００を介して出射光Ｌ２が殆ど照射されない。これにより投影透過率が向上する訳である。
【００６５】
ここで図１０に示した比較例の如く、マイクロレンズ５００ｃが上記式（１）及び（２）を満足しない非球面の或いは球面のレンズ表面を有するマイクロレンズ基板２０ｃの場合には、マイクロレンズ基板２０ｃを、電気光学装置にその対向基板として組み込んで利用すると、各マイクロレンズ５００ｃにおいては、その動作時に、入射光Ｌ１が入射した際における出射光Ｌ２ｃに球面収差が発生する。そして、この球面収差によって理想上の集光点が実際にはかなり広い３次元空間領域Ｌｆｃに広がってしまい、入射光Ｌ１を集光したにも拘わらず各マイクロレンズ５００ｃを介して相当量の出射光Ｌ２ｃが、実際には各画素の非開口領域に配置された遮光膜２４０や内蔵遮光膜１００ｓ対して照射されてしまうのである。これにより投影透過率が低下してしまう訳である。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態に係るマイクロレンズ基板２０によれば、レンズ効率が非常に高められており、例えば電気光学装置に組み合わせて用いた場合にその投影透過率を効率良く向上させ得る。
【００６７】
本実施形態では望ましくは、レンズ表面２０１は、画素ピッチｘ［μｍ］及びレンズ高さｙ［μｍ］が、図５における“非球面”を示す特性線（図中、上側の特性線）にのるように、即ち次式（１ｓ）を満たすように、非球面に形成される。
【００６８】
（０．１９１４ｘ＋４．２０２４）＝ｙ …（１ｓ）
同時に望ましくは、レンズ表面２０１は、画素ピッチｘ［μｍ］及びレンズ頂点２０１ｔにおける近似曲率半径Ｒｔ［μｍ］が、図６における“非球面ｔｏｐ”を示す特性線（図中、一番下側の特性線）にのるように、即ち次式（２ｓ）を満たすように、非球面に形成される。
【００６９】
（０．８４２８ｘ−６．１２７６）＝Ｒｔ …（２ｓ）
このように投影透過率を最適値とする式（１ｓ）及び（２ｓ）を満たすようにレンズ表面２０１を形成すれば、例えば２０％を遥かに超えるような非常に高い投影透過率を得ることも可能となる。
【００７０】
但し、上記式（１Ｓ）に対して±１．５μｍの幅を持たせた不等式である上記式（１）の範囲に、画素ピッチｘに対するレンズ高さｙが入っていれば、上記式（１ｓ）を満たす理想的な場合における投影透過率と比較した場合の、当該投影透過率の低下を、５％以内に抑えることが可能となる。更に、上記式（２Ｓ）に対して±２μｍの幅を持たせた不等式である上記式（２）の範囲に、画素ピッチｘに対する近似曲率半径Ｒｔが入っていれば、上記式（２ｓ）を満たす理想的な場合における投影透過率と比較した場合の、当該投影透過率の低下を、５％以内に抑えることが可能となる。より具体的には、投影透過率を、例えば２０％以上の高い値とすることができる。即ち、上記式（１）及び（２）を満たしていれば、実用上の問題は殆ど或いは全く生じない。このことは、後述する製造方法による形状制御上の限界や寸法精度に鑑みれば、実用上大変有利である。
【００７１】
尚、図５及び図６に比較のために示した“球面”を示す特性線は、球面レンズの場合における投影透過率の極大値（最適値）を与えるものである。このような球面レンズの場合には、図１０を参照して説明した比較例の如く、球面収差が大きくなるので、投影透過率は、例えば１５％程度しか得られない。
【００７２】
他方、図６において、“非球面ｃｅｎｔｅｒ”を示す即ちレンズ頂点２０１ｔとレンズ底縁２０１ｂとの中間点における近似曲率半径Ｒの極大値（最適値）を与える特性線を満たすこと、或いは、“非球面Ｂｏｔｔｏｍ”を示す即ちレンズ底縁２０１ｂにおける近似曲率半径Ｒｂの極大値（最適値）を与える特性線を満たすことは重要である。但し、本実施形態では、図５の如くレンズ高さｙ及び画素ピッチｘ（即ちレンズ底縁２０１ｂの径）を条件とし且つ図６の如く“非球面ｔｏｐ”を示す即ちレンズ頂点２０１ｔにおける近似曲率半径Ｒｔの極大値（最適値）を与える特性線を条件としているので、図６における“非球面ｃｅｎｔｅｒ”や“非球面Ｂｏｔｔｏｍ”に関する条件は特に規定しなくても十分である。但し、これらを規定することも可能である。
【００７３】
即ち、本実施形態において、上記式（２）に代えて又は加えて、レンズ頂点２０１ｔとレンズ底縁２０１ｂとの中間点における近似曲率半径Ｒｍの範囲を、画素ピッチｘの一次関数を用いた不等式により規定することも可能である。
【００７４】
或いは、本実施形態において、上記式（２）に代えて又は加えて、レンズ底縁Ｒｂの範囲を、画素ピッチｘの一次関数を用いた不等式により規定することも可能である。
【００７５】
既に図７を参照して説明したように上記式（３）を満たすようにレンズ表面２０１が非球面に形成されている場合には、各レンズ表面２０１は、画素ピッチｘに対してそのレンズ頂点２０１ｔからそのレンズ底縁２０１ｂに至るまで非球面形状が特定可能となり、これにより各種画素ピッチｘについて確実にレンズ効率を極大的に高い値にまで向上させることが可能となる。更に、より望ましくは、レンズ表面２０１は、画素ピッチｘ［μｍ］及びレンズ曲率半径比 “Ｒｂ／Ｒｔ”が、図７における特性線にのるように、即ち次式（３ｓ）を満たすように、非球面に形成される。
（０．００５９ｘ＋１．０８５８）＝Ｒｂ／Ｒｔ …（３ｓ）
このように投影透過率を最適値とする式（３ｓ）を満たすようにレンズ表面２０１を形成すれば、例えば２０％を遥かに超えるような非常に高い投影透過率を得ることも可能となる。
【００７６】
但し、上記式（３Ｓ）に対して±０．０５（即ち、５％）の幅を持たせた不等式である上記式（３）の範囲に、画素ピッチｘに対するレンズ曲率半径比Ｒｂ／Ｒｔが入っていれば、上記式（３ｓ）を満たす理想的な場合における投影透過率と比較した場合、当該投影透過率の低下を、５％以内に抑えることが可能となる。より具体的には、投影透過率を、例えば２０％以上の高い値とすることができる。即ち、上記式（３）を満たしていれば、実用上の問題は殆ど或いは全く生じない。このことは、後述する製造方法による形状制御上の限界や寸法精度に鑑みれば、実用上大変有利である。
【００７７】
尚、簡単のためには、レンズ曲率半径比Ｒｂ／Ｒｔを、擬似的な理想値１．２０に近づけるように或いは１．２０±０．０５（即ち、５％）の範囲内となるように、レンズ表面２０１を形成してもよい。
【００７８】
既に図８を参照して説明したように上記式（５）を満たすように基板厚みＴｓが設定されている場合には、図９に示したように、集光領域たる領域Ｌｆを電気光学基板装置１００の基板内部に位置させることが可能となる。よって、各マイクロレンズ５００を介して出射される出射光Ｌ２のうち、各画素の開口領域を通過する有効成分を増加できると共に各画素の非開口領域に照射される無効成分を減少できる。更に、より望ましくは、基板厚みＴｓは、画素ピッチｘ［μｍ］に対して図８における特性線にのるように、即ち次式（５ｓ）を満たすように形成される。
【００７９】
（２．８６１３ｘ−９．７０５）＝Ｔｓ …（５ｓ）
このように投影透過率を最適値とする式（５ｓ）を満たすように基板厚みＴｓを形成すれば、例えば２０％を遥かに超えるような非常に高い投影透過率を得ることも可能となる。
【００８０】
但し、上記式（５Ｓ）に対して±８μｍの幅を持たせた不等式である上記式（５）の範囲に、画素ピッチｘに対する基板厚みＴｓが入っていれば、上記式（５ｓ）を満たす理想的な場合における投影透過率と比較した場合、当該投影透過率の低下を、５％以内に抑えることが可能となる。より具体的には、投影透過率を、例えば２０％以上の極大的に高い値とすることができる。即ち、上記式（５）を満たしていれば、実用上の問題は殆ど或いは全く生じないで済む。このことは、後述する製造方法による形状制御上の限界や寸法精度に鑑みれば、実用上大変有利である。
【００８１】
尚、上述の如く本実施形態では、図２及び図３に示したように、相隣接するマイクロレンズ５００は相接触しているが、これらは相互に若干離間して形成されてもよい。この場合には、レンズ間隙に光抜けを防止する遮光膜２４０（図９参照）を形成するとよい。
【００８２】
また、上述の実施形態では、透明板部材２００の表面に凸状のレンズ表面２０１が形成され、これが低屈折率の接着層２０５で覆われているが、透明媒質は、少なくとも部分的に接着剤以外の樹脂、液体、気体、空気等でもよい。更に、透明板部材２００に凹状のレンズ表面を掘って、この内部に透明板部材よりも高屈折率の透明媒質を満たすことで、凸レンズを構築することも可能である。
【００８３】
加えて、図９に示した如きマイクロレンズ基板２０に対して、遮光膜２４０により区切られた各画素の開口領域にＲ（赤）、Ｇ（緑）又はＢ（青）のカラーフィルタを作り込むことも可能である。
【００８４】
以上詳細に説明したように本実施形態に係るマイクロレンズ基板２０によれば、投射光等の入射光を、非球面レンズである各マイクロレンズ５００による集光作用によって効率的に表示に寄与する光として利用できる。これらの結果、以下に説明する電気光学装置によって、最終的には、明るく鮮明な画像表示が可能となる。
【００８５】
（電気光学装置）
次に、本発明の電気光学装置に係る実施形態の全体構成について、図１１及び図１２を参照して説明する。ここでは、電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
【００８６】
図１１は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に、対向基板として用いられる上述のマイクロレンズ基板側から見た平面図であり、図１２は、図１１のＨ−Ｈ’断面図である。
【００８７】
図１１及び図１２において、本実施形態に係る電気光学装置では、ＴＦＴアレイ基板１０と、対向基板として用いられるマイクロレンズ基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０とマイクロレンズ基板２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０とマイクロレンズ基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。
【００８８】
シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。また、シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０とマイクロレンズ基板２０との間隔（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。即ち、本実施形態の電気光学装置は、プロジェクタのライトバルブ用として小型で拡大表示を行うのに適している。但し、当該電気光学装置が液晶ディスプレイや液晶テレビのように大型で等倍表示を行う液晶装置であれば、このようなギャップ材は、液晶層５０中に含まれてもよい。
【００８９】
シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、マイクロレンズ基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
【００９０】
画像表示領域の周辺に広がる領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する周辺領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられており、走査線駆動回路１０４が、この一辺に隣接する２辺に沿って設けられている。更にＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域１０ａの両側に設けられた走査線駆動回路１０４間をつなぐための複数の配線１０５が設けられている。また図１１に示すように、マイクロレンズ基板２０の４つのコーナー部には、両基板間の上下導通端子として機能する上下導通材１０６が配置されている。他方、ＴＦＴアレイ基板１０にはこれらのコーナーに対向する領域において上下導通端子が設けられている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０とマイクロレンズ基板２０との間で電気的な導通をとることができる。
【００９１】
図１２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、配向膜が形成されている。他方、マイクロレンズ基板２０には、前述した透明板部材２００、カバーガラス２１０等の他、対向電極２１が形成され、更に最上層部分（図１２で、マイクロレンズ基板２０の下側表面）に配向膜が形成されている。また、液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。
【００９２】
尚、図１１及び図１２に示したＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【００９３】
次に以上の如く構成された電気光学装置における回路構成及び動作について図１３を参照して説明する。図１３は、電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路を示すブロック図である。
【００９４】
図１３において、本実施形態における電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素には夫々、画素電極９ａと当該画素電極９ａをスイッチング制御するためのＴＦＴ３０とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。そして、画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、各データ線６ａに供給されるように構成されている。このようにデータ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしても良い。
【００９５】
また、画素スイッチング用のＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。画素電極９ａを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電位レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加する。走査線３ａと並行して、蓄積容量７０の固定電位側容量電極を含むと共に定電位に固定された容量線３００が設けられている。
【００９６】
次に、本発明の実施形態の電気光学装置の画像表示領域における構成について、図１４及び図１５を参照して説明する。図１４は、データ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。図１５は、図１４のＡ−Ａ’断面図である。尚、図１５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しめてある。
【００９７】
図１４において、電気光学装置のＴＦＴアレイ基板上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極９ａ（点線部９ａ’により輪郭が示されている）が設けられており、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ及び走査線３ａが設けられている。
【００９８】
また、半導体層１ａのうち図中右上がりの斜線領域で示したチャネル領域１ａ’に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはゲート電極として機能する。このように、走査線３ａとデータ線６ａとの交差する個所には夫々、チャネル領域１ａ’に走査線３ａがゲート電極として対向配置された画素スイッチング用のＴＦＴ３０が設けられている。
【００９９】
図１４及び図１５に示すように、蓄積容量７０は、ＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａに接続された画素電位側容量電極としての中継層７１と、固定電位側容量電極としての容量線３００の一部とが、誘電体膜７５を介して対向配置されることにより形成されている。
【０１００】
容量線３００は平面的に見て、走査線３ａに沿ってストライプ状に伸びており、ＴＦＴ３０に重なる個所が図１４中上下に突出している。このような容量線３００は好ましくは、例えば金属を含む遮光性の導電膜からなる。このように構成すれば、容量線３００は、蓄積容量７０の固定電位側容量電極としての機能の他、ＴＦＴ３０の上側において入射光からＴＦＴ３０を遮光する遮光層としての機能を持つ。
【０１０１】
他方、ＴＦＴアレイ基板１０上におけるＴＦＴ３０の下側には、下側遮光膜１１ａが格子状に設けられている。下側遮光膜１１ａは、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）等の高融点金属のうち少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。
【０１０２】
そして、図１４中縦方向に夫々伸びるデータ線６ａと図１４中横方向に夫々伸びる容量線３００とが相交差して形成されること及び格子状に形成された下側遮光膜１１ａにより、各画素の非開口領域を規定している。
【０１０３】
図１４及び図１５に示すように、データ線６ａは、コンタクトホール８１を介して、例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。尚、上述した中継層７１と同一膜からなる中継層を形成して、当該中継層及び２つのコンタクトホールを介してデータ線６ａと高濃度ソース領域１ｄとを電気的に接続してもよい。
【０１０４】
また容量線３００は好ましくは、画素電極９ａが配置された画像表示領域１０ａ（図１１参照）からその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続されて、固定電位とされる。このような定電位源としては、データ線駆動回路や走査線駆動回路に供給される正電源や負電源の定電位源でもよいし、マイクロレンズ基板２０の対向電極２１に供給される定電位でも構わない。更に、ＴＦＴ３０の下側に設けられる下側遮光膜１１ａについても、その電位変動がＴＦＴ３０に対して悪影響を及ぼすことを避けるために、容量線３００と同様に、画像表示領域１０ａからその周囲に延設して定電位源に接続するとよい。
【０１０５】
画素電極９ａは、中継層７１を中継することにより、コンタクトホール８３及び８５を介して半導体層１ａのうち高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。
【０１０６】
図１４及び図１５において、電気光学装置は、透明なＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置されるマイクロレンズ基板２０（図１から図９参照）とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板からなる。
【０１０７】
図１５に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０には、画素電極９ａが設けられており、その上側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜１６が設けられている。画素電極９ａは例えば、ＩＴＯ膜などの透明導電性膜からなる。また配向膜１６は例えば、ポリイミド膜などの透明な有機膜からなる。
【０１０８】
他方、マイクロレンズ基板２０には、その全面に渡って対向電極２１が設けられており、その下側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜２２が設けられている。対向電極２１は例えば、ＩＴＯ膜などの透明導電性膜からなる。また配向膜２２は、ポリイミド膜などの透明な有機膜からなる。
【０１０９】
マイクロレンズ基板２０には、図９に示した如く、各画素の非開口領域に対応して格子状又はストライプ状の遮光膜２４０を設けるようにしてもよい。このような構成を採ることで、前述の如く非開口領域を規定する容量線３００やデータ線６ａと共に当該マイクロレンズ基板２０上の遮光膜２４０により、マイクロレンズ基板２０側からの入射光がチャネル領域１ａ’や低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃに侵入するのを、より確実に阻止できる。
【０１１０】
このように構成された、画素電極９ａと対向電極２１とが対面するように配置されたＴＦＴアレイ基板１０とマイクロレンズ基板２０との間には、シール材５２（図１１及び図１２参照）により囲まれた空間に電気光学物質の一例である液晶が封入され、液晶層５０が形成される。
【０１１１】
更に、画素スイッチング用のＴＦＴ３０下には、下地絶縁膜１２が設けられている。下地絶縁膜１２は、下側遮光膜１１ａからＴＦＴ３０を層間絶縁する機能の他、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に形成されることにより、ＴＦＴアレイ基板１０の表面の研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用のＴＦＴ３０の特性変化を防止する機能を有する。
【０１１２】
図１５において、画素スイッチング用のＴＦＴ３０は、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜を含む絶縁膜２、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄ並びに高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。
【０１１３】
走査線３ａ上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール８１及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８３が各々開孔された第１層間絶縁膜４１が形成されている。
【０１１４】
第１層間絶縁膜４１上には中継層７１及び容量線３００が形成されており、これらの上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール８１及び中継層７１へ通じるコンタクトホール８５が各々開孔された第２層間絶縁膜４２が形成されている。
【０１１５】
第２層間絶縁膜４２上にはデータ線６ａが形成されており、これらの上には、中継層７１へ通じるコンタクトホール８５が形成された平坦化した第３層間絶縁膜４３が形成されている。画素電極９ａは、このように構成された第３層間絶縁膜４３の上面に設けられている。
【０１１６】
本実施形態では、第３層間絶縁膜４３の表面は、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学的機械研磨）処理等により平坦化されており、その下方に存在する各種配線や素子による段差に起因する液晶層５０における液晶の配向不良を低減する。
【０１１７】
ここで図１６を参照して、電気光学装置におけるマイクロレンズ基板２０の集光機能について説明する。図１６は、対向基板として用いられるマイクロレンズ基板２０の各マイクロレンズ５００により入射光が集光される様子を概略的に示す断面図である。尚、図１６では、各マイクロレンズ５００は、そのレンズ中心が、各画素中心に一致するように配置されている。
【０１１８】
図１６に示すように、マイクロレンズ基板２０は、図中上方から入射される入射光を複数の画素電極９ａに夫々集光する、マトリクス状に配置された複数のマイクロレンズ５００を備える。そして、カバーガラス２１０の上に（図中下側に）、対向電極２１及び配向膜２２が形成されている。
【０１１９】
以上のように構成されているため、本実施形態の電気光学装置によれば、複数のマイクロレンズ５００により、マイクロレンズ基板２０側からの入射光は、複数の画素電極９ａ上に夫々集光される。従って、マイクロレンズ５００が無い場合と比較して、各画素における実効開口率が高められている。
【０１２０】
本実施形態では特に、マイクロレンズ５００は非球面であり、レンズ効率に優れ且つ球面収差も小さい。このため、入射光の利用効率が非常に高い。
【０１２１】
以上図１から図１６を参照して説明した各実施形態では、データ線駆動回路１０１や走査線駆動回路１０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に設ける代わりに、例えばＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｂｏｎｄｉｎｇ）基板上に実装された駆動用ＬＳＩに、ＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。また、マイクロレンズ基板２０の投射光が入射する側及びＴＦＴアレイ基板１０の出射光が出射する側には各々、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ）モード、ＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。
【０１２２】
尚、図１１から図１６に示した実施形態では、対向基板として図１から図９に示した如きマイクロレンズ基板２０を用いているが、このようなマイクロレンズ基板２０を、ＴＦＴアレイ基板１０として利用することも可能である。或いは対向基板として（マイクロレンズ基板２０ではなく）単純にガラス基板等に対向電極や配向膜が形成されたものを使用して、ＴＦＴアレイ基板１０側にマイクロレンズアレイ基板２０を取り付けることも可能である。即ち、本発明のマイクロレンズを含む構造（図１から図４参照）は、ＴＦＴアレイ基板１０側に作り込むこと或いは取り付けることが可能である。
【０１２３】
加えて、マイクロレンズ基板２０の取り付け方についても、上述の如く透明板部材２００側を入射側とし且つカバーガラス２１０側を出射側としてもよいし、逆に、カバーガラス２１０側を入射側とし且つ透明板部材２００側を出射側としてもよい。いずれの場合にも、図８を参照して説明したように、出射側におけるレンズ基板厚みＴｓを所定の薄さ以下とすることで、集光点をＴＦＴアレイ基板１０内に配置させることが可能となり、これにより投影透過率を向上させることが可能となる。
【０１２４】
（マイクロレンズ基板の製造方法）
次に、本実施形態に係るマイクロレンズ基板２０の製造方法について、図１７を参照して説明する。
【０１２５】
先ず図１７（ａ）に示すように、例えば石英基板等の透明の原板２００ａ上に、感光性を有するとともに、熱変形性を有するフォトレジスト層６０１を形成する。続いて、原板２００ａ上のうち、エッチングすべき領域をポジ像として有するマスクをレジスト層６０１に重なるように位置合わせにし、当該マスクを介して紫外線を照射してフォトレジスト層６０１の露光を行う。更に、露光後のフォトレジスト層６０１を現像して露光された部分を除去する。その結果、マイクロレンズが形成される部分にフォトレジスト層６０１が残る。
【０１２６】
次に図１７（ｂ）に示すように、加熱工程を行う。その結果、フォトレジスト層６０１は軟化し、フォトレジスト層６０１の角の部分が丸められる。
【０１２７】
次に図１７（ｃ）に示すように、フォトレジスト層６０１が凸面としてマトリクス状に配列された上面に対して、図中上方から指向性の高いドライエッチングを行う。これにより、フォトレジストの凸面を原板２００ａを転写して、複数のマイクロレンズ５００がマイクロレンズアレイとして表面に形成された透明板部材２００を完成させる。
【０１２８】
次に図１７（ｄ）に示すように、マイクロレンズ５００の表面に光硬化性或いは熱硬化性の接着剤を塗布して、例えば石英板、ネオセラム等からなるガラス板２１０ａを押し付けて接着する。その後、紫外線照射或いは熱照射によって、接着剤を硬化させることで、接着層２０５を完成させる。
【０１２９】
次に図１７（ｅ）に示すように、ガラス板２１０ａをＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ化学的機械研磨）処理等によって、その表面の研磨除去を行うことで、所定膜厚を有するカバーガラス２１０を完成させる。尚、当初から、所定膜厚のカバーガラス２１０を貼り付けることも可能である。
【０１３０】
次に図１７（ｆ）に示すように、カバーガラス２１０上に、遮光膜２４０をスパッタリング、パターニング等により格子状或いはストライプ状に形成する。
【０１３１】
次に図１７（ｇ）に示すように、スパッタリング、コーティング等により、保護膜２４１を形成するを形成することで、図９に示した如きマイクロレンズ基板２０が完成する。尚、その後は、このような保護膜２４１上に、ＩＴＯ膜等からなる対向電極２１がスパッタリング等で形成され、更に配向膜２２が形成される。この際、保護膜２４１を省略して、遮光膜２４０上に対向電極２１を直接形成することも可能である。
【０１３２】
上述した本実施形態の製造方法の中では特に、図１７（ａ）で形成するフォトレジスト層６０１の膜厚、材質等の条件、図１７（ｂ）で熱処理する際の温度、加熱時間、圧力等の条件、更に図１７（ｃ）でドライエッチングする際のエッチャントの種類、圧力、ガス流量、エッチング時間等の条件を適宜設定することで、前述した式（１）〜（４）を満たす非球面のレンズ表面２０１を形成する。更に好ましくは、図１７（ｄ）で接着する際の接着剤の厚み、粘性等の条件、図１７（ｅ）で研磨する際の研磨量、研磨時間等の条件を適宜設定することで、前述した式（５）を満たす基板厚みＴｓを有するようにカバーガラス２１０等を形成する。
【０１３３】
この際、図４から図９を参照して説明した、投影透過率或いはレンズ効率の観点から好ましい非球面のレンズ表面２０１を正確に実現するための、これら各工程における前述の各式（１）〜（５）を満たすための各種条件設定は、実際に用いる装置仕様、原材料或いは部品の種類等に鑑み、実験的、経験的、理論的、数学的、或いはシミュレーション等により個別具体的に行えばよい。特に、上記式（１ｓ）、（２ｓ）、（３ｓ）、（４ｓ）及び（５ｓ）を全て満たすレンズ表面２０１及びカバーガラス２１０を形成することは望ましいものの、実際に用いる装置仕様、原材料或いは部品の種類等によっては実現が困難であるかもしれない。しかるに、本実施形態によれば、前述した式（１）〜（５）は不等式であり、一定の範囲が規定されている。よって、これらのうち少なくとも式（１）及び（２）、好ましくは（３）及び（４）を同時に満足させるように更に式（５）を同時に満足させるように、上記各工程における各種条件設定を行うことは十分に可能である。このように本実施形態のマイクロレンズ基板２０は、その製造の容易性の観点からも大変優れている。
【０１３４】
加えて、このように特に非球面のレンズ表面２０１を図１７（ａ）〜（ｃ）に示した工程の如くドライエッチングにより形成する方法の以外にも、例えば、透明の原板に、ウエットエッチングで各マイクロレンズの非球面のレンズ表面となる凹部を掘り、この内部を透明の原板よりも高屈折率の透明媒質で埋める工程を含む製造方法によっても、上述した本実施形態におけるマイクロレンズ基板２０を製造することは可能である。或いは、２Ｐ法（フォトポリマー法）を用いて、透明基板に非球面のレンズ表面を形成する工程を含む製造方法によっても、上述した本実施形態におけるマイクロレンズ基板２０を製造することは可能である。いずれの製造方法によっても、最終的に上記式（１）及び（２）、更に好ましくは上記式（３）〜（５）を満たすようにレンズ表面の形状等が形成される限りにおいて、同様のレンズ効率を得ることが可能となる。
【０１３５】
以上説明したように本実施形態の製造方法によれば、図１から図９を参照して説明した非球面のマイクロレンズ５００がアレイ状に形成されたマイクロレンズ基板２０を比較的効率良く製造できる。
【０１３６】
（電子機器の実施形態）
次に、以上詳細に説明した電気光学装置をライトバルブとして用いた電子機器の具体例として、複板式カラープロジェクタの実施形態について、その全体構成、特に光学的な構成について説明する。ここに図１８は、複板式カラープロジェクタの図式的断面図である。
【０１３７】
図１８において、本実施形態における複板式カラープロジェクタの一例たる、液晶プロジェクタ１１００は、駆動回路がＴＦＴアレイ基板上に搭載された電気光学装置を含む液晶モジュールを３個用意し、夫々ＲＧＢ用のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂとして用いたプロジェクタとして構成されている。液晶プロジェクタ１１００では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット１１０２から投射光が発せられると、照明系レンズ１１０３によって平行光とされた後、３枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロイックミラー１１０８によって、ＲＧＢの３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂに分けられ、各色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂに夫々導かれる。この際特にＢ光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３及び出射レンズ１１２４からなるリレーレンズ系１１２１を介して導かれる。そして、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂにより夫々変調された３原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム１１１２により再度合成された後、投射レンズ１１１４を介してスクリーン１１２０にカラー画像として投射される。
【０１３８】
本実施形態では特に、照明系レンズ１１０３のＦ値は２．２以上に設定されている。このため、例えば光源光が斜め光成分を無視し得ない程に含んでいても、ほぼ平行光である入射光を各ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂに入射させられる。これにより、各ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂを構成するマイクロレンズ基板２０（図１〜図９参照）により、入射光の殆どを各画素の開口領域内に有効光として集光できる。これにより投影透過率の低下を５％以内に抑えることが可能となる。尚、照明系レンズ１１０３のＦ値を２．５以上に設定すれば、このような効果をより一層顕在化させることができる。
【０１３９】
更に本実施形態では特に、投射レンズ１１１４のＦ値は２．０以下に設定されている。このため、マイクロレンズ基板２０により集光された後に液晶層やＴＦＴアレイ基板を介して出射される出射光の殆どを投射光として利用できる。これにより投影透過率の低下を５％以内に抑えることが可能となる。尚、投射レンズ１１１４のＦ値を１．７以下に設定すれば、このような効果をより一層顕在化させることができる。
【０１４０】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴なうマイクロレンズ基板及びその製造方法、電気光学装置及び電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロレンズ基板に係る実施形態の概略斜視図である。
【図２】マイクロレンズ基板に係る実施形態のうち、４つのマイクロレンズに係る部分を拡大して示す部分拡大平面図である。
【図３】図２のＤ−Ｄ’大断面図である。
【図４】実施形態における一つのマイクロレンズについての、レンズ頂点における近似曲率半径、レンズ底縁における近似曲率半径等のパラメータを図式的に示した部分拡大断面図である。
【図５】実施形態における、投影透過率が極大値（最適値）をとる際における画素ピッチとレンズ高さ等との関係を示す特性図である。
【図６】実施形態における、投影透過率が極大値（最適値）をとる際における画素ピッチと近似曲率半径等との関係を示す特性図である。
【図７】実施形態における、投影透過率が極大値（最適値）をとる際における画素ピッチとレンズ曲率半径比との関係を示す特性図である。
【図８】実施形態における、投影透過率が極大値（最適値）をとる際における画素ピッチとレンズ基板の厚みとの関係を示す特性図である。
【図９】本実施形態に係るマイクロレンズによる集光特性を図式的に示したマイクロレンズ基板の部分拡大断面図である。
【図１０】比較例に係るマイクロレンズによる集光特性を図式的に示したマイクロレンズ基板の部分拡大断面図である。
【図１１】本発明の電気光学装置に係る実施形態おけるＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図である。
【図１２】図１１のＨ−Ｈ’断面図である。
【図１３】電気光学装置に係る実施形態における画像表示領域を構成するマトリクス状の複数の画素に設けられた各種素子、配線等の等価回路を示すブロック図である。
【図１４】電気光学装置に係る実施形態におけるデータ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。
【図１５】図１４のＡ−Ａ’断面図である。
【図１６】電気光学装置に係る実施形態において、対向基板として用いられるマイクロレンズ基板の各マイクロレンズにより入射光が集光される様子を概略的に示す断面図である。
【図１７】マイクロレンズ基板の製造方法を示す工程図である。
【図１８】本発明の電子機器の実施形態である複板式カラープロジェクタの一例たるカラー液晶プロジェクタを示す図式的断面図である。
【符号の説明】
１０…ＴＦＴアレイ基板
２０…マイクロレンズ基板
５０…液晶層
２００…透明板部材
２０１…レンズ表面
２０１ｔ…レンズ頂点
２０１ｂ…レンズ底縁
２０５…接着層
２１０…カバーガラス
２４０…遮光膜
５００…マイクロレンズ
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶装置等の電気光学装置に好適に用いられるマイクロレンズ及びこれを備えたマイクロレンズ基板、並びにそれらの製造方法の技術分野に属する。本発明は更に、このようなマイクロレンズ基板を備えた電気光学装置及び該電気光学装置を具備してなるプロジェクタ等の電子機器の技術分野にも属する。
【０００２】
【背景技術】
液晶装置等の電気光学装置などでは、その画像表示領域内に、データ線、走査線、容量線等の各種配線や、薄膜トランジスタ（以下適宜、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と称す）、薄膜ダイオード（以下適宜、ＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）と称す）等の各種電子素子が作り込まれる。このため、各画素において、実際に表示に寄与し得る光が透過したり反射したりする領域は、各種配線や電子素子等の存在によって本質的に限られている。より具体的には、各画素について、全領域に対する、実際に表示に寄与する光が透過或いは反射する領域（即ち、各画素の開口領域）の比率である、各画素の開口率は、例えば５０〜６０％程度である。ここで電気光学装置に入射される光源光や外光は、少なくとも当該電気光学装置内における、液晶層等の電気光学物質層を通過する際には、概ね平行光である。しかるに、電気光学装置に平行光を入射した場合、そのままでは、全光量のうち各画素の開口率に応じた光量しか利用できない。
【０００３】
そこで従来は、各画素に対応するマイクロレンズを含んでなるマイクロレンズアレイを対向基板に作り込んでマイクロレンズ基板としたり、マイクロレンズ基板を対向基板に貼り付けたりしている。或いは、ＴＦＴアレイ基板にマイクロレンズアレイを作り込んでマイクロレンズ基板としたり、ＴＦＴアレイ基板にマイクロレンズ基板を貼り付けたりしている。係るマイクロレンズ基板によって、そのままでは各画素における開口領域を除いた非開口領域に向かって進行する筈の光を、画素単位で集光して、電気光学物質層を透過する際には、各画素の開口領域内に導かれるようにしている。この結果、電気光学装置においては、明るい表示が可能となるとされている。
【０００４】
尚、本願明細書では、一つ一つのレンズを「マイクロレンズ」と呼び、これらが複数配列されたものを「マイクロレンズアレイ」と呼ぶ。また、このようなマイクロレンズアレイに、屈折率の異なる接着剤でカバーガラスを貼りつけ、更にそのガラス厚を適宜調整してなる基板を、「マイクロレンズ基板」と呼ぶことなする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のマイクロレンズ基板によれば、各マイクロレンズにおける球面収差が大きいため等の理由により、電気光学装置の各画素の開口領域に適切に導かれ且つ実際に表示に寄与する光として利用可能な入射光の割合は限られている。即ち、従来のマイクロレンズ基板によれば、全体としての集光性能が十分であるとは言い難い。因みに本願発明者の研究によれば、マイクロレンズ基板を含めた電気光学装置の投影透過率は、例えば２０％程度である。これは、マイクロレンズ基板を全く用いない場合における、例えば１０数％程度の投影透過率と比べて若干高いが、改善の余地があると考えられる。
【０００６】
このように、マイクロレンズアレイ或いはマイクロレンズ基板を含めた電気光学装置の投影透過率は概ね低いので、電気光学装置に明るい画像表示を可能とさせることが困難であるという技術的な問題点がある。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、例えば電気光学装置に組み合わせて或いは取り付けて用いた場合にその投影透過率を効率良く向上させ得る、レンズ効率に優れたマイクロレンズアレイ、マイクロレンズ基板及びそれらの製造方法、そのようなマイクロレンズ基板を備えた電気光学装置、並びに該電気光学装置を具備してなる電子機器を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のマイクロレンズアレイは上記課題を解決するために、一方の表面に所定画素ピッチで配列された複数のマイクロレンズのレンズ表面が形成されており第１屈折率を有する透明基板と、前記一方の表面上に配置されており前記第１屈折率とは異なる第２屈折率を有する透明媒質とを備えており、前記所定画素ピッチをｘ［μｍ］とし、前記マイクロレンズの高さをｙ［μｍ］とし、前記マイクロレンズの頂点における近似曲率半径をＲｔ［μｍ］とするとき、次式（１）及び（２）を満たすように前記レンズ表面は非球面に形成されている。
【０００９】
（０．１９１４ｘ＋４．２０２４）−１．５＜ｙ＜
（０．１９１４ｘ＋４．２０２４）＋１．５ …（１）
（０．８４２８ｘ−６．１２７６）−２＜Ｒｔ＜
（０．８４２８ｘ−６．１２７６）＋２ …（２）
本発明のマイクロレンズアレイによれば、透明基板の一方の表面には、複数のマイクロレンズのレンズ表面が形成されており、この一方の表面上には、透明媒質が配置されている。そして、透明基板の第１屈折率と透明媒質の第２屈折率とは相異なるので、透明基板の一方の表面には、複数のマイクロレンズが構築されることになる。ここで特に、本願発明者の研究によれば、仮にマイクロレンズの画素ピッチｘ並びにマイクロレンズの高さｙ及びマイクロレンズの頂点における近似曲率半径Ｒｔが、上記式（１）及び（２）を満たさなければ、当該マイクロレンズアレイを、例えば液晶装置等の電気光学装置におけるＴＦＴアレイ基板等の素子基板に対向配置したり、該素子基板に重ねて配置したり、或いは当該マイクロレンズアレイから該素子基板を構築した場合に、その投影透過率を、例えば２０％以上の極大的に高い値とすることはできない。理由は、例えば球面レンズである各マイクロレンズにおいては、球面収差によって理想上の集光点が実際にはかなり広い３次元空間領域に広がってしまい、集光したにも拘わらず各マイクロレンズを介して相当量の光が実際には各画素の非開口領域に対して照射されてしまうからであると考察される。
【００１０】
これに対して、本発明のマイクロレンズアレイにおける複数のマイクロレンズは、例えばマトリクス状或いはアレイ状に所定画素ピッチで配列されており、その画素ピッチｘ或いは各マイクロレンズの底縁の径、並びに各マイクロレンズの高さｙ及びマイクロレンズの頂点における近似曲率半径Ｒｔが上記式（１）及び（２）を満たすように、各レンズ表面が所定画素ピッチで配列され且つ非球面に形成されている。このため、各マイクロレンズにおいては、球面収差が低減され、理想上の集光点が実際上も相対的に非常に小さい３次元空間領域内に収まることになる。従って、各画素の非開口領域に対して各マイクロレンズを介して光が殆ど照射されないのである。この結果、当該マイクロレンズアレイを、例えば液晶装置、有機或いは無機ＥＬ表示装置等の電気光学装置におけるＴＦＴアレイ基板等の素子基板に対向配置したり、該素子基板に重ねて配置したり、或いは当該マイクロレンズアレイから該素子基板を構築した場合に、その投影透過率を、例えば２０％以上の極大的に高い値とすることができる。しかも、不等式である上記式（１）及び（２）の範囲にｙ或いはＲｔが入っているので、このような極大的に高い値を基準とする投影透過率の低下を、５％以内に抑えることが可能となる。
【００１１】
以上のように本発明のマイクロレンズアレイによれば、レンズ効率を向上可能となり、例えば電気光学装置に組み合わせて或いは取り付けて用いた場合にその投影透過率を効率良く向上させ得る。
【００１２】
本発明のマイクロレンズアレイの一態様では、前記マイクロレンズの底縁における近似曲率半径をＲｂ［μｍ］とするとき、次式（３）を更に満たすように前記レンズ表面は非球面に形成されている。
（０．００５９ｘ＋１．０８５８）−０．０５＜Ｒｂ／Ｒｔ＜
（０．００５９ｘ＋１．０８５８）＋０．０５ …（３）
この態様によれば、各レンズ表面は、画素ピッチｘをパラメータとする上記式（３）を満たすように、非球面に形成されている。このため、各レンズ表面は、画素ピッチｘに対してその頂点からその底縁に至るまで非球面形状が特定可能となり、各種画素ピッチについて確実にレンズ効率を極大的に高い値にまで向上させることが可能となる。しかも、不等式である上記式（３）の範囲にＲｂ／Ｒｔが入っているので、極大的に高い値を基準とする投影透過率の低下を、５％以内に抑えることも可能となる。
【００１３】
或いは本発明のマイクロレンズアレイの他の態様では、前記マイクロレンズの底縁における近似曲率半径をＲｂ［μｍ］とするとき、次式（４）を更に満たすように前記レンズ表面は非球面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズアレイ。
１．１５＜Ｒｂ／Ｒｔ＜１．２５ …（４）
この態様によれば、各レンズ表面は、画素ピッチｘを含まない上記式（４）を満たすように、非球面に形成されている。このため、各レンズ表面は、画素ピッチによらずに、その頂点からその底縁に至るまで非球面形状が特定可能となり、各種画素ピッチについて確実にレンズ効率を極大的に高い値にまで向上させることが可能となる。しかも、不等式である上記式（４）の範囲にＲｂ／Ｒｔが入っているので、極大的に高い値を基準とする投影透過率の低下を、５％以内に抑えることも可能となる。
【００１４】
本発明のマイクロレンズアレイの他の態様では、前記一方の表面上の少なくとも一方向について相隣接するレンズ表面は、それらの底縁で相接触するように前記レンズ表面は形成されている。
【００１５】
この態様によれば、複数のマイクロレンズは、少なくとも一方向については、隙間なく配列されており、より多くの光を集光可能となり、レンズ効率を一層向上させられる。この場合、マイクロレンズの底縁の径と当該一方向における画素ピッチとは一致する。尚、一方の表面上において一方向に限らず、相直交するニ方向や三方向以上或いは全方向について隙間なく配列されるように底縁付近が相互に若干重なるように各マイクロレンズを形成することも可能である。
【００１６】
或いは、相隣接するマイクロレンズは、相互に若干離間して形成されてもよい。この場合には、レンズ間隙に光抜けを防止する遮光膜を形成してもよい。
【００１７】
本発明のマイクロレンズアレイの他の態様では、前記レンズ表面は、前記透明媒質に対して凸であり、前記第１屈折率は、前記第２屈折率よりも大きい。
【００１８】
この態様によれば、高屈折の透明基板の一方の表面に凸状のレンズ表面が形成され、これが低屈折の透明媒質で覆われた凸レンズ構造が得られる。尚、透明媒質は、接着剤でもよいし、接着剤以外の樹脂、空気等でもよい。
【００１９】
本発明のマイクロレンズアレイの他の態様では、前記レンズ表面は、前記透明媒質に対して凹であり、前記第１屈折率は、前記第２屈折率よりも小さい。
【００２０】
この態様によれば、低屈折の透明基板の一方の表面に凹状のレンズ表面が掘られ、その内部が高屈折の透明媒質で満たされた凸レンズ構造が得られる。尚、透明媒質は、接着剤でもよいし、接着剤以外の樹脂、空気等でもよい。
【００２１】
本発明のマイクロレンズ基板は上記課題を解決するために、上述した本発明のマイクロレンズアレイ（但し、その各種態様を含む）と、前記一方の表面に対向配置されたカバーガラスとを備えており、前記透明媒質は、前記カバーガラスを前記一方の表面に貼り付ける接着剤からなる。
【００２２】
本発明にマイクロレンズ基板によれば、上述した本発明のマイクロレンズアレイを備えるので、例えば電気光学装置に組み合わせて或いは取り付けて用いた場合にその投影透過率を効率良く向上させ得る、
本発明のマイクロレンズ基板の一態様では、前記透明基板の厚みをＴｓ［μｍ］とすると、次式（５）を更に満たす。
【００２３】
（２．８６１３ｘ−９．７０５）−８＜Ｔｓ＜
（２．８６１３ｘ−９．７０５）＋８ …（５）
この態様によれば、透明基板におけるレンズ表面が形成された一方の表面とは反対側が電気光学装置を構成する例えばＴＦＴアレイ基板等の他の基板に面するように、マイクロレンズ基板を電気光学装置に取り付ければ、透明基板の厚みＴｓが上記式（５）を満たすので、透明基板内ではなく他の基板内に各マイクロレンズの集光点を位置させることが可能となる。よって、透明基板におけるレンズ表面が形成された一方の表面側から入射して各マイクロレンズを介して出射される光のうち、各画素の開口領域を通過する有効成分を増加できると共に各画素の非開口領域に照射される無効成分を減少できる。しかも、不等式である上記式（５）の範囲にＴｓが入っているので、極大的に高い値を基準とする投影透過率の低下を、５％以内に抑えることも可能となる。これらの結果、投影透過率を一層効率良く向上させ得る。
【００２４】
或いは本発明のマイクロレンズ基板の他の態様では、前記カバーガラスの厚みをＴｓ［μｍ］とすると、次式（５）を更に満たす。
【００２５】
（２．８６１３ｘ−９．７０５）−８＜Ｔｓ＜
（２．８６１３ｘ−９．７０５）＋８ …（５）
この態様によれば、カバーガラス側が電気光学装置を構成する例えばＴＦＴアレイ基板等の他の基板に面するように、マイクロレンズ基板を電気光学装置に取り付ければ、カバーガラスの厚みＴｓが上記式（５）を満たすので、カバーガラス内或いは透明媒質内ではなく他の基板内に各マイクロレンズの集光点を位置させることが可能となる。よって、カバーガラスとは反対側から入射して各マイクロレンズ及びカバーガラスを介して出射される光のうち、各画素の開口領域を通過する有効成分を増加できると共に各画素の非開口領域に照射される無効成分を減少できる。しかも、不等式である上記式（５）の範囲にＴｓが入っているので、極大的に高い値を基準とする投影透過率の低下を、５％以内に抑えることも可能となる。これらの結果、投影透過率を一層効率良く向上させ得る。
【００２６】
本発明のマイクロレンズ基板の他の態様では、前記カバーガラスには、前記マイクロレンズに対応する開口領域を規定する格子状の遮光膜が形成されている。
【００２７】
この態様によれば、カバーガラスにより防塵性能及び耐熱性能を高めることができ、更にこのようなカバーガラスを貼り付ける接着剤と透明媒質を兼用できる。しかも、カバーガラスに形成された例えばＣｒ（クロム）等を含んでなる格子状の遮光膜によって、各画素の開口領域をマイクロレンズとの位置ずれ或いは寸法ずれを低減しつつ規定できる。これにより、各マイクロレンズを出射した光をより高精度で各画素の開口領域に導くことが可能となる。
【００２８】
本発明の第１電気光学装置は上記課題を解決するために、上述した本発明のマイクロレンズ基板（但し、その各種態様も含む）と、該マイクロレンズ基板に対向配置された他の基板と、該他の基板上に形成されており前記所定画素ピッチで配列された複数の画素電極と、前記他の基板上に形成されており前記画素電極に画像信号を供給するための配線及び電子素子とを備える。
【００２９】
本発明の第１電気光学装置によれば、ＴＦＴアレイ基板、ＴＦＤアレイ基板、ＥＬ素子アレイ基板等の他の基板上に、画素電極、配線、ＴＦＴ或いはＴＦＤ等の電子素子が形成されており、これに対し上述した本発明のマイクロレンズ基板が対向配置される。従って、非球面のマイクロレンズにより光源光、外光等を小さい球面収差で且つ効率良く集光でき、明るい画像表示が可能である液晶装置、有機又は無機ＥＬ装置、電気泳動装置等の各種電気光学装置を実現できる。
【００３０】
本発明の第１電気光学装置の一態様では、前記マイクロレンズ基板を介して前記他の基板に入射される入射光が、前記他の基板における前記マイクロレンズ基板に対向する側の表面よりも前記マイクロレンズ基板から遠い位置に集光される。
【００３１】
この態様によれば、各マイクロレンズを介して出射される光のうち、各画素の開口領域を通過する有効成分を増加できると共に各画素の非開口領域に照射される無効成分を減少できる。これらの結果、投影透過率を一層効率良く向上させ得る。
【００３２】
本発明の第２電気光学装置は上記課題を解決するために、上述した本発明のマイクロレンズ基板（但し、その各種態様も含む）と、該マイクロレンズ基板上に形成されており前記所定画素ピッチで配列された複数の画素電極と、前記マイクロレンズ基板上に形成されており前記画素電極に画像信号を供給するための配線及び電子素子とを備える。
【００３３】
本発明の第２電気光学装置によれば、上述した本発明のマイクロレンズ基板をＴＦＴアレイ基板、ＴＦＤアレイ基板、ＥＬ素子アレイ基板等として利用し、この上に、画素電極、配線、ＴＦＴ或いはＴＦＤ等の電子素子が形成される。従って、非球面のマイクロレンズにより光源光、外光等を小さい球面収差で且つ効率良く集光でき、明るい画像表示が可能である液晶装置、有機又は無機ＥＬ装置、電気泳動装置等の各種電気光学装置を実現できる。
【００３４】
本発明のマイクロレンズアレイの製造方法は上記課題を解決するために、上述した本発明のマイクロレンズアレイ（但し、その各種態様も含む）を製造する方法であって、透明な原板上にフォトレジストを、予め前記式（１）及び（２）を満たすように設定された所定膜厚だけ形成する工程と、前記フォトレジストを前記マイクロレンズに夫々対応する島状だけ残すようにパターニングする工程と、前記パターニングされた島状のフォトレジストを夫々、熱処理により前記レンズ表面に対応する非球面を有するように形状変更する工程と、前記形状変更されたフォトレジストを介して前記原板を前記マイクロレンズを有するようにドライエッチングすることにより前記透明基板を形成する工程とを備える。
【００３５】
本発明のマイクロレンズアレイの製造方法によれば、上述した本発明のマイクロレンズアレイを比較的容易に製造できる。
【００３６】
本発明の第１のマイクロレンズ基板の製造方法は上記課題を解決するために、透明な原板上にフォトレジストを、予め前記式（１）及び（２）を満たすように設定された所定膜厚だけ形成する工程と、前記フォトレジストを前記マイクロレンズに夫々対応する島状だけ残すようにパターニングする工程と、前記パターニングされた島状のフォトレジストを夫々、熱処理により前記レンズ表面に対応する非球面を有するように形状変更する工程と、前記形状変更されたフォトレジストを介して前記原板を前記マイクロレンズを有するようにドライエッチングする工程と、前記接着剤からなる前記透明媒質によって前記カバーガラスを、前記原板における前記マイクロレンズを有する前記一方の表面に貼り付ける工程と、前記原板における他方の表面を研磨して、前記式（５）を満たす板厚にすることで前記透明基板を形成する工程とを備える。
【００３７】
本発明の第１のマイクロレンズ基板の製造方法によれば、上述した本発明のマイクロレンズ基板を比較的容易に製造できる。この場合特に、透明基板が薄いので、カバーガラス側から光が入射し、透明基板側から集光した光を出射させるのに好適なマイクロレンズ基板が得られる。
【００３８】
本発明の第２のマイクロレンズ基板の製造方法は上記課題を解決するために、透明な原板上にフォトレジストを、予め前記式（１）及び（２）を満たすように設定された所定膜厚だけ形成する工程と、前記フォトレジストを前記マイクロレンズに夫々対応する島状だけ残すようにパターニングする工程と、前記パターニングされた島状のフォトレジストを夫々、熱処理により前記レンズ表面に対応する非球面を有するように形状変更する工程と、前記形状変更されたフォトレジストを介して前記原板を前記マイクロレンズを有するようにドライエッチングすることで前記透明基板を形成する工程と、前記接着剤からなる前記透明媒質によって、ガラス板を前記一方の表面に貼り付ける工程と、前記ガラス板を研磨して、前記式（５）を満たす板厚にすることで前記カバーガラスを形成する工程とを備える。
【００３９】
本発明の第２のマイクロレンズ基板の製造方法によれば、上述した本発明のカバーガラスを備えた態様におけるマイクロレンズ基板を比較的容易に製造できる。この場合特に、カバーガラスが薄いので、透明基板側から光が入射し、カバーガラス側から集光した光を出射させるのに好適なマイクロレンズ基板が得られる。
【００４０】
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の第１又は第２電気光学装置（但し、その各種態様を含む）を具備する。
【００４１】
本発明の電子機器によれば、上述した本発明の第１又は第２電気光学装置を具備して構成されているので、明るく表示品質に優れた、プロジェクタ、液晶テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。
【００４２】
本発明の電子機器の一態様では、光源光を発生する光源と、該発生された光源光をライトバルブとしての前記電気光学装置に導く照明系レンズと、前記電気光学装置から出射された光源光を投射する投射系レンズとを備えており、前記照明系レンズのＦ値は２．２以上であり且つ前記投射系レンズのＦ値は２．０以下である。
【００４３】
この態様によれば、その動作時には、光源から発生された光源光が、照明系レンズによって、ライトバルブとしての電気光学装置に導かれる。更に、電気光学装置から出射された光源光が、投射系レンズによって、例えば投射スクリーン等に投射される。ここで特に、電気光学装置の入射側に配置された照明系レンズのＦ値は、２．２以上であるので、ほぼ平行光を電気光学装置に対して入射できる。例えば、光源光が、斜め光であっても、ほぼ平行光にでき、これにより投影透過率の低下を５％以内に抑えることが可能となる。更に、出射側に配置された投射系レンズのＦ値は、２．０以下であるので、出射される光源光をより投射光として利用する範囲が広くなり、これにより投影透過率の低下を５％以内に抑えることが可能となる。尚、Ｆ値とは、レンズ開口部（絞り）の相対的大きさを表す通常の意味である。
【００４４】
この態様では好ましくは、前記照明系レンズのＦ値は２．５以上であり且つ前記投射系レンズのＦ値は１．７以下である。
【００４５】
このように構成すれば、マイクロレンズ基板及び電気光学装置における投影透過率等によらずに、より確実に、照明系レンズ及び投射系レンズを含めた電子機器における光学系全体についての総合的な投影透過率の低下を５％以内に抑えることが可能となる。
【００４６】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００４８】
（マイクロレンズ基板）
本発明の実施形態に係るマイクロレンズアレイ及びマイクロレンズ基板について、図１から図１０を参照して説明する。
【００４９】
先ず本実施形態に係るマイクロレンズアレイ及びマイクロレンズ基板の基本構成について、図１から図３を参照して説明する。ここに、図１は、マイクロレンズ基板の概略斜視図であり、図２は、本実施形態のマイクロレンズ基板のうち４つのマイクロレンズに係る部分を拡大して示す部分拡大平面図であり、図３は、そのＤ−Ｄ’断面図である。
【００５０】
図１に示すように、本実施形態のマイクロレンズ基板２０は、例えば石英板等からなり複数のマイクロレンズ５００がマイクロレンズアレイとしてマトリクス状に形成された透明板部材２００と、接着層２０５と、接着層２０５によって透明板部材に貼り付けられたカバーガラス２１０とを備えて構成されている。
【００５１】
図２及び図３に示すように、透明板部材２００の表面には、マイクロレンズ５００毎に、非球面のレンズ表面２０１が凸状に形成されている。尚、図２において、レンズ表面２０１は、等高線で示されており、レンズ底縁２０１ｂ（図３で上端の縁）からレンズ頂点２０１ｔ（図３で下端側の点）に至る非球面に形成されている。そして、レンズ表面２０１は、透明板部材２００よりも低屈折率の接着層２０５に覆われている。マイクロレンズ基板２０は、その使用時には、各マイクロレンズ５００が、例えば後述する液晶装置等の電気光学装置における画素ピッチｘでマトリクス状に配列された各画素に対応するように、配置される。従って、透明板部材２００側（図３で上側）から各マイクロレンズ５００に入射する入射光は、各マイクロレンズ５００の集光作用により、電気光学装置における各画素の中央に向けて集光され、カバーガラス２１０側（図３で下側）から出射される。即ち、マイクロレンズ基板２０を構成する各マイクロレンズ５００は、図３中で下側に凸状に突出した非球面の凸レンズとして構築されている。
【００５２】
このように本実施形態では、透明板部材２００から、本発明に係る「透明基板」の一例が構成されており、接着層２０５から、本発明に係る「透明媒質」の一例が構成されている。
【００５３】
透明板部材２００の屈折率（第１屈折率）は、例えば１．６程度など１．５以上とされ、接着層２０５の屈折率（第２屈折率）は、例えば１．５程度など１．６以下とされる。いずれの場合にも、透明板部材２００に凸状の表面を形成する本実施形態にあっては、透明板部材２００を接着層２０５よりも高屈折率の材質となるように、両者の材質が選択される。但し、透明板部材２００に凹状の表面を形成する変形形態にあっては、透明板部材２００を接着層２０５よりも低屈折率の材質となるように、両者の材質が選択される。
【００５４】
本実施形態では特に、図２及び図３に示した画素ピッチｘ、即ち、各マイクロレンズ５００のレンズ底縁２０１ｂにおける径との関係で、レンズ高さｙ等の非球面のレンズ形状が規定されている。
【００５５】
次にこのような本実施形態に係るマイクロレンズ５００における非球面のレンズ形状について、図４から図１０を参照して詳述する。ここに、図４は、一つのマイクロレンズについての、レンズ頂点２０１ｔにおける近似曲率半径Ｒｔ、レンズ底縁２０１ｂにおける近似曲率半径Ｒｂ、画素ピッチｘ、レンズの高さｙ等のパラメータを図式的に示した部分拡大断面図である。図５は、投影透過率が極大値（最適値）をとる際における画素ピッチｘ［μｍ］とレンズ高さｙ［μｍ］等との関係を示す特性図であり、図６は、投影透過率が極大値（最適値）をとる際における画素ピッチｘ［μｍ］と近似曲率半径Ｒｔ［μｍ］等との関係を示す特性図であり、図７は、投影透過率が極大値（最適値）をとる際における画素ピッチｘ［μｍ］とレンズ曲率半径比Ｒｂ／Ｒｔとの関係を示す特性図であり、図８は、投影透過率が極大値（最適値）をとる際における画素ピッチｘ［μｍ］とレンズ基板の厚みＴｓ［μｍ］との関係を示す特性図である。更に、図９は、本実施形態に係るマイクロレンズによる集光特性を図式的に示したマイクロレンズ基板の部分拡大断面図であり、図１０は、比較例に係るマイクロレンズによる集光特性を図式的に示したマイクロレンズ基板の部分拡大断面図である。尚、本実施形態において「投影透過率」とは、マイクロレンズ基板２０を、後述の如く電気光学装置にその対向基板として組み込んだ場合における、投影光の透過率を意味しており、電気光学装置が存在しない場合を基準、即ち投影透過率１００％として規格化したものである。
【００５６】
先ず本願発明者の研究結果によれば、図４から図９に示した各種特性線は、図示した通りに、少なくとも画素ピッチｘ＝１０〜３０μｍ程度の範囲について有効である。因みに、図４から図９に示した各種特性線は、マイクロレンズ基板２０を後述の如く電気光学装置の対向基板として利用した場合における、少なくともセルギャップ（即ち、基板間隔）１〜１０μｍ程度について有効であり、少なくとも各画素の非開口領域を規定する格子状の遮光膜の線幅１〜１０μｍ程度について有効である。但し、画素ピッチｘの値を小さく設定するのに連れて、セルギャップ及び遮光膜の幅も、より小さい値を採用することが、画像品位向上及び明るさ確保の観点から通常である。例えば、画素ピッチ１４〜１５μｍに対して、セルギャップ２〜４μｍ、遮光膜の幅３〜５μｍとされる。加えて、このような格子状の遮光膜は、マイクロレンズ基板２０側に形成されてもよく、これに対向配置されるＴＦＴアレイ基板側に形成されてもよい。いずれにせよ、格子状の遮光膜の存在によって、各画素は、画素ピッチｘでマトリクス状に区切られる。
【００５７】
本実施形態では、図４に示すように、投影透過率が極大値をとる際のレンズ頂点２０１ｔにおけるレンズ表面は、中心点Ｃｔを中心として近似曲率半径Ｒｔを有し、レンズ底縁２０１ｂにおけるレンズ表面は、中心点Ｃｂを中心として近似曲率半径Ｒｂを有する。
【００５８】
これら近似曲率半径Ｒｔ及びＲｂの間には先ず基本的に、“Ｒｔ＜Ｒｂ”の関係がある。更に、レンズ頂点２０１ｔからレンズ底縁２０１ｂに向かうに連れて、レンズ表面２０１上の各点における近似曲率半径が、ＲｔからＲｂに向かって連続的に単調増加するように、レンズ表面２０１は規定されている。
【００５９】
そして特にレンズ表面２０１は、画素ピッチｘ［μｍ］及びレンズ高さｙ［μｍ］が、図５における“非球面”を示す特性線（図中、上側の特性線）の上下１μｍ幅の領域に対応するように、即ち上記式（１）を満たすように、非球面に形成されている。
【００６０】
同時にレンズ表面２０１は、画素ピッチｘ［μｍ］及びレンズ頂点２０１ｔにおける近似曲率半径Ｒｔ［μｍ］が、図６における“非球面ｔｏｐ”を示す特性線（図中、一番下側の特性線）の上下２μｍ幅の領域に対応するように、即ち上記式（２）を満たすように、非球面に形成されている。
【００６１】
好ましくは、レンズ表面２０１は、画素ピッチｘ［μｍ］及び近似曲率半径Ｒｔに対する近似曲率半径Ｒｂの比であるレンズ曲率半径比“Ｒｂ／Ｒｔ”が、図７における特性線の上下０．０５幅の領域に対応するように、即ち上記式（３）を満たすように、非球面に形成されている。
【００６２】
或いは、より単純には、レンズ曲率半径比“Ｒｂ／Ｒｔ”の値は、１．２０の上下０．０５幅の領域に対応するように、即ち上記式（４）を満たすように、非球面に形成されている。
【００６３】
更に好ましくは、マイクロレンズアレイ板２０を、透明板部材２００側を入射側とし且つカバーガラス２１０側を出射側として後述の電気光学装置に組み込んで利用する場合には、画素ピッチｘ［μｍ］及びレンズ頂点２０１ｔからカバーガラス２１０の出射側表面までの距離に等しい“基板厚み”Ｔｓ［μｍ］が、図８における特性線の上下５［μｍ］幅の領域に対応するように、即ち上記式（５）を更に満たすように、接着層２０５及びカバーガラス２１０の厚みが設定されている。或いは、マイクロレンズ基板２０を、カバーガラス２１０側を入射側とし且つ透明板部材２００側を出射側として後述の電気光学装置に組み込んで利用する場合には、画素ピッチｘ［μｍ］及びレンズ頂点２０１ｔから透明板部材２００の出射側表面までの距離に等しい“基板厚み”Ｔｓ［μｍ］が、図８における特性線の上下５［μｍ］幅の領域に対応するように、即ち上記式（５）を更に満たすように、透明板部材２００の厚みが設定されている。
【００６４】
このように本実施形態では特に、複数のマイクロレンズ５００は、上記式（１）及び（２）を満たすように、各レンズ表面２０１が所定画素ピッチｘで配列され且つ非球面に形成されている。従って図９に示すように、各マイクロレンズ５００においては、その動作時に、入射光Ｌ１が入射した際における出射光Ｌ２に発生する球面収差が低減され、理想上の集光点が実際上も相対的に非常に小さい３次元空間領域Ｌｆ内に収まることになる。ここで、マイクロレンズ基板２０を電気光学装置にその対向基板として組み込む場合には、各画素の非開口領域を規定する例えばＣｒ等からなる遮光膜２４０が格子状或いはストライプ状にカバーガラス２１０上に保護膜２４１と共に形成される。若しくはこれに代えて又は加えて、電気光学基板装置１００側に格子状或いはストライプ状の内蔵遮光膜１００ｓが形成される。一般には、このような非開口領域を規定する遮光膜２４０や内蔵遮光膜１００ｓに対して、マイクロレンズ５００により集光された出射光Ｌ２が照射されることが、投影透過率低下の主要因となるのである。しかるに本実施形態によれば、上記式（１）及び（２）が満たされているため、このような遮光膜２４０や内蔵遮光膜１００ｓに対して、各マイクロレンズ５００を介して出射光Ｌ２が殆ど照射されない。これにより投影透過率が向上する訳である。
【００６５】
ここで図１０に示した比較例の如く、マイクロレンズ５００ｃが上記式（１）及び（２）を満足しない非球面の或いは球面のレンズ表面を有するマイクロレンズ基板２０ｃの場合には、マイクロレンズ基板２０ｃを、電気光学装置にその対向基板として組み込んで利用すると、各マイクロレンズ５００ｃにおいては、その動作時に、入射光Ｌ１が入射した際における出射光Ｌ２ｃに球面収差が発生する。そして、この球面収差によって理想上の集光点が実際にはかなり広い３次元空間領域Ｌｆｃに広がってしまい、入射光Ｌ１を集光したにも拘わらず各マイクロレンズ５００ｃを介して相当量の出射光Ｌ２ｃが、実際には各画素の非開口領域に配置された遮光膜２４０や内蔵遮光膜１００ｓ対して照射されてしまうのである。これにより投影透過率が低下してしまう訳である。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態に係るマイクロレンズ基板２０によれば、レンズ効率が非常に高められており、例えば電気光学装置に組み合わせて用いた場合にその投影透過率を効率良く向上させ得る。
【００６７】
本実施形態では望ましくは、レンズ表面２０１は、画素ピッチｘ［μｍ］及びレンズ高さｙ［μｍ］が、図５における“非球面”を示す特性線（図中、上側の特性線）にのるように、即ち次式（１ｓ）を満たすように、非球面に形成される。
【００６８】
（０．１９１４ｘ＋４．２０２４）＝ｙ …（１ｓ）
同時に望ましくは、レンズ表面２０１は、画素ピッチｘ［μｍ］及びレンズ頂点２０１ｔにおける近似曲率半径Ｒｔ［μｍ］が、図６における“非球面ｔｏｐ”を示す特性線（図中、一番下側の特性線）にのるように、即ち次式（２ｓ）を満たすように、非球面に形成される。
【００６９】
（０．８４２８ｘ−６．１２７６）＝Ｒｔ …（２ｓ）
このように投影透過率を最適値とする式（１ｓ）及び（２ｓ）を満たすようにレンズ表面２０１を形成すれば、例えば２０％を遥かに超えるような非常に高い投影透過率を得ることも可能となる。
【００７０】
但し、上記式（１Ｓ）に対して±１．５μｍの幅を持たせた不等式である上記式（１）の範囲に、画素ピッチｘに対するレンズ高さｙが入っていれば、上記式（１ｓ）を満たす理想的な場合における投影透過率と比較した場合の、当該投影透過率の低下を、５％以内に抑えることが可能となる。更に、上記式（２Ｓ）に対して±２μｍの幅を持たせた不等式である上記式（２）の範囲に、画素ピッチｘに対する近似曲率半径Ｒｔが入っていれば、上記式（２ｓ）を満たす理想的な場合における投影透過率と比較した場合の、当該投影透過率の低下を、５％以内に抑えることが可能となる。より具体的には、投影透過率を、例えば２０％以上の高い値とすることができる。即ち、上記式（１）及び（２）を満たしていれば、実用上の問題は殆ど或いは全く生じない。このことは、後述する製造方法による形状制御上の限界や寸法精度に鑑みれば、実用上大変有利である。
【００７１】
尚、図５及び図６に比較のために示した“球面”を示す特性線は、球面レンズの場合における投影透過率の極大値（最適値）を与えるものである。このような球面レンズの場合には、図１０を参照して説明した比較例の如く、球面収差が大きくなるので、投影透過率は、例えば１５％程度しか得られない。
【００７２】
他方、図６において、“非球面ｃｅｎｔｅｒ”を示す即ちレンズ頂点２０１ｔとレンズ底縁２０１ｂとの中間点における近似曲率半径Ｒの極大値（最適値）を与える特性線を満たすこと、或いは、“非球面Ｂｏｔｔｏｍ”を示す即ちレンズ底縁２０１ｂにおける近似曲率半径Ｒｂの極大値（最適値）を与える特性線を満たすことは重要である。但し、本実施形態では、図５の如くレンズ高さｙ及び画素ピッチｘ（即ちレンズ底縁２０１ｂの径）を条件とし且つ図６の如く“非球面ｔｏｐ”を示す即ちレンズ頂点２０１ｔにおける近似曲率半径Ｒｔの極大値（最適値）を与える特性線を条件としているので、図６における“非球面ｃｅｎｔｅｒ”や“非球面Ｂｏｔｔｏｍ”に関する条件は特に規定しなくても十分である。但し、これらを規定することも可能である。
【００７３】
即ち、本実施形態において、上記式（２）に代えて又は加えて、レンズ頂点２０１ｔとレンズ底縁２０１ｂとの中間点における近似曲率半径Ｒｍの範囲を、画素ピッチｘの一次関数を用いた不等式により規定することも可能である。
【００７４】
或いは、本実施形態において、上記式（２）に代えて又は加えて、レンズ底縁Ｒｂの範囲を、画素ピッチｘの一次関数を用いた不等式により規定することも可能である。
【００７５】
既に図７を参照して説明したように上記式（３）を満たすようにレンズ表面２０１が非球面に形成されている場合には、各レンズ表面２０１は、画素ピッチｘに対してそのレンズ頂点２０１ｔからそのレンズ底縁２０１ｂに至るまで非球面形状が特定可能となり、これにより各種画素ピッチｘについて確実にレンズ効率を極大的に高い値にまで向上させることが可能となる。更に、より望ましくは、レンズ表面２０１は、画素ピッチｘ［μｍ］及びレンズ曲率半径比 “Ｒｂ／Ｒｔ”が、図７における特性線にのるように、即ち次式（３ｓ）を満たすように、非球面に形成される。
（０．００５９ｘ＋１．０８５８）＝Ｒｂ／Ｒｔ …（３ｓ）
このように投影透過率を最適値とする式（３ｓ）を満たすようにレンズ表面２０１を形成すれば、例えば２０％を遥かに超えるような非常に高い投影透過率を得ることも可能となる。
【００７６】
但し、上記式（３Ｓ）に対して±０．０５（即ち、５％）の幅を持たせた不等式である上記式（３）の範囲に、画素ピッチｘに対するレンズ曲率半径比Ｒｂ／Ｒｔが入っていれば、上記式（３ｓ）を満たす理想的な場合における投影透過率と比較した場合、当該投影透過率の低下を、５％以内に抑えることが可能となる。より具体的には、投影透過率を、例えば２０％以上の高い値とすることができる。即ち、上記式（３）を満たしていれば、実用上の問題は殆ど或いは全く生じない。このことは、後述する製造方法による形状制御上の限界や寸法精度に鑑みれば、実用上大変有利である。
【００７７】
尚、簡単のためには、レンズ曲率半径比Ｒｂ／Ｒｔを、擬似的な理想値１．２０に近づけるように或いは１．２０±０．０５（即ち、５％）の範囲内となるように、レンズ表面２０１を形成してもよい。
【００７８】
既に図８を参照して説明したように上記式（５）を満たすように基板厚みＴｓが設定されている場合には、図９に示したように、集光領域たる領域Ｌｆを電気光学基板装置１００の基板内部に位置させることが可能となる。よって、各マイクロレンズ５００を介して出射される出射光Ｌ２のうち、各画素の開口領域を通過する有効成分を増加できると共に各画素の非開口領域に照射される無効成分を減少できる。更に、より望ましくは、基板厚みＴｓは、画素ピッチｘ［μｍ］に対して図８における特性線にのるように、即ち次式（５ｓ）を満たすように形成される。
【００７９】
（２．８６１３ｘ−９．７０５）＝Ｔｓ …（５ｓ）
このように投影透過率を最適値とする式（５ｓ）を満たすように基板厚みＴｓを形成すれば、例えば２０％を遥かに超えるような非常に高い投影透過率を得ることも可能となる。
【００８０】
但し、上記式（５Ｓ）に対して±８μｍの幅を持たせた不等式である上記式（５）の範囲に、画素ピッチｘに対する基板厚みＴｓが入っていれば、上記式（５ｓ）を満たす理想的な場合における投影透過率と比較した場合、当該投影透過率の低下を、５％以内に抑えることが可能となる。より具体的には、投影透過率を、例えば２０％以上の極大的に高い値とすることができる。即ち、上記式（５）を満たしていれば、実用上の問題は殆ど或いは全く生じないで済む。このことは、後述する製造方法による形状制御上の限界や寸法精度に鑑みれば、実用上大変有利である。
【００８１】
尚、上述の如く本実施形態では、図２及び図３に示したように、相隣接するマイクロレンズ５００は相接触しているが、これらは相互に若干離間して形成されてもよい。この場合には、レンズ間隙に光抜けを防止する遮光膜２４０（図９参照）を形成するとよい。
【００８２】
また、上述の実施形態では、透明板部材２００の表面に凸状のレンズ表面２０１が形成され、これが低屈折率の接着層２０５で覆われているが、透明媒質は、少なくとも部分的に接着剤以外の樹脂、液体、気体、空気等でもよい。更に、透明板部材２００に凹状のレンズ表面を掘って、この内部に透明板部材よりも高屈折率の透明媒質を満たすことで、凸レンズを構築することも可能である。
【００８３】
加えて、図９に示した如きマイクロレンズ基板２０に対して、遮光膜２４０により区切られた各画素の開口領域にＲ（赤）、Ｇ（緑）又はＢ（青）のカラーフィルタを作り込むことも可能である。
【００８４】
以上詳細に説明したように本実施形態に係るマイクロレンズ基板２０によれば、投射光等の入射光を、非球面レンズである各マイクロレンズ５００による集光作用によって効率的に表示に寄与する光として利用できる。これらの結果、以下に説明する電気光学装置によって、最終的には、明るく鮮明な画像表示が可能となる。
【００８５】
（電気光学装置）
次に、本発明の電気光学装置に係る実施形態の全体構成について、図１１及び図１２を参照して説明する。ここでは、電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
【００８６】
図１１は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に、対向基板として用いられる上述のマイクロレンズ基板側から見た平面図であり、図１２は、図１１のＨ−Ｈ’断面図である。
【００８７】
図１１及び図１２において、本実施形態に係る電気光学装置では、ＴＦＴアレイ基板１０と、対向基板として用いられるマイクロレンズ基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０とマイクロレンズ基板２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０とマイクロレンズ基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。
【００８８】
シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。また、シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０とマイクロレンズ基板２０との間隔（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。即ち、本実施形態の電気光学装置は、プロジェクタのライトバルブ用として小型で拡大表示を行うのに適している。但し、当該電気光学装置が液晶ディスプレイや液晶テレビのように大型で等倍表示を行う液晶装置であれば、このようなギャップ材は、液晶層５０中に含まれてもよい。
【００８９】
シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、マイクロレンズ基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
【００９０】
画像表示領域の周辺に広がる領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する周辺領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられており、走査線駆動回路１０４が、この一辺に隣接する２辺に沿って設けられている。更にＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域１０ａの両側に設けられた走査線駆動回路１０４間をつなぐための複数の配線１０５が設けられている。また図１１に示すように、マイクロレンズ基板２０の４つのコーナー部には、両基板間の上下導通端子として機能する上下導通材１０６が配置されている。他方、ＴＦＴアレイ基板１０にはこれらのコーナーに対向する領域において上下導通端子が設けられている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０とマイクロレンズ基板２０との間で電気的な導通をとることができる。
【００９１】
図１２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、配向膜が形成されている。他方、マイクロレンズ基板２０には、前述した透明板部材２００、カバーガラス２１０等の他、対向電極２１が形成され、更に最上層部分（図１２で、マイクロレンズ基板２０の下側表面）に配向膜が形成されている。また、液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。
【００９２】
尚、図１１及び図１２に示したＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【００９３】
次に以上の如く構成された電気光学装置における回路構成及び動作について図１３を参照して説明する。図１３は、電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路を示すブロック図である。
【００９４】
図１３において、本実施形態における電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素には夫々、画素電極９ａと当該画素電極９ａをスイッチング制御するためのＴＦＴ３０とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。そして、画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、各データ線６ａに供給されるように構成されている。このようにデータ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしても良い。
【００９５】
また、画素スイッチング用のＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。画素電極９ａを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電位レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加する。走査線３ａと並行して、蓄積容量７０の固定電位側容量電極を含むと共に定電位に固定された容量線３００が設けられている。
【００９６】
次に、本発明の実施形態の電気光学装置の画像表示領域における構成について、図１４及び図１５を参照して説明する。図１４は、データ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。図１５は、図１４のＡ−Ａ’断面図である。尚、図１５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しめてある。
【００９７】
図１４において、電気光学装置のＴＦＴアレイ基板上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極９ａ（点線部９ａ’により輪郭が示されている）が設けられており、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ及び走査線３ａが設けられている。
【００９８】
また、半導体層１ａのうち図中右上がりの斜線領域で示したチャネル領域１ａ’に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはゲート電極として機能する。このように、走査線３ａとデータ線６ａとの交差する個所には夫々、チャネル領域１ａ’に走査線３ａがゲート電極として対向配置された画素スイッチング用のＴＦＴ３０が設けられている。
【００９９】
図１４及び図１５に示すように、蓄積容量７０は、ＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａに接続された画素電位側容量電極としての中継層７１と、固定電位側容量電極としての容量線３００の一部とが、誘電体膜７５を介して対向配置されることにより形成されている。
【０１００】
容量線３００は平面的に見て、走査線３ａに沿ってストライプ状に伸びており、ＴＦＴ３０に重なる個所が図１４中上下に突出している。このような容量線３００は好ましくは、例えば金属を含む遮光性の導電膜からなる。このように構成すれば、容量線３００は、蓄積容量７０の固定電位側容量電極としての機能の他、ＴＦＴ３０の上側において入射光からＴＦＴ３０を遮光する遮光層としての機能を持つ。
【０１０１】
他方、ＴＦＴアレイ基板１０上におけるＴＦＴ３０の下側には、下側遮光膜１１ａが格子状に設けられている。下側遮光膜１１ａは、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）等の高融点金属のうち少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。
【０１０２】
そして、図１４中縦方向に夫々伸びるデータ線６ａと図１４中横方向に夫々伸びる容量線３００とが相交差して形成されること及び格子状に形成された下側遮光膜１１ａにより、各画素の非開口領域を規定している。
【０１０３】
図１４及び図１５に示すように、データ線６ａは、コンタクトホール８１を介して、例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。尚、上述した中継層７１と同一膜からなる中継層を形成して、当該中継層及び２つのコンタクトホールを介してデータ線６ａと高濃度ソース領域１ｄとを電気的に接続してもよい。
【０１０４】
また容量線３００は好ましくは、画素電極９ａが配置された画像表示領域１０ａ（図１１参照）からその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続されて、固定電位とされる。このような定電位源としては、データ線駆動回路や走査線駆動回路に供給される正電源や負電源の定電位源でもよいし、マイクロレンズ基板２０の対向電極２１に供給される定電位でも構わない。更に、ＴＦＴ３０の下側に設けられる下側遮光膜１１ａについても、その電位変動がＴＦＴ３０に対して悪影響を及ぼすことを避けるために、容量線３００と同様に、画像表示領域１０ａからその周囲に延設して定電位源に接続するとよい。
【０１０５】
画素電極９ａは、中継層７１を中継することにより、コンタクトホール８３及び８５を介して半導体層１ａのうち高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。
【０１０６】
図１４及び図１５において、電気光学装置は、透明なＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置されるマイクロレンズ基板２０（図１から図９参照）とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板からなる。
【０１０７】
図１５に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０には、画素電極９ａが設けられており、その上側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜１６が設けられている。画素電極９ａは例えば、ＩＴＯ膜などの透明導電性膜からなる。また配向膜１６は例えば、ポリイミド膜などの透明な有機膜からなる。
【０１０８】
他方、マイクロレンズ基板２０には、その全面に渡って対向電極２１が設けられており、その下側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜２２が設けられている。対向電極２１は例えば、ＩＴＯ膜などの透明導電性膜からなる。また配向膜２２は、ポリイミド膜などの透明な有機膜からなる。
【０１０９】
マイクロレンズ基板２０には、図９に示した如く、各画素の非開口領域に対応して格子状又はストライプ状の遮光膜２４０を設けるようにしてもよい。このような構成を採ることで、前述の如く非開口領域を規定する容量線３００やデータ線６ａと共に当該マイクロレンズ基板２０上の遮光膜２４０により、マイクロレンズ基板２０側からの入射光がチャネル領域１ａ’や低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃに侵入するのを、より確実に阻止できる。
【０１１０】
このように構成された、画素電極９ａと対向電極２１とが対面するように配置されたＴＦＴアレイ基板１０とマイクロレンズ基板２０との間には、シール材５２（図１１及び図１２参照）により囲まれた空間に電気光学物質の一例である液晶が封入され、液晶層５０が形成される。
【０１１１】
更に、画素スイッチング用のＴＦＴ３０下には、下地絶縁膜１２が設けられている。下地絶縁膜１２は、下側遮光膜１１ａからＴＦＴ３０を層間絶縁する機能の他、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に形成されることにより、ＴＦＴアレイ基板１０の表面の研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用のＴＦＴ３０の特性変化を防止する機能を有する。
【０１１２】
図１５において、画素スイッチング用のＴＦＴ３０は、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜を含む絶縁膜２、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄ並びに高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。
【０１１３】
走査線３ａ上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール８１及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８３が各々開孔された第１層間絶縁膜４１が形成されている。
【０１１４】
第１層間絶縁膜４１上には中継層７１及び容量線３００が形成されており、これらの上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール８１及び中継層７１へ通じるコンタクトホール８５が各々開孔された第２層間絶縁膜４２が形成されている。
【０１１５】
第２層間絶縁膜４２上にはデータ線６ａが形成されており、これらの上には、中継層７１へ通じるコンタクトホール８５が形成された平坦化した第３層間絶縁膜４３が形成されている。画素電極９ａは、このように構成された第３層間絶縁膜４３の上面に設けられている。
【０１１６】
本実施形態では、第３層間絶縁膜４３の表面は、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学的機械研磨）処理等により平坦化されており、その下方に存在する各種配線や素子による段差に起因する液晶層５０における液晶の配向不良を低減する。
【０１１７】
ここで図１６を参照して、電気光学装置におけるマイクロレンズ基板２０の集光機能について説明する。図１６は、対向基板として用いられるマイクロレンズ基板２０の各マイクロレンズ５００により入射光が集光される様子を概略的に示す断面図である。尚、図１６では、各マイクロレンズ５００は、そのレンズ中心が、各画素中心に一致するように配置されている。
【０１１８】
図１６に示すように、マイクロレンズ基板２０は、図中上方から入射される入射光を複数の画素電極９ａに夫々集光する、マトリクス状に配置された複数のマイクロレンズ５００を備える。そして、カバーガラス２１０の上に（図中下側に）、対向電極２１及び配向膜２２が形成されている。
【０１１９】
以上のように構成されているため、本実施形態の電気光学装置によれば、複数のマイクロレンズ５００により、マイクロレンズ基板２０側からの入射光は、複数の画素電極９ａ上に夫々集光される。従って、マイクロレンズ５００が無い場合と比較して、各画素における実効開口率が高められている。
【０１２０】
本実施形態では特に、マイクロレンズ５００は非球面であり、レンズ効率に優れ且つ球面収差も小さい。このため、入射光の利用効率が非常に高い。
【０１２１】
以上図１から図１６を参照して説明した各実施形態では、データ線駆動回路１０１や走査線駆動回路１０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に設ける代わりに、例えばＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｂｏｎｄｉｎｇ）基板上に実装された駆動用ＬＳＩに、ＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。また、マイクロレンズ基板２０の投射光が入射する側及びＴＦＴアレイ基板１０の出射光が出射する側には各々、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ）モード、ＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。
【０１２２】
尚、図１１から図１６に示した実施形態では、対向基板として図１から図９に示した如きマイクロレンズ基板２０を用いているが、このようなマイクロレンズ基板２０を、ＴＦＴアレイ基板１０として利用することも可能である。或いは対向基板として（マイクロレンズ基板２０ではなく）単純にガラス基板等に対向電極や配向膜が形成されたものを使用して、ＴＦＴアレイ基板１０側にマイクロレンズアレイ基板２０を取り付けることも可能である。即ち、本発明のマイクロレンズを含む構造（図１から図４参照）は、ＴＦＴアレイ基板１０側に作り込むこと或いは取り付けることが可能である。
【０１２３】
加えて、マイクロレンズ基板２０の取り付け方についても、上述の如く透明板部材２００側を入射側とし且つカバーガラス２１０側を出射側としてもよいし、逆に、カバーガラス２１０側を入射側とし且つ透明板部材２００側を出射側としてもよい。いずれの場合にも、図８を参照して説明したように、出射側におけるレンズ基板厚みＴｓを所定の薄さ以下とすることで、集光点をＴＦＴアレイ基板１０内に配置させることが可能となり、これにより投影透過率を向上させることが可能となる。
【０１２４】
（マイクロレンズ基板の製造方法）
次に、本実施形態に係るマイクロレンズ基板２０の製造方法について、図１７を参照して説明する。
【０１２５】
先ず図１７（ａ）に示すように、例えば石英基板等の透明の原板２００ａ上に、感光性を有するとともに、熱変形性を有するフォトレジスト層６０１を形成する。続いて、原板２００ａ上のうち、エッチングすべき領域をポジ像として有するマスクをレジスト層６０１に重なるように位置合わせにし、当該マスクを介して紫外線を照射してフォトレジスト層６０１の露光を行う。更に、露光後のフォトレジスト層６０１を現像して露光された部分を除去する。その結果、マイクロレンズが形成される部分にフォトレジスト層６０１が残る。
【０１２６】
次に図１７（ｂ）に示すように、加熱工程を行う。その結果、フォトレジスト層６０１は軟化し、フォトレジスト層６０１の角の部分が丸められる。
【０１２７】
次に図１７（ｃ）に示すように、フォトレジスト層６０１が凸面としてマトリクス状に配列された上面に対して、図中上方から指向性の高いドライエッチングを行う。これにより、フォトレジストの凸面を原板２００ａを転写して、複数のマイクロレンズ５００がマイクロレンズアレイとして表面に形成された透明板部材２００を完成させる。
【０１２８】
次に図１７（ｄ）に示すように、マイクロレンズ５００の表面に光硬化性或いは熱硬化性の接着剤を塗布して、例えば石英板、ネオセラム等からなるガラス板２１０ａを押し付けて接着する。その後、紫外線照射或いは熱照射によって、接着剤を硬化させることで、接着層２０５を完成させる。
【０１２９】
次に図１７（ｅ）に示すように、ガラス板２１０ａをＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ化学的機械研磨）処理等によって、その表面の研磨除去を行うことで、所定膜厚を有するカバーガラス２１０を完成させる。尚、当初から、所定膜厚のカバーガラス２１０を貼り付けることも可能である。
【０１３０】
次に図１７（ｆ）に示すように、カバーガラス２１０上に、遮光膜２４０をスパッタリング、パターニング等により格子状或いはストライプ状に形成する。
【０１３１】
次に図１７（ｇ）に示すように、スパッタリング、コーティング等により、保護膜２４１を形成するを形成することで、図９に示した如きマイクロレンズ基板２０が完成する。尚、その後は、このような保護膜２４１上に、ＩＴＯ膜等からなる対向電極２１がスパッタリング等で形成され、更に配向膜２２が形成される。この際、保護膜２４１を省略して、遮光膜２４０上に対向電極２１を直接形成することも可能である。
【０１３２】
上述した本実施形態の製造方法の中では特に、図１７（ａ）で形成するフォトレジスト層６０１の膜厚、材質等の条件、図１７（ｂ）で熱処理する際の温度、加熱時間、圧力等の条件、更に図１７（ｃ）でドライエッチングする際のエッチャントの種類、圧力、ガス流量、エッチング時間等の条件を適宜設定することで、前述した式（１）〜（４）を満たす非球面のレンズ表面２０１を形成する。更に好ましくは、図１７（ｄ）で接着する際の接着剤の厚み、粘性等の条件、図１７（ｅ）で研磨する際の研磨量、研磨時間等の条件を適宜設定することで、前述した式（５）を満たす基板厚みＴｓを有するようにカバーガラス２１０等を形成する。
【０１３３】
この際、図４から図９を参照して説明した、投影透過率或いはレンズ効率の観点から好ましい非球面のレンズ表面２０１を正確に実現するための、これら各工程における前述の各式（１）〜（５）を満たすための各種条件設定は、実際に用いる装置仕様、原材料或いは部品の種類等に鑑み、実験的、経験的、理論的、数学的、或いはシミュレーション等により個別具体的に行えばよい。特に、上記式（１ｓ）、（２ｓ）、（３ｓ）、（４ｓ）及び（５ｓ）を全て満たすレンズ表面２０１及びカバーガラス２１０を形成することは望ましいものの、実際に用いる装置仕様、原材料或いは部品の種類等によっては実現が困難であるかもしれない。しかるに、本実施形態によれば、前述した式（１）〜（５）は不等式であり、一定の範囲が規定されている。よって、これらのうち少なくとも式（１）及び（２）、好ましくは（３）及び（４）を同時に満足させるように更に式（５）を同時に満足させるように、上記各工程における各種条件設定を行うことは十分に可能である。このように本実施形態のマイクロレンズ基板２０は、その製造の容易性の観点からも大変優れている。
【０１３４】
加えて、このように特に非球面のレンズ表面２０１を図１７（ａ）〜（ｃ）に示した工程の如くドライエッチングにより形成する方法の以外にも、例えば、透明の原板に、ウエットエッチングで各マイクロレンズの非球面のレンズ表面となる凹部を掘り、この内部を透明の原板よりも高屈折率の透明媒質で埋める工程を含む製造方法によっても、上述した本実施形態におけるマイクロレンズ基板２０を製造することは可能である。或いは、２Ｐ法（フォトポリマー法）を用いて、透明基板に非球面のレンズ表面を形成する工程を含む製造方法によっても、上述した本実施形態におけるマイクロレンズ基板２０を製造することは可能である。いずれの製造方法によっても、最終的に上記式（１）及び（２）、更に好ましくは上記式（３）〜（５）を満たすようにレンズ表面の形状等が形成される限りにおいて、同様のレンズ効率を得ることが可能となる。
【０１３５】
以上説明したように本実施形態の製造方法によれば、図１から図９を参照して説明した非球面のマイクロレンズ５００がアレイ状に形成されたマイクロレンズ基板２０を比較的効率良く製造できる。
【０１３６】
（電子機器の実施形態）
次に、以上詳細に説明した電気光学装置をライトバルブとして用いた電子機器の具体例として、複板式カラープロジェクタの実施形態について、その全体構成、特に光学的な構成について説明する。ここに図１８は、複板式カラープロジェクタの図式的断面図である。
【０１３７】
図１８において、本実施形態における複板式カラープロジェクタの一例たる、液晶プロジェクタ１１００は、駆動回路がＴＦＴアレイ基板上に搭載された電気光学装置を含む液晶モジュールを３個用意し、夫々ＲＧＢ用のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂとして用いたプロジェクタとして構成されている。液晶プロジェクタ１１００では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット１１０２から投射光が発せられると、照明系レンズ１１０３によって平行光とされた後、３枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロイックミラー１１０８によって、ＲＧＢの３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂに分けられ、各色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂに夫々導かれる。この際特にＢ光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３及び出射レンズ１１２４からなるリレーレンズ系１１２１を介して導かれる。そして、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂにより夫々変調された３原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム１１１２により再度合成された後、投射レンズ１１１４を介してスクリーン１１２０にカラー画像として投射される。
【０１３８】
本実施形態では特に、照明系レンズ１１０３のＦ値は２．２以上に設定されている。このため、例えば光源光が斜め光成分を無視し得ない程に含んでいても、ほぼ平行光である入射光を各ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂに入射させられる。これにより、各ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂを構成するマイクロレンズ基板２０（図１〜図９参照）により、入射光の殆どを各画素の開口領域内に有効光として集光できる。これにより投影透過率の低下を５％以内に抑えることが可能となる。尚、照明系レンズ１１０３のＦ値を２．５以上に設定すれば、このような効果をより一層顕在化させることができる。
【０１３９】
更に本実施形態では特に、投射レンズ１１１４のＦ値は２．０以下に設定されている。このため、マイクロレンズ基板２０により集光された後に液晶層やＴＦＴアレイ基板を介して出射される出射光の殆どを投射光として利用できる。これにより投影透過率の低下を５％以内に抑えることが可能となる。尚、投射レンズ１１１４のＦ値を１．７以下に設定すれば、このような効果をより一層顕在化させることができる。
【０１４０】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴なうマイクロレンズ基板及びその製造方法、電気光学装置及び電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロレンズ基板に係る実施形態の概略斜視図である。
【図２】マイクロレンズ基板に係る実施形態のうち、４つのマイクロレンズに係る部分を拡大して示す部分拡大平面図である。
【図３】図２のＤ−Ｄ’大断面図である。
【図４】実施形態における一つのマイクロレンズについての、レンズ頂点における近似曲率半径、レンズ底縁における近似曲率半径等のパラメータを図式的に示した部分拡大断面図である。
【図５】実施形態における、投影透過率が極大値（最適値）をとる際における画素ピッチとレンズ高さ等との関係を示す特性図である。
【図６】実施形態における、投影透過率が極大値（最適値）をとる際における画素ピッチと近似曲率半径等との関係を示す特性図である。
【図７】実施形態における、投影透過率が極大値（最適値）をとる際における画素ピッチとレンズ曲率半径比との関係を示す特性図である。
【図８】実施形態における、投影透過率が極大値（最適値）をとる際における画素ピッチとレンズ基板の厚みとの関係を示す特性図である。
【図９】本実施形態に係るマイクロレンズによる集光特性を図式的に示したマイクロレンズ基板の部分拡大断面図である。
【図１０】比較例に係るマイクロレンズによる集光特性を図式的に示したマイクロレンズ基板の部分拡大断面図である。
【図１１】本発明の電気光学装置に係る実施形態おけるＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図である。
【図１２】図１１のＨ−Ｈ’断面図である。
【図１３】電気光学装置に係る実施形態における画像表示領域を構成するマトリクス状の複数の画素に設けられた各種素子、配線等の等価回路を示すブロック図である。
【図１４】電気光学装置に係る実施形態におけるデータ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。
【図１５】図１４のＡ−Ａ’断面図である。
【図１６】電気光学装置に係る実施形態において、対向基板として用いられるマイクロレンズ基板の各マイクロレンズにより入射光が集光される様子を概略的に示す断面図である。
【図１７】マイクロレンズ基板の製造方法を示す工程図である。
【図１８】本発明の電子機器の実施形態である複板式カラープロジェクタの一例たるカラー液晶プロジェクタを示す図式的断面図である。
【符号の説明】
１０…ＴＦＴアレイ基板
２０…マイクロレンズ基板
５０…液晶層
２００…透明板部材
２０１…レンズ表面
２０１ｔ…レンズ頂点
２０１ｂ…レンズ底縁
２０５…接着層
２１０…カバーガラス
２４０…遮光膜
５００…マイクロレンズ
Claims (19)
- 一方の表面に所定画素ピッチで配列された複数のマイクロレンズのレンズ表面が形成されており第１屈折率を有する透明基板と、
前記一方の表面上に配置されており前記第１屈折率とは異なる第２屈折率を有する透明媒質と
を備えており、
前記所定画素ピッチをｘ［μｍ］とし、前記マイクロレンズの高さをｙ［μｍ］とし、前記マイクロレンズの頂点における近似曲率半径をＲｔ［μｍ］とするとき、次式（１）及び（２）を満たすように前記レンズ表面は非球面に形成されていることを特徴とするマイクロレンズアレイ。
（０．１９１４ｘ＋４．２０２４）−１．５＜ｙ＜
（０．１９１４ｘ＋４．２０２４）＋１．５ …（１）
（０．８４２８ｘ−６．１２７６）−２＜Ｒｔ＜
（０．８４２８ｘ−６．１２７６）＋２ …（２） - 前記マイクロレンズの底縁における近似曲率半径をＲｂ［μｍ］とするとき、次式（３）を更に満たすように前記レンズ表面は非球面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズアレイ。
（０．００５９ｘ＋１．０８５８）−０．０５＜Ｒｂ／Ｒｔ＜
（０．００５９ｘ＋１．０８５８）＋０．０５ …（３） - 前記マイクロレンズの底縁における近似曲率半径をＲｂ［μｍ］とするとき、次式（４）を更に満たすように前記レンズ表面は非球面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズアレイ。
１．１５＜Ｒｂ／Ｒｔ＜１．２５ …（４） - 前記一方の表面上の少なくとも一方向について相隣接するレンズ表面は、それらの底縁で相接触するように前記レンズ表面は形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイ。
- 前記レンズ表面は、前記透明媒質に対して凸であり、
前記第１屈折率は、前記第２屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイ。 - 前記レンズ表面は、前記透明媒質に対して凹であり、
前記第１屈折率は、前記第２屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイ。 - 請求項１から６のいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイと、
前記一方の表面に対向配置されたカバーガラスと
を備えており、
前記透明媒質は、前記カバーガラスを前記一方の表面に貼り付ける接着剤からなることを特徴とするマイクロレンズ基板。 - 前記透明基板の厚みをＴｓ［μｍ］とすると、次式（５）を更に満たすことを特徴とする請求項７に記載のマイクロレンズ基板。
（２．８６１３ｘ−９．７０５）−８＜Ｔｓ＜
（２．８６１３ｘ−９．７０５）＋８ …（５） - 前記カバーガラスの厚みをＴｓ［μｍ］とすると、次式（５）を更に満たすことを特徴とする請求項７に記載のマイクロレンズ基板。
（２．８６１３ｘ−９．７０５）−８＜Ｔｓ＜
（２．８６１３ｘ−９．７０５）＋８ …（５） - 前記カバーガラスには、前記マイクロレンズに対応する開口領域を規定する格子状の遮光膜が形成されていることを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載のマイクロレンズ基板。
- 請求項７から１０のいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイ基板と、
該マイクロレンズ基板に対向配置された他の基板と、
該他の基板上に形成されており前記所定画素ピッチで配列された複数の画素電極と、
前記他の基板上に形成されており前記画素電極に画像信号を供給するための配線及び電子素子と
を備えたことを特徴とする電気光学装置。 - 前記マイクロレンズ基板を介して前記他の基板に入射される入射光が、前記他の基板における前記マイクロレンズ基板に対向する側の表面よりも前記マイクロレンズ基板から遠い位置に集光されることを特徴とする請求項１１に記載の電気光学装置。
- 請求項７から１０のいずれか一項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形成されており前記所定画素ピッチで配列された複数の画素電極と、
前記マイクロレンズ基板上に形成されており前記画素電極に画像信号を供給するための配線及び電子素子と
を備えたことを特徴とする電気光学装置。 - 請求項１から６のいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイを製造する製造方法であって、
透明な原板上にフォトレジストを、予め前記式（１）及び（２）を満たすように設定された所定膜厚だけ形成する工程と、
前記フォトレジストを前記マイクロレンズに夫々対応する島状だけ残すようにパターニングする工程と、
前記パターニングされた島状のフォトレジストを夫々、熱処理により前記レンズ表面に対応する非球面を有するように形状変更する工程と、
前記形状変更されたフォトレジストを介して前記原板を前記マイクロレンズを有するようにドライエッチングすることにより前記透明基板を形成する工程と
を備えたことを特徴とするマイクロレンズアレイの製造方法。 - 請求項８に記載のマイクロレンズ基板を製造する製造方法であって、
透明な原板上にフォトレジストを、予め前記式（１）及び（２）を満たすように設定された所定膜厚だけ形成する工程と、
前記フォトレジストを前記マイクロレンズに夫々対応する島状だけ残すようにパターニングする工程と、
前記パターニングされた島状のフォトレジストを夫々、熱処理により前記レンズ表面に対応する非球面を有するように形状変更する工程と、
前記形状変更されたフォトレジストを介して前記原板を前記マイクロレンズを有するようにドライエッチングする工程と、
前記接着剤からなる前記透明媒質によって前記カバーガラスを、前記原板における前記マイクロレンズを有する前記一方の表面に貼り付ける工程と、
前記原板における他方の表面を研磨して、前記式（５）を満たす板厚にすることで前記透明基板を形成する工程と
を備えたことを特徴とするマイクロレンズ基板の製造方法。 - 請求項９に記載のマイクロレンズ基板を製造する製造方法であって、
透明な原板上にフォトレジストを、予め前記式（１）及び（２）を満たすように設定された所定膜厚だけ形成する工程と、
前記フォトレジストを前記マイクロレンズに夫々対応する島状だけ残すようにパターニングする工程と、
前記パターニングされた島状のフォトレジストを夫々、熱処理により前記レンズ表面に対応する非球面を有するように形状変更する工程と、
前記形状変更されたフォトレジストを介して前記原板を前記マイクロレンズを有するようにドライエッチングすることで前記透明基板を形成する工程と、
前記接着剤からなる前記透明媒質によって、ガラス板を前記一方の表面に貼り付ける工程と、
前記ガラス板を研磨して、前記式（５）を満たす板厚にすることで前記カバーガラスを形成する工程と
を備えたことを特徴とするマイクロレンズ基板の製造方法。 - 請求項１１から１３のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。
- 光源光を発生する光源と、
該発生された光源光をライトバルブとしての前記電気光学装置に導く照明系レンズと、
前記電気光学装置から出射された光源光を投射する投射系レンズと
を備えており、
前記照明系レンズのＦ値は２．２以上であり且つ前記投射系レンズのＦ値は２．０以下であることを特徴とする請求項１７に記載の電子機器。 - 前記照明系レンズのＦ値は２．５以上であり且つ前記投射系レンズのＦ値は１．７以下であることを特徴とする請求項１８に記載の電子機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002195211A JP2004037873A (ja) | 2002-07-03 | 2002-07-03 | マイクロレンズアレイ、マイクロレンズ基板及びその製造方法、電気光学装置並びに電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002195211A JP2004037873A (ja) | 2002-07-03 | 2002-07-03 | マイクロレンズアレイ、マイクロレンズ基板及びその製造方法、電気光学装置並びに電子機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004037873A true JP2004037873A (ja) | 2004-02-05 |
Family
ID=31703697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002195211A Withdrawn JP2004037873A (ja) | 2002-07-03 | 2002-07-03 | マイクロレンズアレイ、マイクロレンズ基板及びその製造方法、電気光学装置並びに電子機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004037873A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160061999A (ko) * | 2013-09-25 | 2016-06-01 | 소니 주식회사 | 렌즈 어레이 및 그 제조 방법, 고체 촬상 장치, 및 전자 기기 |
| CN115083263A (zh) * | 2021-03-15 | 2022-09-20 | 欧姆龙株式会社 | 显示切换装置 |
-
2002
- 2002-07-03 JP JP2002195211A patent/JP2004037873A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160061999A (ko) * | 2013-09-25 | 2016-06-01 | 소니 주식회사 | 렌즈 어레이 및 그 제조 방법, 고체 촬상 장치, 및 전자 기기 |
| KR102258268B1 (ko) | 2013-09-25 | 2021-06-01 | 소니그룹주식회사 | 렌즈 어레이 및 그 제조 방법, 고체 촬상 장치, 및 전자 기기 |
| CN115083263A (zh) * | 2021-03-15 | 2022-09-20 | 欧姆龙株式会社 | 显示切换装置 |
| US11947133B2 (en) | 2021-03-15 | 2024-04-02 | Omron Corporation | Display switching device |
| CN115083263B (zh) * | 2021-03-15 | 2024-08-16 | 欧姆龙株式会社 | 显示切换装置、显示切换系统、开关及电子设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3938099B2 (ja) | マイクロレンズの製造方法、マイクロレンズ、マイクロレンズアレイ板、電気光学装置及び電子機器 | |
| JP3767254B2 (ja) | 電気光学装置および投射型表示装置 | |
| JP4161582B2 (ja) | マイクロレンズアレイ板、電気光学装置、及び電子機器 | |
| JP2007333771A (ja) | 電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器 | |
| JP3849434B2 (ja) | 電気光学装置及び投射型表示装置 | |
| JP2000305472A (ja) | 電気光学装置及び投射型表示装置 | |
| JP2007248493A (ja) | 電気光学装置、及びこれを備えた電子機器 | |
| JP3982183B2 (ja) | 電気光学装置及び投射型表示装置 | |
| JP4270061B2 (ja) | マイクロレンズ及びその製造方法、並びに電気光学装置及び電子機器 | |
| JP2004077544A (ja) | 電気光学装置及び電子機器 | |
| JP4315084B2 (ja) | マイクロレンズアレイ板及びその製造方法、並びにこれを備えた電気光学装置及び電子機器 | |
| JP3965935B2 (ja) | 電気光学装置及び投射型表示装置 | |
| JP4069597B2 (ja) | 電気光学装置及び電子機器 | |
| JP3937773B2 (ja) | 電気光学装置及びその製造方法並びに電子機器 | |
| JP2004037873A (ja) | マイクロレンズアレイ、マイクロレンズ基板及びその製造方法、電気光学装置並びに電子機器 | |
| JP2004070283A (ja) | マイクロレンズの製造方法、マイクロレンズ、マイクロレンズアレイ板、電気光学装置及び電子機器 | |
| JP6003214B2 (ja) | マイクロレンズアレイ基板、電気光学装置、及び電子機器 | |
| JPH11202314A (ja) | 液晶装置及び電子機器 | |
| JP4385899B2 (ja) | マイクロレンズアレイ板及びその製造方法、並びに、電気光学装置及び電子機器 | |
| JP2004069826A (ja) | 電気光学装置及び電子機器 | |
| JP2003140127A (ja) | 電気光学装置及びその製造方法並びに電子機器 | |
| JP2006039263A (ja) | マイクロレンズアレイ板、並びに電気光学装置及び電子機器 | |
| JP4154965B2 (ja) | 電気光学基板、並びにこれを具備する電気光学装置及び電子機器 | |
| JP5011894B2 (ja) | プリズム、電気光学装置、及びプロジェクタ | |
| JP4670468B2 (ja) | マイクロレンズアレイ板及びその製造方法、基板のエッチング方法、電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050510 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20070402 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080717 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080729 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20080924 |