JP2006071947A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】 マイクロレンズアレイ板が備えるマイクロレンズのレンズ特性を高める。
【解決手段】 マイクロレンズ５００のレンズ曲面Ｓ１は、頂点Ｐ１からマイクロレンズ５００の底面Ｂ１の各辺の夫々に向かって延びており、Ｘ方向、Ｙ方向及び対角方向に沿って異なる曲率半径を有する。レンズ曲面Ｓ１は、集光先である画素の開口領域の形状に合わせて形成されている。より具体的には、レンズ曲面Ｓ１は、開口領域の周りに存在する画素の配線或いは遮光膜の如き非開口領域に向かう光を屈折させて開口領域に導くように中心Ｃ１からの方位に応じて曲率半径が設計されている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、例えば、液晶装置等の電気光学装置に用いられるマイクロレンズアレイ板、及びその製造方法、並びに該マイクロレンズアレイ板を備えた電気光学装置及び電子機器の技術分野に関する。

液晶装置等の電気光学装置において、例えば対向基板には、各画素に対応するマイクロレンズが作り込まれたり、このような複数のマイクロレンズが作り込まれたマイクロレンズアレイ板が貼り付けられたりする。このようなマイクロレンズアレイ板を利用することで、電気光学装置では明るい表示が実現される。更に、各画素においてコントラストを向上させるためには、各マイクロレンズは曲率半径の大きいレンズとして形成されるのが好ましく、このようなマイクロレンズとして、例えば球面レンズや非球面レンズがある。

液晶装置等の電気光学装置で明るい表示を可能とするためには、光源から出射された光を効率よく画素に集光することが重要な技術になり、マイクロレンズの集光性を高めるための技術開発が盛んに行われている。例えば、特許文献１によれば、レンズ曲面が楕円球面形状、又は回転双曲面形状の如き対称レンズが開示されている。尚、本明細書における「対称レンズ」とは、球面レンズ又は非球面レンズであるマイクロレンズの中心軸の回りに該マイクロレンズの断面を延在させてなる回転体を意味する。より具体的には、中心軸を含む面で対称レンズを切った断面が該対称レンズのレンズ曲面となす曲線は、中心軸から各方位に沿って互いに同じ形状を有する。

また、特許文献２によれば、一の画素電極部に対して複数のマイクロレンズを配置することによって画素への集光性を高める技術が開示されている。

特開平９−１２７４９６号公報 特開２０００−１９３９２８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたマイクロレンズのレンズ形状は、上述したように対称レンズのみであり、他のレンズ形状については言及されていない。したがって、例えば、光を透過させるべき領域である画素の開口領域が長方形等の異方的な形状である場合には、対称レンズとされるマイクロレンズでは十分に集光できない場合が考えられる。実際、液晶装置等の画素は、例えば電極線の如き光を透過させない部分によって形成される非開口領域を含むことが多く、光が透過することができる実質的な開口領域は、画素の形状と異なる場合が多い。更に、画像表示領域内にマトリクス状に配列される各画素の平面形状自体も、正方形ではなく、長方形である場合も多い。特許文献２に開示されたマイクロレンズは、概ね同一形状のマイクロレンズが複数集合したものであり、上述した集光性を高めるためのマイクロレンズの個別のレンズ形状については詳細な検討がなされていない。

また、通常の対称レンズを形成する方法でマイクロレンズアレイを形成した場合、隣接して形成されるマイクロレンズのレンズ曲面同士がぶつかることによってレンズ曲面が途切れた形状となり、レンズ特性を十分に引き出すことができない問題が生じる。より具体的には、例えば、平面形状が正方形であるレンズ形成領域にマイクロレンズを形成する場合、レンズ形成領域の対角方向に合わせて最適な曲率半径を有するレンズ曲面を形成すると、レンズ曲面は、レンズ形成領域の各辺に沿った方向で隣り合うマイクロレンズとぶつかり、レンズ形成領域の各辺に沿った方向ではレンズ曲面が途中で途切れてしまう。このような場合、レンズ形成領域の各辺に沿った方向ではレンズ曲面は最適な曲率半径を有しないことになり、マイクロレンズ全体のレンズ特性を十分に引き出すことができない。

他方、従来の対称レンズを形成する方法を用いて上述したレンズ形成領域の各辺に合わせてマイクロレンズを形成した場合、画素のサイズに合わせて設定されたレンズ形成領域のサイズよりマイクロレンズのサイズが小さくなり、レンズ特性が低下する。より具体的には、例えば、正方形のレンズ形成領域の対角方向に沿って、レンズ形成領域の端までマイクロレンズを形成することができない。

このように、従来の対称レンズではレンズ特性を十分に引き出すことができないばかりか、画素の開口領域に対する集光性を高めることができるように最適な形状に設計されたレンズ曲面をレンズ形成領域全体に形成することが困難である技術的問題がある。

そこで、本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、マイクロレンズのレンズ曲面全体を有効に利用することによって画素に対する集光性を更に高めることが可能なマイクロレンズアレイ板、及びその製造方法、並びにこのマイクロレンズアレイ板を備えた電気光学装置及び電子機器を提供することを課題とする。

本発明に係るマイクロレンズアレイ板は上記課題を解決するために、非開口領域を隔てて相隣接する開口領域を夫々含む複数の画素が配列されてなる画像表示領域を有する電気光学パネルに対向配置されるマイクロレンズアレイ板であって、前記画像表示領域に対向配置される透明基板と、前記複数の画素に夫々に対応して前記透明基板上に形成された複数のマイクロレンズとを備え、前記複数のマイクロレンズの夫々は、その中心を基準とする前記透明基板上における方位に応じて異なる曲率半径を持つと共に前記非開口領域へ向かう光を前記開口領域へ導くレンズ曲面を有する。

本発明に係るマイクロレンズ板は、非開口領域を隔てて相隣接する開口領域を夫々含む複数の画素が配列されてなる画像表示領域を有する電気光学パネルに対向配置されるマイクロレンズアレイ板である。ここで、本発明に係る「開口領域」とは、実質的に光が透過する画素内の領域であり、例えば、画素に集光される光が配線、遮光膜、半導体素子等で遮られることがない領域を意味する。画素内に配線等が配設されており、表示に寄与する光が透過しない領域は、本発明に係る「非開口領域」の一例に該当する。また、本発明に係る「電気光学パネル」とは、例えば、電気光学装置の一例である液晶装置が備える液晶パネルであり、より一般的には、電気光学装置を構成する構成要素のうちバックライトの如き光源を有していない構成要素を含む。

本発明に係るマイクロレンズアレイ板は、前記画像表示領域に対向配置される透明基板と、前記複数の画素に夫々に対応して前記透明基板上に形成された複数のマイクロレンズとを備え、前記複数のマイクロレンズは夫々、その中心を基準とする前記透明基板上における方位に応じて異なる曲率半径を持つと共に前記非開口領域へ向かう光を前記開口領域へ導くレンズ曲面を有している。本発明に係る「その中心」とは、画素側からマイクロレンズを見た平面内における該マイクロレンズの中心を意味する。

本発明に係るマイクロレンズアレイ板によれば、マイクロレンズの中心を基準として透明基板上における方位に応じて異なる曲率半径を有するレンズ曲面は非開口領域へ向かう光を開口領域に導くように設計されており、マイクロレンズは開口領域に対する集光性が高められている。より具体的には、例えば、開口領域が長方形の如き異方的な形状である場合には、集光性に優れた最適なレンズ曲面の曲率半径は、開口領域の例えば、長手方向、短手方向、及び対角方向に応じて異なっている。したがって、開口領域の形状に合わせてレンズ曲面を設計しておけば、開口領域に対する集光性を高めることができる。

また、本発明に係るマイクロレンズアレイ板によれば、レンズ曲面を、マイクロレンズの中心を基準とする透明基板における方位に応じて異なる曲率半径を持つように設計することによって、レンズ曲面の設計の自由度を高めることも可能である。

更に、本発明に係るマイクロレンズアレイ板によれば、透明基板上の複数のマイクロレンズのうち隣り合うように設けられたマイクロレンズの境界においてもレンズ曲面を有効に機能させることができ、マイクロレンズのレンズ曲面全体を介して開口領域に集光することが可能である。

尚、本発明に係るマイクロレンズアレイ板は、液晶装置の如き電気光学装置に適用されるマイクロレンズアレイ板に限定されることなく、マイクロレンズアレイ板を備える各種電気光学装置であれば、如何なる装置にも適用可能であることは言うまでもない。

本発明に係るマイクロレンズアレイ板の一の態様においては、前記透明基板に平行な平面に前記レンズ曲面を射影した射影領域のサイズは、前記画素のサイズと一致する。

この態様によれば、前記透明基板と平行な平面に前記レンズ曲面を射影した射影領域のサイズは、配列された複数のマイクロレンズのピッチと一致する。したがって、射影領域のサイズが画素のサイズと一致していることにより画素のピッチに合わせて各マイクロレンズが配置されていることになり、各マイクロレンズから、該マイクロレンズに対向する画素の開口領域に個別に集光することができる。これにより、マイクロレンズアレイ板が備える複数のマイクロレンズから個別に各画素の開口領域に向かって集光することができ、電気光学パネルの画像表示領域の明るさを向上させて表示性能を高めることが可能である。尚、前記平面は、マイクロレンズの底面と一致している場合に限定されるものではなく、画素のサイズとレンズ曲面のサイズとを比較するために想定した平面である。

本発明に係るマイクロレンズアレイ板の他の態様においては、前記レンズ曲面の下端は、前記平面上で前記レンズ曲面の周方向に沿って位置する。

この態様によれば、マイクロレンズのレンズ曲面のうち、例えば、縦又は横に相隣接する２つのレンズ曲面間の線分部分や、縦横に相隣接する４つのレンズ曲面間のコーナーに位置する点部分など、従来十分に機能していなかった、任意の方位についてのマイクロレンズの境界付近のレンズ曲面をも所望の曲率半径を有するように設計することができ、レンズ曲面全体を有効に利用して、集光性を高めることが可能である。

本発明に係るマイクロレンズアレイ板の他の態様においては、前記レンズ曲面と該レンズ曲面が隣接する他のレンズ曲面との境界線は、前記透明基板からみて凸形状を有する。

この態様によれば、上述したマイクロレンズアレイ板のように、レンズ曲面の下端が透明基板に平行な平面上に位置していない場合でも、任意の方位についてのマイクロレンズの境界付近のレンズ曲面をも所望の曲率半径を有するように設計することができ、レンズ曲面全体を有効に利用して、集光性を高めることが可能である。より具体的には、前記レンズ曲面と該レンズ曲面が隣接する他のレンズ曲面との境界線が、前記透明基板からみて凸形状を有する場合、即ち、マイクロレンズの中心から見た全方位でレンズ曲面の下端が同一の高さに位置していない場合でもレンズ曲面全体を相応に有効に利用して、集光性を高めることが可能である。

本発明に係るマイクロレンズアレイ板の他の態様においては、前記透明基板上で一の方位を向き且つ前記透明基板に垂直な断面上で前記レンズ曲面がなす曲線は、前記中心からの距離に応じて異なる曲率半径を持つ。

この態様によれば、前記透明基板上で一の方位を向き且つ前記透明基板に垂直な断面上で前記レンズ曲面がなす曲線が、前記中心からの距離に応じて異なる曲率半径を持っていることにより、集光性を高めるように、中心からの距離に応じてレンズ曲面の曲率半径を異ならせておくことができる。例えば、レンズ曲面のうち中心に近い領域の曲率半径に比べて中心から遠い領域の曲率半径を小さくすることによって、本来非開口領域に向かって導かれるはずであった光を開口領域に向かって大きく屈折させて集光することが可能である。これにより、例えば、予め中心からの距離に応じて曲率半径が最適になるようにレンズ曲面を設計しておけば、レンズ曲面全体の集光性を高めることができる。

本発明の第１のマイクロレンズアレイ板の製造方法は上記課題を解決するために、非開口領域を隔てて相隣接する開口領域を夫々含む複数の画素が配列されてなる画像表示領域を有する電気光学パネルに対向配置されるマイクロレンズアレイ板を製造するためのマイクロレンズアレイ板の製造方法であって、前記画像表示領域に対向配置される透明基板上に形成すべき複数のマイクロレンズのレンズ形成領域の夫々に、その中心を基準とする前記透明基板上における方位に応じて異なる曲率半径を持つと共に前記非開口領域へ向かう光を前記開口領域へ導くレンズ曲面に合わせた曲面を有する保護膜を形成する膜形成工程と、前記保護膜を介して前記透明基板をエッチングすることによって、前記透明基板に平行な平面上で前記レンズ曲面の周方向に沿って前記レンズ曲面の下端が位置するように、前記透明基板に前記レンズ曲面を有する複数の凹部又は凸部を形成するエッチング工程とを備える。

本発明に係るマイクロレンズアレイ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アレイ板を製造することができる。先ず、前記画像表示領域に対向配置される透明基板上に形成すべき複数のマイクロレンズのレンズ形成領域の夫々に、その中心を基準とする前記透明基板上における方位に応じて異なる曲率半径を持つと共に前記非開口領域へ向かう光を前記開口領域へ導くレンズ曲面に合わせた曲面を有する保護膜、或いはエッチング用のレジスト又はマスクを形成する。ここで、本発明に係る「前記画像表示領域に対向配置される透明基板上に形成すべき複数のマイクロレンズのレンズ形成領域」とは、最終的にマイクロレンズアレイ板を電気光学パネルに対向配置した際に、透明基板上のうち電気光学パネルの画像表示領域に含まれる各画素に夫々対向する領域を意味する。このような領域をレンズ形成領域として、後述するエッチング工程を経て透明基板上に複数のマイクロレンズを形成する。

続いて、前記保護膜を介して前記透明基板をエッチングすることによって、前記透明基板に前記レンズ曲面を有する複数の凹部又は凸部を形成する。このような凹部又は凸部は、最終的に形成されるマイクロレンズのレンズ曲面の下端が、前記透明基板と平行な平面上で前記レンズ曲面の周方向に沿って位置するように形成される。そして、レンズ曲面を有する複数の凹部又は凸部をそのまま、或いは例えば透明樹脂の如きレンズ形成材料を凹部に充填することによって、複数のマイクロレンズが形成されたマイクロレンズアレイ板を形成することができる。

本発明の第２のマイクロレンズアレイ板の製造方法は上記課題を解決するために、非開口領域を隔てて相隣接する開口領域を夫々含む複数の画素が配列されてなる画像表示領域を有する電気光学パネルに対向配置されるマイクロレンズアレイ板を製造するためのマイクロレンズアレイ板の製造方法であって、前記複数の画素の配列に合わせて基板上に設けられる複数のレンズ形成領域の夫々に、その中心を基準とする前記基板上における方位に応じて異なる曲率半径を持つと共に前記非開口領域へ向かう光を前記開口領域へ導くレンズ曲面に合わせた曲面を有する保護膜を形成する膜形成工程と、前記保護膜を介して前記基板をエッチングすることによって、前記透明基板に平行な平面上で前記レンズ曲面の周方向に沿って前記レンズ曲面の下端が位置するように、前記基板に前記レンズ曲面を有する複数の凹部又は凸部を形成するエッチング工程と、前記複数の凹部の形状をレンズ形成部材に転写することによって複数のマイクロレンズを形成するレンズ形成工程とを備える。

本発明に係るマイクロレンズアレイ板の製造方法によれば、本発明の第１のマイクロレンズアレイ板の製造方法と同様に、上述した本発明のマイクロレンズアレイ板を製造することができる。

本発明に係るマイクロレンズアレイ板の製造方法は、本発明の第１のマイクロレンズアレイ板の製造方法と比べて、基板を透明基板に限定しない点、及びエッチング工程の後に行われるレンズ形成工程を備えた点で異なる。即ち、膜形成工程及びエッチング工程に続いて、前記複数の凹部の形状をレンズ形成部材に転写することによって複数のマイクロレンズを形成する。より具体的には、例えば、凹部に充填された透明樹脂を硬化させた後、レンズ曲面が転写された硬化後の透明樹脂を基板から分離することによって、複数のマイクロレンズ及び該マイクロレンズと同じ材質で形成された透明基板を備えたマイクロレンズアレイ板を形成することができる。尚、本発明に係る「レンズ形成工程」においては、凹部に透明樹脂を充填する方法に限定されず、例えば、光透過性を有する材料を主たる材料として形成された塑性を有するレンズ形成部材を凹部を覆うように基板に押し付けてレンズ曲面を転写し、その後、レンズ曲面が転写されたレンズ形成部材を硬化させてマイクロレンズアレイ板を形成することも可能である。したがって、本発明に係る「基板」としては、透明基板及び非透明基板のどちらを用いてもよい。また、前記基板上に凸部を形成し、この凸部の表面をレンズ曲面としてマイクロレンズアレイ板を形成することも可能である。

本発明に係る電気光学装置は、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アレイ板を備えている。

本発明に係る電気光学装置によれば、本発明のマイクロレンズアレイ板と同様に画素への集光性を高めることができ、表示性能に優れた電気光学装置を提供することができる。また、本発明に係る電気光学装置は、上述したようにマイクロレンズアレイ板を具備してなるので、光の利用効率を高めることができ、且つ各画素に対する集光性及びコントラストを向上させることも可能である。したがって、本発明に係る電気光学装置は、高品質の表示を行うことができる。

本発明に係る電子機器は、上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置を備えている。

本発明に係る電子機器によれば、上述した本発明に係る電気光学装置を具備してなるので、高品位の表示が可能な、投射型表示装置、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。また、本発明に係る電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置の他に、電子放出素子を利用した表示装置（Field Emission Display及びSurface-Conduction Electron-Emitter Display）、DLP（Digital Light Processing）等も実現することが可能である。

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。

以下、本実施形態では、説明の便宜上、先ず、マイクロレンズアレイ板及びこれに適用されるマイクロレンズの構成の各態様について説明した後、これらマイクロレンズアレイ板の製造方法を説明し、最後に、本発明に係るマイクロレンズアレイ板が適用される電気光学装置及び、これを備えた電子機器について説明する。

＜第１実施形態＞
（マイクロレンズアレイ板の構成）
先ず、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ板２０の概要について、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ板２０の概略構成を示した斜視図である。図２は、マイクロレンズアレイ板２０が備えるマイクロレンズのうち隣接する４つのマイクロレンズ５００に係る部分を拡大して示した平面図である。図３は、図２のＩＩＩ線−ＩＩＩ´線断面図である。

図１において、本実施形態のマイクロレンズアレイ板２０は、本発明に係る「透明基板」の一例である透明板部材２１０と、透明板部材２１０上にマトリクス状に平面配列された複数のマイクロレンズ５００とを備えて構成される。透明板部材２１０は、例えば石英板等であり、マトリクス状に多数の凹部が形成されている。透明板部材２１０に掘られた凹部には例えば感光性樹脂材料からなる接着剤が充填されている。この接着剤を硬化させることによって接着層２３０が形成され、透明板部材２１０を覆うように配置されたカバーガラス２００と透明板部材２１０とが相互に接着されている。カバーガラス２００及び透明板部材２１０を接着する接着剤は、例えば、透明板部材２１０よりも高屈折率の透明な接着層である。

図２及び図３において、マイクロレンズ５００のレンズ曲面は、相互に屈折率が異なる透明板部材２１０と接着層２３０とにより概ね規定されている。マイクロレンズ５００は、図３において概ね下側に凸状に突出した、集光機能を有する所謂平凸レンズとして構築されている。

本実施形態に係るマイクロレンズアレイ板２０に適用されるマイクロレンズ５００は、マイクロレンズ５００の夫々は、その中心を基準とする透明板部材２１０上における方位に応じて異なる曲率半径を持つレンズ曲面を有する。更に、マイクロレンズ５００は、例えば、後述する液晶装置等の電気光学装置が備える液晶パネルの画像表示領域に対向配置される。マイクロレンズ５００の夫々は、遮光膜或いは配線等が配置された格子状の非開口領域と、この非開口領域を隔てて相隣接する開口領域とを夫々含む各画素に臨み、遮光膜或いは配線等に向かう光を開口領域に導く。従って、各マイクロレンズ５００に入射する入射光は、マイクロレンズ５００の屈折作用により、液晶パネルの如き電気光学パネルの各画素の開口領域に向けて集光される。これにより、画素における明るい表示が可能となり、画像表示領域における優れた表示性能を実現することが可能になる。

（マイクロレンズの構成）
続いて、図４乃至図７を参照しながら、マイクロレンズアレイ板２０に適用されるマイクロレンズ５００の構成について詳細に説明する。図４は、本実施形態のマイクロレンズ５００の外形形状を示す斜視図であり、図５は、マイクロレンズ５００を上側から見た平面図である。図６は、本実施形態のマイクロレンズ５００の断面図であって、マイクロレンズ５００の中心からの異なる方位に沿った面でマイクロレンズ５００を切った夫々の断面を示す断面図である。図６（ａ）は、中心Ｃ１からＸ方向に沿った方位で切った断面、図６（ｂ）は、中心Ｃ１Ｙ方向に沿った方位で切った断面、図６（ｃ）は、中心Ｃ１から対角方向に沿った方位で切った断面を示す。

図４、図５、及び図６においては、マイクロレンズ５００の平面形状は透明板部材２１０のレンズ形成領域に合わせて矩形状であり、本実施形態では長方形とされる。尚、説明の便宜上、透明板部材２１０の平面上でマイクロレンズ５００の長手方向をＹ方向、短手方向をＸ方向とし、マイクロレンズ５００のレンズ曲面Ｓ１に沿って頂点Ｐ１から底面Ｂ１まで伸びる３つの曲線を夫々曲線ＣＬＸ１、ＣＬＹ１、及びＣＬＤ１とする。曲線ＣＬＸ１は、頂点Ｐ１からレンズ曲面Ｓ１に沿ってＸ方向に沿って延びる曲線であり、曲線ＣＬＹ１は同様にＹ方向に沿って延びる曲線であり、曲線ＣＬＤは対角方向に沿って延びる曲線である。中心Ｃ１を含みＸ方向、Ｙ方向、及び対角方向の夫々に沿った面でマイクロレンズ５００を切った断面を夫々５００Ｘ、５００Ｙ、及び５００Ｄとする。曲線ＣＬＸ１、ＣＬＹ１、及びＣＬＤ１を夫々底面Ｂ１に射影した射影線を線分ＬＸ１、ＬＹ１、及びＬＤ１として設定する。線分ＬＸ１、ＬＹ１、及びＬＤ１の長さの大小関係は、ＬＸ１＜ＬＹ１＜ＬＤ１である。断面５００Ｘ、５００Ｙ、及び５００Ｄとして、マイクロレンズ５００の中心Ｃ１を含む中心軸ＣＡ１に対して片側のみの断面を夫々示している。

マイクロレンズ５００のレンズ曲面Ｓ１は、頂点Ｐ１からマイクロレンズ５００の底面Ｂ１の各辺の夫々に向かって延びており、本発明に係る「方位」の夫々一例であるＸ方向、Ｙ方向及び対角方向に沿って異なる曲率半径を有する。より具体的には、図６（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）を比較すればわかるように、曲線ＣＬＸ１、ＣＬＹ１、及びＣＬＤ１の曲率半径は夫々異なっており、レンズ曲面Ｓ１は、これら曲線ＣＬＸ１、ＣＬＹ１、及びＣＬＤ１の夫々をつなぐ滑らかな曲面である。

曲線ＣＬＸ１、ＣＬＹ１、及びＣＬＤ１を夫々底面Ｂ１の対辺まで延在してなる曲線である。また、底面Ｂ１は、本発明に係る「透明基板に平行な平面」の一例であり、曲線ＣＬＸ１、ＣＬＹ１、及びＣＬＤ１の下端、即ちレンズ曲面Ｓ１の下端が底面Ｂ１上に位置し、レンズ曲面Ｓ１の周方向に沿って位置している。曲線ＣＬＸ１、ＣＬＹ１、及びＣＬＤ１をレンズ曲面Ｓ１に沿って底面Ｂ１の対辺まで延在してなる曲線は、夫々中心Ｃ１からＸ方向、Ｙ方向、及び対角方向に向いている。尚、本実施形態のマイクロレンズ５００のレンズ曲面Ｓ１を中心Ｃ１を含む面で切った断面に含まれる曲線、即ち、レンズ曲面Ｓ１に沿った曲線は、曲線ＣＬＸ１、ＣＬＹ１、及びＣＬＤ１と同様に頂点Ｐ１を通り、中心Ｃ１から見た任意の方向について底面Ｂ１上で互いに向かい合う対辺と交わっている。

レンズ曲面Ｓ１は、集光先である画素の開口領域の形状に合わせて形成されている。より具体的には、レンズ曲面Ｓ１は、開口領域の周りに存在する画素の配線或いは遮光膜の如き非開口領域に向かう光を屈折させて開口領域に導くように中心Ｃ１からの方位に応じて曲率半径が設計されている。レンズ曲面Ｓ１は開口領域の形状を反映させたうえで設計されることが該開口領域に効率良く集光するためには重要であり、例えば、開口領域の形状が長方形である場合には、レンズ曲面Ｓ１のうち開口領域の短辺方向に沿った方位の曲率半径を小さく設計し、開口領域の長手方向に沿った方位の曲率半径を短辺方向に比べて大きく設計することになる。開口領域が長方形である場合に限定されず、レンズ曲面Ｓ１の曲率半径は、開口領域の形状に応じて中心Ｃ１からの各方位について個別に設計される。これにより、従来の対称レンズでは困難であった集光性の更なる向上を可能にすることができる。

レンズ曲面Ｓ１は、開口領域の周りに存在する非開口領域に向かう光を屈折させて開口領域に導くように曲率半径が設計された上で、底面Ｂ１の各辺と交わるように形成されている。マイクロレンズ５００の底面Ｂ１は、透明板部材２１０の個々のレンズ形成領域のサイズに合わせて規定されたサイズであり、本実施形態では、レンズ形成領域のサイズと底面Ｂ１のサイズとは一致している。即ち、底面Ｂ１は、本発明に係る「射影領域」の一例であり、レンズ曲面Ｓ１は、透明板部材２１０の平面上でレンズ形成領域全体に臨むように形成されている。ここで、レンズ形成領域は、マイクロレンズアレイ板２０が対向配置される画像表示領域が備える各画素のピッチと一致している。したがって、レンズ曲面Ｓ１は一つの画素に臨み、この画素に効率良く集光することができる。更に、レンズ形成領域全体に臨むようにレンズ曲面Ｓ１が形成されていることから、レンズ形成領域全体がマイクロレンズ５００を形成するために有効に利用されている。

図６において、断面５００Ｘ、５００Ｙ、及び５００Ｄに含まれる曲線ＣＬＸ１、ＣＬＹ１、及びＣＬＤ１は、中心軸ＣＡ１からの距離に応じて異なる曲率半径を有している。より具体的には、図６（ａ）において、曲線ＣＬＸ１の夫々一部であって、線分ＬＸ１に沿って中心軸ＣＡ１からの距離が異なる線分ＣＬＸａ１及びＣＬＸｂ１の曲率半径は異なる。例えば、線分ＣＬＸａ１の曲率半径は、中心軸ＣＡ１からの距離が線分ＣＬＸａ１のそれより大きい線分ＣＬＸｂ１の曲率半径より大きい。同様に、曲線ＣＬＹ１及びＣＬＤ１においても、中心軸ＣＡ１からの距離が異なる部分を構成する線分の曲率半径は異なる。したがって、集光性を高めるように中心軸ＣＡ１からの距離に応じてレンズ曲面Ｓ１の曲率半径が異なっている。

このように中心軸ＣＡ１からの距離に応じて異なる曲率半径を与えることで、各画素の非開口領域へ向かう光を開口領域に導きつつ、開口領域の中央付近に光が集光され過ぎる事態を避けることができ、該中央付近における液晶や配向膜の劣化を効果的に防止することも可能となる。尚、本実施形態では、Ｘ方向、Ｙ方向、対角方向の３つの方向に沿った曲線ＣＬＸ、ＣＬＹ、及びＣＬＤを例に挙げてレンズ曲面Ｓ１内における曲率半径の相違について説明したが、Ｘ方向、Ｙ方向、及び対角方向以外の方位についても、集光性を高めるように曲率半径が個別に設計されている。

＜第２実施形態＞
次に、図７乃至図１１を参照しながら、本発明に係るマイクロレンズアレイ板の他の態様、及びこの態様に適用されるマイクロレンズの構造について説明する。ここで、第２実施形態で説明するマイクロレンズ６００の底面Ｂ２は、マイクロレンズ６００を説明するうえで便宜上設定したものであり、必ずしも底面Ｂ２によってマイクロレンズ６００の底面が規定されるわけではないことを留意されたい。同様に第３実施形態の界面Ｂ３も、必ずしもマイクロレンズ７００の底面を規定するものではない。

（マイクロレンズアレイ板の構成）
図７乃至図９を参照しながら、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ板１２０の概要について説明する。図７は、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ板１２０の概略構成を示した斜視図である。図８は、マイクロレンズアレイ板１２０が備えるマイクロレンズ６００のうち隣接する４つのマイクロレンズ６００に係る部分を拡大して示した平面図である。図９は、図８のＩＸ−ＩＸ´線断面図である。

図７において、本実施形態のマイクロレンズアレイ板１２０は、透明板部材３１０と、透明板部材３１０上にマトリクス状に平面配列された複数のマイクロレンズ６００とを備えて構成される。透明板部材３１０、接着層３３０、カバーガラス３００は、第１実施形態の透明板部材２１０、接着層２３０、カバーガラス２００と同様の材料及び機能等を有する。また、マイクロレンズアレイ板１２０は、マイクロレンズアレイ板２０と同様に、例えば、液晶装置等の電気光学装置が備える液晶パネルの画像表示領域に対向配置され、画素の開口領域に対する優れた集光性を有する。マイクロレンズアレイ板２０及び１２０を比べた場合の相違点としては、隣接するマイクロレンズ６００間の接続態様がマイクロレンズ５００と異なる点が挙げられる。より具体的には、レンズ曲面Ｓ２がカバーガラス３００と交わることなく、接着層３３０を介してカバーガラス３００と離間されている。但し、後述するように、レンズ曲面Ｓ２は、底面Ｂ２の４つの頂点で底面Ｂ２と交わっている。

図８及び図９において、マイクロレンズ６００は平面的に複数配列されており、マイクロレンズ６００のレンズ曲面は、相互に屈折率が異なる透明板部材３１０と接着層３３０とにより概ね規定されている。マイクロレンズ６００は、図３において概ね下側に凸状に突出した凸レンズとして構築されている。隣接するマイクロレンズ６００のレンズ曲面は、大部分においてマイクロレンズ６００の底面と交わることなく、カバーガラス３００のマイクロレンズ６００が形成された側で互いに交わっている。

（マイクロレンズの構成）
図１０乃至図１１を参照しながら、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ板１２０に適用されるマイクロレンズ６００について詳細に説明する。図１０は、マイクロレンズ６００の外形形状を示す斜視図である。図１１は、マイクロレンズ６００の断面図であって、マイクロレンズ６００の中心からの異なる方位に沿った面でマイクロレンズ６００を切った夫々の断面を示す断面図である。図１１（ａ）は、中心Ｃ２からＸ方向に沿った方位で切った断面、図１１（ｂ）は、中心Ｃ２Ｙ方向に沿った方位で切った断面、図１１（ｃ）は、中心Ｃ２から対角方向に沿った方位で切った断面を示す。尚、本実施形態では、マイクロレンズ６００の平面形状が長方形である場合を例に挙げて説明するが、マイクロレンズ６００の平面形状は、長方形に限定されるものではなく、例えば、正方形であってもよい。

図１０及び図１１において、第１実施形態と同様に、透明板部材３１０の平面上でマイクロレンズ６００の長手方向をＹ方向、短手方向をＸ方向とし、マイクロレンズ６００のレンズ曲面Ｓ２に沿って頂点Ｐ２からマイクロレンズ６００の外側に向かって伸びる３つの曲線を夫々曲線ＣＬＸ２、ＣＬＹ２、及びＣＬＤ２とする。曲線ＣＬＸ２は、頂点Ｐ２からレンズ曲面Ｓ２に沿ってＸ方向に沿って延びる曲線であり、曲線ＣＬＹ２は同様にＹ方向に沿って延びる曲線であり、曲線ＣＬＤ２は対角方向に沿って延びる曲線である。また、中心Ｃ２を含みＸ方向、Ｙ方向、及び対角方向の夫々に沿った面でマイクロレンズ６００を切った断面を夫々６００Ｘ、６００Ｙ、及び６００Ｄとする。マイクロレンズ６００の底面Ｂ２の平面形状は、透明板部材３１０のレンズ形成領域に合わせて長方形である。説明の便宜上、曲線ＣＬＸ２、ＣＬＹ２、及びＣＬＤ２を夫々底面Ｂ２に射影した射影線を線分ＬＸ２、ＬＹ２、及びＬＤ２とする。これら線分ＬＸ２、ＬＹ２、及びＬＤ２の長さの大小関係は、ＬＸ２＜ＬＹ２＜ＬＤ２である。尚、断面６００Ｘ、６００Ｙ、及び６００Ｄとして、マイクロレンズ６００の中心Ｃ２を含む中心軸ＣＡ２に対して片側のみの断面を夫々示している。

マイクロレンズ６００のレンズ曲面Ｓ２は、第１実施形態と同様に、マイクロレンズ６００の底面Ｂ２におけるマイクロレンズ６００の中心Ｃ２からの方位に応じて曲率半径が異なっている。より具体的には、レンズ曲面Ｓ２は、頂点Ｐ２からマイクロレンズ６００の底面Ｂ２の各辺に向かって夫々延びる曲面であり、例えば、図１１（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）を比較すればわかるように、曲線ＣＬＸ２、ＣＬＹ２、及びＣＬＤ２の曲率半径は夫々異なっている。したがって、レンズ曲面Ｓ２は、Ｘ方向、Ｙ方向及び対角方向に沿って異なる曲率半径を有する。レンズ曲面Ｓ２は、Ｘ方向、Ｙ方向、及び対角方向に限定されず、集光先である画素の開口領域に対する集光性が高められるように中心軸ＣＡ２からの各方位に応じて曲率半径が異なっている。より具体的には、レンズ曲面Ｓ２は、開口領域の周りの非開口領域に向かう光を屈折させて開口領域に導くように中心Ｃ２からの方位に応じて曲率半径が設計されている。

マイクロレンズ６００が形成される透明板状部材３１０のレンズ形成領域は、マイクロレンズアレイ板１２０が対向配置される画像表示領域が備える各画素のピッチと一致している。したがって、レンズ曲面Ｓ２は、第１実施形態と同様に、一つの画素に臨み、この画素に効率良く集光することができる。更に、レンズ形成領域全体に臨むようにレンズ曲面Ｓ２が形成されていることから、レンズ形成領域全体がマイクロレンズ６００に有効に利用されている。

マイクロレンズ６００は、マイクロレンズ６００と隣接するマイクロレンズとの境界として、断面ＣＳＸ２及びＣＳＹ２を有している。断面ＣＳＸ２は図中Ｙ方向に沿って延在し、断面ＣＳＹ２は図中Ｘ方向に沿って延在する。断面ＣＳＸ２及びＣＳＹ２の上側の曲線は、本発明に係る「境界線」の一例であり、カバーガラス３００側からみて凸形状を有している。したがって、レンズ曲面Ｓ２は、底面Ｂ２の各頂点で底面Ｂ２と交わるのみである。このように、マイクロレンズ６００は、第１実施形態に係るマイクロレンズ５００間の境界が底面Ｂ１の各辺である場合と異なっている。このようなマイクロレンズ６００でも、レンズ形成領域を有効に利用することができ、レンズ曲面Ｓ２に含まれる領域のうち隣接するマイクロレンズとの境界付近の領域は、最適な曲率半径を有している。

図１１において、第１実施形態と同様に、断面６００Ｘ、６００Ｙ、及び６００Ｄは、中心軸ＣＡ２からの距離に応じて異なる曲率半径を有している。より具体的には、図１１（ａ）において、図６（ａ）に示した線分ＣＬＸ１ａ及びＣＬＸ１ｂと同様に、線分ＣＬＸａ２及びＣＬＸｂ２の各部分の曲率半径は集光性を高めるように夫々最適な値に設計されている。また、図１１（ｂ）及び（ｃ）においても同様である。したがって、隣り合うレンズ曲面Ｓ２が、底面Ｂ２の上側で交わる場合であっても、レンズ曲面Ｓ２に含まれる領域のうち隣接するマイクロレンズ６００の境界付近の領域でも開口領域に集光することが可能である。また、図Ｘ方向、Ｙ方向、及び対角方向以外の方位についても、集光性が高まるようにＸ方向、Ｙ方向、及び対角方向と同様に曲率半径が個別に設計されていることから、集光先である画素の開口領域全体に効率良く集光することが可能である。

＜第３実施形態＞
（マイクロレンズの構成）
次に、図１２乃至図１３を参照しながら、本発明に係るマイクロレンズアレイ板に適用なマイクロレンズの構造について説明する。尚、本実施形態に係るマイクロレンズ７００は、第２実施形態のマイクロレンズと同様の配置でマイクロレンズアレイ板に形成される。また、本実施形態では、マイクロレンズ７００と接着剤層との界面Ｂ３を介してマイクロレンズ７００がカバーガラスに臨むように形成されている。界面Ｂ３は、マイクロレンズ７００のうちカバーガラスに最も近い部分を結んだ面である。図１２は、本実施形態のマイクロレンズ７００の外形形状を示す斜視図であり、図１３は、本実施形態のマイクロレンズ７００の断面図であって、マイクロレンズ７００の中心からの異なる方位に沿った面でマイクロレンズ７００を切った夫々の断面を示す断面図である。図１３（ａ）は、中心Ｃ３からＸ方向に沿った方位で切った断面、図１３（ｂ）は、中心Ｃ３からＹ方向に沿った方位で切った断面、図１３（ｃ）は、中心Ｃ３から対角方向に沿った方位で切った断面を示す。

図１２及び図１３において、透明板部材の平面上でマイクロレンズ７００の長手方向をＹ方向、短手方向をＸ方向とし、マイクロレンズ７００のレンズ曲面Ｓ３に沿って頂点Ｐ３から底面Ｂ３まで伸びる３つの曲線を夫々曲線ＣＬＸ３、ＣＬＹ３、及びＣＬＤ３とする。曲線ＣＬＸ３は、頂点Ｐ３からレンズ曲面Ｓ３に沿ってＸ方向に沿って延びる曲線であり、曲線ＣＬＹ３はＹ方向に沿って延びる曲線であり、曲線ＣＬＤ３は対角方向に沿って延びる曲線である。また、中心Ｃ３を含みＸ方向、Ｙ方向、及び対角方向の夫々に沿った面でマイクロレンズ７００を切った断面を夫々７００Ｘ、７００Ｙ、及び７００Ｄとする。マイクロレンズ７００の底面Ｂ３の平面形状は、マイクロレンズアレイ板に含まれる透明板部材のレンズ形成領域に合わせた形状であり、本実施形態では長方形である。説明の便宜上、曲線ＣＬＸ３、ＣＬＹ３、及びＣＬＤ３を夫々底面Ｂ３に射影した射影線を線分ＬＸ３、ＬＹ３、及びＬＤ３とする。これら線分ＬＸ３、ＬＹ３、及びＬＤ３の長さの大小関係は、ＬＸ３＜ＬＹ３＜ＬＤ３である。尚、断面７００Ｘ、７００Ｙ、及び７００Ｄとして、マイクロレンズ７００の中心Ｃ３を含む中心軸ＣＡ３に対して片側のみの断面を夫々示している。

マイクロレンズ７００のレンズ曲面Ｓ３は、マイクロレンズ７００と接着剤層７１０との界面Ｂ３におけるマイクロレンズ７００の中心Ｃ３からの方位に応じて曲率半径が異なっている。より具体的には、レンズ曲面Ｓ３は、頂点Ｐ３からマイクロレンズ７００の外側に向かって傾斜した曲面であり、曲線ＣＬＸ３、ＣＬＹ３、及びＣＬＤ３の曲率半径は夫々異なっている。したがって、レンズ曲面Ｓ３は、Ｘ方向、Ｙ方向及び対角方向に沿って異なる曲率半径を有する。レンズ曲面Ｓ３は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、集光先である開口領域の平面形状に合わせて各方位に沿った曲率半径が設計されている。したがって、従来の対称レンズでは困難であった集光性の更なる向上を可能にすることができる。

レンズ曲面Ｓ３は、非開口領域に向かう光を屈折させて開口領域に導くように中心Ｃ３からの方位に応じて曲率半径が設計された結果、隣接するマイクロレンズ７００と接する接着層で互いに交わる。

マイクロレンズ７００の界面Ｂ３は、第２実施形態と同様に透明板部材上のレンズ形成領域のサイズと底面Ｂ３のサイズは一致している。したがって、透明板部材上に複数は配置されるマイクロレンズ７００のピッチは、マイクロレンズアレイ板が対向するように配置される画素のピッチと一致する。

マイクロレンズ７００は、マイクロレンズ７００と隣接するマイクロレンズとの境界として、断面ＣＳＸ３及びＣＳＹ３を有している。断面ＣＳＸ３は図中Ｙ方向に沿って延在し、断面ＣＳＹ３は図中Ｘ方向に沿って延在する。

図１３において、第１実施形態及び第２実施形態第と同様に、断面７００Ｘ、７００Ｙ、及び７００Ｄは、中心軸ＣＡ３からの距離に応じて異なる曲率半径を有しており、マイクロレンズ７００は開口領域に対する集光性が高められている。より具体的には、図６（ａ）に示した線分ＣＬＸａ１及びＣＬＸｂ１と同様に、線分ＣＬＸａ３及びＣＬＸｂ３の各部分の曲率半径は集光性を高めるように夫々最適な値に設計されている。同様に、Ｘ方向、Ｙ方向、及び対角方向以外の方位についても、集光性が高まるようにＸ方向、Ｙ方向、及び対角方向と同様に曲率半径が個別に設計されていることから、集光先である画素の開口領域全体に効率良く集光することが可能である。

また、マイクロレンズ７００は、マイクロレンズ６００と同様に隣接するマイクロレンズとの境界である断面ＣＳＸ３及びＣＳＹ３を有し、断面ＣＳＸ３及びＣＳＹ３の上側を規定する線分がカバーガラス３０に対して凸形状を有している。このようなマイクロレンズ７００によっても、レンズ曲面全体を有効に利用して集光性を高めることが可能である。

以上、説明したように本発明に係るマイクロレンズアレイ板によれば、画素の開口領域の形状に合わせてレンズ曲面の曲率半径を各マイクロレンズの中心からの方位に応じて異ならせて設計することによって、開口領域に対する集光性を高めることが可能であり、例えば、液晶装置等の電気光学装置の表示特性を高めることができる。

（マイクロレンズアレイ板の製造方法）
図１４乃至図１６を参照しながら、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ板の製造方法の各種態様について説明する。図１４及び図１５は、夫々本発明の第１のマイクロレンズアレイ板の製造方法の各態様を示す工程断面図である。図１６は、本発明の第２のマイクロレンズアレイ板の製造方法を示す工程断面図である。尚、以下で説明するマイクロレンズアレイ板の製造方法の各工程で保護膜、透明板部材、或いは基板に形成される凹部或いは凸部は、最終的に形成されるマイクロレンズのレンズ曲面に合わせて形成されており、マイクロレンズの中心からの方位に応じて異なる曲率半径を有している。

図１４（ａ）において、平板状の透明板部材１１０上に、本発明に係る「保護膜」の一例であるレジスト膜１１１を形成する。レジスト膜１１１上には複数の凹部１１２が形成されている。凹部１１２の内面は、本発明に係る「レンズ曲面に合わせた曲面」の一例であり、一連の工程を経て最終的に形成されるマイクロレンズアレイ板が備えるマイクロレンズのレンズ曲面の形状に合わせて形成されている。凹部１１２は、レジスト膜１１１の成膜条件等が調整されることによって、図中上側から見た平面内で透明板部材１１０上のレンズ形成領域１１７に一致するようにレジスト膜１１１に形成されている。レンズ曲面に合わせた曲面を有するレジスト膜１１１を形成する場合、一旦透明板部材１１０上に一様な層厚を有するレジスト膜を形成した後、例えば、グレイスケールマスク或いは面積諧調マスクを用いてレンズ形成領域１１７のレジスト膜を除去し、所望の曲面を有する凹部１１２を形成する。尚、マイクロレンズアレイ板の製造方法の他の態様においても、同様の方法を用いてレジスト膜或いは基板に所望の曲面を形成することができる。

図１４（ｂ）において、レジスト膜１１１の上側から順次レジスト膜１１１及び透明板部材１１０をエッチングする。エッチング方法としては、例えば、ドライエッチング法を用いればよく、レジスト膜１１１の上側からドライエッチングを施した場合、透明板部材１１０の表面のうち凹部１１２の下側の領域が他の領域より先にエッチングされる。

図１４（ｃ）において、透明板部材１１０に凹部１１２の内面の形状と同一の凹部１１３が複数形成される。

図１４（ｄ）において、透明樹脂を凹部１１３に充填し、その上にカバーガラス１１４を配置する。これに続いて、透明樹脂を硬化させることによって、複数のマイクロレンズ１１５を備えるマイクロレンズアレイ板１１６を形成することができる。このようなマイクロレンズアレイ板の製造方法によれば、上述した本実施形態のマイクロレンズアレイ板を容易に形成することが可能である。

次に、図１５を参照しながら、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ板の製造方法の他の例について説明する。

図１５（ａ）において、透明板部材１５０上に複数の凸部１５２が形成されたレジスト膜１５１を形成する。凸部１５２の外面は、本発明に係る「レンズ曲面に合わせた曲面」の一例であり、レジスト膜１５１の成膜条件等が調整されることによって、最終的に形成されるマイクロレンズのレンズ曲面と同形状の曲面とされており、且つ透明板部材１５０上のレンズ形成領域に合わせた位置に形成されている。

図１５（ｂ）において、レジスト膜１５１の上側からレジスト膜１５１及び透明板部材１５０を順次エッチングする。エッチング法としては、上述したエッチング法と同様にドライエッチング法を用いればよい。レジスト膜１５１の上側からドライエッチングを施した場合、透明板部材１５０はレジスト膜１５１の薄い領域から先にエッチングされる。

図１５（ｃ）において、透明板部材１５０に凸部１５２と同一形状の凸部１５３が複数形成される。凸部１５３の外面は、レジスト膜１５１に形成されていた凸部１５２の外面の形状と一致する。したがって、複数の凸部１５３を透明板部材１５０上に配列された複数のマイクロレンズとすれば、透明板部材１５０と透明板部材１５０上に配列された複数のマイクロレンズとを備えたマイクロレンズアレイ板１５４が形成されることになる。

次に、図１６を参照しながら、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ板の製造方法の他の例について説明する。

図１６（ａ）において、基板１６０上に複数の凹部１６１を形成する。凹部１６１の内面は、最終的に形成されるマイクロレンズのレンズ曲面と同一曲率半径を有する曲面である。複数の凹部１６１は、例えば、図１４（ａ）から（ｃ）に示した工程と同様の工程によって基板１６０上に形成される。ここで、基板１６０は、最終的に形成されるマイクロレンズアレイ板に含まれないことから、光透過性を有しない材料を主たる材料として形成されたものを用いることができる。

図１６（ｂ）において、本発明に係る「レンズ形成材料」の一例である透明樹脂を充填し、透明樹脂層１６２を硬化させる。

図１６（ｃ）において、硬化された透明樹脂層１６２を基板１６０から剥離することによって、凹部１６１の内面の形状が転写されることによって形成される複数のマイクロレンズ１６３と、その上に平坦な面を有して延在する透明樹脂層１６２とを備えるマイクロレンズ１６４が形成される。また、本例に係るマイクロレンズアレイ板の製造方法においては、凹部１６１に透明樹脂を充填する代わりに、光透過性を有し、且つ塑性を有する板状部材を凹部１６１を覆うように基板１６０に押し付けることによって、凹部１６１の形状が転写された板状部材を硬化させてマイクロレンズアレイ板とすることもできる。

以上説明したマイクロレンズアレイ板の製造方法の各態様によれば、本発明に係るマイクロレンズアレイ板を形成することが可能である。

（電気光学装置）
次に、図１７乃至図２０を参照しながら、本発明に係るマイクロレンズアレイ板が適用された電気光学装置について説明する。図１７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マイクロレンズアレイ板側から見た平面図であり、図１８は、図１７のＨ−Ｈ'断面図である。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。尚、本実施形態の液晶装置８０では、上述した第２実施形態のマイクロレンズアレイ板１２０を適用している。

図１７及び図１８において、液晶装置８０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アレイ板１２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０とマイクロレンズアレイ板１２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０とマイクロレンズアレイ板１２０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。

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とマイクロレンズアレイ板１２０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。

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、マイクロレンズアレイ板１２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３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。

画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域のうち、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いる。また、走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、前記額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域１０ａの両側に設けられた二つの走査線駆動回路１０４間をつなぐため、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿い、且つ、前記額縁遮光膜５３に覆われるようにして複数の配線１０５が設けられている。

マイクロレンズアレイ板１２０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部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とマイクロレンズアレイ板１２０との間で電気的な導通をとることができる。

図１８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、詳細な構成については後述するが、マイクロレンズアレイ板１２０上には、対向電極２１の他、格子状又はストライプ状の遮光膜２３、更には最上層部分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。

尚、図１７及び図１８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。

次に、図１９を参照しながら、上述した液晶装置８０に設けられたマイクロレンズアレイ板１２０の詳細な構成と、その機能について説明する。図１９は、複数の画素について液晶装置８０の断面の構成をより詳細に示す断面図である。即ち、図１９によってマイクロレンズ６００の詳細な機能が説明される。

図１９において、マイクロレンズアレイ板１２０は、例えば、透明基板２１０上に形成された遮光膜２３を備えており、遮光膜２３は図中奥行き方向及び横方向に沿って格子状の平面パターンを有する。マイクロレンズアレイ板１２０は、遮光膜２３によって規定される非開口領域を備えており、遮光膜２３によって区切られた領域が開口領域８００となる。尚、遮光膜２３をストライプ状に形成し、該遮光膜２３と、ＴＦＴアレイ基板１０側に設けられる容量電極やデータ線等の各種構成要素とによって、非開口領域を規定するようにしてもよい。

各マイクロレンズ６００は各画素に対応するように配置される。より具体的には、マイクロレンズアレイ板１２０には、各画素毎に開口領域８００及び該開口領域８００の周辺に位置する非開口領域を少なくとも部分的に含む領域に矩形状の平面形状を有するマイクロレンズ６００が設けられている。

図１９において、透明板部材３１０上には遮光膜２３を覆うように、透明導電膜からなる対向電極２１が形成されている。更に、対向電極２１上には、図示しない配向膜が形成されている。加えて、透明基板３１０上の各開口領域８００にカラーフィルタが形成されてもよい。

他方、ＴＦＴアレイ基板１０上の各開口領域８００に対応する領域には画素電極９ａが形成されている。また、画素スイッチング用のＴＦＴ３０や、画素電極９ａを駆動するための走査線やデータ線等の各種配線並びに蓄積容量等の電子素子が、非開口領域に形成されている。このように構成すれば、当該電気光学装置における画素開口率を比較的大きく維持することが可能となる。

マイクロレンズアレイ板１２０に入射される投射光等の光は、マイクロレンズ６００のレンズ曲面全体で集光される。尚、図１９中、マイクロレンズ６００によって集光された光の経路の概略を一点鎖線で示す。マイクロレンズ６００によって集光された光は液晶層５０を透過して画素電極９ａに照射され、該画素電極９ａを通過して表示光としてＴＦＴアレイ基板１０より出射される。ここで、光源が配置された図中上側からマイクロレンズアレイ板１２０に入射する光のうち非開口領域の一例である遮光膜２３に向かう光もマイクロレンズ６００の集光作用により開口領域８００に入射させることができ、各画素における実行開口率を高めることが可能である。

また、図１９においては、光の出射側である画素電極側に向かってマイクロレンズ６００が凹になるようにマイクロレンズ６００を配置してなる液晶装置８０の構成を示してあるが、マイクロレンズ６００を同図中上側に向けて凹となるようにマイクロレンズアレイ板１２０を配置してもよい。

図２０は、マイクロレンズによって開口領域に集光される様子を模式的に示した模式図である。

図２０において、マイクロレンズ９０２のレンズ曲面が所望の曲率半径を有するように設計しておくことにより、画素９００の開口領域９０１に効率良く集光することができる。図２０においては、開口領域９０１の形状の一例として五角形を示しているが、開口領域９０１の形状は本例に限定されるものではなく、如何なる形状であってもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る電気光学装置の一例である液晶装置８０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を、外部回路接続端子１０２に異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続されていてもよい。また、マイクロレンズアレイ板１２０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てもよい。

尚、上述した電気光学装置では、マイクロレンズアレイ板１２０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（マイクロレンズアレイ板１２０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１２０を取り付けることも可能である。即ち、本実施形態のマイクロレンズアレイ板１２０を、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。

＜電子機器＞
上述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一例たる投射型カラー表示装置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２１は、投射型カラー表示装置の図式的断面図である。

図２１において、投射型カラー表示装置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液晶装置を含む液晶モジュールを３個用意し、それぞれ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、３枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロックミラー１１０８によって、ＲＧＢの三原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ及びＢに分けられ、各色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂにそれぞれ導かれる。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によりそれぞれ変調された三原色に対応する光成分は、ダイクロックプリズム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にカラー画像として投射される。

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、ある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うマイクロレンズの製造方法、該製造方法により製造されるマイクロレンズ、該マイクロレンズ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。

本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズアレイ板の概略構成を示した斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズアレイ板の一部を拡大して示した平面図である。 本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズアレイ板の断面の一部を拡大して示した拡大図である。 本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズアレイ板に適用されるマイクロレンズの概略構成を示した斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズアレイ板に適用されるマイクロレンズの概略構成を示した平面図である。 本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズアレイ板に適用されるマイクロレンズの断面の一部を示した断面図である。 本発明の第２実施形態に係るマイクロレンズアレイ板の概略構成を示した斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るマイクロレンズアレイ板の一部を拡大して示した平面図である。 本発明の第２実施形態に係るマイクロレンズアレイ板の断面の一部を拡大して示した拡大図である。 本発明の第２実施形態に係るマイクロレンズアレイ板に適用されるマイクロレンズの概略構成を示した斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るマイクロレンズアレイ板に適用されるマイクロレンズの断面の一部を示した断面図である。 本発明の第３実施形態に係るマイクロレンズアレイ板に適用されるマイクロレンズの概略構成を示した斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るマイクロレンズアレイ板に適用されるマイクロレンズの断面の一部を示した断面図である 本発明に係るマイクロレンズアレイ板の製造方法の一例を示す工程断面図である。 本発明に係るマイクロレンズアレイ板の製造方法の他の例を示す工程断面図である。 本発明に係るマイクロレンズアレイ板の製造方法の他の例を示す工程断面図である。 本発明に係る電気光学装置の一例である液晶装置の平面図である。 図１７のＨ−Ｈ´線断面図である。 図１８に示す断面をより詳細に示した断面図である。 本実施形態に係るマイクロレンズアレイ板の集光性を説明するための模式図である。 本発明に係る電子機器の一例を示す断面図である。

符号の説明

マイクロレンズアレイ板 ２０，１２０、マイクロレンズ ５００，６００，７００、透明板部材 １１０，１５０，２１０，３１０、基板 １６０、レジスト膜 １１１，１５１、

Claims (9)

1. 非開口領域を隔てて相隣接する開口領域を夫々含む複数の画素が配列されてなる画像表示領域を有する電気光学パネルに対向配置されるマイクロレンズアレイ板であって、
   前記画像表示領域に対向配置される透明基板と、
   前記複数の画素に夫々に対応して前記透明基板上に形成された複数のマイクロレンズと
   を備え、
   前記複数のマイクロレンズの夫々は、その中心を基準とする前記透明基板上における方位に応じて異なる曲率半径を持つと共に前記非開口領域へ向かう光を前記開口領域へ導くレンズ曲面を有すること
   を特徴とするマイクロレンズアレイ板。
2. 前記透明基板に平行な平面に前記レンズ曲面を射影した射影領域のサイズは、前記画素のサイズと一致すること
   を特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズアレイ板。
3. 前記レンズ曲面の下端は、前記平面上で前記レンズ曲面の周方向に沿って位置すること
   を特徴とする請求項２に記載のマイクロレンズアレイ板。
4. 前記レンズ曲面と該レンズ曲面が隣接する他のレンズ曲面との境界線は、前記透明基板からみて凸形状を有すること
   を特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロレンズアレイ板。
5. 前記透明基板上で一の方位を向き且つ前記透明基板に垂直な断面上で前記レンズ曲面がなす曲線は、前記中心からの距離に応じて異なる曲率半径を持つこと
   を特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のマイクロレンズアレイ板。
6. 非開口領域を隔てて相隣接する開口領域を夫々含む複数の画素が配列されてなる画像表示領域を有する電気光学パネルに対向配置されるマイクロレンズアレイ板を製造するためのマイクロレンズアレイ板の製造方法であって、
   前記画像表示領域に対向配置される透明基板上に形成すべき複数のマイクロレンズのレンズ形成領域の夫々に、その中心を基準とする前記透明基板上における方位に応じて異なる曲率半径を持つと共に前記非開口領域へ向かう光を前記開口領域へ導くレンズ曲面に合わせた曲面を有する保護膜を形成する膜形成工程と、
   前記保護膜を介して前記透明基板をエッチングすることによって、前記透明基板に平行な平面上で前記レンズ曲面の周方向に沿って前記レンズ曲面の下端が位置するように、前記透明基板に前記レンズ曲面を有する複数の凹部又は凸部を形成するエッチング工程と
   を備えたことを特徴とするマイクロレンズ板の製造方法。
7. 非開口領域を隔てて相隣接する開口領域を夫々含む複数の画素が配列されてなる画像表示領域を有する電気光学パネルに対向配置されるマイクロレンズアレイ板を製造するためのマイクロレンズアレイ板の製造方法であって、
   前記複数の画素の配列に合わせて基板上に設けられる複数のレンズ形成領域の夫々に、その中心を基準とする前記基板上における方位に応じて異なる曲率半径を持つと共に前記非開口領域へ向かう光を前記開口領域へ導くレンズ曲面に合わせた曲面を有する保護膜を形成する膜形成工程と、
   前記保護膜を介して前記基板をエッチングすることによって、前記透明基板に平行な平面上で前記レンズ曲面の周方向に沿って前記レンズ曲面の下端が位置するように、前記基板に前記レンズ曲面を有する複数の凹部又は凸部を形成するエッチング工程と、
   前記複数の凹部又は凸部の形状をレンズ形成部材に転写することによって複数のマイクロレンズを形成するレンズ形成工程と
   を備えたことを特徴とするマイクロレンズ板の製造方法。
8. 請求項１から５の何れか一項に記載のマイクロレンズアレイ板を備えたこと
   を特徴とする電気光学装置。
9. 請求項８に記載の電気光学装置を備えたこと
   を特徴とする電子機器。
   

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