JP2014153383A - 液晶装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】スクリーンに投射される画像のコントラストが高く照度ムラが少ない液晶装置および電子機器を提供する。
【解決手段】対向基板３０と、素子基板２０と、対向基板３０と素子基板２０との間に配置され電界無印加状態において液晶分子４０ａがプレチルト角θｐを有する液晶層４０と、液晶層４０に画素Ｐ毎に電界を印加するための画素電極２８と、対向基板３０の液晶層４０側に画素Ｐ毎に設けられ、法線Ｎの方向から入射する略平行な光を集光するとともに、集光された光の光軸をプレチルト角θｐの方位角θｄ側に傾斜させるマイクロレンズＭＬ１と、素子基板２０の液晶層４０側に画素Ｐ毎に設けられ、傾斜された光の光軸を法線Ｎの方向に向けるとともに、集光された光を略平行な光に戻すマイクロレンズＭＬ２とを備え、マイクロレンズＭＬ１の焦点Ｃは、マイクロレンズＭＬ２の曲面または曲面よりも光が射出される側に位置していることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶装置および電子機器に関する。

一対の基板の間に液晶層を備えた液晶装置として、例えば、プロジェクターの液晶ライトバルブが知られている。このような液晶装置においては、高い光利用効率を実現することが求められている。そこで、例えば、一対の基板の少なくとも一方にマイクロレンズを備えることにより、液晶装置に入射した光を集光し、液晶装置の実質的な開口率の向上を図る構成が知られている。

一方、広い視野角や良好な応答速度を確保しつつ光透過率に優れた方式として、ＶＡ（Vertical Alignment）モードの液晶装置が知られている。ＶＡモードの液晶装置は、一般的には誘電異方性が負の液晶が用いられ、電界無印加状態で液晶分子が基板の内面に対して略垂直に配向し、電圧印加状態で液晶分子が倒れて基板の内面に対して略平行に配向するように構成される。ＶＡモードの液晶装置では、通常、初期配向状態において液晶分子が所定の方位に向けて僅かに傾斜した状態、すなわち、９０度未満のプレチルト角を有するように構成され、このプレチルト角の方位角を予め規定することで、液晶分子の倒れる方位が制御される。

ＶＡモードの液晶装置のように液晶分子がプレチルト角の方位角（高コントラスト軸方向）を有する液晶層と、液晶分子のプレチルト角の方位角に沿った方向に焦点を有するレンズとを備えた液晶装置（液晶表示装置）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の液晶装置では、液晶層を間に挟む一対の基板の双方にレンズを備え、一方のレンズで入射する光を集光するとともに集光された光の光軸をプレチルト角の方位角に沿った方向に屈折させ、屈折されて液晶層を透過した光を他方のレンズで再度屈折させて平行な光に戻すことにより、コントラスト向上を図ることが可能であるとしている。

特開平４−１３４３２１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の液晶装置では、光が入射する対向基板（対向電極基板）側のレンズの焦点が液晶層中に位置しているため、レンズの光軸から離れた位置に入射して屈折された光は、液晶層中に位置するレンズの焦点に向かいレンズの光軸と交差する。レンズの光軸は液晶分子のプレチルト角の方位角に沿っているため、液晶層中でレンズの光軸と交差する光は、液晶分子のプレチルト角の方位角から大きく外れてしまうこととなる。したがって、液晶層を透過する光の透過率が低下してしまい、十分なコントラスト向上効果が得られにくいという課題がある。さらに、特許文献１に記載の液晶装置では、２つのレンズが対向基板および素子基板（画素電極基板）の外側に設けられているので、レンズと遮光層との距離が大きい。そのため、遮光層の開口部を通過する光の量が少なくなったり、斜め光が隣の画素領域に入射したりするおそれがあるという課題がある。

また、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）などのスイッチング素子を備えた素子基板の遮光領域と、対向基板の遮光層（遮光マスク）とが平面的に重なる位置に設けられていると、入射側のレンズでプレチルト角の方位角に沿って光軸が傾けられた光の一部が、射出側の素子基板の遮光層で遮光されてしまうこととなる。そうすると、液晶層を透過した光の一部が利用されないので、光の利用効率が低下してしまうという課題がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る液晶装置は、第１基板と、前記第１基板に対向配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置され、電界無印加状態において液晶分子が９０度未満のプレチルト角を有する液晶層と、前記液晶層に画素毎に電界を印加するための電極と、前記第１基板の前記液晶層側に前記画素毎に設けられ、前記第１基板の法線方向から入射する略平行な光を集光するとともに、集光された前記光の光軸を前記液晶分子の前記プレチルト角の方位角側に傾斜させる第１マイクロレンズと、前記第２基板の前記液晶層側に前記画素毎に設けられ、傾斜された前記光の光軸を前記第２基板の法線方向に向けるとともに、集光された前記光を略平行な光に戻す第２マイクロレンズと、を備え、前記画素毎の前記第１マイクロレンズの焦点は、前記第２マイクロレンズの曲面または前記曲面よりも前記光が射出される側に位置していることを特徴とする。

本適用例の構成によれば、光が入射する側に配置された第１マイクロレンズにより、入射する光が画素毎に集光され、集光された光の光軸が、電圧が印加されていない初期配向状態における液晶分子の長軸の方向であるプレチルト角の方位角側に沿うように傾斜される。ここで、第１マイクロレンズの焦点が第２マイクロレンズの曲面または曲面よりも光が射出される側に位置しているので、第１マイクロレンズの光軸から離れた位置に入射して焦点に向かう光は、第１マイクロレンズの光軸と交差することなく液晶層を透過して第２マイクロレンズに入射する。したがって、特許文献１に記載の液晶装置のように入射側のレンズの焦点が液晶層中にあってレンズの焦点に向けて屈折された光がレンズの光軸と交差する場合に比べて、より多くの光を液晶分子の長軸の方向に沿うように液晶層を透過させることができる。この結果、液晶装置のコントラストを向上させることができる。

［適用例２］上記適用例に係る液晶装置であって、前記第１マイクロレンズは正の屈折力を有し、前記第２マイクロレンズは負の屈折力を有していることが好ましい。

本適用例の構成によれば、第１マイクロレンズは正の屈折力を有しているので、入射する光は第１マイクロレンズの焦点に向けて屈折される。そのため、入射する光のうち遮光層で遮光される光の一部を画素領域内へ集光させて、光の利用効率を向上させることができる。また、第２マイクロレンズは負の屈折力を有しているので、第１マイクロレンズで集光された光は外側へ屈折される。そのため、第１マイクロレンズで集光された光を略平行な光に戻すことができるので、スクリーンなどに投射する際の照度ムラを抑えることができる。

［適用例３］上記適用例に係る液晶装置であって、前記第１基板の前記第１マイクロレンズよりも前記液晶層側に設けられ、前記画素毎の領域に対応する第１開口部を有する第１遮光層と、前記第２基板の前記第２マイクロレンズよりも前記液晶層側に設けられ、前記画素毎の領域に対応する第２開口部を有する第２遮光層と、を備え、前記第１遮光層の前記第１開口部の縁部と前記第２遮光層の前記第２開口部の縁部とは、前記第１基板の法線方向と交差する一方向において、前記第１マイクロレンズで傾斜されて前記第１開口部と前記第２開口部とを通過する前記光の光軸から略同一の距離だけ離れていることが好ましい。

本適用例の構成によれば、第１マイクロレンズで傾斜されて第１遮光層の第１開口部と第２遮光層の第２開口部とを通過する光の光軸に対して、第１開口部の縁部と第２開口部の縁部とが略同一の距離だけ離れている。そのため、第１マイクロレンズで傾斜され第１遮光層の第１開口部を通過した光のほとんどは、第２遮光層に遮光されることなく第２開口部を通過する。これにより、液晶装置における光の利用効率を向上させることができる。

［適用例４］本適用例に係る電子機器は、上記適用例の液晶装置を備えていることを特徴とする。

本適用例の構成によれば、スクリーンに投射される画像のコントラストが高く照度ムラが少ない電子機器を提供できる。

第１の実施形態に係る液晶装置の構成を示す概略平面図。 第１の実施形態に係る液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。 第１の実施形態に係る液晶装置の構成を示す概略断面図。 第１の実施形態に係る液晶装置の遮光層の位置関係を示す図。 第１の実施形態に係る液晶装置のマイクロレンズの作用を説明する図。 第１の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す概略断面図。 第１の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す概略断面図。 第２の実施形態に係る電子機器としてのプロジェクターの構成を示す概略図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大、縮小、あるいは誇張して表示している。また、説明に必要な構成要素以外は図示を省略する場合がある。

なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。

（第１の実施形態）
＜液晶装置＞
ここでは、液晶装置として、薄膜トランジスター（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）を画素のスイッチング素子として備えたアクティブマトリックス型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば、後述する投射型表示装置（プロジェクター）の光変調素子（液晶ライトバルブ）として好適に用いることができるものである。

まず、第１の実施形態に係る液晶装置について、図１、図２、図３、図４、および図５を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る液晶装置の構成を示す概略平面図である。図２は、第１の実施形態に係る液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。図３は、第１の実施形態に係る液晶装置の構成を示す概略断面図である。詳しくは、図３は、図１のＡ−Ａ’線に沿った概略断面図である。

また、図４は、第１の実施形態に係る液晶装置の遮光層の位置関係を示す図である。詳しくは、図４（ａ）は遮光層の位置関係を示す模式平面図であり、図４（ｂ）は遮光層の位置関係を示す模式断面図である。図５は、第１の実施形態に係る液晶装置のマイクロレンズの作用を説明する図である。詳しくは、図５（ａ）は第１の実施形態に係る液晶装置の模式断面図であり、図５（ｂ）は従来の液晶装置の一例の模式断面図である。

図１および図３に示すように、第１の実施形態に係る液晶装置１は、第１基板としての対向基板３０と、対向基板３０に対向配置された第２基板としての素子基板２０と、対向基板３０と素子基板２０との間に配置された液晶層４０とを有する。図１に示すように、素子基板２０は対向基板３０よりも大きく、両基板は、対向基板３０の縁部に沿って額縁状に配置されたシール材４２を介して接合されている。

液晶層４０は、対向基板３０と素子基板２０とシール材４２とによって囲まれた空間に封入されている。シール材４２は、例えば熱硬化性または紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤からなる。シール材４２には、素子基板２０と対向基板３０との間隔を一定に保持するためのスペーサー（図示省略）が混入されている。

額縁状に配置されたシール材４２の内側には、額縁状の周縁部を有する遮光層３２（２２、２６）が設けられている。遮光層３２（２２、２６）は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなる。遮光層３２（２２、２６）の内側は、複数の画素Ｐが配列された表示領域Ｅとなっている。画素Ｐは、例えば、略矩形状を有し、マトリックス状に配列されている。

表示領域Ｅは、液晶装置１において、実質的に表示に寄与する領域である。遮光層３２（２２、２６）は、表示領域Ｅにおいて、複数の画素Ｐを平面的に区画するように、例えば格子状に設けられている。なお、液晶装置１は、表示領域Ｅの周囲を囲むように設けられた、実質的に表示に寄与しないダミー領域を備えていてもよい。

素子基板２０の第１辺に沿って形成されたシール材４２の表示領域Ｅと反対側には、第１辺に沿ってデータ線駆動回路５１および複数の外部接続端子５４が設けられている。また、その第１辺に対向する第２辺に沿ったシール材４２の表示領域Ｅ側には、検査回路５３が設けられている。さらに、これらの２辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿ったシール材４２の内側には、走査線駆動回路５２が設けられている。

検査回路５３が設けられた第１辺のシール材４２の表示領域Ｅ側には、２つの走査線駆動回路５２を繋ぐ複数の配線５５が設けられている。これらデータ線駆動回路５１、走査線駆動回路５２に繋がる配線は、複数の外部接続端子５４に接続されている。また、対向基板３０の角部には、素子基板２０と対向基板３０との間で電気的導通をとるための上下導通部５６が設けられている。なお、検査回路５３の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路５１と表示領域Ｅとの間のシール材４２の内側に沿った位置に設けてもよい。

以下の説明では、データ線駆動回路５１が設けられた１辺部に沿った方向を第１方向としてのＸ方向とし、この１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿った方向を第２方向としてのＹ方向とする。Ｘ方向は、図１のＡ−Ａ’線に沿った方向である。また、Ｘ方向およびＹ方向と直交し図１における上方に向かう方向をＺ方向とする。なお、本明細書では、液晶装置１を対向基板３０の外側の面である面１１ｂ（図３参照）の法線Ｎの方向（Ｚ方向）から見ることを「平面視」という。

図２に示すように、表示領域Ｅには、走査線２とデータ線３とが互いに交差するように形成され、走査線２とデータ線３との交差に対応して画素Ｐが設けられている。画素Ｐのそれぞれには、画素電極２８と、スイッチング素子としてのＴＦＴ２４とが設けられている。

ＴＦＴ２４のソース電極（図示しない）は、データ線駆動回路５１から延在するデータ線３に電気的に接続されている。データ線３には、データ線駆動回路５１（図１参照）から画像信号（データ信号）Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが線順次で供給される。ＴＦＴ２４のゲート電極（図示しない）は、走査線駆動回路５２から延在する走査線２の一部である。走査線２には、走査線駆動回路５２から走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが線順次で供給される。ＴＦＴ２４のドレイン電極（図示しない）は、画素電極２８に電気的に接続されている。

画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、ＴＦＴ２４を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線３を介して画素電極２８に所定のタイミングで書き込まれる。このようにして画素電極２８を介して液晶層４０に書き込まれた所定レベルの画像信号は、対向基板３０に設けられた共通電極３４（図３参照）との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。

なお、保持された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防止するため、走査線２に沿って形成された容量線４と画素電極２８との間に蓄積容量５が形成され、液晶容量と並列に配置されている。このように、各画素Ｐの液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶の配向状態が変化する。これにより、液晶層４０（図３参照）に入射した光が変調されて階調表示が可能となる。

液晶層４０を構成する液晶は、印加される電圧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、階調表示を可能とする。例えば、ノーマリーホワイトモードの場合、各画素Ｐ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する。ノーマリーブラックモードの場合、各画素Ｐ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し、全体として液晶装置１からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が射出される。

図３に示すように、本実施形態に係る液晶装置１は、対向基板３０にマイクロレンズアレイ基板１０を備え、素子基板２０にマイクロレンズアレイ基板６０を備えている。マイクロレンズアレイ基板１０には、第１マイクロレンズとしてのマイクロレンズＭＬ１が設けられている。マイクロレンズアレイ基板６０には、第２マイクロレンズとしてのマイクロレンズＭＬ２が設けられている。

対向基板３０は、マイクロレンズアレイ基板１０と、光路長調整層３１と、第１遮光層としての遮光層３２と、保護層３３と、共通電極３４と、配向膜３５とを備えている。マイクロレンズアレイ基板１０は、基板１１とレンズ層１３とを備えている。マイクロレンズアレイ基板１０は、基板１１の面１１ａが液晶層４０側（素子基板２０側）となるように配置されている。

基板１１は、例えばガラスや石英などの光透過性を有する材料からなる。基板１１の面１１ａ側には、複数の凹部１２が設けられている。各凹部１２は、各画素Ｐに対応して配列されている。凹部１２は、基板１１の面１１ｂ側に向かって先細りとなる曲面状に形成されている。凹部１２の曲面は、球面状ではなく、画素Ｐの領域の中央を通過する基板１１の法線Ｎに対して非対称な形状となっている。換言すれば、凹部１２の最低部は、画素Ｐの領域の中央からずれて位置している。

なお、図４（ａ）に示すように、遮光層３２の開口領域である開口部３２ａ、および遮光層２２，２６の開口領域である開口部２２ａ，２６ａが画素Ｐの領域である。画素Ｐの領域の中央とは、開口部３２ａおよび開口部２２ａ，２６ａの平面的な中央位置を指す。

図３に示すように、レンズ層１３は、基板１１の凹部１２を埋め込むように形成されている。レンズ層１３は、光透過性を有し、基板１１とは異なる光屈折率を有する材料からなる。本実施形態では、レンズ層１３は、基板１１よりも光屈折率の高い無機材料からなる。このような無機材料としては、例えば、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、ホウケイ酸ガラスなどが挙げられる。本実施形態では、レンズ層１３は酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）で形成されている。

基板１１の凹部１２を埋め込むレンズ層１３により、マイクロレンズＭＬ１が構成される。レンズ層１３の光屈折率が基板１１の光屈折率よりも高いので、マイクロレンズＭＬ１は正の屈折力を有する。すなわち、基板１１の面１１ｂ側から入射する光は、基板１１とレンズ層１３との接合界面で、マイクロレンズＭＬ１の焦点Ｃ（図５（ａ）参照）に向けて屈折される。マイクロレンズＭＬ１の焦点Ｃは、マイクロレンズＭＬ２の凹部６２の曲面または曲面よりも光が射出される側（基板６１の面６１ｂ側）に位置している。

凹部１２を埋め込むレンズ層１３は、光が入射する基板１１の面１１ｂ側に向かって膨らんだ曲面形状となる。凹部１２の曲面が画素Ｐの領域の中央を通過する基板１１の法線Ｎに対して非対称な形状となっているため、凹部１２の最低部に対応するレンズ層１３の頂点は、画素Ｐの領域の中央からずれて位置している。レンズ層１３の頂点と焦点Ｃとを通る直線を、マイクロレンズＭＬ１の光軸Ａｘとする。マイクロレンズＭＬ１の光軸Ａｘは、後述する液晶分子４０ａの長軸方向４０ｂ（プレチルト角θｐ）と略平行に構成されている。

各マイクロレンズＭＬ１は、各画素Ｐに対応して配列されている。また、複数のマイクロレンズＭＬ１によりマイクロレンズアレイＭＬＡ１が構成される。レンズ層１３のレンズ材料として用いる無機材料は、樹脂よりも光や高温に対する耐性が優れるので、マイクロレンズアレイＭＬＡ１（マイクロレンズＭＬ１）の信頼性の向上を図ることができる。

光路長調整層３１は、マイクロレンズアレイ基板１０を覆うように設けられている。光路長調整層３１は、例えば、基板１１とほぼ同じ光屈折率を有する無機材料からなる。光路長調整層３１は、マイクロレンズアレイ基板１０の表面を平坦化するとともに、マイクロレンズＭＬ１の焦点を所望の位置に合わせる機能を有する。本実施形態では、マイクロレンズＭＬ１の焦点は、後述するマイクロレンズＭＬ２（凹部６２）の曲面または曲面よりも光が射出される側（基板６１の面６１ｂ側）に位置している。

遮光層３２は、例えば、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）、Ｃｒ（クロム）などの遮光性を有する材料で構成されている。遮光層３２は、格子状に形成されており、第１開口部としての開口部３２ａを有している。開口部３２ａ内は、光が通過する領域となる。

保護層３３は、光路長調整層３１と遮光層３２とを覆うように設けられている。共通電極３４は、保護層３３を覆うように設けられている。共通電極３４は、複数の画素Ｐに跨って形成されている。共通電極３４は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などの透明導電膜からなる。配向膜３５は、共通電極３４を覆うように設けられている。

素子基板２０は、マイクロレンズアレイ基板６０と、光路長調整層２１と、遮光層２２と、絶縁層２３と、ＴＦＴ２４と、絶縁層２５と、第２遮光層としての遮光層２６と、絶縁層２７と、画素電極２８と、配向膜２９とを備えている。マイクロレンズアレイ基板６０は、基板６１とレンズ層６３とを備えている。マイクロレンズアレイ基板６０は、基板６１の面６１ａが液晶層４０側（対向基板３０側）となるように配置されている。

基板６１は、例えばガラスや石英などの光透過性を有する材料からなる。基板６１の面６１ａ側には、複数の凹部６２が設けられている。各凹部６２は、各画素Ｐに対応して配列されている。凹部６２は、基板６１の面６１ｂ側に向かって先細りとなる曲面状に形成されている。凹部６２の曲面は、凹部１２と同様に、画素Ｐの領域の中央を通過する基板１１の法線Ｎに対して非対称な形状となっている。また、凹部６２の最低部は、画素Ｐの領域の中央から凹部１２の最低部とは反対側にずれて位置している。

レンズ層６３は、基板６１の凹部６２を埋め込むように形成されている。レンズ層６３は、光透過性を有し、基板６１とは異なる光屈折率を有する材料からなる。本実施形態では、レンズ層６３は、基板６１よりも光屈折率の低い無機材料からなる。レンズ層６３の材料としては、レンズ層１３と同様の無機材料を用いることができる。レンズ層６３に形成されたマイクロレンズＭＬ２の頂点は、対応する画素Ｐの領域の中央から、レンズ層１３に形成されたマイクロレンズＭＬ１の頂点とは反対側にずれて位置している。

基板６１の凹部６２を埋め込むレンズ層６３により、マイクロレンズＭＬ２が構成される。レンズ層６３の光屈折率が基板６１の光屈折率よりも低いので、マイクロレンズＭＬ２は負の屈折力を有する。したがって、マイクロレンズＭＬ２の焦点（図示しない）は、レンズ層６３よりも光が入射する側（液晶層４０側）に位置している。

凹部６２を埋め込むレンズ層６３は、光が射出される基板６１の面６１ｂ側に向かって膨らんだ曲面形状となる。マイクロレンズＭＬ２におけるレンズ層６３の頂点（凹部６２の最低部）と焦点とを通る直線をマイクロレンズＭＬ２の光軸（図示しない）とすると、マイクロレンズＭＬ２の光軸に平行に液晶層４０側から入射する光は、レンズ層６３と基板６１との接合界面で、マイクロレンズＭＬ２の焦点から出たかのように発散される。マイクロレンズＭＬ２の光軸は、マイクロレンズＭＬ１の光軸Ａｘと略一致することが好ましい。

各マイクロレンズＭＬ２は、マイクロレンズＭＬ１と同様に、各画素Ｐに対応して配列されている。また、複数のマイクロレンズＭＬ２によりマイクロレンズアレイＭＬＡ２が構成される。

なお、液晶装置１が表示領域Ｅ（図１参照）の周囲にダミー領域を有している場合、マイクロレンズＭＬ１およびマイクロレンズＭＬ２がダミー領域にも設けられた構成としてもよい。このような構成にすれば、表示領域Ｅの外縁部およびその周囲においてマイクロレンズアレイ基板１０およびマイクロレンズアレイ基板６０の平坦性が向上するため、液晶層４０の層厚をより均一にでき入射光の屈折などの光学条件を同じにできるので、液晶装置１の画像品質を向上させることができる。

光路長調整層２１は、マイクロレンズアレイ基板６０を覆うように設けられている。光路長調整層２１は、例えば、基板６１とほぼ同じ光屈折率を有する無機材料からなる。光路長調整層２１は、マイクロレンズアレイ基板６０の表面を平坦化するとともに、マイクロレンズＭＬ２の焦点を所望の位置に合わせる機能を有する。

遮光層２２は、光路長調整層２１上に設けられている。遮光層２２は、上層の遮光層２６に平面視で重なるように格子状に形成されている（図４（ａ）参照）。遮光層２２および遮光層２６は、遮光層３２と同様に、遮光性を有する材料で構成されている。遮光層２２および遮光層２６は、素子基板２０の厚さ方向（Ｚ方向）において、ＴＦＴ２４を間に挟むように配置されている。

遮光層２２および遮光層２６が設けられていることにより、ＴＦＴ２４への光の入射が抑制される。遮光層２２は開口部２２ａを有し、遮光層２６は第２開口部としての開口部２６ａを有している。開口部２２ａ内および開口部２６ａ内は、光が通過する領域となる。なお、遮光層２２および遮光層２６は、遮光層３２に対して、平面視でＸ方向およびＹ方向にずれた位置に配置されている（図４（ａ）参照）。遮光層２２および遮光層２６と遮光層３２との位置関係については後述する。

絶縁層２３は、光路長調整層２１と遮光層２２とを覆うように設けられている。絶縁層２３は、例えば、ＳｉＯ₂などの無機材料からなる。ＴＦＴ２４は、絶縁層２３上に設けられている。ＴＦＴ２４は、画素電極２８を駆動するスイッチング素子である。図示を省略するが、ＴＦＴ２４は、半導体層、ゲート電極、ソース電極、およびドレイン電極などで構成されている。

ゲート電極は、素子基板２０において平面視で半導体層のチャネル領域と重なる領域に絶縁層２５の一部（ゲート絶縁膜）を介して形成されている。図示を省略するが、ゲート電極は、下層側に配置された走査線２（図２参照）にコンタクトホールを介して電気的に接続されており、ゲート電極に走査信号が印加されることによってＴＦＴ２４のオン／オフが制御される。

絶縁層２５は、絶縁層２３とＴＦＴ２４とを覆うように設けられている。絶縁層２５は、例えば、ＳｉＯ₂などの無機材料からなる。絶縁層２５は、ＴＦＴ２４の半導体層とゲート電極との間を絶縁するゲート絶縁膜を含む。絶縁層２５により、ＴＦＴ２４によって生ずる表面の凹凸が緩和される。絶縁層２５上には、遮光層２６が設けられている。そして、絶縁層２５と遮光層２６とを覆うように、無機材料からなる絶縁層２７が設けられている。

画素電極２８は、絶縁層２７上に、画素Ｐに対応して設けられている。画素電極２８は、遮光層２２の開口部２２ａおよび遮光層２６の開口部２６ａに平面視で重なる領域に配置されている。画素電極２８は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などの透明導電膜からなる。画素電極２８と共通電極３４との間で、液晶層４０に画素Ｐ毎に電界が印加される。配向膜２９は、画素電極２８を覆うように設けられている。

なお、ＴＦＴ２４や、ＴＦＴ２４に電気信号を供給する電極や走査線２およびデータ線３などの配線（図２参照）は、平面視で遮光層２２および遮光層２６に重なる領域に設けられている。ＴＦＴ２４は、例えば、遮光層２２および遮光層２６の格子の交点、すなわち画素Ｐの４隅に設けられている。なお、これらの電極や配線などが遮光層２２および遮光層２６を兼ねる構成であってもよい。

液晶層４０は、対向基板３０側の配向膜３５と素子基板２０側の配向膜２９との間に封入されている。液晶装置１は、いわゆるＶＡ（Vertical Alignment）モードの液晶装置である。液晶層４０は、例えば、負の誘電異方性を有する液晶で構成され、ネガ型ネマチック液晶などで構成されている。液晶層４０内には、多数の液晶分子４０ａが所定の配向状態となるように配置されている。

より具体的には、液晶層４０は、共通電極３４と画素電極２８との間に電界が印加されていない状態（電界無印加状態）では、表示領域Ｅにおいて、液晶分子４０ａが基板１１の法線Ｎに対してほぼ平行に配向する垂直配向モードの液晶層となっている。電界無印加状態における液晶分子４０ａの配向を初期配向という。また、共通電極３４と画素電極２８との間に電界が印加されると、その電界強度に応じて液晶分子４０ａは所定の方位角に向けて倒れるように配向する。

電界無印加状態において、液晶分子４０ａの長軸方向４０ｂは、基板１１の法線Ｎに対して完全に平行ではなく、僅かな角度差θｔを有している。液晶分子４０ａのプレチルト角θｐは、９０度−θｔである。したがって、プレチルト角θｐは９０度未満である。プレチルト角θｐは、通常、８５〜９０度未満の範囲内に設定され、８７〜８９度の範囲内であることが好ましい。

プレチルト角θｐは、液晶分子４０ａの種類、液晶層４０の厚さ（セルギャップ）、配向膜３５および配向膜２９の種類や構造などによって異なる。例えば、本実施形態では、配向膜３５および配向膜２９として、それぞれ対向基板３０および素子基板２０の表面に対して約５０度の角度でＳｉＯ₂を蒸着して形成された斜方蒸着膜が用いられている。

また、図４（ａ）に示すように、法線Ｎの方向（Ｚ方向）から見た平面視では、液晶分子４０ａは、Ｘ方向およびＹ方向に対して方位角θｄで表される方位に向けて傾斜している。液晶分子４０ａのプレチルトの方位角θｄは、配向膜３５および配向膜２９に用いられている斜方蒸着膜の蒸着方位によって決定され、液晶層４０全体に亘って（配向膜３５では少なくとも表示領域Ｅのうち開口部２２ａと平面視で重なる領域内、配向膜２９では表示領域Ｅのうち開口部２６ａと平面視で重なる領域内において）揃えられている。

このように設定された液晶分子４０ａのプレチルトの方位角θｄにより、共通電極３４と画素電極２８との間に所定の電圧が印加された状態では、液晶分子４０ａは方位角θｄの方位に向けて倒れるように配向する。これにより、液晶分子４０ａの電界印加時における配向方位を制御することができ、液晶分子４０ａの配向方位の乱れに起因して不所望な光学特性が現れることを防止できる。

なお、図４（ａ）に示すように、対向基板３０に設けられた遮光層３２の開口部２２ａと、素子基板２０に設けられた遮光層２６（および遮光層２２）の開口部２６ａとは、平面視で液晶分子４０ａのプレチルトの方位角θｄに沿ってＸ方向およびＹ方向にずれて配置されている。

＜マイクロレンズの作用＞
続いて、第１の実施形態に係る液晶装置１におけるマイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２の作用を説明する。図３に示すように、液晶装置１では、光は、マイクロレンズＭＬ１を備える対向基板３０（基板１１の面１１ｂ）側から入射して、液晶層４０を透過し、マイクロレンズＭＬ２を備える素子基板２０（基板６１の面６１ｂ）側から射出される。

マイクロレンズＭＬ１は、上述したように正の屈折力を有しているため、基板１１の面１１ｂ側から法線Ｎの方向に沿って入射する略平行な光を、画素Ｐ毎にマイクロレンズＭＬ１の焦点Ｃ（図５（ａ）参照）に向けて屈折させて集光する機能を有している。

また、マイクロレンズＭＬ１は、凹部１２の曲面が画素Ｐの領域の中央を通過する基板１１の法線Ｎに対して非対称な形状となっているため、集光された光の光軸を法線Ｎの方向からマイクロレンズＭＬ１の光軸Ａｘに向けて傾斜させる機能を有している。マイクロレンズＭＬ１の光軸Ａｘは、液晶分子４０ａの長軸方向４０ｂ（プレチルト角θｐ）と略平行に構成されているので、マイクロレンズＭＬ１で集光された光は、液晶層４０を、液晶分子４０ａの長軸方向４０ｂに向けて傾斜されて透過する。

一方、マイクロレンズＭＬ２は、上述したように負の屈折力を有しているため、マイクロレンズＭＬ１で集光されて液晶層４０を透過した光を発散させる機能を有している。また、マイクロレンズＭＬ２は、凹部６２の曲面が凹部１２と同様に非対称な形状となっており、レンズ層６３の頂点が画素Ｐの領域の中央を通過する法線Ｎに対してレンズ層１３の頂点とは反対側に位置しているため、入射する光の光軸を法線Ｎの方向に傾斜させる機能を有している。これにより、マイクロレンズＭＬ２は、マイクロレンズＭＬ１で傾斜された光の光軸を法線Ｎの方向に向けるとともに、集光された光を略平行な光に戻す役割を果たす。なお、基板６１の法線の方向は基板１１の法線Ｎの方向と略一致する。

例えば、基板１１の面１１ｂ側からマイクロレンズＭＬ１に入射する基板１１の法線Ｎに平行な光のうち、マイクロレンズＭＬ１（レンズ層１３）の頂点付近に入射する光Ｌ１は、マイクロレンズＭＬ１の光軸Ａｘに向けて傾斜される。そして、光Ｌ１は、マイクロレンズＭＬ１の光軸Ａｘに沿って直進し、液晶層４０に入射する。

液晶層４０に入射した光Ｌ１は、液晶分子４０ａの長軸方向４０ｂに沿って、すなわち液晶分子４０ａのプレチルトの方位角θｄ（図４（ａ）参照）に沿って液晶層４０を透過して、マイクロレンズＭＬ２に入射する。その後、光Ｌ１は、マイクロレンズＭＬ２（レンズ層６３）の頂点付近から法線Ｎに略平行な方向に射出される。

一方、光Ｌ１よりも外側の平面視で遮光層３２と重なる領域からマイクロレンズＭＬ１の周縁部に入射した光Ｌ２，Ｌ３は、仮にそのまま直進した場合、破線で示すように遮光層３２で遮光されてしまうが、マイクロレンズＭＬ１があることにより焦点に向けて集光される。液晶装置１では、このように直進した場合に遮光層３２で遮光されてしまう光Ｌ２，Ｌ３も、マイクロレンズＭＬ１の集光作用により遮光層３２の開口部３２ａ内に入射させて液晶層４０を透過させることができる。これにより、素子基板２０側から射出される光の量を多くできるので、光の利用効率を高めることができる。

また、マイクロレンズＭＬ１の周縁部に入射して集光された光Ｌ２，Ｌ３の光軸は、マイクロレンズＭＬ１の光軸Ａｘ（液晶分子４０ａの長軸方向４０ｂ）に向けて傾斜されて、液晶層４０を透過する。したがって、液晶装置１のコントラストを向上させることができる。そして、マイクロレンズＭＬ２によって、傾斜された光Ｌ２，Ｌ３の光軸は法線Ｎの方向に向けられ、集光された光Ｌ２，Ｌ３は略平行な光に戻される。これにより、液晶装置１から射出された光をスクリーン１３０（図８参照）などに投射する際に、光の光軸が傾いたままで投射されることによる照度ムラを低減することができる。

ここで、図４（ａ）に示すように、対向基板３０に設けられた遮光層３２と、素子基板２０に設けられた遮光層２６（および遮光層２２）とは、平面視で液晶分子４０ａのプレチルトの方位角θｄで表される方位にずれている。より具体的には、液晶分子４０ａのプレチルトを３次元ベクトルとしたとき、遮光層３２の開口部２２ａは遮光層２６（および遮光層２２）の開口部２６ａ（および開口部２２ａ）に対して、Ｘ方向において３次元ベクトルのＸ方向成分に相当する距離だけ相対的にずれ、Ｙ方向において３次元ベクトルのＹ方向成分に相当する距離だけ相対的にずれている。

図４（ｂ）に示す模式断面図を参照して、マイクロレンズＭＬ１の光軸Ａｘに対する遮光層３２の開口部３２ａおよび遮光層２６の開口部２６ａのＸ方向における位置関係を説明する。ここでは、遮光層３２の開口部３２ａと遮光層２６の開口部２６ａとが、略同一の形状および大きさを有していることを前提として説明する。なお、マイクロレンズＭＬ１の光軸Ａｘは、液晶分子４０ａの長軸方向４０ｂと略一致するものとする。

図４（ｂ）に示すように、開口部３２ａにおいて、マイクロレンズＭＬ１の光軸Ａｘに対してＸ方向左側の縁部と光軸Ａｘとの距離をＤ１とし、マイクロレンズＭＬ１の光軸Ａｘに対してＸ方向右側の縁部と光軸Ａｘとの距離をＤ２とする。そして、開口部２６ａにおいて、光軸Ａｘに対してＸ方向左側の縁部と光軸Ａｘとの距離をＤ３とし、光軸Ａｘに対してＸ方向右側の縁部と光軸Ａｘとの距離をＤ４とすると、Ｄ１とＤ３とが略同一であり、Ｄ２とＤ４とが略同一である。すなわち、開口部３２ａの縁部と開口部２６ａの縁部とは、マイクロレンズＭＬ１の光軸Ａｘから略同一の距離だけ離れている。

また、図示を省略するが、マイクロレンズＭＬ１の光軸Ａｘに対する遮光層３２の開口部３２ａおよび遮光層２６の開口部２６ａのＹ方向における位置関係も同様となる。したがって、マイクロレンズＭＬ１の光軸Ａｘに対する遮光層３２の開口部３２ａの相対的な位置と、マイクロレンズＭＬ１の光軸Ａｘに対する遮光層２６の開口部２６ａの相対的な位置とは略同一である。

仮に、図４（ｂ）に破線で示すように、遮光層２６の開口部２６ａが遮光層３２の開口部３２ａと平面視で重なる位置関係にある場合を想定すると、Ｄ３＜Ｄ１となる。そうすると、マイクロレンズＭＬ１で光軸Ａｘに向けて傾斜され、光軸Ａｘに沿って遮光層３２の開口部３２ａを通過して液晶層４０（図３参照）を透過した光の一部が、遮光層２６で遮光されて利用されなくなってしまうこととなる。

これに対して、本実施形態に係る液晶装置１では、マイクロレンズＭＬ１で光軸Ａｘに向けて傾斜され、光軸Ａｘに沿って遮光層３２の開口部３２ａを通過し液晶層４０を透過した光のほとんどは、遮光層２６に遮光されることなく開口部２６ａを通過する。したがって、遮光層２６と遮光層３２とを、液晶分子４０ａのプレチルトに対応してずらして配置することで、液晶装置１における光の利用効率を向上させることができる。

なお、上述の説明では、遮光層３２の開口部３２ａと遮光層２６の開口部２６ａとが略同一の形状および大きさを有していることを前提としたが、マイクロレンズＭＬ１で光軸Ａｘに向けて傾斜されて遮光層３２の開口部３２ａを通過する光の多くが遮光層２６の開口部２６ａを通過できる構成であれば、両者の形状や大きさは異なっていてもよい。例えば、Ｄ１とＤ２との比と、Ｄ３とＤ４との比とが略同一であってもよい。

続いて、本実施形態に係る液晶装置１が備えるマイクロレンズＭＬ１およびマイクロレンズＭＬ２による効果を、従来の液晶装置の構成と比較してさらに説明する。図５（ｂ）には、従来の液晶装置の一例として、特許文献１に記載の液晶装置と同様の構成を模式的に示している。

図５（ｂ）に示す従来の液晶装置は、図５（ａ）に示す液晶装置１と同様に、光が入射する側に配置されたマイクロレンズＭＬ１ａと、光が射出される側に配置されたマイクロレンズＭＬ２ａとの２つのマイクロレンズを有している。マイクロレンズＭＬ１ａ，ＭＬ２ａは、ともに正の屈折力を有している。また、光が入射する側に配置されたマイクロレンズＭＬ１ａの焦点Ｃは、液晶層４０中に位置している。なお、マイクロレンズＭＬ１ａの光軸Ａｘは、液晶層４０の液晶分子（図示しない）の長軸方向と略一致しているものとする。

図５（ｂ）に示す従来の液晶装置では、マイクロレンズＭＬ１ａの頂点付近に入射する光Ｌ１は、液晶分子の長軸方向に沿って、すなわち液晶分子のプレチルトの方位角に沿って液晶層４０を透過する。しかしながら、マイクロレンズＭＬ１ａの頂点から離れた周縁部に入射する光Ｌ２，Ｌ３は、液晶層４０中に位置するマイクロレンズＭＬ１ａの焦点Ｃに向けて屈折されるので、液晶層４０中で液晶分子の長軸方向に沿ったマイクロレンズＭＬ１ａの光軸Ａｘとの角度が大きくなる。したがって、液晶層４０を透過する光Ｌ２、Ｌ３は、液晶分子のプレチルト角の方位角から外れてしまうこととなる。この結果、従来の液晶装置では、黒を表示すべき画素Ｐで光が液晶層４０を透過してしまい、コントラスト向上効果が得られにくいという課題がある。

これに対して、図５（ａ）に示す液晶装置１では、マイクロレンズＭＬ１の頂点から離れた周縁部に入射する光Ｌ２，Ｌ３は、マイクロレンズＭＬ２（凹部６２）の曲面または曲面よりも光が射出される側に位置するマイクロレンズＭＬ１の焦点Ｃに向けて屈折される。そのため、マイクロレンズＭＬ１で集光した光Ｌ２、Ｌ３の光軸を液晶分子４０ａのプレチルトの方位角θｄに近付けて液晶層４０を透過させるので、液晶層４０を透過する光Ｌ２、Ｌ３の透過率を向上させることができるとともに、スクリーンに投射される画像のコントラストを向上させることができる。

また、液晶装置１では、光Ｌ４，Ｌ５のように基板１１の法線Ｎに平行でない光も、液晶分子４０ａのプレチルトの方位角θｄに近付けて液晶層４０を透過させ、マイクロレンズＭＬ２により、光Ｌ２、Ｌ３と同様に、法線Ｎに略平行に射出させるので、スクリーンに投射される画像の照度ムラを低減することができる。

さらに、特許文献１に記載の液晶装置では、２つのレンズが対向基板および素子基板の外側に設けられており、マイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２が対向基板３０および素子基板２０の内側（液晶層４０側）に設けられている液晶装置１と比べて、レンズと遮光層との距離が大きい。そのため、特許文献１に記載の液晶装置の構成では、遮光層の開口部を通過する光の量が少なくなったり、斜め光が隣の画素領域に入射したりするおそれがあるという課題がある。液晶装置１では、特許文献１に記載の液晶装置と比べて、マイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２と遮光層３２，２２との距離が小さいので、通過する光の量を多くでき、斜め光が隣の画素領域に入射することを抑えることができる。

なお、図５（ｂ）に示す従来の液晶装置において、マイクロレンズＭＬ２ａをマイクロレンズＭＬ１ａの焦点Ｃよりも光が入射する側に移動させるとともに、マイクロレンズＭＬ２ａが負の屈折力を有する構成とすると、本実施形態に係る液晶装置１と同様の構成となる。言い換えると、液晶装置１の構成によれば、従来の構成の液晶装置と比べて、マイクロレンズＭＬ１とマイクロレンズＭＬ２との距離を小さくすることが可能となり、その結果、対向基板３０と素子基板２０との距離を小さくして液晶装置１を薄くすることが可能となる。

＜マイクロレンズアレイ基板の製造方法＞
次に、第１の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板１０およびマイクロレンズアレイ基板６０の製造方法について、図６および図７を参照して説明する。図６および図７は、第１の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す概略断面図である。詳しくは、図６および図７の各図は、図１のＡ−Ａ’線に沿った概略断面図である。

なお、図示しないが、マイクロレンズアレイ基板１０およびマイクロレンズアレイ基板６０の製造工程では、マイクロレンズアレイ基板１０，６０を複数枚取りできる大型の基板（マザー基板）で加工が行われ、最終的にそのマザー基板を切断して個片化することにより、複数のマイクロレンズアレイ基板１０，６０が得られる。したがって、以下に説明する各工程では個片化する前のマザー基板の状態で加工が行われるが、ここでは、マザー基板の中の個別のマイクロレンズアレイ基板１０，６０に対する加工について説明する。また、マイクロレンズアレイ基板１０とマイクロレンズアレイ基板６０とは、同様の製造方法で製造されるため、ここでは、マイクロレンズアレイ基板１０の製造方法を説明する。

まず、図６（ａ）に示すように、石英などからなる光透過性を有する基板１１の面１１ａに、レジスト層７３を形成する。続いて、図６（ｂ）に示すように、レジスト層７３に、基板１１に形成する凹部１２の非対称な曲面形状に対応させて光の透過率を変化させたマスク７４を用いて、レジスト層７３の露光を行う。

マスク７４は、例えば、ＨＥＢＳマスクなどのグレイスケールマスクであり、光透過領域７４ａのそれぞれにおいて、凹部１２の最低部となる位置から外周に向かって非対称な形状に光の透過率を異ならせることで階調が得られる。このようなマスク７４を介してレーザー光Ｌの照射を行うことにより、マスク７４の光透過領域７４ａのそれぞれに対応して、レジスト層７３に露光部７３ａが形成される。

なお、レジスト層７３の露光には、凹部１２の形状に対応させて段階的に光透過領域の面積を異ならせた複数のマスクにより多段露光を用いることとしてもよい。また、クロムマスクに凹部１２の形状に対応させて微小開口面積分布を持たせた面積階調マスクを用いることとしてもよい。

次に、図６（ｃ）に示すように、レジスト層７３に現像処理を施して露光部７３ａを除去する。これにより、レジスト層７３に凹部１２の基となる凹部７３ｂが形成される。続いて、凹部７３ｂが形成されたレジスト層７３から基板１１まで、例えば、ドライエッチングなどの異方性エッチングを施す。

この結果、図７（ａ）に示すように、レジスト層７３が除去され、レジスト層７３に形成された凹部７３ｂが基板１１に転写されて、基板１１に凹部１２が形成される。なお、異方性エッチングにおいて、レジスト層７３および基板１１を略同一のレートでエッチングできる条件とすることで、凹部７３ｂと凹部１２とを略同一の形状とすることができる。

次に、図７（ｂ）に示すように、基板１１に形成された凹部１２を埋め込むように、光透過性を有し、基板１１よりも高い光屈折率を有する無機材料からなるレンズ層１３を形成する。レンズ層１３は、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて形成することができる。これにより、凹部１２に対応して、正の屈折力を有するマイクロレンズＭＬ１が構成される。レンズ層１３の表面には、凹部１２による段差が反映される。

次に、図７（ｃ）に示すように、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）処理などを用いて、レンズ層１３の表面の平坦化処理を行う。レンズ層１３の平坦化処理後の残厚、すなわちレンズ層１３の層厚は、形成されるマイクロレンズＭＬの焦点距離などの光学条件に基づいて適宜設定される。これにより、マイクロレンズアレイＭＬＡ１を備えたマイクロレンズアレイ基板１０が完成する。

なお、マイクロレンズアレイ基板６０の製造工程においては、図７（ｂ）に示す工程において、基板６１に形成された凹部６２を埋め込むように、光透過性を有し、基板６１よりも低い光屈折率を有する無機材料からなるレンズ層６３を形成する。これにより、凹部６２に対応して、負の屈折力を有するマイクロレンズＭＬ２が構成される。

（第２の実施形態）
＜電子機器＞
次に、第２の実施形態に係る電子機器について図８を参照して説明する。図８は、第２の実施形態に係る電子機器としてのプロジェクターの構成を示す概略図である。

図８に示すように、第２の実施形態に係る電子機器としてのプロジェクター（投射型表示装置）１００は、偏光照明装置１１０と、光分離素子としての２つのダイクロイックミラー１０４，１０５と、３つの反射ミラー１０６，１０７，１０８と、５つのリレーレンズ１１１，１１２，１１３，１１４，１１５と、３つの液晶ライトバルブ１２１，１２２，１２３と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム１１６と、投射レンズ１１７とを備えている。

偏光照明装置１１０は、例えば超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット１０１と、インテグレーターレンズ１０２と、偏光変換素子１０３とを備えている。ランプユニット１０１と、インテグレーターレンズ１０２と、偏光変換素子１０３とは、システム光軸Ｌｘに沿って配置されている。

ダイクロイックミラー１０４は、偏光照明装置１１０から射出された偏光光束のうち、赤色光（Ｒ）を反射させ、緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とを透過させる。もう１つのダイクロイックミラー１０５は、ダイクロイックミラー１０４を透過した緑色光（Ｇ）を反射させ、青色光（Ｂ）を透過させる。

ダイクロイックミラー１０４で反射した赤色光（Ｒ）は、反射ミラー１０６で反射した後にリレーレンズ１１５を経由して液晶ライトバルブ１２１に入射する。ダイクロイックミラー１０５で反射した緑色光（Ｇ）は、リレーレンズ１１４を経由して液晶ライトバルブ１２２に入射する。ダイクロイックミラー１０５を透過した青色光（Ｂ）は、３つのリレーレンズ１１１，１１２，１１３と２つの反射ミラー１０７，１０８とで構成される導光系を経由して液晶ライトバルブ１２３に入射する。

光変調素子としての透過型の液晶ライトバルブ１２１，１２２，１２３は、クロスダイクロイックプリズム１１６の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ１２１，１２２，１２３に入射した色光は、映像情報（映像信号）に基づいて変調され、クロスダイクロイックプリズム１１６に向けて射出される。

クロスダイクロイックプリズム１１６は、４つの直角プリズムが貼り合わされて構成されており、その内面には赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ１１７によってスクリーン１３０上に投射され、画像が拡大されて表示される。

液晶ライトバルブ１２１は、上述した実施形態のマイクロレンズアレイ基板１０およびマイクロレンズアレイ基板６０を有する液晶装置１が適用されたものである。液晶ライトバルブ１２１は、色光の入射側と射出側とにおいてクロスニコルに配置された一対の偏光素子の間に隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ１２２，１２３も同様である。

第２の実施形態に係るプロジェクター１００の構成によれば、複数の画素Ｐが高精細に配置されていても、光の利用効率が高くて明るく、スクリーン１３０に投射される画像のコントラストが高く照度ムラが少ない液晶装置１を備えているので、品質が高く明るいプロジェクター１００を提供することができる。

上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形及び応用が可能である。変形例としては、例えば、以下のようなものが考えられる。

（変形例）
上記実施形態に係る液晶装置１では、マイクロレンズアレイ基板１０のマイクロレンズＭＬ１とマイクロレンズアレイ基板６０のマイクロレンズＭＬ２とが同様の形状で、レンズ層６３の頂点が画素Ｐの領域の中央を通過する基板１１の法線Ｎに対してレンズ層１３の頂点とは反対側に位置する構成であったが、本発明はこのような形態に限定されない。マイクロレンズＭＬ１およびマイクロレンズＭＬ２は、上記実施形態と同じ機能を有する範囲において、異なる形状であってもよい。

例えば、レンズ層１３は光が入射する基板１１の面１１ｂ側に向かって膨らんだ曲面形状であり、レンズ層６３は光が射出される基板６１の面６１ｂ側に向かって膨らんだ曲面形状であったが、レンズ層１３，６３のそれぞれが液晶層４０側に向かって膨らんだ曲面形状であってもよい。このような形状であっても、レンズ層１３の光屈折率がレンズ層１３の曲面形状側に接合される部材の光屈折率よりも高く、レンズ層６３の光屈折率がレンズ層６３の曲面形状側に接合される部材の光屈折率よりも低い構成であれば、同様の効果が得られる。

また、例えば、素子基板２０のマイクロレンズＭＬ２におけるレンズ層６３の光屈折率と基板６１の光屈折率との差が、対向基板３０のマイクロレンズＭＬ１におけるレンズ層１３の光屈折率と基板１１の光屈折率との差よりも大きい構成としてもよい。このような構成にすれば、マイクロレンズＭＬ２の凹部６２の深さをマイクロレンズＭＬ１の凹部１２の深さよりも浅くすることができる。素子基板２０の製造工程では、マイクロレンズＭＬ２が形成されたマイクロレンズアレイ基板６０上に、半導体プロセスを用いてＴＦＴ２４を形成することとなる。その際、凹部６２が深いとＴＦＴ２４が形成されるマイクロレンズアレイ基板６０の表面の平坦性が低下することや、半導体プロセスにおける高温下で、例えばレンズ層６３にクラックが生じるなどマイクロレンズアレイ基板６０が損傷を受けるおそれがある。このような場合に、凹部６２を浅く形成することで、このようなリスクを低減することが可能となる。

１…液晶装置、２０…素子基板（第２基板）、２６…遮光層（第２遮光層）、２６ａ…開口部（第２開口部）、２８…画素電極（電極）、３０…対向基板（第１基板）、３２…遮光層（第１遮光層）、３２ａ…開口部（第１開口部）、４０…液晶層、４０ａ…液晶分子、１００…プロジェクター（電子機器）、Ｅ…表示領域、ＭＬ１…マイクロレンズ（第１マイクロレンズ）、ＭＬ２…マイクロレンズ（第２マイクロレンズ）、Ｐ…画素、θｄ…プレチルトの方位角、θｐ…プレチルト角。

Claims (4)

1. 第１基板と、
   前記第１基板に対向配置された第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に配置され、電界無印加状態において液晶分子が９０度未満のプレチルト角を有する液晶層と、
   前記液晶層に画素毎に電界を印加するための電極と、
   前記第１基板の前記液晶層側に前記画素毎に設けられ、前記第１基板の法線方向から入射する略平行な光を集光するとともに、集光された前記光の光軸を前記液晶分子の前記プレチルト角の方位角側に傾斜させる第１マイクロレンズと、
   前記第２基板の前記液晶層側に前記画素毎に設けられ、傾斜された前記光の光軸を前記第２基板の法線方向に向けるとともに、集光された前記光を略平行な光に戻す第２マイクロレンズと、を備え、
   前記第１マイクロレンズの焦点は、前記第２マイクロレンズの曲面または前記曲面よりも前記光が射出される側に位置していることを特徴とする液晶装置。
2. 請求項１に記載の液晶装置であって、
   前記第１マイクロレンズは正の屈折力を有し、前記第２マイクロレンズは負の屈折力を有していることを特徴とする液晶装置。
3. 請求項１または２に記載の液晶装置であって、
   前記第１基板の前記第１マイクロレンズよりも前記液晶層側に設けられ、前記画素毎の領域に対応する第１開口部を有する第１遮光層と、
   前記第２基板の前記第２マイクロレンズよりも前記液晶層側に設けられ、前記画素毎の領域に対応する第２開口部を有する第２遮光層と、を備え、
   前記第１遮光層の前記第１開口部の縁部と前記第２遮光層の前記第２開口部の縁部とは、前記第１基板の法線方向と交差する一方向において、前記第１マイクロレンズで傾斜されて前記第１開口部と前記第２開口部とを通過する前記光の光軸から略同一の距離だけ離れていることを特徴とする液晶装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶装置を備えていることを特徴とする電子機器。