JP2016006451A - マイクロレンズアレイ基板、電気光学装置、および電子機器 - Google Patents

マイクロレンズアレイ基板、電気光学装置、および電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】入射光に斜め光が含まれる場合でも光の利用効率の向上とコントラストの向上との両立を図ることができるマイクロレンズアレイ基板、電気光学装置、および電子機器を提供する。【解決手段】マイクロレンズアレイ基板１０は、面１１ａに凹部１２を有する基板１１と、面１１ａを覆い凹部１２を埋め込むように設けられ、レンズ面１３ａと、レンズ面１３ａと平面視で重なるように表面に形成された凹部１４とを有するレンズ層１３と、レンズ層１３を覆い凹部１４を埋め込むように設けられ、レンズ面１５ａと略平坦な表面とを有するレンズ層１５とを備え、凹部１４の深さは凹部１２の深さ以下であり、凹部１４の径は凹部１２の径以下であり、レンズ層１３の屈折率は基板１１の屈折率よりも大きく、レンズ層１５の屈折率はレンズ層１３の屈折率よりも大きい。【選択図】図３

Description

本発明は、マイクロレンズアレイ基板、電気光学装置、および電子機器に関する。
素子基板と対向基板との間に、例えば、液晶などの電気光学物質を備えた電気光学装置が知られている。電気光学装置として、例えば、プロジェクターの液晶ライトバルブとして用いられる液晶装置を挙げることができる。液晶装置では、スイッチング素子や配線などが配置された領域に遮光部が設けられ、入射する光の一部は遮光部で遮光されて利用されない。そこで、一方の基板にマイクロレンズを備え、液晶装置に入射する光のうち画素同士の境界に配置された遮光部で遮光されてしまう光を画素の開口部内に入射させる構成が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
特許文献１に記載のマイクロレンズアレイ基板（マイクロレンズ基板）では、凹状のレンズ曲面が形成された入射側基板と、凸状のレンズ曲面が形成された射出側基板と、その間に設けられた屈折率が基板よりも大きな樹脂と、で凸メニスカス状のマイクロレンズが構成されている。マイクロレンズに入射する光（平行光）は、入射側のレンズ曲面で基板と樹脂との屈折率差（正の屈折力）により集光された後、射出側のレンズ曲面で樹脂と基板との屈折率差（負の屈折力）により平行光に近付けられて射出される。
また、特許文献２に記載のマイクロレンズアレイ基板（マイクロレンズ基板）では、凹状のレンズ曲面が形成された入射側基板と、凹状のレンズ曲面が形成された射出側基板と、その間に設けられた屈折率が基板よりも大きな樹脂と、で両凸状のマイクロレンズが構成されている。マイクロレンズに入射する光（平行光）は、入射側のレンズ曲面で基板と樹脂との屈折率差（正の屈折力）により集光された後、射出側のレンズ曲面で樹脂と基板との屈折率差（正の屈折力）によりさらに集光され高い輝度で射出される。
特開２００２−００６１１４号公報 特開２００２−０１４２０５号公報
ところで、光源から射出され液晶装置に入射する光には、基板表面の法線方向に沿った平行光ばかりでなく、法線方向に対して角度を持った斜め光も少なからず含まれる。入射する斜め光がマイクロレンズで集光（屈折）されて法線方向に対する角度がさらに大きくなると、遮光部で遮光されたり投写レンズで蹴られたりして光利用効率の低下を招くことや、液晶分子の配向方向に対して斜めに進む光が多くなることでコントラストの低下を招くことがある。このような斜め光に対しては、マイクロレンズに入射する位置や入射角度に応じて、入射側のレンズ曲面で屈折された光を射出側のレンズ曲面でさらに同じ側に屈折させた方が良い場合と、入射側のレンズ曲面で屈折された光を射出側のレンズ曲面で反対側に屈折させて戻した方が良い場合とがある。
しかしながら、特許文献１および特許文献２には、斜め光についての言及がない。すなわち、特許文献１では平行光を集光してもとに戻すことのみ言及されており、斜め光を含む入射光に対して光利用効率が最適化されていないおそれがある。また、特許文献２では平行光を集光してさらに集光することのみ言及されており、集光により斜め光が増えることでコントラストの低下を招くおそれがある。本発明は、入射光に斜め光が含まれる場合でも、電気光学装置における光の利用効率の向上とコントラストの向上との両立を図ることを目的とする。
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］本適用例に係るマイクロレンズアレイ基板は、第１の面に第１の凹部を有する基板と、前記第１の面を覆い前記第１の凹部を埋め込むように設けられ、前記第１の凹部と接する第１のレンズ面と、前記第１のレンズ面と平面視で重なるように表面に形成された第２の凹部と、を有する第１の透光層と、前記第１の透光層を覆い前記第２の凹部を埋め込むように設けられ、前記第２の凹部と接する第２のレンズ面と、略平坦な表面と、を有する第２の透光層と、を備え、前記第２の凹部の深さは前記第１の凹部の深さ以下であり、前記第２の凹部の径は前記第１の凹部の径以下であり、前記第１の透光層の屈折率は前記基板の屈折率よりも大きく、前記第２の透光層の屈折率は前記第１の透光層の屈折率よりも大きいことを特徴とする。
本適用例の構成によれば、基板の第１の凹部を第１の透光層で埋め込むことで第１のレンズ面を有する１段目のマイクロレンズが構成され、第１の透光層の第２の凹部を第２の透光層で埋め込むことで、第２のレンズ面を有し１段目のマイクロレンズと平面視で重なるように配置された２段目のマイクロレンズが構成される。第１の透光層の屈折率は基板の屈折率よりも大きく、第２の透光層の屈折率は第１の透光層の屈折率よりも大きいので、１段目のマイクロレンズと２段目のマイクロレンズとは、ともに正の屈折力を有する。そのため、１段目のマイクロレンズの端部に入射する平行光および斜め光は中心側へ屈折し、２段目のマイクロレンズでさらに中心側へ屈折するので、光の利用効率を向上させることができる（詳しくは、図３参照）。そして、斜め光の入射角度によって、１段目のマイクロレンズで屈折した側とは反対側に２段目のマイクロレンズで屈折させることにより、斜め光を平行光に近付けて射出することが可能となる（詳しくは、図５参照）。これらにより、入射光に斜め光が含まれる場合でも、光の利用効率を向上させつつ射出光を平行光に近付けることができる。また、第２の凹部の深さは第１の凹部の深さ以下であり第２の凹部の径は第１の凹部の径以下であるので、マイクロレンズアレイ基板を製造する際に、基板の第１の面を覆うとともに第１の凹部を埋め込むように第１の透光層の材料を堆積することで、第１の透光層の表面に第１の凹部の形状が反映された第２の凹部を形成することができる。これにより、第１の透光層に対してエッチングを施して第２の凹部を形成する場合と比べて、フォトリソグラフィ工程およびエッチング工程を不要とすることができる。
［適用例２］上記適用例に係るマイクロレンズアレイ基板であって、前記第１の凹部および前記第２の凹部は、断面視において端部から中央部に向かって傾斜する傾斜面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の凹部および第２の凹部は、端部から中央部に向かって傾斜する傾斜面を有している。そのため、１段目のマイクロレンズおよび２段目のマイクロレンズの端部側に入射する光は、略同一の角度で中心側へ屈折される。これにより、第１の凹部および第２の凹部の端部が曲面である場合と比べて、入射光の過度の屈折が抑えられるとともに、屈折角度のばらつきを小さく抑えることができる。また、第１の凹部が傾斜面を有していると、マイクロレンズアレイ基板を製造する際に、第１の透光層の材料を堆積することで第１の透光層の表面に形成される第２の凹部の形状を、第１の凹部の形状により近いものとすることができる。
［適用例３］上記適用例に係るマイクロレンズアレイ基板であって、前記第１のレンズ面の中心と前記第２のレンズ面の中心とを結ぶ直線を第１の軸とし、前記第１のレンズ面の第１の位置における接平面の法線を第１の法線とし、前記第２のレンズ面の第２の位置における接平面の法線であって、前記第１の位置を通過する直線を第２の法線とすると、前記基板側から前記第１の軸に対して斜めに入射する光であって、前記第１の法線よりも前記第１の軸側から前記第１のレンズ面の前記第１の位置に入射し、前記第１の透光層を透過して、前記第２の法線よりも前記第１の軸側で前記第２のレンズ面に入射する前記光は、前記第１の軸に対して、前記第１のレンズ面で屈折した側とは反対側に前記第２のレンズ面で屈折することが好ましい。
本適用例の構成によれば、第１の軸に対して斜めに入射する光であって、第１の法線よりも第１の軸側から第１のレンズ面の第１の位置に入射し、第１の透光層を透過して第２の法線よりも第１の軸側で第２のレンズ面に入射する光は、第１の軸に対して、第１のレンズ面で屈折した側とは反対側に第２のレンズ面で屈折する。そのため、第１のレンズ面の中心と第２のレンズ面の中心とを結ぶ第１の軸側を向くように傾いて入射する斜め光が、第１のレンズ面で傾きが大きくなる方向に屈折された場合に、第２のレンズ面でその反対側の傾きが小さくなる方向に屈折させて戻すことができる。これにより、斜め光を中心側へ向かわせるとともに、平行光に近付けて射出することができる。
［適用例４］本適用例に係るマイクロレンズアレイ基板は、第１の面を有する基板と、前記第１の面に設けられ、第１のレンズ面を有する第１の凸部が表面に形成された第１の透光層と、前記第１の透光層を覆うように設けられ、第２のレンズ面を有する第２の凸部が前記第１の凸部と平面視で重なるように表面に形成された第２の透光層と、前記第２の透光層を覆うように設けられ、略平坦な表面を有する第３の透光層と、を備え、前記第２の凸部の高さは前記第１の凸部の高さ以下であり、前記第２の凸部の径は前記第１の凸部の径以上であり、前記第１の透光層の屈折率は前記基板の屈折率よりも大きく、前記第２の透光層の屈折率は前記第１の透光層の屈折率よりも小さく、前記第３の透光層の屈折率は前記第２の透光層の屈折率よりも小さいことを特徴とする。
本適用例の構成によれば、第１の透光層の第１の凸部を第２の透光層で覆うことで第１のレンズ面を有する１段目のマイクロレンズが構成され、第２の透光層の第２の凸部を第３の透光層で覆うことで、第２のレンズ面を有し１段目のマイクロレンズと平面視で重なるように配置された２段目のマイクロレンズが構成される。第２の透光層の屈折率は第１の透光層の屈折率よりも小さく、第３の透光層の屈折率は第２の透光層の屈折率よりも小さいので、１段目のマイクロレンズと２段目のマイクロレンズとは、ともに正の屈折力を有する。そのため、１段目のマイクロレンズの端部に入射する平行光および斜め光を中心側へ屈折させ、２段目のマイクロレンズでさらに中心側へ屈折させるので、光の利用効率を向上させることができる（詳しくは、図８参照）。また、斜め光の入射角度によって、１段目のマイクロレンズで屈折した側とは反対側に２段目のマイクロレンズで屈折させることにより、斜め光を平行光に近付けて射出することが可能となる（詳しくは、図１０参照）。これらにより、入射光に斜め光が含まれる場合でも、光の利用効率を向上させつつ射出光を平行光に近付けることができる。また、第２の凸部の高さは第１の凸部の高さ以下であり第２の凸部の径は第１の凸部の径以上であるので、マイクロレンズアレイ基板を製造する際に、第１の透光層の第１の凸部を覆うように第２の透光層の材料を堆積することで、第２の透光層の表面に第１の凸部の形状が反映された第２の凸部を形成することができる。これにより、第２の透光層に対してエッチングや加熱処理を施して第２の凸部を形成する場合と比べて、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程、および加熱処理工程を不要とすることができる。
［適用例５］上記適用例に係るマイクロレンズアレイ基板であって、前記第１のレンズ面の中心と前記第２のレンズ面の中心とを結ぶ直線を第１の軸とし、前記第１のレンズ面の第１の位置における接平面の法線を第１の法線とし、前記第２のレンズ面の第２の位置における接平面の法線であって、前記第１の位置を通過する直線を第２の法線とすると、前記基板側から前記第１の軸に対して斜めに入射する光であって、前記第１の法線よりも前記第１の軸側から前記第１のレンズ面の前記第１の位置に入射し、前記第２の透光層を透過して、前記第２の法線よりも前記第１の軸側で前記第２のレンズ面に入射する前記光は、前記第１の軸に対して、前記第１のレンズ面で屈折した側とは反対側に前記第２のレンズ面で屈折することが好ましい。
本適用例の構成によれば、第１の軸に対して斜めに入射する光であって、第１の法線よりも第１の軸側から第１のレンズ面の第１の位置に入射し、第２の透光層を透過して第２の法線よりも第１の軸側で第２のレンズ面に入射する光は、第１の軸に対して、第１のレンズ面で屈折した側とは反対側に第２のレンズ面で屈折する。そのため、第１のレンズ面の中心と第２のレンズ面の中心とを結ぶ第１の軸側を向くように傾いて入射する斜め光が、第１のレンズ面で傾きが大きくなる方向に屈折された場合に、第２のレンズ面でその反対側の傾きが小さくなる方向に屈折させて戻すことができる。これにより、斜め光を中心側へ向かわせるとともに、平行光に近付けて射出することができる。
［適用例６］本適用例に係る電気光学装置は、第１の基板と、前記第１の基板と対向するように配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された電気光学層と、を備え、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基板を前記第２の基板に備えていることを特徴とする。
本適用例の構成によれば、電気光学装置は、入射光に斜め光が含まれる場合でも、光の利用効率を向上させつつ射出光を平行光に近付けることができるマイクロレンズアレイ基板を第２の基板に備えている。これにより、明るくてコントラストが良好な画像を表示できる電気光学装置を提供することができる。
［適用例７］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の電気光学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、明るくてコントラストが良好な画像を表示できる電子機器を提供することができる。
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部およびマイクロレンズの形状と配置とを示す模式平面図。 第１の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板の構成を示す模式断面図。 光源から射出されマイクロレンズアレイ基板に入射する入射光の角度分布の一例を示す図。 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の実施形態に係る液晶装置の構成を示す概略断面図。 第２の実施形態に係る液晶装置の遮光部およびマイクロレンズの形状と配置とを示す模式平面図。 第２の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板の構成を示す模式断面図。 第２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３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）
＜電気光学装置＞
第１の実施形態では、電気光学装置として、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、後述する投写型表示装置（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の実施形態に係る電気光学装置としての液晶装置について、図１、図２、および図３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。
図１および図３に示すように、本実施形態に係る液晶装置１は、第１の基板としての素子基板２０と、素子基板２０に対向配置された第２の基板としての対向基板３０と、シール材４２と、電気光学層としての液晶層４０とを備えている。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、素子基板２０と対向基板３０とシール材４２とによって囲まれた空間に封入された、正または負の誘電異方性を有する液晶で構成されている。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、素子基板２０に設けられた遮光層２２，２６と、対向基板３０に設けられた遮光層３２とが配置されている。遮光層２２，２６，３２は、額縁状の周縁部を有し、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などで形成されている。額縁状の遮光層２２，２６，３２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。素子基板２０に設けられた遮光層２２，２６は、表示領域Ｅにおいて、複数の画素Ｐの開口領域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辺に対向する他の第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辺と直交し互いに対向する他の２辺に沿ったシール材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２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が設けられた第１辺に沿った方向を第１の方向としてのＸ方向とし、この第１辺と直交し互いに対向する他の２辺に沿った方向を第２の方向としての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。遮光層２２，２６は、Ｘ方向とＹ方向とに沿った格子状に設けられている。画素Ｐの開口領域は、遮光層２２，２６によって格子状に区画され、Ｘ方向とＹ方向とに沿ったマトリックス状に配列されている。
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の対向基板３０側表面の法線方向（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、第１の実施形態に係る対向基板３０は、マイクロレンズアレイ基板１０と、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。第１の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板１０は、１段目のマイクロレンズＭＬ１および２段目のマイクロレンズＭＬ２の２段のマイクロレンズを備えている。
マイクロレンズアレイ基板１０は、基板１１と、第１の透光層としてのレンズ層１３と、第２の透光層としてのレンズ層１５と、光路長調整層１６と、を備えている。基板１１は、例えば、ガラスや石英などの光透過性を有する無機材料からなる。基板１１の液晶層４０側の面を、第１の面としての面１１ａとする。基板１１は、面１１ａに形成された複数の第１の凹部としての凹部１２を有している。各凹部１２は、画素Ｐ毎に設けられている。凹部１２の断面形状は、例えば、その中央部が曲面部であり、曲面部を囲む周縁部が傾斜面（いわゆるテーパー状の面）となっている。
レンズ層１３は、凹部１２を埋めて基板１１の面１１ａを覆うように、凹部１２の深さよりも厚く形成されている。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よりも光屈折率が大き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ＳｉＯＮ、Ａｌ2Ｏ3などが挙げられる。
レンズ層１３を形成する材料で凹部１２を埋め込むことにより、基板１１側に膨らむ凸形状のマイクロレンズＭＬ１が構成される。レンズ層１３の凹部１２と接する面（基板１１との界面）を、第１のレンズ面としてのレンズ面１３ａという。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は、その表面（基板１１とは反対側の面）に、凹部１２の形状が反映された複数の第２の凹部としての凹部１４を有している。凹部１４は、凹部１２と平面視で重なるように配置されており、凹部１２と類似した断面形状を有している。
レンズ層１５は、凹部１４を埋めてレンズ層１３の表面を覆うように、凹部１４の深さよりも厚く形成されている。レンズ層１５は、光透過性を有し、レンズ層１３よりも光屈折率が大きい無機材料からなる。レンズ層１５は、例えば、レンズ層１３と同じ材料で構成される。レンズ層１３およびレンズ層１５の材料がＳｉＯＮである場合、酸素（Ｏ）と窒素（Ｎ）との比を異ならせることで、レンズ層１３の光屈折率とレンズ層１５の光屈折率とを異ならせることができる。
レンズ層１５を形成する材料で凹部１４を埋め込むことにより、凸形状のマイクロレンズＭＬ２が構成される。レンズ層１５の凹部１４と接する面（レンズ層１３との界面）を、第２のレンズ面としてのレンズ面１５ａという。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。マイクロレンズＭＬ１とマイクロレンズＭＬ２とは、画素Ｐに対応して、互いに平面視で重なるように配置されている。レンズ層１５の表面は、平坦な面となっている。
なお、マイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２の中央部（曲面部）に入射する入射光は、マイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２の中心（曲面部の焦点）へ向けて集光される。また、マイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２の周縁部（傾斜面）に入射する入射光は、入射角度が略同一であれば略同一の角度でマイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２の中心側へ屈折される。したがって、マイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２の全体が曲面部で構成される場合と比べて、入射する光の過度の屈折が抑えられ、液晶層４０に入射する光の角度のばらつきが抑えられる。
光路長調整層１６は、レンズ層１５を覆うように形成されている。光路長調整層１６は、光透過性を有し、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。このような無機材料としては、例えばＳｉＯ2などが挙げられる。光路長調整層１６は、マイクロレンズＭＬ２から遮光層２６までの距離を所望の値に合わせる機能を有する。したがって、光路長調整層１６の層厚は、光の波長に応じたマイクロレンズＭＬ２の焦点距離などの光学条件に基づいて適宜設定される。光路長調整層１６の表面は、略平坦な面となっている。
遮光層３２は、マイクロレンズアレイ基板１０（光路長調整層１６）上に設けられている。遮光層３２は、マイクロレンズＭＬ１およびマイクロレンズＭＬ２が配置された表示領域Ｅ（図１参照）の周囲を囲むように設けられている。遮光層３２は、例えば、金属や金属化合物などで形成される。遮光層３２は、表示領域Ｅ内に、素子基板２０の遮光層２２および遮光層２６に平面視で重なるように設けられていてもよい。この場合、遮光層３２は、格子状、島状、またはストライプ状などに形成されていてもよいが、平面視で遮光層２２および遮光層２６よりも狭い範囲に配置されていることが好ましい。
マイクロレンズアレイ基板１０（光路長調整層１６）と遮光層３２とを覆うように、保護層３３が設けられている。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。なお、保護層３３は共通電極３４の液晶層４０側の表面が平坦となるように遮光層３２を覆うものであるが、保護層３３を設けることなく導電性の遮光層３２を直接覆うように共通電極３４を形成してもよい。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、基板２１と、遮光層２２と、絶縁層２３と、ＴＦＴ２４と、絶縁層２５と、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。基板２１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。
遮光層２２は、基板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。遮光層２２および遮光層２６は、例えば、金属や金属化合物などで形成される。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は、ＴＦＴ２４の少なくともチャネル領域と平面視で重なっている。
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ので、ＴＦＴ２４における光リーク電流の増大や光による誤動作を抑えることができる。遮光層２２と遮光層２６とで遮光部Ｓが構成される。遮光層２２に囲まれた領域（開口部２２ａ内）、および、遮光層２６に囲まれた領域（開口部２６ａ内）は、平面視で互いに重なっており、画素Ｐの領域のうち光が透過する開口部Ｔとなる。
絶縁層２３は、基板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上に設けられており、遮光層２２および遮光層２６と平面視で重なる領域に配置されている。ＴＦＴ２４は、画素電極２８を駆動するスイッチング素子である。ＴＦＴ２４は、図示しない半導体層、ゲート電極、ソース電極、およびドレイン電極で構成されている。半導体層には、ソース領域、チャネル領域、およびドレイン領域が形成されている。チャネル領域とソース領域、又は、チャネル領域とドレイン領域との界面にはＬＤＤ（Lightly Doped Drain）領域が形成されていてもよい。
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にコンタクトホールを介して電気的に接続されており、走査信号が印加されることによってＴＦＴ２４をオン／オフ制御している。
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によって生じ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。配向膜２９は、画素電極２８を覆うように設けられている。液晶層４０は、素子基板２０側の配向膜２９と対向基板３０側の配向膜３５との間に封入されている。
なお、図示を省略するが、平面視で遮光層２２および遮光層２６に重なる領域には、ＴＦＴ２４に電気信号を供給するための電極、配線、中継電極や、蓄積容量５（図２参照）を構成する容量電極などが設けられている。遮光層２２や遮光層２６がこれらの電極、配線、中継電極、容量電極などを含む構成であってもよい。
第１の実施形態に係る液晶装置１では、例えば、光源などから発せられた光は、マイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２を備える対向基板３０（基板１１）側から入射する。入射する光のうち、対向基板３０（基板１１）の表面の法線方向に沿ってマイクロレンズＭＬ１（レンズ面１３ａ）の中心に入射した平行光Ｌ１は、直進してマイクロレンズＭＬ２（レンズ面１５ａ）の中心に入射し、そのまま直進して画素Ｐの開口部Ｔ内を透過し素子基板２０側に射出される。
なお、以下では、対向基板３０（基板１１）の表面の法線方向を単に「法線方向」という。「法線方向」は、図３のＺ方向に沿った方向であり、素子基板２０（基板２１）の法線方向と略同一の方向である。また、以下では、法線方向に平行な光を「平行光」といい、法線方向に対して傾いた（角度を持った）光を「斜め光」という。
マイクロレンズＭＬ１の端部に法線方向に沿って入射した平行光Ｌ２は、仮にそのまま直進した場合、破線で示すように遮光層２６で遮光されてしまうが、基板１１とレンズ層１３との間の光屈折率の差（正の屈折力）により、マイクロレンズＭＬ１の中心側へ屈折してマイクロレンズＭＬ２に入射する。そして、マイクロレンズＭＬ２に入射した光Ｌ２は、レンズ層１３とレンズ層１５との間の光屈折率の差（正の屈折力）により、マイクロレンズＭＬ２の中心側へさらに屈折し、画素Ｐの開口部Ｔ内を透過して素子基板２０側に射出される。
マイクロレンズＭＬ１の端部に法線方向に対して斜めに、かつ、マイクロレンズＭＬ１の中心に対して外側に向かって入射した斜め光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、基板１１とレンズ層１３との間の光屈折率の差により、マイクロレンズＭＬ１の中心側へ屈折してマイクロレンズＭＬ２に入射する。マイクロレンズＭＬ２に入射した光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２６で遮光されてしまうが、レンズ層１３とレンズ層１５との間の光屈折率の差により、マイクロレンズＭＬ２の中心側へさらに屈折し、画素Ｐの開口部Ｔ内を透過して素子基板２０側に射出される。
このように、液晶装置１では、そのまま直進した場合に遮光層３２や遮光層２６で遮光されてしまう平行光Ｌ２や斜め光Ｌ３を、２段のマイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２の作用により、画素Ｐの開口部Ｔの中心側へ屈折させて開口部Ｔ内を透過させることができる。この結果、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。
なお、光路長調整層１６がレンズ層１５よりも光屈折率が低い材料で構成されている場合、レンズ層１５と光路長調整層１６との界面においても光の屈折は起きる。しかしながら、この界面における光の屈折は、マイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２による光の屈折と比べてわずかであり、無視できるものとする。
＜マイクロレンズアレイ基板＞
続いて、第１の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板１０の詳細構成について、図４および図５を参照して説明する。図４は、第１の実施形態に係る液晶装置の遮光部およびマイクロレンズの形状と配置とを示す模式平面図である。図５は、第１の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板の構成を示す模式断面図である。なお、図５は、図３における１つの画素Ｐの部分拡大図に相当する。
図４に示すように、液晶装置１の表示領域Ｅには、複数の画素Ｐが所定の配置ピッチでマトリックス状に配列されている。図４には、互いに隣り合う４つの画素Ｐが図示されている。画素Ｐの各々は略矩形の平面形状を有し、Ｘ方向およびＹ方向において隣り合う画素Ｐ同士が互いに接するように配列されている。画素Ｐの対角に位置する頂点同士を結ぶ対角線に沿った方向をＷ方向とする。
図４に斜線を付して示すように、液晶装置１の表示領域Ｅには、遮光部Ｓが略格子状に設けられている。遮光部Ｓは、遮光層２２と遮光層２６とで構成される。換言すれば、遮光部Ｓには、遮光層２２および遮光層２６の少なくとも一つが配置されている。各画素Ｐの領域のうち、遮光部Ｓと平面視で重なる領域は光を透過しない非開口領域であり、開口部Ｔと平面視で重なる領域は光が透過する開口領域である。ＴＦＴ２４は、遮光部Ｓと平面視で重なる領域に配置されている。
遮光部Ｓは、Ｘ方向に延在する部分とＹ方向に延在する部分とを有している。遮光部Ｓは、例えば、４つの角部に開口部Ｔ側に張り出した部分を有している。この遮光部Ｓの張り出した部分には、例えば、ＴＦＴ２４の一部や図示しない中継電極や容量電極などが配置されている。遮光部Ｓをこのような形状とすることで、遮光部Ｓの領域を小さくして開口率を高めても、ＴＦＴ２４を確実に遮光することができる。
遮光部Ｓは、複数の画素Ｐの各々に対応する開口部Ｔを有している。開口部Ｔは、略矩形状の４つの角部が窪んだ輪郭形状を有している。開口部Ｔは、Ｘ方向に沿った直線およびＹ方向に沿った直線に対して線対称な輪郭形状を有している。なお、開口部Ｔの輪郭形状（遮光部Ｓの平面形状）は、このような形態に限定されるものではなく、４つの角部が窪んでいない輪郭形状であってもよいし、Ｘ方向またはＹ方向のいずれか一方に沿った直線に対して非線対称な輪郭形状であってもよい。
開口部Ｔは、平面視で開口部２２ａと開口部２６ａとが重なる領域である。なお、遮光層３２が表示領域Ｅにも設けられている場合、遮光部Ｓは遮光層２２と遮光層２６と遮光層３２とで構成され、開口部Ｔは平面視で開口部２２ａと開口部２６ａと遮光層３２の開口部とが重なる領域となる。
図４に破線で示すように、複数のマイクロレンズＭＬ１（凹部１２）の各々と複数のマイクロレンズＭＬ２（凹部１４）の各々とは、複数の画素Ｐの各々に対応して、同じ配置ピッチで配列されている。マイクロレンズＭＬ１（凹部１２）とマイクロレンズＭＬ２（凹部１４）とは、平面視で互いに重なるとともに画素Ｐの開口部Ｔと重なるように配置されている。
マイクロレンズＭＬ１（凹部１２）およびマイクロレンズＭＬ２（凹部１４）の外形は、画素Ｐに内接する大きさである。Ｘ方向およびＹ方向において隣り合うマイクロレンズＭＬ１（凹部１２）同士およびマイクロレンズＭＬ２（凹部１４）同士は互いに接続されている。そのため、Ｘ方向およびＹ方向において隣り合うマイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２同士が互いに離間されている場合と比べて、マイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２に入射する光をより多くすることができる。
Ｘ方向およびＹ方向において隣り合うマイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２同士の境界は、遮光部ＳのＸ方向に延在する部分およびＹ方向に延在する部分と平面視で重なる領域に配置されている。また、マイクロレンズＭＬ１（凹部１２）およびマイクロレンズＭＬ２（凹部１４）の４隅の角部頂点は、遮光部ＳのＸ方向に延在する部分とＹ方向に延在する部分とが交差する部分と平面視で重なる領域に配置されている。対角線に沿った方向（Ｗ方向）において隣り合うマイクロレンズＭＬ１（凹部１２）同士およびマイクロレンズＭＬ２（凹部１４）同士は、それぞれ互いに離間されている。
マイクロレンズＭＬ１（凹部１２）およびマイクロレンズＭＬ２（凹部１４）の平面形状は略矩形であるが、凹部１２，１４の仮想的な外形は円形状であり、例えば、画素Ｐの内接円よりも大きく外接円よりも小さい。凹部１２の仮想的な外形である円形の径（Ｗ方向における長さ）をＤ１とし、凹部１４の仮想的な外形である円形の径（Ｗ方向における長さ）をＤ２とすると、Ｄ１≧Ｄ２である。なお、図４に示す例では、Ｄ１＞Ｄ２となっている。
図５に示すように、凹部１２の深さ、すなわち、マイクロレンズＭＬ１の厚さをＥ１とし、レンズ層１３の最も厚い部分の厚さをＥ２とする。そして、凹部１２の傾斜面と基板１１の面１１ａ（図３参照）とがなす角度をθとする。凹部１４の深さ、すなわち、マイクロレンズＭＬ２の厚さをＥ３とし、レンズ層１５の最も厚い部分の厚さをＥ４とする。また、光路長調整層１６の厚さをＥ５とする。
画素Ｐのピッチが１０μｍである場合、凹部１２の深さＥ１は、例えば、４．０μｍ程度である。凹部１２の傾斜面の角度θは、例えば、４０°程度である。レンズ層１３の厚さＥ２は、例えば、５．０μｍ程度である。レンズ層１３の厚さＥ２により、マイクロレンズＭＬ１からマイクロレンズＭＬ２までの距離を調整できる。凹部１４の深さＥ３は、凹部１２の深さＥ１に対して、Ｅ１≧Ｅ３となっている。レンズ層１５の厚さＥ４は、例えば、７．０μｍ程度である。また、光路長調整層１６の厚さＥ５は、例えば、７．０μｍ程度である。
基板１１が石英で構成されている場合、基板１１の光屈折率は、１．４６程度である。これに対して、レンズ層１３の光屈折率は、例えば１．５２程度であり、レンズ層１５の光屈折率は、例えば１．６４程度である。光路長調整層１６の光屈折率は、基板１１の光屈折率の同程度とするが、レンズ層１３，１５の光屈折率よりも小さければ、基板１１の光屈折率よりも大きくてもよい。なお、上述した各数値は一例を示すものであり、これらの数値はマイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２に要求される光学特性に基づいて適宜設定される。
図５に示すマイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２の光軸Ａｘ（第１の軸）は、レンズ面１３ａ（凹部１２）の平面的な中心とレンズ面１５ａ（凹部１４）の平面的な中心とを結ぶ直線である。レンズ面１３ａの中心とレンズ面１５ａの中心とは、理想的には平面視で画素Ｐの中心と重なるように配置されている。したがって、マイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２の光軸Ａｘは、理想的には法線方向に平行となる。ここでは、光軸Ａｘが法線方向に平行であるものとする。
図６は、光源（例えば、図１２に示す偏光照明装置１１０）から射出されマイクロレンズアレイ基板に入射する入射光の角度分布の一例を示す図である。横軸は法線方向に対する角度であり、縦軸との交点「０」から右側にいくほど法線方向に対する角度が大きくなる。縦軸は、入射する光の強度であり、上側ほど光の強度が強くなる。
図６に示す例では、入射光は、平行光だけでなく斜め光を多く含んでいる。入射光に含まれる斜め光のうち、法線方向に対する角度が小さい（例えば、５°程度の）斜め光が最も多く、法線方向に対する角度が大きな斜め光ほど少なくなっている。したがって、液晶装置１には、平行光だけでなく、特に法線方向に対する角度が比較的小さい斜め光を含む入射光に対して、光の利用効率が高く、かつ、コントラストが良好であることが求められる。なお、図６に示す入射光の角度分布は、光源（偏光照明装置）の構造や特性によって異なる場合がある。
図５に戻って、マイクロレンズＭＬ１のレンズ面１３ａの位置Ｃ１（第１の位置）における接平面の法線（第１の法線）をＶ１とする。そして、マイクロレンズＭＬ２のレンズ面１５ａの位置Ｃ２（第２の位置）における接平面の法線（第２の法線）であって、レンズ面１３ａの位置Ｃ１を通過する直線をＶ２とする。図５には、斜め光Ｌ４，Ｌ５がマイクロレンズＭＬ１のレンズ面１３ａの位置Ｃ１に入射した場合の光路を示している。なお、斜め光Ｌ４，Ｌ５の光路を分かり易く示すため、斜め光Ｌ４，Ｌ５の光軸Ａｘに対する角度を大きく誇張して示している。
法線Ｖ１よりも光軸Ａｘ側から外側（光軸Ａｘから遠ざかる側）に向かってレンズ面１３ａの位置Ｃ１に入射した斜め光Ｌ４は、仮にそのまま直進した場合、破線で示すように画素Ｐの外側（隣の画素Ｐ側）に向かい、遮光層３２（図３参照）で遮光されてしまう。しかしながら、レンズ層１３の光屈折率は基板１１の光屈折率よりも大きいため、レンズ面１３ａにおける屈折角は入射角よりも小さくなるので、斜め光Ｌ４は破線で示す光路よりも内側（光軸Ａｘ側）へ屈折する。
内側へ屈折した斜め光Ｌ４は、レンズ層１３における法線Ｖ２よりも外側を透過して、レンズ面１５ａの位置Ｃ２よりも外側の位置に入射する。レンズ層１５の光屈折率はレンズ層１３の光屈折率よりも大きいため、レンズ面１５ａにおける屈折角は入射角よりも小さくなるので、斜め光Ｌ４は破線で示す光路よりも内側へ屈折する。すなわち、斜め光Ｌ４は、光軸Ａｘに対して、マイクロレンズＭＬ１とマイクロレンズＭＬ２とで同じ側に屈折する。これにより、光軸Ａｘから遠ざかる側に向かってマイクロレンズＭＬ１に入射した斜め光Ｌ４は、マイクロレンズＭＬ１とマイクロレンズＭＬ２とで、光軸Ａｘ寄りに向けられて画素Ｐの開口部Ｔ（図３参照）内を透過するとともに、光軸Ａｘに対する傾き（角度）が小さくなって平行光に近付けられる。
一方、法線Ｖ１よりも光軸Ａｘ側から内側（光軸Ａｘに近付く側）に向かってレンズ面１３ａの位置Ｃ１に入射した斜め光Ｌ５は、破線で示す光路よりも内側へ屈折し、レンズ層１３における法線Ｖ２よりも内側を透過して、レンズ面１５ａの位置Ｃ２よりも内側の位置Ｃ３に入射する。
レンズ面１５ａの位置Ｃ３に入射した斜め光Ｌ５は、仮にそのまま直進した場合は、破線で示すように光軸Ａｘと交差して画素Ｐの外側（隣の画素Ｐ側）に向かい、遮光層３２（図３参照）で遮光されてしまうか、遮光されない場合でも液晶層４０（図３参照）内を斜めに透過するので、液晶装置１のコントラスト低下を招くこととなる。また、液晶装置１がプロジェクターの液晶ライトバルブとして用いられる場合、斜め光Ｌ５は、投写レンズで蹴られてしまうおそれがある。
ここで、斜め光Ｌ５は、レンズ層１３における法線Ｖ２よりも内側を透過するので、位置Ｃ３における接平面の法線Ｖ３よりも外側から内側に向かってレンズ面１５ａに入射することとなるが、レンズ面１５ａにおける屈折角は入射角よりも小さくなるので、破線で示す光路よりも外側へ屈折する。すなわち、斜め光Ｌ５は、マイクロレンズＭＬ２で、光軸Ａｘに対してマイクロレンズＭＬ１で屈折した側とは反対側に屈折する。これにより、マイクロレンズＭＬ１で光軸Ａｘに対して傾きが大きくなる方向に屈折した斜め光Ｌ５は、マイクロレンズＭＬ２で傾きが小さくなる方向に屈折して戻されるので、画素Ｐの開口部Ｔ内を透過することができ、光軸Ａｘに対する角度が小さく抑えられる。
このように、第１の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板１０では、斜め光が入射する向きに応じて、マイクロレンズＭＬ１とマイクロレンズＭＬ２とで同じ側に屈折させ、あるいは、マイクロレンズＭＬ１とマイクロレンズＭＬ２とで反対側に屈折させる。これにより、第１の実施形態に係る液晶装置１では、入射光に斜め光が含まれる場合でも、光の利用効率の向上とコントラストの向上との両立を図ることができる。
なお、図５に示す斜め光Ｌ５のように法線Ｖ１よりも光軸Ａｘ側から内側に向かってレンズ面１３ａの位置Ｃ１に入射した場合でも、レンズ層１３における法線Ｖ２よりも外側を透過してレンズ面１５ａの位置Ｃ２よりも外側の位置に入射する斜め光は、マイクロレンズＭＬ１とマイクロレンズＭＬ２とで同じ側に屈折する。しかしながら、このような斜め光では、マイクロレンズＭＬ１に入射する際の光軸Ａｘに対する角度が図５に示す斜め光Ｌ５よりも小さくなるため、マイクロレンズＭＬ１とマイクロレンズＭＬ２とで同じ側に屈折したとしても、マイクロレンズＭＬ２から射出される際の光軸Ａｘに対する角度が過度に大きくなることはない。
＜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の製造方法を説明する。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７の各図は、図３のＡ−Ａ’線に沿った概略断面図に相当し、図３とは上下方向（Ｚ方向）が反転している。
まず、図７（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、例えば、ＳｉＯ2などの酸化膜からなる制御膜７０を形成する。制御膜７０は、等方性エッチングにおけるエッチングレートが基板１１と異なっており、凹部１２を形成する際の深さ方向（Ｚ方向）のエッチングレートに対して幅方向（図４に示すＷ方向、Ｘ方向、およびＹ方向）のエッチングレートを調整する機能を有する。
制御膜７０を形成した後、所定の温度で制御膜７０のアニールを行う。制御膜７０のエッチングレートは、アニール時の温度により変化する。したがって、アニール時の温度を適宜設定することにより、制御膜７０のエッチングレートを調整することができる。
続いて、制御膜７０上にマスク層７２を形成する。そして、マスク層７２をパターニングして、マスク層７２に開口部７２ａを形成する。この開口部７２ａの平面的な中心の位置が、形成される凹部１２における中心となる。続いて、マスク層７２の開口部７２ａを介して、制御膜７０で覆われた基板１１に等方性エッチングを施す。図示を省略するがこの等方性エッチングにより、制御膜７０の開口部７２ａと重なる領域に開口部が形成され、その開口部を介して基板１１がエッチングされる。
等方性エッチングには、制御膜７０のエッチングレートの方が基板１１のエッチングレートよりも大きくなるようなエッチング液（例えば、フッ酸溶液）を用いる。これにより、等方性エッチングにおける制御膜７０の単位時間当たりのエッチング量が基板１１の単位時間当たりのエッチング量よりも多くなるので、制御膜７０に形成された開口部の拡大に伴って、基板１１の幅方向におけるエッチング量が深さ方向におけるエッチング量よりも多くなる。
等方性エッチングにより、開口部７２ａから制御膜７０と基板１１とがエッチングされ、図７（ｂ）に示すように、基板１１の面１１ａ側に凹部１２が形成される。上述したエッチングレートの設定により、凹部１２の幅方向が深さ方向よりも拡大されて、凹部１２の周縁部にテーパー状の傾斜面が形成される。なお、図７（ｂ）には、基板１１からマスク層７２および制御膜７０が除去された後の状態を示している。
本工程では、Ｘ方向およびＹ方向において隣り合う凹部１２同士が互いに接続されるとともに、Ｗ方向において隣り合う凹部１２同士が互いに離間されている状態（図４参照）で等方性エッチングを終了する。より具体的には、凹部１２の仮想的な外形である円形の径Ｄ１（図４参照）が、例えば画素Ｐの対角線の長さの９５％程度となり、Ｗ方向において隣り合う凹部１２同士の間に基板１１の面１１ａが残された状態で等方性エッチングを終了する。
Ｗ方向において隣り合う凹部１２同士が互いに接続されるまで等方性エッチングを行うと、マスク層７２が基板１１から浮いて剥がれてしまうおそれがある。本実施形態では、隣り合う凹部１２同士の間に基板１１の面１１ａが残っている状態で等方性エッチングを終了するので、等方性エッチングが終了するまでマスク層７２を支持することができる。これにより、凹部１２の平面形状は、４隅の角部が丸くなった略矩形状となる（図４参照）。
次に、図７（ｃ）に示すように、基板１１の面１１ａ側を覆い凹部１２を埋め込むように、光透過性を有し、基板１１よりも大きい光屈折率を有する無機材料を堆積してレンズ層１３を形成する。レンズ層１３は、例えばＣＶＤ法を用いて形成することができる。レンズ層１３は、複数回に分けて材料を堆積して形成するようにしてもよい。基板１１上に略同一の厚さでレンズ層１３を形成することにより、レンズ層１３の表面に凹部１２の形状が反映されて凹部１４が形成される。そして、凹部１２にレンズ層１３の材料が埋め込まれることにより、マイクロレンズＭＬ１が構成される。
レンズ層１３の材料の付き回り状態にもよるが、凹部１４の仮想的な外形である円形の径Ｄ２は凹部１２の仮想的な外形である円形の径Ｄ１以下となり（図４参照）、凹部１４の深さＥ３は凹部１２の深さＥ１以下となる（図５参照）。なお、本実施形態のように凹部１２が傾斜面を有していると、レンズ層１３の材料を堆積することでレンズ層１３の表面に形成される凹部１４の形状を、凹部１２の形状により近いものとすることができる。
本実施形態では、上述のように、レンズ層１３の材料を堆積することでレンズ層１３の表面に凹部１２の形状が反映された凹部１４が形成される。そのため、レンズ層１３をより厚く形成して表面の凹凸を緩和した後、図７（ｂ）と同様にレンズ層１３にエッチングを施して凹部１４を形成する場合と比べて、フォトリソグラフィ工程およびエッチング工程を不要とすることができる。これにより、生産性を向上できるので、コスト競争力を高めることができる。
次に、図７（ｄ）に示すように、レンズ層１３の表面を覆い凹部１２を埋め込むように、光透過性を有し、レンズ層１３よりも大きい光屈折率を有する無機材料を堆積してレンズ層１５を形成する。レンズ層１５は、例えばＣＶＤ法を用いて形成することができる。レンズ層１５は、複数回に分けて材料を堆積して形成するようにしてもよい。レンズ層１３上に略同一の厚さでレンズ層１５を形成することにより、レンズ層１５の表面に凹部１４の形状が反映される。そして、凹部１４にレンズ層１５の材料が埋め込まれることにより、マイクロレンズＭＬ２が構成される。
次に、図７（ｅ）に示すように、レンズ層１５に対して平坦化処理を施す。平坦化処理では、例えば、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）処理などを用いて、レンズ層１５の上層の凹凸が形成された部分を研磨して除去することにより、レンズ層１５の上面を平坦化する。そして、レンズ層１５を覆うように、光透過性を有し、例えば基板１１と同程度の光屈折率を有する無機材料を堆積して光路長調整層１６を形成する。光路長調整層１６は、例えばＣＶＤ法を用いて形成することができる。以上により、マイクロレンズアレイ基板１０が完成する。
マイクロレンズアレイ基板１０が完成した後、公知の技術を用いて、マイクロレンズアレイ基板１０上に、遮光層３２と、保護層３３と、共通電極３４と、配向膜３５とを順に形成して対向基板３０を得る。また、基板２１上に、遮光層２２と、絶縁層２３と、ＴＦＴ２４と、絶縁層２５と、遮光層２６と、絶縁層２７と、画素電極２８と、配向膜２９とを順に公知の方法を用いて形成することにより、素子基板２０を得る。
続いて、素子基板２０と対向基板３０とを位置決めし、素子基板２０と対向基板３０との間に熱硬化性または光硬化性の接着剤をシール材４２（図１参照）として配置して硬化させて貼り合せる。そして、素子基板２０と対向基板３０とシール材４２とで構成される空間に液晶を封入して挟持することにより、液晶装置１が完成する。素子基板２０と対向基板３０とを貼り合せる前にシール材４２で囲まれた領域に液晶を配置することとしてもよい。
なお、上記のマイクロレンズＭＬ１は、凹部１２の周縁部に傾斜面を有する構成であったが、凹部１２の周縁部に傾斜面を有しておらず、凹部１２全体が曲面部で構成されていてもよい。この場合には、凹部１２を形成する際に制御膜７０を設けなくてもよい。また、凹部１２全体が曲面部で構成されている場合には、凹部１４も全体が曲面部で構成されたものとなる。
（第２の実施形態）
＜電気光学装置＞
第２の実施形態に係る電気光学装置としての液晶装置は、第１の実施形態に対して、マイクロレンズアレイ基板の構成が異なる。第２の実施形態に係る液晶装置１Ａおよびマイクロレンズアレイ基板６０の構成について、図８を参照して説明する。図８は、第２の実施形態に係る液晶装置の構成を示す概略断面図である。詳しくは、図８は、図１のＡ−Ａ’線に沿った概略断面図に相当する。第１の実施形態と共通する構成要素については、同一の符号を付しその説明を省略する。
図８に示すように、第２の実施形態に係る液晶装置１Ａは、素子基板２０と、対向基板３０Ａと、シール材４２（図示しない）と、液晶層４０とを備えている。対向基板３０Ａは、第２の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板６０と、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。
第２の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板６０は、１段目のマイクロレンズＭＬ１および２段目のマイクロレンズＭＬ２の２段のマイクロレンズを備えている。マイクロレンズアレイ基板６０は、基板６１と、第１の透光層としてのレンズ層６２と、第２の透光層としてのレンズ層６４と、第３の透光層としての平坦化層６６と、を備えている。
基板６１は、例えば、ガラスや石英などの光透過性を有する無機材料からなる。レンズ層６２は、基板６１の液晶層４０側の面である第１の面としての面６１ａに設けられている。レンズ層６２は、複数の第１の凸部としての凸部６３を有している。凸部６３の断面形状は、例えば、略楕円球面状となっている。レンズ層６２は、光透過性を有し、基板６１よりも光屈折率が大きい、例えばＳｉＯＮなどの無機材料からなる。
各凸部６３は、画素Ｐ毎に設けられ、第１のレンズ面としてのレンズ面６３ａを有している。凸部６３のレンズ面６３ａがレンズ層６４で覆われることにより、液晶層４０側に膨らむ凸形状のマイクロレンズＭＬ１が構成される。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６４は、レンズ層６２の表面を覆うように、凸部６３の厚さよりも厚く形成されている。レンズ層６４は、光透過性を有し、レンズ層６２よりも光屈折率が小さい、例えばＳｉＯＮなどの無機材料からなる。レンズ層６４は、その表面（レンズ層６２とは反対側の面）に、凸部６３の形状が反映された複数の第２の凸部としての凸部６５を有している。凸部６５は、凸部６３と平面視で重なるように配置されており、凸部６３と類似した断面形状を有している。
各凸部６５は、第２のレンズ面としてのレンズ面６５ａを有している。凸部６５のレンズ面６５ａが平坦化層６６で覆われることにより、液晶層４０側に膨らむ凸形状のマイクロレンズＭＬ２が構成される。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。マイクロレンズＭＬ１とマイクロレンズＭＬ２とは、画素Ｐに対応して、互いに平面視で重なるように配置されている。
平坦化層６６は、レンズ層６４の表面を覆うように、凸部６５の厚さよりも厚く形成されている。平坦化層６６は、光透過性を有し、レンズ層６４よりも光屈折率が小さい、例えばＳｉＯ2などの無機材料からなる。平坦化層６６の表面は、基板６１の面６１ａに略平行で平坦な面となっている。平坦化層６６は、マイクロレンズＭＬ２から遮光層２６までの距離を所望の値に合わせる光路長調整層としての機能を有する。
マイクロレンズＭＬ１（レンズ面６３ａ）の中心に入射した平行光Ｌ１は、直進してマイクロレンズＭＬ２（レンズ面６５ａ）の中心に入射し、そのまま直進して画素Ｐの開口部Ｔ内を透過し素子基板２０側に射出される。
マイクロレンズＭＬ１の端部に入射した平行光Ｌ２は、仮にそのまま直進した場合、破線で示すように遮光層２６で遮光されてしまうが、レンズ層６２とレンズ層６４との間の光屈折率の差（正の屈折力）により、マイクロレンズＭＬ１の中心側へ屈折してマイクロレンズＭＬ２に入射する。そして、マイクロレンズＭＬ２に入射した光Ｌ２は、レンズ層６４と平坦化層６６との間の光屈折率の差（正の屈折力）により、マイクロレンズＭＬ２の中心側へさらに屈折し、画素Ｐの開口部Ｔ内を透過して素子基板２０側に射出される。
マイクロレンズＭＬ１の端部に法線方向に対して斜めに、かつ、マイクロレンズＭＬ１の中心に対して外側に向かって入射した斜め光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、レンズ層６２とレンズ層６４との間の光屈折率の差（正の屈折力）により、マイクロレンズＭＬ１の中心側へ屈折してマイクロレンズＭＬ２に入射する。マイクロレンズＭＬ２に入射した光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２６で遮光されてしまうが、レンズ層６４と平坦化層６６との間の光屈折率の差（正の屈折力）により、マイクロレンズＭＬ２の中心側へさらに屈折し、画素Ｐの開口部Ｔ内を透過して素子基板２０側に射出される。
このように、第２の実施形態に係る液晶装置１Ａにおいても、そのまま直進した場合に遮光層３２や遮光層２６で遮光されてしまう平行光Ｌ２や斜め光Ｌ３を、２段のマイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２の作用により、画素Ｐの開口部Ｔの中心側へ屈折させて開口部Ｔ内を透過させることができる。この結果、第１の実施形態と同様に、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。
＜マイクロレンズアレイ基板＞
続いて、第２の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板６０の詳細構成について、図９および図１０を参照して説明する。図９は、第２の実施形態に係る液晶装置の遮光部およびマイクロレンズの形状と配置とを示す模式平面図である。図１０は、第２の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板の構成を示す模式断面図である。なお、図１０は、図８における１つの画素Ｐの部分拡大図に相当する。
図９に示すように、第２の実施形態に係る液晶装置１Ａには、第１の実施形態に係る液晶装置１と同様に、遮光部Ｓが略格子状に設けられており、遮光部Ｓは複数の画素Ｐの各々に対応する開口部Ｔを有している。
Ｘ方向およびＹ方向において隣り合うマイクロレンズＭＬ１（凸部６３）同士およびマイクロレンズＭＬ２（凸部６５）同士は互いに接続されている。対角線に沿った方向（Ｗ方向）において隣り合うマイクロレンズＭＬ１（凸部６３）同士およびマイクロレンズＭＬ２（凸部６５）同士は、それぞれ互いに離間されている。
マイクロレンズＭＬ１（凸部６３）およびマイクロレンズＭＬ２（凸部６５）の平面形状は略矩形であり、４隅の角部が丸く形成されている。Ｗ方向における凸部６３の径（長さ）をＦ１とし、凸部６５の径（長さ）をＦ２とすると、Ｆ１≦Ｆ２である。図９に示す例では、Ｆ１＜Ｆ２となっている。なお、第２の実施形態では、Ｗ方向において隣り合うマイクロレンズＭＬ１（凸部６３）同士およびマイクロレンズＭＬ２（凸部６５）同士が互いに接続されていてもよい。
図１０に示すように、凸部６３の厚さ、すなわち、マイクロレンズＭＬ１の厚さをＨ２とし、レンズ層６２のうち凸部６３の厚さＨ２を除いた厚さをＨ１とする。レンズ層６２の最も厚い部分の厚さは、Ｈ１＋Ｈ２となる。そして、凸部６５の厚さ、すなわち、マイクロレンズＭＬ２の厚さをＨ４とし、凸部６５（レンズ面６５ａ）の中心におけるレンズ層６４の厚さから凸部６５の厚さＨ４を除いた厚さをＨ３とする。レンズ層６４における凸部６３の頂点（レンズ面６３ａの中心）から凸部６５の頂点（レンズ面６５ａの中心）までの部分の厚さは、Ｈ３＋Ｈ４となる。また、平坦化層６６の厚さをＨ５とする。
画素Ｐのピッチが１０μｍである場合、レンズ層６２のうち凸部６３の厚さＨ２を除いた厚さＨ１は、例えば、４．５μｍ程度である。凸部６３の厚さＨ２は、例えば、２．６μｍ程度である。レンズ層６４における凸部６３の頂点から凸部６５の頂点までの部分の厚さＨ３＋Ｈ４は、例えば、３．０μｍ程度である。凸部６５の厚さＨ４は、凸部６３の厚さＨ２に対して、Ｈ２≧Ｈ４となっている。また、平坦化層６６の厚さＨ５は、例えば、６．０μｍ程度である。
基板６１が石英で構成されている場合、基板６１の光屈折率は、１．４６程度である。これに対して、レンズ層６２の光屈折率は、例えば１．７０程度であり、レンズ層６４の光屈折率は、例えば１．６０程度である。平坦化層６６の光屈折率は、基板６１の光屈折率の同程度とするが、レンズ層６２，６４の光屈折率よりも小さければ、基板６１の光屈折率よりも大きくてもよい。なお、上述した各数値は一例を示すものであり、これらの数値はマイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２に要求される光学特性に基づいて適宜設定される。
マイクロレンズＭＬ１のレンズ面６３ａの位置Ｇ１（第１の位置）における接平面の法線（第１の法線）をＫ１とする。そして、マイクロレンズＭＬ２のレンズ面６５ａの位置Ｇ２（第２の位置）における接平面の法線（第２の法線）であって、レンズ面６３ａの位置Ｇ１を通過する直線をＫ２とする。なお、マイクロレンズＭＬ１（レンズ面６３ａ）の中心とマイクロレンズＭＬ２（レンズ面６５ａ）の中心とは平面視で画素Ｐの中心と重なるように配置されており、光軸Ａｘは法線方向に平行であるものとする。
基板６１側からマイクロレンズＭＬ１に入射して、法線Ｋ１よりも光軸Ａｘ側から外側（光軸Ａｘから遠ざかる側）に向かって位置Ｇ１に入射した斜め光Ｌ４は、レンズ層６４の光屈折率がレンズ層６２の光屈折率よりも小さいため、レンズ面６３ａにおける屈折角が入射角よりも大きくなるので、斜め光Ｌ４は破線で示す光路よりも外側へ屈折する。
外側へ屈折した斜め光Ｌ４は、レンズ層６４における法線Ｋ２よりも内側を透過して、位置Ｇ２よりも内側の位置に入射する。平坦化層６６の光屈折率はレンズ層６４の光屈折率よりも小さいため、レンズ面６５ａにおける屈折角が入射角よりも大きくなるので、斜め光Ｌ４は破線で示す光路よりも内側（光軸Ａｘに近付く側）へ屈折する。これにより、マイクロレンズＭＬ１で光軸Ａｘに対して傾きが大きくなる方向に屈折した斜め光Ｌ４は、マイクロレンズＭＬ２で傾きが小さくなる方向に屈折して戻されるので、画素Ｐの開口部Ｔ内を透過することができ、光軸Ａｘに対する角度が小さく抑えられる。
なお、斜め光Ｌ４のように法線Ｋ１よりも光軸Ａｘ側から外側に向かって位置Ｇ１に入射した場合でも、レンズ層６４における法線Ｋ２よりも外側を透過して位置Ｇ２よりも外側の位置に入射する斜め光は、マイクロレンズＭＬ１とマイクロレンズＭＬ２とで同じ外側に屈折する。しかしながら、入射光が図６に示すように光軸Ａｘに対する角度が小さい（例えば、５°程度）斜め光が最も多くなるような分布を有していれば、このような斜め光は少なく、斜め光Ｌ４のようにマイクロレンズＭＬ２で屈折して内側へ戻される斜め光が多く存在することとなる。
一方、光軸Ａｘに対して法線Ｋ１よりも外側から内側（光軸Ａｘに近付く側）に向かって位置Ｇ１に入射した斜め光Ｌ５は、破線で示す光路よりも内側へ屈折し、レンズ層６４における法線Ｋ２よりも内側を透過して、レンズ面６５ａで同じ側へ屈折する。この場合、斜め光Ｌ５は、マイクロレンズＭＬ１とマイクロレンズＭＬ２とで同じ側、すなわち、光軸Ａｘに対する角度が大きくなる側に屈折される。しかしながら、入射光が図６に示すように光軸Ａｘに対する角度が小さい斜め光が最も多くなるような分布を有していれば、斜め光Ｌ５のようにマイクロレンズＭＬ１とマイクロレンズＭＬ２とで同じ側に屈折したとしても、マイクロレンズＭＬ２から射出される際の光軸Ａｘに対する角度が過度に大きくなることはない。
＜マイクロレンズアレイ基板の製造方法＞
次に、第２の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板６０の製造方法を説明する。図１１は、第２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１１の各図は、図３のＡ−Ａ’線に沿った概略断面図に相当し、図３とは上下方向（Ｚ方向）が反転している。
まず、図１１（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６１の面６１ａに、光透過性を有し、基板６１よりも大きい光屈折率を有する無機材料を堆積してレンズ材料層６２ａを形成する。レンズ材料層６２ａは、例えばＣＶＤ法を用いて形成することができる。
続いて、レンズ材料層６２ａ上に、レジスト層７４を形成する。レジスト層７４は、例えば、露光部分が現像により除去されるポジ型の感光性レジストで形成する。レジスト層７４は、例えば、スピンコート法やロールコート法などで形成することができる。そして、図示を省略するが、凸部６３が形成される位置に対応して遮光部が設けられたマスクを介して、レジスト層７４を露光して現像することにより、後の工程で凸部６３が形成される位置に対応する部分が残留する。図１１（ａ）には、レジスト層７４の現像後の状態を示している。
レジスト層７４の残留部分の平面形状は、例えば、４隅の角部が丸く形成された略矩形状である。なお、残留部分の４隅の角部を丸く形成する方法は、レジスト層７４を露光する際のマスクにおいて４隅の角部を丸くしてもよいし、マスクでは矩形の状態としてレジスト層７４を露光する際に４隅の角部を丸く形成するようにしてもよい。
次に、レジスト層７４の残留部分にリフロー処理などの加熱処理を施すことにより、残留部分を軟化（溶融）させる。溶融した残留部分は、流動状態となり、表面張力の作用で表面が曲面状に変形する。これにより、図１１（ｂ）に示すように、レンズ材料層６２ａ上に略楕円球面状の凸部７５が形成される。凸部７５の底部側（レンズ材料層６２ａ側）は平面視で４隅の角部が丸い略矩形状であるが、凸部７５の略球面状の先端側（上方）は平面視で略同心円状に形成される。
次に、凸部７５とレンズ材料層６２ａとに上方側から、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。これにより、図１１（ｃ）に示すように、レジストからなる凸部７５が徐々に除去され、凸部７５の除去に伴ってレンズ材料層６２ａの露出する部分がエッチングされる。この結果、レンズ材料層６２ａに凸部７５の形状が転写されて、凸部６２ｂが形成される。本工程では、異方性エッチングにおける凸部７５の材料（レジスト）のエッチングレートとレンズ材料層６２ａの材料のエッチングレートとを略同一にできる条件とすることで、凸部７５と凸部６２ｂとを略同一の形状とすることができる。
次に、図１１（ｄ）に示すように、凸部６２ｂ（レンズ材料層６２ａ）と同じ材料を、例えばＣＶＤ法を用いて、基板６１と凸部６２ｂとを覆うように堆積させる。これにより、凸部６２ｂに対応する凸部６３を有するレンズ層６２が形成される。この結果、Ｘ方向およびＹ方向において隣り合う凸部６３同士は互いに接続される。Ｗ方向において隣り合う凸部６３同士は互いに離間される（図９参照）。
なお、図１１（ｂ）に示すレジスト層７４の残留部分から凸部７５の形状に加工する際に、加熱処理の条件調整などにより凸部７５を凸部６３と同じ形状とし、図１１（ｃ）に示す異方性エッチングを施す工程で凸部７５の形状を転写して凸部６３を有するレンズ層６２を形成してもよい。このようにすれば、図１１（ｄ）に示す工程を省略できる。また、レジスト層７４に、例えば、グレイスケールマスクや面積階調マスクを用いて露光する方法、多段階露光する方法などを用いて、レジスト層７４から凸部７５の形状に加工するようにしてもよい。
次に、図１１（ｅ）に示すように、レンズ層６２を覆うように、光透過性を有し、レンズ層６２よりも小さい光屈折率を有する無機材料を堆積してレンズ層６４を形成する。レンズ層６２の凸部６３をレンズ層６４で覆うことにより、マイクロレンズＭＬ１が構成される。そして、レンズ層６２上に略同一の厚さでレンズ層６４を形成することにより、レンズ層６４の表面に凸部６３の形状が反映された凸部６５が形成される。レンズ層６４の材料の付き回り状態にもよるが、凸部６５の径Ｆ２は凸部６３の径Ｆ１以上となり（図９参照）、凸部６５の厚さＨ４は凸部６３の深さＨ２以下となる（図１０参照）。
本実施形態でも、上述のように、レンズ層６４の材料を堆積することでレンズ層６４の表面に凸部６３の形状が反映された凸部６５が形成される。そのため、レンズ層６４をより厚く形成して表面の凹凸を緩和した後、図１１（ａ）〜（ｄ）と同様の工程で凸部６５を形成する場合と比べて、フォトリソグラフィ工程、熱処理工程、およびエッチング工程を不要とすることができる。これにより、生産性を向上できるので、コスト競争力を高めることができる。
次に、図１１（ｆ）に示すように、レンズ層６４を覆うように、光透過性を有し、例えば基板６１と同程度の光屈折率を有する無機材料を堆積して平坦化層６６を形成する。そして、平坦化層６６に対して平坦化処理を施す。レンズ層６４の凸部６５を平坦化層６６で覆うことにより、マイクロレンズＭＬ２が構成される。以上により、マイクロレンズアレイ基板６０が完成する。
（第３の実施形態）
＜電子機器＞
次に、第３の実施形態に係る電子機器について図１２を参照して説明する。図１２は、第３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１２に示すように、第３の実施形態に係る電子機器としてのプロジェクター（投写型表示装置）１００は、偏光照明装置１１０と、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、クロスダイクロイックプリズム１１６と、投写レンズ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、投写光学系である投写レンズ１１７によってスクリーン１３０上に投写され、画像が拡大されて表示される。
液晶ライトバルブ１２１は、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。液晶ライトバルブ１２１，１２２，１２３は、上記実施形態に係る液晶装置１または液晶装置１Ａが適用されたものである。
第３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、明るい表示と優れた表示品質とを得ることができる液晶装置１を備えているので、明るくてコントラストが良好な画像を表示できるプロジェクター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およ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１）
上述した液晶装置１，１Ａでは、マイクロレンズアレイ基板１０，６０を対向基板３０，３０Ａに備えていたが、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、マイクロレンズアレイ基板１０，６０を素子基板２０に備えた構成としてもよい。
（変形例２）
上述したマイクロレンズアレイ基板１０，６０では、レンズ層１３，１５，６２，６４が無機材料で構成されていたが、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、レンズ層１３，１５，６２，６４が樹脂材料で構成されていてもよい。しかしながら、レンズ層１３，１５，６２，６４の材料としては、樹脂材料と比べて耐熱性や耐候性に優れた無機材料が好ましい。
（変形例３）
上述したマイクロレンズアレイ基板１０では、凹部１２の中央部が曲面部であり、曲面部を囲む周縁部が傾斜面となっていたが、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、凹部１２の中央部に平坦部を有し、平坦部の周囲が曲面部であり、曲面部を囲む周縁部が傾斜面となっていてもよい。
（変形例４）
上述した液晶装置１，１Ａを適用可能な電子機器は、プロジェクター１００やビデオカメラ２００に限定されない。液晶装置１は、例えば、投写型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）や直視型のＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）、または電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型のビデオカメラ、カーナビゲーションシステム、電子手帳、ＰＯＳなどの情報端末機器の表示部として好適に用いることができる。
１，１Ａ…液晶装置（電気光学装置）、１０，６０…マイクロレンズアレイ基板、１１，６１…基板、１１ａ，６１ａ…面（第１の面）、１２…凹部（第１の凹部）、１３，６２…レンズ層（第１の透光層）、１３ａ，６３ａ…レンズ面（第１のレンズ面）、１４…凹部（第２の凹部）、１５，６４…レンズ層（第２の透光層）、１５ａ，６５ａ…レンズ面（第２のレンズ面）、６３…凸部（第１の凸部）、６５…凸部（第２の凸部）、６６…平坦化層（第３の透光層）、２０…素子基板（第１の基板）、３０，３０Ａ…対向基板（第２の基板）、４０…液晶層（電気光学層）、１００…プロジェクター（電子機器）、Ａｘ…光軸（第１の軸）、Ｃ１，Ｇ１…位置（第１の位置）、Ｃ２，Ｇ２…位置（第２の位置）、Ｋ１，Ｖ１…法線（第１の法線）、Ｋ２，Ｖ２…法線（第２の法線）、Ｐ…画素、Ｓ…遮光部、Ｔ…開口部。

Claims (7)

  1. 第１の面に第１の凹部を有する基板と、
    前記第１の面を覆い前記第１の凹部を埋め込むように設けられ、前記第１の凹部と接する第１のレンズ面と、前記第１のレンズ面と平面視で重なるように表面に形成された第２の凹部と、を有する第１の透光層と、
    前記第１の透光層を覆い前記第２の凹部を埋め込むように設けられ、前記第２の凹部と接する第２のレンズ面と、略平坦な表面と、を有する第２の透光層と、を備え、
    前記第２の凹部の深さは前記第１の凹部の深さ以下であり、
    前記第２の凹部の径は前記第１の凹部の径以下であり、
    前記第１の透光層の屈折率は前記基板の屈折率よりも大きく、
    前記第２の透光層の屈折率は前記第１の透光層の屈折率よりも大きいことを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。
  2. 請求項１に記載のマイクロレンズアレイ基板であって、
    前記第１の凹部および前記第２の凹部は、断面視において端部から中央部に向かって傾斜する傾斜面を有していることを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。
  3. 請求項１または２に記載のマイクロレンズアレイ基板であって、
    前記第１のレンズ面の中心と前記第２のレンズ面の中心とを結ぶ直線を第１の軸とし、
    前記第１のレンズ面の第１の位置における接平面の法線を第１の法線とし、
    前記第２のレンズ面の第２の位置における接平面の法線であって、前記第１の位置を通過する直線を第２の法線とすると、
    前記基板側から前記第１の軸に対して斜めに入射する光であって、前記第１の法線よりも前記第１の軸側から前記第１のレンズ面の前記第１の位置に入射し、前記第１の透光層を透過して、前記第２の法線よりも前記第１の軸側で前記第２のレンズ面に入射する前記光は、前記第１の軸に対して、前記第１のレンズ面で屈折した側とは反対側に前記第２のレンズ面で屈折することを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。
  4. 第１の面を有する基板と、
    前記第１の面に設けられ、第１のレンズ面を有する第１の凸部が表面に形成された第１の透光層と、
    前記第１の透光層を覆うように設けられ、第２のレンズ面を有する第２の凸部が前記第１の凸部と平面視で重なるように表面に形成された第２の透光層と、
    前記第２の透光層を覆うように設けられ、略平坦な表面を有する第３の透光層と、を備え、
    前記第２の凸部の高さは前記第１の凸部の高さ以下であり、
    前記第２の凸部の径は前記第１の凸部の径以上であり、
    前記第１の透光層の屈折率は前記基板の屈折率よりも大きく、
    前記第２の透光層の屈折率は前記第１の透光層の屈折率よりも小さく、
    前記第３の透光層の屈折率は前記第２の透光層の屈折率よりも小さいことを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。
  5. 請求項４に記載のマイクロレンズアレイ基板であって、
    前記第１のレンズ面の中心と前記第２のレンズ面の中心とを結ぶ直線を第１の軸とし、
    前記第１のレンズ面の第１の位置における接平面の法線を第１の法線とし、
    前記第２のレンズ面の第２の位置における接平面の法線であって、前記第１の位置を通過する直線を第２の法線とすると、
    前記基板側から前記第１の軸に対して斜めに入射する光であって、前記第１の法線よりも前記第１の軸側から前記第１のレンズ面の前記第１の位置に入射し、前記第２の透光層を透過して、前記第２の法線よりも前記第１の軸側で前記第２のレンズ面に入射する前記光は、前記第１の軸に対して、前記第１のレンズ面で屈折した側とは反対側に前記第２のレンズ面で屈折することを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。
  6. 第１の基板と、
    前記第１の基板と対向するように配置された第２の基板と、
    前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された電気光学層と、を備え、
    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基板を前記第２の基板に備えていることを特徴とする電気光学装置。
  7. 請求項６に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
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