JP2017120445A - マイクロレンズアレイ基板、マイクロレンズアレイ基板の製造方法、電気光学装置、および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マイクロレンズアレイ基板10は、X方向、X方向と交差するY方向、X方向およびY方向と交差するW方向に配列された凹部11bが一面11aに形成され、光透過性を有する基板11と、基板11の一面11aに凹部11bを埋め込むように形成され、光透過性を有し、基板11とは異なる屈折率を有するレンズ層12とを備え、レンズ層12には、平面視で、X方向、Y方向、およびW方向のうちのW方向において隣り合う凹部11b同士の間に貫通孔13が設けられ、少なくともX方向およびY方向の一方において隣り合う凹部11b同士の間ではレンズ層12が連続していることを特徴とする。
【選択図】図4
Description
<電気光学装置>
ここでは、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。
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について、さらに、図4および図5を参照して説明する。図4は、第1の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板の構成を示す概略平面図である。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概略断面図である。詳しくは、図5(a)は図4のA−A’線に沿った概略断面図であり、図5(b)は図4のB−B’線に沿った概略断面図である。なお、図4のA−A’線に沿った断面は、図1のA−A’線(X方向)に沿った断面に相当する。
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の製造方法について、図6、図7、図8、および図9を参照して説明する。図6、図7、図8、および図9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、図7、図8、および図9の各図は、図4のB−B’線に沿った概略断面図である。ただし、図8(c)のみ、図4のA−A’線に沿った概略断面図である。
第2の実施形態以降の液晶装置では、マイクロレンズアレイ基板の構成が異なるが、他の構成はほぼ同じであるので、マイクロレンズアレイ基板の構成および製造方法を説明し、液晶装置の他の部分の説明を省略する。
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説明する。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概略平面図である。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構成を示す概略断面図である。詳しくは、図11(a)は図10のA−A’線(X方向)に沿った概略断面図であり、図11(b)は図10のB−B’線(W方向)に沿った概略断面図である。
図示を省略するが、溝部14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に対して、除去工程において、平面視で格子状にレンズ層12を異方性エッチングすることで形成できる。第1の実施形態で説明したように、A−A’線方向とB−B’線方向とで、隣り合うマイクロレンズML同士の境界におけるレンズ層12の厚さが異なるので、レンズ層12をエッチングする深さD4を、例えば、図11(a)に示す深さD3よりも浅く(小さく)、かつ、図11(b)に示す深さD2よりも深く(大きく)することで、交点15において基板11に到達する溝部14を形成できる。なお、第2の実施形態では、レジスト層74に形成する開口部74a(図9(a))は、溝部14に対応した形状となる。
<マイクロレンズアレイ基板>
次に、第3の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板の構成を説明する。図12は、第3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概略平面図である。図13は、第3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概略断面図である。詳しくは、図13(a)は図12のA−A’線(X方向)に沿った概略断面図であり、図13(b)は図12のB−B’線(W方向)に沿った概略断面図である。
次に、第3の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10Bの製造方法について、図14を参照して説明する。図14は、第3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14の各図は、図12のB−B’線に沿った概略断面図である。
<マイクロレンズアレイ基板>
次に、第4の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板の構成を説明する。図15は、第4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概略平面図である。詳しくは、図15(a)は図5のA−A’線(X方向)に沿った概略断面図であり、図15(b)は図5のB−B’線(W方向)に沿った概略断面図である。
第4の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10Cの製造方法は、第1の実施形態における除去工程の後に、透明層18を形成する工程を備えている。図示を省略するが、透明層18を形成する工程では、例えばCVD法を用いて、レンズ層12に設けられた貫通孔13を埋め込むように透明層18を形成する。また、透明層18を形成する工程では、レンズ層12を形成する工程よりも高い温度でレンズ層12上に透明層18を形成する。
<電子機器>
次に、第5の実施形態に係る電子機器について図16を参照して説明する。図16は、第5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。
第4の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10Cは、第1の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10のレンズ層12の貫通孔13を埋め込むように透明層18が設けられた構成であったが、本発明はこのような形態に限定されない。第2の実施形態、第3の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10A,10Bのレンズ層12の溝部14や凹部16を埋め込むように透明層18が設けられた構成としてもよい。このような構成においても、第4の実施形態と同様の効果が得られる。
上述した各実施形態では、液晶装置1において、マイクロレンズアレイ基板10,10A,10B,10Cを素子基板20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10,10A,10B,10Cを対向基板30に備えた構成としてもよい。また、マイクロレンズアレイ基板10,10A,10B,10Cを素子基板20および対向基板30の双方に備えた構成としてもよい。なお、マイクロレンズアレイ基板10,10A,10B,10Cを対向基板30に備える場合は、貫通孔13などの基板11に到達する不連続部分は、遮光層32(図3参照)と平面的に重なる位置に配置される。
上述した実施形態では、マイクロレンズアレイ基板10,10A,10B,10Cのレンズ層12に設けられた、貫通孔13などの基板11に到達する不連続部分が、W方向(B−B’線方向)に隣り合うマイクロレンズML同士の間毎に設けられた構成であったが、本発明はこのような形態に限定されない。貫通孔13などの不連続部分は、例えば、W方向(B−B’線方向)に隣り合うマイクロレンズML同士の間の一つ置きや2つ置きに設けられていてもよい。
上述した実施形態では、マイクロレンズML(基板11の凹部11b)が断面視で略半球状などの曲面形状を有していたが、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ML(基板11の凹部11b)が断面視で、例えばV字状など他の形状を有していてもよい。
上述した実施形態では、マイクロレンズアレイ基板10,10A,10B,10Cにおいて、一つのマイクロレンズMLが一つの画素Pに対応して設けられた構成であったが、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3つの画素Pが画像を形成する際の一つの単位となる場合などに、一つのマイクロレンズMLが赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3つの画素Pに対応して設けられた構成としてもよい。
上述した実施形態では、マイクロレンズアレイ基板10,10A,10B,10Cにおいて、マイクロレンズアレイML(基板11の凹部11b)がマトリックス状に配列された構成であったが、本発明はこのような形態に限定されない。マイクロレンズアレイMLの配列は、画素Pの配列に対応して、例えば、ハニカム状の配列など異なる配列であってもよい。
上述した実施形態の液晶装置1を適用可能な電子機器は、プロジェクター100に限定されない。液晶装置1は、例えば、投射型の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あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、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。
Claims (11)
- 第1方向、前記第1方向と交差する第2方向、前記第1方向および前記第2方向と交差する第3方向に配列された凹部が一面に形成され、光透過性を有する基板と、
前記基板の前記一面に前記凹部を埋め込むとともに前記凹部が形成された領域を覆うように形成され、光透過性を有し、前記基板とは異なる屈折率を有するレンズ層と、を備え、
前記レンズ層には、平面視で、前記第1方向、前記第2方向、および前記第3方向のうちの前記第3方向において隣り合う前記凹部同士の間に不連続部分が設けられ、少なくとも前記第1方向および前記第2方向の一方において隣り合う前記凹部同士の間では前記レンズ層が連続していることを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。 - 請求項1に記載のマイクロレンズアレイ基板であって、
前記凹部は、前記第1方向および前記第2方向に沿って格子状に区画されており、
前記第3方向は前記格子の交点同士を対角に結ぶ方向であり、
前記不連続部分は、前記格子の前記交点に対応する位置に設けられていることを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。 - 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、
前記レンズ層の前記基板と反対側に前記画素毎に設けられ、チャネル領域を有するトランジスターと、
前記レンズ層と前記トランジスターとの間に、平面視で前記トランジスターの少なくとも前記チャネル領域と重なるように設けられた遮光層と、を備え、
前記不連続部分は、平面視で前記遮光層と重なる領域に設けられていることを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。 - 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基板であって、
前記レンズ層は、前記不連続部分として、前記基板に到達する貫通孔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。 - 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基板であって、
前記レンズ層は、平面視で前記第1方向および前記第2方向の少なくとも一方向に沿って前記凹部同士の間に形成され、前記第3方向において隣り合う前記凹部同士の間で前記基板に到達する深さを有する溝部を備え、
前記不連続部分は、前記溝部における前記基板に到達する部分であることを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。 - 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であって、
前記レンズ層の前記不連続部分を埋め込むように形成され、光透過性を有し、前記レンズ層と略同一の屈折率を有し、前記レンズ層よりも高い耐熱性を有する透明層を備えていることを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。 - 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基板を備えていることを特徴とする電気光学装置。
- 請求項7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。
- 光透過性を有する基板の一面に、第1方向と、前記第1方向と交差する第2方向と、に沿って格子状に区画された凹部を形成する工程と、
前記基板の前記一面に、前記凹部を埋め込むとともに前記凹部が形成された領域を覆うように、光透過性を有し、前記基板とは異なる屈折率を有するレンズ層を形成するレンズ層形成工程と、
前記レンズ層の一部を除去して、平面視で前記格子状に区画された領域の4隅と重なる位置に、前記基板が露出する部分を形成する除去工程と、を備えていることを特徴とするマイクロレンズアレイ基板の製造方法。 - 請求項9に記載のマイクロレンズアレイ基板の製造方法であって、
前記レンズ層形成工程と前記除去工程との間に、前記レンズ層上に遮光層を形成する遮光層形成工程を備え、
前記遮光層形成工程では、平面視で前記凹部同士の境界と重なる位置に、格子状の遮光層を形成し、
前記除去工程では、前記レンズ層のうち前記遮光層に覆われていない部分を、前記遮光層側から厚さ方向に、前記レンズ層における前記遮光層に覆われた部分との境界で前記基板が露出するまで除去することを特徴とするマイクロレンズアレイ基板の製造方法。 - 請求項9または10に記載のマイクロレンズアレイ基板の製造方法であって、
前記除去工程の後に、前記レンズ層の前記除去した部分を埋め込むように透明層を形成する工程を備え、
前記透明層は、光透過性を有し、前記レンズ層と略同一の屈折率を有し、前記レンズ層よりも高い耐熱性を有することを特徴とするマイクロレンズアレイ基板の製造方法。
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