JP2018072756A - Microlens array substrate and method for manufacturing the same, electro-optical device and method for manufacturing the same, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロレンズアレイ基板およびその製造方法、電気光学装置およびその製造方法、ならびに電子機器に関する。 The present invention relates to a microlens array substrate and a manufacturing method thereof, an electro-optical device and a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus.
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や、ビデオカメラの撮像部として用いられる撮像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、少なくとも一方の基板にマイクロレンズを備えることにより、電気光学装置における光の利用効率の向上を図る構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。 There is known an electro-optical device including an electro-optical material such as liquid crystal between an element substrate and a counter substrate. Examples of the electro-optical device include a liquid crystal device used as a liquid crystal light valve of a projector and an imaging device used as an imaging unit of a video camera. In the liquid crystal device, a light shielding portion is provided in a region where switching elements, wirings, and the like are arranged, and a part of incident light is shielded by the light shielding portion and is not used. Thus, a configuration is known in which at least one substrate is provided with a microlens to improve the light use efficiency in the electro-optical device (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載のマイクロレンズアレイ基板は、光が入射する側に配置された第1レンズと、光が射出される側に配置された第2レンズとを有している。第1レンズは、基板に形成された凹部を基板よりも屈折率が大きい無機材料で埋めることにより構成される。第2レンズは、第1レンズとの間に透光層(光路長調整層)を介して、基板よりも屈折率が大きい無機材料で凸状に形成されている。第1レンズおよび第2レンズの断面視形状は、半楕円形状である。 The microlens array substrate described in Patent Literature 1 includes a first lens disposed on the light incident side and a second lens disposed on the light emission side. The first lens is configured by filling a recess formed in a substrate with an inorganic material having a refractive index larger than that of the substrate. The second lens is formed in a convex shape with an inorganic material having a refractive index higher than that of the substrate via a light transmitting layer (optical path length adjusting layer) between the second lens and the first lens. The cross-sectional shape of the first lens and the second lens is a semi-elliptical shape.
特許文献1に記載のマイクロレンズアレイ基板では、入射する光を第1レンズでレンズの中心側へ集光し、第1レンズで集光された光を第2レンズでさらに集光する。これにより、カラーフィルター基板を介して液晶ライトバルブ(電気光学装置)に入射する光のうち、画素同士の境界に配置された遮光層で遮光されてしまう光を画素の開口部内に入射させて、電気光学装置における光の利用効率の向上を図っている。 In the microlens array substrate described in Patent Document 1, incident light is condensed to the center side of the lens by the first lens, and the light condensed by the first lens is further condensed by the second lens. Thereby, the light that is blocked by the light-shielding layer disposed at the boundary between the pixels out of the light that enters the liquid crystal light valve (electro-optical device) through the color filter substrate is incident into the opening of the pixel, The use efficiency of light in the electro-optical device is improved.
ところで、例えば、レンズ層を形成する際の膜厚のばらつきや、レンズ層の表面に平坦化処理を施す際の研磨量のばらつきなどに起因して、第1レンズと第2レンズとの距離がばらつくことがある。このような場合、第1レンズで集光され射出された光の範囲は、第1レンズに近いと大きいが、第1レンズから遠くなるにしたがって小さくなる。そのため、第1レンズで集光されて第2レンズに入射する光は、第1レンズと第2レンズとが近い場合は第2レンズ内の広い範囲に入射し、第1レンズと第2レンズとが遠い場合は第2レンズ内の狭い範囲に入射する。 By the way, the distance between the first lens and the second lens is caused by, for example, a variation in film thickness when forming the lens layer or a variation in polishing amount when the surface of the lens layer is flattened. May vary. In such a case, the range of light collected and emitted by the first lens is large when close to the first lens, but decreases as the distance from the first lens increases. Therefore, the light collected by the first lens and incident on the second lens enters a wide range in the second lens when the first lens and the second lens are close to each other, and the first lens and the second lens When the distance is far, the light enters the narrow range in the second lens.
ここで、特許文献1に記載のように、第2レンズの断面視形状が半楕円形状の従来のマイクロレンズアレイ基板では、第2レンズの中央部の曲率よりも周辺部の曲率の方が大きい。そのため、第2レンズの中央部に入射する光の入射角と比べて、周辺部に入射する光の入射角は大きく、かつ、入射角のばらつきも大きくなる。したがって、第1レンズで集光された光が第2レンズ内の広い範囲に入射する場合は、第2レンズ内の狭い範囲に入射する場合と比べて周辺部に入射する光が多くなるため、第2レンズから射出される光には、傾斜角度が大きく、かつ、傾斜角度のばらつきが大きい光が多く含まれることとなる。また、第1レンズと第2レンズとの距離が同じであっても、第1レンズと第2レンズとの平面的な位置関係がばらつくと、第2レンズの中央部に入射する光と周辺部に入射する光との比率が変化する。このように、第1レンズと第2レンズとの距離や第1レンズと第2レンズとの平面的な位置関係がばらついた場合に、マイクロレンズアレイ基板から射出される光の傾斜角度の分布範囲が大きくなることで、電気光学装置の明るさやコントラスト比がばらついて表示品質の低下や不安定化を招くという課題がある。 Here, as described in Patent Document 1, in the conventional microlens array substrate in which the second lens has a semi-elliptical cross-sectional shape, the curvature of the peripheral portion is larger than the curvature of the central portion of the second lens. . Therefore, the incident angle of the light incident on the peripheral portion is larger and the variation of the incident angle is larger than the incident angle of the light incident on the central portion of the second lens. Therefore, when the light collected by the first lens is incident on a wide range in the second lens, more light is incident on the peripheral portion than when entering the narrow range in the second lens. The light emitted from the second lens contains a lot of light having a large inclination angle and a large variation in inclination angle. In addition, even if the distance between the first lens and the second lens is the same, if the planar positional relationship between the first lens and the second lens varies, the light incident on the central portion of the second lens and the peripheral portion The ratio of light incident on the light changes. Thus, when the distance between the first lens and the second lens and the planar positional relationship between the first lens and the second lens vary, the distribution range of the inclination angle of the light emitted from the microlens array substrate. However, there is a problem in that the brightness and contrast ratio of the electro-optical device vary and the display quality deteriorates and becomes unstable.
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。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例に係るマイクロレンズアレイ基板は、基板と、前記基板上に配置された第1のマイクロレンズと、前記第1のマイクロレンズ上に、前記第1のマイクロレンズと平面視で重なるように配置された第2のマイクロレンズと、を備え、前記第2のマイクロレンズは、曲面で構成された中央部と、前記中央部の外側に配置された周辺部と、を有し、前記周辺部の曲率は、前記中央部の曲率よりも小さいことを特徴とする。 [Application Example 1] A microlens array substrate according to this application example includes a substrate, a first microlens disposed on the substrate, and the first microlens and the plane on the first microlens. A second microlens arranged so as to overlap with each other, and the second microlens has a central portion made of a curved surface and a peripheral portion arranged outside the central portion. And the curvature of the said peripheral part is smaller than the curvature of the said center part, It is characterized by the above-mentioned.
本適用例の構成によれば、基板側から入射する光は、第1のマイクロレンズで集光されて第2のマイクロレンズに入射し、第2のマイクロレンズでさらに集光されて基板とは反対側へ射出される。ここで、第2のマイクロレンズの中央部の外側に配置された周辺部の曲率が中央部の曲率よりも小さいので、周辺部の曲率が中央部の曲率よりも大きい場合と比べて、周辺部に入射する光の入射角は小さく、かつ、入射角のばらつきも小さくなる。したがって、第2のマイクロレンズの周辺部に入射する光が多くなっても、第2レンズから射出される光の傾斜角度のばらつきは小さく抑えられる。そのため、第1のマイクロレンズと第2のマイクロレンズとの距離や第1のマイクロレンズと第2のマイクロレンズとの平面的な位置関係がばらついても、第2のマイクロレンズから射出される光の傾斜角度の分布範囲を小さく抑えることができる。これにより、例えば電気光学装置に適用した場合に、従来のマイクロレンズアレイ基板と比べて、明るさやコントラスト比のばらつきが小さく品質を安定化することが可能なマイクロレンズアレイ基板を提供できる。 According to the configuration of this application example, the light incident from the substrate side is collected by the first microlens, is incident on the second microlens, is further condensed by the second microlens, and is the substrate. It is injected to the other side. Here, since the curvature of the peripheral part arranged outside the central part of the second microlens is smaller than the curvature of the central part, the peripheral part is larger than the curvature of the central part. The incident angle of light incident on is small, and the variation in incident angle is also small. Therefore, even when the amount of light incident on the peripheral portion of the second microlens increases, variation in the inclination angle of the light emitted from the second lens can be suppressed to a small value. Therefore, even if the distance between the first microlens and the second microlens and the planar positional relationship between the first microlens and the second microlens vary, the light emitted from the second microlens The inclination angle distribution range can be kept small. Accordingly, for example, when applied to an electro-optical device, it is possible to provide a microlens array substrate that has less variation in brightness and contrast ratio and can stabilize quality compared to a conventional microlens array substrate.
[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、前記周辺部は、テーパー状の傾斜面を含むことが好ましい。 Application Example 2 In the microlens array substrate according to the application example, it is preferable that the peripheral portion includes a tapered inclined surface.
本適用例の構成によれば、第2のマイクロレンズの周辺部がテーパー状の傾斜面を含む。レンズ面がテーパー状の傾斜面であると同じ方向から入射する光の入射角がほぼ同じになるので、レンズ面が曲面である場合と比べて、周辺部から射出される光の傾斜角度のばらつきはより小さくなる。したがって、第2のマイクロレンズから射出される光の傾斜角度の分布範囲をより小さく抑えることができる。 According to the configuration of this application example, the peripheral portion of the second microlens includes a tapered inclined surface. If the lens surface is a tapered inclined surface, the incident angle of light entering from the same direction will be almost the same, so the variation in the inclination angle of the light emitted from the periphery compared to when the lens surface is a curved surface Becomes smaller. Therefore, the distribution range of the inclination angle of the light emitted from the second microlens can be further reduced.
[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のマイクロレンズは、前記基板の屈折率よりも大きい屈折率を有する材料で、前記基板に設けられた凹部を埋めるように形成されており、前記第2のマイクロレンズは、前記基板の屈折率よりも大きい屈折率を有する材料で、前記第1のマイクロレンズとは反対側に突出する凸状に形成されていることが好ましい。 Application Example 3 In the microlens array substrate according to the application example, the first microlens fills a concave portion provided in the substrate with a material having a refractive index larger than that of the substrate. The second microlens is made of a material having a refractive index larger than the refractive index of the substrate, and is formed in a convex shape that protrudes on the opposite side to the first microlens. It is preferable.
本適用例の構成によれば、基板の屈折率よりも大きい屈折率を有する材料で、基板側に突出する凸状の第1のマイクロレンズと、第1のマイクロレンズとは反対側に突出する凸状の第2のマイクロレンズとが形成される。したがって、光が基板側から入射する場合、第2のマイクロレンズは光が射出される側に突出する凸状である。そのため、光が入射する側に突出する凸状である場合と比べて、第1のマイクロレンズ側から外側へ向かって第2のマイクロレンズの周辺部に入射する光をより強く内側へ曲げることができる。これにより、光の利用効率をより向上させることができる。 According to the configuration of this application example, the convex first microlens that protrudes toward the substrate is made of a material having a refractive index larger than the refractive index of the substrate, and protrudes on the opposite side of the first microlens. A convex second microlens is formed. Therefore, when light is incident from the substrate side, the second microlens has a convex shape protruding toward the light emission side. Therefore, as compared with the case of a convex shape protruding toward the light incident side, the light incident on the peripheral portion of the second microlens from the first microlens side toward the outer side can be bent more strongly inwardly. it can. Thereby, the utilization efficiency of light can be improved more.
[適用例4]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2のマイクロレンズの断面形状は、前記中央部の頂点に対して略対称であることが好ましい。 Application Example 4 In the microlens array substrate according to the application example described above, it is preferable that the cross-sectional shape of the second microlens is substantially symmetric with respect to the vertex of the central portion.
本適用例の構成によれば、第2のマイクロレンズの断面形状が中央部の頂点に対して略対称であるので、第2のマイクロレンズに入射する光のうち同一方向から中央部の頂点に対して対称な位置に入射する光は、ほぼ同じ角度で屈折する。これにより、第2のマイクロレンズから射出される光の傾斜角度のばらつきが小さくなる。したがって、例えば電気光学装置に適用した場合に、明るさやコントラスト比のばらつきが抑えられるとともに、画素の開口部における明るさをより均一にすることが可能なマイクロレンズアレイ基板を提供できる。 According to the configuration of this application example, since the cross-sectional shape of the second microlens is substantially symmetric with respect to the apex of the central portion, the light incident on the second microlens is changed from the same direction to the apex of the central portion. Light incident on symmetrical positions is refracted at substantially the same angle. Thereby, the variation in the inclination angle of the light emitted from the second microlens is reduced. Therefore, for example, when applied to an electro-optical device, it is possible to provide a microlens array substrate capable of suppressing variations in brightness and contrast ratio and making the brightness at the apertures of the pixels more uniform.
[適用例5]本適用例に係る電気光学装置は、画素毎に設けられたスイッチング素子と、前記画素毎の開口部を有し前記スイッチング素子と平面視で重なるように設けられた遮光部と、を備えた第1の基板と、上記適用例のマイクロレンズアレイ基板を含み、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、前記第1のマイクロレンズおよび前記第2のマイクロレンズが、前記画素毎の前記開口部と平面視で重なるように配置されていることを特徴とする。 Application Example 5 An electro-optical device according to this application example includes a switching element provided for each pixel, and a light shielding unit provided with an opening for each pixel so as to overlap the switching element in plan view. , A microlens array substrate of the above application example, a second substrate disposed so as to face the first substrate, the first substrate, and the second substrate An electro-optic layer disposed between the first microlens and the second microlens so as to overlap the opening of each pixel in plan view. It is characterized by.
本適用例の構成によれば、電気光学装置は、第1のマイクロレンズと第2のマイクロレンズとの距離や第1のマイクロレンズと第2のマイクロレンズとの平面的な位置関係がばらついた場合でも、明るさやコントラスト比のばらつきが抑えられるマイクロレンズアレイ基板を備えている。したがって、明るさやコントラスト比のばらつきが小さく安定した品質で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。 According to the configuration of this application example, in the electro-optical device, the distance between the first microlens and the second microlens and the planar positional relationship between the first microlens and the second microlens vary. Even in such a case, a microlens array substrate that can suppress variations in brightness and contrast ratio is provided. Therefore, it is possible to provide an electro-optical device that can display an image with stable quality with small variations in brightness and contrast ratio.
[適用例6]本適用例に係る電気光学装置は、画素毎に設けられた受光素子と、前記画素毎の開口部を有する遮光部と、を備えた第1の基板と、上記適用例のマイクロレンズアレイ基板を含み、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、を備え、前記第1のマイクロレンズおよび前記第2のマイクロレンズと前記受光素子とが、前記画素毎の前記開口部と平面視で重なるように配置されていることを特徴とする。 Application Example 6 An electro-optical device according to this application example includes a first substrate including a light receiving element provided for each pixel, a light shielding portion having an opening for each pixel, and the application example described above. A second substrate including a microlens array substrate and disposed to face the first substrate, wherein the first microlens, the second microlens, and the light receiving element are It arrange | positions so that it may overlap with the said opening part for every pixel by planar view.
本適用例の構成によれば、電気光学装置は、第1のマイクロレンズと第2のマイクロレンズとの距離や第1のマイクロレンズと第2のマイクロレンズとの平面的な位置関係がばらついた場合でも、明るさやコントラスト比のばらつきが抑えられるマイクロレンズアレイ基板を備えている。したがって、明るさやコントラスト比のばらつきが小さく安定した品質で画像を取得できる電気光学装置を提供できる。 According to the configuration of this application example, in the electro-optical device, the distance between the first microlens and the second microlens and the planar positional relationship between the first microlens and the second microlens vary. Even in such a case, a microlens array substrate that can suppress variations in brightness and contrast ratio is provided. Therefore, it is possible to provide an electro-optical device that can acquire an image with stable quality with small variations in brightness and contrast ratio.
[適用例7]本適用例に係る電子機器は、上記適用例の電気光学装置を備えていることを特徴とする。 Application Example 7 An electronic apparatus according to this application example includes the electro-optical device according to the application example described above.
本適用例の構成によれば、明るさやコントラスト比のばらつきが小さく安定した画像を表示または取得できる電子機器を提供することができる。 According to the configuration of this application example, it is possible to provide an electronic device that can display or acquire a stable image with small variations in brightness and contrast ratio.
[適用例8]本適用例に係るマイクロレンズアレイ基板の製造方法は、基板の表面に凹部を形成する工程と、前記基板の前記凹部を埋めるように、前記基板の屈折率よりも大きい屈折率を有する材料で第1のレンズ層を形成する工程と、前記第1のレンズ層上に、前記基板の屈折率よりも大きい屈折率を有する材料で、前記凹部と平面視で重なるように配置され曲面で構成された凸状部を有する第2のレンズ層を形成する工程と、を含み、前記凸状部は、中央部と、前記中央部の外側に配置された周辺部と、を有し、前記周辺部の曲率は、前記中央部の曲率よりも小さいことを特徴とする。 Application Example 8 A method for manufacturing a microlens array substrate according to this application example includes a step of forming a recess on the surface of the substrate and a refractive index greater than the refractive index of the substrate so as to fill the recess of the substrate. A first lens layer made of a material having a refractive index, and a material having a refractive index larger than the refractive index of the substrate on the first lens layer so as to overlap the concave portion in plan view. Forming a second lens layer having a convex portion constituted by a curved surface, and the convex portion has a central portion and a peripheral portion disposed outside the central portion. The curvature of the peripheral part is smaller than the curvature of the central part.
本適用例の製造方法によれば、基板上に、基板側に突出する凸状の第1のマイクロレンズと、第1のマイクロレンズとは反対側に突出する凸状の第2のマイクロレンズとを形成できる。第2のマイクロレンズの中央部の外側に配置された周辺部の曲率が中央部の曲率よりも小さいので、周辺部の曲率が中央部の曲率よりも大きい場合と比べて、基板側から第2のマイクロレンズの周辺部に入射する光の入射角は小さく、かつ、入射角のばらつきも小さくなる。したがって、第2のマイクロレンズの周辺部に入射する光が多くなっても、第2レンズから射出される光の傾斜角度のばらつきは小さく抑えられる。そのため、第1のマイクロレンズと第2のマイクロレンズとの距離や第1のマイクロレンズと第2のマイクロレンズとの平面的な位置関係がばらついても、第2のマイクロレンズから射出される光の傾斜角度の分布範囲を小さく抑えることができる。これにより、例えば電気光学装置に適用した場合に、従来のマイクロレンズアレイ基板と比べて、明るさやコントラスト比のばらつきが小さく安定した品質でマイクロレンズアレイ基板を製造することができる。 According to the manufacturing method of this application example, on the substrate, a convex first microlens that protrudes toward the substrate, and a convex second microlens that protrudes on the opposite side of the first microlens, Can be formed. Since the curvature of the peripheral portion arranged outside the central portion of the second microlens is smaller than the curvature of the central portion, the second curvature from the substrate side is larger than the case where the curvature of the peripheral portion is larger than the curvature of the central portion. The incident angle of light incident on the periphery of the microlens is small, and the variation in incident angle is also small. Therefore, even when the amount of light incident on the peripheral portion of the second microlens increases, variation in the inclination angle of the light emitted from the second lens can be suppressed to a small value. Therefore, even if the distance between the first microlens and the second microlens and the planar positional relationship between the first microlens and the second microlens vary, the light emitted from the second microlens The inclination angle distribution range can be kept small. As a result, when applied to, for example, an electro-optical device, the microlens array substrate can be manufactured with stable quality with small variations in brightness and contrast ratio compared to conventional microlens array substrates.
[適用例9]本適用例に係る電気光学装置の製造方法は、上記適用例のマイクロレンズアレイ基板の製造方法を含むことを特徴とする。 Application Example 9 A method for manufacturing an electro-optical device according to this application example includes the method for manufacturing a microlens array substrate according to the application example described above.
本適用例の製造方法によれば、1のマイクロレンズと第2のマイクロレンズとの距離や第1のマイクロレンズと第2のマイクロレンズとの平面的な位置関係がばらついた場合でも、明るさやコントラスト比のばらつきが小さく安定した品質で画像を表示または取得できる電気光学装置を製造できる。 According to the manufacturing method of this application example, even when the distance between the first microlens and the second microlens and the planar positional relationship between the first microlens and the second microlens vary, It is possible to manufacture an electro-optical device that can display or acquire an image with a stable quality with a small contrast ratio variation.
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。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. The drawings to be used are appropriately enlarged, reduced or exaggerated so that the part to be described can be recognized. In addition, illustrations of components other than those necessary for the description may be omitted.
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。 In the following embodiments, for example, when “on the substrate” is described, the substrate is disposed so as to be in contact with the substrate, or is disposed on the substrate via another component, or the substrate. It is assumed that a part is arranged so as to be in contact with each other and a part is arranged via another component.
(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。
(First embodiment)
<Electro-optical device>
In the first embodiment, as an electro-optical device, an active matrix liquid crystal device including a thin film transistor (TFT) as a pixel switching element will be described as an example. This liquid crystal device can be suitably used, for example, as a light modulation element (liquid crystal light valve) of a projection display device (projector) described later.
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。 First, a liquid crystal device as an electro-optical device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3. FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of the liquid crystal device according to the first embodiment. FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing an electrical configuration of the liquid crystal device according to the first embodiment. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the liquid crystal device according to the first embodiment. Specifically, FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 1.
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。
As shown in FIGS. 1 and 3, the liquid crystal device 1 according to the present embodiment includes an
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。
The
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、略多角形の平面形状を有している。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。
Inside the sealing
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。
The display area E is an area that substantially contributes to display in the liquid crystal device 1. The light shielding layers 22 and 26 provided on the
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。
A data
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。
On the display area E side of the sealing
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。
In the following description, the direction along the first side where the data line driving
また、X方向およびY方向と直交し図1における手前に向かう方向を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。
Further, a direction orthogonal to the X direction and the Y direction and directed toward the front in FIG. In this specification, viewing from the normal direction (Z direction) of the surface of the liquid crystal device 1 on the
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。
As shown in FIG. 2, in the display area E, the
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。
A source electrode (not shown) of the
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。
The image signals S1, S2,..., Sn are written to the
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。
In order to prevent the held image signals S1, S2,..., Sn from leaking, a
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。
The liquid crystal constituting the
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、第1のマイクロレンズとしてのマイクロレンズML1と、第2のマイクロレンズとしてのマイクロレンズML2と、の2段のマイクロレンズを備えている。
As shown in FIG. 3, the
マイクロレンズアレイ基板10は、基板11と、第1のレンズ層としてのレンズ層13と、第2のレンズ層としてのレンズ層15と、平坦化層17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側の表面を、面11aとする。基板11は、面11aに形成された複数の凹部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、その中央部が曲面であり、中央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。なお、凹部12全体が曲面で構成されていてもよい。
The
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よりも屈折率の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。
The
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側に突出する凸状のマイクロレンズML1が構成される。すなわち、レンズ層13のうち凹部12を埋める部分がマイクロレンズML1である。各マイクロレンズML1は、画素Pに対応して設けられている。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の表面は、基板11の面11aに略平行で平坦な面となっている。
By embedding the
なお、マイクロレンズML1の中央部に入射する入射光は、マイクロレンズML1の中心(曲面の焦点)へ向けて集光される。また、マイクロレンズML1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の中心側へ屈折される。したがって、マイクロレンズML1全体が曲面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。
Incident light that enters the center of the microlens ML1 is condensed toward the center (the focal point of the curved surface) of the microlens ML1. Further, the incident light incident on the peripheral edge (inclined surface) of the microlens ML1 is refracted toward the center of the microlens ML1 at substantially the same angle if the incident angles are approximately the same. Therefore, compared to the case where the entire microlens ML1 is configured by a curved surface, excessive refraction of incident light is suppressed, and variation in angle of light incident on the
レンズ層15は、レンズ層13上に形成されている。レンズ層15は、例えば、レンズ層13と同程度の屈折率を有し、レンズ層13と同様の材料で形成されている。レンズ層15は、液晶層40側(マイクロレンズML1とは反対側)に突出する複数の凸状部16を有している。レンズ層15のうち凸状部16がマイクロレンズML2である。以下では、凸状部16の表面(平坦化層17と接する面)を、レンズ面という。
The
各凸状部16は、画素Pに対応して設けられ、各凹部12と平面視で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ML2はマイクロレンズML1と平面視で重なるように配置されている。凸状部16の断面形状は、凹部12の断面形状に似た形状となっている。凸状部16の断面形状の詳細については、後述する。
Each
なお、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10では、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2との間に、特許文献1に記載のマイクロレンズアレイ基板が備える光路長調整層を備えていない。マイクロレンズアレイ基板10で光路長調整層を不要にできる理由については、後述する。
Note that the
平坦化層17は、凸状部16同士の間や凸状部16の周囲を埋めてレンズ層15を覆うように、凸状部16の高さよりも厚く形成されている。平坦化層17は、光透過性を有し、例えば、レンズ層15よりも低い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。平坦化層17で凸状部16を覆うことにより、第2のマイクロレンズとしての凸形状のマイクロレンズML2が構成される。各マイクロレンズML2は、画素Pに対応して設けられている。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。
The
平坦化層17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、平坦化層17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。平坦化層17の表面は、略平坦な面となっている。
The
遮光層32は、マイクロレンズアレイ基板10(平坦化層17)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。
The
マイクロレンズアレイ基板10(平坦化層17)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。
A
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。
The
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。
The
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。
Since the
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。
The insulating
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。
The
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。
The gate electrode is formed on the
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。
The insulating
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。
The
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。
Although not shown, an electrode, wiring, relay electrode, and storage capacitor 5 (see FIG. 2) for supplying an electrical signal to the
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1段目のマイクロレンズML1の中心に入射した光L1は、直進して2段目のマイクロレンズML2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。
In the liquid crystal device 1 according to the first embodiment, for example, light emitted from a light source or the like is incident from the counter substrate 30 (substrate 11) side including the microlenses ML1 and ML2. Of the incident light, the light L1 incident on the center of the first-stage microlens ML1 along the normal direction of the surface of the counter substrate 30 (substrate 11) travels straight to the center of the second-stage microlens ML2. , Travels straight through, passes through the opening T of the pixel P, and exits toward the
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。 In the following, the normal direction of the surface of the counter substrate 30 (substrate 11) is simply referred to as “normal direction”. The “normal direction” is a direction along the Z direction in FIG. 3 and is substantially the same as the normal direction of the element substrate 20 (substrate 21).
マイクロレンズML1の端部に法線方向に沿って入射した光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15と平坦化層17との間の屈折率の差(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。
If the light L2 incident on the end portion of the microlens ML1 along the normal direction goes straight as it is, the light L2 is shielded by the
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15と平坦化層17との間の屈折率の差により、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。
The light L3 incident on the end of the microlens ML1 obliquely with respect to the normal direction and toward the outside with respect to the center of the microlens ML1 goes straight as it is. However, the light is refracted toward the center of the microlens ML1 due to the difference in refractive index between the
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光L2,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。
As described above, in the liquid crystal device 1, the light L2 and L3 that are shielded by the
<第2のマイクロレンズの断面形状>
続いて、第1の実施形態に係る第2のマイクロレンズ(マイクロレンズML2)の断面形状について、図4を参照して説明する。図4は、第1の実施形態に係る第2のマイクロレンズの断面形状を示す模式断面図である。詳しくは、図4は、図3におけるマイクロレンズML2(凸状部16)の部分拡大図である。
<Cross-sectional shape of second microlens>
Next, the cross-sectional shape of the second microlens (microlens ML2) according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a cross-sectional shape of the second microlens according to the first embodiment. Specifically, FIG. 4 is a partially enlarged view of the microlens ML2 (convex portion 16) in FIG.
図4に実線で示すように、第1の実施形態に係るマイクロレンズML2(凸状部16)のレンズ面は、中央部16aと、中央部16aの外側に配置された周辺部16bとを有している。周辺部16bの曲率は、中央部16aの曲率よりも小さい。周辺部16bの少なくとも端部側は、テーパー状の傾斜面となっている。
As shown by a solid line in FIG. 4, the lens surface of the microlens ML2 (convex portion 16) according to the first embodiment has a
図4には、凸状部16の断面形状の比較として、2点鎖線で楕円形19を示している。例えば特許文献1に記載のマイクロレンズアレイ基板のように、従来のマイクロレンズアレイ基板が備える第2のマイクロレンズの断面形状は半楕円形状であるものが多い。したがって、図4は、第1の実施形態に係るマイクロレンズML2(凸状部16)の断面形状を従来の第2のマイクロレンズ(マイクロレンズML2e)の断面形状と比較して示す図である。なお、図4では、X軸はX方向に沿って楕円形19の中心19cを通る軸であり、Z軸はZ方向に沿って楕円形19の中心19cを通る軸である。
In FIG. 4, as a comparison of the cross-sectional shape of the
図4に示す楕円形19の長軸(長径)19dの長さは凸状部16の径(X軸方向における長さ)と同じであり、楕円形19の短軸(短径)19eの1/2の長さは凸状部16の高さ(Z軸方向における長さ)と同じであるものとする。したがって、本実施形態に係るマイクロレンズML2の断面形状は、従来のマイクロレンズML2eの断面形状である楕円形19の下側(−Z方向側)の半分とほぼ重なる。しかしながら、マイクロレンズML2のレンズ面は、周辺部16bが、従来のマイクロレンズML2e(楕円形19)のレンズ面よりも内側へ引っ込んだ三角形に近い形状となっている。
The length of the major axis (major axis) 19d of the
マイクロレンズML2(凸状部16)のレンズ面の各部を、従来のマイクロレンズML2e(楕円形19)のレンズ面の各部と比較する。マイクロレンズML2の周辺部16bの曲率は、マイクロレンズML2eの周辺部19bの曲率よりも小さい。したがって、マイクロレンズML2の周辺部16bにおいてレンズ面と基板11の面11aとがなす角度は、従来のマイクロレンズML2eの周辺部19bと比べて小さくなる。
Each part of the lens surface of the micro lens ML2 (convex part 16) is compared with each part of the lens surface of the conventional micro lens ML2e (ellipse 19). The curvature of the
そのため、+Z方向側から法線方向(Z軸方向)に沿ってマイクロレンズML2の周辺部16bに入射する光のレンズ面に対する入射角は、従来のマイクロレンズML2eの周辺部19bに入射する光の入射角よりも小さくなる。したがって、従来のマイクロレンズML2eと比べて、マイクロレンズML2の周辺部16bから射出される光の屈折角が小さくなるので、法線方向に対する傾斜角度(以下では、単に傾斜角度という)も小さくなる。
Therefore, the incident angle with respect to the lens surface of the light incident on the
また、従来のマイクロレンズML2eでは、周辺部19bの曲率が中央部19aの曲率よりも大きく、周辺部19bにおいてレンズ面と基板11の面11aとがなす角度が端部に向かうにしたがって大きくなる。そのため、法線方向から周辺部19bに入射する光の入射位置が端部寄りになるほど、入射角が大きくなるので屈折角も大きくなる。したがって、従来のマイクロレンズML2eの周辺部19bから射出される光には、傾斜角度が大きく、かつ、そのばらつきが大きい光が多く含まれる。
Further, in the conventional microlens ML2e, the curvature of the
その結果、従来のマイクロレンズアレイ基板では、第1のマイクロレンズから第2のマイクロレンズ(マイクロレンズML2e)に光が入射する位置およびその範囲によって、すなわち、第2のマイクロレンズの周辺部19bに入射する光が多いか少ないかによって、射出される光の傾斜角度の分布範囲に大きな差異が生じてしまう。
As a result, in the conventional microlens array substrate, depending on the position and range of light incident from the first microlens to the second microlens (microlens ML2e), that is, on the
これに対して、本実施形態に係るマイクロレンズML2のレンズ面のうち周辺部16bの端部側はテーパー状の傾斜面となっている。テーパー状の傾斜面では、いずれの位置においても、レンズ面と基板11の面11aとがなす角度はほぼ同じとなる。したがって、マイクロレンズML2の周辺部16bに法線方向から入射する光の入射角は、入射位置に関わらずほぼ同じとなる。そのため、マイクロレンズML2の周辺部16bから射出される光は、屈折角がほぼ同じとなるので、傾斜角度が揃ったばらつきが小さい光となる。
On the other hand, among the lens surfaces of the microlens ML2 according to this embodiment, the end portion side of the
その結果、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10では、従来のマイクロレンズアレイ基板と比べて、マイクロレンズML1からマイクロレンズML2に光が入射する位置およびその範囲が異なっても(周辺部16bに入射する光が多いか少ないかに関わらず)、射出される光の傾斜角度の分布範囲を小さく抑えることができる。これにより、液晶装置1の明るさやコントラスト比を向上できる。
As a result, in the
さらに、従来のマイクロレンズML2eでは、周辺部19bの端部においてレンズ面と基板11の面11aとがなす角度が直角に近くなるため、周辺部19bの端部に入射する光がレンズ面で反射される反射光が多くなり、入射角が臨界角以上となって全反射する場合もあり得る。このような反射光の一部は、液晶装置内で迷光となり、TFT24の光リーク電流を発生させる原因となる。TFT24の光リーク電流が発生すると、表示画像にフリッカーやムラなどが生じて表示品位が低下する。
Furthermore, in the conventional microlens ML2e, the angle formed by the lens surface and the
本実施形態に係るマイクロレンズML2では、周辺部16bの端部側がテーパー状の傾斜面となっているので、レンズ面と基板11の面11aとがなす角度が従来のマイクロレンズML2eと比べて小さくなる。そのため、光がマイクロレンズML2の端部に入射しても、レンズ面で反射される反射光が生じにくい。これにより、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10では、反射光によって生じる迷光を低減できるので、迷光に起因してTFT24の光リーク電流が発生して表示画像にフリッカーやムラなどが生じる表示品位の低下を抑えることができる。
In the microlens ML2 according to this embodiment, since the end portion side of the
また、従来のマイクロレンズアレイ基板では、端部においてレンズ面と基板11の面11aとがなす角度が直角に近くなるため、隣り合うマイクロレンズML2e同士の間に、急峻な谷間状の窪み(段差)が構成される。そのため、マイクロレンズML2eを含むレンズ層15上に成膜される平坦化層17(図3参照)のこの部分に溝(ボイド)が形成される。平坦化層17にこのような溝があると、入射光が乱反射されて迷光の原因となることや、上層に形成される画素電極28に断線が生じることがある。
Further, in the conventional microlens array substrate, since the angle formed by the lens surface and the
本実施形態に係るマイクロレンズML2では、端部がテーパー状であるため、端部においてレンズ面と基板11の面11aとがなす角度がマイクロレンズML2eよりも小さいので、隣り合うマイクロレンズML2同士の間の窪み(段差)が緩やかなものとなる。そのため、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10では、レンズ層15上に成膜される平坦化層17の段差被覆性が良好になり溝が形成されにくくなる。これにより、迷光や断線の発生を抑えることができる。
In the microlens ML2 according to the present embodiment, since the end portion is tapered, the angle formed by the lens surface and the
なお、マイクロレンズML2の断面形状は、凸状部16の頂点に対して略対称であることが好ましい。図4では、凸状部16の断面形状がX軸方向において対称な例を示しているが、Y軸方向(図1参照)においても対称であることが好ましい。また、凸状部16の断面形状は、平面視で、凸状部16の頂点に対して360°に亘って対称であってもよい。
Note that the cross-sectional shape of the microlens ML2 is preferably substantially symmetric with respect to the apex of the
マイクロレンズML2の断面形状が凸状部16の頂点に対して略対称であると、マイクロレンズML2に入射する光のうち凸状部16の頂点に対して対称な位置に入射する光は、ほぼ同じ角度で屈折する。これにより、マイクロレンズML2から射出される光の角度のばらつきが小さくなる。この結果、明るさやコントラスト比のばらつきが抑えられるとともに、画素Pの開口部T内における明るさをより均一にできる。
When the cross-sectional shape of the microlens ML2 is substantially symmetric with respect to the apex of the
続いて、マイクロレンズアレイ基板10でマイクロレンズML1とマイクロレンズML2との距離がばらついた場合の影響について、従来のマイクロレンズアレイ基板と比較して説明する。図5は、図3における2つの画素の要部を拡大して示す模式断面図である。図29は、従来のマイクロレンズアレイ基板における2つの画素の要部を拡大し比較して示す模式断面図である。
Next, the influence when the distance between the microlens ML1 and the microlens ML2 varies in the
マイクロレンズアレイ基板の製造方法については後述するが、レンズ層13(レンズ材料層13a)やレンズ層15(第1のレンズ材料層15aおよび第2のレンズ材料層15b)を形成する際の膜厚のばらつきや、レンズ層13(レンズ材料層13a)の表面に平坦化処理を施す際の研磨量のばらつきなどに起因して、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2との距離がばらつくことがある。
Although the manufacturing method of the microlens array substrate will be described later, the film thickness when the lens layer 13 (
図29には、従来のマイクロレンズアレイ基板の一例として、第2のマイクロレンズに、上述のマイクロレンズML2e(楕円形19)を備えたマイクロレンズアレイ基板50を示している。マイクロレンズアレイ基板50は、第1のマイクロレンズに、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10のマイクロレンズML1を備えている。
FIG. 29 shows a
また、図29には、画素P1と画素P2とで、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2eとの距離が異なる場合を比較して示している。画素P1においては、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2eとの距離をD1とする。画素P2においては、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2eとの距離をD2(D2<D1)とする。なお、実際には、同一のマイクロレンズアレイ基板50内の隣り合う画素P同士の間で、図29に示すようにマイクロレンズML1とマイクロレンズML2eとの距離が大きく異なることはない。
FIG. 29 also shows a case where the distance between the microlens ML1 and the microlens ML2e is different between the pixel P1 and the pixel P2. In the pixel P1, the distance between the microlens ML1 and the microlens ML2e is D1. In the pixel P2, the distance between the microlens ML1 and the microlens ML2e is D2 (D2 <D1). In practice, the distance between the microlens ML1 and the microlens ML2e is not greatly different between adjacent pixels P in the same
画素P1および画素P2において、光L4は、法線方向に沿ってマイクロレンズML1に入射して、マイクロレンズML1の中心側へ屈折され集光された光である。光L5は、マイクロレンズML1の中心に対して光L4が入射する位置と対称な位置に入射して、マイクロレンズML1の中心側へ屈折され集光された光である。光L4および光L5の傾斜角度は同じであるものとする。 In the pixel P1 and the pixel P2, the light L4 is light that is incident on the microlens ML1 along the normal direction and is refracted and condensed toward the center of the microlens ML1. The light L5 is light that is incident on a position symmetrical to the position where the light L4 is incident on the center of the microlens ML1 and is refracted and condensed toward the center of the microlens ML1. The inclination angles of the light L4 and the light L5 are the same.
マイクロレンズML1から射出された光L4および光L5は、マイクロレンズML1からの距離が大きくなるほど、マイクロレンズML1の中心側へ向かう。すなわち、マイクロレンズML1により集光された光(光L4および光L5よりも内側にある光も含む)の範囲は、マイクロレンズML1からの距離が大きくなるほど小さくなる。 The light L4 and the light L5 emitted from the microlens ML1 travel toward the center of the microlens ML1 as the distance from the microlens ML1 increases. That is, the range of the light condensed by the microlens ML1 (including the light inside the light L4 and the light L5) becomes smaller as the distance from the microlens ML1 increases.
画素P1において、マイクロレンズML1から射出された光L4,L5は、マイクロレンズML2eの周辺部19bに入射し、マイクロレンズML2eの中心側へ集光されて画素P1の開口部T内に入射する。マイクロレンズML2eから射出された光L4,L5の傾斜角度は、マイクロレンズML1から射出されたときよりも大きくなる。
In the pixel P1, the light L4 and L5 emitted from the microlens ML1 is incident on the
画素P2において、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2eとの距離D2が画素P1における距離D1よりも小さいため、画素P1と比べて、マイクロレンズML1により集光された光(光L4および光L5よりも内側にある光も含む)がマイクロレンズML2eのレンズ面に入射する範囲は広くなる。そのため、マイクロレンズML1から射出された光L4,L5は、マイクロレンズML2eの周辺部19bにおける端部寄りに入射する。
In the pixel P2, since the distance D2 between the microlens ML1 and the microlens ML2e is smaller than the distance D1 in the pixel P1, the light condensed by the microlens ML1 (inside the light L4 and the light L5) compared to the pixel P1. The range in which the light is incident on the lens surface of the microlens ML2e is widened. Therefore, the light L4 and L5 emitted from the microlens ML1 is incident near the end portion of the
上述したように、マイクロレンズML2eのレンズ面と基板11の面11a(図3参照)とがなす角度は、周辺部19bの端部に向かうほど大きくなるため、画素P2において、マイクロレンズML2eから射出される光L4,L5の傾斜角度は、画素P1よりも大きくなる。画素P2のように、マイクロレンズML1で集光された光がマイクロレンズML2eの広い範囲に入射する場合は、狭い範囲に入射する場合と比べて周辺部19bに入射する光が多くなるため、マイクロレンズML2eから射出される光には、傾斜角度が大きく、かつ、傾斜角度のばらつきが大きい光が多く含まれることとなる。
As described above, the angle formed by the lens surface of the microlens ML2e and the
その結果、画素P2では、画素P1と比べて、明るさの低下やコントラスト比の低下が生じ易くなる。また、従来のマイクロレンズアレイ基板50を備えた液晶装置を、画像光をスクリーンなどに投写するプロジェクターなどの電子機器に用いる場合、傾斜角度が大きい光が多く含まれていると、投写レンズで蹴られてしまう光(利用されない光)が多くなり、スクリーンなどに投写される画像の明るさが低下してしまうこととなる。
As a result, in the pixel P2, compared to the pixel P1, the brightness and the contrast ratio are easily reduced. In addition, when a liquid crystal device including a conventional
また、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2eとの距離が同じであっても、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2eとの平面的な位置関係がずれてしまうと、マイクロレンズML1で集光された光がマイクロレンズML2eに入射する位置が変化する。 Even if the distance between the microlens ML1 and the microlens ML2e is the same, if the planar positional relationship between the microlens ML1 and the microlens ML2e is shifted, the light collected by the microlens ML1 is microscopic. The position incident on the lens ML2e changes.
例えば、画素P1において、マイクロレンズML2eに入射する光L4,L5の位置が+X方向側または−X方向側へずれると、光L4,L5のいずれかは周辺部19bの端部寄りに入射することとなる。したがって、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2eとの平面的な位置関係がばらついた場合にも、マイクロレンズML2eから射出される光に、傾斜角度が大きく、かつ、傾斜角度のばらつきが大きい光が多く含まれることとなる。
For example, in the pixel P1, when the positions of the light L4 and L5 incident on the microlens ML2e are shifted to the + X direction side or the −X direction side, either the light L4 or L5 is incident closer to the end of the
このように、従来のマイクロレンズアレイ基板50では、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2eとの距離がばらついた場合や、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2eとの平面的な位置関係がばらついた場合に、射出される光の傾斜角度の分布範囲に大きな差異が生じてしまう。また、マイクロレンズML2eの端部寄りに入射する光が多くなると、反射光による迷光が生じ易くなる。その結果、マイクロレンズアレイ基板50を備える電気光学装置や電子機器における表示品質の低下や不安定化を招くという課題がある。
Thus, in the conventional
図5に示す画素P1および画素P2においても、光L4,L5は、図29に示す画素P1および画素P2と同様の傾斜角度でマイクロレンズML1から射出されるものとする。図5に示す本実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10では、画素P1において、マイクロレンズML1から射出された光L4,L5は、マイクロレンズML2の周辺部16bに入射し、マイクロレンズML2の中心側へ集光されて画素P1の開口部T内に入射する。
Also in the pixel P1 and the pixel P2 shown in FIG. 5, it is assumed that the lights L4 and L5 are emitted from the microlens ML1 at the same inclination angle as the pixel P1 and the pixel P2 shown in FIG. In the
画素P2においては、マイクロレンズML1から射出された光L4,L5は、画素P1と比べて、マイクロレンズML2の周辺部16bにおける端部寄りに入射し、マイクロレンズML2の中心側へ集光されての開口部T内に入射する。画素P1と画素P2とを比べると、光L4,L5は、周辺部16bにおける入射位置は異なるが、いずれもテーパー状の傾斜面に同じ入射角で入射するため、マイクロレンズML2から同じ傾斜角度で射出される。そのため、従来のマイクロレンズアレイ基板50と比べて、マイクロレンズML2から射出される光の傾斜角度が小さくなり、かつ、傾斜角度のばらつきも小さくなる。
In the pixel P2, the lights L4 and L5 emitted from the microlens ML1 are incident closer to the end of the
したがって、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10では、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2eとの距離がばらついた場合や、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2eとの平面的な位置関係がばらついた場合でも、射出される光の傾斜角度の分布範囲を小さく抑えることができる。これにより、従来のマイクロレンズアレイ基板50と比べて、明るさの低下やコントラスト比の低下が抑えられる。
Therefore, in the
そして、マイクロレンズアレイ基板10では、従来のマイクロレンズアレイ基板50と比べて、射出される光の傾斜角度が小さくなるため、プロジェクターなどの電子機器に用いる場合に、投写レンズで蹴られてしまう光(利用されない光)が低減されるので、画像の明るさの低下が抑えられる。さらに、マイクロレンズML2の端部寄りに入射する光が多くなっても反射光が生じにくいので、反射光に起因する迷光が抑えられる。
In the
その結果、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10では、従来のマイクロレンズアレイ基板50と比べて、電気光学装置や電子機器における表示品質の向上や安定化を図ることができる。
As a result, the
<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6から図15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から図15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。
<Manufacturing method of microlens array substrate>
Next, a method for manufacturing the
まず、図6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3に示す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。
First, as shown in FIG. 6, a
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。
After forming the
次に、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。
Next, a
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。
For the isotropic etching, an etching solution (for example, hydrofluoric acid solution) is used such that the etching rate of the
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斜面が形成される。なお、全体が曲面で構成された凹部12を形成する場合には、制御膜70を設けなくてもよい。図7には、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。
The
本工程では、画素Pが配列された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、画素Pの対角線方向(以下では、単に対角線方向という)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、すなわち、対角線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ことが好ましい。
In this step,
対角線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。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れば、等方性エッチングが終了するまでマスク層72をより確実に支持することができる。
If isotropic etching is performed until the
次に、図8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よりも大きい屈折率を有する無機材料を堆積してレンズ材料層13aを形成する。レンズ材料層13aは、例えばCVD法を用いて形成することができる。凹部12を埋め込むように形成されるため、レンズ材料層13aの表面は、基板11の凹部12に起因する凹凸が反映された凹凸形状となる。なお、レンズ材料層13aは、1回の成膜で形成してもよいし、複数回の成膜で形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 8, a lens material layer is deposited by depositing an inorganic material that is light transmissive and has a refractive index larger than that of the
次に、図9に示すように、レンズ材料層13a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、レンズ材料層13a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、上面が平坦化されてレンズ層13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。なお、本実施形態では、基板11の面11a上にレンズ層13が残っている状態で平坦化処理を終了する。
Next, as shown in FIG. 9, the
次に、図10に示すように、レンズ層13を覆うように、光透過性を有し、基板11よりも大きい屈折率を有する無機材料を堆積して第1のレンズ材料層15aを形成する。第1のレンズ材料層15aは、例えばCVD法を用いて形成することができる。
Next, as shown in FIG. 10, an inorganic material having optical transparency and a refractive index larger than that of the
なお、従来のマイクロレンズアレイ基板では、レンズ層13とその上層のレンズ層15との間に光路長調整層を形成するが、本実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10では、光路長調整層を形成しない。そのため、従来のマイクロレンズアレイ基板と比べて、光路長調整層を形成する工程が不要となるので、マイクロレンズアレイ基板10の製造リードタイムを短縮し生産コストを低減できる。また、光路長調整層を形成しないので、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2との距離のばらつきの一因となる光路長調整層の膜厚のばらつきの影響を排除できる。
In the conventional microlens array substrate, an optical path length adjustment layer is formed between the
続いて、図10に示すように、第1のレンズ材料層15a上に、レジスト層73を形成する。レジスト層73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73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。
Subsequently, as shown in FIG. 10, a resist
次に、図示を省略するが、凹部12の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73を露光して現像する。これにより、図11に示すように、レジスト層73のうち、マスクの遮光部と重なる領域以外の領域が露光されて除去され、後の工程で凸状部16が形成される位置に対応する部分73aが残留する。したがって、残留した部分73a同士は、X方向、Y方向、対角線方向において互いに離間される。部分73aの平面形状は、例えば略矩形状であるが、4隅の角部が丸く形成されていてもよい。
Next, although not shown, the resist
なお、後述する工程で、第1のレンズ材料層15aにおける部分73aと重なる部分に、マイクロレンズML2(凸状部16)が形成される。本実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10では、従来のマイクロレンズアレイ基板と比べて、光路長調整層を形成せず、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2との間の距離を小さくできる。これにより、レジスト層73を露光する際のマスクのずれが抑えられるので、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2との位置ずれを抑えることができる。
In the process described later, the microlens ML2 (convex portion 16) is formed in a portion overlapping the
次に、レジスト層73のうち残留した部分73aに、リフロー処理などの加熱処理を施すことにより軟化(溶融)させる。溶融した部分73a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12に示すように、第1のレンズ材料層15a上に残留した部分73aから曲面状の凸状部73bが形成される。なお、凸状部73bの底部側(第1のレンズ材料層15a側)は平面視で略矩形状であるが、凸状部73bの先端側(上方)は平面視で略同心円状に形成される。
Next, the remaining
次に、図13に示すように、凸状部73bと第1のレンズ材料層15a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、レジストからなる凸状部73bが徐々に除去され、凸状部73bの除去に伴って第1のレンズ材料層15aの露出する部分がエッチングされる。その結果、第1のレンズ材料層15aの表面側に、凸状部73bの形状が反映される。本工程では、レンズ層13上に第1のレンズ材料層15aが残された(レンズ層13の表面が露出しない)状態で異方性エッチングを終了する。
Next, as shown in FIG. 13, anisotropic etching such as dry etching is performed on the
次に、図14に示すように、基板11よりも大きい屈折率を有する無機材料を、例えばCVD法を用いて、第1のレンズ材料層15aを覆うように堆積させて、第2のレンズ材料層15bを形成する。第1のレンズ材料層15a上に第2のレンズ材料層15bを積層させることで、凸状部73bの形状が拡大された凸状部16を有するレンズ層15が形成される。なお、第2のレンズ材料層15bの屈折率は、第1のレンズ材料層15aの屈折率と同じでもよいし、第1のレンズ材料層15aの屈折率より大きくてもよい。また、第2のレンズ材料層15bは、1回の成膜で形成してもよいし、複数回の成膜で形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 14, an inorganic material having a refractive index larger than that of the
次に、図15に示すように、レンズ層15を覆うように、光透過性を有し、例えば基板11と同程度の屈折率を有する無機材料を堆積して平坦化層17を形成する。そして、平坦化層17に対して平坦化処理を施して、平坦化層17の表面にレンズ層15の凸状部16が反映された凹凸形状を研磨して除去する。凸状部16を平坦化層17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10が完成する。
Next, as shown in FIG. 15, a
本工程では、上述したように、凸状部16(マイクロレンズML2)の端部側がテーパー状の傾斜面となっているので、従来のマイクロレンズアレイ基板50と比べて、平坦化層17の表面の凹凸形状が緩やかになる。そのため、平坦化処理(CMP処理)を施す量を少なくできる。これらは、マイクロレンズアレイ基板10の製造リードタイムの短縮や生産コスト低減に寄与する。
In this step, as described above, since the end portion side of the convex portion 16 (microlens ML2) is a tapered inclined surface, the surface of the
なお、図4に示す凸状部16の断面形状は、第1のレンズ材料層15a上に第2のレンズ材料層15bを形成することで、第1のレンズ材料層15aの凸状部73bの形状が反映された形状が拡大されて形作られる(図14参照)。したがって、レジスト層73から形成される凸状部73bの断面形状(図12参照)は、第1のレンズ材料層15aに異方性エッチングを施した後の断面形状(図13参照)や、第2のレンズ材料層15bを形成した後の断面形状(図14参照)を踏まえて適宜設定するものとする。
Note that the cross-sectional shape of the
凸状部73bの断面形状は、レジスト層73のうち残留した部分73aに加熱処理を施す際の処理条件により調整できる。また、加熱処理の代わりに、図10に示すレジスト層73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73から凸状部73bの形状に加工するようにしてもよい。そして、図13に示す工程におけるエッチング条件を、凸状部73bの材料(レジスト)のエッチングレートと第1のレンズ材料層15a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、第1のレンズ材料層15aに凸状部73bの形状を転写するようにしてもよい。
The cross-sectional shape of the
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。
After the
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。
Subsequently, the
<電子機器>
次に、第1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1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。
<Electronic equipment>
Next, an electronic apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a configuration of a projector as the electronic apparatus according to the first embodiment.
図16に示すように、第1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。
As shown in FIG. 16, a projector (projection display device) 100 as an electronic apparatus according to the first embodiment includes a
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。
The
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。
The
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。
The red light (R) reflected by the
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。
The transmissive liquid crystal
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。
The cross
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、液晶装置1が適用されたものである。
The liquid crystal
第1の実施形態に係るプロジェクター100の構成によれば、明るさやコントラスト比が良好で、投写レンズ117による蹴られが少ない液晶装置1を液晶ライトバルブ121,122,123に備えているので、明るい表示と優れた表示品質とを有するプロジェクター100を提供することができる。
According to the configuration of the
(第2の実施形態)
第2の実施形態では、第1の実施形態に対して、マイクロレンズアレイ基板の製造方法が異なり、それに伴って第2のマイクロレンズの構成が異なるが、液晶装置の基本構成は同じである。ここでは、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について、図17から図21を参照して説明する。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, the manufacturing method of the microlens array substrate is different from that of the first embodiment, and the configuration of the second microlens is accordingly different, but the basic configuration of the liquid crystal device is the same. Here, a manufacturing method of the microlens array substrate according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
<マイクロレンズアレイ基板の製造方法>
図17から図21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。図17から図21の各図に示す工程は、第1の実施形態の図11から図15の各図に示す工程に相当する。ここでは、第1の実施形態との相違点を説明し、第1の実施形態と同じ構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
<Manufacturing method of microlens array substrate>
17 to 21 are schematic cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a microlens array substrate according to the second embodiment. The steps shown in FIGS. 17 to 21 correspond to the steps shown in FIGS. 11 to 15 of the first embodiment. Here, differences from the first embodiment will be described, and the same components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
第2の実施形態では、レンズ層13上に形成する第1のレンズ材料層15aを、第1の実施形態よりも薄く形成する点が、第1の実施形態と異なる。図17には、レジスト層73が露光されて、後の工程で凸状部16が形成される位置に対応する部分73aが残留した状態を示している。図17に示すように、第2の実施形態では、第1のレンズ材料層15aは、例えば、上に形成されるレジスト層73の厚さよりも薄く形成される。
The second embodiment is different from the first embodiment in that the first
次に、図18に示すように、第1の実施形態と同様に、レジスト層73のうち残留した部分73aに、リフロー処理などの加熱処理を施すことにより、第1のレンズ材料層15a上に曲面状の凸状部73bを形成する。
Next, as shown in FIG. 18, similarly to the first embodiment, the remaining
次に、図19に示すように、凸状部73bと第1のレンズ材料層15aとに、上方側から異方性エッチングを施す。異方性エッチングは、凸状部73b(レジスト層73)が除去されるまで行う。そうすると、第1のレンズ材料層15aの厚さがレジスト層73の厚さよりも薄いので、第1のレンズ材料層15aのうち凸状部73bと重なる部分以外が除去されて、下層のレンズ層13の表面もエッチングされる。
Next, as shown in FIG. 19, anisotropic etching is performed on the
その結果、レンズ層13と第1のレンズ材料層15aの残された部分とに、凸状部73bの形状が反映される。本工程では、基板11上にレンズ層13が残された状態で異方性エッチングを終了する。また、異方性エッチングを終了した時点では、レンズ層13における平坦化処理された表面が残っている。
As a result, the shape of the
次に、図20に示すように、基板11よりも大きい屈折率を有する無機材料を、例えばCVD法を用いて、レンズ層13と第1のレンズ材料層15aとを覆うように堆積させて、第2のレンズ材料層15bを形成する。第2のレンズ材料層15bの屈折率は、第1のレンズ材料層15aの屈折率と同じでもよいし、第1のレンズ材料層15aの屈折率より大きくてもよい。また、第2のレンズ材料層15bは、1回の成膜で形成してもよいし、複数回の成膜で形成してもよい。第1のレンズ材料層15aと第2のレンズ材料層15bとで、レンズ層15が構成される。レンズ層15の厚さは、第1の実施形態と比べて薄くなる。
Next, as shown in FIG. 20, an inorganic material having a refractive index larger than that of the
次に、図21に示すように、第1の実施形態と同様に、レンズ層15を覆うように平坦化層17を形成する。そして、平坦化層17に対して平坦化処理を施す。以上により、第2の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10Aが完成する。
Next, as shown in FIG. 21, the
第2の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10Aでは、図21に破線で示すマイクロレンズML2(凸状部16)の断面形状の中に、マイクロレンズML1を構成するレンズ層13の平坦化処理された表面が含まれている点が、第1の実施形態と異なる。換言すれば、マイクロレンズML2(凸状部16)がレンズ層13の一部(表面側)とレンズ層15とで構成される。
In the
第2の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10Aの構成によれば、第1の実施形態と比べて、マイクロレンズML2(凸状部16)を構成するレンズ層15の厚さを薄くできる。
According to the configuration of the
(第3の実施形態)
第3の実施形態では、第1の実施形態に対して、マイクロレンズアレイ基板の製造方法が異なり、それに伴って第2のマイクロレンズの構成が異なるが、液晶装置の基本構成は同じである。ここでは、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について、図22から図26を参照して説明する。
(Third embodiment)
In the third embodiment, the manufacturing method of the microlens array substrate is different from that of the first embodiment, and the configuration of the second microlens is accordingly different, but the basic configuration of the liquid crystal device is the same. Here, a manufacturing method of the microlens array substrate according to the third embodiment will be described with reference to FIGS.
<マイクロレンズアレイ基板の製造方法>
図22から図26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。図22から図26の各図に示す工程は、第1の実施形態の図11から図15の各図に示す工程に相当する。ここでは、第1の実施形態との相違点を説明し、第1の実施形態と同じ構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
<Manufacturing method of microlens array substrate>
22 to 26 are schematic cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a microlens array substrate according to the third embodiment. The processes shown in FIGS. 22 to 26 correspond to the processes shown in FIGS. 11 to 15 of the first embodiment. Here, differences from the first embodiment will be described, and the same components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
第3の実施形態では、基板11上に形成するレンズ層13を厚く形成する点と、第1のレンズ材料層15aを形成しない点とが、第1の実施形態と異なる。図22には、レジスト層73が露光されて、後の工程で凸状部16が形成される位置に対応する部分73aが残留した状態を示している。図22に示すように、レンズ層13が第1の実施形態よりも厚く形成される。また、レンズ層13上には第1のレンズ材料層15aが形成されない。
The third embodiment differs from the first embodiment in that the
次に、図23に示すように、第1の実施形態と同様に、レジスト層73のうち残留した部分73aに、リフロー処理などの加熱処理を施すことにより、レンズ層13上に曲面状の凸状部73bを形成する。
Next, as shown in FIG. 23, similarly to the first embodiment, the remaining
次に、図24に示すように、凸状部73bとレンズ層13とに、上方側から異方性エッチングを施す。本工程では、レンズ層13における平坦化処理された表面が残らなくなるまで異方性エッチングを施す。その結果、レンズ層13の表面側に、凸状部73bの形状が反映される。
Next, as shown in FIG. 24, anisotropic etching is performed on the
次に、図25に示すように、基板11よりも大きい屈折率を有する無機材料を、例えばCVD法を用いて、レンズ層13を覆うように堆積させて、第2のレンズ材料層15bを形成する。第2のレンズ材料層15bは、1回の成膜で形成してもよいし、複数回の成膜で形成してもよい。第3の実施形態では、第2のレンズ材料層15bによりレンズ層15が構成される。
Next, as shown in FIG. 25, the second
次に、図26に示すように、第1の実施形態と同様に、レンズ層15を覆うように平坦化層17を形成する。そして、平坦化層17に対して平坦化処理を施す。以上により、第3の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10Bが完成する。
Next, as shown in FIG. 26, the
第3の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10Bでは、図26に破線で示すマイクロレンズML2(凸状部16)の断面形状の中に、マイクロレンズML1を構成するレンズ層13が含まれている点が第1の実施形態と異なり、レンズ層13の平坦化処理された表面が残されていない点が第2の実施形態と異なる。第3の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10Bの構成によれば、第1の実施形態および第2の実施形態と比べて、第1のレンズ材料層15aを形成する工程が不要となるので、製造リードタイムの短縮や生産コスト低減が可能となる。
In the
(第4の実施形態)
<電気光学装置>
第4の実施形態では、電気光学装置として、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型の撮像装置を例に挙げて説明する。この撮像装置は、例えば、後述するビデオカメラの撮像装置として好適に用いることができるものである。なお、電気光学装置はCCD(Charge Coupled Device)型の撮像装置であってもよい。
(Fourth embodiment)
<Electro-optical device>
In the fourth embodiment, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type imaging device will be described as an example of an electro-optical device. This imaging device can be suitably used as an imaging device for a video camera, which will be described later, for example. The electro-optical device may be a CCD (Charge Coupled Device) type imaging device.
図27は、第4の実施形態に係る撮像装置の構成を示す概略断面図である。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27に示すように、第4の実施形態に係る撮像装置6は、第1の基板としての受光素子基板60と、第2の基板としてのマイクロレンズアレイ基板10(10A,10B)とを備えている。撮像装置6では、マイクロレンズアレイ基板10自体が第2の基板に相当する。
FIG. 27 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of an imaging apparatus according to the fourth embodiment. Constituent elements common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. As shown in FIG. 27, the imaging device 6 according to the fourth embodiment includes a light
平面図は省略するが、画素Pは、略多角形(例えば、略矩形)の平面形状を有し、マトリックス状に配列されている。複数の画素Pの各々には、受光素子63と、図示しない画素トランジスター(いわゆるCMOSトランジスター)とが設けられている。また、複数の画素Pの各々には、マイクロレンズアレイ基板10に設けられたマイクロレンズML1とマイクロレンズML2とが、受光素子63と平面視で重なるように配置されている。
Although a plan view is omitted, the pixels P have a substantially polygonal (for example, substantially rectangular) planar shape and are arranged in a matrix. Each of the plurality of pixels P is provided with a
受光素子基板60は、基板61と、半導体層62と、受光素子63と、層間絶縁層64と、遮光層65と、平坦化層66とを備えている。基板61は、例えば、シリコンなどからなる半導体基板である。基板61上には、半導体層62が設けられており、半導体層62にフォトダイオードなどで構成された受光素子63が設けられている。
The light
受光素子63は、フォトダイオードなどの光電変換素子で構成される。受光素子63は、受光面63aを有している。受光素子63は、受光面63aに入射した光の光量(強度)に応じた信号電荷を光電変換により生成し、生成した信号電荷を蓄積する。画素トランジスターは、例えば、転送トランジスター、リセットトランジスター、増幅トランジスターなどの複数のトランジスターで構成される。
The
層間絶縁層64は、半導体層62および受光素子63を覆うように設けられている。層間絶縁層64は、例えば、SiO2などの無機材料からなる。
The interlayer insulating
遮光層65は、層間絶縁層64上に、平面視で格子状に設けられている。遮光層65は、例えば、金属や金属化合物などで形成される。遮光層65により遮光部Sが構成され、遮光層65に囲まれた領域(開口部65a内)が画素Pの領域のうち光が透過する開口部Tとなる。遮光層65が設けられていることにより、マイクロレンズML1およびマイクロレンズML2を透過した光が、隣り合う画素Pの受光素子63へ入射してしまうことを抑制できる。
The
平坦化層66は、層間絶縁層64と遮光層65とを覆うように設けられており、略平坦な表面を有している。平坦化層66は、SiO2などの無機材料で形成されていてもよいし、アクリルなどの樹脂材料で形成されていてもよい。マイクロレンズアレイ基板10は、受光素子基板60の平坦化層66側に対向するように配置されている。
The
第4の実施形態に係る撮像装置6は、入射する光を集光するマイクロレンズアレイ基板10を備えている。そのため、撮像装置6では、マイクロレンズML1の中心に法線方向に沿って入射する光L1だけでなく、マイクロレンズML1の端部に法線方向に沿って入射する光L2や斜めに入射する光L3も、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。
The imaging device 6 according to the fourth embodiment includes a
また、従来よりも明るさやコントラスト比のばらつきが小さいマイクロレンズアレイ基板10を備えている。そのため、従来のマイクロレンズアレイ基板50と比べて、受光素子63に入射する光の量をより多くできるので、受光感度の向上を図ることができる。また、反射光によって生じる迷光が低減されるため、受光素子63により生成される信号電荷において迷光に起因するノイズが低減されるので、S/N比と階調の解像度との向上を図ることができる。
In addition, the
<電子機器>
次に、第4の実施形態に係る電子機器について図28を参照して説明する。図28は、第4の実施形態に係る電子機器としてのビデオカメラの構成を示す概略図である。第4の実施形態に係るビデオカメラ200は、静止画像および動画像を撮像可能な電子機器である。
<Electronic equipment>
Next, an electronic apparatus according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 28 is a schematic diagram illustrating a configuration of a video camera as an electronic apparatus according to the fourth embodiment. The
図28に示すように、第4の実施形態に係る電子機器としてのビデオカメラ200は、光学部201と、シャッター部202と、撮像部203と、駆動部204と、信号処理部205と、モニター206と、メモリー207とを備えている。撮像部203は、本実施形態に係る撮像装置6が適用されたものである。また、モニター206は、第1の実施形態に係る液晶装置1が適用されたものである。
As shown in FIG. 28, a
光学部201は、1枚または複数枚のレンズで構成され、被写体からの光(入射光)を撮像部203に導き、撮像部203の受光素子63の受光面63a(図27参照)に結像させる。シャッター部202は、光学部201と撮像部203との間に配置され、駆動部204の制御に基づいて、撮像部203への光照射期間および遮光期間を制御する。
The
撮像部203は、光学部201およびシャッター部202を介して、受光面63aに結像される光に応じて、一定期間、信号電荷を蓄積する。撮像部203に蓄積された信号電荷は、駆動部204から供給される駆動信号(タイミング信号)に従って転送される。なお、撮像部203は、光学部201または信号処理部205などとともに構成されたモジュールの一部として含まれていてもよい。
The
駆動部204は、撮像部203の転送動作、および、シャッター部202のシャッター動作を制御する駆動信号を出力して、撮像部203およびシャッター部202を駆動する。信号処理部205は、撮像部203から出力された信号電荷に対して各種の信号処理を施す。信号処理部205が信号処理を施すことにより得られた画像(画像データ)は、モニター206に供給されて表示され、メモリー207に供給されて記憶(記録)される。
The driving
第4の実施形態に係るビデオカメラ200の構成によれば、受光感度の向上とS/N比および階調の解像度の向上が図られた撮像装置6を備えているので、明るく解像度に優れた画像を撮像可能なビデオカメラ200を提供できる。そして、S/N比および階調の解像度が向上することで、信号処理部205における信号処理をより簡易化できるので、信号処理速度を速めるとともに、コストの低減を図ることができる。また、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、モニター206に明るく優れた表示品質で画像を表示可能なビデオカメラ200を提供できる。
According to the configuration of the
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。 The above-described embodiments merely show one aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied within the scope of the present invention. As modifications, for example, the following can be considered.
(変形例1)
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、レンズ層13とレンズ層15との間に光路長調整層を有していない構成であったが、本発明はこのような形態に限定されず、レンズ層13とレンズ層15との間に光路長調整層を有する構成としてもよい。レンズ層13とレンズ層15との間に光路長調整層を形成する構成においても、従来のマイクロレンズアレイ基板と比べて、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2との距離がばらついた場合や、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2との平面的な位置関係がばらついた場合に、明るさの低下やコントラスト比の低下が抑えられる。
(Modification 1)
In the
(変形例2)
第1の実施形態に係る液晶装置1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。
(Modification 2)
Electronic devices to which the liquid crystal device 1 according to the first embodiment can be applied are not limited to the
また、第4の実施形態に係る撮像装置6を適用可能な電子機器は、ビデオカメラ200に限定されない。撮像装置6は、デジタルスチルカメラや、撮像機能を有する携帯電話やスマートフォンなどの情報端末機器の撮像部として好適に用いることができる。
Further, an electronic apparatus to which the imaging device 6 according to the fourth embodiment can be applied is not limited to the
1…液晶装置(電気光学装置)、6…撮像装置(電気光学装置)、10,10A,10B…マイクロレンズアレイ基板(第2の基板)、11…基板、11a…面(表面)、12…凹部、13…レンズ層(第1のレンズ層)、15…レンズ層(第2のレンズ層)、16…凸状部、16a…中央部、16b…周辺部、20…素子基板(第1の基板)、24…TFT(スイッチング素子)、30…対向基板(第2の基板)、40…液晶層(電気光学層)、60…受光素子基板(第1の基板)、63…受光素子、100…プロジェクター(電子機器)、200…ビデオカメラ(電子機器)、ML1…マイクロレンズ(第1のマイクロレンズ)、ML2,ML2e…マイクロレンズ(第2のマイクロレンズ)、P…画素、S…遮光部、T…開口部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal device (electro-optical device), 6 ... Imaging device (electro-optical device), 10, 10A, 10B ... Microlens array substrate (second substrate), 11 ... Substrate, 11a ... Surface (front surface), 12 ... Concave part, 13 ... lens layer (first lens layer), 15 ... lens layer (second lens layer), 16 ... convex part, 16a ... central part, 16b ... peripheral part, 20 ... element substrate (first substrate) Substrate), 24 ... TFT (switching element), 30 ... Counter substrate (second substrate), 40 ... Liquid crystal layer (electro-optical layer), 60 ... Light receiving element substrate (first substrate), 63 ... Light receiving element, 100 ... projector (electronic device), 200 ... video camera (electronic device), ML1 ... microlens (first microlens), ML2, ML2e ... microlens (second microlens), P ... pixel, S ... light shielding part , T ... opening.
Claims (9)
前記基板上に配置された第1のマイクロレンズと、
前記第1のマイクロレンズ上に、前記第1のマイクロレンズと平面視で重なるように配置された第2のマイクロレンズと、を備え、
前記第2のマイクロレンズは、曲面で構成された中央部と、前記中央部の外側に配置された周辺部と、を有し、
前記周辺部の曲率は、前記中央部の曲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。 A substrate,
A first microlens disposed on the substrate;
A second microlens disposed on the first microlens so as to overlap the first microlens in plan view;
The second microlens has a central part configured by a curved surface, and a peripheral part arranged outside the central part,
The microlens array substrate, wherein a curvature of the peripheral portion is smaller than a curvature of the central portion.
前記周辺部は、テーパー状の傾斜面を含むことを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。 The microlens array substrate according to claim 1,
The microlens array substrate, wherein the peripheral portion includes a tapered inclined surface.
前記第1のマイクロレンズは、前記基板の屈折率よりも大きい屈折率を有する材料で、前記基板に設けられた凹部を埋めるように形成されており、
前記第2のマイクロレンズは、前記基板の屈折率よりも大きい屈折率を有する材料で、前記第1のマイクロレンズとは反対側に突出する凸状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基板。 The microlens array substrate according to claim 1 or 2,
The first microlens is formed of a material having a refractive index larger than the refractive index of the substrate so as to fill a recess provided in the substrate.
The second microlens is made of a material having a refractive index larger than the refractive index of the substrate, and is formed in a convex shape protruding to the opposite side of the first microlens. Array substrate.
前記第2のマイクロレンズの断面形状は、前記中央部の頂点に対して略対称であることを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。 The microlens array substrate according to claim 3,
The microlens array substrate, wherein a cross-sectional shape of the second microlens is substantially symmetric with respect to a vertex of the central portion.
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基板を含み、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、
前記第1のマイクロレンズおよび前記第2のマイクロレンズが、前記画素毎の前記開口部と平面視で重なるように配置されていることを特徴とする電気光学装置。 A first substrate comprising: a switching element provided for each pixel; and a light shielding portion having an opening for each pixel and provided to overlap the switching element in plan view;
A second substrate comprising the microlens array substrate according to any one of claims 1 to 4 and disposed to face the first substrate;
An electro-optic layer disposed between the first substrate and the second substrate,
The electro-optical device, wherein the first microlens and the second microlens are arranged so as to overlap with the opening of each pixel in a plan view.
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基板を含み、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、を備え、
前記第1のマイクロレンズおよび前記第2のマイクロレンズと前記受光素子とが、前記画素毎の前記開口部と平面視で重なるように配置されていることを特徴とする電気光学装置。 A first substrate including a light receiving element provided for each pixel, and a light shielding portion having an opening for each pixel;
A second substrate including the microlens array substrate according to any one of claims 1 to 4 and disposed to face the first substrate,
The electro-optical device, wherein the first microlens, the second microlens, and the light receiving element are arranged so as to overlap the opening of each pixel in a plan view.
前記基板の前記凹部を埋めるように、前記基板の屈折率よりも大きい屈折率を有する材料で第1のレンズ層を形成する工程と、
前記第1のレンズ層上に、前記基板の屈折率よりも大きい屈折率を有する材料で、前記凹部と平面視で重なるように配置され曲面で構成された凸状部を有する第2のレンズ層を形成する工程と、を含み、
前記凸状部は、中央部と、前記中央部の外側に配置された周辺部と、を有し、
前記周辺部の曲率は、前記中央部の曲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の製造方法。 Forming a recess on the surface of the substrate;
Forming a first lens layer with a material having a refractive index greater than the refractive index of the substrate so as to fill the concave portion of the substrate;
On the first lens layer, a second lens layer having a convex portion which is made of a material having a refractive index larger than the refractive index of the substrate and is arranged so as to overlap with the concave portion in a plan view and configured by a curved surface. Forming a step, and
The convex part has a central part and a peripheral part arranged outside the central part,
The method of manufacturing a microlens array substrate, wherein the curvature of the peripheral portion is smaller than the curvature of the central portion.
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