JP6269266B2 - 液晶装置及び電子機器並びに液晶装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶装置及び電子機器並びに液晶装置の製造方法に関する。

プロジェクターのライトバルブとして用いられる液晶装置の画像表示領域には、光を射
出する画素部と、当該画素部に電気信号を供給する配線が形成された画素間領域とが設け
られている。例えば、液晶装置においては、当該画素間領域は遮光部によって覆われ、遮
光部において光が透過しないようになっている。

このような液晶装置においては、画素部から射出される光の光量はできるだけ多く、明
るい光であることが望まれており、高い光利用効率を実現することが求められている。こ
れに対して、例えば液晶装置の対向基板などにマイクロレンズを形成することにより、液
晶パネルの表示に寄与しない部分に入射した光を、液晶パネルの画素部に収束し、液晶パ
ネルの実質的な開口率の向上を図る構成が知られている。

また、さらに実質的な開口率を高める目的で、複数枚のマイクロレンズを備えた構成が
知られている（例えば特許文献１〜４等）。このような構成によれば、液晶装置に入射し
た光をマイクロレンズで集光し遮光部を避けるように光を通過させることができる。さら
に他のマイクロレンズで、この集光された光の角度を平行光に近づけて、後段に配される
投射レンズにより多くの光を入射させることができる。

特許第３０７１０４５号公報 特開２００９−６３８８８号公報 特開２０１１−１５８７５５号公報 特開２０１１−２２３１１号公報

しかしながら、特許文献１〜４の構成であっても、基板法線に対して大きな角度で液晶
パネルに入射する光は、マイクロレンズで集光しきれず画素間領域の遮光部に入射してし
まうため、液晶パネルを透過しない。実質的な開口率の向上のためには、このような光を
投射レンズ側に射出できる構造が望まれている。

本発明は、以上のような課題に鑑みなされたものであり、液晶装置の実質的な開口率を
向上させることを目的とする。

本発明に係る液晶装置は、液晶層を挟持して対向する素子基板及び対向基板と、前記素
子基板の前記液晶層側に設けられた複数の画素電極と、各々の前記画素電極に対応して設
けられた複数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子に入射する光を遮る遮光部と
、を備えた液晶装置であって、前記遮光部に対して、前記液晶装置の厚さ方向の一方側に
、第１マイクロレンズアレイと、前記第１マイクロレンズアレイと前記遮光部との間に位
置する第２マイクロレンズアレイと、が設けられており、前記第２マイクロレンズアレイ
は、少なくとも前記遮光部側に凸面を有する複数のマイクロレンズを含み、前記第２マイ
クロレンズアレイの前記マイクロレンズ同士の境界部から前記遮光部へ向かって延びるス
リットを有する。
この構成によれば、遮光部より入射側に、第１、第２マイクロレンズアレイと、第２マ
イクロレンズの境界にスリットが配置されている。第２マイクロレンズアレイから射出さ
れた光のうち遮光部に入射しようとする光をスリットにより反射させて、遮光部に入射す
ることを抑制できる。これにより、光の透過率を向上させることができる。

上記液晶装置において、前記第２マイクロレンズアレイの前記遮光部側に、複数の前記
マイクロレンズを覆う光路長調整層が形成されており、前記スリットは前記光路長調整層
に形成されていてもよい。
この構成によれば、第２マイクロレンズアレイを覆う光路長調整層にスリットが形成さ
れるため、第２マイクロレンズアレイにより屈折した光のうち遮光部に向かおうとする光
を反射して透過率を高めることができる。

上記の液晶装置において、前記第２マイクロレンズアレイは、第１材料からなり、前記
光路長調整層は、前記第１材料と光屈折率が異なる第２材料からなり、前記光路長調整層
において前記スリットによって区画され隣接する前記第２材料同士は、接触しつつ結合関
係を有していなくてもよい。
この構成によれば、スリットは、光路長調整層を構成する第２材料同士が結合しない境
界面として形成される。したがって、スリットは、入射した光を反射することができる。

上記の液晶装置において、前記第２マイクロレンズアレイと前記遮光部との間に位置す
る第３マイクロレンズアレイを有し、前記第３マイクロレンズアレイは、少なくとも前記
遮光部側に凸面を有する複数のマイクロレンズを含み、前記第３マイクロレンズアレイの
前記マイクロレンズ同士の境界部から前記遮光部へ向かって延びるスリットを有していて
もよい。
この構成によれば、第１、第２マイクロレンズアレイに加えて第３マイクロレンズアレ
イを有し、光の透過率向上効果をさらに高めることができる。

上記の液晶装置において、前記スリットは、前記マイクロレンズ同士の境界部から前記
遮光部へ向かう方向において、前記境界部側において狭い幅を有し、前記遮光部側におい
て広い幅を有していてもよい。
この構成によれば、隣り合うスリット同士の距離は、マイクロレンズから離れるにした
がって狭くなる。したがって、マイクロレンズから射出され遮光部に向かおうとする光を
、スリットにより画素電極の中央側に向かって反射させることができる。

上記の液晶装置において、前記第１マイクロレンズアレイ、前記第２マイクロレンズア
レイ、並びに前記スリットが前記対向基板に設けられていてもよい。
この構成によれば、光の入射側の対向基板に、第１、第２マイクロレンズアレイが配置
される。第１、第２マイクロレンズアレイで光を集光させる場合においては、遮光部に入
射する光を減らして光の透過率を向上させることができる。さらに、傾いた角度で液晶パ
ネルに入射する光を、各マイクロレンズの中央側に屈折させて、遮光部に入射することを
抑制できる。
また、第１マイクロレンズアレイで光を集光させて、第２マイクロレンズアレイで光の
角度を垂直方向に近づける場合には、光を垂直に近い状態で液晶層に入射させることがで
きる。光が角度をもって液晶層に入射すると、液晶層における光路長が長くなって液晶層
により付与される位相差がずれてしまい、黒浮きの原因となる。光の進行方向を垂直に近
づけた状態で液晶層に入射させることでこれを抑制できる。
加えて、対向基板にスリットが形成されていることによって、角度がついて遮光部に入
射しようとする光を反射させて、画素電極に入射させることができる。これにより、光の
透過率を高めることができる。

上記の液晶装置において、前記第１マイクロレンズアレイ、前記第２マイクロレンズア
レイ、並びに前記スリットが前記素子基板に設けられていてもよい。
この構成によれば、光の入射側の素子基板の遮光部より入射側に、第１、第２マイクロ
レンズアレイが配置される。第１、第２マイクロレンズアレイで光を集光させる場合にお
いては、遮光部に入射する光を減らして光の透過率を向上させることができる。さらに、
角度をもって液晶パネルに入射する光を、各マイクロレンズの中央側に屈折させて、遮光
部に入射することを抑制できる。
また、第１マイクロレンズアレイで光を集光させて、第２マイクロレンズアレイで光の
角度を垂直方向に近づける場合には、光は平行光に近い状態で液晶層に入射され、黒浮き
を抑制できる。
加えて、対向基板にスリットが形成されていることによって、角度がついて遮光部に入
射しようとする光を反射させて、画素電極に入射させることができる。これにより、光の
透過率を高めることができる。

また、電子機器として上記の液晶装置を備えていても良い。
この構成によれば、光の透過率が高く、高コントラストの表示品質を備えた電子機器を
得ることができる。

上記の液晶装置の一実施形態に係る製造方法は、第１材料の表面にマイクロレンズアレ
イの形状に対応し複数の凸面が配列されたレンズアレイ形状部を形成する工程と、前記レ
ンズアレイ形状部及び前記第１材料の表面に対してドライエッチングを行うことにより、
前記レンズアレイ形状部の形状を前記第１材料の表面に転写しマイクロレンズアレイを形
成するマイクロレンズアレイ形成工程と、前記マイクロレンズアレイに対して、前記第１
材料とは光屈折率が異なる第２材料を蒸着させ積層させることで、前記マイクロレンズア
レイを埋め込む第１光路長調整層を形成するとともに、前記マイクロレンズアレイにおけ
る凸面同士の境界部からスリットを成長させる第１光路長調整層形成工程と、を有する。
この構成によれば、前記マイクロレンズアレイにおける凸面同士の境界部（谷部）に、
第２材料を蒸着することで、境界部からスリットを成長させることができる。第２材料に
よって積層される層は、その積層工程において、蒸着対象面を拡大するように成長する。
境界部においては、両側の凸面から均一に成長が進むため、狭まった部分で両側の成長方
向が交錯する。成長方向が交錯した第２材料同士は結合しないため、結合関係を有さない
スリットを形成できる。

上記の液晶装置の製造方法において、前記第１光路長調整層形成工程の後に、前記第２
材料のうち前記第１材料とは反対側の面を研磨する第１光路長調整層研磨工程を有してい
ても良い。
この構成によれば、第２材料を積層した層の表面を平滑にできる。したがって、マイク
ロレンズアレイの凸面同士の境界部である谷部を平坦にして、この層より上に形成される
層にスリットが形成されないようにできる。

上記の液晶装置の製造方法において、前記第１光路長調整層研磨工程の後に、前記第２
材料をさらに積層して第２光路長調整層を形成する第２光路長調整層形成工程と、を有し
ていても良い。
この構成によれば、スリットが形成されない第２光路長調整層を形成できる。したがっ
て、この光路長調整層より上に形成される層にスリットの影響が及ぶことを抑制できる。
例えば、光路長調整層の上に、共通電極を形成する場合などにおいては、共通電極がスリ
ットの影響で断線して形成されることを防ぐことができる。

第１実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図。 第１実施形態に係る液晶装置の断面構成を示す図。 第１実施形態に係る液晶装置の電気的構成を示す配線図。 液晶装置から射出される光の角度と光量の関係のシミュレーション結果を表すグラフ。 第１実施形態に係る液晶装置の製造過程における断面図であり、第２レンズ層を積層した後の状態を示す。 第１実施形態に係る液晶装置の製造過程における断面図であり、第２レンズ層上にレンズアレイ形状部を形成した後の状態を示す。 第１実施形態に係る液晶装置の製造過程における断面図であり、エッチング処理を行いレンズ下地面を形成した後の状態を示す。 第１実施形態に係る液晶装置の製造過程における断面図であり、レンズ下地面に表層レンズ層を形成して第２マイクロレンズを形成した後の状態を示す。 第１実施形態に係る液晶装置の製造過程における断面図であり、図９（ａ）は、第１光路長調整層形成工程を行った後の状態を示し、図９（ｂ）は、図９（ａ）における第２マイクロレンズ近傍の拡大図である。 第１実施形態に係る液晶装置の製造過程における断面図であり、第１光路長調整層研磨工程を行った後の状態を示す。 第１実施形態に係る液晶装置の製造過程における断面図であり、第２光路長調整層形成工程を行った後の状態を示す。 第１実施形態に係る液晶装置の製造過程における断面図であり、第２光路長調整層上に共通電極と配向膜を積層した後の状態を示す。 第１実施形態の変形例に係る液晶装置の断面構成を示す図。 第２実施形態に係る液晶装置の断面構成を示す図。 第３実施形態に係る液晶装置の断面構成を示す図。 第４実施形態に係るプロジェクターの構成を示す図。

［第１実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る液晶装置１２０の構成を示す平面図である。図２は、液晶装
置１２０のＡ−Ａ断面に沿った構成を示す図である。

図１に示すように、液晶装置１２０は、ＴＦＴアレイ基板２３０（素子基板）と対向基
板２１０とを重ね合わせるとともに、両者の間に設けられたシール材５２により貼り合わ
せた構成を有する。シール材５２によって区画された領域内には液晶層２５０が封入され
ている。シール材５２の形成領域の内側には、遮光性材料からなる周辺見切り５３が形成
されている。

シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路４１および外部回路実装端子４２が
ＴＦＴアレイ基板２３０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿っ
て走査線駆動回路５４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板２３０の残る一辺には、画像
表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路５４の間を接続するための複数の配線５５が
設けられている。また、対向基板２１０の角部においては、ＴＦＴアレイ基板２３０と対
向基板２１０との間で電気的導通をとるための基板間導通材５６が配設されている。

なお、データ線駆動回路４１および走査線駆動回路５４をＴＦＴアレイ基板２３０の上
に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Tape Automated Bondi
ng）基板とＴＦＴアレイ基板２３０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介し
て電気的および機械的に接続するようにしてもよい。

図２に示すように、対向基板２１０は、光の入射側（図示上側）から順に、基材２００
、第１レンズ層２０１、光透過層２０２、第２レンズ層２０３、第１光路長調整層２０４
Ａ、第２光路長調整層２０４Ｂ、共通電極２０５及び配向膜２０６を有している。

基材２００は、例えばガラスや石英など、光透過性を有する材料を用いて構成されてい
る。基材２００は、液晶層２５０側の第１面２００ａに形成された複数の第１凹部２００
ｂを有している。第１凹部２００ｂは、光の入射側（対向基板２１０の外側）に凹んだ構
造を有している。複数の第１凹部２００ｂは、平面視で複数の画素の各々と重なり合うよ
うに配置されている。本実施形態では、複数の第１凹部２００ｂは、マトリクス状に配列
された構成を有している。複数の第１凹部２００ｂの底部は、それぞれ曲面状に形成され
ている。

第１レンズ層２０１は、複数の第１凹部２００ｂを含む基材２００の第１面２００ａの
略全面に積層されている。第１レンズ層２０１は、例えば基材２００よりも光屈折率の高
い材料（第１材料）を用いて形成されている。このような第１材料としては、例えばプラ
ズマＣＶＤ法に適用可能な材料（例えば、無機材料）などが挙げられる。

本実施形態では、第１凹部２００ｂの底部が曲面状に形成されているため、基材２００
に入射して第１凹部２００ｂに到達した光は、基材２００と第１レンズ層２０１との間の
光屈折率の差により、平面視で第１凹部２００ｂの中央部側へ屈折する。このように、第
１レンズ層２０１のうち、複数の第１凹部２００ｂの内部に設けられる部分は、それぞれ
が光を集光する第１マイクロレンズＭＬ１を構成している。各々の第１マイクロレンズＭ
Ｌ１は、平面視で複数の画素の各々と重なり合うように、マトリクス状に配置されて第１
マイクロレンズアレイＭＬＡ１を構成している。

光透過層２０２は、第１レンズ層２０１のうち液晶層２５０側の第２面２０１ａに形成
されている。光透過層２０２は、第１レンズ層２０１より光屈折率の低い材料（第２材料
）を用いて形成され、一例として透明な酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を用いて形成すること
ができる。

第２レンズ層２０３は、光透過層２０２のうち液晶層２５０側の第３面２０２ａに形成
されている。第２レンズ層２０３は、液晶層２５０側に凸となる凸部（凸面）２０３ａを
形成している。この凸部２０３ａは、第１マイクロレンズＭＬ１に対して平面視で重なる
位置に設けられ、第１マイクロレンズＭＬ１と同様、平面視で複数の画素の各々と重なり
合うようにマトリクス状に配置される。また、凸部２０３ａによって生じる凹凸を埋めて
平坦化するように第１光路長調整層２０４Ａが形成されている。第２レンズ層２０３は、
例えば第１レンズ層２０１、光透過層２０２と同じ材料（第１材料）を用いて形成されて
いる。また、第１光路長調整層２０４Ａは、例えば第２レンズ層２０３の材料（第１材料
）より光屈折率の低い材料（第２材料）を用いて形成されている。

凸部２０３ａは、曲面状に形成されており第２マイクロレンズＭＬ２を構成する。第２
レンズ層２０３を透過して第２レンズ層２０３と第１光路長調整層２０４Ａの界面に到達
した光は、平面視で第２マイクロレンズＭＬ２の内周側へ屈折する。各々の第２マイクロ
レンズＭＬ２は、平面視で複数の画素の各々と重なり合うように、マトリクス状に配置さ
れて第２マイクロレンズアレイＭＬＡ２を構成している。

第１光路長調整層２０４Ａは、隣接する第２マイクロレンズＭＬ２同士の間の谷部（境
界部）２０３ｂから液晶層２５０側に延びるスリットＳを有している。
スリットＳは、第１光路長調整層２０４Ａを各第２マイクロレンズＭＬ２に対応する部
分に区画している。このスリットＳによって区画されて隣接する第１光路長調整層２０４
Ａの第２材料同士は、互いに接触しつつ結合関係を有していない。したがって、スリット
Ｓは界面となり、スリットＳに入射する光は反射する。

第２光路長調整層２０４Ｂは、第１光路長調整層２０４Ａのうち液晶層２５０側の平坦
な面である研磨面２０４Ａｂ側に形成されている。スリットＳは、第１光路長調整層２０
４Ａと第２光路長調整層２０４Ｂの境界で途切れている。共通電極２０５は、第２光路長
調整層２０４Ｂのほぼ全面に亘って形成されている。配向膜２０６は、共通電極２０５を
覆うように形成されている。

ＴＦＴアレイ基板２３０は、光の射出側（図示下側）から順に、基材２２１、遮光部２
２２、絶縁層２２３、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスター、スイッチン
グ素子）２２４、絶縁層２２５、遮光部２２６、絶縁層２２７、画素電極２２８及び配向
膜２２９を有している。

基材２２１は、基材２００と同様、例えばガラスや石英など、光透過性を有する材料を
用いて形成されている。遮光部２２２は、基材２２１の液晶層２５０側の第１面２２１ａ
に設けられている。絶縁層２２３は、遮光部２２２を含む基材２２１の第１面２２１ａを
覆うように形成されている。

ＴＦＴ２２４は、画素電極２２８を駆動するスイッチング素子である。当該ＴＦＴ２２
４は、不図示の半導体層及びゲート電極を有して構成されている。半導体層には、ソース
領域、チャネル領域及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、ＴＦＴアレイ基板２３０上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２２５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
しているが、ゲート電極は、下層側に配置された走査線２４２（図３参照）にコンタクト
ホールを介して電気的に接続されており、走査信号が印加されることによってＴＦＴ２２
４をオン／オフ制御している。

遮光部２２２及び遮光部２２６は、格子状に形成されている。遮光部２２２及び遮光部
２２６は、ＴＦＴアレイ基板２３０の厚さ方向において、ＴＦＴ２２４を挟むように配置
されている。遮光部２２２及び遮光部２２６が設けられていることにより、ＴＦＴ２２４
への光の入射が抑制されている。

画素電極２２８は、開口部２２２ａ及び開口部２２６ａに平面視で重なる領域に設けら
れている。ＴＦＴ２２４や当該ＴＦＴ２２４に電気信号を供給する不図示の電極や配線等
は、遮光部２２２及び遮光部２２６に平面視で重なる領域に設けられている。なお、これ
らの電極や配線等が遮光部２２２及び遮光部２２６を兼ねた構成であっても構わない。ま
た、配向膜２２９は、画素電極２２８を覆うように形成されている。

ＴＦＴアレイ基板２３０の表示領域には、画素電極２２８の平面領域に対応する開口領
域ＧＡと、開口領域ＧＡ以外の領域である遮光領域ＮＡとが設けられている。遮光領域Ｎ
Ａは、平面視で遮光部２２２、２２６によって覆われ光が透過しない領域である。開口領
域ＧＡは、遮光領域ＮＡ以外の光が透過する領域である。具体的には、開口領域ＧＡは、
遮光部２２２に囲まれている矩形状の領域（開口部２２２ａ）と、遮光部２２６に囲まれ
ている矩形状の領域（開口部２２６ａ）とが重なる領域である。

液晶層２５０は、対向基板２１０側の配向膜２０６と、ＴＦＴアレイ基板２３０側の配
向膜２２９との間に封入されている。

図３は、液晶装置１２０の電気的な構成を示す回路図である。
図３に示すように、画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素の各
々には、画素電極２２８、及びＴＦＴ２２４が形成されている。ＴＦＴ２２４は、画素電
極２２８に電気的に接続されており、液晶装置１２０の動作時において、画素電極２２８
に対する画像信号の供給及び非供給を相互に切り替えるように、画素電極２２８をスイッ
チング制御する。画像信号が供給されるデータ線２４１は、ＴＦＴ２２４のソース領域に
電気的に接続されている。

ＴＦＴ２２４のゲートには走査線２４２が電気的に接続されている。液晶装置１２０は
、所定のタイミングで、走査線２４２にパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、こ
の順に線順次で印加するように構成されている。画素電極２２８は、ＴＦＴ２２４のドレ
インに電気的に接続されている。画素電極２２８には、スイッチング素子であるＴＦＴ２
２４を一定期間だけ閉じることにより、データ線２４１から供給される画像信号Ｓ１、Ｓ
２、…、Ｓｎが、各画素の液晶に所定のタイミングで書き込まれる。

液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極２２８と
対向基板２１０に形成された共通電極２０５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がリークするのを防止するため、画素電極２２８と容
量線２４３との間に蓄積容量２７０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、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２５０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１２０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２に示すように、上記のように構成された液晶装置１２０において、例えば対向基板
２１０の基材２００に垂直に入射する光Ｌ１、Ｌ２（平行光）は、対向基板２１０におい
て第１マイクロレンズＭＬ１、第２マイクロレンズＭＬ２を通過する。この間に、光Ｌ１
、Ｌ２は、第１、第２マイクロレンズＭＬ１、ＭＬ２によって開口領域ＧＡの中央部側へ
屈折される。その後、光Ｌ１、Ｌ２は、液晶層２５０、ＴＦＴアレイ基板２３０に入射す
る。ＴＦＴアレイ基板２３０において、光Ｌ１、Ｌ２は、開口領域ＧＡを通過する。
第１、第２マイクロレンズＭＬ１、ＭＬ２は、基材２００に入射した時点で、遮光領域
ＮＡに位置する光Ｌ１、Ｌ２を二段階に集光して開口領域ＧＡに集める。これにより光Ｌ
１、Ｌ２は遮光部２２２、２２６に遮られることがなく、液晶装置１２０の実質的な開口
率を向上させることができる。

光Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５は、基材２００に対してやや傾いた方向から斜めに入射する光であ
る。光Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５は、互いに平行であり、それぞれ第１マイクロレンズＭＬ１の曲
面において異なる点に入射する光である。このような、光Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５であっても、
第１、第２マイクロレンズＭＬ１、ＭＬ２によって屈折させて開口領域ＧＡに集めること
ができる。
このように、第１、第２マイクロレンズＭＬ１、ＭＬ２は、基材２００に対して傾いて
入射する光（例えばＬ３、Ｌ４、Ｌ５）を開口領域ＧＡに集めるように機能し、液晶装置
１２０の実質的な開口率を向上させることができる。

光Ｌ６は、基材２００に対して大きく傾いた方向から入射する光である。このような光
Ｌ６は、第１、第２マイクロレンズＭＬ１、ＭＬ２によって十分に屈折されない。したが
って、第２マイクロレンズＭＬ２から射出された後であっても、遮光部２２２、２２６に
入射する方向に進もうとする。しかし、本実施形態では光Ｌ６は、第２マイクロレンズＭ
Ｌ２から射出された後に、スリットＳに入射する。このスリットＳにおいて、光Ｌ６は反
射され、開口領域ＧＡに向かって進む。

光Ｌ７は、第１マイクロレンズアレイＭＬＡ１における第１マイクロレンズＭＬ１同士
の境界に向かって入射する光である。このような光Ｌ７は、第１、第２マイクロレンズＭ
Ｌ１、ＭＬ２において十分に屈折されず、遮光部２２２、２２６に向かって進もうとする
。しかしながら、光Ｌ７は、スリットＳに入射して、開口領域ＧＡに向かうように反射さ
れる。

このように、スリットＳが形成されていることによって、この液晶装置１２０は、基材
２００に入射した光のうち遮光部２２２、２２６に入射しようとする成分を開口領域ＧＡ
に集めることができる。これによって、実質的な開口率が高い液晶装置１２０を提供でき
る。
なお、スリットＳは平面視で第２マイクロレンズＭＬ２を取り囲んで形成されている。
したがって、図２に図示される断面以外の断面においても、遮光領域ＮＡに進もうとする
光を開口領域ＧＡに戻すことができる。

本実施形態の液晶装置１２０において、対向基板２１０の基材２００、第１レンズ層２
０１、光透過層２０２、第２レンズ層２０３、第１光路長調整層２０４Ａ、第２光路長調
整層２０４Ｂを構成する材料の光屈折率の大小関係は一例である。光の透過率を高めるた
めに各層を構成する材料を適宜変更して、光の経路を調整することができる。
例えば、第２レンズ層を構成する材料（第１材料）として、第１光路長調整層２０４Ａ
を構成する材料（第２材料）より、光屈折率が低いものを用いることができる。この場合
は、第２マイクロレンズＭＬ２が光を拡散させるレンズとして機能する。
このように構成した場合においては、第１マイクロレンズＭＬ１で光を集光させて、第
２マイクロレンズアレイで光の角度を、液晶層２５０の垂直方向に近づけることができる
。これにより、光を液晶層２５０に対して垂直に入射させることができる。光が角度をも
って液晶層２５０に入射すると、液晶層を通過する光の光路長が長くなり液晶層により付
与される位相差がずれてしまうため、黒浮きの原因となる。光の進行方向を垂直に近づけ
た状態で液晶層２５０に入射させることで、黒浮きを抑制できる。

なお、本実施形態の液晶装置１２０において、対向基板２１０は遮光部を備えていない
が、対向基板２１０に遮光部を備えた構造を採用しても良い。この場合は、例えば、第１
光路長調整層２０４Ａと第２光路長調整層２０４Ｂの間に遮光部を設けることができる。
この遮光部は、ＴＦＴアレイ基板２３０の遮光部２２２、２２６と平面視で重なるように
形成する。
しかしながら、本実施形態の液晶装置１２０は、スリットＳによって光を反射して、遮
光領域ＮＡから開口領域ＧＡに光の方向を変えることができる。したがって、本実施形態
のように対向基板２１０に遮光部を備えていない構造であっても、ＴＦＴに光が入射する
ことを十分に抑制できる。

次に図４を基に、対向基板２１０に二つのマイクロレンズ（第１、第２マイクロレンズ
ＭＬ１、ＭＬ２）を有する本実施形態の構成が、一つのマイクロレンズしか有さない構成
に対して、優位であることを示す。
図４は、対向基板２１０の基材２００に垂直な光を入射した場合に、ＴＦＴアレイ基板
２３０の基材２２１から射出される光の角度と、この角度に対応する光の光量のシミュレ
ーション結果である。図４において、マイクロレンズアレイを有さない場合（ＭＬＡ無し
）の場合と、一つのマイクロレンズアレイを有する場合（Single MLA）と、二つのマイク
ロレンズアレイを有する場合（Double MLA、本実施形態の液晶装置１２０に相当する）と
を、比較して示す。
また、図４において、液晶装置１２０の後段に配置される投射レンズに入射可能な角度
範囲を示す直線をＦ値と対応させて記載した。投射レンズのＦ値が２（Ｆ２）の場合は、
１５°以下の光を投射レンズに入射可能であり、Ｆ値が１．５（Ｆ１．５）の場合は２１
°以下の光を投射レンズに入射可能である。

ＭＬＡ無しの場合は、液晶装置から射出される光は、略１５°以内の角度となっている
ため、Ｆ１．５、Ｆ２のいずれの投射レンズに対してもほとんどの光を入射させることが
できる。しかしながら、全体の光量（面積で表される）が少なくなっている。これは、マ
イクロレンズアレイを有さないために遮光部（図２において、遮光部２２２、２２６に相
当）によって、一部の光が遮られてしまうためである。

一つのマイクロレンズアレイを有する場合（Single MLA）は、ＭＬＡ無しの場合と比較
して、射出される全体の光量は多くなっている。ＭＬＡを備えて遮光部を避けて光を透過
させることができるという効果が顕著に見て取れる。また、Ｆ１．５の投射レンズを用い
る場合には、ほとんどの光を投射レンズに入射させることができる。しかしながら、角度
が１５°以上の光量が大きく、Ｆ２の投射レンズを用いる場合には、この光を利用するこ
とができない。

二つのマイクロレンズアレイを有する場合（Double MLA）は、一つの場合と同様に、遮
光部を避けて光を透過させることで全体の光量は多くなっている。また、Ｆ１．５の投射
レンズを用いる場合にはほとんどすべての光を投射レンズに入射させることができる一方
、Ｆ２の投射レンズを用いる場合には一部の光が投射レンズに入射されない。

マイクロレンズアレイが一つの場合と二つの場合とを比較すると、二つの場合の方が、
ピークの光量が大きくなっている。また、二つの場合の方が、Ｆ２の投射レンズを用いる
場合に無駄になる光の光量が少ない（図４において、Ｆ２の線より右側の面積が小さい）
。
二つのマイクロレンズアレイを備えることで、液晶装置１２０は、角度に対してピーク
となる光量が大きくなり、これにより、光の分布が急峻な形状となる。これによって、分
布の広がりが狭くなり、Ｆ２の投射レンズを用いる場合であっても、多くの光を投射レン
ズに入射させることができる。加えて、光の分布が急峻な形状であるため、コントラスト
を高めることができる。

次に、上記の対向基板２１０の製造方法の一例について図５〜図１２を基に説明する。
なお、図５〜図１２は、図２に対して上下逆転して対向基板２１０が配置されている。ま
た、図５〜図１２は、説明のため、特徴部分を強調する目的で、図２とは異なる縮尺で表
されている。

まず、図５に示すように、基材２００、第１レンズ層２０１、光透過層２０２、下地レ
ンズ層２０３Ａを形成する。
基材２００において、第１レンズ層２０１が形成される第１面２００ａには第１凹部２
００ｂが形成され、この第１凹部２００ｂを埋め込むように第１レンズ層２０１が積層さ
れている。これにより第１マイクロレンズＭＬ１が配列して形成されている。
第１レンズ層２０１、下地レンズ層２０３Ａは、ともに第１材料により構成され、光透
過層２０２は、第１材料より光屈折率の低い第２材料から構成されている。

第１マイクロレンズＭＬ１は、例えば、以下の工程によって形成できる。
まず、第１面２００ａにエッチングに耐性のあるマスクを積層する。次に、このマスク
の第１マイクロレンズＭＬ１の中央に対応する箇所に孔を形成する。さらに、マスクを介
してウエットエッチングを行う。これにより、孔を通じて、第１レンズ層２０１がエッチ
ングされ第１凹部２００ｂが形成される。この第１凹部２００ｂに第１レンズ層２０１を
埋め込むことによって第１マイクロレンズＭＬ１を形成できる。

なお、基材２００と第１レンズ層２０１の間であって、基材の縁部近傍には、第１マー
ク１１が形成されている。また、光透過層２０２と下地レンズ層２０３Ａの間には、第２
マーク１２が形成されている。第１、第２マーク１１、１２は、それぞれ第１、第２マイ
クロレンズＭＬ１、ＭＬ２の配列を整えるためのアライメントマークとして機能する。

次に、図６に示すように、第１材料からなる下地レンズ層２０３Ａにレンズアレイ形状
部２８０を形成する。この工程では、レンズアレイ形状部２８０として、複数の第２マイ
クロレンズＭＬ２（図２参照）に対応する複数の凸部（凸面）２８０ａを形成する。また
、複数の凸部２８０ａ同士の間は、凸部２８０ａが形成されずに下地レンズ層２０３Ａが
露出した間隙部２８０ｂが配される。

レンズアレイ形状部２８０の形成については、フォトリソグラフィ法など公知の手法に
よって行うことができる。この場合、例えば下地レンズ層２０３Ａの表面にポジ型の感光
性樹脂を１０μｍ程度塗布し、グレースケールマスクなどを用いて感光性樹脂を露光し、
その後現像することにより、レンズアレイ形状部２８０を形成することができる。
グレースケールマスクとしては、例えば露光時に用いる露光装置の解像限界以下のグリ
ッドサイズ内に微小な孔を形成し、孔のサイズを変えることにより光の透過率を制御する
種類のものを用いる。なお、光の透過率は、凸部２８０ａの平面視中央部から外周部に向
けて高くなるように予め設計しておく。

レンズアレイ形状部２８０を形成する手法としては、フォトリソグラフィ法の他、例え
ば加熱によるリフロー処理を行うリフロー法や、開口部の径が段階的に変化する複数のフ
ォトマスクを用いた多重露光法、などが挙げられる。

次に、レンズアレイ形状部２８０及び下地レンズ層２０３Ａに対して、ＩＣＰ（Induct
ively Coupled Plasmas：誘導結合型プラズマ）装置等のドライエッチング装置を用いて
エッチング処理を行う。この工程により、レンズアレイ形状部２８０及び下地レンズ層２
０３Ａが、厚さ方向（Ｚ方向）に徐々に除去されていく。

図７に示すように、上述のドライエッチング処理を、レンズアレイ形状部２８０が全て
除去されるまで行うことにより、下地レンズ層２０３Ａに、レンズ下地面２０３Ａａが形
成される（マイクロレンズアレイ形成工程）。このレンズ下地面２０３Ａａは、レンズア
レイ形状部２８０を転写した形状となる。したがって、レンズ下地面２０３Ａａには、レ
ンズアレイ形状部２８０の凸部２８０ａに対応する凸部（凸面）３０３Ａｂと、間隙部２
８０ｂに対応する平坦部２０３Ａｃとが形成される。

次に、図８に示すように、レンズ下地面２０３Ａａに対して、第１材料からなる表層レ
ンズ層２０３Ｂを積層する。この積層工程は、既知の蒸着方法により行うことができる。
下地レンズ層２０３Ａと表層レンズ層２０３Ｂとは、ともに第１材料からなり境界が形
成されない。下地レンズ層２０３Ａと表層レンズ層２０３Ｂとによって、第２レンズ層２
０３が構成される。
なお、表層レンズ層２０３Ｂを、下地レンズ層２０３Ａと光屈折率の異なる材料で形成
しても良い。この場合は、下地レンズ層２０３Ａと表層レンズ層２０３Ｂとの間に境界が
形成され、係る境界における光の屈折を利用して光の透過率を高めることができる。
表層レンズ層２０３Ｂは、レンズ下地面２０３Ａａの形状を拡大するように積層される
。レンズ下地面２０３Ａａの平坦部２０３Ａｃは、表層レンズ層２０３Ｂにより埋め込ま
れる。また、表層レンズ層２０３Ｂの表面は、凸部２０３ａが連続した形状となり、凸部
２０３ａの境界部には、急峻な谷部２０３ｂ（境界部）が形成される。凸部２０３ａは第
２マイクロレンズＭＬ２を構成する。

次に、図９（ａ）に示すように、表層レンズ層２０３Ｂに対して、第２材料からなる第
１光路長調整層２０４Ａを積層する（第１光路長調整層形成工程）。第１光路長調整層形
成工程は、既知の蒸着方法により行うことができ、特にＣＶＤ（化学蒸着、Chemical Vap
or Deposition）により行うことが好ましい。
第１光路長調整層形成工程では、第１光路長調整層２０４Ａが積層されるとともに、こ
の第１光路長調整層２０４Ａの内部にスリットＳが形成される。スリットＳは、第１光路
長調整層２０４Ａの内部において、表層レンズ層２０３Ｂの表面の谷部２０３ｂから積層
方向（−Ｚ方向）に成長する。
第１光路長調整層形成工程において、第１光路長調整層２０４Ａは、表層レンズ層２０
３Ｂの形状を拡大するように成長する。谷部２０３ｂにおいては、その両側の凸部２０３
ａから均一に成長が進むため、狭まった部分で両側の成長方向が交錯する。交錯した部分
には、成長方向の境界線としてスリットＳが形成される。
また、第１光路長調整層２０４Ａの表面２０４Ａａには、表層レンズ層２０３Ｂの凸部
２０３ａ及び谷部２０３ｂの形状が転写されて、凸部（凸面）２０４Ａｃ及び谷部（境界
部）２０４Ａｄが形成されている。

次に図１０に示すように、第１光路長調整層２０４Ａの表面２０４Ａａを研磨して、第
１光路長調整層２０４Ａに研磨面２０４Ａｂを形成する（第１光路長調整層研磨工程）。
この第１光路長調整層研磨工程は、第１光路長調整層２０４Ａの表面２０４Ａａの凹凸が
完全に平坦になるように、例えば、図９（ａ）に示す到達線ＦＡ１に達するまで行う。
第１光路長調整層研磨工程を行うことにより、第１光路長調整層２０４Ａより上に、他
の層を積層する際にスリットＳが延長して成長することがない。

次に図１１に示すように、第１光路長調整層２０４Ａの研磨面２０４Ａｂに第２材料か
らなる第２光路長調整層２０４Ｂを積層する（第２光路長調整層形成工程）。
さらに第２光路長調整層２０４Ｂの表面を研磨し表面性状を整えた後に、図１２に示す
ように、第２光路長調整層２０４Ｂに共通電極２０５及び配向膜２０６を積層する。
第２光路長調整層２０４Ｂは、研磨面２０４Ａｂ上に積層されるため、スリットＳが形
成されていない。このように、スリットＳのない第２光路長調整層２０４Ｂを形成するこ
とで、この第２光路長調整層２０４Ｂより上に積層される共通電極２０５にスリットＳの
影響が及ばないように構成できる。即ち、共通電極２０５がスリットＳの影響で断線して
形成されることを防ぐことができる。

以上の様に、本実施形態によれば、第１、第２マイクロレンズＭＬ１、ＭＬ２を有する
対向基板２１０を形成できる。また、第１光路長調整層２０４Ａに、隣接する第２マイク
ロレンズＭＬ２同士の間の谷部２０３ｂから液晶層２５０側に延びるスリットＳを形成で
きる。さらに、第１光路長調整層２０４Ａを研磨した後、第２光路長調整層２０４Ｂを研
磨面２０４Ａｂに形成することで、スリットＳの影響により、共通電極２０５が断線する
ことを防ぐことができる。

［第１実施形態の変形例］
次に、第１実施形態の変形例を説明する。
図１３は、第１実施形態の変形例に係る液晶装置１３０の構成を示す部分断面図である
。この液晶装置１３０は、第１実施形態の液晶装置１２０と比較して、スリットＳの構成
が異なる。なお、その他の共通の構成について図示及び説明を省略する。
図１３に示すように、液晶装置１３０のスリットＳは、第１光路長調整層２０４Ａを各
第２マイクロレンズＭＬ２に対応する部分に区画している。このスリットＳは、第２光路
長調整層２０４Ｂ側の先端にプリズムスリットＰＳを有している。

プリズムスリット（スリット）ＰＳは、第２光路長調整層２０４Ｂ側を底面とし、一頂
点がスリットＳと交わる略三角形状を有している。即ち、プリズムスリットＰＳは、第２
マイクロレンズＭＬ２同士の境界部（谷部２０４Ａｄ）側から、第２光路長調整層２０４
Ｂ側に向かって徐々に幅広となる形状を有している。したがって、隣り合うプリズムスリ
ットＰＳ同士の距離は、第２光路長調整層２０４Ｂとの境界で最も狭くなる。

図１３に示すように、直線状のスリットＳに大きな入射角で入射する光Ｌは、反射した
後もそのままスリットＳに沿って、遮光領域ＮＡ（図２参照）に向かって進もうとする。
しかしながら、本変形例のようにプリズムスリットＰＳが形成されていることで、この光
Ｌは、プリズムスリットＰＳに入射する。プリズムスリットＰＳに光Ｌが入射すると三角
形状の斜辺に沿って光Ｌを反射し、光を開口領域ＧＡ（図２参照）側に戻すことができる
。即ち、直線状のスリットＳに沿って進む光Ｌであっても、開口領域ＧＡに入射させるこ
とが可能となり、液晶装置１３０の光の透過率を向上させることができる。

次に、第１実施形態の変形例である液晶装置１３０の製造方法についてその一例を説明
する。液晶装置１３０の製造方法は、第１実施形態の液晶装置１２０の製造方法と比較し
て、第１光路長調整層研磨工程のみが異なる。
図９（ａ）は、対向基板２１０の製造工程において、第１光路長調整層２０４Ａを積層
した状態である。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）の第２マイクロレンズＭＬ２近傍の部
分拡大図である。
本変形例に係る製造方法においては、図９（ａ）、（ｂ）に示す状態で、第１光路長調
整層２０４Ａを到達線ＦＡ２に達するまで研磨する（第１光路長調整層研磨工程）。到達
線ＦＡ２は、第１光路長調整層２０４Ａの表面２０４Ａａに形成された、谷部２０４Ａｄ
の最も狭くなる部分よりわずかに上方を通過している。即ち、この第１光路長調整層研磨
工程により、第１光路長調整層２０４Ａは、凸部２０４Ａｃの上方を平坦化し、凸部２０
４Ａｃの周縁部として形成された谷部２０４Ａｄをわずかに残す。この後に、第２光路長
調整層２０４Ｂを形成することで、プリズムスリットＰＳが形成される。

なお、このように形成された本変形例において、プリズムスリットＰＳの内部は空隙で
ある。しかしながら、第２光路長調整層２０４Ｂの積層条件を変えることによって、第２
光路長調整層２０４Ｂを構成する第２材料がプリズムスリットＰＳの内部に充填された構
成としても良い。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態を説明する。
図１４は、第２実施形態に係る液晶装置１４０の構成を示す断面図である。液晶装置１
４０は、ＴＦＴアレイ基板３３０（素子基板）と対向基板３１０とを液晶層３５０を介し
て重ね合わせた構造を有する。

図１４に示すように、対向基板３１０は、光の入射側（図示上側）から順に、基材３０
０、第１レンズ層３０１、光透過層３０２、第２レンズ層３０３、介在層（光路長調整層
）３０８、第３レンズ層３０７、第１光路長調整層３０４Ａ、第２光路長調整層３０４Ｂ
、共通電極３０５及び配向膜３０６を有している。

基材３００は、液晶層３５０側の第１面３００ａに形成された複数の第１凹部３００ｂ
を有している。
第１レンズ層３０１は、この複数の第１凹部３００ｂを含む基材３００の第１面３００
ａの略全面に積層され、これにより第１マイクロレンズＭＬ１を構成している。各々の第
１マイクロレンズＭＬ１は、平面視で複数の画素の各々と重なり合うように、マトリクス
状に配置されて第１マイクロレンズアレイＭＬＡ１を構成している。

光透過層３０２は、第１レンズ層３０１のうち液晶層３５０側の第２面３０１ａに形成
されている。
第２レンズ層３０３は、光透過層３０２のうち液晶層３５０側の第３面３０２ａに形成
されている。第２レンズ層３０３は、液晶層３５０側に凸となる第１凸部（凸面）３０３
ａを形成している。第１凸部３０３ａは、第１マイクロレンズＭＬ１に対して平面視で重
なる位置に設けられ、第１マイクロレンズＭＬ１と同様、平面視で複数の画素の各々と重
なり合うようにマトリクス状に配置される。

介在層３０８は、第２レンズ層３０３上に形成されている。介在層３０８は、第２レン
ズ層３０３の第１凸部３０３ａを転写するように、液晶層３５０側に、第２凸部（凸面）
３０８ａを有している。介在層３０８は、例えば第２レンズ層３０３の材料（第１材料）
より光屈折率の低い材料（第２材料）を用いて形成されている。介在層３０８は、光路長
調整層として機能する。
また、介在層３０８は、隣接する第２凸部３０８ａ同士の谷部（境界部）から第３レン
ズ層３０７側に延びるスリットＳを有している。

第３レンズ層３０７は、介在層３０８上に形成されている。第３レンズ層３０７は、介
在層３０８の第２凸部３０８ａと同様の配列で、液晶層３５０側に、第３凸部（凸面）３
０７ａを有している。第３凸部３０７ａは、その中央部近傍に平坦面３０７ｂを有してい
る。この平坦面３０７ｂと同レベルの面（研磨面３０４Ａｂ）より液晶層３５０側には、
第２光路長調整層３０４Ｂが形成されている。
また、第３レンズ層３０７は、介在層３０８の第２凸部３０８ａ上に形成されているた
めに、第３レンズ層３０７の介在層３０８側は凹形状３０７ｄが形成されている。
第３レンズ層３０７は、例えば第２レンズ層３０３の材料（第１材料）と同じ材料を用
いて形成されている。

第１光路長調整層３０４Ａは、第３レンズ層３０７と第２光路長調整層３０４Ｂとの間
を埋め込むように形成されている。また、第１光路長調整層３０４Ａは、隣接する第３凸
部３０７ａ同士の谷部（境界部）３０７ｃから第２光路長調整層３０４Ｂ側に延びるスリ
ットＳを有している。

第２光路長調整層３０４Ｂは、第１光路長調整層３０４Ａ及び第３レンズ層３０７のう
ち液晶層３５０側の平坦な面である研磨面３０４Ａｂ側に形成されている。スリットＳは
、第１光路長調整層３０４Ａと第２光路長調整層３０４Ｂの境界で途切れている。
共通電極３０５は、第２光路長調整層３０４Ｂのほぼ全面に亘って形成されている。配
向膜３０６は、共通電極３０５を覆うように形成されている。
本実施形態においては、第３レンズ層３０７にスリットＳが形成されておらず、介在層
３０８と第１光路長調整層３０４ＡとにそれぞれスリットＳが形成されている。しかしな
がら、第３レンズ層３０７にもスリットＳを形成しても良く、その場合は、介在層３０８
、第３レンズ層３０７、第１光路長調整層３０４Ａを貫通するようにスリットＳが形成さ
れる。

第２レンズ層３０３の第１凸部３０３ａは、曲面状に形成されており、第２マイクロレ
ンズＭＬ２を構成する。第２マイクロレンズＭＬ２は、平面視で複数の画素の各々と重な
り合うように、マトリクス状に配置されて第２マイクロレンズアレイＭＬＡ２を構成して
いる。

また、第３レンズ層３０７は、液晶層３５０側に第３凸部３０７ａを有し、その反対側
に凹形状３０７ｄを有する第３マイクロレンズＭＬ３を構成する。この第３マイクロレン
ズＭＬ３は、凹形状と凸形状が、それぞれ反対側の面に形成されたメニスカスレンズであ
る。また、第３マイクロレンズＭＬ３は、第３凸部３０７ａの中央部に平坦面３０７ｂを
備えたレンズ形状を有する。第３マイクロレンズＭＬ３は、平面視で複数の画素の各々と
重なり合うように、マトリクス状に配置されて第３マイクロレンズアレイＭＬＡ３を構成
している。

以上の様な対向基板３１０の製造方法の一例について説明する。対向基板３１０の製造
方法は、第１実施形態の対向基板２１０の製造方法と比較して、第２レンズ層３０３を形
成した後に介在層３０８、第３レンズ層３０７を形成する点が異なる。
図８は、第１実施形態の対向基板２１０の製造工程において、第２レンズ層２０３（本
実施形態において、第２レンズ層３０３に相当）を積層した状態である。
第２実施形態の対向基板３１０の製造においては、図８に示す状態から、介在層３０８
を積層する。介在層３０８は、第２レンズ層３０３の形状を転写しその表面に第２凸部３
０８ａを形成する。
さらに、この介在層３０８の表面に第３レンズ層３０７を積層する。これにより、第３
レンズ層３０７の表面には、介在層３０８の第２凸部３０８ａを転写した第３凸部３０７
ａが形成される。
次いで、第１実施形態と同様に第１光路長調整層３０４Ａを形成する。さらに、第３レ
ンズ層３０７の第３凸部３０７ａの中央部と共に、第１光路長調整層３０４Ａを研磨して
、研磨面３０４Ａｂを形成する（第１光路長調整層研磨工程）。この第１光路長調整層研
磨工程において、第３凸部３０７ａの中央部には、平坦面３０７ｂが形成される。
次いで、第２光路長調整層３０４Ｂを形成する。
次いで、共通電極３０５及び配向膜３０６を積層することで、対向基板３１０を製造す
ることができる。

ＴＦＴアレイ基板３３０は、光の射出側（図示下側）から順に、基材３２１、遮光部３
２２、絶縁層３２３、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスター、スイッチン
グ素子）３２４、絶縁層３２５、遮光部３２６、絶縁層３２７、画素電極３２８及び配向
膜３２９を有している。
このＴＦＴアレイ基板３３０は、第１実施形態のＴＦＴアレイ基板２３０と同様の構成
を有しており、ここではその説明を省略する。

図１４に示すように、上記のように構成された液晶装置１４０において、基材３００に
垂直に入射する光Ｌ１は、まず、第１マイクロレンズＭＬ１に入射して、開口領域ＧＡの
中央部側に屈折する。この光Ｌ１は、第２マイクロレンズＭＬ２に入射して、さらに、開
口領域ＧＡの中央部側に屈折する。次に、この光Ｌ１は、第３マイクロレンズＭＬ３に入
射する。第３マイクロレンズＭＬ３は、光の入射側（即ち液晶層３５０と反対側）に凹形
状３０７ｄを有している。したがって、光Ｌ１は、第３マイクロレンズＭＬ３に入射する
ことで屈折され、その進行方向が液晶装置１４０の垂直方向に近づけられる。光Ｌ１は、
第３マイクロレンズＭＬ３から平坦面３０７ｂを介して射出される。光Ｌ１は、平坦面３
０７ｂにおいてほとんど屈折されないため、垂直に近い進行方向で射出される。さらに、
光Ｌ１は、液晶層３５０、ＴＦＴアレイ基板３３０を通過してこの液晶装置１４０から射
出される。

光Ｌ２は、遮光領域ＮＡに対応する部分の基材３００に対して斜めに入射する光である
。光Ｌ２は、まず、第１、第２マイクロレンズＭＬ１、ＭＬ２によって、開口領域ＧＡの
中央側に屈折される。次に第３マイクロレンズＭＬ３に入射して、遮光領域ＮＡ側に屈折
する。さらに、第３マイクロレンズＭＬ３から射出される際に第３凸部３０７ａにおいて
開口領域ＧＡの中央側に屈折される。

第３マイクロレンズＭＬ３は、光Ｌ１のように、射出される際に中央近傍を通過する光
に関しては、その進行方向を垂直方向に保ったまま射出する。これによって、垂直方向の
光を液晶層３５０に入射させることができる。垂直方向に近い光を液晶層３５０に入射す
ることで、光路長の不一致に起因して発生する黒浮きを抑制できる。また、光Ｌ１は、垂
直方向に沿った光として液晶装置１４０から射出されるため、液晶装置１５０の後段の光
学系において光の利用効率が高められることになる。
また、第３マイクロレンズＭＬ３は、光Ｌ２のように周縁近傍を通過する光に関しては
、進行方向を開口領域ＧＡの中央側に屈折させる。これによって、遮光部３２２、３２６
に入射する光を減らし、光の透過率を向上させることができる。

即ち、第２実施形態の液晶装置１４０によれば、第３マイクロレンズＭＬ３の中央を通
過する光を直進させ、また、第３マイクロレンズＭＬ３の周縁近傍を通過する光を中央側
に屈折させることができる。したがって、光の分布を中央近傍に集中させることができる
。
また、第２実施形態の液晶装置１４０は、第２マイクロレンズＭＬ２及び第３マイクロ
レンズＭＬ３の射出側に、スリットＳを有している。これにより、遮光領域ＮＡに進もう
とする光の一部をスリットＳに開口領域ＧＡの中央側に反射させて、光の透過率を高める
ことができるという、第１実施形態と同様の効果を奏する。
なお、本実施形態の液晶装置１４０において、対向基板３１０の基材３００、第１レン
ズ層３０１、光透過層３０２、第２レンズ層３０３、介在層３０８、第３レンズ層３０７
、第１光路長調整層３０４Ａ、第２光路長調整層３０４Ｂを構成する材料の光屈折率の大
小関係は一例である。光の透過率を高めるために各層を構成する材料を適宜変更して、光
の経路を調整することができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態を説明する。
図１５は、第３実施形態に係る液晶装置１５０の構成を示す断面図である。液晶装置１
５０は、ＴＦＴアレイ基板４３０（素子基板）と対向基板４１０とを液晶層４５０を介し
て重ね合わせた構造を有する。
この液晶装置１５０は、光の入射側にＴＦＴアレイ基板４３０が配置され、光の射出側
に対向基板４１０が配置されている。

図１５に示すように、ＴＦＴアレイ基板４３０は、光の入射側（図示上側）から順に、
基材４２１、第１レンズ層４０１、光透過層４０２、第２レンズ層４０３、第１光路長調
整層４０４Ａ、第２光路長調整層４０４Ｂ、遮光部４２２、絶縁層４２３、ＴＦＴ（Thin
Film Transistor：薄膜トランジスター、スイッチング素子）４２４、絶縁層４２５、遮
光部４２６、絶縁層４２７、画素電極４２８及び配向膜４２９を有している。

基材４２１は、液晶層４５０側の第１面４２１ａに形成された複数の第１凹部４２１ｂ
を有している。
第１レンズ層４０１は、この複数の第１凹部４２１ｂを含む基材４２１の第１面４２１
ａの略全面に積層され、これにより第１マイクロレンズＭＬ１を構成している。各々の第
１マイクロレンズＭＬ１は、平面視で複数の画素の各々と重なり合うように、マトリクス
状に配置されて第１マイクロレンズアレイＭＬＡ１を構成している。

光透過層４０２は、第１レンズ層４０１のうち液晶層４５０側の第２面４０１ａに形成
されている。
第２レンズ層４０３は、光透過層４０２のうち液晶層４５０側の第３面４０２ａに形成
されている。第２レンズ層４０３は、液晶層４５０側に凸となる凸部（凸面）４０３ａを
形成している。この凸部４０３ａは、第１マイクロレンズＭＬ１に対して平面視で重なる
位置に設けられ、第１マイクロレンズＭＬ１と同様、平面視で複数の画素の各々と重なり
合うようにマトリクス状に配置される。また、凸部２０３ａによって生じる凹凸を埋めて
平坦化するように第１光路長調整層４０４Ａが形成されている。
凸部４０３ａは、曲面状に形成されており第２マイクロレンズＭＬ２を構成する。また
、第２マイクロレンズＭＬ２は、平面視で複数の画素の各々と重なり合うように、マトリ
クス状に配置されて第２マイクロレンズアレイＭＬＡ２を構成している。

第１光路長調整層４０４Ａは、隣接する第２マイクロレンズＭＬ２同士の間の谷部（境
界部）４０３ｂから液晶層４５０側に延びるスリットＳを有している。

第２光路長調整層４０４Ｂは、第１光路長調整層４０４Ａのうち液晶層４５０側の平坦
な面である研磨面４０４Ａｂ側に形成されている。

ＴＦＴ４２４は、画素電極４２８を駆動するスイッチング素子である。
ゲート電極は、ＴＦＴアレイ基板４３０上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４２５の一部（ゲート絶縁膜）を介して形成されている。
遮光部４２２及び遮光部４２６は、ＴＦＴアレイ基板４３０の厚さ方向において、ＴＦ
Ｔ４２４を挟むように配置されている。
画素電極４２８は、遮光部４２２、４２６の開口部４２２ａ、４２６ａに平面視で重な
る領域に設けられている。ＴＦＴ４２４や当該ＴＦＴ４２４に電気信号を供給する不図示
の電極や配線等は、遮光部４２２及び遮光部４２６に平面視で重なる領域に設けられてい
る。
配向膜４２９は、画素電極４２８を覆うように形成されている。

また、対向基板４１０は、光の射出側（図示下側）から順に、基材４００と、共通電極
４０５及び配向膜４０６を有している。
共通電極４０５及び配向膜４０６は、基材４００を覆うように形成されている。

第３実施形態の液晶装置１５０は、光の入射側に第１、第２マイクロレンズアレイＭＬ
Ａ１、ＭＬＡ２と、スリットＳが形成されている。したがって、第１実施形態の液晶装置
１２０と同様の効果を得ることができる。
即ち、第１、第２マイクロレンズアレイＭＬＡ１、ＭＬＡ２で光を集光させる場合にお
いては、遮光部４２２、４２６に入射する光を減らして光の透過率を向上させることがで
きる。
また、第１マイクロレンズアレイＭＬＡ１で光を集光させて、第２マイクロレンズアレ
イＭＬＡ２で光の角度を垂直方向に近づける場合には、黒浮きを抑制できる。
加えて、スリットＳが形成されていることによって、角度がついて遮光部４２２、４２
６に入射しようとする光を反射させて、画素電極４２８に入射させることができる。これ
により、光の透過率を高めることができる。

第１実施形態では、対向基板を光の入射側とし、第１マイクロレンズアレイ、第２マイ
クロレンズアレイ、並びにスリットを対向基板に配置した例を示した。また、第３実施形
態では、素子基板を光の入射側とし、第１マイクロレンズアレイ、第２マイクロレンズア
レイ、並びにスリットを素子基板に配置した例を示した。いずれにおいても、光の入射側
から順に第１マイクロレンズ、第２マイクロレンズ、スリットが形成されており、これに
より、光の透過率を高めるという効果を得るものである。
また、これ以外に、対向基板を光の入射側とし、第１マイクロレンズアレイを対向基板
に配置し、第２マイクロレンズアレイ、及びスリットを素子基板に配置した構成を備えて
いても良い。このような構成であっても、第１、第３実施形態と同様の効果を得ることが
できる。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態を説明する。
図１６は、本実施形態に係るプロジェクター１００の光学系を示す模式図である。
図１６に示すように、プロジェクター１００は、光源装置１０１と、インテグレーター
１０４と、偏光変換素子１０５と、色分離導光光学系１０２と、光変調装置としての液晶
光変調装置１１０Ｒ、液晶光変調装置１１０Ｇ、液晶光変調装置１１０Ｂと、クロスダイ
クロイックプリズム１１２及び投写光学系１１４と、を具備して構成されている。液晶光
変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ及び１１０Ｂには、後述するように、液晶装置１２０Ｒ、１
２０Ｇ及び１２０Ｂが設けられている。この液晶装置１２０Ｒ、１２０Ｇ及び１２０Ｂと
して、例えば上記各実施形態において説明した液晶装置１２０を用いることができる。

光源装置１０１は、第１色光である赤色光（以下、「Ｒ光」という。）、第２色光であ
る緑色光（以下、「Ｇ光」という。）、及び第３色光である青色光（以下、「Ｂ光」とい
う。）を含む光を供給する。光源装置１０１としては、例えば超高圧水銀ランプを用いる
ことができる。

インテグレーター１０４は、光源装置１０１からの光の照度分布を均一化する。照度分
布を均一化された光は、偏光変換素子１０５にて特定の振動方向を有する偏光光、例えば
色分離導光光学系１０２の反射面に対してｓ偏光したｓ偏光光に変換される。ｓ偏光光に
変換された光は、色分離導光光学系１０２を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー１０
６Ｒに入射する。

色分離導光光学系１０２は、Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒと、Ｂ光透過ダイ
クロイックミラー１０６Ｇと、３枚の反射ミラー１０７と、２枚のリレーレンズ１０８と
、を具備して構成されている。

Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒは、Ｒ光を透過し、Ｇ光、Ｂ光を反射する。Ｒ
光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒを透過したＲ光は、反射ミラー１０７に入射する。

反射ミラー１０７は、Ｒ光の光路を９０度折り曲げる。光路を折り曲げられたＲ光は、
Ｒ光用液晶光変調装置１１０Ｒに入射する。Ｒ光用液晶光変調装置１１０Ｒは、Ｒ光を画
像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。

Ｒ光用液晶光変調装置１１０Ｒは、λ／２位相差板１２３Ｒ、ガラス板１２４Ｒ、第１
偏光板１２１Ｒ、液晶装置１２０Ｒ、及び第２偏光板１２２Ｒを有する。λ／２位相差板
１２３Ｒ及び第１偏光板１２１Ｒは、偏光方向を変換させない透光性のガラス板１２４Ｒ
に接する状態で配置される。なお、図１６において、第２偏光板１２２Ｒは独立して設け
られているが、液晶装置１２０Ｒの射出面や、クロスダイクロイックプリズム１１２の入
射面に接する状態で配置しても良い。

Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒで反射された、Ｇ光とＢ光とは光路を９０度折
り曲げられる。光路を折り曲げられたＧ光とＢ光とは、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１
０６Ｇに入射する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇは、Ｇ光を反射し、Ｂ光を透
過する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇで反射されたＧ光は、Ｇ光用液晶光変調
装置１１０Ｇに入射する。Ｇ光用液晶光変調装置１１０ＧはＧ光を画像信号に応じて変調
する透過型の液晶装置である。Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇは、液晶装置１２０Ｇ、第
１偏光板１２１Ｇ及び第２偏光板１２２Ｇを有する。

Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇに入射するＧ光は、ｓ偏光光に変換されている。Ｇ光用
液晶光変調装置１１０Ｇに入射したｓ偏光光は、第１偏光板１２１Ｇをそのまま透過し、
液晶装置１２０Ｇに入射する。液晶装置１２０Ｇに入射したｓ偏光光は、画像信号に応じ
た変調により、Ｇ光がｐ偏光光に変換される。液晶装置１２０Ｇの変調により、ｐ偏光光
に変換されたＧ光が、第２偏光板１２２Ｇから射出される。このようにして、Ｇ光用液晶
光変調装置１１０Ｇで変調されたＧ光は、クロスダイクロイックプリズム１１２に入射す
る。

Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇを透過したＢ光は、２枚のリレーレンズ１０８
と、２枚の反射ミラー１０７とを経由して、Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂに入射する。

Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置
である。Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂは、λ／２位相差板１２３Ｂ、ガラス板１２４Ｂ
、第１偏光板１２１Ｂ、液晶装置１２０Ｂ、及び第２偏光板１２２Ｂを有する。

Ｂ光用液晶光変調装置１１０Ｂに入射するＢ光は、ｓ偏光光に変換されている。Ｂ光用
液晶光変調装置１１０Ｂに入射したｓ偏光光は、λ／２位相差板１２３Ｂによりｐ偏光光
に変換される。ｐ偏光光に変換されたＢ光は、ガラス板１２４Ｂ及び第１偏光板１２１Ｂ
をそのまま透過し、液晶装置１２０Ｂに入射する。液晶装置１２０Ｂに入射したｐ偏光光
は、画像信号に応じた変調により、Ｂ光がｓ偏光光に変換される。液晶装置１２０Ｂの変
調により、ｓ偏光光に変換されたＢ光が、第２偏光板１２２Ｂから射出される。Ｂ光用液
晶光変調装置１１０Ｂで変調されたＢ光は、クロスダイクロイックプリズム１１２に入射
する。

このように、色分離導光光学系１０２を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー１０６
ＲとＢ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇとは、光源装置１０１から供給される光を、
第１色光であるＲ光と、第２色光であるＧ光と、第３色光であるＢ光とに分離する。

色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１１２は、２つのダイクロイック膜
１１２ａ、１１２ｂをＸ字型に直交して配置して構成されている。ダイクロイック膜１１
２ａは、Ｂ光を反射し、Ｇ光を透過する。ダイクロイック膜１１２ｂは、Ｒ光を反射し、
Ｇ光を透過する。このように、クロスダイクロイックプリズム１１２は、Ｒ光用液晶光変
調装置１１０Ｒ、Ｇ光用液晶光変調装置１１０Ｇ、及びＢ光用液晶光変調装置１１０Ｂで
それぞれ変調されたＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成する。

投写光学系１１４は、クロスダイクロイックプリズム１１２で合成された光をスクリー
ン１１６に投射する。これにより、スクリーン１１６上でフルカラー画像を得ることがで
きる。

以上のように、本実施形態によれば、所期の品質を備えた安価な液晶装置１２０Ｒ、１
２０Ｇ及び１２０Ｂ（液晶装置１２０）を備えるので、所期の表示品質を備えた安価なプ
ロジェクター１００を得ることができる。

また、本実施形態によれば、液晶装置１２０Ｒ、１２０Ｇ及び１２０Ｂ（液晶装置１２
０）の垂直方向に近い方向に光が射出されることになる。このため、投写光学系１１４に
おけるのみこみ角度を超える光が射出されるのを低減することができる。これにより、光
の利用効率が高められることになる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範
囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態においては、電気光学装置として液晶装置１２０を例に挙げて説
明したが、これに限られることは無い。例えば、電気泳動素子をＴＦＴアレイ基板（素子
基板）と対向基板とで挟持した電気泳動表示装置や、ＴＦＴアレイ基板（素子基板）に有
機ＥＬ層が形成された有機ＥＬ装置など、他の電気光学装置に対しても、適用可能である
。また、当該技術は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクター
に適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジ
ェクターに適用する場合にも、適用することができる。

また、電子機器としては、上記プロジェクター１００以外にも、マルチメディア対応の
パーソナルコンピューター（ＰＣ）、およびエンジニアリング・ワークステーション（Ｅ
ＷＳ）、ページャ、あるいは携帯電話、ワープロ、テレビ、ビューファインダー型または
モニター直視型のビデオテープレコーダー、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーシ
ョン装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどを挙げることができる。

１２０、１３０、１４０、１５０…液晶装置、２０１、３０１、４０１…第１レンズ層、
２０３、３０３、４０３…第２レンズ層、２０３Ａ…下地レンズ層、２０３Ｂ…表層レン
ズ層、２０３ａ、２０４Ａｃ、４０３ａ…凸部（凸面）、２０３ｂ、２０４Ａｄ…谷部、
２０４Ａ、３０４Ａ、４０４Ａ…第１光路長調整層、２０４Ｂ、３０４Ｂ、４０４Ｂ…第
２光路長調整層、２１０、３１０…対向基板、２２２、２２６、３２２、３２６、４２２
、４２６…遮光部、２２８、３２８、４２８…画素電極、２３０、３３０、４３０…ＴＦ
Ｔアレイ基板（素子基板）、２５０、３５０、４５０…液晶層、３０３ａ…第１凸部（凸
面）、３０７…第３レンズ層、３０７ａ…第３凸部（凸面）、３０７ｂ…平坦面、３０７
ｄ…凹形状、３０８…介在層（光路長調整層）、３０８ａ…第２凸部（凸面）、ＧＡ…開
口領域、ＮＡ…遮光領域、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３…光、ＭＬ１…第１マイクロレンズ、ＭＬ２
…第２マイクロレンズ、ＭＬ３…第３マイクロレンズ、ＭＬＡ１…第１マイクロレンズア
レイ、ＭＬＡ２…第２マイクロレンズアレイ、ＭＬＡ３…第３マイクロレンズアレイ、Ｐ
Ｓ…プリズムスリット（スリット）、Ｓ…スリット

Claims (11)

1. 液晶層を挟持して対向する素子基板及び対向基板と、前記素子基板の前記液晶層側に設
   けられた複数の画素電極と、各々の前記画素電極に対応して設けられた複数のスイッチン
   グ素子と、前記スイッチング素子に入射する光を遮る遮光部と、を備えた液晶装置であっ
   て、
   前記遮光部に対して、前記液晶装置の厚さ方向の一方側に、第１マイクロレンズアレイ
   と、前記第１マイクロレンズアレイと前記遮光部との間に位置する第２マイクロレンズア
   レイと、が設けられており、
   前記第２マイクロレンズアレイは、少なくとも前記遮光部側に凸面を有する複数のマイ
   クロレンズを含み、
   前記第２マイクロレンズアレイの前記マイクロレンズ同士の境界部から前記遮光部へ向
   かって延びるスリットを有する、液晶装置。
2. 前記第２マイクロレンズアレイの前記遮光部側に、複数の前記マイクロレンズを覆う光
   路長調整層が形成されており、前記スリットは前記光路長調整層に形成されている、請求
   項１に記載の液晶装置。
3. 前記第２マイクロレンズアレイは、第１材料からなり、
   前記光路長調整層は、前記第１材料と光屈折率が異なる第２材料からなり、
   前記光路長調整層において前記スリットによって区画され隣接する前記第２材料同士は
   、接触しつつ結合関係を有していない請求項２に記載の液晶装置。
4. 前記第２マイクロレンズアレイと前記遮光部との間に位置する第３マイクロレンズアレ
   イを有し、
   前記第３マイクロレンズアレイは、少なくとも前記遮光部側に凸面を有する複数のマイ
   クロレンズを含み、
   前記第３マイクロレンズアレイの前記マイクロレンズ同士の境界部から前記遮光部へ向
   かって延びるスリットを有する、請求項１〜３の何れか一項に記載の液晶装置。
5. 前記スリットは、前記マイクロレンズ同士の境界部から前記遮光部へ向かう方向におい
   て、前記境界部側において狭い幅を有し、前記遮光部側において広い幅を有する、請求項
   １〜３のいずれか１項に記載の液晶装置。
6. 前記第１マイクロレンズアレイ、前記第２マイクロレンズアレイ、並びに前記スリット
   が前記対向基板に設けられている請求項１〜５の何れか一項に記載の液晶装置。
7. 前記第１マイクロレンズアレイ、前記第２マイクロレンズアレイ、並びに前記スリット
   が前記素子基板に設けられている請求項１〜５の何れか一項に記載の液晶装置。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載の液晶装置を備える電子機器。
9. 第１材料の表面にマイクロレンズアレイの形状に対応し複数の凸面が配列されたレンズ
   アレイ形状部を形成する工程と、
   前記レンズアレイ形状部及び前記第１材料の表面に対してドライエッチングを行うこと
   により、前記レンズアレイ形状部の形状を前記第１材料の表面に転写しマイクロレンズア
   レイを形成するマイクロレンズアレイ形成工程と、
   前記マイクロレンズアレイに対して、前記第１材料とは光屈折率が異なる第２材料を蒸
   着させ積層させることで、前記マイクロレンズアレイを埋め込む第１光路長調整層を形成
   するとともに、前記マイクロレンズアレイにおける凸面同士の境界部からスリットを成長
   させる第１光路長調整層形成工程と、を有する液晶装置の製造方法。
10. 前記第１光路長調整層形成工程の後に、
    前記第２材料のうち前記第１材料とは反対側の面を研磨する第１光路長調整層研磨工程
    を有する請求項９に記載の液晶装置の製造方法。
11. 前記第１光路長調整層研磨工程の後に、
    前記第２材料をさらに積層して第２光路長調整層を形成する第２光路長調整層形成工程
    と、を有する請求項１０に記載の液晶装置の製造方法。

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