JP6398361B2 - Microlens array substrate, electro-optical device, and electronic device - Google Patents
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本発明は、マイクロレンズアレイ基板、電気光学装置、および電子機器に関する。 The present invention relates to a microlens array substrate, an electro-optical device, 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を挙げることができる。液晶装置では、スイッチング素子や配線などが配置された領域に遮光部が設けられ、入射する光の一部は遮光部で遮光されて利用されない。そこで、一方の基板にマイクロレンズを備え、液晶装置に入射する光のうち画素同士の境界に配置された遮光部で遮光されてしまう光を画素の開口部内に入射させる構成が知られている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。
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. 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. Therefore, a configuration is known in which a microlens is provided on one substrate, and light that is blocked by a light-shielding portion arranged at a boundary between pixels among light incident on a liquid crystal device is incident into an opening of the pixel ( For example, see
特許文献1に記載のマイクロレンズアレイ基板(マイクロレンズ基板)では、凹状のレンズ曲面が形成された入射側基板と、凸状のレンズ曲面が形成された射出側基板と、その間に設けられた屈折率が基板よりも大きな樹脂と、で凸メニスカス状のマイクロレンズが構成されている。マイクロレンズに入射する光(平行光)は、入射側のレンズ曲面で基板と樹脂との屈折率差(正の屈折力)により集光された後、射出側のレンズ曲面で樹脂と基板との屈折率差(負の屈折力)により平行光に近付けられて射出される。
In the microlens array substrate (microlens substrate) described in
また、特許文献2に記載のマイクロレンズアレイ基板(マイクロレンズ基板)では、凹状のレンズ曲面が形成された入射側基板と、凹状のレンズ曲面が形成された射出側基板と、その間に設けられた屈折率が基板よりも大きな樹脂と、で両凸状のマイクロレンズが構成されている。マイクロレンズに入射する光(平行光)は、入射側のレンズ曲面で基板と樹脂との屈折率差(正の屈折力)により集光された後、射出側のレンズ曲面で樹脂と基板との屈折率差(正の屈折力)によりさらに集光され高い輝度で射出される。
In addition, in the microlens array substrate (microlens substrate) described in
ところで、光源から射出され液晶装置に入射する光には、基板表面の法線方向に沿った平行光ばかりでなく、法線方向に対して角度を持った斜め光も少なからず含まれる。入射する斜め光がマイクロレンズで集光(屈折)されて法線方向に対する角度がさらに大きくなると、遮光部で遮光されたり投写レンズで蹴られたりして光利用効率の低下を招くことや、液晶分子の配向方向に対して斜めに進む光が多くなることでコントラストの低下を招くことがある。このような斜め光に対しては、マイクロレンズに入射する位置や入射角度に応じて、入射側のレンズ曲面で屈折された光を射出側のレンズ曲面でさらに同じ側に屈折させた方が良い場合と、入射側のレンズ曲面で屈折された光を射出側のレンズ曲面で反対側に屈折させて戻した方が良い場合とがある。 By the way, the light emitted from the light source and incident on the liquid crystal device includes not only parallel light along the normal direction of the substrate surface but also oblique light having an angle with respect to the normal direction. When incident oblique light is condensed (refracted) by the microlens and the angle with respect to the normal direction is further increased, it is shielded by the light shielding part or kicked by the projection lens, leading to a decrease in light utilization efficiency, An increase in the amount of light traveling obliquely with respect to the direction of molecular orientation may lead to a decrease in contrast. For such oblique light, it is better to refract the light refracted on the lens curved surface on the incident side further to the same side on the curved lens surface on the exit side according to the position and angle of incidence on the microlens. In some cases, it is better to refract the light refracted by the lens curved surface on the incident side and return it to the opposite side by the lens curved surface on the exit side.
しかしながら、特許文献1および特許文献2には、斜め光についての言及がない。すなわち、特許文献1では平行光を集光してもとに戻すことのみ言及されており、斜め光を含む入射光に対して光利用効率が最適化されていないおそれがある。また、特許文献2では平行光を集光してさらに集光することのみ言及されており、集光により斜め光が増えることでコントラストの低下を招くおそれがある。本発明は、入射光に斜め光が含まれる場合でも、電気光学装置における光の利用効率の向上とコントラストの向上との両立を図ることを目的とする。
However,
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、第1の面に第1の凹部を有する基板と、前記第1の面を覆い前記第1の凹部を埋め込むように設けられ、前記第1の凹部と接する第1のレンズ面と、前記第1のレンズ面と平面視で重なるように表面に形成された第2の凹部と、を有する第1の透光層と、前記第1の透光層を覆い前記第2の凹部を埋め込むように設けられ、前記第2の凹部と接する第2のレンズ面と、略平坦な表面と、を有する第2の透光層と、を備え、前記第2の凹部の深さは前記第1の凹部の深さ以下であり、前記第2の凹部の径は前記第1の凹部の径以下であり、前記第1の透光層の屈折率は前記基板の屈折率よりも大きく、前記第2の透光層の屈折率は前記第1の透光層の屈折率よりも大きいことを特徴とする。 Application Example 1 A microlens array substrate according to this application example is provided with a substrate having a first recess on a first surface and a first surface covering the first recess and embedding the first recess. A first light-transmitting layer having a first lens surface in contact with the first recess, and a second recess formed on the surface so as to overlap the first lens surface in plan view; and And a second lens surface provided so as to embed the second concave portion and in contact with the second concave portion, and having a substantially flat surface. The depth of the second recess is equal to or less than the depth of the first recess, the diameter of the second recess is equal to or less than the diameter of the first recess, and the refraction of the first light transmitting layer The refractive index is larger than the refractive index of the substrate, and the refractive index of the second light transmitting layer is larger than the refractive index of the first light transmitting layer. That.
本適用例の構成によれば、基板の第1の凹部を第1の透光層で埋め込むことで第1のレンズ面を有する1段目のマイクロレンズが構成され、第1の透光層の第2の凹部を第2の透光層で埋め込むことで、第2のレンズ面を有し1段目のマイクロレンズと平面視で重なるように配置された2段目のマイクロレンズが構成される。第1の透光層の屈折率は基板の屈折率よりも大きく、第2の透光層の屈折率は第1の透光層の屈折率よりも大きいので、1段目のマイクロレンズと2段目のマイクロレンズとは、ともに正の屈折力を有する。そのため、1段目のマイクロレンズの端部に入射する平行光および斜め光は中心側へ屈折し、2段目のマイクロレンズでさらに中心側へ屈折するので、光の利用効率を向上させることができる(詳しくは、図3参照)。そして、斜め光の入射角度によって、1段目のマイクロレンズで屈折した側とは反対側に2段目のマイクロレンズで屈折させることにより、斜め光を平行光に近付けて射出することが可能となる(詳しくは、図5参照)。これらにより、入射光に斜め光が含まれる場合でも、光の利用効率を向上させつつ射出光を平行光に近付けることができる。また、第2の凹部の深さは第1の凹部の深さ以下であり第2の凹部の径は第1の凹部の径以下であるので、マイクロレンズアレイ基板を製造する際に、基板の第1の面を覆うとともに第1の凹部を埋め込むように第1の透光層の材料を堆積することで、第1の透光層の表面に第1の凹部の形状が反映された第2の凹部を形成することができる。これにより、第1の透光層に対してエッチングを施して第2の凹部を形成する場合と比べて、フォトリソグラフィ工程およびエッチング工程を不要とすることができる。 According to the configuration of this application example, the first-stage microlens having the first lens surface is configured by embedding the first concave portion of the substrate with the first light-transmitting layer. By embedding the second concave portion with the second light-transmitting layer, a second-stage microlens having a second lens surface and arranged so as to overlap the first-stage microlens in plan view is configured. . Since the refractive index of the first light-transmitting layer is larger than the refractive index of the substrate and the refractive index of the second light-transmitting layer is larger than the refractive index of the first light-transmitting layer, the first microlens and 2 Both of the microlenses at the stage have a positive refractive power. For this reason, parallel light and oblique light incident on the end of the first-stage microlens are refracted toward the center, and further refracted toward the center with the second-stage microlens, thereby improving the light utilization efficiency. Yes (see Figure 3 for details). Then, depending on the incident angle of the oblique light, it is possible to emit the oblique light close to parallel light by refracting it with the second-stage microlens on the side opposite to the side refracted by the first-stage microlens. (For details, see FIG. 5). As a result, even when the incident light includes oblique light, the emitted light can be brought close to parallel light while improving the light utilization efficiency. In addition, since the depth of the second recess is equal to or less than the depth of the first recess and the diameter of the second recess is equal to or less than the diameter of the first recess, when manufacturing the microlens array substrate, By depositing the material of the first light-transmitting layer so as to cover the first surface and fill the first recess, the second shape in which the shape of the first recess is reflected on the surface of the first light-transmitting layer. Can be formed. Thereby, compared with the case where the 2nd recessed part is formed by etching with respect to the 1st translucent layer, a photolithography process and an etching process can be made unnecessary.
[適用例2]上記適用例に係るマイクロレンズアレイ基板であって、前記第1の凹部および前記第2の凹部は、断面視において端部から中央部に向かって傾斜する傾斜面を有していることが好ましい。 Application Example 2 In the microlens array substrate according to the application example described above, the first recess and the second recess have inclined surfaces that are inclined from the end portion toward the center portion in a cross-sectional view. Preferably it is.
本適用例の構成によれば、第1の凹部および第2の凹部は、端部から中央部に向かって傾斜する傾斜面を有している。そのため、1段目のマイクロレンズおよび2段目のマイクロレンズの端部側に入射する光は、略同一の角度で中心側へ屈折される。これにより、第1の凹部および第2の凹部の端部が曲面である場合と比べて、入射光の過度の屈折が抑えられるとともに、屈折角度のばらつきを小さく抑えることができる。また、第1の凹部が傾斜面を有していると、マイクロレンズアレイ基板を製造する際に、第1の透光層の材料を堆積することで第1の透光層の表面に形成される第2の凹部の形状を、第1の凹部の形状により近いものとすることができる。 According to the configuration of this application example, the first recess and the second recess have inclined surfaces that are inclined from the end toward the center. Therefore, the light incident on the end portions of the first-stage microlens and the second-stage microlens is refracted toward the center at substantially the same angle. Thereby, compared with the case where the edge part of a 1st recessed part and a 2nd recessed part is a curved surface, while being able to suppress the excessive refraction of incident light, the dispersion | variation in a refraction angle can be suppressed small. Further, when the first concave portion has an inclined surface, it is formed on the surface of the first light transmitting layer by depositing the material of the first light transmitting layer when the microlens array substrate is manufactured. The shape of the second recess can be closer to the shape of the first recess.
[適用例3]上記適用例に係るマイクロレンズアレイ基板であって、前記第1のレンズ面の中心と前記第2のレンズ面の中心とを結ぶ直線を第1の軸とし、前記第1のレンズ面の第1の位置における接平面の法線を第1の法線とし、前記第2のレンズ面の第2の位置における接平面の法線であって、前記第1の位置を通過する直線を第2の法線とすると、前記基板側から前記第1の軸に対して斜めに入射する光であって、前記第1の法線よりも前記第1の軸側から前記第1のレンズ面の前記第1の位置に入射し、前記第1の透光層を透過して、前記第2の法線よりも前記第1の軸側で前記第2のレンズ面に入射する前記光は、前記第1の軸に対して、前記第1のレンズ面で屈折した側とは反対側に前記第2のレンズ面で屈折することが好ましい。 Application Example 3 In the microlens array substrate according to the application example described above, a straight line connecting the center of the first lens surface and the center of the second lens surface is a first axis, and the first lens The normal of the tangent plane at the first position of the lens surface is the first normal, and is the normal of the tangential plane at the second position of the second lens surface, and passes through the first position. When the straight line is a second normal line, the light is obliquely incident on the first axis from the substrate side, and the first axis side is closer to the first axis than the first normal line. The light incident on the first position of the lens surface, transmitted through the first light transmissive layer, and incident on the second lens surface on the first axis side with respect to the second normal. Is preferably refracted by the second lens surface opposite to the side refracted by the first lens surface with respect to the first axis. .
本適用例の構成によれば、第1の軸に対して斜めに入射する光であって、第1の法線よりも第1の軸側から第1のレンズ面の第1の位置に入射し、第1の透光層を透過して第2の法線よりも第1の軸側で第2のレンズ面に入射する光は、第1の軸に対して、第1のレンズ面で屈折した側とは反対側に第2のレンズ面で屈折する。そのため、第1のレンズ面の中心と第2のレンズ面の中心とを結ぶ第1の軸側を向くように傾いて入射する斜め光が、第1のレンズ面で傾きが大きくなる方向に屈折された場合に、第2のレンズ面でその反対側の傾きが小さくなる方向に屈折させて戻すことができる。これにより、斜め光を中心側へ向かわせるとともに、平行光に近付けて射出することができる。 According to the configuration of this application example, the light is incident obliquely with respect to the first axis, and is incident on the first position of the first lens surface from the first axis side with respect to the first normal line. Then, light that is transmitted through the first light-transmitting layer and is incident on the second lens surface on the first axis side with respect to the second normal line is incident on the first lens surface with respect to the first axis. The light is refracted by the second lens surface on the side opposite to the refracted side. For this reason, oblique light that is incident so as to be directed toward the first axis connecting the center of the first lens surface and the center of the second lens surface is refracted in a direction in which the inclination increases on the first lens surface. In this case, the second lens surface can be refracted and returned in a direction in which the inclination on the opposite side becomes smaller. Accordingly, the oblique light can be directed toward the center side and can be emitted close to the parallel light.
[適用例4]本適用例に係るマイクロレンズアレイ基板は、第1の面を有する基板と、前記第1の面に設けられ、第1のレンズ面を有する第1の凸部が表面に形成された第1の透光層と、前記第1の透光層を覆うように設けられ、第2のレンズ面を有する第2の凸部が前記第1の凸部と平面視で重なるように表面に形成された第2の透光層と、前記第2の透光層を覆うように設けられ、略平坦な表面を有する第3の透光層と、を備え、前記第2の凸部の高さは前記第1の凸部の高さ以下であり、前記第2の凸部の径は前記第1の凸部の径以上であり、前記第1の透光層の屈折率は前記基板の屈折率よりも大きく、前記第2の透光層の屈折率は前記第1の透光層の屈折率よりも小さく、前記第3の透光層の屈折率は前記第2の透光層の屈折率よりも小さいことを特徴とする。 Application Example 4 A microlens array substrate according to this application example has a substrate having a first surface and a first convex portion provided on the first surface and having a first lens surface formed on the surface. The first light-transmitting layer and the second light-projecting portion provided so as to cover the first light-transmitting layer and having the second lens surface overlap the first convex portion in plan view. A second translucent layer formed on the surface; and a third translucent layer provided so as to cover the second translucent layer and having a substantially flat surface; The height of the first convex portion is equal to or smaller than the height of the first convex portion, the diameter of the second convex portion is equal to or larger than the diameter of the first convex portion, and the refractive index of the first light-transmitting layer is The refractive index of the second light-transmitting layer is larger than the refractive index of the substrate, the refractive index of the first light-transmitting layer is smaller than the refractive index of the third light-transmitting layer, and the refractive index of the third light-transmitting layer is the second light-transmitting layer. The refractive index of the layer Characterized in that is also small.
本適用例の構成によれば、第1の透光層の第1の凸部を第2の透光層で覆うことで第1のレンズ面を有する1段目のマイクロレンズが構成され、第2の透光層の第2の凸部を第3の透光層で覆うことで、第2のレンズ面を有し1段目のマイクロレンズと平面視で重なるように配置された2段目のマイクロレンズが構成される。第2の透光層の屈折率は第1の透光層の屈折率よりも小さく、第3の透光層の屈折率は第2の透光層の屈折率よりも小さいので、1段目のマイクロレンズと2段目のマイクロレンズとは、ともに正の屈折力を有する。そのため、1段目のマイクロレンズの端部に入射する平行光および斜め光を中心側へ屈折させ、2段目のマイクロレンズでさらに中心側へ屈折させるので、光の利用効率を向上させることができる(詳しくは、図8参照)。また、斜め光の入射角度によって、1段目のマイクロレンズで屈折した側とは反対側に2段目のマイクロレンズで屈折させることにより、斜め光を平行光に近付けて射出することが可能となる(詳しくは、図10参照)。これらにより、入射光に斜め光が含まれる場合でも、光の利用効率を向上させつつ射出光を平行光に近付けることができる。また、第2の凸部の高さは第1の凸部の高さ以下であり第2の凸部の径は第1の凸部の径以上であるので、マイクロレンズアレイ基板を製造する際に、第1の透光層の第1の凸部を覆うように第2の透光層の材料を堆積することで、第2の透光層の表面に第1の凸部の形状が反映された第2の凸部を形成することができる。これにより、第2の透光層に対してエッチングや加熱処理を施して第2の凸部を形成する場合と比べて、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程、および加熱処理工程を不要とすることができる。 According to the configuration of this application example, the first microlens having the first lens surface is configured by covering the first convex portion of the first light transmitting layer with the second light transmitting layer. The second step of the second light-transmitting layer is arranged so as to have a second lens surface and overlap the first step microlens in plan view by covering the second convex portion of the second light-transmitting layer with the third light-transmitting layer. The microlens is configured. Since the refractive index of the second light transmitting layer is smaller than the refractive index of the first light transmitting layer and the refractive index of the third light transmitting layer is smaller than the refractive index of the second light transmitting layer, the first step Both the microlens and the second-stage microlens have positive refractive power. Therefore, parallel light and oblique light incident on the end of the first-stage microlens are refracted toward the center, and further refracted toward the center with the second-stage microlens, thereby improving the light utilization efficiency. Yes (see FIG. 8 for details). In addition, depending on the incident angle of oblique light, it is possible to emit oblique light close to parallel light by refracting it with the second-stage microlens on the side opposite to the side refracted by the first-stage microlens. (For details, see FIG. 10). As a result, even when the incident light includes oblique light, the emitted light can be brought close to parallel light while improving the light utilization efficiency. In addition, since the height of the second convex portion is equal to or smaller than the height of the first convex portion and the diameter of the second convex portion is equal to or larger than the diameter of the first convex portion, the microlens array substrate is manufactured. Further, by depositing the material of the second light-transmitting layer so as to cover the first convex portion of the first light-transmitting layer, the shape of the first convex portion is reflected on the surface of the second light-transmitting layer. The 2nd convex part made can be formed. This eliminates the need for the photolithography process, the etching process, and the heat treatment process, as compared with the case where the second light-transmitting layer is subjected to etching or heat treatment to form the second convex portion. .
[適用例5]上記適用例に係るマイクロレンズアレイ基板であって、前記第1のレンズ面の中心と前記第2のレンズ面の中心とを結ぶ直線を第1の軸とし、前記第1のレンズ面の第1の位置における接平面の法線を第1の法線とし、前記第2のレンズ面の第2の位置における接平面の法線であって、前記第1の位置を通過する直線を第2の法線とすると、前記基板側から前記第1の軸に対して斜めに入射する光であって、前記第1の法線よりも前記第1の軸側から前記第1のレンズ面の前記第1の位置に入射し、前記第2の透光層を透過して、前記第2の法線よりも前記第1の軸側で前記第2のレンズ面に入射する前記光は、前記第1の軸に対して、前記第1のレンズ面で屈折した側とは反対側に前記第2のレンズ面で屈折することが好ましい。 Application Example 5 In the microlens array substrate according to the application example described above, a straight line connecting the center of the first lens surface and the center of the second lens surface is a first axis, and the first The normal of the tangent plane at the first position of the lens surface is the first normal, and is the normal of the tangential plane at the second position of the second lens surface, and passes through the first position. When the straight line is a second normal line, the light is obliquely incident on the first axis from the substrate side, and the first axis side is closer to the first axis than the first normal line. The light incident on the first position of the lens surface, transmitted through the second light transmissive layer, and incident on the second lens surface on the first axis side with respect to the second normal line. Is preferably refracted by the second lens surface opposite to the side refracted by the first lens surface with respect to the first axis. .
本適用例の構成によれば、第1の軸に対して斜めに入射する光であって、第1の法線よりも第1の軸側から第1のレンズ面の第1の位置に入射し、第2の透光層を透過して第2の法線よりも第1の軸側で第2のレンズ面に入射する光は、第1の軸に対して、第1のレンズ面で屈折した側とは反対側に第2のレンズ面で屈折する。そのため、第1のレンズ面の中心と第2のレンズ面の中心とを結ぶ第1の軸側を向くように傾いて入射する斜め光が、第1のレンズ面で傾きが大きくなる方向に屈折された場合に、第2のレンズ面でその反対側の傾きが小さくなる方向に屈折させて戻すことができる。これにより、斜め光を中心側へ向かわせるとともに、平行光に近付けて射出することができる。 According to the configuration of this application example, the light is incident obliquely with respect to the first axis, and is incident on the first position of the first lens surface from the first axis side with respect to the first normal line. The light that is transmitted through the second light-transmitting layer and is incident on the second lens surface on the first axis side with respect to the second normal line is incident on the first lens surface with respect to the first axis. The light is refracted by the second lens surface on the side opposite to the refracted side. For this reason, oblique light that is incident so as to be directed toward the first axis connecting the center of the first lens surface and the center of the second lens surface is refracted in a direction in which the inclination increases on the first lens surface. In this case, the second lens surface can be refracted and returned in a direction in which the inclination on the opposite side becomes smaller. Accordingly, the oblique light can be directed toward the center side and can be emitted close to the parallel light.
[適用例6]本適用例に係る電気光学装置は、第1の基板と、前記第1の基板と対向するように配置された第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置された電気光学層と、を備え、請求項1から5のいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイ基板を前記第2の基板に備えていることを特徴とする。
Application Example 6 An electro-optical device according to this application example includes a first substrate, a second substrate disposed so as to face the first substrate, the first substrate, and the second substrate. And a microlens array substrate according to any one of
本適用例の構成によれば、電気光学装置は、入射光に斜め光が含まれる場合でも、光の利用効率を向上させつつ射出光を平行光に近付けることができるマイクロレンズアレイ基板を第2の基板に備えている。これにより、明るくてコントラストが良好な画像を表示できる電気光学装置を提供することができる。 According to the configuration of this application example, the electro-optical device includes the second microlens array substrate that can bring the emitted light closer to the parallel light while improving the light use efficiency even when the incident light includes oblique light. The board is equipped. Accordingly, it is possible to provide an electro-optical device that can display a bright image with good contrast.
[適用例7]本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする。 Application Example 7 An electronic apparatus according to this application example includes the electro-optical device described in the application example.
本適用例の構成によれば、明るくてコントラストが良好な画像を表示できる電子機器を提供することができる。 According to the configuration of this application example, it is possible to provide an electronic apparatus that can display a bright image with good contrast.
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
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、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
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辺に沿った方向を第1の方向としてのX方向とし、この第1辺と直交し互いに対向する他の2辺に沿った方向を第2の方向としてのY方向とする。X方向は、図1のA−A’線に沿った方向である。遮光層22,26は、X方向とY方向とに沿った格子状に設けられている。画素Pの開口領域は、遮光層22,26によって格子状に区画され、X方向とY方向とに沿ったマトリックス状に配列されている。
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における上方に向かう方向をZ方向とする。なお、本明細書では、液晶装置1の対向基板30側表面の法線方向(Z方向)から見ることを「平面視」という。
Further, a direction perpendicular to the X direction and the Y direction and directed upward in FIG. In this specification, viewing from the normal direction (Z direction) of the surface of 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、1段目のマイクロレンズML1および2段目のマイクロレンズML2の2段のマイクロレンズを備えている。
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の透光層としてのレンズ層13と、第2の透光層としてのレンズ層15と、光路長調整層16と、を備えている。基板11は、例えば、ガラスや石英などの光透過性を有する無機材料からなる。基板11の液晶層40側の面を、第1の面としての面11aとする。基板11は、面11aに形成された複数の第1の凹部としての凹部12を有している。各凹部12は、画素P毎に設けられている。凹部12の断面形状は、例えば、その中央部が曲面部であり、曲面部を囲む周縁部が傾斜面(いわゆるテーパー状の面)となっている。
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とは異なる光屈折率を有する材料からなる。本実施形態では、レンズ層13は、基板11よりも光屈折率が大きい無機材料からなる。このような無機材料としては、例えばSiON、Al2O3などが挙げられる。
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側に膨らむ凸形状のマイクロレンズML1が構成される。レンズ層13の凹部12と接する面(基板11との界面)を、第1のレンズ面としてのレンズ面13aという。また、複数のマイクロレンズML1によりマイクロレンズアレイMLA1が構成される。レンズ層13は、その表面(基板11とは反対側の面)に、凹部12の形状が反映された複数の第2の凹部としての凹部14を有している。凹部14は、凹部12と平面視で重なるように配置されており、凹部12と類似した断面形状を有している。
By embedding the
レンズ層15は、凹部14を埋めてレンズ層13の表面を覆うように、凹部14の深さよりも厚く形成されている。レンズ層15は、光透過性を有し、レンズ層13よりも光屈折率が大きい無機材料からなる。レンズ層15は、例えば、レンズ層13と同じ材料で構成される。レンズ層13およびレンズ層15の材料がSiONである場合、酸素(O)と窒素(N)との比を異ならせることで、レンズ層13の光屈折率とレンズ層15の光屈折率とを異ならせることができる。
The
レンズ層15を形成する材料で凹部14を埋め込むことにより、凸形状のマイクロレンズML2が構成される。レンズ層15の凹部14と接する面(レンズ層13との界面)を、第2のレンズ面としてのレンズ面15aという。また、複数のマイクロレンズML2によりマイクロレンズアレイMLA2が構成される。マイクロレンズML1とマイクロレンズML2とは、画素Pに対応して、互いに平面視で重なるように配置されている。レンズ層15の表面は、平坦な面となっている。
By embedding the
なお、マイクロレンズML1,ML2の中央部(曲面部)に入射する入射光は、マイクロレンズML1,ML2の中心(曲面部の焦点)へ向けて集光される。また、マイクロレンズML1,ML2の周縁部(傾斜面)に入射する入射光は、入射角度が略同一であれば略同一の角度でマイクロレンズML1,ML2の中心側へ屈折される。したがって、マイクロレンズML1,ML2の全体が曲面部で構成される場合と比べて、入射する光の過度の屈折が抑えられ、液晶層40に入射する光の角度のばらつきが抑えられる。
Incident light that is incident on the central portion (curved surface portion) of the microlenses ML1 and ML2 is condensed toward the center (focal point of the curved surface portion) of the microlenses ML1 and ML2. In addition, incident light incident on the peripheral portions (inclined surfaces) of the microlenses ML1 and ML2 is refracted toward the center of the microlenses ML1 and ML2 at substantially the same angle if the incident angles are substantially the same. Therefore, as compared with the case where the entire microlenses ML1 and ML2 are formed of a curved surface portion, excessive refraction of incident light is suppressed, and variation in angle of light incident on the
光路長調整層16は、レンズ層15を覆うように形成されている。光路長調整層16は、光透過性を有し、例えば、基板11とほぼ同じ光屈折率を有する無機材料からなる。このような無機材料としては、例えばSiO2などが挙げられる。光路長調整層16は、マイクロレンズML2から遮光層26までの距離を所望の値に合わせる機能を有する。したがって、光路長調整層16の層厚は、光の波長に応じたマイクロレンズML2の焦点距離などの光学条件に基づいて適宜設定される。光路長調整層16の表面は、略平坦な面となっている。
The optical path
遮光層32は、マイクロレンズアレイ基板10(光路長調整層16)上に設けられている。遮光層32は、マイクロレンズML1およびマイクロレンズML2が配置された表示領域E(図1参照)の周囲を囲むように設けられている。遮光層32は、例えば、金属や金属化合物などで形成される。遮光層32は、表示領域E内に、素子基板20の遮光層22および遮光層26に平面視で重なるように設けられていてもよい。この場合、遮光層32は、格子状、島状、またはストライプ状などに形成されていてもよいが、平面視で遮光層22および遮光層26よりも狭い範囲に配置されていることが好ましい。
The
マイクロレンズアレイ基板10(光路長調整層16)と遮光層32とを覆うように、保護層33が設けられている。共通電極34は、保護層33を覆うように設けられている。共通電極34は、複数の画素Pに跨って形成されている。共通電極34は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)などの透明導電膜からなる。なお、保護層33は共通電極34の液晶層40側の表面が平坦となるように遮光層32を覆うものであるが、保護層33を設けることなく導電性の遮光層32を直接覆うように共通電極34を形成してもよい。配向膜35は、共通電極34を覆うように設けられている。
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 light shielding layer 22 is provided on 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 light shielding layer 22 and 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マイクロレンズML1(レンズ面13a)の中心に入射した平行光L1は、直進してマイクロレンズML2(レンズ面15a)の中心に入射し、そのまま直進して画素Pの開口部T内を透過し素子基板20側に射出される。
In 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。また、以下では、法線方向に平行な光を「平行光」といい、法線方向に対して傾いた(角度を持った)光を「斜め光」という。 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). In the following, light parallel to the normal direction is referred to as “parallel light”, and light inclined (with an angle) with respect to the normal direction is referred to as “oblique light”.
マイクロレンズML1の端部に法線方向に沿って入射した平行光L2は、仮にそのまま直進した場合、破線で示すように遮光層26で遮光されてしまうが、基板11とレンズ層13との間の光屈折率の差(正の屈折力)により、マイクロレンズML1の中心側へ屈折してマイクロレンズML2に入射する。そして、マイクロレンズML2に入射した光L2は、レンズ層13とレンズ層15との間の光屈折率の差(正の屈折力)により、マイクロレンズML2の中心側へさらに屈折し、画素Pの開口部T内を透過して素子基板20側に射出される。
If the parallel light L2 incident on the end portion of the microlens ML1 along the normal direction goes straight as it is, the parallel 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斜め光L3は、仮にそのまま直進した場合、破線で示すように遮光層32で遮光されてしまうが、基板11とレンズ層13との間の光屈折率の差により、マイクロレンズML1の中心側へ屈折してマイクロレンズML2に入射する。マイクロレンズML2に入射した光L3は、仮にそのまま直進した場合、破線で示すように遮光層26で遮光されてしまうが、レンズ層13とレンズ層15との間の光屈折率の差により、マイクロレンズML2の中心側へさらに屈折し、画素Pの開口部T内を透過して素子基板20側に射出される。
The oblique 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. Although the light is blocked by 32, the light is refracted toward the center of the microlens ML1 due to the difference in optical 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平行光L2や斜め光L3を、2段のマイクロレンズML1,ML2の作用により、画素Pの開口部Tの中心側へ屈折させて開口部T内を透過させることができる。この結果、素子基板20側から射出される光の量を多くできるので、光の利用効率を高めることができる。
As described above, in the
なお、光路長調整層16がレンズ層15よりも光屈折率が低い材料で構成されている場合、レンズ層15と光路長調整層16との界面においても光の屈折は起きる。しかしながら、この界面における光の屈折は、マイクロレンズML1,ML2による光の屈折と比べてわずかであり、無視できるものとする。
When the optical path
<マイクロレンズアレイ基板>
続いて、第1の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10の詳細構成について、図4および図5を参照して説明する。図4は、第1の実施形態に係る液晶装置の遮光部およびマイクロレンズの形状と配置とを示す模式平面図である。図5は、第1の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板の構成を示す模式断面図である。なお、図5は、図3における1つの画素Pの部分拡大図に相当する。
<Microlens array substrate>
Next, the detailed configuration of the
図4に示すように、液晶装置1の表示領域Eには、複数の画素Pが所定の配置ピッチでマトリックス状に配列されている。図4には、互いに隣り合う4つの画素Pが図示されている。画素Pの各々は略矩形の平面形状を有し、X方向およびY方向において隣り合う画素P同士が互いに接するように配列されている。画素Pの対角に位置する頂点同士を結ぶ対角線に沿った方向をW方向とする。
As shown in FIG. 4, in the display area E of the
図4に斜線を付して示すように、液晶装置1の表示領域Eには、遮光部Sが略格子状に設けられている。遮光部Sは、遮光層22と遮光層26とで構成される。換言すれば、遮光部Sには、遮光層22および遮光層26の少なくとも一つが配置されている。各画素Pの領域のうち、遮光部Sと平面視で重なる領域は光を透過しない非開口領域であり、開口部Tと平面視で重なる領域は光が透過する開口領域である。TFT24は、遮光部Sと平面視で重なる領域に配置されている。
As shown by hatching in FIG. 4, the display area E of the
遮光部Sは、X方向に延在する部分とY方向に延在する部分とを有している。遮光部Sは、例えば、4つの角部に開口部T側に張り出した部分を有している。この遮光部Sの張り出した部分には、例えば、TFT24の一部や図示しない中継電極や容量電極などが配置されている。遮光部Sをこのような形状とすることで、遮光部Sの領域を小さくして開口率を高めても、TFT24を確実に遮光することができる。
The light shielding portion S has a portion extending in the X direction and a portion extending in the Y direction. The light shielding portion S has, for example, portions that protrude to the opening T side at four corners. For example, a part of the
遮光部Sは、複数の画素Pの各々に対応する開口部Tを有している。開口部Tは、略矩形状の4つの角部が窪んだ輪郭形状を有している。開口部Tは、X方向に沿った直線およびY方向に沿った直線に対して線対称な輪郭形状を有している。なお、開口部Tの輪郭形状(遮光部Sの平面形状)は、このような形態に限定されるものではなく、4つの角部が窪んでいない輪郭形状であってもよいし、X方向またはY方向のいずれか一方に沿った直線に対して非線対称な輪郭形状であってもよい。 The light shielding portion S has an opening T corresponding to each of the plurality of pixels P. The opening T has a contour shape in which four corners of a substantially rectangular shape are recessed. The opening T has a contour shape that is line-symmetric with respect to a straight line along the X direction and a straight line along the Y direction. Note that the contour shape of the opening T (the planar shape of the light-shielding portion S) is not limited to such a form, and may be a contour shape in which the four corner portions are not recessed, It may be a non-axisymmetric contour with respect to a straight line along one of the Y directions.
開口部Tは、平面視で開口部22aと開口部26aとが重なる領域である。なお、遮光層32が表示領域Eにも設けられている場合、遮光部Sは遮光層22と遮光層26と遮光層32とで構成され、開口部Tは平面視で開口部22aと開口部26aと遮光層32の開口部とが重なる領域となる。
The opening T is a region where the
図4に破線で示すように、複数のマイクロレンズML1(凹部12)の各々と複数のマイクロレンズML2(凹部14)の各々とは、複数の画素Pの各々に対応して、同じ配置ピッチで配列されている。マイクロレンズML1(凹部12)とマイクロレンズML2(凹部14)とは、平面視で互いに重なるとともに画素Pの開口部Tと重なるように配置されている。 4, each of the plurality of microlenses ML1 (concave portion 12) and each of the plurality of microlenses ML2 (concave portion 14) correspond to each of the plurality of pixels P and have the same arrangement pitch. It is arranged. The microlens ML1 (concave portion 12) and the microlens ML2 (concave portion 14) are arranged so as to overlap each other and the opening portion T of the pixel P in plan view.
マイクロレンズML1(凹部12)およびマイクロレンズML2(凹部14)の外形は、画素Pに内接する大きさである。X方向およびY方向において隣り合うマイクロレンズML1(凹部12)同士およびマイクロレンズML2(凹部14)同士は互いに接続されている。そのため、X方向およびY方向において隣り合うマイクロレンズML1,ML2同士が互いに離間されている場合と比べて、マイクロレンズML1,ML2に入射する光をより多くすることができる。 The outer shapes of the microlens ML1 (recessed portion 12) and the microlens ML2 (recessed portion 14) are inscribed in the pixels P. The microlenses ML1 (concave portions 12) and the microlenses ML2 (concave portions 14) that are adjacent to each other in the X direction and the Y direction are connected to each other. Therefore, more light can be incident on the microlenses ML1 and ML2 than when the microlenses ML1 and ML2 adjacent in the X direction and the Y direction are separated from each other.
X方向およびY方向において隣り合うマイクロレンズML1,ML2同士の境界は、遮光部SのX方向に延在する部分およびY方向に延在する部分と平面視で重なる領域に配置されている。また、マイクロレンズML1(凹部12)およびマイクロレンズML2(凹部14)の4隅の角部頂点は、遮光部SのX方向に延在する部分とY方向に延在する部分とが交差する部分と平面視で重なる領域に配置されている。対角線に沿った方向(W方向)において隣り合うマイクロレンズML1(凹部12)同士およびマイクロレンズML2(凹部14)同士は、それぞれ互いに離間されている。 The boundary between the microlenses ML1 and ML2 adjacent in the X direction and the Y direction is arranged in a region overlapping the portion extending in the X direction and the portion extending in the Y direction of the light shielding portion S in plan view. Further, the corner vertices at the four corners of the microlens ML1 (concave portion 12) and the microlens ML2 (concave portion 14) are portions where the portion extending in the X direction and the portion extending in the Y direction of the light shielding portion S intersect. Are arranged in a region overlapping in plan view. The microlenses ML1 (concave portions 12) and the microlenses ML2 (concave portions 14) that are adjacent to each other in the direction along the diagonal line (W direction) are spaced apart from each other.
マイクロレンズML1(凹部12)およびマイクロレンズML2(凹部14)の平面形状は略矩形であるが、凹部12,14の仮想的な外形は円形状であり、例えば、画素Pの内接円よりも大きく外接円よりも小さい。凹部12の仮想的な外形である円形の径(W方向における長さ)をD1とし、凹部14の仮想的な外形である円形の径(W方向における長さ)をD2とすると、D1≧D2である。なお、図4に示す例では、D1>D2となっている。
The planar shape of the microlens ML1 (recessed portion 12) and the microlens ML2 (recessed portion 14) is substantially rectangular, but the virtual outer shape of the recessed
図5に示すように、凹部12の深さ、すなわち、マイクロレンズML1の厚さをE1とし、レンズ層13の最も厚い部分の厚さをE2とする。そして、凹部12の傾斜面と基板11の面11a(図3参照)とがなす角度をθとする。凹部14の深さ、すなわち、マイクロレンズML2の厚さをE3とし、レンズ層15の最も厚い部分の厚さをE4とする。また、光路長調整層16の厚さをE5とする。
As shown in FIG. 5, the depth of the
画素Pのピッチが10μmである場合、凹部12の深さE1は、例えば、4.0μm程度である。凹部12の傾斜面の角度θは、例えば、40°程度である。レンズ層13の厚さE2は、例えば、5.0μm程度である。レンズ層13の厚さE2により、マイクロレンズML1からマイクロレンズML2までの距離を調整できる。凹部14の深さE3は、凹部12の深さE1に対して、E1≧E3となっている。レンズ層15の厚さE4は、例えば、7.0μm程度である。また、光路長調整層16の厚さE5は、例えば、7.0μm程度である。
When the pitch of the pixels P is 10 μm, the depth E1 of the
基板11が石英で構成されている場合、基板11の光屈折率は、1.46程度である。これに対して、レンズ層13の光屈折率は、例えば1.52程度であり、レンズ層15の光屈折率は、例えば1.64程度である。光路長調整層16の光屈折率は、基板11の光屈折率の同程度とするが、レンズ層13,15の光屈折率よりも小さければ、基板11の光屈折率よりも大きくてもよい。なお、上述した各数値は一例を示すものであり、これらの数値はマイクロレンズML1,ML2に要求される光学特性に基づいて適宜設定される。
When the
図5に示すマイクロレンズML1,ML2の光軸Ax(第1の軸)は、レンズ面13a(凹部12)の平面的な中心とレンズ面15a(凹部14)の平面的な中心とを結ぶ直線である。レンズ面13aの中心とレンズ面15aの中心とは、理想的には平面視で画素Pの中心と重なるように配置されている。したがって、マイクロレンズML1,ML2の光軸Axは、理想的には法線方向に平行となる。ここでは、光軸Axが法線方向に平行であるものとする。
The optical axis Ax (first axis) of the microlenses ML1 and ML2 shown in FIG. 5 is a straight line connecting the planar center of the
図6は、光源(例えば、図12に示す偏光照明装置110)から射出されマイクロレンズアレイ基板に入射する入射光の角度分布の一例を示す図である。横軸は法線方向に対する角度であり、縦軸との交点「0」から右側にいくほど法線方向に対する角度が大きくなる。縦軸は、入射する光の強度であり、上側ほど光の強度が強くなる。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an angular distribution of incident light that is emitted from a light source (for example, the
図6に示す例では、入射光は、平行光だけでなく斜め光を多く含んでいる。入射光に含まれる斜め光のうち、法線方向に対する角度が小さい(例えば、5°程度の)斜め光が最も多く、法線方向に対する角度が大きな斜め光ほど少なくなっている。したがって、液晶装置1には、平行光だけでなく、特に法線方向に対する角度が比較的小さい斜め光を含む入射光に対して、光の利用効率が高く、かつ、コントラストが良好であることが求められる。なお、図6に示す入射光の角度分布は、光源(偏光照明装置)の構造や特性によって異なる場合がある。
In the example shown in FIG. 6, the incident light includes a lot of oblique light as well as parallel light. Of the oblique light included in the incident light, the oblique light having the smallest angle with respect to the normal direction (for example, about 5 °) is the largest, and the oblique light having the larger angle with respect to the normal direction is smaller. Therefore, the
図5に戻って、マイクロレンズML1のレンズ面13aの位置C1(第1の位置)における接平面の法線(第1の法線)をV1とする。そして、マイクロレンズML2のレンズ面15aの位置C2(第2の位置)における接平面の法線(第2の法線)であって、レンズ面13aの位置C1を通過する直線をV2とする。図5には、斜め光L4,L5がマイクロレンズML1のレンズ面13aの位置C1に入射した場合の光路を示している。なお、斜め光L4,L5の光路を分かり易く示すため、斜め光L4,L5の光軸Axに対する角度を大きく誇張して示している。
Returning to FIG. 5, the normal line (first normal line) of the tangent plane at the position C1 (first position) of the
法線V1よりも光軸Ax側から外側(光軸Axから遠ざかる側)に向かってレンズ面13aの位置C1に入射した斜め光L4は、仮にそのまま直進した場合、破線で示すように画素Pの外側(隣の画素P側)に向かい、遮光層32(図3参照)で遮光されてしまう。しかしながら、レンズ層13の光屈折率は基板11の光屈折率よりも大きいため、レンズ面13aにおける屈折角は入射角よりも小さくなるので、斜め光L4は破線で示す光路よりも内側(光軸Ax側)へ屈折する。
The oblique light L4 incident on the position C1 of the
内側へ屈折した斜め光L4は、レンズ層13における法線V2よりも外側を透過して、レンズ面15aの位置C2よりも外側の位置に入射する。レンズ層15の光屈折率はレンズ層13の光屈折率よりも大きいため、レンズ面15aにおける屈折角は入射角よりも小さくなるので、斜め光L4は破線で示す光路よりも内側へ屈折する。すなわち、斜め光L4は、光軸Axに対して、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2とで同じ側に屈折する。これにより、光軸Axから遠ざかる側に向かってマイクロレンズML1に入射した斜め光L4は、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2とで、光軸Ax寄りに向けられて画素Pの開口部T(図3参照)内を透過するとともに、光軸Axに対する傾き(角度)が小さくなって平行光に近付けられる。
The oblique light L4 refracted inward passes through the outside of the normal line V2 in the
一方、法線V1よりも光軸Ax側から内側(光軸Axに近付く側)に向かってレンズ面13aの位置C1に入射した斜め光L5は、破線で示す光路よりも内側へ屈折し、レンズ層13における法線V2よりも内側を透過して、レンズ面15aの位置C2よりも内側の位置C3に入射する。
On the other hand, the oblique light L5 incident on the position C1 of the
レンズ面15aの位置C3に入射した斜め光L5は、仮にそのまま直進した場合は、破線で示すように光軸Axと交差して画素Pの外側(隣の画素P側)に向かい、遮光層32(図3参照)で遮光されてしまうか、遮光されない場合でも液晶層40(図3参照)内を斜めに透過するので、液晶装置1のコントラスト低下を招くこととなる。また、液晶装置1がプロジェクターの液晶ライトバルブとして用いられる場合、斜め光L5は、投写レンズで蹴られてしまうおそれがある。
If the oblique light L5 incident on the position C3 of the
ここで、斜め光L5は、レンズ層13における法線V2よりも内側を透過するので、位置C3における接平面の法線V3よりも外側から内側に向かってレンズ面15aに入射することとなるが、レンズ面15aにおける屈折角は入射角よりも小さくなるので、破線で示す光路よりも外側へ屈折する。すなわち、斜め光L5は、マイクロレンズML2で、光軸Axに対してマイクロレンズML1で屈折した側とは反対側に屈折する。これにより、マイクロレンズML1で光軸Axに対して傾きが大きくなる方向に屈折した斜め光L5は、マイクロレンズML2で傾きが小さくなる方向に屈折して戻されるので、画素Pの開口部T内を透過することができ、光軸Axに対する角度が小さく抑えられる。
Here, since the oblique light L5 passes through the inner side of the normal line V2 in the
このように、第1の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板10では、斜め光が入射する向きに応じて、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2とで同じ側に屈折させ、あるいは、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2とで反対側に屈折させる。これにより、第1の実施形態に係る液晶装置1では、入射光に斜め光が含まれる場合でも、光の利用効率の向上とコントラストの向上との両立を図ることができる。
As described above, in the
なお、図5に示す斜め光L5のように法線V1よりも光軸Ax側から内側に向かってレンズ面13aの位置C1に入射した場合でも、レンズ層13における法線V2よりも外側を透過してレンズ面15aの位置C2よりも外側の位置に入射する斜め光は、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2とで同じ側に屈折する。しかしながら、このような斜め光では、マイクロレンズML1に入射する際の光軸Axに対する角度が図5に示す斜め光L5よりも小さくなるため、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2とで同じ側に屈折したとしても、マイクロレンズML2から射出される際の光軸Axに対する角度が過度に大きくなることはない。
Even when the light beam enters the position C1 of 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7は、第1の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す概略断面図である。詳しくは、図7の各図は、図3のA−A’線に沿った概略断面図に相当し、図3とは上下方向(Z方向)が反転している。
<Manufacturing method of microlens array substrate>
Next, a method for manufacturing the
まず、図7(a)に示すように、石英などからなる光透過性を有する基板11の面11aに、例えば、SiO2などの酸化膜からなる制御膜70を形成する。制御膜70は、等方性エッチングにおけるエッチングレートが基板11と異なっており、凹部12を形成する際の深さ方向(Z方向)のエッチングレートに対して幅方向(図4に示すW方向、X方向、およびY方向)のエッチングレートを調整する機能を有する。
First, as shown in FIG. 7A, 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
続いて、制御膜70上にマスク層72を形成する。そして、マスク層72をパターニングして、マスク層72に開口部72aを形成する。この開口部72aの平面的な中心の位置が、形成される凹部12における中心となる。続いて、マスク層72の開口部72aを介して、制御膜70で覆われた基板11に等方性エッチングを施す。図示を省略するがこの等方性エッチングにより、制御膜70の開口部72aと重なる領域に開口部が形成され、その開口部を介して基板11がエッチングされる。
Subsequently, 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(b)に示すように、基板11の面11a側に凹部12が形成される。上述したエッチングレートの設定により、凹部12の幅方向が深さ方向よりも拡大されて、凹部12の周縁部にテーパー状の傾斜面が形成される。なお、図7(b)には、基板11からマスク層72および制御膜70が除去された後の状態を示している。
By the isotropic etching, the
本工程では、X方向およびY方向において隣り合う凹部12同士が互いに接続されるとともに、W方向において隣り合う凹部12同士が互いに離間されている状態(図4参照)で等方性エッチングを終了する。より具体的には、凹部12の仮想的な外形である円形の径D1(図4参照)が、例えば画素Pの対角線の長さの95%程度となり、W方向において隣り合う凹部12同士の間に基板11の面11aが残された状態で等方性エッチングを終了する。
In this step, the isotropic etching is finished in a state where the
W方向において隣り合う凹部12同士が互いに接続されるまで等方性エッチングを行うと、マスク層72が基板11から浮いて剥がれてしまうおそれがある。本実施形態では、隣り合う凹部12同士の間に基板11の面11aが残っている状態で等方性エッチングを終了するので、等方性エッチングが終了するまでマスク層72を支持することができる。これにより、凹部12の平面形状は、4隅の角部が丸くなった略矩形状となる(図4参照)。
If isotropic etching is performed until the
次に、図7(c)に示すように、基板11の面11a側を覆い凹部12を埋め込むように、光透過性を有し、基板11よりも大きい光屈折率を有する無機材料を堆積してレンズ層13を形成する。レンズ層13は、例えばCVD法を用いて形成することができる。レンズ層13は、複数回に分けて材料を堆積して形成するようにしてもよい。基板11上に略同一の厚さでレンズ層13を形成することにより、レンズ層13の表面に凹部12の形状が反映されて凹部14が形成される。そして、凹部12にレンズ層13の材料が埋め込まれることにより、マイクロレンズML1が構成される。
Next, as shown in FIG. 7C, an inorganic material having light transmittance and a light refractive index larger than that of the
レンズ層13の材料の付き回り状態にもよるが、凹部14の仮想的な外形である円形の径D2は凹部12の仮想的な外形である円形の径D1以下となり(図4参照)、凹部14の深さE3は凹部12の深さE1以下となる(図5参照)。なお、本実施形態のように凹部12が傾斜面を有していると、レンズ層13の材料を堆積することでレンズ層13の表面に形成される凹部14の形状を、凹部12の形状により近いものとすることができる。
Although depending on the state of the
本実施形態では、上述のように、レンズ層13の材料を堆積することでレンズ層13の表面に凹部12の形状が反映された凹部14が形成される。そのため、レンズ層13をより厚く形成して表面の凹凸を緩和した後、図7(b)と同様にレンズ層13にエッチングを施して凹部14を形成する場合と比べて、フォトリソグラフィ工程およびエッチング工程を不要とすることができる。これにより、生産性を向上できるので、コスト競争力を高めることができる。
In the present embodiment, as described above, the
次に、図7(d)に示すように、レンズ層13の表面を覆い凹部12を埋め込むように、光透過性を有し、レンズ層13よりも大きい光屈折率を有する無機材料を堆積してレンズ層15を形成する。レンズ層15は、例えばCVD法を用いて形成することができる。レンズ層15は、複数回に分けて材料を堆積して形成するようにしてもよい。レンズ層13上に略同一の厚さでレンズ層15を形成することにより、レンズ層15の表面に凹部14の形状が反映される。そして、凹部14にレンズ層15の材料が埋め込まれることにより、マイクロレンズML2が構成される。
Next, as shown in FIG. 7 (d), an inorganic material having light transmissivity and a higher refractive index than that of the
次に、図7(e)に示すように、レンズ層15に対して平坦化処理を施す。平坦化処理では、例えば、CMP(Chemical Mechanical Polishing)処理などを用いて、レンズ層15の上層の凹凸が形成された部分を研磨して除去することにより、レンズ層15の上面を平坦化する。そして、レンズ層15を覆うように、光透過性を有し、例えば基板11と同程度の光屈折率を有する無機材料を堆積して光路長調整層16を形成する。光路長調整層16は、例えばCVD法を用いて形成することができる。以上により、マイクロレンズアレイ基板10が完成する。
Next, as shown in FIG. 7E, 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
なお、上記のマイクロレンズML1は、凹部12の周縁部に傾斜面を有する構成であったが、凹部12の周縁部に傾斜面を有しておらず、凹部12全体が曲面部で構成されていてもよい。この場合には、凹部12を形成する際に制御膜70を設けなくてもよい。また、凹部12全体が曲面部で構成されている場合には、凹部14も全体が曲面部で構成されたものとなる。
The microlens ML1 has a configuration having an inclined surface at the peripheral portion of the
(第2の実施形態)
<電気光学装置>
第2の実施形態に係る電気光学装置としての液晶装置は、第1の実施形態に対して、マイクロレンズアレイ基板の構成が異なる。第2の実施形態に係る液晶装置1Aおよびマイクロレンズアレイ基板60の構成について、図8を参照して説明する。図8は、第2の実施形態に係る液晶装置の構成を示す概略断面図である。詳しくは、図8は、図1のA−A’線に沿った概略断面図に相当する。第1の実施形態と共通する構成要素については、同一の符号を付しその説明を省略する。
(Second Embodiment)
<Electro-optical device>
The liquid crystal device as the electro-optical device according to the second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the microlens array substrate. The configurations of the
図8に示すように、第2の実施形態に係る液晶装置1Aは、素子基板20と、対向基板30Aと、シール材42(図示しない)と、液晶層40とを備えている。対向基板30Aは、第2の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板60と、遮光層32と、保護層33と、共通電極34と、配向膜35とを備えている。
As shown in FIG. 8, the
第2の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板60は、1段目のマイクロレンズML1および2段目のマイクロレンズML2の2段のマイクロレンズを備えている。マイクロレンズアレイ基板60は、基板61と、第1の透光層としてのレンズ層62と、第2の透光層としてのレンズ層64と、第3の透光層としての平坦化層66と、を備えている。
The
基板61は、例えば、ガラスや石英などの光透過性を有する無機材料からなる。レンズ層62は、基板61の液晶層40側の面である第1の面としての面61aに設けられている。レンズ層62は、複数の第1の凸部としての凸部63を有している。凸部63の断面形状は、例えば、略楕円球面状となっている。レンズ層62は、光透過性を有し、基板61よりも光屈折率が大きい、例えばSiONなどの無機材料からなる。
The
各凸部63は、画素P毎に設けられ、第1のレンズ面としてのレンズ面63aを有している。凸部63のレンズ面63aがレンズ層64で覆われることにより、液晶層40側に膨らむ凸形状のマイクロレンズML1が構成される。また、複数のマイクロレンズML1によりマイクロレンズアレイMLA1が構成される。
Each
レンズ層64は、レンズ層62の表面を覆うように、凸部63の厚さよりも厚く形成されている。レンズ層64は、光透過性を有し、レンズ層62よりも光屈折率が小さい、例えばSiONなどの無機材料からなる。レンズ層64は、その表面(レンズ層62とは反対側の面)に、凸部63の形状が反映された複数の第2の凸部としての凸部65を有している。凸部65は、凸部63と平面視で重なるように配置されており、凸部63と類似した断面形状を有している。
The
各凸部65は、第2のレンズ面としてのレンズ面65aを有している。凸部65のレンズ面65aが平坦化層66で覆われることにより、液晶層40側に膨らむ凸形状のマイクロレンズML2が構成される。また、複数のマイクロレンズML2によりマイクロレンズアレイMLA2が構成される。マイクロレンズML1とマイクロレンズML2とは、画素Pに対応して、互いに平面視で重なるように配置されている。
Each
平坦化層66は、レンズ層64の表面を覆うように、凸部65の厚さよりも厚く形成されている。平坦化層66は、光透過性を有し、レンズ層64よりも光屈折率が小さい、例えばSiO2などの無機材料からなる。平坦化層66の表面は、基板61の面61aに略平行で平坦な面となっている。平坦化層66は、マイクロレンズML2から遮光層26までの距離を所望の値に合わせる光路長調整層としての機能を有する。
The
マイクロレンズML1(レンズ面63a)の中心に入射した平行光L1は、直進してマイクロレンズML2(レンズ面65a)の中心に入射し、そのまま直進して画素Pの開口部T内を透過し素子基板20側に射出される。
The parallel light L1 incident on the center of the microlens ML1 (
マイクロレンズML1の端部に入射した平行光L2は、仮にそのまま直進した場合、破線で示すように遮光層26で遮光されてしまうが、レンズ層62とレンズ層64との間の光屈折率の差(正の屈折力)により、マイクロレンズML1の中心側へ屈折してマイクロレンズML2に入射する。そして、マイクロレンズML2に入射した光L2は、レンズ層64と平坦化層66との間の光屈折率の差(正の屈折力)により、マイクロレンズML2の中心側へさらに屈折し、画素Pの開口部T内を透過して素子基板20側に射出される。
If the parallel light L2 incident on the end of the microlens ML1 goes straight as it is, it 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斜め光L3は、仮にそのまま直進した場合、破線で示すように遮光層32で遮光されてしまうが、レンズ層62とレンズ層64との間の光屈折率の差(正の屈折力)により、マイクロレンズML1の中心側へ屈折してマイクロレンズML2に入射する。マイクロレンズML2に入射した光L3は、仮にそのまま直進した場合、破線で示すように遮光層26で遮光されてしまうが、レンズ層64と平坦化層66との間の光屈折率の差(正の屈折力)により、マイクロレンズML2の中心側へさらに屈折し、画素Pの開口部T内を透過して素子基板20側に射出される。
The oblique 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. Although the light is blocked by 32, the light is refracted toward the center of the microlens ML1 due to the difference in optical refractive index (positive refractive power) between the
このように、第2の実施形態に係る液晶装置1Aにおいても、そのまま直進した場合に遮光層32や遮光層26で遮光されてしまう平行光L2や斜め光L3を、2段のマイクロレンズML1,ML2の作用により、画素Pの開口部Tの中心側へ屈折させて開口部T内を透過させることができる。この結果、第1の実施形態と同様に、素子基板20側から射出される光の量を多くできるので、光の利用効率を高めることができる。
As described above, also in the
<マイクロレンズアレイ基板>
続いて、第2の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板60の詳細構成について、図9および図10を参照して説明する。図9は、第2の実施形態に係る液晶装置の遮光部およびマイクロレンズの形状と配置とを示す模式平面図である。図10は、第2の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板の構成を示す模式断面図である。なお、図10は、図8における1つの画素Pの部分拡大図に相当する。
<Microlens array substrate>
Next, a detailed configuration of the
図9に示すように、第2の実施形態に係る液晶装置1Aには、第1の実施形態に係る液晶装置1と同様に、遮光部Sが略格子状に設けられており、遮光部Sは複数の画素Pの各々に対応する開口部Tを有している。
As shown in FIG. 9, in the
X方向およびY方向において隣り合うマイクロレンズML1(凸部63)同士およびマイクロレンズML2(凸部65)同士は互いに接続されている。対角線に沿った方向(W方向)において隣り合うマイクロレンズML1(凸部63)同士およびマイクロレンズML2(凸部65)同士は、それぞれ互いに離間されている。 The microlenses ML1 (convex portions 63) and the microlenses ML2 (convex portions 65) adjacent to each other in the X direction and the Y direction are connected to each other. Microlenses ML1 (convex portions 63) and microlenses ML2 (convex portions 65) adjacent to each other in the direction along the diagonal line (W direction) are separated from each other.
マイクロレンズML1(凸部63)およびマイクロレンズML2(凸部65)の平面形状は略矩形であり、4隅の角部が丸く形成されている。W方向における凸部63の径(長さ)をF1とし、凸部65の径(長さ)をF2とすると、F1≦F2である。図9に示す例では、F1<F2となっている。なお、第2の実施形態では、W方向において隣り合うマイクロレンズML1(凸部63)同士およびマイクロレンズML2(凸部65)同士が互いに接続されていてもよい。
The planar shape of the microlens ML1 (convex portion 63) and the microlens ML2 (convex portion 65) is substantially rectangular, and four corners are rounded. When the diameter (length) of the
図10に示すように、凸部63の厚さ、すなわち、マイクロレンズML1の厚さをH2とし、レンズ層62のうち凸部63の厚さH2を除いた厚さをH1とする。レンズ層62の最も厚い部分の厚さは、H1+H2となる。そして、凸部65の厚さ、すなわち、マイクロレンズML2の厚さをH4とし、凸部65(レンズ面65a)の中心におけるレンズ層64の厚さから凸部65の厚さH4を除いた厚さをH3とする。レンズ層64における凸部63の頂点(レンズ面63aの中心)から凸部65の頂点(レンズ面65aの中心)までの部分の厚さは、H3+H4となる。また、平坦化層66の厚さをH5とする。
As shown in FIG. 10, the thickness of the
画素Pのピッチが10μmである場合、レンズ層62のうち凸部63の厚さH2を除いた厚さH1は、例えば、4.5μm程度である。凸部63の厚さH2は、例えば、2.6μm程度である。レンズ層64における凸部63の頂点から凸部65の頂点までの部分の厚さH3+H4は、例えば、3.0μm程度である。凸部65の厚さH4は、凸部63の厚さH2に対して、H2≧H4となっている。また、平坦化層66の厚さH5は、例えば、6.0μm程度である。
When the pitch of the pixels P is 10 μm, the thickness H1 of the
基板61が石英で構成されている場合、基板61の光屈折率は、1.46程度である。これに対して、レンズ層62の光屈折率は、例えば1.70程度であり、レンズ層64の光屈折率は、例えば1.60程度である。平坦化層66の光屈折率は、基板61の光屈折率の同程度とするが、レンズ層62,64の光屈折率よりも小さければ、基板61の光屈折率よりも大きくてもよい。なお、上述した各数値は一例を示すものであり、これらの数値はマイクロレンズML1,ML2に要求される光学特性に基づいて適宜設定される。
When the
マイクロレンズML1のレンズ面63aの位置G1(第1の位置)における接平面の法線(第1の法線)をK1とする。そして、マイクロレンズML2のレンズ面65aの位置G2(第2の位置)における接平面の法線(第2の法線)であって、レンズ面63aの位置G1を通過する直線をK2とする。なお、マイクロレンズML1(レンズ面63a)の中心とマイクロレンズML2(レンズ面65a)の中心とは平面視で画素Pの中心と重なるように配置されており、光軸Axは法線方向に平行であるものとする。
The normal line (first normal line) of the tangent plane at the position G1 (first position) of the
基板61側からマイクロレンズML1に入射して、法線K1よりも光軸Ax側から外側(光軸Axから遠ざかる側)に向かって位置G1に入射した斜め光L4は、レンズ層64の光屈折率がレンズ層62の光屈折率よりも小さいため、レンズ面63aにおける屈折角が入射角よりも大きくなるので、斜め光L4は破線で示す光路よりも外側へ屈折する。
The oblique light L4 that is incident on the microlens ML1 from the
外側へ屈折した斜め光L4は、レンズ層64における法線K2よりも内側を透過して、位置G2よりも内側の位置に入射する。平坦化層66の光屈折率はレンズ層64の光屈折率よりも小さいため、レンズ面65aにおける屈折角が入射角よりも大きくなるので、斜め光L4は破線で示す光路よりも内側(光軸Axに近付く側)へ屈折する。これにより、マイクロレンズML1で光軸Axに対して傾きが大きくなる方向に屈折した斜め光L4は、マイクロレンズML2で傾きが小さくなる方向に屈折して戻されるので、画素Pの開口部T内を透過することができ、光軸Axに対する角度が小さく抑えられる。
The oblique light L4 refracted to the outside passes through the inner side of the normal line K2 in the
なお、斜め光L4のように法線K1よりも光軸Ax側から外側に向かって位置G1に入射した場合でも、レンズ層64における法線K2よりも外側を透過して位置G2よりも外側の位置に入射する斜め光は、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2とで同じ外側に屈折する。しかしながら、入射光が図6に示すように光軸Axに対する角度が小さい(例えば、5°程度)斜め光が最も多くなるような分布を有していれば、このような斜め光は少なく、斜め光L4のようにマイクロレンズML2で屈折して内側へ戻される斜め光が多く存在することとなる。
Even when the light enters the position G1 from the optical axis Ax side toward the outside from the normal line K1 as in the oblique light L4, the light passes through the outside of the normal line K2 in the
一方、光軸Axに対して法線K1よりも外側から内側(光軸Axに近付く側)に向かって位置G1に入射した斜め光L5は、破線で示す光路よりも内側へ屈折し、レンズ層64における法線K2よりも内側を透過して、レンズ面65aで同じ側へ屈折する。この場合、斜め光L5は、マイクロレンズML1とマイクロレンズML2とで同じ側、すなわち、光軸Axに対する角度が大きくなる側に屈折される。しかしながら、入射光が図6に示すように光軸Axに対する角度が小さい斜め光が最も多くなるような分布を有していれば、斜め光L5のようにマイクロレンズML1とマイクロレンズML2とで同じ側に屈折したとしても、マイクロレンズML2から射出される際の光軸Axに対する角度が過度に大きくなることはない。
On the other hand, the oblique light L5 incident on the position G1 from the outside of the normal line K1 to the inside (side approaching the optical axis Ax) with respect to the optical axis Ax is refracted inward from the optical path indicated by the broken line, and the lens layer The light passes through the inner side of the normal line K2 at 64 and is refracted to the same side by the
<マイクロレンズアレイ基板の製造方法>
次に、第2の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板60の製造方法を説明する。図11は、第2の実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板の製造方法を示す概略断面図である。詳しくは、図11の各図は、図3のA−A’線に沿った概略断面図に相当し、図3とは上下方向(Z方向)が反転している。
<Manufacturing method of microlens array substrate>
Next, a method for manufacturing the
まず、図11(a)に示すように、石英などからなる光透過性を有する基板61の面61aに、光透過性を有し、基板61よりも大きい光屈折率を有する無機材料を堆積してレンズ材料層62aを形成する。レンズ材料層62aは、例えばCVD法を用いて形成することができる。
First, as shown in FIG. 11A, an inorganic material having light transmittance and a light refractive index larger than that of the
続いて、レンズ材料層62a上に、レジスト層74を形成する。レジスト層74は、例えば、露光部分が現像により除去されるポジ型の感光性レジストで形成する。レジスト層74は、例えば、スピンコート法やロールコート法などで形成することができる。そして、図示を省略するが、凸部63が形成される位置に対応して遮光部が設けられたマスクを介して、レジスト層74を露光して現像することにより、後の工程で凸部63が形成される位置に対応する部分が残留する。図11(a)には、レジスト層74の現像後の状態を示している。
Subsequently, a resist
レジスト層74の残留部分の平面形状は、例えば、4隅の角部が丸く形成された略矩形状である。なお、残留部分の4隅の角部を丸く形成する方法は、レジスト層74を露光する際のマスクにおいて4隅の角部を丸くしてもよいし、マスクでは矩形の状態としてレジスト層74を露光する際に4隅の角部を丸く形成するようにしてもよい。
The planar shape of the remaining portion of the resist
次に、レジスト層74の残留部分にリフロー処理などの加熱処理を施すことにより、残留部分を軟化(溶融)させる。溶融した残留部分は、流動状態となり、表面張力の作用で表面が曲面状に変形する。これにより、図11(b)に示すように、レンズ材料層62a上に略楕円球面状の凸部75が形成される。凸部75の底部側(レンズ材料層62a側)は平面視で4隅の角部が丸い略矩形状であるが、凸部75の略球面状の先端側(上方)は平面視で略同心円状に形成される。
Next, the remaining portion of the resist
次に、凸部75とレンズ材料層62aとに上方側から、例えば、ドライエッチングなどの異方性エッチングを施す。これにより、図11(c)に示すように、レジストからなる凸部75が徐々に除去され、凸部75の除去に伴ってレンズ材料層62aの露出する部分がエッチングされる。この結果、レンズ材料層62aに凸部75の形状が転写されて、凸部62bが形成される。本工程では、異方性エッチングにおける凸部75の材料(レジスト)のエッチングレートとレンズ材料層62aの材料のエッチングレートとを略同一にできる条件とすることで、凸部75と凸部62bとを略同一の形状とすることができる。
Next, anisotropic etching such as dry etching is performed on the
次に、図11(d)に示すように、凸部62b(レンズ材料層62a)と同じ材料を、例えばCVD法を用いて、基板61と凸部62bとを覆うように堆積させる。これにより、凸部62bに対応する凸部63を有するレンズ層62が形成される。この結果、X方向およびY方向において隣り合う凸部63同士は互いに接続される。W方向において隣り合う凸部63同士は互いに離間される(図9参照)。
Next, as shown in FIG. 11D, the same material as the
なお、図11(b)に示すレジスト層74の残留部分から凸部75の形状に加工する際に、加熱処理の条件調整などにより凸部75を凸部63と同じ形状とし、図11(c)に示す異方性エッチングを施す工程で凸部75の形状を転写して凸部63を有するレンズ層62を形成してもよい。このようにすれば、図11(d)に示す工程を省略できる。また、レジスト層74に、例えば、グレイスケールマスクや面積階調マスクを用いて露光する方法、多段階露光する方法などを用いて、レジスト層74から凸部75の形状に加工するようにしてもよい。
When processing the remaining portion of the resist
次に、図11(e)に示すように、レンズ層62を覆うように、光透過性を有し、レンズ層62よりも小さい光屈折率を有する無機材料を堆積してレンズ層64を形成する。レンズ層62の凸部63をレンズ層64で覆うことにより、マイクロレンズML1が構成される。そして、レンズ層62上に略同一の厚さでレンズ層64を形成することにより、レンズ層64の表面に凸部63の形状が反映された凸部65が形成される。レンズ層64の材料の付き回り状態にもよるが、凸部65の径F2は凸部63の径F1以上となり(図9参照)、凸部65の厚さH4は凸部63の深さH2以下となる(図10参照)。
Next, as shown in FIG. 11E, a
本実施形態でも、上述のように、レンズ層64の材料を堆積することでレンズ層64の表面に凸部63の形状が反映された凸部65が形成される。そのため、レンズ層64をより厚く形成して表面の凹凸を緩和した後、図11(a)〜(d)と同様の工程で凸部65を形成する場合と比べて、フォトリソグラフィ工程、熱処理工程、およびエッチング工程を不要とすることができる。これにより、生産性を向上できるので、コスト競争力を高めることができる。
Also in this embodiment, as described above, the
次に、図11(f)に示すように、レンズ層64を覆うように、光透過性を有し、例えば基板61と同程度の光屈折率を有する無機材料を堆積して平坦化層66を形成する。そして、平坦化層66に対して平坦化処理を施す。レンズ層64の凸部65を平坦化層66で覆うことにより、マイクロレンズML2が構成される。以上により、マイクロレンズアレイ基板60が完成する。
Next, as shown in FIG. 11 (f), an inorganic material having a light transmission property and having a light refractive index similar to that of the
(第3の実施形態)
<電子機器>
次に、第3の実施形態に係る電子機器について図12を参照して説明する。図12は、第3の実施形態に係る電子機器としてのプロジェクターの構成を示す概略図である。
(Third embodiment)
<Electronic equipment>
Next, an electronic apparatus according to a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a configuration of a projector as an electronic apparatus according to the third embodiment.
図12に示すように、第3の実施形態に係る電子機器としてのプロジェクター(投写型表示装置)100は、偏光照明装置110と、2つのダイクロイックミラー104,105と、3つの反射ミラー106,107,108と、5つのリレーレンズ111,112,113,114,115と、3つの液晶ライトバルブ121,122,123と、クロスダイクロイックプリズム116と、投写レンズ117とを備えている。
As shown in FIG. 12, a projector (projection display device) 100 as an electronic apparatus according to the third 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、上記実施形態に係る液晶装置1または液晶装置1Aが適用されたものである。
The liquid crystal
第3の実施形態に係るプロジェクター100の構成によれば、複数の画素Pが高精細に配置されていても、明るい表示と優れた表示品質とを得ることができる液晶装置1を備えているので、明るくてコントラストが良好な画像を表示できるプロジェクター100を提供することができる。
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)
上述した液晶装置1,1Aでは、マイクロレンズアレイ基板10,60を対向基板30,30Aに備えていたが、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、マイクロレンズアレイ基板10,60を素子基板20に備えた構成としてもよい。
(Modification 1)
In the
(変形例2)
上述したマイクロレンズアレイ基板10,60では、レンズ層13,15,62,64が無機材料で構成されていたが、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、レンズ層13,15,62,64が樹脂材料で構成されていてもよい。しかしながら、レンズ層13,15,62,64の材料としては、樹脂材料と比べて耐熱性や耐候性に優れた無機材料が好ましい。
(Modification 2)
In the
(変形例3)
上述したマイクロレンズアレイ基板10では、凹部12の中央部が曲面部であり、曲面部を囲む周縁部が傾斜面となっていたが、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、凹部12の中央部に平坦部を有し、平坦部の周囲が曲面部であり、曲面部を囲む周縁部が傾斜面となっていてもよい。
(Modification 3)
In the
(変形例4)
上述した液晶装置1,1Aを適用可能な電子機器は、プロジェクター100やビデオカメラ200に限定されない。液晶装置1は、例えば、投写型のHUD(ヘッドアップディスプレイ)や直視型のHMD(ヘッドマウントディスプレイ)、または電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型のビデオカメラ、カーナビゲーションシステム、電子手帳、POSなどの情報端末機器の表示部として好適に用いることができる。
(Modification 4)
Electronic devices to which the above-described
1,1A…液晶装置(電気光学装置)、10,60…マイクロレンズアレイ基板、11,61…基板、11a,61a…面(第1の面)、12…凹部(第1の凹部)、13,62…レンズ層(第1の透光層)、13a,63a…レンズ面(第1のレンズ面)、14…凹部(第2の凹部)、15,64…レンズ層(第2の透光層)、15a,65a…レンズ面(第2のレンズ面)、63…凸部(第1の凸部)、65…凸部(第2の凸部)、66…平坦化層(第3の透光層)、20…素子基板(第1の基板)、30,30A…対向基板(第2の基板)、40…液晶層(電気光学層)、100…プロジェクター(電子機器)、Ax…光軸(第1の軸)、C1,G1…位置(第1の位置)、C2,G2…位置(第2の位置)、K1,V1…法線(第1の法線)、K2,V2…法線(第2の法線)、P…画素、S…遮光部、T…開口部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1の面を覆い前記第1の凹部を埋め込むように設けられ、前記第1の凹部と接する第1のレンズ面と、前記第1のレンズ面と平面視で重なるように表面に形成された第2の凹部と、を有する第1の透光層と、
前記第1の透光層を覆い前記第2の凹部を埋め込むように設けられ、前記第2の凹部と接する第2のレンズ面と、略平坦な表面と、を有する第2の透光層と、を備え、
前記第2の凹部の深さは前記第1の凹部の深さ以下であり、
前記第2の凹部の径は前記第1の凹部の径以下であり、
前記第1の透光層の屈折率は前記基板の屈折率よりも大きく、
前記第2の透光層の屈折率は前記第1の透光層の屈折率よりも大きく、
前記第1の凹部と接する前記第1のレンズ面の中心と、前記第2の凹部と接する前記第2のレンズ面の中心とを結ぶ直線を第1の軸とし、
前記第1のレンズ面の第1の位置における接平面の法線を第1の法線とし、
前記第2のレンズ面の第2の位置における接平面の法線であって、前記第1の位置を通過する直線を第2の法線とすると、
前記基板側から前記第1の軸に対して斜めに入射する光であって、前記第1の法線よりも前記第1の軸側から前記第1のレンズ面の前記第1の位置に入射し、前記第1の透光層を透過して、前記第2の法線よりも前記第1の軸側で前記第2のレンズ面に入射する前記光は、前記第1の軸に対して、前記第1のレンズ面で屈折した側とは反対側に前記第2のレンズ面で屈折して、前記第1の軸の方向に前記光の向きを変えることを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。 A substrate having a first recess on a first surface;
The first lens surface is provided so as to cover the first surface and embed the first concave portion, and is formed on the surface so as to overlap the first lens surface in plan view with the first lens surface in contact with the first concave portion. A first translucent layer having a second recess,
A second light-transmitting layer provided to cover the first light-transmitting layer and to embed the second recess, and to have a second lens surface in contact with the second recess and a substantially flat surface; With
A depth of the second recess is equal to or less than a depth of the first recess;
The diameter of the second recess is not more than the diameter of the first recess,
The refractive index of the first light transmitting layer is larger than the refractive index of the substrate,
The refractive index of the second light transmitting layer is greatly than the refractive index of the first light-transmitting layer,
The straight line connecting the center of the front Symbol first lens surface in contact with said first recess and a center of the second lens surface in contact with the second recess and the first axis,
The normal of the tangent plane at the first position of the first lens surface is the first normal,
A normal line of a tangent plane at a second position of the second lens surface, and a straight line passing through the first position is defined as a second normal line.
Light obliquely incident on the first axis from the substrate side and incident on the first position of the first lens surface from the first axis side with respect to the first normal line Then, the light transmitted through the first light-transmitting layer and incident on the second lens surface on the first axis side with respect to the second normal line is relative to the first axis. A microlens array substrate characterized in that the light is refracted by the second lens surface opposite to the side refracted by the first lens surface, and the direction of the light is changed in the direction of the first axis. .
前記第1の凹部および前記第2の凹部は、断面視において端部から中央部に向かって傾斜する傾斜面を有していることを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。
The microlens array substrate according to claim 1,
The microlens array substrate, wherein the first concave portion and the second concave portion have inclined surfaces inclined from an end portion toward a central portion in a sectional view.
前記第1の面に設けられ、第1のレンズ面を有する第1の凸部が表面に形成された第1の透光層と、
前記第1の透光層を覆うように設けられ、第2のレンズ面を有する第2の凸部が前記第1の凸部と平面視で重なるように表面に形成された第2の透光層と、
前記第2の透光層を覆うように設けられ、略平坦な表面を有する第3の透光層と、を備え、
前記第2の凸部の高さは前記第1の凸部の高さ以下であり、
前記第2の凸部の径は前記第1の凸部の径以上であり、
前記第1の透光層の屈折率は前記基板の屈折率よりも大きく、
前記第2の透光層の屈折率は前記第1の透光層の屈折率よりも小さく、
前記第3の透光層の屈折率は前記第2の透光層の屈折率よりも小さく、
前記第1の凸部の前記第1のレンズ面の中心と、前記第2の凸部の前記第2のレンズ面の中心とを結ぶ直線を第1の軸とし、
前記第1のレンズ面の第1の位置における接平面の法線を第1の法線とし、
前記第2のレンズ面の第2の位置における接平面の法線であって、前記第1の位置を通過する直線を第2の法線とすると、
前記基板側から前記第1の軸に対して斜めに入射する光であって、前記第1の法線よりも前記第1の軸側から前記第1のレンズ面の前記第1の位置に入射し、前記第2の透光層を透過して、前記第2の法線よりも前記第1の軸側で前記第2のレンズ面に入射する前記光は、前記第1の軸に対して、前記第1のレンズ面で屈折した側とは反対側に前記第2のレンズ面で屈折して、前記第1の軸の方向に前記光の向きを変えることを特徴とするマイクロレンズアレイ基板。 A substrate having a first surface;
A first translucent layer provided on the first surface and having a first convex portion having a first lens surface formed on the surface;
A second light-transmitting surface that is provided so as to cover the first light-transmitting layer and is formed on the surface so that a second convex portion having a second lens surface overlaps the first convex portion in plan view. Layers,
A third light-transmitting layer provided to cover the second light-transmitting layer and having a substantially flat surface,
The height of the second convex portion is not more than the height of the first convex portion,
The diameter of the second convex part is not less than the diameter of the first convex part,
The refractive index of the first light transmitting layer is larger than the refractive index of the substrate,
The refractive index of the second light transmitting layer is smaller than the refractive index of the first light transmitting layer,
The refractive index of the third light transmitting layer is minor than the refractive index of the second light transmitting layer,
A straight line connecting the center of the first lens surface of the first convex portion and the center of the second lens surface of the second convex portion is a first axis,
The normal of the tangent plane at the first position of the first lens surface is the first normal,
A normal line of a tangent plane at a second position of the second lens surface, and a straight line passing through the first position is defined as a second normal line.
Light obliquely incident on the first axis from the substrate side and incident on the first position of the first lens surface from the first axis side with respect to the first normal line Then, the light transmitted through the second light-transmitting layer and incident on the second lens surface on the first axis side with respect to the second normal line is relative to the first axis. A microlens array substrate characterized in that the light is refracted by the second lens surface opposite to the side refracted by the first lens surface, and the direction of the light is changed in the direction of the first axis. .
前記第1の基板と対向するように配置された第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置された電気光学層と、を備え、
請求項1から3のいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイ基板を前記第2の基板に備えていることを特徴とする電気光学装置。 A first substrate;
A second substrate disposed to face the first substrate;
An electro-optic layer disposed between the first substrate and the second substrate,
Electro-optical device characterized in that it comprises a microlens array substrate according to the second substrate to any one of claims 1 to 3.
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