JPH11153704A - マイクロレンズ基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】集光光学系の平行光の平行度の悪い集光光学系
を用いた液晶プロジェクション装置においても、入射し
た光を損失することなく出射させる集光効率の損なうこ
とのない、ピッチの精細なマイクロレンズ基板２２を提
供すること。 【解決手段】透明基板上３３の片面に、透明高屈折率材
料３７を用いたマイクロレンズ３２、低い屈折率を有す
る透明接着剤層３１、透明薄板３０、マイクロレンズ周
縁部間の上方に位置する箇所にブラックマトリックス層
２９、透明電極層２８を順次積層したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶プロジェクシ
ョン装置などに用いる透明基板上に複数のマイクロレン
ズを形成したマイクロレンズ基板及びその製造方法に関
するものであり、特にレンズのピッチが精細で、集光効
率の良好なマイクロレンズ基板及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図６は、液晶プロジェクション装置の一
例を示す断面図であるが、液晶プロジェクション装置
は、光源（５０）、集光レンズ（６０）からなる集光光
学系（６１）、液晶表示パネル（１）、及び投写レンズ
（８０）などで構成されている。光源（５０）に要求さ
れる性能としては演色性、効率、寿命などがあげられ、
ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、短アークキセ
ノンランプなどが用いられている。

【０００３】集光光学系（６１）は光源（５０）からの
光を集光レンズ（６０）で集光し、光軸（Ｏ−Ｏ’）に
平行な平行光（７０）として液晶表示パネル（１）を照
射するものである。ライトバルブとしての液晶表示パネ
ル（１）を通過した光は投写レンズ（８０）により、例
えば、スクリーン（図示せず）上に投写されるものであ
る。

【０００４】この平行光（７０）は、液晶表示パネル
（１）を構成しているマイクロレンズに入射し、マイク
ロレンズからは光軸（Ｏ−Ｏ’）に対し、ある角度をも
って出射しているが、投写レンズ（８０）はマイクロレ
ンズから出射した光を集光し、スクリーン上に投写する
ものである。

【０００５】図７は、このような液晶プロジェクション
装置に使用される液晶表示パネル（１）の一例を拡大し
て示す断面図である。図７に示すように、液晶表示パネ
ル（１）はマイクロレンズ基板（２）、液晶（７）、及
びＴＦＴ基板（３）などで構成されている。マイクロレ
ンズ基板（２）は、透明基板（１３）、マイクロレンズ
（１２）、透明接着剤層（１１）、透明薄板（１０）、
及び透明電極層（８）などで構成されており、このマイ
クロレンズ（１２）はドライエッチング法により形成さ
れたものである。また、ＴＦＴ基板（３）は、透明基板
（４）、ＴＦＴ基板上のブラックマトリックス（５）、
及び透明電極層（６）などで構成されている。

【０００６】図７に示すように、図６に示す集光光学系
（６１）からの光軸（Ｏ−Ｏ’）に平行な平行光（７
０）は、液晶表示パネル（１）の全面を照射しているも
のであるが、図７中央のマイクロレンズ（１２）の左側
周縁部からの光（１４Ｌ）及び右側周縁部からの光（１
４Ｒ）は、マイクロレンズ（１２）により屈折され実線
で示すように、ＴＦＴ基板上のブラックマトリックス
（５）間の開口部を通過し集光している。

【０００７】図７において、平行光（７０）の平行度が
不十分であると、例えば、図７に示すように、角度α’
以上をもった斜めの平行光の際には、点線で示す右側周
縁部からの光（１５Ｒ）より右方へ屈折され、ＴＦＴ基
板上のブラックマトリックス（５）により遮光されてし
まうことになる。このように、平行光（７０）の平行度
が不十分な集光光学系（６１）においては、角度α’以
上をもった斜めの平行光はＴＦＴ基板上のブラックマト
リックス（５）により遮光されてしまうことになり、マ
イクロレンズ（１２）から出射さる光が減少してしまう
ものである。

【０００８】すなわち、液晶プロジェクション装置に使
用される液晶表示パネル（１）においては、ＴＦＴ基板
上のブラックマトリックス（５）が配置されているの
で、斜めの平行光はＴＦＴ基板上のブラックマトリック
ス（５）により遮光されてしまうことになる。これは液
晶表示パネル（１）を構成するマイクロレンズ基板
（２）の使命である、入射した光を損失することなくＴ
ＦＴ基板上のブラックマトリックス（５）間の開口部か
ら出射させる機能、すなわち、集光効率を損なうものと
なる。

【０００９】図７におけるマイクロレンズ（１２）はド
ライエッチング法により形成されたものであるが、この
ようなマイクロレンズを製造する方法としては、ドライ
エッチング法の他に、例えば、イオン拡散法がある。集
光光学系（６１）の平行光（７０）の平行度が不十分な
際には、イオン拡散法により形成されたマイクロレンズ
においても、上記ドライエッチング法により形成された
マイクロレンズにおけると同様な問題を含んでいるもの
である。

【００１０】また、このイオン拡散法は、透明ガラス基
板にイオンを拡散させ透明ガラス基板の屈折率を部分的
に変化させ、マイクロレンズの機能をもたせたものであ
るが、イオン拡散の度合いを精度よく制御することは困
難なため、図７に示すマイクロレンズのピッチ（Ｕ）に
相当するイオン拡散法におけるマイクロレンズのピッチ
の精細さは約３０μｍ程度が限度となっているものであ
る。

【００１１】図８は、図７における斜めの平行光がＴＦ
Ｔ基板上のブラックマトリックス（５）により遮光され
る状態を具体的に示す説明図である。図８において、透
明基板（１３）の元の厚みは、透明基板（１３）にマイ
クロレンズの頂点の高さ（Ｖ）を加えたものであり、マ
イクロレンズ（１２）は元の厚みの透明基板からドライ
エッチング法により形成されたものであるので、マイク
ロレンズ（１２）と透明基板（１３）とは同一の屈折率
を有している。

【００１２】また、図７における透明薄板（１０）、透
明電極層（８）、液晶（７）、透明電極層（６）、及び
透明基板（４）などは説明を簡略にするために、均質な
透明接着剤層（１１）と設定した。この透明接着剤層
（１１）の屈折率はマイクロレンズ（１２）の屈折率よ
り小さな値のものを用い、マイクロレンズ（１２）に凸
レンズの機能をもたせるものである。

【００１３】マイクロレンズの周縁部間の上方に位置す
る箇所（Ｈ及びＭ）にはＴＦＴ基板上のブラックマトリ
ックス（５）が配置されている。また、ＴＦＴ基板上の
ブラックマトリックス（５）部における中心点はＢであ
る。マイクロレンズ（１２）に入射した光軸（Ｏ−
Ｏ’）に平行な平行光で、光軸上の光は、Ｏよりマイク
ロレンズの中心点（Ａ）、マイクロレンズの頂点
（Ｐ），ＴＦＴ基板上のブラックマトリックス（５）部
における中心点（Ｂ）を経て、焦点（Ｃ）に至る。ま
た、マイクロレンズ（１２）に入射した光軸（Ｏ−
Ｏ’）に平行な平行光で、光軸の近傍の近軸光線（図示
せず）は、マイクロレンズ（１２）の円弧状表面で屈折
され焦点（Ｃ）に至る。

【００１４】また、マイクロレンズ（１２）に入射した
光軸（Ｏ−Ｏ’）に平行な平行光で、マイクロレンズ
（１２）の左側周縁部からの光（１４Ｌ）及び右側周縁
部からの光（１４Ｒ）は、マイクロレンズの両周縁部
（Ｅ、Ｇ）で屈折され実線で示すように、ＴＦＴ基板上
のブラックマトリックス（５）間の開口部のＪ点及びＫ
点を経て、焦点（Ｃ）に至るものである。尚、説明を簡
略にするために、球面収差による焦点の移動はないもの
としている。

【００１５】図８において、マイクロレンズのピッチは
Ｕ、マイクロレンズの頂点（Ｐ）の高さはＶ、マイクロ
レンズの曲率半径はｒであり、また、Ｈ〜Ｉ、及びＬ〜
ＭはＴＦＴ基板上のブラックマトリックス（５）の幅
を、Ｉ〜ＬはＴＦＴ基板上のブラックマトリックス
（５）間の開口部の大きさを示している。また、Ｔはマ
イクロレンズの中心点（Ａ）から焦点（Ｃ）までの距離
で焦点距離（ｆ）を示し、Ｓはマイクロレンズの中心点
（Ａ）からＴＦＴ基板上のブラックマトリックス（５）
までの距離、ＱはＴＦＴ基板上のブラックマトリックス
（５）から焦点（Ｃ）までの距離を示している。

【００１６】１５Ｌ及び１５Ｒは、マイクロレンズの光
軸（Ｏ−Ｏ’）から角度α’斜めに入射する平行光で、
マイクロレンズの両周縁部を通る光を示し、点線はその
光路、Ｃ’はその焦点を示している。

【００１７】このマイクロレンズの焦点距離は次式によ
り求められる。

【００１８】

【数１】

【００１９】ここで、例えば、Ｕは約２０μｍ，Ｖは約
５μｍとし、ｎ₁ は１．４２、ｎ₂は１．５２のものを
用いると、上式により、このマイクロレンズの焦点距離
ｆ＝約１７８μｍ程度のものとなる。マイクロレンズ
（１２）に入射した光軸（Ｏ−Ｏ’）に平行な平行光
で、マイクロレンズ（１２）の左側周縁部からの光（１
４Ｌ）及び右側周縁部からの光（１４Ｒ）は、マイクロ
レンズの両周縁部（Ｅ、Ｇ）で屈折され実線で示すよう
に、ＴＦＴ基板上のブラックマトリックス（５）間の開
口部のＪ点及びＫ点を経て、光軸上の焦点（Ｃ）に焦光
する。

【００２０】前記のように、透明薄板（１０）、透明電
極層（８）、液晶（７）などは均質な透明接着剤層（１
１）と設定したが、各々の厚みは、各々約７０μｍ，約
０．２μｍ，約５μｍ，程度であり、また、透明接着剤
層（１１）の厚みはマイクロレンズ（１２）の頂点の高
さを含んで約１０μｍ程度であり、これらを合計して約
８５μｍ程度のものとなる。すなわち、マイクロレンズ
の中心点（Ａ）からＴＦＴ基板上のブラックマトリック
ス（５）までの距離（Ｓ）は、約８５μｍ程度のものと
なる。

【００２１】上記のように、マイクロレンズの焦点距離
は約１７８μｍ程度であり、マイクロレンズの中心点
（Ａ）からＴＦＴ基板上のブラックマトリックス（５）
までの距離（Ｓ）は、約８５μｍ程度のものであるの
で、ＴＦＴ基板上のブラックマトリックス（５）から焦
点（Ｃ）までの距離（Ｑ）は約９３μｍ程度になる。ま
た、マイクロレンズのピッチ（Ｕ）は約２０μｍである
ので、ＴＦＴ基板上のブラックマトリックス（５）部に
おける光束の幅（Ｊ〜Ｋ）は約１０．３μｍ程度のもの
となる。また、マイクロレンズのピッチ（Ｕ）は約２０
μｍであり、ＴＦＴ基板上のブラックマトリックス
（５）部の片側の大きさ、Ｈ〜Ｉ間、及びＬ〜Ｍ間が各
々約３μｍ程度のものであるので、ＴＦＴ基板上のブラ
ックマトリックス（５）部におけるブラックマトリック
ス間の開口部の大きさ（Ｉ〜Ｌ）は、約１４μｍ程度の
ものとなる。

【００２２】すなわち、開口部の大きさの約１４μｍ程
度に対し、光束の幅は約１０．３μｍ程度であるので、
ＴＦＴ基板上のブラックマトリックスにより光が遮光さ
れることはなく、マイクロレンズへの入射光は全てマイ
クロレンズから射出されることになる。また、この際の
マイクロレンズからの射出角は片側でθ’となる。θ’
＝∠ＥＣＡは、略ｔａｎ^-1（Ｕ／２）／ｆであり、約
３．２°程度のものとなる。

【００２３】図８の点線で示すように、マイクロレンズ
の光軸（Ｏ−Ｏ’）から角度α’斜めに入射する平行光
で、マイクロレンズの左側周縁部を通る光（１５Ｌ）
は、左側周縁部（Ｅ）にて屈折しＴＦＴ基板上のブラッ
クマトリックス（５）部の開口部を通過し焦点（Ｃ’）
に至る。一方、マイクロレンズの右側周縁部を通る光
（１５Ｒ）は、右側周縁部（Ｇ）にて屈折しＴＦＴ基板
上のブラックマトリックス（５）部のＬ点に接して焦点
（Ｃ’）に至るものである。すなわち、点線で示すマイ
クロレンズの光軸（Ｏ−Ｏ’）から角度α’斜めに入射
する平行光は焦点（Ｃ’）に集光する。

【００２４】図８における角度β’＝∠ＬＧＫは、右側
周縁部（Ｇ）にて屈折する光（１５Ｒ）が、この角度
β’以上大きく右方へ屈折するとＴＦＴ基板上のブラッ
クマトリックス（５）により遮光され、焦光効率を損な
うことを示すものである。この角度β’＝∠ＬＧＫは、
約ｔａｎ^-1（Ｋ〜Ｌ）／Ｓであり、約１．２°程度のも
のとなる。

【００２５】この角度β’は、マイクロレンズの光軸か
ら斜めに入射する平行光の傾き角度α’に略近似するの
で、焦光光学系（６１）からの平行光の平行度は約１．
２°以内の傾きであれば、マイクロレンズとして入射光
を損失させるものではないが、約１．２°以上の傾きで
あれば、マイクロレンズとして入射光を損失させること
を示すものである。このような入射光が損失する問題
は、前記イオン拡散法により形成されたマイクロレンズ
においても同様なものである。

【００２６】前記液晶表示パネル（１）に用いる集光光
学系（６１）の平行光の平行度を約１．２°以内の傾き
に留めると集光光学系が高価なものとなるので、平行光
の平行度は不十分なものへと緩和されてしまうものであ
り、マイクロレンズ基板の集光効率は損なわれたものと
なっている。集光効率の損なわれないマイクロレンズ基
板が要望されているものである。

【００２７】前記のように、イオン拡散法により形成さ
れたマイクロレンズのピッチの精細さは、約３０μｍ程
度までが限界であり、また、上記のようにイオン拡散
法、及びイオンエッチング法により形成されたマイクロ
レンズ基板は、液晶プロジェクション装置に使用される
液晶表示パネル（１）においては、ＴＦＴ基板上のブラ
ックマトリックス（５）が配置されているので、その集
光効率は液晶表示パネルを照射する集光光学系の平行光
の平行度の度合いに影響されてしまうものであり、ま
た、その焦光効率の損失は大きなものである。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、液晶プ
ロジェクション装置に使用される液晶表示パネルにおい
ては、ＴＦＴ基板上のブラックマトリックスが配置され
ているので、マイクロレンズ基板の集光効率は液晶表示
パネルを照射する集光光学系の平行光の平行度の度合い
に影響され、その集光効率が損失されてしまうものであ
るが、本発明は、集光光学系の平行光の平行度の悪い集
光光学系を用いた液晶プロジェクション装置において
も、入射した光を損失することなく出射させる集光効率
の損なうことのない、ピッチの精細なマイクロレンズ基
板を提供するものである。また、本発明は、集光光学系
の平行光の平行度の悪い集光光学系を用いた液晶プロジ
ェクション装置においても、入射した光を損失すること
なく出射させる集光効率の損なうことのない、ピッチの
精細なマイクロレンズ基板の製造方法を提供するもので
ある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明は、透明基板上の
片面に少なくとも、（ａ）透明高屈折率材料を用いて形
成された複数のマイクロレンズ、（ｂ）該透明高屈折率
材料の屈折率より低い屈折率を有する透明接着剤層、
（ｃ）透明薄板、（ｄ）該マイクロレンズ周縁部間の上
方に位置する箇所に形成されたブラックマトリックス
層、（ｅ）透明電極層を順次積層したことを特徴とする
マイクロレンズ基板である。また、本発明は、上記発明
のマイクロレンズ基板において、前記レジストパターン
の表面の断面形状が円弧状のレジストパターンであるこ
とを特徴とするマイクロレンズ基板である。また、本発
明は、上記発明のマイクロレンズ基板において、前記透
明接着剤層及び前記透明薄板が透明樹脂層であることを
特徴とするマイクロレンズ基板である。

【００３０】また、本発明は、（１）透明基板上に透明
高屈折率材料を用いて透明高屈折率材料層を成膜する工
程、（２）該透明高屈折率材料層上にフォトレジストを
塗布しレジストパターンを形成する工程、（３）該レジ
ストパターンをマスクとしてドライエッチング法により
該透明高屈折率材料層をエッチングしてマイクロレンズ
を形成する工程、（４）エッチング後に残されたレジス
トパターンを剥膜する工程、（５）該透明高屈折率材料
の屈折率より低い屈折率を有する透明接着剤層を介して
透明薄板を貼り合わせるスペーサ形成工程、（６）該透
明薄板上に遮光膜を形成し、該マイクロレンズ周縁部間
の上方に位置する箇所に該遮光膜のブラックマトリック
ス層を形成する工程、（７）上記（１）から（６）の工
程により得られた透明基板上に透明電極層を形成する工
程、を含むマイクロレンズ基板の製造方法である。

【００３１】また、本発明は、上記発明のマイクロレン
ズ基板の製造方法において、前記（２）の工程が、該透
明高屈折率材料層上にフォトレジストを塗布しレジスト
パターンを形成する工程の後に、該レジストパターンの
表面の断面形状を加熱により円弧状に形成する工程、を
含むことを特徴とするマイクロレンズ基板の製造方法で
ある。また、本発明は、上記発明のマイクロレンズ基板
の製造方法において、前記（５）のスペーサ形成工程
が、前記透明高屈折率材料の屈折率より低い屈折率を有
する透明樹脂層を形成する工程、であることを特徴とす
るマイクロレンズ基板の製造方法である。また、本発明
は、上記発明のマイクロレンズ基板の製造方法におい
て、前記（３）の工程において、マイクロレンズの形成
と同時に前記ブラックマトリックス層の位置合わせマー
クを形成することを特徴とするマイクロレンズ基板の製
造方法である。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下に本発明によるマイクロレン
ズ基板及びその製造方法を、その実施形態に基づいて説
明する。図１は、本発明によるマイクロレンズ基板（２
２）が液晶表示パネル（２１）に使用されるの一実施例
を拡大して示す断面図である。図１に示すように、液晶
表示パネル（２１）はマイクロレンズ基板（２２）、液
晶（２７）、及びＴＦＴ基板（２３）などで構成されて
いる。マイクロレンズ基板（２２）は、透明基板（３
３）、マイクロレンズ（３２）、透明接着剤層（３
１）、透明薄板（３０）、透明薄板上のブラックマトリ
ックス層（２９）及び透明電極層（２８）などで構成さ
れており、このマイクロレンズ（３２）はドライエッチ
ング法により形成されたものである。また、ＴＦＴ基板
（２３）は、透明基板（２４）、ＴＦＴ基板上のブラッ
クマトリックス（２５）、及び透明電極層（２６）など
で構成されている。

【００３３】図１に示すように、集光光学系からの光軸
（Ｏ−Ｏ’）に平行な平行光（９０）は、液晶表示パネ
ル（２１）の全面を照射しているものであるが、図１中
央のマイクロレンズ（３２）の左側周縁部からの光（３
４Ｌ）及び右側周縁部からの光（３４Ｒ）は、マイクロ
レンズ（３２）により屈折され実線で示すように、透明
薄板上のブラックマトリックス層（２９）間、及びＴＦ
Ｔ基板上のブラックマトリックス（２５）間の開口部を
通過し集光している。

【００３４】図１において、平行光（９０）の平行度が
不十分であると、例えば、図１に示すように、角度
α’’以上をもった斜めの平行光の際には、点線で示す
右側周縁部からの光（３５Ｒ）より右方へ屈折され、Ｔ
ＦＴ基板上のブラックマトリックス（２５）、或いは透
明薄板上のブラックマトリックス層（２９）により遮光
されてしまうことになる。

【００３５】本発明に用いる透明基板（３３）は、十分
な強度、平坦性、耐熱性、耐薬品性、光透過性などを有
し、同時に透明基板（３３）上に成膜される透明高屈折
率材料などと十分な密着力をもつものが好ましい。例え
ば、コーニング社製、低膨張ガラス、品番１７３７、及
び品番７０５９などがあげられる。

【００３６】透明基板（３３）上に成膜される透明高屈
折率材料としては、屈折率がより高い材料であることが
望ましいものである。例えば、ＴｉＯ₂ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，
ＺｒＯ₂ などがあげられ、各々の屈折率は、各々２．
３、１．６、２．０程度のものである。

【００３７】透明基板（３３）の屈折率は、この透明高
屈折率材料と同一、或いは小さい屈折率であることが好
ましいものである。これは、小さい屈折率であると光軸
に対し斜めから入射した光は、マイクロレンズ（３２）
の平面にて一度屈折されてからマイクロレンズ（３２）
の表面の円弧面にて屈折されるため、斜めから入射した
光の出射角はその分だけ小さくなるからである。上記コ
ーニング社製、低膨張ガラス、品番１７３７、及び品番
７０５９などの屈折率は略１．５３程度のものであるの
で、透明基板（３３）上に成膜される透明高屈折率材料
とは好ましい関係にあるものといえる。

【００３８】図１における透明接着剤層（３１）の材料
としては、マイクロレンズ（３２）と透明薄板（３０）
とを貼合わせるに十分な接着強度、耐熱性、光透過性な
どを有し、その屈折率はマイクロレンズ（３２）の材料
である透明高屈折率材料の屈折率より小さい屈折率であ
ることが必要な条件である。これによりマイクロレンズ
（３２）に凸レンズとしての機能をもたせるものであ
る。また、この透明接着剤層（３１）の材料の屈折率
は、より小さい屈折率であることが望ましく、マイクロ
レンズ（３２）の材料である透明高屈折率材料の屈折率
と透明接着剤層（３１）の材料の屈折率との差が大きい
ほど、マイクロレンズの焦点距離は小さなものとなり、
本発明における集光効率の向上に寄与するものである。
従って、この透明接着剤層（３１）の材料の屈折率は、
より小さい屈折率であることが望ましいものであるが、
使用するマイクロレンズ（３２）の材料である透明高屈
折率材料の屈折率との組み合わせ、材料の価格などを考
慮して適切なものを選択することになる。透明接着剤層
（３１）の材料としては、例えば、アクリル系、エポキ
シ系、フッソ系などの接着剤が好適なものである。

【００３９】透明薄板（３０）は、マイクロレンズ（３
２）により屈折された光束をＴＦＴ基板上のブラックマ
トリックス（２５）部の開口部を通過させるために、マ
イクロレンズ（３２）とＴＦＴ基板上のブラックマトリ
ックス（２５）との間に必要な距離を設けるためのもの
で、スペーサーとして機能するものである。この透明薄
板（３０）の材料としては、透明な低膨張ガラスなどが
用いられる。この透明薄板（３０）と透明接着剤層（３
１）の厚みの合計が、略３０μｍ以上の際には図１に示
すように透明薄板（３０）と透明接着剤層（３１）を使
用するものであるが、厚みの合計が略３０μｍ以下の際
には、透明薄板（３０）と透明接着剤層（３１）に代わ
り透明樹脂層とすることもできる。これは工程数を減ら
すことになり、また、材料の原価面でも好ましいものと
なるものである。

【００４０】透明薄板上のブラックマトリックス層（２
９）は、マイクロレンズ周縁部間の上方に位置する箇所
に形成されている。これはマイクロレンズ間のレンズと
して形成されていない微小な部分から侵入した光が、フ
レアのようにマイクロレンズ本来の機能を妨げる現象、
例えば、液晶表示パネル（２１）のコントラスト低下を
防いでいるものである。

【００４１】また、この透明薄板上のブラックマトリッ
クス層（２９）部の幅は、光軸に対し斜めから入射した
光束が、ＴＦＴ基板上のブラックマトリックス（２５）
に達するまえに透明薄板上のブラックマトリックス層
（２９）によって遮光されてしまうことのないように、
ＴＦＴ基板上のブラックマトリックス（２５）部の幅よ
り小さく設定されているものである。この透明薄板上の
ブラックマトリックス層（２９）の材料しては、遮光性
能のある、例えば、Ｃｒのような金属薄膜が好適なもの
である。

【００４２】透明電極層（２８）は液晶表示パネル（２
１）を構成している液晶（２７）を駆動するための電極
であり、材料しては、例えばＩＴＯなどが用いられてい
る。

【００４３】一方、ＴＦＴ基板（２３）における透明基
板（２４）は、前記透明基板（３３）と同種のものが用
いられるものである。また、ＴＦＴ基板上のブラックマ
トリックス（２５）はＴＦＴ基板（２３）上に設けられ
たＴＦＴ（図示せず）を遮光するためのものであり、ま
た、液晶表示パネル（２１）のコントラスト低下を防い
でいるものである。これは、ＴＦＴ基板（２３）上に設
けられたＴＦＴの部分は表面に段差があるので、液晶分
子の配向の制御が正常におこなわれず、照射される光が
この部分から漏れてしまうからである。従って、この段
差部、すなわちＴＦＴの部分をブラックマトリックスで
遮光しているものである。

【００４４】このＴＦＴ基板上のブラックマトリックス
（２５）は液晶表示パネル（２１）としての画素間に設
けられており、透明薄板上のブラックマトリックス層
（２９）及びマイクロレンズ（３２）のピッチは、ＴＦ
Ｔ基板上のブラックマトリックス（２５）のピッチと同
一に設定されているものである。図１に示すように、マ
イクロレンズ周縁部間の上方に位置する箇所にブラック
マトリックス層（２９）は形成されており、また、更に
その上方に位置する箇所にＴＦＴ基板上のブラックマト
リックス（２５）が配置されている。液晶（２７）を介
して、ＴＦＴ基板上のブラックマトリックス（２５）と
透明薄板上のブラックマトリックス層（２９）とがこの
ように配置されるように、ＴＦＴ基板（２３）とマイク
ロレンズ基板（２２）を貼合わせるものである。

【００４５】次に、本発明におけるマイクロレンズ基板
の集光効率について説明をする。図２は、本発明におけ
るマイクロレンズ基板の集光効率を具体的に示す説明図
である。図２において、前記のように、マイクロレンズ
（３２）の屈折率と透明基板（３３）の屈折率とは異な
るものであるが、説明を簡略にするためにマイクロレン
ズ（３２）と透明基板（３３）とは均質なマイクロレン
ズ（３２）の屈折率と設定した。

【００４６】また、図１における透明薄板（３０）、透
明電極層（２８）、液晶（２７）、透明電極層（２
６）、及び透明基板（２４）なども同様に、均質な透明
接着剤層（３１）と設定した。また、透明薄板上のブラ
ックマトリックス層（２９）は省略してある。この透明
接着剤層（３１）の屈折率はマイクロレンズ（３２）の
屈折率より小さな値のものを用い、マイクロレンズ（３
２）に凸レンズの機能をもたせるものである。また、マ
イクロレンズ（３２）の屈折率と透明接着剤層（３１）
の屈折率との差をより大きくし、より短い焦点距離の凸
レンズとするものである。

【００４７】マイクロレンズの周縁部間の上方に位置す
る箇所（ｈ及びｍ）にはＴＦＴ基板上のブラックマトリ
ックス（２５）が配置されている。また、ＴＦＴ基板上
のブラックマトリックス（２５）部における中心点はｂ
である。マイクロレンズ（３２）に入射した光軸（Ｏ−
Ｏ’）に平行な平行光で、光軸上の光は、Ｏよりマイク
ロレンズの中心点（ａ）、マイクロレンズの頂点
（ｐ），ＴＦＴ基板上のブラックマトリックス（２５）
部における中心点（ｂ）を経て、焦点（ｃ）に至る。ま
た、マイクロレンズ（３２）に入射した光軸（Ｏ−
Ｏ’）に平行な平行光で、光軸の近傍の近軸光線（図示
せず）は、マイクロレンズ（３２）の円弧状表面で屈折
され焦点（ｃ）に至る。

【００４８】また、マイクロレンズ（３２）に入射した
光軸（Ｏ−Ｏ’）に平行な平行光で、マイクロレンズ
（３２）の左側周縁部からの光（３４Ｌ）及び右側周縁
部からの光（３４Ｒ）は、マイクロレンズの両周縁部
（ｅ、ｇ）で屈折され実線で示すように、ＴＦＴ基板上
のブラックマトリックス（２５）間の開口部の焦点
（ｃ）に至るものである。尚、説明を簡略にするため
に、球面収差による焦点の移動はないものとしている。

【００４９】図２において、マイクロレンズのピッチは
ｕ、マイクロレンズの頂点（ｐ）の高さはｖ、マイクロ
レンズの曲率半径はｒ’であり、また、ｈ〜ｉ、及びｌ
〜ｍはＴＦＴ基板上のブラックマトリックス（２５）の
幅を、ｉ〜ｌはＴＦＴ基板上のブラックマトリックス
（２５）間の開口部の大きさを示している。また、ｔは
マイクロレンズの中心点（ａ）から焦点（ｃ）までの距
離で焦点距離（ｆ’）を示し、ｓはマイクロレンズの中
心点（ａ）からＴＦＴ基板上のブラックマトリックス
（２５）までの距離を示している。

【００５０】３５Ｌ及び３５Ｒは、マイクロレンズの光
軸（Ｏ−Ｏ’）から角度α斜めに入射する平行光で、マ
イクロレンズの両周縁部を通る光を示し、点線はその光
路、ｃ’はその焦点を示している。

【００５１】このマイクロレンズの焦点距離は次式によ
り求められる。

【００５２】

【数２】

【００５３】ここで、例えば、ｕは約２０μｍ，ｖは約
５μｍとし、ｎ₃ は１．３８、ｎ₄は２．００のものを
用いると、上式により、このマイクロレンズの焦点距離
（ｆ’）＝約２７．５μｍ程度のものとなる。マイクロ
レンズ（３２）に入射した光軸（Ｏ−Ｏ’）に平行な平
行光で、マイクロレンズ（３２）の左側周縁部からの光
（３４Ｌ）及び右側周縁部からの光（３４Ｒ）は、マイ
クロレンズの両周縁部（ｅ、ｇ）で屈折され実線で示す
ように、ＴＦＴ基板上のブラックマトリックス（２５）
間の開口部の、光軸上の焦点（ｃ）に焦光する。

【００５４】図１においては、平行光３４Ｌ及び３４Ｒ
は、マイクロレンズ（３２）により屈折され実線で示す
ように、ＴＦＴ基板上のブラックマトリックス（２５）
間の開口部を通過し、透明基板（２４）の領域にて焦光
したものとなっているが、図２においては、焦点距離
（ｆ’）＝約２７．５μｍ程度と小さな値であるので、
ＴＦＴ基板上のブラックマトリックス（２５）を焦点距
離（ｆ’、ｔ）の位置に配置させることが出来たもので
ある。

【００５５】この際、ＴＦＴ基板上のブラックマトリッ
クス（２５）間の開口部を通過する光束の幅は、焦点の
幅であり極めて小さなものである。このＴＦＴ基板上の
ブラックマトリックス（２５）間の開口部における光束
の幅と開口部の大きさとの関係は、光束の幅は焦点の幅
であり極めて小さく、また、ＴＦＴ基板上のブラックマ
トリックス（２５）部におけるブラックマトリックス間
の開口部の大きさ（ｉ〜ｌ）は、マイクロレンズのピッ
チ（ｕ）は約２０μｍであり、ＴＦＴ基板上のブラック
マトリックス（２５）部の片側の大きさ、ｈ〜ｉ間、及
びｌ〜ｍ間が各々約３μｍ程度のものであるので、約１
４μｍ程度のものとなる。

【００５６】すなわち、開口部の大きさの約１４μｍ程
度に対し、光束の幅は焦点の幅であり極めて小さいの
で、ＴＦＴ基板上のブラックマトリックスにより光が遮
光されることはなく、マイクロレンズへの入射光は全て
マイクロレンズから射出されることになる。また、この
際のマイクロレンズからの射出角は片側でθとなる。θ
＝∠ｅｃａは、略ｔａｎ^-1（ｕ／２）／ｆ’であり、約
２０°程度のものとなる。

【００５７】図２の点線で示すように、マイクロレンズ
の光軸（Ｏ−Ｏ’）から角度α斜めに入射する平行光
で、マイクロレンズの左側周縁部を通る光（３５Ｌ）
は、左側周縁部（ｅ）にて屈折しＴＦＴ基板上のブラッ
クマトリックス（２５）部の開口部を通過し焦点
（ｃ’）に至る。一方、マイクロレンズの右側周縁部を
通る光（３５Ｒ）は、右側周縁部（ｇ）にて屈折しＴＦ
Ｔ基板上のブラックマトリックス（２５）部のＬ点に接
して焦点（ｃ’）に至るものである。すなわち、点線で
示すマイクロレンズの光軸（Ｏ−Ｏ’）から角度α斜め
に入射する平行光は焦点（ｃ’）に集光する。

【００５８】図２における角度β＝∠ｌｇｂは、右側周
縁部（ｇ）にて屈折する光（３５Ｒ）が、この角度β以
上大きく右方へ屈折するとＴＦＴ基板上のブラックマト
リックス（２５）により遮光され、焦光効率を損なうこ
とを示すものである。この角度β＝∠ｌｇｂは、略ｔａ
ｎ^-1（ｂ〜ｌ）／ｓであり、約１４．３°程度のものと
なる。

【００５９】この角度βは、マイクロレンズの光軸から
斜めに入射する平行光の傾き角度では角度αとなる。α
とβとの関係は、α≒（ｎ₃ ／ｎ₄ ）βに略相当するの
で、焦光光学系からの平行光の平行度は、α≒９．７°
程度以内の傾きであれば、マイクロレンズとして入射光
を損失させるものではないが、約９．７°程度以上の傾
きであれば、マイクロレンズとして入射光を損失させる
ことを示すものである。

【００６０】すなわち、前記のように、液晶プロジェク
ション装置に使用される液晶表示パネルにおいては、Ｔ
ＦＴ基板上のブラックマトリックスが配置されているの
で、マイクロレンズ基板の集光効率は液晶表示パネルを
照射する集光光学系の平行光の平行度の度合いに影響さ
れ、その焦光効率が損失されてしまうものであるが、上
記のように、本発明は、集光光学系の平行光の平行度の
悪さが約９．７°程度の集光光学系を用いた液晶プロジ
ェクション装置においても、入射した光を損失すること
なく出射させる集光効率の損なうことのない、ピッチの
精細なマイクロレンズ基板が得られるものである。

【００６１】以下に本発明によるマイクロレンズ基板の
製造方法について説明する。図４（イ）〜（ト）は、本
発明におけるマイクロレンズ基板の製造方法の一実施例
を示す断面図である。図４（イ）における透明基板（３
３）としては、透明ガラス基板（コーニング（株）製、
低膨張ガラス、品番１７３７）を用いた。

【００６２】先ず、図４（イ）に示すように、透明基板
（３３）上に透明高屈折率材料（３７）を成膜した。使
用した透明高屈折率材料（３７）としては、ＺｒＯ
₂ （屈折率：２．０５）を用いた。成膜方法はＥＢ蒸着
法により、条件は、到達真空圧：１０^-4（Ｐａ）台、蒸
着速度：１０（Å／ｓｅｃ）で成膜した。膜厚は約２μ
ｍのものを得た。

【００６３】次に、図４（ロ）に示すように、成膜した
透明高屈折率材料（３７）上にフォトレジスト（３６）
を塗布した。フォトレジスト（３６）としては、ノボラ
ック樹脂を用いたポジ型感光性樹脂（東京応化工業
（株）製、品番ＴＭＲ−Ｐ３）を使用し、透明高屈折率
材料を成膜した透明基板（３３）上にスピンコート法に
より乾燥後の膜厚が約２．３μｍになるように塗布し
た。塗布後に９０°Ｃ、１００秒のベーキングをおこな
った。

【００６４】次に、ステッパーを用いてパターンの露光
をおこなった。露光後に浸漬現像をおこない図４（ハ）
に示すようなフォトレジストパターン（３８）を形成し
た。現像液は指定現像液（東京応化工業（株）製、品番
ＮＭＤ−Ｗ（濃度２．５重量％））を用い、約４０秒の
現像をおこなった。

【００６５】次に、フォトレジストパターン（３８）を
マスクとして、プラズマエッチング法によるドライエッ
チングをおこなった。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、
プラズマエッチング法によるドライエッチングを示す説
明図である。図３（ａ）（イ）のように、ドライエッチ
ングガス（４０）が多方向から、例えば、透明高屈折率
材料（３７）をエッチングする方法を等方性エッチング
と称している。また、図３（ｂ）（イ）のように、ドラ
イエッチングガス（４０）が一方向から、例えば、透明
高屈折率材料（３７）をエッチングする方法を異方性エ
ッチングと称している。

【００６６】図３（ａ）（イ）のように、例えば、フォ
トレジストパターン（３８）の形成された透明高屈折率
材料（３７）を等方性エッチングによりドライエッチン
グをおこなうと、図３（ａ）（ロ）に示すように、表面
の断面形状は円弧状のものとなる。一方、図３（ｂ）
（イ）のように、例えば、フォトレジストパターン（３
８）の形成された透明高屈折率材料（３７）を異方性エ
ッチングによりドライエッチングをおこなうと、図３
（ｂ）（ロ）に示すように、表面の断面形状は台形状の
ものとなる。

【００６７】また、図３（ｃ）（イ）のように、例え
ば、レジストパターンの表面の断面形状が円弧状のレジ
ストパターン（３９）の形成された透明高屈折率材料
（３７）を等方性エッチングによりドライエッチングを
おこなうと、図３（ｃ）（ロ）に示すように、表面の断
面形状は円弧状のものとなるものである。

【００６８】上記現像処理の後のドライエッチングは、
図４（ハ）に示すようなフォトレジストパターン（３
８）を形成した後、図４（ニ）に示すように等方性エッ
チングをおこない、図４（ホ）に示すように、透明基板
（３３）上に透明高屈折率材料からなる表面の断面形状
が円弧状のマイクロレンズ（３２）を形成した。ドライ
エッチングの条件は、１．５（Ｐａ）、０．３（Ｗ／ｃ
ｍ² ），ＢＣｌ ₃ ガス２０（ＳＣＣＭ）、エッチング速
度：０．０５μｍ／ｍｉｎであった。

【００６９】図５は、図４（ホ）の段階の平面図である
が、図５において３２は透明基板（３３）上に形成した
マイクロレンズの領域を、また、３７は透明基板（３
３）上に形成したマイクロレンズ（３２）の周辺部の、
マイクロレンズ（３２）が形成されていない透明高屈折
率材料（３７）の領域を示しているものである。また、
４１はマイクロレンズ（３２）と前記透明薄板上のブラ
ックマトリックス層（２９）との位置合わせマークであ
る。

【００７０】図４（ニ）に示す、レジストパターンをマ
スクとしてドライエッチング法により透明高屈折率材料
層をエッチングしてマイクロレンズを形成する工程にお
いて、このマイクロレンズ（３２）と前記ブラックマト
リックス層（２９）の位置合わせマーク（４１）を、マ
イクロレンズに形成しておくことにより、マイクロレン
ズとブラックマトリックス層の位置合わせは正確、且つ
容易なものとなる。

【００７１】本実施例においては、図４（ニ）の段階、
すなわち、フォトレジストパターン（３８）を形成する
ためのステッパーを用いたパターンの露光において、こ
のような位置合わせマークをつけたフォトマスクを用い
パターンの露光をおこなったので、ドライエッチングに
より位置合わせマーク（４１）が得られているものであ
る。

【００７２】次に、エッチング後に残されたレジストパ
ターンを剥離した。剥離液としては、東京応化（株）
製、剥離液、品番１０を用い、８０°Ｃ、約３０分の浸
漬剥離にておこなった。

【００７３】続いて、透明高屈折率材料の屈折率より低
い屈折率を有する透明接着剤層（３１）を介して透明薄
板（３０）を貼り合わせた。透明接着剤には、協立化学
（株）製、エポキシ系ＵＶ硬化型接着剤、品番ＯＧ１３
４（屈折率：１．４６）を用いた。透明薄板（３０）に
は、ショット（株）製、品番ＡＦ−４５を用い、厚みは
約５０μｍとした。ＵＶ照射は照度約１００（ｍＷ／ｃ
ｍ² ）にて，約３分おこない透明接着剤を硬化させた。

【００７４】この透明薄板上に遮光膜を形成し、マイク
ロレンズ周縁部間の上方に位置する箇所に遮光膜からな
る透明薄板上のブラックマトリックス層（２９）を形成
した。透明薄板上のブラックマトリックス層（２９）の
遮光膜としては、Ｃｒ薄膜を位置合わせマーク（４１）
部分を除いてＲＦスパッタにより成膜した。続いて、ヘ
キスト（株）製、フォトレジスト、品番ＡＺ１３５０を
塗布、乾燥後、ステッパーにより露光をおこない、現像
処理後、Ｃｒ薄膜をエッチングし透明薄板上のブラック
マトリックス層（２９）を形成した。

【００７５】続いて、上記工程により得られた透明基板
上に、ＩＴＯをＲＦスパッタにより約０．１μｍ成膜し
透明電極層（２８）を形成し、マイクロレンズ基板（２
２）を得た。得られたマイクロレンズ基板（２２）のマ
イクロレンズ（３２）のピッチは約２０μｍ、焦点距離
（ｆ’）は約６４μｍ、マイクロレンズの中心点からＴ
ＦＴ基板上のブラックマトリックス（２５）までの距離
は約５５μｍ、ＴＦＴ基板上のブラックマトリックス
（２５）部における光束の幅は約３．１μｍのものであ
った。このマイクロレンズ基板（２２）の、図２におけ
る角度βに相当する角度、すなわち、平行光の傾きによ
るＴＦＴ基板上のブラックマトリックス（２５）での遮
光の始まる角度は、約５．７°のものである。

【００７６】このようにしてマイクロレンズ基板（２
２）は、上記のように、フォトレジストパターン（３
８）を形成させ、ドライエッチング法によりマイクロレ
ンズを形成するので、マイクロレンズのピッチは約２０
μｍ以下の精細なものが容易に得られるものである。液
晶プロジェクション装置に用いる液晶表示パネルは、例
えば、対角大きさ０．９″、ＶＧＡ（画素数６４０×４
８０）用では、画素ピッチは約２８μｍ程度、また、対
角大きさ０．９″、ＳＶＧＡ（画素数８００×６００）
用では、画素ピッチは約２３μｍ程度、また、対角大き
さ０．９″、ＸＧＡ（画素数１０２４×７６８）、及び
ＳＸＧＡ（画素数１０８０×１０２４）用では、画素ピ
ッチは約２０μｍ以下であるので、精細なマイクロレン
ズの製法としては好適なものである。

【００７７】また、このようにしてマイクロレンズ基板
（２２）は、集光光学系の平行光の平行度の悪い集光光
学系を用いた液晶プロジェクション装置においても、入
射した光を損失することなく出射させる集光効率の損な
うことのない、ピッチの精細なマイクロレンズ基板が得
られるものである。

【００７８】以下に本発明の実施例を説明する。

【００７９】＜実施例１＞透明基板（３３）としては、
透明ガラス基板（コーニング社製、低膨張ガラス、品番
１７３７）を用いた。先ず、図４（イ）に示すように、
透明基板（３３）上に透明高屈折率材料（３７）を成膜
した。使用した透明高屈折率材料（３７）としては、Ｔ
ｉＯ₂ （屈折率：２．３）を用いた。成膜方法はＥＢ蒸
着法により、条件は、到達真空圧：１０^-4（Ｐａ）台、
酸素ガス分圧：２×１０^-4（Ｐａ）、蒸着温度：２５０
°Ｃ，蒸着速度：３．０（Å／ｓｅｃ）で成膜した。膜
厚は約１．５μｍのものを得た。

【００８０】次に、図４（ロ）に示すように、成膜した
透明高屈折率材料（３７）上にフォトレジスト（３６）
を塗布した。フォトレジスト（３６）としては、ノボラ
ック樹脂を用いたポジ型感光性樹脂（東京応化工業
（株）製、品番ＴＭＲ−Ｐ３）を使用し、透明高屈折率
材料を成膜した透明基板（３３）上にスピンコート法に
より乾燥後の膜厚が約１．８μｍになるように塗布し
た。塗布後に９０°Ｃ、１００秒のベーキングをおこな
った。

【００８１】次に、ステッパーを用いてパターンの露光
をおこなった。露光後に浸漬現像をおこない図４（ハ）
に示すようなフォトレジストパターン（３８）を形成し
た。現像液は指定現像液（東京応化工業（株）製、品番
ＮＭＤ−Ｗ（濃度２．５重量％））を用いた。次に、ホ
ットプレートを用い９０°Ｃから１９０°Ｃまでのステ
ップ加熱による加熱処理をおこない、図４（ニ’）に示
すように、表面の断面形状が円弧状のレジストパターン
（３９）を形成した。

【００８２】次に、この表面の断面形状が円弧状のレジ
ストパターン（３９）をマスクとして、プラズマエッチ
ング法によるドライエッチングをおこなった。このドラ
イエッチングは、図４（ニ’’）に示すように、前記異
方性エッチングをおこない、図４（ホ）に示すように、
透明基板（３３）上に透明高屈折率材料からなる表面の
断面形状が円弧状のマイクロレンズ（３２）を形成し
た。ドライエッチングの条件は、１．５（Ｐａ）、０．
３（Ｗ／ｃｍ² ），Ｃ２Ｆ６３ガス２０（ＳＣＣＭ）、
エッチング速度：０．０５μｍ／ｍｉｎであった。

【００８３】次に、エッチング後に残されたレジストパ
ターンを剥離した。剥離液としては、東京応化工業
（株）製、剥離液、品番１０を用い、８０°Ｃ、約３０
分の浸漬剥離にておこなった。

【００８４】続いて、透明高屈折率材料の屈折率より低
い屈折率を有する透明樹脂層を塗布した。透明樹脂層の
材料には、日本化薬（株）製、エポキシ系熱硬化型樹脂
材、品番ＨＯＣ−５Ｊ（屈折率：１．５８）を用いた。
塗布には、スピンナーを使用し、塗布後に２２０°Ｃ、
約６０分の熱硬化をおこなった。得られた透明樹脂層の
厚みは約１０μｍのものであった。

【００８５】この透明薄板上に遮光膜を形成し、マイク
ロレンズ周縁部間の上方に位置する箇所に遮光膜からな
る透明薄板上のブラックマトリックス層（２９）を形成
した。透明薄板上のブラックマトリックス層（２９）の
遮光膜としては、Ａｌ薄膜を位置合わせマーク（４１）
部分を除いてＲＦスパッタにより成膜した。続いて、ヘ
キスト（株）製、フォトレジスト、品番ＡＺ１３５０を
塗布、乾燥後、ステッパーにより露光をおこない、現像
処理後、Ａｌ薄膜をエッチングし透明薄板上のブラック
マトリックス層（２９）を形成した。

【００８６】続いて、上記工程により得られた透明基板
上に、ＩＴＯをＲＦスパッタにより約０．１μｍ成膜し
透明電極層（２８）を形成し、マイクロレンズ基板（２
２）を得た。得られたマイクロレンズ基板（２２）のマ
イクロレンズ（３２）のピッチは約１４μｍ、焦点距離
（ｆ’）は約３７μｍ、マイクロレンズの中心点からＴ
ＦＴ基板上のブラックマトリックス（２５）までの距離
は約１５μｍ、ＴＦＴ基板上のブラックマトリックス
（２５）部における光束の幅は約８．３μｍのものであ
った。このマイクロレンズ基板（２２）の、図２におけ
る角度βに相当する角度、すなわち、平行光の傾きによ
るＴＦＴ基板上のブラックマトリックス（２５）での遮
光の始まる角度は、約３．２°のものである。

【００８７】

【発明の効果】本発明は、透明基板上の片面に少なくと
も、透明高屈折率材料を用いて形成された複数のマイク
ロレンズ、透明高屈折率材料の屈折率より低い屈折率を
有する透明接着剤層、透明薄板、マイクロレンズ周縁部
間の上方に位置する箇所に形成されたブラックマトリッ
クス層、透明電極層を順次積層したマイクロレンズ基板
であり、マイクロレンズの屈折率と透明接着剤層の屈折
率との差が大きなものであるので、マイクロレンズの焦
点距離は短くなり、集光光学系の平行光の平行度の悪い
集光光学系を用いた液晶プロジェクション装置において
も、入射した光を損失することなく出射させる集光効率
の損なうことのない、ピッチの精細なマイクロレンズ基
板が得られる。また、本発明は、集光光学系の平行光の
平行度の悪い集光光学系を用いた液晶プロジェクション
装置においても、入射した光を損失することなく出射さ
せる集光効率の損なうことのない、ピッチの精細なマイ
クロレンズ基板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるマイクロレンズ基板が液晶表示パ
ネルに使用されるの一実施例を拡大して示す断面図であ
る。

【図２】本発明におけるマイクロレンズ基板の集光効率
を具体的に示す説明図である。

【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、プラズマエッチン
グ法によるドライエッチングを示す説明図である。

【図４】（イ）〜（ト）は、本発明におけるマイクロレ
ンズ基板の製造方法の一実施例を示す断面図である。

【図５】位置合わせマークを説明する平面図である。

【図６】液晶プロジェクション装置の一例を示す断面図
である。

【図７】液晶プロジェクション装置に使用される液晶表
示パネルの一例を拡大して示す断面図である。

【図８】斜めの平行光がＴＦＴ基板上のブラックマトリ
ックスにより遮光される状態を具体的に示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１…液晶表示パネル ２…従来法におけるマイクロレンズ基板 ３、２３…ＴＦＴ基板 ４、２４…透明基板 ５、２５…ＴＦＴ基板上のブラックマトリックス ６、２６…ＴＦＴ基板上の透明電極層 ７、２７…液晶 ８、２８…透明電極層 １０、３０…透明薄板 １１、３１…透明接着剤層 １２…マイクロレンズ １３、３３…透明基板 １４Ｌ、３４Ｌ…マイクロレンズの左側周縁部からの光 １４Ｒ、３４Ｒ…マイクロレンズの右側周縁部からの光 １５Ｌ、３５Ｌ…斜めの平行光の左側周縁部からの光 １５Ｒ、３５Ｒ…斜めの平行光の右側周縁部からの光 ２１…本発明における液晶表示パネル ２２…本発明におけるマイクロレンズ基板 ２９…透明薄板上のブラックマトリックス層 ３２…本発明におけるマイクロレンズ ３６…フォトレジスト ３７…透明高屈折率材料 ３８…フォトレジストパターン ３９…円弧状のレジストパターン ４０…ドライエッチングガス ４１…位置合わせマーク ５０…光源 ６０…集光レンズ ６１…集光光学系 ７０、９０…平行光 ８０…投写レンズ Ａ…マイクロレンズの中心点 Ｂ、ｂ…ＴＦＴ基板上のブラックマトリックス部におけ
る中心点 Ｃ，Ｃ’，ｃ，ｃ’，…焦点 Ｅ，ｅ’，Ｇ，ｇ’，…マイクロレンズの両周縁部 ｆ，ｆ’…マイクロレンズの焦点距離 Ｈ，ｈ，Ｍ，ｍ…マイクロレンズの周縁部間の上方に位
置する箇所 Ｈ〜Ｉ、Ｌ〜Ｍ，ｈ〜ｉ、ｌ〜ｍ…ＴＦＴ基板上のブラ
ックマトリックスの幅 Ｉ〜Ｌ，ｉ〜ｌ…ＴＦＴ基板上のブラックマトリックス
間の開口部の大きさ Ｏ，Ｏ’…光軸 Ｐ，ｐ…マイクロレンズの頂点 Ｑ…ＴＦＴ基板上のブラックマトリックスから焦点まで
の距離 ｒ，ｒ’…マイクロレンズの曲率半径 Ｓ，ｓ…マイクロレンズの中心点からＴＦＴ基板上のブ
ラックマトリックスまでの距離 Ｔ，ｔ…マイクロレンズの中心点から焦点までの距離 Ｕ，ｕ…マイクロレンズのピッチ Ｖ，ｖ…マイクロレンズの頂点の高さ α，α’，α’’…斜めに入射する平行光の角度 β，β’…ＴＦＴ基板上のブラックマトリックスにより
遮光される角度 θ，θ’…マイクロレンズからの射出角

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年２月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明は、透明基板上の
片面に少なくとも、（ａ）透明高屈折率材料を用いて形
成された複数のマイクロレンズ、（ｂ）該透明高屈折率
材料の屈折率より低い屈折率を有する透明接着剤層、
（ｃ）透明薄板、（ｄ）該マイクロレンズ周縁部間の上
方に位置する箇所に形成されたブラックマトリックス
層、（ｅ）透明電極層を順次積層したことを特徴とする
マイクロレンズ基板である。また、本発明は、上記発明
のマイクロレンズ基板において、前記透明接着剤層及び
前記透明薄板が透明樹脂層であることを特徴とするマイ
クロレンズ基板である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板上の片面に少なくとも、 （ａ）透明高屈折率材料を用いて形成された複数のマイ
   クロレンズ、 （ｂ）該透明高屈折率材料の屈折率より低い屈折率を有
   する透明接着剤層、 （ｃ）透明薄板、 （ｄ）該マイクロレンズ周縁部間の上方に位置する箇所
   に形成されたブラックマトリックス層、 （ｅ）透明電極層を順次積層したことを特徴とするマイ
   クロレンズ基板。
2. 【請求項２】前記レジストパターンの表面の断面形状が
   円弧状のレジストパターンであることを特徴とする請求
   項１記載のマイクロレンズ基板。
3. 【請求項３】前記透明接着剤層及び前記透明薄板が透明
   樹脂層であることを特徴とする請求項１、又は請求項２
   記載のマイクロレンズ基板。
4. 【請求項４】（１）透明基板上に透明高屈折率材料を用
   いて透明高屈折率材料層を成膜する工程、 （２）該透明高屈折率材料層上にフォトレジストを塗布
   しレジストパターンを形成する工程、 （３）該レジストパターンをマスクとしてドライエッチ
   ング法により該透明高屈折率材料層をエッチングしてマ
   イクロレンズを形成する工程、 （４）エッチング後に残されたレジストパターンを剥膜
   する工程、 （５）該透明高屈折率材料の屈折率より低い屈折率を有
   する透明接着剤層を介して透明薄板を貼り合わせるスペ
   ーサ形成工程、 （６）該透明薄板上に遮光膜を形成し、該マイクロレン
   ズ周縁部間の上方に位置する箇所に該遮光膜のブラック
   マトリックス層を形成する工程、 （７）上記（１）から（６）の工程により得られた透明
   基板上に透明電極層を形成する工程、を含むマイクロレ
   ンズ基板の製造方法。
5. 【請求項５】前記（２）の工程が、該透明高屈折率材料
   層上にフォトレジストを塗布しレジストパターンを形成
   する工程の後に、該レジストパターンの表面の断面形状
   を加熱により円弧状に形成する工程、を含むことを特徴
   とする請求項４記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
6. 【請求項６】前記（５）のスペーサ形成工程が、前記透
   明高屈折率材料の屈折率より低い屈折率を有する透明樹
   脂層を形成する工程、であることを特徴とする請求項
   ４、又は請求項５記載のマイクロレンズ基板の製造方
   法。
7. 【請求項７】前記（３）の工程において、マイクロレン
   ズの形成と同時に前記ブラックマトリックス層の位置合
   わせマークを形成することを特徴とする請求項４、又は
   請求項５、又は請求項６記載のマイクロレンズ基板の製
   造方法。