JP2001188107A

JP2001188107A - マイクロレンズ基板の製造方法、マイクロレンズ基板、液晶パネル用対向基板、液晶パネルおよび投射型表示装置

Info

Publication number: JP2001188107A
Application number: JP37531499A
Authority: JP
Inventors: Hideto Yamashita; 秀人山下; Nobuo Shimizu; 信雄清水; Shinichi Yotsuya; 真一四谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2001-07-10
Also published as: US20020021386A1; US6469832B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高い精度で樹脂層の厚みを規定することがで
きるマイクロレンズ基板を提供すること。【解決手段】マイクロレンズ基板１は、凹曲面を有す
る複数の凹部３が形成された透明基板２と、かかる透明
基板２の凹部３が設けられた面に樹脂層９を介して接合
された表層８と、樹脂層９の厚みを規定するスペーサー
５とを有しており、また、樹脂層９では、凹部３内に充
填された樹脂によりマイクロレンズ４が形成されてい
る。スペーサー５は、球状粒子で構成されている。スペ
ーサー５の粒径分布の標準偏差は、スペーサー５の平均
粒径の２０％以内であることが好ましい。スペーサー５
の密度は、０．５〜２．０g/cm³程度であることが好ま
しい。スペーサー５の密度をρ１（g/cm³）、樹脂層９
を構成する樹脂の密度をρ２（g/cm³）としたとき、ρ
１／ρ２は、０．６〜１．４程度であることが好まし
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロレンズ基
板の製造方法、マイクロレンズ基板、液晶パネル用対向
基板、液晶パネルおよび投射型表示装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】スクリーン上に画像を投影する投射型表
示装置が知られている。このような投射型表示装置で
は、その画像形成に主として液晶パネル（液晶光シャッ
ター）が用いられている。このような構成の液晶パネル
の中には、光の利用効率を高めるべく、液晶パネルの各
画素に対応する位置に多数の微小なマイクロレンズを設
けたものが知られている。かかるマイクロレンズは、通
常、液晶パネルが備えるマイクロレンズ基板に形成され
ている。

【０００３】図９は、液晶パネルに用いられるマイクロ
レンズ基板の従来の構造を示す模式的な縦断面図であ
る。同図に示すように、マイクロレンズ基板９００は、
多数の凹部９０３が設けられたガラス基板９０２と、か
かるガラス基板９０２の凹部９０３が設けられた面に樹
脂層９０９を介して接合されたガラス層９０８とを有し
ており、また、樹脂層９０９では、凹部９０３内に充填
された樹脂によりマイクロレンズ９０４が形成されてい
る。

【０００４】このようなマイクロレンズ基板９００は、
まず、ガラス基板９０２上に未硬化の樹脂を供給し、次
いで、該樹脂を介してガラス層９０８をガラス基板９０
２に接合し、その後、前記樹脂を硬化させて樹脂層９０
９を形成することにより製造される。

【０００５】このようにマイクロレンズ基板９００を製
造する場合、ガラス層９０８をガラス基板９０２に接合
する際に、ガラス層９０８のガラス基板９０２に対する
押圧圧力および押圧時間を調節することにより、樹脂層
９０９の厚みを規定していた。

【０００６】しかし、このような方法では、樹脂層９０
９の厚みの精度を高めることに限界が生じてきた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高い
精度で樹脂層の厚みを規定することができるマイクロレ
ンズ基板の製造方法、およびマイクロレンズ基板、さら
には、液晶パネル用対向基板、液晶パネルおよび投射型
表示装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（２７）の本発明により達成される。

【０００９】（１）複数の凹部が設けられた第１の基
板上に樹脂を供給し、該樹脂を介して前記第１の基板と
第２の基板とを接合するとともに、前記凹部内に前記樹
脂を充填してマイクロレンズを形成するマイクロレンズ
基板の製造方法であって、前記凹部が形成された領域の
外側に、スペーサーを含む樹脂を設置した状態で前記第
１の基板と前記第２の基板とを接合することを特徴とす
るマイクロレンズ基板の製造方法。

【００１０】（２）前記マイクロレンズを形成する樹
脂と、前記スペーサーを含む樹脂とは、同種類の材料で
構成されている上記（１）に記載のマイクロレンズ基板
の製造方法。

【００１１】（３）前記スペーサーは、粒子状である
上記（１）または（２）に記載のマイクロレンズ基板の
製造方法。

【００１２】（４）前記スペーサーは、球状粒子であ
る上記（１）または（２）に記載のマイクロレンズ基板
の製造方法。

【００１３】（５）前記スペーサーを含む樹脂は、前
記スペーサーを１〜５０重量％含有する上記（１）ない
し（４）のいずれかに記載のマイクロレンズ基板の製造
方法。

【００１４】（６）前記第２の基板は、ガラスで構成
されている上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の
マイクロレンズ基板の製造方法。

【００１５】（７）上記（１）ないし（６）のいずれ
かに記載のマイクロレンズ基板の製造方法により製造さ
れたことを特徴とするマイクロレンズ基板。

【００１６】（８）複数の凹部が設けられた第１の基
板と、前記凹部を覆うように設けられた樹脂層とを有
し、前記凹部内に充填された樹脂によりマイクロレンズ
が構成されたマイクロレンズ基板であって、前記マイク
ロレンズによって構成される有効レンズ領域の外側に、
前記樹脂層の厚みを規定するスペーサーが設けられてい
ることを特徴とするマイクロレンズ基板。

【００１７】（９）前記スペーサーは、マイクロレン
ズ基板の縁部近傍に設けられている上記（８）に記載の
マイクロレンズ基板。

【００１８】（１０）マイクロレンズ基板は四角形を
なしており、その四角形のうち少なくとも３辺の近傍に
は、前記スペーサーが設けられている上記（８）または
（９）に記載のマイクロレンズ基板。

【００１９】（１１）前記スペーサーは、粒子状であ
る上記（８）ないし（１０）のいずれかに記載のマイク
ロレンズ基板。

【００２０】（１２）前記スペーサーは、球状粒子で
ある上記（８）ないし（１０）のいずれかに記載のマイ
クロレンズ基板。

【００２１】（１３）前記スペーサーの粒径分布の標
準偏差は、前記スペーサーの平均粒径の２０％以内であ
る上記（１２）に記載のマイクロレンズ基板。

【００２２】（１４）前記スペーサーの密度は、０．
５〜２．０g/cm³である上記（８）ないし（１３）のい
ずれかに記載のマイクロレンズ基板。

【００２３】（１５）前記スペーサーの密度をρ１
（g/cm³）、前記樹脂層を構成する樹脂の密度をρ２（g
/cm³）としたとき、ρ１／ρ２は、０．６〜１．４であ
る上記（８）ないし（１４）のいずれかに記載のマイク
ロレンズ基板。

【００２４】（１６）前記樹脂層上には、表層が設け
られている上記（８）ないし（１５）のいずれかに記載
のマイクロレンズ基板。

【００２５】（１７）前記表層は、ガラスまたはセラ
ミックスで構成されている上記（１６）に記載のマイク
ロレンズ基板。

【００２６】（１８）上記（７）ないし（１７）のい
ずれかに記載のマイクロレンズ基板上に、透明導電膜が
設けられたことを特徴とする液晶パネル用対向基板。

【００２７】（１９）上記（７）ないし（１７）のい
ずれかに記載のマイクロレンズ基板と、該マイクロレン
ズ基板上に設けられたブラックマトリックスと、該ブラ
ックマトリックスを覆う透明導電膜とを有することを特
徴とする液晶パネル用対向基板。

【００２８】（２０）上記（１８）または（１９）に
記載の液晶パネル用対向基板を備えたことを特徴とする
液晶パネル。

【００２９】（２１）画素電極を備えた液晶駆動基板
と、該液晶駆動基板に接合された上記（１８）または
（１９）に記載の液晶パネル用対向基板と、前記液晶駆
動基板と前記液晶パネル用対向基板との空隙に封入され
た液晶とを有することを特徴とする液晶パネル。

【００３０】（２２）画素電極を備えた液晶駆動基板
と、前記液晶駆動基板との距離を規定する第２のスペー
サーを介して、前記液晶駆動基板に接合された上記（１
８）または（１９）に記載の液晶パネル用対向基板と、
前記液晶駆動基板と前記液晶パネル用対向基板との空隙
に封入された液晶とを有することを特徴とする液晶パネ
ル。

【００３１】（２３）前記マイクロレンズ基板が有す
るスペーサーは、前記第２のスペーサーと異なる物性を
有する上記（２２）に記載の液晶パネル。

【００３２】（２４）前記マイクロレンズ基板が有す
るスペーサーの弾性率は、前記第２のスペーサーの弾性
率よりも低い上記（２２）または（２３）に記載の液晶
パネル。

【００３３】（２５）前記液晶駆動基板は、マトリッ
クス状に配設された前記画素電極と、前記画素電極に接
続された薄膜トランジスタとを有するＴＦＴ基板である
上記（２１）ないし（２４）のいずれかに記載の液晶パ
ネル。

【００３４】（２６）上記（２０）ないし（２５）の
いずれかに記載の液晶パネルを備えたライトバルブを有
し、該ライトバルブを少なくとも１個用いて画像を投射
することを特徴とする投射型表示装置。

【００３５】（２７）画像を形成する赤色、緑色およ
び青色に対応した３つのライトバルブと、光源と、該光
源からの光を赤色、緑色および青色の光に分離し、前記
各光を対応する前記ライトバルブに導く色分離光学系
と、前記各画像を合成する色合成光学系と、前記合成さ
れた画像を投射する投射光学系とを有する投射型表示装
置であって、前記ライトバルブは、上記（２０）ないし
（２５）のいずれかに記載の液晶パネルを備えたことを
特徴とする投射型表示装置。

【００３６】

【発明の実施の形態】本発明におけるマイクロレンズ基
板には、基板およびウエハーの双方を含むものとする。

【００３７】以下、本発明を添付図面に示す好適実施形
態に基づいて詳細に説明する。

【００３８】図１は、本発明のマイクロレンズ基板の実
施形態を説明するための模式的な縦断面図である。図２
は、図１に示すマイクロレンズ基板の模式的な平面図で
ある。なお、これらの図では、マイクロレンズ基板が基
板である場合の例を示している。

【００３９】図１に示すように、マイクロレンズ基板１
は、凹曲面を有する複数（多数）の凹部（マイクロレン
ズ用凹部）３が形成された透明基板（第１基板）２と、
かかる透明基板２の凹部３が設けられた面に設けられた
樹脂層９と、かかる樹脂層９上に設けられた表層８と、
樹脂層９の厚みを規定するスペーサー５とを有してお
り、また、樹脂層９では、凹部３内に充填された樹脂に
よりマイクロレンズ４が形成されている。

【００４０】図２に示すように、マイクロレンズ基板１
の平面形状（平面視形状）は、例えばほぼ長方形（四角
形）をなしている。その中央部には、ほぼ長方形（四角
形）の有効レンズ領域９９が形成されている。この有効
レンズ領域９９の外側には、有効レンズ領域９９を囲む
ように非有効レンズ領域１００が形成されている。な
お、有効レンズ領域９９とは、凹部３内に充填される樹
脂により形成されるマイクロレンズ４が、使用時にマイ
クロレンズとして有効に用いられる領域をいう。非有効
レンズ領域１００とは、有効レンズ領域９９以外の領域
（図示に示す例では有効レンズ領域９９の外側の領域）
をいう。

【００４１】このようなマイクロレンズ基板１では、非
有効レンズ領域１００内の樹脂層９に、樹脂層９の厚み
を規定するスペーサー５が設置されている。かかるスペ
ーサー５は、例えば球状粒子で構成されている。

【００４２】マイクロレンズ基板１にスペーサー５を設
置することにより、後述するように、樹脂層９の厚さを
所定の厚さに設定することが容易となる。また、樹脂層
９の厚みムラを抑制することができるようになる。

【００４３】また、スペーサー５を非有効レンズ領域１
００内に設置することにより、すなわち、スペーサー５
を有効レンズ領域１００の外側に設置することにより、
スペーサー５がマイクロレンズ４を通過した光の光路を
遮断する等の不都合を引き起こすことを防止できる。換
言すれば、スペーサー５を有効レンズ領域１００の外側
に設置することにより、マイクロレンズ４の光学特性に
悪影響が生じることを防止できる。したがって、マイク
ロレンズ４は、その光学特性を如何なく発揮することが
可能となる。

【００４４】また、本実施形態のスペーサー５のように
スペーサーが粒子状であると、樹脂層９と表層８との密
着性が低下することが防止される。また、スペーサー５
のようにスペーサーが球状粒子であると、スペーサーが
互いに重なることが好適に防止される。このため、樹脂
層９の厚み規定精度をさらに高めることができ、しか
も、樹脂層９の厚みムラも極めて好適に防止できる。

【００４５】スペーサー５の平均粒径は、例えば、樹脂
層９の厚みとほぼ同じものとすることができる。すなわ
ち、スペーサー５の平均粒径は、設計した樹脂層９の厚
さに応じて適宜選択することができる。一般的には、ス
ペーサー５の平均粒径は、０．１〜１００μｍ程度とす
るが好ましく、１〜６０μｍ程度とするがより好まし
い。スペーサー５の平均粒径をこの範囲内とすると、マ
イクロレンズ３を通過した出射光の焦点がマイクロレン
ズ基板１の表面付近に位置するように、樹脂層９の厚み
を設定することが容易となる。これにより、マイクロレ
ンズ基板１の光利用効率が高められる。

【００４６】スペーサー５の粒径分布の標準偏差は、ス
ペーサー５の平均粒径の２０％以内であることが好まし
く、５％以内であることがより好ましい。これにより、
樹脂層９の厚みムラがさらに好適に抑制されるようにな
る。

【００４７】また、スペーサー５の密度は、０．５〜
２．０g/cm³程度であることが好ましく、０．７〜１．
５g/cm³程度であることがより好ましい。さらには、ス
ペーサー５の密度をρ１（g/cm³）、樹脂層９を構成す
る樹脂の密度（例えば硬化後の密度）をρ２（g/cm³）
としたとき、ρ１／ρ２は、０．６〜１．４程度である
ことが好ましく、０．８〜１．２程度であることがより
好ましい。これにより、後述するような効果が得られ
る。

【００４８】なお、マイクロレンズ基板１では、スペー
サー５を球状粒子としたが、スペーサーは、球状の粒子
としなくてもよい。例えば、スペーサーの粒子形状を、
針状、棒状、卵型、長円状等としてもよい。さらには、
スペーサーは、粒子状でなくてもよい。例えば、スペー
サーは、シート状、繊維状等であってもよい。

【００４９】以下、説明の便宜上、スペーサー５が設置
（配設）された領域をスペーサー設置領域９８という。

【００５０】図２に示すように、マイクロレンズ基板１
では、四角形状の外周部の各辺近傍に、帯状にスペーサ
ー設置領域９８が形成されている。かかるスペーサー設
置領域９８は、例えば、近傍の辺と略平行に形成されて
いる。

【００５１】このように、スペーサー５をマイクロレン
ズ基板１の縁部近傍に設置すると、マイクロレンズ４の
光学特性に悪影響を与えないようにスペーサー５を設置
することが極めて容易となる。ここで、「マイクロレン
ズ基板の縁部近傍」としては、例えば、マイクロレンズ
基板の縁部（外周部）とマイクロレンズ基板の中心部と
の中間よりも縁部側の位置を指標とすることができる。

【００５２】図３、図４は、スペーサーを設置するパタ
ーンの他の例を示している。なお、これらの図では、マ
イクロレンズ基板がウエハーである場合の例を示してい
る。前述したマイクロレンズ基板１では、連続的な有効
レンズ領域９９が、１個形成されているのに対し、マイ
クロレンズ基板１Ａ、１Ｂおよび１Ｃでは、略長方形
（四角形）の有効レンズ領域９９が、非有効レンズ領域
１００で格子状に複数に分割されている。別言すれば、
マイクロレンズ基板１Ａ、１Ｂおよび１Ｃには、複数の
長方形状の有効レンズ領域９９が行列状に形成され、隣
接する有効レンズ領域９９間に、帯状の非有効レンズ領
域１００が形成された構成となっている。

【００５３】図３（ｉ）に示すマイクロレンズ基板１Ａ
では、スペーサー設置領域９８Ａは、四角形状の外周部
の各辺近傍に、近傍の辺と略平行となるように、帯状に
形成されている。このように、スペーサーを帯状に形成
すると、極めて高い精度で樹脂層９の厚みを規定でき
る。また、樹脂層９の厚みムラも極めて好適に抑制され
る。

【００５４】図３（ii）に示すマイクロレンズ基板１Ｂ
では、スペーサー設置領域９８は、四角形状の外周部の
各辺近傍に、局所的（スポット状）に形成されている。
さらには、マイクロレンズ基板１Ｂでは、隣接する有効
レンズ領域９９と有効レンズ領域９９の間にもスペーサ
ー設置領域９８が形成されている。このように、スペー
サー設置領域９８を、非有効レンズ領域１００が帯状に
形成された部分に設けてもよい。このように、スペーサ
ーを局所的に形成すると、スペーサーの使用量を削減す
ることができ、製造コスト等の削減を図ることができ
る。また、樹脂層９の厚みを規定する精度も高い。

【００５５】図４（iii）に示すマイクロレンズ基板１
Ｃでは、スペーサー設置領域９８は、四角形状の外周部
の各角部近傍に、局所的（スポット状）に形成されてい
る。このように、スペーサーを角部近傍に局所的に形成
すると、比較的高い精度で樹脂層９の厚みを規定しつ
つ、スペーサーの使用量をさらに削減することができ
る。マイクロレンズ基板１、１Ａおよび１Ｃのように、
スペーサー設置領域９８が有効レンズ領域９９と接触し
ないように、すなわちスペーサー設置領域９８が有効レ
ンズ領域９９とが離間するようにスペーサー設置領域９
８を形成すると、スペーサー５が、マイクロレンズ４の
光学特性に悪影響を与えにくい。

【００５６】以上述べたマイクロレンズ基板の各実施形
態では、スペーサーを４辺の近傍に設けたが、スペーサ
ーは、４辺の近傍に設けなくてもよい。ただし、少なく
とも３辺の近傍には、スペーサーを設けることが好まし
い。これにより、樹脂層９の厚みを好適に規定できるよ
うになる。なお、スペーサーは、３辺の近傍に設けなく
てもよい。また、スペーサーは、マイクロレンズ基板の
縁部近傍に設けなくてもよい。

【００５７】このようなマイクロレンズ基板１では、透
明基板（ガラス基板）２は、例えばガラスなどで構成さ
れている。マイクロレンズ基板１が液晶パネルに用いら
れ、かかる液晶パネルが透明基板２以外にガラス基板
（例えば後述するガラス基板１７１等）を有する場合に
は、透明基板２の熱膨張係数は、かかる液晶パネルが有
する他のガラス基板の熱膨張係数とほぼ等しいもの（例
えば両者の熱膨張係数の比が１／１０〜１０程度）であ
ることが好ましい。これにより、得られる液晶パネルで
は、温度が変化したときに二者の熱膨張係数が違うこと
により生じるそり、たわみ、剥離等が防止される。

【００５８】かかる観点からは、透明基板２と、液晶パ
ネルが有する他のガラス基板とは、同種類の材質で構成
されていることが好ましい。これにより、温度変化時の
熱膨張係数の相違によるそり、たわみ、剥離等が効果的
に防止される。

【００５９】特に、マイクロレンズ基板１を高温ポリシ
リコンのＴＦＴ液晶パネルに用いる場合には、透明基板
２は、石英ガラスで構成されていることが好ましい。Ｔ
ＦＴ液晶パネルは、液晶駆動基板としてＴＦＴ基板を有
している。かかるＴＦＴ基板には、製造時の環境により
特性が変化しにくい石英ガラスが好ましく用いられる。
このため、これに対応させて、透明基板２を石英ガラス
で構成することにより、そり、たわみ等の生じにくい、
安定性に優れたＴＦＴ液晶パネルを得ることができる。

【００６０】透明基板２の厚さは、透明基板２を構成す
る材料、屈折率等の種々の条件により異なるが、通常、
０．３〜５mm程度とされ、より好ましくは０．５〜２mm
程度とされる。なお、マイクロレンズ基板１が、樹脂層
９側から光が入射し、透明基板２側から出射する構成の
場合には、透明基板２の厚さは、好ましくは１０〜１０
００μｍ程度とされ、より好ましくは２０〜１５０μｍ
程度とされる。表層（ガラス層）８は、例えばガラス
で構成することができる。この場合、表層８の熱膨張係
数は、透明基板２の熱膨張係数とほぼ等しいもの（例え
ば両者の熱膨張係数の比が１／１０〜１０程度）とする
ことが好ましい。これにより、透明基板２と表層８の熱
膨張係数の相違により生じるそり、たわみ、剥離等が防
止される。このような効果は、透明基板２と表層８とを
同種類の材料で構成すると、より効果的に得られる。

【００６１】表層８の厚さは、マイクロレンズ基板１が
液晶パネルに用いられる場合、必要な光学特性を得る観
点からは、通常、５〜１０００μｍ程度とされ、より好
ましくは１０〜１５０μｍ程度とされる。なお、液晶パ
ネルが、光を表層８側から入射する構成の場合には、表
層８の厚さは、好ましくは０．３〜５mm程度とされ、よ
り好ましくは０．５〜２mm程度とされる。

【００６２】なお、表層（バリア層）８は、例えばセラ
ミックスで構成することもできる。なお、セラミックス
としては、例えば、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＴｉＮ、ＢＮ等の
窒化物系セラミックス、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂等の酸化物
系セラミックス、ＷＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＴａＣ等の炭
化物系セラミックスなどが挙げられる。表層８をセラミ
ックスで構成する場合、表層８の厚さは、特に限定され
ないが、２０ｎｍ〜２０μｍ程度とすることが好まし
く、４０ｎｍ〜１μｍ程度とすることがより好ましい。
なお、表層８は、設けなくてもよい。

【００６３】凹部３を覆っている樹脂層（接着剤層）９
は、例えば、透明基板２の構成材料の屈折率よりも高い
屈折率の樹脂（接着剤）で構成することができる。例え
ば、樹脂層９は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ア
クリルエポキシ系樹脂等の紫外線硬化型樹脂などで好適
に構成することができる。樹脂層９の厚さ（透明基板２
が本来の厚みを有しているところ）は、０．１〜１００
μｍ程度とすることが好ましく、１〜２０μｍ程度とす
ることがより好ましい。

【００６４】このようなマイクロレンズ基板１は、例え
ば以下のようにして製造することができる。

【００６５】マイクロレンズ基板１を製造する際には、
表面に複数（多数）の凹部３が形成された透明基板（マ
イクロレンズ用凹部付き基板）２をまず用意する必要が
ある。かかる透明基板２は、例えば、以下のようにして
製造、用意することができる（図５参照）。

【００６６】まず、母材として、例えば未加工の透明基
板２を用意する。この透明基板２には、厚さが均一で、
たわみや傷のないものが好適に用いられる。

【００６７】＜１＞まず、透明基板２の表面に、図５
（ａ）に示すように、マスク層６を形成する。また、こ
れとともに、透明基板２の裏面（マスク層６を形成する
面と反対側の面）に裏面保護層６９を形成する。このマ
スク層６は、後述する工程＜３＞における操作で耐性を
有するものが好ましい。

【００６８】かかる観点からは、マスク層６を構成する
材料としては、例えば、Au／Cr、Au／Ti、Pt／Cr、Pt／
Ti等の金属、多結晶シリコン（ポリシリコン）、アモル
ファスシリコン等のシリコン、窒化シリコンなどが挙げ
られる。

【００６９】マスク層６の厚さは、特に限定されない
が、０．０１〜１０μｍ程度とすることが好ましく、
０．２〜１μｍ程度とすることがより好ましい。厚さが
この範囲の下限値未満であると、透明基板２を十分に保
護できない場合があり、上限値を超えると、マスク層６
の内部応力によりマスク層６が剥がれ易くなる場合があ
る。マスク層６は、例えば、化学気相成膜法（ＣＶＤ
法）、スパッタリング法、蒸着法等の気相成膜法、メッ
キなどにより形成することができる。

【００７０】なお、裏面保護層６９は、次工程以降で透
明基板２の裏面を保護するためのものである。この裏面
保護層６９により、透明基板２の裏面の侵食、劣化等が
好適に防止される。この裏面保護層６９は、例えば、マ
スク層６と同様の材料で構成されている。このため、裏
面保護層６９は、マスク層６の形成と同時に、マスク層
６と同様に設けることができる。

【００７１】＜２＞次に、図５（ｂ）に示すように、マ
スク層６に、開口６１を形成する。開口６１は、凹部３
を形成する位置に設ける。また、開口６１の形状は、形
成する凹部３の形状（平面形状）に対応していることが
好ましい。

【００７２】かかる開口６１は、例えばフォトリソグラ
フィー法により形成することができる。具体的には、ま
ず、マスク層６上に、開口６１に対応したパターンを有
するレジスト層（図示せず）を形成する。次に、かかる
レジスト層をマスクとして、マスク層６の一部を除去す
る。次に、前記レジスト層を除去する。

【００７３】なお、マスク層６の一部除去は、例えば、
ＣＦガス、塩素系ガス等によるドライエッチング、フッ
酸＋硝酸水溶液、アルカリ水溶液等の剥離液への浸漬
（ウエットエッチング）などにより行うことができる。

【００７４】＜３＞次に、図５（ｃ）に示すように、透
明基板２上に凹部３を形成する。凹部３の形成方法とし
ては、ドライエッチング法、ウエットエッチング法等の
エッチング法などが挙げられる。例えばエッチングを行
うことにより、透明基板２は、開口６１より等方的に食
刻され、レンズ形状を有する凹部３が形成される。特
に、ウエットエッチング法によると、より理想的なレン
ズ形状に近い凹部３を形成することができる。なお、ウ
エットエッチングを行う際のエッチング液としては、例
えばフッ酸系エッチング液などが好適に用いられる。

【００７５】＜４＞次に、図５（ｄ）に示すように、マ
スク層６を除去する。また、この際、マスク層６の除去
とともに裏面保護層６９も除去する。これは、例えば、
アルカリ水溶液（例えばテトラメチル水酸化アンモニウ
ム水溶液等）、塩酸＋硝酸水溶液、フッ酸＋硝酸水溶液
等の剥離液への浸漬（ウエットエッチング）、ＣＦガ
ス、塩素系ガス等によるドライエッチングなどにより行
うことができる。

【００７６】これにより、図５（ｄ）に示すように、表
面に複数（多数）の凹部３が形成された透明基板（マイ
クロレンズ用凹部付き基板）２が得られる。このような
透明基板２を用い、例えば以下のようにして、マイクロ
レンズ基板１を製造することができる。

【００７７】＜５＞次に、図６に示すように、透明基板
２の凹部３が形成された面に、少なくとも有効レンズ領
域９９を覆うように、所定の屈折率（特に透明基板２の
屈折率より高い屈折率）を有する未硬化の樹脂９１を供
給し、凹部３内に樹脂９１を充填する。また、この際、
透明基板２上にスペーサー５を含む未硬化の樹脂９２を
供給する。かかる樹脂９２は、例えばスペーサー設置領
域９８を形成すべき部位に供給する。

【００７８】なお、樹脂９２は、樹脂９１を供給する前
に透明基板２上に供給してもよいし、樹脂９１を供給し
た後に供給してもよい。さらには、樹脂９２は、樹脂９
１と同時に透明基板２上に供給してもよい。

【００７９】樹脂９１と樹脂９２とは、同種類の材料で
構成することが好ましい。これにより、製造されるマイ
クロレンズ基板１で、樹脂９１と樹脂９２との熱膨張係
数が相違することにより、そり、たわみ等が生じること
が好適に防止される。なお、樹脂９１と樹脂９２とは、
異なる種類の材料で構成してもよいことは言うまでもな
い。

【００８０】樹脂９２を透明基板２上に供給する際、ス
ペーサー５は、樹脂９２中に分散していることが好まし
い。スペーサー５が樹脂９２中に分散していると、スペ
ーサー５をスペーサー設置領域９８内に均一に配設する
ことができる。これにより、形成される樹脂層９の厚み
ムラがより好適に抑制される。

【００８１】特に、スペーサー５の密度を前述した範囲
内とすると、スペーサー５を樹脂９２中に分散させやす
くなる。さらには、前記ρ１／ρ２が前述した範囲内で
あると、スペーサー５を樹脂９２中に、より均一に分散
させることが可能となる。このため、樹脂層９の厚みム
ラがさらに好適に抑制されるようになる。また、スペー
サーが粒子状であると、スペーサー５を樹脂９２中に分
散させることが容易となる。特に、スペーサー５のよう
にスペーサーが球状粒子であると、スペーサー５が樹脂
９２中に、より均一に分散しやすい。

【００８２】樹脂９２は、スペーサー５を１〜５０重量
％程度含有することが好ましく、５〜４０重量％程度含
有することがより好ましい。スペーサー５の含有量をこ
の範囲内とすると、樹脂層９と表層８との接着性が低下
するのを抑制しつつ、なおかつ樹脂層９の厚みを高い精
度で規定することができる。

【００８３】＜６＞次に、樹脂９１および樹脂９２上に
例えばガラスで構成された表層（第２基板）８を設置す
る（表層８を樹脂に密着させる）。このとき、表層８が
スペーサー５に当接するように、表層８を樹脂上に設置
する。

【００８４】このように表層（相手体）８を設置する
と、表層８の透明基板２側の端面と透明基板２の表層８
側の端面との距離は、スペーサー５で規定される。そし
て、樹脂層９の厚さは、かかる両端面間の距離に一致す
る。したがって、スペーサーの厚さを適宜選択すること
により、樹脂層９の厚さを所望のものに設定することが
できる。加えて、その精度は高い。

【００８５】しかも、スペーサー５を用いると、表層８
の透明基板２側の端面と透明基板２の表層８側の端面と
の距離が、マイクロレンズ基板１全体で均一なものとな
る。ゆえに、マイクロレンズ基板１全体で樹脂層９の厚
みも均一なものとなる。樹脂層９の厚みが均一である
と、各マイクロレンズ４の焦点距離も均一なものとな
る。したがって、例えば、このようなマイクロレンズ基
板１を液晶パネルに用いた場合、出射光の明るさムラが
軽減され、これにより、画像の明るさムラも防止される
ようになる。

【００８６】さらには、スペーサー５を用いると、スペ
ーサー５を樹脂に押圧する際の圧力、押圧時間等を、樹
脂の種類、粘度等に応じて調整する必要がなくなる。従
来のように、スペーサーを用いずに、樹脂への押圧圧
力、押圧時間だけで樹脂層の厚みを規定しようとする
と、樹脂の種類、粘度等が変わる毎に、最適な押圧圧力
・押圧時間を実験により見出さなければならなかった。
これに対し、本発明のようにスペーサー５を用いると、
樹脂の種類、粘度等が変わっても、このような実験を行
い最適な接合条件を見つける必要がなくなる。このた
め、樹脂層９を構成する樹脂を変える場合でも、本発明
によれば容易に対応することができ、また、その際の労
力も少ない。

【００８７】＜７＞次に、樹脂９１および樹脂９２を硬
化させて樹脂層９を形成する。これにより、表層８が樹
脂層９を介して透明基板２に接合される。また、凹部３
内では、樹脂層９を構成する樹脂によりマイクロレンズ
４が形成される。なお、樹脂の硬化は、例えば、樹脂に
紫外線、電子線を照射すること、樹脂を加熱することな
どにより行うことができる。

【００８８】＜８＞その後、必要に応じて研削、研磨等
を行ない、表層８の厚さを調整してもよい。これによ
り、図１に示すように、マイクロレンズ基板１を得るこ
とができる。

【００８９】なお、表層８をセラミックスで構成する場
合は、以下のようにしてマイクロレンズ基板を製造する
ことができる。以下、上述したマイクロレンズ基板１の
製造方法と相違する点を中心に説明する。まず、前記工
程＜１＞〜＜５＞と同様の工程を行う。

【００９０】＜６’＞次に、樹脂９１および樹脂９２上
に型材（第２基板；図示せず）を設置する（型材を樹脂
に密着させる）。このとき、型材がスペーサー５に当接
するように、型材（相手体）を樹脂上に設置する。この
型材には、表面（樹脂に接する面）が平坦なものが好適
に用いられる。

【００９１】＜７’＞次に、樹脂９１および樹脂９２を
硬化させて樹脂層９を形成する。

【００９２】＜８’＞次に、前記型材を樹脂層９から外
す。すなわち、離型を行う。

【００９３】＜９’＞その後、樹脂層９上にセラミック
スで構成された表層８を形成する。この表層８は、例え
ば、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等の気相成膜
法などにより形成することができる。これにより、セラ
ミックスで構成された表層８を有するマイクロレンズ基
板１を得ることができる。

【００９４】本発明のマイクロレンズ基板は、以下に述
べる液晶パネル用対向基板および液晶パネル以外にも、
ＣＣＤ用マイクロレンズ基板、光通信素子用マイクロレ
ンズ基板等の各種基板、各種用途に用いることができる
ことは言うまでもない。

【００９５】マイクロレンズ基板１の表層８上に、例え
ば、開口１１１を有するブラックマトリックス１１を形
成し、次いで、かかるブラックマトリックス１１を覆う
ように透明導電膜１２を形成することにより、液晶パネ
ル用対向基板１０を製造することができる（図７参
照）。なお、ブラックマトリックス１１および透明導電
膜１２は、表層８上ではなく、透明基板２上に設けても
よい。

【００９６】ブラックマトリックス１１は、遮光機能を
有し、例えば、Cr、Al、Al合金、Ni、Zn、Ti等の金属、
カーボンやチタン等を分散した樹脂などで構成されてい
る。

【００９７】透明導電膜１２は、導電性を有し、例え
ば、インジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）、インジウ
ムオキサイド（ＩＯ）、酸化スズ（SnO₂）などで構成さ
れている。

【００９８】ブラックマトリックス１１は、例えば、表
層８上に気相成膜法（例えば蒸着、スパッタリング等）
によりブラックマトリックス１１となる薄膜を成膜し、
次いで、かかる薄膜上に開口１１１のパターンを有する
レジスト膜を形成し、次いで、ウエットエッチングを行
い前記薄膜に開口１１１を形成し、次いで、前記レジス
ト膜を除去することにより設けることができる。また、
透明導電膜１２は、例えば、蒸着、スパッタリング等の
気相成膜法により設けることができる。

【００９９】このように、マイクロレンズ基板上に、ブ
ラックマトリックス、透明導電膜を形成することにより
液晶パネル用対向基板を得ることができる。なお、マイ
クロレンズ基板が表層を有していない場合には、ブラッ
クマトリックスや透明導電膜を、樹脂層上に直接形成し
てもよい。なお、ブラックマトリックス１１は、設けな
くてもよい。

【０１００】以下、このような液晶パネル用対向基板を
用いた液晶パネル（液晶光シャッター）について、図７
に基づいて説明する。

【０１０１】図７に示すように、本発明の液晶パネル
（ＴＦＴ液晶パネル）１６は、ＴＦＴ基板（液晶駆動基
板）１７と、ＴＦＴ基板１７に接合された液晶パネル用
対向基板１０と、ＴＦＴ基板１７と液晶パネル用対向基
板１０との距離を規定する第２スペーサー１９と、ＴＦ
Ｔ基板１７と液晶パネル用対向基板１０との空隙に封入
された液晶よりなる液晶層１８とを有している。

【０１０２】液晶パネル用対向基板１０は、マイクロレ
ンズ基板１と、かかるマイクロレンズ基板１の表層８上
に設けられ、開口１１１が形成されたブラックマトリッ
クス１１と、表層８上にブラックマトリックス１１を覆
うように設けられた透明導電膜（共通電極）１２とを有
している。

【０１０３】ＴＦＴ基板１７は、液晶層１８の液晶を駆
動する基板であり、ガラス基板１７１と、かかるガラス
基板１７１上に設けられ、マトリックス状（行列状）に
配設された複数（多数）の画素電極１７２と、各画素電
極１７２に対応する複数（多数）の薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）１７３とを有している。なお、図では、シー
ル材、配向膜、配線などの記載は省略した。

【０１０４】この液晶パネル１６では、液晶パネル用対
向基板１０の透明導電膜１２と、ＴＦＴ基板１７の画素
電極１７２とが対向するように、ＴＦＴ基板１７と液晶
パネル用対向基板１０とが、第２スペーサー１９を介し
て、一定距離離間して接合されている。なお、ＴＦＴ基
板１７および液晶パネル用対向基板１０の互いに対向す
る面は、それぞれ第２スペーサー１９に当接している。

【０１０５】ガラス基板１７１は、前述したような理由
から、石英ガラスで構成されていることが好ましい。

【０１０６】画素電極１７２は、透明導電膜（共通電
極）１２との間で充放電を行うことにより、液晶層１８
の液晶を駆動する。この画素電極１７２は、例えば、前
述した透明導電膜１２と同様の材料で構成されている。

【０１０７】薄膜トランジスタ１７３は、近傍の対応す
る画素電極１７２に接続されている。また、薄膜トラン
ジスタ１７３は、図示しない制御回路に接続され、画素
電極１７２へ供給する電流を制御する。これにより、画
素電極１７２の充放電が制御される。

【０１０８】液晶層１８は液晶分子（図示せず）を含有
しており、画素電極１７２の充放電に対応して、かかる
液晶分子、すなわち液晶の配向が変化する。

【０１０９】このような液晶パネル１６では、マイクロ
レンズ基板１が有するスペーサー５は、第２スペーサー
１９と異なる物性（例えば、弾性率、硬度、ポアソン
比、比重等のうちの少なくとも１つ）を有していること
が好ましい。スペーサー５と、第２スペーサー１９とで
は、それぞれが接している物質の性質が異なる。また、
スペーサー５と第２スペーサー１９とでは、目的、機能
も異なる。さらには、スペーサー５と第２スペーサー１
９とでは、製造時に経る工程も異なる。したがって、ス
ペーサー５の物性と第２スペーサー１９の物性とが異な
るものとすると、それぞれの目的、機能、役割等に応じ
た最適な性質を有するスペーサーをそれぞれ設置するこ
とが可能となる。

【０１１０】特に、スペーサー５の弾性率（スペーサー
５の構成材料の弾性率）は、第２スペーサー１９の弾性
率（第２スペーサー１９の構成材料の弾性率）よりも低
いことが好ましい。これにより、液晶パネル１６では、
液晶層１８の厚みの均一性が向上する。これは、次のよ
うなメカニズムによるものでる。液晶パネル１６を製造
する際に、ＴＦＴ基板１７と液晶パネル用対向基板１０
とを接合する。このとき、ＴＦＴ基板１７は液晶パネル
用対向基板１０に対して、また、液晶パネル用対向基板
１０はＴＦＴ基板１７に対して力が加えられる。かかる
場合に、ＴＦＴ基板１７および液晶パネル用対向基板１
０に加わる力は、それぞれの基板の法線と完全に一致し
ていることが理想である。しかし、実際には、これらの
基板に加わる力は、ごくわずかであるが、法線からずれ
る場合がある。このとき、スペーサー５の弾性率が第２
スペーサー１９の弾性率よりも低いと、スペーサー５が
収縮し、第２スペーサー１９の収縮は抑制される。この
ため結果として、液晶層１８の厚みの均一性が低下する
のが防止される。そして、液晶層１８の厚みの均一性が
高いと、液晶パネル全体にわたって均一性が極めて高い
コントラスト比の画像が得られ、視認性が向上するとい
う利点が得られる。

【０１１１】このような効果をより顕著に得る観点から
は、スペーサー５の構成材料の弾性率は、第２スペーサ
ー１９の性質等によっても若干異なるが、４０〜８００
kgf/mm²程度とすることが好ましい。

【０１１２】このような液晶パネル１６では、通常、１
個のマイクロレンズ４と、かかるマイクロレンズ４の光
軸Ｑに対応したブラックマトリックス１１の１個の開口
１１１と、１個の画素電極１７２と、かかる画素電極１
７２に接続された１個の薄膜トランジスタ１７３とが、
１画素に対応している。

【０１１３】液晶パネル用対向基板１０側から入射した
入射光Ｌは、透明基板２を通り、マイクロレンズ４を通
過する際に集光されつつ、樹脂層９、表層８、ブラック
マトリックス１１の開口１１１、透明導電膜１２、液晶
層１８、画素電極１７２、ガラス基板１７１を透過す
る。このとき、マイクロレンズ基板１の入射側には通常
偏光板（図示せず）が配置されているので、入射光Ｌが
液晶層１８を透過する際に、入射光Ｌは直線偏光となっ
ている。その際、この入射光Ｌの偏光方向は、液晶層１
８の液晶分子の配向状態に対応して制御される。したが
って、液晶パネル１６を透過した入射光Ｌを偏光板（図
示せず）に透過させることにより、出射光の輝度を制御
することができる。

【０１１４】このように、液晶パネル１６は、マイクロ
レンズ４を有しており、しかも、マイクロレンズ４を通
過した入射光Ｌは、集光されてブラックマトリックス１
１の開口１１１を通過する。一方、ブラックマトリック
ス１１の開口１１１が形成されていない部分では、入射
光Ｌは遮光される。したがって、液晶パネル１６では、
画素以外の部分から不要光が漏洩することが防止され、
かつ、画素部分での入射光Ｌの減衰が抑制される。この
ため、液晶パネル１６は、画素部で高い光の透過率を有
し、比較的小さい光量で明るく鮮明な画像を形成するこ
とができる。しかも、マイクロレンズ基板１では、樹脂
層９の厚みムラが防止されているので、前述したよう
に、画像の明るさムラが好適に防止される。

【０１１５】この液晶パネル１６は、例えば、公知の方
法により製造されたＴＦＴ基板１７と液晶パネル用対向
基板１０とを配向処理した後、第２スペーサー１９およ
びシール材（図示せず）を介して両者を接合し、次い
で、これにより形成された空隙部の封入孔（図示せず）
から液晶を空隙部内に注入し、次いで、かかる封入孔を
塞ぐことにより製造することができる。その後、必要に
応じて、液晶パネル１６の入射側や出射側に偏光板を貼
り付けてもよい。

【０１１６】なお、上記液晶パネル１６では、液晶駆動
基板としてＴＦＴ基板を用いたが、液晶駆動基板にＴＦ
Ｔ基板以外の他の液晶駆動基板、例えば、ＴＦＤ基板、
ＳＴＮ基板などを用いてもよい。

【０１１７】以下、上記液晶パネル１６を用いた投射型
表示装置（液晶プロジェクター）について説明する。図
８は、本発明の投射型表示装置の光学系を模式的に示す
図である。

【０１１８】同図に示すように、投射型表示装置３００
は、光源３０１と、複数のインテグレータレンズを備え
た照明光学系と、複数のダイクロイックミラー等を備え
た色分離光学系（導光光学系）と、赤色に対応した（赤
色用の）液晶ライトバルブ（液晶光シャッターアレイ）
２４と、緑色に対応した（緑色用の）液晶ライトバルブ
（液晶光シャッターアレイ）２５と、青色に対応した
（青色用の）液晶ライトバルブ（液晶光シャッターアレ
イ）２６と、赤色光のみを反射するダイクロイックミラ
ー面２１１および青色光のみを反射するダイクロイック
ミラー面２１２が形成されたダイクロイックプリズム
（色合成光学系）２１と、投射レンズ（投射光学系）２
２とを有している。

【０１１９】また、照明光学系は、インテグレータレン
ズ３０２および３０３を有している。色分離光学系は、
ミラー３０４、３０６、３０９、青色光および緑色光を
反射する（赤色光のみを透過する）ダイクロイックミラ
ー３０５、緑色光のみを反射するダイクロイックミラー
３０７、青色光のみを反射するダイクロイックミラー
（または青色光を反射するミラー）３０８、集光レンズ
３１０、３１１、３１２、３１３および３１４とを有し
ている。

【０１２０】液晶ライトバルブ２５は、前述した液晶パ
ネル１６と、液晶パネル１６の入射面側（マイクロレン
ズ基板が位置する面側、すなわちダイクロイックプリズ
ム２１と反対側）に接合された第１の偏光板（図示せ
ず）と、液晶パネル１６の出射面側（マイクロレンズ基
板と対向する面側、すなわちダイクロイックプリズム２
１側）に接合された第２の偏光板（図示せず）とを備え
ている。液晶ライトバルブ２４および２６も、液晶ライ
トバルブ２５と同様の構成となっている。これら液晶ラ
イトバルブ２４、２５および２６が備えている液晶パネ
ル１６は、図示しない駆動回路にそれぞれ接続されてい
る。

【０１２１】なお、投射型表示装置３００では、ダイク
ロイックプリズム２１と投射レンズ２２とで、光学ブロ
ック２０が構成されている。また、この光学ブロック２
０と、ダイクロイックプリズム２１に対して固定的に設
置された液晶ライトバルブ２４、２５および２６とで、
表示ユニット２３が構成されている。

【０１２２】以下、投射型表示装置３００の作用を説明
する。

【０１２３】光源３０１から出射された白色光（白色光
束）は、インテグレータレンズ３０２および３０３を透
過する。この白色光の光強度（輝度分布）は、インテグ
レータレンズ３０２および３０３により均一にされる。

【０１２４】インテグレータレンズ３０２および３０３
を透過した白色光は、ミラー３０４で図８中左側に反射
し、その反射光のうちの青色光（Ｂ）および緑色光
（Ｇ）は、それぞれダイクロイックミラー３０５で図８
中下側に反射し、赤色光（Ｒ）は、ダイクロイックミラ
ー３０５を透過する。

【０１２５】ダイクロイックミラー３０５を透過した赤
色光は、ミラー３０６で図８中下側に反射し、その反射
光は、集光レンズ３１０により整形され、赤色用の液晶
ライトバルブ２４に入射する。

【０１２６】ダイクロイックミラー３０５で反射した青
色光および緑色光のうちの緑色光は、ダイクロイックミ
ラー３０７で図８中左側に反射し、青色光は、ダイクロ
イックミラー３０７を透過する。

【０１２７】ダイクロイックミラー３０７で反射した緑
色光は、集光レンズ３１１により整形され、緑色用の液
晶ライトバルブ２５に入射する。

【０１２８】また、ダイクロイックミラー３０７を透過
した青色光は、ダイクロイックミラー（またはミラー）
３０８で図８中左側に反射し、その反射光は、ミラー３
０９で図８中上側に反射する。前記青色光は、集光レン
ズ３１２、３１３および３１４により整形され、青色用
の液晶ライトバルブ２６に入射する。

【０１２９】このように、光源３０１から出射された白
色光は、色分離光学系により、赤色、緑色および青色の
三原色に色分離され、それぞれ、対応する液晶ライトバ
ルブに導かれ、入射する。

【０１３０】この際、液晶ライトバルブ２４が有する液
晶パネル１６の各画素（薄膜トランジスタ１７３とこれ
に接続された画素電極１７２）は、赤色用の画像信号に
基づいて作動する駆動回路（駆動手段）により、スイッ
チング制御（オン／オフ）、すなわち変調される。

【０１３１】同様に、緑色光および青色光は、それぞ
れ、液晶ライトバルブ２５および２６に入射し、それぞ
れの液晶パネル１６で変調され、これにより緑色用の画
像および青色用の画像が形成される。この際、液晶ライ
トバルブ２５が有する液晶パネル１６の各画素は、緑色
用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッ
チング制御され、液晶ライトバルブ２６が有する液晶パ
ネル１６の各画素は、青色用の画像信号に基づいて作動
する駆動回路によりスイッチング制御される。

【０１３２】これにより赤色光、緑色光および青色光
は、それぞれ、液晶ライトバルブ２４、２５および２６
で変調され、赤色用の画像、緑色用の画像および青色用
の画像がそれぞれ形成される。

【０１３３】前記液晶ライトバルブ２４により形成され
た赤色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ２４からの
赤色光は、面２１３からダイクロイックプリズム２１に
入射し、ダイクロイックミラー面２１１で図８中左側に
反射し、ダイクロイックミラー面２１２を透過して、出
射面２１６から出射する。

【０１３４】また、前記液晶ライトバルブ２５により形
成された緑色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ２５
からの緑色光は、面２１４からダイクロイックプリズム
２１に入射し、ダイクロイックミラー面２１１および２
１２をそれぞれ透過して、出射面２１６から出射する。

【０１３５】また、前記液晶ライトバルブ２６により形
成された青色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ２６
からの青色光は、面２１５からダイクロイックプリズム
２１に入射し、ダイクロイックミラー面２１２で図８中
左側に反射し、ダイクロイックミラー面２１１を透過し
て、出射面２１６から出射する。

【０１３６】このように、前記液晶ライトバルブ２４、
２５および２６からの各色の光、すなわち液晶ライトバ
ルブ２４、２５および２６により形成された各画像は、
ダイクロイックプリズム２１により合成され、これによ
りカラーの画像が形成される。この画像は、投射レンズ
２２により、所定の位置に設置されているスクリーン３
２０上に投影（拡大投射）される。

【０１３７】

【実施例】（実施例１）以下のようにしてマイクロレン
ズ基板を製造した。なお、樹脂層の厚さの設計値は、１
２μｍに設定した。

【０１３８】まず、母材として、厚さ１．２mmで長方形
の未加工の石英ガラス基板（透明基板）を用意した。次
に、この石英ガラス基板を８５℃の洗浄液（硫酸と過酸
化水素水との混合液）に浸漬して洗浄を行い、その表面
を清浄化した。

【０１３９】−１− この石英ガラス基板の表面および
裏面に、ＣＶＤ法により、厚さ０．４μｍの多結晶シリ
コンの膜を形成した。これは、石英ガラス基板を、６０
０℃、８０Paに設定したＣＶＤ炉内に入れ、SiH₄を３０
０mL／分の速度で供給することにより行った。

【０１４０】−２− 次に、形成した多結晶シリコン膜
に、形成する凹部に対応した開口を形成した。これは、
次のようにして行った。まず、多結晶シリコン膜上に、
形成する凹部のパターンを有するレジスト層を形成し
た。次に、多結晶シリコン膜に対してＣＦガスによるド
ライエッチングを行ない、開口を形成した。次に、前記
レジスト層を除去した。

【０１４１】−３− 次に、石英ガラス基板をエッチン
グ液（１０％フッ酸＋１０％グリセリンの混合水溶液）
に浸漬してウエットエッチングを行い、石英ガラス基板
上に凹部を形成した。

【０１４２】−４− 次に、石英ガラス基板を、１５％
テトラメチル水酸化アンモニウム水溶液に浸漬して、表
面および裏面に形成した多結晶シリコン膜を除去した。

【０１４３】−５．１− 次に、かかる石英ガラス基板
の凹部が形成された面のスペーサー設置領域近傍以外の
ところに、未硬化の紫外線（ＵＶ）硬化型アクリル系光
学接着剤（屈折率１．６０、硬化後の密度１．１８g/cm
³）を、ディスペンサーを用いて、気泡なく塗布した。

【０１４４】−５．２− 次いで、石英ガラス基板上の
凹部が形成されていない部分に、ディスペンサーを用い
て、図２に示すような塗布パターンで、スペーサーを均
一に分散させた接着剤を塗布した。

【０１４５】なお、この接着剤には、前記−５．１−と
同様のものを用いた。また、接着剤中のスペーサー含有
量は、１０重量％とした。スペーサーには、球状プラス
チック微粒子を用いた。かかる球状プラスチック微粒子
の平均粒径は１２μｍであり、粒径分布の標準偏差は平
均粒径の４．６％であり、密度は１．１９g/cm³であ
り、弾性率は４８０kgf/mm²であった。

【０１４６】−６− 次に、石英ガラス基板の樹脂を塗
布した面に、石英ガラス製カバーガラス（表層）を接合
した。このとき、全てのスペーサー設置領域においてカ
バーガラスがスペーサーに接触すべく、カバーガラス全
体に均一な圧力をかけた。

【０１４７】−７− 次に、紫外線を照射し、樹脂を硬
化させ、樹脂層およびマイクロレンズを形成した。

【０１４８】−８− 最後に、カバーガラスを厚さ５０
μｍに研削、研磨して、図１および図２に示すような構
造のマイクロレンズ基板を得た。

【０１４９】（実施例２）前記と同様にして、図３
（ｉ）に示すようなウエハー状のマイクロレンズ基板を
製造した。

【０１５０】（実施例３）前記と同様にして、図３（i
i）に示すようなウエハー状のマイクロレンズ基板を製
造した。

【０１５１】（実施例４）前記と同様にして、図４（ii
i）に示すようなウエハー状のマイクロレンズ基板を製
造した。

【０１５２】（比較例）以下に示した事項以外は前記実
施例と同様にして、マイクロレンズ基板を製造した。

【０１５３】まず、前記−１−〜−４−と同様の工程を
行った。 −比５− 次に、かかる石英ガラス基板の凹部が形成さ
れた面に、スペーサーを含有していない未硬化の接着剤
を塗布した。

【０１５４】−比６− 次に、石英ガラス基板の樹脂を
塗布した面に石英ガラス製カバーガラスを接合した。こ
のとき、樹脂層の厚さが１２μｍとなるように、カバー
ガラス全体に圧力をかけて、石英ガラス基板とカバーガ
ラスの対向する端面間の距離を調整した。その後、前記
−７−〜−８−と同様の工程を行った。

【０１５５】（評価）実施例および比較例で得られたマ
イクロレンズ基板の非有効レンズ領域内の角部近傍部分
を２０ｍｍ角、７行５列のメッシュ状に分割し、各メッ
シュ内の樹脂層の厚さを液晶ギャップ測定装置（キャノ
ン社製「ＴＭ−１２３０Ｎ」）を用いて測定した。そし
て、得られた３５個の樹脂層の厚さデータをもとに、樹
脂層の平均厚さとその標準偏差を求めた。

【０１５６】その結果は以下の通りであった。・実施例１………平均厚さ：１１．９６０μｍ標準偏差：１．３５４μｍ・実施例２………平均厚さ：１１．９５２μｍ標準偏差：１．３７６μｍ・実施例３………平均厚さ：１２．０８６μｍ標準偏差：１．１２８μｍ・実施例４………平均厚さ：１２．０９３μｍ標準偏差：１．２８０μｍ・比較例 ………平均厚さ：１４．０４１μｍ標準偏差：３．４５２μｍ以上の結果から、本実施例で得られたマイクロレンズ基
板の樹脂層の厚さは設計値（１２μｍ）に極めて近いも
のであることが確認された。また、樹脂層の厚みムラも
好適に抑制されていたことが確認された。

【０１５７】実施例で製造した各マイクロレンズ基板に
ついて、スパッタリング法およびフォトリソグラフィー
法を用いて、カバーガラスのマイクロレンズに対応した
位置に開口が設けられた厚さ０．１６μｍの遮光膜（Ｃ
ｒ膜）、すなわち、ブラックマトリックスを形成した。
さらに、ブラックマトリックス上に厚さ０．１５μｍの
ＩＴＯ膜（透明導電膜）をスパッタリング法により形成
し、液晶パネル用対向基板を製造した。その後、液晶パ
ネル用対向基板がウエハー状の場合は、カッティングを
行い、複数個の液晶パネル用対向基板に分割した。

【０１５８】さらに、これら液晶パネル用対向基板と、
別途用意したＴＦＴ基板（ガラス基板は石英ガラス製）
とを配向処理した後、両者を球状シリカ微粒子よりなる
スペーサー（弾性率７４５４kgf/mm²）およびシール材
を介して接合した。次に、液晶パネル用対向基板とＴＦ
Ｔ基板との間に形成された空隙部の封入孔から液晶を空
隙部内に注入し、次いで、かかる封入孔を塞いで図７に
示すような構造のＴＦＴ液晶パネルをそれぞれ製造し
た。得られたＴＦＴに光を透過させたところ、各画素間
で出射光の明るさにバラツキは確認されなかった。

【０１５９】その後、得られたＴＦＴ液晶パネルを用い
て、図８に示すような構造の液晶プロジェクター（投射
型表示装置）を組み立てた。その結果、得られた液晶プ
ロジェクターは、いずれも、スクリーン上に明るさムラ
のない画像を投射できた。

【０１６０】表層がセラミックスで構成されたマイクロ
レンズ基板を製造したところ、かかるマイクロレンズ基
板でも、樹脂層をほぼ設計値通りの厚さにすることがで
きた。また、樹脂層の厚みムラも低いものであった。な
お、このマイクロレンズ基板は、スペーサーの平均粒径
を４０μｍにしたこと；前記工程−６−において、カバ
ーガラスの代わりに表面に離型剤を塗布した型材を樹脂
に接合したこと；樹脂を硬化させた後型材を樹脂から剥
離したこと；その後、樹脂層上にスパッタリング法によ
り厚さ１μｍのＡｌＮ膜を形成したこと以外は、実施例
１とほぼ同様にして製造した。

【０１６１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、高
い精度で樹脂層の厚みを規定することができるマイクロ
レンズ基板を提供することができる。ゆえに、本発明に
よれば、樹脂層の厚みを設計値により近いものとするこ
とができる。これに伴い、マイクロレンズの光学特性
も、設計値により近いものとなる。

【０１６２】また、本発明によれば、樹脂層の厚みムラ
も抑制することができる。したがって、マイクロレンズ
を通過した出射光の明るさむらが抑制される。さらに
は、本発明によれば、明るさむらのない画像を投射可能
な液晶パネル、および投射型表示装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマイクロレンズ基板の実施形態を示す
模式的な縦断面図である。

【図２】図１に示すマイクロレンズ基板の模式的な平面
図である。

【図３】本発明のマイクロレンズ基板の他の実施形態を
説明するための模式的な平面図である。

【図４】本発明のマイクロレンズ基板の他の実施形態を
説明するための模式的な平面図である。

【図５】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法を説明
するための図である。

【図６】本発明のマイクロレンズ基板の製造方法を説明
するための模式的な縦断面図である。

【図７】本発明の液晶パネルの実施例を示す模式的な縦
断面図である。

【図８】本発明の実施例における投射型表示装置の光学
系を模式的に示す図である。

【図９】従来のマイクロレンズ基板を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃマイクロレンズ基板９８、９８Ａ、９８Ｂ、９８Ｃスペーサー設置領域９９有効レンズ領域１００非有効レンズ領域２透明基板３凹部４マイクロレンズ５スペーサー６マスク層６１開口６９裏面保護層８表層９樹脂層９１、９２樹脂１０液晶パネル用対向基板１１ブラックマトリックス１１１開口１２透明導電膜１６液晶パネル１７ＴＦＴ基板１７１ガラス基板１７２画素電極１７３薄膜トランジスタ１８液晶層１９第２スペーサー３００投射型表示装置３０１光源３０２、３０３インテグレータレンズ３０４、３０６、３０９ミラー３０５、３０７、３０８ダイクロイックミラー３１０〜３１４集光レンズ３２０スクリーン２０光学ブロック２１ダイクロイックプリズム２１１、２１２ダイクロイックミラー面２１３〜２１５面２１６出射面２２投射レンズ２３表示ユニット２４〜２６液晶ライトバルブ９００マイクロレンズ基板９０２ガラス基板９０３凹部９０８ガラス層９０９樹脂層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者四谷真一長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内Ｆターム(参考） 2H091 FA29Y FA35Y FB02 FB12 FC01 FC02 FC17 FC18 FC26 FD03 FD06 FD15 GA01 GA03 GA08 GA11 GA17 MA07 4F213 AA44 AC04 AD05 AH33 AH74 AJ06 WA02 WB01 WB11 WC01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の凹部が設けられた第１の基板上に
樹脂を供給し、該樹脂を介して前記第１の基板と第２の
基板とを接合するとともに、前記凹部内に前記樹脂を充
填してマイクロレンズを形成するマイクロレンズ基板の
製造方法であって、前記凹部が形成された領域の外側に、スペーサーを含む
樹脂を設置した状態で前記第１の基板と前記第２の基板
とを接合することを特徴とするマイクロレンズ基板の製
造方法。
【請求項２】前記マイクロレンズを形成する樹脂と、
前記スペーサーを含む樹脂とは、同種類の材料で構成さ
れている請求項１に記載のマイクロレンズ基板の製造方
法。
【請求項３】前記スペーサーは、粒子状である請求項
１または２に記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項４】前記スペーサーは、球状粒子である請求
項１または２に記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項５】前記スペーサーを含む樹脂は、前記スペ
ーサーを１〜５０重量％含有する請求項１ないし４のい
ずれかに記載のマイクロレンズ基板の製造方法。
【請求項６】前記第２の基板は、ガラスで構成されて
いる請求項１ないし５のいずれかに記載のマイクロレン
ズ基板の製造方法。
【請求項７】請求項１ないし６のいずれかに記載のマ
イクロレンズ基板の製造方法により製造されたことを特
徴とするマイクロレンズ基板。
【請求項８】複数の凹部が設けられた第１の基板と、
前記凹部を覆うように設けられた樹脂層とを有し、前記
凹部内に充填された樹脂によりマイクロレンズが構成さ
れたマイクロレンズ基板であって、前記マイクロレンズによって構成される有効レンズ領域
の外側に、前記樹脂層の厚みを規定するスペーサーが設
けられていることを特徴とするマイクロレンズ基板。
【請求項９】前記スペーサーは、マイクロレンズ基板
の縁部近傍に設けられている請求項８に記載のマイクロ
レンズ基板。
【請求項１０】マイクロレンズ基板は四角形をなして
おり、その四角形のうち少なくとも３辺の近傍には、前
記スペーサーが設けられている請求項８または９に記載
のマイクロレンズ基板。
【請求項１１】前記スペーサーは、粒子状である請求
項８ないし１０のいずれかに記載のマイクロレンズ基
板。
【請求項１２】前記スペーサーは、球状粒子である請
求項８ないし１０のいずれかに記載のマイクロレンズ基
板。
【請求項１３】前記スペーサーの粒径分布の標準偏差
は、前記スペーサーの平均粒径の２０％以内である請求
項１２に記載のマイクロレンズ基板。
【請求項１４】前記スペーサーの密度は、０．５〜
２．０g/cm³である請求項８ないし１３のいずれかに記
載のマイクロレンズ基板。
【請求項１５】前記スペーサーの密度をρ１（g/c
m³）、前記樹脂層を構成する樹脂の密度をρ２（g/c
m³）としたとき、ρ１／ρ２は、０．６〜１．４である
請求項８ないし１４のいずれかに記載のマイクロレンズ
基板。
【請求項１６】前記樹脂層上には、表層が設けられて
いる請求項８ないし１５のいずれかに記載のマイクロレ
ンズ基板。
【請求項１７】前記表層は、ガラスまたはセラミック
スで構成されている請求項１６に記載のマイクロレンズ
基板。
【請求項１８】請求項７ないし１７のいずれかに記載
のマイクロレンズ基板上に、透明導電膜が設けられたこ
とを特徴とする液晶パネル用対向基板。
【請求項１９】請求項７ないし１７のいずれかに記載
のマイクロレンズ基板と、該マイクロレンズ基板上に設
けられたブラックマトリックスと、該ブラックマトリッ
クスを覆う透明導電膜とを有することを特徴とする液晶
パネル用対向基板。
【請求項２０】請求項１８または１９に記載の液晶パ
ネル用対向基板を備えたことを特徴とする液晶パネル。
【請求項２１】画素電極を備えた液晶駆動基板と、該
液晶駆動基板に接合された請求項１８または１９に記載
の液晶パネル用対向基板と、前記液晶駆動基板と前記液
晶パネル用対向基板との空隙に封入された液晶とを有す
ることを特徴とする液晶パネル。
【請求項２２】画素電極を備えた液晶駆動基板と、前
記液晶駆動基板との距離を規定する第２のスペーサーを
介して、前記液晶駆動基板に接合された請求項１８また
は１９に記載の液晶パネル用対向基板と、前記液晶駆動
基板と前記液晶パネル用対向基板との空隙に封入された
液晶とを有することを特徴とする液晶パネル。
【請求項２３】前記マイクロレンズ基板が有するスペ
ーサーは、前記第２のスペーサーと異なる物性を有する
請求項２２に記載の液晶パネル。
【請求項２４】前記マイクロレンズ基板が有するスペ
ーサーの弾性率は、前記第２のスペーサーの弾性率より
も低い請求項２２または２３に記載の液晶パネル。
【請求項２５】前記液晶駆動基板は、マトリックス状
に配設された前記画素電極と、前記画素電極に接続され
た薄膜トランジスタとを有するＴＦＴ基板である請求項
２１ないし２４のいずれかに記載の液晶パネル。
【請求項２６】請求項２０ないし２５のいずれかに記
載の液晶パネルを備えたライトバルブを有し、該ライト
バルブを少なくとも１個用いて画像を投射することを特
徴とする投射型表示装置。
【請求項２７】画像を形成する赤色、緑色および青色
に対応した３つのライトバルブと、光源と、該光源から
の光を赤色、緑色および青色の光に分離し、前記各光を
対応する前記ライトバルブに導く色分離光学系と、前記
各画像を合成する色合成光学系と、前記合成された画像
を投射する投射光学系とを有する投射型表示装置であっ
て、前記ライトバルブは、請求項２０ないし２５のいず
れかに記載の液晶パネルを備えたことを特徴とする投射
型表示装置。